CA2469974A1 - Utilisation de materiaux a pouvoir alcalin pour la sequestration et le recyclage du co2 - Google Patents

Abstract

Un procédé et un appareil de séquestration du CO2 à partir d'une source de CO2. Le procédé de séquestration du CO2 consiste à dissoudre une source de CO2 en condition alcaline de manière à obtenir des ions carbonate (CO3 2-) et de réagir les ions carbonates avec des cations formant ainsi des carbonates. Le procédé peut êt re effectué à partir de sous-produits et/ou résidus industriels à pouvoir alcal in et riches en oxydes tel les scories d'aciéries, le béton concassé, les boues rouges d'alumineries, les poussières de cimenteries permettant ainsi la revalorisation de ce type de résidus tout en diminuant les émissions de CO2.

Description

UTILISATION DE MATÉRIAUX Ä POUVOIR ALCALIN POUR LA SÉQUESTRATION

La présente invention se rapporte à un procédé utilisant des matériaux à
pouvoir alcalin pour la séquestration et le recyclage du C02 (dioxyde de carbone).
Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un procédé et un appareil servant à la séquestration du C02 à partir de matériaux ou d'un mélange de matériaux à
pouvoir alcalin permettant la formation de carbonates.
Aujourd'hui, il est bien admis que la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) à moyen et à long terme est un enjeu mondial majeur (Herzog et al., 2003). En avril 1995, le Canada a publié son plan d'action national sur le changement climatique (PANCC) et, en décembre 1997, le Canada s°est engagé dans le cadre du protocole de Kyoto à réduire de 6% ses émissions de GES en-dessous de leur niveau de et c e, d'ici 2 012. S i I a situation r este i nchangée, I es é missions d e G ES a tteindront environ 809 millions de tonnes d'ici 2012. L'objectif du Canada selon le Protocole de Kyoto est de limiter les émissions à 571 millions de tonnes d'ici 2012, ce qui équivaut à un écart d'environ 240 millions de tonnes de GES, émissions pour lesquelles il est urgent de trouver des solutions. II faut noter que le C02 est le principal gaz à effet de serre émis au Canada, il représentait 78% des émissions en 1999, soit 546 millions de tonnes (Reeve et Mercier, 2002; http:/lwww. climatechange.gc.ca; http:llwww.
nrcan.gc.caleslceoloutlookfr.pdf). Actuellement, au Québec comme au Canada, les industries n'ont à leur disposition aucune technologie de traitement fiable et économique pour répondre à leurs obligations en vertu du Protocole de Kyoto (http:/lwww.nrtee-trnee.ca; Reeve et Mercier, 2002; http://www.
climatechange.gc.ca).
Les technologies actuelles de récupération, de fixation et de séquestration du COZ
sont encore en cours de développement afin d'améliorer leur efficacité, leur fiabilité et leur coût (His et Arlie, 2002; Herzog S. 2001; Herzog et al. 1997). Afin de pallier cette situation, il est important de développer de nouveaux procédés répondant à ces critères.
II existe différentes technologies de récupération, de fixation et de séquestration du C02 (figures 1 et 2). Cependant, ces technologies ne sont pas encore applicables car

2 elles devront être. améliorées en terme d'efficacité, fiabilité et coût (Herzog 2001;
Herzog et al. 1997; Reeve et Mercier, 2002; http:l/www. climatechange.gc.ca).
Plusieurs méthodes de séquestration du C02 atmosphérique ou provenant de la combustion de produits organiques ont été explorées (Lackner, K.S. et al., Energy, vol.
20, No.11 p.1153-1170, 1995). La séquestration géologique du C02 est une des technologies des plus prometteuses car elle permettra de séquestrer, à moindre coût, une forte proportion de C02. Le processus de séquestration du C02 par des minéraux riches en calcium, magnésium, sodium, silicium tel la serpentine, l'olivine et la brucite, produit des carbonates de façon naturelle. Le processus de carbonation naturel est cependant très long (plus de 100 000 ans). Certaines expérimentations ont donc été
tentëes afin d'optimiser le processus de conversion du C02 dans la forme solide et stable qu'est le carbonate.
Ainsi, de nombreux autres travaux de recherche et de développement sont en cours notamment pour réduire le coût du traitement qui est actuellement de l'ordre de 50 $
US/tonne de C02, et pour assurer la sûreté à long terme des stockages dans les formations géologiques (Herzog 2001; His et Arlie, 2003). En effet, comme le C02 est un agent asphyxiant et est plus lourd que l'air, if faut appliquer les normes de sécurité
les plus strictes pour éviter les fuites lentes ou la libération soudaine à
grande échelle résultant de phénomènes sismiques. II convient également de protéger les nappes phréatiques (His et Arlie, 2003).
Au Canada, cinq types de technologies, encore peu efficaces et coûteuses, sont en cours de développement par différents groupes: la séquestration dans I°océan, l'entreposage dans des puits de pétrole et de gaz naturel épuisés, la dissolution dans les nappes phréatiques, la fixation algale et la fixation enzymatique (Reeve et Mercier, 2002; http://www. climatechange.gc.ca). Dans le cas par exemple de la compagnie C02 Solution (Ste-Foy, Québec), deux procédés ont été développés: un réacteur enzymatique et un photoréacteur producteur d'algues. L'enzyme isolée par cette compagnie malgré sa production par clonage est excessivement coûteux, en moyenne 150 $/g. Quant au photoréacteur, la culture de la spiruline, l'algue choisie par cette compagnie, est très contraignante et il faut trouver un débouché aux quantités significatives d'algues produites sachant qu'une tonne de C02 fixée génère en moyenne 0,6 tonne de spiruline. De plus, la culture d'algue est relativement complexe.

3 En effet, pour assurer un bon développement de la spiruline, il faut un apport continu et précis en nutriments et en lumière. Actuellement, ces procédés ne sont pas viables sachant qu'il existe déjà des technologies plus performantes permettant de traiter en moyenne 1 million de tonne de C02 par an à un coût moyen de 50 $/tonne par exemple par séquestration du C02 dans des couches aquifères salines à la plate-forme en mer de gaz naturel de Sleipner en mer du Nord (His et Arlie, 2003).
Inversement, la réaction de certains carbonates métalliques avec le C02 a également été explorée (demande de brevet publiée sous le No. :US200110022952 de Rau et colt.). Ce procédé utilise le CaC03 (ex. pierre à chaux) pour séquestrer le C02 et former du calcium et du bicarbonate. Ainsi, les produits de ce procédé sont, par exemple, des cations métalliques, du bicarbonate en solution et des sels de métaux anhydres. Ce type de procédé exige des conditions spécifiques contraignantes de température, de pression et d'acidité et est donc complexe et coûteux. De plus, mise à part la pierre à chaux, il existe très peu de matériau contenant une forte proportion de CaC03. Enfin, ce type de procédé génère un effluent de forte alcalinité qui doit être neutralisé avant son rejet. Globalement, le procédé décrit par Rau et collaborateur semble peu efficace et coûteux.
La présente invention se rapporte à un procédé de séquestration du COz peu coûteux et permettant la séquestration du CO2en conditions alcalines.
Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un procédé de séquestration du C02 à partir d'une source de CO2 qui peut comprendre les étapes de ;
- dissoudre une source de C02 dans une solution aqueuse alcaline (solution a Icaline d'hydratation) d e m anière à o btenir d es i ons carbonate (C032-), et - réagir les ions carbonates avec des cations pouvant se lier à un groupement carbonate pour former des carbonates.
La présente invention se rapporte, de plus, à l'utilisation de matériaux et/ou de mélange de matériaux à pouvoir alcalin pour la séquestration et le recyclage du C02.
La présente invention se rapporte également à un procédé de séquestration et de recyclage d u C 02 a tmosphérique e flou d es rejets I iquides e flou gazeux e n u tilisant

4 des matériaux etlou des mélanges de matériaux à pouvoir alcalin et riches en oxydes.
Le procédé de la présente invention peut permettre la formation (production) de carbonates (ex. carbonates métalliques) à partir de C02 et d'un ou de plusieurs matériaux à pouvoir alcalin et riches en oxydes.
De plus, la présente invention se rapporte à un procédé de séquestration et de recyclage d u C OZ a tmosphérique e flou d es rejets I iquides e flou gazeux e n u tilisant des matériaux à pouvoir alcalin et riches en oxydes. Le procédé de la présente invention peut permettre la formation (procédé de production) de carbonates (ex.
carbonates métalliques) à partir de C02 et d'au moins un matériau riche en oxydes en conditions alcalines. Ainsi, la présente invention se rapporte également à un procédé
permettant à la séquestration du CO2 à partir des matériaux à pouvoir alcalin et riches en oxydes et permettant la formation de carbonates.
La présente invention se rapporte également à un procédé de séquestration du quï peut comprendre les étapes de;
-ajouter une solution d'hydratation à un matériau pouvant libérer des ions hydroxydes lors de son hydratation afin de former une solution aqueuse alcaline, -dissoudre une source de COZ dans la solution aqueuse alcaline de manière à obtenir des ions carbonate (C032~), et - réagir les ions carbonates avec une source de cations X"+ pouvant se lier à un groupement carbonate pour former des carbonates selon la formule X(C03)",2 ou n est un entier positif.
De plus, la présente invention se rapporte à un procédé de séquestration du COZ
pouvant comprendre les étapes de;
- ajouter une solution d'hydratation à un matériau (ou un mélange de matériaux) pouvant libérer des ions hydroxydes et des Gâtions X"+ I ors de son hydratation afin de former une solution aqueuse alcaline contenant des cations X"+, - dissoudre une source de C02 dans la solution aqueuse alcaline de manière à obtenir des ions carbonate (C032-), et

5 - réagir les ions carbonates avec les cations X"+ pouvant se lier à un groupement carbonate pour former des carbonates selon la formule X(CO3)nl2 ou n est un entier positif.
La présente invention se rapporte de plus, à un procédé de séquestration du pouvant comprendre les étapes de;
- ajouter une solution d'hydratation à un matériau (ou un mélange de matériaux) à pouvoir alcalin et riche en oxyde de manière à former une solution aqueuse alcaline, - dissoudre une source de C02 dans la solution aqueuse alcaline de manière à obtenir des ions carbonate (C032-), et réagir les ions carbonates avec des cations pouvant se lier à un groupement carbonate pour former des carbonates.
Selon la présente invention, les cations peuvent étre des cations X"+ pouvant se lier à
un groupement carbonate pour former des carbonates selon la formule X(C03)"~z et où
n est un entier positif. X peut être choisi, par exemple, du groupe comprenant Fe, Ca, Si, Mg, AI, Na, Ti, ou autre et une combinaison de différents éléments.
Selon la présente invention, des cations peuvent étre ajoutés à la solution aqueuse alcaline ou encore les cations peuvent déjà être compris dans la solution aqueuse alcaline.
Le procédé peut également comprendre une étape de récupération des carbonates.
Selon la présente invention, les cations peuvent étre choisis, par exemple, du groupe comprenant les métaux alcalins et les métaux alcalino-terreux du tableau périodiques des éléments. Selon la présente invention, l'oxyde peut étre choisi, par exemple, du groupe comprenant FeO, CaO, SiO2, MgO, AI203, Na20, TiO2, etc.
Toujours selon la présente invention, la source de C02 peut provenir de l'air (C02 atmosphérique), de rejets liquides contenant du C02 ou de rejets gazeux contenant du C02 ou autre. Lors du procédé, la source de C02 peut être rejetée une fois appauvrie en C02.

6 Ainsi, un des aspects de la présente invention se rapporte à un procédé
pouvant être composé de deux étapes.
La première étape consiste en l'hydratation d'un matériau (ou un mélange ou une combinaison de matériaux) à pouvoir alcalin et riche en oxydes. L'hydratation permet la production de groupements hydroxydes à partir des oxydes composant les matériaux utilisés. L'hydratation permet également de générer un ou plusieurs cations nécessaires à la formation de carbonates X(C03}"~2.
Cette étape peut être résumée par l'équation suivante Matériau-XO + n12 H20 -~ X"+ + nOH- ; n étant un entier positif.
La solution aqueuse devient donc une solution aqueuse alcaline contenant par exemple des ions X"+.
La seconde étape consiste en la dissolution du C02 dans la solution aqueuse alcaline.
Cette étape peut être résumée par l'équation suivante n C02 + n12 H20 ~ n H+ + n/2 C032-La fixation (séquestration) du C02 selon les conditions décrites ci haut peut donc se résumée par l'équation suivante X"+ + nOH- + nH+ + n/2 C032- ~ X(C03}",2 + nH2O
II est entendu que ces différentes étapes peuvent s'effectuées de façon séquentielles ou de façon simultanées (quasi-simultanées).
Le matériau à pouvoir alcalin et riche en oxydes (matériau-XO) peut être, par exemple, un matériau où X peut représenter n'importe quel élément ou combinaison d'éléments pouvant se lier à un groupement carbonate où un multiple (entier) d'un groupement carbonate et où au moins un des éléments est choisi du groupe des éléments chimiques IA, IIA, IIIA, 1VA, IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, ou VIIIB du tableau périodique et n est un entier positif déterminé de façon stoechiométrique. X
peut être

7 par exemple un ou des métaux alcalins et/ou des métaux alcalino-terreux. X
peut être par exemple, Fe, Ca, Si, Mg, AI, Na; Ti, etc. La valence (n) des éléments du tableau périodique est connue dans l'art et correspond, par exemple, à la charge d'un ion exprimée par le nombre de charges élémentaires qu'il porte et qui prennent part à la réaction considérée. Une valence n+ représente la valence d'un élément chimique pouvant accepter un nombre n d'électrons. Par exemple la valence n+ du sodium est 1+. Le sodium peut donc s'associer avec le chlore dont la valence est 1- ayant donc un électron libres dans ses orbitales.
II est entendu dans la présente invention, que le C02 peut être hydraté
(dissout) par différentes méthodes connues dans l'art. Ainsi, le C02 peut être hydraté en passant, par exemple, un jet de gaz (contenant le C02) à travers une solution aqueuse alcaline dont la surface est augmentée par aérosol, atomisation etlou en faisant barboter un jet de gaz dans la solution aqueuse alcaline etlou encore en passant le jet de gaz au travers le matériau (ex. en particules) hydraté dans la solution aqueuse (devenue alcaline). Le jet de gaz peut entrer en contact avec la solution aqueuse de façon verticale, horizontale ou encore selon un angle quelconque. L'introduction du gaz peut s'effectuer à l'aide d'un compresseur ou d'un autre moyen (d'injection) connu dans l'art.
Le matériau peut se présenter sous plusieurs formes ou sous une granulométrie variable soit par exemple, sous forme solide (blocs, dalles, morceaux), sous forme liquide (contenant des particules en suspension, boue, etc.) sous forme de solution où
le matériau est déjà dissout dans un milieu aqueux, etc. Les particules de matériau peuvent être sous une forme et une grosseur variable ou uniforme (allant de fines particules à des particules grossières). Le matériau peut ëtre broyé, brisé, pilé ou modifié de telle manière à faciliter le procédé de la présente invention. La vitesse de réaction dépend de la surface de contact du matériau exposée à la solution.
Ainsi, plus la surface de contact est importante plus la réaction s'effectue rapidement. Donc, plus les particules de matériau sont fines, plus vite la réaction d'hydratation du matériau peut se produire. Les particules fines peuvent former une suspension ou une boue dans la solution aqueuse dépendamment de leur grosseur, de la vitesse d'agitation (si requis) où encore dépendamment du débit de circulation de la solution aqueuse. Ce type de particules peut être hydraté de façon efficace. Des particules trop fines, pourraient cependant créer un colmatage des équipements.
Cependant,

8 l'ajout d'un dispositif connu dans l'art, tel un pré-filtre pourrait éviter le colmatage par ce type de particules. La grosseur des particules peut être choisie, selon la quantité
de C02 à séquestrer et le type d'équipement utilisé. Le matériau peut également se retrouvé sous forme de lit de particules (lit percolant) et/ou d'empilement (de particules) etlou encore contenu dans un compartiment ressemblant à une unité
de filtration ou autre.
A mesure que le matériau est hydraté, la solution aqueuse devient de plus en plus alcaline. L'alcalinité de la solution peut étre évaluée par mesure du pH.
Lorsque le potentiel alcalin du matériau est épuisé, il est possible de rajouter du matériau frais à
l'intérieur de l'appareil, ou encore de remplacer le matériau résiduel par du matériau frais. Dans le cas où le matériau est inséré dans un récipient de type unité
de filtration, il est possible de changer l'unité de filtration pour une nouvelle unité
contenant du matériau frais. Le matériau (ou l'unité de filtration contenant le matériau) peut donc étre changé au besoin suite, par exemple, à une mesure du l'alcalinité de la solution aqueuse (par un indicateur de pH), par une mesure de la quantité d'ions X~+, ou après une période de temps définie selon les capacités de l'appareil (ou encore selon la capacité de l'unité de filtration), son rythme d'utilisation, etc. La solution aqueuse peut étre d'origine variée ainsi, la solution aqueuse peut ëtre, par exemple, de l'eau du robinet, de l'eau salée (ex. eau de mer), de l'eau douce (ex.
eau de lacs), de l'eau saumâtre, une eau contenant n'importe quelle molécules n'interférant pas de façon négative avec le présent procédé, etc.
Le procédé de la présente invention est un procédé peu coûteux et efficace qui peut permettre la séquestration et le recyclage du C02 atmosphérique etlou des rejets liquides et/ou gazeux, en utilisant des matériaux riches en oxydes (selon la formule XO: e.g. CaO, FeO, MgO, etc.) et à pouvoir alcalin élevé. Les matériaux à
pouvoir alcalin et riches en oxydes envisagés par la présente invention comprennent entre autre, les scories d'aciéries, le béton concassé, les boues rouges d'alumineries, les poussières de cimenteries, etc. Ces matériaux peuvent avoir la capacité, peut permettre de transformer le C02 dissous en CO32-. Ce dernier peut réagir avec un ou plusieurs cations (e.g. N a2+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, AI3+, etc.) gënérés par les matériaux décrits ci-dessus ou apportés au milieu, afin de produire des précipités (carbonate) stables et valorisables (e.g. CaC03, MgC03, CuC03, FeC03, etc.). Le pouvoir alcalin

9 de ce type de matériau peut donc permettre le traitement de fortes charges (quantités, concentrations etc.) de C02 autant que de faibles charges de C02.
La présente invention se rapporte également à un appareil servant à la séquestration du C02 en condition alcaline. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un appareil servant à la séquestration du C02 par des matériaux à pouvoir alcalin et riches en oxydes.
La présente invention se rapporte, de plus, à un appareil permettant la séquestration et le recyclage du C02 atmosphérique etlou des rejets liquides etlou gazeux par l'utilisation de matériaux à pouvoir alcalin et riches en oxydes. L'appareil peut permettre la formation (production) de carbonates (ex. carbonates métalliques) à partir de COZ et d'un matériau riche en oxydes en conditions alcalines.
1S La présente invention se rapporte également à un appareil (système) servant à la séquestration du C02, l'appareil peut comprendre ;
a. Au moins un compartiment pouvant contenir une solution aqueuse alcaline (solution d'hydratation alcaline), b. Un moyen d'introduction d'une source de C02 dans le compartiment, c. Un moyen de contact (ex. membrane, moyen de connexion, tubes, déversement direct, etc.) entre la source de C02 avec 1a solution aqueuse alcaline, et d. Un moyen d'évacuation de la source de C02 appauvrie en C02.
2S Selon la présente invention, la solution aqueuse alcaline peut provenir d'un matériau ou d'une combinaison de matériaux ayant un pouvoir alcalïn (et riche en oxydes). II
est donc entendu que l'appareil pourrait étre conçu pour contenir un matériau ayant un pouvoir alcalin et riche en oxydes. Selon la présente invention, la solution aqueuse alcaline peut provenir, par exemple, du mélange d'une solution aqueuse et d'un matériau à pouvoir alcalin et riche en oxydes.
L'appareil peut également comprendre un moyen de récupération des produits générés (ex. carbonates) par le contact entre la source de C02 et la solution aqueuse alcaline.

~e plus, la présente invention se rapporte à un appareil servant à la séquestration du C02, l'appareil peut comprendre ;
a. Au moins un premier compartiment pouvant contenir une solution aqueuse alcaline (ou une source de solution aqueuse alcaline obtenue, par exemple, par le mélange d'une solution aqueuse et d'un matériau à
pouvoir alcalin et riche en oxydes), b. Au moins un deuxième compartiment pouvant contenir une source de C02, c. Un moyen de contact entre le contenu du premier compartiment et le contenu du deuxième compartiment, d. Un moyen d'introduction d'une source de C02 dans le deuxième compartiment, et e. Un moyen d'évacuation de la source de C02 appauvrie en C02.
Selon la présente invention, le moyen de contact (moyen de connexion) entre le contenu du premier compartiment et le contenu du deuxième compartiment peut être une membrane ayant un niveau de perméabilité désiré ou encore tout autre moyen de contact connu tel un système de tuyauterie, etc.
~a présente invention se rapporte, de plus à un appareil servant à la séquestration du C02, l'appareil peut comprendre ;
a. Au moins un premier compartiment pouvant contenir au moins un matériau ayant un pouvoir alcalin et riche en oxydes, b. Au moins un deuxième compartiment pouvant contenir une source de C02, c. Un moyen d'introduction d'une solution aqueuse dans le premier compartiment, d. Un moyen d'introduction d'une source de C02 dans le deuxième compartiment, et e. Un moyen de contact entre le contenu du premier compartiment et le contenu du deuxième compartiment.
Selon la présente invention, l'appareil peut comprendre également un moyen d'évacuation de la source de C02 une fois appauvrie en C02.

La présente invention se rapporte ainsi à un appareil muni d'au moins une unité (ex.
servant de capteur de C02 et de générateur de carbonates) de pouvant contenir un matériau à pouvoir alcalin et riche en oxydes. Le matériau peut être hydraté à
l'aide d'une solution aqueuse (solution d'hydratation) injectée dans l'unité par un moyen d'introduction (ex, système d'injection). Dû au pouvoir alcalin du matériau, celui-ci libère des ions X"+ et OH' lors du processus d'hydratation (voir Figures 4 et 5). La solution aqueuse (phase liquide) devient donc alcaline (e.g., entre pH 7.5 et pH 14.0).
Le C02 (ou la source de C02, ex. air etlou rejets liquides etlou gazeux chargés en C02) est injecté dans l'unité par un système d'introduction selon les conditions désirées (ex. sous pression, selon une température définie, etc.). Le C02 affluent (ou la source de C02) entre alors en contact avec la solution aqueuse devenue alcaline et devient donc dissous dans cette solution sous forme d'ion carbonate. Le gaz résiduel etlou les rejets liquides, appauvris en C02, peuvent être évacués par un moyen (systëme) d'évacuation. Les ions carbonates ainsi générés peuvent réagir avec des ions provenant, par exemple, du matériau lui-même ou d'une source externe formant ainsi des carbonates. Les ions peuvent être des ions métalliques et former ainsi des carbonates métalliques. La solution aqueuse, suite à la récupération des carbonates, peut être réacheminée vers l'appareil par un moyen de recirculation (e.g. en circuit fermé). Ainsi la solution aqueuse peut être (constamment) réutilisée à chaque cycle d'utilisation de l'appareil ou même plusieurs fois dans un même cycle. II est entendu que de la solution aqueuse fra"sche peut être réinjectée dans l'appareil au besoin.
Ainsi, la solution aqueuse peut être totalement changée ou changée en partie, dépendamment des caractéristiques de la solution (ex. pH, alcalinité, etc.).
L'appareil peut donc comprendre un moyen d'évacuation de la solution et/ou un moyen de recirculation de la solution. Dans ce type d'appareil, le capteur de C02 et le générateur de carbonates font partie de la même unité. Le matériau peut être contenu dans un compartiment localisé à l'intérieur de l'unité. Le compartiment peut, par exemple, être hermétiquement fermé afin d'éviter que des particules de matériaux ne s'en échappe mais peut également posséder de fines ouvertures permettant de laisser passer certaines molécules (d'un liquide, d'un gaz, d'un solide) de part et d'autres de la paroi du compartiment (ex. unité de filtration). L'appareil peut également ëtre muni d'un système d'agitation, tel un système permettant l'agitation du matériau afin de maximiser le contact entre la solution aqueuse et le matériau.

La présente invention se rapporte également à un appareil muni d'au moins deux unités soit un capteur (une unité de dissolution du C02) et un générateur (une unité
d'hydratation du matériau). Les unités peuvent être connectées par un moyen d'alimentation permettant la circulation de la solution aqueuse entre le générateur et le capteur. Une solution aqueuse peut être acheminée vers le générateur permettant ainsi l'hydratation du matériau. Dû au pouvoir alcalin du matériau, celui-ci libère des ions X"+ et OH' lors du processus d'hydratation (voir Figures 4 et 5). La solution aqueuse devient donc alcaline (ex. entre pH 7.5 et pH 14.0). Le C02 (ou la source de C02) est injecté dans le capteur qui est alimenté par la solution aqueuse maintenant devenue alcaline. Le C02, qui entre en contact avec la solution aqueuse alcaline, peut donc être dissout dans celle-ci et être transformé en ion carbonate. Les ions carbonates ainsi générés peuvent réagir avec des ions provenant, par exemple, du matériau lui-même ou d'une source externe formant ainsi des carbonates. Les ions peuvent être des ions mëtalliques et former ainsi des carbonates métalliques.
La présente invention se rapporte également à un appareil possédant l'une ou l'autre des unités, soit un capteur (une unité de dissolution du COZ) ou un générateur (une unité d'hydratation du matériau). II est entendu par le fait même que l'étape d'hydratation du matériau et celle de dissolution du C02 peuvent être exercées séparément (ex. en des lieux physiquement distincts) et donc l'appareil peut être scindé en ses deux unités. Ainsi, l'hydratation du matériau à pouvoir alcalin et riche en oxydes peut s'effectuer dans un site où ce type de matériau est disponible (ex.
aluminerie, aciérie, cimenterie, mine de serpentine, d'olivine de brucite etc.) et ia solution aqueuse alcaline contenant de ions OH- et des ions X"+ peut être transporté
sur un autre site où ia quantité de C02 est importante. Le C02 de cette source peut être injecté dans un capteur alimenté par la solution aqueuse alcaline provenant du premier site. La suite du processus peut s'effectuer tel que décrit ci-haut.
II est entendu qu'un appareil peut contenir plus de une unité ou plusieurs de chacune des unités (plus de un générateur et/ou plus d'un capteur) dépendamment des quantités de matériau disponibles efJou des volumes de C02à traiter (séquestrer). II
est également entendu que la grosseur de l'appareil et de sa ou ses unités peut également varier selon les quantités de matériau disponibles et/ou des volumes de C02 à traiter. Ainsi, un appareil de type industriel est compris par la présente invention, de même qu'un appareil de type individuel, tel que, par exemple, un appareil pouvant être installé à même un système de ventilation d'une maison ou d'un édifice.
La débit (vitesse) d'alimentation en solution aqueuse peut être déterminé
selon la mesure des paramètres chimiques de cette solution (pH, quantité d'ions X"+, etc.). Le temps de contact de la solution aqueuse avec le matériau peut donc être régulé
selon ces paramètres. Si la solution aqueuse est insuffisamment alcaline pour permettre une bonne transformation du C02 en ion carbonate, le temps de contact peut être prolongé. Si la solution aqueuse ne contient pas suffisamment d'ions X"+permettant la formation de carbonates, le temps de contact peut être prolonger ou encore des d'ions X"+ provenant d'une source externe (ex. d'ions X"+ en solution) peuvent être introduits dans l'appareil: Le moyen d'alimentation de la solution aqueuse peut comprendre un système de tuyauterie, une pompe, un système actionné par gravité, ou tout autre moyen connu etc.
Le ou les appareils de la présente invention peuvent donc comprendre également un moyen (système) pour mesurer le pH, soit un moyen de détection du pH {ex.
indicateur coiorimétrique, sonde, etc.). Le ou les appareils peuvent également comprendre un moyen d'ajustement du pH.
Le ou les appareils peuvent également comprendre un moyen de détection de cations etlou d'ajustement de la quantité (concentration, etc.) de cations. Selon la présente invention, le ou les appareils peuvent comprendre un moyen d'introduction d'une source de cations et d'évacuation de la source une fois que la réaction désirée est obtenue. Le ou les appareils peuvent donc comprendre un moyen pour mesurer etlou ajuster la quantité d'ions X"+ (ex. sonde, etc.} etlou un moyen d'injection d'ions X"+ afin d'obtenir une quantité (concentration) désirée.
Selon la présente invention, le ou les appareils peuvent comprendre un moyen de détection de l'alcalinité etlou de la concentration en C02 et/ou en C03z'. Le ou les appareils peuvent également comprendre un moyen d'ajustement de l'alcalinité
etlou de la concentration en COZ et/ou en C032-.
Le carbonate généré par le procédé peut ëtre récupéré par un collecteur. Le collecteur peut être localisé à l'intérieur de l'appareil ou à l'extérieur de l'appareil. II est entendu que lorsque le matériau à pouvoir alcalin et riche en oxydes contient plus d'une espèce d'oxyde (i.e., lorsque X représente une combinaison d'éléments ou lorsque X représente différents élément du matériau), plusieurs espèces de carbonates sont générés par le procédé.
S
Le carbonate peut être précipité et récupéré sous cette forme. Le carbonate peut également se trouver en suspension et être récupérer par un système de filtration localisé, par exemple, à une sortie du système de recirculation de la solution aqueuse.
La température de réaction à l'intérieur de !'appareil peut également être ajustée. Une température plus élevée permet de façon générale, un temps de réaction plus court.
Une température de réaction trop faible (ex. température inférieure à
5°C) peut allonger le temps requis pour effectuer le procédé. Le procédé peut s'effectuer à
température ambiante.
Egalement, fors de réactions chimiques, de l'énergie est généralement générée ou requise. Cette énergie est généralement associée à un changement de température (dégagement de chaleur ou sensation de froid). II est donc entendu que la température peut varier lors du procédé. La température peut donc être ajustée en conséquence si désiré. L'appareil peut donc comprendre un moyen de détection de la température et/ou un moyen d'ajustement de la température.
Le ou les appareils peuvent également comprendre un système d'alimentation électrique. Le ou les appareils peuvent être contrôlé, par exemple, par un système informatisé, peut ëtre automatisée ou non ou peut être contrôlé manuellement (i.e., paramètres mesurés et ajustés de façon manuelle).
Dans le cas de l'utilisation d'un sous-produit d'aciéries tels les scories, il est possible d'après certaines données (Lospied et al., 2003) de séquestrer et de recycler le C02 avec une efficacité de (ordre de 0,19 tonne de C021tonne de scories a un coût moyen de 15$ à 30$(canadien) /tonne de CO2. En 1999, la production mondiale des scories d'aciérïes a atteint 109 millions de tonnes. La production nord-américaine était, en l'an 2000, de 21 millions de tonnes dont 9 millions de tonnes au Canada (Proctor et al., 2000). De ce fait, il serait possible d'enlever plus de 1,7 millions de tonnes de CO2lan à l'échelle du Canada et plus de 20 millions de tonnes de C02lan à (échelle mondiale.

Le procédé de la présente invention peut permettre à la fois de séquestrer le C02, de réutiliser les précipités formés et de valoriser les matériaux utilisés, notamment dans ie cas de l'utilisation de sous-produits et/ou résidus industriels tels que les scories d'aciéries, les boues rouges d'alumineries, des résidus miniers, des résidus agricoles, etc. Ce procédé peut permettre de traiter aussi bien de fortes charges en C02 que de faibles charges comme, par exemple l'air de ventilation des immeubles et des fermes d'élevage intensif. II suffit dans ce cas d'utiliser le procédé de la présente invention sous forme de modules mobiles ou statiques avec des générateurs (unités, IO compartiment, etc.) de rechange.
A l'échelle internationale les entreprises, les gouvernements et les groupes qui adhèreront au marché international d'échange de droits d'émission de C02 auront avantage à utiliser le procédé (et l'appareil) de la présente invention. II
faut rappeler que la Grande-Bretagne a mis en place un marché de droits d'émission depuis janvier 2002 et dans le cadre d u Protocole de Kyoto il est prévu la création d'une bourse mondiale des émissions de gaz à effet de serre en 2008 dont le marché est estimé à
88 milliards de $ US (http:llwww.nrtee-trnee.ca). Dans le cas de l'utilisation des scories d'aciéries, le marché intemationai d'échange de droits d'émission de CO~ peut permettre l'hydratation des scories, maturation nécessaire avant leurs utilisation comme agrégats pour la fabrication du bitume ou comme matériaux de remblai, et la formation de précipités (CaC03 et FeC03) réutilisables dans différentes industries:
papetière, métallurgique, etc.
Les caractéristiques de la présente invention peuvent se résumer comme suit Faible coût du traitement: Le procédé de la présente invention utilise des matériaux peu coûteux et abondants ce qui se traduit par un faible coût de séquestration et de recyclage du C02. Dans le cas de l'utilisation des scories, le coût est estimé de 15$ à 30$Itonne de C02 ce qui est largement inférieur au coût de traitement des procédés les plus performants surie marché;
Multi-fonctionnel: le procédé de la présenfie invention peut permettre à la fois de séquestrer le C02, de réutiliser les précipités formés et de valoriser les matérïaux utilisés, notamment dans le cas de I°utilisation de sous-produits etlou résidus industriels. Dans le cas de l'utilisation des scories, le procédé de la présente invention peut permettre l'hydratation des scories (maturation nécessaire avant leur utilisation comme agrégats pour la fabrication du bitume ou comme matériaux de remblai), la fixation de COa et enfin la formation de précipités (CaC03 et FeC03) réutilisables dans différentes industries: papetiére, métallurgie, etc. ;
Fixation et recyclage de fortes charges en C02: dans le cas de (utilisation des scories d'aciéries ,avec une efficacité d'enlèvement, d'après certaines données (Lospied et al., 2003), de l'ordre de 0,19 tonne de C021tonne de scories, le C02 le procédé de la présente invention peut permettre de traiter plus de 1,7 millions de tonnes de COZ/an à l'échelle du Canada et plus de 20 millions de tonnes de C021an à
l'échelle mondiale. Par exemple, en 1999, la production mondiale des scories d'aciéries a atteint 109 millions de tonnes. La production nord-américaine était, en fan 2000, de 21 millions tonnes dont 9 millions de tonnes au Canada (Proctor et al., 2000).
Ainsi, d'importantes quantités de matériaux à pouvoir alcalin et riches en oxydes, autrement nuisibles, peuvent être mises à contribution;
Applicable pour le traitement de faibles charges en C02: le procédé de la présente invention pourrait être utilisé sous forme de modules mobiles ou statiques avec d es g énérateurs d e r echange p our I a s équestration e t I e r ecyclage d e faibles charges en C02 comme, par exemple l'air de ventilation des immeubles et des fermes d'élevage intensif;
Revalorisation des matériaux utilisés: le procédé de la présente invention pourrait permettre d'apporter une valeur ajoutée à un grand nombre de matériaux tels que les scories d'aciéries, les boues rouges d'alumineries, les poussières de cimenteries, etc. De plus, le procédé de la présente invention pourrait permettre la production de précipités valorisables tel que le CaC03 dans de différents industries (papetière, métallurgique, etc.). A titre d'exemple, le prix de vente du CaC03 de qualité industrielle varie entre 12 - 40$ USltonne (Cold and Silver Mines, 2004);
Impact environnemental faible ou nul: contrairement à d'autres technologies des plus prometteuses présentement sur le marché telle que la séquestration géologique du COZ qui présente des risques de fuites du C02, lentes ou soudaines à
grande échelle, résultant de phénomènes sismiques et d'une contamination des nappes phréatiques (His et Arlie, 2003), le procédé de la présente invention ne semble présenter aucun impact environnemental négatif. Le procédé et l'appareil peuvent être utilisés dans des conditions contrôlées et la phase liquide d'hydratation des matériaux peut être réutilisable pour un fonctionnement en circuit fermé.
Implantation du procédé pour le traitement de fortes charges en C02: la simplicité du procédé de la présente invention et son mode d'exploitation, pourrait permettre son application sur le site même de production et de stockage des matériaux ce qui pourrait réduire significativement le coût du traitement (transport des matériaux, étanchéisation des sols, etc). Le procédé peut être également facile à
mettre en oeuvre par rapport aux autres procédés qui existent sur le marché, Quantité de matériaux utilisée: pour le traitement de fortes charges en C02, il est indispensable de disposer d'importantes quantités de matériaux. Dans le cas de la majorité des matériaux visés, entre autres des scories d'aciéries, cette limite est facilement surmontable. En effet, le Canada a produit 9 millions de tonnes de scories en 2000. De ce fait, pour une efficacité de traitement de 0,19 tanne de C021tonne de scories, il est possible de séquestrer plus de 1,7 millions de tonnes de C021an à
l'échelle du Canada.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Relativement aux dessins qui illustrent la réalisation de l'invention, La F figure 1 représente une I iste d es t echnologies d e r écupération d u C
02 (Herzog 2001 ), La Figure 2 représente une liste des technologies de fixation et de séquestration du C02 (Herzog 2001 ), La Figure 3 représente un schéma illustrant une réalisation d'un procédé et d'un appareil de séquestration du C02 de la présente invention, La Figure 4 représente un schéma illustrant une deuxième réalisation d'un procédé et d'un appareil de séquestration du C02 de la présente invention, et;
La Figure 5 représente un schéma illustrant une troisième réalisation d'un procédé et d'un appareil de séquestration du COz de la présente invention.
Définitions Ion carbonate : CO32-Groupement carbonate : C03 Carbonate : composé chimique de formule X(C03)",2 où X représente n'importe quel élément ou combinaison d'éléments pouvant se lier à un groupement carbonate où
un multiple (entier) d'un groupement carbonate et où au moins un des éléments est choisi du groupe des éléments chimiques IA, IIA, IIIA, IVA, IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, ou VIIIB du tableau périodique et n est un entier positif déterminé de façon stoechiométrique. X peut étre X"+ soit un cation tel que Na+, Caz+, Mgz+, Mnz+, Fez+, Fe3+, etc. II est à noter qu'en milieu alcalin: 1 mole de X"+ fixe n/2 mole de C03z- et produit 1 mole de X(C03)",2 Carbonate métallique : composé chimique de formule X(C03)",2 où X représente un métal. X inclut, par exemple, sans Hêtre limités, les métaux alcalins et les métaux alcalino-terreux et n est tel que défini ci-haut.
Matériau-XO : matériau ou mélange de matériau riche en oxyde aù XO représente un oxyde et X est tel que défini ci-haut.
Le procédé de la présente invention est un nouveau procédé de séquestration et de recyclage du COz atmosphérique etlou des rejets liquides et/ou gazeux. Ce procédé
utilise et permet la valorisation des matériaux riches en oxydes (ex. CaO, FeO, MgO, etc.) et à pouvoir alcalin élevé telles que retrouvé dans les scories d'aciéries, les boues rouges d'alumineries, etc. (Tableau 1 ). Ces matériaux sont produits en très grandes quantités (e.g. la production mondiale des scories d'aciéries en 1999 a atteint 109 millions de tannes) et sont peu coûteux (e.g. le coût moyen des scories d'aciéries est de 10$/tonne). L'hydratation de ces matériaux permet de générer spontanément des groupements hydroxydes et le milieu alcalin ainsi produit favorisera la dissolution du C02 et la transformation de ce dernier en C0~2'. Le CO32- réagira avec un ou plusieurs cations X (ex. X"+, ex. Na'', Ca2+, Mg2+, Fe2+, AI3+, etc.) générés par les matériaux décrits ci-dessus ou apportés au milieu, afin de produire des prëcipités stables et valorisables tels que CaC03, MgC03, FeC03, etc. (figure 3).
Tableau 1. Composition chimique de quelques matériaux ciblés Composants chimiques (% moyen en masse) Matériaux Fe0 Ca0 Si02 Mg0 A1203 Na20 Ti02 Scories 34 32 15 10 5 0 1 (Ispat-Sidbec) Scories 0,8 37 34 9,5 13 0,3 1 (Dofasco) Boues rouges 37 6 I I 12 5 20 (Alcoa) Exemple 1 Lors d'un procédé où l'appareil utilisé comprend une unité
(générateurlcapteur), le matériau (ou un compartiment comprenant le matériau) peut être chargé dans l'appareil. Le matériau est alors hydraté à l'aide d'une solution aqueuse acheminée dans l'unité par un moyen d'introduction. Dû au pouvoir alcalin du matériau, celui-ci libère des ions X"+ et OH- lors du processus d'hydratation (voir Figures 3 et 5). La solution aqueuse (phase liquide) devient donc alcaline (ex. entre pH 7.5 et pH
14.0).
Le C02 (ou la source de C02, ex. air etlou rejets liquides etlou gazeux chargés en C02) est acheminé dans l'unité par un moyen d'introduction (ex. injection). Le C02 (ou la source de COz) entre alors en contact avec la solution aqueuse devenue alcaline et peut donc se dissoudre dans cette solution sous forme d'ion carbonate. Le gaz résiduel etlou les rejets liquides, appauvris en C02, peuvent être évacués par un moyen (système) d'évacuation. Les ions carbonates générés par la dissolution du C02 peuvent réagir avec des ions provenant, par exemple, du matériau lui-même ou d'une source externe formant ainsi des carbonates. Les ions peuvent être, par exemple, des ions métalliques et former ainsi des carbonates métalliques. La solution aqueuse, suite à la récupération des carbonates, peut être réacheminée vers l'appareil par un système de recirculation (ex. en circuit fermé). Ainsi la solution aqueuse peut être (constamment) réutilisée à chaque cycle d'utilisation de l'appareil ou même plusieurs fois dans un même cycle. II est entendu qu'une solution aquéuse fraiche peut être réinjectée dans l'appareil au besoin. A insi, la solution aqueuse peut être totalement changée ou changée en partie, dépendamment des caractéristiques de la solution (ex. pH, alcalinité, etc.). Dans ce type d'appareil, le capteur de C02 et le générateur de carbonates font partie de la même unité. Le matériau peut être contenu dans un compartiment localisé à l'intérieur de l'unité. Le compartiment peut, par exemple, ê tre fermé a fin d 'éviter q ue d es p articules d e m atériaux n e s'en é chappe mais peut également posséder de fines ouvertures permettant de laisser passer un liquide ou un gaz ou encore de très fines particules de part et d'autres de la paroi du compartiment (ex. unité de filtration). L'appareil peut également être muni d'un moyen d'agitation, tel un système permettant l'agitation du matériau afin de maximiser le contact entre la solution aqueuse et le matériau.
La configuration illustrée à la Figure 3 représente un appareil à une seule unité
pouvant posséder trois compartiments soit un compartiment comprenant (i.e., pouvant comprendre) le matériau (phase solide), un compartiment comprenant (i.e., pouvant comprendre) la solution aqueuse (phase liquide} et un compartiment comprenant (i.e., pouvant comprendre) la source de C02 (qui peut être, par exemple un compartiment permettant une alimentation constante en source de C02). Selon les propriétés des parois des différents, compartiments, les échanges peuvent s'effectués entre la phase solide et la phase liquide et entre la phase liquide et la phase gazeuse. II
est également possible que les compartiments de la phase liquide et de la phase solide soient alimentés de façon constante. Les compartiments ne sont illustrés qu'à
titre indicatif. II est entendu que leur ordre, dimension configuration peut être varié tout en arrivant au même résultat. Ainsi, le compartiment comprenant le matériau peut se trouver à l'intérieur du compartiment comprenant la solution aqueuse et ces deux compartiments peuvent se trouver à l'intérieur du compartiment comprenant la source de CO2. Inversement, le compartiment comprenant la source de C02 peut être â
l'intérieur de celui comprenant la solution aqueuse et les deux peuvent être localisés à
l'intérieur de celui comprenant le matériau. D'autres configurations sont envisagées et sont incluses dans la présente invention.

Le système de récupération des carbonates (collecteur de carbonates) peut comprendre des moyens connus dans l'art, tel un filtre presse, un bassin de décantation, un vortex, une guérite de séparation, un hydrocyclone, une vis sans fin, etc.
La Figure 3 illustre également un mécanisme de séquestration et de recyclage du COZ. Dans le cas des scories, X"+ est principalement X2+, soit de façon principale Ca2+ et Fe2+ ainsi; X(C03)"~i peut être du carbonate de calcium et du carbonate de fer (CaC03, FeC03).
La configuration illustrée à la figure 5 représente un appareil à une seule unité sans compartiment définis. Le matériau est localisé à l'intérieur de l'appareil et peut être sous une forme ou une autres, soit des particules en suspension, lits percolant, etc. La solution aqueuse se trouve également à l'intérieur de l'appareil en contact avec le matériau. La source de C02 est introduite à l'intérieur de l'appareil. La phase liquide (solution aqueuse), servant à la fois à l'hydratation des matériaux à pouvoir alcalin et à
la dissolution et la séquestration du C02, alimente en permanence et en circuit fermé
l'unité. Le circuit de la phase liquide, le niveau d'injection du C02 (air et/ou rejets liquides etlou gazeux chargés en C02) ainsi que le niveau de l'ajout de cations indiqués sur cette figure ne sont donnés qu'à titre indicatif.
Dans cette configuration de l'appareil de la présente invention, le générateur et le capteur sont donc combinés en une seule unité. Dans ces conditions, le générateur/capteur peut être un lit percolant ou immergé statique, mobile ou fluidisé.
Le générateurlcapteur permet à la fois l'hydratation des matériaux utilisés, la dissolution du C02 pour former le C032' et la formation de précipités stables et valorisables.
Les systèmes d'alimentation en C02et en solution aqueuse ne sont illustrés qu'à titre indicatif. De tels systèmes sont connus dans l'art.

Exemple 2 Lors d'un procédé où l'appareil utilisé comprend deux unités, le matériau (ou un compartiment comprenant le matériau) peut être chargé dans le générateur (Figure 4).
La solution aqueuse est acheminée vers le générateur permettant ainsi l'hydratation du matériau. Dü au pouvoir alcalin du matériau, celui-ci libère des ions X"+
et OH' lors de ce processus d'hydratation (voir Figures 4). La solution aqueuse devient donc alcaline (ex. entre pH 7.5 et pH 14.0). Le milieu alcalin ainsi formé permet la dissolution du C02 atmosphérique etlou de rejets gazeux et la formation de C032'. Le C02 (ou la source de C02) est introduit dans (ou mis en contact avec) le capteur qui est alimenté par la solution aqueuse maintenant devenue alcaline. Le C02, qui entre en contact avec la solution aqueuse alcaline, peut donc ëtre dissout dans celle-ci et étre transformé en ion carbonate. Les ions carbonates ainsi générés peuvent réagir avec des ions (cations) provenant, par exemple, du matériau lui-méme ou d'une source externe formant ainsi des carbonates. Les ions peuvent être des ions métalliques (cations métalliques) et former ainsi des carbonates métalliques.
Ainsi, le CO32- réagira avec le ou les cations (e.g. Na+, Ca2+, Mg2'', Fe2+, AI3+, etc.) générés par les matériaux décrits ci-dessus etlou apportés au milieu, afin de produire des précipités stables et valorisables tels que CaC03, MgC03, FeC03, etc.
La configuration illustrée à la figure 4 représente un appareil à deux unités.
Le matériau est localisé à l'intérieur du générateur et la dissolution du C02 s'effectue dans le capteur. Les deux compartiments sont reliés par un moyen d'alimentation de la solution aqueuse. La solution aqueuse (phase liquide) est circulée entre le générateur et le capteur. Ainsi, la phase liquide, servant à la fois à
l'hydratation des matériaux à pouvoir alcalin et à la dissolution et la séquestration du C02, alimente en permanence, en circuit fermé, le générateur puis le capteur. Le circuit de la phase liquide, le niveau d'injection du C02 (air et/ou rejets liquides etlou gazeux chargés en C02) ainsi que le niveau de l'ajout de cations indiqués à la figure 4 ne sont donnés qu'à titre indicatif.
Le générateur peut être un lit percolant ou immergé avec ou sans mélange (e.g.
par agitation ou fluidisation}. Le générateur peut être une unité d'hydratation des matériaux par arrosage ou immersion avec ou sans mélange (mécanique ou hydraulique). Le capteur peut être un bassin ou un lit percolant, mobile ou fluidisé

avec des matériaux de f fixation du ou des précipités formés. Cette unité
contient la solution d'hydratation des matériaux utilisés.
Exemple 3 Lors d'un procédé où l'appareil utilisé comprend l'une ou l'autre des unités, soit un capteur (une unité de dissolution du C02) ou un générateur (une unité
d'hydratation du matériau) certaines étapes sont effectuées de façon séparée (temporellement etlou physiquement). II est donc entendu que l'étape d'hydratation du matériau et celle de dissolution du C02 peuvent être exercées séparément (ex. en des lieux physiquement distincts) et donc l'appareil peut être scindé en deux unités distinctes.
Ainsi, l'hydratation du matériau peut s'effectuer dans un site où ce type de matériau est disponible (ex. aluminerie, aciérie, cimenterie, mine de serpentine, d'olivine de brucite etc.) et la solution aqueuse alcaline contenant de ions OH- et des ions X"+
peut être transporté sur un autre site où la quantité de C02 est importante. Le C02 de cette source peut étre injecté dans un capteur alimenté par la solution aqueuse alcaline provenant du premier site. La suite du processus peut s'effectuer tel que décrit ci-haut. La situation inverse est également envisageable. C'est-à-dire que la source de C02 (dissoute ou non, ou encore dissoute partiellement) peut étre emmené à un site où un matériau ayant un pouvoir alcalin et/ou riche en oxyde est disponible et peut étre traitée sur ce site.
II est entendu que la conception et le fonctionnement du générateur et du capteur, dans les configurations illustrées aux figures 3, 4 et 5 varient en fonction des matériaux utilisés, de la charge de C02 à traiter, du coût et de I°efficacité du traitement.
Les paramètres dépendants des considérations précitées sont:
- la géométrie et la configuration du générateur et du capteur;
- les conditions d'hydratation des matériaux utilisés;
- les conditions de recirculation de la phase liquide;
- le niveau et les techniques d'injection du C02 (air etlou rejets liquides et/ou gazeux chargés en C02);
- le niveau et les techniques d'ajout de cations;
- le niveau et les techniques de récupération des précipités.

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Claims (7)

1. Un procédé de séquestration du CO2 à partir d'une source de CO2 comprenant les étapes de ;
a. dissoudre une source de CO2 dans une solution aqueuse alcaline de manière à obtenir des ions carbonate (CO3 2-), et b. réagir lesdits ions carbonates avec des cations pouvant se lier à un groupement carbonate pour former des carbonates.

2. Un procédé de séquestration du CO2 comprenant les étapes de;
a. ajouter une solution d'hydratation à un matériau pouvant libérer des ions hydroxydes lors de son hydratation afin de former une solution aqueuse alcaline b. dissoudre une source de CO2 dans ladite solution aqueuse alcaline de manière à obtenir des ions carbonate (CO3 2-), et c. réagir lesdits ions carbonates avec une source de cations X n+ pouvant se lier à un groupement carbonate pour former des carbonates selon la formule X(CO3)n/2 ou n est un entier positif.

3. Un procédé de séquestration du CO2 comprenant les étapes de;
a. ajouter une solution d'hydratation à un matériau pouvant libérer des ions hydroxydes et des cations X n+ lors de son hydratation afin de former une solution aqueuse alcaline contenant des cations X n+, b. dissoudre une source de CO2 dans ladite solution aqueuse alcaline de manière à obtenir des ions carbonate (CO3 2-), et c. réagir lesdits ions carbonates avec lesdits cations X n+ pouvant se lier à
un groupement carbonate pour former des carbonates selon la formule X(CO3)n/2 ou n est un entier positif.

4. Un procédé de séquestration du CO2 comprenant les étapes de;
a. ajouter une solution d'hydratation à un matériau à pouvoir alcalin et riche en oxyde de manière à former une solution aqueuse alcaline, b. dissoudre une source de CO2 dans ladite solution aqueuse alcaline de manière à obtenir des ions carbonate (CO3 2-), et c. réagir lesdits ions carbonates avec des cations pouvant se lier à un groupement carbonate pour former des carbonates.

5. Un appareil servant à la séquestration du CO2, ledit appareil comprenant ;
a. Au moins un compartiment pouvant contenir une solution aqueuse alcaline, b. Un moyen d'introduction d'une source de CO2 dans ledit compartiment, c. Un moyen de contact entre ladite source de CO2 avec ladite solution aqueuse alcaline, et d. Un moyen d'évacuation de ladite source de CO2 appauvrie en CO2.

6. Un appareil servant à la séquestration du CO2, ledit appareil comprenant ;
a. Au moins un premier compartiment pouvant contenir une solution aqueuse alcaline, b. Au moins un deuxième compartiment pouvant contenir une source de CO2, c. Un moyen de contact entre le contenu du premier compartiment et le contenu du deuxième compartiment, d. Un moyen d'introduction d'une source de CO2 dans ledit deuxième compartiment, et e. Un moyen d'évacuation de ladite source de CO2appauvrie en CO2.

7. Un appareil servant à la séquestration du CO2, ledit appareil comprenant ;
a. Au moins un premier compartiment pouvant contenir au moins un matériau ayant un pouvoir alcalin et riche en oxydes, b. Au moins un deuxième compartiment pouvant contenir une source de CO2, c. Un moyen d'introduction d'une solution aqueuse dans ledit premier compartiment, d. Un moyen d'introduction d'une source de CO2 dans ledit deuxième compartiment, et, e. Un moyen de contact entre le contenu du premier compartiment et le contenu du deuxième compartiment.