Méthode d'absorption chimique
L'absorption chimique du dioxyde de carbone utilise la réaction chimique entre des réactifs chimiques et le dioxyde de carbone pour séparer le dioxyde de carbone des gaz de combustion. Il capte le CO2 en exploitant la propriété de certains réactifs chimiques de réagir avec le CO2 pour former des composés. Il convient aux applications à faibles concentrations de CO2/pressions partielles, telles que le captage des gaz de combustion dans les centrales électriques au charbon-, les cimenteries et les aciéries. Cette méthode est relativement mature, avec des démonstrations industrielles existantes, même si l'échelle des équipements est réduite.
Méthode d'absorption physique
La capture par absorption physique utilise la propriété selon laquelle certains solvants physiques ont une solubilité beaucoup plus élevée du dioxyde de carbone que d'autres composants des gaz de combustion pour réaliser la séparation du dioxyde de carbone des autres composants. Les procédés de capture utilisant des réactifs physiques se répartissent principalement en deux catégories : l'une utilise de l'éther diméthylique de polyéthylèneglycol comme réactif de capture, avec des procédés typiques comprenant le procédé Selexol développé par Union Carbide et le procédé NHD développé par l'Institut de recherche de l'industrie chimique de Nanjing en Chine ; l'autre utilise du méthanol comme réactif de capture, un processus typique étant le processus de lavage au méthanol à basse température Rectisol-développé conjointement par Linde et Lurgi en Allemagne.
Absorption physicochimique
Outre les méthodes de capture par absorption purement chimique et physique, certaines entreprises ont développé des procédés de capture utilisant des réactifs mixtes combinant des réactifs chimiques et physiques. Cela exploite les avantages en termes de performances des deux méthodes et est connu sous le nom de capture par absorption physicochimique.
Nouvelles technologies de capture
A. Technologie de séparation par adsorption
La technologie de séparation par adsorption utilise la différence d’attraction entre les sites actifs sur la surface adsorbante et les différentes molécules de gaz pour séparer les différents composants gazeux. La capacité de traitement des gaz d'un adsorbant est généralement liée à sa surface spécifique ; plus la surface spécifique est grande, plus la capacité de traitement du gaz est forte. Les adsorbants sont donc généralement des matériaux poreux. Les adsorbants couramment utilisés comprennent les tamis moléculaires, le charbon actif, le gel de silice et l'alumine activée, ou des combinaisons de deux adsorbants ou plus. La recherche montre qu'en raison des propriétés inhérentes à la structure spatiale moléculaire et à la polarité du dioxyde de carbone, la plupart des adsorbants ont une plus grande capacité d'adsorption du dioxyde de carbone que d'autres gaz tels que le méthane, le monoxyde de carbone, l'hydrogène et l'azote. Par conséquent, la plupart des adsorbants peuvent être utilisés pour la séparation du dioxyde de carbone.
B. Technologie de séparation par adsorption
La séparation membranaire est une méthode de capture du dioxyde de carbone qui utilise les différents taux de perméation de différents composants gazeux dans certains matériaux membranaires. Le cœur de la technologie de séparation par membrane consiste à identifier les matériaux membranaires présentant une perméabilité sélective à différents composants gazeux ; ce sont souvent des membranes semi-perméables et non-poreuses. La perméation des gaz dans la membrane suit un mécanisme de dissolution-diffusion : les molécules de gaz adsorbées d'un côté de la membrane se dissolvent et diffusent dans la membrane sous l'influence du gradient de concentration, puis se désorbent de l'autre côté. Étant donné que différents gaz ont des taux de dissolution-diffusion différents dans la membrane, la séparation des différents composants gazeux peut être réalisée.