Le craquage thermique pur

La teneur en goudron du syngas est fonction de la température et de son temps de séjour dans le dispositif de craque. L’augmentation du temps de séjour du gaz provoque davantage la conversion des goudrons en gaz. Il s’agira ici d’évaluer l’apport thermique nécessaire, de déterminer le temps de séjour du gaz dans le dispositif en vue de calculer le volume de ce dernier et de choisir l’isolant thermique approprié.

Le dispositif à dimensionner devra satisfaire les spécifications telles que les températures du gaz à l’intérieur et à la sortie du four devront être supérieures ou égale à 900°C, le débit volumique du gaz devra correspondre au débit de gaz exigé par le moteur à combustion interne. Ces spécifications sont présentées dans le tableau 4.1 suivant :

Tableau 4.1: Spécifications à satisfaire par le four 𝑚̇ (m³/h) 𝑇_𝑚,𝑒(°C) 𝑇_𝑚,𝑠(°C) Syngas (courant froid) 120 800 ≥ 900 Source de chaleur à identifier

Avec :

𝑚̇ : Débit volumique du fluide

𝑇_𝑚,𝑒 : Température d’entrée du gaz dans le four 𝑇_𝑚,𝑠 : Température sortie du gaz

4.2.1 Calcul de l’apport thermique nécessaire

Nous allons poser des hypothèses de base pour le bon fonctionnement du four et pour mieux faire les approximations.

Les hypothèses de fonctionnement :

 Le régime est permanent : tous les paramètres (débit volumique, chaleur spécifique…) sont par conséquent constants dans le temps ;

 Le dispositif est presque parfaitement isolé de l’extérieur (adiabatique) : l’échange de chaleur avec l’extérieur est très faible ;

 Il n’y a pas de pertes de charges (de pression) au cours de l’écoulement ;

 La surface externe du dispositif est en acier doux et l’intérieur en briques réfractaires faites avec de céramique pour permettre une bonne isolation thermique ;

 Le syngas est considéré comme le fluide froid dans ce cas : 𝑇_𝑓𝑒 : température d’entrée du gaz dans le four

𝑇_𝑓𝑠 : température sortie du gaz 𝑚̇_𝑓 : débit volumique du gaz 𝐶 : chaleur spécifique

L’apport thermique s’exprime par :

Φ = 𝑞_𝑡𝑓(𝑇_𝑓𝑠− 𝑇_𝑓𝑒) (4.1)

Il faudra déterminer la chaleur spécifique moyenne du syngas (mélange gazeux) - Détermination du Cp moyen du syngas (mélange gazeux) à 800°C

Le Cp moyen du mélange gazeux peut être calculé en faisant la somme des Cp des gaz selon leur proportion dans le mélange.

Tableau 4.2 : Calcul du Cp moyen du syngas à 800°C Composition

Le 𝑁𝑚³ (Normal mètre cube) correspond au 𝑚³ dans les conditions standards (T0=273,15 K et P0=101325 Pa=1atm avec V0 en 𝑁𝑚³ ).

Considérons que le syngas à l’intérieur de l’échangeur se comporte comme un gaz parfait.

Selon la loi des gaz parfait, 𝐏𝐕 = 𝐧𝐑𝐓 (4.2)

Où

Ainsi V(m³) = αV₀ avec α une constante dépendante de la pression et de la température.

PV

T = nR = 𝑘₁, n et R constants donc 𝑘₁ est une constante

Ici, la pression est une constante et donc d’après la loi de Gay-Lussac-Charles, ^V

T= 𝑘₂ où 𝑘₂ est une constante.

V0 T0 =^V1

T1 → V₁ =^V0T1

T0

𝐕_𝟏(𝒆𝒏 𝒎^𝟑) = 𝐓_𝟏

𝐓_𝟎 × 𝐕_𝟎(𝑁𝑚³) (4.3)

𝑚³ =273,15 + 800 273,15 𝑁𝑚³

1 𝑚³ = 3,928793708 𝑁𝑚³ →𝑁𝑚³

𝑚³ = 0,2545310531

𝐶𝑝 syngas 1 = 0,361949𝐾𝑐𝑎𝑙

𝑁𝑚³∗ 𝐾 = 0,09212726 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚³. 𝐾

𝐂𝐩 𝐬𝐲𝐧𝐠𝐚𝐬𝟏 = 𝟎, 𝟎𝟗𝟐𝟏𝟐𝟕𝟐𝟔 𝐊𝐜𝐚𝐥/𝐦^𝟑𝐊 P : la pression du gaz en Pa ;

V : le volume occupé par le gaz en m³ ; n: la quantité de matière en moles ;

R : la constante des gaz parfaits en J/ (K.mol) ; T : la température en Kelvins.

- Détermination du Cp moyen du mélange gazeux à 900°C Tableau 4.3: Calcul du Cp moyen du syngas à 900°C

% Cp 900°C moyen

CO 20 ± 1% 0,3541 0,07082

H2 20 ± 1% 0,3161 0,06322

CO2 12 ± 1% 0,5200 0,0624

CH4 3 ± 1% 0,7129 0,021387

N2 45 ± 1% 0,331 0,14895

Cp syngas 2 - - 0,366777

𝐶𝑝 syngas 2 = 0,366777 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑁𝑚³𝐾

Par analogie, 1 𝑁𝑚³= ^273,15

273,15+900𝑚³

1 𝑁𝑚³ = 0,23283468 𝑚³ → 𝑁𝑚³

𝑚³ = 0,23283468 𝐂𝐩 𝐬𝐲𝐧𝐠𝐚𝐬 𝟐 = 𝟎, 𝟎𝟖𝟓𝟑𝟗𝟖𝟒𝟎𝟒 𝐤𝐜𝐚𝐥/𝐦^𝟑𝐊

Le Cp moyen du syngas à l’intérieur de l’échangeur est donc : Cp moyen =0,09212726 + 0,085398404

2

𝐂𝐩 𝐦𝐨𝐲𝐞𝐧 = 𝟎, 𝟎𝟖𝟖𝟕𝟔𝟐𝟖𝟑𝟐 𝐤𝐜𝐚𝐥/𝐦^𝟑𝐊

L’apport thermique nécessaire Φ = 𝑞_𝑡𝑓(𝑇_𝑓𝑠− 𝑇_𝑓𝑒) 𝑚̇_𝑓 = 0,033 𝑚³/𝑠

𝑞_𝑡𝑓 = 0,088762832 ∗ 0,033 = 0,002958761 k𝑐𝑎𝑙/𝐾. 𝑠

Φ = 0,002958761 × (900 − 800)

Φ = 0,295876107 k𝑐𝑎𝑙/𝑠 Or 1 K𝑐𝑎𝑙 = 4,18 𝑘𝐽 𝚽 = 𝟏, 𝟐𝟑𝟔𝟕𝟔𝟐𝟏𝟐𝟕 𝒌𝑾

Pour estimer les pertes de chaleur vers le milieu extérieur, nous allons tenir compte des épaisseurs des couches d’isolation. Comme source de chaleur, nous avons opté pour des résistances chauffantes à l’intérieur du four jouant le rôle du courant chaud. Cela nous permet d’utiliser l’énergie électrique produit par le gazogène pour épurer le gaz.

Ce système de craquage en forme cylindrique avec une longueur (L) et de diamètre interne (D1), sera monté juste après le réacteur. La forme cylindrique a été choisie en vue de minimiser les pertes de charge dans l’écoulement du gaz. Le gaz sort du réacteur avec une température de 800°C et un débit de 120 m³/h.

4.2.2 Dimensionnement du four

Le craquage thermique de goudrons contenus dans le syngas à 900°C, avec un temps de séjour 𝐭_𝐬 (le temps que passe le gaz dans le four avant de s’y échapper) égal à 3s, permet d’obtenir une pureté de plus de 93% [20]. Le volume 𝜈 du dispositif étant une fonction de ce temps et du débit du gaz, il peut s’exprimer suivant la formule :

ν = t_s× ṁ_f (4.4)

𝜈 = 3 × 0,3333

𝝂 = 𝟏𝟎^−𝟏 𝒎^𝟑

La longueur (L) du four est prise égale à 80 cm à cause de l’espace disponible entre le réacteur et le cyclone. En fixant cette longueur, calculons le diamètre D1 :

𝐷² 𝑡_𝑠 : Temps de séjour

𝑚̇_𝑓 : Débit volumique

→ 𝐷 = √4 × 𝜈

𝜋 × 𝐿 (4.6)

𝐷₁ = √4 × 0,1

𝜋 × 0,8 = 0,3989

𝑫_𝟏 = 𝟒𝟎 𝒄𝒎

À l’intérieur de ce four, seront implantées des résistances chauffantes disposées en série de sorte à jouer le rôle de chicanes. En effet, on appelle chicane, un obstacle disposé sur une voie de circulation pour orienter le cheminement du fluide, diminuer sa vitesse (temps de séjour plus élevé) et augmenter le flux échangé. Un thermocouple y sera introduit pour indiquer la température en temps réel au sein du dispositif ; aussi il est prévu une ouverture 45 cm x 20 cm sur la surface latérale ; la circulation du gaz dans ce four est assurée par un souffleur à gaz donc une pompe de débit volumique égal à 120 m³/h (voir figure 6.1 dessinée avec AutoCad).

Figure 4.1 : Système de craquage thermique proposé (four)

Le choix de l’acier doux est d’une part dû au fait que le réacteur auquel le système sera collé est fait de cet acier (donc pour éviter les problèmes de corrosion galvanique) et d’autre part à cause de sa conductivité thermique relativement faible par rapport aux autres métaux (λ₂ = 45 W. m⁻¹. K⁻¹ à 20°C).

Choix de l’isolation

Il existe 4 caractéristiques principales à regarder pour choisir un isolant : La résistance à la température, le pouvoir isolant, la capacité thermique spécifique (pouvoir d’un matériau à emmagasiner la chaleur) et le prix [24].

Pour une isolation monocouche de four haute température, la fibre céramique offre un compromis acceptable grâce à son caractère réfractaire et sa conductivité thermique faible (λ₁ = 0,35 W. m⁻¹. K⁻¹) : voir le tableau 4.4.

Tableau 4.4 : Matériaux d’isolation [24]

Calculons les épaisseurs e

1

et e

2

des couches d’isolation du four

Exprimons les épaisseurs de tôle d’acier et de la couche d’isolation en limitant les pertes thermiques à P% de la charge thermique (P est une valeur à déterminer par itération). Ces pertes thermiques vers l’extérieur à travers les parois doivent être inférieures ou égales à (1240 × 𝑃%) = (12,4P) 𝑊. Cela nous permet de déterminer les épaisseurs à chaque itération et de choisir les plus raisonnables.

∆Φ ≤(12,4P)W (4.7)

Or ∆Φ = (^∆𝑇

𝑅_𝑡ℎ) (4.8)

- ∆𝑇 : l’écart de température entre l’intérieur et l’extérieur du système (K) ; - 𝑅_𝑡ℎ : la résistance thermique globale du système (K.W^-1).

Détermination du 𝑹_𝒕𝒉 global :

 La résistance thermique convective opposée au passage du flux thermique par le syngas et par le milieu extérieur est :

𝑹_{𝒕𝒉𝒄𝒐𝒏𝒗} = ^𝟏

La résistance thermique conductive opposée par la couche d’acier et celle des briques réfractaires peut s’exprimer par la formule suivante : (Voir démonstration en annexe 3)

𝑅_{𝑡ℎ𝑐𝑜𝑛𝑑} = ¹

- 𝑅₁, 𝑅′ et 𝑅₂ : respectivement les rayons interne-externe briques et rayon externe acier doux (𝑚)

- λ₁ et λ₂ : respectivement les conductivités thermiques de l’acier doux et des briques (W. m⁻¹. K⁻¹).

D’où la résistance thermique globale du système est égale à :

𝑹_𝒕𝒉= 𝟏

La résolution de cette inéquation 6.13 sera faite itération par itération pour la détermination des épaisseurs. Pour la première itération, P% = 5%, la deuxième P% = 8%, la troisième, P% = 10% et la quatrième P% = 12%.

Chacune de ces itérations est faite en supposant 𝑒₁ = 10 × 𝑒₂ c’est-à-dire l’épaisseur des briques est prise égale à dix fois celle de la couche d’acier doux (voir les calculs en Annexe 3). En effet, sur les deux fours électriques disponible dans la section énergie renouvelable

𝑅^′− 𝑅₁ = 𝑒₁: Epaisseur des briques

𝑅₂− 𝑅^′ = 𝑒₂: Epaisseur de l’acier doux

Il a été retenu, en considérant la table de normalisation des aciers, une épaisseur de 12 mm pour l’acier doux et donc 120 mm pour la fibre céramique. Les pertes thermiques estimées à 12% du flux thermique sont égales à ∆Φ ≤ 148,8 W. Mais avant, calculons le coefficient d’échange convectif ℎ_𝑖 du syngas.

Calcul du coefficient d’échange convectif 𝒉_𝒊 du syngas

La valeur de h dépend de nombreux paramètres tels que les caractéristiques du fluide, la température, la surface de la paroi et des conditions d’écoulement. Son calcul est souvent complexe.

ℎ = 𝑁𝑢 × 𝜆

𝐷_ℎ (4.14) Avec

Nu : le nombre de NUSSELT à calculer (nombre sans dimension) ;

Dh : diamètre hydraulique (en m) ; ici 𝐷_ℎ = 𝐷₁ car la conduite est cylindrique ; 𝜆 : conductivité thermique (en W/(m.K)).

Le syngas issue du gazogène OVN-Bio étant composé majoritairement du diazote, du monoxyde de carbone et du dihydrogène. Nous allons déterminer 𝒉_𝐶𝑂, 𝒉_𝐻2 et ℎ_𝑁2 afin de faire une moyenne pour déduire la valeur de 𝒉_𝒊

 Coefficient d’échange convectif ℎ_𝐶𝑂du CO ℎ_𝐶𝑂 =𝑁𝑢_CO× 𝜆_CO

𝐷_ℎ (4.15)

Le nombre adimensionnel de NUSSELT 𝑁𝑢 est fonction de Re (nombre de REYNOLDS) et de Pr (nombre de PRANDTL).

Nombre de REYNOLDS :

𝑉 =^𝑚̇

𝑆 : vitesse débitante en m/s

𝜌 : masse volumique kg/m³

𝐷_ℎ = 𝐷₁ : diamètre hydraulique (en m) ;

𝜆 : conductivité thermique (en W/(m.K)) ;

𝜇 : viscosité dynamique en kg/(m.s) ;

𝐶_𝑝 : chaleur massique à pression constante (en J/(kg.K).

𝑅𝑒_CO =4 × 𝜌 × 𝑚̇

𝜇 ×𝜋× 𝐷₁ (4.17)

𝑅𝑒_CO = 4 × 1,145 × 0,33 (17,7 × 10⁻⁶) ×𝜋× 0,4 𝑹𝒆_𝐂𝐎 = 𝟔𝟕𝟗𝟓𝟏, 𝟎𝟔𝟖𝟏

Nombre de PRANDTL :

𝑃𝑟 =𝜇 × 𝐶_𝑝

𝜆 (4.18)

𝑃𝑟_𝐶𝑂 =(17,7 × 10⁻⁶) × 1040,68 (249 × 10⁻⁴) 𝑷𝒓_𝑪𝑶 = 𝟎, 𝟕𝟑𝟗𝟖

𝑅𝑒_CO étant supérieur à 2000, alors le régime de l’écoulement est turbulent. Par conséquent, la formule du nombre adimensionnel de NUSSELT Nu sera [21]:

𝑁𝑢 = 0,023 × 𝑅𝑒^0,8× 𝑃𝑟^1⁄3 (4.19) 𝑁𝑢_𝐶𝑂 = 0,023 × 𝑅𝑒_CO^0,8× 𝑃𝑟_𝐶𝑂^1⁄3

𝑁𝑢_𝐶𝑂 = 0,023 × 67951,0681^0,8 × 0,7398^1⁄3

ℎ_𝐶𝑂 =𝑁𝑢_𝐶𝑂× 𝜆

𝐷_ℎ (4.20)

ℎ_𝐶𝑂 =152,7061 × (249 × 10⁻⁴) 0,4

𝒉_𝑪𝑶 = 𝟗, 𝟓𝟎𝟓𝟗 𝑾/𝑚²𝑲

 Coefficient d’échange convectif ℎ_𝐻2du H2

Nombre de REYNOLDS :

𝑅𝑒_𝐻2 =4 × 𝜌 × 𝑚̇

𝜇 ×𝜋× 𝐷₁

𝑅𝑒_𝐻2 = 4 × 0,08988 × 0,33 (8,92 × 10⁻⁶) ×𝜋× 0,4 𝑹𝒆_𝑯𝟐 = 𝟏𝟎𝟓𝟖𝟒, 𝟑𝟎

𝑅𝑒_𝐻2 > 2000, le régime de l’écoulement est turbulent.

Nombre de PRANDTL :

𝑃𝑟_𝐻2 =𝜇 × 𝐶_𝑝 𝜆

𝑃𝑟_𝐻2 =(8,92 × 10⁻⁶) × 14300 (1861 × 10⁻⁴) 𝑷𝒓_𝑯𝟐 = 𝟎, 𝟔𝟖𝟓𝟒

Nombre adimensionnel de NUSSELT : 𝑁𝑢_𝐻2 = 0,023 × 𝑅𝑒_𝐻2^0,8 × 𝑃𝑟_𝐻2^1⁄3 𝑁𝑢_𝐻2 = 0,023 × 10584,30^0,8 × 0,6854^1⁄3

𝑵𝒖_𝑯𝟐 = 𝟑𝟑, 𝟔𝟑𝟑𝟓

ℎ_𝐻2 =𝑁𝑢_𝐻2× 𝜆 𝐷_ℎ

ℎ_𝐻2 =33,6335 × (1861 × 10⁻⁴) 0,4

𝒉_𝑯𝟐 = 𝟏𝟓, 𝟔𝟒𝟖𝟎𝑾/𝑲

 Coefficient d’échange convectif ℎ_𝑁2du N2

Nombre de REYNOLDS :

𝑅𝑒_𝑁2 =4 × 𝜌 × 𝑚̇

𝜇 ×𝜋× 𝐷₁

𝑅𝑒_𝑁2 = 4 × 1,1694 × 0,33 (17,9 × 10⁻⁶) ×𝜋× 0,4 𝑹𝒆_𝑵𝟐 = 𝟔𝟖𝟔𝟐𝟑, 𝟔𝟗𝟗𝟐𝟕

𝑅𝑒_𝑁2 > 2000, le régime de l’écoulement est turbulent.

Nombre de PRANDTL :

𝑃𝑟_𝑁2 =𝜇 × 𝐶_𝑝 𝜆

𝑃𝑟_𝑁2 =(17,9 × 10⁻⁶) × 1040 (256,6 × 10⁻⁴) 𝑷𝒓_𝑵𝟐 = 𝟎, 𝟕𝟐𝟓𝟓

Nombre adimensionnel de NUSSELT : 𝑁𝑢_𝑁2 = 0,023 × 𝑅𝑒_𝑁2^0,8× 𝑃𝑟_𝑁2^1⁄3 𝑁𝑢_𝑁2 = 0,023 × 68623,69927^0,8 × 0,7255^1⁄3

𝑵𝒖_𝑵𝟐 = 𝟏𝟓𝟑, 𝟎𝟕𝟗𝟔

ℎ_𝑁2 =𝑁𝑢_𝑁2× 𝜆 𝐷_ℎ

ℎ_𝑁2 =153,0796 × (256,6 × 10⁻⁴) 0,4

Le coefficient d’échange convectif du syngas peut donc être estimé.

ℎ_𝑖 (𝑠𝑦𝑛𝑔𝑎𝑠) = 𝟗, 𝟓𝟎𝟓𝟗 + 𝟏𝟓, 𝟔𝟒𝟖𝟎 + 𝟗, 𝟖𝟐𝟎𝟎 3

𝒉_𝒊 (𝒔𝒚𝒏𝒈𝒂𝒔) = 𝟏𝟏, 𝟔𝟓𝟖𝟎 𝑾/𝒎^𝟐𝑲

4.2.3 Calcul des résistances chauffantes :

Une résistance électrique traduit la propriété d’un composant à s’opposer au passage d’un courant électrique sous une tension électrique donnée. Elle est souvent désignée par la lettre R et son unité de mesure est l’Ohm (symbole : Ω). Elle est responsable d’une dissipation d’énergie sous forme de chaleur lorsqu’elle est traversée par un courant électrique. Cette propriété porte le nom d’effet Joule. Cette production de chaleur est parfois un effet souhaité (résistances de chauffage) comme ici dans notre cas. La résistance échangera sa chaleur avec le syngas par convection et par rayonnement.

La puissance dissipée par effet Joule s’exprime par : 𝐏_𝒕𝒉 = ^𝑼𝟐

𝑹 (4.24)

P_𝑡ℎ : la puissance dissipée ;

R : la résistance (à déterminer) ;

𝑈 : la tension délivrée par le groupe moteur U = 415 V

- Calcul de la résistance R de l’élément chauffant :

Contrairement à la self-inductance ou au condensateur, une résistance pure n’emmagasine pas et ne restitue pas d’énergie. Par contre elle ne dissipe que de l’énergie thermique. Ce qui nous permet de supposer que l’intégralité de l’énergie électrique est convertie en chaleur par l’effet Joule donc

𝑃_𝑡ℎ = Φ + ∆Φ (4.25)

𝑃_𝑡ℎ = 1,24 + 0,1488

𝑃_𝑡ℎ = 1388,8W.

𝑅 =U²

L’intensité d’alimentation I est calculée suivant la formule ci-dessous : 𝑃_𝑡ℎ = 𝑈 × 𝐼 𝐼 =^𝑃𝑡ℎ

𝑈 (4.27)

𝐼 = 1388,8 415 I = 3,3465 A

Choix de la résistance dans un catalogue

Nous choisissons quatre résistances chauffantes présentant chacune les caractéristiques citées dans le tableau qui suit. Disposées en série à l’intérieur du système, ces quatre résistances chauffantes serviront à porter la température à 900°C au moins avec un flux thermique de 1,4 kW.

Tableau 4.5 : Caractéristiques des résistances de chauffage

Paramètres Caractéristique

Milieu d’utilisation Gaz (syngas) plus ou moins corrosif Forme (voir figure ci-dessous) Circulaire de diamètre 40cm

Figure 4.2 : La forme de résistance chauffante choisie pointée avec la flèche rouge

4.2.4 Récapitulatif sur les caractéristiques du four

Les caractéristiques du dispositif de craquage sont résumées dans le tableau ci après.

Tableau 4.6: Caractéristiques du Four

Caractéristiques du Four

Forme Cylindrique

Courant froid Syngas

Elément chauffant 04 Résistances chauffantes de 375 W, 31 Ω, 415 V chacune Température d’utilisation 900°C (mini) et 1100°C (maxi)

Couche externe Acier doux de λ₁ = 45 W. m⁻¹. K⁻¹ et e1 =12 cm

Couche interne Briques céramiques de λ₂ = 0,35 W. m⁻¹. K⁻¹ et e2 = 1,2 cm Diamètre interne (D1) 40 cm

Diamètre externe (D2) 66,4 cm

Longueur (L) 80 cm

Une ouverture 45 cm x 20 cm

Thermocouple K Usage continu jusqu’à 1200 °C

Ce dispositif permettra de craquer thermiquement plus de 93% de goudrons contenus dans le syngas. Il consomme 1,4 kW et sera alimenté par le réseau au démarrage du gazogène et à l’aide d’un commutateur électronique (relais), il sera balancé sur le co-générateur dès que la qualité du gaz est bonne.

Analyse et Interprétation

Le pouvoir calorifique inférieur des gaz de gazéification après craquage thermique des goudrons à ts = 3,1s à T = 900°C est égal à 12,4 MJ/Nm³ [20].

On est donc passé d’un pouvoir calorifique inferieur de l’ordre de PCI₁ =4,5 MJ/Nm³ à PCI₂ =12,4 MJ/Nm³ ; et d’une teneur en goudrons jusqu’à 93%. La consommation spécifique en biomasse du gazogène sera considérablement rabaissée.

La nouvelle consommation spécifique est C’ = ^{𝐶×𝑃𝐶𝐼1}

𝑃𝐶𝐼₂ = 0,4083 kg/kWh ; ce qui implique que m’ = 13,0645 kg pour produire E_el = 32 KWh d’énergie électrique.

𝐸_{𝑏𝑜𝑖𝑠} = 𝑚^′× 𝑃𝐶𝐼_{𝑏𝑜𝑖𝑠} (4.28)

𝐸_{𝑏𝑜𝑖𝑠} = 13,0645.10⁻³× 4987,32 = 65,1569 kWh 𝐸_{𝑏𝑜𝑖𝑠} = 65,1569 kWh

𝐸_{𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠} = 14,547 kWh

E_chaleur = 7,5241 kWh

Calculons alors le nouveau rendement après le craquage thermique :

η =énergie électrique fournie + chaleur recuperée énergie bois + énergie électrique reçue

𝜼 = 𝑬_𝒆𝒍+ 𝑬_{𝒄𝒉𝒂𝒍𝒆𝒖𝒓}

𝑬_{𝒃𝒐𝒊𝒔}+ 𝑬_{𝒆𝒍 𝒄𝒐𝒏𝒔} (4.29)

𝜼 =(25,5 − 1,4) + 7,5241

65,1569 + 14,547 × 100% = 39,6770%

𝜼 ≈ 𝟑𝟗, 𝟔𝟕𝟕𝟎%

Le kilogramme de bois étant à 30 F CFA et le kilowattheure à 111 F CFA, la production électrique des 24,1 kWh (80% des 32 kWh moins 1,4 kWh) demande une dépense de 2010 F CFA (13,0645 kg × 30 F + 14,547 kWh × 111 F), soit 85 F CFA un kWh produit.

La maintenance du dispositif

La durée de vie et la performance de tout équipement dépend essentiellement de son entretien et de sa maintenance. Pour cela, il faut régulièrement :

 Nettoyer périodiquement (après 150 heures de fonctionnement) les résistances chauffantes et l’intérieur du four pour éviter que les goudrons s’y colmatent trop de sorte à diminuer la performance de ces résistances ;

 S’assurer que le four est hermétiquement fermé après chaque entretien c’est-à-dire bien étanche pour ne pas laisser le syngas s’échapper dans la nature ;

 Contrôler la température sur l’afficheur relié au thermocouple (≥ 900°𝐶);

4.3 Elimination catalytique à base de la dolomite :

Dans le document Etude technique de la purification du gaz de synthèse issu du gazogène OVN-Bio du centre songhaï de Porto-Novo (Page 68-87)