Selon le substrat utilisé dans le processus de digestion, le biogaz brut produit se compose généralement de 50 à 70 % de méthane CH4 inflammable et de 20% à 40% de dioxyde de carbone CO2, le reste étant constitué de plusieurs impuretés. Ces impuretés, qui comprennent l’oxygène, l’azote, l’hydrogène sulfuré, les siloxanes et les composés organiques volatils (COV).
Par exemple, les caractéristiques du biogaz produit lors de la valorisation des boues d’une station d’épuration urbaine sont les suivantes :
Caractéristiques | Valeur |
Température | 35 °C |
Pression | 1,051 barA |
Humidité relative | 100% |
CH4 | 60% |
CO2 | 30% |
O2 | 0,5% |
CO | 2% |
H2 | 0,2% |
H2S | 3000 ppm |
N2 | 1,0% |
H2O | 5,3% |
Siloxanes | 100 ppm |
Impuretés | Fines et grossières |
Tableau 1: Données caractéristiques du Biogaz à la sortie du digesteur
Le biogaz extrait des digesteurs contient un certain nombre d’impuretés (comme l’indiqué le tableau ci-avant) qui empêche son utilisation directe par les équipements consommateurs de gaz : risque majeur de corrosion.
Par conséquent, nous concevons une ligne de traitement de biogaz produit et (l’élimination des composés en rose) composée des étapes suivantes :
- La première étape de traitement consiste à la filtration pour éliminer les condensats et les particules solides. Pour cet effet un filtre à gravier suivi d’un filtre en céramique sont utilisés.
- La deuxième étape de traitement est la désulfuration biologique : dans un réacteur, le H2S est transformé en Soufre élémentaire par des bactéries en présence d’oxygène.
- La troisième étape est le traitement thermique : une fois le H2S est éliminé, le gaz sera refroidi puis condensé en partie : c’est la déshydratation.
La quatrième étape est le stockage du biogaz : Le gaz prétraité sera stocké dans un gazomètre.
La cinquième étape est la surpression du biogaz : Les motoristes exigent un niveau de pression (en général, supérieur à 80 mbarg). Pour cette raison, un surpresseur sera placé en aval du gazomètre pour augmenter la pression.
A la sortie de l’unité de surpression, une dernière étape de traitement qui consiste à la réduction du teneur en siloxanes (composés gazeux, et non particulaires, à base de silicium) à travers un filtre charbon actif, redoutables ennemis des moteurs à gaz.
Le biogaz traité sera envoyé à la cogénération ou il sera valorisé ; en énergie électrique et en énergie thermique : eau chaude.
Le biogaz non valorisé sera éliminé en le brûlant directement dans l’atmosphère au moyen d’une torchère.
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