Jeremy Bompas^1, ⋆
⋆ : jeremy.bompas@umons.ac.be
¹ UMONS
Mots clés : micro turbine à gaz, syngaz, CFD, émission
Résumé :

La disponibilité limitée des combustibles fossiles conventionnels comme le gaz naturel a renforcé l’intérêt de la diversification des sources d’énergie afin d’assurer des ressources durables suffisantes à la demande combinée en chaleur et en électricité. Les ressources renouvelables non-conventionnelles que sont les biogaz, les syngaz and les biocarburants sont de bons postulants à ces objectifs de diversification énergétique, particulièrement dans un contexte de production décentralisée telle que l’utilisation de micro turbines à gaz dans une application de cogénération de faible puissance. De plus, ils présentent l’avantage majeur de réduire les émissions de CO2 afin d’atteindre les objectifs climatiques à l’horizon 2050. Cependant, dus à leurs propriétés spécifiques telles leur pouvoir calorifique inférieur, leur composition variable ainsi que leur fraction de vapeur d’eau importante quand ils ne sont pas correctement post-traités, une meilleure caractérisation des sources d’énergies renouvelables non-conventionnelles est requise.

L’objectif de ce travail est donc d’identifier le comportement de plusieurs syngaz dans une chambre de combustion industrielle, spécifiquement conçue pour le gaz naturel. Dans ce travail, l’analyse des résultats de simulations numériques d’une chambre de combustion alimentée au syngaz est présentée. Les performances de la chambre de combustion est analysée pour différentes compositions de syngaz avec injection progressive de vapeur d’eau dans le but de déterminer la teneur maximale admissible en vapeur et limiter le post-traitement dans la production des gaz synthétiques. L’allumage et la stabilité de flamme ont été particulièrement étudiés avec une distribution de gaz variée entre la flamme pilote et la flamme principale. Les résultats montrent le champ de température, les prédictions précises des espèces de réactions intermédiaires et des NOx, CO, CO2 et H2O dans les fumées, qui sont de même nature que les précédentes observations. Plus spécifiquement, il a été trouvé que le NOx sont particulièrement sensibles aux modifications de distribution de combustible entre la flamme pilote et la flamme principale. Ces résultats obtenus pourront servir de références pour la caractérisation future de gaz synthétiques bruts dans une large gamme de conditions d’utilisation, ce qui permettra d’exploiter entièrement leur potentiel dans des applications de cogénération de faible puissance.

doi : https://doi.org/10.25855/SFT2022-069

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