VALORISATION DU BIOGAZ DE DECHARGE
Résumé
Le biogaz est produit lors de la dégradation anaérobie de la matière organique dans des conditions contrôlées ou spontanément dans les décharges. Le produit des décharges se compose principalement du méthane (CH4), de dioxyde de carbone (CO2), de vapeur d'eau (H2O), de sulfure d'hydrogène (H2S), de l'oxygène (O2), de l'azote (N2) et d'autres polluants. La meilleure façon de valoriser le biogaz est la production d'électricité, car en dépit de l'élimination de l'eau aucun prétraitement n’est nécessaire. Il est également possible de l'utiliser comme une source alternative du gaz naturel. Cependant, le méthane est la seule fraction récupérable, le dioxyde de carbone et d'autres impuretés doivent être éliminés pour permettre l'injection de biogaz dans le réseau de gaz naturel. La valorisation du biogaz de décharge est une opération complexe compte tenu de sa composition hétérogène. En plus du méthane et du dioxyde de carbone, le biogaz de décharge se caractérise par la présence de l’azote et de l’oxygène, ce qui rend son épuration encore plus difficile. Plusieurs techniques existent dans la littérature. Cependant, il n’y a pas de règles précises concernant l’utilisation d’une technique spécifique de traitement pour un type de biogaz. Ainsi, un inventaire des opérations unitaires d’épuration du biogaz, sur la base des travaux de la littérature durant la dernière décennie a permis de choisir minutieusement les opérations à adopter lors de la conception du procédé de valorisation du biogaz de décharge. Le choix du procédé de valorisation dépend en effet de plusieurs critères parmi lesquels : la voie de valorisation du biogaz ; les dimensions de l’installation ; les conditions environnementales et la disponibilité des produits chimiques. Dans ce travail deux procédés de valorisation de biogaz de décharge ont été développés. Le premier se compose de deux unités : une unité de désulfurisation pour l’élimination de H2S et une unité cryogénique pour la séparation du mélange CO2/CH4/N2. Quant au deuxième procédé, il se compose de trois unités, une unité d’absorption avec l’eau pour l’élimination simultanée de H2S et CO2, une unité de déshydratation (TEG) pour l’élimination de l’eau et une unité cryogénique pour la séparation de l’azote du méthane. Les résultats des simulations des procédés à l’aide du logiciel Aspen Plus® (Advanced System for Process Engineering) montrent que les deux procédés répondent parfaitement aux exigences du cahier de charges pour l'injection dans le réseau de gaz naturel. Cependant la qualité du biométhane produit par le deuxième procédé est meilleure, et la consommation en énergie électrique est moins importante.