Thèse en Sciences et Technologies de l'Eau, de l'Energie et de l’Environnement. Conception et caractérisation expérimentale d'un réacteur de gazéification pour l’Afrique de l’Ouest / Dawidwendé Thècle Laetitia ZOUNGRANA 

Public ISBD Titre de série : Thèse en Sciences et Technologies de l'Eau, de l'Energie et de l’Environnement Titre : Conception et caractérisation expérimentale d'un réacteur de gazéification pour l’Afrique de l’Ouest Type de document : texte imprimé Auteurs : Dawidwendé Thècle Laetitia ZOUNGRANA Année de publication : 2022 Importance : 221 p. Langues : Français (fre) Résumé : La gazéification est un procédé de conversion thermochimique de la biomasse utilisée dans des applications de production de chaleur et d'électricité. Ce procédé est prometteur dans un environnement ouest africain où les besoins énergétiques sont importants et où le potentiel en biomasse est considérable. La présente étude s'inscrit dans un contexte de valorisation par gazéification des résidus agricoles notamment la balle de riz. Elle a permis de concevoir et de fabriquer un réacteur de gazéification adapté aux petites unités industrielles dans le secteur de la transformation agricole. Cette étude se décline en plusieurs étapes à savoir la mise en place d'une méthodologie de conception du prototype, la modélisation à l'équilibre de la composition du gaz produit, la simulation des pertes thermiques du procédé et la mise en œuvre d'une étude expérimentale sur le prototype. Plusieurs paramètres ont été étudiés expérimentalement à savoir le ratio d'équivalence, les niveaux d'injection d'air de même que le mode d'approvisionnement en combustible. Le gaz produit à l'issue du procédé de gazéification a été analysé afin de déterminer les conditions opératoires dans lesquelles le meilleur rendement a été obtenu. Les meilleurs essais menés ont été réalisés à un ratio d'équivalence de 0,32 pour une puissance thermique de 50 kWth[PCI] et un rendement de 46 %. La composition du gaz obtenu est de 14,62 % de CO, 12,89 % de CO2, 2,89 % de CH4et 6,84 % de H2. Ces résultats avec un rendement relativement faible s'expliquent par les basses températures du procédé et une zone de réduction froide. En effet les pertes thermiques estimées à 8 % de l'ensemble du bilan d'énergie des entités sortantes du réacteur   sont   probablement   plus   élevées.   Certaines   difficultés opérationnelles telles que l'homogénéisation du lit au cours de gazéification conduit à la formation de by-pass où les gaz de pyrolyse sont entrainés vers la sortie. Cela explique également les proportions du gaz obtenu avec de faibles teneurs en CO et H2. La campagne expérimentale menée sur le gazéifieur a permis d'émettre des perspectives pour améliorer les rendements pour de futurs travaux. Abstract : Gasification is a thermochemical conversion process of biomass. Gasification is used for heat and power génération applications. Tins process is promising in a West African environment where energy needs are significant and where biomass potential is considérable. The aim of this study is the valorization by gasification of agricultural residues especially rice husk. It resulted to a design and a manufacture of a gasification reactor suitable for small-scale industrial units in the agricultural processing sector. This study is divided into several stages, namely a design methodology of the prototype, an equilibrium modelling of the gas composition, a simulation of the process heat losses and an expérimental study of the prototype. Several parameters hâve been studied experimentally, namely the équivalence ratio, the air injection levels as well as the fuel supply mode. The produced gas was analyzed in order to détermine the operating conditions to obtain the best yield of gasification. The best expérimental results were carried out at an équivalence ratio of 0.32 for a thermal power of 50 kWth[LHV] and a global efficiency of 46 %. The composition of the produced gas is 14.62 % of CO, 12.89 % of CO2, 2.89 % of CH4 and 6.84 % of H2. Thèse results with a relatively low yield are explained by the low process températures and a cold réduction zone. In fact, the heat losses estimated at 8 % of the energy balance of the exiting entities of the reactor, but they are probably higher. Some operational difficulties such as the homogenization of the bed during gasification lead to the formation of bypass where the pyrolysis gases are entrained towards the outlet. This also explains the proportions of the gas obtained with low CO and H2 contents. The expérimental campaign carried out on the gasifier allows to issue perspectives to improve yields for future work. Thèse en Sciences et Technologies de l'Eau, de l'Energie et de l’Environnement. Conception et caractérisation expérimentale d'un réacteur de gazéification pour l’Afrique de l’Ouest [texte imprimé] / Dawidwendé Thècle Laetitia ZOUNGRANA . - 2022 . - 221 p. Langues : Français (fre) Résumé : La gazéification est un procédé de conversion thermochimique de la biomasse utilisée dans des applications de production de chaleur et d'électricité. Ce procédé est prometteur dans un environnement ouest africain où les besoins énergétiques sont importants et où le potentiel en biomasse est considérable. La présente étude s'inscrit dans un contexte de valorisation par gazéification des résidus agricoles notamment la balle de riz. Elle a permis de concevoir et de fabriquer un réacteur de gazéification adapté aux petites unités industrielles dans le secteur de la transformation agricole. Cette étude se décline en plusieurs étapes à savoir la mise en place d'une méthodologie de conception du prototype, la modélisation à l'équilibre de la composition du gaz produit, la simulation des pertes thermiques du procédé et la mise en œuvre d'une étude expérimentale sur le prototype. Plusieurs paramètres ont été étudiés expérimentalement à savoir le ratio d'équivalence, les niveaux d'injection d'air de même que le mode d'approvisionnement en combustible. Le gaz produit à l'issue du procédé de gazéification a été analysé afin de déterminer les conditions opératoires dans lesquelles le meilleur rendement a été obtenu. Les meilleurs essais menés ont été réalisés à un ratio d'équivalence de 0,32 pour une puissance thermique de 50 kWth[PCI] et un rendement de 46 %. La composition du gaz obtenu est de 14,62 % de CO, 12,89 % de CO2, 2,89 % de CH4et 6,84 % de H2. Ces résultats avec un rendement relativement faible s'expliquent par les basses températures du procédé et une zone de réduction froide. En effet les pertes thermiques estimées à 8 % de l'ensemble du bilan d'énergie des entités sortantes du réacteur   sont   probablement   plus   élevées.   Certaines   difficultés opérationnelles telles que l'homogénéisation du lit au cours de gazéification conduit à la formation de by-pass où les gaz de pyrolyse sont entrainés vers la sortie. Cela explique également les proportions du gaz obtenu avec de faibles teneurs en CO et H2. La campagne expérimentale menée sur le gazéifieur a permis d'émettre des perspectives pour améliorer les rendements pour de futurs travaux. Abstract : Gasification is a thermochemical conversion process of biomass. Gasification is used for heat and power génération applications. Tins process is promising in a West African environment where energy needs are significant and where biomass potential is considérable. The aim of this study is the valorization by gasification of agricultural residues especially rice husk. It resulted to a design and a manufacture of a gasification reactor suitable for small-scale industrial units in the agricultural processing sector. This study is divided into several stages, namely a design methodology of the prototype, an equilibrium modelling of the gas composition, a simulation of the process heat losses and an expérimental study of the prototype. Several parameters hâve been studied experimentally, namely the équivalence ratio, the air injection levels as well as the fuel supply mode. The produced gas was analyzed in order to détermine the operating conditions to obtain the best yield of gasification. The best expérimental results were carried out at an équivalence ratio of 0.32 for a thermal power of 50 kWth[LHV] and a global efficiency of 46 %. The composition of the produced gas is 14.62 % of CO, 12.89 % of CO2, 2.89 % of CH4 and 6.84 % of H2. Thèse results with a relatively low yield are explained by the low process températures and a cold réduction zone. In fact, the heat losses estimated at 8 % of the energy balance of the exiting entities of the reactor, but they are probably higher. Some operational difficulties such as the homogenization of the bed during gasification lead to the formation of bypass where the pyrolysis gases are entrained towards the outlet. This also explains the proportions of the gas obtained with low CO and H2 contents. The expérimental campaign carried out on the gasifier allows to issue perspectives to improve yields for future work.

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Conception et caractérisation expérimentale d'un réacteur de gazéification pour l’Afrique de l'ouest / Dawidwendé Thècle Laetitia ZOUNGRANA 

Public ISBD Titre : Conception et caractérisation expérimentale d'un réacteur de gazéification pour l’Afrique de l'ouest Type de document : texte imprimé Auteurs : Dawidwendé Thècle Laetitia ZOUNGRANA, Auteur Année de publication : 2022 Importance : 221 p. Langues : Français (fre) Résumé : La gazéification est un procédé de conversion thermochimique de la biomasse utilisée dans des applications de production de chaleur et d'électricité. Ce procédé est prometteur dans un environnement ouest africain où les besoins énergétiques sont importants et où le potentiel en biomasse est considérable. La présente étude s'inscrit dans un contexte de valorisation par gazéification des résidus agricoles notamment la balle de riz. Elle a permis de concevoir et de fabriquer un réacteur de gazéification adapté aux petites unités industrielles dans le secteur de la transformation agricole. Cette étude se décline en plusieurs étapes à savoir la mise en place d'une méthodologie de conception du prototype, la modélisation à l'équilibre de la composition du gaz produit, la simulation des pertes thermiques du procédé et la mise en œuvre d'une étude expérimentale sur le prototype. Plusieurs paramètres ont été étudiés expérimentalement à savoir le ratio d'équivalence, les niveaux d'injection d'air de même que le mode d'approvisionnement en combustible. Le gaz produit à l'issue du procédé de gazéification a été analysé afin de déterminer les conditions opératoires dans lesquelles le meilleur rendement a été obtenu. Les meilleurs essais menés ont été réalisés à un ratio d'équivalence de 0,32 pour une puissance thermique de 50 kWth[PCI] et un rendement de 46 %. La composition du gaz obtenu est de 14,62 % de CO, 12,89 % de CO2, 2,89 % de CH4 et 6,84 % de H2. Ces résultats avec un rendement relativement faible s'expliquent par les basses températures du procédé et une zone de réduction froide. En effet les pertes thermiques estimées à 8 % de l'ensemble du bilan d'énergie des entités sortantes du réacteur   sont   probablement   plus   élevées.   Certaines   difficultés opérationnelles telles que l'homogénéisation du lit au cours de gazéification conduit à la formation de by-pass où les gaz de pyrolyse sont entrainés vers la sortie. Cela explique également les proportions du gaz obtenu avec de faibles teneurs en CO et H2. La campagne expérimentale menée sur le gazéifieur a permis d'émettre des perspectives pour améliorer les rendements pour de futurs travaux. Abstract : Gasification is a thermochemical conversion process of biomass. Gasification is used for heat and power génération applications. Tins process is promising in a West African environment where energy needs are significant and where biomass potential is considérable. The aim of this study is the valorization by gasification of agricultural residues especially rice husk. It resulted to a design and a manufacture of a gasification reactor suitable for small-scale industrial units in the agricultural processing sector. This study is divided into several stages, namely a design methodology of the prototype, an equilibrium modelling of the gas composition, a simulation of the process heat losses and an expérimental study of the prototype. Several parameters hâve been studied experimentally, namely the équivalence ratio, the air injection levels as well as the fuel supply mode. The produced gas was analyzed in order to détermine the operating conditions to obtain the best yield of gasification. The best expérimental results were carried out at an équivalence ratio of 0.32 for a thermal power of 50 kWth[LHV] and a global efficiency of 46 %. The composition of the produced gas is 14.62 % of CO, 12.89 % of CO2, 2.89 % of CH4 and 6.84 % of H2. Thèse results with a relatively low yield are explained by the low process températures and a cold réduction zone. In fact, the heat losses estimated at 8 % of the energy balance of the exiting entities of the reactor, but they are probably higher. Some operational difficulties such as the homogenization of the bed during gasification lead to the formation of bypass where the pyrolysis gases are entrained towards the outlet. This also explains the proportions of the gas obtained with low CO and H2 contents. Conception et caractérisation expérimentale d'un réacteur de gazéification pour l’Afrique de l'ouest [texte imprimé] / Dawidwendé Thècle Laetitia ZOUNGRANA, Auteur . - 2022 . - 221 p. Langues : Français (fre) Résumé : La gazéification est un procédé de conversion thermochimique de la biomasse utilisée dans des applications de production de chaleur et d'électricité. Ce procédé est prometteur dans un environnement ouest africain où les besoins énergétiques sont importants et où le potentiel en biomasse est considérable. La présente étude s'inscrit dans un contexte de valorisation par gazéification des résidus agricoles notamment la balle de riz. Elle a permis de concevoir et de fabriquer un réacteur de gazéification adapté aux petites unités industrielles dans le secteur de la transformation agricole. Cette étude se décline en plusieurs étapes à savoir la mise en place d'une méthodologie de conception du prototype, la modélisation à l'équilibre de la composition du gaz produit, la simulation des pertes thermiques du procédé et la mise en œuvre d'une étude expérimentale sur le prototype. Plusieurs paramètres ont été étudiés expérimentalement à savoir le ratio d'équivalence, les niveaux d'injection d'air de même que le mode d'approvisionnement en combustible. Le gaz produit à l'issue du procédé de gazéification a été analysé afin de déterminer les conditions opératoires dans lesquelles le meilleur rendement a été obtenu. Les meilleurs essais menés ont été réalisés à un ratio d'équivalence de 0,32 pour une puissance thermique de 50 kWth[PCI] et un rendement de 46 %. La composition du gaz obtenu est de 14,62 % de CO, 12,89 % de CO2, 2,89 % de CH4 et 6,84 % de H2. Ces résultats avec un rendement relativement faible s'expliquent par les basses températures du procédé et une zone de réduction froide. En effet les pertes thermiques estimées à 8 % de l'ensemble du bilan d'énergie des entités sortantes du réacteur   sont   probablement   plus   élevées.   Certaines   difficultés opérationnelles telles que l'homogénéisation du lit au cours de gazéification conduit à la formation de by-pass où les gaz de pyrolyse sont entrainés vers la sortie. Cela explique également les proportions du gaz obtenu avec de faibles teneurs en CO et H2. La campagne expérimentale menée sur le gazéifieur a permis d'émettre des perspectives pour améliorer les rendements pour de futurs travaux. Abstract : Gasification is a thermochemical conversion process of biomass. Gasification is used for heat and power génération applications. Tins process is promising in a West African environment where energy needs are significant and where biomass potential is considérable. The aim of this study is the valorization by gasification of agricultural residues especially rice husk. It resulted to a design and a manufacture of a gasification reactor suitable for small-scale industrial units in the agricultural processing sector. This study is divided into several stages, namely a design methodology of the prototype, an equilibrium modelling of the gas composition, a simulation of the process heat losses and an expérimental study of the prototype. Several parameters hâve been studied experimentally, namely the équivalence ratio, the air injection levels as well as the fuel supply mode. The produced gas was analyzed in order to détermine the operating conditions to obtain the best yield of gasification. The best expérimental results were carried out at an équivalence ratio of 0.32 for a thermal power of 50 kWth[LHV] and a global efficiency of 46 %. The composition of the produced gas is 14.62 % of CO, 12.89 % of CO2, 2.89 % of CH4 and 6.84 % of H2. Thèse results with a relatively low yield are explained by the low process températures and a cold réduction zone. In fact, the heat losses estimated at 8 % of the energy balance of the exiting entities of the reactor, but they are probably higher. Some operational difficulties such as the homogenization of the bed during gasification lead to the formation of bypass where the pyrolysis gases are entrained towards the outlet. This also explains the proportions of the gas obtained with low CO and H2 contents.

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Mémoire FPL Master Ingénierie Eau et Assainissement. Toxicité de composés aromatiques et de leurs sous-produits de dégradation / Dawidwendé Thècle Laetitia ZOUNGRANA 

Public ISBD Titre de série : Mémoire FPL Master Ingénierie Eau et Assainissement Titre : Toxicité de composés aromatiques et de leurs sous-produits de dégradation Type de document : texte imprimé Auteurs : Dawidwendé Thècle Laetitia ZOUNGRANA Année de publication : 2015 Importance : 69p. Langues : Français (fre) Résumé : De grandes quantités d'eaux usées sont produites chaque jour et acheminées vers les stations de traitement des eaux usées. La plus-part de ces eaux contient des déchets pharmaceutiques et des molécules organiques qui sont difficilement éliminables par les filières classiques de traitement. En outre, ces composés dégradés donnent lieu à des sous-produits souvent plus toxiques et fortement préjudiciables à l'environnement. La présente étude a pour objet d’évaluer l’écotoxicité de l'Acide Orange 7, du paracétamol et de la carbamazépine ainsi que de leurs sous-produits de dégradation au cours du traitement par procédé électrofenton. La mesure de la toxicité a été réalisée avec la méthode ISO 11348 (Microtox) qui détermine le taux d’inhibition de la souche bactérienne Vibrio fischeri face à des solutions présumées toxiques. Il apparait que les sous-produits immédiats des différents composés sont plus toxiques que le composé initial. Ce résultat s’illustre par un fort taux d’inhibition des bactéries marines Vibrio fischeri. En effet, le 1,4-benzoquinone, l'hydroquinone et le 1,2 -naphthoquinone se distinguent comme étant les plus toxiques. En revanche les sous-produits apparaissant à la fin du chemin réactionnel sont des acides carboxyliques qui, à l’exemple des acides fumarique et maléique, ont une toxicité relativement faible. Lorsque les sous-produits sont mixés, l’évaluation de la toxicité ne se comporte pas comme une moyenne des toxicités mais, comme un effet de synergie global influençant le comportement de la solution observée. Abstract : Substantial quantities of wastewater are produced each day and transported to wastewater treatment plants. Most of these waters contain pharmaceutical waste and organic molecules that are not easily removed by conventional treatment processes. In addition, the by-products of degradation result are often more toxic and highly harmful to the environment. This study lead to evaluate the ecotoxicity of acid orange 7, paracetamol and carbamazepine and their by-products identified during the electrofenton process. The measure of toxicity was made using the Microtox ISO 11348 method which measures the degree of bacterial inhibition face to toxic solutions. It appears that the direct by-products of the various compounds are more toxic than the original compound. This result is illustrated by a high rate of bacteria Vibrio fischeri inhibition. Indeed, 1,4-benzoquinone, hydroquinone, 1,2 -naphthoquinone stand out as the most toxic. However byproducts appearing at the end of the reaction path are carboxylic acids which are relatively low toxicity like fumaric and maleic acids. When by-products are mixed, the toxicity is not behaving as an average of toxicities but some by-products in solution influence the toxicity of the mixture. Mémoire FPL Master Ingénierie Eau et Assainissement. Toxicité de composés aromatiques et de leurs sous-produits de dégradation [texte imprimé] / Dawidwendé Thècle Laetitia ZOUNGRANA . - 2015 . - 69p. Langues : Français (fre) Résumé : De grandes quantités d'eaux usées sont produites chaque jour et acheminées vers les stations de traitement des eaux usées. La plus-part de ces eaux contient des déchets pharmaceutiques et des molécules organiques qui sont difficilement éliminables par les filières classiques de traitement. En outre, ces composés dégradés donnent lieu à des sous-produits souvent plus toxiques et fortement préjudiciables à l'environnement. La présente étude a pour objet d’évaluer l’écotoxicité de l'Acide Orange 7, du paracétamol et de la carbamazépine ainsi que de leurs sous-produits de dégradation au cours du traitement par procédé électrofenton. La mesure de la toxicité a été réalisée avec la méthode ISO 11348 (Microtox) qui détermine le taux d’inhibition de la souche bactérienne Vibrio fischeri face à des solutions présumées toxiques. Il apparait que les sous-produits immédiats des différents composés sont plus toxiques que le composé initial. Ce résultat s’illustre par un fort taux d’inhibition des bactéries marines Vibrio fischeri. En effet, le 1,4-benzoquinone, l'hydroquinone et le 1,2 -naphthoquinone se distinguent comme étant les plus toxiques. En revanche les sous-produits apparaissant à la fin du chemin réactionnel sont des acides carboxyliques qui, à l’exemple des acides fumarique et maléique, ont une toxicité relativement faible. Lorsque les sous-produits sont mixés, l’évaluation de la toxicité ne se comporte pas comme une moyenne des toxicités mais, comme un effet de synergie global influençant le comportement de la solution observée. Abstract : Substantial quantities of wastewater are produced each day and transported to wastewater treatment plants. Most of these waters contain pharmaceutical waste and organic molecules that are not easily removed by conventional treatment processes. In addition, the by-products of degradation result are often more toxic and highly harmful to the environment. This study lead to evaluate the ecotoxicity of acid orange 7, paracetamol and carbamazepine and their by-products identified during the electrofenton process. The measure of toxicity was made using the Microtox ISO 11348 method which measures the degree of bacterial inhibition face to toxic solutions. It appears that the direct by-products of the various compounds are more toxic than the original compound. This result is illustrated by a high rate of bacteria Vibrio fischeri inhibition. Indeed, 1,4-benzoquinone, hydroquinone, 1,2 -naphthoquinone stand out as the most toxic. However byproducts appearing at the end of the reaction path are carboxylic acids which are relatively low toxicity like fumaric and maleic acids. When by-products are mixed, the toxicity is not behaving as an average of toxicities but some by-products in solution influence the toxicity of the mixture.

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