Carbon capture dans l'industrie

[Lucas G]

Bonjour,

Je suis actuellement entrain de réaliser une étude pour la mise en place d'un procédé de Carbon Capture sur des fours industriels et autres équipements.

Je galère un peu sur certains points et c'est pourquoi je sollicite votre aide.

Dans un premier temps, je voudrais pouvoir connaître composition des fumées sur les fours :

Certains fours sont "à contact indirect" (pas de contact des fumées avec le produit à chauffer/sécher/cuire). Je me dis donc que dans ce cas on peut tout "simplement" faire une équation de combustion pour avoir la composition des fumées (%CO, %CO2, %H2O, %N2, %NOx etc ...)

- Premier point : la dilution
Généralement on évite de faire une combustion à la stœchiométrie car on a une incertitude sur/(on ne veut pas de) NOx et imbrûlés. On viens donc faire une combustion en excès d'air (1,36 par exemple).

Dans le cas d'un combustible CH4 quelle serait la composition des fumées ?

J'ai déjà essayé quelques formules et "choses", mais je ne suis pas certain de mes résultat.
J'ai procédé comme suit :

1) Equation de combustion et équilibrage : CH4 + (1,36x2) (O2+3,76N2) -> CO2 + 2 H2O + 10,22 N2 + 1,44 O2
2) Masse molaire : Multiplication des coef des produits par leur masse molaire respective (ex. MO2 = 32 x 1,44 = 46,08)
3) Proportion : J'ai fait la somme des masses de tout ce qui est produit (Mtot) et puis j'ai divisé chaque produit (par ex. 46,08) par Mtot pour avoir la proportion
dans les fumées.

J'arrive à : 11%O2, 10.6%CO2, 69.4%N2 ,8.7%H2O (aux arrondis prés)

Premier point : Quand je change la dilution (1,36) la variation que j'ai ne semble pas être cohérente avec ce qui se passerais en vrai.

Deuxième point : Je ne suis pas sûr d'avoir tout les produits (peut-être rien à voir, mais je pense au souffre contenus dans certains carburants (routiers?))
(Je me doute qu'il est très compliqué de modéliser un tel phénomène de façon exacte, c'est pour avoir un ordre d'idée)

Je ne suis pas certain de mes résultats et d'une manière générale quelle est la démarche à suivre pour réaliser cette opération qui donnerais la composition des fumées ? Est-ce que j'ai le bon raisonnement ? Est-ce différent dans le cas de la combustion d'un fioul lourd (chaine carbonée bcp plus importante ?

La finalité serais d'avoir un tableau excel/programme qui, en fonction de la formule chimique du combustible et de la dilution me donne la compostions des fumées en %.

Je vous remercie du temps que vous accorderez à mon message.
Bonne journée.

Lucas
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[Henrix]

A mon avis, la fumée, c'est la masse de départ - l'énergie produite

[Lucas G]

Bonjour Henrix,

Merci d'avoir répondu à mon message.

Pour être sûr de bien comprendre, vous pensez que je devrais plutôt partir de la masse des réactifs (consommation massique de CH4 + consommation massique d'air) pour avoir mon Mtot, et ensuite obtenir les proportions massique dans ce sens ?

Pour infos, je connais déjà mon volume de fumée qui est produit (m3/h, Nm/h et la température)

Au passage, j'ai pu trouver quelques papiers intéressant qui disent que la composition en % est plutôt une proportion volumique pour le CO2, H2O, N2 et O2 et en ppm pour les produits marginaux (CO, C, NOx et SO2, H2S si le combustible contient du souffre).

[Henrix]

Les imbrûlés dépendent de la TH° et de la nature et masse des éléments de départ (imbrûlables).
A la masse totale, il faut soustraire les scories (imbrûlés non volatiles)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Kondelec]

Bonjour

On travaille presque toujours en excès d'air sur les fours (il y a quelques exceptions) pour éviter de former du CO afin d'optimiser le rendement, mais l'inverse est préjudiciable également, car on va chauffer de l'air pour rien.
En principe on travaille de 4 à 6% d'O2 sur les fumées avec du gaz ou du fioul, et environ 10% avec de la biomasse, moins de 100ppm de CO.
Les "imbrulés" sont principalement du CO.

[ecolami]

Bonjour,
Normalement on fait ce genre d'étude en ayant DEJA la composition des fumées. parce que sinon les incertitudes sont trop grandes. Je pense que pour vous Carbon Capture = Carbon DIOXYDE Capture parce qu'il ne vient a l'idée de personne de REDUIRE le CO2 en Carbone !!