FR2944217A1 - Procede de captage du dioxyde de carbone avec integration thermique de la regeneration avec la chaine de compression - Google Patents

Abstract

La présente invention porte sur un procédé de captage du CO par adsorption, avec compression du CO récupéré, pour son transport et son stockage souterrain. On récupère la chaleur produite par la compression du flux riche en CO dans les compresseurs K1 à K6 pour vaporiser le fluide de purge qui permet de régénérer les solides adsorbants. L'intégration thermique entre l'étape de compression et l'étape de régénération permet de réduire la consommation énergétique du procédé.

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de captage du CO2 dans des fumées de combustion par adsorption et la compression du CO2 purifié pour son transport et stockage.

CONTEXTE Une grande partie de l'énergie est produite par la combustion des ressources fossiles qui rejette du CO2 dans l'atmosphère. Ces émissions font augmenter la concentration du CO2 dans l'atmosphère et provoquent un réchauffement climatique. Pour limiter l'ampleur de ce réchauffement, il est nécessaire de réduire les émissions de 002 liées à la production d'énergie. Une solution consiste à capter puis stocker le CO2 émis par combustion, notamment dans des centrales électriques. Un procédé de captage du CO2 sépare le CO2 des autres constituants des fumées issues de la combustion des ressources fossiles et permet ainsi de transporter le CO2 sous forme concentrée dans un lieu de stockage souterrain. De cette façon, le CO2 est séquestré dans réservoir souterrain au lieu de le rejeter dans l'atmosphère. Un inconvénient des procédés de captage de CO2 est qu'ils consomment eux même de l'énergie. Dans une centrale électrique, l'installation d'un procédé de captage réduit alors le rendement énergétique dans la centrale : une partie de l'énergie produite par la combustion des ressources fossiles est consommée par l'unité de captage. Pour éviter la production de CO2 par le procédé dont l'objet est d'éviter le rejet de CO2, il est primordial de minimiser la consommation énergétique, notamment la consommation des ressources fossiles, du procédé de captage. Pour capter le CO2, le procédé de référence est à ce jour l'absorption du CO2 par une solution basique, par exemple par une solution aqueuse de monoethanolamine. Ce procédé présente plusieurs inconvénients : la consommation énergétique pour la régénération de l'amine est importante et la dégradation de l'amine cause des problèmes de corrosion. Il existe plusieurs alternatives au procédé d'absorption par solvant, par exemple, la séparation du CO2 par membrane ou la séparation du CO2 par adsorption. L'adsorption sur un solide évite les problèmes de corrosion et peut potentiellement réduire le coût énergétique de la régénération. ÉTAT DE L'ART ANTERIEUR

Un procédé d'adsorption est un procédé cyclique dans lequel on effectue une étape d'adsorption de CO2 en alternance avec une étape de régénération de l'adsorbant. Il y a deux possibilités pour régénérer l'adsorbant : par modulation de la température ou par modulation de la pression partielle du composé à adsorber ou désorber.

Les procédés utilisant une modulation de la température sont couramment nommés "TSA" ou "Temperature Swing Adsorption". L'adsorbant est chauffé par une source de chaleur externe ou, plus souvent, par un gaz chaud traversant le lit contenant le solide adsorbant. A cause de l'inertie thermique, les "TSA" sont caractérisés par un temps de cycle relativement long. Les procédés utilisant une modulation de la pression, plus précisément la pression partielle, sont couramment nommés "PSA" ou "Pressure Swing Adsorption". Pour régénérer l'adsorbant, la pression dans l'adsorbeur est abaissée. Si la pression de désorption est inférieure à la pression atmosphérique on utilise aussi le terme "VSA" ou "Vacuum Swing Adsorption". La réduction de la pression peut être utilisée en combinaison avec un gaz de purge qui assiste à la désorption. Les procédés "PSA" sont bien connus pour la purification de flux composé d'H2, mais sont rarement utilisés pour le captage du CO2 dans les fumées de combustion. Le document JP 7080246 A2 décrit l'utilisation d'un "VSA" pour traiter les fumées d'une centrale au charbon. Les fumées sont d'abord déshumidifiées (par adsorption), le CO2 est ensuite adsorbé dans une deuxième colonne. L'adsorbant est régénéré sous vide. Le document propose une solution pour réduire la consommation de gaz nécessaire pour régénérer la colonne de déshumidification. Néanmoins le déshumidificateur en amont de l'adsorbeur du CO2 pénalise l'efficacité du procédé parce qu'une partie de l'énergie est dépensée pour adsorber et désorber l'eau dans le déshumidificateur. Un procédé d'adsorption qui ne nécessite pas une charge sèche serait donc largement préférable. Le document US 6,755,892 B2 décrit l'utilisation des solides dans un procédé de captage du CO2 par adsorption, alternant entre des étapes d'adsorption et de désorption. Trois modes de désorption sont proposées : (i) la désorption en température via une source de chaleur externe, (ii) la désorption en température par un chauffage directe avec de la vapeur d'eau, (iii) la désorption sous vide. Aucune préférence n'est donnée entre ces trois modes de désorption. Or, la consommation énergétique d'une régénération en température ou sous vide n'est pas du tout équivalente. La présente invention propose d'optimiser l'étape de désorption afin de minimiser le coût énergétique du procédé de captage. Une unité de captage de CO2 est composée d'une section de captage et d'une section de compression du CO2 capté. Le CO2 est comprimé généralement à 110 bar pour pouvoir le transporter sous forme supercritique jusqu'à un site de stockage. La chaîne de compression du CO2 génère de la chaleur à une température relativement basse.

Le procédé selon l'invention propose de récupérer la chaleur générée par la compression du CO2 et d'adapter les conditions de régénération du solide adsorbant afin de pouvoir utiliser la chaleur disponible pour effectuer la régénération de l'adsorbant. L'enjeux est d'adapter les conditions opératoires de l'adsorption et de désorption afin d'optimiser l'intégration thermique avec la chaîne de compression du CO2.

RÉSUMÉ DE L'INVENTION

Procédé pour capter le CO2 contenu dans des fumées de combustion, dans lequel on effectue les étape suivantes : a) les fumées de combustion sont mises en contact avec un solide adsorbant le CO2 de 10 manière à obtenir un gaz appauvri en 002 et un solide adsorbant chargé en 002, puis b) on introduit un gaz de purge dans le solide adsorbant chargé en CO2 pour régénérer le solide et obtenir un flux gazeux riche en CO2, c) on effectue au moins une compression du flux gazeux riche en 002 pour obtenir un flux gazeux comprimé, puis 15 d) on effectue un refroidissement du flux gazeux comprimé par échange de chaleur avec un fluide frigorigène pour condenser une portion liquide dudit flux gazeux comprimé et obtenir un fluide frigorigène réchauffé, e) on recycle le fluide frigorigène réchauffé pour constituer au moins une partie dudit gaz de purge à l'étape b). 20 Selon l'invention, après l'étape d), on peut séparer la portion liquide dudit flux gazeux comprimé et dans lequel on peut recycler au moins une première partie de ladite portion liquide pour constituer au moins une partie dudit fluide frigorigène. On peut recycler au moins une deuxième partie de ladite portion liquide condensée à 25 l'étape b) pour constituer une partie dudit gaz de purge. On peut vaporiser ladite deuxième partie de ladite portion liquide condensée. On peut effectuer : l'étape a) à une pression comprise entre 1 bar absolu et 3 bars absolu et à une température comprise entre 50°C et 90°C, 30 l'étape b) à une pression comprise entre 0,05 bar absolu et 0,8 bars absolu et à une température comprise entre 50°C et 110°C.

Le gaz de purge peut être choisi parmi l'eau et un alcool. Le solide adsorbant peut être choisi parmi un solide obtenu par immobilisation d'une 35 amine sur un support, une zéolithe, un MOF.

Les fumées de combustions peuvent être produites par l'une des installations suivantes : une centrale électrique, une raffinerie, une cimenterie, une installation de sidérurgie.

L'intégration thermique avec la chaîne de compression, selon l'invention, permet de chauffer le gaz de purge à la température nécessaire, en minimisant l'apport d'énergie externe. De plus, puisque le gaz de purge provoque la désorption du CO2, la pression dans l'adsorbeur pendant la phase de désorption peut être augmentée par rapport à un mode de régénération sous vide sans gaz de purge. Le fait de pouvoir augmenter la pression de l'absorbeur lors de la désorption, permet de diminuer la consommation d'énergie électrique des compresseurs. Il est également possible de réduire le nombre d'étages de compression et ainsi diminuer les coûts d'investissement.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION D'autres avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite ci-après en se référant aux figures parmi lesquelles : la figure 1 représente un mode de réalisation du procédé selon l'invention, la figure 2 un procédé d'adsorption dépourvu de l'intégration thermique selon la présente invention.

En référence à la figure 1, le procédé de captage du CO2 par adsorption utilise au moins deux colonnes de solide adsorbant, représentées par les colonnes Cl et C2. Selon l'invention, les solides adsorbants sont mis en oeuvre selon un procédé de type "PSA". Une colonne est en mode adsorption pendant que l'autre colonne est en mode régénération ou désorption. Les colonnes fonctionnent alternativement et successivement entre le mode adsorption et le mode régénération. Les procédés "PSA" sont bien connus de l'homme de l'art et il y a évidemment la possibilité de construire des cycles plus complexes avec plus que deux colonnes, pour améliorer le rendement etlou la pureté du CO2. L'objet de la présente invention ne dépend pas du choix de cycle, ni du nombre de colonnes utilisées.

Le gaz à décarbonater arrive par le conduit 1. Le gaz est une fumée de combustion 35 comportant du CO2, par exemple dans une teneur comprise entre 5% et 30%. Les fumées de combustion peuvent être produites par une centrale thermique pour la production d'électricité. Le procédé de captage selon l'invention peut également être appliqué à toutes les fumées de combustion, produite par exemple dans une raffinerie, dans une cimenterie, dans une installation de sidérurgie.

Etape d'adsorption : Dans la description ci-après, la colonne Cl fonctionne en mode adsorption, tandis que la colonne C2 fonctionne en mode régénération. Le gaz à traiter arrivant par le conduit 1 à la température d'adsorption est introduit par le conduit la dans la colonne d'adsorption Cl. Le CO2 s'adsorbe sur le solide dans la colonne et un gaz purifié sort de la colonne Cl pour être évacué par les conduits 2a et 2. La durée de l'étape d'adsorption, c'est-à-dire le temps pendant lequel la fumées circule à travers le solide adsorbant dans la colonne Cl, dépend notamment du taux de récupération de 002, de la pureté du 002 requis, de la nature du cycle choisi, etc. De préférence, la température des fumées entrant dans la colonne Cl est régulée à une température proche de la température de régénération décrite ci-après pour limiter la consommation énergétique qui serait nécessaire pour modifier la température de l'adsorbant entre l'étape d'adsorption et l'étape de régénération. Par exemple les fumées arrivant par le conduit 1 sont à une température comprise entre 50°C et 90°C. Ainsi lors de l'étape d'adsorption, le solide dans la colonne Cl est à une température comprise entre 50°C et 90°C. Lors de l'adsorption la pression des fumées arrivant par le conduit 1 et introduites dans Cl est comprise entre 1 bar et 3 bars absolus. Ainsi la pression partielle en CO2 des fumées traversant le solide adsorbant dans Cl est suffisante pour provoquer l'adsorption du 002 par le solide.

A la fin de l'étape d'adsorption le débit de fumées circulant par le conduit la est arrêté. Le solide adsorbant dans Cl est chargé en CO2 et il est à une pression comprise entre 1 bar et 3 bars.

Etape de régénération : Dans la description ci-après, on intervertit le mode de fonctionnement de Cl avec celui de C2 et vice-versa : la colonne Cl fonctionne en mode régénération, tandis que la colonne C2 fonctionne en mode adsorption. La colonne Cl est mise sous vide à l'aide d'une pompe à vide. Eventuellement, avant d'effectuer la mise sous vide de la colonne Cl, on peut effectuer une étape d'égalisation de pression avec une autre colonne. Par exemple la colonne Cl est connectée à une autre colonne dont la pression est inférieure à la pression dans Cl.

On introduit un gaz de purge arrivant par les conduits 3 et 3a dans la colonne Cl. Lors de la régénération, le gaz de purge circule dans la colonne à contre-courant par rapport au sens de circulation des fumées lors de l'étape d'adsorption. Le gaz de purge provoque la désorption de CO2 et entraîne le 002 vers la sortie de la colonne par les conduits 4a et 4.

L'effluent issu de la colonne Cl pendant l'étape de régénération est donc essentiellement composé d'un mélange de 002 et du gaz de purge. Le 002 doit donc être séparé du gaz de purge. Selon l'invention, pour faciliter la séparation, le gaz de purge est préférentiellement un composé condensable, par exemple de la vapeur d'eau ou un alcool. Les conditions de pression et de température dans la colonne Cl lors de l'étape de désorption sont choisies en fonction du solide mis en oeuvre, de façon à optimiser l'intégration thermique entre l'étape de désorption et l'étape de compression du 002. La pression est choisie suffisamment basse de manière à ce que le fluide de purge soit sous forme vapeur lorsqu'il circule dans le solide adsorbant lors de la régénération. Par exemple, la pression, peut être comprise entre 0,05 bar et 0,8 bar absolu, préférentiellement entre 0,1 bar et 0,5 bar absolu. Le débit est ajusté au moyen de la vanne VE1 qui règle l'arrivée de gaz de purge dans Cl, ainsi que du compresseur K1 et de la pompe P1 qui agissent sur l'évacuation du gaz de purge par les conduits 4a et 4. La température est choisie de manière à obtenir le meilleur compromis entre la performance du solide en terme d'adsorption/désorption et l'intégration thermique décrite ci-après. Par exemple, le gaz de purge est à une température comprise entre 50°C et 110°C, de manière à ce que le solide adsorbant soit à une température entre 50°C et 110°C. De préférence, la température du solide adsorbant lors de l'étape de régénération est compris entre +20°C et -10°C par rapport à la température de ce solide lors de l'étape d'adsorption.

Etape de compression : L'effluent issu de la purge d'une des colonnes Cl ou C2 par le conduit 4 est condensé, entre 5°C et 50°C, de préférence à température ambiante, par refroidissement dans l'échangeur de chaleur El. L'effluent partiellement condensé est envoyé dans un ballon séparateur B1 par le conduit 5. Les condensats récupérés en fond du ballon B1 sont évacués par le conduit 7. Le flux riche en 002 sortant de B1 par le conduit 61 est ensuite successivement comprimé par plusieurs compresseurs K1 à K6 agencés en étage, jusqu'à une pression comprise entre 20 et 150 bars, de préférence entre 50 et 110 bars. Entre deux compresseurs, le flux riche en 002 est refroidi par un des échangeurs de chaleurs E11 à E15, à une température comprise entre 5 et 50°C, de préférence à la température ambiante.

Une partie du fluide de purge contenu dans le flux riche en CO2 est condensé par refroidissement dans les échangeurs de chaleur E11 à E15. Après le refroidissement effectué dans l'un des échangeurs E11 à E15, le flux riche en CO2 contenant une partie condensée est introduit dans l'un des ballons séparateur B2 à B6. Les condensats sont respectivement récupérés en fond des ballons B2 à B6 et la fraction liquide est évacuée par le conduit 7. Les pompes P1 à p6 permettent de soutirer le liquide en fond des ballons B1 à B6.

Après compression dans les compresseurs KI à K6, le flux riche en CO2 obtenu à haute pression est refroidi par l'échangeur E16 entre 5°C et 50°C, préférentiellement à température ambiante, avant d'être envoyé par le conduit 76 vers le réseau de transport. Le flux riche en CO2 peut alors être transporté puis injecté dans un réservoir souterrain pour y être séquestré.

Le liquide obtenu par condensation et récupéré au fond des ballons BI à B6 est évacué par le conduit 7.

Intégration thermique Selon un mode de réalisation, la présente invention propose de réutiliser le liquide 15 récupéré par le conduit 7 pour produire le gaz de purge. Une partie du liquide circulant dans le conduit 7 peut être envoyée par le conduit 8 dans le dispositif CH afin d'y être vaporisée. Le liquide est vaporisé dans CH par échange thermique, par exemple une chaudière. La vapeur produite dans CH est utilisée comme gaz de purge pour effectuer la régénération du solide adsorbant dans l'une des colonnes Cl ou C2. La vapeur générée par CH est envoyée 20 par le conduit 3 vers l'une des colonnes Cl ou C2.

Selon l'invention, on récupère la chaleur produite par la compression du flux riche en CO2 dans les compresseurs K1 à K6 pour chauffer, et éventuellement vaporiser, le fluide de purge. Par exemple, une autre partie du liquide circulant dans le conduit 7 est utilisée 25 comme fluide réfrigérant dans la section de compression afin d'en récupérer la chaleur et de l'utiliser pour la régénération des solides adsorbants dans Cl et C2. Une partie du liquide circulant dans le conduit 7 est prélevée par le conduit 10, éventuellement sous-refroidi dans l'échangeur E2 à une température comprise entre 0 et 50°C, de préférence entre 20 et 40°C. Puis le flux liquide évacué de E2 par le conduit 100 est utilisé pour refroidir l'un des flux 30 riches en CO2 comprimé et issu de l'un des compresseurs KI à K6 par échange de chaleur avec respectivement l'un des flux 111, 121, 131, 141, 151 et 161 dans les échangeurs E11 à E16. Eventuellement, une partie du flux liquide évacué de E2 est envoyée par le conduit 101 pour refroidir le gaz sortant de l'étape de désorption par le conduit 4 dans l'échangeur E1. Par effet de cette intégration thermique, tout ou partie du flux liquide de purge est ainsi 35 chauffé, et éventuellement vaporisé, dans les échangeurs El et E11 à E16, puis évacué respectivement par les conduits 130 à 136 dans le ballon séparateur B10. La partie liquide est évacuée en fond du ballon B10 dans l'unité de vaporisation CH via le conduit 12, tandis que la fraction vapeur évacuée en tête du ballon B10 est directement envoyée vers l'étape de désorption via le conduit 13. Par cet effet d'intégration thermique, l'énergie thermique consommée par CH est réduite, permettant une amélioration notable du bilan 002 du procédé selon l'invention. Eventuellement, un appoint de fluide de purge est éventuellement introduit dans le conduit 8 par le conduit 9 afin de compenser les pertes du système.

10 Les solides adsorbants qui peuvent être utilisés dans le procédé de l'invention peuvent être choisis de manière à satisfaire les critères suivants : a) une capacité d'adsorption de CO2 en mode cyclique suffisante dans la plage de température qui est la plus favorable à l'intégration thermique. La capacité d'adsorption en mode cyclique est mesuré au laboratoire, en alternant des étapes 15 d'adsorption et de desorption par un gaz de purge. La capacité d'adsorption est ici définie comme la quantité adsorbée de CO2 en régime stationnaire, atteint après plusieurs cycles d'adsorption et de désorption. Le solide adsorbant doit avoir une capacité d'adsorption de 002 en mode cyclique d'au moins 0,3 mol/kg, d'une manière préférée supérieure à 0,5 mol/kg, d'une manière très préférée supérieure à 1 mol/kg. 20 b) une sélectivité importante vis-à-vis du CO2 par rapport aux composés non- condensables dans le gaz à traiter, c'est à dire, par rapport à l'azote, à l'oxygène, etc. La sélectivité a (CO2/N2) entre le CO2 et le N2 , par exemple, est définie comme : a (CO2/N2) = aads,co2/gads,N2 I (Pco2/PN2), avec gads,CO2 = quantité adsorbée du 002 25 gads,N2 = quantité adsorbée du N2 Pco2 = pression partielle de CO2 PN2 = pression partielle de N2. La sélectivité a (002/N2) peut être supérieure à 10, d'une manière préférée supérieure à 20, d'une manière très préférée supérieure à 100. 30 c) Le solide adsorbant peut être capable d'adsorber du CO2 même en présence de la vapeur d'eau, pour éviter une étape de séchage du gaz à traiter en amont du procédé d'adsorption.

Par exemple, on peut mettre en oeuvre un solide adsorbant préparé par 35 immobilisation, par exemple par une technique d'imprégnation ou de greffage d'amines sur un support. La préparation de ces solides adsorbants est, par exemple, enseignée dans les documents US 4,810,266 ; US 5,492,683 ; US 5,876,488 ; US 7,288,136 B1 ;5 WO 20081021700 Al. Ces solides présentent l'avantage d'être en règle générale, peu affectés par la présence d'humidité dans le gaz. Dans certains cas, l'humidité améliore même la performance de ces solides pour le captage du CO2. Selon l'invention, on peut également utiliser d'autres types de solides, tel que des zéolithes, par exemple la mordenite, le beta, la faujasite désaluminée, le ZSM-5, ou les MOFs (Metal Organic Frameworks) par exemple, le Cu-Btc ou HKUST-1, le ZIF-8, le MIL-91. Dans une réalisation préférée de l'invention, on choisit un solide adsorbant qui permet de minimiser le débit de gaz de purge arrivant par le conduit 3 nécessaire pour la régénération.

Les exemples numérique présentés ci-après permettent d'illustrer le fonctionnement et les avantages du procédé selon l'invention.

Exemple 1 L'exemple 1 illustre le fonctionnement du procédé de la figure 2. Le procédé schématisé par la figure 2 est identique au procédé selon l'invention de la figure 1, à l'exception du recycle des condensats obtenus en fond des ballons B1 à B6 et à l'exception de l'intégration thermique proposant de récupérer la chaleur dans les échangeurs El et El l à E16 pour produire de la gaz de purge. En effet, dans le procédé de la figure 2, le flux riche en CO2 est refroidi par un fluide externe dans les échangeurs El et El 1 à E16 et le fluide de purge est alimenté par le conduit 9 dans la chaudière CH pour être vaporisé avant d'être envoyé par le conduit 3 dans l'une des colonnes Cl ou C2.

Les caractéristiques du gaz à traiter arrivant par le conduit 1 sont résumées dans le tableau 1 : Flux 1 Pression (bar) 1.75 Débit (Nm3lh) 1 750 000 Teneur en CO2 (%) 13.5 Température (°C) 70 Tableau 1 L'adsorption du CO2 contenu dans les fumées est réalisé par un solide composé d'une polyamine imprégnée sur un solide en silice. Un taux d'enlèvement de 90% est considéré dans les exemples pour la partie adsorption. La désorption du CO2 est réalisée à30 0,3 bar et 70°C et sous vapeur d'eau. Le tableau 2 montre le débit d'eau nécessaire à la désorption dans ces conditions. Flux 4 8 9 3 76 Température (°C) 70 37 18 70 25 Pression (bar) 0,3 0,3 0,3 0,3 Etat VAP LIQ LIQ VAP Débit (tlh) 683 263,1 263,8 263,8 419.9 Composition (%mol) CO2 39 0 0 0 99 H2O 61 100 100 100 1 Tableau 2

On considère dans cet exemple que l'énergie pour la vaporisation de l'eau de purge est apportée par une centrale thermique fonctionnant au charbon (PCI = 25 000kJ/kg, 65%pds Carbone) avec un rendement de 90%. La re-vaporisation de l'eau condensée pour effectuer la désorption va donc générer du CO2. Le tableau 3 montre le bilan CO2 associé à l'opération de captage dans ces conditions en spécifiant fa quantité de CO2 dans les flux circulant dans les conduits 1, 2 et 76, ainsi que la production de CO2 dans la chaudière CH. Le taux d'enlèvement du CO2 correspond au ratio entre CO2 émis au global par le procédé (quantité de CO2 en sortie des colonnes Cl et C2 par le conduit 2 et production de CO2 par la chaudière CH) et le CO2 total traité par le procédé hors captage (quantité de CO2 contenue dans le gaz à traiter arrivant par le conduit 1 et production de CO2 par la chaudière CH). Flux 1 2 76 CH CO2 (t/h) 466,1 46,6 419,5 62,9 Taux d'enlèvement 76.5% Tableau 3

Exemple 2 selon l'invention L'exemple 2 fait référence à la figure 1. Le gaz à traiter, le taux d'enlèvement, les 25 conditions d'adsorption ainsi que de désorption sont identiques à celles de l'exemple 1. Le tableau 4 montre l'effet de l'intégration thermique sur la réduction du flux d'eau à vaporiser (flux 8). 4217 11 Flux 4 3 8 9 10 12 13 76 100 Température (°C) 70 70 37 18 37 70 70 25 25 Pression (bar) 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Etat VAP VAP LIQ LIQ LIQ LIQ VAP LIQ Débit (t/h) 683 263,8 152,5 0,7 110,6 0 110,6 419.9 110,6 Composition (%mol) CO2 39 0 0 0 0 0 0 99 0 H20 61 100 100 100 100 100 100 1 100 Tableau 4

Le tableau 5 montre l'effet de l'invention sur le bilan 002 du procédé, exprimé en taux 5 d'enlèvement global : Flux 1 2 76 CH CO2 (th) 466,1 46,6 419,5 36,75 Taux d'enlèvement 82.1% Tableau 5 10 Dans l'exemple 2, le liquide circulant dans le conduit 10 permet de refroidir le flux riche en 002 dans les échangeurs El1 à E15. Les échangeurs E1 et E16 ne sont pas utilisés pour réaliser l'intégration thermique. Le refroidissement est effectué par un fluide externe, par exemple de l'eau de refroidissement. Le flux 9 correspond ici uniquement à un appoint d'eau pour compenser les pertes du système puisque l'eau condensée dans E11 à 15 E15 est recyclée en majorité par le flux 8. Le flux 10 est sous refroidi à 25°C par l'intermédiaire de l'échangeur E2.

L'exemple montre bien l'intérêt de l'invention : un gain de 5,6 points sur le taux d'enlèvement du 002 est obtenu.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS5 1) Procédé pour capter le 002 contenu dans des fumées de combustion, dans lequel on effectue les étape suivantes : a) les fumées de combustion sont mises en contact avec un solide adsorbant le CO2 de 10 manière à obtenir un gaz appauvri en CO2 et un solide adsorbant chargé en CO2, puis b) on introduit un gaz de purge dans le solide adsorbant chargé en 002 pour régénérer le solide et obtenir un flux gazeux riche en 002, c) on effectue au moins une compression du flux gazeux riche en CO2 pour obtenir un 15 flux gazeux comprimé, puis d) on effectue un refroidissement du flux gazeux comprimé par échange de chaleur avec un fluide frigorigène pour condenser une portion liquide dudit flux gazeux comprimé et obtenir un fluide frigorigène réchauffé, e) on recycle le fluide frigorigène réchauffé pour constituer au moins une partie dudit 20 gaz de purge à l'étape b).
2. 2) Procédé selon la revendication 1, dans lequel, après l'étape d), on sépare la portion liquide dudit flux gazeux comprimé et dans lequel on recycle au moins une première partie de ladite portion liquide pour constituer au moins une partie dudit fluide 25 frigorigène.
3. 3) Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel on recycle au moins une deuxième partie de ladite portion liquide condensée à l'étape b) pour constituer une partie dudit gaz de purge.
4. 4) Procédé selon la revendication 3, dans lequel on vaporise ladite deuxième partie de ladite portion liquide.
5. 5) Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on effectue : 35 - l'étape a) à une pression comprise entre 1 bar absolu et 3 bars absolu et à une température comprise entre 50°C et 90°C, 30 10l'étape b) à une pression comprise entre 0,05 bar absolu et 0,8 bars absolu et à une température comprise entre 50°C et 110°C.
6. 6) Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le gaz de purge est 5 choisi parmi l'eau et un alcool.
7. 7) Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le solide adsorbant est choisi parmi un solide obtenu par immobilisation d'une amine sur un support, une zéolithe, un MOF.
8. 8) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fumées de combustions sont produites par l'une des installations suivantes : une centrale électrique, une raffinerie, une cimenterie, une installation de sidérurgie.