Energy and material valorization of agricultural-residue by pyro-gasification
Co-valorisation énergie et matière des résidus agricoles par pyro-gazéification
Résumé
Agricultural-residues are interesting bioenergy resources at the territory scale of Madagascar. Their use as feedstock is essential in order to solve energy precariousness especially in rural areas. Pyro-gasification is a promising thermochemical process which converts carbonaceous materials like biomass residues into syngas. Two types of agricultural-residue from rice production were studied: rice husk (RH) and rice straw (RS). Physico-chemical and thermal analysis revealed the low heating values of these residues but with high ash concentration due to inorganic elements. Experiments performed on reactor at laboratory scale showed that thermochemical conversion produces syngas, biochar and tar. Physico-chemical characterization analysis of these products were conducted while prospective analyses of their applications were suggested. A pyro-gasification model was developed based on equilibrium and kinetic reaction methods. The simulation results are in good agreement with data from literature. Global sensitivity analysis (GSA) was carried out in order to determine key parameters for exergy efficiency optimization of pyro-gasification process.
Les résidus agricoles constituent un potentiel bioénergétique important à l’échelle d’un territoire comme Madagascar. L’utilisation de ces ressources locales comme vecteurs d’énergie est primordiale afin de diversifier et trouver des solutions alternatives à la précarité énergétique notamment en milieu rural. La pyro-gazéification est un procédé thermochimique très prometteur pouvant convertir des matrices carbonées solides, comme les résidus de biomasse, en gaz de synthèse (syngaz). Deux types de résidus agricoles, balle de riz (RH) et paille de riz (RS), ont ainsi été étudiés. Les analyses physico-chimiques et thermiques des résidus bruts de RH et RS ont révélé de faibles pouvoirs calorifiques par rapport à d’autres types de biomasse, mais avec une forte teneur en cendres, typique de la présence d’éléments inorganiques. Les expérimentations sur réacteur à échelle laboratoire ont montré que les produits issus de la conversion thermochimique se présentent sous forme gazeux (syngaz), solide (biochar) et liquide (goudron). Des analyses de caractérisations physico-chimiques de ces produits ont alors été réalisées et des analyses prospectives de leur valorisation sont suggérées. Un modèle de réacteur de pyro-gazéification des résidus agricoles a été développé en se basant sur l’équilibre chimique et la cinétique des réactions. Les résultats de simulation sont en accord avec ceux dans la littérature. Une analyse de sensibilité globale (GSA) sur le modèle a été réalisée afin de déterminer les paramètres clés influençant le rendement exergétique du processus de pyro-gazéification.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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