Article

1 - BIOGAZ – ÉLÉMENTS DE CONTEXTE

2 - PROBLÉMATIQUE DES COV ET SILOXANES DANS LES BIOGAZ

3 - PROCÉDÉS UNITAIRES DE PURIFICATION DE BIOGAZ

4 - CONCLUSIONS – PERSPECTIVES

Article de référence | Réf : BE8560 v1

Purification de biogaz - Élimination des COV et des siloxanes

Auteur(s) : Benoît BOULINGUIEZ, Pierre LE CLOIREC

Date de publication : 10 oct. 2011

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RÉSUMÉ

En ces temps de recherche d’énergies alternatives aux ressources fossiles, l'intégration des biogaz dans le paysage énergétique français est intéressante à plus d’un titre, d’un point de vue politique, économique et environnemental. En effet, la valorisation des résidus organiques domestiques, industriels et agricoles, ainsi que le traitement des eaux usées, s’inscrit aisément dans le cadre du développement durable et des énergies renouvelables. Néanmoins, l'intégration optimale de cette ressource dans les réseaux d'énergie existants possède certains défis techniques, comme la déshumidification du gaz et l'abaissement de la teneur en sulfure d'hydrogène. Autre difficulté, la présence des composés organiques volatils COV et des siloxanes constitue un risque de dégradation prématurée des installations, directement répercuté sur la balance économique de la filière.

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ABSTRACT

In these times of research for alternative energies to fossil resources, integrating biogases into the French energy landscape appear to be of interest from an economic and political viewpoint. Indeed, recycling household, agricultural and industrial organic waste as well as waste-water treatment fall within sustainable development and renewable energies. However, the optimal integration of this resource within the existing energy networks raises certain technical challenges such as gas dehumidification and lowering hydrogen sulphide content. Furthermore, the presence of VOC volatile organic compounds and siloxanes constitute a risk of premature degradation for facilities which directly impacts the sector's economic balance.

Auteur(s)

  • Benoît BOULINGUIEZ : Docteur, Ingénieur de l'École nationale supérieure de chimie de Rennes (ENSCR) - Ingénieur Recherche en génie des procédés appliqués à l'environnement

  • Pierre LE CLOIREC : Professeur, Directeur - École nationale supérieure de chimie de Rennes (ENSCR)

INTRODUCTION

Dans une période particulièrement propice au développement des énergies alternatives aux ressources fossiles, la perspective d'intégration des biogaz dans le paysage énergétique français est d'un intérêt certain d'un point de vue politique, économique et environnemental. En effet, la valorisation des résidus organiques domestiques, industriels et agricoles ou le traitement des eaux usées satisfont aux notions de développement durable et d'énergie renouvelable, clairement explicitées dans les récents engagements et accords internationaux. L'impact environnemental de la mise en œuvre de filières de valorisation de biogaz résulte en une diminution conséquente des gaz à effet de serre rejetés. L'impact sur l'effet de serre du méthane étant 20 à 25 fois plus grand que celui du dioxyde de carbone, il est préférable de valoriser le premier par combustion plutôt que de le rejeter à l'atmosphère. Les récentes fluctuations des coûts liés à l'importation d'énergies fossiles ont également influencé favorablement le regain d'intérêt économique pour la production d'énergie à partir de biogaz, qu'elle soit directement sous la forme de gaz à haute pureté en méthane ou sous forme d'électricité.

Néanmoins, l'intégration optimale de cette ressource dans les réseaux d'énergie existants n'est pas sans défis techniques. La déshumidification du gaz et l'abaissement de la teneur en sulfure d'hydrogène représentent deux étapes clés de la filière de traitement de biogaz. Cependant, les recherches de ces dix dernières années sur le sujet ont mis en exergue la pression exercée par les composés organiques volatils COV, présents dans les biogaz, sur la conduite des installations d'exploitation énergétique. En effet, quelle que soit la filière de —valorisation retenue, la présence de ces composés à des concentrations de l'ordre du ppm constitue un risque de dégradation prématurée des installations, ainsi qu'une dépréciation des rendements de valorisation énergétique du biogaz.

Dans ce dossier, sont abordés successivement :

  • les notions clés liées aux biogaz, en définissant une classification des biogaz, leur qualité et les voies d'application qui en découlent ;

  • les composés organiques volatils et les siloxanes présents dans les biogaz, de leur présence à leur conséquence sur la filière ;

  • les divers procédés de traitement de gaz pouvant être mis en œuvre afin de répondre aux demandes spécifiques de l'épuration d'un biogaz brut, les —critères technologiques de choix du procédé en fonction des caractéristiques du biogaz et des voies de valorisation possibles ;

  • une discussion sur les perspectives en matière de filière de traitement de biogaz.

Acronymes

AGRO : substrats agricoles et agro-industriels

COV : composés organiques volatils

CSDU : centre de stockage de déchets ultimes

MS : matières sèches

MVS : matières volatiles sèches

PSA : Pressure Swing Adsorption

STEP : station d'épuration d'eaux usées

tep : tonne équivalent pétrole

TSA : Thermal Swing Adsorption

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-be8560


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GERARDI (M.) -   The microbiology of anaerobic digesters.  -  HOBOKEN (N.J.), Wiley, Interscience, The Netherlands (2003).

  • (2) - LE CLOIREC (P.) -   Les composés organiques volatils (COV) dans l'environnement.  -  Tec. & Doc., Lavoisier, Paris, 737 p. (1998).

  • (3) - RASI (S.), VEIJANEN (A.), RINTALA (J.) -   Trace compounds of biogas from different biogas production plants.  -  Energy, vol. 32, no 8, p. 1375-1380 (2007).

  • (4) - SCHWEIGKOFLER (M.), NIESSNER (R.) -   Determination of siloxanes and VOC in landfill gas and sewage gas by canister sampling and GC-MS/AES analysis.  -  Environmental Science and Technology, vol. 33, no 20, p. 3680-3685 (1999).

  • (5) - SMET (E.), VAN LANGENHOVE (H.), DE BO (I.) -   The emission of volatile compounds during the aerobic and the combined anaerobic/aerobic composting of biowaste.  -  Atmospheric Environment, vol. 33, no 8, p. 1295-1303 (1999).

  • ...

1 Événements

Pollutec, salon international des équipements, des technologies et des services de l'environnement, a lieu alternativement à Lyon (années paires) et à Paris (années impaires).

HAUT DE PAGE

2 Réglementation

Décret no 2011-190 du 16 février 2011 relatif aux modalités de production et de commercialisation agricoles de biogaz, d'électricité et de chaleur par la méthanisation.

Arrêté du 12 août 2010 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations classées de méthanisation relevant du régime de l'enregistrement au titre de la rubrique no 2781-1 de la nomenclature des installations classées pour la protection de l'environnement.

Arrêté du 10 juillet 2006 fixant les conditions d'achat de l'électricité produite par les installations qui valorisent le biogaz.

Arrêté du 10 novembre 2009 fixant les règles techniques auxquelles doivent satisfaire les installations de méthanisation soumises à autorisation en application du titre 1er du livre V du code de l'environnement.

Arrêté du 10 novembre 2009 relatif aux prescriptions générales...

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