Captage de CO2 par absorption chimique

Les procédés d’absorption chimique (alkanolamines, ammoniaque, carbonate de potassium) restent encore trop coûteux pour pouvoir être utilisés pour le captage du CO2. Les travaux du CES ont  pour objectif de développer un nouveau solvant chimique pour diminuer la quantité d’énergie nécessaire à la régénération, tout en conservant un flux d’absorption suffisant pour limiter la taille des colonnes. Des mesures expérimentales caractérisant la cinétique de réaction sont réalisées ainsi que des mesures de solubilité du CO2 dans les solvants chimiques  de façon à prédire les performance pour des solvants innovants de type amines lipophiles avec une cinétique de réaction rapide, et des promoteurs de la régénération, tels que le N-Ethylpiperidine (EPD), le N,N-Dimethylcylcohexylamine (DMCA), N-Methylpiperidine (MPD) et la Dibutylamine (DBA).

Procédé de captage du CO2 par absorption chimique

Nous développons aussi des codes de calcul spécifiques en Fortran pour la modélisation des systèmes gaz-liquide avec réactions chimiques et nous utilisons des outils du commerce de type Aspen Plus pour la simulation de procédés.

Le captage de CO2 par contacteurs membranaires

Il s’agit de concevoir et de modéliser une centrale thermique intégrant le captage du CO2 selon le cycle (NH4)2CO3 (carbonate d’ammonium, AC) – NH4HCO3 (bicarbonate, ABC), bien moins énergivore que le procédé aux amines, assisté par des contacteurs membranaires qui doivent permettre :

  • de limiter la fuite massive d’ammoniac en phase gaz, d’apporter la souplesse de fonctionnement des procédés membranaires et,
  • d’intensifier le captage par rapport aux échangeurs Gaz / Liquide conventionnels de type colonne garnie.

La structuration scientifique du projet repose sur des besoins d’acquisition de connaissances fondamentales englobant les aspects matériaux et procédés relayés par un développement technologique initial visant à qualifier la pertinence du concept de base et la faisabilité technique. Les travaux réalisés au CES couvrent l’étude du système complexe NH3 aq. /CO2/HNH4CO3 aq., l’étude de l’efficacité du captage réactif de mini-modules et leur modélisation et la simulation et l’intégration des résultats pour la conception de centrales thermiques énergétiquement optimisées.

Dispositif expérimental développé au CES pour caractériser le système d’absorption CO2-NH3- membrane
Captage de CO2 par absorption chimique - MINES ParisTech
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