Production de biométhane par purification du biogaz : découvrez nos clients et leurs produits

Mots-clés : purification du biogaz, épuration du biogaz, raffinage du biogaz, nettoyage du biogaz

Purification du biogaz en biométhane

Le biogaz est issu du processus de digestion anaérobie qui consiste en la fermentation de matières organiques en l’absence d’oxygène. Il est composé des éléments suivants : le méthane (CH4 , 50 – 75 %), le dioxyde de carbone (CO2 , 25 – 45 %), l’eau (H2O), l’azote (N2 ), l’oxygène (O2), l’hydrogène sulfuré (H2S), l’ammoniaque (NH3), et des éléments traces (organo-halogénés, siloxanes, métaux lourds, etc.).

Le biogaz peut être valorisé par combustion sous forme de chaleur et d’électricité. Lorsqu’il est épuré, il se transforme en « biométhane » ou « BioGNV » et peut servir pour des véhicules au gaz ou pour l’injection dans un réseau de gaz naturel. Pour atteindre la qualité du gaz naturel, il faut donc enlever le CO2, l’eau et d’autres composés pour atteindre une qualité similaire à celle du gaz naturel (98 % de méthane). Le biométhane sera alors en conformité avec la norme BNQ 3672-100.

Différentes technologies de purification du biogaz

Il existe plusieurs techniques pour éliminer le CO2 du biogaz :

• Adsorption physique : lavage à l’eau ou aux glycols. Cette technique est basée sur la plus forte solubilité du CO₂dans l’eau et dans les solvants organiques par rapport au CH₄. Le CO₂ est donc emporté par le solvant et il ne reste dans la phase gazeuse que le CH₄.

• Adsorption chimique : lavage aux amines. Le CO₂ s’absorbe physiquement dans le liquide de lavage puis réagit avec les amines.

• Pressure Swing Adsorption ou PSA (adsorption par variation de pression) : le CO₂ s’adsorbe dans les composants solides de la colonne à haute pression et se désorbe à basse pression.

• Séparation par membrane : les matériaux des membranes laissent passer le CO₂ et retiennent le CH₄.

• Cryogénie (distillation à froid) : abaissements successifs de la température jusqu’à la production de CO₂ liquide et de biométhane liquéfié (technique GTS) ou anti-sublimation du CO₂ qui produit du CO₂ liquide et du bio-méthane gazeux.

Compositions et standards 

Comparaison des différents procédés d’épuration

Comparaison technique

Tableau des caractéristiques des procédés de purification du biogaz :

Source: Anaerobic Biotech. for Bioenergy Production – Biogas purification and utilization, MEBIG

Comparaison économique

Tableau de comparaison économique des différentes techniques de purification :

Source: Membrane Gas Separation Technologies for Biogas Upgrading, Chen et al. 2015

Clients de BiogasWorld offrant des systèmes de purification du biogaz

Waga Energy: WAGABOX®, une technologie révolutionnaire pour la récupération des gaz d’enfouissement

Waga Energy est une entreprise innovante spécialisée dans la valorisation du gaz d’enfouissement en biométhane conforme au réseau (gaz naturel renouvelable). Elle a été fondée en 2015 par trois anciens ingénieurs du groupe Air Liquide. L’entreprise est basée à Meylan, près de Grenoble, en France, un centre d’innovation de haute technologie de renommée mondiale qui jouit d’une réputation de leadership en génie gazier et en cryogénie. Waga Energy a aussi des filiales aux États-Unis et au Canada.

Fruit de dix années de développement au sein du groupe Air Liquide et de Waga Energy, WAGABOX® est une technologie révolutionnaire pour la récupération des gaz d’enfouissement. Combinant filtration membranaire et distillation cryogénique, il garantit la production de biométhane de haute qualité (gaz naturel renouvelable) qui peut être injecté directement dans le réseau de distribution de gaz naturel, indépendamment de la concentration d’oxygène et d’azote dans le gaz brut.

Obtenir plus d’informations sur la Wagabox.

AB Bioch4nge®: Efficacité maximale pour la valorisation du biogaz en biométhane

Depuis 1981, AB relève les défis de la durabilité énergétique en travaillant aux côtés de ses clients pour améliorer leur compétitivité tout en économisant de l’énergie et en réduisant les émissions. Dès nos débuts, nous nous sommes concentrés sur l’innovation pour développer des technologies et des processus de classe mondiale dédiés à la transformation du monde de l’énergie.

BIOCH4NGE® et les systèmes CH4LNGare d’AB créés et fabriqués par AB. Ce sont les améliorations parfaites pour produire du biométhane à partir de biogaz, traitement, liquéfaction et stockage. Compacts, modulaires et polyvalents, ils exigent un temps d’installation court et garantissent des performances élevées.

Obtenir plus d’informations sur BIOCH4NGE® et CH4LNG.

Les systèmes de purification du biogaz d’Air Liquide : technologie de séparation des gaz

Avec plus de 80 sites de biogaz dans le monde et plus de 100 ans d’expérience dans la séparation des gaz, Air Liquide est le leader mondial de la purification des biogaz, avec des systèmes allant de 70 SCFM à 12000 SCFM. Parmi les technologies proposées, citons les usines détenues et exploitées par Air Liquide, la vente d’unités de traitement à membrane et d’équipements périphériques de compresseurs, l’élimination du sulfure d’hydrogène et des COV.

La technologie de purification du biogaz d’Air Liquide utilisée pour séparer les deux principaux composants du biogaz – le méthane et le dioxyde de carbone – est basée sur l’utilisation de membranes polymères produites par Air Liquide Advanced Separations (ALaS). Ce système efficace génère du biométhane avec une teneur en méthane (CH4) comprise entre 96,5% et 99%, selon son utilisation.  Avec sa solution technique pour la purification du biogaz, Air Liquide prend en charge toutes les étapes de traitement, de la sortie du digesteur jusqu’à son injection dans le réseau de gaz.

Obtenir plus d’informations sur le système de purification du biogaz d’Air Liquide.

Bright Renewables: Purification du biogaz en biométhane

Bright Renewables offre un système éprouvé pour transformer le biogaz en un gaz produit riche en méthane, aussi connu sous le nom de biométhane. En appliquant des membranes très efficaces, la séparation du méthane du biogaz peut atteindre une efficacité de plus de 99,5 % et rendre le biométhane adapté à l’injection dans le réseau national ou à la compression au GNC. En savoir plus sur notre technologie.

Les systèmes Bright Renewables sont disponibles en capacités standard de 40 Nm3/h à 5000 Nm3/h. D’autres capacités sont disponibles sur demande. Bright Renewables est ainsi l’un des rares fournisseurs capables de fournir une gamme complète des petites et grandes usines de valorisation du biogaz.

Obtenir plus d’informations sur le système de purification du biogaz en biométhane de Bright Renewables.

BTS bioMETAN: Purification du biogaz

BTS Biogas (Biogas Technology Services), est une société italienne, détenue par les États-Unis, avec plus de 25 ans d’expérience sur le marché mondial du biogaz. Notre savoir-faire biologique et technique et notre vaste expérience dans l’exploitation des installations de biogaz ont conduit au développement d’innombrables produits et solutions qui font partie de notre solution complète et personnalisée pour les installations de biogaz et de biométhane.

Le biogaz produit par les centrales à biogaz BTS peut être utilisé non seulement pour produire de l’électricité, de la chaleur et du froid, mais aussi du biométhane. Grâce à la valorisation du biogaz (traitement du biogaz), le méthane est séparé de tous les autres gaz, principalement le CO2.

Obtenir plus d’informations sur le système de purification du biogaz bioMETAN de BTS Biogas.

DMT Clear Gas Solutions: Carborex MS

Carborex MS de DMT à Poundbury, au Royaume-Uni, a été le premier système commercial de valorisation du biogaz au Royaume-Uni, et le premier en Europe en 2012. DMT est maintenant le plus grand producteur d’installations de valorisation du biogaz au monde avec la technologie des membranes. En 2016, nous avons vendu la plus grande usine de valorisation de biogaz aux États-Unis. La valorisation du biogaz contribue à la création d’économies circulaires et d’indépendance énergétique.

L’une des principales gammes de produits de DMT Environmental Technology est le Carborex MS. Le processus de valorisation du biogaz peut être réalisé avec le Carborex MS, qui sépare le méthane du dioxyde de carbone par l’utilisation de la technologie membranaire. Ce procédé présente les avantages suivants : il s’agit d’un procédé sec (sans produits chimiques), il consomme peu d’énergie et est facile à utiliser. L’ensemble du système est construit sur une palette ou dans un conteneur qui se traduit par un faible encombrement et un système facilement transportable. Il s’agit donc d’une solution de cleantech claire avec de faibles coûts opérationnels (OPEX).

Obtenir plus d’informations sur le Carborex MS de DMT.

Evonik: Système de séparation par membrane

Evonik a développé une technologie de membrane innovante pour transformer le biogaz en biométhane. Les membranes vertes SEPURAN® permettent d’obtenir des rendements de biométhane supérieurs à 99 %.

Les membranes vertes SEPURAN® ont la sélectivité CO2/CH4 la plus élevée et constituent donc une technologie supérieure pour la valorisation du biogaz. Cette sélectivité des membranes permet la production de biométhane de haute pureté avec une récupération de méthane supérieure. Ceci distingue les membranes Evonik des autres membranes disponibles.

Obtenir plus d’informations sur les membranes d’Evonik.

Greenlane Biogas: Adsorption par balancement de pression (PSA)

La membrane de Greelane Biogas est une méthode plus récente et en développement rapide de valorisation du biogaz où les fibres de paille séparent le dioxyde de carbone (CO2) et d’autres composés du méthane (CH4) en utilisant le principe de perméation. Ce procédé offre un rendement élevé en méthane pouvant atteindre 99 %. Les conceptions de membranes conviennent mieux aux projets de petite et de moyenne envergure où les dépenses en immobilisations sont considérées comme les plus importantes, comparativement aux coûts du cycle de vie à long terme.

Leur adsorption par oscillation de pression (PSA) est une méthode efficace de séparation des gaz, en particulier lorsqu’un mélange complexe de gaz est produit à partir de la matière première, ou lorsqu’il y a un taux d’humidité élevé – comme les sites d’enfouissement. Sous haute pression, différents gaz sont attirés vers différentes surfaces solides, ou « adsorbés ». Plus la pression est élevée, plus le gaz est adsorbé; lorsque la pression est réduite, le gaz est libéré ou désorbé.

Obtenir plus d’informations sur la Membrane de Greenlane Biogas ainsi que leur Adsorption par balancement de pression.

Hydron Energy: Système COCCUS

Hydron Energy aide les secteurs difficiles à décarboniser, comme les transports, à répondre aux besoins énergétiques futurs et à atteindre la carboneutralité. En réduisant à la fois les coûts d’exploitation et les coûts d’investissement pour la valorisation du biogaz en GNR, l’INTRUPTor réduit les coûts de production en GNR pour les aligner sur le gaz naturel.

Offert par BIOFerm, le COCCUS® est un digesteur anaérobie à mélange complet qui fonctionne à des températures mésophiles. Il est conçu pour les matières premières à faible teneur en solides (entre 8 et 12 %). Le réservoir est en béton armé avec 2 ou 3 grands mélangeurs à palettes REMEX®. Le moteur d’entraînement du mélangeur est monté sur la paroi extérieure de COCCUS® de sorte que seuls les roulements en polyamide sont situés à l’intérieur du fermenteur. Le réservoir est chauffé par chauffage hydronique installé sur la paroi intérieure du réservoir. La désulfuration biologique est intégrée à la structure du toit en bois du réservoir de gaz, ce qui permet d’éliminer à moindre coût une grande partie du sulfure d’hydrogène.

Obtenir plus d’informations sur le système COCCUS de Hydron Energy.

Pentair: Technologie de raffinage du biogaz

Pentair conçoit, construit, installe et entretient des solutions de valorisation du biogaz à base de membrane de bout en bout qui produisent du biométhane et des systèmes de CO2 cryogéniques et à base d’amine qui captent et récupèrent le CO2.

Les membranes sont entraînées par la pression, donc plus la pression est élevée, plus le CO2 traverse la surface de la membrane. La décharge de la membrane (le rétentat) contient principalement du CH4, car le CO2 a été poussé à travers la surface de la membrane. Le gaz riche en CO2 quittera la membrane du côté basse pression de la membrane (perméat).

Obtenir plus d’informations sur la technologie de raffinage du biogaz de Pentair.

Prodeval Valopur: Membrane pour la valorisation du biogaz

PRODEVAL, société fondée en 1990, est spécialisée dans le traitement et la valorisation du biogaz à partir de la méthanisation des déchets organiques. L’entreprise a développé ses technologies de production de GNR, de valorisation du bio-CO2 et de production et distribution de BioCNG.

Après le processus de digesteur et de prétraitement, le gaz comprimé subit une filtration supplémentaire dans l’unité VALOPUR. Il s’agit d’une unité compacte logée dans un conteneur pré-équipé et composée de trois étages de membranes qui séparent le CO2 du CH4 (procédé EVONIK breveté).

Obtenir plus d’informations sur Valopur.

Ube: Séparateur CO2 pour la valorisation du biogaz

UBE Corporation est un groupe d’affaires japonais avec plus de 120 ans d’histoire. UBE est l’un des principaux fournisseurs mondiaux de membranes de séparation de gaz avec plus de 35 ans d’expérience dans la fourniture de membranes haute performance pour plusieurs applications. Le séparateur de CO2 UBE purifie le biogaz, le convertit en biométhane (CH4) et collecte efficacement le CO .

UBE met constamment à jour cette technologie et son principal avantage est la haute résistance au H2S, fonctionnant jusqu’à 30.000ppmv de concentrations dans le gaz d’entrée aux membranes sans endommager le matériau. Les résistances chimiques, thermiques et mécaniques élevées de la membrane à fibres creuses en polyimide UBE garantissent également une longue durée de vie. L’excellente perméabilité et la sélectivité garantissent au Séparateur CO2 d’UBE un processus compact avec de faibles CAPEX et OPEX.

Obtenir plus d’informations sur le séparateur CO2 pour la valorisation du biogaz d’UBE.

Veolia: MemGas, la valorisation ultime du biogaz au biométhane

Veolia aide les communautés et l’industrie à assurer la fiabilité de l’énergie et de l’eau, à répondre aux exigences réglementaires et à préserver la santé publique, tout en protégeant nos ressources naturelles. Nous introduisons des sources d’énergie renouvelable et des carburants de remplacement dans le mix énergétique lorsqu’il est viable.

La technologie à membrane MemGas purifie le biogaz brut en biométhane approprié (>97‑99 % de méthane) pour répondre aux exigences de son utilisation finale. Cependant, pour être transformé en biométhane, une purification complète du biogaz est nécessaire.

Obtenir plus d’informations sur MemGas.

BGasTech: Sécheur à gaz et à biogaz

Biogas & Gases Technologies est une société d’ingénierie qui développe des projets sur le traitement des gaz qui comprennent le biogaz, la production de biométhane, le gaz de gazéification, la pyrolyse et la désodorisation atmosphérique.

BTS-Dryer est un équipement modulaire pour le biogaz et le séchage du gaz utile pour quand le biogaz va être utilisé pour la production d’énergie (vapeur ou électricité) et le débit de biogaz et la température est faible. Une de ses caractéristiques est le rendement élevé de l’élimination de la vapeur d’eau qui peut être adapté à l’élimination du H2S.

Obtenir plus d’informations sur le sécheur à gaz et à biogaz de Biogas & Gases Technologies.

GAZPACK: Unité Sulaway

Gazpack est une société fondée en 2006 qui fabrique des installations entièrement spécifiques pour le nettoyage du gaz et du biogaz. La méthode brevetée de désulfuration Sulaway® nous permet de convertir le biogaz brut en plusieurs produits utilisables sans déchets.

Le système Gazpack Sulaway® peut être appliqué à différents courants et processus gazeux. Grâce à la configuration modulaire du bâtiment et à l’ingénierie personnalisée, le système Gazpack Sulaway® peut être intégré dans toutes les installations existantes et fabriqué selon les exigences du client. Notre expérience dans l’industrie pétrolière et gazière ainsi que dans le secteur agricole nous permet de construire la meilleure installation adaptée à l’application requise. Notre système peut être acheté directement ou loué.

Obtenir plus d’informations sur l’unité Sulaway de GAZPACK.

GraniteFuel Engineering: Séparation du CO2 / CH4

Chez GraniteFuel, notre équipe est experte dans toutes les étapes de la mise à niveau du biogaz, offrant à la fois des systèmes intégrés complets et des solutions personnalisées aux clients de toute l’Amérique du Nord. Nous nous spécialisons dans la conception, l’ingénierie et la fabrication de la technologie de valorisation du biogaz pour les usines de traitement des eaux usées (STEP), les décharges et les déchets agricoles.

La valorisation du biogaz consiste à faire passer le gaz à travers un système de séparation CO2/CH4 pour filtrer le dioxyde de carbone, laissant un biométhane très pur. Le biométhane de haute qualité produit convient à l’injection par pipeline, au GNR (gaz naturel renouvelable) ou au GNC (gaz naturel comprimé). Dans la palette, le biogaz passe par des membranes spécialisées, qui séparent le dioxyde de carbone et le méthane pour s’assurer que le produit final respecte les spécifications requises. En choisissant des membranes avec des taux de sélectivité élevés, nous sommes en mesure d’atteindre un rendement impressionnant de récupération de méthane de 99,5 %.

Obtenir plus d’informations sur le système de séparation du CO2/CH4 de GraniteFuel’s CO2/CH4.

Nacelle: Biogas Upgrading Equipment

Nacelle a conçu, mis en service et exploité de multiples systèmes de valorisation du biogaz dans l’ensemble des États-Unis, ce qui comprend divers débits pour le gaz produit à partir de digesteurs anerobiques et de sites d’enfouissement. Nous proposons à nos clients des systèmes de mise à niveau Biogas personnalisés en fonction de notre expérience qui intègre les caractéristiques et les besoins spécifiques du projet.

Les systèmes de valorisation du biogaz de Nacelle séparent le dioxyde de carbone (CO2) du méthane (CH4) tout en éliminant le H2S, le H2O, les COV et tous les éléments/contaminants indésirables, ce qui donne une qualité de pipeline prête à l’emploi.

Rephras

Obtenir plus d’informations sur l’équipement de raffinement du biogaz de Nacelle.

Unison: Biogas Upgrading

Unison Solutions, Inc., fondée en 2000, est un leader de l’industrie dans le conditionnement du biogaz, la valorisation du biogaz, les systèmes de carburant pour véhicules BioCNG et la production décentralisée. Des systèmes Unison ont été installés dans le monde entier dans les décharges, les installations de traitement des eaux usées (WWTF), les laiteries et les usines de transformation des aliments.

Nos systèmes brevetés de valorisation du biogaz BioCNG utilisent la technologie membranaire pour produire du gaz naturel renouvelable (GNR). Toute source de biogaz est adaptée à une utilisation dans nos systèmes qui peuvent produire à la fois la qualité du pipeline et le carburant RNG véhicule direct.  Notre système de valorisation élimine l’humidité et les particules du gaz, tandis que le système à membrane sélective en plusieurs étapes réduit le dioxyde de carbone. La qualité finale du gaz naturel renouvelable contient 98 % ou plus de méthane et moins de 2 % de dioxyde de carbone. Selon la qualité du gaz d’entrée, l’élimination du sulfure d’hydrogène et des siloxanes peut également être nécessaire.

Obtenir plus d’informations sur la station de raffinement du biogaz d’Unison.

Toutes les entreprises sont disponibles dans la section Raffinement du Biogas

Pour trouver plus d’entreprises et de produits dans la valorisation du biogaz, visitez la section Produits de notre site.

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Sources

• ADEME : Principes et procédés d’épuration du biométhane pour l’injection dans les réseaux de gaz naturel
• Bio-Methane Regions, AILE et RAEE : Guide technique pour produire du biométhane ou biogaz épuré
• Innovalor : Techniques de purification des biogaz