DSpace À propos de l'application DSpace
 

Depot Institutionnel de l'UMBB >
Thèses de Doctorat et Mémoires de Magister >
Génie Mécaniques >
Doctorat >

Veuillez utiliser cette adresse pour citer ce document : http://dlibrary.univ-boumerdes.dz:8080/handle/123456789/3383

Titre: Optimisation de la valorisation énergétique des gaz de pyrolyse des pneus hors d'usage
Auteur(s): Akkouche, Naim
Mots-clés: Pneus
Optimisation : Applications industrielles
Huile pyrolytique
Date de publication: 2016
Résumé: En raison de la forte demande sur le carburant de pétrole, qui a conduit à son appauvrissement d'une part, et le taux élevé de la production de pneus hors d'usage d'autre part, la valorisation énergétique des déchets pneumatiques est sélectionnée comme une solution abordant ces deux problèmes simultanément. Parmi les techniques de valorisation énergétique, la pyrolyse est une filière optimale par laquelle la gomme de pneu se transforme en sous produits utilisables (gaz, fioul et noir de carbone). L'objectif de ce travail est d'optimiser la valorisation énergétique des gaz de pyrolyse des déchets de pneus usagés. Il consiste à optimiser la qualité et la quantité des vapeurs pyrolytiques, constituant la fraction gazeuse et la fraction huileuse du produit, en agissant seulement sur la température et le taux de chauffage de la pyrolyse. Il est conclu qu'elles représentent la majeure partie dégradable du pneu, constituée principalement de matières additives, de caoutchouc naturel (NR) et de caoutchoucs synthétiques (BR et SBR).Le pneu de type PL (poids lourds), utilisé dans cette étude, est constitué de 4,96% de matière additives, de 53,94% de caoutchouc naturel (NR), de 3,1 % de caoutchouc polybutadiène (BR) et de 38% de résidu charbonneux constitué principalement de noir de carbone. Les paramètres opératoires influençant la réaction de la pyrolyse des pneus ont été étudiés et optimisés numériquement en simulant les phénomènes thermochimiques à l'aide d'un mécanisme cinétique global. Outre la modélisation des transferts de masse, le modèle permet également la modélisation des transferts de chaleurs où les échanges thermiques internes aboutissent aux effets d'auto-échauffement et d'auto-refroidissement de la matière. Il a été conclu que les taux de chauffages inférieur sont optimaux pour la pyrolyse d'une particule pneumatique. En effet, le chauffage sous un taux de 2 °C.min-1 assure la pyrolyse en absorbant seulement 708 kJ.kg-1 d'énergie alors que le chauffage sous un taux supérieur à 20 °C.min-1 nécessite une quantité d'énergie supérieure à 3100 kJ.kg-1. Quant à la température de la pyrolyse isotherme, la modélisation a montré que la pyrolyse à 450-500 °C peut être optimale pour la pyrolyse complète de la matière pneumatique. Cependant, tenant compte de la qualité des produits de la pyrolyse, l'optimisation du processus nécessite un recours aux essais expérimentaux, où la totalité des produits de la pyrolyse (gaz, huile et char) doivent être analysés, identifiés et quantifiés. De la poudre du pneu type poids lourds, récupérée de l'industrie de traitement des pneus hors d'usage, implanté à Sidi Aiche dans la wilaya de Bejaia en Algérie, est pyrolysée dans un réacteur de pyrolyse équipé d'un système de condensation et d'échantillonnage des vapeurs pyrolytiques. Les essais expérimentaux consistent à chauffer le lit jusqu'à la fin de la pyrolyse (600-700 °C) en faisant varier le taux de chauffage de 5 à 25 °C.min-1. Ce dernier n'a pratiquement aucune influence sur la qualité et le rendement de la pyrolyse en résidu charbonneux (38 %). Il présente une influence significative sur les vapeurs pyrolytiques, notamment sur le processus de leurs craquage thermique. En faisant augmenter le taux de chauffage de 2 à 25 °C.min-1, le rendement en gaz augmente de 7,24 à 18,08 % au détriment de celui de l'huile pyrolytique. Les taux de chauffages élevés favorisent la production de CH4et défavorisent celle de C4H8. En outre, les taux de chauffage entre 10 et 15 °C.min-1 minimisent les concentrations massiques de H2, CO et CO2 et maximisent celles de C2H6, C3H6, C4H6 et H2S dans la fraction gazeuse de la pyrolyse. Son pouvoir calorifique inférieur s'améliore en augmentant de 47 à 56 MJ.Nm-3. En ce qui concerne l'huile pyrolytique, se constituant principalement de composés aromatiques, son pouvoir calorifique supérieur est d'environ 40 MJ.kg-1. Le soufre dans cette fraction se trouve sous trois formes: C7H5NS, C15H16O3S et C16H14O2N2S. Indépendamment du taux de chauffage, environ 97,15 % de l'énergie contenue dans la matière première (pneu) est trouvée dans les produits de la pyrolyse. On note que le processus de craquage des vapeurs pyrolytiques est amélioré en laissant les vapeurs pyrolytiques passées à travers un tube cylindrique (colonne), placé à la sortie du réacteur. Dans le but d'améliorer au mieux ce processus, du résidu charbonneux, produit dans les mêmes conditions opératoires, est réutilisé comme catalyseur dans la colonne mise en place. L'influence de ce dernier a été étudiée à l'aide d'une série d'essais en réutilisant 25 et 33% de la quantité du noir de carbone produit. Il a été conclu que cette approche présente un avantage significatif sur le craquage des huiles pyrolytique en les convertissant en gaz de synthèse. Il permet d'augmenter le rendement en gaz de 10 à 17% au détriment de celui de l'huile pyrolytique. Il présente également l'avantage de convertir plus du soufre, contenu dans les huiles, en H2S. Le contenu énergétique des trois produits de la pyrolyse s'élève à plus de 99% de celui contenu dans la matière première (pneu). Lors de la pyrolyse de 1 kg de pneu, le contenu énergétique du gaz augmente de 4,4 à 7,9 MJ au détriment du contenue énergétique de l'huile, qui baisse de 20,9 à 18,4 MJ
Description: 163 p. : ill. ; 30 cm
URI/URL: http://dlibrary.univ-boumerdes.dz:8080/handle/123456789/3383
Collection(s) :Doctorat

Fichier(s) constituant ce document :

Fichier Description TailleFormat
Naim Akkouche.pdf5,59 MBAdobe PDFVoir/Ouvrir
View Statistics

Tous les documents dans DSpace sont protégés par copyright, avec tous droits réservés.

 

Valid XHTML 1.0! Ce site utilise l'application DSpace, Version 1.4.1 - Commentaires