Rendements
Post-traitements
Utilisation du biogaz
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Rendements
Rendements des diverses matières
Chiffres wikipedia
https://fr.wikipedia.org/wiki/Pouvoir_méthanogène
Chiffres ADEME
http://documents.cdrflorac.fr/Ademe_MethanisationFerme.pdf
Autre source : préfecture de l’orne “La méthanisation des matières organiques”
http://www.orne.gouv.fr/IMG/pdf/Guide_Methanisation_Orne_origine_corrigee_25_02_2015_cle7a1b47.pdf
M3 de CH4 par tonne de matière brute :
| Lisier de porcin | 12 m3 |
| Lisier de bovin | 20 m3 |
| Contenu d’intestin | 30 m3 |
| Fumier de bovin | 40 m3 |
| Fumier de porcin | 48 m3 |
| Pulpe de patates | 50 m3 |
| Fientes de volaille | 65 m3 |
| Biodéchets des ménages | 70 m3 |
| Résidus de distillation | 120 m3 |
| Pelouse | 130 m3 |
| Résidus de maïs | 150 m3 |
| Graisse d’abattoir | 180 m3 |
| Maïs ensilage (source KWS.fr) | 200 m3 |
| Mélasse | 230 m3 |
| Graisse usagée | 250 m3 |
| Résidus de céréales | 300 m3 |
| Paille de maïs | 331 m3 |
| Tourteau de colza | 350 m3 |
Production de CH4 à l’hectare :
(avec 1 bouteille de gaz = 6,2m3)
Paille de maïs :
15t de mat. séche/h, soit 15×331 = 4 965 m3 ≈ 800 bouteilles de 13kg.
Maïs ensilage :
15t de mat. sèche/h, soit 15×200 = 3 000 m3 ≈ 483 bouteilles de 13kg
Colza :
10t de mat. sèche/h, soit 10×350 = 3 500 m3 ≈ 564 bouteilles de 13kg.
“Une famille de quatre personnes utilisera trois bouteilles par an pour alimenter la cuisinière à gaz.”
https://www.picbleu.fr/page/quelle-est-l-autonomie-d-une-bouteille-gaz-pour-cuisine
1 hectare de maïs peut générer 11 630 kWh x 1,25 = 14 537 kWh = 4 kW d’électricité en continu
(estimation basée sur : https://fr.wikipedia.org/…, corrélée avec https://www.terre-net.fr/… )
Chiffres d’un mémoire d’agro malgache (v. p. 11) :
http://www.codesria.org/IMG/pdf/…
M3 de NH4/500kg de poids vif/j :
Bovins : 0,7m3
Porc : 0,8m3
Volaille : 2,07m3
Prod. de biogaz par kg de mat. sèche après fermentation aérobie :
Paille de riz :360L
Tige de maïs : 295L
Paille de blé : 300L
Farine de feuilles : 222L
Fumiers : 330L
Autres calculs de rendements
1m3 de biogaz = 0,5kg de gaz en bouteille = 2kg de charbon = 6kg de bois
1m3 de biogaz = 7kWh = 0,7l de diesel = 2,7 kg de bois
Calcul d’un internaute sur un forum :
Une famille de 4 pers. produit 500kg de déchets organiques/an, et peut produire 3 bouteilles de gaz/an
http://www.onpeutlefaire.com/forum/topic/7849-fiche-tech-produire-son-propre-biogaz/page-2
La combustion complète du méthane donne du dioxyde de carbone et de l’eau
http://www.educonline.net/spip/IMG/pdf/cours_8_comb_methane_butane_LINUX.pdf
Contenance dans une bouteille de gaz standard : 13kg = env. 6,2 m3
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Post traitements
Le biogaz sorti d’un biodigesteur contient 55% de méthane, 40% de CO2, plus de l’eau, du sulfure d’hydrogène (H2S) et d’autres gaz. Il convient donc de séparer le méthane du reste.
Traitement (extraction de l’eau et du H2S)
Voir cette étude
Le biogaz sorti d’un biodigesteur contient bcp d’eau et du Sulfure d’hydrogène (H2S)
L’eau peut causer des problèmes à certaines installations. On peut la condenser en faisant passer les tuyaux de biogaz sous terre.
Le Sulfure d’hydrogène est un gaz mortel par inhalation et qui forme de l’acide sulfhydrique s’il est en contact avec l’eau. On peut retirer ce H2S de plusieurs manières :
- filtre à oxydes de fer. “Il s’agit de la méthode historique pour le traitement du soufre car il est aisé de se procurer localement de la grenaille de fer oxydée ou des granulés.Le système consiste à faire passer le biogaz dans un filtre contenant de l’oxyde de fer”
- L’insufflation d’air dans le gazomètre. “Lors du stockage du biogaz dans le gazomètre, il est possible d’y insuffler de manière contrôlée de l’air afin de stimuler l’action des bactéries Thiobacillus qui sont aérobies et dégradent l’H2S en soufre solide.Attention : cette solution est à proscrire en cas d’épuration poussée du biogaz”
- le filtre à charbon actif. C’est la technique la plus répandue aujourd’hui grâce à sa simplicité et sa fiabilité. Elle est intéressante financièrement pour le traitement de faibles flux de biogaz.
Épuration (Extraction du CO2)
Voir liste des méthodes : https://tpemetanisation.wordpress.com/le-filtrage-du-biogaz/
Plusieurs techniques sont possibles pour séparer le CH4 du CO2 :
- le filtrage par membrane :Ce processus nécessite une pression entre 8 et 13 bars. Le biogaz est poussé à travers un filtre au charbon actif qui permet de pré-filtrer le biogaz puis il arrive dans une membrane. C’est une pièce tapissée par la membrane qui laisse s’échapper le CO2, l’O2, l’H2O et l’H2S plus vite que le CH4.
- le PSA (Pressure Swing Adsorption) “Adsorption par inversion de pression”. https://fr.wikipedia.org/wiki/Adsorption_par_inversion_de_pression . On utilise la propension des gaz à être adsorbés par des matières solides à fortes pressions (4 à 7 bars). En comprimant de biogaz en présence de certaines zéolithes, on peut abaisser le taux de CO2 à 3%. Diminuer la pression libère les gaz emprisonné et nettoie les zéolithes. “L’équipement est compact, économe en énergie, sûr et au fonctionnement simple et suffisamment bon marché pour qu’il soit adapté aux petites installations”. Il reste généralement trop de méthane dans le CO2 pour une utilisation de ce dernier sauf avec certaines zéolithes 5A.
- Le lavage à l’eau : “dans une tour où la pression est de 9 bars et la température de 7°C, le biogaz va rentrer en contact avec l’eau, à contre courant. L’eau va alors absorber les gaz solubles tels que le CO2, l’H2S, l’H2O et l’O2. Le méthane récupéré est envoyé dans un réservoir tandis que l’eau passe dans une deuxième tour, dite de dégazage, où la pression est de 4 bar et qui permet de récupérer une partie du méthane dissous et de le renvoyer dans le circuit de traitement. Enfin l’eau passe dans une troisième tour à pression atmosphérique (1 bar) qui permet de libérer les gaz de l’eau afin de la réinjecter dans le circuit. Les gaz sont relâchés dans l’atmosphère.” Pour les grandes exploitations seulement.
Autre source sur l’épuration du biogaz, très complet avec des tas de calculs de dimensionnement : http://hmf.enseeiht.fr/travaux/bei/beiere/content/2015/production-de-biomethane-par-purification-du-biogaz
EPUROGAZ : un procédé industriel “compact et d’un coût accessible” :
Méthodes de traitements en démonstration
Voir la thèse : https://www.laregion.fr/IMG/pdf/benizri_these_epurogas-lisbp.pdf
Listes des procédés d’épuration du biogaz:
http://www.innovalor.com/techniques_purification_biogaz.htm
Stockage du Biogaz
Une citerne enterrée de 8m x 3m x 1,87m a une capacité de 3200kg de gaz, soit 246 bouteilles de 13kg
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