Accueil > Solutions et produits > Génération de vapeur/eau chaude

Génération de vapeur/eau chaude

Emispec propose des solutions industrielles de conversion thermochimique de la biomasse, de déchets ultimes triés post recyclage et/ou de matières résiduelles post consommation pour des applications de :

  • Chauffage hydronique (eau chaude)
  • La génération de vapeur (Institutionnel / Industriel)
  • La cogénération électrique

Les générateurs ou chaudières transforment et transmettent l'énergie contenue dans la biomasse à un fluide. Ils sont composés au minimum de deux éléments : d'un foyer (ou se déroule la combustion) et d'un échangeur (où se produit le transfert de la chaleur vers le fluide).

Nous vous proposons des solutions à trois éléments :

  1. Une chambre de gazéification pour l'extraction des gaz combustibles à partir de biomasse bois, résidus forestiers, boues organiques et déchets ultimes triés post recyclage
  2. Un foyer de combustion pour convertir les gaz combustibles en chaleur
  3. Un échangeur de chaleur pour transférer la chaleur vers un fluide– soit pour de l'eau chaude, soit pour de la vapeur ou soit pour un caloporteur  d'huile thermique de type CalFlow ou Therminol

 

Le tableau suivant énumère les solutions systèmes que nous offrons. Nous sommes en mesure d'assembler une équipe multidisciplinaire de professionels pour la réalisation clé-en-main de projets de chaufferies urbaines et/ou de bouilloires industrielles  pour une grande gamme de puissance. Le cahier de charge peut inclure l'équipement de préconditionnement de la biomasse, les réserves de carburant, les chaudières/bouilloires, l'instrumentation ainsi que l'équipement de traitement des gaz.

Des plateformes industrielles robustes éprouvées en chantier


Les applications  Les plateformes  Les capacités 
Les chaufferies urbaines  Chiptec Série Phoenix 1 à 20 mmBtu/hr
  Chiptec Série B 20 à 50 mmBtu/h
     
Les bouilloires industrielles alimentées de copeaux Chiptec Série B 20 à 50 mmBtu/h
  WTEC gazéificateur    150 à 500 tonnes/jour
     
Les bouilloires alimentées à l'écorce WTEC gazéificateur  150 à 500 tonnes/jour
     
Les unités thermiques alimentées de déchets ultimes triés WTEC gazéificateur B.G.S. > 6 m3/jours de matières
     

Les unités thermiques alimentées de boues, d'huiles usées et/ou de résidus liquides

WTEC gazéificateur B.G.S. > 6 m3/jours de matières
     

La réduction volumétrique  de déchets ultimes solides &

liquides

WTEC gazéificateur M.G.S.

1.0 à 6,5 m3/jour

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

Les Avantages :

  • Système robuste, simple d'opération sans pièces mobiles.
  • Des efficacités de conversion de l'ordre de 90% pour une efficacité combinée de l'ordre de 78% pour la génération d'eau chaude et/ou de vapeur.
  • Des taux de modulation "turn-down ratio" excédant 10 :1; ce qui évite le requis d'opérer avec deux chaudières en tandem.
  • La possibilité d'opérer le système en mode "dormance" pour plusieurs heures; ce qui permet de réagir quasi instantanément à des variations soudaines d'appel de puissance soit pour de l'eau chaude ou de la vapeur. Ce requis est commun dans le secteur hospitalier par exemple.
  • Valorisation d'une biomasse humide avec des taux d'humidité pouvant atteindre plus de 50% w.c.
  • Permet la valorisation de biomasse avec des taux de cendres de l'ordre de 5%.
  • Permet le traitement de la biomasse souillée contenant des impuretés telle que le sable et la terre.

Le lien suivant illustre une étude de cas fa it pour l'implantation d'une chaufferie à la biomasse dans une serre de culture de tomates.

Fichier étude de cas

 

gazeificateur-chiptec-serie-b-g.jpg Voici un lien du site web Middlebury College dans l'état du Vermont aux États-Unis qui illustre une chaufferie urbaine de 800 BHP en fonction sur le site du College. La chaufferie est constituée d'un système de gazéification Chiptec alimenté de copeaux de bois fournit par un producteur local.

 

Pourquoi la gazéification?

  • Utilisation optimale du pouvoir calorifique de la biomasse et/ou de la matière résiduelle
  • Système plus tolérant aux variations ponctuelles de la matière à traiter
  • Conversion énergétique d'une matière avec un haut taux d'humidité  (< 55% w.c.)
  • Conversion énergétique d'une matière souillée par la terre et le sable sans mettre en péril les échangeurs de chaleur
  • Permettre la valorisation énergétique de déchets ultimes triés à l'état brut
  • Rendre accessible des taux de modulation > > 3:1 sans le besoin d'opérer avec deux chaudières
  • Gestion simplifiée du contrôle des émissions de particules fines
  • Diminution des émissions polluantes

 

 

Usine de gazéification W2E BOS à Husavik en Islande, traitement des déchets ultimes triés de pneus, de boues d'abattoir et de déchets Biohazard (DASRI).

La chaudière et/ou la bouilloire biomasse est une solution de chauffage à la fois écologique et économique même si à l'achat, elle peut se révéler plus chère qu'une chaudière traditionnelle. Elle fournit de l'énergie, par la combustion de matières totalement renouvelables, à moindre coût avec près de 30 % d'économie par rapport au prix du mazout.

De plus, la chaudière biomasse présente un faible taux d'émission de CO2. Selon les besoins et les moyens de chacun, on a le choix entre les chaudières qui permettent l'utilisation de plusieurs types de combustibles à la fois, celles à chargement manuel ou automatique. A noter que la durée de vie d'une chaudière biomasse est d'une quinzaine d'années. Cette durée de vie varie suivant la qualité de l'installation ainsi que de l'entretien du matériel.

Nos solutions de conversion énergétique de la biomasse font appel au processus de gazéification pour la génération de chaleur, d'électricité et de combustible gazeux dénommée gaz de bois, gas pauvre ou syngas.

La gazéification de la biomasse & de la matière résiduelle se distingue par rapport à la combustion traditionnelle :

  • 1 Kg de bois 20 MJ  ~  2,4 KWh/Kg (humide). La combustion complète requiert  6kg d'air  par kg de bois.  Le mélange air/combustible solide est parfois difficile!
  • Un incinérateur à pour objet de brûler les résidus directement sous conditions de combustion "full-air or excess-air". Dans la plupart des cas, deux chambres de combustion sont utilisées car la combustion est incomplète. Un incinérateur ne produit pas de carburant gazeux "syngas"; mais bien un flux d'air chaud (sale, contenant de la fumée, des particules & des composantes non brûlées telles CO, C, métaux lourds, etc).
  • À l'opposé, un gazéificateur convertit les résidus en carburant gaz "syngas"; et dans une deuxième étape brûle ce carburant sous conditions de combustion "excess-air".
  • La gazéification génère du gaz pauvre   CO + H2. La combustion requiert 5kg d'air  par kg de gaz. Le mélange est relativement efficace.
  • Le gaz pauvre brûle mieux car le mélange air/carburant se fait mieux.
  • La gazéification s'opère à une température plus basse.
    • Minimise les problèmes de vitrification
    • Minimise les problèmes de corrosion associés avec la liquéfaction des alcalins - "sputtering"
    • Contribue à la diminution du taux d'émissions de particules fines
  • On observe des différences marquées dans la couleur, la texture et le volume des cendres produites
    • Noire, pâteuse; ~ 30% du poids pour un incinérateur conventionnel versus  blanche, sec & poudreuse;  ~ 10% du poids pour un gazéificateur

Les échangeurs de chaleur

L'échangeur de chaleur permet le transfert de la chaleur au fluide. Les chaudières biomasse sont principalement équipées de deux types d'échangeurs: les échangeurs à tube de fumées et les échangeurs à tubes d'eau.

Pour les échangeurs à tubes de fumées, les gaz de combustion circulent dans des tubes placés dans l'eau de la chaudière. Les échangeurs à tubes de fumées actuels sont généralement à deux ou trois passages de fumées. Ils sont majoritairement positionnés à l'horizontal, mais il existe des modèles verticaux. Le premier parcours est constitué par la chambre de post-combustion, le deuxième et le troisième correspondent aux faisceaux tubulaires. Pour favoriser les échanges thermiques, le temps de séjour des gaz à l'intérieur des faisceaux tubulaires doit être élevé. Les chaudières à tubes de fumées répondent à des besoins de production d'eau chaude classique, voire d'eau surchauffée, et sont généralement utilisées pour les chaudières de petites et de moyennes tailles jusqu'à 30 MW.

Pour les échangeurs à tubes ou lames d'eau, contrairement aux échangeurs à tubes de fumées, les gaz de la combustion transmettent la chaleur à l'eau qui circule à l'intérieur des tubes de l'échangeur. Il existe plusieurs types de chaudières à tubes d'eau : les chaudières à circulation naturelle, à circulation forcée et les générateurs de vapeur. Les chaudières à tubes d'eau représentent la majorité des chaudières vapeur en service actuellement et sont généralement utilisées pour les chaudières de moyennes et grandes  tailles (de 10 à 900 MW).