énergie gagnée lors du séchage de bois avant combustion

[den55555]

Bonjour à tous,

J'ai comme projet d'envisager de sécher du bois avant de le brûler dans une chaudière industrielle.

Au départ, on brûle 33 tonnes de bois d'humidité (brute) 50%, j'ai calculé le PCI avec la formule "PCI sur brut = PCI sur anhydre × (100 - E/100) - 6 E"
avec E le pourcentage d'humidité brute.

J'obtiens un pci de 8784kJ/kg et une énergie de 33 000 *8784 = 289,9 GJ

Imaginons que je sèche mon bois à 0% d'humidité, j'ai un pci de 18246 et mon poids à diminué de moitié, j'ai donc une énergie de 16 500*18246 = 301.1 GJ
et donc j'y gagne 11.19 GJ

seulement, c'est la que "je sèche ", si je calcule l'énergie que je dois dépenser pour sécher l'eau, je passe de 20 à 100 °C puis chaleur latente pour une masse de 16 500 kg d'eau (4.13*80+2257)*16500 = 42.76 GJ

On doit donc dépenser 43 GJ pour en gagner 11.19, c'est la que ça me semble bizarre, si quelqu'un peut me fournir une explication, elle est la bienvenue
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[rsimon12]

Bonjour,
Déjà, je pense qu'il y a une erreur ici : (4.13*80+2257)*16500 = 42.76 GJ
Le "4.13" est en kJ, alors que le "2257" est en J.

[rsimon12]

Suite : du coup moi je trouve environ 5.5 GJ requis.
N'oublie cependant pas que le rendement de ton séchage de bois ne sera pas parfait (loin de là), et que de toute façon la quantité requise va inexorablement tendre vers ton gain. Donc à moins d'utiliser une énergie gratuite pour sécher ton bois, l'intérêt est moindre

[Boumako]

Bonjour

Le PCI du bois humide correspond au PCI du bois sec, moins la quantité d’énergie nécessaire pour vaporiser l'eau, donc il a forcément une erreur dans tes calculs.

[A voir en vidéo sur Futura]

[den55555]

Bonjour,

Rsimon, tu es sur pour la chaleur latente de vaporisation ?, selon http://www.engineeringtoolbox.com/fl...eat-d_147.html ce sont bien des KJ/kg.
Je suis d'accord avec toi pour dire que le rendement sera moindre, ce qui va demander encore plus d'énergie pour sécher donc on y gagne encore moins en séchant.

Boumako, c'est ce que je pensais aussi, tu ne sais pas quelle formule je pourrais utiliser pour calculer le PCI. Et tu penses que l'énergie gagné lors du séchage doit être égale à l'énergie de vaporisation de l'eau ?

[Boumako]

PCI bois sec (en kJ) * % humidité te donne l’énergie restituée par la partie de bois sec.
2260 kJ * % humidité te donne l'énergie qu'il faut pour vaporiser la partie eau.
Il suffit alors de calculer la différence, le résultat est valable pour 1kg de bois humide.

Il faut bien faire attention à la façon dont le pourcentage d'humidité est exprimé, bien souvent pour le bois (par exemple si on mesure avec un humidimètre) il s'agit de la masse d'eau divisée par la masse de bois sec, on peut ainsi avoir une humidité supérieure à 100%.
La formule que je t'ai donné fonctionne avec un pourcentage égal à la masse d'eau sur la masse de bois humide.

Et tu penses que l'énergie gagné lors du séchage doit être égale à l'énergie de vaporisation de l'eau ?

Oui.

[rsimon12]

Bonjour,

Rsimon, tu es sur pour la chaleur latente de vaporisation ?, selon http://www.engineeringtoolbox.com/fl...eat-d_147.html ce sont bien des KJ/kg.
Je suis d'accord avec toi pour dire que le rendement sera moindre, ce qui va demander encore plus d'énergie pour sécher donc on y gagne encore moins en séchant.

Bien vu
Au temps pour moi.

[LPFR]

Bonjour.
Ce qui peut être intéressant est de sécher le bois avec les gaz de sortie de la chaufferie.
Pour sécher quelque chose on n'a pas besoin de le chauffer à 100°C.
Les ménagères sèchent le linge sans le chauffer depuis des millénaires.
Au revoir.

[Boumako]

Bonjour.
Ce qui peut être intéressant est de sécher le bois avec les gaz de sortie de la chaufferie.
Pour sécher quelque chose on n'a pas besoin de le chauffer à 100°C.

Malheureusement ce n'est ni simple, ni autorisé sur une chaudière industrielle. La solution la plus réaliste consiste à sécher sous serre, mais l’investissement n'est pas forcément rentabilisé, surtout que le bois déchiqueté est facturé au PCI réel en principe.

[den55555]

Rebonjour,

Boumako, ton équation à l'air pas mal, on voit qu'elle ressemble à celle que j'ai trouvée, tu as seulement oublié de faire PCI bois sec (en kJ) * (1-% humidité) te donne l’énergie restituée par la partie de bois sec

j'ai mal recopié la mienne aussi, "PCI sur brut = PCI sur anhydre × (1 - E/100) - 6 E" ce qui voudrait dire que on compte 600KJ/kg pour évaporer l'eau.
par contre si on se met en calorie (600*4.184) on s'approche pas mal de la chaleur latente de la flotte pour une température plus basse, donc sans monter à 100 °C comme le propose LPFR, cela ne vous semble-t-il pas correcte ?

Et c'est ce que j'envisageais aussi, sécher le bois avec la chaleur des fumées.

[Boumako]

En effet il y avait une petite erreur.
Effectivement ta formule devait surement être en calories. On trouve 2500kJ par kg d'eau, mais ça reste réaliste car cette formule est approximative.
Pour sécher le bois avec la fumée il faut impérativement un échangeur, car on ne peut mettre la sortie de la cheminée en contact avec le bois, or si on utilise un échangeur on va redescendre la température de fumée en dessous d'un seuil critique pour lequel on forme des condensats corrosifs. Par ailleurs le rendement de l’opération est assez faible car on doit aussi chauffer de l'air, donc il ets plus rentable de chauffer l'eau d'appoint.

[den55555]

Oui pour les fumées j'avais pensé passer de 170 à 130 degrés pour éviter la condensation d'acide nitrique, peut être avec un échangeur mais le fabriquant de sécheur parlait de passer directement les fumées dedans. Pourquoi ne peut-on pas mettre la fumée en contact avec le bois ?

[Boumako]

Pour plusieurs raisons:
- Il y a risque de départ de feu.
- Le système est assez contraignant : Il faut introduire le bois dans un tambour, puis rejeter la fumée à une hauteur suffisante (contrainte légale), ce qui implique un extracteur mécanique car le tirage n'est plus suffisant.
- Et surtout parce qu'il est plus simple de réchauffer de l'eau d'appoint, l'échangeur est plus simple et le gain énergétique est au moins aussi bon.

[den55555]

D'accord, merci bien pour vos réponses

[LPFR]

... pour éviter la condensation d'acide nitrique, ...

Re.
Quel acide nitrique ?
A+

[den55555]

Re

Dans les fumées il y a entre autre de la vapeur et des NOx, les nox vont faire de l'acide nitrique si je ne m'abuse

[LPFR]

Re.
Je ne suis pas expert en la matière, mais je ne pense pas que la temperature d'un feu de bois soit suffisante pour fabriquer du NOx en quantités notables.
A+

[den55555]

rebonjour,

160 gr par heure, a mon avis sur le long terme ça doit pas être top, mais j'avoue que j'en sais rien.

[obi76]

Bonjour,

je confirme les dires de LPFR, pour avoir des NOx (sans catalyseur type platine), il faut vraiment monter haut en température. Après je ne sais pas jusqu'à combien ça monte dans un feu de cheminée, mais quoiqu'il en soit, 160g me parait énorme, sachant que ça se compte en ppm dans un moteur de voiture essence qui est équipé, lui, d'un catalyseur....

PS : entre nous, entre les NOx et l'acide nitrique, je préfère encore l'acide nitrique, au moins il n'est pas à effet de serre lui...

[den55555]

Bonjour,

Je pense que c'est plus de 1000°C, si tu veux vraiment le savoir je peux vérifier, mais je me suis basé sur les analyses des fumées pour la quantité de NOx (on est en dessous, c'est le maximum théorique que j'ai donné). Avec l'acide nitrique il y a les pluies acides aussi...

[Anacarsis]

Re.
Je ne suis pas expert en la matière, mais je ne pense pas que la temperature d'un feu de bois soit suffisante pour fabriquer du NOx en quantités notables.
A+

non en effet... il faut de très hautes températures ou une décharge électrique. Les catalyseurs peuvent aider aussi comme mentionné par Obi76.

[Anacarsis]

je confirme les dires de LPFR, pour avoir des NOx (sans catalyseur type platine), il faut vraiment monter haut en température. Après je ne sais pas jusqu'à combien ça monte dans un feu de cheminée, mais quoiqu'il en soit, 160g me parait énorme, sachant que ça se compte en ppm dans un moteur de voiture essence qui est équipé, lui, d'un catalyseur....

Oui mais je suppose que c'est 150g à partir des 33 tonnes de bois? cela ferait effectivement des ppm...

[tenocnoc]

bonsoir
que dire du remplacement de l'eau par du co2 en conditions supercritiques?

[obi76]

Heu là c'est coplètement hors sujet... Autant mettre le bois dns une étuve pour le faire sécher, mais dans une étuve à 20 bars avec une température pareille... Autant directement utiliser l'énergie pour faire ça pour se chauffer...