Traitement des boues

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Questions and Answers

Quelle est la masse volumique du biogaz par rapport à celle de l'air ?

Variable en fonction de la composition

Moins lourd que l'air (correct)

Plus lourd que l'air

Égal à celle de l'air

Quel est le pourcentage de CH4 dans le biogaz ?

55% en moyenne

80% en moyenne

65% en moyenne (correct)

70% en moyenne

Quel est le rôle d'une torchère ?

De mesurer la pression du gaz

De brûler le gaz en cas d'incident (correct)

De stocker le gaz

De réguler le débit de gaz

Combien de type de torchères sont utilisées ?

Deux types Signup and view all the answers

Quelle est la production de gaz dans une digestion optimale ?

900 NL de biogaz par kilogramme de MVS Signup and view all the answers

Quelle est la cause possible de surpression dans un digesteur ?

Une production de gaz supérieure à la capacité d'évacuation Signup and view all the answers

Quelle est la fonction d'un système de sécurité contre les surpressions et les dépressions ?

De protéger la couverture du digesteur Signup and view all the answers

Quel est le point de prélèvement du gaz de digestion ?

Le point le plus élevé du digesteur Signup and view all the answers

Quel est le danger qui peut se produire en cas de mauvaise manœuvre de vanne ou de rupture de conduite sans organe de sécurité ?

Endommager gravement le digesteur et le gazomètre Signup and view all the answers

Quel est le rôle du système à anneau liquide ?

De jouer le rôle de joint d'étanchéité Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui caractérise le dispositif à l'eau ?

La remise en position normale après rétablissement de la pression Signup and view all the answers

Quel est le principe de la sécurité mécanique ?

L'utilisation de valves qui se ferment sous l'action d'un ressort ou de son propre poids Signup and view all the answers

Quels sont les systèmes de sécurité qui fonctionnent en cas de surpressions et de dépressions ?

Le système à anneau liquide, le dispositif à l'eau et la sécurité mécanique Signup and view all the answers

Quel est le résultat d'une mauvaise manœuvre de vanne ou de rupture de conduite sans organe de sécurité ?

Une endommagement grave du digesteur et du gazomètre Signup and view all the answers

Quel est le rôle du filtre à flamme ?

D'assurer la pulvérisation et le refroidissement de la flamme Signup and view all the answers

Quel est le défaut principal du système de filtre à flamme ?

Il peut se colmater par les impuretés véhiculées par le gaz Signup and view all the answers

Quel type de canalisation est fortement recommandé pour la distribution de gaz ?

En acier inoxydable Signup and view all the answers

Pourquoi est-il important de respecter une certaine pente dans les canalisations ?

Pour éviter les poches d'eau Signup and view all the answers

Quel est l'objectif principal du dimensionnement des canalisations ?

Empêcher l'entraînement d'eau, d'écume et de solides Signup and view all the answers

Pourquoi est-il important de piéger efficacement le condensat ?

Pour éviter la corrosion Signup and view all the answers

Quel est le but de l'épuration du gaz ?

D'éliminer les impuretés du gaz Signup and view all the answers

Quel est l'avantage du refroidissement du gaz lors de l'épuration ?

De piéger l'eau de saturation Signup and view all the answers

Quel est le rôle des échangeurs de chaleur dans l'épuration du gaz?

Pour prendre en compte la différence de chaleur spécifique entre le liquide et le gaz Signup and view all the answers

Quelle est l'étape finale de la désulfuration du gaz?

L'élimination du soufre du gaz Signup and view all the answers

Quel est le procédé de désulfuration du gaz qui utilise des réactifs solides?

Le procédé de désulfuration du gaz à sec Signup and view all the answers

Quel est l'avantage des procédés de désulfuration du gaz humides?

Ils permettent la solubilisation du soufre dans l'eau Signup and view all the answers

Quel est le problème causé par les siloxanes dans les échangeurs thermiques?

Une augmentation de la température et une diminution du transfert de chaleur Signup and view all the answers

Quel est le traitement utilisé pour éliminer les siloxanes dans les gaz?

L'adsorption sur charbon actif Signup and view all the answers

Quel est le problème causé par les siloxanes dans les turbines à gaz?

Des problèmes d'abrasion Signup and view all the answers

Quel est le composé formé à partir de la décomposition anaérobie de matières présentes dans les savons et les détergents?

Les siloxanes Signup and view all the answers

Quelle est la plage de pression généralement utilisée pour le stockage du gaz ?

15 à 50 mbar Signup and view all the answers

Quel est le type de gazomètre qui permet de stocker du biogaz à des pressions plus élevées ?

Gazomètre à double membrane Signup and view all the answers

Quel est l'avantage principal du stockage sous pression pour le biogaz ?

Réduit l'encombrement Signup and view all the answers

Quel est le type de compteur à gaz utilisé pour mesurer le volume de gaz en fonction de la vitesse de rotation de la turbine ?

Compteur à turbine Signup and view all the answers

Quel est le rapport de volume de gazomètre recommandé pour le chauffage au gaz ?

1/3 à 1/2 de la production quotidienne Signup and view all the answers

Quel est l'avantage principal d'un gazomètre à double membrane ?

Permet des pressions plus élevées Signup and view all the answers

Quel est le type de gazomètre qui permet de maximiser le volume de stockage et de limiter la prise au vent ?

Gazomètre à double membrane Signup and view all the answers

Quel est le problème technique associé au stockage du gaz sous pression ?

La compression du gaz nécessite une énergie supplémentaire Signup and view all the answers

Quels sont les préalables pour que les compteurs à gaz à turbine fonctionnent correctement?

Une installation sur des portions linéaires de tuyau d'au moins 3 fois leur diamètre et une alimentation en gaz sans à-coups avec un gaz sans impuretés Signup and view all the answers

Quel est l'avantage de l'injection de gaz avec des buselures périphériques?

Les dépôts sont pratiquement inexistants et la circulation du gaz est circulaire dans la partie inférieure conique du digesteur Signup and view all the answers

Quel est l'inconvénient de l'injection de gaz avec des buselures périphériques?

Ce système peut être coûteux en termes d'investissement de par le génie civil du digesteur Signup and view all the answers

Quel est l'avantage de l'injection de gaz avec une rampe suspendue?

Cela est efficace pour le brassage des digesteurs à fond plat Signup and view all the answers

Quel est l'avantage de l'injection de gaz avec des buselures centrales?

Cela permet le brassage des digesteurs de grande capacité et à fond plat Signup and view all the answers

Quel est l'inconvénient de l'injection de gaz par pompe à gaz?

Cela nécessite de gros investissements en cas d'installation de plusieurs pompes Signup and view all the answers

Quels sont les différents types de compresseurs à gaz utilisés pour le brassage des boues du digesteur?

Les compresseurs à piston, les compresseurs rotatifs et les compresseurs à anneau liquide Signup and view all the answers

Quel est l'avantage de l'injection de gaz par pompe à gaz?

Cela permet un flux important dépendant du débit de gaz choisi Signup and view all the answers

Quels sont les accessoires utilisés pour filtrer les impuretés présentes dans le gaz avant son entrée dans le système de compression ?

Filtre à céramique et filtre à gravier Signup and view all the answers

Pourquoi est-il important de placer les compresseurs dans des endroits aérés ?

Pour éviter la surchauffe et assurer une bonne ventilation Signup and view all the answers

Quel est l'accessoire utilisé pour mesurer la pression et le débit de gaz dans une installation de compression ?

Instruments de mesure de pression et de débit de gaz Signup and view all the answers

Quel est le résultat qui se produit lorsque la température du gaz augmente ?

Le volume augmente Signup and view all the answers

Quel est l'objectif principal du réseau de gaz séparé pour la compression ?

De fournir un gaz de qualité pour la compression Signup and view all the answers

Quel est le rôle du système de compression dans une installation de gaz ?

De compresser le gaz pour l'injecter dans le système de distribution Signup and view all the answers

Study Notes

Unités de mesure

1 Nm3 correspond à 1 m3 de gaz à une température de 0°C et une pression de 1 bar.

Propriétés du biogaz

Masse volumique du biogaz : environ 1,13 kg par Nm3, plus léger que l'air.
Limite d'inflammabilité : 5% LIE à 19% LES, explosif.

Composition du biogaz

CH4 : 65% moyen (55%-70%)
CO2 : 32%
N2 : 1 à 2%
H2S : 0,03 à 2%
H2O : traces
NH3 : traces
H2 : traces
O2 : traces

Torchère

La torchère est un élément de sécurité qui brûle la totalité du gaz produit en cas d'incident.
Deux types de torchères utilisées : atmosphérique et à injecteur.

Production de gaz

La production de gaz peut être estimée à environ 900 NL de biogaz par kilogramme de matière volatile sèche (MVS).

Collecte du gaz de digestion

Le gaz de digestion est collecté à partir du point le plus élevé du digesteur à l'aide d'un dôme de prélèvement du gaz.

Sécurité contre les surpressions et les dépressions

Un système de sécurité contre les surpressions et les dépressions protège la couverture du digesteur et éventuellement celle du gazomètre.
Causes possibles de surpressions : production de gaz supérieure à la capacité d'évacuation de la conduite de prélèvement de gaz.
Causes possibles de dépressions : vidange excessive de la boue à un débit supérieur à la capacité de reflux du gaz dans le réseau.

Systèmes de sécurité

Les systèmes de sécurité les plus couramment utilisés sont le système à anneau liquide, le dispositif à l'eau et la sécurité mécanique.
Le système à anneau liquide consiste en un anneau liquide qui entoure le dôme de prélèvement des gaz pour absorber les variations de pression et joue le rôle de joint d'étanchéité.
Le dispositif à l'eau permet une remise en position normale après rétablissement de la pression.
La sécurité mécanique utilise des valves qui se ferment sous l'action d'un ressort ou de son propre poids pour assurer la sécurité en cas de surpressions et de dépressions.

Filtre à Flamme

Le filtre à flamme tamis à maille 0.7mm assure la pulvérisation et le refroidissement de la flamme.
Le système de filtre à flamme peut se colmater par les impuretés véhiculées par le gaz et présente des risques de corrosions dus à la présence de H2S dans le gaz.

Canalisations

Les canalisations en acier inoxydable sont fortement recommandées.
Une pente minimale de 2 o/oo et moyenne de 4 o/oo est nécessaire pour éviter les poches d'eau et le bouchage.

Dimensionnement des Canalisations

Il faut empêcher l'entraînement d'eau, d'écume et de solides, limiter les pertes de charge et éviter les surcoûts.
Vitesse d'aspiration : < 5 m/s et Vitesse de refoulement : < 10 m/s.

Filtration

Il est nécessaire de piéger efficacement le condensat pour éviter la corrosion due au H2S.

Épuration du Gaz

L'épuration du gaz est un processus visant à éliminer les impuretés telles que l'eau, le soufre ou d'autres substances indésirables.
Le refroidissement du gaz permet de piéger une grande partie de l'eau de saturation, assurant ainsi une meilleure purification et sécurité.
Les filtres à gravier et les filtres céramiques sont couramment utilisés.
Les échangeurs de chaleur sont utilisés pour prendre en compte la différence de chaleur spécifique entre le liquide et le gaz.

Désulfuration du Gaz

Les étapes de la désulfuration du gaz incluent l'utilisation de réactifs solides ou liquides pour capturer et éliminer le soufre du gaz.
Les procédés de désulfuration du gaz à sec utilisent des réactifs solides tels que du charbon actif en grain ou en poudre, de l'hydroxyde ferrique ou des produits basiques.
Les procédés de désulfuration du gaz humides permettent la solubilisation du soufre dans l'eau.

Siloxanes

Les siloxanes sont des composés formés à partir de la décomposition anaérobie de matières présentes dans les savons et les détergents.
Les siloxanes peuvent causer une augmentation de la température et une diminution du transfert de chaleur dans les échangeurs thermiques.
L'adsorption sur charbon actif est la méthode la plus couramment utilisée pour éliminer les siloxanes.

Stockage du gaz

La pression généralement utilisée pour le stockage du gaz varie entre 15 et 50 mbar.
Le gazomètre est le moyen de stockage le plus couramment utilisé pour le gaz, avec un volume de stockage variant de 100 à 10 000 m³.

Gazomètre à double membrane

Un gazomètre à double membrane est un système de stockage du biogaz composé de deux enveloppes, l'une gonflée en permanence pour limiter sa prise au vent et maximiser le volume de stockage, et l'autre qui se gonfle ou se dégonfle en fonction du volume de biogaz stocké.
Les avantages d'un gazomètre à double membrane incluent l'absence de corrosion, des pressions plus élevées (40 à 70 mbar), des coûts d'investissement souvent plus faibles, et pas besoin de chauffage mais une consommation d'énergie pour le soufflage.

Stockage sous pression pour le biogaz

Le stockage sous pression est une méthode de stockage du biogaz qui implique de comprimer le gaz à des pressions plus élevées (8 à 20 bars) pour réduire l'encombrement.

Dimensionnement du gazomètre pour le chauffage au gaz

Pour le chauffage au gaz, on considère généralement qu'environ 1/3 à 1/2 de la production quotidienne de gaz est un volume correct pour le gazomètre.

Compteurs de gaz

Les types de compteurs couramment utilisés pour mesurer le volume de gaz sont les compteurs à gaz à turbine, à tambour, à soufflet, à diaphragme et à ultrasons.
Les compteurs à gaz à turbine fonctionnent correctement s'ils sont installés sur des portions linéaires de tuyau d'au moins 3 fois leur diamètre et si l'alimentation en gaz se fait sans à-coups avec un gaz sans impuretés.

Systèmes de brassage des boues du digesteur

Les différents systèmes utilisables sont l'injection de gaz avec des buselures périphériques, l'injection de gaz avec une rampe suspendue, l'injection de gaz avec des buselures centrales et l'injection de gaz par pompe à gaz.
Les avantages et les inconvénients de chaque système sont décrits ci-dessus.

Compresseurs à gaz

Les différents types de compresseurs à gaz utilisés pour le brassage des boues du digesteur sont les compresseurs à piston, les compresseurs rotatifs et les compresseurs à anneau liquide.
Chaque type de compresseur a ses propres caractéristiques en termes de conception, de vitesse de rotation, de bruit, de vibrations et de puissance requise.

Accessoires de filtration

Filtre à gravier : utilisé pour le prélavage et piégeage des condensats avant l'entrée dans le système de compression.
Filtre à céramique : utilisé pour filtrer les impuretés présentes dans le gaz avant son entrée dans le système de compression.

Sécurité et mesures

Protection contre les retours de flamme : mesure de sécurité importante pour éviter les accidents.
Mesure de pression et débit de gaz : des instruments de mesure sont utilisés pour surveiller la pression et le débit de gaz dans une installation de compression.

Installation des compresseurs

Placement des compresseurs : il est important de placer les compresseurs dans des endroits aérés pour assurer une bonne ventilation et éviter la surchauffe.
Réseau de gaz séparé : utiliser un réseau de gaz séparé pour la compression (brassage) pour éviter les mélange de gaz.

Propriétés du gaz

Augmentation de la température : lorsque la température du gaz augmente, son volume augmente également.
Circuit d'eau de refroidissement : utilisé pour refroidir les compresseurs pour éviter la surchauffe.

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Description

Découvrez les propriétés et les caractéristiques du biogaz, notamment sa masse volumique, sa limite d'inflammabilité et sa composition en volume moyen.

Traitement des boues - Biogaz

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