[PDF] Etude fondamentale de la transformation du polyamide 12 par

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Université de HAUTE-ALSACE

ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES CHMIQUES ED222

Laboratoire Gestion des Risques et Environnement (EA 2334)

THÈSE Présentée par

Sami ZELLAGUI

Le 17 novembre 2016

Pour obtenir le grade de : -Alsace

Discipline/Spécialité : Génie des procédés Pyrolyse et combustion de solides pulvérisés sous forts gradients thermiques.

Caractérisation de la dévolatilisation, des

matières particulaires générées et modélisation.

THÈSE dirigée par :

M. BRILHAC Jean-François Professeur, Université de Haute-Alsace

RAPPORTEURS :

M. SALVADOR Sylvain Professeur, Ecole des Mines-Albi M. GARO Jean-Pierre Professeur, Université de Poitiers

AUTRES MEMBRES DU JURY :

M. PAUWELS Jean-François Professeur, Université de Lille 1

Mme. PORCHERON Lynda Docteur, EDF R&D

M. SCHONNENBECK Cornelius Maitre de conférences, Université de Haute-Alsace Mme. ZOUAOUI Nabila Maitre de conférences, Université de Haute-Alsace

Remerciements

Ce travail a été réalisé dans le cadre des activités de recherche du Laboratoire Gestion

des Risques et E

à Jean-François Brilhac,

confié ce sujet, ainsi que pour ces encouragements, conseils précieux, motivation et suivi Un grand merci à Cornelius qui a co-encadré cette thèse. Merci pour le temps que tu s accordé, ton encadrement et tes encouragements durant ces trois années. Chère Nabila, je te remercie tout spécialement, pour ta gentillesse, ta disponibilité, ton encadrement et ton soutien dans les moments les plus difficiles travaillé avec toi. Un merci tout particulier à Gwenaëlle pour sa participation à ces travaux de thèse, sa taquinerie, " divers » de son ordinateur . Je tiens à remercier Messieurs Sylvain Salvador et Jean-Pierre Garo pour avoir accepté de juger ce travail, et monsieur Jean-François jury de cette thèse. Je remercie également Madame Lynda Porcheron pour avoir accepté de

faire partie du jury de cette thèse et pour les précieux échanges au cours des réunions dans le

cadre du projet effectué avec EDF. pour leur aide r au cours de ces trois années. soutenir tout au long de mes études. À mon cher frère Adem, mes chères Selma, Sarah et Soussou, mon cher neveu Yacine (Yayine) et tous mes amis durant ces trois années.

Sami Zellagui

Table des matières

Table des matières

Introduction générale .......................................................................................... 1

Chapitre I. Etude bibliographique

I.1 Introduction .................................................................................................... 7

I.2 Les combustibles solides ................................................................................ 7

I.2.1 Le charbon .................................................................................................................... 7

I.2.2 La biomasse .................................................................................................................. 9

I.3 Propriétés physico-chimiques des combustibles solides........................... 11

I.3.1 Analyse élémentaire ................................................................................................... 11

I.3.2 Analyse immédiate ..................................................................................................... 12

I.3.3 Analyse chimique des cendres ................................................................................... 13

I.3.4 Structure moléculaire des charbons ......................................................................... 15

I.3.5 Composition structurelle de la biomasse lignocellulosique .................................... 15

I.3.6 Contenu énergétique des combustibles .................................................................... 17

I.4 Conversion thermique des combustibles solides ....................................... 18

I.4.1 Pyrolyse ....................................................................................................................... 18

I.4.2 Combustion ................................................................................................................. 25

.......................................... 26

I.4.5 Gazéification ............................................................................................................... 29

I.4.5 Co-combustion ............................................................................................................ 30

I.5 Dispositifs de la conversion thermique des combustibles solides ............ 31

I.6 Généralités sur le dispositif expérimental four à chute ........................... 33

I.6.1 Principe de fonctionnement ....................................................................................... 33

I.6.2 Echauffement du gaz réactionnel et des particules ................................................. 34

I.6.3 Vitesse de chute des particules .................................................................................. 35

I.7 Etudes expérimentales de la pyrolyse en four à chute ............................. 36

I.7.1 Influence de la température et de la nature du combustible .................................. 36

I.7.2 Influence du temps de séjour .................................................................................... 37

..................................................................... 39

Table des matières

I.8 Impact environnemental de la conversion thermique des combustibles 40

I.8.1 Impact des matières particulaires sur la santé ........................................................ 40

I.8.2 Mécanismes de formation .......................................................................................... 41

I.8.3 Etudes expérimentales sur les émissions de matières particulaires ...................... 44

I.9 Modélisation cinétique de la pyrolyse ........................................................ 53

I.9.1 Pyrolyse du charbon .................................................................................................. 54

I.9.2 Pyrolyse de la biomasse ............................................................................................. 55

I.10 Conclusion .................................................................................................. 57

Chapitre II. Dispositifs expérimentaux et caractérisation des combustibles

II.1 Introduction ................................................................................................ 61

...................................... 61

II.2.1 Description et caractérisation thermique du four à chute .................................... 61

II.2.2 Analyse thermogravimétrique ................................................................................. 69

II.3 Dispositifs analytiques ............................................................................... 70

............................................................................................... 71

II.3.2 Impacteur électrique à basse pression (ELPI) ....................................................... 72

II.4 Caractérisation des combustibles solides ................................................. 75

II.4.1 Préparation des échantillons ................................................................................... 76

II.4.2 Analyse immédiate .................................................................................................... 77

II.4.3 Analyse élémentaire .................................................................................................. 78

II.4.4 Analyse chimique des cendres ................................................................................. 79

II.4.5 Pouvoir calorifique ................................................................................................... 79

II.4.6 Distribution en taille des particules ........................................................................ 79

II.4.7 Détermination du taux de dévolatilisation en FàC ................................................ 79

II.5 Résultats de caractérisation des solides ................................................... 82

II.6 Discussion et Conclusion ........................................................................... 84

Chapitre III. Etudes thermogravimétriques

III.1 Introduction et méthodologie .................................................................. 87

III.2 Etude de la dégradation thermique du charbon par ATG ................... 88

Table des matières

III.2.1 Conversion thermique du charbon sous azote ..................................................... 88

III.2.2 Conversion thermique du charbon sous dioxyde de carbone ............................. 88

III.2.3 Conversion thermique du charbon sous air ......................................................... 89

III.2.4 Conversion thermique du charbon da ........ 92 III.2.5 Influence de la vitesse de chauffe sur la combustion du charbon ....................... 94 III.2.6 Influence de la température finale de chauffe sur la combustion du charbon .. 95 III.3 Etude de la dégradation thermique de la biomasse par ATG .............. 96

III.3.1 Conversion thermique de la biomasse sous azote ................................................ 96

III.3.2 Conversion thermique de la biomasse sous dioxyde de carbone ........................ 97

III.3.3 Conversion thermique de la biomasse sous air .................................................... 97

... 99 III.3.5 Influence de la vitesse de chauffe sur la combustion de la biomasse ................ 100 III.3.6 Influence de la température finale de chauffe sur la combustion de la biomasse

............................................................................................................................................ 100

III.4 Comparaison entre les résultats du charbon et de la biomasse ......... 101 III.5 Co-combustion charbon et biomasse .................................................... 103

III.6 Conclusion ............................................................................................... 109

Chapitre IV. Etude de la pyrolyse en FàC

IV.1 Introduction ............................................................................................. 113

IV.2 Pyrolyse du charbon ............................................................................... 113

IV.3 Pyrolyse de biomasse .............................................................................. 115

IV.4 Tests de répétabilité ................................................................................ 116

IV.5 Comparaison entre la pyrolyse lente et rapide .................................... 117 IV.6 Comparaison entre la pyrolyse sous N2 et sous CO2 ........................... 118

IV.6.1 Taux de matières volatiles .................................................................................... 118

IV.6.2 Analyse des gaz ...................................................................................................... 121

IV.6.3 Analyse des résidus carbonés ............................................................................... 123

VI.6.4 Comportement singulier du charbon Pittsburgh ............................................... 125

IV.7 Conclusion ............................................................................................... 126

Table des matières

Chapitre V. Etude paramétrique des émissions de matières particulaires (PM) lors de la combustion de solides pulvérisés en four à chute

V.1 Introduction .............................................................................................. 131

V.2 Protocole expérimental et méthodologie ................................................ 132

V.2.1 Protocole expérimental ........................................................................................... 132

........................................................................ 134 V.3 Etude paramétrique : résultats et discussions ....................................... 138

V.3.1 Résultats ................................................................................................................... 138

V.3.2 Discussions ............................................................................................................... 140

V.4 Conclusion ................................................................................................. 155

Chapitre VI. Modélisation de la pyrolyse

VI.1 Introduction ............................................................................................. 159

VI.2 Pyrolyse du charbon ............................................................................... 159

VI.2.1 Hypothèses du modèle ........................................................................................... 160

VI.2.2 Equations du modèle ............................................................................................. 161

VI.2.3 Calcul et optimisation cinétique ........................................................................... 165

VI.2.4 Résultats ................................................................................................................. 165

VI.3 Pyrolyse de la biomasse .......................................................................... 168

VI.3.1 Modèle SRM .......................................................................................................... 168

VI.3.2 Modèle IPR appliqué à la décomposition de la biomasse en ATG ................... 169

VI.3.2 Intercomparaison des résultats des modèles SRM et IPR ................................. 172

VI.3.3 Détermination de paramètres cinétiques communs applicables aux résultats du

FàC et ATG avec le modèle IPR ...................................................................................... 174

VI.4 Conclusion ............................................................................................... 175

Conclusion générale ........................................................................................ 177

Annexes ............................................................................................................. 181

Références ........................................................................................................ 193

Introduction générale

1

Introduction générale

ème siècle le charbon du bois était une source employée essentiellement pour le chauffage. Au 19ème siècle, la découverte du charbon industrielle, qu ont devenues plus performantes. . Cun contributeur incontournable du bouquet énergétique car il assure 40(IEA,

2013). Il peut également z de synthèse

pour la formulation des carburants (procédé Fischer-Tropsch). De plus, son abondance, ces aient voir un rôle important sur la scène énergétique mondiale.

Malgré son avantage économique, le charbon représente des inconvénients liés surtout à

n. Les impuretés de cette 2 (NOx de carbone, principal gaz à effet de serre (G au réchauffement climatique. entre le 29 novembre et le 12 décembre 2015, de nouvelles exigences environnementales ont climatique. Pour atteindre cet objectif, la concentration en CO2 dépasser 450 ppm aux alentours de 2050 (Lecomte et al., 2009). lutter contre cette forme de pollution, les efforts des chercheurs se sont orientés vers des n pour produire plus en réduisant le plus possible les impacts environnementaux.

Introduction générale

2

Parmi ces concepts, la notion de charbon propre a été introduite. Elle consiste à

, afin

2, ce qui facilite la récupération de ce gaz à effet

de serre par les techniques de capture et séquestration. Cette technique permet aussi de réduire

les émissions des autres polluants, tels que les oxydes x) et les oxydes de soufre (SOx) (Fujimori and Yamada, 2013). Une autre solution envisagée la renouvelable est connue pour ses émissions de carbone neutre (Soncini et al., 2013) et la combustion présente le moyen le plus économique de son utilisation. Ces solutions sont principalement destinées à limiter la pollution atmosphérique atmosphériques. Elle concerne la pollution particulaire. Contrairement aux GES qui ont un elle de toute la plante, les matières particulaires (PM) ont un effet des combustibles solides tels que le charbon ou la de PM. Les réglementations sur

les émissions de polluants particulaires sont de plus en plus strictes. La maitrise de

r limiter les

émissions de PM.

Le charbon ainsi que la biomasse sont des combustibles utilisés dans les centrales fonctionnement

de ces centrales nécessite des études amont de caractérisation des combustibles et de

modélisation de leur pyrolyse et combustion avec des outils CFD. est considérée dans le cadre de ces travaux de thèse.

Pour la réalisation de cette étude, il est bien sûr nécessaire de reproduire expérimentalement le

plus fidèlement possible, les conditions qui prévalent lors de la combustion des charbons et

biomasses pulvérisés dans les centrales thermiques. Outre une composition des gaz bien

à une vitesse de plus de 10 000 K s-1.

un des objectifs de la thèse est de développer un nouveau dispositif expérimental au -industriel permettant de

caractériser les combustibles solides dans des conditions similaires à celles des chaudières

Introduction générale

3

solides sous forme pulvérisée (charbon/biomasse) a été démontrée dans des précédentes

études (Chen et al., 2012; Lester et al., 1993). Le FàC développé permettra ainsi mécanismes de pyrolyse et combustion de charbons et biomasses sous forts gradients de

température, de caractériser les polluants émis avec une attention toute particulière aux

particules fines et ultrafines et de modéliser les processus de pyrolyse. En propos

préliminaires, il convient de noter que durant la combustion des solides pulvérisés, leur

plusieurs étapes : la pyrolyse, la combustion du gaz et la combustion du résidu solide. La pyrolyse est une étape déterminante car elle conditionne émissions des polluants gazeux et particulaires (Solomon and Fletcher, 1994; Solomon et al.,

1993). Une meilleure dévolatilisation de charbon conduit à une combustion plus efficace

(Steer et al., 2015). La dévolatilisation est une étape complexe du processus de dégradation

thermique et ceci justifie le grand intérêt qui lui est porté dans cette étude. Ce manuscrit de thèse est divisé en six chapitres : Le premier chapitre est une étude bibliographique où des généralités sur les combustibles solides et leurs conversions thermiques sont présentées. Une analyse sur les

études expérimentales disponibles dans la littérature concernant la pyrolyse du charbon et de

la biomasse en four à chute est présentée. La seconde partie de ce chapitre concerne des

lors de la combustion de solides pulvérisés. Enfin, une brève revue des principaux modèles

développés et utilisés pour simuler la pyrolyse du charbon et de la biomasse est présentée.

Dans le second chapitre, les méthodes expérimentales et les dispositifs utilisés pour

pour réaliser les expériences à fortes vitesses de chauffe est présentée ainsi que le dispositif

chauffe. Les dispositifs analytiques associés au FàC sont ensuite décrits. Enfin, les méthodes

de caractérisation des combustibles solides ainsi que les résultats correspondants sont fournis.

Dans le troisième chapitre, les résultats expérimentaux concernant le comportement thermique des combustibles en analyse thermogravimétrique (ATG) sous différentes

atmosphères contrôlées sont présentés et analysés. Les atmosphères correspondant à différents

procédés ont été testées (pyrolyse sous CO2 et sous N2, combustion, oxycombustion et co-

Introduction générale

4 vitesse de chauffe) sur le comportement thermique des échantillons a été aussi testée. Dans le quatrième chapitre, la pyrolyse sous fort gradient de température, en four à

chute, du charbon et de la biomasse a été étudiée pour des températures comprises entre 700

°C et 1400 °C et pour des temps de séjour compris entre 0,1 et 1,5 s. La

2. Ensuite, dans

oxycombustion, la pyrolyse sous N2 (correspondant aux conditions de combustion sous air) et la pyrolyse sous CO2

(oxycombustion) ont été comparées sur différents charbons à différentes températures (de 800

°C à 1400 °C). de ces charbons a

également été effectuée à 1000 °C et à 1400 °C, sous les deux atmosphères (N2 et CO2).

Dans le cinquième chapitre, les travaux présentés concernent émissions de

matières particulaires (PM) fines et ultrafines PM2.5 (particules de diamètre inférieur à 2.5

ȝ sous forts gradients de température.

Le dispositif four à chute a été utilisé pour évaluer les émissions de particules lors de la

combustion. Le but est de démontrer en quoi la quantité de ces particules mesurées par un ELPI (electrical low pressure impactor) est affectée par la nature du combustible solide et par

O2/CO2 pour simuler

de séjour ont été testés sur deux échantillons de référence (charbon AFSIAF et bois de hêtre).

Le dernier chapitre porte sur la modélisation cinétique du phénomène de pyrolyse. Pour

les différents charbons testés, les paramètres cinétiques de pyrolyse ont été déterminés à partir

du schéma cinétique proposé par Kobayashi (Kobayashi et al., 1977). Pour la modélisation de

la dévolatilisation de la biomasse, deux modèles ont été utilisés : un modèle SRM (single

expérimentaux de la pyrolyse rapide en four à chute, et un modèle IPR (independent parallel

à partir des résultats expérimentaux

de la pyrolyse lente en analyse thermogravimétrique. Le modèle IPR a été utilisé pour extraire

des paramètres cinétiques qui permettent de simuler la dévolatilisation sous faibles (ATG) et

forts (four à chute) gradients thermiques. Enfin, une conclusion générale, rappelant les points importants de ce travail, clôturera ce manuscrit.

Chapitre I. Etude bibliographique

5

Chapitre I

Etude bibliographique

Chapitre I. Etude bibliographique

6

Chapitre I. Etude bibliographique

7

I.1 Introduction

dans cette sont présentées des généralités sur les combustibles solides

biomasse, les deux combustibles utilisés durant ces travaux. Les procédés de conversion

thermique de ces combustibles sont également décrits incluant la pyrolyse, la gazéification, la

-combustion. Une attention particulière est attribuée au

procédé de pyrolyse. Une synthèse bibliographique des différentes études expérimentales de

pyrolyse réalisées en FàC est ainsi donnée. La seconde partie de ce chapitre est et nous affairant s combustibles solides.

Une attention particulière est adressée à la pollution atmosphérique particulaire et une analyse

bibliographique portant des données expérimentales est présentée. Elle conditions opératoires sur les émissions de matières particulaires lors de la combustion. Enfin, nous présentons brièvement une analyse sur les modèles mathématiques décrits dans la littérature pour extraire des constantes cinétiques de la pyrolyse.

I.2 Les combustibles solides

-renouvelables (charbon, houille, tourbe, etc.). Il existe aussi dans

cette famille de combustible des combustibles solides de récupération (CSR), produits à partir

des déchets comme le bois, le plastique et le carton. Actuellement, le charbon et dans un second plan la biomasse sont les deux combustibles les plus exploités.

I.2.1 Le charbon

I.2.1.1 Origine du charbon

. Sa formation (Kalaydjian and Cornot-Gandolphe, 2008) Soumises à la chaleur et à la pression au cours du temps, ces matières se transforment en charbon par carbonisation.

Chapitre I. Etude bibliographique

8

I.2.1.2 Rang et utilisation du charbon

plusieurs paramètres permettant de définir le rang du charbon, à savoir : le contenu en

carbone, en énergie, en eau ou en matières volatiles. Les charbons sont classés du plus bas au

plus haut rang comme suit : les lignites, les sub-bitumineux, les bitumineux et les anthracites. Le contenu en carbone et en énergie augmente avec le rang, alors que le contenu en matières volatiles et en eau diminue (Kalaydjian and Cornot-Gandolphe, 2008). La valorisation du charbon est directement liée à son rang (Figure I.1). Les lignites sont té. Les charbons sub-bitumineux et domaines (cimenteries et industries métallurgiques). Les anthracites sont principalement utilisés à des fins domestiques (chauffage). Figure I.1 Réserves et utilisation du charbon selon le rang (Kalaydjian and Cornot-

Gandolphe, 2008).

Il est à noter e afin de

Figure I.2). À partir de ce combustible, il est en effet fication, liquéfaction, etc.).

Chapitre I. Etude bibliographique

9 Figure I.2 Les voies de valorisation du charbon (Kalaydjian and Cornot-Gandolphe, 2008).

I.2.2 La biomasse

I.2.2.1 Origine et définition de la biomasse

s qui (Damien, 2013). La biomasse est un de faibles quantités de soufre et . Elle contient aussi une faible proportion de matériaux inorganiques qui varie selon la nature du solide (Yaman, 2004). I.2.2.2 Classification et production de la biomasse Il existe plusieurs définitions réglementaires (union européenne, française et ONU) et normatives de la biomasse (Damien, 2013). On distingue deux types de biomasses

énergétiques. La biomasse sèche lignocellulosique (le bois, la paille, les résidus verts, etc.) qui

représente la source la plus abondante dans notre planète. Elle contient un faible taux

et La biomasse qui ne peut pas être utilisée directement comme par des procédés thermochimiques à cause de sa faible teneur énergétique. Cependant, il existe des procédés biochimiques pour valoriser cette forme de biomasse. La biomasse est produite naturellement par voie directe, comme

arbres, les végétaux qui poussent naturellement, les produits agricoles, et les matières

Chapitre I. Etude bibliographique

10 aquatiques (les algues). Cependant, il existe des biomasses secondaires qui regroupent les

déchets et les sous-produits. Elle désigne tous les résidus qui proviennent du monde végétal

ou animal (pailles, noyaux, fumiers, lissiers, etc.) ayant subis ou non des modifications

physiques et chimiques (Damien, 2013).

I.2.2.3 Voies de conversion en énergie

La biomasse est transformée en biocombustible par plusieurs voies de conversion physiques, thermochimiques ou biochimiques (Figure I.3). Dans les procédés de conversion physique, la biomasse est transformée en combustible solide en utilisant des méthodes de densification comprenant le broyage, le tamisage, le séchage, la granulation, etc. Dans les

procédés de conversion thermochimique, la chaleur et des catalyseurs chimiques sont utilisés

pour transformer la biomasse en produits à haute valeur énergétique. Dans les procédés

biochimiques, des enzymes et des micro-organismes sont utilisés pour transformer la biomasse en produits énergétiques (Sharma et al., 2015). Figure I.3 Voies de conversion de la biomasse en bioénergie (Sharma et al., 2015).

Chapitre I. Etude bibliographique

11 I.3 Propriétés physico-chimiques des combustibles solides Les combustibles solides tels que le charbon et la biomasse ont des caractéristiques

physico-chimiques différentes. Ces caractéristiques dépendent du lieu et de la manière de

croissance. La détermination de ces propriétés intrinsèques est une étape importante qui

Figure I.4). Les caractéristiques

humidité) ou sur brut (comme initialement reçues). Le taux

taux de cendres sur brut ou sur sec et le taux de matières volatiles sur brut, sur sec ou sur pur.

Figure I.4

I.3.1 Analyse élémentaire

carbone (C), en hydrogène (H), en oxygène (O), en azote (N) et en soufre (S) (analyse

CHONS). Malgré la diversité des combustibles solides, ces éléments présentent les principaux

et O sont majoritaires, tandis que N et S sont minoritaires mais responsables de la pollution et de la corrosion dans les chaudières. La Figure I.5 regroupe la composition élémentaire de différents combustibles solides littérature, en traçant le ratio H/C en fonction du élevé). Les charbons sont plus riches en carbone (ratios O/C et H/C faibles).

Chapitre I. Etude bibliographique

12

Figure I.5 Corrélation de Van Krevelen entre le ratio H/C et le ratio O/C de différents

combustibles solides (Bridgeman et al., 2010).

I.3.2 Analyse immédiate

déterminer le contenu du combustible en humidité, en masse.

Humidité

est caractérisée par la teneur en eau du combustible. Cun facteur opérations de séchage . Elle peut exister sous plusieurs formes : (Deloye, 2007) complet. Dans la suite de ces travaux le terme " humidité

Matières volatiles

Les matières volatiles sont des espèces chimiques qui sont expulsées du combustible par chauffage en atmosphère inerte. Elles sont constituées des gaz incondensables (principalement CO, H2 et CH4) et des vapeurs condensables comme les huiles et les goudrons. La qualité et la

quantité des volatils dégagés dans un dispositif de conversion thermique dépendent fortement

de la vitesse de chauffe, de la température et de la taille des particules (Tillman, 2000). Pour

de MV. Ce paramètre présente un indice sur la réactivité du combustible. La biomasse est plus

réactive que le charbon car son ratio MV/CF est supérieur à 4. En revanche, le charbon a un ratio souvent inférieur à 1 (Tillman, 2000).

Chapitre I. Etude bibliographique

13

Carbone fixe

Ce paramètre présente la fraction combustible complémentaire aux matières volatiles. Cette fraction est principalement formée de carbone.

Cendres

La teneur en cendres représente la masse du résidu solide restante suite une combustion totale du combustible sous air. Cette grandeur dépend aussi de la nature du combustible. En général, la composition de la biomasse présente plus de variabilité que celle du charbon. En effet, chaque type de biomasse à des origines et des conditions de formation différentes qui peuvenTableau I.1 (Vassilev et al., 2015) présente les valeurs minimales, maximales et moyennes des différentes caractéristiques du charbon et de la biomasse. En moyenne, le charbon est plus riche en

cendres et en carbone fixe et plus pauvre en matières volatiles et en eau comparativement à la

biomasse.

Propriétés Charbon (CH) Biomasse (B) Ratio

B/CH Vmin Vmoy Vmax Vmin Vmoy Vmax

Humidité (%) 0.4 5.5 20.2 2.5 14.7 62.9 2.7

MV (%) 12.2 30.8 44.5 30.4 64.4 79.7 2.1

CF (%) 17.9 43.9 70.4 6.5 16 35.3 0.4

Cendres (%) 5.0 19.8 48.9 0.1 4.9 34.3 0.3

Tableau I.1 Analyse immédiate générale des charbons et des biomasses en se référant aux

travaux de (Vassilev et al., 2015) (les valeurs sont exprimées sur brut et Vmin, Vmax et Vmoy correspondent respectivement aux valeurs minimales, maximales et de la moyenne pondérée).

I.3.3 Analyse chimique des cendres

Cette analyse consiste à déterminer la composition des cendres contenues dans les e (Ti),

le fer (Fe), le calcium (Ca), le magnésium (Mg), le sodium (Na), le potassium (K), le

phosphores (P) et le soufre (S). La quantité de ces éléments est couramment exprimée en se

référant à la quantité sous forme de composé stable. Par exemple Al est exprimé en masse

2O3. Les cendres du charbon sont dominées par les oxydes de silicium (SiO2),

2O3), de fer (Fe2O3), de calcium (CaO), de magnésium (MgO) et parfois de

titane (TiO2). Les cendres de la biomasse se divisent quant à elles en trois grandes catégories :

(i) une forte concentration en Si et en K et faible en Ca pour les graisses et les résidus

Chapitre I. Etude bibliographique

14 agricoles ; (ii) une forte concentration en Si, en K et en Ca pour le bois ; et (iii) une forte concentration en K, en Ca et en P pour les fumiers (Werther et al., 2000). La caractérisation des cendres devrait être une des étapes préliminaires pourquotesdbs_dbs14.pdfusesText_20

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