Pyrolyse assistée par combustion lente des déchets solides municipaux pour la production de carburants liquides à haute valeur ajoutée

Topic description La production de déchets solides municipaux continue d'augmenter à l'échelle mondiale, imposant des charges croissantes sur l'espace des décharges, les émissions de gaz à effet de serre et l'infrastructure de traitement des déchets. Les technologies conventionnelles de traitement des déchets solides municipaux —incinération, gazéification, mise en décharge—font face à des défis tels que la consommation élevée d'énergie, la teneur élevée en humidité, l'hétérogénéité des déchets et les coûts significatifs de contrôle des émissions. Des études récentes mettent en évidence le potentiel de la conversion des déchets solides municipaux pour produire des carburants à valeur ajoutée tels que le carburant d'aviation, démontrant une réduction des gaz à effet de serre de 80 à 90 % par rapport au carburant d'aviation fossile via des processus de gazéification . Cependant, ces technologies à haute température restent coûteuses, énergivores et sensibles à l'hétérogénéité des matières premières. Le smoldering ou combustion lente solide est un processus d'oxydation exothermique, auto-entretenu, à basse température, se produisant dans des milieux poreux. Il est capable de dégrader des combustibles humides et hétérogènes tout en produisant une chaleur substantielle avec un apport d'énergie externe minimal. La combustion lente a été déployée avec succès pour la remédiation des sols contaminés, le traitement des biosolides et la destruction des déchets in situ, car le profil de libération de chaleur est hautement stable, cumulatif et régi par l'équilibre énergétique global plutôt que par la cinétique de la flamme. Utiliser la combustion lente auto-entretenue de la déchets carbonés pour fournir la chaleur nécessaire à la pyrolyse des déchets, permettrait de générer de l'huile de pyrolyse à valeur ajoutée, tout en réduisant l'apport d'énergie fossile. Cela s'aligne avec les stratégies mondiales 'zéro déchet' et de production de carburant à faible teneur en carbone offrant ainsi une voie à faible coût de la transformation des déchets en carburant. Ce projet vise à développer un système intégré de pyrolyse par combustion lente pour la valorisation des déchets solides municipaux.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------The production of municipal solid waste continues to increase globally, placing growing burdens on landfill space, greenhouse gas emissions, and waste treatment infrastructure. Conventional technologies for municipal solid waste treatment—incineration, gasification, landfilling—face challenges such as high energy consumption, high moisture content, waste heterogeneity, and significant emission control costs. Recent studies highlight the potential of converting municipal solid waste to produce value-added fuels such as aviation fuel, demonstrating an 80 to 90% reduction in greenhouse gasses compared to fossil aviation fuel thru gasification processes. However, these high-temperature technologies remain costly, energy-intensive, and sensitive to the heterogeneity of raw materials. Smoldering or slow solid combustion is an exothermic, self-sustaining, low-temperature oxidation process occurring in porous environments. It is capable of degrading wet and heterogeneous fuels while producing substantial heat with minimal external energy input. Slow combustion has been successfully deployed for the remediation of contaminated soils, the treatment of biosolids, and the in situ destruction of waste, as the heat release profile is highly stable, cumulative, and governed by overall energy balance rather than flame kinetics. Using the self-sustaining slow combustion of carbonaceous waste to provide the necessary heat for waste pyrolysis would allow for the generation of value-added pyrolysis oil while reducing the input of fossil energy. This aligns with global 'zero waste' strategies and low-carbon fuel production, thus offering a low-cost pathway for transforming waste into fuel. This project aims to develop an integrated slow combustion pyrolysis system for the valorization of municipal solid waste.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Début de la thèse : 01/10/ Funding category Funding further details Financement CSC - china scholarship council