Le dimensionnement d une installation

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1 Le dimensionnement d une installation EREP SA Chemin du Coteau 28 CH Aclens Tél. : Fax : Courriel : info@erep.ch

2 Objectifs Appréhender les critères déterminants du dimensionnement d une installation de méthanisation Être capable de comprendre et évaluer le dimensionnement des installations proposées dans les offres des fournisseurs / constructeurs 2

3 Contenu 1. Paramètres opérationnels Digesteur Température Concentration des substances clefs Temps de séjour hydraulique Charge organique Production de gaz 2. Exercice d application 3. Points clefs de la séquence 3

4 Pour que la digestion se fasse de façon optimale, il faut que 4

5 Paramètres opérationnels - Digesteur La «boîte noire» : 100 m 3 F Flux [m 3 /h] parfois appelé Q V Volume du digesteur [m 3 ] Co Concentration affluent [kg/m 3 ] Xr Concentration dans le digesteur [kg/m 3 ] Ce Concentration effluent [kg/m 3 ] Xe = Ce 5

6 Paramètres opérationnels - Température Dans les applications techniques, on distingue trois domaines de température : Psychrophile de 10 à 25 C Mésophile de 25 à 42 C Digesteurs agricoles Thermophile de 50 à 58 C Digesteurs traitant les déchets organiques ménagers (hygiénisation substrats) 6

7 Paramètres opérationnels Concentration des substances clefs Les concentration des éléments suivants doivent être comprises dans un intervalle spécifique : Matière organique > 50% de la MS Matière sèche du mélange des entrants < 40% MS, sinon la croissance des bactéries n est plus assurée Azote ammoniacal du mélange des entrants < 5 g/kg Etc 7

8 Paramètres opérationnels -Temps de séjour hydraulique Le temps de séjour hydraulique (TSH) décrit la durée de séjour moyenne qu un substrat passe à l'intérieur du digesteur. Il est définit par : TSH = Volume utile Flux journalier m 3 m 3 *jour [jours] 8

9 Paramètres opérationnels-temps de séjour hydraulique Les vitesses de dégradation sont différentes selon les substrats : Substrats Graisse Protéine Hémicellulose Cellulose Vitesse Boues de STEP Déchets verts Déchets de cantine TSH 30 jours 20 jours 15 jours 9

10 Paramètres opérationnels-charge organique Charge organique = Flux journalier * MO-conc. = Volume utile = m 3* kg MO = kg MO jour* m 3 m 3 m 3 *jour 10

11 Paramètres opérationnels-charge organique Charge organique optimale pour les digesteurs mésophiles : Boues STEP kg MO/m3*j Déchets de cantine kg MO/m 3 *j Graisse kg MO/m 3 *j Déchets verts kg MO/m 3 *j 11

12 Paramètres opérationnels-production de gaz Substrats P biogaz Méthane Nl/kg MSV % Déchets céréales Huiles usagées Marc de pomme Déchets verts Déchets agro-alimentaires Boues Déchets de cantine Graisses de bacs

13 Paramètres économique-coûts d investissement spécifiques /kwel 2010 Pouvoir électrique installée [kw] 13

14 Exercice Codigestion industrielle Organisation : Répartition en 3 groupes. Consigne : Répondre aux 4 questions de la diapositive suivante. Chaque groupe désigne un rapporteur et écrit ses réflexions sur une feuille paper-board par question. Travail de groupe Restitution : Faite par le rapporteur d un groupe. Compléments des deux autres groupes et de l expert. Durée : 60mn de réflexion + 15 mn de présentation + 30 mn de discussion 14

15 Exercice Codigestion industrielle Un projet de méthanisation industrielle est à l étude: Boue STEP Marc de café Marc de pomme d un producteur de jus Déchets d une cantine Déchets verts t/a t/a 1000t/an 800 t/a 200 t/an 15

16 Exercice Codigestion industrielle L offre prévoit : Une trémie d insertion de 20 m3 Une préfosse de 100 m3 avec brasseur Un digesteur cylindrique d un volume de 1 800m 3 Une fosse de stockage de 100 m3 sans couverture sera utilisée Un CCF de 350 kw él est recommandé Le coût total est de

17 Exercice Codigestion agricole Les questions sont : Est-ce que le dimensionnement est correct? Est-ce que le cogénérateur est adapté à la production de gaz prévue? Est-ce que l installation sera rentable? Est-ce que le coût total est justifiable? 17

18 TSH = 54 jours le volume du digesteur est suffisant pour la quantité de substrat à traiter. La charge organique est acceptable. Le cogénérateur est surdimensionné (350kW au lieu de 200kW). Le prix est très bas avec environ par kw. Ce prix implique un retour sur investissement extrêmement court. La fosse de stockage doit être couverte. L OFFRE EST A REVOIR! Exercice Codigestion industrielle 18

19 Points clefs Ne pas croire qu une offre est forcément adaptée au projet. Il faut toujours contrôler que les paramètres clefs de la méthanisation soient corrects et que le dimensionnement des infrastructures et des équipements soient adaptés. 19