Optimisation et caractérisation des propriétés des biohuiles issues de la pyrolyse du bois contaminé à la créosote.

Torki, Khairat (2021). Optimisation et caractérisation des propriétés des biohuiles issues de la pyrolyse du bois contaminé à la créosote. (Mémoire de maîtrise). Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. Repéré dans Depositum à https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1296

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Résumé

Au Canada, les chemins de fer constituent le moyen de transport majoritaire des industries lourdes et des compagnies minières. Ce moyen de transport est le premier générateur de déchets de bois créosoté, avec plus de 450 000 m3 chaque année. La créosote est utilisée pour ses propriétés de préservation du bois. Elle empêche l’attaque des insectes et des champignons pouvant altérer son intégrité et compromettre ainsi la sécurité ferroviaire. Chimiquement, la créosote est composée à 90 % d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) connus par leur toxicité. La pyrolyse rapide du bois créosoté semble être une solution et une piste prometteuse pour la gestion de ce résidu dangereux. L’objectif principal de notre projet est d'évaluer le potentiel de la pyrolyse rapide dans la décontamination des déchets de bois traité à la créosote et sa capacité de concentrer les HAPs dans la phase liquide (biohuile de pyrolyse) en vue de la valoriser en tant que carburant liquide. Pour ce faire, les étapes suivantes ont été suivies : 1-Collecte, broyage et caractérisation de la biomasse initiale ; 2-Optimisation de la production des biohuiles en variant la température de la pyrolyse rapide : 400, 450 et 500 °C ; 3-Qualification et quantification des HAPs dans les produits pyrolytiques ainsi que déduction de l’effet de la pyrolyse rapide à déconcentrer les HAPs du bois contaminé et 4-Caractérisation physique et chimique des biohuiles produites. La biohuile obtenue à 400 °C était la moins concentrée en HAPs (222 250 ppm à 400 °C, 264 450 ppm à 450 °C et 293 250 ppm à 500 °C) en présentant des caractéristiques physico-chimiques semblables à celles de la biohuile typique : la masse volumique 1,12 g/cm3, la viscosité 5,71 cP, le pouvoir calorifique 11,74 MJ/kg, la teneur en eau 47,22 %, la teneur en cendre 0,41 % et les concentrations des inorganiques 2 406 ppm. Ces caractéristiques augmentent en fonction de la température de la pyrolyse et atteignent leurs maximums à 500 °C. Néanmoins, la composition emmêlée et la présence des composés oxygénés (20 à 50 %) provoquent une déplétion de son implication industrielle et limitent leurs utilisations. Pour remédier à cette contrainte, l’hydrotraitement catalytique a été choisi pour réduire d’une part le taux en composés oxygénés et d’autre part déconcentrer les biohuiles des HAPs. Les conditions opératoires de l’étape d’hydrogénation ont été fixées à une température de 120 °C, une pression de 8 bar et un temps de réaction d’une heure. Deux types de catalyseurs : Raney nickel et le Ni/biochar. La biohuile hydrogénée a témoigné une diminution de 22 % du taux en carbone. En contrepartie, on a observé une augmentation du pourcentage des polyols (34 %), des alcanes (71 %) et du gaz (82 %). Généralement, l’hydrogénation a permis une réduction de 96,2 % du pourcentage massique des HAPs dans l’huile pyrolytique. Ces résultats suggèrent l’intérêt de l’hydrogénation catalytique dans la réduction des risques pour la santé des biohuiles et l’amélioration de sa stabilité.

Type de document:	Thèse ou mémoires (Mémoire de maîtrise)
Directeur de mémoire/thèse:	Koubaa, Ahmed
Codirecteurs de mémoire/thèse:	Bouafif, Hassine
Mots-clés libres:	Bois; créosote; HAPs; pyrolyse rapide; huile pyrolytique; hydrotraitement catalytique.
Divisions:	Génie > Maîtrise en ingénierie
Date de dépôt:	01 sept. 2021 15:13
Dernière modification:	17 sept. 2021 13:08
URI:	https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1296

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