Modélisation et validation expérimentale de la production de syngaz par gazéification des matières résiduelles

La gestion des matières résiduelles (GMR) est un enjeu critique pour toutes les municipalités. Bien que le Québec ait mis en place des politiques de collectes tri-sélective depuis 1998, en 2018, 5 361 000 tonnes d'ordures ménagères (OM) sont enfouies au Québec. Le compostage et le recyclage permettent une valorisation simple de composés identifiés et triés à la source, cependant ils ne permettent pas d'agir sur la partie la plus importante des matières générées : les ordures ménagères. Celles-ci sont hétérogènes, mélangées, contaminées et donc très difficilement valorisables par le recyclage. Cependant, il est possible de les valoriser par la gazéification. La gazéification est un traitement thermique, consistant à provoquer une combustion partielle de la matière en utilisant un débit d'air inférieur à celui d'une combustion complète. La matière est convertie en trois produits distincts : des cendres qui peuvent être enfouies mais ne représente plus que typiquement 30% de la masse entrante, un liquide qui doit être nettoyé et représente environ 10% de la masse entrante et finalement un gaz de synthèse, appelé syngaz, mélange de CO, H2, CO2, CH4 et H2O, représentant typiquement 60% de la masse entrante pouvant être utilisé pour produire des composés complexes tel que le méthanol, l'éthanol, l'ammoniac, ou simplement de la chaleur et de l'électricité.

Abstract

Waste management is a critical issue for all municipalities. Although Quebec has had tri-selective collection policies in place since 1998, in 2018, 5,361,000 tonnes of household waste (HW) will be landfilled in Quebec. Compost and recycling allow for the simple recovery of identified and sorted compounds at the source; however, they do not allow for action on the most important part of the materials generated: household waste. This is heterogeneous, mixed, contaminated and therefore very difficult to recycle. However, it is possible to recover them through gasification. Gasification is a thermal treatment, which consists of causing partial combustion of the material using an air flow rate lower than that of complete combustion. The material is converted into three distinct products: ash that can be buried but typically represents only 30% of the input mass, a liquid that must be cleaned and represents about 10% of the input mass and finally a synthesis gas, called syngas, a mixture of CO, H2, CO2, CH4 and H2O, typically representing 60% of the input mass that can be used to produce complex compounds such as methanol, ethanol, ammonia, or simply heat and electricity.