Etude comparative des caractéristiques de quelques charbons de bois vendus dans la Ville de Kinshasa et du biogaz produit à partir des déchets organiques ménagers

Abstract

Description du sujet: Cette étude aborde la problématique de déforestation et de pollution de l’air intérieur causée par l’utilisation des  charbons de bois dans la Ville de Kinshasa et la possibilité de leur remplacement par le biogaz produit à partir des déchets organiques  ménagers.

Objectif:Ce travail vise à identifier et à caractériser les charbons de bois vendus dans la Ville de Kinshasa afin de trouver ceux  qui sont moins polluants mais avec des pouvoirs calorifiques élevés d’une part et d’autre part, de produire le biogaz à partir des déchets  organiques ménagers rencontrés dans la Ville de Kinshasa et de comparer son pouvoir calorifique à celui du meilleur charbon de bois  trouvé.

Méthodes: L’identification et la caractérisation physico-chimique de quelques charbons de bois vendus dans la Ville de Kinshasa  et des déchets organiques ménagers étaient faites. Ensuite, une analyse comparative des caractéristiques de ces charbons de bois et du  biogaz produit était réalisée, en exploitant notamment leur pouvoir calorifique inférieur (PCI).

Résultats: Les résultats de cette étude  indiquent que Millettia laurentii (PCI = 8,45 kWh/kg), Erythrophleum africanum (PCI = 8,29 kWh/kg) et Eucalyptus camaldulensis (PCI =  7,87 kWh/kg) avaient des PCI dans la plage rencontrée dans la littérature pour des charbons de bois de bonne qualité. Hymenocardia  acida (PCI = 6,43 kWh/kg) avait le plus faible PCI de tous les charbons de bois analysés, Pentaclethra eetveldeana (PCI = 7,42 kWh/kg) et  Eucalyptus camaldulensis avaient des teneurs en humidité relativement élevées (~ 8 %). Ces teneurs en humidité élevées pourraient  causer une forte pollution de l’air intérieur suite à la toxicité élevée du CO produit lors de la combustion incomplète, comparés à d’autres  charbons de bois qui avaient des teneurs en humidité faibles (~ 4 %). Le PCI de biogaz produit était de 6,46 kWh/m3 . Cette quantité  d’énergie pourrait substituer jusqu’à 76,45 % l’utilisation des charbons de bois de Millettia laurentii pour une quantité de ce dernier évaluée à 1 kg.

Conclusion: Millettia laurentii était le meilleur charbon de bois trouvé en termes de faible pouvoir polluant et de PCI  élevé. La substitution efficace des charbons de bois par le biogaz issu des déchets organiques ménagers dans la Ville de Kinshasa ne  serait possible qu’en cas de la mise en œuvre de cette technologie en grande échelle et en optimisant le rendement en méthane de ces  déchets.

English title: Comparative study of the characteristics of some charcoal sold in the Kinshasa city and biogas produced from household organic waste  

Description of the subject: This study addresses the problem of deforestation and indoor air pollution caused by the use of charcoal in  the Kinshasa city and the possibility of replacing charcoal with biogas produced from household organic waste.

Objective: This work aims  to identify and characterize the charcoal sold in the Kinshasa city in order to find those that are less polluting but with high calorific  values on the one hand, and on the other, to produce biogas from the household organic waste encountered in the Kinshasa city and  compare its calorific value with that of the best charcoal found.

Methods: The identification and physico-chemical characterization of  some charcoal sold in the Kinshasa city and household organic waste were carried out. Next, a comparative analysis of the characteristics  of these charcoal and the biogas produced was carried out, exploiting in particular their lower heating value (LHV).

Results: The results  of this study indicate that Millettia laurentii (LHV = 8.45 kWh/kg), Erythrophleum africanum (LHV = 8.29 kWh/kg) and Eucalyptus  camaldulensis (LHV = 7.87 kWh/kg) had LHV within the range found in the literature for good quality charcoal. Hymenocardia acida (LHV  = 6.43 kWh/kg) had the lowest LHV of all the charcoal analyzed, Pentaclethra eetveldeana (LHV = 7.42 kWh/kg) and Eucalyptus camaldulensis had relatively high moisture contents (~ 8 %). These high moisture contents could cause high indoor air pollution due to  the high toxicity of CO, produced during incomplete combustion, compared with other charcoal which had low moisture contents (~ 4 %).  The LHV of the biogas produced was 6.46 kWh/m³ . This amount of energy could substitute up to 76.45 % the use of charcoal from  Millettia laurentii for a quantity of the latter evaluated at 1 kg.

Conclusion: Millettia laurentii was the best charcoal found in terms of low  pollutant power and high LHV. Efficient substitution of charcoal by biogas from household organic waste in Kinshasa city would only be possible if this technology were implemented on a large scale and by optimizing the methane yield from these waste.