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International audience; In this study, pyrolysis process of wood bio-oil was studied. The effects of temperature in the range 550-1000 degrees C, heating rate in the range 2-2000 degrees C s(-1) and ash content of the bio-oil on char, tar and gas yields were investigated. The main gas species generated are quantified by Micro-GC: H-2, CO, CO2, CH4 and trace amounts of C2H4 and C2H6. A temperature increase from 550 to 1000 degrees C enhanced greatly the gas yield, whilst solid and liquid yields decreased significantly. The heating rate was varied in a range covering rapid pyrolysis using the Horizontal Tubular Reactor (HTR) to flash pyrolysis using an Entrained Flow Reactor (EFR). A decrease of char yield from 11 wt.% down to 4 wt.% was observed when heating rate is changed from 2 to 100 degrees C s(-1). In EFR a flash heating rate of 2000 degrees C s(-1) led to a char yield as low as 1 wt.%. Bio-oil with a natural ash contents of 0.05 wt.% and bio-oil added with 3 wt.% of ash were finally pyrolyzed. Ash seems to favor re-polymerization reactions that lead to an increase in char yield. A decrease in the amount of gas is observed when ash is added while an increase was a priori expected.

Ligno-cellulosic biomass from different sources presents variable composition. The main aim of this work was to develop a method to predict the gas yields after flash pyrolysis (and tar cracking) at 950 _C in an Entrained Flow Reactor of any biomass from its composition in the three main components - cellulose, hemicellulose and lignin. For this approach to be successful, three conditions need to be met: (C1) Pyrolytic behaviour of celluloses from different biomasses is similar, as is hemicellulose and lignin behaviour. (C2) There is no interaction between the components. (C3) Extractives and ashes have no impact on the pyrolysis process. Two approaches were chosen to investigate the condition C1: (i) Celluloses, hemicelluloses and lignins of various sources were pyrolysed. Results show that hemicelluloses and lignins from different sources do not form the same quantities of gases. (ii) An attempt was made to identify the gas yields of ''theoretical components'' that are able to predict flash pyrolytic behaviour of any biomass. Results tend to show that this is not possible. The condition C2 is investigated by comparing the gas yields of the components taken separately and the gas yields of mixes of the components. Two types of mixing were carried out: simple mixing and intimate mixing. Results show that interactions occur between the components during flash pyrolysis. The condition C3 was not investigated here; it can nevertheless be concluded that the behaviour of a biomass during flash pyrolysis at high temperature cannot be predicted from its composition in cellulose, hemicellulose and lignin.

A new two-stage gasifier with fixed-bed has recently been installed on CIRAD facilities in Montpellier. The pyrolysis and the gasifier units are removable. In order to characterise the pyrolysis products before their gasification, experiments were carried out, for the first time onlywith the pyrolysis unit and this paper deals with the results obtained. The biomass used is Pinus pinaster. The parameters investigated are: temperature, residence time and biomass flow rate. It has been found that increasing temperature and residence time improve the cracking of tars, gas production and char quality (fixed carbon rate more than 90%, volatile matter rate less than 4%). The increase of biomass flow rate leads to a bad char quality. The efficiency of tar cracking, the quality and the heating value of the charcoal and the gases, indicate that: temperature between 650 °C and 750 °C, residence time of 30 min, biomass flow rate between 10 and 15 kg/h should be the most convenient experimental conditions to get better results from the experimental device and from the biomass pyrolysis process. The kinetic study of charcoal generation shows that the pyrolysis process, in experimental conditions, is a first-order reaction. The kinetic parameters calculated are comparable with those found by other researchers. (Resume d'auteur)

Analytical experiments are performed in an entrained flow reactor to better understand the kinetic processes involved in biomass pyrolysis under high temperatures (1073-1273 K) and flash heating condition (>500 K.. s/1). The influence of the particle size (0.4 and 1.1 mm), of the temperature range (1073-1273 K), of the presence of steam in the gas atmosphere (0 or 20 vol %) and of the residence time range (between 0.7 and 3.5 s for gas) on conversion and selectivity is studied. Under these conditions, the particle size is the most crucial parameter that influences decomposition. For 1.1 mm particles, pyrolysis requires more than 0.5 s and heat transfer processes are limiting. For 0.4 mm particles, pyrolysis seems finished after 0.5 s. More than 70 wt % of gas is produced. 40 % of the initial carbon is found in CO; less than 5% is found in CO2. The hydrogen content is equally distributed among H2, H20 and light hydrocarbons (CH4, C2H2, C2H4). Under these conditions, the evolution of the produced gas mixture is not very significant during the first few seconds, even if there seems to be some reactions between H2, the C2 and tars.

An innovative way of catalysis was investigated for its potential to reduce the amount of condensable hydrocarbons produced during the pyrolysis of oak wood. The experiments were carried out in a horizontal tubular reactor, fed with a controlled flow rate of nitrogen and equipped with accessories to collect char, liquid and gaseous products. Pyrolysis was performed at 700°C with different wood sample series impregnated with either Ni or Fe nitrates (in aqueous solution) and by varying the metal concentration in the wood. In the blank run the biomass was acid-washed to determine the impact of demineralization. The influence of the metal type and content introduced into the wood to reduce the fraction of condensable organic compounds produced during pyrolysis was determined. Depending on the experimental conditions, the gas yield increases from 20.0 to 33.1%. Condensable hydrocarbons are cracked into gaseous components and the concentration of H2 is significantly increased, by 260% compared to the reference sample. In particular, the Ni-loaded wood samples give much higher H2 yields than the Fe-loaded ones under similar conditions but less toxic products are formed with the latter. These results show that biomass impregnation with either nickel or iron salts is a promising way to reduce the fraction of condensable organic compounds produced during pyrolysis. © 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Charcoals were prepared without activation. The study of carbonization parameters influence have been investigated in order to determine the optimum conditions and to expand the adsorption properties of the charcoals. Pyrolysis tests have been done with optimum thermal parameters using firecrops, agricultural by-products or fallowing land growing. The optimum parameter the following : reactor heating rate of 3°C/mn, maximum temperature of 600°C and 5 h residence time at maximum temperature. The specific surface area and the standard adsorption tests have been applied to characterize the powdered charcoals. The none activated bio-adsorbent coals (NABAC) obtained from massive woods presents interesting adsorption properties : the specific surface area of NABAC from Eucalyptus wood exceed 3 70 m2/g. Since the aim of this project is both water treatment and energy generation, a method of energy recovery was carried out. This method consists of pollutant destruction via incineration of charcoals in a form of concentrated mixture of pulverulent solid dispersed within an aqueous foam (coal-water mixture).

Non disponible / Not available, Nous avons étudié l'influence de parois métalliques de platine ou de garnissages de tubes de pyrex traités à l'oxyde de plomb sur les réactions de pyrolyse et d'oxydation de l'isobutane, vers 800 k. Nous avons précisé la chimie et les caractéristiques cinétiques de ces réactions. En l'absence d'oxygène, ces parois (PT ou PBO) ont une influence inhibitrice sur la pyrolyse de l'isobutane qui est essentiellement due à la réaction hétérogène des atomes libres d'hydrogène porteurs de chaines au contact de ces parois. Une modélisation de la réaction au cours du temps a permis une détermination précise des constantes de vitesse de ces processus hétérogènes et, par suite, du coefficient de collage des atomes H. à la paroi. Nous avons montré en particulier que varie nettement avec la température lorsque la paroi est constituée de l'oxyde métallique PBO et qu'il n'en dépend pas dans le cas du platine métallique. De même, en présence d'oxygène, l'influence qu'exercent ces garnissages sur la pyrolyse-oxydation de l'isobutane s'explique par la seule et unique réaction hétérogène des radicaux HO2. à la paroi. Les garnissages en pyrex traités à PBO simplifient considérablement la chimie et la morphologie de la réaction en chaine de sorte qu'il devient possible de mesurer dans ces conditions les constantes de vitesse de processus élémentaires difficilement accessibles par toute autre méthode. Nous suggérons donc une méthode de mesure des constantes de vitesse fondée sur l'utilisation de garnissages en pyrex traités à PBO. La modélisation informatique a permis particulièrement de mesurer les coefficients de collage des radicaux HO2. aux parois. Comme dans le cas des atomes H., nous avons montré que, pour HO2., varie nettement avec la température lorsque la paroi est PBO. Enfin, nous avons montré que le garnissage de platine simplifie aussi la réaction radicalaire en volume, mais il complique le système en introduisant des réactions de surface responsables de la consommation d'oxygène.

A pyrolysis process of waste water activated sludge in a hydrothermal medium has been developed between 200 and 300°C. It allows to convert 72 % of the original organic matter into oil and gas, nearly the whole proteins and lipids content of the sludge. Pyrolytic oil is similar to fossil oil and contains mainly neutral molecules (alkanes, alkenes, aromatic...). Its sulphur content decreases with the residence time and the temperature. The heavy metals contents in oil and gas are negligible. This conversion process may be applied to other organic wastes., Un procédé de pyrolyse entre 200 et 300°C en milieu hydrothermal des boues des stations d'épuration des eaux usées a été mis au point. Il permet de convertir 72 % de la matière organique de départ en huile et gaz, soit pratiquement la totalité des protéines et des lipides de la boue. L'huile qui présente la consistance et l'aspect du pétrole contient majoritairement des composés neutres (alcanes, alcènes, aromatiques, etc.). Sa teneur en soufre diminue en fonction de la durée et de la température de traitement. On montre que les teneurs en métaux lourds dans l'huile et le gaz formés sont négligeables. Notre procédé de conversion peut être appliqué à d'autres déchets organiques que les boues de stations d'épuration.

Non disponible / Not available, Nous avons étudié l'influence de parois métalliques de platine ou de garnissages de tubes de pyrex traités à l'oxyde de plomb sur les réactions de pyrolyse et d'oxydation de l'isobutane, vers 800 k. Nous avons précisé la chimie et les caractéristiques cinétiques de ces réactions. En l'absence d'oxygène, ces parois (PT ou PBO) ont une influence inhibitrice sur la pyrolyse de l'isobutane qui est essentiellement due à la réaction hétérogène des atomes libres d'hydrogène porteurs de chaines au contact de ces parois. Une modélisation de la réaction au cours du temps a permis une détermination précise des constantes de vitesse de ces processus hétérogènes et, par suite, du coefficient de collage des atomes H. à la paroi. Nous avons montré en particulier que varie nettement avec la température lorsque la paroi est constituée de l'oxyde métallique PBO et qu'il n'en dépend pas dans le cas du platine métallique. De même, en présence d'oxygène, l'influence qu'exercent ces garnissages sur la pyrolyse-oxydation de l'isobutane s'explique par la seule et unique réaction hétérogène des radicaux HO2. à la paroi. Les garnissages en pyrex traités à PBO simplifient considérablement la chimie et la morphologie de la réaction en chaine de sorte qu'il devient possible de mesurer dans ces conditions les constantes de vitesse de processus élémentaires difficilement accessibles par toute autre méthode. Nous suggérons donc une méthode de mesure des constantes de vitesse fondée sur l'utilisation de garnissages en pyrex traités à PBO. La modélisation informatique a permis particulièrement de mesurer les coefficients de collage des radicaux HO2. aux parois. Comme dans le cas des atomes H., nous avons montré que, pour HO2., varie nettement avec la température lorsque la paroi est PBO. Enfin, nous avons montré que le garnissage de platine simplifie aussi la réaction radicalaire en volume, mais il complique le système en introduisant des réactions de surface responsables de la consommation d'oxygène.

Not available, Un logiciel d'estimation de paramètres cinétiques de réactions élémentaires en phase gazeuse, par les méthodes de la cinétique thermochimique de BENSON, a été mis au point. Ce logiciel permet de calculer le facteur préexponentiel et l'énergie d'activation des amorçages unimoléculaires et bimoléculaires, des combinaisons et dismutations de radicaux libres et des isomérisations radicalaires, et le facteur préexponentiel des réactions de métathèses, d'addition d'un radical libre sur une molécule insaturée, et de décomposition unimoléculaire d'un radical libre. Le calcul des données cinétiques des amorçages et des terminaisons est effectué à l'aide de la théorie des collisions, alors que les paramètres cinétiques des autres réactions sont calculés à partir de la théorie du complexe active. Le logiciel a été mis en œuvre pour des réactions élémentaires de pyrolyse et d'oxydation d'hydrocarbures. La comparaison des résultats calculés avec des valeurs d'origine expérimentale montre un accord satisfaisant. Le logiciel a été incorporé dans un code plus vaste de création de modèles cinétiques de combustion dans les moteurs

Not available, Un logiciel d'estimation de paramètres cinétiques de réactions élémentaires en phase gazeuse, par les méthodes de la cinétique thermochimique de BENSON, a été mis au point. Ce logiciel permet de calculer le facteur préexponentiel et l'énergie d'activation des amorçages unimoléculaires et bimoléculaires, des combinaisons et dismutations de radicaux libres et des isomérisations radicalaires, et le facteur préexponentiel des réactions de métathèses, d'addition d'un radical libre sur une molécule insaturée, et de décomposition unimoléculaire d'un radical libre. Le calcul des données cinétiques des amorçages et des terminaisons est effectué à l'aide de la théorie des collisions, alors que les paramètres cinétiques des autres réactions sont calculés à partir de la théorie du complexe active. Le logiciel a été mis en œuvre pour des réactions élémentaires de pyrolyse et d'oxydation d'hydrocarbures. La comparaison des résultats calculés avec des valeurs d'origine expérimentale montre un accord satisfaisant. Le logiciel a été incorporé dans un code plus vaste de création de modèles cinétiques de combustion dans les moteurs

Not available, Ce mémoire traite de la mise au point d'un logiciel de conception assistée par ordinateur de génération de mécanismes réactionnels complexes en phase gazeuse. Il est appliqué à des réactions thermiques de pyrolyse et d'oxydation de composés organiques, plus particulièrement d'alcanes et de molécules chlorées. Le logiciel est constitué: - d'une partie procédurale qui comprend un compilateur de notation linéaire, des procédures de canonicité des constituants et des fonctions de génération de processus élémentaires, - d'une partie système expert qui gère et coordonne l'ensemble en demandant à l'utilisateur les options de génération qu'il souhaite appliquer. Les mécanismes primaires générés peuvent être exhaustifs et/ou simplifiés à l'aide de règles qualitatives ou semi-quantitatives énoncées à priori et à posteriori

Dans cet article sont présentées la composition et la toxicité des effluents de pyrolyse. Des résultats expérimentaux (études cinétiques, concentrations et facteurs d'émission des polluants) sont donnés pour différents procédés de pyrolyse (four pilote de laboratoire, four artisanal ou industriel). Les résutats montrent notamment comment le traitement thermique peut réduire considérablement les quantités de polluant émises tout en améliorant les rendements de production