La fabrication de ciment représente jusqu'à sept pour cent des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Une nouvelle technologie hybride facilite et coûte moins cher la capture et la purification du CO 2 produites par l'industrie. Et la technologie peut être adaptée à une installation existante.

Les chercheurs du SINTEF ont maintenant amélioré la méthode utilisée pour capturer les gaz à effet de serre générés pendant le processus de fabrication du ciment. L'espoir est que cette technologie puisse être utilisée par les cimenteries et dans d'autres processus industriels dans les zones côtières et le long des fleuves européens, car la méthode est basée sur la liquéfaction du CO 2 , permettant son transport par bateau. Il peut également être installé sur une installation existante.

Normalement, les fumées émises par une cimenterie contiennent environ 20 % de CO 2 . Pour transporter et/ou stocker le CO 2 de ces gaz, ils doivent d'abord être frottés. L'exigence minimale actuelle est d'env. 95 pour cent de pureté. Cependant, ce processus nécessite de grandes quantités de chaleur et est donc énergivore.

L'équipe de chercheurs propose maintenant que le secteur utilise une technologie hybride qui rend le CO 2 capturer plus facilement, plus économe en énergie, et mieux adapté au CO 2 transport par bateau.

Plus de 99 pour cent pur

"Nous proposons une approche prometteuse utilisant un filtre à membrane combiné à un système développé en interne impliquant une concentration forcée du CO 2 par liquéfaction, " explique le chercheur du SINTEF David Berstad. " Nous y parvenons en le refroidissant sous pression, " il dit.

La membrane à elle seule concentre le CO 2 gaz à environ 70 pour cent de pureté. Il est actuellement standard d'employer une étape de membrane supplémentaire pour épurer le gaz et atteindre la pureté nécessaire de 95 %. Cependant, la méthode de l'équipe de recherche impliquant le CO 2 la liquéfaction est moins énergivore, et se traduit également par un gaz encore plus pur.

Les mesures effectuées par Berstad et son collègue de recherche Stian Trædal lors d'expériences avec le nouveau système effectuées sur une plate-forme de laboratoire à Trondheim montrent des niveaux de pureté d'au moins 99 %.

"Les meilleurs résultats que nous avons vus sont d'environ 99,8 pour cent, mais il est théoriquement possible d'atteindre des niveaux de pureté encore plus élevés, " dit Berstad. " Plus le gaz est pur, mieux c'est, car il nécessite alors moins de capacité pour transporter et/ou stocker le CO 2 sous forme gazeuse ou liquéfiée.

L'énergie électrique « remplace » la vapeur

Un autre avantage de ce procédé est que, contrairement à d'autres systèmes, il utilise de l'énergie électrique pour refroidir et comprimer le gaz au lieu de la vapeur pour régénérer les solvants (produits chimiques qui se lient au CO 2 – éd. note) comme c'est le cas avec le CO conventionnel 2 technologies de capture.

Ainsi l'hybride CO 2 le processus de capture n'a pas besoin de vapeur, auxquels seules très peu d'installations industrielles en Norvège et en Europe ont accès sans avoir à construire une usine de production de vapeur supplémentaire.

Transport maritime au lieu de pipelines

Un autre avantage important est que le CO liquéfié 2 peut être transporté par bateau. Il s'agit de faire du CO 2 la liquéfaction faisant partie intégrante du processus de capture, préparer le CO 2 pour le transport par bateau, ce qui est le moyen stipulé dans les plans du projet CSC à grande échelle de la Norvège.

« Si le CO 2 ne doit pas être transporté par bateau, mais sous haute pression dans un pipeline, le CO liquéfié 2 est pompé à la pression requise à une température de moins 50 degrés avant d'être réchauffé plus tard, " dit Berstad.

Expériences sur plusieurs plates-formes de laboratoire

Le CO 2 des expériences de condensation menées par les chercheurs du SINTEF à l'aide de leur banc de laboratoire ont été réalisées à l'automne 2018, aboutissant au rapport « Enquête expérimentale sur le CO 2 liquéfaction pour le CO 2 capture dans les cimenteries.

"Pendant les expériences, la plate-forme de laboratoire s'est comportée comme prévu, alors maintenant nous savons que nous pouvons être sûrs que cela fonctionne et peut repousser encore plus loin les limites de la pureté, " dit Berstad.

Dans le futur, le rig sera rendu plus polyvalent pour lui permettre d'être utilisé pour d'autres expériences telles que la séparation de mélanges de gaz de synthèse, ce qui est pertinent dans un certain nombre de systèmes différents utilisés pour la production d'hydrogène sans émissions.

"Nous avons construit la plate-forme pour qu'elle soit aussi polyvalente que possible afin qu'elle puisse répondre à un certain nombre de besoins expérimentaux différents, " dit Berstad. " En plus des applications de capture et de stockage du carbone, nous voulons l'utiliser pour savoir exactement quel niveau de pureté est nécessaire pour la liquéfaction du CO 2 .

Outre, nous avons l'intention de l'utiliser pour voir comment nous pouvons efficacement éliminer et liquéfier le CO 2 lors de la production d'hydrogène à partir de gaz naturel, " il dit.