Chemical Looping Combustion of Solid Fuels in a Laboratory Fluidized-bed Reactor

H. Leion , T. Mattisson (1) , A. Lyngfelt (1)

1 Chalmers University of Technology [Göteborg]

Combustion de charges solides avec la boucle chimique dans un lit fluidisé de laboratoire. Lorsque l’on utilise des combustibles solides dans la boucle chimique (CLC pour Chemical Looping Combustion ), il est nécessaire de gazéifier le char avant de faire la combustion du gaz de synthèse au contact du transporteur d’oxygène. Ces réactions peuvent s’effectuer dans le réacteur fuel, dans lequel le combustible et le transporteur d’oxygène sont bien mélangés. Cependant, la gazéification du charbon est lente et reste l’étape limitante du processus de combustion dans ces conditions. Une alternative consiste à utiliser un matériau transporteur d’oxygène capable de relarguer l’oxygène directement dans la phase gazeuse, cet oxygène pouvant ensuite réagir directement avec le combustible. Cela permet alors d’avoir des vitesses de combustion plus rapides. Cette alternative est couramment appelée CLOU (pour Chemical Looping combustion with Oxygen Un-coupling ). Dans cet article, on présente une synthèse sur les paramètres qui influencent la conversion du combustible dans les modes CLC et CLOU à partir de résultats obtenus en laboratoire. Le paramètre le plus important est la nature du combustible. Les combustibles contenant plus de matières volatiles se convertissent plus rapidement. Les différences dues à la nature du combustible sont plus marquées avec le CLC qu’avec le CLOU. La conversion du combustible augmente dans les deux cas avec la température. Dans le CLC, la concentration en vapeur ou en SO2 favorise également la conversion. Avec le CLC, la gazéification par le CO2 est très lente comparativement à la gazéification à la vapeur. La présence d’H2 peut limiter la gazéification du combustible en CLC alors que la présence de CO ou de vapeur n’a pas d’effet a priori . Il faut faire attention à la désactivation du matériau transporteur d’oxygène en présence de cendres ou de SO2

Domaines: Physique [physics]

H. Leion, T. Mattisson, A. Lyngfelt. Chemical Looping Combustion of Solid Fuels in a Laboratory Fluidized-bed Reactor. Oil & Gas Science and Technology - Revue d'IFP Energies nouvelles, 2011, 66 (2), pp.201-208. ⟨10.2516/ogst/2010026⟩. ⟨hal-01937382⟩