Granulés agricoles à faible taux d’émissions, les premiers résultats du projet Bran Blending

Matthieu Campargue (à gauche) et Vincent Naudy lors des tests de granulation au laboratoire RAGT Energie à Albi, photo Frédéric Douard

Le principal objectif du projet Bran Blending (Voir détails du projet) consiste à granuler et à tester l’aptitude à la combustion des granulés préparés à partir des matières premières agricoles initialement sélectionnées : anas de lin, bale de riz, issues de céréales, marc de raisin, miscanthus, paille de blé, paille de blé lessivée, paille de chanvre, paille de colza et sarment de vigne.

Appréciation de la difficulté à la granulation des différents coproduits sélectionnés
RAGT Energie a mis en place une méthodologie stricte pour la granulation afin d’obtenir une tenue correcte des granulés et une homogénéité de caractéristiques entre les lots pour les tests de combustion. Plusieurs essais préalables ont été nécessaires pour déterminer l’humidité optimale, le meilleur taux de compression de la filière et le débit optimal de granulation pour chacune des matières premières. Le taux de compression est un élément capital de la granulation car il est nécessaire d’obtenir des granulés qui sont suffisamment durs pour résister aux différentes manipulations.

Les résultats seront présentés sous forme de tableaux de données sur : l’humidité initiale de la matière première, l’humidité corrigée de la matière première pour la granulation, le taux de compression de la filière, le débit de granulation et l’appréciation de la difficulté à la granulation. En conclusion, l’aptitude à la granulation reste très variable selon les matières premières. Le sarment de vigne se granule très facilement (meilleure aptitude) tandis que le panic érigé, le miscanthus et la bale de riz ont une aptitude à la granulation plus délicate (problèmes de frictions, échauffement, de production de fines, de faible débit de production,…). Pour les autres matières premières l’aptitude à la granulation est correcte.

Granulés de sous-produits agricoles mélangés, photo Frédéric Douard

Résultats de la première campagne d’essais de combustion des granulés agricoles
Les essais en combustion ont été réalisés par la société SOCOR AIR dans une chaudière Polycombustible à grille mobile Guntamatic Powercorn. Pour tous les essais, la puissance de la chaudière a été maintenue à 30 kW afin de garantir des conditions de tests équivalentes pour tous les échantillons. Les émissions de NOx, SOx et CO ainsi que le rendement de combustion ont été mesurées en continu. La plupart des comportements avait été prévue :

  • émissions élevées de NOx pour les granulés issus de matières premières à fort taux d’azote ;
  • formation de mâchefer pour les granulés de matières premières dont les composants chimiques font que la température de déformation des cendres est basse.

La chaudière utilisée pour la campagne de tests en 2011, photo Frédéric Douard

Certains granulés n’ont pas montré de problèmes particuliers au niveau des émissions. C’est le cas du miscanthus, du panic érigé et de l’anas de lin. D’autres ont présenté un fort taux de CO, malgré un rendement constant (entre 85 et 90%) pour l’intégralité des échantillons, le réglage de combustion s’effectuant automatiquement par sonde lambda de la chaudière. Ce fut le cas pour le marc de raisin, la paille de colza et les sarments de vigne. La campagne d’essai a montré des résultats positifs assez inattendus pour certains combustibles au niveau du taux de cendres et de la formation de mâchefer (paille de colza, miscanthus), au niveau des émissions (sarments de vigne, issues de silo). A la suite de cette première campagne, des tests d’optimisation de granulation et de réglage de la chaudière seront effectués afin d’analyser les conséquences au niveau des émissions de CO des échantillons problématiques.

Prochaine échéance : seconde campagne de mélanges de coproduits et de tests de combustion
Suite aux enseignements de la première campagne d’essais de combustion, il a été décidé de préparer neuf (9) mélanges parmi ces mêmes matières premières initiales pour la seconde campagne d’essais. Ces mélanges seront constitués de manière à limiter les problèmes liés prioritairement aux cendres, mâchefers, oxydes d’azote et particules, mais aussi au dioxyde de soufre et à l’acide chlorhydrique. La campagne de mélange aura lieu au mois de février 2012 et sera suivie de la seconde campagne d’essais de combustion.

Modélisation de la flamme au laboratoire RAGT Énergie, photo Frédéric Douard

L’équipe technique

  • F. Douard – Bioénergie Promotion (chef de file)
  • L. Badji – Coordinateur du projet
  • M. Campargue – Ragt Energie
  • S. Caillat – Ecole des Mines de Douai
  • C. Lambre – Laboratoire Socor
  • H. Dacquin – Laboratoire Socorair
  • C. Rantien – Coordination technique Ademe

Contact : Lamine BADJI
laminebadji- at -gmail.com

    

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