Sonae peut utiliser l’énergie des déchets de bois grâce aux multicyclones ACS

Article paru dans le Bioénergie International n°44 de juin-juillet 2016

Ensemble Hurricane ACS chez Sonae à Mangualde, photo ACS

Ensemble Hurricane ACS chez Sonae à Mangualde, photo ACS

Le constructeur Advanced Cyclone Systems (ACS) vient de concevoir et de fournir clés en mains à la société Sonae Indústria sur son site de Mangualde au Portugal, un système Hurricane pour la capture de cendres volantes issues de la combustion de déchets de bois. Sonae Indústria est l’un des plus importants producteurs de panneaux à base de bois dans le monde.

Mangualde_ACS47 - webLe système ACS à été installé en aval d’un filtre cyclonique existant, en sortie d’une chaudière à huile thermique.

Le problème à résoudre

Avant l’intervention d’ACS, pour sécher sa fibre de bois, la matière qu’elle utilise pour fabriquer les panneaux de « medium », la société était contrainte d’utiliser un générateur d’air chaud alimenté par la combustion de gaz naturel, alors qu’elle disposait de la quantité suffisante de chaleur dans les gaz d’échappement de sa chaudière à huile thermique.

Car le gros inconvénient de l’utilisation directe de ces gaz de combustion du bois comme air de séchage, est que les particules fines brûlées et imbrûlés qui se trouvent dans les gaz, sont ensuite incorporées à la fibre séchée et finalement au produit final. Les panneaux résultant de ce type de séchage étaient systématiquement rejetés par les contrôles qualité.

Sonae a ainsi demandé à ACS de résoudre ce problème et de permettre l’utilisation de la chaudière à biomasse existante pour éviter de consommer du gaz naturel.

Et contrainte supplémentaire pour ACS, le système à imaginer et à dimensionner, devait pouvoir faire face à des conditions de fonctionnement saisonnières très variables en raison de la différence de teneur en eau de la biomasse entre l’été et l’hiver.

Schéma de principe de l'installation ACS chez Sonae à Mangualde - Cliquer sur l'image pour l'agrandir.

Schéma de l’installation ACS chez Sonae à Mangualde – Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

Conditions de conception en été :

  • Type de particules : écorce et déchets de pin
  • Température du débit de gaz : 303ºC
  • Débit réel : 247 000 m³/h
  • Débit normal (à 0°C et 1013,25 hPa) : 104 000 Nm³/hsec
  • Concentration d’entrée maximale : 239 mg/Nm³sec
Prévision maximale et minimale de l’efficacité en été

Prévision maximale et minimale de l’efficacité en été

Conditions de conception en hiver :

  • Type de particules : écorce et déchets de pin
  • Température du débit de gaz : 278ºC
  • Débit réel : 271 000 m³/h
  • Débit Normal (à 0°C et 1013,25 hPa) : 96 000 Nm³/hsec
  • Concentration d’entrée maximale : 353 mg/Nm³sec
Prévision maximale et minimale de l’efficacité en hiver

Prévision maximale et minimale de l’efficacité en hiver

La solution conçue par ACS

Selon les connaissances acquises par ACS après des années de travail avec l’Université de Porto, le constructeur a réalisé une batterie de cyclones Hurricane numériquement optimisés à même de purifier les gaz chauds en sortie de la chaudière à biomasse. En effet, de par le dimensionnement précis réalisé, la géométrie des Hurricane maximise la collecte des particules, tout en minimisant le ré-entraînement, tout cela sans imposer des pertes de charge importantes.

Solution ACS avec 10 batteries de 8 cyclones Hurricane en ø 800 mm

Solution ACS avec 10 batteries de 8 cyclones Hurricane en ø 800 mm

Résultats vérifiés :

  • Concentration d’entrée : 880 mg/Nm³sec
  • Efficacité de séparation : 91,2%
  • Concentration de sortie < 77mg/Nm³sec
  • Perte de charge < 1 k Pa

Conclusion

Les résultats ont été meilleurs que prévu en termes d’efficacité de séparation, permettant à Sonae d’utiliser de la biomasse de qualité inférieure et d’humidité plus élevée pour alimenter sa chaudière tout en restant sous un seuil de concentration de particules permettant de produire un panneau de qualité supérieure.

Vue de l'installation ACS chez Sonae à Mangualde, photo ACS

Vue de l’installation ACS chez Sonae à Mangualde, photo ACS

En outre, le système peut désormais travailler avec une perte de charge toujours inférieure à 1 kPa grâce à la nouvelle forme des sorties de fumées : il en résulte une économie d’énergie électrique et un retour sur investissement plus court.

Contacts :

Frédéric Douard

Le magazine Bioénergie International est disponible :

Informations de contact de ACS

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Rua de Vilar 235, 3ºEsq
PT-4050-626 Porto
+351 910 766 018
Helder Teixeira
@ www.advancedcyclonesystems.com helder.teixeira@acsystems.pt
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