Etude des matières volatiles issues de la pyrolyse du charbon en réacteur laser et de leur interaction avec des minerais de fer

Study of the volatile matters emitted during the pyrolysis of coal in a laser reactor, and of their interaction with ion ores

• Auteur / Autrice : Jean Romuald Ratefiniaina
• Direction : Gilles Prado
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fer -- Minerais

Pyrolyse

Charbon

Résumé

L'utilisation du charbon à la place du coke dans les hauts fourneaux est une méthode de plus en plus utilisée, elle présente cependant des limites. Une autre option possible est la pré-gazéification du charbon en lit fluidisé de façon à obtenir du coke, et des matières volatiles utilisables pour la réduction du minerai de fer. L'objectif de ce travail supporté par l'Institut de recherche de la sidérurgie (IRSID) était la caractérisation des matières volatiles émises lors de la gazéification du charbon, puis l'étude de leur transformation par traitement thermique et par interaction avec un solide contenant du fer. Dans ce but, le réacteur laser dont dispose le laboratoire de gestion des risques et environnement a été modifié de façon à pouvoir faire une analyse quantitative des matières volatiles : oxydes de carbone, hydrocarbures, hydrogène. L'évolution de la composition de ces matières volatiles a ensuite été étudiée lors de traitement thermique à 1000°C en fonction du temps de séjour. Les bilans atomiques effectués avant et après traitement thermique ont montré que la masse molaire moyenne des matières volatiles diminuerait, ce qui se traduisait en particulier par une augmentation des concentrations en méthane et en benzène au détriment d'hydrocarbures aliphatiques et aromatiques plus lourds. Enfin, la troisième partie de l'étude a permis de constater qu'il se formait un dépôt carbone lors du contact matières volatiles - minerais de fer. Ce dépôt diminuant si les matières volatiles ont subi un traitement thermique avant le contact gaz - solide. L'oxydation des matières volatiles par le minerai a aussi été quantifiée. Une analyse qualitative du dépôt carbone a de plus pu être effectuée. L'ensemble de ces résultats a permis d'établir des bilans massiques décrivant le devenir des matières volatiles du charbon dans le réacteur de gazéification