Une énergie plus propre à partir du charbon
Les charbons à haute teneur en cendres sont utilisés à grande échelle en Inde et en Turquie pour produire de l'électricité et de la vapeur industrielle, et ces pratiques devraient probablement perdurer dans l'avenir proche. Malheureusement, la combustion directe de charbon pour produire de la vapeur pour une turbine est très polluante et source d'importantes émissions de gaz à effet de serre. La gazéification du charbon est une alternative à sa combustion directe, car elle produit une énergie plus propre. Le projet OPTIMASH (Optimizing gasification of high-ash content coals for electricity generation), financé par l'UE, a optimisé une technologie relativement nouvelle appelée cycle combiné à gazéification intégrée (CCGI) pour améliorer les propriétés du contenu des cendres de charbon indien et turc. L'objectif de l'initiative était de développer les conditions opérationnelles de la technologie CCGI. Le consortium a observé que la technologie de gazéification à lit fluidisé était particulièrement adaptée pour la conversion des charbons à haute teneur en cendres. Des processus indirects et directs de gazéification sur lit fluidisé ont ainsi été évalués et testés. Les partenaires du projet ont caractérisé le contenu des cendres par analyses chimiques, thermiques et pétrographiques. Ils ont également classé les particules par taille, et réalisé des tests de liquides lourds sur des échantillons de charbon. Par le biais d'une analyse thermique et de méthodes de spectroscopie de masse, les chercheurs ont aussi étudié la cinétique de la pyrolyse, de la combustion et de la gazéification. Ce travail s'est appuyé sur des modèles de calculs de dynamique des fluides. Les résultats ont montré que le prototype de centrale OPTIMASH à 1 mégawatt thermique fournissait suffisamment de données pour développer à l'échelle adaptée des centrales de gazéification pour une gamme de niveaux de puissance et d'applications. Les résultats des simulations montrent que la modélisation était réussie et adaptée pour analyser les effets des opérations clés sur les résultats de la gazéification. Il a été observé que l'approvisionnement en vapeur avait des effets positifs en augmentant le rendement en hydrogène et la proportion de contenu en hydrogène dans le syngaz produit. Il a également des effets positifs sur la valeur de chauffage supérieure du syngaz et le rendement de la gazéification. Par ailleurs, l'absorption sélective de composants de sulfure d'hydrogène et d'ammoniac dans les centrales CCGI a permis de réduire les émissions d'oxydes de soufre et d'oxydes d'azote de la turbine à gaz. Le système pilote de gazéification OPTIMASH est une technique du charbon à faible impact carbone, qui participera à réduire les rejets dangereux des centrales électriques. Le CCGI est un choix particulièrement pertinent puisqu'il peut être combiné à la capture du dioxyde de carbone et à son stockage souterrain.
Mots‑clés
Centrales électriques, charbons à haute teneur en cendres, OPTIMASH, électricité, gazéification à lit fluidisé
