WO2009010690A2 - Procede de purification d'un gaz contenant du co2 - Google Patents

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Guillaume De Smedt
Bao Ha
Vladimir Hasanov
Simon Jallais
Christian Monereau
Serge Moreau
Elise Renou
Ivan Sanchez-Molinero
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Definitions

  • separators both gas / liquid separators of various types
  • step b) the purification step is carried out between step b) and step c);
  • the second waste gas is treated by washing and / or refrigeration followed by a gas-liquid separation; at least a portion of the stream of CO2-enriched gas resulting from the purification step makes it possible to regenerate at least part of the adsorbent materials of the purification unit;
  • the pretreatment step comprises at least one of the following treatments: catalysis, filtration, washing and desulfurization, with the washing being able to be coupled with a cooling of the feed gas.
  • FIG. 1 represents a device making it possible to carry out a method according to the present invention characterized by the location of the purification step at the end of the compression cycle, that is to say between steps b) and c).
  • the first step a) of the present invention aims at treating the fumes using known methods forming part of the state of the art. Washing is commonly found, which uses different liquids (or solvents) such as water, alcohols
  • a washing in particular a washing with water, may be coupled with the partial cooling of the feed gas stream, thus ensuring the triple function of condensation of the heavier compounds, adsorption of the most soluble compounds and retention of solid particles, in particular containing metal compounds.
  • the gas resulting from step a) may in general contain: a large majority of CO2 (generally greater than 80%); nitrogen oxides, called NOx, such as NO, NO2, N2O4 ...; - sulfur oxides, called SOx, such as SO2, SO3, H2SO4 ...; water at saturation (at the conditions of temperature and pressure of the flow).
  • NOx nitrogen oxides
  • SOx sulfur oxides
  • the treatment processes in the first stage almost all require the contact of the gas with an aqueous solution; oxygen up to a few percent (derived from the excess compared to the stoichiometry necessary to ensure a good combustion efficiency); CO (unburnt combustion); incondensables vis-à-vis CO2: nitrogen, argon, oxygen and rare gases, mainly from the air inlets on the oxy-combustion boiler and the purity of oxygen; - heavy metals such as mercury, arsenic, iron, nickel, tin, lead, cadmium, vanadium, molybdenum, selenium and compounds derived from these metals; volatile organic compounds (VOCs), and unburned hydrocarbons.
  • VOCs volatile organic compounds
  • the fourth step d) then aims to recover a stream of purified gas, enriched in CO 2 .
  • the generally used temperature level below 0 ° C. requires a reduction in the water content, and possibly some other compounds not sufficiently retained during the pre-treatment stage or during successive compressions and condensations. Indeed, the presence of water or these other compounds likely to be deposited in equipment such as heavy hydrocarbons, sulfur compounds or nitrogen compounds ... would prohibit reaching in the penultimate step c) the temperature levels sufficiently cold, preferably between -20 ° C and -60 ° C, to effectively produce a flow of CO 2 content in accordance with current standards. Producing efficiently means a global cost encompassing investment and energy related to this industrially acceptable production, aligned with the expectations of international organizations.
  • the purification step (or so-called polishing) is required between the first step a) which pretreat the flow of feed gas for their subsequent processing and the third step c) which allows to to separate the incondensable compounds from the CO2 contained in the gas flow.
  • This purification step may be placed throughout the second step b) which aims to gradually compress the gases from around atmospheric pressure to the pressure required mainly to separate the inert from the majority CO2.
  • the choice of the location of the purification step will be a function of a number of criteria such as the investment, the type of materials in the second step b), the nature and the concentration of the impurities.
  • the first possibility is to place the purification step at the beginning of step b), that is to say to carry out the purification at low pressure.
  • this position has two disadvantages, namely:
  • the position of the purification stage upstream of the compressor train constituting the second step b) makes it possible to envisage removing the impurities that are detrimental to the rest of the process: that is to say water, organic compounds volatile, metal-based compounds ... also, it may result in a certain advantage as to the nature of the materials to be used in the following, particularly in the steps of compressions.
  • the compression step (s) upstream of the purification step make it possible to condense water, thereby decreasing the quantity of water to be stopped at the level of the purification step and therefore the volume adsorbent of said purification.
  • the increase in pressure makes it possible to reduce the volume real gas to be treated and allows to optimize flow section and / or pressure losses compared to a low pressure purification.
  • the compression step b) makes it possible to bring the flow of feed gas to a pressure such that at least one of the condensable gases can be removed.
  • This pressure is between 10 and 50 bar depending on the amount of incondensable and the impurity specification of the CO2 produced.
  • the pressure upstream of the compression step is close to atmospheric pressure.
  • the compression step b) comprises successive compression phases and where the purification step is placed between two successive compression stages
  • said purification will be carried out between 2 and 25 bar abs, preferably between 3 and 9 bar abs still preferably between 3.5 and 6 bar abs.
  • the type or types of compressors will be chosen according to the flow rate and the pressures among the types of conventional compressors.
  • the exact staging of the pressures, the systematic presence or not of refrigerant after each stage of compression will be optimized according to the type of the machines and the local economic conditions.
  • the purification step for removing water from the feed gas stream is located between two compression stages, it is always possible to add additional purification means, preferably downstream of said purification step, for example a means for trapping at least one heavy metal or a compound derived from a heavy metal at the final pressure of compression.
  • the third possibility is to place the purification step at the end of the second step b).
  • the volume of the purification unit implemented in the purification step will be minimal but the whole of the second compression step b) will be performed with the flow of unpurified gas.
  • the choice of the location of the purification step will then be made taking into account the impurities (largely related to the raw material involved in the oxycombustion, ie for example the nature of the coal), the efficiency of the meadow. - treatment, their possible impact on step b) of the process (compression) and the volume of the process to be installed.
  • impurities largely related to the raw material involved in the oxycombustion, ie for example the nature of the coal
  • the efficiency of the meadow. - treatment their possible impact on step b) of the process (compression) and the volume of the process to be installed.
  • the purification step consists of several sub-steps, a sub-step being for example based on an adsorption process.
  • the gas to be purified passes through a stack of adsorbent grains, also called fixed bed, which will gradually retain molecules and in doing so, purify the gas.
  • adsorbent grains also called fixed bed
  • Several types or grades of adsorbents may be used in a mixture or in superposed layers, depending on the impurities to be removed and their proportions, so as to best use the adsorption / desorption properties of each adsorbent. It remains only after regenerating the adsorbent, that is to say to remove the retained molecules so that it can adsorb again.
  • all processes that utilize adsorption have an inherently cyclic nature; the two stages of adsorption and regeneration constituting the two main stages of the cycle.
  • VSA vacuum Swing Adsorption
  • TSA Transmission Adsorption Temperature
  • a possible variant of this second solution consists in dividing said adsorber into two parts and regenerating one of the parts according to the TSA mode and regenerating the other part according to the PSA mode.
  • the reactor in the regeneration phase may contain a simple falling bed.
  • the adsorbent material falls and regenerates on contact with the regeneration gas.
  • the advantage of the falling bed lies in the simplicity of the regeneration.
  • the residence time for regeneration will be limited by the size of the device. From there, we observe a limited performance for this type of bed.
  • the fluidized bed makes it possible to control the residence time for the regeneration and to increase the performance.
  • a fraction of the regeneration gas if initially CO2 cleaned, can be recycled into the main flow of CO2. This flow will be recycled at a suitable point given its pressure, its temperature and its content of impurities.
  • a fraction rich in impurities can be recycled for example upstream of the pretreatment while a fraction without impurity can be reinjected to the compression stage corresponding to its pressure.
  • the regeneration pressure or pressures may be adapted to make the best use of the different possibilities offered by the compression step, for example to carry out the cooling - or a part of the cooling - at a higher pressure than the heating.

Abstract

Procédé de purification d'un flux de gaz d'alimentation contenant du CO2 et au moins une impureté, comprenant les étapes successives suivantes : a) étape de prétraitement; b) étape de compression; c) étape d'élimination d'au moins une impureté, présente dans le flux de gaz comprimé, choisie parmi l'azote, l'oxygène l'argon et les gaz rares à l'aide d'échangeurs combinés à des séparateurs dans un cycle froid, c'est-à-dire à une température < 5°C, de préférence négative; d) étape de récupération d'un flux de gaz purifié, enrichi en CO2, sous forme liquide, gazeuse ou supercritique; caractérisé en ce qu'entre les étapes a) et c) on réalise une étape de purification permettant d'éliminer au moins partiellement au moins une impureté choisie parmi les NOx et l'eau.

Description

Procédé de purification d'un gaz contenant du CO2
L'invention porte sur un procédé de purification d'un flux de gaz d'alimentation contenant au moins du CO2 et au moins une impureté caractérisé par l'intégration d'une étape de purification, permettant l'élimination au moins partielle de l'eau.
Il s'agit plus précisément de développer un procédé complet de traitement du CO2 provenant d'une oxy-combustion (combustion à l'oxygène pur ou avec un gaz plus pauvre en azote que l'air) à caractère industriel, permettant de le conditionner pour son transport et son stockage pour des différentes utilisations.
En effet, les gaz de combustion de combustibles fossiles et/ou de biomasse ou d'incinération de déchets ou les gaz issus de fours verriers contiennent majoritairement des métaux lourds tels que mercure arsenic, fer, nickel..., des polluants organiques et des composés type SOx ou NOx.
Des solutions existent pour le traitement à la pression atmosphérique de polluants sur lesquels les rejets atmosphériques sont réglementés (SO2, NOx, Hg et CO par exemple).
Par exemple, le document EP-A- 1332786 décrit un procédé pour purifier un flux gazeux en éliminant NOx, SOx, Hg et HgO par oxydation avec de l'ozone.
Par ailleurs, il est connu du document EP-A-1308198 d'éliminer le mercure par contact gaz-liquide en présence de H2S. Un flash de la phase liquide fourni un gaz enrichi en mercure, qui est piégé par adsorption sur AI2O3, TiÛ2, SiÛ2, charbon actif ou zéolite, dopés en composés soufrés. Cependant, ces procédés ne garantissent pas une élimination poussée des polluants traités, mais visent une teneur limite de rejet à l'atmosphère, tel qu'exigé par les normatives en place.
D'autre part, ils traitent des fumées de combustion à l'air, moins concentrées car contenant majoritairement de l'azote. En effet, si l'on considère la stœchiométrie des réactions de combustion, la quantité d'oxygène (comburant) à apporter est conditionnée à la quantité de carburant. Aussi, si l'on utilise de l'air et pas de l'oxygène pur, étant donné qu'il n'y a que 21% d'oxygène dans cet air, il est nécessaire d'entrer un débit bien supérieur pour garantir une concentration identique en oxygène afin d'effectuer cette combustion dans de bonnes conditions. Ainsi, les flux sont plus dilués et on trouve donc l'azote en grande quantité dans les fumées puisqu'il est le composé majoritaire de l'air
(-78%). Or, l'application capture et stockage du CO2 issu d'une oxy-combustion crée des besoins supplémentaires de purification d'autres composés et/ou de ces mêmes composés dans des proportions différentes.
En effet, cette application capture et stockage du CO2 issu d'une oxy-combustion nécessite non un traitement pour enlever des grandes quantités de composants non minoritaires mais un traitement de purification approfondie (polissage) du produit qui vise à éliminer les impuretés préjudiciables à l'ensemble du procédé ainsi qu'au stockage de ce CO2 dans les couches géologiques appropriées.
Partant de là, un problème qui se pose est de fournir un procédé amélioré de purification d'un flux de gaz contenant du CO2, c'est-à-dire un procédé garantissant une élimination poussée des polluants traités, en particulier une élimination poussée de l'eau. La solution de l'invention est alors un procédé de purification d'un flux de gaz d'alimentation contenant du CO2 et au moins une impureté choisie parmi l'eau, l'azote, l'oxygène, l'argon, les gaz rares, les SOx, CS2 H2S, NOx, HCN, HCl, CHCl3, HF, les composés organiques volatils et les métaux suivants : le mercure, l'arsenic, le fer, le nickel, l'étain, le plomb, le cadmium, le vanadium, le molybdène et le sélénium, et les composés issus de ces métaux, comprenant les étapes successives suivantes : a) étape de prétraitement du flux de gaz d'alimentation visant à éliminer au moins partiellement une des impuretés ; b) étape de compression du flux de gaz prétraité à une pression comprise entre 10 et 50 bars ; c) étape d'élimination à une température < 5°C d'au moins une impureté, présente dans le flux de gaz comprimé, choisie parmi l'azote, l'oxygène l'argon et les gaz rares à l'aide d'échangeurs combinés à des séparateurs ; d) étape de récupération d'un flux de gaz purifié, enrichi en CO2, à l'état liquide, gazeuse ou supercritique; caractérisé en ce qu'entre les étapes a) et c) on réalise une étape de purification permettant d'éliminer au moins partiellement l'eau contenue dans le flux gazeux.
L'étape de prétraitement a) peut-être une quelconque épuration destinée à enlever au moins un constituant solide, liquide ou gazeux. Cette épuration est située à l'amont d'au moins une phase de compression ; et si le flux de gaz d'alimentation est une fumée d'oxycombustion, cette épuration est également située en aval de la chaudière d'oxycombustion.
Par séparateurs, on entend à la fois des séparateurs gaz/liquide de types variés
(séparateurs par gravité, avec ou sans système coalesceur, cyclones...) et/ou des colonnes à distiller de tout type (strippeur, de distillation, de lavage, dephlegmateur...) dont les sorties peuvent être sous forme liquide ou vapeur. Il peut s'agir également de séparation par dépôt volontaire solide ensuite cycliquement revaporisé.
Selon le cas, le procédé selon l'invention peut présenter l'une des caractéristiques suivantes : - après l'étape d), le flux de gaz est à l'état liquide et stocké, ou à l'état supercritique et transporté et/ou stocké, ou à l'état gazeux et transporté ;
- l'étape de purification permet d'éliminer au moins partiellement au moins une autre impureté choisi parmi l'azote, l'oxygène, l'argon, les gaz rares, les SOx, CS2, H2S, NOx, HCN, HCl, CHCI3, HF, les composés organiques volatils, les métaux suivants : le mercure, l'arsenic, le sélénium, le cadmium, le fer et le nickel de carbonyle, et les composés issus de ces métaux, de préférence au moins partiellement les SOx ;
- l'étape de purification est réalisée entre l'étape a) et l'étape b) ;
- l'étape de purification est réalisée entre l'étape b) et l'étape c) ;
- l'étape de compression b) comprend des phases de compression successives et en ce que l'étape de purification est réalisée entre deux phases de compressions successives de ladite étape de compression b) ;
- que l'étape de purification est réalisée à une pression comprise entre 2 bars absolus et 25 bar absolus, préférentiellement entre 3 et 9 bar absolus, encore préférentiellement entre 3,5 et 6 bar absolus ; - à l'étape de purification, on met en œuvre un ou plusieurs matériaux organiques ou inorganiques pour éliminer au moins partiellement l'eau contenue dans le flux gazeux; - à l'étape de purification, on met également en œuvre un ou plusieurs matériaux organiques ou inorganiques, identiques ou différents de ceux pour éliminer l'eau, pour éliminer au moins partiellement au moins une impureté choisie parmi l'azote, l'oxygène, l'argon, les gaz rares, les SOx, CS2, H2S, NOx, HCN, HCl, CHCl3, HF, les composés organiques volatils, les métaux suivants : le mercure, l'arsenic, le sélénium, le cadmium, le fer et le nickel, et les composés issus de ces métaux, de préférence au moins partiellement les SOx ;
- les matériaux organiques ou inorganiques sont des matériaux adsorbants ;
- les matériaux adsorbants sont mis en œuvre dans au moins un réacteur à lit fluidisé ; - les matériaux adsorbants sont mis en œuvre dans au moins un réacteur à lit fixe ;
- à chaque réacteur à lit fluidisé en phase d'adsorption correspond au moins un réacteur à lit fluidisé ou à lit tombant en phase de régénération ;
- tous les réacteurs sont soumis à un même cycle de type PSA, VSA ou TSA ;
- au moins un des réacteurs est soumis à un cycle TSA et au moins un des réacteurs est soumis à un cycle PSA ;
- au moins un réacteur est soumis à la fois à un cycle TSA et à un cycle PSA ;
- au moins un gaz résiduaire est récupéré lors de l'étape de purification ;
- à l'étape de purification on récupère un premier gaz résiduaire ayant une teneur en NOx Tl et un deuxième gaz résiduaire ayant une teneur en NOx T2 tel que T2 < Tl ; - le premier gaz résiduaire est recyclé dans une oxy-chaudière ;
- au moins un gaz résiduaire, préférentiellement le premier gaz résiduaire est recyclé en amont de l'étape de purification dans le flux principal ; En fait, le gaz résiduaire recyclé peut être recyclé n'importe où en amont de la dernière sortie d'eau liquide. Cette sortie d'eau liquide peut être dans le ou les lavages basse pression de l'étape de prétraitement, dans les condenseurs situés entre deux phases de compressions ou dans une tour de lavage éventuelle à haute pression, située en aval de l'étape de compression ;
- le second gaz résiduaire est soit rejeté directement à l'atmosphère, soit traité puis rejeté à l'atmosphère ;
- le second gaz résiduaire est traité par lavage et/ou réfrigération suivie d'une séparation gaz-liquide ; - au moins une partie du flux de gaz enrichi en CO2 issu de l'étape de purification permet de régénérer au moins en partie les matériaux adsorbants de l'unité de purification ;
- à l'étape de purification on met en œuvre un lit de charbon puis ledit charbon usagé est mélangé au combustible d'une chaudière d'oxy-combustion ; - le flux de gaz d'alimentation est une fumée d'oxy-combustion ;
- les composés organiques volatils sont choisis parmi le formaldéhyde, l'acétaldéhyde, l'acide formique, l'acroléine, et l'acide acétique ;
- l'étape de prétraitement comprend au moins l'un des traitements suivants : catalyse, filtration, lavage et désulfuration, avec le lavage pouvant être couplé avec un refroidissement du gaz d'alimentation.
On entend par le terme « oxycombustion » une combustion au cours de laquelle le charbon est brûlé dans un fluide pauvre en azote pouvant aller de l'oxygène pur (> 95 %) à un fluide contenant la même quantité d'oxygène que l'air (environ 21%) obtenu par mélange d'oxygène pur (>95%) avec des fumées recyclées riches en CO2. L'invention va à présent être décrite plus en détail.
A titre d'exemple un procédé TSA de purification d'un mélange gazeux peut comprendre les étapes suivantes :
1) purification d'un mélange gazeux par adsorption des impuretés à pression superatmosphérique et à température ambiante, 2) dépressurisation de l'adsorbeur jusqu'à la pression atmosphérique,
3) régénération de l'adsorbant à pression atmosphérique à une température habituellement entre 100 et 2500C au moyen d'un ou plusieurs échangeurs thermiques,
4) refroidissement à température ambiante de l'adsorbant,
5) repressurisation de l'adsorbeur. La figure 1 représente un dispositif permettant d'effectuer un procédé selon la présente invention caractérisé par la localisation de l'étape de purification en fin du cycle de compression, c'est-à-dire entre les étapes b) et c).
La première étape a) de la présente invention vise à traiter les fumées en utilisant des procédés connus faisant partie de l'état de la technique. On trouve couramment des lavages, qui mettent en œuvre différents liquides (ou solvants) tels que l'eau, les alcools
(méthanol par exemple), les solutions d'aminés, les solutions basiques... ce sont les plus classiques mais il y en a bien d'autres, ou bien des unités de désulfuration ou encore des unités de filtration. On notera également qu'un lavage, en particulier un lavage à l'eau, peut-être couplé avec le refroidissement partiel du flux de gaz d'alimentation, assurant alors la triple fonction de condensation des composés les plus lourds, d'adsorption des composés les plus solubles et de rétention de particules solides, en particulier contenant des composés métalliques.
Le gaz issu de l'étape a) peut contenir en général : une grande majorité de CO2 (en général supérieur à 80%) ; des oxydes d'azote, appelés NOx, tels que NO, NO2, N2O4... ; - des oxydes de soufre, appelés SOx, tels que SO2, SO3, H2SO4... ; de l'eau à la saturation (aux conditions de température et de pression du flux). En effet, les procédés de traitement en première étape imposent presque tous la mise en contact du gaz avec une solution aqueuse ; de l'oxygène à hauteur de quelques pourcents (issu de l'excès par rapport à la stœchiométrie nécessaire à assurer une bonne efficacité de combustion) ; du CO (imbrulés de combustion) ; des incondensables vis-à-vis du CO2 : azote, argon, oxygène et gaz rares provenant majoritairement des entrées d'air sur la chaudière d'oxy-combustion et de la pureté de l'oxygène; - les métaux lourds tels que le mercure, l'arsenic, le fer, le nickel, l'étain, le plomb, le cadmium, le vanadium, le molybdène, le sélénium et les composés issus de ces métaux ; les composés organiques volatils (COV), et les hydrocarbures imbrulés.
Ensuite, lors de la seconde étape b), le flux de gaz est comprimé jusqu'à un niveau de pression suffisante pour pouvoir d'une part séparer une partie des composés indésirables ce faisant (séparateurs en général situés immédiatement après chaque étape de compression suivie d'un échange de chaleur pour refroidir le flux de gaz pour éliminer les condensables apparus lors de ce refroidissement : eau par exemple) et d'autre part pour amener le gaz dans les bonnes conditions ( de température et de pression) afin de préparer l'élimination des autres impuretés au cours des étapes suivantes. Une avant-dernière étape c) verra l'élimination des composés incondensables. Cette troisième étape peut être optimisée si elle est réalisée à basse température, c'est-à- dire à une température < 5°C, de préférence à une température négative, de préférence encore entre -200C et -600C à l'aide d'échangeurs combinés à des séparateurs dans un cycle froid.
La quatrième étape d) vise alors à récupérer un flux de gaz purifié, enrichi en CO2.
Cependant, au niveau de la troisième étape c), le niveau de température généralement utilisé inférieure à 00C impose une réduction de la teneur en eau, et éventuellement de certains autres composés non suffisamment retenus lors de l'étape de pré -traitement ou lors des compressions et condensations éventuelles successives. En effet, la présence d'eau ou de ces autres composés susceptibles de se déposer dans les équipements comme par exemple les hydrocarbures lourds, composés soufrés ou azotés ... interdirait d'atteindre dans l'avant dernière étape c) les niveaux de température suffisamment froids, préférentiellement compris entre -20°c et -60°c, pour produire efficacement un flux de CO2 de teneur conforme aux normes en vigueur. Par produire efficacement, on entend à coût global englobant l'investissement et l'énergie liée à cette production industriellement acceptable, aligné avec les attentes des organisations internationales. Ainsi, il apparaît que l'étape de purification (ou dite de polissage) est indispensable entre la première étape a) qui permet de prétraiter le flux de gaz d'alimentation en vue de leur traitement ultérieur et la troisième étape c) qui permet de séparer les composés incondensables du CO2 contenu dans le flux de gaz.
Cette étape de purification peut être placée tout au long de la seconde étape b) qui vise à comprimer progressivement les gaz des alentours de la pression atmosphérique à la pression requise principalement en vue de séparer les inertes du CO2 majoritaire.
De là, le choix de la localisation de l'étape de purification va être fonction d'un certain nombre de critères tels que l'investissement, le type de matériaux dans la seconde étape b), la nature et la concentration des impuretés... La première possibilité est de placer l'étape de purification au début de l'étape b), c'est-à-dire de réaliser la purification à basse pression. Cependant, cette position entraîne deux inconvénients, à savoir :
- d'une part une purification, non optimale, car plus la pression opératoire est faible et plus la quantité d'impuretés que peut retenir un adsorbant est faible, si l'on utilise un procédé d'adsorption par exemple ; et - d'autre part la non utilisation des séparations liquide/gaz qui seront systématiquement disposés derrière chaque étage de compression composant le train de compression (2eme étape b)). En effet, ces séparations peuvent permettre de récupérer une bonne quantité de molécules condensables qui ont été condensées pendant la compression, telles que par exemple le reste d'eau et de composés organiques volatils. Ce faisant, la quantité d'impuretés à éliminer à la suite de b) sera bien plus faible. Il en résultera forcément des avantages non négligeables en termes d'investissement sur cette étape de purification.
En revanche, la position de l'étape de purification en amont du train de compresseur constituant la seconde étape b) permet d'envisager d'enlever les impuretés préjudiciables au reste du procédé : c'est à dire l'eau, les composés organiques volatils, les composés à base de métaux... aussi, il peut en résulter un avantage certain quant à la nature des matériaux à utiliser dans la suite, en particulier dans les étapes de compressions.
La deuxième possibilité est de placer l'étape de purification entre deux étages de compression de la seconde étape b). Cette deuxième possibilité permet en effet de disposer du gaz à une pression intermédiaire entre celle qui est proche de l'atmosphérique (début de la deuxième étape b)) et celle maximale qui est requise dans la troisième étape c) du procédé. Il en résulte forcément une réduction importante du volume installé et donc du coût de l'unité par rapport à une installation en amont de l'étape de compression. Ceci est d'autant plus vrai que l'on déplace l'étape de purification vers la fin de la deuxième étape. En effet, l'eau risque de constituer l'élément clef du dimensionnement de l'unité de purification mise en œuvre à l'étape e) (dans le cas de l'adsorption cyclique par exemple). D'une part, la ou les étapes de compression en amont de l'étape de purification permettent de condenser de l'eau, diminuant d'autant la quantité d'eau à arrêter au niveau de l'étape de purification et donc le volume d' adsorbant de ladite purification. D'autre part, l'augmentation de la pression permet de diminuer le volume réel de gaz à traiter et permet d'optimiser section de passage et/ou pertes de charge par rapport à une purification en basse pression.
L'étape b) de compression permet d'amener le flux de gaz d'alimentation à une pression telle que l'on puisse éliminer au moins un des gaz condensables. Cette pression est comprise entre 10 et 50 bars suivant la quantité d'incondensable et la spécification en impuretés du CO2 produit. La pression en amont de l'étape de compression est proche de la pression atmosphérique.
Dans le cas général où l'étape de compression b) comprend des phases de compression successives et où on place l'étape de purification entre deux étapes de compression successives, la dite purification sera opérée entre 2 et 25 bars abs, préférentiellement entre 3 et 9 bar abs encore préférentiellement entre 3,5 et 6 bar abs. Le ou les types de compresseurs seront choisis en fonction du débit et des pressions parmi les types de compresseurs classiques. L'étagement exact des pressions, la présence systématique ou pas de réfrigérant après chaque étage de compression sera optimisé en fonction du type des machines et des conditions économiques locales.
On notera que dans le cas où l'étape de purification permettant de retirer l'eau du flux de gaz d'alimentation est située entre 2 étages de compression, il est toujours possible de rajouter un moyen d'épuration supplémentaire, de préférence à l'aval de ladite étape de purification, par exemple un moyen de piéger au moins un métal lourd ou un composé issu d'un métal lourd à la pression finale de compression.
L'inconvénient majeur viendra de la quantité d'impuretés qui sera contenue dans les étages de compression en amont de l'étape c). Il est probable donc qu'il faille adapter les compresseurs aux types d'impuretés.
Enfin, la troisième possibilité est de placer l'étape de purification à la fin de la seconde étape b).
Ainsi, dans ce cas présent, le volume de l'unité de purification mise en œuvre à l'étape de purification sera minimale mais l'ensemble de la seconde étape b) de compression sera réalisé avec le flux de gaz non purifié.
Le choix de la localisation de l'étape de purification sera alors réalisé en tenant compte des impuretés (liée en grande partie à la matière première engagée dans l'oxycombustion, à savoir par exemple la nature du charbon), de l'efficacité du pré- traitement, de leur impact possible sur l'étape b) du procédé (compression) et du volume du procédé à installer.
Le procédé de purification sera choisi en fonction de la (ou des) impureté à arrêter, de sa quantité et de considérations économiques qui peuvent être propre au projet (existence d'utilités, synergie avec des unités voisines...). Les procédés les plus classiques pour retirer des impuretés d'un gaz qui va être soumis à un traitement en basse température sont les lavages (absorption), une réfrigération / condensation et/ou cristallisation à température ambiante, la catalyse, la chimie-sorption et l'adsorption.
Dans la majorité des cas, l'adsorption apparaît comme la solution la plus compétitive. Il n'est pas exclu que l'étape de purification soit constituée par plusieurs sous étapes, une sous étape étant par exemple basée sur un procédé par adsorption.
Par ailleurs, différentes technologies peuvent être mises en œuvre pour mettre en contact les molécules de gaz et les matériaux adsorbants de l'étape de purification.
Chacune de ces technologies peut présenter des avantages et des inconvénients qui peuvent les rendre intéressantes dans un procédé de traitement d'un flux de gaz contenant du CO2 issu d'oxycombustion, selon l'invention.
On peut mettre en œuvre trois types de technologies.
La première technologie réside dans la mise en œuvre d'une adsorption en lit fixe.
Le gaz à purifier traverse un empilement de grains d'adsorbants, appelé aussi lit fixe, qui vont progressivement retenir des molécules et ce faisant, purifier le gaz. Plusieurs types ou qualités d'adsorbants peuvent être utilisés en mélange ou en couches superposées, en fonction des impuretés à éliminer et de leurs proportions, de façon à utiliser au mieux les propriétés d'adsorption/désorption de chaque adsorbant. Il ne reste plus après qu'à régénérer l'adsorbant, c'est-à-dire lui enlever les molécules retenues pour qu'il puisse adsorber de nouveau. Ainsi, tous les procédés qui utilisent l'adsorption ont une nature intrinsèquement cyclique ; les deux étapes d' adsorption et de régénération constituant les deux principales étapes du cycle.
Ces procédés peuvent aussi être caractérisés et nommé en fonction du moyen de régénération des adsorbants. Le moyen de régénération est en général imposé par la nature des liaisons qui vont d'établir entre les molécules et l'adsorbant. Plus elles seront fortes et plus l'énergie apportée pour la rompre devra être forte. Ainsi parmi les procédés d'adsorption, on trouve :
- les procédés de type PSA (Pressure Swing Adsorption = adsorption à pression modulée). Ainsi, le moteur de la désorption est la différence de pression entre la phase d'adsorption et celle de régénération. La pression de cette dernière est alors au-delà de la pression atmosphérique.
- les procédés de type VSA (Vacuum Swing Adsorption = adsorption à pression modulée avec une étape de mise sous vide). En utilisant le même principe que vu précédemment, il s'agit exacerber la différence de pression en maintenant une pression de régénération encore plus basse, donc sous la pression atmosphérique. - les procédés de type TSA (Température Swing Adsorption = adsorption avec variation de température). Dans ce cas, on utilise le fait que l'élévation de la température va diminuer la quantité adsorbée.
Ces différents procédés d'adsorption de flux gazeux comprennent de préférence au moins deux adsorbeurs, fonctionnant de manière alternée, c'est-à-dire que l'un des adsorbeurs est en phase de production, pendant que l'autre est en phase de régénération.
Le procédé de type TSA est en général le moyen le plus sûr de régénérer parfaitement un adsorbant pollué et demeure un procédé assez simple.
En revanche, les procédés PSA et VSA peuvent être compliqués et ce faisant, optimisés à loisir. Les cycles sont en général munis de nombreuses étapes complémentaires toutes connues de l'homme de l'art (telles que des équilibrages entre bouteilles...). Leur modulation et leur enchaînement permettent d'optimiser tout type de procédé.
Les procédés PSA et VSA peuvent même être combinés puisqu'on peut parler de VPSA. On augmente la « force motrice » du procédé en montant la pression à l' adsorption P et en diminuant celle de la régénération en utilisant le vide V.
Dans le cas de la présente invention, il peut aussi être intéressant de combiner l'effet de la température et celui la pression. On pourrait alors parler de PTSA. En effet, une température élevée peut s'avérer indispensable pour régénérer un adsorbant pollué par de l'eau. De manière générale, des molécules polaires ou bien peu volatiles s'adsorberont fortement sur les adsorbants qui leur sont spécifiques ; ainsi par exemple, les liaisons hydrogènes qui vont s'établir pour retenir l'eau sur un adsorbant tel que l'alumine ou le gel de silice, ou bien l'interaction de l'eau avec les cations dans le cas d'une zéolite ne peuvent être rompues que par un apport d'énergie importante ; ce sera l'objectif d'un gaz chaud donc à température haute qui sera envoyé à contre courant. Néanmoins, les autres molécules peuvent ne pas nécessiter cette température et alors, la pression seule suffit. Ainsi, en combinant astucieusement les différents éléments du procédé, il sera possible d'optimiser les performances du procédé.
Deux solutions peuvent être mises en œuvre pour combiner un TSA et un PSA La première solution consiste à mettre en œuvre au moins un adsorbeur soumis à un cycle TSA et au moins un adsorbeur soumis à un cycle PSA. Le principal avantage réside dans l'utilisation de deux modes différents de régénération. Ainsi, comme seul le TSA sera régénéré en température, l'énergie dépensée pour l'ensemble de la séparation sera minimisée. En revanche, cela sera réalisé au détriment des coûts d'investissement liés à la mise en œuvre de deux procédés différents, et de l'opération qui sera plus délicate étant donné qu'il s'agit de deux procédés indépendants. La deuxième solution consiste à mettre en œuvre au moins un adsorbeur soumis à la fois à un cycle TSA et à la fois à un cycle PSA. Ainsi, le ou les matériaux adsorbants contenus dans ledit adsorbeur seront régénérés à la fois par la pression (dépressurisation) et par la température (élution chaude). Le principal inconvénient viendra de l'énergie dépensée pour régénérer l'ensemble des lits d' adsorbants (et pas seulement celui qui le nécessiterait pour adsorber l'eau). Un autre inconvénient provient de l'obligation d'utiliser des adsorbants tous capables de supporter la température haute de régénération. Par contre, les avantages en termes d'investissement et d'opération sont indéniables.
Une variante possible à cette deuxième solution consiste à diviser ledit adsorbeur en deux parties et à régénérer l'une des parties selon le mode TSA et à régénérer l'autre partie selon le mode PSA.
Les avantages de l'utilisation d'un procédé mettant en œuvre une adsorption en lit fixe réside essentiellement dans une énergie moindre de mise en œuvre étant donné que le contact gaz-solide est réalisé en statique, donc sans mise en mouvement du solide. D'ailleurs, celui-ci n'a pas besoin d'avoir des propriétés mécaniques très recherchées puisqu'il ne subit que son propre poids dans le lit d'adsorbant qui est et demeure immobile. Le gros désavantage de la technologie en lit fixe réside dans le fait que des gradients vont s'établir autour et dans les grains d'adsorbants qui sont immobiles. Ce faisant, on rencontre un certain nombre de résistances aux transferts de matière et de chaleur, ainsi que des pertes de charge qui nuisent aux performances de l'adsorption. On peut alors pallier ce problème en utilisant la deuxième technologie.
La deuxième technologie réside dans la mise en œuvre d'une adsorption en lit fluidisé.
Le gaz à purifier traverse un lit fluidisé, c'est-à-dire un lit au sein duquel l'adsorbant est en mouvement permanent. Alors, le renouvellement permanent des molécules à la surface des grains d'adsorbants permettent de maximiser les gradients et ce faisant, de maximiser les flux de transferts de matière et de chaleur.
Les performances de ce type de procédé sont meilleures que celles des procédés mettant en œuvre des lis fixes.
Toutefois, le principal désavantage vient de ce que les grains d'adsorbants doivent présenter des caractéristiques physiques assez poussées pour être mis en mouvement assez facilement et pour éviter qu'ils ne s'usent en générant de la poussière de matériau adsorbant. On parle alors d'attrition. En effet, il faut qu'ils aient une taille adéquate pour que le gaz puisse les porter, c'est-à-dire que la vitesse du gaz doit provoquer une force ascendante sur le grain supérieure à son poids. Par ailleurs, la technique du lit fluidisé s'assimile au réacteur homogène qui présente une fonction de transfert différente d'un réacteur en lit fixe, notamment en ce qui concerne sa capacité à conduire à un gaz très pur.
De plus, le lit fluidisé mis en œuvre doit être arrêté pour être régénéré. C'est pour pallier ce problème que l'on peut utiliser la troisième technologie. La troisième technologie réside dans la mise en œuvre d'au moins un adsorbeur contenant au moins un lit fluidisé et d'au moins un réacteur de régénération.
Ainsi, à chaque adsorbeur en phase d'adsorption correspond un réacteur en phase de régénération. Le taux de circulation de l'adsorbant permet de régler la pureté du gaz.
Le réacteur en phase de régénération peut contenir un simple lit tombant. Autrement dit, le matériau adsorbant chute et se régénère au contact du gaz de régénération. L'avantage du lit tombant réside dans la simplicité de la régénération. Cependant, le temps de séjour pour la régénération sera limité par la taille de l'appareil. De là, on observe une performance limitée pour ce type de lit.
Une autre possibilité est de mettre en œuvre un réacteur en phase de régénération à lit fluidisé.
Contrairement, au lit tombant, le lit fluidisé permet de maîtriser le temps de séjour pour la régénération et de fait d'augmenter les performances.
D'autre part, il est possible d'intégrer les sorties de l'unité de purification au sein de la chaine de traitement du CO2. Par exemple, une partie (el) du flux de gaz issu de l'étape de purification peut être utilisée pour régénérer l'unité de purification mise en œuvre dans cette même étape.
Le gaz de régénération lui-même, après avoir enlevé les impuretés piégées dans l'unité de purification, peut être recyclé tout ou en partie dans le procédé global.
L'exemple suivant correspond au cas où l'unité de purification est une unité d'adsorption de type TSA, c'est-à-dire pour laquelle l'effet prépondérant pour assurer la régénération de l'adsorbant est une élévation de température. Comme indiqué précédemment, la dite régénération comprendra une étape de chauffage, de façon très générale une étape de refroidissement et éventuellement une étape de dépressurisation si la régénération s'effectue à une pression inférieure à celle de la phase d'épuration. A ces étapes classiques peuvent se rajouter des étapes complémentaires telle par exemple qu'un balayage du lit d'adsorbant à température ambiante. De même, la température finale de chauffage peut être atteinte progressivement via des paliers successifs ou une rampe . A titre d'exemple, pour désorber l'eau du gel de silice, la température finale ( HT) sera à priori dans la fourchette 120/2000C et préférentiellement entre 140 et 175°C. L'étape de régénération dans le cas d'un TSA va durer d'une à quelques heures, probablement au minimum 4 heures dans la majorité des cas. Suivant leur affinité avec les adsorbants mis en jeu, les impuretés arrêtées pendant la phase de purification vont se désorber plus ou moins facilement et sortir préférentiellement pendant une période de la phase de régénération. Par exemple, l'eau arrêtée sur du gel de silice ne va être évacuée en grande quantité que lorsque le front de chaleur aura parcouru à contre-courant la majeure partie du lit d'adsorbant (d'après la forme du front d'eau dans l'adsorbeur, la majorité de l'eau piégée se trouve près de l'entrée côté adsorption). Les impuretés moins fortement adsorbées seront sorties préalablement ou simultanément avec le début de la sortie de l'eau. A l'inverse, les impuretés les plus adsorbées comme certains acides qui peuvent se former lors du piégeage de l'eau (l'acide sulfurique par exemple) peuvent sortir postérieurement à l'eau quand le gaz de régénération devient sec et se rapproche de la température d'entrée (HT). Lors du refroidissement, le flux sortant de l'adsorbeur a une composition voisine du flux entrant et contient peu d'impuretés. Partant de là, il peut être intéressant de fractionner le flux issu de l'adsorbeur pendant les phases de régénération et d'envoyer telle ou telle partie, au moins partiellement, dans des équipements différents. Les fractions e2 riches en impuretés seront dirigées vers la combustion et les fractions e3 pauvres en impuretés pourront être soit être rejetées à l'atmosphère soit traitées puis ensuite rejetées.
Après éventuellement condensation et séparation de l'eau liquide, une fraction du gaz de régénération, s'il s'agit de CO2 initialement épuré, peut être recyclé dans le flux principal de CO2. Ce dit flux sera recyclé en un point adéquat compte tenu de sa pression, de sa température et de sa teneur en impuretés. Une fraction riche en impuretés pourra être recyclée par exemple à l'amont du prétraitement alors qu'une fraction sans impureté pourra être réinjecté à l'étage de compression correspondant à sa pression. On pourra adapter par exemple la ou les pressions de régénération pour utiliser au mieux les différentes possibilités offertes par l'étape de compression, par exemple effectuer le refroidissement - ou une partie du refroidissement- à une pression plus élevée que le chauffage
Ainsi, d'une part on se débarrassera de certaines impuretés gênantes dans la combustion et on n'aura pas à traiter l'ensemble du flux désorbé. De plus, parmi les composants sortant de l'unité de purification et pouvant être introduits de façon avantageuse dans l'oxy-chaudière, on notera :
- l'eau dont l'acidité naturelle sera compensée dans les produits de combustion par l'alcalinité naturelle des cendres produites. En même temps, les espèces dissoutes seront détruites ou diluées dans ces mêmes cendres, qui constituent une purge naturelle du système. Une autre possibilité est de mélanger ces eaux avec le combustible : dans par exemple sous la forme d'un slurry ou d'une émulsion pour les combustibles liquides. - l'oxygène qui peut être utilisé comme comburant.
- les composés azotés : NO2, N2O, N2O3, N2O5, HCN, N2O4. Ce type de composés peut être détruit par la flamme de l'oxy-chaudière. Dans les chaudières air existantes équipées de « brûleur », une fraction des composés azotés produits dans la combustion principale est effectivement détruite lors d'une post-combustion.
- les composés organiques seront détruits dans la flamme s'ils sont introduits dans la chaudière. Ces composés, concentrés dans l'unité de purification, sont pour la plupart toxiques, mutagènes et cancérigènes.
- d'autres espèces non oxydées ou en stade intermédiaire d'oxydation, tel le CO, peuvent être réintroduites dans la chaudière pour être oxydées lors de la combustion.
- les métaux lourds et les composés les comprenant, une fois réintroduits dans la chaudière, se retrouveront distribués dans les cendres, qui en contiennent usuellement déjà la majeure partie. En effet, la plupart des éléments trace métallique reste dans les cendres, et seulement une partie très minoritaire continue son parcours dans les fumées vers l'unité de purification de CO2.
Comme mentionné ci-dessus, les composés organiques, concentrés dans l'unité de purification sont pour la plupart toxiques, mutagènes et cancérigènes. Aussi, si l'étape de purification repose sur de l'adsorption, les adsorbants arrêtant les composés organiques doivent être traités après usage. Un traitement usuel à cette fin est son incinération. De là, une possibilité est de mettre en œuvre à l'étape de purification une succession de lits d'adsorption comprenant notamment un lit de charbon. Une fraction des composants traces : métaux lourds, composés organiques et organométalliques présents dans les fumées y sont arrêtés. Après avoir servi comme adsorbant, le charbon utilisé est ensuite mélangé périodiquement au combustible dans la chaudière d'oxy- combustion et donc valorisé comme combustible.

Claims

Revendications
1. Procédé de purification d'un flux de gaz d'alimentation contenant du CO de l'eau et au moins une impureté choisie parmi l'azote, l'oxygène, l'argon, les gaz rares, les SOx, CS2 H2S, NOx, HCN, HCl, CHCI3, HF, les composés organiques volatils, les métaux suivants : le mercure, l'arsenic, le fer, le nickel, l'étain, le plomb, le cadmium, le vanadium, le molybdène et le sélénium, et les composés issus de ces métaux, comprenant les étapes successives suivantes : a) étape de prétraitement du flux de gaz d'alimentation visant à éliminer au moins partiellement une des impuretés ; b) étape de compression du flux de gaz prétraité à une pression comprise entre 10 et 50 bars ; c) étape d'élimination à une température < 5°C d'au moins une impureté, présente dans le flux de gaz comprimé, choisie parmi l'azote, l'oxygène l'argon et les gaz rares à l'aide d'échangeurs combinés à des séparateurs; d) étape de récupération d'un flux de gaz purifié, enrichi en CO2, à l'état liquide, gazeux ou supercritique; caractérisé en ce qu'entre les étapes a) et c) on réalise une étape de purification permettant d'éliminer au moins partiellement l'eau contenue dans le flux gazeux et au moins partiellement au moins une autre impureté choisi parmi l'azote, l'oxygène, l'argon, les gaz rares, les SOx, CS2, H2S, NOx, HCN, HCl, CHCI3, HF, les composés organiques volatils, les métaux suivants : le mercure, l'arsenic, le sélénium, le cadmium, le fer et le nickel, et les composés issus de ces métaux, de préférence au moins partiellement les SOx.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après l'étape d), le flux de gaz est :
- à l'état liquide et stocké ; ou
- à l'état supercritique et transporté et/ou stocké ; ou - à l'état gazeux et transporté.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'étape de purification est réalisée entre l'étape a) et l'étape b).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'étape de purification est réalisée entre l'étape b) et l'étape c).
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'étape de compression b) comprend des phases de compression successives et en ce que l'étape de purification est réalisée entre deux phases de compressions successives de ladite étape de compression b).
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de purification est réalisée à une pression comprise entre 2 bars absolus et 25 bar absolus, préférentiellement entre 3 et 9 bar absolus, encore préférentiellement entre 3,5 et 6 bar absolus.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape de purification on met en œuvre un ou plusieurs matériaux organiques ou inorganiques pour éliminer au moins partiellement l'eau contenue dans le flux gazeux.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'à l'étape de purification, on met également en œuvre un ou plusieurs matériaux organiques ou inorganiques, identiques ou différents de ceux pour éliminer l'eau, pour éliminer au moins partiellement au moins une impureté choisie parmi l'azote, l'oxygène, l'argon, les gaz rares, les SOx, CS2, H2S, NOx, HCN, HCl, CHCI3, HF, les composés organiques volatils, les métaux suivants : le mercure, l'arsenic, le sélénium, le cadmium, le fer et le nickel de carbonyle, et les composés issus de ces métaux, de préférence au moins partiellement les SOx.
9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les matériaux organiques ou inorganiques sont des matériaux adsorbants.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les matériaux adsorbants sont mis en œuvre dans au moins un réacteur à lit fluidisé.
11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les matériaux adsorbants sont mis en œuvre dans au moins un réacteur à lit fixe.
12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'à chaque réacteur à lit fluidisé en phase d'adsorption correspond au moins un réacteur à lit fluidisé ou à lit tombant en phase de régénération.
13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que tous les réacteurs sont soumis à un même cycle de type PSA, VSA ou TSA.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'au moins un des réacteurs est soumis à un cycle TSA et au moins un des réacteurs est soumis à un cycle PSA.
15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'au moins un réacteur est soumis à la fois à un cycle TSA et à un cycle PSA.
16. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un gaz résiduaire est récupéré lors de l'étape de purification.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'à l'étape de purification on récupère un premier gaz résiduaire ayant une teneur en NOx Tl et un deuxième gaz résiduaire ayant une teneur en NOx T2 tel que T2 < T 1.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le premier gaz résiduaire est recyclé dans une oxy-chaudière.
19. Procédé selon l'une des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce qu'au moins un gaz résiduaire, préférentiellement le premier gaz résiduaire, est recyclé en amont de l'étape de purification dans le flux principal.
20. Procédé selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que le second gaz résiduaire est soit rejeté directement à l'atmosphère, soit traité puis rejeté à l'atmosphère.
21. Procédé selon l'une des revendications 17 à 20, caractérisé en ce que le second gaz résiduaire est traité par lavage et/ou réfrigération suivie d'une séparation gaz-liquide.
22. Procédé selon l'une des revendications 9 à 21, caractérisé en ce qu'au moins une partie du flux de gaz enrichi en CO2 issu de l'étape de purification permet de régénérer au moins en partie les matériaux adsorbants de l'unité de purification.
23. Procédé selon l'une des revendications 9 à 22, caractérisé en ce qu'à l'étape de purification on met en œuvre un lit de charbon puis ledit charbon usagé est mélangé au combustible d'une chaudière d'oxy-combustion.
24. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flux de gaz d'alimentation est une fumée d'oxy-combustion.
25. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les composés organiques volatils sont choisis parmi le formaldéhyde, l'acétaldéhyde, l'acide formique, l'acroléine, et l'acide acétique.
26. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de prétraitement a) comprend au moins l'un des traitements suivants : catalyse, filtration, lavage et désulfuration, avec le lavage pouvant être couplé avec un refroidissement du flux de gaz d'alimentation.
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ZA2009/08605A ZA200908605B (en) 2007-07-13 2009-12-03 Method for the purification of a gas containing co2

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010202426A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｃｏ２回収装置及びその方法
WO2011084508A2 (fr) 2009-12-15 2011-07-14 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé d'obtention de dioxyde de carbone d'un mélange de gaz contenant du dioxyde de carbone
WO2011084516A1 (fr) 2009-12-15 2011-07-14 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé d'obtention de dioxyde de carbone à partir d'un mélange gazeux contenant du dioxyde de carbone au moyen d'une membrane et d'une condensation
WO2011084512A1 (fr) 2009-12-15 2011-07-14 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé d'obtention de dioxyde de carbone à partir d'un mélange gazeux contenant du dioxyde de carbone
US8012446B1 (en) 2010-07-08 2011-09-06 Air Products And Chemicals, Inc. Recycle TSA regen gas to boiler for oxyfuel operations
US20120144860A1 (en) * 2009-07-30 2012-06-14 Manfred Baldauf Process for removing harmful substances from liquid carbon dioxide and apparatus for the performance thereof
CN102740950A (zh) * 2010-01-28 2012-10-17 西门子公司 从气体混合物中分离净化的有用气体的方法以及实施该方法的装置
CN102933283A (zh) * 2010-06-11 2013-02-13 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 干燥和压缩富含co2的流的方法和装置
US9452385B1 (en) 2015-03-04 2016-09-27 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Hybrid membrane and adsorption-based system and process for recovering CO2 from flue gas and using combustion air for adsorbent regeneration
US9452386B1 (en) 2015-03-04 2016-09-27 L'Air Liquide Socieété Anonyme Pour L'Étude Et L'Exploitation Des Procedes Georges Claude Hybrid membrane and adsorption-based system and process for recovering CO2 from flue gas and using combustion air for adsorbent regeneration

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2643094C (fr) * 2006-02-28 2013-12-03 Panalytique Inc. Systeme et procede d'elimination d'interferences en vue de mesurer les impuretes dans des gaz nobles
FR2965312B1 (fr) * 2010-09-23 2016-12-23 Air Liquide Procede de compression de plusieurs flux gazeux sur un unique compresseur
EP2476476B1 (fr) * 2011-01-14 2018-05-30 General Electric Technology GmbH Compression d'un fluide contenant du dioxyde de carbone
EP2476475B1 (fr) * 2011-01-14 2015-04-22 Alstom Technology Ltd Procédé de nettoyage d'un gaz contenant du dioxyde de carbone et système de purification du dioxyde de carbone
DE102011050247B4 (de) * 2011-05-10 2019-02-21 Reicat Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von Argon aus einem Gasgemisch
DE102011102169A1 (de) * 2011-05-20 2013-05-16 Linde Aktiengesellschaft Verdichten von Medien
US8647409B2 (en) * 2012-05-24 2014-02-11 Praxair Technology, Inc. Air compression system and method
FR2993350B1 (fr) * 2012-07-13 2018-06-15 Air Liquide Procede et appareil de refroidissement d'un debit contenant au moins 35% de dioxyde de carbone et du mercure
CN103253666B (zh) * 2013-05-22 2014-09-10 南京亿碳科技有限公司 降低啤酒厂co2气体气化过程中氧气含量的方法及成套设备
EP2868363A1 (fr) * 2013-10-29 2015-05-06 Alstom Technology Ltd Système et procédé de traitement d'un flux gazeux
US9200566B2 (en) 2014-04-28 2015-12-01 Saudi Arabian Oil Company Carbonyls removal system
KR102127644B1 (ko) 2014-06-10 2020-06-30 삼성전자 주식회사 반도체 소자의 제조 방법
GB2548548B (en) * 2016-02-23 2020-12-09 Sagetech Medical Equipment Ltd Improvements in the capture and elution of halocarbons by supercritical fluids
EP3541494A1 (fr) * 2016-11-16 2019-09-25 SABIC Global Technologies B.V. Procédé de purification d'un flux de co2 pour éviter la corrosion par l'acide chlorhydrique
FR3070016B1 (fr) * 2017-08-10 2019-08-23 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede et installation de purification d'un flux gazeux d'alimentation comprenant au moins 90% de co2
FR3079426B1 (fr) * 2018-03-30 2022-06-24 Air Liquide Procede de production d'un flux gazeux mettant en œuvre un reservoir de stockage
CN108529626A (zh) * 2018-05-21 2018-09-14 通州宏仁气体有限公司 一种二氧化碳气体制造装置
CN109173568B (zh) * 2018-09-26 2020-11-27 南京兆博环保科技有限公司 一种活性炭级差吸附安全浓缩方法
CN110038360B (zh) * 2019-04-28 2021-07-23 镇江江南化工有限公司 一种玻璃球膨胀床结合聚结器去除气体中雾滴的方法
KR102405949B1 (ko) * 2021-09-06 2022-06-07 주식회사 바우만 Tsa와 vsa기술을 병합한 고순도 이산화탄소 생산설비

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4969338A (en) * 1989-08-21 1990-11-13 The Boc Group, Inc. Method and apparatus of producing carbon dioxide in high yields from low concentration carbon dioxide feeds
EP0469781A2 (fr) * 1990-07-31 1992-02-05 The Boc Group, Inc. Séparation de dioxyde de carbon et d'azote de gaz d'échappement de combustion avec récupération d'azote et d'argon comme sous-produits
JPH0699034A (ja) * 1992-09-21 1994-04-12 Chubu Electric Power Co Inc 燃焼排ガスからの二酸化炭素の液化分離回収法
DE19613376A1 (de) * 1995-04-03 1996-10-10 Donau Chemie Ag Verfahren zur stofflichen Verwertung von mit organischen Verbindungen beladener Aktivkohle
US6136283A (en) * 1996-07-08 2000-10-24 The Boc Group, Inc. Removal of nitrogen oxide from gas streams
FR2884305A1 (fr) * 2005-04-08 2006-10-13 Air Liquide Procede de recuperation et liquefaction du co2 contenu dans un gaz pauvre en co2

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5677673A (en) * 1979-11-28 1981-06-26 Nippon Oxygen Co Ltd Lowwtemperature liquefying separating method for carbonic acid gas
JPH0780685B2 (ja) * 1988-05-18 1995-08-30 新日本製鐵株式会社 高純度液化炭酸製造プラントにおける原料ガスの処理方法及び装置
JP2548781B2 (ja) * 1988-11-18 1996-10-30 三菱重工業株式会社 燃焼装置
GB9105478D0 (en) * 1991-03-15 1991-05-01 Air Prod & Chem Carbon dioxide and acid gas removal and recovery process for fossil fuel fired power plants
JPH05237329A (ja) * 1991-08-30 1993-09-17 Chiyoda Corp ガス分離方法とその装置
JPH06327936A (ja) * 1993-05-24 1994-11-29 Chubu Electric Power Co Inc 排ガス中の二酸化炭素の分離回収方法
JP2631809B2 (ja) * 1994-01-28 1997-07-16 岩谷産業株式会社 産業排気ガスからの炭酸ガス回収液化装置
JPH10130009A (ja) * 1996-10-24 1998-05-19 Nippon Sanso Kk 炭酸ガスの精製方法及び装置
US20030080060A1 (en) 2001-10-30 2003-05-01 .Gulvin Peter M Integrated micromachined filter systems and methods
US6761863B2 (en) 2002-01-29 2004-07-13 The Boc Group, Inc. Process for the removal of impurities from gas streams
CN2606739Y (zh) * 2003-03-14 2004-03-17 大连理工大学 吸附精馏提纯二氧化碳装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4969338A (en) * 1989-08-21 1990-11-13 The Boc Group, Inc. Method and apparatus of producing carbon dioxide in high yields from low concentration carbon dioxide feeds
EP0469781A2 (fr) * 1990-07-31 1992-02-05 The Boc Group, Inc. Séparation de dioxyde de carbon et d'azote de gaz d'échappement de combustion avec récupération d'azote et d'argon comme sous-produits
JPH0699034A (ja) * 1992-09-21 1994-04-12 Chubu Electric Power Co Inc 燃焼排ガスからの二酸化炭素の液化分離回収法
DE19613376A1 (de) * 1995-04-03 1996-10-10 Donau Chemie Ag Verfahren zur stofflichen Verwertung von mit organischen Verbindungen beladener Aktivkohle
US6136283A (en) * 1996-07-08 2000-10-24 The Boc Group, Inc. Removal of nitrogen oxide from gas streams
FR2884305A1 (fr) * 2005-04-08 2006-10-13 Air Liquide Procede de recuperation et liquefaction du co2 contenu dans un gaz pauvre en co2

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2178620A2 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010202426A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｃｏ２回収装置及びその方法
US8377184B2 (en) 2009-02-27 2013-02-19 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. CO2 recovery apparatus and CO2 recovery method
US20120144860A1 (en) * 2009-07-30 2012-06-14 Manfred Baldauf Process for removing harmful substances from liquid carbon dioxide and apparatus for the performance thereof
WO2011084508A2 (fr) 2009-12-15 2011-07-14 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé d'obtention de dioxyde de carbone d'un mélange de gaz contenant du dioxyde de carbone
WO2011084516A1 (fr) 2009-12-15 2011-07-14 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé d'obtention de dioxyde de carbone à partir d'un mélange gazeux contenant du dioxyde de carbone au moyen d'une membrane et d'une condensation
WO2011084512A1 (fr) 2009-12-15 2011-07-14 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé d'obtention de dioxyde de carbone à partir d'un mélange gazeux contenant du dioxyde de carbone
EP3395428A2 (fr) 2009-12-15 2018-10-31 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé d'obtention de dioxyde de carbone à partir d'un mélange gazeux contenant du dioxyde de carbone
US9446347B2 (en) 2009-12-15 2016-09-20 L'Air Liquide Société Anonyme Pour L'Étude Et L'Exploitation Des Procedes Georges Claude Method of obtaining carbon dioxide from a carbon dioxide-containing gas mixture
US8663364B2 (en) 2009-12-15 2014-03-04 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Étude et l'Éxploitation des Procédés Georges Claude Method of obtaining carbon dioxide from carbon dioxide-containing gas mixture
US8734569B2 (en) 2009-12-15 2014-05-27 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method of obtaining carbon dioxide from carbon dioxide-containing gas mixture
CN102740950B (zh) * 2010-01-28 2014-11-12 西门子公司 从气体混合物中分离净化的有用气体的方法以及实施该方法的装置
CN102740950A (zh) * 2010-01-28 2012-10-17 西门子公司 从气体混合物中分离净化的有用气体的方法以及实施该方法的装置
CN102933283A (zh) * 2010-06-11 2013-02-13 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 干燥和压缩富含co2的流的方法和装置
EP2404658A2 (fr) 2010-07-08 2012-01-11 Air Products And Chemicals, Inc. Eloigner NO2 par adsorption sélective de gaz d'échappement d'un procédé oxy-gaz
US8012446B1 (en) 2010-07-08 2011-09-06 Air Products And Chemicals, Inc. Recycle TSA regen gas to boiler for oxyfuel operations
US9452385B1 (en) 2015-03-04 2016-09-27 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Hybrid membrane and adsorption-based system and process for recovering CO2 from flue gas and using combustion air for adsorbent regeneration
US9452386B1 (en) 2015-03-04 2016-09-27 L'Air Liquide Socieété Anonyme Pour L'Étude Et L'Exploitation Des Procedes Georges Claude Hybrid membrane and adsorption-based system and process for recovering CO2 from flue gas and using combustion air for adsorbent regeneration

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