Exemple de purification d'un biogaz et obtention de biométhane pur

Ce procédé "One-pot" innovant consiste donc à capter les polluants gazeux dans un traitement physico-chimique dont les effluents liquides sont par la suite digérés par le processus de bio-épuration aérobie en station d'épuration.

(A)    Procédé simultané d’absorption (captage) et de modification chimique organique des Composés Volatils Fonctionnels (organiques et inorganiques).
Cette opération est conduite en une seule opération sur une installation de captage par lavage physico-chimique.

(B)    La destruction finale des produits de captage après le procédé simultané d’absorption et de modification chimique
Cette opération ultime (B) est effectuée en station d’épuration biologique. Les composés organiques présents et formés
lors de la réaction de condensation sont digérés par le processus de bioépuration naturelle aérobie de la station d’épuration.

L’originalité du procédé réside d’une part dans le choix du réactif qui se combine aux polluants à traiter et d’autre part dans la destruction finale naturelle biologique en station d’épuration ne générant pas de nouvelle pollution gazeuse.

L'exemple ci-dessous décrit le traitement de 100 m3 de biogaz issu de la méthanisation de boues d'une station d'épuration urbaine. (essai sur une ligne biogaz destinée au séchage des boues)

CHARGE OPÉRATOIRE POUR LA DÉMONSTRATION

• Eau : 400 L.
• Soude à 30%: 33,6 kg
• Réactif à 40%: 36,9 kg

VALIDATION DE LA DÉMONSTRATION DE TRAITEMENT
Cette démonstration a permis une durée de fonctionnement prévue de 4 heures.
Pendant cette durée de fonctionnement des contrôles réguliers de l'efficacité ont vérifié l'absence d'H2S en sortie de l'installation industrielle en place.

Résultats: Absence d'H2S validée en sortie de colonne.

Coût matières du traitement: 26 € pour les 4 h. de fonctionnement.
A titre de comparaison un traitement classique à l'eau de Javel aurait coûté 127 €

L'opération s'est déroulée sur une durée de 4 heures avec un débit gazeux de 100 m3/h.
La fin de réaction est contrôlée par pH-métrie (environ pH=9) et l'absence d'H2S vérifiée au papier à l'acétate de plomb.
Le milieu réactionnel est incolore et inodore.

CONCLUSIONS DE LA DÉMONSTRATION
Elimination totale de H2S et des mercaptans durant une période de fonctionnement de 4 h.

Dans cet essai, on voit clairement que pour la destruction des impuretés soufrées, le traitement à l'eau de Javel revient 2,5 fois plus cher que le traitement avec le procédé GASWASH.

Cet exemple de traitement du biogaz comprend :

• L'élimination complète de H2S et des mercaptans.
• L'abaissement des 4% d'eau de la méthanisation à 40°C. (1 à 1,5%)
• L'élimination totale des siloxanes et organochlorés ou fluorés si présents à l'état de traces.

Dans cet exemple, le système GASWASH a permis de purifier 100 m3 de biogaz qui ont fourni 98 m3 de biométhane pur mais aussi de capter et l'H2S et les mercaptans.

BILAN DU TRAITEMENT

Les 98 m3 de méthane obtenus de pureté supérieure à 98,5% (biométhane) obtenus sont utilisables comme source d'énergie ou comme précurseur à la fabrication du biohydrogène comme par exemple avec le procédé VABHYOGAZ.

Coût pour le traitement avec le procédé GASWASH:

• Traitement des 100 m3 de biogaz : 26 €
• Soit pour une production de 98 m3 de méthane pour: 0,265 €/m3 soit 2,68 cts.€/kWh

ANNEXE

Les équivalences énergétiques

Voir aussi les exemples du Procédé DAVID - Odeurs