Hydrogen production from residual biomass via air-steam gasification for a bioenergy-based economy in Sicily

Cet article vise à évaluer l’impact potentiel de la production d’hydrogène en Sicile par la gazéification d’air-vapeur à écorces d’agrumes. Le comportement thermochimique de cette matière première a été évalué dans un travail précédent au moyen d'un réacteur à lit fluidisé à l'échelle du laboratoire fonctionnant à différentes températures et différents rapports vapeur / biomasse. Une mise à l'échelle virtuelle du système de gazéification a été développée afin d'évaluer le potentiel combiné de production d'hydrogène et d'électricité. Les processus en aval du gaz de synthèse, à savoir la séparation de l’hydrogène par adsorption à pression modulée (APM) et la combustion des effluents gazeux dans les moteurs de production d’énergie, ont été simulés en tenant compte des rendements rapportés dans la littérature et les fiches techniques. Les résultats de cette étude montrent que, selon les conditions de fonctionnement du gazéificateur, il est possible de produire de 1 000 à 1 414 t / an d'hydrogène en exploitant la totalité des écorces d'agrumes disponibles en Sicile (33 000 t / an). Il a été estimé que de 927 à 15 900 MWh / an d'électricité peuvent être produits combinant à l'hydrogène par des moteurs à combustion interne et être exportés vers le réseau national, tandis que la chaleur récupérée peut être utilisée pour le séchage des écorces d'agrumes. This work aims at evaluating the potential impact of hydrogen production in Sicily by citrus peel air-steam gasification. The thermochemical behavior of such feedstock was evaluated in a previous work by means of a bench-scale fluidized bed reactor operate at different temperature and steam to biomass ratios. A virtual scale-up of the gasification system was developed in order to assess the combined hydrogen and power production potential. The downstream processes of syngas, i.e. hydrogen separation through Pressure Swing Adsorption (PSA) and off-gas combustion in engines for power production, were simulated considering the efficiencies reported in literature and datasheets. The results of this study show that, depending on the gasifier operating conditions, from 1,000 to 1,414 t/year of hydrogen can be produced by exploiting the totality of available citrus peel in Sicily (33,000 t/year). It has been estimated that from 927 to 15,900 MWh/year of electricity can be produced, in combination with hydrogen, by internal combustion engines and exported to the national grid, while the recovered heat may be used for the c