Réacteurs semi-industriels

Date de mise à jour : 15 mai 2012

La plateforme Energie d'une surface de 600 m² accueille de nombreux pilotes R&D de conversion thermochimique, à l'échelle semi-industrielle. Les transformations par pyrolyse, torréfaction, combustion et gazéification y sont étudiées à des échelles suffisamment importantes (10 à 100 kWth), permettant de prédire le comportement de futurs procédés industriels innovants de valorisation de la biomasse.

Vibrato

Le pilote de torréfaction repose sur le principe du lit vibrant, dont le tube réacteur est chauffé électriquement au niveau des parois en 3 zones régulées. Ce pilote est alimenté en continu en biomasse (débits maximum compris entre 2 et 5kg/h suivant le type de ressource) et peut être balayé par un gaz inerte.

L’ensemble des produits est maintenu en température jusqu’à un cyclone qui permet de séparer les solides des gaz. Les gaz chauds traversent ensuite le système de récupération afin de collecter la fraction condensable qui sera analysée en laboratoire par GC-MS, les gaz incondensables étant analysés en continu par chromatographie.

Banc d'essais Moteurs

Le banc d’essai de moteurs est capable de reproduire tout type de fonctionnement et tout cycle normalisé. Il dispose d’une cellule insonorisée, ventilée et sans propagation de vibrations au reste des bâtiments. Il intègre l’acquisition de données à haute fréquence.

Banc d'essais Brûleurs

C’est un banc d’essai de brûleurs à combustibles liquides ou gazeux. Sa plage de puissance dissipée va de 15 à 250 kW. Il intègre l’acquisition des données et l’analyse des fumées en continu.

LiF'X

Ce réacteur à lit fixe continu reproduit la zone de gazéification (réduction) du charbon des procédés de gazéification à lit fixe et étagé. Ce réacteur, de diamètre intérieur 200 mm et de hauteur 1 mètre, est alimenté en continu en charbon de biomasse (2 et 6 kg/h).
Le lit de charbon est balayé par une atmosphère générée par des brûleurs propane et un générateur de vapeur surchauffé permettant un contrôle précis des températures (jusqu'à 1100°), et des pressions partielles en vapeur d'eau (0-100%), oxygène (0-21%) notamment.
L'instrumentation est le point clé de ce dispositif puisque des piquages tous les 10 cm permettent l'établissement de cartographies thermique et chimique complètes du lit réactif.

Le Lif'X permet également l'étude de la pyrolyse de biomasse en lit fixe continu. La nature de l'atmosphère réactive et les niveaux de température sont alors adaptés. Il nous offre ainsi la possibilité de reproduire à échelle pilote l'étape de pyrolyse de la biomasse des procédés à lit fixe et étagé.

Pyrogaz

Cette installation, d'une capacité de 100 kWth (~ 20kg/h), vise la production d'un gaz de synthèse propre à partir de biomasse. L'étape de pyrolyse se produit dans le premier réacteur "à vis" chauffé extérieurement.
Dans le deuxième réacteur, la zone d'oxydation homogène en partie haute permet la combustion partielle et le craquage thermique des gaz de pyrolyse. En partie basse, le charbon se dépose pour former un lit fixe de quelques centimètres au sein duquel il est gazéifié afin de produire un gaz combustible composé essentiellement de H2 et de CO.

Pyralyz

Ce pilote de laboratoire est constitué d’un réacteur à lit fluidisé dense chauffé à 450-500°C et alimenté en continu par des débits contrôlés de biomasse (1 à 2 kg/h selon la ressource) et de gaz vecteur inerte (azote). Les particules de charbon sont séparées des effluents gazeux par deux cyclones en série. Puis les gaz chauds sont refroidis afin de collecter la fraction condensable (bio-huiles) tandis que les gaz incondensables sont analysés par micro-GC. A l’échelle industrielle, le charbon et les gaz combustibles sont recyclés et brûlés afin de rendre le procédé énergétiquement autonome.

Pyralyz permet de tester un large éventail de biomasses (bois, résidus agricoles, plantations énergétiques...) et de comparer les rendements et qualités des bio-huiles. Un système original de condensation, qui permet de fractionner les huiles de pyrolyse en une phase organique dense et une phase aqueuse plus diluée, est également à l’étude.

Date de mise à jour : 15 mai 2012

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