Ce projet porte sur la pyrolyse catalytique de la biomasse pour produire des composés aromatiques (de type p-xylène, toluène, etc.). Nous proposons de développer une méthodologie pour sélectionner les catalyseurs les plus robustes et les plus sélectifs. Différents catalyseurs seront testés dans des conditions représentatives de la pyrolyse catalytique en lit fluidisé double (LFD). Nous caractériserons leur stabilité en termes de dépôt de coke et régénération, dépôt de minéraux, attrition, etc. Un nouveau réacteur LFD sera construit à l’échelle laboratoire. Sa conception prendra en compte les vitesses apparentes de la pyrolyse de la biomasse et de l’oxydation du carbone et l’hydrodynamique des particules. Le bilan matière obtenu sera inclus dans un modèle sous Aspen Plus du procédé. Un bilan matière et énergie d’un procédé sera déterminé sous Aspen Plus. Une pré-étude économique permettra de guider un éventuel développement d’un démonstrateur.

A mi-parcours, le projet est encore dans une phase de recherche et développement.
Les deux catalyseurs de référence, une zéolithe (Fe/FER) et un oxyde (développé par Solvay) ont été évalués et caractérisés. Les résultats obtenus aux différentes échelles (poudre, baby-FAP, FAP échelle 1) ont pu être comparés. Ils serviront de calibration pour le développement de nouveaux matériaux. Parmi les caractérisations effectuées, le LCS (Caen) a mis en évidence de possibles émissions de N2O, liées à la décomposition deNH4NO3 formé lors de la co-adsorbtion de NO2 et NH3 à basse température. Ce phénomène dépend à la fois de la capacité de stockage d’ammoniac du catalyseur et du rapport NO2/NOx arrivant sur le catalyseur.
Parallèlement, CTI, qui travaille sur le protocole d’introduction des catalyseurs dans un FAP a déjà pu diviser par 5 la perte de charge résultant de l’introduction du catalyseur dans le filtre, à chargement constant sur baby-FAP, en particulier pour la zéolithe L’extrapolation à l’échelle 1 débutera une fois la performance catalytique vérifiée.
L’IFPEN a développé des nouveaux outils optiques non-intrusifs (camera ICCD, laser YAG 355 nm et traceur) pour caractériser la qualité du mélange entrant dans le catalyseur SCR, permettant par exemple de visualiser l’impact d’un mixeur, ou de la présence d’additifs dans l’Adblue.
Concernant l’aspect « matériaux » du projet, chaque partenaire a pu travailler selon le programme de travail établi. Des évolutions du matériau oxyde ont été présentées, avec par exemple des résultats intéressants obtenus à basse température (T<250°C) avec une stœchiométrie NH3=2NOx. L‘UCCS développe de nouveaux oxydes autour des éléments Zr, Ce, W, V tandis que l’ICGM développe des zéolithes au phosphore avec une bonne stabilité thermique. Enfin, des résultats prometteurs ont été obtenus à l’IRCELyon avec une méthode originale d’introduction d’une zéolithe dans la porosité d’un FAP.