Capture du CO2 par des semiclathrates d'ammonium quaternaires

National audienceLa réduction de CO2 représente un défi industriel et scientifique majeur de ce siècle. La capture et la séquestration de CO2 est un des moyens pour résoudre une partie du problème, particulièrement pour les industries dans lesquelles les gaz à traiter sont bien localisés. La capture de CO2 par formation des hydrates présente un intérêt énergique parce qu'elle opère dans des conditions de température ambiante mais aussi parce le CO2 peut être délivré directement en pression, aux conditions d'injection sur champ de stockage. Dans ce processus, le coût de la séparation est dû à la compression des gaz pour arriver aux conditions de formation des hydrates de gaz : à température ambiante, et quelques dizaines de bars, l'eau et le gaz forment un solide qui encapsule préférentiellement le CO2. La pression opératoire peut être abaissée et tendre vers la pression atmosphèrique grâce à l'utilisation astucieuse de promoteurs thermodynamiques. Les sels d'ammoniums quaternaires représentent une famille intéressante en raison de leur effet thermodynamique, mais également parce qu'ils peuvent produire des cristaux qui sont facilement transportables en raison de leur nature anti agglomérante. Nous avons construit un réacteur de captage pilote complet dont l'objectif est double. D'une part, il s'agit de tester un procédé de captage. Ensuite, il s'agit de récupérer le sorbet fabriqué afin de le transformer par dissociation en un sorbet atmosphérique qui sera utilisé comme fluide à changement de phase pour une application de climatisation. Dans cette présentation, nous présentons le dimensionnement d'une unité de 3 kW pour produire des hydrates atmosphérique en nous basant sur la formation intermédiaire des semiclathrates TBAB-CO2. La solution d'ammonium quaternaire réagit avec le gaz dans un réacteur (colonne à bulle) pour fabriquer un semi clathrate de TBAB-CO2. Cette opération se réalise à 10-15°C sous quelques dizaines de bars. Le CO2 est alors capturé tout en formant un solide instable à pression atmosphérique. Le sorbet est ensuite mis à pression atmosphérique et se rétro-cristallise en un sorbet stable d'hydrate de TBAB sans CO2. La présentation propose également une étude de caractérisation des transferts gaz/liquide dans la colonne à bulle