Récupération du CO₂ lors de la production de glace carbonique

Lors de la fabrication de glace carbonique, le CO₂ liquide est détendu : une partie devient solide et une autre est libérée sous forme gazeuse. Plutôt que de rejeter ce gaz, une unité de récupération peut le collecter, le comprimer et le reliquéfier pour le réutiliser, sous réserve de respecter la spécification du CO₂ liquide.

Comment fonctionne la récupération du CO₂ dans la production de glace carbonique ?

Le système récupère le CO₂ gazeux libéré par les presses ou les granulateurs de glace carbonique, puis le renvoie sous forme liquide. Le procédé comprend quatre étapes :

1. Collecter le gaz. Le CO₂ est acheminé vers l’unité de récupération par un réseau de collecte. La pression disponible et la contre-pression admissible des machines de production font partie des critères de conception.
2. Vérifier et conditionner le gaz. L’humidité et les impuretés éventuelles sont évaluées. Un séchage ou un autre traitement est prévu si la qualité du gaz ou les équipements en aval l’exigent.
3. Comprimer et reliquéfier le CO₂. Le gaz est comprimé, puis refroidi jusqu’à retrouver l’état liquide. Solveno utilise du CO₂ (R744) comme réfrigérant dans un circuit frigorifique fermé distinct.
4. Renvoyer le CO₂ liquide. Le liquide récupéré est dirigé vers le point de stockage ou de production approprié. La pression du réservoir, la température et la qualité du produit sont intégrées à l’étude.

Quelle quantité de CO₂ peut-on récupérer dans une usine de glace carbonique ?

La quantité récupérable dépend du procédé de production et du gaz qui peut effectivement être collecté. La seule capacité nominale des machines ne suffit pas pour l’estimer. Un bilan matière doit distinguer le CO₂ liquide alimentant les machines, la glace carbonique produite, le gaz libéré et les autres pertes éventuelles.

Les principales données nécessaires au dimensionnement sont :

• Profil de production : quantité de glace carbonique produite, nombre de machines, fonctionnement simultané et heures annuelles.
• Débit de gaz : valeurs minimale, moyenne et maximale, y compris au démarrage, à l’arrêt et à charge partielle.
• Pression et température : conditions au point de collecte et contre-pression admissible pour les machines.
• Tuyauteries : longueur, isolation, pertes de charge et espace disponible pour l’installation.
• Qualité du gaz et du liquide : composition en CO₂, humidité et spécification exigée pour la réutilisation.

Une capacité annoncée en kg/h correspond donc à des conditions de fonctionnement définies. Elle ne peut pas être extrapolée à toutes les températures, pressions et charges.

Consommation électrique, coûts d’exploitation et valorisation du CO₂

Pour un producteur de glace carbonique, l’intérêt économique principal est de réduire les quantités de CO₂ liquide à réapprovisionner. La valeur de cette récupération dépend du volume de CO₂ liquide réutilisable, du prix du CO₂ de remplacement et des coûts d’exploitation de l’unité.

La consommation électrique doit être comparée en kWh par tonne de CO₂ liquide récupéré et utilisable, à périmètre identique. Cette comparaison inclut la compression, la réfrigération et les auxiliaires concernés, et non la seule puissance du compresseur. La pression de collecte, la charge partielle et les conditions ambiantes influencent également le résultat.

Pour une première analyse économique, nous évaluons le volume annuel récupérable, les heures de fonctionnement, le coût de l’électricité, le prix du CO₂ liquide et la maintenance. Consultez notre guide sur la liquéfaction du CO₂ à faible consommation pour comprendre les limites de mesure et les coûts annuels.

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Systèmes de récupération du CO₂ pour producteurs de glace carbonique

Solveno propose des unités modulaires en conteneurs, dimensionnées selon le débit disponible et les conditions réelles du site. Les CR-35 et CR-17 illustrent deux capacités. Le choix final dépend du profil de production et des interfaces nécessaires.

Consultez nos systèmes de récupération du CO₂ pour la production de glace carbonique pour connaître les autres configurations et obtenir les fiches techniques.

Découvrir les systèmes de récupération

Intégration à une installation existante de glace carbonique

La récupération du CO₂ peut être envisagée pour une nouvelle ligne ou comme adaptation d’une installation existante. Il ne suffit pas de raccorder l’unité à une conduite de dégazage : les limites de fonctionnement des machines doivent être prises en compte.

• Pression de collecte : contre-pression admissible et variations de pression des machines de production.
• Tuyauterie du gaz : tracé, isolation, température du gaz et pertes de charge.
• Stockage du CO₂ liquide : pression, température et possibilité de raccordement au réservoir existant.
• Fonctionnement variable : stratégie de régulation adaptée aux démarrages, arrêts et variations de production.
• Installation en conteneurs : emplacement, utilités, accès et espace de maintenance.

Les unités sont conçues pour un fonctionnement normal automatisé ; la supervision et la maintenance sont définies pour chaque projet. L’emploi de CO₂ comme réfrigérant en circuit fermé évite un réfrigérant synthétique distinct dans ce circuit frigorifique.

Référence en exploitation : IJsfabriek Strombeek

Chez IJsfabriek Strombeek, en Belgique, Solveno a installé une unité CR-35 qui récupère et reliquéfie le CO₂ gazeux libéré par la production de glace carbonique. Selon la référence de projet publiée, 1 000 tonnes de CO₂ ont été récupérées durant les deux premiers mois de fonctionnement. Il s’agit d’un résultat observé sur ce site, et non d’une garantie de performance pour une autre installation.

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Questions fréquentes sur la récupération du CO₂ de la glace carbonique

Peut-on réutiliser le CO₂ récupéré pour produire de la glace carbonique ?

Oui, si le CO₂ liquide récupéré satisfait la spécification du site. La qualité du gaz collecté doit être vérifiée et un traitement complémentaire peut être nécessaire.

Combien de CO₂ peut-on récupérer par kilogramme de glace carbonique ?

Il n’existe pas de rendement unique valable pour toutes les usines. Le débit récupérable dépend du procédé, du système de collecte et des conditions de fonctionnement. Nous l’estimons à partir d’un bilan matière et du débit réel du gaz.

Le CO₂ récupéré est-il automatiquement de qualité alimentaire ?

Non. La récupération et la liquéfaction ne constituent pas, à elles seules, une certification de qualité alimentaire. La provenance du gaz, sa composition, son humidité, les traitements nécessaires et la spécification du produit doivent être examinés séparément.

Peut-on raccorder le système à des machines de glace carbonique existantes ?

Souvent, après une étude d’intégration. Les points essentiels sont la contre-pression admissible, les débits de gaz, la tuyauterie, les utilités et l’interface avec le stockage de CO₂ liquide.

Est-ce la même chose que le captage du CO₂ dans les fumées industrielles ?

Non. Cette application récupère un flux déjà riche en CO₂, libéré lors de la fabrication de glace carbonique. Elle ne vise pas à séparer le CO₂ de fumées diluées ou de l’air ambiant.

De quoi dépend la consommation électrique d’une unité de récupération ?

Elle dépend notamment de la pression et de la température d’entrée du gaz, de son débit, des conditions ambiantes, de la puissance frigorifique requise et du fonctionnement à charge partielle. Comparez la consommation électrique totale par tonne de CO₂ liquide utilisable, dans des conditions équivalentes.

Évaluer la récupération du CO₂ sur votre site

Indiquez le nombre et le type de machines à glace carbonique, leur capacité habituelle, le débit de gaz disponible ou un bilan matière, la pression et la température du gaz, les heures annuelles de fonctionnement et les conditions du stockage liquide. Ces informations permettent d’évaluer une configuration adaptée et les données nécessaires à une première étude technique et économique.

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