La composition du gaz de pyrolyse de la biomasse comprend principalement du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone, de l'hydrogène, des hydrocarbures à faible teneur en carbone, de l'oxyde d'azote et de l'oxyde de soufre. Ce gaz est formé par le craquage et la décomposition de grosses molécules provenant des étapes initiales de la pyrolyse.
Explication détaillée :
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Dioxyde de carbone (CO2) et monoxyde de carbone (CO) : Ces gaz sont formés par la décomposition thermique des composants de la biomasse tels que la cellulose, l'hémicellulose et la lignine. Les réactions conduisant à la formation de CO2 et de CO impliquent la rupture de liaisons chimiques au sein de la structure de la biomasse, qui se recombinent ensuite pour former ces gaz. Par exemple, les réactions C + O2 = CO2 (équation 1 dans la référence) et C + ½O2 = CO (équation 2) décrivent la formation de ces gaz à partir du carbone de la biomasse.
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Hydrogène (H2) : L'hydrogène est produit au cours du processus de pyrolyse par diverses réactions, notamment l'interaction du carbone avec l'eau (C + H2O = CO + H2, équation 4) et la décomposition des hydrocarbures. La présence d'hydrogène dans le gaz de pyrolyse est cruciale, car il contribue au pouvoir calorifique du gaz et constitue un composant clé dans la synthèse d'autres produits chimiques.
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Hydrocarbures à faible teneur en carbone : Ils comprennent le méthane (CH4) et d'autres hydrocarbures légers. Le méthane est formé par la réaction du carbone avec l'hydrogène (C + 2H2 = CH4, équation 7). La formation de ces hydrocarbures est influencée par les conditions de pyrolyse telles que la température et le temps de séjour.
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Oxyde d'azote (NOx) et oxyde de soufre (SOx) : Ces composés sont dérivés de l'azote et du soufre présents dans la matière première de la biomasse. Au cours de la pyrolyse, ces éléments sont libérés et peuvent former des oxydes en fonction des conditions de réaction. La présence de ces oxydes dans le gaz de pyrolyse peut affecter son impact environnemental et son efficacité énergétique.
Le rendement et la composition du gaz de pyrolyse peuvent varier considérablement en fonction du type de biomasse, des conditions de prétraitement, de la température de pyrolyse, de la vitesse de chauffage et du type de réacteur. Généralement, le rendement en produits gazeux est compris entre 12 et 15 % du poids total de la biomasse. La compréhension et le contrôle de ces paramètres permettent d'optimiser la production de gaz de pyrolyse pour diverses applications, notamment la production d'énergie et la synthèse chimique.
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