FR3038524A1 - Procede et installation de captage de co2 - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de captage de CO2 à partir d'un mélange gazeux chaud contenant du CO2. Le procédé comprend les étapes suivantes : -captage d'au moins une partie du CO2 contenu dans le mélange gazeux par un solvant non chargé qui devient chargé en CO2 après le captage, -préchauffage du solvant chargé par échange thermique avec le mélange gazeux chaud contenant du CO2 avant le captage de CO2 par le solvant non chargé, -séparation, à partir du solvant chargé préalablement préchauffé, dudit solvant non chargé et de ladite au moins une partie du CO2 captée par ce dernier et régénération dudit solvant non chargé afin qu'il puisse capter à nouveau du CO2 à partir du mélange gazeux.

Description

PROCEDE ET I NSTALLATI ON DE CAPTAGE DE C02 L’invention concerne un procédé de captage de C02 à partir d’un mélange gazeux contenant du C02 et une installation mettant en oeuvre le procédé.

Il est connu de capter du C02 contenu dans un mélange gazeux qui est par exemple un mélange (fumées de combustion) issu de la combustion d’un combustible dans une chaudière industrielle.

Pour ce faire on utilise généralement des solvants aminés pour capter le C02 en mettant en contact direct les fumées de combustion avec les solvants aminés dans des colonnes d’adsorption. Ces derniers chargés de C02 sont chauffés par des apports énergétiques externes avant d’être régénérés dans des dispositifs de régénération tels que des tours de « strippage ».

Toutefois, les coûts de régénération (notamment en raison de l’apport énergétique extérieur), les pertes, la dégradation et les faibles pressions partielles de C02 dans les fumées rendent cette technique très coûteuse.

Au vu de ce qui précède il serait par conséquent intéressant de concevoir un nouveau procédé permettant de limiter les apports énergétiques externes.

La présente invention a ainsi pour objet un procédé de captage de C02 à partir d’un mélange gazeux chaud contenant du C02, le procédé comprenant les étapes suivantes : -captage d’au moins une partie du C02 contenu dans le mélange gazeux par au moins un solvant non chargé qui devient chargé en C02 après le captage, -préchauffage dudit au moins un solvant chargé par échange thermique avec le mélange gazeux chaud contenant du C02 avant le captage de C02 par ledit au moins un solvant non chargé, -séparation, à partir dudit au moins un solvant chargé préalablement préchauffé, dudit au moins un solvant non chargé et de ladite au moins une partie du C02 captée par ce dernier et régénération dudit au moins un solvant non chargé afin qu’il puisse capter à nouveau du C02 à partir du mélange gazeux. Le procédé ci-dessus permet ainsi d’utiliser efficacement l’énergie calorifique contenue dans le mélange chaud pour améliorer le bilan énergétique du processus de régénération du solvant.

Selon d’autres caractéristiques possibles prises isolément ou en combinaison l’une avec l’autre : -le mélange gazeux chaud est à une température comprise entre 40 et 250°C, de préférence comprise entre 100 et 200°C ; le procédé comprend une deuxième étape de préchauffage dudit au moins un solvant chargé qui a été préalablement préchauffé lors de la première étape de préchauffage, la deuxième étape de préchauffage étant effectuée par échange thermique dudit au moins un solvant chargé préalablement préchauffé avec ledit au moins un solvant non chargé régénéré ; -l’étape de captage du C02 par au moins un solvant non chargé est effectuée par mise en contact du mélange gazeux avec au moins une membrane poreuse et par séparation membranaire à travers celle-ci sous l’influence d’un contact accentué par la surface spécifique de ladite au moins une membrane poreuse entre la phase gazeuse du mélange gazeux et la phase liquide dudit au moins un solvant ; on notera que le contact s’effectue à l’interface de la membrane et non pas en masse comme dans un mélange direct ; la surface d’échange est donc plus grande et la dégradation du solvant est amoindrie ; -le mélange gazeux contenant du C02 est choisi parmi les mélanges suivants : un mélange gazeux issu de la combustion d’au moins un combustible avec de l’air dans une chaudière industrielle, un mélange contenant du C02 tel que qu’un mélange méthane/C02, un mélange hydrogène/C02 ; -le mélange gazeux contenant du C02 étant un mélange gazeux issu de la combustion d’au moins un combustible avec de l’air dans une chaudière industrielle, le procédé comprend une étape d’enrichissement de l’air de combustion en oxygène ; -l’étape d’enrichissement de l’air de combustion en oxygène aboutit à un pourcentage d’oxygène compris entre 21 et 40%. L’invention a également pour objet une installation de captage de C02 à partir d’un mélange gazeux chaud contenant du C02. L’installation comprend un circuit pour la circulation du mélange gazeux et un circuit pour la circulation d’au moins un solvant apte à capter le C02 dudit mélange gazeux et: -disposé sur les deux circuits, un dispositif de captage d’au moins une partie du C02 contenu dans le mélange gazeux par au moins un solvant non chargé qui devient chargé en C02 après le captage, -disposé sur les deux circuits, un dispositif d’échange thermique de préchauffage dudit au moins un solvant chargé par échange thermique avec le mélange gazeux chaud contenant du C02, le dispositif d’échange thermique de préchauffage étant disposé en aval du dispositif de captage sur le circuit de solvant et en amont du dispositif de captage sur le circuit du mélange gazeux, -disposé sur le circuit de solvant, un ensemble de séparation, à partir dudit au moins un solvant chargé préalablement préchauffé, dudit au moins un solvant non chargé et de ladite au moins une partie du C02 captée par ce dernier et de régénération dudit au moins un solvant non chargé afin qu’il puisse capter à nouveau du C02 à partir du mélange gazeux.

Selon d’autres caractéristiques possibles prises isolément ou en combinaison l’une avec l’autre : -l’installation comprend, disposé sur le circuit de solvant, un deuxième dispositif d’échange thermique de préchauffage dudit au moins un solvant chargé qui est situé en aval du premier dispositif d’échange thermique de préchauffage ; -le dispositif de captage d’au moins une partie du C02 contenu dans le mélange gazeux par au moins un solvant non chargé comprend au moins une membrane poreuse qui est apte à capter le C02 par séparation membranaire à travers ladite au moins une membrane poreuse sous l’influence d’un contact entre la phase gazeuse du mélange gazeux et la phase liquide dudit au moins un solvant ; -l’installation comprend plusieurs modules de captage en parallèle comprenant chacun au moins une membrane poreuse qui est apte à capter le C02 par séparation membranaire à travers ladite au moins une membrane poreuse, lesdits modules de captage étant configurés dans l’installation pour être utilisés en tout ou partie selon les besoins en captage de C02 ; -au moins certains des dispositifs et ensembles composant l’installation sont formés chacun d’un module comportant, dans une même structure transportable, un équipement principal assurant la fonction principale du dispositif ou de l’ensemble et une pluralité d’équipements secondaires associés à l’équipement principal, notamment pour le raccordement à d’autres dispositifs et ensembles composant l’installation. D’autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faire en référence aux dessins annexés, sur lesquels : -la figure 1 est une vue schématique générale simplifiée d’une application possible d’une installation de captage de C02 selon un mode de réalisation de l’invention ; -la figure 2 est une vue schématique du dispositif d’enrichissement d’air de la figure 1 ; -la figure 3 est une vue schématique d’une structure modulaire d’un dispositif de captage de C02 ; -la figure 4 est une vue schématique d’une structure modulaire d’un condenseur de fumées de combustion.

Selon un mode de réalisation possible de l’invention illustré à la figure 1, une installation 10 de captage de C02 est utilisée pour le captage du C02 contenu dans un mélange gazeux chaud qui, ici, correspond aux fumées de combustion générées par une chaudière industrielle 12 conventionnelle. Le combustible utilisé dans la chaudière est par exemple du gaz naturel. Toutefois, selon des variantes, le combustible peut être du charbon, du fioul, de la biomasse, des déchets... L’installation 10 comprend deux circuits: l’un C1, partant de la chaudière 12 (celle-ci ne fait pas partie de l’installation selon le mode de réalisation de l’invention), pour la circulation des fumées de combustion, l’autre C2 (boucle fermée) pour la circulation d’au moins un solvant utilisé pour le captage du C02. Dans cet exemple un seul solvant est utilisé, par exemple un solvant aminé tel qu’un mélange de monoethalonamine (MEA) et d’eau ; à titre exemple, un mélange avec une fraction massique de MEA comprise entre 20 et 40%, de préférence entre 25 et 35%, et par exemple égal à 30% ; toutefois, d’autres solvants peuvent être utilisés. L’installation comprend : -disposé sur les deux circuits C1 et C2, un dispositif 14 de captage d’au moins une partie du C02 contenu dans les fumées par le solvant non chargé (« pauvre >>) qui devient chargé en C02 (« riche >>) après l’étape de captage ; -disposé sur les deux circuits, un premier dispositif d’échange thermique ou échangeur thermique 16 pour effectuer une première étape de préchauffage du solvant qui a été chargé lors de son passage dans le dispositif de captage 14, le premier échangeur 16 étant disposé en aval du dispositif de captage 14 sur le circuit de solvant C2 et en amont du dispositif de captage sur le circuit des fumées C1 et réalise un échange thermique solvant chargé-fumées de combustion ; -disposé sur le circuit de solvant C2, un deuxième dispositif d’échange thermique ou échangeur thermique 18 pour effectuer une deuxième étape de préchauffage du solvant chargé, préalablement préchauffé par le premier échangeur 16 situé en amont; -disposé sur le circuit de solvant C2, un ensemble de séparation 20 qui a pour fonction de séparer les constituants du solvant chargé qui a été préalablement préchauffé successivement dans les deux échangeurs 16 et 18, afin de récupérer ladite au moins une partie du C02 captée par le solvant et de régénérer le solvant non chargé.

Le solvant non chargé régénéré issu de l’ensemble de séparation 20 est injecté dans le dispositif 18 pour céder une partie de ses calories, puis est introduit dans le dispositif de captage 14 afin qu’il puisse capter à nouveau du C02 à partir des fumées de combustion. Le circuit de circulation du solvant est noté C3.

Le dispositif 14 de captage de C02 est configuré pour effectuer le captage d’au moins une partie du C02 contenu dans les fumées par une technique connue de séparation membranaire. Pour ce faire, le dispositif 14 comprend au moins une membrane poreuse qui est apte à capter le C02 par séparation membranaire à travers ladite au moins une membrane poreuse sous l’influence d’un contact accentué par la surface spécifique de ladite au moins une membrane poreuse entre la phase gazeuse du mélange gazeux et la phase liquide dudit au moins un solvant.

Dans l’exemple illustré le dispositif 14 comprend plusieurs modules de captage 14a, 14b,..,14n installés suivant une configuration parallèle de manière à pouvoir être utilisés en tout ou partie de façon modulaire en fonction des besoins de captage en C02. Ainsi, un seul module de captage 14a est utilisé lorsqu’un volume de fumées relativement faible est à traiter (par exemple un débit entre 50 et 100kg/h) et plusieurs modules 14a, 14b... sont utilisés en parallèle lorsque le volume de fumées à traiter augmente (par exemple un débit entre 3,5 et 10 t/h). On notera que les différentes connexions et raccords de canalisations entre les composants de l’installation 10 sont prévus pour raccorder chacun des modules 14a-n, via un tronçon de canalisation qui lui est propre, à une canalisation d’entrée des fumées 14.1, à une canalisation de sortie du solvant chargé 14.2 et à une canalisation d’amenée du solvant régénéré 14.3. Des vannes non représentées sont prévues pour alimenter ou non, selon leur état ouvert ou fermé, chacun des tronçons propres à chaque module.

Dans l’exemple de la figure 1, chaque module est un contacteur membranaire et la séparation entre le C02 et les fumées de combustion (captage) est réalisée à travers une membrane poreuse sous l’influence d’un contact entre la phase gazeuse (fumées) et la phase liquide (solvant). Ce contact entre les deux phases est accentué par la surface spécifique de la membrane poreuse et permet au solvant d’absorber tout ou partie du C02 contenu dans les fumées. L’utilisation d’un contacteur membranaire procure une bonne efficacité de captage, est économique et ne nécessite qu’un apport énergétique limité car les pertes de charge sont moins importantes qu’avec un contact gaz-liquide tel qu’il se produit dans une colonne d’adsorption. L’utilisation d’un module membranaire est en outre d’un encombrement très réduit par rapport à une colonne d’adsorption et le réglage des fluides (liquide et gaz) s’effectue de manière indépendante, ce qui s’avère particulièrement avantageux. Chaque module 14a-n comprend par exemple une calandre en inox dans laquelle sont agencées des fibres par exemple en PTFE qui offrent une surface d’échange entre les fumées et le solvant circulant à contre-courant, les fumées et le solvant restant chacun respectivement d’un seul côté des fibres. Un puisard est prévu pour récupérer les condensais. Un exemple de contacteur membranaire susceptible d’être utilisé est par exemple un appareil commercialisé par l’une des sociétés Liqui-Cell, Polymem et Membrana.

Toutefois, dans d’autres applications l’utilisation de colonne(s) d’adsorption est envisageable.

Le premier échangeur 16 est un condenseur dont un premier but est d’améliorer le rendement énergétique de l’installation. En effet, l’étape de séparation devant être effectuée dans l’ensemble 20 à une température de l’ordre de 120°C, l’utilisation d’au moins une partie de la chaleur contenue dans les fumées, dont la chaleur latente de condensation, permet de préchauffer le solvant chargé (utilisé comme fluide réfrigérant) en limitant les apports énergétiques externes.

Un deuxième but du premier échangeur 16 est de diminuer la température des fumées (mélange gazeux chaud) pour éviter une détérioration du dispositif de captage 14 et une réduction de l’efficacité de captage, notamment lorsqu’il s’agit de contacteur(s) membranaire(s). L’absorption du C02 par le solvant est en effet effectuée typiquement à des températures comprises entre 45 et 50°C et qui sont inférieures à la température de rosée des fumées. La condensation des fumées est donc particulièrement utile.

Le premier échangeur 16 est par exemple un condenseur à contre-courant à tubes disposés à l’intérieur d’une calandre verticale : les fumées circulent dans les tubes de haut en bas avec une passe de chaque côté, le solvant liquide circulant de bas en haut. Des chicanes sont aménagées à l’intérieur de la calandre pour augmenter la turbulence. La condensation des fumées qui intervient dans l’échangeur 16 permet notamment de diminuer l’humidité des fumées ainsi que leur acidité, protégeant ainsi le dispositif de captage 14. On notera que la température des fumées (ex : point de rosée de 57,7°C) en sortie de chaudière est généralement comprise entre 100 et 160°C pour un taux d’oxygène de 21% dans l’air de combustion et la température des fumées en sortie du condenseur 16 est généralement comprise entre 40 et 60°C. Typiquement, la température du solvant à l’entrée (resp. à la sortie) du condenseur 16 est généralement comprise entre 30 et 45°C (resp. entre 40 et 60°C), ce qui correspond à une augmentation de température du solvant (premier préchauffage) de l’ordre de 10 à 15°C.

Le deuxième échangeur 18 est un échangeur par exemple à plaques à haute résistance à la corrosion. La température en sortie de l’échangeur 18 est par exemple comprise entre 90 et 105°C. L’ensemble de séparation 20 est du type connu appelé « tour ou colonne de strippage » dans laquelle une désorption du C02 (absorbé par le solvant dans le dispositif de captage 14) est réalisée à une température comprise généralement entre 100 et 120°C, permettant ainsi de régénérer le solvant et de le réinjecter dans la boucle fermée C2. L’installation 10 comprend également de façon optionnelle, en amont de la chaudière 12, un dispositif 22 d’enrichissement de l’air de combustion en oxygène. Ce dispositif illustré à la figure 2 ne remet pas en question la structure ni le fonctionnement de la chaudière car il se positionne juste en amont de la chaudière existante et s’y raccorde de manière simple. Le dispositif 22 comprend un compresseur 22a alimenté avec un débit d’air donné Q (21%02, 79%N2) et qui fournit de l’air comprimé à une unité d’enrichissement à membrane 22b, à l’entrée 22b1 de celle-ci. Cette unité comporte une pluralité de membranes réalisées sous la forme de fibres creuses (par exemple plusieurs milliers de fibres afin d’améliorer la densité de la membrane en m2 par unité de volume) à base polymérique composées chacune d’une partie micro-poreuse assurant la résistance mécanique et d’une partie ou couche dense dans laquelle se produit la séparation de l’oxygène et de l’azote. La pluralité de membranes est illustrée sur la figure 2 par la référence 22b2 et les fibres sont disposées horizontalement, le transfert s’effectuant verticalement comme illustré par les flèches. L’air sous haute pression (ex : 10 bars) arrive en partie inférieure de l’unité 22b, en dessous des membranes/fibres, puis circule horizontalement le long des fibres creuses et à l’intérieur de celles-ci. Au fur et à mesure de la progression de l’air dans les fibres, l’oxygène plus perméable que l’azote traverse la paroi des fibres (via un mécanisme d’adsorption, solubilisation/diffusion à travers la paroi et désorption) et enrichit la phase basse pression appelée « perméat » afin de produire l’air enrichi en sortie 22b3 de l’unité. Le rétentat correspondant au gaz restant à l’intérieur des fibres s’appauvrit en oxygène et s’enrichit en azote et il est évacué par une autre sortie 22b4. Le débit de production de l’air enrichi dépend principalement de la surface membranaire (surface d’échange) et de la pression initiale d’admission de l’air dans l’unité 22b et augmente dès que l’un de ces deux facteurs augmente et si l’autre est inchangé.

On notera que l’étape enrichissement en oxygène aboutit à un pourcentage d’oxygène compris entre 25 et 40% et par exemple, plus particulièrement entre 30 et 35%. Au-delà de 40% la température de flamme devient trop élevée pour une chaudière conventionnelle (conçue pour fonctionner avec de l’air non enrichi en oxygène) non conçue pour des températures de flamme supérieures à 2000 °C. Cet enrichissement procure une meilleure combustion et donc améliore le rendement de la chaudière, sans toutefois augmenter de manière trop significative la teneur en NOx, SOx... La production de C02 est donc augmentée par rapport à un taux d’oxygène de l’ordre de 21%, ce qui facilite le captage dans le dispositif 14. Cette technique d’enrichissement est moins coûteuse que l’oxycombustion. Alternativement, l’enrichissement d’air peut être effectué d’une autre manière telle que par distillation cryogénique.

Dans le mode de réalisation de la figure 1, le dispositif de captage 14, le condenseur 16 et l’ensemble de séparation 20 sont formés chacun d’un module qui se présente sous la forme d’une structure transportable/manipulable intégrant un équipement principal assurant la fonction principale du dispositif 14, 16 et de l’ensemble 20. Chaque structure intègre également une pluralité d’équipements secondaires associés à l’équipement principal, notamment pour le raccordement à d’autres dispositifs et ensembles composant l’installation. Dans chaque module les équipements sont positionnés de manière à faciliter la manutention et la maintenance. De même, les connexions entre les modules (notamment les brides) sont positionnées et rassemblées de manière à faciliter le montage/démontage. L’agencement géométrique des conduites de fluide à l’intérieur de chaque module est donc conçu pour que les connexions entre les conduites d’un module et celles d’un module adjacent soient disposées au niveau des faces extérieures de la structure de chaque module.

La conception modulaire des dispositifs 14, 16 et de l’ensemble 20 permet d’intégrer l’installation de captage dans des environnements encombrés où se trouvent notamment des chaudières existantes en adaptant la configuration de l’installation aux environnements rencontrés.

Dans une forme de réalisation particulière, les modules ont une forme générale allongée agencée suivant la hauteur, ce qui leur permet de s’étendre verticalement à la manière de tours et ainsi de réduire l’encombrement au sol, ce qui est particulièrement avantageux dans un environnement particulièrement encombré au niveau du sol. A titre d’exemple, la figure 3 illustre un dispositif de captage de C02 réalisé sous la forme d’une structure/châssis métallique 30 formée d’une embase 32, de montants verticaux 34, 36, 38, 40 réunis à leur base par l’embase et réunis entre eux à différentes cotes par des éléments d’entretoise 42 à 58 qui rigidifient la structure. Le dispositif de captage 14 (le contacteur est l’équipement principal de ce module) est disposé à l’intérieur de la structure et est maintenu en position, par exemple verticale, par des supports intégrés à la structure où vient se poser le contacteur. D’autres équipements secondaires associés à l’équipement principal sont disposés également à l’intérieur de cette structure en y étant fixés. Le dispositif de captage 14 a une forme extérieure générale cylindrique agencée verticalement.

Comme représenté sur la figure 3, les connexions (brides) entre ce module et un ou des modules adjacents non représentés (ces connexions sont disposées aux extrémités terminales des conduites de fluide internes à chaque module) sont localisées au niveau des faces extérieures du module.

Le module comprend, en partie inférieure, une tuyauterie d’entrée des fumées 60 dans le dispositif de captage 14, supportée par élément de support 61 et, en partie supérieure, une tuyauterie de sortie des fumées 62 dans le dispositif de captage 14, supportée par un élément de support 63.

Le module comprend également une tuyauterie et un ensemble de vannes sur le circuit du solvant en entrée du dispositif 14 regroupés sous la référence générale 64. L’amenée du solvant dans le dispositif 14 s’effectue en partie inférieure du dispositif mais n’est pas visible sur la figure 3.

Le module comprend également une tuyauterie et un ensemble de vannes sur le circuit du solvant en sortie du dispositif 14 regroupés sous la référence générale 65 et qui sont reliés à la structure et supporté par celle-ci par l’intermédiaire d’éléments 66a, 66b disposés à différentes cotes.

Le module comprend par exemple un échangeur thermique 67 situé en partie supérieure du module et qui est placé sur le circuit du solvant en amont du dispositif de captage 14 (et en sortie de l’ensemble 20 de la figure 1) afin de refroidir le solvant, avec un fluide tel que de l’eau et qu’il puisse arriver dans le dispositif, par exemple, à une température de 40°C. L’échangeur et ses raccordements et équipements associés sont reliés à la structure et supportés par celle-ci par l’intermédiaire d’éléments 68a et 68b (patte de fixation) monté sur un ensemble de traverses entrecroisées.

Le module comprend par exemple un afficheur de débit 70, relié à la structure, pour afficher les différents débits circulant dans les tuyauteries et mesurés par des débitmètres.

Le module comprend en outre un équipement de purge ou purgeur 72 situé en partie basse du dispositif 14.

Sur la figure 1, plusieurs modules 14a, 14b, 14n ont été représentés et une structure analogue propre à chaque module, voire identique à la structure 30, est par exemple utilisée pour intégrer chacun de ces modules.

La figure 4 illustre le module condenseur réalisé sous la forme d’une structure/châssis métallique 80 formée d’une embase 82, de montants verticaux 84, 86, 88 (le quatrième montant est masqué par les équipements internes à la structure) réunis à leur base par l’embase et réunis entre eux à différentes cotes par des éléments d’entretoise désignés à chaque niveau par les références générales 90, 92, 94, 96 et qui rigidifient la structure. Une plateforme supérieure 98 est aménagée en haut de la structure ainsi qu’une main courante 100 à l’extrémité supérieure des montants verticaux 84, 86, 88. Le module condenseur 16 (équipement principal), de forme générale cylindrique, est disposé à l’intérieur de la structure et repose sur l’embase 82 du châssis en position, par exemple verticale. Le condenseur traverse la plateforme 98 pour s’étendre au-delà et est surmonté d’une tête de condenseur 16a à laquelle est raccordée une tuyauterie d’entrée des fumées 104 (circuit C1 de la figure 1). Une tuyauterie de sortie de fumées 106 est raccordée à l’extrémité opposée inférieure du condenseur et est destinée à être raccordée au dispositif 14 de la figure 1. D’autres équipements secondaires associés à l’équipement principal sont disposés également à l’intérieur de cette structure en y étant fixés par l’intermédiaire d’éléments de support. Des tuyauteries d’entrée 108 et de sortie 110 pour l’eau de refroidissement du condenseur sont aménagées respectivement en partie basse et haute du condenseur 16.

Une tuyauterie 114 est raccordée à la tête de condenseur 16a pour y amener de l’eau de rinçage. Une autre tuyauterie de fumées 116 s’étend à côté de la tuyauterie 104 et du condenseur 16 et forme un contournement ou by-pass du condenseur. Cet agencement est utile si l’on souhaite moduler le volume des fumées à traiter. Des supports 112 de la tuyauterie de fumées 116 relient cette dernière à la structure à différentes cotes.

Une canalisation 118 d’amenée du solvant chargé au condenseur s’étend verticalement le long de ce dernier et de la tuyauterie 116. Si la température du solvant s’avère trop chaude en entrée du condenseur par rapport à la température des fumées et donc trop proche de la température des fumées on injecte de l’eau à la place du solvant dans la canalisation 118 afin de refroidir les fumées.

Des organes de vidange des condensais et de purge sont fixés sur la partie basse du condenseur, à proximité de la tuyauterie de sortie de fumées 106 mais ils ne sont pas visibles sur la figure 4.

Une échelle externe E protégée par une crinoline 102 est agencée le long de l’une des faces extérieures de la structure 80 pour permettre au personnel d’accéder à différentes cotes de la structure, notamment en vue d’opérations de maintenance. L’échelle est prévue en raison de la hauteur du module, ce qui ne s’avère pas nécessaire pour le module de la figure 3 qui est moins haut.

Selon d’autres modes de réalisation, le mélange gazeux chaud est un mélange méthane/C02, un mélange hydrogène/C02.....et l’installation ainsi que le procédé de captage décrits ci-dessus peuvent également être utilisés afin de capter le C02 dans ces nouveaux mélanges. A titre de variante non représentée, la chaudière 12 de la figure 1 est remplacée par une unité de génération/production d’un mélange gazeux chaud qui peut être un système de méthanisation (H2/C02), une station de pompage de gaz (méthane/C02).....

Claims (12)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de captage de C02 à partir d’un mélange gazeux chaud contenant du C02, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : -captage d’au moins une partie du C02 contenu dans le mélange gazeux par au moins un solvant non chargé qui devient chargé en C02 après le captage, -préchauffage dudit au moins un solvant chargé par échange thermique avec le mélange gazeux chaud contenant du C02 avant le captage de C02 par ledit au moins un solvant non chargé, -séparation, à partir dudit au moins un solvant chargé préalablement préchauffé, dudit au moins un solvant non chargé et de ladite au moins une partie du C02 captée par ce dernier et régénération dudit au moins un solvant non chargé afin qu’il puisse capter à nouveau du C02 à partir du mélange gazeux.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange gazeux chaud est à une température comprise entre 40 et 250°C, de préférence comprise entre 100 et 200°C.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le procédé comprend une deuxième étape de préchauffage dudit au moins un solvant chargé qui a été préalablement préchauffé lors de la première étape de préchauffage, la deuxième étape de préchauffage étant effectuée par échange thermique dudit au moins un solvant chargé préalablement préchauffé avec ledit au moins un solvant non chargé régénéré.
4. 4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’étape de captage du C02 par au moins un solvant non chargé est effectuée par mise en contact du mélange gazeux avec au moins une membrane poreuse et par séparation membranaire à travers celle-ci sous l’influence d’un contact accentué par la surface spécifique de ladite au moins une membrane poreuse entre la phase gazeuse du mélange gazeux et la phase liquide dudit au moins un solvant.
5. 5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mélange gazeux contenant du C02 est choisi parmi les mélanges suivants : un mélange gazeux issu de la combustion d’au moins un combustible avec de l’air dans une chaudière industrielle, un mélange contenant du C02 tel que qu’un mélange méthane/C02, un mélange hydrogène/C02.
6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, le mélange gazeux contenant du C02 étant un mélange gazeux issu de la combustion d’au moins un combustible avec de l’air dans une chaudière industrielle, le procédé comprend une étape d’enrichissement de l’air de combustion en oxygène.
7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’étape d’enrichissement de l’air de combustion en oxygène aboutit à un pourcentage d’oxygène compris entre 21 et 40%.
8. 8. Installation (10) de captage de C02 à partir d’un mélange gazeux chaud contenant du C02, caractérisée en ce que l’installation comprend un circuit (C1) pour la circulation du mélange gazeux et un circuit (C2) pour la circulation d’au moins un solvant apte à capter le C02 dudit mélange gazeux et: -disposé sur les deux circuits, un dispositif (14) de captage d’au moins une partie du C02 contenu dans le mélange gazeux par au moins un solvant non chargé qui devient chargé en C02 après le captage, -disposé sur les deux circuits, un dispositif (16) d’échange thermique de préchauffage dudit au moins un solvant chargé par échange thermique avec le mélange gazeux chaud contenant du C02, le dispositif d’échange thermique de préchauffage (16) étant disposé en aval du dispositif de captage (14) sur le circuit de solvant (C2) et en amont du dispositif de captage sur le circuit du mélange gazeux (C1 ), -disposé sur le circuit de solvant (C2), un ensemble de séparation (20), à partir dudit au moins un solvant chargé préalablement préchauffé, dudit au moins un solvant non chargé et de ladite au moins une partie du C02 captée par ce dernier et de régénération dudit au moins un solvant non chargé afin qu’il puisse capter à nouveau du C02 à partir du mélange gazeux.
9. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que l’installation comprend, disposé sur le circuit de solvant (C2), un deuxième dispositif (18) d’échange thermique de préchauffage dudit au moins un solvant chargé qui est situé en aval du premier dispositif d’échange thermique de préchauffage (16).
10. 10. Installation selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que le dispositif (14) de captage d’au moins une partie du C02 contenu dans le mélange gazeux par au moins un solvant non chargé comprend au moins une membrane poreuse qui est apte à capter le C02 par séparation membranaire à travers ladite au moins une membrane poreuse sous l’influence d’un contact entre la phase gazeuse du mélange gazeux et la phase liquide dudit au moins un solvant.
11. 11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que l’installation comprend plusieurs modules de captage (14, 14a-n) en parallèle comprenant chacun au moins une membrane poreuse qui est apte à capter le C02 par séparation membranaire à travers ladite au moins une membrane poreuse, lesdits modules de captage étant configurés dans l’installation pour être utilisés en tout ou partie selon les besoins en captage de C02.
12. 12. Installation selon l’une des revendications 8 à 11, caractérisée en ce qu’au moins certains des dispositifs et ensembles composant l’installation sont formés chacun d’un module comportant, dans une même structure transportable, un équipement principal assurant la fonction principale du dispositif ou de l’ensemble et une pluralité d’équipements secondaires associés à l’équipement principal, notamment pour le raccordement à d’autres dispositifs et ensembles composant l’installation.