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3. mars 2023L’avenir appartient aux granulés de bois
Valorisation énergétique des sous-produits de scieries
Depuis leur introduction sur le marché allemand il y a une quinzaine d’années, les granulés de bois connaissent un véritable succès. En 2015, l’Allemagne a produit à elle seule environ deux millions de tonnes de pellets. En 2016, environ 390 000 chauffages à granulés étaient en service en Allemagne. Les centrales électriques de grande taille, qui consomment jusqu’à 1,2 million de tonnes de pellets par an et par installation, constituent des moteurs de croissance supplémentaires. De plus en plus de centrales électriques conventionnelles au charbon se tournent vers les granulés de bois pour produire de l’énergie, afin d’atteindre les limites imposées par la loi en matière d’émissions de CO2. En effet, contrairement aux énergies fossiles, l’utilisation des granulés de bois est pratiquement neutre en termes d’émissions de CO2 et donc respectueuse du climat. Parmi les principaux producteurs européens de pellets, citons la société Industrie du Bois Vielsam & Cie. s.a. (IBV) en Belgique, qui possède sa propre scierie ainsi que sa propre centrale électrique. Pour la production annuelle de 150 000 tonnes de granulés, l’entreprise mise sur des sécheurs à bande basse température à faibles émissions équipés de bandes de process de GKD – Gebr. Kufferath AG.
Le groupe IBV, actif dans la transformation du bois, est constitué de trois sociétés indépendantes implantées dans trois sites, dont deux en Belgique et un en Allemagne. L’achat d’une petite scierie en 1999 est à l’origine de la création de la société belge IBV. Un an plus tard, une nouvelle ligne de sciage a permis de plus que doubler la capacité de sciage des grumes, qui est passée d’environ 300 000 mètres cubes à 650 000 mètres cubes de résineux. En 2006, la scierie a élargi sa gamme de produits en y ajoutant la fabrication de produits de sciage séchés et rabotés. Pour subvenir aux besoins énergétiques nécessaires à un séchage économique et écologique, IBV a converti sur le site de Vielsalm l’ensemble du processus de production, afin d’obtenir un approvisionnement en électricité et en chaleur neutre en CO2. L’entreprise y est parvenue grâce à la construction de sa propre centrale de chauffage biomasse, qui valorise énergétiquement les sous-produits de la scierie et fonctionne selon le principe de la cogénération. La centrale produit 20 mégawatts d’électricité, dont environ 30 % sont utilisés pour couvrir l’ensemble des besoins en électricité de l’entreprise. Les 70 % d’énergie verte restants sont injectés dans le réseau électrique public. Dans le même temps, la centrale produit 45 MW de chaleur, qui sont utilisés pour le séchage de tous les sous-produits du bois. La chaleur récupérée est exploitée aussi bien pour alimenter les chambres de séchage du bois de sciage que pour la production de granulés. Il est actuellement prévu de tripler la capacité du groupe au cours des trois prochaines années. En 2013, une grande scierie d’une capacité de 500 000 mètres de bois résineux, une centrale biomasse de cogénération d’une puissance thermique de 52 MW et une usine de granulés de bois d’un volume de production annuel de 250 000 tonnes ont été mises en service dans un nouveau site en France.
Deux sécheurs à basse température pour le séchage des copeaux
Sur le site de 32 hectares de Vielsalm en Belgique, le complexe planifié en 2006, composé d’une centrale électrique et d’une usine de pellets, occupe environ 6 hectares de la superficie. Quotidiennement, 85 camions de grumes et 60 camions de biomasse sont livrés à l’entreprise, qui tourne 24 heures sur 24, 365 jours par an. Conformément aux spécifications du client, les grumes livrées sont triées, enregistrées en trois dimensions par ordinateur et mesurées. Le sciage à façon est effectué dans la scierie. Les sous-produits de ce processus – sciure et copeaux – sont réduits en particules d’une taille inférieure à 10 mm par des déchiqueteuses à rotor et des broyeurs à marteaux. Les copeaux de bois ainsi obtenus sont transportés vers les installations de séchage des copeaux via un vaste système de convoyage. IBV utilise deux sécheurs à bande basse température de type KUVO de la société Swiss Combi/W.Kunz dryTec AG, d’une surface de 205 m² chacun. Les sécheurs superposés peuvent être exploités individuellement, mais fonctionnent en parallèle. Des vis de dosage permettent de répartir les copeaux à sécher sur toute la surface du tapis en toile tissée perméable à l’air CONDUCTO® 5065 de GKD, assurant un transport en continu. Des rouleaux égalisateurs garantissent une épaisseur de couche uniforme pour une hauteur d’alimentation de 80 mm. Des échangeurs de chaleur positionnés au-dessus du tapis sont alimentés par l’énergie thermique de la centrale de chauffage et chauffés à 80 °C. Des ventilateurs d’aspiration installés sous le tapis aspirent l’air chaud de séchage par dépression à travers la couche de produit et le tapis. Ce faisant, celui-ci se sature d’humidité, mais se charge aussi de poussière.
Bande de process CONDUCTO® pour le séchage et la filtration des poussières
La conception particulière de la toile tissée rend le tapis pour sécheurs très perméable à l’air malgré la faible ouverture de maille, tout en garantissant une rétention fiable de la poussière. Sa capacité de rétention efficace fait qu’il n’est pas nécessaire de recourir à toute autre mesure externe d’épuration de l’air pour respecter les niveaux d’émission fixés par les seuils en vigueur en Belgique. En fin de bande, la poussière est évacuée avec les copeaux. La couche supérieure sèche est décollée et évacuée. La couche humide résiduelle est évacuée par une vis d’extraction et acheminée par une vis de recirculation vers une deuxième vis de répartition. Celle-ci étale à nouveau la couche déjà préséchée de manière uniforme, en tant que couche supérieure, sur le gâteau multicouche. L’air chaud de séchage, qui repasse une deuxième fois sur le gâteau, extrait l’humidité résiduelle de la couche supérieure et la couche sèche ainsi obtenue est à nouveau décollée. L’air humide est évacué vers l’extérieur par un ventilateur. En fonction de la quantité de chaleur disponible et du degré d’humidité résiduelle obtenu, le sécheur adapte automatiquement la vitesse du tapis. À l’entrée du sécheur, les copeaux présentent une teneur en eau de 58 %. Au cours du processus, cette teneur diminue jusqu’à 8 % en sortie du sécheur. Le taux d’humidité qui y est mesuré sert de paramètre de régulation de la vitesse de transport. Pendant le processus de séchage, le gâteau de copeaux perd la moitié de son poids. 18 tonnes de vapeur d’eau par heure sont évacuées vers l’extérieur. Une brosse rotative élimine les copeaux résiduels qui adhèrent au tapis. En outre, un nettoyeur à haute pression nettoie la bande du sécheur à intervalles réguliers.
Des émissions dix fois inférieures aux limites fixées
Ce qui a été déterminant pour l’utilisation chez IBV des sécheurs à basse température équipés du tapis en toile tissée CONDUCTO®, c’est leur concept technique éprouvé et leur excellente réputation. Christian explique des avantages de l’installation : « Grâce à l’utilisation des tapis en toile tissée, aucun autre traitement de la poussière n’est nécessaire. Nous restons presque dix fois en dessous de la valeur limite de la concentration de poussière autorisée. » En Belgique, une concentration de 20 mg de poussière par mètre cube normalisé est autorisée (alors qu’en Allemagne, cette limite est de 30 mg/mètre cube normalisé). La valeur mesurée dans le sécheur à bande chez IBV est de 2,7 mg par mètre cube normalisé. Les tapis en toile tissée de type CONDUCTO® 5065 ont été livrés avec l’installation. « Les tapis fonctionnent en continu depuis 2008 », précise Christian Gebele. « Ils sont d’une fiabilité à toute épreuve et ne présentent aucune trace d’usure. » Comme les sécheurs sont installés en extérieur, les tapis sont exposés à des conditions météorologiques extrêmes. En hiver notamment, lorsque les températures sont négatives, la robustesse de la toile tissée est régulièrement mise à rude épreuve. Des écarts de température de -10 °C pour la température extérieure à 80 °C pour la température de séchage ne sont pas rares dans ce cas. Les tapis en toile tissée assurant le transport en continu résistent sans problème à ces sollicitations, tout comme aux fortes contraintes mécaniques. Cela vaut également pour les bords extérieurs des tapis, qui sont soumis à des sollicitations particulières. En dépit de leur grande largeur de tissage, les tapis pour sécheurs CONDUCTO® présentent une stabilité transversale absolue. Résistants à la traction, présentant une grande précision de déplacement et résistants à l’abrasion, les tapis d’environ 6 m de large et 70 m de long répondent durablement aux exigences d’IBV. Des fils de bronze tissés dans le sens de défilement empêchent la formation de charges électrostatiques, conformément à la norme ATEX. Les bonnes propriétés de rétention de la structure en toile tissée empêchent les particules de copeaux de s’infiltrer, réduisent les besoins de nettoyage et garantissent ainsi une production exempte de perturbations. Cette robustesse et cette longévité font que les tapis pour sécheurs de GKD restent, pour Christian Gebele, le média privilégié pour un séchage efficace des copeaux. C’est pourquoi quatre de ces sécheurs et tapis en toile tissée seront utilisés dans la nouvelle usine en France. Les premières planifications pour la mise en service de deux autres sécheurs de copeaux ont également été initiées pour la Belgique. L’objectif est d’exploiter à moyen terme huit de ces sécheurs basse température.
Alternative respectueuse du climat à fort potentiel d’économies
Les copeaux séchés sont à nouveau broyés après avoir été stockés dans un tampon. Sous forme de particules d’une granulométrie inférieure à 3 mm, ils sont injectés axialement sous haute pression dans la presse à pellets et comprimés radialement à travers les filières. Les pellets IBV sont certifiés DIN Plus en tant que pellets de qualité pour le marché des consommateurs privés. La majeure partie des 150 000 tonnes produites annuellement – ce qui correspond à une production de 20 tonnes ou 30 m³ par heure – est toutefois actuellement destinée à l’industrie belge, pour la production d’électricité. Les granulés de bois revêtent une importance croissante en tant qu’alternative aux énergies fossiles, respectueuse du climat et bon marché. Leur utilisation est carboneutre, c’est-à-dire que leur combustion libère la même quantité de dioxyde de carbone (CO2) que celle absorbée par l’arbre au cours de sa vie. En tant que combustible régional renouvelable et constamment disponible, ils permettent une indépendance vis-à-vis du fioul et du gaz naturel, dans un contexte de ressources fossiles limitées. Actuellement (décembre 2016), les granulés de bois sont en Allemagne jusqu’à 25 % moins chers que le gaz naturel et jusqu’à 18 % moins chers que le fioul, ce qui va accélérer leur utilisation industrielle comme source d’énergie. Cette tendance s’applique à toute l’Europe. L’industrie de transformation du bois s’y adapte en créant des entreprises de production de plus en plus grandes et de plus en plus performantes. Les sécheurs basse température à faibles émissions jouent un rôle crucial dans la production industrielle efficiente de granulés de bois de haute qualité. Dans ces installations, les tapis pour sécheur en toile tissée du type CONDUCTO® 5065 allient une grande perméabilité à l’air pour une ouverture de maille réduite à une résistance thermique et mécanique élevée. Leur utilisation permet de faire l’économie de traitements supplémentaires pour respecter les valeurs limites de pollution par les poussières. Christian Gebele, responsable du Département Énergie, est convaincu de l’avenir de cette technologie : « Je suis très satisfait de l’efficacité de la séparation des poussières, de la robustesse et de la résistance aux intempéries des tapis pour sécheurs de GKD. Nous continuerons d’utiliser ces tapis dans nos futures installations. »
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