FR3024047A1 - Installation et procede de desacidification d'un gaz par une solution absorbante avec section de lavage optimisee - Google Patents

Abstract

- L'invention porte sur une installation et un procédé de désacidification d'un gaz comportant des composés acides par une solution absorbante, de préférence à base d'amines. L'installation comporte une section de lavage à l'eau (L) du gaz désacidifié permettant de limiter les émissions de composés chimiques issus de la solution absorbante pouvant être entraîné avec le gaz désacidifié sous forme de gouttes. La section de lavage comprend une zone de lavage humide comprenant au moins un plateau pour réaliser un barbotage du gaz désacidifié dans un flux d'eau et une zone sèche de séparation entre un liquide et un gaz en aval de ladite zone de lavage humide, comprenant au moins un plateau à calottes. L'invention porte également sur un procédé de désacidification mettant en œuvre une telle installation.

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine de la désacidification d'un gaz, par exemple la décarbonatation des fumées de combustion ou le traitement de gaz naturel ou d'origine industrielle.

Contexte général On entend par désacidification d'un gaz la réduction de la teneur en composés acides tels que l'H2S, le 002, le COS, le CS2 de ce gaz, par exemple du gaz naturel ou des fumées de combustion.

Afin de limiter le phénomène de réchauffement climatique, le CO2 peut être extrait des fumées de combustion en vue d'être séquestré dans un réservoir souterrain. Dans le cas du gaz naturel, la teneur en CO2 et en H2S est généralement réduite pour des raisons de toxicité, pour améliorer le pouvoir calorifique du gaz et, éventuellement, pour permettre la liquéfaction du gaz naturel pour transport par bateau. Un des moyens connus pour désacidifier un gaz comportant des composés acides consiste à réaliser un traitement du gaz par mise en contact avec une solution absorbante communément appelé "lavage aux solvants". Cette désacidification peut être effectuée soit par un solvant "physique", c'est à dire en l'absence de réaction chimique, soit par un solvant dit "chimique". Typiquement, dans les procédés d'absorption mettant en oeuvre un solvant chimique, le gaz à traiter est mis en contact avec une solution aqueuse d'amines, et les amines qui sont des composés basiques réagissent avec les composés acides du gaz. Ce type de procédé constitue une référence pour le captage de 002, avec par exemple l'utilisation d'une solution aqueuse de monoethanolamine. Un tel procédé est par exemple décrit dans le document de référence US n°1,783,901. La solution est mise en contact avec le gaz à traiter pour éliminer les composés acides au sein d'une colonne d'absorption (étape d'absorption), puis la solution chargée en composés acides est régénérée thermiquement dans une colonne de régénération (étape de régénération), libérant ainsi un effluent chargé en composés acides. La solution régénérée peut alors être utilisée à nouveau pour traiter le gaz dans la colonne d'absorption.

3024047 2 La mise en contact entre le gaz à traiter et le solvant liquide se fait au moyen d'internes de contact gaz/liquide favorisant les échanges de matière et thermiques entre les deux phases gazeuse et liquide, dont on distingue trois grandes catégories, les plateaux, les garnissages structurés ou les garnissages en vrac. Le contact se fait le plus 5 souvent à contre-courant : le liquide est injecté en tête de colonne et s'écoule sur les structures des internes où il est mis au contact du gaz ascendant envoyé par la base de la colonne. Une des limitations des procédés d'absorption mettant en oeuvre une solution 10 aqueuse d'amine est que des composés issus de la phase liquide sont entrainés par le gaz purifié en sortie de colonne d'absorption. Ces composés entrainés sont des composés organiques, notamment des amines et des produits de dégradation des amines, ou des composés inorganiques présents dans la solution absorbante. Outre la perte possible en composés réactifs onéreux, cet entrainement résulte en une pollution 15 non désirée du gaz traité, problématique selon les différentes applications visées, par exemple à l'origine d'émissions néfastes lorsque des fumées décarbonatées sont rejetées dans l'atmosphère. L'entrainement peut se faire sous forme de vapeurs entrainées, et il peut s'agir 20 de composés volatils, comme l'ammoniac par exemple, formés suite à la dégradation chimique des composés chimiques présents dans le solvant, en général des amines. Il peut également s'agir d'autres composés organiques ou inorganiques de la solution qui, du fait de leur tension de vapeur, sont présents en phase gaz.

25 L'entrainement peut également se faire sous la forme de gouttelettes de liquide entrainées par le gaz. Celles-ci se forment soit du fait d'un entrainement mécanique lorsque le gaz, s'écoulant à contre-courant du liquide, vient arracher des fractions de liquide à l'interface gaz/liquide, soit du fait de la formation d'aérosols. Les aérosols se forment en particulier suite à la réaction exothermique formée par l'absorption des 30 composés acides réagissant avec les produits basiques présents en solution. La chaleur issue de la réaction peut localement être telle qu'il se produit la vaporisation d'une fraction de liquide qui est emportée par le gaz. Les vapeurs se condensent en se refroidissant, et cette condensation génère de toutes petites gouttes formant un aérosol. La formation d'aérosols peut être sensible à la présence d'impuretés dans le gaz, comme les oxydes de soufre SOx ou les oxydes d'azote NOx.

3024047 3 Les gouttes formées par entrainement mécanique sont généralement plus grosses que celles des aérosols formés par condensation et formant un brouillard. Typiquement, les gouttes formées par entrainement mécanique ont un diamètre compris 5 entre quelques dizaines de micromètres à plusieurs mm, alors que les gouttes d'un aérosol formant un brouillard (« mist » en anglais) ont un diamètre inférieur à cette gamme. Les gouttelettes liquides et le gaz sortant de la zone d'absorption forment un 10 écoulement ascendant chargé en particules liquides. Afin de faciliter la séparation des particules liquides entrainées dans un gaz, il est connu d'utiliser des dispositifs de type matelas coalesceur, appelé aussi dévésiculeur ou débrumiseur (demisters en anglais), bien connues de l'homme du métier et décrite par 15 exemple dans la demande de brevet JP2008238114. Cette technologie repose sur l'élimination des gouttes par augmentation de la taille des gouttes en facilitant leur coalescence. Cependant, cette technologie est moins efficace pour les très petites gouttes, et ne suffit généralement pas à limiter l'entrainement de composés issus de la solution absorbante.

20 Un autre moyen connu pour faciliter la séparation des particules liquides entrainées dans un gaz consiste à utiliser des séparateurs de type cyclonique dans lesquels, la géométrie du dispositif est telle qu'elle conduit à un très rapide mouvement de rotation de l'écoulement. Cette technologie repose sur un phénomène d'accélération de 25 l'écoulement générant des forces inertielles importantes qui permettent aux particules de ne pas suivre l'écoulement. Dans le cas des séparateurs de type cyclonique, l'inertie, via la force centrifuge, est telle que les particules sont projetées sur les parois latérales sur lesquelles elles s'agglomèrent et forment un film liquide. Au centre le gaz est alors dépourvu de particules. Cette technologie, par exemple décrite dans le brevet US 30 6,190,543, a l'inconvénient d'être encombrante et de générer beaucoup de perte de charge. Pour résoudre le problème de l'entrainement de composés indésirables dans le gaz traité, il est également connu de mettre en oeuvre une section de lavage à l'eau en 35 aval de la section de désacidification, en général dans la même colonne que la zone 3024047 4 d'absorption. On peut citer le document EP 502 596 qui propose un procédé de décarbonatation de fumées de combustion, dans lequel le gaz purifié est lavé par de l'eau pour retirer les composés réactifs de la solution absorbante, qui ont été entraînés par le gaz purifié. Lors de ce type de lavage, l'écoulement formé par le gaz traité et les gouttes 5 de liquide est mis en contact avec un film de liquide descendant dans lequel les gouttes vont pouvoir être intégrées via une coalescence goutte/film. Cependant, ce type de section de lavage ne permet généralement pas d'éliminer les très petites gouttes de liquide entraînées dans le gaz traité en sortie de la colonne 10 d'absorption. Ceci est d'autant plus vrai dans le cas des applications de traitement de gaz à basse pression, comme le captage de CO2 dans les fumées de combustion. En effet, pour des raisons de contraintes de perte de charge, les colonnes de captage de CO2 sont de préférence équipées de garnissages structurés ou en vrac, métalliques, céramiques ou plastiques, plutôt que de plateaux connus pour générer de fortes pertes de charge. Au 15 sein de ces garnissages, l'écoulement se fait globalement sous la forme d'une phase gaz continue ascendante au milieu de nappes, ou de filets de liquide ruisselant sur les structures des garnissages. Les vitesses ascendantes de la phase gaz sont typiquement de 1 à 2 m/s, voire au plus 3 m/s, et les fines particules de liquide générées, soit par formation d'aérosol soit par arrachage de liquide à l'interface gaz/liquide sont, pour les 20 plus petites d'entre elles, entraînées avec le gaz à cette même vitesse. Ces vitesses ne permettent pas de donner suffisamment d'inertie aux très fines gouttes qui peuvent donc suivent parfaitement l'écoulement de gaz et ne pas s'agglomérer au film liquide descendant.

25 Le document FR 2.958.180 propose également un lavage du gaz désacidifié avec une première étape de lavage à l'eau suivie d'une deuxième étape de lavage à l'eau acide. Dans la section de lavage le gaz ascendant est mis en contact à contre-courant avec de l'eau, par l'intermédiaire d'éléments de mise en contact entre gaz et liquide, par exemple des plateaux, un garnissage en vrac ou un garnissage structuré. En tête de cette 30 section de lavage, il peut être prévu un moyen de séparation mécanique entre gaz et liquide afin de limiter les pertes de liquide du gaz lavé lorsque des vitesses de gaz très fortes sont appliquées. Ce moyen de séparation peut être un plateau sec, une hauteur de garnissage non alimentée par du liquide, ou un matelas coalesceur. Ce dispositif est donc adapté à éliminer les gouttes d'une certaine taille formées par entrainement mécanique 35 lorsque le gaz, s'écoulant à contre-courant du liquide, vient arracher des fractions de 3024047 5 liquide à l'interface gaz/liquide, mais n'est pas destiné à éliminer les très fines gouttes de l'aérosol formé avec le gaz désacidifié. La présente invention vise de manière générale à améliorer le lavage à l'eau d'un 5 gaz désacidifié après une étape d'absorption par une solution absorbante, afin de limiter voire d'annuler les émissions de composés chimiques issus de la solution absorbante pouvant être entraînés avec le gaz désacidifié hors de la colonne d'absorption, tels que des amines et leurs produits de dégradation.

10 En particulier, la présente invention vise à fournir un lavage amélioré permettant de limiter l'entrainement de composés issus de la solution absorbante sous forme de gouttes liquides dans le gaz désacidifié, y compris les très petites gouttes formant un aérosol, tout en limitant la perte de charge liée à ce lavage.

15 Résumé de l'invention Ainsi, la présente invention propose, selon un premier aspect, une installation de désacidification d'un gaz comportant des composés acides, tels que le CO2 ou l'H2S, comprenant : - une colonne d'absorption comportant des moyens de mise en contact entre un 20 gaz et un liquide pour mettre en contact le gaz avec une solution absorbante comprenant des composés chimiques afin de produire un gaz désacidifié et une solution absorbante chargée en composés acides, et - une colonne de régénération qui libère les composés acides contenus dans la solution absorbante chargée en composés acides pour produire une solution absorbante 25 appauvrie en composés acides qui est recyclée dans la colonne d'absorption, - au moins une section de lavage du gaz désacidifié en aval des moyens de mise en contact de la colonne d'absorption pour appauvrir le gaz désacidifié en composés chimiques issus de la solution absorbante, comportant : - une zone de lavage humide comprenant au moins un plateau pour réaliser un 30 barbotage du gaz désacidifié dans un flux d'eau liquide contenu sur le plateau et distribué par des moyens de distribution disposés au sommet de ladite zone de lavage humide, - une zone sèche de séparation entre un liquide et un gaz en aval de ladite zone de lavage humide, comprenant au moins un plateau à calottes.

3024047 6 Selon un mode de réalisation, chaque calotte du plateau de la zone sèche de séparation comporte un diamètre externe et un diamètre interne, et dans laquelle le diamètre interne, le diamètre externe et la densité de calottes du plateau sont choisis de manière à ce que lors de la mise en oeuvre de l'installation, la vitesse du gaz dans une 5 section périphérique des calottes soit supérieure à 10 m/s, de préférence supérieure à 20 m/s. Selon un mode de réalisation, la zone de lavage humide de la section de lavage comporte en outre un garnissage en amont dudit au moins un plateau.

10 Selon un mode de réalisation, la zone sèche de la section de lavage comporte en outre un matelas coaslesceur positionné en amont du plateau à calottes. Selon un mode de réalisation, ledit au moins un plateau de la zone de lavage 15 humide est un plateau perforé. Selon un mode de réalisation, le plateau à calottes comporte des calottes ayant une jupe en forme de cône tronqué.

20 Selon un mode de réalisation, la section de lavage est située dans la même colonne que la colonne d'absorption. L'invention porte, selon un deuxième aspect, sur un procédé de désacidification d'un gaz comportant des composés acides, tels que le CO2 ou l'H2S, mettant en oeuvre 25 l'installation selon l'invention dans lequel on effectue les étapes suivantes : (a) on met en contact le gaz comportant des composés acides avec une solution absorbante comprenant des composés chimiques dans une colonne d'absorption de manière à obtenir un gaz désacidifié et une solution absorbante chargée en composés acides, 30 (b) on régénère au moins une fraction de la solution absorbante chargée en composés acides dans une colonne de régénération de manière à obtenir une solution absorbante appauvrie en composés acides et un effluent gazeux riche en composés acides, la solution absorbante appauvrie en composés acides étant recyclée à l'étape a) en tant que solution absorbante, 3024047 7 (c) on lave le gaz désacidifié dans une zone de lavage humide d'une section de lavage par barbotage dudit gaz désacidifié dans un flux d'eau liquide contenu sur au moins un plateau, (d) puis on envoie le gaz désacidifié lavé à l'étape c) dans une zone sèche de 5 séparation entre un liquide et un gaz de la section de lavage, située en aval de zone de lavage humide, et comportant au moins un plateau à calottes fonctionnant à sec, pour obtenir un gaz désacidifié pauvre en composés chimiques issus de la solution absorbante.

10 Avantageusement, la vitesse du gaz dans une section périphérique des calottes dudit au moins un plateau à calottes est supérieure à 10 m/s, de préférence supérieure à 20 m/s. De préférence, à l'étape c), le gaz désacidifié est d'abord mis en contact avec le 15 flux d'eau liquide au sein d'un garnissage avant de traverser ledit au moins un plateau. De préférence, à l'étape d), le gaz désacidifié est d'abord envoyé dans un matelas coalesceur avant de traverser ledit au moins un plateau à calottes.

20 Avantageusement, on contrôle la température dans la zone de lavage humide de manière à ce que le lavage s'effectue à une température similaire à la température du gaz comportant des composés acides entrant dans la colonne d'absorption. Avantageusement, à l'étape c), on contrôle la vitesse du gaz désacidifié et le 25 débit du flux d'eau de manière à créer un régime de bulles au sein dudit plateau. De préférence, la solution absorbante est une solution aqueuse, comportant au moins une amine, de préférence dans une concentration comprise entre 10 % et 80 (3/0 poids, et de préférence choisie dans le groupe constitué par la monoéthanolamine, la 30 diéthanolamine, la méthyldiéthanolamine, la diisopropylamine, la diglycolamine, la pipérazine, la N(2-hydroxyéthyl)piperazine, la N,N,N',N'-Tétraméthylhexane-1,6-diamine. Le gaz à traiter peut être choisi dans la liste constituée par une fumée de combustion, un gaz naturel, un gaz obtenu en queue d'un procédé Claus, un gaz de 35 synthèse, un gaz de conversion mis en oeuvre dans les centrales intégrées de 3024047 8 combustion de charbon, de bois, de brut lourd ou de gaz naturel, un gaz issu de la fermentation de biomasse, un effluent issu d'une cimenterie ou d'une usine de sidérurgie. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la 5 description qui suit d'exemples de réalisations particuliers de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, la description étant faite en référence aux figures annexées décrites ci-après. Brève description des figures 10 La figure 1 schématise une installation de désacidification d'un gaz selon l'invention. La figure 2 est un schéma d'un mode de réalisation de la section de lavage selon l'invention mise en oeuvre en tête de la colonne d'absorption.

15 La figure 3 représente un schéma de fonctionnement classique d'un plateau à calottes lors du lavage à l'eau dans la section de lavage humide selon l'invention. La figure 4 (A à D) illustre les caractéristiques géométriques du plateau à calottes 20 sec de la section de lavage selon l'invention. La figure 5 est un schéma de l'écoulement d'un gaz chargé en particules liquides se produisant dans la section basse d'une calotte du plateau à calottes de la section de lavage selon l'invention.

25 Les figures 6 et 7 représentent des résultats de simulation d'un écoulement de gaz chargé en particules passant au travers d'un plateau à calottes sec de la section de la lavage selon l'invention. Les résultats pour deux modes de réalisation différents des plateaux à calottes sec sont illustrés.

30 La figure 8 est un schéma d'un dispositif expérimental utilisé pour modéliser de manière analogique le fonctionnement de la section de lavage selon l'invention. Sur les figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou analogues.

3024047 9 Description de l'invention En référence à la figure 1, le gaz à désacidifier arrive par le conduit 1 à une pression qui peut être comprise entre 1 et 200 bar absolu, et à une température qui peut 5 être comprise entre 20 °C et 100°C. Le gaz peut être des fumées de combustion, un gaz naturel ou un gaz obtenu en queue du procédé Claus. Le gaz peut également être un gaz de synthèse, un gaz de conversion mis en oeuvre dans les centrales intégrées de combustion de charbon, de brut 10 lourd, de bois ou de gaz naturel, un gaz issu de la fermentation de biomasse, un effluent issu d'une cimenterie ou d'une usine de sidérurgie. Le gaz contient des composés acides tels que le CO2 ou l'H2S, généralement entre 0,1 et 40% volume. Toutefois des teneurs plus élevées peuvent être rencontrées, 15 notamment pour le CO2 et l'H2S, par exemple pour certains gaz naturels (70 % en volume pour le CO2 et jusqu'à 40 % en volume pour l'H2S). Dans le cas des fumées de combustion, la teneur en composés de type SOx et NOx peut atteindre une valeur de l'ordre de 200 mg/Nm3 volume pour chacun desdits composés. Le gaz peut contenir d'autres composés acides comme des mercaptans (méthylmercaptan, éthylmercaptan 20 etc.), du COS, du CS2, du SO2. Les fumées ont généralement une température comprise entre 20°C et 60°C, une pression comprise entre 1 et 5 bar. Concernant le gaz naturel, sa température peut être comprise entre 20°C et 100°C et sa pression peut être comprise entre 10 et 200 bar.

25 Le gaz arrivant par le conduit 1 peut être comprimé par l'organe A. Par exemple, dans le cas d'une fumée de combustion, l'élément A est une soufflante ou un compresseur assurant une augmentation de pression de l'ordre de 150 à 200 mbar.

30 Le gaz peut être envoyé par le conduit 2 dans une tour de refroidissement. Le gaz est ensuite introduit par le conduit 3 dans une colonne d'absorption B munie d'éléments de mise en contact entre gaz et liquide B1, par exemple des plateaux, des éléments de garnissage en vrac ou des éléments de garnissage structuré, constituant 3024047 10 une section d'absorption, aussi appelée désacidification dans la présente description. Dans la section d'absorption, le gaz est mis en contact avec la solution absorbante arrivant par le conduit 10. Le gaz circule à contre-courant de la solution liquide. La solution absorbante capte les composés acides, notamment le CO2 et l'H2S contenu 5 dans le gaz. On évacue par le conduit 4 en fond de la colonne B une solution absorbante chargée en composés acides. On obtient un gaz désacidifié, c'est-à-dire appauvri en composés acides en tête de la section B1, ce flux étant représenté par la flèche 14. La composition de la solution absorbante est choisie pour sa capacité à absorber 10 les composés acides. On peut mettre en oeuvre une solution aqueuse comportant, en général entre 10% et 80%, de préférence entre 20% et 60%, en poids d'au moins une amine, de préférence une alcanolamine. Par solution aqueuse on entend une solution contenant au moins 10% en poids 15 d'eau. De manière non exhaustive, on peut utiliser les amines suivantes, seules ou en mélange : la MEA (monoéthanolamine), DEA (diéthanolamine), MDEA (méthyldiéthanolamine), DIPA (diisopropylamine), DGA (diglycolamine), des diamines, de 20 la pipérazine, la N(2-hydroxyéthyl)piperazine, la N,N,N',N'-Tétraméthylhexane-1,6- diamine. La solution absorbante peut contenir par ailleurs un ou plusieurs composés supplémentaires de façon à favoriser la solubilité physique des composés acides à absorber. Ce composé supplémentaire peut être, par exemple et de façon non limitative 25 du méthanol, du sulfolane, des polyéthylèneglycols qui peuvent être éthérifiés, des pyrrolydones ou dérivés comme par exemple la N-méthylpyrrolidone, le méthanol, la Nformyl morpholine, l'acétyl morpholine, le carbonate de propylène. Ce composé supplémentaire peut représenter entre 0 à 100% en poids de l'amine.

30 La solution absorbante évacuée en fond de la section B1 est pompée, chauffée dans l'échangeur de chaleur E, puis introduite dans la colonne de régénération G par le conduit 5. En général, on envoie la totalité de la solution absorbante dans la colonne de régénération.

3024047 11 Alternativement, on peut séparer la solution absorbante obtenue en fond de la section B1 en deux fractions, et n'envoyer qu'une seule fraction dans la colonne de régénération G. Par exemple, on peut séparer la solution absorbante chargée en composés acides en une fraction riche en composés acides et une fraction pauvre en 5 composés acides. La fraction riche en composés acides est envoyée dans la colonne G, la fraction pauvre en composés acides est recyclée en étant introduite en tête de la section d'absorption. Ce mode de réalisation est détaillé par le document FR 2 877 858. La colonne de régénération G est équipée d'éléments de séparation gaz/liquide, 10 par exemple des plateaux, des garnissages en vrac ou structurés. Le fond de la colonne G est équipé d'un rebouilleur J qui apporte la chaleur nécessaire à la régénération en vaporisant une fraction de la solution absorbante réinjectée dans la colonne G par un conduit 6. Dans la colonne de régénération G, les composés acides sont libérés sous forme gazeuse et évacués en tête de colonne par le conduit 15.

15 La solution absorbante régénérée, c'est-à-dire appauvrie en composés acides, est évacuée en fond de la colonne G par le conduit 7, éventuellement pompée par une pompe, ici la pompe F, et introduite par le conduit 8 dans l'échangeur E pour être refroidie. La solution absorbante refroidie est évacuée par le conduit 9, éventuellement 20 détendue puis à nouveau refroidie dans l'échangeur I, pour être ensuite introduite dans le bac tampon H afin notamment d'envoyer une solution absorbante régénérée homogène dans la colonne B, de réaliser d'éventuels appoints d'eau ou d'amines et de faciliter la gestion des éventuelles phases discontinues dans le procédé. . La solution absorbante évacuée du bac H est pompée pour être par le conduit 10 dans la section B1.

25 Le flux gazeux évacué en tête de G par le conduit 15 est partiellement liquéfié par refroidissement dans l'échangeur N puis introduit dans le séparateur O. Les condensats sont recyclés par le conduit 17 et la pompe M en tête de la colonne G à titre de reflux.

30 Dans le cas de l'application du procédé à la décarbonatation des fumées, on obtient en tête de la colonne G un gaz riche en composés acides, comme le 002. Le gaz évacué en tête du ballon O par le conduit 16 peut être envoyé vers une autre installation pour être utilisé comme matière première et être ainsi valorisé ou bien être liquéfié, en 35 vue d'être injecté dans un réservoir souterrain. Le gaz peut être comprimé par un organe 3024047 12 P, puis déshydraté, pour obtenir un flux de CO2 liquide 18 à 110 bar environ et d'une très grande pureté, par exemple supérieure à 99% volume de 002. Le gaz purifié 14 entraîne une quantité de composés chimiques issus de la 5 solution absorbante, par vaporisation ou par entrainement mécanique, par exemple des amines, leurs produits de dégradation, ou d'autres composés organiques ou inorganiques. Ces composés chimiques sont différents des composés acides, tel que le CO2 ou l'H2S, du gaz à traiter. En tête de la zone B1, la solution absorbante liquide à forte concentration en amine, par exemple 30% poids dans le cas d'une MEA, se trouve à 10 contre-courant d'un gaz circulant ascendant. Il résulte de ce contact un fort entraînement de composés de la solution absorbante, notamment d'amine, par le gaz. Deux principes gouvernent le phénomène d'entraînement d'amines par le gaz. D'une part, une fraction de composés est entraînée sous forme vapeur dans le gaz purifié du fait de la tension de vapeur de ces composés et du fait de l'échauffement de l'interface liquide où a lieu une 15 réaction chimique exothermique favorisant la vaporisation. D'autre part, les pertes en composés de la solution, notamment en amine, sont dues à l'entraînement mécanique de gouttelettes de liquide dans le gaz. Ces deux phénomènes déterminent la quantité de composés indésirables, du fait de leur toxicité ou des pertes en composés réactifs engendrées, entraînés par le gaz vers la section de lavage L.

20 Selon l'invention, on met en oeuvre une section de lavage spécifique L pour éviter des rejets de ces composés indésirables, y compris la ou les amines et ses produits de dégradation, notamment en permettant un abattage efficace des gouttes de liquide entrainées, y compris des plus fines gouttes.

25 On effectue un lavage à l'eau du gaz désacidifié 14 pour récupérer les composés chimiques issus de la solution absorbante et présents dans le gaz désacidifié. Pour ce faire, le gaz 14 est introduit dans une première zone de la section de lavage L, comportant des éléments de mise en contact entre gaz et liquide de type plateaux, pour 30 être mis en contact, en courant croisé, avec l'eau arrivant par le conduit 12. On effectue ainsi un barbotage du gaz désacidifié 14 dans l'eau au niveau du ou des plateaux humides. Cette étape permet d'éliminer les gouttes de liquide entrainées avec le gaz et notamment les gouttes les plus fines (inférieures au micromètre de diamètre). L'utilisation de plateaux, contrairement aux garnissages en vrac ou garnissages structurés, permet 35 d'assurer un passage de gaz au travers d'un liquide (barbotage). Cette traversée assure 3024047 13 la récupération des plus petites gouttes au sein de la phase liquide. Le gaz lavé est ensuite introduit dans une seconde zone de la section de lavage L, qui comporte un plateau fonctionnant à sec, c'est-à-dire sans recevoir de liquide de lavage, afin de compléter le lavage, en éliminant les goutes restantes, y compris les gouttes liquides qui 5 peuvent se créer lors du passage du gaz dans la première zone de la section de lavage. Ces dernières ont en revanche un diamètre plus important et le plateau fonctionnant à sec permet de les éliminer aisément. L'eau chargée en amine est récupérée en fond de la section de lavage L, par 10 exemple au moyen d'un plateau séparateur P. Ladite eau est ensuite évacuée par le conduit 11 et pompée par la pompe C, puis refroidit dans l'échangeur K, par exemple en utilisant de l'eau du procédé, pour être ensuite réintroduite par le conduit 12 au sommet de la première zone de lavage de la section L.

15 La figure 2 illustre plus en détails la colonne d'absorption de l'installation selon l'invention, et la section de lavage spécifique mise en oeuvre. La section de lavage L comprend, dans le sens de l'écoulement ascendant du gaz 14: 20 - au moins un plateau situé en aval de la section d'absorption B1, fonctionnant de manière classique par mise en contact d'un liquide de lavage, typiquement de l'eau ou une solution acidifiée, à courant croisé du gaz désacidifié ascendant, qu'on désignera en tant que « plateau humide » ci-après, et qui définit une zone de lavage qu'on désignera comme « humide » également ; 25 - au moins un plateau sec, c'est-à-dire fonctionnant sans écoulement de liquide, de type plateau à calottes, placé en aval du plateau humide. Le plateau à calottes définit une zone de la section de lavage qu'on désignera comme « sèche » dans la présente description, par opposition à la zone de lavage humide dans laquelle un liquide de lavage est utilisé pour lavé le gaz désacidifié.

30 Zone de lavage humide Le plateau humide permet au gaz de passer d'une phase gaz continue au sein des moyens de mise en contact de la zone de désacidification B1, par exemple du garnissage, à une phase gaz discontinue sous forme de bulles dispersées au sein de 35 l'écoulement gaz-liquide sur le plateau. Ce changement de régime provoque 3024047 14 naturellement une coalescence des petites gouttes initialement emportées par le gaz, avec le liquide au moment de la formation des bulles. Le régime de bulles est le fonctionnement normal d'un plateau. En particulier, on 5 contrôle le débit du gaz et celui de l'eau de lavage de telle sorte que le plateau fonctionne selon un régime de bulles. De préférence, on contrôle la température dans la zone de lavage humide de manière à ce que le lavage s'effectue à une température similaire à la température du gaz 10 comportant des composés acides entrant dans la colonne d'absorption. La température du liquide contenu sur le plateau humide peut être contrôlée, par exemple en traversant l'échangeur de chaleur K, afin de refroidir suffisamment le gaz et ainsi condenser une partie de l'eau contenue dans celui-ci pour permettre d'assurer un bilan eau neutre sur le procédé. Une température proche de celle du gaz d'entrée, c'est-à-dire comprise par 15 exemple entre 30°C et 60°C pour le cas de fumées de combustion, est de préférence appliquée. Un tel contrôle de la température permet également la condensation des éléments volatils non désirés entrainées sous forme de vapeur dans le gaz désacidifié. La solubilité de certains composés chimiques peut également être favorisée par un tel contrôle de la température.

20 Le fonctionnement du plateau humide peut générer des gouttes associées à l'éclatement des bulles à l'interface gaz-liquide supérieure sur le plateau. Avantageusement, on placera en aval du plateau humide un matelas coalesceur, MC, efficace pour les grosses et moyennes gouttes, au-dessus duquel est positionné le 25 plateau sec de type plateau à calottes. L'utilisation d'un matelas coalesceur MC évite d'envoyer trop de liquide sur le plateau sec supérieur, ce qui favorise l'efficacité de ce dernier. Selon un mode de réalisation, un moyen supplémentaire de mise en contact de 30 l'eau de lavage et du gaz désacidifié de type garnissage est placé en amont du plateau humide. Un tel garnissage permet d'améliorer encore la séparation entre le gaz et les particules de liquide par une coalescence entre les gouttes et le film liquide descendant le long des structures du garnissage et permet de pousser la qualité de lavage sans plus augmenter la perte de charge dans la colonne.

35 3024047 15 Différents type de plateaux peuvent être utilisés en tant que plateau humide dans cette zone de la section de lavage, tels que des plateaux perforés (« sieve trays » en anglais), des plateaux à clapets (« valve trays » en anglais), ou encore des plateaux à calottes (« bubble-cap tray » en anglais).

5 Selon un mode de réalisation préféré, la zone de lavage humide comporte au moins un plateau perforé, permettant de bonnes performances en termes de perte de charge et de contact gaz/liquide, et de moindre coût.

10 La figure 3 illustre le fonctionnement d'un plateau humide dans la première zone de la section de lavage selon l'invention, en particulier celui d'un plateau à calottes. La figure 3 est une coupe schématique du plateau au sein de la zone de lavage humide LH dans une colonne.

15 Les plateaux à calottes sont bien connus de l'état de l'art. De tels plateaux sont par exemple décrits dans le brevet US 3,048,957. Ceux-ci ont été largement été utilisés jusqu'aux années 60, puis, comme il est spécifié dans le Chapitre 6 de l'ouvrage « Distillation Design » de H.Z. Kister (McGraw-Hill, 1992), ils ont été remplacés par des technologies de plateaux plus performantes en termes d'efficacité au transfert de masse 20 et de chaleur gaz/liquide, de perte de charge et d'entrainement, et moins couteuses, comme par exemples les plateaux à clapets ou les plateaux perforés. Le fonctionnement illustré à la figure 3 est un fonctionnement classique de plateau à calottes 30, selon lequel un liquide de lavage Lq s'écoule le long d'un déversoir 25 34, alimenté depuis un plateau supérieur ou directement par des moyens de distribution de l'eau de lavage, puis circule d'une extrémité à l'autre du plateau pour se déverser dans le déversoir 35 vers un plateau inférieur, qui peut être un plateau du même type ou un plateau de récupération P de l'eau de lavage. Il s'agit d'un plateau fonctionnant à courants croisés. Le gaz désacidifié ascendant traverse le plateau par des orifices formant des 30 cheminées 33, et est dirigé par la calotte 31 vers la surface horizontale du plateau 30. Les calottes 31 sont typiquement des pièces de révolution à axe vertical en forme de cloche. La jupe 32 des calottes comporte généralement à sa périphérie un ensemble de dents et de fentes favorisant une bonne distribution du gaz et augmentant ainsi la surface de contact entre le gaz et le liquide. Les calottes 31 constituent des éléments de barbotage.

35 Le gaz est mis en contact avec le liquide, dont le niveau est généralement maintenu à un 3024047 16 niveau intermédiaire entre le sommet de la cheminée et le sommet des fentes, permettant des échanges de matières et de chaleur. Lors de la génération de bulles, les petites gouttes emportées dans le gaz 5 désacidifié provenant de la section de désacidification coalescent avec le liquide Lq. Zone sèche de séparation gaz/liquide le plateau à calottes Selon l'invention, un plateau à calottes est utilisé en aval de la section de lavage avec un flux d'eau liquide, et à la particularité d'être utilisé sec, c'est-à-dire sans 10 alimentation de liquide. Selon l'invention, l'écoulement de gaz est réalisé de telle sorte qu'il se produit localement une forte accélération de l'écoulement, provoquant un impact des particules liquides sur la paroi du plateau supportant les calottes.

15 Un tel impact est illustré à la figure 5, qui schématise la trajectoire de trois particules différentes au sein d'un écoulement de gaz. Lorsqu'il y a modification rapide de la direction de l'écoulement, trois scenarii sont possibles quant à la trajectoire de particules liquides, comme représentés à la figure 20 5 par les lettres (a), (b), et (c). Ils ont comme situation initiale commune, à un temps initial ta, une particule située dans le sens d'un écoulement descendant à proximité d'une zone d'impact. Soit la particule n'a que très peu d'inertie (infiniment légère) et elle peut suivre l'écoulement (cas a), soit elle est très lourde et son inertie est telle que son mouvement n'est pas ou peu perturbé par l'écoulement (cas c), soit enfin il s'agit d'une particule de 25 taille intermédiaire et nous sommes dans le cas (b). Cette classification dépend essentiellement, pour un écoulement donné, de l'inertie de la particule, à savoir le produit de sa densité par sa vitesse au carré. On peut également exprimer cette faculté à suivre un écoulement via un ratio de temps caractéristiques, entre celui nécessaire à une particule immergée dans un écoulement fluide pour atteindre, via la force de traînée, sa 30 vitesse limite, et un temps caractéristique de l'écoulement. Selon l'invention, on met en oeuvre le plateau à calottes de manière à ce que les particules de liquide suivent la trajectoire de la particule du scénario (c) et impactent le plateau, notamment par une réduction du temps caractéristique de l'écoulement, c'est-à35 dire une accélération de l'écoulement, générant des forces inertielles importantes.

3024047 17 La figure 4 illustre schématiquement un plateau à calottes sec 40 selon l'invention. Une vue du dessus est représentée figure 4(A). Les calottes 41 peuvent être disposées sur le plateau suivant différents modes de réseaux classiques, de préférence 5 selon une répartition homogène : (i) un réseau triangulaire dans lequel les calottes 41 sont disposées aux sommets de triangles, par exemple équilatéraux, et séparées d'un pas d, tel que représenté figure 4 (A) et (B). Le liquide circule alors perpendiculairement à l'un des côtés du triangle ; (ii) un réseau carré ou rectangulaire ; 10 (iii) un réseau en losanges. Les calottes ont de préférence une forme axisymétrique. Elles peuvent être cylindriques, tel que représenté à la figure 4 (C). Le diamètre externe des calottes D2 est compris préférablement entre 30 mm et 150 mm, plus préférablement entre 50 mm et 120 mm, et encore plus préférentiellement 15 entre 80 et 100 mm. Il s'agit du plus grand diamètre de la calotte, au sommet de la calotte ou au niveau de sa jupe. La hauteur des calottes est de préférence comprise entre 30 mm et 150 mm, plus préférentiellement comprise entre 30 et 100 mm.

20 On définit le diamètre interne des calottes D1 comme étant le diamètre de la cheminée. Le diamètre interne des calottes et de préférence comprise entre 30 mm et 140 mm.

25 De préférence, l'espace entre la calotte et la cheminée, c'est-à-dire la différence entre les diamètres D1 et D2, est compris entre 10 mm et 50 mm. Avantageusement, la géométrie des calottes, en particulier les diamètres interne D1 et externe D2 des calottes, ainsi que leur nombre par m2 sont choisis de manière à ce 30 que la vitesse du gaz dans la section périphérique des calottes soit supérieure à 10 m/s, et de préférence supérieure à 20 m/s, afin d'assurer une séparation efficace des gouttes de liquide et du gaz par impact, y compris pour les plus fines gouttes de l'aérosol. Par section périphérique, on entend l'espace compris entre la cheminée et la 35 calotte.

3024047 18 De préférence, les calottes ont une forme de cône tronqué, tel que représenté à la figure 4 (D). La jupe est inclinée par rapport à l'axe de révolution vertical. On définit ainsi deux diamètres externes pour la calotte : le diamètre externe D3 au sommet de la 5 calotte, et le diamètre externe à la base cône D4, qui est le diamètre le plus grand. Le diamètre interne D1 n'est pas représenté. De préférence, l'espace entre la calotte et la cheminée, c'est-à-dire la différence entre les diamètres D1 et D4, est comprise entre 10 mm et 50 mm. Ce mode de réalisation permet de minimiser la perte de charge tout en assurant une bonne séparation entre les gouttes de liquide et le gaz.

10 La section de lavage selon l'invention, en combinant l'effet de coalescence des gouttes et de séparation inertielle, permet une séparation très efficace entre le gaz et le liquide sous forme de particules, y compris pour de très fines particules.

15 Ainsi, la présente invention permet de limiter le nombre de gouttes de liquide entrainées dans le gaz désacidifié, et donc la quantité de composés indésirables issus de la solution absorbante entrainés par ce biais, pour un éventail large de taille de gouttes, présentant un diamètre pouvant être inférieur au micron, jusqu'à un diamètre de plus de 100 microns. Les plus fines particules liquides formant un aérosol, y compris les particules 20 ayant un diamètre inférieur au micron, peuvent ainsi être éliminées. On entend par un aérosol, dans la présente description, une dispersion de très fines particules liquides dans un gaz, dont le diamètre est classiquement inférieur à quelques dizaines de microns, et peut être inférieur au micron pour les plus petites 25 particules. Cette séparation efficace gaz/liquide des gouttes de liquide entraînées dans le gaz désacidifié est réalisée tout en minimisant la perte de charge lors du lavage. Par exemple, la perte de charge par plateau est inférieure à environ 15 mbar, et peut être 30 réduite de manière importante selon la géométrie choisie pour le ou les plateaux secs, par exemple réduite de moitié pour un plateau à calottes avec un cône tronqué tel que décrit à l'exemple 2 plus bas. L'installation selon l'invention peut comprendre plusieurs sections de lavage 35 telles que décrites en aval de la section d'absorption B1.

3024047 19 L'eau de lavage peut être une eau acide, et comprendre par exemple un acide ayant un pKa inférieur à 6, notamment dans le cas où deux sections de lavage sont prévues pour permettre d'améliorer l'extraction des composés basiques dans le gaz traité, 5 comme décrit dans le document FR 2.958.180. Le composé acide de l'eau de lavage peut être un acide inorganique choisi parmi le HNO3, le HNO2, le H2SO4, le H2P03 et le H3PO4. Ce peut également être un acide organique choisi parmi l'acide citrique, l'acide oxalique, l'acide malonique, l'acide succinique, l'acide malique, l'acide tartrique ou l'acide orthophtalique.

10 Comme représenté à la figure 1, la section de lavage L est de préférence disposée dans la même colonne que la section d'absorption B1. Alternativement, la section d'absorption B1 peut être opérée dans une première colonne, et la section de lavage L peut être opérée dans une deuxième colonne distincte de la première colonne.

15 Dans ce cas, la tête de la première colonne est équipée d'un conduit connecté au fond de la deuxième colonne pour transférer le gaz désacidifié de la première colonne à la deuxième colonne. Exemples 20 Les exemples 1 et 2 ci-dessous présentent les résultats de simulation CFD (Computational fluid dynamics) d'un écoulement de gaz et de particules pour deux géométries de plateaux à calottes différents fonctionnant à sec, tels qu'utilisés dans la zone de séparation liquide/gaz de la section de lavage selon l'invention. Ces exemples illustrent les performances des plateaux secs à calottes selon l'invention pour l'abattage 25 de gouttes de liquide. Les simulations ont été réalisées avec le logiciel commercial Ansys-Fluent v.14.5. L'exemple 3 présente les résultats obtenus sur un mini-pilote de captage de CO2 30 et basé sur un système permettant de représenter d'un point de vue expérimental la section de lavage selon l'invention. Exemple 1 3024047 20 Dans cet exemple 1, le plateau sec est équipé de calottes cylindriques réparties selon un pas triangulaire de 200 mm, soit un nombre de 29 calottes par m2, de hauteur 100 mm, de diamètres intérieur et extérieur respectivement de 80 mm et 90 mm. La vitesse de gaz en fût vide de 2 m/s, ce qui correspond à une vitesse classique de gaz 5 rencontrée dans une colonne d'absorption, de l'ordre de 1 à 2 m/s. La simulation se fait en deux temps. Dans un premier temps, le champ de vitesses de l'écoulement turbulent de gaz est calculé en considérant un modèle de turbulence classique de type k-epsilon. Dans un second temps, des inclusions sphériques de liquide sont injectées de manière homogène à l'entrée du domaine. Plusieurs tailles de particules (ou gouttes) sont 10 considérées de manière à varier l'inertie de celles-ci. La figure 6 est une représentation d'une calotte d'un plateau sec selon cet exemple 1, sur laquelle figure, dans un plan médian à la calotte, les vecteurs de vitesse d'un gaz ascendant traversant le plateau.

15 Exemple 2 Dans cet exemple 2, les conditions sont identiques à celles de l'exemple 1. Seule la géométrie de calottes est différente : les calottes sont une forme de cône tronqué. La base du cône, correspondant au bas de la jupe, a un diamètre de 110 mm. Toutes les 20 autres dimensions caractéristiques sont les mêmes que dans l'exemple 1. Les résultats des simulations relatifs à ces deux exemples sont résumés dans le tableau 1 ci-dessous. Diamètre des gouttes Efficacité de captage de Perte de charge (10-6 m) gouttes (%) (mbar) Cas 1 Cas 2 Cas 1 Cas 2 1 50 35 11 6 5 99 80 10 100 100 100 100 100 25 Tableau 1 Les résultats de simulation montrent que l'on obtient une faible perte de charge de 11 mbar et une efficacité de captage de gouttes de 99% à partir d'un diamètre de 3024047 21 particules de 5 lm. L'efficacité de captage des gouttes est définie comme le rapport entre le nombre de gouttes « arrêtées » par la calotte et celles injectées. La configuration du plateau selon l'exemple 2 permet une efficacité de séparation 5 proche de celle de l'exemple 1, mais avec près de moitié moins de perte de charge. Dans ce deuxième exemple, pour un même débit de gaz, on calcule une perte de charge de 6 mbar, au lieu de 11 mbar pour l'exemple 1. Ces résultats montrent que la mise en oeuvre d'un plateau sec selon l'invention 10 permet une séparation efficace des gouttes de liquide d'un gaz à des vitesse classiquement rencontrées dans une colonne d'absorption, notamment le captage des gouttes de très petite taille, dont le diamètre peut être proche du tout en assurant un minimum de perte de charge.

15 Exemple 3 Dans cet exemple 3, des tests d'abattement de gouttes en sortie d'absorbeur ont été réalisés sur un mini-pilote de captage de 002. Ce mini-pilote possède une colonne d'absorption de 50 mm de diamètre permettant, grâce à un garnissage structuré Sulzer DX de 1 m de hauteur, de mettre en contact à contre-courant une solution d'amine 20 régénérée et des fumées synthétiques contenant du 002. Les débits de gaz et de liquide circulant classiquement dans l'absorbeur sont respectivement compris entre 500 et 1000 NL/h et entre 1.5 et 2.5 L/h. Le mini-pilote possède également un régénérateur d'un diamètre de 50 mm équipé de garnissage structuré Sulzer DX. Il permet de régénérer le solvant, et de libérer du CO2 grâce à une épingle chauffante placée en fond de colonne.

25 Le dispositif expérimental utilisé pour abattre les gouttes en sortie d'absorbeur est schématisé à la figure 8. Ce dispositif permet de représenter de manière simplifiée la présente invention. Il est principalement constitué de deux bidons F1 et F2 de 500 ml chacun, positionnés en 30 série et connectés en sortie de l'absorbeur 83 où se produit le captage de CO2 du gaz à traiter par une solution absorbante 80 au moyen du garnissage 81. Une partie du flux gazeux 82 issu de l'absorbeur (environ 100-200 NL/h) est dirigée vers le bidon F1. Ce dernier possède un tube plongeant T1 de 4 mm de diamètre qui permet de faire barboter le gaz dans de l'eau permutée 86. Il représente ainsi un plateau humide comme décrit 35 dans la présente invention. Après barbotage, le gaz est envoyé via un tube T2 de 4 mm 3024047 22 de diamètre dans le bidon F2 dépourvu de liquide, représentant le plateau sec comme décrit dans la présente invention. Des analyses FTIR du gaz peuvent être effectuées en sortie d'absorbeur (analyses 84) et en sortie du bidon F2 (analyses 85).

5 Cette représentation analogique du lavage selon l'invention a été adoptée car la taille du mini-pilote, en particulier l'absorbeur de 50 mm de diamètre, est incompatible avec une taille de plateau. Les principales conditions opératoires du test d'abattement de gouttes en sortie 10 d'absorbeur sont données dans le tableau 2 ci-dessous. Le gaz en entrée d'absorbeur est un mélange synthétique permettant de représenter, à l'exception des SOx et NOx, des fumées réelles issues d'une centrale électrique au charbon. Le test d'abattement de gouttes a été réalisé après environ 700 h de fonctionnement sur le mini-pilote. Au moment du test, le solvant circulant était donc partiellement dégradé.

15 Débit solvant en entrée d'absorbeur (L/h) 2.4 Débit gaz en entrée d'absorbeur (NL/h) 540 Température amine en entrée d'absorbeur (°C) 40 Température gaz en entrée d'absorbeur (°C) 40 Pression gaz en entrée d'absorbeur (bara) 1.01 Composition du gaz sec en entrée d'absorbeur (%vol) CO2 14.2 02 5.1 N2 80.7 Tableau 2 Les principaux résultats du test sont présentés dans le tableau 3 ci-après. L'analyse FTIR du gaz en sortie d'absorbeur montre que des quantités d'amines non négligeables sont entrainées si aucun système d'abattement efficace n'est mis en place, 20 et ce pour des vitesses de gaz dans l'absorbeur plus faibles que celles observées dans un cas industriel. Les amines présentées dans le tableau 3 sont des amines issues de la dégradation du solvant.

3024047 23 Mesure FTIR en sortie Mesure FTIR en sortie d'absorbeur de F2 Methylamine (ppm) 30 < 1.5 NH3 (ppm) 20 < 1.5 Methylaminoethanol (ppm) 20 < 1.5 Tableau 3 Grâce au dispositif expérimental représenté à la figure 8, on constate que la plupart des amines observées en tête d'absorbeur ne sont plus présentes, ou dans des quantités infimes à la limite de la détection, en sortie du bidon T2. Cela signifie que la 5 plupart de ces amines étaient bien présentes sous forme de gouttes en sortie d'absorbeur, et non en phase vapeur, et que le système de lavage selon l'invention a permis d'abattre complètement ces gouttes.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Installation de désacidification d'un gaz comportant des composés acides, tels que le CO2 ou l'H2S, comprenant : - une colonne d'absorption (B) comportant des moyens de mise en contact (B1) entre un gaz et un liquide pour mettre en contact le gaz avec une solution absorbante comprenant des composés chimiques afin de produire un gaz désacidifié et une solution absorbante chargée en composés acides, et - une colonne de régénération (G) qui libère les composés acides contenus dans la solution absorbante chargée en composés acides pour produire une solution absorbante appauvrie en composés acides qui est recyclée dans la colonne d'absorption (B), - au moins une section de lavage (L) du gaz désacidifié en aval des moyens de mise en contact (B1) de la colonne d'absorption pour appauvrir le gaz désacidifié en composés chimiques issus de la solution absorbante, comportant : - une zone de lavage humide (LH) comprenant au moins un plateau pour réaliser un barbotage du gaz désacidifié dans un flux d'eau liquide contenu sur le plateau et distribué par des moyens de distribution disposés au sommet de ladite zone de lavage humide, - une zone sèche de séparation entre un liquide et un gaz (LS) en aval de ladite zone de lavage humide, comprenant au moins un plateau à calottes.
2. 2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle chaque calotte du plateau de la zone sèche de séparation (LS) comporte un diamètre externe et un diamètre interne, et dans laquelle le diamètre interne, le diamètre externe et la densité de calottes du plateau sont choisis de manière à ce que lors de la mise en oeuvre de l'installation, la vitesse du gaz dans une section périphérique des calottes soit supérieure à 10 m/s, de préférence supérieure à 20 m/s.
3. 3. Installation selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la zone de lavage humide de la section de lavage comporte en outre un garnissage en amont dudit au moins un plateau. 3024047 25
4. 4. Installation selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la zone sèche de la section de lavage comporte en outre un matelas coaslesceur positionné en amont du plateau à calottes. 5
5. 5. Installation selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ledit au moins un plateau de la zone de lavage humide est un plateau perforé.
6. 6. Installation selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le plateau à calottes comporte des calottes ayant une jupe en forme de cône tronqué. 10
7. 7. Installation selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la section de lavage est située dans la même colonne que la colonne d'absorption.
8. 8. Procédé de désacidification d'un gaz comportant des composés acides, tels que le 15 CO2 ou l'H2S, mettant en oeuvre l'installation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on effectue les étapes suivantes : a) on met en contact le gaz comportant des composés acides avec une solution absorbante comprenant des composés chimiques dans une colonne d'absorption 20 (B) de manière à obtenir un gaz désacidifié et une solution absorbante chargée en composés acides, b) on régénère au moins une fraction de la solution absorbante chargée en composés acides dans une colonne de régénération (G) de manière à obtenir une solution absorbante appauvrie en composés acides et un effluent gazeux riche en composés 25 acides, la solution absorbante appauvrie en composés acides étant recyclée à l'étape a) en tant que solution absorbante, c) on lave le gaz désacidifié dans une zone de lavage humide (LH) d'une section de lavage (L) par barbotage dudit gaz désacidifié dans un flux d'eau liquide contenu sur au moins un plateau, 30 d) puis on envoie le gaz désacidifié lavé à l'étape c) dans une zone sèche de séparation entre un liquide et un gaz (LS) de la section de lavage (L), située en aval de zone de lavage humide (LH), et comportant au moins un plateau à calottes fonctionnant à sec, pour obtenir un gaz désacidifié pauvre en composés chimiques issus de la solution absorbante. 35 3024047 26
9. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la vitesse du gaz dans une section périphérique des calottes dudit au moins un plateau à calottes est supérieure à 10 m/s, de préférence supérieure à 20 m/s. 5
10. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 à 9, dans lequel, à l'étape c), le gaz désacidifié est d'abord mis en contact avec le flux d'eau liquide au sein d'un garnissage avant de traverser ledit au moins un plateau.
11. 11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel, à l'étape d), le gaz 10 désacidifié est d'abord envoyé dans un matelas coalesceur avant de traverser ledit au moins un plateau à calottes.
12. 12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, dans lequel et on contrôle la température dans la zone de lavage humide (LH) de manière à ce que le lavage 15 s'effectue à une température similaire à la température du gaz comportant des composés acides entrant dans la colonne d'absorption.
13. 13. Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, dans lequel, à l'étape c), on contrôle la vitesse du gaz désacidifié et le débit du flux d'eau de manière à créer un 20 régime de bulles au sein dudit plateau.
14. 14. Procédé selon l'une des revendications 8 à 13, dans lequel la solution absorbante est une solution aqueuse, comportant au moins une amine, de préférence dans une concentration comprise entre 10 % et 80 % poids, et de préférence choisie dans le groupe 25 constitué par la monoéthanolamine, la diéthanolamine, la méthyldiéthanolamine, la diisopropylamine, la diglycolamine, la pipérazine, la N(2-hydroxyéthyl)piperazine, la N,N,N',N'-Tétraméthylhexane-1 ,6-diamine.
15. 15. Procédé selon l'une des revendications 8 à 14, dans lequel le gaz à traiter est 30 choisi dans la liste constituée par une fumée de combustion, un gaz naturel, un gaz obtenu en queue d'un procédé Claus, un gaz de synthèse, un gaz de conversion mis en oeuvre dans les centrales intégrées de combustion de charbon, de bois, de brut lourd ou de gaz naturel, un gaz issu de la fermentation de biomasse, un effluent issu d'une cimenterie ou d'une usine de sidérurgie. 35