Valorisation énergétique des fibres naturelles :
Développement de granules
biocombustibles améliorées
PROJET de RECHERCHE
...
Sources: Wood Pellet Association of Canada – photo du dôme, journal Le Soleil – Biomass market Argusmedia.com juil 2014
ph...
Objectif du projet
Produire des granules de qualité
avec un pouvoir calorifique supérieur:
Buts fixés:
1. Instrumenter une...
« De qualité » - nos cibles
Copeaux
de bois
notre granule Granules
de bois
torréfiées
Charbon
de bois
Charbon
fossile
Huil...
Cibles: critères mécaniques et physiques
Source: Garcia-Maraver - 2011
Exemple d’une norme d’Europe – granules à usage ind...
Principe de la granulation
différentes épaisseurs
=
compressions différentes
Filières de 15 cm de
diamètre
100 trous de 6 ...
Paramètres opératoires
Mélange ou produit Épaisseur de la filière
Graines de maïs 72mm
Alfalfa (herbes) 42mm
Bois résineux...
Montage de la granuleuse
Granuleuse de laboratoire
Capacité 50-90kg/h (théorique)
Moteur 5,5 kW
Trémie chauffée
Acquisitio...
1er phase: essais exploratoires
Quelques essais pour :
• Ajustements techniques,
• Cerner les domaines de concentrations e...
Exemples de mesure
Résistance à la
compression diamétrale
Résistance à la flexion 3 points
10 /15
Force avant éjection de
...
Exemple de mesure / résultat
Test d’abrasion
des granules
ou durabilité aux transports
% de granules restantes
après abras...
Principaux résultats: granule améliorée
Formulation
Eau
(% base
humide)
Graine
(% base sec)
Résistance à
l'abrasion en %
H...
Conclusion
Granule de qualité à partir d’un mélange de
15-20% de graines
15-20% d’humidité
avec une filière de 50 mm d’épa...
Avant d’aller plus loin ...
 Taux de retour énergétique à calculer
bouleau blanc: 16 m3/ha moyenne
8 T /ha (sec)
graine d...
Merci
Valorisation énergétique des fibres naturelles:
Développement de granules biocombustibles améliorées
à base de boule...
Prochain SlideShare
Chargement dans…5
×

Développement de granules améliorées à base de bouleau blanc et de canola

1 391 vues

Publié le

Par William Belhadef m.ing. et Ahmed Koobaa, directeur du Laboratoire des biomatériaux de l’UQAT.

Des granules combustibles intégrants le bouleau blanc et des graines de canola, c’est possible : Une opportunité d’affaires à évaluer pour les secteurs forestier et agricole régional.

Publié dans : Environnement
0 commentaire
0 j’aime
Statistiques
Remarques
  • Soyez le premier à commenter

  • Soyez le premier à aimer ceci

Aucun téléchargement
Vues
Nombre de vues
1 391
Sur SlideShare
0
Issues des intégrations
0
Intégrations
673
Actions
Partages
0
Téléchargements
8
Commentaires
0
J’aime
0
Intégrations 0
Aucune incorporation

Aucune remarque pour cette diapositive
  • Politique européenne, mix énergétique
    Port de quebec - Angleterre DRAX,
    Place boursiere – voir Foex.fi site publique Finnish options exchange
    Prix saisonnier

  • Résultat idéal final recherché
    Cahier des charges: manipulable, bonne conservation
    Faire des essais expérimentaux – Contradictions physiques (huile/liant) et technique (glissement/compression)
    Trouver une ou des solutions rentables – solutions apparentes
  • Composition et pcs
    Hypothèse
  • Norme européennes de qualité – majorité est exportée
    Norme particulière – industriel – densité maximum – car broyage et vitesse combustion ralentie
  • Tasser presque continuellement de la sciure de bois
    Forme de filière plate
  • Conditions opératoires à suivre
  • Essais préliminaires sur les mesures
  • Méthode pour Comparaison / départager
  • Abrasion 10 min dans une boite et tournant 50 tr/min
  • Compilation des mesures
    Modéliser : trouver l’équation d’une courbe
    diminution rendement de la chaudière avec humidité
  • Contrat BTU livrées/annuel – livraison par bateau
  • Énergie couteuse en énergie et en dollars : rentabilité
    Cycle de vie - ACV
  • Développement de granules améliorées à base de bouleau blanc et de canola

    1. 1. Valorisation énergétique des fibres naturelles : Développement de granules biocombustibles améliorées PROJET de RECHERCHE Maîtrise en ingénierie William BELHADEF 8eme activité Filière biomasse en Abitibi-Ouest SADC le 26 mars 2015, à La Sarresous la direction de Pr. Ahmed KOUBAA Sébastien MIGNEAULT
    2. 2. Sources: Wood Pellet Association of Canada – photo du dôme, journal Le Soleil – Biomass market Argusmedia.com juil 2014 photo de la centrale Drax à Selby – Chris Allen Pourquoi améliorer le pouvoir calorifique prix – env 180$/t au port des Pays-Bas Transport: 20 - 35 $/t par bateau Silos du port à Québec 2 /15 Centrales thermiques : • kg CO2 /t transportée • $/MWh énergie • MJ /t-km ou $/t-km de transport Centrale Selby, Royaume-Uni
    3. 3. Objectif du projet Produire des granules de qualité avec un pouvoir calorifique supérieur: Buts fixés: 1. Instrumenter une petite granuleuse commerciale en une granuleuse de laboratoire; 2. Suivre un plan d’expérience pour identifier les meilleures conditions opératoires. 3 /15 bouleau blanc + graines de canola
    4. 4. « De qualité » - nos cibles Copeaux de bois notre granule Granules de bois torréfiées Charbon de bois Charbon fossile Huile de canola bouleau graine de canola Humidité % 30 - 55 7-10 8-9 1 - 5 1 - 5 10 - 15 - Densité en vrac Kg/m3 200 – 300 550-650 650 650 - 800 180 - 240 800 - 850 915 Pouvoir calorifique (PCS) MJ/kg 7 - 12 18-20 27 18 - 24 30 - 32 23 - 28 39 Densité énergétique MJ/Litre 1.4 – 6 8-11 18 12 - 19 5 - 8 18 - 24 32 - 34 Source: SECTOR - MRNFQ correspond à un mélange 15-20% de graines 4 /15
    5. 5. Cibles: critères mécaniques et physiques Source: Garcia-Maraver - 2011 Exemple d’une norme d’Europe – granules à usage industriel 5 /15
    6. 6. Principe de la granulation différentes épaisseurs = compressions différentes Filières de 15 cm de diamètre 100 trous de 6 mm trace sous le rouleau rouleau filière sciure dessous 1 2 3 6 /15 2
    7. 7. Paramètres opératoires Mélange ou produit Épaisseur de la filière Graines de maïs 72mm Alfalfa (herbes) 42mm Bois résineux 30mm Bois durs 42 mm Sources: Leaver -1982; Ryder-2011; Stelte-2012; brevet US-2005.0230872 pour des granules de 6 mm de diamètre 7 /15 Les principaux:  la température d’opération,  l'humidité du mélange à granuler,  la géométrie de la filière, …
    8. 8. Montage de la granuleuse Granuleuse de laboratoire Capacité 50-90kg/h (théorique) Moteur 5,5 kW Trémie chauffée Acquisition des données sur PC TREMIE et VIS MOTEUR TETE GRANULATION 8 /15
    9. 9. 1er phase: essais exploratoires Quelques essais pour : • Ajustements techniques, • Cerner les domaines de concentrations en graine et en humidité, • Voir les influences de la granulométrie et du débit d’alimentation… 9/349 /15 2ème phase: plan d’expérience Paramètres fixés : • Taux de compression de 8, soit 50 mm/6 mm, • Alimentation en sciure/graine: 80°C, • Granulométrie: taille de 0.5 à 1.4 mm... Paramètres variés: • Compositions du mélange, • Débit d’alimentation / temps de séjour, • Vitesse de rotation de la filière... Expérimentations
    10. 10. Exemples de mesure Résistance à la compression diamétrale Résistance à la flexion 3 points 10 /15 Force avant éjection de la filière force d’écrasement force de rupture
    11. 11. Exemple de mesure / résultat Test d’abrasion des granules ou durabilité aux transports % de granules restantes après abrasion 11 /15 taux en humidité de la sciure composition-encanola %22,52017,515 % 22,5 20 17,5 15 > – < 97 97 98 98 J7 durabilité durabilité vs composition en canola et humidité de l'alimentation FRAGILE DURS Exemple de résultats sur l’abrasion
    12. 12. Principaux résultats: granule améliorée Formulation Eau (% base humide) Graine (% base sec) Résistance à l'abrasion en % Humidité % après 7 jours Pouvoir calorifique MJ/kg Débit 12 kg/h 15% 15% 92 8 à 11 25% 25% 97 20% 25% 98 20% 20% 98 Débit 30 kg/h 15% 15% 71 15% 25% 97 25% 25% 89 20% 15% 95 20% 20% 98 Norme (exemple) limites >97,0 < 10,0 >17,0 Sciure de bouleau blanc 14 20 Graine de canola broyée 4 28 Huile de canola - 39 Littérature: bouleau blanc 18,8 – 20,8 MJ/kg granule de bois torréfié 18 – 24 MJ/kg 12 /15 22 à 23
    13. 13. Conclusion Granule de qualité à partir d’un mélange de 15-20% de graines 15-20% d’humidité avec une filière de 50 mm d’épaisseur temps de séjour dans la filière: 20-25 sec  Pouvoir calorifique amélioré de 10 % par rapport à des granules génériques: 22 kJ/kg contre 20 kJ/kg 13 /15
    14. 14. Avant d’aller plus loin ...  Taux de retour énergétique à calculer bouleau blanc: 16 m3/ha moyenne 8 T /ha (sec) graine de canola: 1.5 T /ha ~ 30% de l’énergie contenue dans la granule 100% bois = énergies pour la coupe, granulation, transport…  Essais de performance en combustion: tests en chaudière 14 /15 Sources: MRNFQ – 2005 ; La financière agricole du Québec – 2011 Hanne K. Sjolie - 2011  Abaisser le taux d’humidité de la granule: essais avec d’autres filières / géométrie de canal…
    15. 15. Merci Valorisation énergétique des fibres naturelles: Développement de granules biocombustibles améliorées à base de bouleau blanc et de graine de canola un merci pour l’aide apportée par CFNO CTRI Les Œufs Richard

    ×