WO2008110676A2 - Procede de separation de co2 gazeux contenu dans un melange de gaz - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a process for separating gaseous CO 2 contained in a gas mixture.
- US Pat. No. 2,823,765 discloses a process for separating gaseous mixture containing one or more gases that can be adsorbed by an adsorbent. This method comprises contacting the gas mixture with an adsorbent suspended in a liquid at high pressure.
- the adsorbent is incompatible with the liquid and is in particular activated carbon; carbon dioxide is mentioned as a gas to which the process can be applied.
- the present invention aims to overcome the disadvantages of known techniques, by providing an efficient and low cost method for the separation of gaseous CO 2 contained in a gaseous mixture.
- the subject of the present invention is a process for separating gaseous CO 2 contained in a gas mixture comprising: a step of suspending in a liquid phase an absorbent solid capable of capturing the gaseous CO 2 , and
- the invention is based on the surprising finding, verified experimentally by the inventors, that, during the dispersion of a gas mixture in a liquid phase, the amount of CO 2 trapped by an absorbent solid suspended in a liquid phase is much higher than that retained by the same solid in the gas phase.
- the process according to the invention is furthermore particularly advantageous in that it displays a high yield at ambient temperature and pressure conditions, or close to ambient conditions, and therefore is economically very advantageous.
- the dispersion of the solid is carried out: in an aqueous solution; for example pure water or a saline solution,
- an alcohol for example ethanol, propanol, ethylene glycol - or in a ketone; for example, acetone.
- the dispersion of the gas mixture is carried out in the form of bubbles in the liquid.
- the finer the dispersion the better the homogenization and the diffusion of the gases in the liquid.
- the dispersion step is carried out at a temperature of between 0 ° C. and 30 ° C. and at a pressure, inclusive, between atmospheric pressure (Patm) and 3 bars, more preferably between Patm and 1.5. bars, even more preferably between Patm and 1.2 bars (so with a slight overpressure).
- the dispersion is carried out at conditions of ambient temperature and pressure.
- the absorbent solid is indifferently chosen from: a carbonaceous material, such as, for example, an activated carbon or carbon nanotubes; an oxide, for example silicates such as zeolites, clays, mesoporous silicas, manganese oxides, pumice, perlite or diatomite; phosphate or phosphonate; a hydroxide, such as for example Lamellar Double Hydroxides, such as a 3T quintinite or a hydrotalcite.
- a carbonaceous material such as, for example, an activated carbon or carbon nanotubes
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- phosphate or phosphonate phosphate or phosphonate
- a hydroxide such as for example Lamellar Double Hydroxides, such as a 3T quintinite or a hydrotalcite.
- the process comprises an additional step of recovering the gaseous CO 2 captured.
- the combination of the trapping and recovery steps allows CO 2 purification.
- This recovery step preferably comprises a step of lowering the partial pressure of the gas to be trapped introduced into the liquid phase, this step being obtainable either by lowering the partial pressure of CO 2 (in particular by recirculation in the saturated reactor in CO 2 , a gas stream depleted in CO 2 , from a capture reactor in use) or by using a low vacuum at most equal to 0.2 bar with respect to the capture pressure or by stopping the circulation of the gas containing the CO 2 .
- Recovery of captured CO 2 can also be obtained by a step of raising the temperature of the liquid phase, preferably at most 30 ° C. above the temperature at which the capture has been carried out, without bringing the liquid to boiling.
- Figure 1 is a diagram schematically showing the method according to the invention
- Figure 2 is a curve representing, as a function of time, the concentration of CO 2 in the exit gas stream during capture and release phases by activated carbon
- FIG. 3 is a curve representing, as a function of time, the concentration of CO 2 in the exit gas stream during capture and release phases by a material rich in zeolite
- FIG. 4 is a curve representing, as a function of time, the concentration of CO 2 in the exit gas stream during capture and release phases repeated iteratively by a quintinite 3T which is a hydroxide type material Double Lamellar (HDL)
- a quintinite 3T which is a hydroxide type material Double Lamellar (HDL)
- FIG. 5 is a curve representing, as a function of time, the concentration of CO 2 in the exit gas stream during capture phases by a calcium carbonate type material
- FIG. 6 is a curve representing in FIG. a function of time, the concentration of CO 2 in the exit gas stream during capture phases by a diatomite type material.
- the first two stages 2 and 4 make it possible to trap the CO 2 contained in the gas mixture.
- the method may comprise a third step 6 for recovering CO 2 .
- the release of CO 2 entrapped in the trap material can be obtained by reducing the CO 2 partial pressure at the inlet of the reactor, and / or by raising the temperature of the solid suspension and / or or by lowering the total pressure in the capture reactor.
- the two steps 4 and 6 are repeated iteratively, as indicated by the arrow 8, by opening and closing the reactor gas inlet to produce at the outlet of the reactor, when the gas inlet is closed, pure CO 2 .
- a capture and release test of CO 2 from a stream of an N 2 / CO 2 gas mixture was carried out by a trap formed of activated carbon suspended in an aqueous medium.
- the activated carbon used has a surface area of 1500 m 2 / g
- the initially introduced gas mixture had an initial CO 2 content of 19% by volume which was then raised to 76% by volume.
- the treatment was carried out at a temperature of 15 ° C and at atmospheric pressure.
- the CO 2 content in the reactor outlet mixture is shown in FIG. 2.
- the CO 2 content in the input gas mixture is 19% by volume.
- the CO 2 content in the exit gas increases slowly from 0% at time t 0 to 19% until a time t 1, which indicates capture of CO 2 by the trap, then stabilizes at 19% between t1 and t2, indicating that equilibrium is reached.
- the composition of the input gas mixture is modified by raising the CO 2 content to 76% by volume up to a time t4.
- This modification of the CO 2 content is carried out in the context of a laboratory test. In an industrial process, it is generally not possible to proceed with such a modification of the gas mixture. It can be seen that, as during the period t0-t2, the output CO 2 content increases slowly between t2 and an instant t3, marking a capture of CO 2 , and then stabilizes at 76% by volume from t3 when new balance is achieved.
- the volumes of CO 2 captured at a CO 2 content of 19 and 76% respectively represent 0.5 mole of CO 2 / kg of activated carbon and 0.77 mole of CO 2 / kg of activated carbon.
- the volumes of CO 2 captured for CO 2 levels of 19 and 76% were respectively 0.54 mol CO 2 / kg of zeolite and 2.08 mol CO 2 / kg of zeolite, an total amount of 2.62 moles of CO 2 / kg of zeolite.
- time t5 a release of 2.65 moles of CO 2 / kg of zeolite is observed, which corresponds substantially to the portion collected.
- An additional release of 0.39 mole CO 2 / kg of zeolite is observed when the reactor is heated to a temperature of 60 ° C.
- the 3T quintinite is a material of the type Double Lamellar Hydroxide (HDL).
- the test was carried out with an absorbent solid having a specific surface area of 80 m 2 / g placed in aqueous suspension in a reactor at 30 ° C. and under pressure. atmospheric.
- the input gas is an N 2 / CO 2 mixture, the CO 2 content being 9% by volume.
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de séparation de CO2 gazeux contenu dans un mélange de gaz comportant : une étape de mise en suspension dans une phase liquide d'un solide absorbant apte à capter le CO2 gazeux, une étape de dispersion du mélange de gaz dans la phase liquide, ladite étape étant effectuée à une température comprise entre la température de solidification et la température de vaporisation de la phase liquide, bornes exclues, et à une pression comprise entre la pression atmosphérique et 10 bars, bornes incluses.
Description
PROCEDE DE SEPARATION DE CO2 GAZEUX CONTENU DANS UN MELANGE
DE GAZ
La présente invention concerne un procédé de séparation de CO2 gazeux contenu dans un mélange de gaz .
La séparation de CO2 gazeux contenu dans un mélange de gaz présente un intérêt dans de nombreux domaines d'application. On peut citer, en particulier, la lutte contre le réchauffement climatique, domaine pour lequel le piégeage des gaz à effet de serre est primordial. On peut citer encore la purification du CO2 en vue de sa commercialisation ainsi que la dépollution des rejets industriels gazeux.
On connaît diverses méthodes, que celles-ci soient de type physique ou chimique, permettant d'assurer la séparation de CO2 d'un mélange de gaz, notamment pour le piéger et/ou le purifier. Une technique répandue est basée sur l'utilisation d'aminés et plus précisément sur la mise en œuvre du solvant monoéthanolamine (cf. US-4 477 419). Ce procédé pour intéressant qu'il soit, présente des inconvénients en termes de transports du fait de la nature du solvant utilisé. D'autre part, de nombreuses impuretés telles que les NOx et SOx dégradent les aminés diminuant ainsi le rendement du procédé.
On a également proposé de faire appel à des pièges minéraux dont on utilise la capacité à favoriser dans une porosité adéquate, en phase gazeuse, la physisorption voire la condensation capillaire du CO2 gazeux (cf. Yong et al, Séparation and Purification Technology 26 (2002) 195-205) . Ces pièges sont notamment constitués d'alumines, de zéolites, de charbons actifs ou de minéraux de type hydrotalcite . Un problème de cette technique est cependant de nécessiter la mise en œuvre de fortes pressions et de températures élevées qui sont nécessaires à la réalisation des phénomènes de condensation capillaire et de désorption.
On a fait appel également à une technique récente, à savoir l' antisublimâtion, dans laquelle l'opération se produit à pression atmosphérique par le passage direct de la phase vapeur à la phase solide du CO2 sur la surface externe d'échangeurs frigorifiques à des températures comprises entre -800C et -1100C (cf. FR-2 820 052 et FR-2 851 936) . Ce procédé nécessite également la mise en œuvre d' énergie importante .
On a aussi proposé de faire traverser le flux de mélange gazeux dont on souhaite séparer certains des constituants au travers d'une membrane réalisée dans un matériau présentant une perméabilité qui est fonction du composant que l'on souhaite isoler au cours de ce passage
(cf Vallières et Favre, Journal of Membrane Science 244 issues 1-2 (2004) 17-23) . On a fait appel pour constituer une telle membrane à de nombreux matériaux minéraux et polymères. Cette technique présente l'inconvénient de ne permettre le traitement effectif que de faibles débits gazeux. On connaît par ailleurs le brevet américain US 2823765 qui divulgue un procédé de séparation de mélange gazeux contenant un ou plusieurs gaz pouvant être adsorbés par un adsorbant . Ce procédé consiste à mettre en contact le mélange gazeux avec un adsorbant en suspension dans un liquide, à des pression élevées. L'adsorbant est incompatible avec le liquide et est en particulier du charbon actif ; le dioxyde de carbone est cité comme gaz auquel le procédé peut s'appliquer.
Enfin, la Demanderesse a proposé dans le brevet FR 2.893.516 de séparer et/ou purifier des gaz dont certains sont susceptibles de former des espèces anioniques en phase aqueuse par des solides de type HDL (Hydroxydes
Double Lamellaire) ou oxydes mixtes issus du traitement thermique des HDL.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des techniques connues, en proposant un procédé efficace et de faible coût pour la séparation de CO2 gazeux contenu dans un mélange gazeux.
A cette fin, la présente invention a pour objet un procédé de séparation de CO2 gazeux contenu dans un mélange de gaz comportant : - une étape de mise en suspension dans une phase liquide d'un solide absorbant apte à capter le CO2 gazeux, et
- une étape de dispersion du mélange de gaz dans la phase liquide, ladite étape étant effectuée à une température comprise entre la température de solidification et la température de vaporisation de la phase liquide, bornes exclues, et à une pression comprise entre la pression atmosphérique et 10 bars, bornes incluses.
L'invention se fonde sur la constatation surprenante, vérifiée expérimentalement par les inventeurs, que, lors de la dispersion d'un mélange de gaz dans une phase liquide, la quantité de CO2 piégée par un solide absorbant en suspension dans une phase liquide est très supérieure à celle retenue par le même solide en phase gazeuse. Le procédé selon 1 ' invention est en outre particulièrement intéressant en ce qu'il affiche un rendement élevé à des conditions de température et de pression ambiantes, ou proches des conditions ambiantes, et donc est économiquement très avantageux. De manière préférée, la dispersion du solide est réalisée :
- dans une solution aqueuse ; par exemple de l'eau pure ou une solution saline,
- dans un alcool ; par exemple éthanol, propanol, ethylène glycol - ou dans une cétone ; par exemple, de l'acétone.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la dispersion du mélange de gaz est réalisée sous formes de bulles dans le liquide. Plus la dispersion sera fine, meilleure sera l'homogénéisation et la diffusion des gaz dans le liquide.
De préférence, l'étape de dispersion est effectuée à une température comprise entre 00C et 300C et à une pression comprise, bornes incluses, entre la pression atmosphérique (Patm) et 3 bars, plus préférentiellement entre Patm et 1,5 bars, encore plus préférentiellement entre Patm et 1,2 bars (donc avec une légère surpression) . Avantageusement, la dispersion est réalisée à des conditions de température et pression ambiantes .
En particulier, le solide absorbant est indifféremment choisi parmi : un matériau carboné, comme par exemple un carbone activé ou des nanotubes de carbone ; un oxyde, par exemple des silicates comme les zéolites, des argiles, des silices mésoporeuses, oxydes de manganèse, une ponce, une perlite ou une diatomite ; un phosphate ou un phosphonate ; un hydroxyde, comme par exemple les Hydroxydes Doubles Lamellaires, tel qu'une quintinite 3T ou une hydrotalcite .
De manière avantageuse, le procédé comprend une étape additionnelle de récupération du CO2 gazeux capté.
La combinaison des étapes de piégeage et de récupération permet d'effectuer une purification du CO2.
Cette étape de récupération comporte de préférence une étape d'abaissement de la pression partielle du gaz à piéger introduit dans la phase liquide, cette étape pouvant être obtenue soit par abaissement de la pression partielle de CO2 (en particulier par recirculation dans le réacteur saturé en CO2, d'un flux gazeux appauvri en CO2, issu d'un réacteur de capture en cours d'utilisation) soit par utilisation d'une faible dépression au plus égale à 0,2 bar par rapport à la pression de capture, soit par arrêt de la circulation du gaz contenant le CO2. La récupération du CO2 capturé peut aussi être obtenue par une étape d'élévation de la température de la phase liquide, de préférence au plus de 3O0C au-delà de la température à laquelle a été réalisée la capture, sans amener le liquide à ébullition.
Enfin, le procédé peut comprendre de manière itérative le cycle formé d'une étape de dispersion du mélange gazeux et d'une étape de récupération. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel : la figure 1 est un diagramme représentant schématiquement le procédé selon l'invention, - la figure 2 est une courbe représentant, en fonction du temps, la concentration du CO2 dans le flux gazeux de sortie au cours de phases de capture et de libération par un carbone activé,
- la figure 3 est une courbe représentant en fonction du temps, la concentration du CO2 dans le flux gazeux de sortie au cours de phases de capture et de libération par un matériau riche en zéolite,
- la figure 4 est une courbe représentant en fonction du temps, la concentration du CO2 dans le flux gazeux de sortie au cours de phases de capture et de libération, répétées de manière itérative, par une quintinite 3T qui est un matériau de type Hydroxyde Double Lamellaire (HDL) ,
- la figure 5 est une courbe représentant en fonction du temps, la concentration du CO2 dans le flux gazeux de sortie au cours de phases de capture, par un matériau de type carbonate de calcium, et - la figure 6 est une courbe représentant en fonction du temps, la concentration du CO2 dans le flux gazeux de sortie au cours de phases de capture, par un matériau de type diatomite.
Suivant l'invention et ainsi que schématisé sur la figure 1, on dispose d'un mélange de plusieurs gaz, dont l'un est du CO2 que l'on souhaite extraire du mélange pour le piéger et, éventuellement, le restituer ensuite sous forme purifiée.
Pour cela, le procédé comprend une première étape 2 dans laquelle un solide absorbant adéquat pour le piégeage du CO2 est mis en suspension dans un milieu liquide. Il comprend une deuxième étape 4 dans laquelle le mélange gazeux est dispersé dans le milieu liquide. En pratique, le milieu liquide est disposé dans un réacteur comprenant une entrée pour l'admission du mélange de gaz et une sortie pour l'extraction du mélange de gaz non capté après traitement ou du dioxyde de carbone après libération.
Les deux premières étapes 2 et 4 permettent de piéger le CO2 contenu dans le mélange de gaz . Dans un mode de réalisation avantageux, le procédé peut comprendre une troisième étape 6 de récupération du CO2. La libération du CO2 piégé dans le matériau piège peut
être obtenue en réduisant la pression partielle du CO2 en entrée du réacteur, et/ou en élevant la température de la suspension de solide et/ou ou en abaissant la pression totale dans le réacteur de capture . Dans le cas où l ' on souhaite extraire du CO2 purifié, il est indispensable de fermer complètement l'entrée de gaz du réacteur, le gaz en sortie du réacteur ne comportant alors que du dioxyde de carbone .
Dans le cadre d'un procédé industriel, les deux étapes 4 et 6 sont répétées de manière itérative, comme indiqué par la flèche 8, par ouverture et fermeture de l'entrée de gaz du réacteur pour produire en sortie du réacteur, lorsque l'entrée de gaz est fermée, du CO2 pur.
On décrira ci-après plusieurs exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
EXEMPLE 1 : Carbone activé
On a procédé à un essai de capture puis de libération de CO2 issu d'un flux d'un mélange gazeux N2/CO2 par un piège formé d'un carbone activé en suspension dans un milieu aqueux. Le carbone activé utilisé a une surface spécifique de 1500 m2/g-
Le mélange de gaz introduit initialement a une teneur initiale en CO2 de 19% en volume qui a ensuite été portée à 76% en volume. Le traitement a été réalisé à une température de 15°C et à pression atmosphérique.
La teneur en CO2 dans le mélange en sortie de réacteur est représenté sur la figure 2.
Pendant une période comprise entre tO (temps initial) et t2, la teneur en CO2 dans le mélange de gaz en entrée est de 19% en volume. On constate que, pendant cette période, la teneur en CO2 dans le gaz de sortie croît lentement de 0% à l'instant tO jusqu'à 19% jusqu'à un instant tl, ce qui
indique une capture du CO2 par le piège, puis se stabilise à 19% entre tl et t2, ce qui indique qu'un équilibre est atteint.
A l'instant t2, on modifie la composition du mélange de gaz en entrée en portant la teneur en CO2 à 76% en volume jusqu'à un instant t4. Cette modification de la teneur en CO2 est effectuée dans le cadre d'un essai en laboratoire. Dans un procédé industriel, il n'est en général pas possible de procéder à une telle modification du mélange de gaz. On constate que, comme pendant la période tθ-t2, la teneur en CO2 en sortie croît lentement entre t2 et un instant t3 , marquant une capture du CO2, puis se stabilise à 76% en volume à partir de t3 lorsqu'un nouvel équilibre est atteint . Les volumes de CO2 captés pour une teneur de CO2 de 19 et 76% représentent respectivement 0,5 mole de CO2/kg de carbone activé et 0,77 mole de CO2/kg de carbone activé.
On note ainsi que la capture est d'autant meilleure que la pression partielle de CO2 dans le mélange de gaz est importante .
A l'instant t4 , on cesse d'apporter du CO2 dans le réacteur (apport d'azote seul) . On observe alors en sortie du réacteur la libération du CO2 capté jusqu'à un instant t5. La quantité de gaz libéré est de l'ordre de 3,3 moles de CO2/kg de carbone activé. Cette quantité est plus importante que celle captée pendant les deux phases de capture. Ceci est très probablement dû à la libération de groupements oxygénés présents à la surface du carbone activé avant les essais. Lorsque l'on élève la température à 6O0C, on observe une libération supplémentaire de 0,18 mole de CO2 rémanent/kg de carbone activé (cf. période t5-t6) .
EXEMPLE 2 : Zéolite
Un essai similaire au précédent a été conduit en remplaçant le carbone activé par un matériau riche en zéolite dont la surface spécifique est proche de 70 m2/g. Comme on peut le voir sur la figure 3, on relève le même type de courbe que dans l'essai précédent pour la teneur en sortie du CO2 : période tθ-t2 : mélange N2/CO2 à 19% de CO2, réacteur à 15°C; capture de CO2 jusqu'à atteinte d'un équilibre, - période t2-t4 : mélange N2/CO2 à 76% de CO2, réacteur à 150C; capture supplémentaire de CO2 jusqu'à atteinte d'un nouvel équilibre, période t4-t5 : pas d'apport de CO2, réacteur à 150C; libération de CO2,
- période t5-T6 : pas d'apport de CO2, réacteur à 600C; libération supplémentaire de CO2.
Dans cet exemple, les volumes de CO2 captés pour des teneurs en CO2 de 19 et 76 % sont respectivement de 0,54 mole de CO2/kg de zéolite et 2,08 moles de CO2/kg de zéolite, soit une quantité totale de 2,62 moles de CO2/kg de zéolite. A l'instant t5 , on observe une libération de 2,65 moles de CO2/kg de zéolite, ce qui correspond sensiblement à la part captée. Une libération supplémentaire de 0,39 mole CO2/kg de zéolite est observée lorsque le réacteur est porté à une température de 600C.
EXEMPLE 3 : Quintinite 3T
La quintinite 3T est un matériau du type Hydroxyde Double Lamellaire (HDL) .
L'essai a été réalisé avec un solide absorbant ayant une surface spécifique de 80 m2/g placé en suspension aqueuse dans un réacteur à 300C et à pression
atmosphérique. Le gaz en entrée est un mélange N2/CO2, la teneur en CO2 étant de 9% en volume.
Pendant l'apport du mélange de gaz (période tO-tl sur la figure 4), le CO2 est capté jusqu'à ce qu'un équilibre soit atteint. Dans les conditions de l'essai, 0,49 mole
CO2/kg de quintinite 3T est capté. Ensuite, en l'absence d'apport de CO2 (période tl-t2 sur la figure 4), le CO2 capté est libéré. On observe une libération de 0,49 mole
CO2/kg de quintinite 3T, ce qui correspond à la partie captée.
Dans cet essai, on a répété l'étape de capture en alimentant à nouveau le réacteur avec le mélange de gaz. On relève une capture de 0,67 mole CO2/kg de quintinite 3T.
On a également réalisé un essai avec le même adsorbant, avec une température de 150C et à pression atmosphérique. Le gaz en entrée était un mélange N2/CO2, la teneur en C02 étant de 16% en volume. On a observé une courbe de capture similaire, avec un taux de capture de 7,8 moles CO2/kg d' adsorbant à l'équilibre. EXEMPLE 4 : Carbonate de calcium de type PCC :
L'essai a été réalisé avec un solide de type carbonate de calcium précipité (Precipited Calcium Carbonate ou PCC) placé en suspension aqueuse dans un réacteur à 15°C et à pression atmosphérique. Le gaz en entrée est un mélange N2/CO2/ la teneur en CO2 étant initialement de 16% en volume a ensuite été portée à 60%.
Les résultats de mesure sont reportés à la figure 5.
Les volumes de CO2 captés représentent respectivement
1.07 et 1.21 moles de CO2 /kg carbonate, soit une quantité totale de 2.27 moles de CO2 capturées par kg de carbonate.
Comme pour les autres solides, il a été démontré qu'un
abaissement de la pression partielle en CO2 conduit à une libération quantitative du CO2 initialement capté.
EXEMPLE 5 : Diatomite :
L'essai a été réalisé avec un solide de type diatomite placé en suspension aqueuse dans un réacteur à
15°C et à pression atmosphérique. Le gaz en entrée est un mélange N2/CO2# la teneur en CO2 étant initialement de 60% en volume .
Les résultats de mesure sont reportés à la figure 6. Le volume de CO2 capté représente 1.38 moles de CO2 par kg de diatomite. Comme pour les autres solides, il a été démontré qu'un abaissement de la pression partielle en CO2 conduit à une libération quantitative du CO2 initialement capté.
Ainsi, dans le cadre d'une utilisation industrielle du procédé, on constate que par une succession de cycles capture/libération, chaque cycle comportant une étape d'apport d'un mélange de gaz suivie d'une étape sans apport de CO2, voire sans apport de mélange de gaz, il est possible d'extraire du CO2 d'un mélange de gaz tout en le purifiant.
Dans les essais décrits ci-dessus, effectués en laboratoire, l'azote est apporté en permanence dans le réacteur, ceci pour mieux faire ressortir sur les figures 2 à 6 la teneur décroissante en CO2 en sortie du réacteur, ce qui traduit sa libération.
Dans le cadre d'une utilisation industrielle, le procédé pourra être exploité soit pour générer un flux de CO2 pur soit pour générer un flux gazeux enrichi en CO2. Si un flux de CO2 pur est recherché, la libération du gaz capturé sera obtenue par une élévation de la température au plus égale à 3O0C ou un abaissement de la pression,
l'apport du mélange de gaz initial ayant été interrompu. Si un flux gazeux enrichi en CO2 est recherché, alors la circulation du mélange gazeux à traiter étant maintenue, une élévation de la température de la suspension au plus égal à 300C suffira à libérer le CO2 initialement capté.
Parmi les différents absorbants qui peuvent être mis en œuvre dans le procédé selon l'invention, les Hydroxydes Double Lamellaires (HDL) sont particulièrement performants. En plus des exemples de la quintinite 3T et de l' hydrotalcite, l'Homme de l'art pourra avantageusement se référer au brevet FR 2882549 qui décrit d'autres exemples de HDL ainsi qu'un procédé de synthèse de tels matériaux.
Le procédé selon 1 ' invention est donc particulièrement intéressant d'un point de vue industriel. En effet, il permet le piégeage du CO2 de manière réversible sans mettre en œuvre des processus énergétiquement coûteux
(forte élévation de température, évaporation d'une phase liquide, séparation solide/liquide, ...) et sans aucune manipulation de la suspension constituant le piège qui reste en place dans le réacteur de capture/libération pendant la durée des cycles. Par ailleurs, le procédé est conduit dans des conditions de pression et de température ambiantes ou proches des conditions ambiantes, une température un peu plus élevée favorisant la libération du CO2.
Claims
1.- Procédé de séparation de CO2 gazeux contenu dans un mélange de gaz comportant : une étape de mise en suspension dans une phase liquide d'un solide absorbant apte à capter le CO2 gazeux, - une étape de dispersion du mélange de gaz dans la phase liquide, ladite étape étant effectuée à une température comprise entre la température de solidification et la température de vaporisation de la phase liquide, bornes exclues, et à une pression comprise entre la pression atmosphérique et 10 bars, bornes incluses.
2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de dispersion est effectuée à une température comprise entre 00C et 300C.
3.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 , dans lequel le solide absorbant est indifféremment choisi parmi : un matériau carboné, comme par exemple un carbone activé ou des nanotubes de carbone ; un oxyde, par exemple des silicates comme les zéolites, des argiles, des silices mésoporeuses, oxydes de manganèse, une ponce, une perlite ou une diatomite ; un phosphate ou un phosphonate ; un hydroxyde, comme par exemple les Hydroxydes Doubles Lamellaires, tel que des quintinite 3T ou l' hydrotalcite .
4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant une étape additionnelle de récupération du CO2 gazeux capté .
5.- Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite étape de récupération comporte une étape d'abaissement de la pression partielle du gaz à piéger introduit dans la phase liquide et/ou la mise en dépression du réacteur de capture .
6.- Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel ladite étape de récupération comporte une étape d'élévation de la température de la phase liquide.
7.- Procédé selon la revendication 4, dans lequel on répète de manière itérative le cycle formé d'une étape de dispersion et d'une étape de récupération.
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