Prélèvement et analyses de biogaz

QUALITE ET ANALYSE DU BIOGAZ
Bonnes pratiques et conséquences
technico-économiques sur la valorisation
Chambéry | 04-11-2014
Journées Industrielles Méthanisation 2014 - Document propriété de DELTALYS S.A.S
SOMMAIRE
1 – INTRODUCTION
2 – LA MATRICE BIOGAZ
3 – POINTS SUR L’ ANALYSE DU BIOGAZ &
CONSEQUENCES SUR LA VALORISATION
4 – STRATEGIE DE GESTION QUALITE GAZ
5 – CONCLUSION & PERSPECTIVES
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1 – INTRODUCTION
INTRANTS
PROCESS
BIOGAZ « BRUT »
QUALITE ?
CONTRAINTES ?
CRITERES ?
MOYENS DE VERIF. ?
IMPACT S ?
TRAITEMENT
?
VALORISATION
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2 – MATRICE BIOGAZ
H2O
O2
N2
NH3
H2S
CH4
CO2
COVs
&
+ 300
autres
> Sécurité personnes
> Corrosion métal avec eau
> Rejets (SOx)
> Nuisances olfactives
Exemple COV Silicium :
> Formation dépôts abrasifs
> Problèmes mécaniques
> Coûts maintenance, arrêts
> Dont Halogénés, Fluorés,
hydrocarbures, métaux, etc
ANALYSES, SUIVI ET EPURATION D’UN COMPOSE > SE FAIT EN PRESENCE D’AUTRES !
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3 – POINT SUR L’ANALYSE DU BIOGAZ
BIOGAZ
OK ?
±?
1 APPAREIL + 1 MESURE = 1 RESULTAT
PRELEVEMENT
Intégrité-représentativité échantillon ?
Débit de prélèvement ?
Interactions échantillon/ligne de
prélèvement ?
VALIDITE DE LA
MESURE ?
Gamme / précision
Calibration
Interférences
VARIABILITE
TEMPORELLE ?
Quand mesurer ?
Quelle incertitude ?
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3.1 – TECHNIQUES DE PRELEVEMENTS
CONTINU / SEMI CONTINU
MODE EXTRACTIF – SUR SITE
Ligne de prélèvement vers analyseur
Interactions échantillon/ligne :
matériaux inertes ?
Présence H2O et/ou gaz corrosifs: ligne
tracée ou chauffée ?
Présence de particules : filtres ?
DISCONTINU
MODE EXTRACTIF – HORS SITE
Prélèvement / sac ou cylindre
Étanchéité contenant ?
Interaction échantillon /contenant
Stabilité échantillon : temps ?
Conditions de transport ?
Délais prélèvement / analyse ?
NORMES EXISTENT > PAS NECESSAIREMENT DEDIEES / EVIDENTES A METTRE EN OEUVRE
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3.2 – TECHNIQUES DE MESURE / ANALYSE
Techniques d’analyse et de mesure d’un biogaz : 3 grandes familles
ELECTROCHIMIE :
Cellules électrochimiques
H2O
O2
N2
CO
H2S
CH4
CO2
COVs
&
+ 300
autres
?
SPECTROMETRIE :
IRND, FTIR, TDLAS,
IR Photoacoustique, CRDS
OF-CEAS
CHROMATOGRAPHIE
Chromato. gaz (GC, GC-MS, µGC)
ROBUSTESSE ANATIQUE, TECHNIQUE, DEGRE DE TECHNICITE & COÛT
> VARIABLE SELON METHODE, COMPOSE ET MATRICE
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3.2 – TECHNIQUES DE MESURE / ANALYSE
Exemple : mesure H2S dans une matrice biogaz
ANALYSEUR « PORTABLE »
CELLULE ELECTROCHIMIQUE
+ : Pratique & transportable, coût
- : Possible dérive rapide des cellules
- : Etalonnage régulier indispensable
- : Influencé par : humidité, pression,
température
ANALYSEUR « FIXE »
SPECTROSCOPIE (NDIR, FTIR, etc)
+ : Techniques éprouvées, précision
- : Gamme de mesure « restreinte »
- : Colmatage possible (poussières)
- : Interférences analytiques liées à la
présence d’H2O possibles
UNE ANALYSE QUI RESTE « DELICATE » AVEC DES CONSEQUENCES IMPORTANTES
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3.3 – TECHNIQUES DE MESURE / ANALYSE
Exemple : mesure COV Si dans une matrice biogaz
ANALYSE PAR CHROMATO. GAZ
VIA PRELEVEMENT SAC ou TUBE
ANALYSE BARBOTAGE (DELTALYS)
VIA PRELEVEMENT DANS SOLVANTS
+ : Possibilité d’identifier les différents
composés (spéciation)
- : Dégradation des échantillons ?
- : Perte d’information / sous estimation
possible
+ : Pas de dégradation des échantillons
+ : Accès direct à la concentration totale
en Silicium (valeur « utile »)
- : Pas de spéciation possible des
composés
AUCUNE NORME > PAS DE CONSENSUS A CE JOUR
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3.4 – EXPLOITATION & INTEGRATION DES DONNEES
Faisabilité,
Rentabilité
Suivi contrats
UN GAZ PARTICULIER
VS
Choix
technologiques
Litiges,
assurances
Maintenance,
Rendement
Contrôles
règlementaires
DES BESOINS VARIES
CHOIX ANALYSES BIOGAZ > CONSEQUENCES MULTIPLES = UN VRAI CHOIX PROJET
> Précision attendue, fréquence mesure, technologie, calibration, prélèvement, etc
> Ces choix doivent être anticipés pour répondre au(x) besoin(s) futur(s)!
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4 – STRATEGIE DE GESTION QUALITE GAZ
Besoin d’envisager une stratégie complète concernant la qualité du gaz
Pre-projet
Financement
Ingénierie
Choix techno.
Construction
Mise en route
Opération
Production
STRATEGIE QUALITE GAZ :
> Doit être un des moyens de maîtriser les risques projet
> N’est pas obligatoirement un surcoût (à voir sur moyen & long terme)
> Peut devenir un outil pour convaincre (banques, assurances, …)
> Doit être adaptée pour chaque projet ET mise à jour (ex. chang. intrants)
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5 – CONCLUSION & PERSPECTIVES
Perspectives :
RETOUR(S) EXPERIENCE(S)
Et partage des conclusions
MODELISATION
Meilleure anticipation
NOUVELLES TECHNOLOGIES
+ fiables et/ou - onéreuses
MONITORING
En développement
H2S dans biogaz brut
5000
5
4500
4000
4
3000
3
2500
2000
2
H2O (%v)
H2S (ppmv)
3500
1500
1000
1
500
0
12h
00h
12h
00h
12h
00h
12h
00h
0
H2S dans biogaz tr
OBJECTIF(S) > FAVORISER ET PERENISER LES PROJETS / INSTALLATIONS BIOGAZ !
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MERCI POUR VOTRE ATTENTION
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DELTALYS :
Charly GERMAIN
[email protected]
INSA LYON :
Hélène METIVIER & Vincent CHATAIN
[email protected]
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