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Traitement du Biogaz : solutions, résultats et intérêt économique
« Le traitement n’est pas un coût, c’est une source de revenus supplémentaires »
Les principaux polluants
Humiditéle biogaz est naturellement saturé d’humiditéCondensation = corrosion, engorgement des tuyauteries,..Mauvaise combustion dans les moteurs
SiloxanesDérivés du silicone (cosmétiques et entretien), concentrations de + en + élevéesDépôt de silice, encrassement moteurs, huile et échangeurs
H2SFormation d’acide en présence d’humidité (=corrosion)Rejets de SO2 dans les fuméesDépôts sur les tuyauteries, moteurs, échangeurs…
Les principaux effets
Des rendements moteurs qui chutentDes échanges de chaleur moins performantsDes opérations de maintenance fréquentesDes risques de casse aggravésTemps masqués importants client et motoriste
= des revenus issus de la vente de la production électrique en baisse
Séchage (tous sites)
Enlever l’eau du biogaz pour augmenter son PCI, éviter la corrosion des pièces mécaniques et éviter les réactions chimiques (formation d’acide)
Système composé de groupes froid, échangeurs gaz/eau, économiseur gaz/gaz (économiser la consommation des groupes froid) et dévésiculeur
Résultats Point de rosée du gaz garanti à 5°C Biogaz en sortie à 15°Ctaux d’humidité inférieur à 80%
Filtres dédiés H2S(sites au débit>1000 m3/h ou taux de H2S>1000 mg/m3)
Systèmes biologiquesAvantages :
• Système le moins cher quand H2S>30kg/jourInconvénients :
• Pas de disponibilité de 100% : les variations de débit, de teneur de H2S ou de température diminuent l’efficacité du système
• Nécessite un système complémentaire passif ayant une disponibilité de 100% + un système de séchage performant
Éponges ferrugineuses : Système passif, disponibilité de 100%, Maintenance complexe
Swop–élimination des COV(Sites au débit > 3.000 m3/h)
Système d’adsorption / désorption et élimination des COVAuto régénération des billes carbonéesPermet d’éliminer une partie importante des COV avant filtres passifsDiminution des coûts de traitement supérieure à 2
Disponibilité garantie de l’équipement > 98%Contrat de service et maintenance de 10 ans
Cuves mobiles (tous sites)
Filtration par système exclusif multi-couches Charbon actif : COV les plus grossiersImprégné : H2SGraphites actifs : siloxanes
Design optimisé pour un taux de charge maximal
Système « plug and play » : livraison de la nouvelle cuve et reprise de l’ancienne sans arrêt de l’installation, durée de l’opération : 1 h
Résultats garantis
Filtration des Siloxanes (résultats garantis <0.1 mg/m3)Total silice dans l’huile des moteurs inférieure à 10 mg/kg après 800 hFiltration du soufre et taux ramenés au seuil des limites de détection (<0.2 mg/m3), inférieurs en permanence aux limites constructeurs (100 ppm)Disponibilité des équipements >98% du temps d’exploitation des moteurs
AVANT traitement
APREStraitement
Analyses Conc. Avant filtration Conc. Entrée moteurs
µg/m3 µg/m3
SILANOL, TRIMETHYL 12.000 < 5,0DISILOXANE, HEXAMETHYL 6.500 < 5,0TRISILOXANE, OCTAMETHYL 220 < 5,0CYCLOTRISILOXANE, HEXAMETHYL 1.300 < 5,0CYCLOTETRASILOXANE, OCTAMETHYL 27.000 < 5,0CYCLOPENTASILOXANE, DECAMETHYL 2.700 < 5,0TETRASILOXANE, DECAMETHYL < 5,0 < 5,0PENTASILOXANE, DODECAMETHYL < 5,0 < 5,0SILANE, TETRAMETHYL < 5,0 < 5,0
mg/m3 mg/m3
SULFURE D’HYDROGENE 280 <1
Résultats : pas de siloxanes ni de H2S dans le biogaz
Installation cuves mobiles (multicouches charbon actif, charbon imprégné et graphite) + séchage2.000 Nm3/h traités pou 3.2 MWe au total
Résultatso Taux de siloxanes et
de H2S dans le biogaz en entrée moteurs ramenés à des taux proches des limites de détection
Résultats : pas de silice dans l’huile moteur
silice (en ppm/100h)
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
mai-05
mai-05
juin-05
juin-05
juillet-05
juillet-05
septembre-05
octobre-05
octobre-05
nov-05
19/12/2005
02/01/2006
21/09/2006
05/10/2006
26/10/2006
08/11/2006
14/11/2006
6000 heures
Sans traitement Verdesis Avec traitement Verdesis
Installation cuves mobiles (multicouches charbon actif, charbon imprégné et graphite)900 Nm3/h traités pour 1,4 MWe au total
Résultatso Taux de silice dans
l’huile ramenés à 2 ppm
o Intervalle de changement d’huile passé de 300 à 650 h
o Les courbes de TAn TBn sont stables et parallèles
Avantages du traitementÉconomiques :
Augmentation de la disponibilité des moteurs jusqu’à 95%+Fonctionnement à pleine charge 100 % des moteurs (et non 80-85%)Augmentation du rendement électrique des moteurs jusqu’à la valeur nominale 37-40%Réduction considérable de la fréquence du changement de l’huile et des opérations de maintenancesPlus de risque de casse moteur liée à la silice ou au soufre
EnvironnementauxPlus d’émissions polluantes (chlore, fluor,…)Réduction du taux de NMHX dans les fumées (permet de rester sous le seuil réglementaire de 50mg/m3)Élimination des odeurs
Des revenus globaux en augmentation significative et un environnement préservé
Le traitement n’est pas un coût, c’est une source de revenus supplémentaires
Caractéristiques du siteDébit 1500 Nm3, taux méthane 45%, COV : 800 mg/m3 (dont 36 mg siloxanes), H2S : 400 mg/m3, valorisation de la chaleur (tarif 105 €/MWh)Puissance installée : 2,5 MWe
Impact traitementDisponibilité de 86 à 90%Rendement de 35 à 38% (et taux de charge 100%)Maintenance : -15% sur les coûts
Coût du traitement : moins de 7 €/MWhGain supplémentaire : + 290 000 € / anGain net après charges traitement : + 145 000 € / an
Exemple économique sur CSDU
Merci de votre attention
Contact : Laurent Clément
Verdesis France36 rue Laffitte75009 Paris
Tél. : 01 47 70 10 25Fax. : 01 47 70 06 93E-mail : [email protected]