Epuration du CO₂ pour valorisation

• Conducteurs

Jusqu'à récemment, la majeure partie du CO₂ utilisé par l'industrie européenne provenait de la production d'ammoniac pour les engrais. Toutefois, la récente hausse des prix du pétrole et du gaz a entraîné une baisse drastique de la production européenne d’ammoniac. Par conséquent, de nouvelles sources de CO₂ sont recherchées pour améliorer la disponibilité. En Amérique du Nord, la consommation de CO₂ est principalement tirée par la croissance organique de la récupération assistée du pétrole (EOR) et de l'industrie agroalimentaire.

Le Green Deal de l’UE, l’initiative Net Zero de l’EPA et des législations similaires dans le monde encouragent la décarbonation de l’industrie et l’écologisation de la production de CO₂. Les incitations peuvent inclure des allégements fiscaux et des subventions, tandis que les certificats d'échange de carbone sont également applicables dans certaines circonstances.

De plus, la prise de conscience croissante du changement climatique influence les décisions des acheteurs sur tous les marchés. Les sources biogéniques de CO₂ telles que le biogaz sont particulièrement recherchées car elles génèrent des émissions négatives, ce qui les rend plus durables et plus rentables.

• Marchés

Chaque marché a des exigences différentes en matière de pureté du CO₂.

Pour les applications de qualité alimentaire, le gaz doit répondre à des normes strictes. Pour les autres marchés, les spécifications sont fixées par les utilisateurs finaux. Dans les applications non alimentaires, la principale raison de purifier le CO₂ est généralement d’éviter l’empoisonnement des catalyseurs en aval et de prévenir la corrosion des canalisations et des instruments.

Marchés établis :

- L'alimentation et les boissons , actuellement le plus grand marché. Le CO₂ est utilisé pour la carbonatation et comme neige carbonique pour la conservation des aliments. Pour le CO_₂ de qualité alimentaire, la pureté doit être élevée. Dans l'UE, le document EIGA 70/17 stipule les limites suivantes : S total 0,1 µmol/mol = 0,1 ppm, hydrocarbures volatils totaux 50 µmol/mol = 50 ppm.

Ce marché a déjà du mal à trouver du CO_₂. D'autres obstacles sont le besoin de certification et de traçabilité, ainsi que les exigences religieuses, par exemple le CO₂ produit à partir de sources halal.

- Production alimentaire . Le CO₂ de qualité alimentaire est utilisé pour : une atmosphère inerte pour l'emballage, par exemple du jambon et du fromage ; méthodes d'étourdissement dans les abattoirs ; et la conservation des fruits dans les entrepôts.

- Industrie : soudure, traitement des eaux, nettoyage de surfaces, électronique etc.

- Production chimique et nouveaux produits chimiques : par exemple remplacement du pétrole par du CO_₂ pour la production de PU pour matelas verts ; produire du bicarbonate de sodium; comme solvant/atmosphère inerte, etc.

- Industrie pétrolière et gazière : récupération assistée du pétrole.

- Les serres , pour accélérer la croissance des légumes.

Marchés émergents:

- Carburants durables et Power to X (PtX) . Le méthanol et les hydrocarbures de poids moléculaire plus élevé sont fabriqués à partir de CO_₂ et d'hydrogène via des procédés tels que l'hydrogénation directe, la synthèse Fischer-Tropsch ou le méthanol en oléfines (MTO). Il est utilisé pour le carburant d’aviation durable (SAF) et d’autres carburants ou produits chimiques synthétiques. Ce marché est susceptible de croître considérablement dans les années à venir, à mesure que les pays s’efforcent d’atteindre leurs objectifs du Green Deal de l’UE.

Comme le montrent les exemples ci-dessus, les impuretés d’un gaz dégagé dépendent de son origine, tandis que l’utilisation finale prévue détermine le niveau d'épuration requis.

Ces impuretés peuvent inclure :

• Grands volumes de H_₂O, O_₂ , N_₂ , H_₂ , Ar.
• Particules/poussières qui doivent être séparées mécaniquement.
• Traces de composants pouvant être des poisons de catalyseur ou toxiques pour les micro-organismes du processus en aval ou même pour la consommation humaine :

- Composants acides tels que H_₂S, SO_₂ , SO₃ , HCl, HF, COS, CS_₂ , CH3 SH, HCN, NO, NO_₂ /NO₃ et Cl_₂ .

- Composants de base tels que NH₃ et Amines.

- Composants combustibles tels que CO, CH₄, matières organiques.

- Composants biologiques organiques tels que levures et champignons.

- Les composants métalliques tels que le mercure (Hg), les métaux lourds (Ni, Cr, etc.) et les métaux alcalins et alcalino-terreux (Na, K, Ca, Ba), qui se présentent sous forme d'aérosols plutôt que de particules.

- Composants organiques volatils tels que les hydrocarbures aromatiques, les oléfines, les aldéhydes/acides organiques, les dioxines/furanes, les huiles/graisses, etc.

Une fois le CO_₂ séparé, le flux de CO_₂ peut contenir de l'eau résiduelle ainsi que des traces d'impuretés comme indiqué ci-dessus. Il faudra donc dans de nombreux cas le purifier.

La filtration sur charbon actif est une technologie éprouvée, couramment utilisée pour purifier le CO₂. Il offre les principaux avantages suivants :

* Élimination des COV, des composants acides et basiques, du mercure, des composants halogènes, des matières organiques, du soufre et des odeurs.

* Très utile comme étape de polissage après une autre technologie, réduisant les dernières traces de composants en dessous des niveaux détectables.

* Potentiel d'épuration des flux  d’air/gaz et d’eau/liquide .

* Simple à installer et à utiliser.

* Gestion de débits variables, ce qui le rend adapté aux processus discontinus ou intermittents.

* Processus circulaire, produisant des déchets qui peuvent être réactivés pour une utilisation ultérieure, renforçant ainsi la durabilité.

La filtration au charbon actif présente les limites suivantes :

• Cela peut s'avérer peu rentable pour des flux très importants, provenant par exemple de l'industrie lourde.
• Il ne peut pas séparer les gaz permanents, le méthane, l'éthane ou les particules.

DESOTEC fournit des solutions mobiles durables utilisant du charbon actif à des entreprises de divers secteurs industriels, en Europe et en Amérique du Nord.

Notre flotte de filtres modulaires permet des débits allant de quelques centaines de mètres cubes par heure (m³/h) jusqu'à 55 000 m³/h en phase gazeuse, et de 2 m³/h à 50 m³/h en phase liquide. En plaçant des filtres en parallèle, des débits plus élevés peuvent également être traités.

Nous proposons une gamme de qualités de carbone pour traiter et capturer différents composants. Pour les impuretés acides/basiques telles que l'ammoniac, les amines, le HCl, le HCN, le H₂S, etc. et les métaux comme le mercure, du carbone imprégné est utilisé.

La gestion durable des déchets de filtration est la clé de notre service circulaire . Tous les déchets de filtration sont transportés dans des filtres fermés loin des sites des clients et acheminés vers nos installations ultramodernes. Les composants adsorbés sur le charbon sont désorbés et décomposés dans les fours DESOTEC, ou valorisés. Dans la plupart des cas, le charbon actif est réactivé pour être réutilisé , ce qui réduit les coûts pour les clients, améliore la durabilité et réduit notre et la vôtre empreinte CO_₂ .