FR3035598A1 - METHOD AND SYSTEM FOR DIRECT INJECTION OF BIOMETHANE FROM BIOGAS WITHIN A DISTRIBUTION NETWORK. - Google Patents
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Abstract
Installation d'injection de gaz issu d'une source renouvelable au sein d'un poste d'injection dans un réseau de distribution et/ou de transport de gaz naturel, comprenant un circuit principal incluant : - une unité de collecte en continu du gaz issu de la source renouvelable, - un épurateur de gaz monté en aval de l'unité de collecte du gaz - un instrument de contrôle de la qualité du gaz épuré monté en sortie de l'épurateur pour vérifier sa conformité avec des exigences prédéterminées, - un poste d'injection au sein du réseau de distribution et/ou de transport, du gaz contrôlé conforme, monté en aval de l'épurateur et de l'instrument de contrôle, une électrovanne pilotée en fonction des mesures délivrées par l'instrument de contrôle empêchant l'introduction de gaz non conforme dans le poste d'injection, l'installation comprenant, en amont du poste d'injection, un circuit de déviation primaire du gaz non conforme au sein du circuit principal afin de stocker le gaz provenant en continu de l'unité de collecte, au sein du circuit principal ou afin de retraiter ce gaz au sein du circuit principal.Installation for injecting gas from a renewable source into an injection station in a natural gas distribution and / or transmission network, comprising a main circuit including: a unit for continuously collecting the gas from the renewable source, - a gas purifier mounted downstream of the gas collection unit - a purified gas quality control instrument mounted at the outlet of the purifier to check its compliance with predetermined requirements, - an injection station within the distribution and / or transport network, the controlled gas conforming, mounted downstream of the purifier and the control instrument, a solenoid valve controlled according to the measurements delivered by the instrument of control preventing the introduction of improper gas into the injection station, the plant comprising, upstream of the injection station, a primary deflection circuit of the non-compliant gas within the main circuit to store the gas coming continuously from the collection unit, within the main circuit or in order to reprocess this gas within the main circuit.
Description
PROCEDE ET SYSTEME D'INJECTION DIRECTE DE BIOMETHANE ISSU DE BIOGAZ AU SEIN D'UN RESEAU DE DISTRIBUTION Domaine technique de l'invention Le domaine technique de l'invention est celui des énergies renouvelables, et plus particulièrement, celui de l'injection d'un gaz purifié issu de biogaz produit par des déchets verts, au sein d'un réseau de distribution et/ou de transport de gaz.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The technical field of the invention is that of renewable energies, and more particularly, that of injection molding. a purified gas from biogas produced by green waste, within a distribution network and / or gas transport.
Le biogaz est un gaz produit par la fermentation de matières organiques animales ou végétales en l'absence d'oxygène (fermentation anaérobique). Un biogaz comprend typiquement de 45% à 70% en volume de méthane (CH4), de 30%> à 50%> en volume de dioxyde de carbone (CO2), il peut aussi contenir de l'azote (N2) ainsi que des traces d'autres composants de type sulfure, siloxane, COV (composé organique volatil) notamment. Il peut être collecté dans les centres d'enfouissement de déchets ou être obtenu via une unité de méthanisation. Le bio méthane est un biogaz ayant subi une purification poussée lui assurant une composition comparable à celle du gaz naturel, permettant ainsi de l'utiliser à la place du gaz naturel, il est aussi identifié en tant que gaz naturel de substitution. En d'autres termes, le bio méthane (bio méthane) est un biogaz purifié de sorte à respecter les spécifications du gaz naturel auquel il va être substitué. Il s'agit alors essentiellement d'avoir un pouvoir calorifique suffisant pour être au moins équivalent au gaz naturel commercialisable auquel il est substituable. Les normes varient selon 25 les réseaux de distribution, aussi les spécifications imposées au bio méthane peuvent elles aussi varier en fonction du gaz naturel distribué auquel il peut être substitué. L'épuration du biogaz en bio méthane consiste ainsi essentiellement à éliminer le CO2, afin d'augmenter la teneur en méthane, mais elle doit s'accompagner de l'élimination des éléments nuisibles présents dans le biogaz, parmi lesquels au moins les composés soufrés, mais aussi les 30 siloxanes ainsi que les COVs. Utilisé en tant que gaz naturel de substitution dans les réseaux de distribution, le bio méthane peut aussi être utilisé en substitution du gaz naturel, pour produire de l'hydrogène. 35 3035598 -2- Etat de la technique et ses inconvénients De nos jours, sur un site de valorisation de déchets verts, le biogaz produit par ces déchets est transformé en biométhane par des installations prévues à cet effet. 5 Une majeure partie du biométhane produit est utilisée sur le site même afin d'alimenter en énergie les différentes unités de l'installation, ou d'autres installations présentes sur le site. Une partie mineure ou secondaire de ce biométhane est, après purification, odorisation, contrôle, 10 comptage, et une régulation de sa pression, susceptible d'alimenter le réseau de distribution et/ou de transport de gaz naturel. Idéalement, cette part de biométhane pourrait être introduite directement dans le réseau de distribution et/ou de transport. 15 Cependant cette part de biométhane devrait alors continuellement remplir tous les critères de qualité autorisant son introduction dans le réseau alors qu'elle provient d'une source de biogaz dont la qualité fluctue par définition. 20 Et dès que ce n'est pas le cas, l'injection devrait immédiatement être stoppée afin d'empêcher son injection dans le réseau. La solution immédiate pour traiter ce biométhane non conforme serait de le brûler impliquant des pertes sèches. Si l'on devait en outre au contraire consacrer l'ensemble - et non une partie mineure - de la production de biogaz à la fabrication de biométhane à introduire en direct dans le réseau de distribution et/ou de transport, ce seraient des quantités considérables de biométhane qui seraient alors totalement perdues. Ces pertes deviendraient en outre colossales dans le cas particulier d'une injection dans le réseau de transport puisque celui ci requiert des débits et des pressions considérables.Biogas is a gas produced by the fermentation of animal or vegetable organic matter in the absence of oxygen (anaerobic fermentation). A biogas typically comprises from 45% to 70% by volume of methane (CH4), from 30% to 50% by volume of carbon dioxide (CO2), it may also contain nitrogen (N2) as well as traces of other components such as sulphide, siloxane, VOC (volatile organic compound) in particular. It can be collected in landfill sites or obtained through an anaerobic digestion unit. Bio methane is a biogas that has undergone a thorough purification that gives it a composition comparable to that of natural gas, allowing it to be used instead of natural gas, and is also identified as a natural gas substitute. In other words, bio methane (bio methane) is a biogas purified to meet the specifications of the natural gas to which it will be substituted. It is then essentially to have a calorific value sufficient to be at least equivalent to the marketable natural gas to which it is substitutable. The standards vary according to the distribution networks, so the specifications imposed on bio methane can also vary according to the distributed natural gas to which it can be substituted. The purification of biogas in bio-methane essentially consists in eliminating CO2, in order to increase the methane content, but it must be accompanied by the elimination of the harmful elements present in the biogas, among which at least the sulfur-containing compounds. but also the siloxanes as well as the VOCs. Used as a natural gas substitute in distribution networks, bio methane can also be used as a substitute for natural gas to produce hydrogen. State of the art and its disadvantages Today, on a green waste recovery site, the biogas produced by this waste is converted into biomethane by facilities provided for this purpose. A major part of the biomethane produced is used on the site itself to supply energy to the various units of the installation, or other facilities present on the site. A minor or secondary portion of this biomethane is, after purification, odorization, control, counting, and a regulation of its pressure, likely to supply the distribution network and / or natural gas transport. Ideally, this part of biomethane could be introduced directly into the distribution and / or transport network. However, this portion of biomethane should then continuously meet all the quality criteria allowing its introduction into the network while it comes from a biogas source whose quality fluctuates by definition. And as soon as this is not the case, the injection should immediately be stopped in order to prevent its injection into the network. The immediate solution for treating this non-compliant biomethane would be to burn it with dry losses. If, on the contrary, the whole - and not a minor part - of the biogas production were to be devoted to the production of biomethane to be introduced directly into the distribution and / or transport network, these would be considerable quantities. of biomethane, which would then be totally lost. These losses would also become colossal in the particular case of an injection in the transport network since it requires considerable flow rates and pressures.
Ainsi, a été retenue dans l'art antérieur la solution d'une introduction indirecte de ce biométhane. Par exemple, dans le brevet américain US 8 404 025, la solution retenue a été de comprimer et stocker le biométhane produit dans des réservoirs sous pression et transportables, qui sont véhiculés jusqu'aux sites de distribution de gaz naturel, par exemple par camion, et de ne 35 l'injecter qu' ensuite. 3035598 -3- Cette solution présente ainsi non seulement un bilan carbone non satisfaisant et une injection indirecte dans le réseau de distribution et/ou de transport, le biométhane étant stocké au sein d'un réservoir intermédiaire.Thus, it has been retained in the prior art the solution of an indirect introduction of this biomethane. For example, in US Pat. No. 8,404,025, the solution adopted was to compress and store the biomethane produced in pressurized and transportable tanks, which are transported to the natural gas distribution sites, for example by truck, and only to inject it later. This solution thus presents not only an unsatisfactory carbon footprint and indirect injection into the distribution and / or transport network, the biomethane being stored within an intermediate reservoir.
5 Egalement, il est prévu dans le procédé de conversion de biogaz en un gaz naturel renouvelable de pipeline décrit dans la demande internationale WO 2008097304 que le gaz traité par le procédé soit ensuite séché et comprimé pour être introduit dans des cuves de stockage.Also, in the method for converting biogas to a renewable natural gas pipeline described in International Application WO 2008097304, the gas treated by the process is subsequently dried and compressed to be introduced into storage tanks.
10 Ainsi, dans cet exemple également, l'injection du biométhane dans le réseau de distribution et/ou de transport, s'effectue après l'avoir stocké au sein de réservoir. Exposé de l'invention 15 La présente invention a pour but de proposer une installation capable d'injecter directement dans le réseau de distribution et/ou de transport de gaz naturel, du biométhane issu d'une source de biogaz même lorsque ce biométhane représente une majeure partie, voire l'ensemble de la production de biogaz, et est donc produit dans des quantité et avec un débit importants.Thus, in this example also, the injection of the biomethane into the distribution and / or transport network is carried out after having stored it in the tank. DESCRIPTION OF THE INVENTION The purpose of the present invention is to propose an installation capable of injecting biomethane from a biogas source directly into the natural gas distribution and / or transport network even when this biomethane represents a most or all of the biogas production, and is therefore produced in large quantities and with a high flow rate.
20 Dans ce contexte, des précautions doivent également être prises, toujours du fait des quantités ou volumes importants de biométhane produit, lorsque celui ci ne remplit pas, même en sortie de purificateur, le cahier des charges autorisant son injection dans le réseau, pour éviter que ces quantités de biométhane purifié mais non conforme, ne soient pas non plus libérées dans l'air 25 ambiant. L'invention vise à résoudre ce problème en proposant une installation d'injection de gaz issu d'une source renouvelable au sein d'un poste d'injection dans un réseau de distribution et/ou de transport de gaz naturel, comprenant un circuit principal incluant : 30 - une unité de collecte en continu du gaz issu de la source renouvelable, - un épurateur de gaz monté en aval de l'unité de collecte du gaz - un instrument de contrôle de la qualité du gaz épuré monté en sortie de l'épurateur pour vérifier sa conformité avec des exigences prédéterminées, - un compresseur du gaz épuré lui faisant atteindre une pression fonction de celle régnant dans le réseau dans lequel ce gaz est injecté 3035598 -4- - un poste d'injection au sein du réseau de distribution et/ou de transport, du gaz contrôlé conforme et comprimé, monté en aval de l'épurateur et de l'instrument de contrôle, une électrovanne pilotée en fonction des mesures délivrées par l'instrument de contrôle empêchant l'introduction de gaz non conforme dans le 5 poste d' inj ection, l'installation comprenant, en amont du poste d'injection, un circuit de déviation primaire du gaz non conforme comprenant une portion du circuit principal excluant le poste d'injection, afin de stocker le gaz provenant en continu de l'unité de collecte, et/ou afin de retraiter ce gaz au sein de ladite portion du circuit principal.In this context, precautions must also be taken, always because of the large quantities or volumes of biomethane produced, when the latter does not fulfill, even at the end of purifier, the specifications authorizing its injection into the network, to avoid that these amounts of purified but non-compliant biomethane are also not released into the ambient air. The invention aims to solve this problem by proposing a facility for injecting gas from a renewable source into an injection station in a natural gas distribution and / or transport network, comprising a main circuit including: - a unit for the continuous collection of gas from the renewable source, - a gas purifier mounted downstream of the gas collection unit - a purified gas quality control instrument mounted at the outlet of the gas collection unit. purifier to verify compliance with predetermined requirements, - a purified gas compressor making it reach a pressure depending on that prevailing in the network into which this gas is injected 3035598 -4- - an injection station within the network of distribution and / or transport, of the controlled and compressed gas, mounted downstream of the purifier and the control instrument, a solenoid valve controlled according to the measurements delivered by the control instrument preventing the introduction of non-compliant gas into the injection station, the plant comprising, upstream of the injection station, a primary deflection circuit of the non-compliant gas comprising a portion of the main circuit excluding the substation; injection, to store the gas continuously from the collection unit, and / or to reprocess this gas within said portion of the main circuit.
10 Le dispositif selon l'invention peut par ailleurs présenter l'une et/ou l'autre des caractéristiques suivantes : - le circuit de déviation primaire du gaz non conforme comprend une conduite de déviation du 15 gaz non conforme débouchant au sein de l'unité de collecte ou au sein de l'épurateur. - la conduite de déviation du gaz non conforme comprend en outre une conduite de dérivation vers une torche pour brûler le gaz non conforme et/ou vers une garde hydraulique pour stocker ce gaz non conforme. 20 - le circuit de déviation primaire du gaz non conforme comprend une conduite dont l'entrée est disposée entre l'épurateur et le poste d'injection. - un compresseur interposé entre l'épurateur et le poste d'injection, l'entrée de la conduite de 25 déviation primaire étant disposée entre l'épurateur et le compresseur ou entre le compresseur et le poste d'injection. - l'entrée de la conduite de déviation primaire comprend une électrovanne pilotée par les instruments de contrôle de la qualité du gaz sortant de l'épurateur. 30 - en amont de l'épurateur, sont disposés un second instrument d'analyse de l'homogénéité du flux de gaz issu de l'unité de collecte, et un circuit de déviation secondaire du gaz contrôlé non homogène par le second instrument, dont l'entrée est interposée entre l'unité de collecte et l'épurateur du circuit principal et débouchant dans le circuit de déviation. 35 3035598 -5- - le circuit de déviation secondaire comprend un épurateur secondaire. - à l'entrée du circuit de déviation secondaire, est disposée une électrovanne secondaire pilotée par le second instrument d'analyse. 5 - l'électrovanne est pilotée de façon à distribuer le gaz entre le circuit principal et le circuit de déviation secondaire dans des proportions prédéterminées Présentation des figures 10 D'autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence à : - la figure 1 annexée qui représente schématiquement une installation d'injection de traitement de biogaz en vue de son introduction au sein d'un poste d'injection d'un réseau de distribution et/ou de transport de gaz naturel, selon un premier mode de 15 réalisation, - la figure 2 qui représente schématiquement un second mode de réalisation de l'installation selon l'invention, et en référence à - la figure 3 illustre par un graphique, un principe de distribution possible de gaz non conforme entre un circuit principal de traitement et un circuit de déviation secondaire.The device according to the invention may furthermore have one and / or the other of the following characteristics: the primary deflection circuit of the non-compliant gas comprises a non-compliant gas deflection duct opening into the collection unit or in the scrubber. - The non-compliant gas diversion line further comprises a bypass line to a torch for burning the non-compliant gas and / or to a hydraulic guard for storing this non-compliant gas. The primary deflection circuit of the non-compliant gas comprises a pipe whose inlet is disposed between the purifier and the injection station. a compressor interposed between the purifier and the injection station, the inlet of the primary deflection duct being disposed between the purifier and the compressor or between the compressor and the injection station. - The input of the primary deflection pipe comprises a solenoid valve controlled by the quality control instruments of the gas leaving the purifier. - upstream of the purifier, are disposed a second instrument for analyzing the homogeneity of the gas flow from the collection unit, and a secondary deflection circuit of the non-homogeneous controlled gas by the second instrument, of which the inlet is interposed between the collection unit and the purifier of the main circuit and opening into the deflection circuit. The secondary deflection circuit comprises a secondary purifier. - At the input of the secondary deflection circuit, is disposed a secondary solenoid valve controlled by the second analysis instrument. The solenoid valve is controlled in such a way as to distribute the gas between the main circuit and the secondary deflection circuit in predetermined proportions. Presentation of the Figures Other data, characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the description nonlimited which follows, with reference to: - Figure 1 attached schematically shows a biogas treatment injection plant for its introduction into an injection station of a distribution network and / or 1, which schematically represents a second embodiment of the plant according to the invention, and with reference to FIG. 3 illustrates by a graph, a principle of possible distribution of non-compliant gas between a main process circuit and a secondary deflection circuit.
20 Description détaillée d'un exemple de réalisation L'invention telle que représentée sur la figure 1 concerne une installation d'injection de biogaz 1 issu d'une source renouvelable, au sein d'un poste d'injection 2 dans un réseau de distribution 25 et/ou de transport de gaz naturel 3. Cette installation comprend, de façon classique, un circuit principal a incluant : - une unité de collecte 4 de type gazomètre' en continu du gaz issu de la source renouvelable, - un épurateur de gaz 5 monté en aval de l'unité de collecte du gaz 4 30 - un instrument de contrôle ou analyseur 6 de la qualité du gaz épuré monté en sortie de l'épurateur 5 pour vérifier sa conformité avec des exigences prédéterminées, - le poste d'injection 2 du réseau de distribution et/ou de transport 3, qui permet l'introduction du gaz contrôlé conforme au sein du réseau, ce poste d'injection 2 étant monté en aval de l'épurateur 5 et de l'analyseur 6, une électrovanne 7 pilotée 3035598 -6- par l'analyseur 6 empêchant l'introduction de gaz non conforme dans le poste d'injection 2, - éventuellement, lorsque la pression régnant dans le réseau de distribution et/ou de transport de gaz, est supérieure à celle admise par le gazomètre 4, le circuit 5 principal comprend un compresseur 8 disposé entre l'épurateur 5 et le poste d'injection 2. - Les différents éléments ci-dessus du circuit principal, sont reliés successivement deux à deux par des conduites de circulation de gaz.DETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT The invention as represented in FIG. 1 concerns a biogas injection plant 1 from a renewable source, within an injection station 2 in a distribution network. 25 and / or natural gas transport 3. This installation comprises, in a conventional manner, a main circuit has including: - a collection unit 4 of gasometer type 'continuous gas from the renewable source, - a gas scrubber 5 mounted downstream of the gas collection unit 4 - a control instrument or analyzer 6 of the purified gas quality mounted at the outlet of the purifier 5 to verify its compliance with predetermined requirements, - the position of injection 2 of the distribution network and / or transport 3, which allows the introduction of the controlled gas within the network, the injection station 2 being mounted downstream of the purifier 5 and the analyzer 6, a solenoid valve 7 piloted 3035598 -6- by the analyzer 6 preventing the introduction of improper gas into the injection station 2, - possibly, when the pressure in the distribution network and / or gas transport, is greater than that admitted by the gasometer 4 , the main circuit 5 comprises a compressor 8 disposed between the scrubber 5 and the injection station 2. - The various elements above the main circuit are successively connected in pairs by gas circulation pipes.
10 La qualité du biogaz issu de la source gaz n'autorise pas son introduction dans le réseau tel quel, cette qualité fluctuant en outre en fonction du temps du fait de l'inhomogénéité du biogaz produit par la source en fonction du temps. On entend par qualité de biogaz, la conformité de ses teneurs en méthane, CO2, N2, et traces 15 d'autres composants, avec des teneurs spécifiques de référence prédéfinies pour chacun de ses éléments (teneurs spécifiques du biométhane). Une qualité maximale « n » est obtenue lorsque les teneurs de ces éléments entrent dans les plages de valeurs des teneurs spécifiques de référence ou atteignent des teneurs spécifiques de référence particulières. Une qualité moindre « n-2% », « n-10% »... « n-i% »... représentant un écartement des teneurs du biogaz considéré 20 de i% en moyenne vis à vis des plages de valeurs des teneurs spécifiques de référence. Le gazomètre a pour but de stocker en le mélangeant et ainsi en l'homogénéisant par le volume, une quantité importante de biogaz, de sorte qu'en sortie de gazomètre 4, les fluctuations de qualité et de débit du biogaz soient moindres qu'en sortie de la source de biogaz. Le gazomètre 25 sera par exemple dimensionné en volume en fonction du débit de la source de biogaz, afin d'assurer un rôle d'amortisseur de la fluctuation de la qualité du biogaz, afin de réduire en sortie de gazomètre, par rapport à l'entrée, les écarts « i » entre les teneurs des éléments du biogaz vis à vis des teneurs spécifiques de référence. Egalement, le gazomètre sera dimensionné afin de réduire l'amplitude de fluctuation de ces écarts entre la sortie et l'entrée de gazomètre. Ainsi, le 30 gazomètre pourra permettre de passer d'une qualité de biogaz fluctuant entre n-30% et n-10% (en unité arbitraires) dans le biogaz issu de la source, à une qualité de biogaz fluctuant entre n15% et n-2% (en unité arbitraires) dans le biogaz sortant du gazomètre. Dans une installation de ce type, dans laquelle le biogaz produit par une source se retrouve 35 introduit en continu dans un circuit relié au poste d'injection d'un réseau de distribution et/ou de 3035598 -7- transport, il est nécessaire de prévoir différents niveaux de sécurité pour garantir qu'aucune molécule de gaz non conforme aux exigences du réseau de distribution et/ou de transport, n'y soit introduite. Un premier niveau de sécurité indispensable consiste à disposer avant l'entrée du poste 5 d'injection 2, une électrovanne 7 dont la fermeture sera pilotée dès que l'analyseur 6 aura détecté que le gaz épuré n'est en fait pas conforme. Bien entendu, le positionnement de l'analyseur 6 et de l'électrovanne 7 le long du circuit principal a seront étudiés (maximisées en tenant compte du débit maximal de biogaz par exemple), pour garantir qu'aucune molécule de gaz détectée non conforme au niveau de l'analyseur 6, n'atteigne le poste d'injection.The quality of the biogas from the gas source does not allow its introduction into the network as such, this quality fluctuating further over time due to the inhomogeneity of the biogas produced by the source as a function of time. The term "biogas quality" means the conformity of its methane, CO2, N2, and other component traces, with predefined specific reference contents for each of its elements (specific biomethane contents). A maximum quality "n" is obtained when the contents of these elements fall within the ranges of values of the specific reference levels or reach specific reference levels. A lower quality "n-2%", "n-10%" ... "ni%" ... representing a range of biogas contents considered 20% i% on average with respect to the ranges of values of the specific contents reference. The aim of the gasometer is to store, by mixing it and thus homogenizing it by volume, a large quantity of biogas, so that at the outlet of the gasometer 4, the fluctuations in quality and flow of the biogas are less than in out of the biogas source. The gasometer 25 will for example be dimensioned in volume as a function of the flow rate of the biogas source, in order to ensure a buffer role of the fluctuation of the quality of the biogas, in order to reduce the output of the gasometer, with respect to the input, the deviations "i" between the contents of the biogas elements with respect to the specific reference levels. Also, the gasometer will be dimensioned to reduce the fluctuation amplitude of these differences between the output and the gasometer inlet. Thus, the gasometer may make it possible to pass from a biogas quality fluctuating between n-30% and n-10% (in arbitrary units) in the biogas coming from the source, to a biogas quality fluctuating between n15% and n -2% (in arbitrary units) in the biogas leaving the gasometer. In an installation of this type, in which the biogas produced by a source is introduced continuously into a circuit connected to the injection station of a distribution and / or transport network, it is necessary to provide different levels of safety to ensure that no molecule of gas that does not meet the requirements of the distribution and / or transport network is introduced. A first essential security level is to have before the entry of the injection station 2, a solenoid valve 7 whose closure will be controlled once the analyzer 6 has detected that the purified gas is in fact not in conformity. Of course, the positioning of the analyzer 6 and the solenoid valve 7 along the main circuit a will be studied (maximized taking into account the maximum flow rate of biogas for example), to ensure that no molecule of gas detected that does not comply with level of the analyzer 6, does not reach the injection station.
10 Selon une première option possible de traitement du gaz non conforme, cette électrovanne 7 peut alors être commandée pour diriger le gaz non conforme vers une torche qui le brûlerait au fur et à mesure de sa production. Mais cette solution n'est pas satisfaisante puisqu'elle conduit à gaspiller à pures pertes le biogaz introduit en continu dans le circuit principal, jusqu'à l'intervention d'un opérateur qui remettrait 15 le circuit en fonctionnement. La solution retenue par l'invention consiste à faire recirculer ce gaz non conforme, non pas vers une unité qui le gaspillerait, mais en partie au sein même du circuit principal d'épuration, via un circuit de déviation (3. Conformément à la figure 1, l'entrée de ce circuit (3 est disposée entre l'épurateur 5 et le 20 compresseur 8 et une électrovanne trois voies VI est disposée à l'entrée de ce circuit de déviation et sur le circuit principal a. Elle est pilotée par l'analyseur 6 de la qualité du gaz sortant de l'épurateur, en fonctionnement « tout ou rien » qui autorise le passage du gaz vers la vanne 7 et le poste d'injection via le circuit principal lorsque le gaz est analysé conforme (la vanne 7 est alors en position ouverte), et dévie le passage du gaz dans le circuit de déviation 25 lorsque ce n'est plus le cas, alors que la vanne 7 est en position fermée. Le circuit de déviation (3 débouche de préférence au sein du gazomètre 4 pour que le gaz non conforme soit dilué par le biogaz entrant dans le gazomètre, puis épuré avec celui-ci dans l'épurateur. Le volume représenté par le gazomètre, la portion du circuit principal s'étendant jusqu'à 30 l'électrovanne VI d'entrée du circuit de déviation (3 et le circuit de déviation (3 lui-même constituent un volume de stockage et de recirculation du gaz non conforme, dit « volume tampon ». Il pourra être dimensionné en fonction du débit maximal de la source de biogaz afin de pouvoir stocker l'équivalent d'une production de biogaz sur une durée déterminée (quelques heures, 3035598 -8- quelques jours, une semaine...) permettant de traiter ce gaz non conforme et de retarder d'autant (ou de rendre superflue) une éventuelle intervention sur site d'un opérateur. Une conduite supplémentaire de déviation pl représentée en pointillés, permet de recirculer le gaz non conforme directement au sein de l'épurateur 5.According to a first possible option for treating the non-compliant gas, this solenoid valve 7 can then be controlled to direct the non-compliant gas to a torch which will burn it as it is produced. However, this solution is not satisfactory since it leads to wastage at waste losses of the biogas introduced continuously into the main circuit, until the intervention of an operator who would put the circuit back into operation. The solution adopted by the invention is to recirculate this non-compliant gas, not to a unit that would waste it, but partly within the main purification circuit, via a deflection circuit (3. In accordance with FIG. 1, the input of this circuit (3 is arranged between the purifier 5 and the compressor 8 and a three-way solenoid valve VI is disposed at the input of this deflection circuit and on the main circuit A. It is controlled by the analyzer 6 of the quality of the gas leaving the purifier, in "all or nothing" operation that allows the passage of gas to the valve 7 and the injection station via the main circuit when the gas is analyzed in accordance (the valve 7 is then in the open position), and deviates the passage of the gas in the deflection circuit 25 when this is no longer the case, while the valve 7 is in the closed position.The deflection circuit (3 opens preferably at the within the gasometer 4 so that the gas not con form is diluted by the biogas entering the gasometer, and then purified with it in the purifier. The volume represented by the gasometer, the portion of the main circuit extending up to the inlet solenoid valve VI of the deflection circuit (3 and the deflection circuit (3 itself constitute a storage and recirculation volume the "buffer volume." It can be sized according to the maximum flow rate of the biogas source so that the equivalent of a biogas production can be stored for a specified period of time (a few hours, 3035598). a few days, a week, etc.) to treat this non-compliant gas and to delay (or make superfluous) any possible on-site intervention by an operator.An additional diversion conduit pl represented in dashed lines, makes it possible to recirculate the non-compliant gas directly into the scrubber 5.
5 L'on peut prévoir uniquement une redirection du gaz non conforme au sein du gazomètre ou uniquement au sein de l'épurateur, ou au contraire une distribution de ce gaz entre le gazomètre 4 et l'épurateur 5 au moyen d'une électrovanne trois voies (non représentée) disposée à la croisée des deux conduites de recirculations (3 et (31. En outre, toujours dans ce circuit de déviation primaire du gaz non conforme, il est possible de 10 diriger une partie de ce gaz non plus uniquement vers le gazomètre 4 et/ou l'épurateur 5 mais également vers une torche pour y être brûlé, et/ou vers une garde hydraulique pour y être stocké. Il peut idéalement être prévu, en amont de l'épurateur 5, un second instrument d'analyse A2 qui étudiera l'homogénéité du flux de gaz issu du gazomètre et les fluctuations de compositions/qualité en fonction du temps, et un circuit secondaire de déviation y du gaz 15 contrôlé « non homogène » par le second analyseur A2, dont l'entrée est interposée entre le gazomètre 4 et l'épurateur 5 du circuit principal et débouchant dans le circuit de déviation en aval de l'électrovanne V1 commandée par l'analyseur 6. Cette conduite de déviation secondaire pourra comprendre un épurateur secondaire assurant par exemple une épuration moins poussée que l'épurateur 5 du circuit principal, tel qu'une 20 membrane de charbon actif ou autre. Une électrovanne trois voies V2, pilotée en fonction des mesures délivrées par le second analyseur A2 sera alors disposée à la croisée du circuit principal a et de la conduite secondaire de déviation y. Cette électrovanne ne sera pas nécessairement de type « tout ou rien » mais au contraire apte à distribuer le gaz entre le circuit principal (vers l'épurateur 5) et le circuit de 25 déviation secondaire (vers éventuellement épurateur 2 ou directement vers le gazomètre) dans des proportions prédéterminées. Ces proportions peuvent être calculées de façon à optimiser les performances du circuit principal en maximisant le temps de circulation du biogaz au sein de la portion de traitement du circuit principal et du circuit secondaire en cas de dégradation de la qualité du biogaz provenant de 30 l'unité de stockage. Ce processus de régulation est illustré sur la figure 3 sur laquelle : Les courbes en traits discontinus (qualité du biogaz relevée par l'analyseur A2 entre le gazomètre et l'épurateur El, ouverture/fermeture de la vanne V1) sont des courbes obtenues suite à une diminution de la qualité du biogaz en sortie du gazomètre due par 3035598 -9- exemple à une diminution de celle du biogaz produit par la source, et lorsque la boucle secondaire d'épuration y, (3 n'est pas utilisée (vanne V2 fermée). Dès que la qualité du biogaz est inférieure à n-10%, la vanne V1 est fermée pour empêcher l'injection dans le réseau. Ces courbes serviront de référence pour illustrer le bénéfice de la régulation de la 5 qualité du biogaz par la boucle secondaire d'épuration. Les courbes en trait plein (scénario 1) sont celles obtenues dans le même contexte que la courbe en traits discontinus (même profil de diminution de la qualité du biogaz issu de la source) lorsque cependant la boucle secondaire d'épuration y, (3 est utilisée, avec, tel qu'explicité ci-après, une efficacité permettant à la qualité du biogaz en sortie de 10 gazomètre de rester supérieure à n-10%. Le fonctionnement de l'installation n'est alors pas interrompu, la vanne V1 est maintenue ouverte. Les courbes en traits pointillés (scénario 2) sont celles obtenues dans le même contexte que la courbe en traits discontinus (même profil de diminution de la qualité du biogaz issu de la source) lorsque cependant la boucle secondaire d'épuration est utilisée, avec 15 cette fois une efficacité n'empêchant pas à la qualité du biogaz en sortie de gazomètre de chuter à n-10%, ce moment étant toutefois retardé de la durée « Atl » grâce à l'épuration du biogaz au sein de la boucle secondaire qui aura ainsi permis d'augmenter la quantité de biogaz injectée dans le réseau et de prolonger le temps de fonctionnement de l'installation, tel qu'explicité ci-après.It can be provided only a redirection of the non-compliant gas within the gasometer or only within the purifier, or on the contrary a distribution of this gas between the gasometer 4 and the purifier 5 by means of a solenoid valve three. The channels (not shown) disposed at the intersection of the two recirculation lines (3 and 31). In addition, still in this primary deflection circuit of the non-compliant gas, it is possible to direct part of this gas not only towards the gasometer 4 and / or the purifier 5 but also to a torch to be burnt, and / or to a hydraulic guard to be stored there.It may ideally be provided, upstream of the purifier 5, a second instrument A2 analysis which will study the homogeneity of the gas flow from the gasometer and the fluctuations of compositions / quality as a function of time, and a secondary circuit of deflection y of the "nonhomogeneous" controlled gas by the second analyzer A2, of which the 'Entrance is interposed between the gasometer 4 and the purifier 5 of the main circuit and opening into the deflection circuit downstream of the solenoid valve V1 controlled by the analyzer 6. This secondary deflection line may comprise a secondary purifier ensuring for example a purification less than the scrubber 5 of the main circuit, such as an activated carbon membrane or the like. A three-way solenoid valve V2, driven according to the measurements delivered by the second analyzer A2, will then be arranged at the intersection of the main circuit a and the secondary diversion line y. This solenoid valve will not necessarily be "all or nothing" but instead able to distribute the gas between the main circuit (to the purifier 5) and the secondary deflection circuit (to possibly purifier 2 or directly to the gasometer) in predetermined proportions. These proportions can be calculated to optimize the main circuit performance by maximizing the circulation time of the biogas within the main circuit and secondary circuit processing portion in the event of degradation of the biogas quality from the reactor. storage unit. This regulation process is illustrated in FIG. 3 in which: The curves in broken lines (quality of the biogas taken by the analyzer A2 between the gasometer and the scrubber E1, opening / closing of the valve V1) are curves obtained. to a decrease in the quality of the biogas at the outlet of the gasometer due, for example, to a decrease in that of the biogas produced by the source, and when the secondary purification loop y, (3 is not used (valve V2 closed) As soon as the quality of the biogas is less than n-10%, the valve V1 is closed to prevent injection into the network.These curves serve as a reference to illustrate the benefit of regulating the quality of biogas. The solid curves (scenario 1) are those obtained in the same context as the curve in broken lines (same profile of decrease of the quality of the biogas coming from the source) Secondary treatment y, (3 is used, with, as explained hereinafter, an efficiency allowing the quality of the biogas at the exit of the gasometer to remain greater than n-10%. The operation of the installation is then not interrupted, the valve V1 is kept open. The dotted line curves (scenario 2) are those obtained in the same context as the curve in broken lines (same profile of decrease of the quality of the biogas coming from the source) when however the secondary loop of purification is used, with 15 this time an efficiency does not prevent the quality of the biogas at the end of the gasometer to fall to n-10%, this moment however being delayed by the duration "Atl" thanks to the purification of the biogas within the secondary loop which This will have made it possible to increase the quantity of biogas injected into the network and to extend the operating time of the installation, as explained below.
20 Scénario 1 : En fonctionnement nominal, le circuit principal injecte sur le réseau un biogaz de qualité n, correspondant aux spécifications les plus hautes atteignables par le procédé de génération de 25 biogaz. Lorsque la qualité du gaz en sortie de l'unité de stockage est supérieure à n-2%, la vanne V2 est ouverte à 100% vers l'épurateur et la vanne V1 est ouverte à 100% vers le compresseur. Lorsque la qualité du gaz diminue et descend en dessous de n-2%, la vanne V2 va travailler pour 30 réduire le débit de gaz sur la ligne principale et ainsi redistribuer une partie du débit dans la ligne secondaire, vers l'unité de stockage via l'épurateur E2 qui traitera ce biogaz. Le pourcentage d'ouverture de V1 et V2 vers le réseau secondaire est inversement proportionnel à la qualité du gaz. Autrement dit, plus la qualité du gaz diminue et plus le débit vers le circuit secondaire augmente (le pourcentage d'ouverture de V1 et V2 est régulé à cet effet).Scenario 1: In nominal operation, the main circuit injects on the network a biogas of grade n, corresponding to the highest specifications achievable by the biogas generation process. When the gas quality at the outlet of the storage unit is greater than n-2%, the valve V2 is opened 100% towards the purifier and the valve V1 is opened 100% towards the compressor. When the gas quality decreases and falls below n-2%, the valve V2 will work to reduce the gas flow on the main line and thereby redistribute a portion of the flow in the secondary line to the storage unit. via the E2 scrubber that will treat this biogas. The percentage of opening of V1 and V2 towards the secondary network is inversely proportional to the quality of the gas. In other words, the lower the quality of the gas and the higher the flow to the secondary circuit (the opening percentage of V1 and V2 is regulated for this purpose).
35 L'augmentation de débit vers le circuit secondaire via la vanne V2 permettra à l'épurateur E2 3035598 -10- d'augmenter la qualité moyenne du gaz de la ligne secondaire et ainsi de l'unité de stockage. La réduction du débit de gaz permettra d'augmenter le taux d'épuration du gaz en sortie d'épurateur El et donc de maintenir le fonctionnement continu de l'installation par la garantie d'une qualité continue pour un débit variable.Increasing the flow to the secondary circuit via the valve V2 will allow the scrubber E2 to increase the average gas quality of the secondary line and thus of the storage unit. Reducing the gas flow will increase the scrubbing rate of the exhaust gas El and thus maintain the continuous operation of the installation by guaranteeing continuous quality for variable flow.
5 Repère A : Correction de qualité par « apprentissage » ou « pas à pas » : l'ouverture de la vanne V2 est fonction de la qualité de biogaz mesurée par l'analyseur A2 et est ainsi d'autant plus élevée que cette qualité est faible Gain faible: programmation « par défaut » Repère B : Correction de la qualité par « anticipation » : l'ouverture de la vanne V2 suit les 10 directives fournies par une abaque pour atteindre une qualité donnée indépendamment de la qualité mesurée. Les gains sont associé à des fonctions correspondant à des scénarios d'évolution de la qualité du biogaz - ceci afin de corriger au plus vite/efficace la qualité avant injection Dans le scénario 1 illustré, l'action de la régulation de l'ouverture de la vanne V2 a permis à la 15 qualité du biogaz de rester supérieure à « n-10% » valeur à laquelle la vanne V1 est programmée pour être fermée. Elle restera ainsi ouverte tout le long du processus. La présence du circuit ou boucle secondaire d'épuration a permis d'éviter la fermeture de la vanne V1 et l'arrêt de l'injection qui intervenaient dans le cas de référence précité (courbes traits interrompus). L'intervention d'un opérateur est inutile.5 Reference A: Quality correction by "learning" or "step by step": the opening of the valve V2 is a function of the biogas quality measured by the analyzer A2 and is thus all the higher as this quality is low Low gain: "default" programming Mark B: Quality correction by "anticipation": the opening of the V2 valve follows the 10 directives provided by an abacus to achieve a given quality regardless of the quality measured. The gains are associated with functions corresponding to scenarios of evolution of the quality of the biogas - this in order to correct as quickly / efficiently the quality before injection In scenario 1 illustrated, the action of the regulation of the opening of the valve V2 has allowed the quality of the biogas to remain higher than "n-10%" value at which the valve V1 is programmed to be closed. It will remain open throughout the process. The presence of the secondary circuit or purification loop has made it possible to avoid the closing of the valve V1 and the stoppage of the injection which occurred in the abovementioned reference case (broken line curves). The intervention of an operator is useless.
20 Scénario 2 : Dans le scénario 2 illustré, l'action de la régulation de l'ouverture de la vanne V2 n'a pas permis à la qualité du biogaz de rester supérieure à « n-10% » valeur à laquelle la vanne V1 est programmée pour être fermée (en raison par exemple d'un fort débit ou autre ou d'une régulation 25 trop « prudente »). Lorsque la qualité du biogaz devient inférieure à « n-10% », la vanne V1 est fermée mais grâce à l'épuration permise par le circuit secondaire, ce moment est retardé de Atl ce qui permet d'augmenter la quantité de biogaz de qualité supérieure à « n-10% » injectée dans le réseau, et la durée de fonctionnement de l'installation, et retarder ainsi l'intervention éventuelle d'un opérateur.Scenario 2: In scenario 2 shown, the action of regulating the opening of the valve V2 did not allow the quality of the biogas to remain higher than "n-10%" value at which the valve V1 is programmed to be closed (due for example to a high flow rate or other or a regulation too "cautious"). When the quality of the biogas becomes less than "n-10%", the valve V1 is closed but thanks to the purification allowed by the secondary circuit, this moment is delayed by Atl which allows to increase the quantity of quality biogas greater than "n-10%" injected into the network, and the operating time of the installation, and thus delaying the possible intervention of an operator.
30 Les circuits de déviation supplémentaires (31, y, et/ou la garde hydraulique peuvent être pris en compte pour le calcul du volume tampon et donc pour celui du temps d'intervention sur site d'un opérateur suite à la détection d'un incident (gaz non conforme). La figure 2 représente une variante de réalisation selon laquelle le circuit de déviation primaire (3 35 prend naissance sur le circuit principal a entre le compresseur et le poste d'injection. Ce circuit 3035598 de déviation secondaire comprend alors un détendeur du gaz non conforme et comprimé avant de le rediriger vers le gazomètre 4 et/ou l'épurateur El. Une autre variante de réalisation non représentée est conforme à celle de la figure 2 avec cependant le compresseur 8 disposé en amont de l'épurateur El.The additional deflection circuits (31, y, and / or the hydraulic guard can be taken into account for the calculation of the buffer volume and therefore for that of the on-site intervention time of an operator following the detection of a Figure 2 shows an alternative embodiment in which the primary deflection circuit (3) originates on the main circuit (a) between the compressor and the injection station, and this secondary deflection circuit (3035598) then comprises a nonconforming and compressed gas expansion valve before redirecting it towards the gasometer 4 and / or the scrubber E1. Another variant of embodiment not shown is in accordance with that of FIG. 2 with however the compressor 8 arranged upstream of the El purifier.
5 L'installation telle que décrite ci-dessus présente ainsi l'avantage de ne pas aboutir à un gaspillage du biogaz produit par la source dès que la qualité de celui ci n'est pas conforme aux exigences, tel que cela est le cas lorsque celui-ci est brûlé à la torche, mais permet au contraire : une recirculation de ce gaz dans le circuit principal de traitement et dans une conduite primaire de déviation, formant ainsi une boucle de recirculation dont 10 le volume interne pourra permettre un stockage de ce gaz avant l'intervention d'un opérateur même si du « biogaz frais » continue à être injecté dans le circuit principal (création d'un volume tampon), tout en permettant de continuer à épurer le mélange de gaz formé alors entre le gaz non conforme et le « biogaz frais » éventuellement jusqu'à ce que le 15 mélange soit de nouveau contrôlé comme conforme, et puisse être injecté dans le poste d'injection, sans donc nécessiter aucune intervention, l'obtention pratiquement immédiate après remise en fonctionnement de l'installation d'une bonne qualité de gaz pouvant être injectée du fait du traitement continu du gaz stocké durant le temps de l'arrêt de l'injection 20 un démarrage et un redémarrage suite à une interruption de l'installation facilités et rendus plus rapides du fait de la présence des boucles de recirculation et d'épuration de gaz non conforme qui permettent d'avancer dans le temps la possibilité d'injection du biométhane dans le poste d'injection par rapport à une installation dépourvue de ce type de boucle de recirculation 25 et traitement de gaz détecté non conforme.The installation as described above thus has the advantage of not leading to a waste of the biogas produced by the source as soon as the quality of the latter does not comply with the requirements, as is the case when this is flared, but allows on the contrary: a recirculation of this gas in the main processing circuit and in a primary deflection conduit, thus forming a recirculation loop whose internal volume may allow storage of this gas before the intervention of an operator even if "fresh biogas" continues to be injected into the main circuit (creation of a buffer volume), while allowing to continue to purify the gas mixture formed then between the non gas conform and the "fresh biogas" possibly until the mixture is again checked as compliant, and can be injected into the injection station, without requiring any intervention, obtaining pra immediately after the installation has returned to operation with a good quality of gas that can be injected due to the continuous treatment of the gas stored during the time of the stoppage of the injection 20, a start and a restart following an interruption of the facility facilitated and made quicker because of the presence of recirculation loops and gas purification noncompliance that allow to advance in time the possibility of injection of biomethane in the injection station compared to a installation without this type of recirculation loop 25 and non-compliant detected gas treatment.
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