Brevet FR3067719A1 (20181221)

REVENDICATIONS.\n<CLM>\1\tProcédé de méthanisation en continu en voie visqueuse dans un fermenteur divisé en compartiments ou cuves de fermentation à ciels de gaz fermés et à pression variable caractérisé en ce qu'il comporte les étapes : D'introduction et de transfert d'une matière épaisse à fermenter, à forte viscosité comportant au moins 12% de matière sèche dans un premier compartiment maintenu à une température de préférence hyperthermophile, puis dans plusieurs compartiments maintenus à une température de préférence thermophile, De mélange du substrat en fermentation dans les secteurs d'agitation de chaque compartiment par le biogaz comprimé détendu sous des plaques de dérivation fixées au plancher, De régulation du transfert du substrat en fermentation d'un compartiment à l'autre par l'aspiration créée par le flux de gaz sous pression de part et d'autre de la paroi de séparation des compartiments, De régulation du pH du premier compartiment à 5,5 environ, de préférence en température hyperthermophile, pour produire du dihydrogène, D'ajustement de la pression partielle de dioxyde de carbone dans le ciel de gaz fermé des autres compartiments pour contenir le pH, de préférence en dessous de 7,3, De recirculation du gaz contenant du dihydrogène produit dans les premiers compartiments à travers des rampes microporeuse situées sur le plancher dans de préférence dans le dernier compartiment, et optionnellement D'introduction de dihydrogène exogène dans le ciel de gaz du dernier compartiment par les rampes microporeuses situées sur le plancher du fermenteur du dernier compartiment pour produire du biométhane à au moins 95% de CH4.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 dans lequel le mélange du substrat visqueux est effectué en détendant ponctuellement et successivement dans chaque secteur d'agitation un volume de gaz sous une pression déterminée, en fonction de la viscosité mesurée du substrat, dans plusieurs injecteurs de gaz sous des plaques de dérivation intégrées au plancher.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendications 2 qui comporte la mesure de la viscosité de la matière épaisse en fermentation permettant d'ajuster le débit du gaz d'agitation dans les secteurs de chaque compartiment.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 2 ou 3 dans lequel l'ajustement des débits, de la durée et de la fréquence d'agitation par le gaz comprimé détendu dans chaque secteur d'agitation est réalisé en fonction de la viscosité mesurée.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 4 dans lequel la mesure de la viscosité est effectuée par la mesure du débit de gaz comprimé dans un caisson à volume et à une pression données détendu dans un secteur d'agitation sur une durée donnée, les valeurs de viscosité associées aux 28 pressions, durées et débits ayant été, au préalable, prédéterminées et étalonnées par un viscosimètre industriel.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 dans lequel la détente du gaz comprimé est effectuée dans un injecteur de gaz composé d'une part de plusieurs embouts à l'extrémité de tuyaux d'amené du gaz sous pression suffisamment étroits pour que le substrat visqueux ne puisse refluer dans le tuyau de gaz et d'autre part d'une plaque de dérivation du gaz détendu.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 dans lequel la recirculation du gaz est effectuée par surpression du biogaz produit dans les premiers compartiments dans, au moins, le dernier compartiment. 10\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 7 dans lequel la diffusion du gaz est effectuée par des rampes microporeuses de diffusion de gaz, intégrées au plancher pour éviter la coalescence de bulles de gaz évacuées dans le ciel de gaz. 9.Procédé selon la revendication 1 dans lequel la régulation du pH du substrat en fermentation dans, de préférence le dernier compartiment, est effectuée par l'ajustement de la pression 15 partielle de dioxyde de carbone dans le ciel de gaz.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 9 dans lequel la régulation de la pression partielle de dioxyde de carbone est effectuée par l'ajustement de la pression totale en fonction du taux de dioxyde de carbone et du volume de ciel de gaz par le moyen de vannes à ouverture variable sur chaque ciel de gaz. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 qui comporte la régulation de l'équilibre acido-basique par l'ouverture de la vanne sur la canalisation de transfert entre les compartiments lors de l'agitation du secteur de proximité engendrant l'aspiration d'un compartiment à l'autre et donc le flux puis le reflux du substrat de l'autre côté de la paroi.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 dans lequel la régulation d'un pH proche de 5,5 dans le 1° 25 compartiment est réalisé par le maintien à une température hyperthermophile, de préférence entre 65 et 70°C, par l'adaptation du temps de séjour hydraulique du substrat en fermentation entre un et trois jours et par la recirculation ajustée de jus acides obtenues par la concentration en matière sèche du digestat entre le premier compartiment et le deuxième compartiment.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 11 et 12 dans lequel la production d'une quantité et 30 d'une qualité recherchée de jus acide à recirculer est réalisée en ajustant le temps de séjour hydraulique et le taux de matière sèche du 10 compartiment et le taux de matière sèche du 2° compartiment.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 dans lequel la recirculation du biogaz produit dans les compartiments amont et contenant du dihydrogène est effectuée dans le dernier compartiment 35 aval au moyen de rampes microporeuses situées sur le plancher du fermenteur pour enrichir le taux de méthane du biogaz par l'activité des bactéries hydrogénophile. 29\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 et 14 dans lequel l'introduction de dihydrogène exogène à l'installation dans le gaz recirculé dans le substrat du dernier compartiment est effectuée par les rampes de diffusion microporeuses.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 15 dans lequel le calcul du volume de dihydrogène à introduire par les rampes microporeuses est réalisé selon l'équation de quatre moles de dihydrogène pour une mole de dioxyde de carbone par la mesure du volume de dioxyde de carbone solubilisé obtenu par le calcul du volume de dioxyde de carbone introduit et par le maintien de la pression partielle de dioxyde de carbone nécessaire.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1 et 16 dans lequel le contrôle pour ajuster le volume 10 de dihydrogène est réalisé en intégrant les analyses en continu de la composition du gaz dans le ciel de gaz, la mesure de la pression totale dans le ciel de gaz, le calcul du volume du ciel de gaz, le volume de gaz comprimé dans le ciel de gaz intégrant la pression totale et le calcul de la pression partielle de dioxyde de carbone calculée par le taux de dioxyde de carbone dans le gaz confiné. 15\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 1, 16 et 17 dans lequel des actions correctrices pour produire un biométhane se concentrant dans le ciel de gaz avec au moins 95% de taux de méthane sont réalisées en adaptant la pression totale dans le ciel de gaz du dernier compartiment en fonction de la pression partielle de dioxyde de carbone et le débit de dihydrogène exogène introduit par les rampes microporeuses. 20\n<CLM>\1\tDispositif de méthanisation conçu pour mettre en oeuvre le procédé de méthanisation en continu en voie visqueuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend un fermenteur divisé en compartiments ou cuves de fermentation à ciels de gaz fermés et à pression variable.\n<CLM>\1\tDispositif de méthanisation selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend des 25 rampes microporeuses intégrées au plancher, lesdites rampes microporeuses étant destinées à éviter la coalescence des gaz recirculés et du dihydrogène exogène introduit.