FR3048366A1 - Procede de traitement d'un flux de biogaz - Google Patents

Procede de traitement d'un flux de biogaz Download PDF

Info

Publication number
FR3048366A1
FR3048366A1 FR1651738A FR1651738A FR3048366A1 FR 3048366 A1 FR3048366 A1 FR 3048366A1 FR 1651738 A FR1651738 A FR 1651738A FR 1651738 A FR1651738 A FR 1651738A FR 3048366 A1 FR3048366 A1 FR 3048366A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
carbon dioxide
biogas
fuel
enzymes
microorganisms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR1651738A
Other languages
English (en)
Inventor
Buyer Raphaelle De
Dominique Ibarra
Solene Valentin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Priority to FR1651738A priority Critical patent/FR3048366A1/fr
Publication of FR3048366A1 publication Critical patent/FR3048366A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/84—Biological processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12F—RECOVERY OF BY-PRODUCTS OF FERMENTED SOLUTIONS; DENATURED ALCOHOL; PREPARATION THEREOF
    • C12F3/00—Recovery of by-products
    • C12F3/02—Recovery of by-products of carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/12—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing fuels or solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/18—Apparatus specially designed for the use of free, immobilized or carrier-bound enzymes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/58—Reaction vessels connected in series or in parallel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/18—Gas cleaning, e.g. scrubbers; Separation of different gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/04—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier entrapped within the carrier, e.g. gel or hollow fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0008—Oxidoreductases (1.) acting on the aldehyde or oxo group of donors (1.2)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023—Methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/44—Polycarboxylic acids
    • C12P7/46—Dicarboxylic acids having four or less carbon atoms, e.g. fumaric acid, maleic acid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/95—Specific microorganisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/80—Type of catalytic reaction
    • B01D2255/804—Enzymatic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/24—Hydrocarbons
    • B01D2256/245—Methane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/05—Biogas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Procédé de traitement d'un flux de biogaz 2 comprenant du méthane et du dioxyde de carbone mettant en œuvre des enzymes ou micro-organismes 3 aptes à transformer le dioxyde de carbone en un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant 4.

Description

La présente invention est relative à un procédé de traitement d'un flux de biogaz comprenant du méthane et du dioxyde de carbone.
Le biogaz est un gaz produit par la fermentation naturelle ou artificielle de matières organiques végétales ou animales (la méthanisation). Il contient majoritairement du méthane (CH4) du dioxyde de carbone (C02), mais également - en moindre proportion - de l'eau, de l'azote, de l'hydrogène sulfuré, de l'oxygène, ainsi que des composés organiques autres, à l'état de traces. Selon les matières organiques dégradées et les techniques utilisées, les proportions des composants diffèrent, mais en moyenne le biogaz comporte, sur gaz sec, de 30 à 75% de méthane, de 15 à 60% de C02, de 0 à 15% d'azote, de 0 à 5% d'oxygène et des composés traces. Le biogaz est valorisé de différentes manières. Il peut, après un traitement léger, être valorisé à proximité du site de production pour fournir de la chaleur, de l'électricité ou un mélange des deux (la cogénération); la teneur importante en dioxyde de carbone réduit son pouvoir calorifique, augmente les coûts de compression et de transport et limite l'intérêt économique de sa valorisation à cette utilisation de proximité.
Une purification plus poussée du biogaz permet sa plus large utilisation, en particulier, une purification poussée du biogaz permet d'obtenir un biogaz épuré aux spécifications du gaz naturel et qui pourra lui être substitué; le biogaz ainsi purifié est le «biométhane». Le biométhane complète ainsi les ressources de gaz naturel avec une partie renouvelable produite au cœur des territoires ; il est utilisable pour exactement les mêmes usages que le gaz naturel d'origine fossile. Il peut alimenter un réseau de gaz naturel, une station de remplissage pour véhicules, il peut aussi être liquéfié pour être stocké sous forme de gaz naturel liquide (GNL)...
Il existe plusieurs procédés pour épurer le biogaz : - le procédé de séparation par adsorption à modulation de pression (PSA), - le lavage à l'eau ; - le lavage aux amines ; - l'utilisation de membranes ; - le procédé cryogénique.
Cependant, l'épuration du biogaz est très coûteuse et représente un frein à l'installation de méthaniseurs ou du moins de sites d'épuration.
Partant de là un problème qui se pose est de fournir un procédé d'épuration amélioré.
Une solution de la présente invention est un procédé de traitement d'un flux de biogaz 2 comprenant du méthane et du dioxyde de carbone mettant en œuvre des enzymes ou microorganismes 3 aptes à transformer le dioxyde de carbone en un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant 4.
Notons que la molécule organique sera de préférence sous forme liquide.
Selon le cas, le procédé selon l'invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - ledit procédé comprend les étapes successives suivantes (figure 2): a) méthanisation de matières organiques 1 de manière à produire du biogaz 2, b) épuration 5 du biogaz produit à l'étape a) de manière à produire du biométhane 6 et du dioxyde de carbone 7, et c) mise en contact du dioxyde de carbone 7 produit à l'étape b) avec des enzymes ou des microorganismes 3 de manière à transformer le dioxyde de carbone en un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant (4). Pour ce procédé on parlera de procédé « selon une première variante ». - à l'étape b) l'épuration 5 s'effectue par adsorption sur un lit d'adsorbant. - à l'étape c) la mise en contact du dioxyde de carbone est effectuée au moyen d'un gel d'alginate comprenant des enzymes ou des microorganismes 3. Notons que des moyens d'immobilisation autre que le gel d'alginate peuvent être utilisés. - ledit procédé comprend les étapes successives suivantes (figure 3): a) méthanisation de matières organiques 1 de manière à produire du biogaz 2, b) mise en contact du biogaz produit à l'étape a) avec des enzymes ou des microorganismes 3 de manière à transformer le dioxyde de carbone compris dans le biogaz en un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant 4 et produire un biogaz appauvri en dioxyde de carbone 8, et c) épuration 5 du biogaz appauvri en dioxyde de carbone de manière à produire du biométhane 6. Pour ce procédé on parlera de procédé « selon une deuxième variante ». - à l'étape b) la mise en contact du dioxyde de carbone est effectuée au moyen d'un gel d'alginate comprenant des enzymes ou des microorganismes. Notons que des moyens d'immobilisation autre que le gel d'alginate peuvent être utilisés. - à l'étape c) l'épuration 5 s'effectue par adsorption sur un lit d'adsorbant. - le carburant ou le produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant 4 est l'acide formique, l'acide succinique ou le méthanol. Notons que le méthanol est de préférence obtenu avec le procédé selon la deuxième variante. - le microorganisme est un microorganisme produisant la formiate déshydrogénase ou l'enzyme est la formiate déshydrogénase, et le produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant est l'acide formique. - les micro-organismes sont les bactéries Actinobacillus succinogènes ou les enzymes sont la pyruvate carboxylase, le phosphoenoipyruvate, la carboxylase, la carbocykinase, et l'enzyme malique, et le produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant est de l'acide succinique. - les micro-organismes sont des bactéries méthanotrophes ou des colstridium ou les enzymes sont la formate déshydrogénase, la formaldéhyde déshydrogénase et l'alcool déshydrogénase, et le carburant est du méthanol.
Autrement dit la présente invention permet de limiter les coûts de l'épuration du biogaz en récupérant du dioxyde de carbone et en valorisant celui-ci par production d'un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant pouvant être de l'acide formique, de l'acide succinique ou du méthanol. Ces molécules représentent en effet un gain financier puisqu'elles peuvent être mises sur le marché ou valorisé en tant que stockage d'hydrogène (grâce à l'utilisation d'une pile à combustible) dans le cas de l'acide formique La présente invention a également pour objet une installation de purification d'un flux de biogaz comprenant du méthane et du dioxyde de carbone. Selon une première alternative ladite installation comprend : a) un méthaniseur de matières organiques 1 permettant la production de biogaz 2, b) un système d'épuration 5 du biogaz permettant de produire du biométhane 6 et du dioxyde de carbone 7, et c) un conduit permettant ie passage du dioxyde de carbone 7 sortant du système d'épuration 5 et comprenant un gei comprenant des enzymes ou des microorganismes permettant transformer le dioxyde de carbone en un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant 4.
Selon une deuxième alternative ladite installation comprend : a) un méthaniseur de matières organiques 1 permettant la production de biogaz 2, b) un conduit placé en sortie du méthaniseur de manière à permettre le soutirage du biogaz et comprenant un gel comprenant des enzymes ou des microorganismes 3 permettant de transformer le dioxyde de carbone du biogaz en un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant 4 et produire un biogaz appauvri en dioxyde de carbone 8, et c) un système d'épuration 5 du biogaz appauvri en dioxyde de carbone 8 permettant de produire du biométhane 6.
La figure 1 représente une installation selon l'art antérieur.
La figure 2 représente une installation selon la première alternative de l'installation selon l'invention.
La figure 3 représente une installation selon la deuxième alternative de l'installation selon l'invention.
Les enzymes ou microorganismes pourront être immobilisés par l'une des méthodes suivantes : i/ par adsorption sur des supports tels que par exemple la kaolinite, le quartz, le verre poreux (modifié chimiquement ou non), des oxydes et des sels minéraux, le collagène, la cellulose et ses dérivés, ainsi que les résines échangeuses d'ions, ii/ par microencapsulation dans des microcapsules dont la paroi est une membrane perméable, iii/ par inclusion dans un réseau macromoléculaire tridimensionnel de type polymère dans les mailles duquel l'enzyme se trouve retenue. iv/ par réticulation : la particule à immobiliser est traitée par un agent chimique, par exemple le glutaraldéhyde, susceptible de réagir sur les groupements fonctionnels libres de celle-ci de manière à créer un réseau tridimensionnel, ou bien v/ par fixation chimique sur un polymère réactif au moyen de liaisons covalentes. L'installation selon la première ou deuxième alternative comprend de préférence comme gel comprenant des enzymes un gel d'alginate, un gel sous forme de billes poreuses.
De manière générale dans le cadre de l'invention, les enzymes ou les micro-organismes sont immobilisées dans le conduit de soutirage du biogaz épuré ou non. L'immobilisation se fait sur un support soit par rétention physique soit par liaison chimique, sous forme de billes ou bien de film polymère. Le support est de préférence un gel. Le biogaz épuré ou non passe au travers du support contenant les enzymes/micro-organismes, le dioxyde de carbone y est alors adsorbé et transformé par les enzymes ou les microorganismes au sein du support en un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant choisie parmi l'acide formique, l'acide succiniqueou le méthanol. L'épuration du biogaz consiste en général à sécher le biogaz et à retirer le sulfure d'hydrogène ainsi que l'ammoniac sur charbon actif.
Le carburant ou le produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant étant de préférence liquide, au sein de l'installation selon l'invention le conduit comprenant les enzymes ou les micro-organismes sera de préférence incliné de manière à présenter un angle compris entre 15 et 40° par rapport à l'horizontale. Cette inclinaison permettra alors un écoulement vers le bas de la molécule organique sous forme de produit liquide facilitant ainsi sa récupération. Un système de sas empêchant le biogaz appauvri en dioxyde de carbone de s'échapper pourra être mis en place en contrebas du conduit.
Enfin, la solution selon l'invention permet de récupérer du biométhane comprenant entre 70 et 90% de CH4, contre 55% habituellement.

Claims (15)

  1. Revendications
    1. Procédé de traitement d'un flux de biogaz (2) comprenant du méthane et du dioxyde de carbone mettant en œuvre des enzymes ou micro-organismes (3) aptes à transformer le dioxyde de carbone en un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant (4).
  2. 2. Procédé de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes successives suivantes : a) méthanisation de matières organiques (1) de manière à produire du biogaz (2), b) épuration (5) du biogaz produit à l'étape a) de manière à produire du biométhane (6) et du dioxyde de carbone (7), et c) mise en contact du dioxyde de carbone (7) produit à l'étape b) avec des enzymes ou des micro-organismes (3) de manière à transformer le dioxyde de carbone en un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant (4).
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'à l'étape b) l'épuration (5) s'effectue par adsorption sur un lit d'adsorbant.
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'à l'étape c) la mise en contact du dioxyde de carbone est effectuée au moyen d'un gel d'alginate comprenant des enzymes ou des microorganismes (3).
  5. 5. Procédé de purification selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes successives suivantes : a) méthanisation de matières organiques (1) de manière à produire du biogaz (2), b) mise en contact du biogaz produit à l'étape a) avec des enzymes ou des microorganismes (3) de manière à transformer le dioxyde de carbone compris dans le biogaz en un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant (4) et produire un biogaz appauvri en dioxyde de carbone (8), et c) épuration (5) du biogaz appauvri en dioxyde de carbone de manière à produire du biométhane (6).
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'à l'étape b) la mise en contact du dioxyde de carbone est effectuée au moyen d'un gel d'alginate comprenant des enzymes ou des microorganismes (3).
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'à l'étape c) l'épuration (5) s'effectue par adsorption sur un lit d'adsorbant.
  8. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le carburant ou le produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant (4) est l'acide formique, l'acide succinique ou le méthanol.
  9. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le microorganisme est un microorganisme produisant la formiate déshydrogénase où l'enzyme est la formiate déshydrogénase, et le produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant est l'acide formique.
  10. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les micro-organismes sont les bactéries Actinobacillus succinogènes ou les enzymes sont la pyruvate carboxylase, le phosphoenoipyruvate, la carboxylase, la carbocykinase, et l'enzyme malique, et le produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant est de l'acide succinique.
  11. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les microorganismes sont des bactéries méthanotrophes ou des Clostridium ou les enzymes sont la formate déshydrogénase, la formaldéhyde déshydrogénase et l'alcools déshydrogénase, et le carburant est du méthanol.
  12. 12. Installation de traitement d'un flux de biogaz comprenant du méthane et du dioxyde de carbone, ladite installation comprenant : a) un méthaniseur de matières organiques (1) permettant la production de biogaz (2), b) un système d'épuration (5) du biogaz permettant de produire du biométhane (6) et du dioxyde de carbone (7), et c) un conduit permettant le passage du dioxyde de carbone (7) sortant du système d'épuration (5) et comprenant un gel comprenant des enzymes ou des microorganismes permettant transformer le dioxyde de carbone en un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant (4).
  13. 13. Installation de traitement d'un flux de biogaz comprenant du méthane et du dioxyde de carbone, ladite installation comprenant : a) un méthaniseur de matières organiques (1) permettant la production de biogaz (2), b) un conduit placé en sortie du méthaniseur de manière à permettre le soutirage du biogaz et comprenant un gel comprenant des enzymes ou des microorganismes (3) permettant de transformer le dioxyde de carbone du biogaz en un carburant ou un produit intermédiaire nécessaire à la formation d'un carburant (4) et produire un biogaz appauvri en dioxyde de carbone (8), et c) un système d'épuration (5) du biogaz appauvri en dioxyde de carbone (8) permettant de produire du biométhane (6).
  14. 14. Installation de purification selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisée en ce que le gel comprenant des enzymes est un gel d'algilate.
  15. 15. Installation de purification selon la revendication 14, caractérisée en ce que le gel d'alginate est sous forme de billes poreuses.
FR1651738A 2016-03-02 2016-03-02 Procede de traitement d'un flux de biogaz Pending FR3048366A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1651738A FR3048366A1 (fr) 2016-03-02 2016-03-02 Procede de traitement d'un flux de biogaz

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1651738A FR3048366A1 (fr) 2016-03-02 2016-03-02 Procede de traitement d'un flux de biogaz

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3048366A1 true FR3048366A1 (fr) 2017-09-08

Family

ID=55808701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1651738A Pending FR3048366A1 (fr) 2016-03-02 2016-03-02 Procede de traitement d'un flux de biogaz

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3048366A1 (fr)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040029257A1 (en) * 2002-01-28 2004-02-12 Co2 Solution Process for purifying energetic gases such as biogas and natural gas
DE102005010865A1 (de) * 2005-03-07 2006-09-14 Schmack Biogas Ag Verfahren zur biologischen Gasaufbereitung
WO2009003460A2 (fr) * 2007-07-04 2009-01-08 Georg Fritzmeier Gmbh & Co. Kg Convertisseur de co2
FR2941157A1 (fr) * 2009-01-20 2010-07-23 Agronomique Inst Nat Rech Procede de fixation de co2 et de traitement de dechets organiques par couplage d'un systeme de digestion anaerobie et d'un systeme de production de microorganismes phytoplanctoniques.
EP2728019A1 (fr) * 2011-06-28 2014-05-07 González Machín, Marcelo Fabián Procédés et systèmes d'absorption de co2 et transformation en oxygène gazeux au moyen de micro-organismes
WO2014188000A1 (fr) * 2013-05-24 2014-11-27 Technical University Of Denmark Procédés de valorisation d'un gaz combustible et de production d'acide succinique

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040029257A1 (en) * 2002-01-28 2004-02-12 Co2 Solution Process for purifying energetic gases such as biogas and natural gas
DE102005010865A1 (de) * 2005-03-07 2006-09-14 Schmack Biogas Ag Verfahren zur biologischen Gasaufbereitung
WO2009003460A2 (fr) * 2007-07-04 2009-01-08 Georg Fritzmeier Gmbh & Co. Kg Convertisseur de co2
FR2941157A1 (fr) * 2009-01-20 2010-07-23 Agronomique Inst Nat Rech Procede de fixation de co2 et de traitement de dechets organiques par couplage d'un systeme de digestion anaerobie et d'un systeme de production de microorganismes phytoplanctoniques.
EP2728019A1 (fr) * 2011-06-28 2014-05-07 González Machín, Marcelo Fabián Procédés et systèmes d'absorption de co2 et transformation en oxygène gazeux au moyen de micro-organismes
WO2014188000A1 (fr) * 2013-05-24 2014-11-27 Technical University Of Denmark Procédés de valorisation d'un gaz combustible et de production d'acide succinique

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Petersson et al. Biogas upgrading technologies–developments and innovations
Chmielewski et al. Membrane enrichment of biogas from two-stage pilot plant using agricultural waste as a substrate
CN102533369B (zh) 一种用于沼气提纯的工艺方法
US20040029257A1 (en) Process for purifying energetic gases such as biogas and natural gas
US8158378B2 (en) Utilizing waste tail gas from a separation unit biogas upgrade systems as beneficial fuel
EP3666368A1 (fr) Installation et procédé de traitement par perméation membranaire d'un courant gazeux avec ajustement de la concentration en méthane
FR3063437A1 (fr) Installation et procede pour le traitement par permeation membranaire d'un flux gazeux d'alimentation comprenant du methane et du dioxyde de carbone
Liu et al. Covalent immobilizing horseradish peroxidase on electrochemically-functionalized biochar for phenol removal
FR3048366A1 (fr) Procede de traitement d'un flux de biogaz
US20030143719A1 (en) Process for purifying energetic gases such as biogas and natural gas
EP3610939A1 (fr) Traitement par permeation membranaire avec ajustement de la pression du flux gazeux d'alimentation en fonction de la concentration en ch4 dans le deuxième rétentat
CZ303106B6 (cs) Zpusob obohacování bioplynu z cisticek odpadních vod nebo ze zemedelské prvovýroby o methan a zarízení k provádení tohoto zpusobu
FR3070873B1 (fr) Procede de production de biomethane mettant en œuvre un systeme d'absorption et une pompe a chaleur
JP2006225562A (ja) ハイドレート製造方法及びこれを利用したガス精製方法
EP3848447B1 (fr) Digesteur comprenant un systeme d'injection d'oxygene presentant un moyen tubulaire comprenant une partie en forme de t
EP3848446B1 (fr) Digesteur comprenant un systeme d'injection d'oxygene presentant un moyen tubulaire conforme en quadrillage
US20210179508A1 (en) Digester comprising a desulfurization net combined with pendent ropes
US20210238520A1 (en) Plant and process for the production of desulfurized biogas
FR3109097A3 (fr) Installation et un procédé pour la production de biogaz enrichi en méthane
FR3109157A3 (fr) Installation permettant la désorption du CO2compris dans la biomasse
EP4063000A1 (fr) Installation pour le traitement par perméation membranaire d'un flux de biogaz avec une unité de séparation membranaire à deux modules
FR3109391A3 (fr) Installation combinant la désorption du CO2compris dans la biomasse et dégradation de la biomasse
EP4149654A1 (fr) Installation et procede de production de biomethane avec perte de methane limitee et emission de co2 limitee
EP3970833A1 (fr) Commande d'une installation de traitement par perméation membranaire
CA2417483A1 (fr) Methode d'epuration de gaz energetiques tels que les biogaz et le gaz naturel

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20170908

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8