FR3012750A1 - Dispositif d'adsorption portatif pour le traitement du biogaz - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif d'adsorption portatif apte à permettre l'élaboration d'une station adaptée à l'élimination de composés volatils d'un biogaz chargé desdits composés volatils. Pour ce faire, le dispositif comprend une entrée d'alimentation en biogaz chargé en composés volatils, une sortie d'évacuation du biogaz appauvri en lesdits composés volatils, au moins une colonne, connectée à l'entrée d'alimentation et à la sortie d'évacuation, contenant un lit adsorbant traversé de part en part par le biogaz, et au moins une sonde de prélèvement de biogaz placée le long du parcours dudit biogaz dans le dispositif d'adsorption et connectée à un capteur configuré pour analyser la composition du biogaz prélevé.

Description

Dispositif d'adsorption portatif pour le traitement du biogaz Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un dispositif d'adsorption portatif apte à permettre l'élaboration d'une station adaptée à l'élimination de composés volatils d'un biogaz. État de la technique Les déchets domestiques, industriels ou d'élevage (ordures ménagères, rejets issus des industries, déjections animales, boues de stations 15 d'épuration, etc) génèrent des quantités importantes de biogaz, mélange principalement constitué de méthane combustible et de gaz carbonique. Ce biogaz, produit spontanément ou par l'intermédiaire de digesteurs, est issu de la fermentation anaérobie de la matière organique contenue dans les déchets. 20 La valorisation du biogaz requiert cependant la mise en oeuvre d'une filière de traitement spécifique en vue de l'élimination de composés minoritaires, souvent à l'état de traces, qui entraînent une dégradation prématurée des équipements et peuvent avoir des conséquences délétères sur la santé et 25 l'environnement. Ces composés minoritaires indésirables sont en particulier l'hydrogène sulfureux (H2S), les mercaptans, les hydrocarbures halogénés, les BTEX (Benzène, Toluène, Ethylbenzène, Xylène), les composés soufrés et les composés siliceux tels que les siloxanes. 30 Les stations de traitement de biogaz les plus communément utilisées fonctionnent essentiellement selon des procédés d'adsorption sur colonnes 10 contenant un matériau poreux en tant que lit adsorbant. De tels procédés ont en effet de nombreux avantages et présentent tout à la fois une efficacité de traitement élevée tout en étant rustiques et faciles de fonctionnement. Ces procédés présentent cependant l'inconvénient de nécessiter des investissements lourds en raison notamment de l'utilisation de matériaux adsorbants onéreux et de la consommation aléatoire de ces matériaux. La consommation de matériaux adsorbants varie en particulier en fonction de la quantité de biogaz à traiter mais également en fonction de la composition dudit biogaz.

Une des difficultés majeures à laquelle se heurtent les acteurs du secteur pour mettre en place ou optimiser les stations de traitement d'un biogaz donné réside dans le fait que la composition du biogaz est propre à chaque site de production et varie non seulement en fonction de la nature du substrat fermenté mais également en fonction des conditions de fermentation (mode de gestion des sites, pression, température et humidité du biogaz, etc). Ainsi, préalablement à la construction d'une station de traitement de biogaz, les professionnels du secteur réalisent un certain nombre de prélèvements d'échantillons de biogaz sur site, analysent la composition desdits échantillons en laboratoire et modélisent la station de traitement adaptée. La prise ponctuelle d'échantillons à un temps donné et sur une durée de quelques secondes seulement présente l'inconvénient d'être peu représentative, la composition du biogaz variant notamment au cours des différentes étapes de gestion d'un site de valorisation du biogaz. Il est donc nécessaire de multiplier la prise d'échantillons à différents intervalles de temps. Par ailleurs, le succès des modèles prédictifs reste souvent limité et les estimations de qualité et de quantité d'agents adsorbants pour le traitement d'un biogaz donné restent trop incertaines pour assurer une bonne rentabilité des équipements et garantir des impacts faibles sur l'environnement et la santé publique.

D'autre part, pour les stations de traitement de biogaz existantes, il est difficile d'évaluer si l'agent adsorbant utilisé, ou la combinaison d'agents adsorbants utilisée, est optimal pour le traitement d'un biogaz donné tant en termes d'élimination des composés volatils indésirables qu'en termes de coût de fonctionnement. Les solutions actuelles pour une telle évaluation sont la modélisation telle que précédemment citée ou les essais directement sur les stations de traitement, de tels essais pouvant être particulièrement coûteux et surtout dommageables en ce qui concerne la qualité du biogaz filtré.

La présente invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Un objectif de l'invention est en particulier de pouvoir estimer de manière fiable les quantités d'adsorbants à employer pour le traitement d'un biogaz donné dans des conditions d'exploitation particulières relatives à un site donné. Un autre objectif de l'invention est de définir l'agent adsorbant ou le système multicouches d'agents adsorbants (charbons actifs, gel de silice, etc) optimal pour le traitement d'un biogaz donné. Un autre objectif de l'invention est d'optimiser l'exploitation des capacités d'adsorption d'un ou plusieurs agents adsorbants particuliers grâce au dimensionnement adéquat de l'installation et/ou à l'ajout éventuel de dispositifs complémentaires (déshumidificateur, filtres de particules, etc). Un autre objectif de l'invention est de déterminer avec exactitude les coûts réels d'exploitation liés au traitement d'un biogaz et de s'assurer au préalable du caractère économiquement viable d'un projet de valorisation énergétique dudit biogaz.

Objet de l'invention L'invention a pour objet un dispositif d'adsorption portatif apte à permettre l'élaboration d'une station adaptée à l'élimination de composés volatils d'un biogaz chargé desdits composés volatils. Pour ce faire, le dispositif comprend une entrée d'alimentation en biogaz chargé en composés volatils, une sortie d'évacuation du biogaz appauvri en lesdits composés volatils, au moins une colonne, connectée à l'entrée d'alimentation et à la sortie d'évacuation, contenant un lit adsorbant traversé de part en part par le biogaz, et au moins une sonde de prélèvement de biogaz placée le long du parcours dudit biogaz dans le dispositif d'adsorption et connectée à un capteur configuré pour analyser la composition du biogaz prélevé.

Selon un mode de réalisation préférentiel, le dispositif comprend en outre au moins une deuxième colonne contenant un deuxième lit adsorbant traversé de part en part par le biogaz et des vannes de dérivation aptes à modifier la configuration dudit dispositif, les colonnes pouvant être montées en série deux à deux ou en parallèle.

D'autres caractéristiques techniques peuvent être utilisées isolément ou en combinaison. Ainsi, la deuxième colonne du dispositif peut comprendre au moins une sonde de prélèvement disposée au sein du lit adsorbant de cette colonne et connectée à un capteur configuré pour analyser la composition du biogaz prélevé. Au moins un lit adsorbant du dispositif peut par ailleurs comporter au moins deux agents adsorbants différents. Le ou les lits adsorbants peuvent également être configurés pour présenter un volume modulable.

Le dispositif peut en outre comprendre au moins un élément choisi parmi un régulateur de débit du flux de biogaz, un système de totalisation du volume de biogaz appauvri en lesdits composés volatils, un déshumidificateur, un capteur de mesure de pression, un capteur de mesure d'humidité, un capteur de mesure de température, une pompe, un arrête-flammes, un système de filtration de particules, un système de sauvegarde des données.

Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif d'adsorption portatif comportant deux colonnes d'adsorption ; la figure 2 représente un montage en parallèle (2a) et en série (2b) de deux colonnes d'adsorption ; la figure 3 représente un montage en parallèle de deux colonnes comprenant chacune un lit adsorbant multicouches différent ; la figure 4 représente une colonne d'adsorption comportant différentes sondes de prélèvement disposées au sein d'un lit adsorbant ; la figure 5 représente une colonne à volume ajustable ((5a) configuration 1 L et (5b) configuration 0,5 L).

Description d'un mode préférentiel de l'invention Comme illustré à la figure 1, le dispositif d'adsorption portatif selon l'invention comprend une entrée d'alimentation 1 en biogaz chargé en composés volatils et une sortie d'évacuation 2 du biogaz appauvri en lesdits composés volatils. Au moins une colonne 3 est connectée à l'entrée d'alimentation 1 et à la sortie d'évacuation 2, ladite colonne 3 contient un lit adsorbant 4 traversé de part en part par le biogaz. Le dispositif selon l'invention met donc en oeuvre un procédé de séparation de composés volatils par adsorption. Le principe dudit dispositif consiste en effet à fixer les composés volatils indésirables d'un biogaz sur un lit adsorbant 4 compris dans une colonne d'adsorption 3. Le dispositif selon l'invention est un dispositif portatif. On entend par « portatif » un dispositif qui peut aisément être transporté par un individu d'un site de production de biogaz à un autre à l'aide par exemple d'un véhicule de type fourgon ou fourgonnette. A titre d'exemple, le dispositif présente un encombrement compris entre 0,6 et 1,5 m3 pour un poids compris entre 60 et 100 kg. Une colonne dudit dispositif présente par exemple un volume externe de 100 mL à 10 L, préférentiellement de 500 mL à 2 L. Le dispositif selon l'invention assure des conditions expérimentales représentatives des conditions réelles de manière à pouvoir déterminer par extrapolation le comportement des tours d'une station de traitement de biogaz à taille réelle. La colonne d'adsorption 3 peut être de tout type approprié. Elle doit en particulier être imperméable aux gaz et préférentiellement inerte par rapport à ceux-ci. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif, notamment la colonne 3 dudit dispositif, est fabriqué à partir d'éléments électriquement conducteurs. En effet, pour une telle colonne d'adsorption 3, il existe un risque de création d'électricité statique par frottement. Or, une telle électricité statique constitue l'une des premières sources d'inflammation en zone à risque d'explosion. Le matériau constitutif de la colonne 3 permet donc avantageusement l'écoulement des charges créées par frottement. A titre d'exemple, la colonne 3 est fabriquée à base d'acier, préférentiellement d'acier inoxydable, et/ou de polymère plastique conducteur. La colonne d'adsorption 3 comprend un lit adsorbant 4, également appelé lit fixe », traversé de part en part par le biogaz. Avantageusement, la colonne 3 comprend au moins une partie essentiellement cylindrique dans laquelle est agencé le lit adsorbant 4. L'entrée d'alimentation 1 en biogaz chargé en composés volatils et la sortie d'évacuation 2 du biogaz appauvri en lesdits composés volatils sont avantageusement disposées à des positions opposées sur le corps de la colonne afin d'augmenter le temps de séjour du biogaz dans la colonne. A titre d'exemple, le biogaz chargé en composés volatils entre au niveau de la partie inférieure de la colonne 3 et est évacué de ladite colonne 3 sous la forme d'un biogaz appauvri en lesdits composés volatils au niveau de la partie supérieure de la colonne 3 comme illustré à la figure 1. L'entrée d'alimentation 1 en biogaz est conçue de manière à permettre une distribution homogène du biogaz sur le lit adsorbant 4. Le lit adsorbant 4 peut comprendre tout type d'agent adsorbant, imprégné ou non.

Dans la présente invention, on entend par « agent adsorbant », un élément à la surface duquel des composés volatils donnés se fixent spécifiquement. Une telle interaction spécifique peut notamment être réalisée en fonction de la taille des pores et/ou de la surface spécifique dudit agent adsorbant, les composés volatils étant alors adsorbés sur l'agent adsorbant selon leurs propriétés physico-chimiques (poids moléculaire, groupements fonctionnels, etc). A titre d'exemple et de façon non exhaustive, l'agent adsorbant est choisi parmi les charbons actifs, notamment les charbons actifs en grain et les charbons actifs extrudés, les gels de silice et les zéolithes. L'agent adsorbant peut également être un agent adsorbant nouvellement mis sur le marché afin de tester et/ou de comparer la capacité d'adsorption de ce nouvel agent par rapport à celle des agents d'ores et déjà connus. Selon un mode de réalisation, l'agent adsorbant est sous forme d'un produit particulaire en vrac, par exemple d'un granulat, dont le diamètre des particules est de préférence de l'ordre du millimètre. On entend par « agent adsorbant imprégné », un agent adsorbant traité avec un composé chimique d'imprégnation afin d'optimiser ses capacités d'adsorption pour certains composés volatils spécifiques. De cette façon, l'élimination desdits composés volatils du biogaz est facilitée. A titre d'exemple, le composé chimique d'imprégnation est choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide phosphorique, le carbonate de potassium, le permanganate de potassium, l'hydroxyde de potassium, l'iodure de potassium, l'oxyde de manganèse, l'oxyde de zinc et le soufre. La composition du lit adsorbant 4 est définie en fonction de la nature et des quantités de composés volatils à éliminer. Ladite composition du lit adsorbant 4 peut être modifiée au cours de l'utilisation du dispositif d'adsorption portatif afin d'être mieux adaptée au traitement d'un biogaz donné. Le lit adsorbant 4 est configuré pour éliminer les composés volatils indésirables d'un biogaz, lesdits composés volatils pouvant être organiques ou minéraux. A titre d'exemple, il peut s'agir d'hydrogène sulfureux (H2S), de mercaptans, d'hydrocarbures halogénés, de BTEX (Benzène, Toluène, Ethylbenzène, Xylène), de composés soufrés et/ou de composés siliceux. Selon un mode de réalisation préféré et illustré à la figure 3, le lit adsorbant 4 comporte au moins deux agents adsorbants différents (A-E, etc). Un tel mode de réalisation présente en effet l'intérêt de permettre l'élimination spécifique de plusieurs composés volatils indésirables. Avantageusement, le ou les agents adsorbants (A-E, etc) sont disposés dans la colonne 3 sous forme de différentes couches, chacune des couches présentant une épaisseur uniforme sur toute la surface de la colonne 3. Selon un mode de réalisation avantageux compatible avec les modes précédents, la colonne 3 comprend une grille support 8 dans sa partie inférieure sur laquelle est disposé le lit adsorbant 4. La grille support 8 permet de délimiter un compartiment 9 distributeur de biogaz chargé de composés volatils. Le compartiment 9 est formé entre le fond 10 de la colonne 3 et la grille support 8. Le compartiment 9 distributeur de biogaz contribue notamment à une distribution uniforme du biogaz à l'entrée du lit adsorbant 4. Ce mode de réalisation permet ainsi de ne pas disperser les fronts de concentration du biogaz au sein du lit adsorbant 4. Préférentiellement, la grille support 8 consiste en un plancher perforé dont les orifices, répartis uniformément sur toute la surface dudit plancher, permettent la diffusion homogène du flux de biogaz chargé. Le diamètre des orifices de la grille support 8 doit être inférieur à celui des particules de l'agent adsorbant disposé sur ladite grille support 8. Selon le mode de réalisation dans lequel le lit adsorbant 4 comporte au moins deux agents adsorbants différents, les agents sont avantageusement séparés par une grille support additionnelle 8' de conception similaire à la grille support 8 (figure 3). Un tel mode de réalisation permet notamment un remplacement des agents adsorbants plus aisé et assure également une répartition en couches de hauteur uniforme desdits agents adsorbants facilitant de la sorte le suivi de l'expérimentation.

Au moins une sonde de prélèvement 5 de biogaz est placée le long du parcours dudit biogaz dans le dispositif d'adsorption et est connectée à un capteur 6 configuré pour analyser la composition du biogaz prélevé. La sonde de prélèvement 5 permet de déterminer à différents intervalles de temps (tO, t1, t2, t3, etc) la composition du biogaz à l'intérieur du dispositif d'adsorption portatif. La sonde de prélèvement 5 de biogaz est avantageusement un corps creux perforé qui s'étend au travers du flux de biogaz. La sonde 5 peut être disposée parallèlement ou perpendiculairement par rapport au flux de biogaz. Ladite sonde 5 est avantageusement placée au sein du lit adsorbant et est disposée de façon à ne pas perturber l'écoulement du biogaz au sein du lit adsorbant (elle ne doit pas créer de pertes de charge trop importantes ni de chemins préférentiels à travers le lit adsorbant). Selon un mode de réalisation particulièrement préféré et compatible avec les modes de réalisation précédents, le dispositif comprend en outre au moins une deuxième colonne 3bis contenant un deuxième lit adsorbant Obis traversé de part en part par le biogaz et des vannes de dérivation 7 aptes à modifier la configuration dudit dispositif, les colonnes 3 et 3bis pouvant être montées en série deux à deux (figure 2b) ou en parallèle (figures 2a et 3). Le nombre de colonnes du dispositif d'adsorption portatif, placées en série et/ou en parallèle, n'est pas limité. Les différentes vannes de dérivation 7 permettent de modifier la configuration dudit dispositif, les colonnes (3, 3bis, etc) pouvant être montées en série deux à deux ou en parallèle en fonction de la position des différentes vannes 7 à robinets multiples. Les vannes 7 permettent d'obtenir un dispositif présentant un nombre important de configuration sans pour autant nécessiter un nombre de colonnes élevé. Par ailleurs, les vannes 7 sont aptes à permettre une modification rapide de la configuration du dispositif d'adsorption de façon à l'adapter aux caractéristiques d'un site donné.

Une configuration de deux colonnes 3 et 3bis placées en parallèle et comprenant un lit adsorbant identique est particulièrement avantageuse pour la vérification de la reproductibilité des résultats. Une configuration de deux colonnes 3 et 3bis placées en parallèle et comprenant des lits adsorbants 4 et 4bis différents (figure 2a) permet la comparaison des performances desdits lits adsorbants 4 et 4 bis. Une configuration de deux colonnes 3 et 3bis placées en série et comprenant un lit adsorbant identique est avantageusement utilisée pour augmenter le volume d'adsorbant mis en oeuvre. Enfin, une configuration de deux colonnes 3 et 3bis placées en série et comprenant des lits adsorbants 4 et 4bis différents (figure 2b) permet l'étude des performances de traitement de l'association de différents adsorbants.

Le traitement d'un biogaz complexe, c'est-à-dire contenant différents types de composés volatils indésirables (composés soufrés, BTEX, siloxanes, etc), requiert généralement la mise en oeuvre de différents agents adsorbants. Le dispositif portatif permet de tester des procédés de traitement complexe impliquant plusieurs agents adsorbants soit par la mise en place d'au moins deux colonnes d'adsorption placées en série et contenant chacune un agent adsorbant différent soit par la mise en place d'au moins une colonne 3 comprenant un lit adsorbant multicouches, c'est-à-dire comprenant une superposition de couches d'agents adsorbants différents comme illustré par la figure 3. Ces deux configurations peuvent également être associées (au moins deux colonnes en série comprenant chacune un lit adsorbant multicouches différent). De tels traitements complexes d'un biogaz donné sont extrêmement difficiles à modéliser selon les techniques de l'art antérieur ci-avant décrites.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux illustré à la figure 3, le dispositif d'adsorption portatif peut comprendre au moins deux colonnes 3 et 3bis montées en parallèle dans lesquelles le biogaz traverse des lits adsorbants 4 et Obis multicouches (respectivement succession des agents adsorbants A, B et C ou succession des agents adsorbants A, D et E). Ce mode de réalisation permet, par exemple, de définir l'association d'agents adsorbants optimale pour le traitement d'un biogaz donné. Selon un mode de réalisation préféré, la colonne 3 et/ou 3bis comprend au moins une sonde de prélèvement 5 disposée au sein du lit adsorbant (4 et/ou 4bis) et connectée à un capteur 6 configuré pour analyser la composition du biogaz prélevé. Un tel mode de réalisation permet d'évaluer la saturation du lit adsorbant dans lequel est placé la sonde de prélèvement 5.

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré illustré à la figure 4, plusieurs sondes de prélèvement 5 sont placées, avantageusement à intervalles réguliers, au sein d'un même lit adsorbant. Des mesures de saturation dudit lit adsorbant peuvent ainsi être effectuées à différents intervalles de temps (tO, t1, t2, t3, etc) pouvant aller de quelques heures à plusieurs jours selon la qualité du biogaz testé et le temps d'échantillonnage souhaité. Il est ainsi possible d'établir la courbe de percée d'un lit adsorbant donné pour un composé volatil donné et déterminer, selon la méthode décrite par Le Cloirec (Le Cloirec P, « Adsorption en traitement de l'air », Techniques de l'ingénieur, 2003, G 1 770), le volume de biogaz (V1, V2, V3, etc) nécessaire au perçage de différentes hauteurs (hauteurs correspondant aux hauteurs de placement des sondes 5) du lit adsorbant. Ce mode de réalisation permet ainsi d'évaluer de façon précise et fiable la capacité d'adsorption d'un agent adsorbant ou de l'association de plusieurs couches d'agents adsorbants dans les conditions réelles d'exploitation d'un site. En effet, le taux de saturation ainsi déterminé reflète par extrapolation la consommation réelle d'une installation de traitement d'un biogaz donné. Il est donc possible de définir le taux de renouvellement réel du lit adsorbant à l'échelle d'une station de traitement de biogaz. Selon un mode de réalisation avantageux illustré à la figure 5, le lit adsorbant (4 et/ou 4bis) est configuré pour présenter un volume modulable. A titre d'exemple, le volume du lit adsorbant peut être modifié en modulant la hauteur de la grille support 8 par rapport au fond 10 de la colonne 3. Pour ce faire, la grille support 8 peut être placée sur un pied 11 reposant sur le fond 10 de la colonne 3. L'utilisateur dispose alors de différents pieds 11 aux hauteurs différentes (h1, h2, etc). Le volume du lit adsorbant mis en oeuvre sur un site donné dépend de nombreux paramètres dont le temps d'échantillonnage souhaité, la capacité d'adsorption du lit adsorbant, la composition du biogaz à traiter, etc. Préférentiellement, le dispositif est placé sur le site sur une période suffisamment longue, par exemple quelques jours ou quelques semaines, pour permettre une évaluation fiable de la station de traitement à mettre en place sur ledit site. D'une manière générale, il est préférable de mener l'expérimentation sur site jusqu'au perçage complet du ou des lits adsorbants. Or, pour un type et un volume d'agent adsorbant donnés, le temps d'échantillonnage dépend essentiellement de la qualité du biogaz.

Ainsi, si le biogaz est chargé en composés volatils indésirables, il est nécessaire de mettre en oeuvre un volume important d'agent adsorbant ; par contre, si le biogaz est peu chargé en composés volatils indésirables, un volume d'adsorbant important entraînera un temps d'échantillonnage long si l'on souhaite observer le perçage du lit adsorbant. Le mode de réalisation précédemment décrit présente donc l'avantage de pouvoir adapter le dispositif à tout type de biogaz donné qu'il soit hautement ou faiblement chargé en composés volatils indésirables. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le dispositif comprend en outre au moins un élément choisi parmi un régulateur de débit du flux de biogaz, un système de totalisation du volume de biogaz appauvri en composés volatils indésirables 15, un déshumidificateur de gaz 14, un capteur de mesure de pression 13, un capteur de mesure d'humidité, un capteur de mesure de température, une pompe, un arrête-flammes, un système de filtration de particules, un système de sauvegarde des données, notamment des données issues des capteurs de mesure 6 et/ou des éléments ci-avant cités. En effet, afin de permettre l'élaboration ou l'optimisation d'une station adaptée à l'élimination de composés volatils d'un biogaz chargé desdits composés volatils, il est régulièrement nécessaire de contrôler et/ou de réguler les principaux paramètres influençant les caractéristiques de l'adsorption notamment le débit et/ou la vitesse de passage du biogaz dans le dispositif, la température de ce biogaz ainsi que sa pression et son humidité. Avantageusement, chacun des ces éléments est monté de telle sorte qu'il peut être by-passé ou non à l'aide de vannes de dérivation 7 et d'une conduite de by-pass 12 du flux de biogaz.

Ainsi, avantageusement, le dispositif comprend un régulateur de débit du flux de biogaz entrant dans le dispositif via l'entrée d'alimentation 1 de façon à contrôler la vitesse de passage du biogaz dans le dispositif. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif est dimensionné de telle sorte que le flux de biogaz chargé en composés volatils entrant via l'entrée d'alimentation 1 puisse présenter une vitesse de passage dans la colonne 3 vide, c'est-à-dire exempte de lit adsorbant, de 0,1 m/s à 0,5 m/s, préférentiellement de 0,1 m/s à 0,3 m/s. Avantageusement, le dispositif est dimensionné de telle sorte que le flux de biogaz est maintenu en contact du lit adsorbant 4 durant un temps de contact de 0,1 s à 5 s. Avantageusement, la vitesse de passage dans la colonne et le temps de contact du flux de biogaz avec le lit adsorbant peuvent être modulés afin de pouvoir être semblables à ceux mis en oeuvre au sein de chacune des stations futures à élaborer ou des stations existantes à améliorer.

Le dispositif peut comprendre également un système de totalisation du volume de biogaz appauvri en composés volatils indésirables 15 permettant de comptabiliser le volume total de biogaz filtré sur chaque colonne et ainsi de définir par extrapolation le volume qu'il est possible de traiter à taille réelle. Avantageusement, le dispositif comprend en outre, au niveau de l'entrée d'alimentation 1 et/ou de la sortie d'évacuation 2 du biogaz et/ou des sondes de prélèvement 5, des capteurs de mesure 6 configurés pour analyser la composition du biogaz entrant et sortant du dispositif. Dans une variante préférée, les différents capteurs, notamment les capteurs 6, sont reliés à un système de sauvegarde des données.

Avantageusement, le dispositif comprend au niveau de l'entrée d'alimentation 1 et/ou de la sortie d'évacuation 2 du biogaz des capteurs de mesure d'humidité afin d'étudier l'influence de l'humidité sur les performances de dispositif. Avantageusement, le dispositif comprend, au niveau de l'entrée d'alimentation 1 du biogaz, un déshumidificateur de gaz afin d'assurer le fonctionnement du dispositif dans des conditions d'humidité semblables à celles instaurées au sein de la station de traitement à taille réelle. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif comporte, avantageusement au niveau de l'entrée d'alimentation 1 en biogaz, un capteur de mesure de pression 13 afin de vérifier que la pression dans le dispositif est semblable à celle qui pourra être instaurée dans la station de traitement du biogaz. Un capteur de pression peut également être disposé au niveau de la sortie d'évacuation 2 du biogaz afin de détecter une éventuelle perte de charge au sein du dispositif. Préférentiellement, le dispositif comprend, par exemple au niveau de l'entrée d'alimentation 1, des capteurs de mesure de température du biogaz.

Dans un mode de réalisation préféré, une pompe d'alimentation permet de faire circuler le flux de biogaz à l'intérieur du dispositif à une vitesse avantageusement comprise entre 0,1 m/s et 0,3 m/s au sein de la colonne 3. Dans un mode de réalisation préféré, des arrête-flammes sont utilisés sur des conduites ou lignes du dispositif. Dans un mode de réalisation préféré, un système de filtration de particules, avantageusement positionné au niveau de l'entrée d'alimentation 1, permet d'étudier l'influence d'un tel système sur les performances d'adsorption du dispositif.

Le dispositif tel que décrit ci-avant permet de tester, en temps et conditions réels, différents agents adsorbants pour le traitement d'un biogaz donné. Un tel dispositif permet ainsi de déterminer la méthode techniquement et/ou économiquement optimale pour la purification d'un biogaz particulier. Le dispositif tel que décrit est un dispositif portatif, il permet en particulier de modéliser le fonctionnement d'une station de traitement de biogaz à taille réelle. 10

Claims (6)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'adsorption portatif apte à permettre l'élaboration d'une station adaptée à l'élimination de composés volatils d'un biogaz chargé desdits composés volatils comprenant : - une entrée d'alimentation (1) en biogaz chargé en composés volatils, - une sortie d'évacuation (2) du biogaz appauvri en lesdits composés volatils, - au moins une colonne (3) connectée à l'entrée d'alimentation (1) et à la sortie d'évacuation (2) et contenant un lit adsorbant (4) traversé de part en part par le biogaz, et - au moins une sonde de prélèvement (5) de biogaz placée le long du parcours dudit biogaz dans le dispositif d'adsorption et connectée à un capteur (6) configuré pour analyser la composition du biogaz prélevé.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - au moins une deuxième colonne (3bis) contenant un deuxième lit adsorbant (4bis) traversé de part en part par le biogaz, - des vannes de dérivation (7) aptes à modifier la configuration dudit dispositif, les colonnes (3 et 3bis) pouvant être montées en série deux à deux ou en parallèle.
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le ou les lits adsorbants sont configurés pour présenter un volume modulable.
4. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la deuxième colonne (3bis) comprend au moins une sonde de prélèvement (5) disposée au sein du lit adsorbant (4bis) et connectée à un capteur (16) configuré pour analyser la composition du biogaz prélevé.
5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un élément choisi parmi un régulateur de débit du flux de biogaz, un système de totalisation du volume de biogaz appauvri en lesdits composés volatils, un déshumidificateur, un capteur de mesure de pression, un capteur de mesure d'humidité, un capteur de mesure de température, une pompe, un arrête-flammes, un système de filtration de particules, un système de sauvegarde des données.
6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un lit adsorbant (4 ; 4bis) comporte au moins deux agents adsorbants différents.15