biomasse, systèmes de valorisation

AMBOSO SpA a accumulé au fil des années une expérience importante dans la valorisation de la biomasse, ce qui lui a permis de mettre au point des systèmes de combustion extrêmement efficaces et de taille modérée pour de petites installations.
Ces systèmes ont pour but d’utiliser la biomasse pauvre obtenue à l'issue d'un processus de production, puis de la transformer en énergie thermique réutilisable, ou en énergie électrique.
Durant la réalisation d’une installation de valorisation de biomasse, il faut bien tenir compte des points suivants :
définition et quantification de la biomasse à valoriser - choix du système de combustion - définition de la ligne d’épuration des fumées - définition du système de récupération d’énergie.

a- Définition et quantification de la biomasse à valoriser
La détermination du type de biomasse est essentielle pour pouvoir définir et sélectionner le type d'installation à utiliser. Il importe également de déterminer la quantité de biomasse à disposition.
Le tableau qui suit indique les caractéristiques typiques de certains types de biomasse parmi les plus répandus.

b- Choix du système de combustion

Comme on le voit sur le tableau précédent, les types de biomasse sont très diversifiés aussi bien du point de vue de leur taux d’humidité que de celui de leur pouvoir calorifique.
Compte tenu de cette grande variabilité, le système de combustion le mieux adapté pour traiter la biomasse est la chaudière à « grille mobile ».
Ce système permet de traiter la biomasse même avec des taux d'humidité importants. En effet, la grille mobile permet de « retourner » le combustible qui, en se déplaçant à contre-courant par rapport aux fumées de combustion, sèche plus rapidement.
La figure ci-dessous donne une illustration simplifiée d’une chaudière de ce type.




Chaudière à «grille mobile» (Officine del Savio)

C – Définition de la ligne d’épuration des fumées
La ligne d’épuration des fumées constitue une partie fondamentale du système de valorisation de la biomasse. En effet, la plus ou moins grande efficacité du système d’épuration est une condition déterminante pour l'obtention de l'autorisation relative à l'ensemble de l'installation de valorisation.
En fonction de la biomasse à traiter, la ligne d’épuration va du « simple dépoussiérage » à une véritable « chaîne d’épuration » devant comprendre l'installation de systèmes de postcombustion, de dépoussiérage, de désulfuration et de DeNox.
Pour réaliser cette partie délicate du processus, AMBOSO SpA fait appel à toute son expérience accumulée en 40 années d’activité.

d- Définition du système de récupération d'énergie
La chaleur produite par le combustible est extraite de la chambre de combustion par l’intermédiaire de l’eau passant dans les tubes de la chaudière.
Cette eau peut servir de source de chaleur pour des applications diverses, l’utilisation de l’énergie thermique étant personnalisée au cas par cas en fonction des exigences du client final (récupération de chaleur pour processus de production, production de chaleur pour chauffage de locaux, production de froid par l’intermédiaire de groupes frigorifiques, etc.).
La génération d'énergie électrique représente une application de plus en plus fréquente de l'énergie thermique issue de la chaudière.
Des turbines ORC (cycle de Rankine) sont prévues à cet effet.
Les turbines ORC sont capables de produire de l'énergie électrique à hauteur de 11 à 15 % de l'énergie thermique employée.
Le cycle de Rankine à fluide organique (ORC) est semblable à celui qui est utilisé par une turbine à vapeur traditionnelle à l’exception du fluide qui, dans le cas présent, est généralement un fluide organique ayant une masse moléculaire élevée (pouvant être des hydrocarbures, des HCFC, des polysiloxanes ou encore du CO2). Le choix du fluide, ayant pour but d’optimiser le rendement du cycle thermodynamique, se fait en fonction de la température de la source thermique disponible.
Les installations ORC sont des systèmes permettant la production simultanée d’énergie électrique et thermique mise à disposition sous forme d’eau à une température de 60 à 90 °C.
Le tableau ci-dessous illustre la production d’énergie électrique en fonction du type et de la quantité de combustible.
On suppose ici que des turbines ayant des rendements bruts de 12 % sont utilisées. La production d’énergie électrique est indiquée nette des consommations internes, qu’il s’agisse des groupes ORC ou du système de combustion. Les informations doivent être considérées seulement à titre indicatif.

Installation pilote
AMBOSO SpA a construit et installé à proximité de son siège une installation pilote pour la combustion de solides et de biomasse.
Cette installation pilote a été conçue dans le but d’offrir aux clients de AMBOSO SpA la possibilité de tester directement la combustion de la biomasse dont ils disposent.
L’installation pilote est structurée pour pouvoir fonctionner indifféremment avec de la biomasse humide, semi-sèche ou sèche et avec des déchets industriels.
La production d’énergie thermique de l’installation est supervisée en continu grâce à l'enregistrement du débit et de l’écart thermique du fluide circulant dans la chaudière.
La chaleur produite par la combustion est dispersée dans l’atmosphère au moyen d’une batterie à ventilation électrique afin de garantir le fonctionnement correct de l’installation.
Les modes de fonctionnement de l’installation pilote varient en fonction du type de combustible.