Le dioxyde de carbone est un fauteur de troubles. C'est donc une bonne idée de l'éliminer des émissions des centrales électriques et cela peut avoir un avantage économique supplémentaire.

Jusqu'à maintenant, le dioxyde de carbone a été déversé dans les océans ou enfoui sous terre. L'industrie a été réticente à mettre en œuvre des épurateurs de dioxyde de carbone dans les installations en raison du coût et de l'empreinte.

Et si nous pouvions non seulement capturer le dioxyde de carbone, mais le convertir en quelque chose d'utile? S. Komar Kawatra et ses étudiants ont relevé ce défi, et ils ont du succès.

Une équipe dirigée par Kawatra, professeur de génie chimique à l'Université technologique du Michigan, son doctorat étudiants, Sriram Valluri et Victor Clarimboux, et de premier cycle Sam Root, ont conçu un épurateur de dioxyde de carbone. Ils travaillent à convertir le dioxyde de carbone qu'ils captent en acide oxalique, un produit chimique naturellement présent dans de nombreux aliments.

Root et Valluri ont été invités à présenter leurs recherches à la Society of Mining, Réunion annuelle de la métallurgie et de l'exploration à Denver en février.

L'acide oxalique est utilisé par l'industrie pour lixivier les éléments des terres rares des corps minéralisés. Les terres rares sont utilisées dans l'électronique comme les téléphones portables. Les terres rares ne sont pas actuellement produites aux États-Unis; La Chine produit 90 pour cent ou plus des terres rares dans le monde. En produisant de l'acide oxalique localement, il peut être possible d'extraire de manière rentable des éléments de terres rares aux États-Unis, ce qui est important pour la sécurité nationale, dit Kawatra.

Comment fonctionne un épurateur de dioxyde de carbone

Le groupe a installé son épurateur de dioxyde de carbone à la centrale à vapeur de Michigan Tech, où ils testent avec des gaz de combustion réels à l'échelle d'une usine pilote.

La centrale à vapeur produit des gaz de combustion qui contiennent huit pour cent de dioxyde de carbone. L'épurateur des ingénieurs chimistes a réduit les émissions à quatre pour cent et leur objectif est de les réduire en dessous de deux pour cent.

"En dessous de deux pour cent, nous sommes heureux, " a déclaré Kawatra. " En dessous d'un pour cent, nous serons très heureux."

C'est une réelle possibilité. "Nous l'avons déjà réduit à zéro pour cent en laboratoire, " a noté Valluri.

Les étudiants de premier cycle travaillent avec des étudiants diplômés pour surveiller le laveur de dioxyde de carbone.

Dans la centrale vapeur, ils prélèvent un échantillon de gaz de combustion sur la ligne d'échappement principale de la chaudière. Le gaz de combustion sort du brûleur à 300-350 degrés Fahrenheit. L'échantillon est comprimé à travers un filtre qui élimine les particules, puis traverse une unité de refroidissement avant d'entrer dans le bas de la colonne de lavage.

Le carbonate de sodium capture le dioxyde de carbone

Une solution de carbonate de sodium est pompée dans le haut de la colonne de lavage de 11 pieds de haut. Le gaz de combustion est barboté à travers la colonne. En se déplaçant vers le haut, le carbonate de sodium ou le carbonate de sodium élimine une grande partie du dioxyde de carbone du gaz. Kawatra et ses étudiants surveillent en permanence la quantité de dioxyde de carbone.

« Le plus grand défi est un rapport fluctuant des gaz dans les gaz de combustion, " a déclaré Valluri. Le membre de l'équipe Root a expliqué, "Vous avez besoin d'un système de contrôle en cascade qui mesure le dioxyde de carbone et manipule la quantité de solution de lavage en conséquence."

"Nos prochains défis sont, dans quelle mesure pouvons-nous augmenter l'épurateur et à quoi pouvons-nous utiliser le dioxyde de carbone, ", a déclaré Valluri. Cela rejoint l'autre projet de recherche de Valluri et Clarimboux, la conversion du dioxyde de carbone en produits utiles. Ils ont été capables de produire de l'acide oxalique à partir de dioxyde de carbone à l'échelle du laboratoire.

John Simmons, un ancien élève de Michigan Tech à la Chemical Engineering Academy de Tech et président de Carbontec Energy à Bismarck, Dakota du nord, soutient les recherches de Kawatra. Il dit que les économies réalisées par l'industrie grâce à ce type d'épurateur de dioxyde de carbone sont énormes.

La méthode habituelle d'élimination du dioxyde de carbone des émissions utilise des amines, composés chimiques à base d'azote qui lient le dioxyde de carbone. Mais les amines coûtent 20 $, 000 la tonne, dit Simmons. Les carbonates comme le carbonate de sodium que l'équipe de Kawatra utilise coûtent 200 $ la tonne.

Simmons est enthousiasmé par le potentiel de production d'un produit commercial à partir du dioxyde de carbone capturé. "Je ne pense pas que le séquestrer dans le sol soit une bonne idée, " at-il dit. "Nous devons trouver un moyen de l'utiliser commercialement."

La technologie, sous le nom commercial de « processus de capture/d'utilisation du dioxyde de carbone Clearite VI », " a été breveté (brevet n° US7, 919, 064B2 ) par les inventeurs, S. Komar Kawatra, Tim Eisele et John Simmons, et affecté à Michigan Tech. Société d'énergie Carbontec, le sponsor technologique, est le licencié mondial exclusif et prévoit de commercialiser la technologie par le biais de coentreprises et de sous-licences.

Simmons est heureux que Kawatra et ses étudiants mènent une étude d'usine pilote de leur épurateur dans la centrale à vapeur alimentée au gaz naturel de Michigan Tech. « Il était important de tester le procédé dans des conditions d'émission réelles, " il expliqua.

Kawatra est satisfait des progrès que lui et ses étudiants ont réalisés pour éliminer le dioxyde de carbone des gaz de combustion. Et il est enthousiasmé par la perspective d'en créer un produit commercialisable. "Nous voulons lui trouver des utilisations, " at-il dit. "Nous voulons aider l'industrie à faire de l'argent. Nous voulons montrer qu'il est possible de prendre des déchets nocifs comme le dioxyde de carbone et de les rentabiliser."