Le biogaz est généralement un mélange de gaz comprenant du méthane (CH₄), du dioxyde de carbone (CO₂), du sulfure d’hydrogène (H₂S), des composés organiques volatils (COV), ainsi que des gaz atmosphériques tels que l’azote (N₂), l’oxygène (O₂) et la vapeur d’eau (H₂O). La composition réelle du biogaz peut dépendre de l’origine et de la nature des déchets ou de la biomasse traitée, ainsi que des performances du processus de digestion.
Cependant, pour utiliser le biogaz comme source de carburant, que ce soit pour la production d’électricité ou pour son injection dans le réseau de gaz naturel, il doit être purifié à des niveaux très faibles de certains composants, afin de garantir une qualité adéquate. Ainsi, pour éliminer ces impuretés, le biogaz brut doit subir plusieurs étapes de traitement afin d’être valorisé en combustible à combustion directe ou en gaz naturel renouvelable.
Quelles sont ces impuretés ?
Il existe de nombreux types différents de contaminants ou d’impuretés que l’on peut trouver dans les flux de biogaz ou de biométhane.
Le sulfure d’hydrogène (H₂S), ainsi que tout composé soufré, comme les mercaptans issus de la dégradation de biomasses contenant du soufre, peuvent provoquer des problèmes de corrosion dans les moteurs et les équipements, et ainsi affecter les opérations en aval. Ces composés sont généralement éliminés dès les premières étapes de l’épuration du biogaz.
Les composés organiques volatils (COV) proviennent généralement des déchets ménagers et sont particulièrement fréquents dans les gaz de décharge ainsi que dans certains types de biogaz agricole. Ils doivent être éliminés en raison de leur impact sur les procédés en aval.
Les siloxanes présents dans le biogaz sont des composés organosiliciés volatils provenant généralement de déchets issus de produits ménagers tels que les détergents, les shampoings, les déodorants, les dentifrices et les cosmétiques. Ces siloxanes contiennent une liaison Si-O-Si qui, lors de la combustion, peut générer du dioxyde de silicium (SiO₂). Celui-ci se dépose dans les moteurs et autres composants, provoquant des dépôts et réduisant leur efficacité énergétique, ce qui nécessite un entretien plus fréquent.
L’ammoniac peut également être produit lors de la dégradation biologique de biomasses contenant de l’azote. Toutefois, à des concentrations élevées, l’ammoniac est considéré comme un inhibiteur de la production de méthane.
Le formaldéhyde peut également se former lors de processus de combustion incomplète de composés organiques à chaîne plus longue.
Quelles impuretés peuvent être éliminées avec le charbon actif ?
Ces contaminants peuvent être efficacement éliminés des flux de biogaz ou de biométhane à l’aide de charbons actifs. Cependant, pour obtenir une élimination optimale des impuretés, différents types de charbon sont généralement nécessaires, selon que le principal contaminant est une impureté ou un composé organique ou inorganique.
Impuretés organiques
Certaines des impuretés organiques typiques pouvant être efficacement éliminées à l’aide du charbon actif incluent les suivantes :
| Alpha-pinène | Composés aromatiques |
| Benzène | Carène |
| Cumène | Cymène |
| D3 : hexaméthylcyclotrisiloxane | D4 : octaméthylcyclotrisiloxane |
| D5 : décaméthylcyclopentasiloxane | D6 : dodécaméthylcyclohexasiloxane |
| Dodécane | Cétones |
| L2 ou MM ou HDMS : hexaméthyldisiloxane | L3 ou MDM : octaméthyltrisiloxane |
| L4 ou MD2M : décaméthyltétrasiloxane | L5 ou MD3M : dodécaméthylpentasiloxane |
| Limonène | Méthyléthylcétone |
| Naphtalène | Huiles |
| Pinène | Silanes |
| Siloxanes | Solvants |
| Terpènes | TMS (tétraméthylsilane) |
| Toluène | Triméthylsilanol |
Impuretés inorganiques
Pour les impuretés inorganiques, on utilise généralement un charbon actif imprégné afin d’assurer une élimination optimale. Ces impuretés inorganiques sont les suivantes :
| Ammoniac | Sulfure d’hydrogène (H₂S) | Formaldéhyde |
| Mercaptans | Dioxyde de soufre (SO₂) | Composés soufrés |
Pour d’autres polluants de nature plus spécialisée ou inorganique, consultez nos articles « Quels polluants atmosphériques doivent être éliminés pour obtenir un air pur ? ou Que sont les composés organiques volatils ? “
Comment pouvons-nous aider?
Le charbon actif le plus efficace pour traiter un flux de biogaz ou de biométhane peut dépendre de la nature du gaz à traiter, des conditions de fonctionnement de l’installation, des impuretés spécifiques à éliminer et de l’objectif de traitement à atteindre.
Si cela est nécessaire pour un nouveau procédé de traitement, pourquoi ne pas envisager l’utilisation d’un filtre mobile à charbon actif ? Il s’agit de filtres à charbon actif qui peuvent être utilisés sur site comme système de traitement du biogaz, puis transportés vers et depuis l’installation, sans nécessiter de remplacement du charbon sur place.
Si vous avez besoin d’aide pour le choix du charbon actif, du filtres à charbon mobiles ou simplement de conseils supplémentaires, veuillez nous contacter.