Biogastechnik Süd GmbH
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Évaporation des résidus de fermentation Vapogant - Traitement intelligent des résidus de fermentation pour les installations de biogaz

Notre installation prépare le digestat de l’installation de biogaz afin qu’il se transforme en un engrais concentré utilisable et à teneur en eau réduite.
Nous extrayons une grande partie de l'eau du digestat par évaporation sous vide à l’aide de la chaleur résiduelle de la cogénération. Dans le même temps, l'azote volatil est abattu de manière à minimiser les pertes pendant l'épandage, l'azote étant alors disponible sous forme de solution de sulfate d'ammonium (SSA).
L'objectif est d'utiliser la chaleur résiduelle disponible pour épaissir ou enrichir 100 % des produits issus de la fermentation dans l'usine de biogaz. Ceci est obtenu grâce à une très grande capacité d'évaporation de 2,5 litres par kW de puissance thermique. Avec une installation de 500 kW, cela correspond thermiquement à une réduction de volume d'environ 10.000 m³ par an.
Le système est disponible en modules de 400 kW ou 500 kW.

Avantage de stockage - 70 % d'économie sur les capacités de stockage des résidus de fermentation

Stockage des résidus de fermentation
Stockage des résidus de fermentation
  • Le digestat épaissi dispose d’un volume largement inférieur, permettant d’économiser jusqu’à 70 % des capacités de stockage du digestat.
  • Traitement du digestat par évaporation comme alternative à la construction de réservoirs de digestat supplémentaires .
  • Aucun problème supplémentaire pour le stockage du digestat dû à la modification de l'AwSV et de l'ordonnance sur les engrais.

Avantage de transport - moins de transport grâce à moins de volume

application de digestat
application de digestat
  • Volume plus faible signifie moins de trajets (décongestion des routes et de la population)
  • Moins de traversées des champs grâce à des substances nutritives sous forme concentrée.
  • Le risque lié aux intempéries est diminué et de meilleurs rendements sont obtenus lors de l'épandage.

Avantage de la gestion des nutriments - valorisation des résidus de fermentation

Gestion efficace des éléments nutritifs
Gestion efficace des éléments nutritifs
  • Valorisation du digestat en solution de sulfate d’ammonium (SSA) apte pour le transport et en engrais concentré.
  • Moins de pertes d’azote grâce aux émissions d’ammoniac dans les champs et donc économie d’achat d’azote.
  • Meilleure gestion des substances nutritives: les substances nutritives peuvent être utilisées avec beaucoup plus d'efficacité et de façon plus ciblée grâce aux fractions séparées des substances nutritives.

Avantage de l'utilisation de la chaleur - efficace et tout au long de l'année

Utilisation efficace et raisonnable de la chaleur tout au long de l'année.
Utilisation efficace et raisonnable de la chaleur tout au long de l'année.
  • Utilisation efficace et judicieuse de la chaleur tout au long de l’année.
  • Prime cogénération plus sûre grâce à la production efficace d’engrais.
  • Intégration simple dans les installations existantes (même en cas de valorisation partielle de la chaleur).

Structure de l'évaporation des résidus de fermentation Vapogant

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Description du processus : épaississement et lavage de vapeurs d’ammoniac

Le traitement du digestat par évaporation est précédé d’une opération de séparation mécanique au cours de laquelle le digestat est séparé en une phase liquide et une phase solide à l’aide d’un tamis à mailles serrées (par ex. 0,5 mm).

La matière sèche (phase solide) est stockée dans un espace adapté et peut être utilisée pour un engrais ciblé en fonction des besoins. En dehors de la période d'épandage, celle-ci peut être par exemple stockée en plein air ou dans un silo.
La phase liquide est introduite au processus de traitement du digestat par évaporation.

Lors de cette opération, la phase liquide est alors chauffée et mise sous vide. Une partie de la phase liquide s’évapore, le digestat devient alors plus épais et plus concentré. Ce processus est répété dans un autre évaporateur. La récupération de chaleur permet une évaporation économe en énergie et une utilisation multiple de la chaleur.

La phase gazeuse produite par la chaleur et le vide est libérée de l'ammoniac à l'aide de l’addition d’acide sulfurique dans le laveur de vapeurs. Au cours de ce processus, l’ammoniac est transformé en sulfate d’ammonium et devient plus concentré.
Le stockage de la solution de sulfate d’ammonium (SSA) peut s’effectuer dans des conteneurs séparés.

Après évaporation au cours du processus et extraction de l'ammoniac, la vapeur est alors condensée en eau (distillat) dans des échangeurs de chaleur. Le distillat est stocké dans des réservoirs de stockage. Après refroidissement dans la tour de refroidissement pour matières sèches et humides, le distillat alors refroidi est utilisé comme fluide de refroidissement par ex. dans les échangeurs de chaleur du condensateur.

La fermeture hermétique de l’installation permet à ce processus d’être pauvre en émissions.

La dépression nécessaire au processus d’évaporation faible en énergie est produite à l’aide d’une pompe à vide. Celle-ci est raccordée à la salle des gaz de l’installation de biogaz afin que les gaz résiduels provenant des produits issus de la fermentation soient évacués de manière plus sûre dans l’installation de biogaz.
Là, ils sont soit métabolisés par voie microbienne (par ex. le H2S, qui est converti en soufre) soit brûlés dans le cogénérateur (CH4).

Le concentré (liquide épaissi du digestat) est récupéré à la fin du processus de manière étanche. Ce digestat est alors concentré et contient toutes les substances nutritives qui se trouvent également dans les résidus de fermentation non transformés et non séchés – à l’exception de l’ammoniac. Cette substance légèrement volatile est concentrée sous forme de solution de sulfate d’ammonium (SSA).
La SSA est ensuite stockée dans un réservoir séparé et peut être utilisé ou vendue comme engrais minéral.

Capacité d'évaporation de l'installation

L’unité de traitement du digestat par évaporation Vapogant présente une conception modulaire. La capacité d'évaporation peut atteindre 2,5 litres par kW (thermique), en fonction de la température de départ, de l'écart de température et de la teneur en MS à l'entrée et à la sortie de l'installation.

Circuit d'une installation de biogaz avec Vapogant

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Flux du substrat

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Bilan de masse

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Composition du digestat

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1 Digestat issu du digesteur
2 Matière sèche par séparation
3 Phase liquide après séparation
4 Distillat : L'eau extraite du digestat pour être rejetée, évaporée ou utilisée comme eau de traitement
5 Phase liquide sous forme de concentré
6 Solution de sulfate d'ammonium (SSA)

Valorisation des distillats

Le distillat issu du processus d'évaporation, qui a été nettoyé à l'aide d'un laveur de vapeur, peut être traité de différentes manières en fonction des besoins du client.

Utilisation du distillat pour l’exploitation

eau de lavage
eau de lavage
Pour cela, il existe différentes possibilités d’utilisation pour l’exploitation :
stockage de l’eau pour être utilisée comme eau de lavage pour l’étable et les surfaces, comme eau de dilution pour la protection des cultures et pour les engrais liquides, etc.

Utilisation du distillat pour l’exploitation

l’exploitation
l’exploitation
L’exploitation de l’installation nécessite un système de refroidissement. Ainsi, une partie de l’eau peut être également évaporée directement de manière continue dans la tour de refroidissement. Par ailleurs, l’eau refroidie est utilisée comme fluide de refroidissement.

Épaississement du distillat par la tour de refroidissement pour matières humides

Épaississement par la tour de refroidissement
Épaississement par la tour de refroidissement
L’eau peut être déversée ou infiltrée dans un effluent de manière continue ou en combiné avec un module de préparation du distillat branché en amont.

Stockage de la SSA ou dosage dans le digestat

Le sulfate d’ammonium produit dans l’installation peut être utilisé selon les souhaits des clients de différentes manières:

Dosage direct dans le digestat

fertilisation azotée
fertilisation azotée
La SSA est directement dosée dans le digestat (phase liquide épaissie) :
méthode la plus simple d’introduction dans le système pour une pleine utilisation de l’azote

Stockage séparé

Réservoir de stockage SSA
Réservoir de stockage SSA
La SSA est directement dosée dans le digestat (phase liquide épaissie) :
méthode la plus simple d’introduction dans le système pour une pleine utilisation de l’azote.

Stockage de l’acide sulfurique

L’acide sulfurique est ajouté au procédé. Il se lie à l'ammoniac et forme ainsi une solution de sulfate d'ammonium (SSA).

Il existe plusieurs façons de stocker l'acide sulfurique.
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Contrôle entièrement automatisé de l'évaporation des résidus de fermentation Vapogant

Représentation entièrement automatisée et visualisée du processus de la commande sur un écran tactile multitouch de 15".

Données techniques

Caractéristiques du système à 2 niveaux avec extraction de chaleur jusqu'à 400 kW

Volume d’aspiration : jusqu'à 2000 l/h de digestat à 40 °C*
Teneur en MS : max. 6 %
Taille des particules dans le digestat : < 0,5 mm
Concentration sur la teneur en MS : jusqu’à 15 % **
Capacité distillée : env. 2,5 l/kWh thermique ***
Électricité distillat : env. 1000 l/h **
Température de départ : 86 °C
Température de retour : jusqu’à 73 °C
Extraction de chaleur: jusqu’à 400 kW
Dimensions L x l x H en m : 16,5 x 4 x 6,4

    * Digestat issu de la fermentation provenant d’installations de biogaz alimentées par l’agriculture.
  ** En cas de concentration supérieure à 15% jusqu’à 25% max. de MS, les données relatives à la performance diminuent.
*** En cas de récupération de chaleur, les indications diminuent également

Caractéristiques du système à 2 niveaux avec extraction de chaleur jusqu'à 500 kW

Volume d’aspiration : jusqu'à 2000 l/h de digestat à 40 °C*
Teneur en MS : max. 6 %
Taille des particules dans le digestat : < 0,5 mm
Concentration sur la teneur en MS : jusqu’à 13 % **
Capacité distillée : env. 2,5 l/kWh thermique ***
Electricité distillat : env. 1250 l/h **
Température de départ : 86 °C
Température de retour : jusqu’à 73 °C
Extraction de chaleur: jusqu’à 500 kW
Dimensions L x l x H en m : 16,5 x 4 x 6,4

   * Digestat issu de la fermentation provenant d’installations de biogaz alimentées par l’agriculture.
  ** En cas de concentration supérieure de 13 % à 25 % au maximum de MS, les données relatives à la puissance diminuent.
*** En cas de récupération de chaleur, les indications diminuent également

Les données de puissance des deux systèmes se réfèrent à une température de départ constante et à une température de l'air ambiant maximale de 27 °C.

Téléchargements Vapogant

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