Utilisez une base de gaz cohérente, séparez le flux de composants du flux de gaz total et évitez de compter deux fois les pertes de capture, de récupération ou d’exploitation.
Écrivez d’abord la limite de calcul
Un bilan massique utile suit le CO₂ d’un point source défini à un point de produit défini. Le CO₂ source disponible, le CO₂ d’alimentation accepté, le liquide récupéré et le produit commercialisable sont des quantités différentes. Avant de saisir des chiffres, décidez quelle quantité le débitmètre rapporte et quelles pertes incluent la fraction de récupération. Cela empêche un résultat apparemment précis de mélanger différentes limites.
Pour une estimation simple de premier passage, les tonnes annuelles récupérées sont égales au CO₂ disponible en kilogrammes par heure multiplié par la fraction globale de récupération et les heures de fonctionnement, puis divisé par 1 000. Si l’entrée décrit déjà la capacité de produit liquide livrée, n’appliquez pas à nouveau la fraction de récupération. De même, si les heures de fonctionnement excluent déjà les temps d’arrêt planifiés, ne soustrayez pas deux fois ce même temps d’arrêt.
Convertir le volume selon ses conditions déclarées
Pour le modèle de dépistage de gaz parfait utilisé ici, le débit massique de CO₂ est égal au débit volumique total de gaz multiplié par la pression absolue, la fraction molaire de CO₂ et la masse moléculaire, divisé par la constante du gaz et la température absolue. Un facteur de compressibilité peut être inclus lorsqu’une valeur de gaz réel appropriée est disponible. L’exemple normalisé du site Web utilise 0°C, 101,325 kPa absolus et Z = 1.
En utilisant une masse moléculaire de CO₂ de 44,0095 kg/kmol et R = 8,314462618 kPa·m³/(kmol·K), cela donne environ 1,9635 kg de CO₂ idéal par mètre cube dans ces conditions de référence. Il s’agit d’une approximation déclarée et non d’une densité universelle pour chaque température ou pression. Un calcul détaillé de l’usine doit utiliser un modèle approprié des propriétés thermophysiques.
Exemple concret : un flux gazeux riche en CO₂
Supposons un débit illustratif de mélange de gaz sec de 1 000 Nm³/h, avec 98 % de CO₂ sur la même base sèche. Le CO₂ disponible est d’environ 1 000 × 0,98 × 1,9635 = 1 924,2 kg/h. Avec une récupération globale supposée de 90 %, le produit représente environ 1 731,8 kg/h. Sur 8 000 heures de fonctionnement, le calcul donne environ 13 854 tonnes par an.
Ces hypothèses ne décrivent pas un résultat mesuré de nos usines. Elles montrent comment les unités se connectent. Le résultat doit encore être comparé à la disponibilité de la collecte, au débit de pointe, à l’acceptation des produits, au stockage et à la demande des clients. La capacité nominale de l’équipement peut devoir différer du débit moyen du produit car la source varie dans le temps.
Capture séparée de la récupération en aval
Une source diluée peut impliquer deux fractions distinctes : le CO₂ capturé à partir du mélange gazeux et le CO₂ capturé retenu comme produit final. Si l’on suppose que la capture est de 85 % et la récupération en aval de 95 %, leur fraction combinée est de 0,85 × 0,95 = 0,8075, soit 80,75 %. Ne multipliez pas ensuite par une autre fraction globale de récupération destinée à représenter ces mêmes pertes.
Une fraction de collecte peut également être pertinente si seule une partie du gaz source généré est admise. Il n’appartient au bilan que s’il n’est pas déjà inclus dans le débit disponible mesuré. Écrivez chaque flux et perte une fois. Cette discipline simple est plus précieuse que l’ajout de décimales supplémentaires à des données d’entrée incertaines.
Savoir ce que le résultat ne peut pas établir
Le calcul estime une quantité. Il ne démontre ni l’aptitude du CO₂ à un usage alimentaire, ni l’élimination des contaminants, ni la charge frigorifique, ni la puissance du compresseur, ni un domaine de fonctionnement sûr. Une analyse incomplète de la source doit conduire à une liste des données manquantes plutôt qu’à une approbation de la qualité. Un bilan massique correct peut néanmoins décrire un projet non rentable ou inadapté.
Pour une évaluation commerciale, comparez le produit annuel acceptable avec la demande interne utilisable ou une demande d’achat externe crédible. Si l’usine pouvait récupérer 8 000 tonnes mais que le marché n’en acceptait que 5 000, attribuer la pleine valeur de vente à l’ensemble des 8 000 surestimerait l’opportunité. Préservez la distinction entre le potentiel de valorisation technique, la production prévue et les tonnes commercialisables lorsque vous discutez du résultat avec nous.
Questions techniques courantes
Les Nm³/h sont-ils identiques aux m³/h réels ?
Non. Un volume normalisé fait référence aux conditions de référence déclarées. Le volume réel fait référence aux conditions au point de mesure.
La concentration de CO₂ doit-elle être appliquée à un apport en kg de CO₂/h ?
Non. Cette entrée décrit déjà le composant CO₂. La concentration est nécessaire lors de la conversion d’une mesure appropriée de gaz mélangé total.
Vérifiez le calcul avant de le convertir en capacité de l’équipement
| Vérifier | Interprétation correcte |
|---|---|
| 1 000 Nm³/h correspondent à du gaz sec ; Le CO₂ est à 98% sur base sèche | Utiliser le débit sec indiqué avec la fraction sèche de CO₂. |
| 1 000 m³/h correspond à du gaz humide réel | Utiliser la pression absolue, la température, la compressibilité et la fraction de CO₂ exprimée sur base humide réelles ; ne multipliez pas par la densité à l’état normal. |
| La récupération représente 90 % du CO₂ collecté | N’appliquez pas à nouveau la même perte de 10 % aux heures de fonctionnement annuelles. |
| 8 000 heures de fonctionnement excluent déjà les temps d’arrêt | Appliquez un facteur de disponibilité distinct uniquement s’il représente des pertes de temps supplémentaires clairement identifiées. |
À 15°C au lieu de 0°C, le même volume de gaz parfait contient environ 5,2 % de masse en moins à la même pression. Une étiquette de type « standard » sans température de référence peut donc engendrer une erreur importante de dimensionnement. À pression élevée, utilisez une équation d’état appropriée ou un calcul de propriété validé plutôt que de supposer que Z = 1.
Références techniques
- WebBook NIST sur la chimie : Dioxyde de carbone — Poids moléculaire 44,0095 et données de changement de phase CO₂.
- NIST CODATA : constantes physiques fondamentales — Constante molaire des gaz R = 8,314462618 J mol−1 K−1 sur la base molaire indiquée.
Appliquez ceci à votre projet
Ouvrir l’outil d’évaluation source pour enregistrer le bilan massique et les hypothèses économiques. Pour une conception spécifique à un projet, transmettez-nous l’analyse du gaz et la spécification du produit.
Nous publions ce guide sous le nom YTC. Notre politique éditoriale explique la vérification des sources, l’assistance de l’IA et la manière de signaler une correction. Les exemples ne constituent pas une garantie de performance de l’installation.