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Grant: CCI Applied Research and Development Grants

Cégep de Trois-Rivières

$80,000.00

Production d’un syngas riche en hydrogène à partir de biomasse résiduelle par gazéification assistée par plasma

FY 2024-25

Summary
En moyenne, 25 tonnes de matières résiduelles non dangereuses sont produites chaque minute au Québec; ce qui représentait en 2020 environ 6,1 % des émissions de GES au Québec, soit plus de 4,96 millions de tonnes métriques en équivalent CO2 (Mt éq. CO2 ). Parmi ces déchets, on retrouve les résidus de construction, de rénovation et de démolition (CRD) qui représentent annuellement 3 millions de tonnes pour la seule province du Québec. Bien que le gouvernement du Québec, à travers l’action 27 du Plan d’action 2011-2015 de la Politique québécoise de gestion des matières résiduelles et la Stratégie gouvernementale de développement durable 2023-2028, ait fait de la gestion des déchets une priorité, seulement 53 % des matériaux récupérés par les centres de tris (ou écocentres) sont valorisés. Pour la fraction restante, 21 % sont utilisés comme recouvrement dans les sites d’enfouissement et 26 % sont éliminés par incinération. Cependant, ces deux techniques ne sont pas sans conséquences pour l’environnement avec des phénomènes de lixiviation pour le premier et l’émission dans l’atmosphère de grandes quantités de GES ainsi que de dioxines et autres furanes. Il est donc nécessaire de développer des solutions permettant de valoriser ce bois de CRD traité tout en minimisant les impacts sur l’environnement. La conversion thermochimique de ces résidus de CRD par gazéification assistée par plasma permettrait de résoudre ces problèmes, en générant à partir d’une matière résiduelle un syngas riche en hydrogène. La gazéification est connue pour produire un syngas riche en CO et H2, utilisable par la suite pour produire du biocarburant par le procédé Fischer-Tropsch. De plus, comparativement à la simple incinération, les émissions de GES dans l’atmosphère sont drastiquement réduites. L’apport du plasma permettra de maximiser la conversion des matières résiduelles en transformant les tars et les goudrons en syngas, la matière n’ayant pas réagi (p. ex. métaux lourds) étant récupérée sous une forme vitrifiée inerte. L’utilisation d’une telle technologie répondra donc à plusieurs besoins actuels : résoudre la problématique du bois de CRD, diminuer l’enfouissement des déchets, réduire les émissions de GES, et enfin, produire un syngas riche en hydrogène qui est le principal intrant de la synthèse des biocarburants.
Program
CCI Applied Research and Development Grants
Location
Quebec, Canada
Recipient Type
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data

As published

Application id
CCARD-2023-00826
Name nom
Jacques, Jean-Philippe
Department département
Innofibre - Centre d'innovation des produits cellulosiques - Cégep de Trois-Rivières
Organization id
17333
Institution établissement
Cégep de Trois-Rivières
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2024
Competition year année de concours
2023
Award amount
80000
Program id
CCARD
Program name en
CCI Applied Research and Development Grants
Program name fr
ICC Subventions de recherche et développement appliquée
Group en
RESEARCH PARTNERSHIPS
Group fr
PARTENARIATS DE RECHERCHE
Committee code
nan
Area of application code
9999
Area of application group en
Not available
Area of application group fr
Non disponible
Area of application en
Not available
Area of application fr
Non disponible
Research subject code
9999
Research subject group en
Not available
Research subject group fr
Non disponible
Research subject en
Not available
Research subject fr
Non disponible
Field of research list codes
RDF2100102
Field of research list names en
Bioprocessing, bioproduction and bioproducts
Field of research list names fr
Biotransformation, bioproduction et bioproduits
Socioeconomic objective list codes
RDS10599
Socioeconomic objective list names en
Energy (except prospecting), n.e.c.
Socioeconomic objective list names fr
Énergie (sauf la prospection), n.c.a.
Application title
Production d’un syngas riche en hydrogène à partir de biomasse résiduelle par gazéification assistée par plasma
Keywords
syngas; conversion thermochimique; biomasse résiduelle; hydrogène; gazéification ; décarbonation des procédés; économie circulaire; analyse technico-économique
Application summary
En moyenne, 25 tonnes de matières résiduelles non dangereuses sont produites chaque minute au Québec; ce qui représentait en 2020 environ 6,1 % des émissions de GES au Québec, soit plus de 4,96 millions de tonnes métriques en équivalent CO2 (Mt éq. CO2 ). Parmi ces déchets, on retrouve les résidus de construction, de rénovation et de démolition (CRD) qui représentent annuellement 3 millions de tonnes pour la seule province du Québec. Bien que le gouvernement du Québec, à travers l’action 27 du Plan d’action 2011-2015 de la Politique québécoise de gestion des matières résiduelles et la Stratégie gouvernementale de développement durable 2023-2028, ait fait de la gestion des déchets une priorité, seulement 53 % des matériaux récupérés par les centres de tris (ou écocentres) sont valorisés. Pour la fraction restante, 21 % sont utilisés comme recouvrement dans les sites d’enfouissement et 26 % sont éliminés par incinération. Cependant, ces deux techniques ne sont pas sans conséquences pour l’environnement avec des phénomènes de lixiviation pour le premier et l’émission dans l’atmosphère de grandes quantités de GES ainsi que de dioxines et autres furanes. Il est donc nécessaire de développer des solutions permettant de valoriser ce bois de CRD traité tout en minimisant les impacts sur l’environnement. La conversion thermochimique de ces résidus de CRD par gazéification assistée par plasma permettrait de résoudre ces problèmes, en générant à partir d’une matière résiduelle un syngas riche en hydrogène. La gazéification est connue pour produire un syngas riche en CO et H2, utilisable par la suite pour produire du biocarburant par le procédé Fischer-Tropsch. De plus, comparativement à la simple incinération, les émissions de GES dans l’atmosphère sont drastiquement réduites. L’apport du plasma permettra de maximiser la conversion des matières résiduelles en transformant les tars et les goudrons en syngas, la matière n’ayant pas réagi (p. ex. métaux lourds) étant récupérée sous une forme vitrifiée inerte. L’utilisation d’une telle technologie répondra donc à plusieurs besoins actuels : résoudre la problématique du bois de CRD, diminuer l’enfouissement des déchets, réduire les émissions de GES, et enfin, produire un syngas riche en hydrogène qui est le principal intrant de la synthèse des biocarburants.