Installations économiques et efficaces de séchage des gaz / refroidisseurs de gaz et sécheurs de gaz pour le biogaz

Le biogaz produit dans les réacteurs, comme le gaz d’égout et le biogaz provenant des énergies renouvelables ainsi que des déchets, est généralement assez chaud (mésophile autour de 35-40 °C ou thermophile à bien 50 °C) et, dans presque tous les cas, saturé en eau. Pour augmenter l’efficacité d’un moteur à gaz, la vapeur d’eau doit être éliminée du biogaz en séchant le gaz à l’aide d’un refroidisseur de gaz. Même dans les projets où le gaz n’est pas utilisé sur le lieu de production (par ex. : installations satellites où le gaz est souvent utilisé à quelques kilomètres de l’installation de biogaz), le biogaz doit être déshumidifié pour éviter le condensat. Pour ce faire, il faut abaisser la température. Les deux systèmes PowerDryer de SILOXA ainsi que le GK (refroidisseur de gaz) et le GKW (laveur-refroidisseur de gaz) sont des sécheurs ou refroidisseurs de gaz efficaces.

GKW: le séchage par lavage de gaz sur mesure des gaz biogènes

Débit nominal
de 180 Nm³/h à 500 Nm³/h
Convient pour

biogaz, gaz d’égout, gaz de décharge

Le laveur-sécheur de gaz GKW de SILOXA est un module compact pour l’épuration des gaz, qui sert à déshumidifier le biogaz, les gaz de décharge et les gaz d’égout. En outre, le GKW permet d’épurer d’autres impuretés gazeuses nocives.

Informations

GK: le séchage de gaz sur mesure

Débit nominal
de 180 Nm³/h à 2100 Nm³/h
Température d’entrée

max. 40 °C (également plus élevée, sur demande)
Sortie de gaz

4°C
Pression de service autorisée

de -5 à 500 mbar(eff.) (possibilité de réaliser des pressions d’entrée plus élevées sur demande)
Convient pour

biogaz, gaz d’égout, gaz de décharge

La gamme de produits de SILOXA comprend le refroidisseur de gaz (GK), une unité fonctionnelle qui sert exclusivement au refroidissement du biogaz entrant. Avec le GK, tous les composants nécessaires au refroidissement, tels que le refroidisseur de gaz, la séparation du condensat, le circuit de saumure froide et le refroidisseur à eau sont montés en permanence sur un châssis.

Informations


Déshumidification du gaz ou séchage du biogaz

Lors du séchage des gaz, on utilise la physique des gaz et on les refroidit. Il convient de noter que le séchage du biogaz à ce stade n’est qu’une déshumidification du gaz. Nous parlons ici exclusivement de l’humidité absolue. L’humidité relative est traitée ailleurs.
Dans les plages de température habituelles pour les gaz régénérateurs (environ 40 °C), un gaz a une teneur en eau d’environ 50 g/m³ (voir courbe de saturation sur la photo ci-dessous) en première approximation (cf. air). En abaissant la température du gaz, on réduit considérablement (exponentiellement) la capacité d’absorption du gaz. On produit ainsi du condensat de manière ciblée, qui peut être évacué de manière contrôlée. On rencontre un procédé similaire dans la vie quotidienne. Ces processus sont à la base des événements pluvieux, du brouillard ou même de la formation de la rosée. Ainsi, si l’humidité du gaz est à 100 %, lorsque le gaz se refroidit, on se déplace vers la gauche sur le diagramme ci-dessous. Cependant, comme le gaz ne peut contenir qu’un maximum de 100 % d’humidité à l’état gazeux, toute l’eau située au-dessus de la ligne de saturation est condensée sous forme de gouttes. Le gaz perd donc de l’eau. Les systèmes SILOXA de la série PowerDryer offrent deux variantes de refroidissement du gaz. La température du gaz est refroidie de 20 K (le kelvin est comparable à l’échelle Celsius, mais il est scientifiquement plus correct) ou 36 K. Dans le cas d’une réduction de 20 K, un gaz dont la température initiale est de 40 °C perd bien 30 g/m³ lorsqu’il est refroidi à 20 °C. Une installation de biogaz de 500 kW peut ainsi extraire du gaz environ 7,5 litres d’eau par heure et améliorer ainsi considérablement l’efficacité d’une unité de production combinée de chaleur et d’électricité (PCCE), par exemple. La production de condensat est encore plus importante lorsque le biogaz est refroidi à 4 °C (réduction de 36 K). Bien 11 litres d’eau par heure sont retirés sous forme de condensat d’une installation de 500 kW. Calculé pour une année, cela représente plus de 100 m³. Le grand nombre d’installations de séchage des gaz SILOXA utilisées est la preuve des avantages économiques de ce procédé.


Fonctionnement de la déshumidification du gaz

La mise en œuvre technique est assez simple en théorie. Dans un premier temps, on génère du froid qu’on utilise pour refroidir le gaz. En pratique, un générateur de froid (chiller, refroidisseur à eau) fournit l’agent de refroidissement. SILOXA sélectionne le bon refroidisseur de gaz pour ses clients parmi un grand nombre de fabricants de renom. Les refroidisseurs de gaz fonctionnent de manière similaire aux unités de climatisation des bâtiments : un liquide est constamment évaporé et condensé à nouveau dans un circuit interne. Pendant l’évaporation, du froid est libéré, qui sert à refroidir le gaz. Sous pression (générée par un compresseur ; voir l’illustration ci-dessous), la substance est à nouveau liquéfiée. Cela produit de la chaleur, qui est transférée à l’air ambiant via des échangeurs de chaleur (appelés condenseurs dans le diagramme ci-dessous).

L’agent de refroidissement est maintenu dans un circuit fermé et nécessite une surface d’échange pour le transfert de chaleur/froid. Celle-ci peut varier en fonction du produit (voir ci-dessous). Tous les échangeurs de chaleur ont une grande surface de transfert et une évacuation intégrée du condensat.

L’expertise de SILOXA réside notamment dans sa connaissance et sa longue expérience de l’interaction des conditions d’exploitation, des lois thermodynamiques et de leurs effets sur les coûts d’investissement et d’exploitation.

Si vous avez seulement besoin d’un refroidisseur à eau ou d’autres refroidisseurs, nous vous invitons à vous adresser à notre entreprise partenaire SILOXA Cooling.


Notre produit standard de séchage des gaz pour installations de biogaz: le PowerDryer

Le PowerDryer est un sécheur de gaz construit en une seule unité, dans laquelle le refroidisseur à eau et l’échangeur de chaleur associé sont préassemblés sur un châssis. La conduite de saumure froide (circuit frigorifique) est également prémontée et remplie d’agent frigorifique. Le sécheur de biogaz ayant déjà été testé à l’usine, le client n’a plus qu’à raccorder le tuyau et la conduite de condensat sur place et à brancher l’alimentation électrique. Les signaux peuvent être échangés avec le dispositif de contrôle externe à la demande du client. Grâce à sa conception compacte et à sa facilité de manipulation, ce produit est l’une de nos meilleures ventes.


Notre produit standard de séchage des gaz à haute performance: le GK (refroidisseur de gaz)

Un GK est fondamentalement similaire au PowerDryer, la seule différence étant qu’il convient à des tailles d’installations qui ne peuvent plus être livrées complètement préassemblées. Cela signifie que les conduites de saumure froide sont souvent installées sur place. Néanmoins, le système est testé à l’avance en usine pour en vérifier l’étanchéité et le fonctionnement.


Notre produit standard de séchage des gaz: le PowerDryer Ecoline

Le PowerDryer Ecoline a été spécialement mis au point pour le gaz régénérateur produit dans un processus thermophile. Cependant, il peut également être utilisé dans toutes les applications où la différence de température par rapport à l’air ambiant est élevée. Dans ces projets, l’air extérieur est principalement utilisé pour refroidir le gaz et une unité de refroidissement technique est utilisée uniquement si cela ne suffit pas. L’avantage est évident. Un simple refroidisseur à air est utilisé pour pré-refroidir tout ou partie du gaz pendant une grande partie de l’année. Le refroidisseur à eau à haute intensité énergétique n’est donc utilisé que les jours où il fait vraiment chaud, ce qui permet de réaliser des économies considérables sur les coûts d’exploitation. Cette combinaison est généralement rentable au bout de quelques années seulement.


Notre produit spécial de séchage des gaz à haute performance: le GKW (laveur-refroidisseur de gaz)

GKW. Contrairement aux installations de séchage des gaz mentionnées ci-dessus, avec ce produit, le gaz est séché au cours d’un processus de lavage. Cela peut sembler absurde à première vue, mais c’est néanmoins un système extrêmement efficace pour le séchage des gaz. Comme ci-dessus, un générateur de froid fournit la capacité de refroidissement nécessaire. Le liquide de lavage est porté à la température requise (généralement autour de 4 °C) via un échangeur de chaleur à plaques. Ce liquide de lavage est alors le milieu de transfert du froid et absorbe en même temps le condensat produit. Contrairement aux systèmes mentionnés ci-dessus, aucun piège à condensat n’est nécessaire ici. L’effet secondaire positif de cette méthode de refroidissement est qu’à ces basses températures, l’ammoniac et certaines parties des COV (hydrocarbures volatils) solubles dans l’eau sont également dissous et éliminés du flux gazeux. Ce système est souvent utilisé dans les installations dont le gaz est obtenu, par exemple, entièrement ou partiellement à partir de déchets.

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