Elaboration et développement d'un catalyseur Ni/Olivine pour la production d’hydrogène par gazéification de la biomasse en lit fluidisé
Langue Français
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Auteur : Swierczynski, Dariusz
Date de soutenance : 01-01-2004
Directeur(s) de thèse : Kiennemann, Alain - Courson, Claire
Établissement de soutenance : Université Louis Pasteur (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
Discipline : Chimie physique des matériaux - Catalyse
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie
Mots-clés libres : Ni/Olivine , reformage du méthane et des goudrons , vapogazéification de la biomasse en lit fluidisé
Mots-clés :
- Énergies renouvelables
- Thèses et écrits académiques
- Biomasse
- Thèses et écrits académiques
- Catalyseurs
- Thèses et écrits académiques
- Réacteurs à lit fluidisé
- Thèses et écrits académiques
Résumé : La gazéification de la biomasse est l'une des voies de valorisation parmi les plus intéressantes pour cette source d'énergie renouvelable le plus répandue. Ce processus, réalisé en lit fluidisé à haute température (800-900ʿC), permet d'obtenir le gaz de synthèse (principalement H2 et CO) cependant celui-ci contient des sous-produits indésirables : CH4 et goudrons. Leur élimination catalytique, étape clé du procédé, permet à la fois de purifier le gaz et d'augmenter la quantité d'H2 produit.Ce travail décrit les étapes de développement d'un catalyseur de vapogazéification de la biomasse, fonctionnant en lit fluidisé, efficace pour le reformage des goudrons et du méthane. Pour cela nous avons intégré le nickel à l'olivine naturelle (Mg0,9Fe0,1)2SiO4.Les caractérisations par différentes techniques (DRX, TPR, MEB, MET, Mössbauer) ont montré, qu'au cours de la calcination sous air, l'oxydation de l'olivine conduit au rejet de sa structure d'une partie du fer II avec formation d'oxydes de fer III.Les catalyseurs Ni/olivine sont obtenus par imprégnation de l'olivine avec une solution aqueuse de sel de nickel, suivie d'une calcination sous air conduisant à la réaction entre NiO et l'olivine avec formation d'une solution solide NiO-MgO greffée à la surface du support garantissant la résistance à l'attrition. L'activité des catalyseurs a d'abord été étudiée en lit fixe en reformage du méthane au CO2 et puis en vaporeformage des goudrons en utilisant le toluène comme composé modèle. Pour ces deux réactions, le système optimisé a montré une grande activité et une sélectivité élevée en gaz de synthèse mais aussi une grande stabilité. Celle-ci est expliquée à la fois par la présence de NiO-MgO à la surface de support olivine et par la formation d'alliages Ni-Fe permettant de limiter fortement la formation de carbone garantissant une longue durée de vie du catalyseur.Finalement, le catalyseur a été préparé à grande échelle (100 kg) et son efficacité a été confirmée en vapogazéification de la biomasse dans un réacteur pilote de 100kWth à lit fluidisé permettant d'envisager son utilisation à l'échelle industrielle.
Entrepôt d'origine : 
Identifiant : ecrin-ori-287613
Type de ressource : Thèse
