FR3138145A1 - Agrofuel Manden® - Google Patents

Agrofuel Manden® Download PDF

Info

Publication number
FR3138145A1
FR3138145A1 FR2207581A FR2207581A FR3138145A1 FR 3138145 A1 FR3138145 A1 FR 3138145A1 FR 2207581 A FR2207581 A FR 2207581A FR 2207581 A FR2207581 A FR 2207581A FR 3138145 A1 FR3138145 A1 FR 3138145A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
biomass
peanut
energy
pcs
shells
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.)
Withdrawn
Application number
FR2207581A
Other languages
French (fr)
Inventor
Mouhamed FALL
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of FR3138145A1 publication Critical patent/FR3138145A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/40Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/445Agricultural waste, e.g. corn crops, grass clippings, nut shells or oil pressing residues
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/04Use of additives to fuels or fires for particular purposes for minimising corrosion or incrustation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/02Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/34Other details of the shaped fuels, e.g. briquettes
    • C10L5/36Shape
    • C10L5/363Pellets or granulates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/10Treating solid fuels to improve their combustion by using additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/14Injection, e.g. in a reactor or a fuel stream during fuel production
    • C10L2290/141Injection, e.g. in a reactor or a fuel stream during fuel production of additive or catalyst
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/30Pressing, compressing or compacting

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
  • Seeds, Soups, And Other Foods (AREA)

Abstract

Dispositif de production de granulés de coques d’arachides.Device for producing peanut shell pellets.

Description

Agro combustible Manden®Agrofuel Manden®

Manden® est un agro pellet haute performance de la norme NF ISO 17225-2 à 6Manden® is a high performance agro pellet meeting the NF ISO 17225-2 to 6 standard.

L’agro pellet Manden® est une alternative aux pellets de bois.Manden® agro pellet is an alternative to wood pellets.

L’agro pellet Manden® est un bio combustible pouvant être utilisé dans les unités de cogénération en remplacement des combustibles fossiles.Manden® agro pellet is a biofuel that can be used in cogeneration units to replace fossil fuels.

Dispositif de production de granulés à base de coques d’arachides comprenant :
Device for producing granules based on peanut shells comprising:

a) une unité de granulation pour coques d’arachides.
a) a granulation unit for peanut shells.

b) une unité d’adjonction d’additif bio pour réduire le taux de cendre des granulés de coques d’arachides, en vue d’optimiser la combustion des coques d’arachides dans les foyers à lits fluidisés.b) an organic additive addition unit to reduce the ash content of peanut shell granules, with a view to optimizing the combustion of peanut shells in fluidized bed furnaces.

La cacahuète (Arachys hypogaea), de même que les pois chiches, les lentilles, les haricots et les pois originaire d'Amérique du Sud, principalement utilisés à des fins culinaires, dans des produits de confiserie ou comme noix, ainsi que pour la production de biscuits, de pains, de bonbons, de céréales et de salades.Peanut (Arachys hypogaea), as well as chickpeas, lentils, beans and peas native to South America, mainly used for culinary purposes, in confectionery products or as nuts, as well as for production cookies, breads, candies, cereals and salads.

En raison de son pourcentage élevé de matières grasses, les arachides sont utilisées pour les produits industriels tels que les huiles, les farines, les encres, les crèmes, les rouges à lèvres, etc. Selon l’Annuaire statistique de la FAO 43 982 066 t, produites sur 27 660 802 hectares. Les arachides sont cultivées principalement en Asie, avec un taux de production mondial de 65,3%, suivi par l’Afrique avec 26,2%, les Amériques avec 8,4% et l’Océanie avec 0,1%. L'industrie de l'arachide est l'un des principaux producteurs de déchets de l'industrie agroalimentaire (coquillages). Cette biomasse résiduelle (25-30% du poids total) a un contenu énergétique élevé qui mérite d'être exploréDue to its high fat percentage, peanuts are used for industrial products such as oils, flours, inks, creams, lipsticks, etc. According to the FAO Statistical Yearbook 43,982,066 t, produced on 27,660,802 hectares. Peanuts are grown mainly in Asia, with a global production rate of 65.3%, followed by Africa with 26.2%, the Americas with 8.4% and Oceania with 0.1%. The peanut industry is one of the main producers of food industry waste (shellfish). This residual biomass (25-30% of total weight) has a high energy content which is worth exploring

La coque d'arachide est le principal résidu de l'industrie des arachides et représente entre 25% et 30% du poids total de la légumineuse et est éliminée en tant que résidu dans la dernière étape de la transformation de l'arachide. Chaque année, l’industrie de l’arachide n’a pas encore exploré la production mondiale de ces déchets, qui représentent 11 millions de tonnes.Peanut shell is the main residue in the peanut industry and accounts for between 25% and 30% of the total weight of the legume and is removed as a residue in the final stage of peanut processing. Each year, the peanut industry has not yet explored the global production of this waste, which represents 11 million tonnes.

Par conséquent, une grande quantité de déchets de l’industrie des arachides en cours d’élimination peut être utilisée comme biomasse à des fins énergétiques pour les pays en voies de développements à des coûts moindres.Therefore, a large amount of peanut industry waste being disposed of can be used as biomass for energy purposes for developing countries at lower costs.

1. Matériel et méthodes1. Materials and methods

Les paramètres physiques comme l'humidité est définie comme la quantité totale d'eau contenue dans la masse totale d'un échantillon de biomasse. L'humidité peut exister sur la surface extérieure de la biomasse ou y être intégrée.Physical parameters such as humidity are defined as the total quantity of water contained in the total mass of a biomass sample. Moisture can exist on the exterior surface of the biomass or be integrated into it.

Les propriétés chimiques concernent principalement la composition des éléments constitutifs de la biomasse (azote, hydrogène, carbone, oxygène et soufre). La teneur en cendres (éléments inorganiques) et le comportement sont également souvent intéressants.Chemical properties mainly concern the composition of the constituent elements of biomass (nitrogen, hydrogen, carbon, oxygen and sulfur). The ash content (inorganic elements) and behavior are also often of interest.

L'analyse élémentaire permet d'établir le pourcentage en poids des principaux éléments les plus présents dans la structure moléculaire de la matière organique : carbone (C), hydrogène (H), azote (N), oxygène (O) et soufre (S). A partir de la connaissance de ces constituants, les réactions d'oxydation peuvent être établies, de sorte que, par exemple, l'air précis de combustion (air stœchiométrique) peut être déterminé. Il existe également certaines formulations empiriques qui, sur la base du pourcentage en poids de chaque élément, permettent d'obtenir une approximation de son contenu énergétique (pouvoir calorifique)Elemental analysis makes it possible to establish the percentage by weight of the main elements most present in the molecular structure of organic matter: carbon (C), hydrogen (H), nitrogen (N), oxygen (O) and sulfur (S). ). From the knowledge of these constituents, the oxidation reactions can be established, so that, for example, the precise combustion air (stoichiometric air) can be determined. There are also certain empirical formulations which, based on the percentage by weight of each element, make it possible to obtain an approximation of its energy content (calorific value)

2. Paramètres de qualité2. Quality Settings de la coque d’arachidepeanut shell

La norme UNE-EN 14961-1 « Biocombustibles solides - Spécifications et classes de carburant -Partie 1 : Exigences générales », établie par l'Association espagnole de normalisation et de certification (AENOR), a été appliquée pour déterminer les paramètres de qualité des coques d'arachide. Les paramètres de ces normes sont indiqués dans le [Tableau 1]. The UNE-EN 14961-1 standard “Solid biofuels - Fuel specifications and classes - Part 1: General requirements”, established by the Spanish Association for Standardization and Certification (AENOR), was applied to determine the quality parameters of the peanut shells. The parameters of these standards are shown in [Table 1].

Une analyse immédiate fournit l'humidité, les cendres, les matières volatiles et la teneur fixe en carbone de la biomasse, exprimées en pourcentages en poids. Fondamentalement, cette analyse sert à identifier la fraction de la biomasse dans laquelle son énergie chimique (carbone fixe et composés volatils) et sa fraction inerte (cendres et humidité) sont stockées.A proximate analysis provides moisture, ash, volatile matter and fixed carbon content of the biomass, expressed as percentages by weight. Basically, this analysis serves to identify the fraction of biomass in which its chemical energy (fixed carbon and volatile compounds) and its inert fraction (ash and moisture) are stored.

La matière volatile est la partie du carburant qui est libérée sous forme de gaz et de vapeurs (hydrocarbures) lorsque la biomasse est thermiquement décomposée. Le carbone fixe et les cendres sont les fractions qui restent une fois que la matière volatile a été libérée. Le carbone fixe, dans les processus de combustion, continue de brûler lentement après la libération des volatils.Volatile matter is the part of the fuel that is released as gases and vapors (hydrocarbons) when the biomass is thermally decomposed. Fixed carbon and ash are the fractions that remain after the volatile material has been released. Fixed carbon, in combustion processes, continues to burn slowly after the release of volatiles.

Les cendres sont les résidus inorganiques qui subsistent après la combustion du carbone fixe et dont la composition et les pourcentages de participation varient en fonction de la source de biomasse et des méthodes de collecte utilisées.Ashes are the inorganic residues that remain after the combustion of fixed carbon and whose composition and percentages of participation vary depending on the source of biomass and the collection methods used.

Le pouvoir calorifique est l'énergie chimique du combustible qui peut être transformée directement en énergie thermique par un processus d'oxydation (combustion) thermochimique. Cette propriété est généralement exprimée en unités d'énergie par unité de masse (généralement kJ / kg, MJ / kg ou chaux / kg). Sa valeur est déterminée expérimentalement par un appareil appelé pompe calorimétrique.The calorific value is the chemical energy of the fuel which can be transformed directly into thermal energy by a thermochemical oxidation (combustion) process. This property is usually expressed in units of energy per unit mass (usually kJ/kg, MJ/kg or lime/kg). Its value is determined experimentally by a device called a calorimetric pump.

Il existe deux façons d'exprimer le pouvoir calorifique d'un combustible. Si, après la combustion, l'eau formée dans les gaz de combustion (de l'humidité ou de l'oxydation de l'hydrogène) se trouve sous forme liquide, le pouvoir calorifique le plus élevé (PCS) est obtenu. S'il reste sous forme de vapeur, le pouvoir calorifique inférieur (PCI) est obtenu. Ils peuvent être exprimés par unité de combustible humide ou de combustible sec.
There are two ways to express the calorific value of a fuel. If, after combustion, the water formed in the combustion gases (from humidity or from the oxidation of hydrogen) is in liquid form, the highest calorific value (GCV) is obtained. If it remains in vapor form, the lower calorific value (LCV) is obtained. They can be expressed per unit of wet fuel or dry fuel.

Les propriétés énergétiques des coques d'arachide ont été analysées à partir de leurs principaux descripteurs statistiques. De plus, ces propriétés ont été comparées à celles d'autres déchets de biomasse.The energetic properties of peanut shells were analyzed based on their main statistical descriptors. Furthermore, these properties were compared to those of other biomass wastes.

3.1. Paramètres de qualité de la coque d'arachideDes échantillons de coquilles d'arachide obtenus de l'industrie de l'arachide ont été analysés afin d'évaluer et de déterminer les paramètres de qualité. La première étape de l'application d'un carburant consiste à déterminer sa composition chimique. La composition chimique d'un carburant détermine ses propriétés, sa qualité, ses applications et les problèmes environnementaux qui peuvent provoquer sa combustion. Cf. [Tableau 2] la moyenne, la médiane, l'écart type et les valeurs minimales et maximales des différents paramètres. 3.1. Peanut Shell Quality Parameters Peanut shell samples obtained from the peanut industry were analyzed to evaluate and determine the quality parameters. The first step in applying a fuel is to determine its chemical composition. The chemical composition of a fuel determines its properties, quality, applications, and environmental problems that can cause it to burn. See [Table 2] the mean, median, standard deviation and the minimum and maximum values of the different parameters.

Il est important de connaître le pourcentage de N, S et Cl de chaque type de biomasse afin d’étudier l'impact environnemental causé par sa combustion, le pourcentage de cendres qui pose des problèmes d'efficacité thermique dans les chaudières, ainsi que les quantités de C, H, et O pour estimer le pouvoir calorifique de la biomasse en question.It is important to know the percentage of N, S and Cl of each type of biomass in order to study the environmental impact caused by its combustion, the percentage of ash which poses thermal efficiency problems in boilers, as well as the quantities of C, H, and O to estimate the calorific value of the biomass in question.

Les coquilles d'arachide contribuent à la conservation de l'environnement car leurs émissions dans l'atmosphère sont inférieures à celles des combustibles solides en raison de leur faible teneur en soufre (0,54%), en azote (0,50%) et en chlore (0,07%). Le [tableau 3] présente une comparaison des paramètres obtenus à partir des coques d'arachide et d'autres biocarburants utilisés dans les chaudières, comme les noyaux d'olive, les granulés de pin, les coques d'amande ou les noyaux d'avocat.Peanut shells contribute to environmental conservation because their emissions into the atmosphere are lower than those of solid fuels due to their low sulfur (0.54%), nitrogen (0.50%) content. and chlorine (0.07%). [Table 3] presents a comparison of the parameters obtained from peanut shells and other biofuels used in boilers, such as olive stones, pine pellets, almond shells or almond kernels. lawyer.

Le plus grand avantage est le bilan neutre de CO2 en fermant le cycle du carbone que les plantes ont commencé à croître. Par conséquent, on peut dire que les émissions de la biomasse ne sont pas des polluants, car leur composition fait essentiellement partie du CO2 capté par la plante d'où provient la biomasse et la vapeur d'eau.The biggest advantage is the neutral CO2 balance by closing the carbon cycle as the plants started to grow. Therefore, we can say that biomass emissions are not pollutants, because their composition is essentially part of the CO2 captured by the plant from which the biomass and water vapor come.

L'accumulation de dépôts de cendres à l'intérieur des chaudières à biomasse pose des problèmes d'efficacité thermique et peut obstruer les conduits par lesquels circulent les gaz de combustion.The accumulation of ash deposits inside biomass boilers poses thermal efficiency problems and can obstruct the ducts through which the combustion gases circulate.

Les cendres générées après la combustion de la biomasse sont particulièrement problématiques en raison de leurs points de fusion bas et des fortes concentrations de métaux alcalins qu'elles contiennent, qui favorisent la corrosion des tuyaux et des parois de la chaudière.Ash generated after biomass combustion is particularly problematic due to its low melting points and the high concentrations of alkali metals it contains, which promote corrosion of pipes and boiler walls.

La teneur moyenne en cendres dans la coque d'arachide est de 4,26%, ce qui, comparé à d'autres biomasses, telles que les noyaux d'olive (0,77%), les noyaux d'avocat (2,86%), les granulés de chêne (3,32%) et les coques d'amande (0,55%), on peut observer que, bien que sa valeur soit élevée, elle se situe dans les valeurs moyennes de cendres produites par d'autres biocarburants utilisés dans les chaudières.The average ash content in peanut shell is 4.26%, which compared to other biomasses, such as olive pits (0.77%), avocado pits (2. 86%), oak pellets (3.32%) and almond hulls (0.55%), it can be observed that although its value is high, it is within the average values of ashes produced by other biofuels used in boilers.

Malgré tous les avantages de la biomasse comme combustible, elle pose également des problèmes techniques importants dans les chaudières. Il est très important de considérer la teneur en Cl de la biomasse, car des cendres à bas point de fusion sont générées, qui à 700–800 C, commencent à se ramollir et ont des propriétés corrosives, donc l'impact du dépôt de ces cendres sur le système doit être pris en compte.Despite all the advantages of biomass as a fuel, it also poses significant technical problems in boilers. It is very important to consider the Cl content of the biomass, as low melting point ashes are generated, which at 700–800 C, begin to soften and have corrosive properties, therefore the impact of deposition of these ash on the system must be taken into account.

S'il y a une grande quantité de dépôt de cendres, cela peut conduire à une défaillance qui peut entraîner un arrêt de la chaudière. Dans ce cas, un nettoyage manuel coûteux des surfaces de transfert de chaleur sera nécessaire.If there is a large amount of ash deposit, this can lead to a failure which may result in boiler shutdown. In this case, expensive manual cleaning of the heat transfer surfaces will be necessary.

Si nous analysons les valeurs de chlore pour les coques d'arachide, nous pouvons voir que ces valeurs sont beaucoup plus faibles que celles obtenues pour les coques d'amandes, les granulés de pin ou les noyaux d'avocat, de sorte que son utilisation comme biocarburant améliorerait les problèmes de corrosion dans les fours.If we analyze the chlorine values for peanut shells we can see that these values are much lower than those obtained for almond shells, pine pellets or avocado pits, so its use as a biofuel would improve corrosion problems in furnaces.

Les applications thermiques avec production de chaleur et d'eau chaude sont les plus courantes dans le secteur de la biomasse, bien qu'elles puissent également être utilisées pour la production d'électricité.Thermal applications with heat and hot water production are the most common in the biomass sector, although they can also be used for electricity production.

La biomasse peut alimenter un système de climatisation (chaud et froid) de la même manière que s'il était alimenté au gaz, au diesel ou à l'électricité.Biomass can power an air conditioning system (hot and cold) in the same way as if it were powered by gas, diesel or electricity.

La production thermique peut être réalisée au moyen de :Thermal production can be achieved by:

- Poêles, généralement en granulés ou en bois, qui créent une seule pièce et agissent généralement simultanément comme éléments décoratifs.- Stoves, usually made of pellets or wood, which create a single room and generally act simultaneously as decorative elements.

- Chaudières basse puissance pour maisons individuelles ou petits bâtiments.- Low power boilers for individual homes or small buildings.

- Chaudières conçues pour un bloc ou un immeuble d'appartements, qui font office de chauffage central.- Boilers designed for a block or apartment building, which act as central heating.

- Centrales thermiques qui chauffent plusieurs bâtiments ou installations (chauffage urbain) ou un groupe de maisons.- Thermal power plants which heat several buildings or installations (district heating) or a group of houses.

Normalement, la biomasse résiduelle a une teneur élevée en humidité (plus de 100% sur une base sèche), elle nécessite donc un conditionnement préalable pour une utilisation ultérieure à des fins énergétiques. La coque d'arachide a une très faible teneur en humidité (5,79%), ce qui est un grand avantage car il n'est pas nécessaire de la sécher à des fins énergétiques.Normally, residual biomass has a high moisture content (over 100% on a dry basis), so it requires prior conditioning for further use for energy purposes. The peanut shell has a very low moisture content (5.79%), which is a great advantage because it does not need to be dried for energy purposes.

Les valeurs du PCS et du PCI dans les coques d'arachide varient entre 18,572 et 18,522 MJ / kg et 17,122 et 17,100 MJ / kg, respectivement. Les variations sont très faibles lors de l'application de l'écart type, et ce sont des valeurs similaires à celles obtenues par d'autres auteurs : 18,920 MJ / kg ou 19,2 MJ / kg. Il est à noter que le pouvoir calorifique des coques d'arachide est similaire voire supérieur à celui des autres biocarburants.The values of PCS and PCI in peanut shells range between 18.572 and 18.522 MJ/kg and 17.122 and 17.100 MJ/kg, respectively. The variations are very small when applying the standard deviation, and they are values similar to those obtained by other authors: 18.920 MJ/kg or 19.2 MJ/kg. It should be noted that the calorific value of peanut shells is similar or even higher than that of other biofuels.

Par exemple, le PCS des coques d'arachide (18,547 MJ / kg) est plus élevé que celui des noyaux d'olive (17,885 MJ / kg) ou des coques d'amande (18,200 MJ / kg). Le tableau 3 montre cette comparaison et le rapport biomasse PCS / coque d'arachide PCS, qui montre qu'il n'y a pas de variations supérieures à 10%.For example, the PCS of peanut shells (18,547 MJ/kg) is higher than that of olive stones (17,885 MJ/kg) or almond shells (18,200 MJ/kg). Table 3 shows this comparison and the PCS biomass/PCS peanut shell ratio, which shows that there are no variations greater than 10%.

De nombreuses ressources couvertes par le terme de biocombustibles solides pour la production de chaleur et / ou d'électricité sont caractérisées par leur forte teneur en humidité. Le fait que les biocarburants aient toujours une certaine teneur en humidité est dû à deux causes. D'une part, il convient de garder à l'esprit que l'eau est le véhicule de transport des nutriments dans la matière végétale, c'est-à-dire que l'eau en est une composante inhérente. En revanche, les ressources considérées ici se caractérisent comme toute matière végétale par leur hygroscopicité, c'est-à-dire par leur capacité à absorber et à perdre de l'humidité selon les conditions environnementales du milieu environnant pour maintenir l'équilibre hygrométrique.Many resources covered by the term solid biofuels for heat and/or electricity production are characterized by their high moisture content. The fact that biofuels always have a certain moisture content is due to two causes. On the one hand, it should be borne in mind that water is the transport vehicle for nutrients in plant matter, that is, water is an inherent component of it. On the other hand, the resources considered here are characterized like all plant matter by their hygroscopicity, that is to say by their capacity to absorb and lose humidity according to the environmental conditions of the surrounding environment to maintain hygrometric balance.

La teneur en eau peut atteindre des valeurs encore supérieures à 60% du poids total du biocarburant, augmentant les coûts liés à sa manutention (transport, stockage et alimentation en usine) et rendant difficile la réalisation de toutes les opérations nécessaires à son transformation énergétique (broyage, densification, combustion, etc.).The water content can reach values even higher than 60% of the total weight of the biofuel, increasing the costs linked to its handling (transport, storage and supply to the factory) and making it difficult to carry out all the operations necessary for its energy transformation ( grinding, densification, combustion, etc.).

Dans le cas des coques d'arachide, sa teneur en humidité est très faible, ce qui signifie qu'aucun traitement de séchage ne serait nécessaire, ce qui en fait un biocarburant idéal pour une utilisation dans la production de chaleur dans les chaudières domestiques ou industrielles.In the case of peanut shells, its moisture content is very low, meaning that no drying treatment would be required, making it an ideal biofuel for use in heat production in domestic boilers or industrial.

3.2 Modèles prédictifs pour estimer le PCS de la coque d'arachide3.2 Predictive models to estimate the PCS of peanut shell

Le PCS (pouvoir calorifique supérieur) de la biomasse peut être calculé théoriquement à partir d'équations de corrélation qui relient la composition élémentaire de la biomasse et d'autres éléments chimiques. Le [Tableau 4] montre 20 équations de corrélation des auteurs pertinents dans ce domaine qui ont été utilisées pour calculer la valeur PCS de différentes biomasses à partir des valeurs expérimentales de leur composition élémentaire, soufre, cendres, carbone fixe et matières volatiles.The GCV (high calorific value) of biomass can be calculated theoretically from correlation equations that relate the elemental composition of biomass and other chemical elements. [Table 4] shows 20 correlation equations from relevant authors in this field that were used to calculate the PCS value of different biomasses from the experimental values of their elemental composition, sulfur, ash, fixed carbon and volatile matter.

Il convient de garder à l'esprit que les formules analysées correspondent à la prédiction PCS pour différents types de biomasse, dans laquelle le nombre d'échantillons ou la méthodologie d'analyse utilisée doivent être pris en compte. Par conséquent, il convient de noter que malgré les origines différentes des formules proposées par les différents auteurs, les résultats de prédiction du PCS à partir des coques d'arachide sont très similaires.It should be kept in mind that the analyzed formulas correspond to the PCS prediction for different types of biomass, in which the number of samples or the analysis methodology used must be taken into account. Therefore, it should be noted that despite the different origins of the formulas proposed by different authors, the prediction results of PCS from peanut shells are very similar.

Le [Tableau 5] résume les résultats obtenus en appliquant les équations du [Tableau 4][Table 5] summarizes the results obtained by applying the equations of [Table 4]

Ces résultats de prédictions nous édifient sur la valeur PCS.These prediction results tell us about the PCS value.

Si nous observons le [Tableau 5], le meilleur résultat de prédiction de la valeur PCS pour la coque d'arachide a été obtenu avec l'équation (12) avec un écart de 0,165%, suivie par l'équation (11), proposée par Demirbas et al. (2004), avec un écart de 0,259%. À la troisième place se trouve l'équation (9), proposée par Tillman (1978), avec un écart de 0,444%, et quatrièmement, l'équation (18).If we observe [Table 5], the best prediction result of PCS value for peanut shell was obtained with equation (12) with a deviation of 0.165%, followed by equation (11), proposed by Demirbas et al. (2004), with a difference of 0.259%. In third place is equation (9), proposed by Tillman (1978), with a deviation of 0.444%, and fourth, equation (18).

Seulement il convient de noter que les équations (9), (11), (12) et (18) ne nécessitent qu'un seul paramètre pour leur calcul, en supposant que le PCS est une fonction linéaire de sa teneur en carbone, puis l’équation algébrique a la forme PCS = a + b·C, où C est la teneur en carbone (%). Cela s'est avéré être la formule la plus optimale pour le calcul du PCS, avec une erreur attendue de moins de 1% en valeur absolue.Only it should be noted that equations (9), (11), (12) and (18) require only one parameter for their calculation, assuming that the PCS is a linear function of its carbon content, then the algebraic equation has the form PCS = a + b·C, where C is the carbon content (%). This turned out to be the most optimal formula for calculating the PCS, with an expected error of less than 1% in absolute value.

Il convient de noter que le carbone et l'oxygène représentent presque toujours environ 90% du poids de la biomasse et que la corrélation entre le carbone et l'oxygène est également élevée, les résultats sont donc logiques.It should be noted that carbon and oxygen almost always make up about 90% of the biomass weight and the correlation between carbon and oxygen is also high, so the results make sense.

Par conséquent, le principal avantage de cette équation est qu’en utilisant les données d'une composante élémentaire de la biomasse comme le carbone, aucun équipement de laboratoire plus sophistiqué n'est nécessaire, qui n'est pas toujours disponible partout.Therefore, the main advantage of this equation is that by using data from an elementary component of biomass like carbon, no more sophisticated laboratory equipment is needed, which is not always available everywhere.

3.3 Potentiel de la coque d'arachide pour réduire les émissions de CO23.3 Potential of peanut shell to reduce CO2 emissions

Les émissions de dioxyde de carbone dans l'atmosphère sont une préoccupation environnementale majeure. Considérée comme l'une des raisons du changement climatique, une alternative aux énergies fossiles fait son chemin : la biomasse.Carbon dioxide emissions into the atmosphere are a major environmental concern. Considered one of the reasons for climate change, an alternative to fossil fuels is making headway: biomass.

La combustion de combustibles fossiles est l'une des principales raisons du réchauffement climatique. La recherche de sources d'énergie pour remplacer le charbon ou le pétrole est nécessaire pour maintenir un développement économique durable. Cette section montre les avantages de l'utilisation des coques d'arachide comme biocarburant pour réduire les émissions de CO2.The burning of fossil fuels is one of the main reasons for global warming. The search for energy sources to replace coal or oil is necessary to maintain sustainable economic development. This section shows the benefits of using peanut shells as a biofuel to reduce CO2 emissions.

Une fois que les différents paramètres énergétiques de la coque d'arachide sont connus, sa puissance énergétique peut être calculée à partir de la production mondiale d'arachides en utilisant l'équation :Once the various energy parameters of the peanut shell are known, its energy output can be calculated from the world peanut production using the equation:

Ec = RH Pc PCS fs UcEc = RH Pc PCS fs Uc

où : Ec est le potentiel de production d'énergie utilisant la coque d'arachide comme biocarburant dans chaque pays (MWh); RH est l'humidité relative (10%);Pc est la production de coquilles d'arachide dans chaque pays (kg); PCS est le pouvoir calorifique supérieur (18,547 MJ / kg); fs est le facteur de coquille dans une cacahuète entière (30%); Uc est la conversion unitaire (0,000277778 Wh / J).where: Ec is the energy production potential using peanut shell as biofuel in each country (MWh); RH is relative humidity (10%); Pc is peanut shell production in each country (kg); PCS is the gross calorific value (18.547 MJ/kg); fs is the shell factor in a whole peanut (30%); Uc is the unit conversion (0.000277778 Wh/D).

La plus grande production d'énergie à partir de coquilles d'arachide se trouve en Chine (25 579,75 MWh), suivie par l'Inde (11 440,42 MWh), le Nigéria (5 253,69 MWh), les États-Unis (3637,60 MWh) et le Soudan (2891,79 MWh).The largest energy production from peanut shells is in China (25,579.75 MWh), followed by India (11,440.42 MWh), Nigeria (5,253.69 MWh), United States (3637.60 MWh) and Sudan (2891.79 MWh).

Dans de nombreux pays industrialisés, la biomasse représente plus de 50% de la consommation nationale d'énergie. Là, la consommation de biomasse énergétique est souvent beaucoup plus faible en raison de la contribution prédominante à la consommation de « combustibles fossiles ». Cette situation a atteint un tournant dans les années 1970 avec la première crise pétrolière, apport des « combustibles fossiles » qui nous a permis d’entrevoir l’insoutenabilité d’un modèle basé sur l’utilisation quasi exclusive de la crise fossile.In many industrialized countries, biomass represents more than 50% of national energy consumption. There, biomass energy consumption is often much lower due to the predominant contribution to “fossil fuel” consumption. This situation reached a turning point in the 1970s with the first oil crisis, the contribution of “fossil fuels” which allowed us to glimpse the unsustainability of a model based on the almost exclusive use of the fossil crisis.

Depuis lors, il y a un intérêt croissant pour les économies d'énergie et l'efficacité énergétique comme la consommation de ressources renouvelables locales, y compris la biomasse, avec le double objectif de réduction ainsi que la consommation de ressources renouvelables locales, y compris la biomasse, avec le double objectif énergie dépendance et émissions de CO2. Par conséquent, pour limiter cette augmentation des émissions, stratégique de réduire la dépendance énergétique et les émissions de CO2.Since then, there has been a growing interest in energy saving and energy efficiency such as the consumption of local renewable resources, including biomass, with the dual objective of reduction as well as the consumption of local renewable resources, including biomass, with the dual objective of energy dependence and CO2 emissions. Therefore, to limit this increase in emissions, it is strategic to reduce energy dependence and CO2 emissions.

Afin de limiter cette augmentation, des plans stratégiques tels que le cadre stratégique de l'Union européenne pour 2030 ou le plan d'énergie propre ont été mis en œuvre, dans lesquels les États-Unis s’engagent à réduire ses émissions de CO2 de 32% d'ici 2030.In order to limit this increase, strategic plans such as the European Union Strategic Framework for 2030 or the Clean Energy Plan have been implemented, in which the United States commits to reducing its CO2 emissions by 32% by 2030.

La compétitivité énergétique doit être complétée par d'autres mesures pour lutter contre le changement climatique, c'est-à-dire pour freiner l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre sans nuire à la croissance économique :Energy competitiveness must be complemented by other measures to combat climate change, that is to say, to curb the increase in greenhouse gas emissions without harming economic growth:

- Amélioration de l'efficacité.- Improved efficiency.

- Limitation des centrales électriques au charbon inefficaces- Limiting inefficient coal-fired power plants

- Baisse des émissions de méthane provenant du pétrole et du gaz.- Decrease in methane emissions from oil and gas.

- Réforme des subventions aux combustibles fossiles.- Reform of fossil fuel subsidies.

- Augmentation des énergies renouvelables, sans que leur utilisation n'entraîne une perte de concurrence par rapport aux autres pays où il n'y a pas de mesures de réduction des émissions de gaz à effet de serre.- Increase in renewable energies, without their use leading to a loss of competition compared to other countries where there are no measures to reduce greenhouse gas emissions.

Dans ce travail, la réduction de CO2 qui résulterait de l'utilisation de coques d'arachide comme source d'énergie a été évaluée en utilisant, les valeurs d'émissions totales pour 2014 (dernière mise à jour) fournies par les valeurs de la Banque mondiale de données pour 2014 (dernière mise à jour) (http://databank.worldbank.org/data/home.aspx) et les données sur la production mondiale d'arachides de la même année (2014) fournies par la FAO ont été pris comme référence.In this work, the CO2 reduction that would result from the use of peanut shells as an energy source was evaluated using the total emissions values for 2014 (latest update) provided by the values of the World Data Bank for 2014 (latest update) (http://databank.worldbank.org/data/home.aspx) and global peanut production data for the same year (2014) provided by FAO were taken as a reference.

Il a également été considéré que si l'énergie pouvant être produite à partir de coques d'arachide était produite à partir de sources d'énergie conventionnelles, celles-ci généreraient e, 0,357 t de ces CO2.It was also considered that if the energy that could be produced from peanut shells was produced from conventional energy sources, these would generate e, 0.357 t of these CO2.

Par conséquent, les économies mondiales de CO2 seraient équivalentes à si l'énergie produite par la coque d'arachide était produite par des sources conventionnelles.Therefore, global CO2 savings would be equivalent to if the energy produced by the peanut shell was produced by conventional sources.

Il est logique que les plus grandes économies d'émissions de CO2 se produisent dans les pays ayant la plus forte production d'arachides, car ils seraient les plus grands producteurs d'énergie avec ce biocarburant. Les 10 principaux pays sont : la Chine (18,22 kt), l'Inde (4,08 kt), le Nigeria (1,88 kt), le Myanmar (0,83 kt), l'Argentine (0,64 kt), le Tchad (0,44 kt), le Sénégal (0,37 kt), la Tanzanie (0,90 kt) et aux États-Unis (1,30 kt).It makes sense that the greatest savings in CO2 emissions would occur in countries with the highest peanut production, as they would be the largest producers of energy with this biofuel. The top 10 countries are: China (18.22 kt), India (4.08 kt), Nigeria (1.88 kt), Myanmar (0.83 kt), Argentina (0.64 kt), Chad (0.44 kt), Senegal (0.37 kt), Tanzania (0.90 kt) and the United States (1.30 kt).

Les résidus de biomasse sont une source potentiellement énorme de matériaux producteurs d'énergie. Cette étude a évalué les paramètres énergétiques des coques d'arachide comme un biocarburant solide possible appliqué comme source d'énergie dans les installations de chauffage industrielles et résidentielles, la réduction des émissions mondiales de CO2 qui résulterait de leur utilisation.Biomass residues are a potentially enormous source of energy-producing materials. This study evaluated the energy parameters of peanut shells as a possible solid biofuel applied as an energy source in industrial and residential heating plants, reducing global CO2 emissions that would result from their use.

Le PCS est une propriété majeure des carburants issus de la biomasse. Le PCS des coques d'arachide obtenues (18,547 MJ / kg) est plus élevé que d'autres sources de biomasse telles que les coques d'amandes (18,200 MJ / kg) ou les noyaux d'olive (17,885 MJ / kg) et similaires aux autres sources de biomasse actuellement utilisées pour l'industrie et la maison dans des applications de chauffage. Différents modèles de prédiction de la valeur PCS proposés par les scientifiques pour différents types de biomasse ont été analysés et celui qui correspond le mieux au calcul de la coque d'arachide de la biomasse a été déterminé. Par conséquent, parmi les équations mathématiques analysées pour l'estimation du PCS, les meilleures performances étaient des équations linéaires basées uniquement sur la teneur totale en carbone, qui ont montré un écart inférieur à 1% ; Plus précisément,PCS is a major property of biomass fuels. The GCV of the obtained peanut shells (18,547 MJ/kg) is higher than other biomass sources such as almond shells (18,200 MJ/kg) or olive pits (17,885 MJ/kg) and similar to other biomass sources currently used for industry and homes in heating applications. Different PCS value prediction models proposed by scientists for different types of biomass were analyzed and the one that best fits the peanut shell calculation of biomass was determined. Therefore, among the mathematical equations analyzed for PCS estimation, the best performances were linear equations based only on total carbon content, which showed a deviation of less than 1%; More precisely,

PCS = -3,147 + 0,468 C.PCS = -3.147 + 0.468 C.

Les possibilités d'applications de l'utilisation de sources d'énergie renouvelables telles que la biomasse pour remplacer la combustion de combustibles fossiles en tant que source d'énergie primaire sont vitales dans tous les pays du monde. Les arachides sont cultivées principalement en Asie, avec un taux de production mondial de 65,3%, suivies par l'Afrique avec 26,2%, les Amériques avec 8,4% et l'Océanie avec 0,1%.The potential applications of using renewable energy sources such as biomass to replace the combustion of fossil fuels as a primary energy source are vital in all countries around the world. Peanuts are grown mainly in Asia, with a global production rate of 65.3%, followed by Africa with 26.2%, the Americas with 8.4% and Oceania with 0.1%.

La réduction de CO2 qui résulterait de l'utilisation de coques d'arachide comme source d'énergie a été évaluée. Les 10 pays avec les plus fortes économies de CO2, Chine (18,22 kt), Inde (4,08 kt), Nigéria (1,88 kt), Myanmar (0,83 kt), Argentine (0,64 kt), Tchad (0,44 kt), Sénégal (0,37 kt), République-Unie de Tanzanie (0,90 kt) et aux États-Unis (1,30 kt).The CO2 reduction that would result from using peanut shells as an energy source was evaluated. The 10 countries with the highest CO2 savings, China (18.22 kt), India (4.08 kt), Nigeria (1.88 kt), Myanmar (0.83 kt), Argentina (0.64 kt) , Chad (0.44 kt), Senegal (0.37 kt), United Republic of Tanzania (0.90 kt) and the United States (1.30 kt).

Claims (2)

Dispositif de production de granulés à base de coques d’arachides comprenant :
a) une unité de granulation pour coques d’arachides
b) une unité d’adjonction d’additif bio pour réduire le taux de cendre des granulés de coques d’arachides, en vue d’optimiser la combustion dans les foyers à lits fluidisés.
Device for producing granules based on peanut shells comprising:
a) a granulation unit for peanut shells
b) an organic additive addition unit to reduce the ash content of peanut shell granules, with a view to optimizing combustion in fluidized bed hearths.
Agro pellet à base de coques d’arachides obtenu dans le dispositif de production selon la revendication 1.Agro pellet based on peanut shells obtained in the production device according to claim 1.
FR2207581A 2020-03-02 2022-07-22 Agrofuel Manden® Withdrawn FR3138145A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2002068 2020-03-02
FR2002068 2020-03-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3138145A1 true FR3138145A1 (en) 2024-01-26

Family

ID=86764637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2207581A Withdrawn FR3138145A1 (en) 2020-03-02 2022-07-22 Agrofuel Manden®

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3138145A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747972A (en) * 2008-11-28 2010-06-23 辽宁辽花粮油食品有限公司 Peanut hull biomass energy fuel and preparation method thereof
DE202015105001U1 (en) * 2015-09-21 2016-12-23 Entrade Energiesysteme Ag Fuel mixture of carbonaceous feedstocks for fixed bed gasifier to produce a product gas
CN107446650A (en) * 2017-09-19 2017-12-08 芜湖聚焰生物质能源科技有限公司 The preparation method of peanut hull biologic matter fuel
CN108219890A (en) * 2018-03-19 2018-06-29 南开大学 A kind of peanut hull biologic matter solid molding fuel and preparation method thereof
CN108659907A (en) * 2018-05-15 2018-10-16 周义泮 Clean biometric matter fuel and preparation method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747972A (en) * 2008-11-28 2010-06-23 辽宁辽花粮油食品有限公司 Peanut hull biomass energy fuel and preparation method thereof
DE202015105001U1 (en) * 2015-09-21 2016-12-23 Entrade Energiesysteme Ag Fuel mixture of carbonaceous feedstocks for fixed bed gasifier to produce a product gas
CN107446650A (en) * 2017-09-19 2017-12-08 芜湖聚焰生物质能源科技有限公司 The preparation method of peanut hull biologic matter fuel
CN108219890A (en) * 2018-03-19 2018-06-29 南开大学 A kind of peanut hull biologic matter solid molding fuel and preparation method thereof
CN108659907A (en) * 2018-05-15 2018-10-16 周义泮 Clean biometric matter fuel and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Uzun et al. Improved prediction of higher heating value of biomass using an artificial neural network model based on proximate analysis
Van Lith et al. Release to the gas phase of inorganic elements during wood combustion. Part 1: development and evaluation of quantification methods
Onochie et al. Proximate and ultimate analysis of fuel pellets from oil palm residues
Ohm et al. Study on the characteristics of biomass for co-combustion in coal power plant
Demirbas Combustion of biomass
Goldfarb et al. Second-generation sustainability: application of the distributed activation energy model to the pyrolysis of locally sourced biomass–coal blends for use in co-firing scenarios
Fajobi et al. Investigation of physicochemical characteristics of selected lignocellulose biomass
Liu et al. Assessment on oxygen enriched air co-combustion performance of biomass/bituminous coal
Buratti et al. Thermal behaviour and kinetic study of the olive oil production chain residues and their mixtures during co-combustion
Daood et al. Char oxidation study of sugar cane bagasse, cotton stalk and Pakistani coal under 1% and 3% oxygen concentrations
Schönnenbeck et al. Combustion tests of grape marc in a multi-fuel domestic boiler
Rambo et al. Characterization of biomasses from the north and northeast regions of Brazil for processes in biorefineries
Onokwai et al. Characterization of Lignocellulosic Biomass Samples in Omu-Aran Metropolis, Kwara State, Nigeria, as Potential Fuel for Pyrolysis Yields.
Demirbaş Fuel and combustion properties of bio-wastes
Bada et al. Characterization and co-firing potential of a high ash coal with Bambusa balcooa
Praspaliauskas et al. Study of chemical composition of agricultural residues from various agro-mass types
Xue et al. Enhanced devolatilization during torrefaction of blended biomass streams results in additive heating values and synergistic oxidation behavior of solid fuels
Al Afif et al. Experimental and simulation study of hydrochar production from cotton stalks
Suleiman et al. Optimization of bioethanol production from nigerian sugarcane juice using factorial design
Camargo et al. Physicochemical properties of sugarcane industry residues aiming at their use in energy processes
FR3138145A1 (en) Agrofuel Manden®
Bousdira et al. Chemical characterization of phoenicicole biomass fuel in algerian oasis: Deglet Nour and Ghars cultivars case
Kaniapan et al. Experiment analysis on the characteristic of empty fruit bunch, palm kernel shell, coconut shell, and rice husk for biomass boiler fuel
Wilaipon Durian husk properties and its heating value equation
Kantova et al. Mechanical and energy properties of pellets formed from walnut shells blended with spruce sawdust

Legal Events

Date Code Title Description
PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20240126

ST Notification of lapse

Effective date: 20240306