FR2968574A1 - Schema de captage du dioxyde de carbone incluant un ou plusieurs circuits de pompe a chaleur - Google Patents

Abstract

La présente invention décrit un nouveau schéma de captage de CO2 dans des fumées faisant appel à une solution absorbante aux amines avec récupération de chaleur par un ou plusieurs circuits de pompe à chaleur implantés sur le schéma de captage en vue de réduire la pénalité énergétique dudit procédé.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention se situe dans le domaine du captage du CO2 en vue de son transport et de son stockage et se situe plus particulièrement dans le domaine de la production d'énergie électrique par centrales thermiques alimentées en charges carbonées.

La présente invention concerne l'une des principales solutions de captage développées à ce jour, à savoir le captage du CO2 par lavage des fumées de combustion par une solution aux amines. Toutefois cette solution de captage se traduit par une forte consommation énergétique du fait du mécanisme du captage qui fait appel à la réaction d'une amine en solution avec une phase gaz constituée par les fumées de combustion chargées en CO2.

Cette réaction de captage exothermique produisant des ions carbonates se fait de préférence à une température inférieure à 70 °C. La solution d'amine introduite dans l'absorbeur doit donc être refroidie à une température proche de 50 °C, pour assurer une température de sortie inférieure à 70 °C. La solution d'amines riche en CO2 est régénérée dans un réacteur distinct constituée principalement d'une colonne de distillation dont le rebouillage est assuré par de la vapeur basse pression. L'énergie spécifique à fournir pour régénérer la solution d'amine est généralement comprise entre 3 et 4 GJ/tCO2. (GJ est l'abréviation de giga joules, soit 109 joules). La fourniture d'une telle quantité d'énergie se traduit par une diminution du rendement 20 typiquement de l'ordre de 45 % à 35 %. Par ailleurs, comme évoqué précédemment, le procédé doit être refroidi, tout d'abord pour assurer une température optimale de fonctionnement de l'absorbeur, mais aussi en tête de régénérateur pour condenser la solution régénérée. Ces refroidissements se font soit par consommation d'utilités froides, soit par aéroréfrigération. Dans un cas comme dans l'autre, 25 cette chaleur à basse température (inférieure à 110°C) n'est pas récupérée et constitue donc un poste important de pertes énergétiques. Une autre source de chaleur potentiellement utilisable est constituée par les fumées appauvries en CO2. Une solution proposée pour recycler une partie de la chaleur de la solution d'amine régénérée 30 est l'implantation d'un échangeur de chaleur amine riche / amine pauvre pour réchauffer la solution d'amine riche avant d'entrer dans le régénérateur et pour refroidir la solution d'amine pauvre avant son entrée dans l'absorbeur. Si cette opération permet de récupérer une partie de la chaleur, il subsiste encore des sources importantes de chaleur qui ne sont pas exploitées.

De plus, cette solution n'est pas suffisante pour abaisser la température de la solution d'amine pauvre à un niveau satisfaisant (typiquement de l'ordre de 50 °C), par simple échange thermique avec une solution d'amine riche en sortie d'absorbeur, typiquement à 70 °C. La somme des sources de chaleur disponible sur la solution d'amine pauvre en amont de l'absorbeur et sur le condenseur du régénérateur est du même ordre de grandeur que l'énergie fournie au rebouilleur. La présente invention permet d'implanter un ou plusieurs circuits de pompe à chaleur pris entre une source chaude qui peut être choisie parmi les différents échangeurs du procédé, et une source froide qui est le rebouilleur du régénérateur afin d'une part de récupérer de la chaleur en fournissant un fluide caloporteur à basse température, et d'autre part afin d'assurer tout ou partie du rebouillage du régénérateur par la restitution de la chaleur récupérée. La solution décrite par la présente invention peut venir en substitution de tout ou partie de la vapeur utilisée au niveau du régénérateur de la solution d'amine. Cela se traduit par une réduction de l'émission des gaz à effet de serre (GES) émis spécifiquement pour le captage du CO2 et, plus spécifiquement dans le cas de la production électrique, par une diminution de la pénalité énergétique liée au captage du CO2. Par ailleurs, la présente invention trouve un intérêt particulier dans les lieux contraints en terme d'accès à des sources de refroidissement, telle que l'eau de refroidissement, ou bien en raison d'un climat chaud qui ne permet pas une température de l'air suffisamment basse pour faire fonctionner les aeroréfrigérants de manière satisfaisante.

EXAMEN DE L'ART ANTERIEUR La principale application des pompes à chaleur est le chauffage de bâtiments individuels ou industriels, par exemple par la fourniture de chaleur à un réseau d'eau chaude, ou le chauffage d'une serre pour la culture de végétaux. Le principe de la pompe à chaleur étant le transport de calories entre deux milieux, depuis un milieu "froid" vers un milieu "chaud", le fonctionnement en fourniture de froid est possible. C'est ainsi qu'une autre application des pompes à chaleur est la climatisation de bâtiments. Dans un cas comme dans l'autre, l'effet généralement recherché par l'implantation d'une pompe à chaleur, est l'économie d'énergie par rapport à un autre mode de chauffage, une chaudière au fioul par exemple. En effet, les pompes à chaleur sont caractérisées par un coefficient de performances qui correspond à la quantité d'énergie transportée depuis le milieu chaud vers le milieu froid, ou inversement. Plus l'écart de température entre les deux milieux est faible, meilleur sera la performance, et plus grande sera l'économie d'énergie. C'est la raison pour laquelle on utilise avantageusement les pompes à chaleur dans les applications de chauffage/climatisation pour lesquelles la différence de température entre la température souhaitée du bâtiment à climatiser et celle du milieu extérieur qui va fournir ou absorber les calories (nappe phréatique, atmosphère, lithosphère) est faible, généralement de l'ordre de la dizaine de degré Celsius. Dans le cas des procédés de captage du CO2 par une solution d'amines, la source chaude est comprise entre 50°C et 110 °C, et la source froide est comprise entre 100°C et 140 °C.

La source chaude doit être comprise comme la source sur laquelle on prélève les calories pour les restituer à la source froide. Ces températures sont relativement proches et sont adaptées à l'utilisation de pompe à chaleur avec un coefficient de performance (COP) satisfaisant, c'est à dire permettant de réduire la pénalité énergétique liée au captage.

Dans le contexte des pompes à chaleur, on appelle dans la suite du texte source chaude la source à laquelle on prélève de la chaleur, et source froide la source à laquelle on restitue ladite chaleur. On peut trouver une description du procédé de lavage de fumées de combustion par une solution d'amines dans l'article de Bouillon, PA et al., "ECO2 : Post-combustion or Oxyfuel - A comparison between coal power plants with integrated CO2 capture", GHGT9 congress, Washington, Nov 2008, dont on peut traduire le titre par "E CO2 post combustion ou oxycombustion une comparaison entre les centrales au charbon avec un procédé de captation de CO2 intégré" .

DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES La figure 1 représente un schéma de procédé de captage de CO2 par une solution d'amines selon l'art antérieur. La figure 2 selon l'invention, représente le même schéma de procédé muni d'un ou plusieurs circuits de pompe à chaleur ( CPC) permettant d'améliorer son efficacité énergétique.

La figure 3 représente le circuit spécifique d'une pompe à chaleur avec son compresseur et sa vanne. La source chaude (400) peut être l'un des échangeurs E2 E3 ou E4. La source froide est le rebouilleur R1.

La figure 4 représente une première variante du procédé selon l'invention dans laquelle les sources chaudes du circuit de pompe à chaleur sont en série. La figure 5 représente une seconde variante du procédé selon l'invention dans laquelle les sources chaudes du circuit de pompe à chaleur sont en parallèle.

La figure 6 représente une troisième variante du procédé selon l'invention dans laquelle on a crée entre les sources chaudes (E2, E3, E4) et la source froide (R1) une source intermédiaire (403) qui permet d'améliorer le rendement énergétique global du procédé. La figure 7 correspond précisément à la variante du procédé illustrée dans l'exemple 3.

DESCRIPTION SOMMAIRE DE L'INVENTION La présente invention peut se définir comme un procédé de captage du CO2 par une solution d'amines amélioré sur le plan énergétique au moyen d'un ou plusieurs circuits de pompe à chaleur implantés sur ledit procédé. Le procédé selon l'invention se compose de façon sommaire d'une colonne d'absorption ou absorbeur dans lequel on met en contact un flux de fumées chargées en CO2 avec une solution d'amine régénérée et refroidie, pauvre en CO2. Il en résulte un flux de solution d'amine enrichi en CO2 et des fumées appauvries en CO2. Le flux de solution d'amine riche est réchauffé dans un échangeur amine riche/amine pauvre puis envoyé dans le régénérateur où, grâce à l'énergie fournie au rebouilleur dudit régénérateur pour tout ou partie par le condenseur du circuit de pompe à chaleur, celle-ci est régénérée. Il en résulte un flux gazeux composé de solution d'amine vaporisée et de CO2 , et une solution d'amine appauvrie en CO2. L'effluent gazeux est condensé pour tout ou partie par un évaporateur faisant partie du circuit de pompe à chaleur, le complément pouvant être fourni par un aéroréfrigérant selon le besoin. La solution d'amine pauvre échange sa chaleur avec la solution d'amine riche dans l'échangeur amine riche / amine pauvre. La solution d'amine pauvre est ensuite refroidie à la température désirée par un évaporateur faisant partie du circuit de pompe à chaleur, le complément pouvant être fourni par un aéroréfrigérant selon le besoin. La solution d'amine régénérée et refroidie est réintroduite dans l'absorbeur pour commencer 30 un nouveau cycle d'absorption/régénération. Le fluide réfrigérant alimentant le ou les circuits de pompe à chaleur est choisi dans le groupe formé par les fluides frigorigènes définis par l'IUCPC, dont la liste exhaustive sera donnée dans la description détaillée.

Le fluide réfrigérant est préférentiellement choisi dans le sous groupe des hydrocarbures légers comportant 2 à 7 atomes de carbone et comportant éventuellement des ligands hétéro atomiques. De manière encore préférée, le fluide réfrigérant est choisi parmi le pentane, l'hexane, ou l'heptane ou peut être constitué d'un mélange quelconque de ces trois éléments. De manière plus précise, le procédé selon l'invention peut se présenter comme un procédé de captation du CO2 contenu dans des fumées faisant appel à un absorbeur (C 1) dans lequel les fumées riches en CO2 sont mises en contact avec une solution absorbante aux amines, ladite solution se chargeant en CO2, étant régénérée dans un régénérateur (C2) et réintroduite dans l'absorbeur (C 1) après un refroidissement assuré au moins en partie par l'échangeur (E2), le procédé comprenant en outre une section de lavage à l'eau des fumées appauvries en CO2 munie d'un échangeur (E4), procédé dans lequel en tête du régénérateur (C2) on récupère par condensation au moyen de l'échangeur E3 un flux (7) riche en CO2, et dans lequel l'apport de calories en fond dudit régénérateur (C2) est assuré par un rebouilleur (R1), procédé caractérisé en ce qu'on implante entre une ou plusieurs sources chaudes matérialisées par les échangeurs (E2, E3, E4) et la source froide matérialisée par le rebouilleur (R1), un ou plusieurs circuits de pompe à chaleur (CPC) permettant de transférer les calories prélevées sur la ou lesdites sources chaudes (E2, E3, E4) vers la source froide (Rl). - Dans une première variante du procédé selon l'invention, les sources chaudes (E2, E3, E4) sont disposées en série, c'est à dire que le flux de chaleur d'un circuit de pompe à chaleur s'écoule en série à travers chacune des sources (E2, E3, E4) vers la source froide (R1). - Dans une variante particulière à la première variante ci dessus, les sources chaudes (E2, E3, E4) sont disposées en série, et dans l'ordre des températures croissantes desdites sources, c'est à dire en terminant par la source dont la température est la plus élevée. - Dans une seconde variante du procédé selon l'invention, les sources chaudes (E2, E3, E4) sont disposées en parallèle, c'est à dire que le flux de chaleur d'un circuit de pompe à chaleur s'écoule simultanément à travers les sources chaudes (E2, E3, E4) vers la source froide (R1). - Dans une troisième variante du procédé selon l'invention, on introduit une source de chaleur intermédiaire (403) à une température comprise entre celles des sources chaudes (E2, E3, E4) et celle de la source froide (Rl), le premier circuit de pompe à chaleur étant implanté entre les sources chaudes et la source intermédiaire (403), et le second circuit de pompe à chaleur étant implanté entre la source intermédiaire (403) et la source froide (R1).

De manière préférée pour l'ensemble des variantes du procédé selon l'invention, le fluide réfrigérant utilisé dans le ou les circuits de pompe à chaleur est un hydrocarbure léger comportant de 2 à 7 atomes de carbone. De manière encore préférée pour l'ensemble des variantes du procédé selon l'invention, le 5 fluide réfrigérant utilisé dans le ou les circuits de pompe à chaleur est le pentane, l'hexane ou l'heptane, ou un mélange quelconque de ces trois éléments.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 décrit le fonctionnement d'une unité selon l'état de l'art. 10 Des fumées (1) sont introduites dans un absorbeur (Cl) où elles sont mises en contact avec une solution contenant un composé efficace pour le captage du CO2, typiquement une amine telle que la monoéthylamine (MEA) ou la méthyl-diéthanolamine (MDEA). L'origine des fumées (1) peut être absolument quelconque. Le plus souvent il s'agira de fumées de combustion issues de centrale thermique ou de fours et chaudières inclus dans n'importe quel 15 type de procédé. Dans la suite du texte on parlera par simplification de solution d'absorbant pour désigner la solution contenant le composé efficace pour le captage du CO2, généralement une solution aux amines. Une part importante du CO2, typiquement supérieure à 80%, et préférentiellement supérieure 20 à 90%, réagit avec la solution et passe en phase liquide. Il en résulte un effluent gazeux (2) de fumées appauvries en CO2 et un effluent liquide (3) correspondant à la solution d'absorbant enrichie en CO2. L'absorption est favorisée par les basses températures et est exothermique, c'est pourquoi l'absorbeur (Cl) fonctionne typiquement entre 50 et 70 °C. Le régénérateur (C2) fonctionne pour sa part à une température plus élevée, typiquement de 25 l'ordre de 110 °C à 130 °C selon la nature et la concentration de l'amine dans la solution. Le régénérateur (C2) permet la régénération thermique de la solution d'absorption riche en CO2. On fournit de la chaleur à la réaction endothermique qui contrôle le départ du CO2 de la solution d'absorbant. L'effluent liquide (6) quittant le régénérateur (C2) est la solution d'adsorbant régénérée. 30 Dans un souci d'optimisation thermique, l'effluent liquide (6) du régénérateur (2) est généralement refroidi avant d'entrer dans l'absorbeur (Cl) et cède donc une part de sa chaleur, par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur (E 1), à l'effluent liquide (3) en provenance de l'absorbeur (C 1) qui se trouve ainsi réchauffé à une température plus proche de la température de fonctionnement du régénérateur (C2). Il en résulte un flux d'absorbant riche en CO2 et réchauffé (5) qui est introduit dans le régénérateur (C2). La régénération thermique de la solution d'absorbant produit d'une part un effluent gazeux (7) riche en CO2 à une température de l'ordre de 90°C à 100 °C, et d'autre part un effluent liquide (6) d'absorbant régénéré pauvre en CO2. La chaleur nécessaire à la régénération thermique de la solution d'absorption est fournie par un rebouilleur (R1), généralement alimenté par de la vapeur basse pression. La chaleur est transmise du rebouilleur (R1) au régénérateur (C2) par l'intermédiaire d'une boucle de recirculation constituée des flux (8) et (9). L'effluent gazeux (7) contient une part significative de composés condensables, essentiellement de l'eau, que l'on condense par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur (E3), généralement un aéroréfrigérant ou un échangeur connecté à un circuit d'eau de refroidissement, de façon à produire un effluent gazeux composé de CO2 à plus de 99 % poids, et préférentiellement à plus de 99,9 % poids. Pour des raisons de température et d'approche thermique, la température de l'effluent liquide (6), de l'ordre de 60 °C, n'est pas encore celle requise pour entrer dans l'absorbeur (Cl), généralement autour de 50 °C. C'est pourquoi on a généralement recours à un aéroréfrigérant (E2) ou un échangeur connecté à un circuit d'eau de refroidissement de façon à produire une solution d'absorbant (4) à une température compatible avec le fonctionnement de l'absorbeur (Cl). L'absorbeur (Cl) comprend une section de lavage à l'eau du gaz appauvri en CO2 sortant de la zone d'absorption. L'eau de lavage est introduite par le flux (12) et collectée en fond de zone de lavage par le flux (10). Le gaz sortant de la zone d'absorption est à une température plus élevée que l'eau de lavage, typiquement autour de 70 °C selon le solvant utilisé. La température de l'eau de lavage dans le flux (10), typiquement autour de 60 °C, est supérieure à celle du flux (12), typiquement de l'ordre de 40°C. Le recyclage d'une fraction du flux (10) par le flux (11), à une température typique de 40 °C, nécessite le recours à un aéroréfrigérant (E4) ou un échangeur connecté à un circuit d'eau de refroidissement pour refroidir cette boucle de recycle. Ce système de recyclage sera par la suite appelé "boucle de lavage". Selon les nécessités du procédé, il est possible de soutirer de l'eau de la boucle de lavage par le flux (20), ou d'apporter de l'eau par le flux (19).

On a généralement recours à un aéroréfrigérant (E4) ou un échangeur connecté à un circuit d'eau de refroidissement pour refroidir cette boucle de lavage. La présente invention utilise les échanges de chaleur qui ont lieu dans les échangeurs (E2), (E3), (E4) comme sources chaudes d'un ou plusieurs circuits de pompe à chaleur. La source 5 froide du système est alors le rebouilleur (R1) du régénérateur de solvant.

La figure 2 décrit l'intégration d'un ou plusieurs circuits de pompe à chaleur dans une unité de captage du CO2 telle que décrite précédemment. La description de la figure 2 reprend la description précédente de l'unité de captage du CO2 10 notamment pour les éléments (E2), (E3), (E4) et (R1) qui sont toujours situés aux mêmes emplacements. On introduit par ailleurs les éléments (CPC 1), (CPC 2) et (CPC 3) qui correspondent aux différents circuits de pompe à chaleur. L'élément (CPC 1) correspond à une pompe à chaleur dont la source chaude est localisée au niveau de (E4). Cela se traduit par l'implantation de l'évaporateur du fluide frigorigène en 15 complément ou en remplacement de l'échangeur existant. Le condenseur du fluide frigorigène est situé dans (R1). Le système prélève un flux de chaleur (13) et restitue un flux de chaleur (14). L'élément (CPC 2) correspond à un circuit de pompe à chaleur dont la source chaude est localisée au niveau de (E2). Cela se traduit par l'implantation de l'évaporateur du fluide 20 frigorigène en complément ou en remplacement de l'échangeur existant. Le condenseur du fluide frigorigène est situé dans (R1). Le système prélève un flux de chaleur (15) et restitue un flux de chaleur (16). L'élément (CPC 3) correspond à un circuit de pompe à chaleur dont la source chaude est localisée au niveau de (E3). Cela se traduit par l'implantation de l'évaporateur du fluide 25 frigorigène en complément ou en remplacement de l'échangeur existant. Le condenseur du fluide frigorigène est situé dans (R1). Le système prélève un flux de chaleur (17) et restitue un flux de chaleur (18).

La figure 3 correspond à la configuration d'un circuit de pompe à chaleur tels que (CPC 1), 30 (CPC 2) et (CPC 3). Le fluide frigorigène vaporisé (20) est comprimé à l'aide d'un compresseur (100). Il en résulte un gaz sous pression (21) dont la température s'est élevée. Ce fluide (21) va céder sa chaleur en changeant d'état dans un condenseur (200) au contact de la source froide (R1). Il en résulte le passage à l'état liquide du fluide frigorigène (22). Le liquide frigorigène (22) est détendu lors de son passage au travers d'une vanne (300). Il en résulte un abaissement de la température et un fluide (23) partiellement vaporisé et à basse température. Ce fluide (23) est ensuite vaporisé dans un évaporateur (400) au contact de la source chaude ( 5 E2, E3 ou E4). Il en résulte le fluide frigorigène vaporisé (20). Dans le circuit (CPC 1), le condenseur (200) s'intègre au rebouilleur (R1) et l'évaporateur (400) complète ( c'est à dire vient en supplément de) ou se substitue à l'échangeur (E4). Dans le circuit (CPC 2), le condenseur (200) s'intègre au rebouilleur (R1) et l'évaporateur (400) complète ( c'est à dire vient en supplément de ) ou se substituerait à l'échangeur (E2). 10 Dans le circuit (CPC 3), le condenseur (200) s'intègre au rebouilleur (R1) et l'évaporateur (400) complète ( c'est à dire vient en supplément de ) ou se substitue à l'échangeur (E3).

La figure 4 décrit la première variante du procédé selon la mise en série des sources de chaleur et reprend la description de la figure 3 en précisant l'intégration des sources chaudes. 15 La description des flux 20 à 23 et des éléments 100 à 300 est identique à celle donnée pour la figure 3. Le fluide détendu, partiellement vaporisé (23), va être dirigé successivement dans 2 ou 3 (selon la variante choisie) échangeurs en série. Le fluide partiellement vaporisé (23) passe ainsi au contact d'une première source de chaleur dans un premier évaporateur (400) dont il ressort (24) toujours partiellement vaporisé mais 20 tel que la fraction vaporisée de (24) est supérieure à la fraction vaporisée de (23). Il en va de même pour l'évaporateur (401) qui constitue une deuxième source de chaleur. Il en résulte un flux partiellement vaporisé (25) tel que sa fraction vaporisé est supérieure à celle de (24). Ce flux (25) est mis au contact de la troisième source de chaleur dans l'évaporateur (402) 25 pour finir la vaporisation du fluide (20). Il est important que le fluide (23) ou (24) ne soit que partiellement vaporisé entre chaque étape, d'une part pour bénéficier de l'énergie de changement d'état, d'autre part pour maintenir le fluide à la température de son changement d'état à basse pression. Cela permet d'apporter des calories de même qualité à toutes les sources chaudes, même si celles ci sont en série et à 30 des températures différentes.

La figure 5 décrit la mise en parallèle des sources chaudes. La description reprend la description de la figure 4 jusqu'au flux (23).

Le flux (23) est scindé en autant de parties (500) que le nombre de sources chaudes qui sont en parallèle. Ces parties ne sont pas nécessairement égales, le flux dirigé vers chaque source chaude dépendant de la quantité de chaleur que l'on souhaite y prélever avec pour but de vaporiser totalement chaque partie du flux. Il en résulte les flux (30), (32) et (34).

Le flux (30) est dirigé vers l'évaporateur (400) dans lequel il est intégralement vaporisé (31). Le flux (32) est dirigé vers l'évaporateur (400) dans lequel il est intégralement vaporisé (33). Le flux (34) est dirigé vers l'évaporateur (400) dans lequel il est intégralement vaporisé (35). Les flux (31), (33) et (35) sont réunis (600) pour former le flux vaporisé de fluide frigorigène (20).

En raison de la disparité des niveaux de températures entre les différentes sources chaudes, de l'ordre de 40 à 60 °C pour l'amine pauvre régénérée (figure 1, flux (4)) ou de l'ordre de 90 °C (figure 1, flux (7)) pour le condenseur en tête d'absorbeur, le pompage de la chaleur jusqu'à la température d'utilisation, autour de 135 °C, ne se fait pas nécessairement avec un coefficient de performance équivalent. Le coefficient de performance (COP) correspond au rapport de la puissance thermique fournie sur à la puissance du compresseur de la pompe à chaleur. Il peut ainsi être intéressant de mettre les pompes à chaleur en série, la première pompe à chaleur remonte le niveau de température de sa source chaude au niveau de la source chaude de la seconde pompe à chaleur qui se charge de remonter la chaleur au niveau d température d'utilisation.

La figure 6 présente une des configurations possible pour mettre en série deux pompes à chaleur. La description reprend les éléments décrits sur la figure 2. On intègre ici les sources chaudes correspondant à (E2) et (E3) par la mise en série des systèmes (CPC 2) et (CPC 3). Le fluide frigorigène (20) de (CPC 2) vaporisé est comprimé (devenant 100), de façon que sa température soit proche, préférentiellement à plus ou moins 10 °C, et encore plus préférentiellement à plus ou moins 5 °C, de la température de la source chaude (401) de (CPC 2). L'utilisation de la seconde source de chaleur (401) est néanmoins facultative. Dans le cas où cette source chaude (401) n'est pas utilisée, on choisit la température du flux (21) comme intermédiaire entre la température de la source chaude (400) et celle de la source froide (200). Le flux (21) cède sa chaleur au fluide frigorigène (44) du système (CPC 3) dans un échangeur de chaleur (403) dans lequel se produit d'une part la condensation du flux (21), et d'autre part l'évaporation du flux (44).

Le flux totalement condensé (22) est ensuite détendu (300) pour se retrouver partiellement vaporisé (23), à basse pression et basse température. Il est vaporisé (20) au contact de la source chaude dans l'évaporateur (400). Parallèlement, le flux vaporisé (40) issu de la vaporisation du fluide frigorigène (44) est comprimé (101) de façon à disposer d'un gaz à haute pression et haute température dont la condensation dans le condenseur (201) fournit de la chaleur au rebouilleur (R1). Le condensat à haute pression (42) est détendu (301) pour se retrouver partiellement vaporisé à basse pression et basse température (43). Le flux (43) est partiellement vaporisé au contact de la source chaude (401). Il en résulte un flux partiellement vaporisé (44) dont la fraction vaporisée est supérieure à celle de (43).

La figure 7 décrit une variante particulière du procédé selon l'invention en ce que les 3 sources chaudes sont en série dans le circuit de pompe de chaleur dit circuit "basse température". La description de la figure 7 reprend la description de la figure 6 à la différence de la description du fluide caloporteur entre les flux (23) et (20). Le fluide partiellement vaporisé (23) passe ainsi au contact d'une première source de chaleur dans un premier évaporateur (400) dont il ressort (24) toujours partiellement vaporisé, mais de tel que la fraction vaporisée de (24) est supérieure à la fraction vaporisée de (23). Le flux partiellement vaporisé (24) traverse l'évaporateur (401) au contact de la deuxième 20 source de chaleur. Il en résulte un flux partiellement vaporisé (25) tel que sa fraction vaporisé est supérieure à celle du flux (24). Ce flux (25) est mis au contact de la troisième source de chaleur dans l'évaporateur (402) pour finir la vaporisation du fluide (20). D'autres variantes de la présente invention sont encore possibles et visent à compléter les 25 configurations préférées qui ont fait l'objet de la description détaillée précédente. Les dénominations des éléments des configurations décrites ci après s'appuient sur les figures 1 à 6. Une variante peut consister à mettre en série, de la même façon que décrite pour la figure 6, les circuits (CPC 1) et (CPC 3). 30 Une variante peut consister à mettre en série, de la même façon que décrite pour la figure 6, les circuits (CPC 1) et (CPC 2). Une variante peut consister à mettre en série, de la même façon que décrite pour la figure 6, les circuits (CPC 2) et (CPC 1).

Une variante peut consister à mettre les deux systèmes couplés (CPC 1) et (CPC 2) , en série avec le système (CPC 3), le couplage des circuits CPC1 et CPC2 pouvant être en série ou en parallèle. Une variante peut consister à mettre les 3 circuits de pompe de la chaleur en série : (CPC 1) 5 en série avec (CPC 2) en série avec (CPC 3). Une variante peut consister à implanter un échangeur de chaleur sur l'effluent "fumées" (2) de l'absorbeur (Cl) de façon à constituer une source chaude supplémentaire pour un circuit de pompe de la chaleur tel que décrit pour la figure 3, et dont la source froide est toujours le rebouilleur (R1). Cette source chaude peut s'intégrer de toutes les façons précédemment 10 décrites dans les circuits (CPC 1), (CPC 2) et (CPC 3). Dans toutes les variantes du procédé selon l'invention, les circuits de pompe de chaleur sont dimensionnés de façon que la chaleur cédée à la source froide (R1) dans le condenseur du régénérateur (C2) est égale à la somme de la chaleur apportée par la compression et de la chaleur prélevée à la source chaude dans l'évaporateur. 15 De la même façon, la quantité de fluide qui circule dans un circuit de pompe à chaleur ainsi que les pression et températures de fonctionnement dudit circuit sont préférentiellement choisis de façon que le maximum, et préférentiellement la totalité, du fluide frigorigène soit condensé dans le condenseur, de même que le maximum, et préférentiellement la totalité, du fluide frigorigène soit évaporé dans l'évaporateur, et ce afin d'optimiser le transfert de chaleur 20 de la source chaude (E2, E3, E4) vers la source froide (R1). Le fluide réfrigérant alimentant le ou les circuits de pompe à chaleur est choisi dans le groupe formé par les fluides frigorigènes définis par l'IUCPC, dont nous donnons ci dessous la liste exhaustive : R-10,Tétrachlorométhane, R-11, Trichlorofluorométhane, R-12, Dichlorodifluorométhane, R- 25 12B1, Bromochlorodifluorométhane, R-12B2, Dibromodifluorométhane, R-13, Chlorotrifluorométhane, R-13B1, Bromotrifluorométhane, R-14, Tétrafluorométhane, R-20, Trichlorométhane, R-21, Dichlorofluorométhane, R-22, Chlorodifluorométhane, R-22B1, Bromodifluorométhane, R-23, Trifluorométhane, R-30, Dichlorométhane, R-31, Chlorofluorométhane, R-32, Difluorométhane, R-40, Chlorométhane, R-41, Fluorométhane, 30 R-50, Méthane, R-110, Hexachloroéthane, R-111, Pentachlorofluoroéthane, R-112, 1,1,2,2-tétrachloro- 1,2-difluoroéthane, R-112a,1,1,1,2-tétrachloro-2,2-difluoroéthane, R-113,1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroéthane, R-113a, 1,1,1-trichloro-2,2,2-trifluoroéthane, R-114, 1,2-dichloro-1,1,2,2-tétrafluoroéthane, R-114a, 1,1-dichloro-1,2,2,2-tétrafluoroéthane, R-114B2, 1,2-dibromo-1,1,2,2-tétrafluoroéthane, R-115, Chloropentafluoroéthane, R-116, Hexafluoroéthane, R-120, Pentachloroéthane, R-121, 1,1,2,2-tétrachloro-1-fluoroéthane, R-121a,1,1,1,2-tétrachloro-2-fluoroéthane, R-122, 1,1,2-trichloro-2,2-difluoroéthane, R-122a, 1,1,2-trichloro-1,2-difluoroéthane, R-122b, 1,1,1 -trichloro-2,2-difluoroéthane, R-123, 2,2- dichioro- 1,1,1 -trifluoroéthane, R-123 a, 1,2-dichloro-1,1,2-trifluoroéthane, R-123 b, 1,1-dichloro-1,2,2-trifluoroethane, R-124, 1-chloro-1,2,2,2-tétrafluoroéthane, R-124a, 1-chloro-1,1 ,2,2-tétrafluoroéthane, R-125, Pentafluoroéthane, R-E125, Difluorométhoxytrifluorométhane, R-130, 1,1,2,2-tétrachloroéthane, R-130a, 1,1,1,2- tétrachloroéthane, R-131, 1,1,2-trichloro-2-fluoroéthane, R-131 a, 1,1,2-trichloro-1- fluoroéthane, R-131b, 1,1,1-trichloro-2-fluoroéthane, R-132, Dichlorodifluoroéthane, R-132a, 1,1-dichloro-2,2-difluoroéthane, R-132b, 1,2-dichloro-1,1-difluoroéthane, R-132c, 1,1 -dichloro- 1 ,2-difluoroéthane, R-132bB2, 1,2-dibromo -1,1 -difluoroethane, R-133, 1-chloro-1,2,2-trifluoroéthane, R-133a, 1 -chloro-2,2,2-trifluoroéthane, R-133b, 1 -chloro-1,1,2-trifluoroéthane, R-13 4,1,1 ,2,2 -tétrafluoroéthane, R- 134a, 1,1 ,1,2 -tétrafluoroéthane, R-E134, Difluorométhoxydifluorométhane, R-140, 1,1,2-trichloroéthane, R-140a, 1,1,1- trichloroéthane, R-141, 1,2-dichloro- 1 -fluoroéthane, R-141 B2, 1,2-dibromo- 1 -fluoroéthane, R-141 a, 1,1-dichloro-2-fluoroéthane, R-141 b, 1,1-dichloro-1-fluoroéthane, R-142a, 1-chloro-1,2-difluoroéthane, R-142b, 1 -chloro -1, 1 -difluoroéthane, R-143,1,1,2-trifluoroéthane, R-143a, 1,1,1-trifluoroéthane, R-143m, Méthoxytrifluorométhane, R-E143a, Méthoxy-2,2,2- trifluoroéthane, R-150,1,2-diflhoroéthane, R-150a, 1,1-dichloroéthane, R-151,Chlorofluoroéthane, R-151 a, 1 -chloro- 1 -fluoroéthane, R-152, 1,2-difluoroéthane, R-152a, 1,1-difluoroéthane, R-160, Chloroéthane, R-161, Fluoroéthane, R-170, Éthane, R-211, 1,1,1,2,2,3,3-heptachloro-3-fluoropropane, R-212, Hexachlorodifluoropropane, R-213, 1,1,1,3,3-pentachloro-2,2,3-trifluoropropane, R-214, 1,2,2,3-tétrachloro-1,1,3,3- tétrafluoropropane, R-215, 1,1,1-trichloro-2,2,3,3,3-pentafluoropropane, R-216, 1,2-dichloro-1,1,2,3,3,3 -hexafluoropropane, R-216ca, 1,3 -dichloro-1,1,2,2,3,3 -hexafluoropropane, R-217, 1-chloro-1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropane, R-217ba, 2-chloro-1,1,1,2,3,3,3- heptafluoropropane, R-218, Octafluoropropane, R-221, 1,1,1,2,2,3-hexachloro-3- fluoropropane, R-222, Pentachlorodifluoropropane, R-222c, 1,1,1,3,3-pentachloro-2,2- difluoropropane, R-223, Téetrachlorotrifluoropropane, R-223ca, 1,1,3,3-tétrachloro-1,2,2-trifluoropropane, R-223cb, 1,1,1,3-tétrachloro-2,2,3-trifluoropropane, R-224, Trichlorotétrafluoropropane, R-224ca, 1,3 ,3 -trichloro -1 ,1,2,2-tétrafluoropropane , R-224cb, 1,1,3 -trichloro-1,2,2,3 -tétrafluoropropane, R-224cc, 1,1,1-trichloro-2,2,3,3- tétrafluoropropane, R-225, dichloropentafluoropropane, R-225aa, 2,2-dichloro-1,1,1,3,3-pentafluoropropane, R-225ba, 2,3-dichloro-1,1,1,2,3-pentafluoropropane, R-225bb, 1,2-dichloro-1 ,1,2,3 ,3 -pentafluoropropane, R-225ca, 3,3 -dichloro-1,1 ,1,2,2-pentafluoropropane, R-225cb, 1,3-dichloro-1,1,2,2,3-pentafluoropropane, R-225cc,1,1-dichloro-1,2,2,3,3- pentafluoropropane, R-225da, 1,2-dichloro-1,1,3,3,3-pentafluoropropane, R-225ea, 1,3-dichloro-1,1,2,3 ,3 -pentafluoropropane, R-225eb, 1,1 -dichloro-1,2,3 ,3 ,3 -pentafluoropropane, R-226, Chlorohexafluoropropane, R-226ba, 2-chloro-1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane, R-226ca, 3-chloro-1,1,1,2,2,3-hexafluoropropane, R-226cb, 1-chloro-1,1,2,2,3,3-hexafluoropropane, R-226da, 2-chloro -1 ,1,1 ,3,3 ,3-hexafluoropropane, R-226ea, 1-chloro- 1,1,2,3,3,3 -hexafluoropropane, R-227ca, 1,1,2,2,3,3,3 -Heptafluoropropane, R-227ca2, Trifluorométhoxy-1,1,2,2-tétrafluoroéthane, R-227ea, 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane, R-227me, Trifluorométhoxy-1,2,2,2-tétrafluoroéthane, R-231, Pentachlorofluoropropane, R-232, Tétrachlorodifluoropropane, R-232ca, 1,1,3,3-tétrachloro-2,2-difluoropropane, R-232cb, 1,1,1,3-tétrachloro-2,2-difluoropropane, R-233, Trichlorotrifluoropropane, R-233ca, 1,1,3- trichloro-2,2,3-trifluoropropane, R-233cb, 1 ,1,3 -trichloro-1 ,2 ,2 -trifluoropropane, R-233cc, 1,1,1 -trichloro-2,2,3 -trifluoropropane, R-234,Dichlorotétrafluoropropane, R-234aa,2,2-dichloro-1,1,3,3-tétrafluoropropane, R-234ab, 2,2-dichloro-1,1,1,3-tétrafluoropropane, R- 234ba, 1,2-dichloro-1,2,3,3-tétrafluoropropane, R-234bb, 2,3-dichloro-1,1,1,2- tétrafluoropropane, R-234bc, 1,2-dichloro -1 ,1,2,3 -tétrafluoropropane, R-234ca, 1 ,3 -dichloro- 1,2,2,3-tétrafluoropropane, R-234cb, 1,1-dichloro-2,2,3,3-tétrafluoropropane, R-234cc, 1,3-dichloro-1,1,2,2-tétrafluoropropane, R-234cd, 1,1 -dichloro-1 ,2,2,3 -tétrafluoropropane, R-234da,2,3-dichloro-1,1,1,3-tétrafluoropropane, R-23 4fa, 1,3-dichloro-1,1,3,3- tétrafluoropropane, R-234fb, 1,1-dichloro-1,3,3,3-tétrafluoropropane, R-235, Chloropentafluoropropane, R-235ca, 1-chloro-1,2,2,3,3-pentafluoropropane, R-235cb, 3- chloro-1,1,1,2,3-pentafluoropropane, R-235cc, 1-chloro-1,1,2,2,3-pentafluoropropane, R-235da, 2-chloro-1,1,1,3 ,3 -pentafluoropropane, R-235fa, 1-chloro- 1,1 ,3,3,3 - pentafluoropropane, R-236cb, 1,1,1,2,2,3-hexafluoropropane, R-236ea, 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane, R-236fa, 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, R-236me, 2-(difluorométhoxy)-1,1,1,2-tétrafluoroéthane, R-FE-36, Hexafluoropropane, R-241, Tétrachlorofluoropropane, R- 242, Trichlorodifluoropropane, R-243, Dichlorotrifluoropropane, R-243ca, 1,3-dichloro-1,2,2-trifluoropropane, R-243cb, 1,1-dichloro-2,2,3-trifluoropropane, R-243cc, 1,1-dichloro-1,2,2-trifluoropropane, R-243da, 2,3-dichloro-1,1,1-trifluoropropane, R-243ea, 1,3 -dichloro-1 ,2,3 -trifluoropropane, R-243ec, 1,3-dichloro-1,1,2-trifluoropropane, R-244, Chlorotétrafluoropropane, R-244ba, 2-chloro-1,2,3,3-tétrafluoropropane, R-244bb, 2-chloro-1,1,1,2-tétrafluoropropane, R-244ca, 3-chloro-1,1,2,2-tétrafluoropropane, R-244cb, 1 -chloro-1,2,2,3 -tétrafluoropropane, R-244cc, 1 -chloro-1,1,2,2-tétrafluoropropane, R-244da, 2-chloro-1,1,3,3-tétrafluoropropane, R-244db, 2-chloro-1,1,1,3-tétrafluoropropane, R-244ea, 3-chloro- 1,1,2,3-tétrafluoropropane, R-244eb, 1 -chloro-1,1,1,2-tétrafluoropropane, R-244ec, 1 -chloro-1,1,2,3-tétrafluoropropane, R-244fa, 3-chloro-1,1,1,3-tétrafluoropropane, R-244fb, 1 -chloro-1,1,3,3-tétrafluoropropane, R-245ca, 1,1,2,2,3-pentafluoropropane, R-245cb, Pentafluoropropane, R-245ea, 1,1,2,3,3-pentafluoropropane, R-245eb, 1,1,1,2,3- pentafluoropropane, R-245fa, 1,1,1,3,3-pentafluoropropane, R-245mc, Méthoxypentafluoroéthane, R-245mf, Difluorométhoxy-2,2,2-trifluoroéthane, R-245qc, Difluorométhoxy-1,1,2-trifluoroéthane, R-251, Trichlorofluoropropane, R-252, Dichlorodifluoropropane, R-252ca, 1,3-dichloro-2,2-difluoropropane, R-252cb, 1,1-dichloro-2,2-difluoropropane, R-252dc, 1,2-dichloro-1,1-difluoropropane, R-252ec, 1,1-dichloro-1,2-difluoropropane, R-253, Chlorotrifluoropropane, R-253ba, 2-chloro-1,2,3-trifluoropropane, R-253bb, 2-chloro-1,1,2-trifluoropropane, R-253ca, 1 -chloro-2,2,3 -trifluoropropane, R-253cb, 1-chloro-1,2,2-trifluoropropane, R-253ea, 3-chloro-1,1,2-trifluoropropane, R-253eb, 1 -chloro-1,2,3-trifluoropropane, R-253 ec, 1 -chloro- 1 ,1,2-trifluoropropane, R-253 fa, 3 -chloro-1,3,3 -trifluoropropane, R-253fb, 3 -chloro-1,1,1-trifluoropropane, R-253fc, 1-chloro-1,1,3-trifluoropropane, R-254cb, 1,1,2,2-tétrafluoropropane, R-254pc, Méthoxy-1,1,2,2- tétrafluoroethane, R-261, Dichlorofluoropropane, R-261ba, 1,2-dichloro-2-fluoropropane, R-262, Chlorodifluoropropane, R-262ca, 1 -chloro-2,2-difluoropropane, R-262fa, 3-chloro-1,1-difluoropropane, R-262fb, 1-chloro-1,3-difluoropropane, R-263, Trifluoropropane, R-271, Chlorofluoropropane, R-271 b, 2-chloro-2-fluoropropane, R-271 d, 2-chloro- l -fluoropropane, R-271fb, 1-chloro-l-fluoropropane, R-272, Difluoropropane, R-281, Fluoropropane, R-290, Propane, R-C316, Dichlorohexafluorocyclobutane, R-C317, Chloroheptafluorocyclobutane, R-C318, Octafluorocyclobutane, R-3-1-10, Décafluorobutane, R-329ccb, R-338eea, R-347ccd, R-347mcc, Méthoxyheptafluoropropane, R-347mmy, Méthoxyperfluoroisopropane, R-356mcf, R-356mffm, R-365mfc, 1,1,1,3 ,3 -pentafluorobutane, FC-72, Tétradécafluorohexane, R-400, R-12/R-114 (60/40), mélange binaire R-401A, R-22/R- 152a/R-124 (53/13/34), R-401B, R-22/R-152a/R-124 (61/11/28), R-401C, R-22/R-152a/R-124 (33/15/52), R-402A, R-125/R-290/R-22 (60/2/38), R-402B,R-125/R-290/R-22 (38/2/60), R-403A, R-290/R-22/R-218 (5/75/20), R-403B, R-290/R-22/R-218 (5/56/39), R-404A, R-125/R-143a/R-134a (44/52/4),R-405A, R-22/R-152a/R-142b/R-C318 (45/7/5.5/42.5), R- 406A, R-22/R-600a/R-142b (55/04/41), R-407A, R-32/R-125/R-134a (20/40/40), R-407B, R-32/R-125/R-134a (10/70/20), R-407C, R-32/R-125/R-134a (23/25/52),R-407D, R-32/R-125/R-134a (15/15/70), R-407E, R-32/R-125/R-134a (25/15/60), R-408A, R-125/R-143a/R-22 (7/46/47), R-409A, R-22/R-124/R-142b (60/25/15), R-409B,R-22/R-124/R-142b (65/25/10), R-410A, R-32/R-125 (50/50),R-410B, R-32/R-125 (45/55), R-411A, R-1270/R-22/R-152a (1.5/87.5/11), R-411B, R-1270/R-22/R-152a (3/94/3), R-412A, R-22/R-218/R-142b (70/5/25), R-413A, R-218/R-134a/R-600a (9/88/3), R-414A, R-22/R-124/R-600a/R-142b (51/28.5/4.0/16.5), R-414B, R-22/R-124/R-600a/R-142b (50/39/1.5/9.5), R-415A,R-22/R-152a (82/18), R-415B, R-22/R-152a (25/75), R-416A, R-134a/R-124/R-600 (59/39.5/1.5), R-417A, R-125/R-134a/R-600 (46.6/50.0/3.4), R-418A, R-290/R-22/R-152a (1.5/96/2.5), R-419A, R-125/R-134a/R-E170 (77/19/4), R-420A, R-134a/R-142b (88/12), R-421A, R-125/R-134a (58/42), R-421B, R-125/R-134a (85/15), R-422A, R-125/R-134a/R-600a (85.1/11.5/3.4), R-422B, R-125/R-134a/R-600a (55/42/3), R-422C, R-125/R-134a/R-600a (82/15/3), R-422D, R-125/R-134a/R-600a (65.1/31.5/3.4), R-423A, R-134a/R-227ea (52.5/47.5), R-424A, R-125/R-134a/R-600a/R-600/R-60la (50.5/47/.9/1/.6), R-425A, R-32/R-134a/R-227ea (18.5/69.5/12), R-426A,R-125/R-134a/R-600/R-60la (5.1/93/1.3/.6), R-427A, R-32/R-125/R-143a/R-134a (15/25/10/50), R-428A, R-125/R-143a/R-290/R-600a (77.5/20/.6/1.9), R-500, R-12/R-152a (73.8/26.2), R-501,R-22/R-12 (75/25), R-502, R-22/R-115 (48.8/51.2), R-503,R-23/R-13 (40.1/59.9), R-504,R-32/R-115 (48.2/51.8), R-505, R- 12/R-31 (78/22), R-506, R-31/R-114 (55.1/44.9), R-507A, R-125/R-143a (50/50), R-508A, R-23/R-116 (39/61), R-508B, R-23/R-116 (46/54),R-509A, R-22/R-218 (44/56), R-600, Butane, R-600a, 2-méthylpropane, R-601, Pentane, R-60la, 2-méthylbutane, R-610, Éthoxyétane, R-611, Méthanoate de méthyle, R-630, Méthylamine, R-631, Éthylamine, R-702,Dihydrogène, R-704,Hélium, R-717, Ammoniac, R-718, Eau, R-720, Néon, R-728, Diazote, R-732, Dioxygène, R-740, Argon, R-744, Dioxyde de carbone, R-744A,Oxyde de diazote, R-764, Dioxyde de soufre, R-784, Krypton, R-1112a, 1,1-dichloro-2,2-difluoroéthylène, R-1113, Chlorotrifluoroéthylène, R-1114, Tétrafluoroéthylène, R-1120, Trichloroéthylène, R-1130, 1,2-diflhoroéthylène, R-1132, 1,1-difluoroéthylène, R-1140, Chloroéthylène, R-1141, Fluoroéthylène, R-1150, Éthylène, R-1216, Hexafluoropropène, R-, Hexafluoropropène (trimère), R-1270, Propylène. Le fluide réfrigérant est préférentiellement choisi dans le sous groupe des hydrocarbures légers comportant 2 à 7 atomes de carbone ayant des ligands hétéroatomiques.

De manière encore préférée, le fluide réfrigérant est choisi parmi le pentane, l'hexane, ou l'heptane, ou peut être constitué d'un mélange quelconque de ces trois éléments.

EXEMPLES SELON L'ART ANTERIEUR ET SELON L'INVENTION Exemple 1 selon l'art antérieur: Cet exemple correspond à la figure 1. On se place dans le cadre du captage du CO2 dans les fumées de combustion d'une centrale thermique au charbon d'une puissance électrique nette de 290 MWe pour une puissance thermique de 820 MWth. Le rendement électrique net de la centrale est de 35 % en tenant compte du captage du CO2. Le rendement électrique net sans captage est de 45 %. La production électrique nette sans captage est ainsi de 370 MWe. Le CO2 est capté dans une unité telle que décrite dans la figure 1. Le solvant choisi est une solution aqueuse à 30 % poids de mono éthylamine (MEA).

Le principal poste de dépense d'énergie est celui de la régénération de la solution d'amine dans le régénérateur. La puissance thermique à fournir au rebouilleur R1 à 120°C est de 254 MWth, soit 368 t/h de vapeur basse pression à 3 bar et 150 °C.

Exemple 2 : selon la présente invention Cet exemple s'appuie sur la figure 4 et représente l'application de la présente invention au schéma de captage du CO2 par une solution d'amines dans la première variante dans laquelle les sources chaudes sont disposées en série. Dans cet exemple, on considère la configuration en série des circuits (CPC 1), (CPC 2) et (CPC 3) telle que représentée sur la figure 4.

Le fluide frigorigène considéré est le n-pentane, la circulation totale est de 2 900 t/h. Le tableau suivant donne les caractéristiques de chaque flux de la boucle de pompage de chaleur selon la numérotation de la figure 4. Flux 20 21 22 23 24 25 Température (°C) 87,9 138 120 48,1 48,1 48,1 Pression (bar) 1,5 9,5 9,5 1,5 1,5 1,5 Fraction gazeuse 1 1 0 0,56 0,65 0,95 Puissance thermique prélevée sur la source chaude de CPC 1 : 92 MWth Puissance thermique prélevée sur la source chaude de CPC 2 : 26 MWth Puissance thermique prélevée sur la source chaude de CPC 3 : 69 MWth Puissance restituée au niveau de la source froide Rl : 254 MWth Consommation du compresseur 66,6 MWe (efficacité globale 90%), ce qui correspond à un COP de 3,81. Le COP est le coefficient de performance de la pompe à chaleur, à savoir le rapport entre l'énergie restituée à la source froide et l'énergie dépensée par le compresseur de ladite pompe à chaleur. L'énergie dépensée pour régénérer le CO2 est équivalente à la consommation du compresseur plus l'énergie de compression du CO2 équivalente à 8,3 MWe.

La production électrique nette de la centrale est alors de 295 MWe, soit un rendement électrique net de 36 % à comparer au 35% de l'exemple 1.

Exemple 3 selon la présente invention. Cet exemple représente l'application de la présente invention au schéma de captage du CO2 par une solution d'amines dans la variante dans laquelle on introduit une source intermédiaire (403) selon le schéma de la figure 7. Dans cet exemple, on considère la configuration en deux circuit de pompes à chaleur telle que représentée sur la figure 7. On introduit la source intermédiaire (403) dans laquelle s'effectue l'échange de chaleur entre le premier circuit de pompe à chaleur, dit circuit haute température, et le second circuit de 20 pompe à chaleur, dit circuit basse température. Le fluide frigorigène considéré dans le système de pompe à chaleur à basse température est le n-pentane. La circulation totale est de 2224 t/h. Le tableau suivant donne les caractéristiques de chaque flux du circuit de pompe à chaleur basse température: 25 Flux 20 21 22 23 24 25 Température (°C) 92 127 95 48,1 48,1 48,1 Pression (bar) 1,5 6 6 1,5 1,5 1,5 Fraction gazeuse 1 1 0 0,35 0,52 0,92 Puissance thermique prélevée sur la source chaude de CPC 1 : 87,5 MWth Puissance thermique prélevée sur la source chaude de CPC 2 : 37,4 MWth Puissance thermique prélevée sur la source chaude de CPC 3 : 68,1 MWth Puissance restituée au niveau de la source intermédiaire 403 : 232 MWth Consommation du compresseur 39 MWe (efficacité globale 90%), ce qui correspond à un COP de 5,95. Le gaz frigorigène considéré dans le circuit de pompe à chaleur à haute température est le n-5 hexane. La circulation totale est de 2646 t/h. Le tableau suivant donne les caractéristiques de chaque flux du circuit de pompe à chaleur haute température (numérotation selon la figure 7). Flux 40 41 42 44 Température (°C) 125 142 120 92,2 Pression (bar) 2 4,2 4,2 2 Fraction gazeuse 1 1 0 0,23 Puissance thermique prélevée sur la source chaude : 232 MWth Puissance restituée au niveau de la source intermédiaire (403) : 254 MWth Consommation du compresseur 22 MWe (efficacité globale 90%), ce qui correspond à un COP de 11,5.

15 Au final la consommation des compresseurs est de 61 MWe. L'énergie dépensée pour régénérer le CO2 est équivalente à la consommation du compresseur, plus l'énergie de compression du CO2 équivalente à 8,3 MWe. La production électrique nette de la centrale est alors de 310 MWe soit un rendement 20 électrique net de l'ordre de 37 %, soit 2 points de plus que le rendement global par rapport à l'exemple 1 10

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1) Procédé de captation du CO2 contenu dans des fumées faisant appel à un absorbeur (Cl) dans lequel les fumées riches en CO2 (1) sont mises en contact avec une solution absorbante aux amines, ladite solution se chargeant en CO2, étant régénérée dans un régénérateur (C2) et réintroduite dans l'absorbeur (Cl) après un refroidissement assuré au moins en partie par l'échangeur (E2), le procédé comprenant en outre une section de lavage à l'eau des fumées appauvries en CO2 munie d'un échangeur (E4), procédé dans lequel en tête du régénérateur (C2) on récupère par condensation au moyen de l'échangeur (E3) un flux (7) riche en CO2, et dans lequel l'apport de calories en fond dudit régénérateur (C2) est assuré par un rebouilleur (R1), procédé caractérisé en ce qu'on implante entre une ou plusieurs sources chaudes matérialisées par les échangeurs (E2), (E3), (E4) et la source froide matérialisée par le rebouilleur (R1) un ou plusieurs circuits de pompe à chaleur (CPC) permettant de transférer les calories prélevées sur la ou lesdites sources chaudes (E2), (E3), (E4) vers la source froide (R1).
2. 2) Procédé de captation de CO2 contenu dans des fumées selon la revendication 1, dans lequel les sources chaudes (E2, E3, E4) sont disposées en série, c'est à dire que le flux de chaleur d'un circuit de pompe à chaleur s'écoule en série à travers chacune des sources (E2, E3, E4) vers la source froide (R1).
3. 3) Procédé de captation de CO2 contenu dans des fumées selon la revendication 2, dans lequel les sources chaudes (E2, E3, E4) sont disposées en série, et dans l'ordre des températures croissantes desdites sources, c'est à dire en terminant par la source dont la température est la plus élevée.
4. 4) Procédé de captation de CO2 contenu dans des fumées selon la revendication 1, dans lequel les sources chaudes (E2, E3, E4) sont disposées en parallèle, c'est à dire que le flux de chaleur d'un circuit de pompe à chaleur s'écoule simultanément à travers les sources chaudes (E2, E3, E4) vers la source froide (R1).
5. 5) Procédé de captation de CO2 contenu dans des fumées selon la revendication 1, dans lequel on introduit une source de chaleur intermédiaire (403) à une températurecomprise entre celles des sources chaudes (E2, E3, E4) et celle de la source froide (R1), le premier circuit étant implanté entre les sources chaudes et la source intermédiaire (403), et le second circuit étant implanté entre la source intermédiaire (403) et la source froide (R1).
6. 6) Procédé de captation de CO2 contenu dans des fumées selon la revendication 1, dans lequel le fluide réfrigérant utilisé dans le ou les circuits de pompe à chaleur est un hydrocarbure léger comportant de 2 à 7 atomes de carbone. 10
7. 7) Procédé de captation de CO2 contenu dans des fumées selon la revendication 1, dans lequel le fluide réfrigérant utilisé dans le ou les circuits de pompe à chaleur est un hydrocarbure léger comportant de 2 à 7 atomes de carbone, et ayant des ligands hétéroatomiques. 15
8. 8) Procédé de captation de CO2 contenu dans des fumées selon la revendication 6, dans lequel le fluide réfrigérant utilisé dans le ou les circuits de pompe à chaleur est le pentane, l'hexane ou l'heptane, ou un mélange quelconque de ces trois éléments. 20