moteur essence au biogaz

[chatelot16]

Bonjour

excusez moi d'avoir poussé le sujet vers la realisation pratique hors charte : je repose donc la question qui a été malheureusement fermé
merci

Je me demande quelles sont les modifications à apporter pour adapter un moteur à allumage commandé au biogaz? (pour une utilisation stationnaire)

Je suppose que pour préserver le moteur, il faut également enlever au moins le souffre, mais est-il nécessaire d'enlever également le CO2 ou peut on faire avec?

si on evite de rentrer dans la realisation pratique le sujet n'est pas hors charte du tout , et merite des reponses

il y a biens des sujet qui parlent de technologie des centrales nucleaire et l'on ne ferme pas le sujet en disant que c'est dangereux de construire une centrale nucleaire dans son garage ...

pour la supression du co2 il y a eu un sujet sur le forum chimie : je vais le retrouver et le mettre ici ( ci ce n'est pas fermé une fois de plus )

l'elimination du co2 elimine aussi le h2s si il n'y en a pas trop

ce qui rend le biogaz variable est l'azote : je ne connais pas de moyen simple de l'eliminer : quand il y en a trop le biogaz est tout simplement bon a rien , quand il y en a un taux raisonnable ca diminue un peu la puissance du moteur et neccessite un reglage de richesse adapté : meme un reglage automatique si le taux est trop variable

merci
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[Jeanpaul]

Le biogaz c'est essentiellement du méthane et des voitures au méthane, il y en a des dizaines de milliers, notamment en Italie. Ca ne réclame qu'un réglage et un dispositif d'injection différent de l'essence, ça ne peut fonctionner en diesel.
Problème du biogaz, c'est la pureté et la composition aléatoire. Il va y avoir de l'eau et des composés soufrés, entre autres. Le soufre pose des problèmes de pollution, par le SO2 et accessoirement par le H2S recréé par le pot catalytique.
Pour le CO2, il n'y a malheureusement rien à faire sinon le rejeter dans l'atmosphère.
On a réduit le taux de soufre des carburants pour éviter d'empoisonner les pièges à NOx, c'est une question bien spécifique.

[douarn]

Le biogaz peut être désulfuré par injection d'air (oui oui d'air) dans le ciel gazeux du digesteur à raison de 3 % du débit de biogaz pour faire précipiter le H₂S sous forme de soufre S° solide.
Le biogaz est souvent (dans les installations industrielles) lavé (pour enlever "l'écume" quand il y en a) et refroidi à environ 4°C pour condenser la vapeur d'eau. A ce stade du traitement le biogaz est composé à 40-60% de méthane et 60-40% de gaz carbonique (je passe sur les pouillièmes d'éthane, d'hydrogène ...).
Il existe des voitures au gaz de ville (méthane à ~98%) mais le problème c'est le stockage du gaz dans des bouteilles à forte pression (200 bars) pour avoir une autonomie intéressante.
Compresser du biogaz en obus à 200 bar c'est moins interessant que le gaz de ville parce qu'il y aura le gaz carbonique totalement inintéressant sur le plan énergétique. Ce qui réduit théoriquement l'autonomie d'environ 50% du véhicule.

Par contre sur un moteur à poste fixe, c'est envisageable (cogénération). Je sais que des industriels installent en allemagne des digesteurs dans des exploitations agricoles et après traitement du biogaz et stockage sous membrane alimentent des diesels en biogaz, l'allumage du mélange est effectué par une ch'tite giclée de gasoil car le méthane est très stable et ne s'autoinflamme pas.

Voilà pour ce que je sais du sujet... A oui autre chose, le H2S est super toxique pour les moteurs et pour l'homme

[chatelot16]

pour l'elimination du CO2 il y a des solution :
http://forums.futura-sciences.com/ch...o2-biogaz.html

pour l'elimination du H2S et autre cochonerie corosive , je pense au melange de laming , qui etait utilisé dans les usines a gaz pour purifier le gaz de distilation de la houille : c'etait un melang de sciure de chaux et d'oxyde de fer : l'oxygene de l'oxyde de fer permet de detruire le H2S en deposant du soufre , la chaux neutralise les acide , la sciure rend le melange poreux pour que le gaz passe a travers

les vieux livres de 1900 disait que ce melange pouvait etre regeneré par exposition a l'air avant de pouvoir servir a nouveaux

l'utilisation d'oxyde de fer me parait plus interressant que l'introduction d'air pourtant je ne l'ai jamais vu mentionné ailleurs que dans les vieux livres

douarn
Le biogaz peut être désulfuré par injection d'air (oui oui d'air) dans le ciel gazeux du digesteur à raison de 3 % du débit de biogaz pour faire précipiter le H2S sous forme de soufre S° solide.

j'ai deja lu cela plusieurs fois mais ca ne me plait pas beaucoup il y a le risque de faire rentrer trop d'air par erreur ...

meme si la quantité d'air est bien dosé seul l'oxygene est utile mais l'azote qu'il y a avec apauvrira un peu plus le gaz

[A voir en vidéo sur Futura]

[douarn]

Il y a déjà des traces de diazote (N₂) dans le biogaz. Injecter 3% d'air dans le ciel gazeux n'aura que très très peu d'incidence sur le PCI du biogaz.
Vous semblez assez avancé dans votre reflexion, mon sentiment c'est que le système le plus simple est toujours le meilleur. L'injection d'air est une technique éprouvée et elle ne génère pas de déchet si on compare cette technique au traitement du gaz par le mélange chaux/oxyde de fer/sciure lorsque celui ci ne sera plus régénérable.
Quand au CO2, sur un plan plus global, il serait dommage que le bilan énergétique de l'ensemble soit défavorable pour l'éliminer. A ce titre, faire de la chaux est énergivore et émetteur de CO2.

[chatelot16]

bien sur qu'il ne faut pas compter sur la chaux pour eliminer la principale quantité de CO2 ca serait trop couteux

si la chaux est utile pour neutralyser les impureté acide , il faut que le CO2 soit eliminé avant par un truc plus economique : d'ou mon interet pour l'eau et le calcaire

[douarn]

Jute pour être sûr que l'on parle des mêmes choses et pour faire court :

- la réaction pour traiter le CO2 nécessite de la chaux :
biogaz (CH₄+CO₂) + CaO -> Biogaz (CH₄) + CaCO₃ (solide)

- la réaction de neutralisation des acides nécessite du calcaire :
acide-H + CaCO₃ -> acide-Ca (solide) + CO₂ +H₂O

- la réaction de production de la chaux est la suivante :
CaCO₃ + chaleur -> CaO + CO₂

Conclusion: pour décarbonater le biogaz (enlever le CO₂) il faut de la chaux (CaO). Cette chaux est fabriquée en chauffant fortement du calcaire CaCO₃ avec une grande émission de CO₂. Ce qui ne me semble pas très raisonnable par cette voie (c'est mon opinion, je n'en serait pas choqué si vous n'êtes pas d'accord ). Enfin, les usines à biogaz allemandes et danoises qu'il m'ait été donné de visiter ne faisaient pas d'autre traitement de leurs productions qu'un simple désécumage (généralement par passage dans un lit de pouzzolane humide) et une déshydratation par le froid à 4°C avant stockage tampon et utilisation en cogénération (moteur diesel). Sauf erreur de ma part, je n'ai jamais vu de système de neutralisation calcaire du biogaz.

Merci de m'avoir lu

[chatelot16]

entierement d'accord , pour bruler au fur et a mesure de la production , le CO2 n'est pas une catastrophe pour la puissance d'un moteur

mais j'ai 2 raison de m'interesser a l'elimination du CO2
1) si il faut stocker du gaz par gazometre ou par compression , c'est bete de stocker du CO2
2) si il faut purifier chimiquement le gaz , il ne faut pas que le CO2 gaspille le reactif utilisé : donc le co2 doit etre eliminé avant purification

le calcaire simple est utilisable sans faire de chaux : l'eau dissous un peu de co2 devient acide et attaque le calcaire , ensuite quand cette eau ruisselle a l'air libre , elle perd le co2 et depose du calcaire comme une fontaine petrifiante : c'est simple ca ne demande qu'a pomper de l'eau , et ca peut diviser par 2 le volume de gaz a stocker

je suis bien d'accord que l'elimination du co2 n'est pas le principal : revenons aux risque de corrosion pour le moteur

si un peu d'air detruit le H2S y a t il d'autres impuretés corrosive a surveiller ?

dans mon cas j'ai toujours trop d'air indesirable qui penetre dans mon systeme : il ne devrait donc jamais y avoir de H2S : poutant le gaz non traité est corrosif

[douarn]

Désolé pour ma dernière intervention, je pensais que vous vouliez stocker un biogaz décarbonaté et deshydraté à 200 bars pour alimenter un système mobile. J'ai vu l'autre lien, il semble que vous vouliez alimenter un petit moteur en poste fixe.

1) si il faut stocker du gaz par gazometre ou par compression , c'est bete de stocker du CO2

Il vaut mieux considérer vos contraintes avant de réflechir au traitement du biogaz. Le stockage doit être le bon compromis entre le coût, la sécurité, la place disponible, la réserve tampon que nécessite votre installation, plus peut être quelques considérations qui vous sont propre (aspect visuel, taux d'acceptation de madame (MWAF*) , ...). Ce stockage peut être très simple sous membrane. C'est beaucoup moins contraignant et compliqué que de devoir traiter le CO2 pour doubler la capacité de stockage.

si un peu d'air detruit le H2S y a t il d'autres impuretés corrosive a surveiller ?

Le H2S provient des produits qui entrent dans le digesteur. Plus il y a de produits souffrés à être méthanisés, plus il y aura de H2S dans le biogaz. Le biogaz est constitué de CH4 et de CO2 plus quelques traces d'autre gaz. Les usines que j'ai visité traitent le H2S et déshydratent le biogaz par refroidissement, c'est tout. Par contre le biogaz de décharge doit être traité par charbon actif pour enlever le siloxane. Ce sont des particules de silice très corrosives pour les moteurs.
(* Main Women Acceptance Factor)

[douarn]

Je vous conseille de regarder le lien suivant. A part l'échelle, c'est à mon sens ce qui ressemble le plus à votre projet.
http://www.journees-recherche-porcin...tEnv/E9705.pdf

[chatelot16]

merci douarn pour ce lien : je ne suis pas le seul a chercher , et il y en a qui ont obtenu des resultat et il faut les utiliser

mais tant qu'il n'y a pas de materiel disponible dans le commerce il faut ameliorer tout les details de la chaine pour obtenir un resultat valable : je vois dans ton pdf que le moteur a explosion a du etre changé assez souvent : c'est actuellement un gros point faible de la chaine

[invite4129e250]

Effectivement, article intéressant. Le moteur a été changé deux fois en 15 ans de fonctionnement. Apparemment, le biogaz n’était pas desulfurisé, peut-être que le problème de fiabilité du moteur vient de là…

Le fut de cailloux pour faire condenser l’eau est une bonne idée, je me demande juste comment on évacue l’eau étant donné que le fut est sous pression ?

Si je comprends bien, il suffirait d’ajouter « 3% d’air pour faire précipiter le H2S sous forme de soufre S° solide ». Dans ce cas, n’est ce pas dangereux de récupérer ce souffre dans la phase solide et de s’en servir pour du compostage ?

[douarn]

Iaorana,
j'avais visité l'installation de l'AGPM de Montardon début 2000. Le gars qui faisait la visite nous avais dis que le moteur était ni plus ni moins qu'un moteur de voiture (simca 1100 si je me souviens bien). Je pense que le H2S doit être au coeur du problème de longévité moteur, à plus forte raison si les vapeurs sulfuriques se condensent à la faveur d'arrêt moteur.

La pression n'est pas très élevée et de toute manière il faut une "soupape hydraulique" de sécurité pour limiter la pression à l'intérieur du circuit biogaz (du digesteur jusqu'au moteur). Ce fût de cailloux peut être vidé de ses condensats via un tube en "U". Un vulgaire siphon donc qui rempli le double office de vidange de condensat et de limitateur de pression.

Le soufre est nécessaire à certaines plantes (les crucifères (radis, colza, moutarde,...) en particulier) et je doute qu'il reste sous la forme S° très longtemps dans le sol. D'un autre côté, la proportion de H2S dans le biogaz est faible (mais fonction de la teneur en soufre des constituants du substrat de la méthanisation). Il ne faut donc pas s'attendre à ce qu'il y ait beaucoup de S° dans le compost. Pour illustrer ce point, le compost issu des digesteurs allemands est valorisé en culture sans problème sur le plan agronomique.

[invite4129e250]

Merci pour ces détails. Ce qui est embêtant avec une désulfurisation par injection d'air dans le digesteur est que ça risque de diminuer le rendement de la digestion anaérobie à cause de la présence d'O2 en trop...

J'ai vu que sur certaines installations que le biogaz était désulfurisé par filtration sur du charbon actif, mais je n'arrive pas à avoir des infos sur l'efficacité de cette méthode et sur son coût. Quelqu'un a ça?

[douarn]

Iaorana
En théorie oui, en pratique l'injection d'une si faible quantité d'O₂ n'a que peu d'influence sur les performances du digesteur.
Charbon actif: tout est possible sur le plan technique, mais il vaut mieux rester raisonable, parce que c'est une technique peu économique.

Il faut savoir que l'expérience de Montardon (http://www.journees-recherche-porcin...tEnv/E9705.pdf) visait, au premier chef, à désodoriser les lisiers de porcs de la station avant épandage (c'est aussi l'un des effets de la méthanisation). Elle est ce qui me semble le plus raisonnable tant sur le plan technique que sur le plan économique pour un système fonctionnant à petite échelle. A ma connaissance, l'injection d'air dans le ciel gazeux est une approche pas très ancienne, c'est pour cela, je pense, que cette approche simple n'y avait pas été mise en oeuvre.

[Zozo_MP]

Bonjour


Pour celles et ceux qui ne parlent pas cette langue ''Iaorana'' veut dire bonjour en Tahitien.

nana, parahi
Au revoir