Développement d'un réacteur à plateaux multiples pour la pyrolyse sous vide de la biomasse

Nous avons effectué plusieurs modifications et plusieurs mesures sur un appareillage de pyrolyse sous vide de copeaux de bois opérant en mode d'alimentation semi-continu. Le réacteur utilisé a été construit à une échelle suffisamment grande pour permettre d'étudier le développement du procédé. Les copeaux de bois y ont été introduits selon un mode semi-continu à l'aide d'un alimentateur étanche au vide. L'alimentateur était constitué d'un silo et d'un distributeur. Le bois y a été introduit avant l'expérience et le débit massique a pu être contrôlé pendant les derniers essais à l'aide d'une cellule gravimétrique et un ordinateur afin de permettre une alimentation continue et régulière. Le débit d'alimentation des copeaux au réacteur est maintenu constant à une valeur comprise entre 0.8 à 3.5 kg/h, selon les essais. Les six plateaux ont des températures variant de 200° C à 450° C avec des écarts typiques de 50° C entre les étages. Le déplacement des copeaux de bois observé sur les plaques ne peut pas être assimilé à un écoulement piston standard. Des condenseurs tubulaires, ajoutés à la sortie de chaque niveau du réacteur, ont permis l'étude de la capacité du système à séparer les produits formés sur les plateaux. Une cellule gravimétrique a été ajoutée au bas du réacteur afin de mesurer continuellement le débit massique de sortie et détecter certains mauvais fonctionnements éventuels. Un système de mesure de la température du charbon a été ajouté à la sortie du sixième plateau. Ces ajouts ont permis d'atteindre les objectifs principaux et d'effectuer plusieurs mesures expérimentales intéressantes, à savoir: 1. Une fermeture des bilans de matière supérieure à 95% 2. Un rendement en huile pyrolytique de 50% par poids, sur une base organique, dans des conditions d'opération optimales (pression absolue= 10-12 mm Hg, température finale 450° C) 3. Un coefficient global d'échange thermique dans le réacteur de 20 kcal/m² hre °C (23 W/ m² °C) 4. Un coefficient global d'échange thermique dans les condenseurs variant dans une plage de 3 à 6 kcal/m² h ° C (3 à 7 W/m² °C) 5. Une chaleur de réaction globale endothermique de 132 kcal/kg de bois sec 6. Une mesure de l’importance des différences entre les composés chimiques produits d'un plateau à l'autre 7. Une identification des conditions optimales de séparation au, plus basses pressions de fonctionnement (10-12 mm Hg) et aux plus basses températures de condensation (15-20° C) Les principaux essais ont été effectués sur du Populus deltoïdes (clone D-38) et du Populus euramericana (clone I-45/51). Les résultats obtenus ne concernent que ces deux essences de bois. Les comparaisons à d'autres travaux concernant des essences de bois différentes devront être faites avec prudence. Soulignons enfin qu'une série de recommandations a été faite afin d'améliorer le système utilisé