Etude thermocinétique de la pyrolyse du bois : application à la pyrolyse du bois d'olivier

A thermo-kinetic study of wood pyrolysis : application to olive wood pyrolysis

• Auteur / Autrice : Najla Grioui
• Direction : André Zoulalian
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du bois
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Ecole Nationale Supérieure des Technologies et Industries du Bois (Epinal) en cotutelle avec Université de Sfax - Tunisie
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Propriétés thermiques

Bois

Olivier

Carbonisation

Pyrolyse

Résumé

Une étude théorique et expérimentale de la thermocinétique de la pyrolyse des particules de bois thermiquement épaisses est développée. Les caractéristiques thermophysiques du bois d'olivier à savoir la masse volumique apparente, la densité, la porosité. La perméabilité et la conductivité thermique ont été déterminées expérimentalement par différentes méthodes de mesure. Les mesures cinétiques sont réalisées de manière isotherme au sein d'une thermobalance dans un intervalle de température compris entre 498 K et 648 K. Les courbes expérimentales obtenues sont interprétées par un modèle cinétique il plusieurs étapes de décomposition qui permet de représenter de manière très satisfaisante les résultats expérimentaux. Le couplage du modèle cinétique avec l’équation de conservation de l'énergie permet d'obtenir une équation différentielle décrivant l'évolution de la température il l'intérieur du morceau cylindrique de bois. Cette équation est résolue en utilisant une méthode purement implicite des différences finies. Le modèle élaboré est tout d'abord validé avec plusieurs données expérimentales disponibles dans la littérature, puis appliqué à la carbonisation d'une particule cylindrique de bois d'olivier dans différentes conditions opératoires pour déterminer l’effet de la température du réacteur et de l’épaisseur de la particule sur l'évolution du profile de la température et de la masse résiduelle à l’intérieur de la particule.

A theoretical and experimental study of thermo-kinetic of this wood particles pyrolysis has been developed. The thermophysical properties of the olive wood such as apparent density, porosity, permeability and thermal conductivity have been determined experimentally by different measurement methods. A kinetic measurements are carried out by thermogravimetric analysis in isothermal mode in the temperature range between 498 K and 648 K. The experimental curves obtained are interpreted by a kinetic model based on several decomposition stages. The kinetic model coupled with energy conservation equation leads to a non linear equations system which has been solved iteratively by using an implicit finite differences method. The obtained results are in good agreement with the available experimental data. The developed model is then applied to the pyrolysis of a cylindrical olive wood particle in different operating condition to simulate the effect of the reactor temperature and the particle size on the evolution of the temperature profile as well as the residual mass inside the thick particle.