Etude de voies de réduction de la consommation énergétique du procédé de capture du CO2 par absorption-régénération

Plusieurs secteurs industriels, tels que par exemple les cimentiers et les producteurs de chaux, produisent des émissions de CO2 dites « inévitables » car intrinsèquement liées au procédé industriel lui-même (décarbonatation du carbonate de calcium). Afin de réduire ces émissions, il est nécessaire d’implémenter une chaîne de Capture, Utilisation et/ou Stockage du CO2 (CCUS), dont l’étape de capture, bien que déjà mature technologiquement (pour le procédé par absorption-régénération avec solvants aminés), entraine une consommation énergétique fort importante. Trois voies pour réduire cette consommation ont été investiguées (expérimentalement et/ou à travers le développement de simulations Aspen PlusTM), à savoir : (i) en amont du procédé via l’augmentation de la teneur en CO2 des fumées à traiter (par oxy-combustion partielle et/ou recirculation des fumées), (ii) au sein du procédé (en utilisant des mélanges de solvants plus performants et innovants comme les solvants démixants), et (iii) au niveau configurationnel par implémentation de configurations avancées du procédé de capture. Il en est ressorti que l’utilisation d’un procédé démixant comme le mélange composé de diéthyléthanolamine (DEEA) et de méthyl-amino-propylamine (MAPA), ou l’implémentation d’une configuration avancée de procédé (Inter-Cooling Absorber + Rich Vapor Compression + Rich Solvent Splitting and Preheating, avec méthyldiéthanolamine (MDEA) + pipérazine (PZ) comme solvant) sont les voies permettant de réduire le plus fortement la consommation énergétique du procédé d’absorption-régénération, à savoir de plus de 40% par rapport à un procédé classique utilisant la monoéthanolamine (MEA). De plus, d’un point de vue économique, et par rapport à une configuration de base avec la MEA, la technologie démixante présente l’avantage de pouvoir atteindre de telles performances énergétiques moyennant un investissement (CAPEX) plus limité (+1.6%) qu’avec des configurations de procédés plus avancées (+8.8%).