Prélèvement et analyses de biogaz

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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 Journées Industrielles Méthanisation 2014 - Document propriété de DELTALYS S.A.S

1 – INTRODUCTION

INTRANTS PROCESS BIOGAZ « BRUT » TRAITEMENT VALORISATION Journées Industrielles Méthanisation 2014 - Document propriété de DELTALYS S.A.S QUALITE ? CONTRAINTES ? CRITERES ? MOYENS DE VERIF. ? IMPACT S ?

?

2 – MATRICE BIOGAZ

O 2 N 2 NH 3 H 2 O H 2 S CH 4 CO 2 & + 300 autres COVs

> 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

1 APPAREIL + 1 MESURE = 1 RESULTAT OK ? ± ?

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 ? Journées Industrielles Méthanisation 2014 - Document propriété de DELTALYS S.A.S

3.1 – TECHNIQUES DE PRELEVEMENTS

CONTINU / SEMI CONTINU DISCONTINU

MODE EXTRACTIF – SUR SITE Ligne de prélèvement vers analyseur

Interactions échantillon/ligne : matériaux inertes ? Présence H 2 O et/ou gaz corrosifs: ligne tracée ou chauffée ? Présence de particules : filtres ?

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

O 2 N 2 CO Techniques d’analyse et de mesure d’un biogaz : 3 grandes familles H 2 O H 2 S CH 4 CO 2 & + 300 autres COVs ? ELECTROCHIMIE :

Cellules électrochimiques

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 H 2 S 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 + : Possibilité d’identifier les différents composés (spéciation) - : Dégradation des échantillons ? - : Perte d’information / sous estimation possible

ANALYSE BARBOTAGE (DELTALYS)

VIA PRELEVEMENT DANS SOLVANTS + : 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 Choix technologiques Litiges, assurances Maintenance, Rendement Contrôles règlementaires

UN GAZ PARTICULIER VS 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)! Journées Industrielles Méthanisation 2014 - Document propriété de DELTALYS S.A.S

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)

5 – CONCLUSION & PERSPECTIVES

Perspectives : RETOUR(S) EXPERIENCE(S)

Et partage des conclusions

MODELISATION

Meilleure anticipation

NOUVELLES TECHNOLOGIES

+ fiables et/ou - onéreuses

MONITORING

En développement H 2 S dans biogaz brut

5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 12h 00h 12h 00h 12h 00h 12h 5 4 3 2 1 0 00h

H 2 S dans biogaz traité

OBJECTIF(S) > FAVORISER ET PERENISER LES PROJETS / INSTALLATIONS BIOGAZ !

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MERCI POUR VOTRE ATTENTION < Contacts >

DELTALYS :

Charly GERMAIN [email protected]

INSA LYON :

Hélène METIVIER & Vincent CHATAIN [email protected]

[email protected]

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