1.4 Facteurs influençant la pyrolyse
Bon nombre de facteurs influencent le rendement en charbon de
la pyrolyse, tels que la granulométrie, le temps de résidence, la
vitesse de chauffe, la température finale, la pression, la proportion de
catalyseurs et ainsi de suite [22].Comme facteurs ici nous nous
intéresserons, à la vitesse de chauffe, la température
finale et la pression.
1.4.1 La vitesse de chauffe
Lorsque la biomasse est chauffée rapidement de la
température ambiante à 500°C, aucun charbon de bois n'est
formé. Par conséquent, il a été longtemps retenu
que la vitesse de chauffe avait une influence notable sur le rendement en
charbon. Cette supposition n'est pas indéfiniment vraie car une
asymptote est atteinte lorsqu'on baisse la vitesse de chauffe [21]. Une
étude thermogravimétrique réalisée par
Varhegyi et al (1988) [16] n'a révélée
aucune influence sur le rendement en charbon lorsqu'on baisse la vitesse de
chauffe de 80 à 10°C/min. ces résultats sont en
adéquation avec l'étude faite sur la bagasse par le laboratoire
R3L (Renewable Resources Research Laboratory) de l'université de
Hawaï qui ne note pas de différence majeur sur le rendement en
charbon lorsque que la vitesse de chauffe diminue de 2 à 0.5°C/min.
Cependant une légère augmentation en rendement est notée
lorsqu'on diminue la vitesse de chauffe de 20 à 2°C/min. Et Mackay
et Roberts [1] ont rapporté une augmentation de 22 à 32% dans le
rendement de charbon de bois de séquoia quand la vitesse de chauffe a
été réduit de 200 à 1° C/min. Les
résultats rapportés par G. Wang et al. [23]
rapportent que la vitesse de chauffe n'influence pas uniquement la
température à laquelle nous avons le taux perte de masse le plus
élevé mais également la valeur de ce taux de perte de
masse.
1.4.2 La température final
La température finale est généralement
fixée entre 600°C et 700°C pour la pyrolyse du bois
[24]. La température finale couplée avec le
temps de résidence ont une influence considérable sur le
rendement et la quantité de carbone fixe qu'on obtient par pyrolyse du
bois. Dans la littérature Michael Jerry Antal, Jr. Et al.
(1990) obtiennent 49% avec de la bagasse en la maintenant 65h à
260°C et 81% en la maintenant 158h à 203°C.
1.4.5 La Pression
La recherche fondamentale sur la pyrolyse de la cellulose montre
qu'une augmentation de la pression de 1 MPa fait croitre le rendement en
charbon voir la Fig5 [21].
Figure 5:effets de la pression sur le rendement
en
charbon de la cellulose [21]
Source : Michael Jerry Antal, Jr et al.1990
Sur cette figure Antal et al arrivent à des conclusions
que ce rendement est plus grand pour les faibles vitesses de chauffe que pour
les vitesses de chauffe élevées. Plus récemment, des
procédés de carbonisation sous pression (plus de 10 MPa) ont
été étudiés en laboratoire et sur pilotes et ont
atteint des rendements proches de 40%. Cependant, le niveau technologique et
les coûts associés à la carbonisation sous pression font
que, s'ils sont adaptés pour produire du charbon à des fins
industrielles, il n'en est pas de même pour l'utilisation du charbon
comme combustible, notamment dans le contexte des pays du Sud. Une étude
récente fait par Khalid ELyounssi et al,
démontre que même à pression atmosphérique, on peut
obtenir de meilleurs rendements en charbon. Leurs recherches ont montré
la possibilité d'atteindre des rendements en charbon d'environ 40% sous
pression atmosphérique.
Après lecture nous avons pu répertorier dans un
tableau, les différents auteurs, la granulométrie de
leur
biomasse et leur conditions opératoires, question d'avoir une vue nous
permettant de bien
choisir nos conditions opératoires et être à
mesure de comparer nos résultats avec ceux des autres auteurs.
Tableau 1: modes de pyrolyse dans la
littérature
Auteurs Granulométrie Régime de chauffe
Débit et nature Température
et masse du gaz inerte finale
|
B. Cagnon et al. 200um et 5°C/min Azote,
0.5l/min 800°C
2009 40mg
|
G. Wang et al. 65um 20mg 5, 10, 15 ou
20°C/min Hydrogène ou 600°C
2008 gaz synthétique
45 ml/min
|
F.He et al. 2006 125um et 10°C/min Azote
25ml/min 700°C
88um
|
G. Vàrhegyi et 0.3-3mg Entre 2°C/min
et 50- Argon 140ml/min 600°C
al. 1997 80°C/min
F.Kifani-Sahban 5mg 10°C/min Azote
10Cm3/min 800°C
et al.1997
K. Elyounssi et cube de 2cm 2 phases vitesses -
600°C et 700°C
al.2010 faible<5°C/min et
vitesse
fortes>50°C/min
| 
