FR2940414A1 - Procede de capture du dioxyde de carbone par cryo-condensation - Google Patents

Abstract

Procédé de production d'au moins un gaz pauvre en CO2 et d'un ou plusieurs un fluides primaires riches en CO2 à partir d'un fluide à traiter comprenant du CO2 et au moins un composé plus volatil que le CO2, mettant en oeuvre : a) un premier refroidissement dudit fluide à traiter par échange de chaleur sans changement d'état ; b) un deuxième refroidissement d'au moins une partie dudit fluide à traiter refroidi à l'étape a) de manière à obtenir au moins un solide comprenant majoritairement du CO2 et au moins ledit gaz pauvre en CO2 et c) une étape comprenant la liquéfaction d'au moins une partie dudit solide et permettant d'obtenir lesdits un ou plusieurs fluides primaires riches en CO2; caractérisé en ce qu'au moins une partie dudit premier refroidissement opéré à l'étape a) est obtenue par réchauffement d'au moins une partie desdits un ou plusieurs fluides primaires riches en CO2 et/ou d'au moins une partie dudit gaz pauvre en CO2.

Description

Procédé de capture du dioxyde de carbone par cryo-condensation

La présente invention concerne un procédé de capture de dioxyde de carbone dans un fluide comprenant au moins un composé plus volatil que le dioxyde de carbone CO2, par exemple le méthane CH4, l'oxygène 02, l'argon Ar, l'azote N2, le monoxyde de carbone CO, l'hélium He et/ou l'hydrogène H2.

L'invention peut s'appliquer notamment aux unités de production d'électricité et/ou de vapeur à partir de combustibles carbonés tels que le charbon, les hydrocarbures (gaz naturel, fuel, résidus pétroliers...), les ordures ménagères, la biomasse mais aussi à des gaz de raffineries, d'usines chimiques, d'usines sidérurgiques ou de cimenteries, au traitement du gaz naturel en sortie de puits de production. Elle pourrait aussi s'appliquer aux fumées de chaudières servant au chauffage de bâtiments, voire au gaz d'échappement de véhicules de transport, plus généralement à tout processus industriel générant des fumées comprenant du CO2.

Le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre. Pour des raisons environnementales et/ou économiques, on souhaite de plus en plus réduire, voire annuler, les rejets de CO2 dans l'atmosphère, en le capturant, puis par exemple, en le stockant dans des couches géologiques appropriées ou en le valorisant en tant que produit.

On connaît un certain nombre de techniques permettant de capturer le dioxyde de carbone, par exemple des procédés fondés sur des lavages des fluides avec des solutions de composés qui séparent le CO2 par réaction chimique, par exemple lavage à l'aide de MEA. Ces procédés comportent typiquement les inconvénients suivants :

- consommation d'énergie élevée (liée à la régénération du composé qui réagit avec le CO2), - dégradation du composé réagissant avec le dioxyde de carbone, - corrosion due au composé réagissant avec le dioxyde de carbone.

Dans le domaine de la cryo-condensation, c'est à dire le refroidissement jusqu'à l'apparition de CO2 solide, citons le document FR-A-2820052 qui divulgue un procédé permettant l'extraction du CO2 par anti-sublimation, c'est à dire solidification à partir d'un gaz sans passage par l'état liquide. Le froid nécessaire est apporté au moyen d'une distillation fractionnée de fluides frigorigènes. Ce procédé est très gourmand en énergie.

Le document FR-A-2894838 divulgue le même type de procédé, avec un recyclage d'une partie du CO2 liquide produit. Le froid peut être fourni par la vaporisation de GNL (gaz naturel liquéfié). Cette synergie réduit la consommation énergétique spécifique du procédé, qui reste malgré tout élevée, et nécessite un terminal GNL.

Un but de la présente invention est de proposer un procédé amélioré de capture du dioxyde de carbone à partir d'un fluide comprenant du CO2 et au moins un composé plus volatil que celui-ci.

L'invention concerne d'abord un procédé de production d'au moins un gaz pauvre en CO2 et d'un ou plusieurs un fluides primaires riches en CO2 à partir d'un fluide à traiter comprenant du CO2 et au moins un composé plus volatil que le CO2, mettant en oeuvre : a) un premier refroidissement dudit fluide à traiter par échange de chaleur sans changement d'état ; b) un deuxième refroidissement d'au moins une partie dudit fluide à traiter refroidi à l'étape a) de manière à obtenir au moins un solide comprenant majoritairement du CO2 et au moins ledit gaz pauvre en CO2 ; et c) une étape comprenant la liquéfaction d'au moins une partie dudit solide et permettant d'obtenir lesdits un ou plusieurs fluides primaires riches en CO2 caractérisé en ce qu'au moins une partie dudit premier refroidissement opéré à l'étape a) est obtenue par réchauffement d'au moins une partie desdits un ou plusieurs fluides primaires riches en CO2 et/ou d'au moins une partie dudit gaz pauvre en CO2 .

Le fluide à traiter provient en général d'une chaudière ou de toute installation produisant des fumées. Ces fumées peuvent avoir subi plusieurs pré-traitements, notamment pour enlever les NOx (oxydes d'azote), les poussières, les SOx (oxydes de soufre) et/ou l'eau.

Avant la séparation, le fluide à traiter est soit monophasique, sous forme gazeuse ou liquide, soit polyphasique. Il contient du CO2 que l'on souhaite séparer par cryo-condensation des autres constituants dudit fluide. Ces autres constituants comprennent au moins un ou plusieurs composés plus volatils que le dioxyde de carbone au sens de la condensation, par exemple le méthane CH4, l'oxygène 02, l'argon Ar, l'azote N2, le monoxyde de carbone CO, l'hélium He et/ou l'hydrogène H2. Les fluides à traiter comprennent en général majoritairement de l'azote, ou majoritairement du CO ou majoritairement de l'hydrogène.

A l'étape a) le fluide à traiter est d'abord refroidi sans changement d'état. Les inventeurs ont montré que ce refroidissement peut avantageusement se faire au moins en partie par échange de chaleur avec des fluides riches en CO2 issus du procédé de séparation. De manière complémentaire ou alternative, il peut avantageusement se faire au moins en partie par échange de chaleur avec le gaz pauvre en CO2 issu du procédé de séparation. Ces fluides froids issus de la séparation sont réchauffés, tandis que le fluide à traiter est refroidi. Ceci permet de réduire la quantité d'énergie nécessaire à l'opération de refroidissement.

L'étape b) consiste à solidifier du CO2 initialement gazeux en portant le fluide à traiter à une température en dessous du point triple du CO2, alors que la pression partielle du CO2 dans le fluide à traiter est inférieure à celle du point triple du CO2. Par exemple, la pression totale du fluide à traiter est proche de la pression atmosphérique. Cette opération de solidification est parfois appelée cryo-condensation ou anti-sublimation du CO2 et par extension du fluide à traiter.

Certains composés plus volatils que le CO2 ne se solidifient pas et restent à l'état gazeux. Avec le CO2 non solidifié, ils vont constituer ledit gaz pauvre en CO2, c'est à dire comprenant moins de 50% de CO2 en volume et préférentiellement moins de 10% CO2 en volume. Selon un mode particulier, ledit gaz pauvre en CO2 comprend plus de 1% de CO2 en volume. Selon un autre mode particulier, il en comporte plus de 2%. Selon un autre mode particulier, il en comporte plus de 5%. Il se forme un solide comprenant majoritairement du CO2, c'est à dire au moins 90% en volume ramené à l'état gazeux, préférentiellement au moins 95% en volume et encore plus préférentiellement au moins 99% de CO2 en volume.

Ce solide peut comporter d'autres composés que du CO2. On peut citer par exemple d'autres composés qui se seraient également solidifiés, ou bien des bulles et/ou des gouttes de fluide prises en masse dans ledit solide. Ceci explique que le solide puisse ne pas être purement constitué de CO2 solide. Ce solide peut comporter des parties non solides telles que des inclusions fluides (gouttes, bulles, etc.).

Ce solide est ensuite isolé des composés non solidifiés après la cryocondensation et récupéré. Puis, à l'étape c), il est ramené à des conditions de température et de pression telles qu'il passe à un état fluide, liquide et/ou gazeux. Il peut donc se produire une liquéfaction d'au moins une partie dudit solide. Celui-ci donne ainsi naissance à un ou plusieurs un fluides primaires riches en 002. Ces fluides sont dits primaires pour les distinguer de fluides procédé qui sont dits secondaires . Par riche en 002 , il faut entendre comprenant majoritairement du 002 au sens défini ci-dessus.

Les inventeurs ont montré qu'il est intéressant de réaliser au moins une partie du premier refroidissement du fluide à traiter par des échanges de chaleur avec les fluides primaires riches en 002 et/ou le gaz pauvre en 002 issus de la séparation par cryo-condensation. L'avantage est de récupérer leur contenu en froid et de réduire le besoin en frigories externes, en général apportées par un ou plusieurs cycles frigorifiques. Ceci suppose de vaporiser une partie desdits fluides primaires riches en 002 et entraîne un surcoût au niveau de la compression opérée en vue du transport et/ou de l'injection dans le sous-sol desdits fluides riches en 002.

Selon le cas, le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- Ladite étape b) a lieu a une pression totale telle que la pression partielle du 002 contenu dans ledit fluide à traiter est inférieure ou égale à celle du point triple du 002, ladite pression totale étant de préférence proche de la pression atmosphérique.

- Ladite étape c) a lieu à une pression totale supérieure à celle du point triple du 002, de préférence proche de celle-ci.

- L'étape c) comprend une liquéfaction obtenue par introduction d'au moins une partie dudit solide dans un bain liquide comprenant majoritairement du 002 et une extraction dudit bain liquide d'au moins un liquide primaire riche en 002. - Ledit bain liquide est chauffé selon l'une ou plusieurs des modalités suivantes : . par échange de chaleur avec un fluide sans mélange dudit fluide avec ledit bain liquide ; . par échange de chaleur avec un fluide secondaire riche en 002, sans mélange dudit fluide secondaire avec ledit bain liquide, ledit fluide secondaire riche en 002 servant à chauffer ledit bain liquide circulant en boucle fermée et étant chauffé par échange de chaleur avec ledit fluide à traiter ; et/ou . par introduction et mélange dans ledit bain liquide d'un fluide secondaire riche en 002.

- Au moins une partie desdits fluides primaires riches en 002 est obtenue à partir dudit liquide primaire riche en 002 selon une ou plusieurs des modalités suivantes : . détente pour produire un fluide à une pression supérieure à celle du point triple du 002; et/ou . compression à un ou plusieurs niveaux de pression supérieurs à celle du point triple du 002.

- Au moins une partie desdits fluides primaires riches en 002 comporte une phase liquide et ledit réchauffement d'au moins une partie desdits fluides primaires riches en 002 par échange de chaleur avec ledit fluide à traiter vaporise au moins une partie de cette phase liquide.

- Au moins un desdits fluides primaires riches en 002 reste à l'état liquide pendant ledit réchauffement d'au moins une partie desdits fluides primaires riches en 002 par échange de chaleur avec ledit fluide à traiter.

- Au moins une partie dudit premier refroidissement opéré à l'étape a) est obtenue par échange de chaleur avec un fluide intermédiaire ayant échangé du froid avec au moins une partie desdits un ou plusieurs fluides primaires riches en 002 .

- Au moins une partie desdits fluides primaires riches en 002, après réchauffement par échange de chaleur avec ledit fluide à traiter, est comprimée à un ou plusieurs niveaux de pression supérieurs à la pression supercritique du 002.

Le bain liquide dont il est question ci-dessus peut être contenu dans un récipient. Il se trouve généralement à une température comprise entre -50°C et la température du point tripe du 002 (-56.6°C), préférentiellement entre -55°C et û 56.6°C. Il est majoritairement constitué de 002 liquide, issu de la fonte dudit solide obtenu par cryo-condensation. La pression totale qui règne au dessus du bain liquide est supérieure ou égale à celle du point triple du 002, de préférence proche de celle-ci. De ce bain est extrait, par tout moyen approprié, un liquide primaire riche en 002.

Le solide qui est versé dans ce bain liquide se trouve à une température inférieure à celle du bain, il est donc nécessaire de chauffer le bain pour maintenir sa température et assurer la fonte dudit solide. Ce chauffage peut s'effectuer de plusieurs façons, par échange de chaleur avec un ou plusieurs autres fluides, en général par contact indirect, sans mélange.

Selon un mode particulier, l'échange de chaleur peut être réalisé par contact direct en introduisant un ou plusieurs fluides riches en 002 à une température supérieure à celle du bain dans le bain liquide. Cet échange de chaleur par contact direct est en général plus efficace qu'un échange indirect. Un fluide riche en 002 légèrement plus chaud que le bain liquide est alors suffisant. Ceci limite les irréversibilités et augmente le rendement du procédé.

Le fluide qui chauffe le bain liquide par échange indirect est lui-même refroidi. Il peut donc servir à refroidir le fluide à traiter. De cette manière, le froid apporté au bain liquide par le solide issu de la cryo-condensation peut être au moins en partie valorisé ailleurs dans le procédé, en particulier pour le premier refroidissement du fluide à traiter. Par conséquent, le rendement global est amélioré.

Selon un mode particulier de réalisation, on produit plusieurs fluides riches en 002 à des pressions différentes. Ceci permet de régler finement les quantités de chaleur transférées et l'énergie nécessaire pour recomprimer les fluides primaires riches en 002 après l'échange. Des pressions basses et la vaporisation des fluides riches en 002 sont favorables à la récupération de frigories, mais impliquent un coût de compression plus important pour ces produits.

Selon un autre mode de réalisation, l'échange de chaleur entre les fluides riches en 002 et le fluide à traiter peut se faire via un ou plusieurs fluides intermédiaires, c'est à dire que les fluides riches en 002 vont céder une partie de leur froid audit fluide intermédiaire, qui va ensuite céder une partie de ce froid au fluide à traiter.

L'invention concerne aussi le procédé appliqué à des fumées industrielles dans un but de capture de 002.

Selon un mode particulier, ces fumées sont issues d'une usine de production d'énergie (vapeur, électricité) et peuvent avoir subi des pré-traitements.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description et des exemples suivants, qui ne sont pas limitatifs. Ils se réfèrent aux dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 représente schématiquement une unité de capture du 002 mettant en oeuvre un procédé conforme à l'invention, - la figure 2 représente schématiquement l'utilisation d'un procédé conforme à l'invention dans une installation de production d'électricité sur base charbon.

L'installation illustrée par la figure 1 met en oeuvre les étapes décrites ci-après.

- Le fluide 24 constitué de fumées est comprimée dans un compresseur 101, notamment pour compenser les pertes de charges sur les différents équipements de l'unité. Notons que cette compression peut être combinée avec la compression dite de tirage de la chaudière donnant naissance aux fumées. Elle peut aussi être réalisé entre d'autres étapes du procédé, ou à l'aval du procédé de séparation de 002 ; - Le fluide comprimé 30 est injecté dans un filtre 103 pour éliminer les particules jusqu'à un niveau de concentration inférieur à 1 mg/m3, de préférence inférieur à 100 pg/m3. - Puis, le fluide dépoussiéré 32 est refroidi a une température proche de 0°C, en général entre 0°C et 10°C, de manière à condenser la vapeur d'eau qu'il contient. Ce refroidissement est réalisé dans une tour 105, avec injection d'eau à deux niveaux, eau froide 36 et eau à température proche de l'ambiante 34. On peut aussi envisager un contact indirect. La tour 105 peut avoir ou non des garnissages. - Le fluide 38 est envoyé dans une unité d'élimination de la vapeur d'eau résiduelle 107, utilisant par exemple l'un et/ou l'autre des procédés suivants o adsorption sur lits fixes, lits fluidisés et/ou sécheur rotatif, l'adsorbant pouvant être de l'alumine activée, du gel de silice ou un tamis moléculaire (3A, 4A, 5A, 13X, ...) ; o condensation dans un échangeur à contact direct ou indirect. - Le fluide séché 40 est ensuite introduit dans l'échangeur 109 où le fluide est refroidi jusqu'à une température proche, mais en tout état de cause, supérieure à la température de solidification du CO2. Celle-ci peut être déterminée par l'homme du métier connaissant la pression et la composition du fluide 40 à traiter. Cette dernière est située aux environs de -100°C si la teneur en CO2 du fluide à traiter est de l'ordre de 15% en volume et pour une pression proche de la pression atmosphérique. - Le fluide 42 ayant subi un premier refroidissement 109 est ensuite introduit dans une enceinte 111 pour poursuivre le refroidissement jusqu'à la température qui assure le taux de capture du CO2 souhaité. Il se produit une cryo-condensation d'au moins une partie du CO2 contenu dans le fluide 42, de manière à produire d'une part un gaz 44 appauvri en CO2 et d'autre part un solide 62 comprenant majoritairement du CO2. Le gaz 44 sort de l'enceinte 111 à une température de l'ordre de -120°C. Cette température est choisie en fonction du taux de capture du CO2 visé. Avec cette température, la teneur en CO2 dans le gaz 44 est de l'ordre de 1.5% en volume, soit un taux de capture de 90% en partant d'un fluide à traiter comprenant 15% de CO2. Plusieurs technologies peuvent être envisagées pour cette enceinte 111 : o échangeur de cryo-condensation solide en continu dans lequel on produit du CO2 solide sous forme de neige carbonique, que l'on extrait par exemple par une vis et que l'on pressurise pour l'introduire dans un bain de CO2 liquide 121, où règne une pression supérieure à celle du point triple du CO2. Cette pressurisation peut aussi être réalisée par lots dans un système de silos. La cryo- condensation solide en continu peut elle-même être réalisée de plusieurs manières : ^ échangeur à surface raclée, les racleurs étant par exemple en forme de vis de manière à favoriser l'extraction du solide, ^ échangeur à lit fluidisé de manière à entraîner la neige carbonique et nettoyer les tubes par des particules par exemple de densité supérieure à celle de la neige carbonique, ^ échangeur avec extraction de solide par vibrations, ultra-sons, effet pneumatique ou thermique (réchauffement intermittent de manière à la chute de la neige carbonique), ^ Accumulation sur une surface, avec une chute périodique naturelle dans un bac. o cryo-condensation solide par lot (ou batch en anglais) : dans ce cas, plusieurs échangeurs en parallèle peuvent être utilisés alternativement. Puis ils sont isolés, pressurisés à une pression supérieure à celle du point triple du 002, de manière à liquéfier le 002 solide et éventuellement le vaporiser partiellement. - Le fluide 46 est ensuite réchauffé dans l'échangeur 109. En sortie, le fluide 48 peut encore servir notamment à régénérer l'unité d'élimination de vapeur résiduelle (107) et/ou à produire de l'eau froide (115) par évaporation dans une tour à contact direct 115 où l'on introduit un fluide sec 50 qui va se saturer en eau en en vaporisant une partie. - Une partie du froid nécessaire à la cryo-condensation opérée dans l'enceinte 111 et est apportée par une ou plusieurs sources de froid (75). De même, une partie du froid nécessaire au premier refroidissement 109 est apportée par un ou plusieurs sources de froid (76). - Le solide 62 comprenant majoritairement du 002 est transféré vers un bain de 002 liquide 121. - Ce bain 121 doit être chauffé pour rester liquide, pour compenser l'apport de froid par le solide 62 (chaleur latente de fusion et chaleur sensible). Ceci peut être fait de différentes manières : o par échange de chaleur avec un fluide 72 plus chaud, o par échange direct, par exemple en prélevant dans le bain 121 un fluide 80, en le chauffant dans l'échangeur 109 et en le réinjectant dans le bain 121. - Du liquide 64 comprenant majoritairement du 002 est prélevé du bain 121. - Ce liquide est divisé en trois flux. Dans l'exemple, le premier est obtenu par une détente 65 à 5.5 bar absolu produisant un fluide diphasique, gaz- liquide 66. Le second, 68, est obtenu par compression 67, par exemple à 10 bar. Le troisième, 70, est comprimé par exemple à 55 bar. Le niveau 5.5 bar apporte du froid à une température proche de celle du point triple du CO2. Les niveaux à 10 bar permet le transfert de la chaleur latente de vaporisation du fluide 68 à environ -40°C. Enfin, à 55 bar, le fluide 70 ne se vaporise pas durant l'échange 109. Ceci permet une bonne valorisation des frigories contenues dans le fluide 64 pendant l'échange 109 tout en limitant l'énergie nécessaire pour produire un flux de CO2 purifié et comprimé 5. - Après l'échange 109, les fluides primaires 66, 68, 70 sont comprimés jusqu'à un niveau de pression supérieur à la pression critique du CO2 grâce aux compresseurs 131, 132, 133.

La figure 2 représente une installation de production d'électricité sur base charbon, mettant en oeuvre différentes unités d'épuration 4, 5, 6 et 7 des fumées 19. Un débit d'air primaire 15 passe par l'unité 3 où le charbon 15 est pulvérisé et entraîné vers les brûleurs de la chaudière 1. Un débit d'air secondaire 16 est fourni directement aux brûleurs afin d'apporter un complément d'oxygène nécessaire pour une combustion quasi-complète du charbon. De l'eau d'alimentation 17 est envoyée à la chaudière 1 pour produire de la vapeur 18 qui est détendue dans une turbine 8. Les fumées 19 issues de la combustion, comprenant de l'azote, du CO2, de la vapeur d'eau et d'autres impuretés, subissent plusieurs traitements pour enlever certaines desdites impuretés. L'unité 4 enlève les NOx par exemple par catalyse en présence d'ammoniac. L'unité 5 enlève les poussières par exemple par filtre électrostatique et l'unité 6 est un système de désulfurisation pour enlever le SO2 et/ou le SO3. Les unités 4 et 6 peuvent être superflues selon la composition du produit requis. Le débit purifié 24 provenant de l'unité 6 (ou 5 si 6 n'est pas présent) est envoyé à une unité de purification à basse température 7 par cryo-condensation pour produire un débit de CO2 relativement pur 5 et un débit résiduaire 25 enrichi en azote. Cette unité 7 est aussi appelée unité de capture de CO2 et met en oeuvre un procédé conforme à l'invention, tel qu'illustré, par exemple, par la figure 1.

Les avantages principaux de l'invention sont donc :

- de réduire la consommation énergétique de la séparation et de la compression du CO2, - de donner la possibilité de s'adapter à différentes contraintes d'opération, en particulier la pression à laquelle le 002 doit être obtenu, la disponibilité et le coûts des frigories nécessaires à la séparation par cryo-condensation.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de production d'au moins un gaz pauvre en CO2 (44) et d'un ou plusieurs un fluides primaires riches en CO2 (66, 68, 70) à partir d'un fluide à traiter (40) comprenant du CO2 et au moins un composé plus volatil que le CO2, mettant en oeuvre : a) un premier refroidissement (109) dudit fluide à traiter (40) par échange de chaleur sans changement d'état ; b) un deuxième refroidissement (111) d'au moins une partie dudit fluide à traiter (42) refroidi à l'étape a) de manière à obtenir au moins un solide (62) comprenant majoritairement du CO2 et au moins ledit gaz pauvre en CO2 (44) ; et c) une étape (121) comprenant la liquéfaction d'au moins une partie dudit solide (62) et permettant d'obtenir lesdits un ou plusieurs fluides primaires riches en CO2 (66, 68, 70) ; caractérisé en ce qu'au moins une partie dudit premier refroidissement (109) opéré à l'étape a) est obtenue par réchauffement (109) d'au moins une partie desdits un ou plusieurs fluides primaires riches en CO2 (66, 68, 70) et/ou d'au moins une partie dudit gaz pauvre en CO2 (46).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape b) (111) a lieu a une pression totale telle que la pression partielle du CO2 contenu dans ledit fluide à traiter (42) est inférieure ou égale à celle du point triple du CO2, ladite pression totale étant de préférence proche de la pression atmosphérique, et en ce que ladite étape c) (121) a lieu à une pression totale supérieure à celle du point triple du CO2, de préférence proche de celle-ci.
3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape c) comprend une liquéfaction obtenue par introduction d'au moins une partie dudit solide (62) dans un bain liquide (121) comprenant majoritairement du CO2 et une extraction dudit bain liquide (121) d'au moins un liquide primaire riche en CO2 (64).
4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit bain liquide (121) est chauffé selon l'une ou plusieurs des modalités suivantes : - par échange de chaleur avec un fluide (72, 74) sans mélange dudit fluide (72, 74) avec ledit bain liquide (121) ; 12- par échange de chaleur avec un fluide secondaire (72, 74) riche en 002, sans mélange dudit fluide secondaire (72, 74) avec ledit bain liquide (121), ledit fluide secondaire (72) riche en 002 servant à chauffer ledit bain liquide (121) circulant en boucle fermée et étant chauffé par échange de chaleur (109) avec ledit fluide à traiter (40) ; et/ou - par introduction et mélange dans ledit bain liquide (121) d'un fluide secondaire (81) riche en 002.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdits fluides primaires riches en 002 (66, 68, 70) est obtenue à partir dudit liquide primaire riche en 002 (64) selon une ou plusieurs des modalités suivantes : - détente (65) pour produire un fluide (66) à une pression supérieure à celle du point triple du 002 ; et/ou - compression (67, 69) à un ou plusieurs niveaux de pression (68, 70) supérieurs à celle du point triple du 002.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdits fluides primaires riches en 002 (66, 68) comporte une phase liquide et que ledit réchauffement (109) d'au moins une partie desdits fluides primaires riches en 002 (66, 68) par échange de chaleur avec ledit fluide à traiter (40) vaporise au moins une partie de cette phase liquide.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins un desdits fluides primaires riches en 002 (70) reste à l'état liquide pendant ledit réchauffement (109) d'au moins une partie desdits fluides primaires riches en 002 (70) par échange de chaleur avec ledit fluide à traiter (40).
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins une partie dudit premier refroidissement (109) opéré à l'étape a) est obtenue par échange de chaleur avec un fluide intermédiaire ayant échangé du froid avec au moins une partie desdits un ou plusieurs fluides primaires riches en 002 (66, 68, 70).
9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdits fluides primaires riches en 002 (66, 68, 70),après réchauffement (109) par échange de chaleur avec ledit fluide à traiter (40), est comprimée (131, 132, 133) à un ou plusieurs niveaux de pression supérieurs à la pression supercritique du 002.
10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il s'applique à des fumées industrielles dans un but de capture de 002.