JP2007000841A - System for and method of recovering carbon dioxide - Google Patents
System for and method of recovering carbon dioxide Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007000841A JP2007000841A JP2005187035A JP2005187035A JP2007000841A JP 2007000841 A JP2007000841 A JP 2007000841A JP 2005187035 A JP2005187035 A JP 2005187035A JP 2005187035 A JP2005187035 A JP 2005187035A JP 2007000841 A JP2007000841 A JP 2007000841A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- carbon dioxide
- absorption
- gas
- regeneration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
Abstract
Description
本発明は、火力発電所のボイラ、ごみ焼却炉などの排ガスに含まれている二酸化炭素などを回収する二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収方法に関する。 The present invention relates to a carbon dioxide recovery system and a carbon dioxide recovery method for recovering carbon dioxide and the like contained in exhaust gas from a boiler, a waste incinerator, and the like of a thermal power plant.
近年、化石燃料の燃焼生成物である二酸化炭素の温室効果による地球温暖化の問題が大きくなっている。気候変動に関する国際連合枠組条約の京都議定書において、我が国の温室効果ガス排出削減の目標は、1990年の比率マイナス6%を2008〜2012年の間に達成することである。 In recent years, the problem of global warming due to the greenhouse effect of carbon dioxide, which is a combustion product of fossil fuel, has been increasing. In the Kyoto Protocol of the United Nations Framework Convention on Climate Change, Japan's goal of reducing greenhouse gas emissions is to achieve the 1990 ratio of minus 6% between 2008 and 2012.
このような背景の中、火力発電所、都市ごみ焼却場などから排出される二酸化炭素を、例えば、アルカリ物質であるアミン化合物の水溶液を吸収液として用いることにより、二酸化炭素を回収するシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Against this background, a system for recovering carbon dioxide by using, for example, an aqueous solution of an amine compound, which is an alkaline substance, as an absorbing solution is proposed. (For example, refer to Patent Document 1).
ここで、図3は、吸収液としてアミン水溶液を用い、二酸化炭素を回収する従来の二酸化炭素回収システム200の概要を示している。
Here, FIG. 3 shows an outline of a conventional carbon
図3に示された従来の二酸化炭素回収システム200では、化石燃料を燃焼して排出された排ガス201は、ガスブロワ202によって吸収塔203に導かれる。吸収塔203の上部には、温度が50℃程度の吸収液204が供給され、この供給された吸収液204は、導入された排ガス201と接触して、排ガス201中の二酸化炭素を吸収する。一方、吸収液204に二酸化炭素を吸収された残りの排ガス201は、吸収塔203の上部から大気へ放出される。
In the conventional carbon
二酸化炭素を吸収した吸収液204は、吸収塔203の下部から抜出しポンプ205によって熱交換器206に導かれ、さらに再生塔207に導かれる。
The
再生塔207に導かれた吸収液204は、加熱器208のスチーム209によって120℃程度の温度に加熱されて、撹乱される。そして、二酸化炭素が吸収液204から放散され、再び二酸化炭素を吸収できる吸収液204に再生される。再生された吸収液204は、循環ポンプ210により、熱交換器206およびクーラ211を介して吸収塔203の上部へ戻される。一方、吸収液204から放散された二酸化炭素は、クーラ212を介して分離器213に導かれ、分離器213よって水分が取り除かれた後に回収される。
The absorbing
このように構成された従来の二酸化炭素回収システム200では、再生塔207において、ほぼ大気圧下で吸収液204を120℃程度に加熱して、吸収液204を再生していた。
上述した従来の二酸化炭素回収システム200においては、再生塔207において、循環している膨大な吸収液204を大気圧下で再生していたので、吸収液204を120℃程度の高温に加熱する必要があった。このため、高温のスチーム209の排熱が多量に使用され、システムとしての熱効率の向上を図ることが難しかった。
In the conventional carbon
一方、吸収液204の加熱温度を下げて、二酸化炭素を放出させるためには、再生塔207の内部圧力を減圧する必要がある。しかしながら、再生塔207の内部圧力を、例えば、真空ポンプを用いて減じると、多量の水蒸気が分離器213に水分として取り除かれ、大きな熱エネルギの損失に繋がる。また、真空ポンプを駆動する際、真空ポンプは発熱し、熱エネルギを外部に放出するため、システムとしての熱効率の向上を図ることが難しかった。
On the other hand, in order to lower the heating temperature of the absorbent 204 and release carbon dioxide, it is necessary to reduce the internal pressure of the
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、再生装置内の圧力を効率的に減圧することができ、その再生装置内を減圧することによって二酸化炭素とともに放出される水蒸気を熱エネルギとして回収し、システムとしての省エネルギ化を促進することができる二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収方法を提供すること目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can effectively reduce the pressure in the regenerator, and the water vapor released together with carbon dioxide by depressurizing the regenerator. It is an object of the present invention to provide a carbon dioxide recovery system and a carbon dioxide recovery method that can recover energy as thermal energy and promote energy saving as a system.
上記目的を達成するために、本発明の二酸化炭素回収システムは、ガス導入口、吸収用吸収液導入口、残りガス排出口および吸収液排出口を備え、前記ガス導入口から導入されたガスと前記吸収用吸収液導入口から導入された吸収液とを気液接触させて前記吸収液に前記ガス中の二酸化炭素を吸収させる吸収装置と、再生用吸収液導入口、再生吸収液排出口および二酸化炭素取出口を備え、前記二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放出させて前記吸収液を再生する再生装置と、前記吸収装置の吸収液排出口から排出される吸収液を前記再生装置の再生用吸収液導入口に導く第1の吸収液ラインと、前記再生装置の再生吸収液排出口から排出される吸収液を前記吸収装置の吸収用吸収液導入口に導く第2の吸収液ラインと、所定温度の液体を循環させる液体循環ラインおよび前記液体循環ラインを循環する液体の流れを利用して前記再生装置内の気体を流引する流引装置を備え、前記再生装置内を減圧し、前記気体を回収する減圧装置とを具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a carbon dioxide recovery system of the present invention comprises a gas inlet, an absorbing liquid inlet for absorption, a remaining gas outlet and an absorbent outlet, and a gas introduced from the gas inlet. An absorption device that causes gas-liquid contact with the absorption liquid introduced from the absorption liquid inlet for absorption and causes the absorption liquid to absorb carbon dioxide in the gas; an absorption liquid introduction port for regeneration; a regeneration absorption liquid discharge port; A regenerator comprising a carbon dioxide outlet and regenerating the absorbent by releasing carbon dioxide from the absorbent that has absorbed the carbon dioxide; and the regenerator for absorbing liquid discharged from an absorbent outlet of the absorber A first absorbing liquid line that leads to the regenerating absorbent inlet of the regenerating apparatus, and a second absorbing liquid that guides the absorbent discharged from the regenerating absorbent outlet of the regenerating apparatus to the absorbing absorbent inlet of the absorbing apparatus Line and predetermined temperature A liquid circulation line that circulates a liquid, and a flow-out device that draws a gas in the regeneration device using a flow of the liquid that circulates in the liquid circulation line, decompressing the regeneration device, and collecting the gas And a pressure reducing device.
この二酸化炭素回収システムによれば、吸収装置にガスと吸収液を導いて互いを気液接触させ、ガス中に含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させ、減圧装置によって減圧された再生装置で、吸収液から二酸化炭素を放出させ、吸収液を再生することができる。また、液体循環ラインを循環する液体の流れを利用して再生装置内の気体を流引する流引装置を備えることで、減圧のために使用されるエネルギを削減することができる。 According to this carbon dioxide recovery system, the gas and the absorption liquid are guided to the absorption device and brought into gas-liquid contact with each other, the carbon dioxide contained in the gas is absorbed in the absorption liquid, and the regenerator is decompressed by the decompression device. Carbon dioxide can be released from the absorbing solution to regenerate the absorbing solution. Moreover, the energy used for pressure reduction can be reduced by providing the flow-out apparatus which flows the gas in a reproduction | regeneration apparatus using the flow of the liquid which circulates through a liquid circulation line.
本発明の二酸化炭素回収方法は、ガスと吸収液とを吸収装置に導き、前記ガスと前記吸収液とを気液接触させて前記吸収液に前記ガス中の二酸化炭素を吸収させる吸収工程と、前記吸収工程で二酸化炭素を吸収した吸収液を再生装置に導き、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させて前記吸収液を再生する再生工程と、所定温度の液体を循環させ、前記循環する液体の流れを利用して前記再生装置内の気体を流引して前記再生装置内を減圧し、前記気体を回収する減圧回収工程とを具備することを特徴とする。 In the carbon dioxide recovery method of the present invention, the gas and the absorption liquid are guided to an absorption device, the gas and the absorption liquid are brought into gas-liquid contact, and the absorption liquid absorbs carbon dioxide in the gas; The absorption liquid that has absorbed carbon dioxide in the absorption process is guided to a regenerator, the regeneration process for regenerating the absorption liquid by releasing the carbon dioxide from the absorption liquid, the liquid at a predetermined temperature is circulated, and the circulating liquid And a decompression recovery step of recovering the gas by depressurizing the inside of the regenerator by flowing the gas in the regenerator using the flow of gas.
この二酸化炭素回収方法によれば、吸収工程において、吸収装置にガスと吸収液を導いて互いを気液接触させ、ガス中に含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させ、減圧回収工程によって減圧された再生装置で、吸収液から二酸化炭素を放出させて吸収液を再生する再生工程を行うことができる。また、循環する液体の流れを利用して再生装置内の気体を流引する減圧回収工程を備えることで、減圧のために使用されるエネルギを削減することができる。 According to this carbon dioxide recovery method, in the absorption process, the gas and the absorption liquid are guided to the absorption device and brought into gas-liquid contact with each other, and the carbon dioxide contained in the gas is absorbed in the absorption liquid, and the pressure is reduced by the vacuum recovery process. The regenerating apparatus can regenerate the absorbing liquid by releasing carbon dioxide from the absorbing liquid. Moreover, the energy used for pressure_reduction | reduced_pressure can be reduced by providing the pressure reduction recovery process which draws the gas in a reproduction | regeneration apparatus using the flow of the circulating liquid.
本発明の二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収方法によれば、再生装置内の圧力を効率的に減圧することができ、その再生装置内を減圧することによって二酸化炭素とともに放出される水蒸気を熱エネルギとして回収し、システムとしての省エネルギ化を促進することができる。 According to the carbon dioxide recovery system and the carbon dioxide recovery method of the present invention, the pressure in the regenerator can be efficiently reduced, and the water vapor released together with carbon dioxide by reducing the pressure in the regenerator is converted into thermal energy. As a system, energy saving as a system can be promoted.
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10の概要を示したものである。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an outline of a carbon dioxide recovery system 10 according to a first embodiment of the present invention.
この二酸化炭素回収システム10は、導入された排ガス103と吸収液150を気液接触させる吸収塔100と、二酸化炭素を吸収した吸収液150から二酸化炭素を放出させて吸収液150を再生する再生塔110と、再生塔110の内部圧力を減じる減圧装置120と、吸収塔100の吸収液排出口101から排出される吸収液150を再生塔110の再生用吸収液導入口111に導く吸収液ライン130と、再生塔110の再生吸収液排出口112から排出される吸収液150を吸収塔100の吸収用吸収液導入口102に導く吸収液ライン131と、再生塔110の上部に設けられた二酸化炭素取出口113から再生塔110内の二酸化炭素や水蒸気などを減圧装置120の流引装置121a、121b、121c…に導く二酸化炭素導出ライン132と、減圧装置120内の液体123を流引装置121a、121b、121c…を介して循環させる液体循環ライン133と、各ポンプ、各機器などを制御する制御部140とから主に構成されている。また、二酸化炭素回収システム10は、減圧装置120内の液体123を、吸収液ライン131に導く、液体導出ライン134を備えている。なお、この液体導出ライン134は、再生塔110の底部と連通するように構成されてもよい。
The carbon dioxide recovery system 10 includes an
なお、図1において、制御部140は、後述する各ポンプ、各構成機器などと電気的に接続されているが、図の明記のため接続線の記載は省略する。
In FIG. 1, the
まず、吸収塔100と再生塔110とに吸収液150を還流させる還流経路について説明する。
First, a reflux path for refluxing the absorbing
吸収塔100の下部には、火力発電所のボイラや都市ごみ焼却場などから排出された二酸化炭素を含む排ガス103を吸収塔100内に導くための排ガス導入口104が設けられている。なお、排ガス導入口104に導入されるガスは、火力発電所のボイラや都市ごみ焼却場などから排出された排ガス103に限らず、例えば、天然ガス採掘場で採掘された二酸化炭素を含む天然ガスでもよい。この天然ガスが吸収塔100内に導入された場合には、天然ガスから二酸化炭素を分離することができるので、高濃度の天然ガスを回収することができる。
Under the
また、この排ガス導入口104には、排ガス103を吸収塔100内に送気するためのガスブロワ105が連結されている。吸収塔100の上部には、再生塔110の再生吸収液排出口112から排出される吸収液150を導入する吸収用吸収液導入口102が設けられている。この吸収用吸収液導入口102には、吸収液150を噴出する吸収液噴出部106が設けられている。さらに、吸収塔100の内部には、この吸収液噴出部106から噴出された吸収液150と吸収塔100に導入された排ガス103とを主として気液接触させる充填材107が設置されている。また、吸収塔100の上端部には、残りガス排出口として機能し、充填材107を通過することで、二酸化炭素が吸収された排ガス103を大気中に排気するための排気口108が設けられている。
In addition, a
ここで、吸収液噴出部106から噴出される吸収液150は、均一に噴出されることが好ましく、例えば、吸収液噴出部106に、所定の噴霧粒径および噴霧パターンが得られる噴霧ノズルなどを用いてもよい。なお、吸収用吸収液導入口102の構成によって、吸収塔100内に吸収液150をほぼ均一に分散させることができる場合には、吸収液噴出部106を設けなくてもよい。
Here, the absorbing
充填材107は、例えば、多孔構造、ハニカム構造などを有するもので構成され、充填材107を通過する吸収液150を撹乱する作用を有するものであればよい。また、充填材107は、吸収塔100内に多段に設置されてもよい。この充填材107を多段に設置した場合、例えば、各段に対応して吸収液150を噴出する吸収液噴出部106を設けてもよい。なお、吸収塔100内において、排ガス103と吸収液150との気液接触を効率よく行えるならば、充填材107を設置せずに、吸収塔100を構成することも可能である。
The
さらに、吸収塔100の底部には、二酸化炭素を吸収した吸収液150を排出するための吸収液排出口101が設けられている。この吸収液排出口101は、送液ポンプ160が備えられた吸収液ライン130の一端と接続されている。吸収液ライン130の他端は、再生塔110の再生用吸収液導入口111に接続されている。
Furthermore, an absorption
再生塔110の底部には、再生された吸収液150を排出するための再生吸収液排出口112が設けられている。この再生吸収液排出口112は、送液ポンプ161および冷却器170が備えられた吸収液ライン131の一端と接続されている。吸収液ライン131の他端は、吸収塔100の吸収用吸収液導入口102に接続されている。冷却器170は、吸収液ライン131を還流する吸収液150を冷却するもので、熱交換器などで構成される。冷却器170において、吸収液150から熱を回収する冷却媒体として、例えば海水や水などを用いてもよい。
A regeneration absorption
また、再生塔110には、底部に溜まった吸収液150を、例えば、排ガス103の熱などを利用して加熱する加熱器171が設けられている。なお、再生塔110には、例えばフラッシングタンクや、吸収塔100と同様に、充填材を備えたタンクなどが使用される。さらに、再生塔110内に吸収液150を供給する際に、例えば、吸収液150を微粒化して再生塔110内に供給してもよい。この場合には、再生塔110の上部に、吸収液150を微粒化する吸収液噴出部(図示しない)などを設けることが好ましい。この吸収液噴出部は、例えば、噴霧ノズル、圧力噴射ノズルや、後述する流引装置121a、121b、121cの吸気孔を閉じたような構成を有するノズルなどで構成される。なお、吸収液噴出部の構成は、これらに限られるものではなく、吸収液150を微粒化する機構を有するものであればよい。
In addition, the
上記したように、吸収塔100、吸収液ライン130、再生塔110、吸収液ライン131、吸収塔100の順に吸収液150を還流させる還流経路が形成される。
As described above, a reflux path for refluxing the
なお、送液ポンプ160、161は、制御部140からの信号に基づいて作動し、吸収液ライン130、131に流れる吸収液150の流量などを調整している。
The liquid feed pumps 160 and 161 operate based on a signal from the
次に、再生塔110内を減圧し、再生塔110内の二酸化炭素や水蒸気を減圧装置120に回収する回収経路について説明する。
Next, a recovery path for depressurizing the
再生塔110の上部には、二酸化炭素取出口113が設けられ、二酸化炭素取出口113には、二酸化炭素や水蒸気などを減圧装置120の流引装置121a、121b、121c…に導く二酸化炭素導出ライン132の一端が接続されている。一方、二酸化炭素導出ライン132の他端は、複数に分岐され、各流引装置121a、121b、121c…の吸気孔に接続されている。
A
減圧装置120の下部には、送液ポンプ162を備えた液体循環ライン133の一端が接続されている。一方、液体循環ライン133の他端は、複数に分岐され、減圧装置120の上部に配設された各流引装置121a、121b、121c…の液体導入孔に接続されている。
One end of a
また、減圧装置120の下部側面には、送液ポンプ163を備えた液体導出ライン134の一端が接続されている。また、液体導出ライン134の他端は、吸収液ライン131に介在した冷却器170の下流側で、吸収液ライン131に連結されている。さらに、減圧装置120の上部には、二酸化炭素を外部に取出すための二酸化炭素回収口122が設けられている。
Further, one end of a
ここで、流引装置121a、121b、121cについて、図2を参照して説明する。
Here, the flow-drawing
図2は、流引装置121a、121b、121cの構成の一例を示す断面図である。図2に示すように、流引装置121a、121b、121cは、液体123が流れる液体流路180と、その液体流路180に流引される気体を導く気体流路181とから主に構成されている。液体流路180は、液体が流れる方向に、その断面積を徐々に減少させノズル部180aを形成し、その下流側においてその断面積を徐々に増加させる構造を有している。また、気体流路181は、液体流路180のノズル部180aの直ぐ下流側で、液体流路180と連通するように構成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the flow-drawing
この流引装置121a、121b、121c…は、液体循環ライン133に介在されているので、液体循環ライン133によって循環される液体123は、液体導入孔182から流引装置121a、121b、121c…内に流入し、液体流路180を通過する。液体流路180のノズル部180aを通過する液体123は噴流となり、その噴流の流引作用によって、吸気孔183から気体流路181を介して、気体Aが噴流に流引される。流引された気体Aは、液体123とともに液体排出孔184から排出され、減圧装置120内に導かれる。また、この流引装置121a、121b、121c…において、再生塔110内の気体Aを流引するため、再生塔110内は減圧される。ここで、液体流路180のノズル部180aより上流側で、液体流路180を流れる液体123に旋回を与える構成を備えてもよい。なお、流引装置121a、121b、121c…の構成は、上記した構成に限られるものではなく、上記した作用効果を発揮できるものであればよい。
Since these flow-out
上記した流引装置121a、121b、121c…の構成を備えるものとして、具体的には、アスピレータ(水流ポンプ)などが挙げられる。ここで、減圧装置120に設置される流引装置121a、121b、121c…の数は、特に限定されるものではなく、用途や運転条件に応じて適宜に設定される。この流引装置121a、121b、121c…を備えた減圧装置120によって、再生塔110内は、絶対圧で、20〜80kPaに減圧することができる。
Specifically, an aspirator (water flow pump) or the like is provided as the apparatus having the configuration of the above-described flow-drawing
上記したように、再生塔110内を減圧し、再生塔110内の二酸化炭素や水蒸気を減圧装置120に回収する回収経路が形成される。
As described above, a recovery path for reducing the pressure in the
第1の実施の形態で用いられる吸収液150は、水100g当たりに10〜28gの炭酸ナトリウムを溶かして、重量濃度を9〜22%に調整されたものが用いられる。 The absorbent 150 used in the first embodiment is prepared by dissolving 10 to 28 g of sodium carbonate per 100 g of water and adjusting the weight concentration to 9 to 22%.
吸収塔100における吸収液150の温度は、40〜75℃に設定されている。また、再生塔110における吸収液150の温度は、60〜90℃に設定されている。
The temperature of the absorbent 150 in the
ここで、吸収塔100における吸収液150の温度を40〜75℃の範囲に設定したのは、炭酸ナトリウムを主な溶質とする吸収液150が40℃未満であると、吸収液150への二酸化炭素の吸収が遅く、75℃を超えると、吸収液150に吸収された二酸化炭素が吸収塔100内で放散し始めるからである。
Here, the temperature of the
また、再生塔110における吸収液150の温度を60〜90℃の範囲に設定したのは、炭酸ナトリウムを主な溶質とする吸収液150が60℃未満であると、二酸化炭素の放出が遅く、90℃を超えると、吸収液150から多量の水分が消失するからである。
In addition, the temperature of the absorbing liquid 150 in the
また、液体循環ライン133に循環される液体123は、吸収塔100における吸収液150の温度とほぼ等しく、温度が40〜75℃の温水である。温水の温度を40〜75℃としたのは、温度が40℃より低い場合には、減圧装置120に回収する水蒸気を冷却して熱エネルギを失うことになり、温度が75℃より高い場合には、減圧装置120に回収する水蒸気を加熱して熱エネルギを消費するからである。
Further, the liquid 123 circulated through the
また、液体123は、温水に限らず、例えば、鉱油系やリン酸ステル系などの作動油を用いてもよい。これらの作動油は、水より沸点が高く、上記した温度範囲における温度の高い状態でも、安定した利用が可能となる。液体123として作動油を使用する場合には、減圧装置120内には、再生塔110からの水蒸気の凝縮によって形成された温水と、作動油とが混在することになる。この場合、例えば、作動油の比重が温水に比べて小さい場合には、上層は、液体123である作動油の層、下層は、水蒸気が凝縮して貯留された温水の層となる。なお、ここで用いられる作動油は、温水に溶解しないものである。
Further, the liquid 123 is not limited to hot water, and for example, hydraulic oil such as mineral oil or phosphate steal may be used. These hydraulic oils have a boiling point higher than that of water, and can be stably used even in a state where the temperature is high in the above-described temperature range. When hydraulic oil is used as the liquid 123, the hot water formed by condensation of water vapor from the
この場合には、減圧装置120から温水を排出する液体導出ライン134の一端は、減圧装置120の下部、つまり温水の層から温水を排出可能な位置に接続される。また、減圧装置120に流引装置121a、121b、121c…を介して、作動油を循環させる液体循環ライン133の一端は、作動油の層が形成されている領域に対応する減圧装置120の側面、つまり作動油の層から作動油を排出可能な位置に接続される。
In this case, one end of the liquid lead-out
なお、作動油の比重が温水に比べて大きい場合には、上層は、水蒸気が凝縮して貯留された温水の層、下層は、液体123である作動油の層となる。この場合、水蒸気とともに流引装置121a、121b、121c…を介して、減圧装置120の上部から噴出された作動油は、上層の温水の層を通過して下層に達することになる。そのため、例えば、上層の温水を液体導出ライン134を介して排出する際、温水に作動油が混在することになるので、作動油には、比重が温水に比べて小さいものを使用することが好ましい。
When the specific gravity of the hydraulic oil is larger than that of hot water, the upper layer is a layer of warm water in which water vapor is condensed and stored, and the lower layer is a layer of hydraulic oil that is the liquid 123. In this case, the hydraulic oil ejected from the upper part of the decompression device 120 through the flow-drawing
また、液体123として、例えば、ジエタノールアミン(DEA)やピペラジンなどを用いてもよい。これらの液体は、水より沸点が高く、上記した温度範囲における温度の高い状態でも、安定した利用が可能となる。また、これらの液体123は、水溶性であり、減圧装置120で温水に溶解し、その温水を、例えば液体導出ライン134に導出することで、温水が吸収液150に溶解し、二酸化炭素の吸収を促進する。
Further, as the liquid 123, for example, diethanolamine (DEA), piperazine, or the like may be used. These liquids have a boiling point higher than that of water, and can be stably used even in a state where the temperature is high in the above temperature range. Further, these
次に、二酸化炭素回収システム10の作用について説明する。 Next, the operation of the carbon dioxide recovery system 10 will be described.
火力発電所のボイラや都市ごみ焼却場などから排出された排ガス103は、ガスブロワ105によって吸収塔100内に供給される。排ガス103が吸収塔100内に供給されると、吸収液150は、吸収液ライン131を介して吸収塔100の上部の吸収液噴出部106から噴出される。吸収塔100内では、吸収液150と排ガス103が気液接触し、吸収液150は、排ガス103に含まれる二酸化炭素を吸収する。また、窒素や吸収されなかった二酸化炭素などを含む残りの排ガスは、吸収塔100の排気口108から大気中に放出される。
二酸化炭素を吸収した吸収液150は、送液ポンプ160によって、吸収液ライン130を介して、再生塔110の再生用吸収液導入口111から再生塔110内に導かれる。再生塔110内は、絶対圧力で、20〜80kPaの減圧状態になっており、吸収液150は、吸収した二酸化炭素を放出する。この際、再生塔110の底部に貯留された吸収液150の一部は、加熱器171により加熱され、水蒸気を発生する。この水蒸気は、再生塔110の下部から上部へ流れ、上部からの吸収液150と気液接触する。この接触により、吸収液150に吸収されていた二酸化炭素が水蒸気中に放出され、吸収液150が再生される。なお、水蒸気との接触により吸収液150から二酸化炭素が放出されるが、これ以外にも、再生塔110内が減圧されていることによっても、吸収液150から二酸化炭素が放出され、さらに再生塔110の底部に貯留された吸収液150の一部が水蒸気を発生する。
The
また、再生塔110の底部に貯留された、再生された吸収液150は、送液ポンプ161によって、吸収液ライン131を介して、吸収塔100の吸収用吸収液導入口102から吸収塔100内に導かれ、上記した二酸化炭素の吸収工程を再び行う。なお、吸収液ライン131を流れる吸収液150の温度が高い場合には、吸収液ライン131に介在した冷却器170によって、吸収液150を冷却する。また、冷却器170における冷媒の流量などは、例えば、制御部140からの信号に基づいて調整される。
Further, the regenerated
一方、再生塔110内に放出された二酸化炭素や、再生塔110内に発生した水蒸気は、流引装置121a、121b、121c…を流れる液体123の流引作用によって、流引装置121a、121b、121c…の吸気孔183に導かれる。そして、流引装置121a、121b、121c…を流れる液体123とともに、減圧装置120内に導かれる。そして、二酸化炭素や水蒸気が、流引装置121a、121b、121c…によって流引されて減圧装置120内に導かれるので、再生塔110内は、減圧され、所定の減圧状態を維持することができる。なお、再生塔110から流引されるのは、二酸化炭素や水蒸気の他に、例えば、再生塔110内で水蒸気が凝縮して形成された水滴などが含まれてもよい。
On the other hand, the carbon dioxide released into the
また、減圧装置120内は、大気圧であるため、減圧装置120内に導かれた水蒸気は、凝縮して水となる。この凝縮する際に放出される凝縮熱は、水に与えられ、水は温水となり、減圧装置120内に貯留される。また、このように、水蒸気が凝縮するので、高濃度の二酸化炭素を二酸化炭素回収口122を介して回収する。
Moreover, since the inside of the decompression device 120 is atmospheric pressure, the water vapor introduced into the decompression device 120 is condensed into water. The condensation heat released during the condensation is given to water, which becomes warm water and is stored in the decompression device 120. In addition, since the water vapor is condensed in this way, high-concentration carbon dioxide is recovered through the carbon
上記したように、第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10では、流引装置121a、121b、121c…よって、再生塔110内の圧力を減じることができるため、真空ポンプなどを用いて再生塔110内の減圧を行う場合に比べて、再生塔110内の減圧に要するエネルギを大幅に削減することができる。また、断熱処理を施す際においても、流引装置121a、121b、121c…の方が、真空ポンプなどに比べて、容易であり、さらに、効率よく熱エネルギの放散を抑制することができる。
As described above, in the carbon dioxide recovery system 10 of the first embodiment, since the pressure in the
また、減圧装置120内は、大気圧であるため、大部分の水蒸気は、凝縮して温水として回収されるので、二酸化炭素と水蒸気とを分離することができ、高濃度の二酸化炭素を回収することができる。さらに、水蒸気が凝縮する際に放出する凝縮熱を、温水を形成するために用いることで、熱エネルギを有効に利用することができ、システムとしての省エネルギ化を促進することができる。 Moreover, since the inside of the decompression device 120 is atmospheric pressure, most of the water vapor is condensed and recovered as hot water, so that carbon dioxide and water vapor can be separated, and high-concentration carbon dioxide is recovered. be able to. Furthermore, by using the heat of condensation released when water vapor condenses to form hot water, it is possible to effectively use thermal energy and promote energy saving as a system.
また、吸収液150は、再生塔110内で水蒸気として水分を放出することで、溶質の濃度が濃くなるが、液体導出ライン134を介して、減圧装置120内の温水を、吸収液ライン131、または再生塔110の底部に供給することができるので、吸収液150における溶質の濃度の上昇を抑制し、所定の濃度の吸収液150を循環させることができる。また、減圧装置120内の温水の温度と、吸収塔100または再生塔110内の吸収液150の温度とをほぼ等しく設定しているので、一部の温水を減圧装置120から、吸収液ライン131、または再生塔110に供給する際に、加熱などの熱エネルギを必要としない。これによって、システムとしての省エネルギ化を促進することができる。
Further, the
さらに、二酸化炭素回収システム10では、過大なエネルギを使わずに、火力発電所や都市ごみ焼却場などから排出される大量の二酸化炭素を回収することができるので、地球温暖化防止に寄与することができる。 Furthermore, since the carbon dioxide recovery system 10 can recover a large amount of carbon dioxide emitted from thermal power plants and municipal waste incineration plants without using excessive energy, it contributes to the prevention of global warming. Can do.
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムは、上述した第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10に吸収液として炭酸カリウム水溶液を用いたものである。したがって、第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムの基本構成や動作は、第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10と同じであるので、図1を参照して第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムを説明し、第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10における説明と重複する説明は省略する。
(Second Embodiment)
The carbon dioxide recovery system according to the second embodiment of the present invention uses an aqueous potassium carbonate solution as an absorbent in the carbon dioxide recovery system 10 according to the first embodiment described above. Accordingly, the basic configuration and operation of the carbon dioxide recovery system of the second embodiment are the same as those of the carbon dioxide recovery system 10 of the first embodiment, and therefore the second embodiment will be described with reference to FIG. The carbon dioxide recovery system will be described, and the description overlapping with the description in the carbon dioxide recovery system 10 of the first embodiment will be omitted.
第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムで用いられる吸収液は、水100g当たりに10〜43gの炭酸カリウムを溶かして、重量濃度を9〜30%に調整されたものが用いられる。吸収塔100における吸収液150の温度は、40〜75℃程度に設定されている。また、再生塔110における吸収液150の温度は、70〜95℃程度に設定されている。
The absorption liquid used in the carbon dioxide recovery system of the second embodiment is prepared by dissolving 10 to 43 g of potassium carbonate per 100 g of water and adjusting the weight concentration to 9 to 30%. The temperature of the absorbent 150 in the
ここで、吸収塔100における吸収液150の温度を40〜75℃に設定したのは、炭酸カリウムを主な溶質とする吸収液150の温度が40℃を下回ると、吸収液150への二酸化炭素の吸収が遅くなり、75℃を上回ると吸収液150から多量の水分が消失するからである。また、再生塔110における吸収液150の温度を70〜95℃に設定したのは、炭酸カリウムを主な溶質とする吸収液150の温度が70℃を下回ると、二酸化炭素の放出が遅くなり、95℃を上回ると、吸収液150から水蒸気が多量に発生するからである。
Here, the temperature of the
減圧装置120の流引装置121a、121b、121c…には、液体循環ライン133によって、例えば、鉱油系やリン酸エステル系などの作動油が循環される。
For example, mineral oil-based or phosphate ester-based hydraulic oil is circulated in the flow-out
また、液体循環ライン133に循環される液体123は、再生塔110における吸収液150の温度とほぼ等しく、温度が70〜95℃の温水である。温水の温度を70〜95℃としたのは、温度が70℃より低い場合には、減圧装置120に回収する水蒸気を冷却して熱エネルギを失うことになり、温度が95℃より高い場合には、減圧装置120に回収する水蒸気を加熱して熱エネルギを消費するからである。なお、ここで用いられる作動油は、温水に溶解しないものである。
The liquid 123 circulated through the
また、これらの作動油は、作動油の比重が温水に比べて小さいので、上層は、液体123である作動油の層、下層は、水蒸気が凝縮して貯留された温水の層となる。したがって、上述したように、減圧装置120から温水を排出する液体導出ライン134の一端は、減圧装置120の下部、つまり温水の層から温水を排出可能な位置に接続される。また、減圧装置120に流引装置121a、121b、121c…を介して、作動油を循環させる液体循環ライン133の一端は、作動油の層が形成されている領域に対応する減圧装置120の側面、つまり作動油の層から作動油を排出可能な位置に接続される。
Moreover, since these hydraulic fluids have a smaller specific gravity than the warm water, the upper layer is a layer of hydraulic fluid that is the liquid 123, and the lower layer is a warm water layer in which water vapor is condensed and stored. Therefore, as described above, one end of the liquid lead-out
また、ここでは、液体導出ライン134の他端は、再生塔110の底部に連通するように接続されている。そして、液体導出ライン134から供給される温水は、70〜95℃の温水であるため、再生塔110内の吸収液150の温度を70〜90℃に上昇させるので、加熱器171による熱エネルギの供給を少なくすることができる。
Here, the other end of the
上記した第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムでは、第1の実施の形態の二酸化炭素回収システムと同様に、流引装置121a、121b、121c…よって、再生塔110内の圧力を減じることができるため、真空ポンプなどを用いて再生塔110内の減圧を行う場合に比べて、再生塔110内の減圧に要するエネルギを大幅に削減することができる。また、断熱処理を施す際においても、流引装置121a、121b、121c…の方が、真空ポンプなどに比べて、容易であり、さらに、効率よく熱エネルギの放散を抑制することができる。
In the carbon dioxide recovery system of the second embodiment described above, as in the carbon dioxide recovery system of the first embodiment, the pressure in the
また、減圧装置120内は、大気圧であるため、大部分の水蒸気は、凝縮して温水として回収されるので、二酸化炭素と水蒸気とを分離することができ、高濃度の二酸化炭素を回収することができる。さらに、水蒸気が凝縮する際に放出する凝縮熱を、温水を形成するために用いることで、熱エネルギを有効に利用することができ、システムとしての省エネルギ化を促進することができる。 Moreover, since the inside of the decompression device 120 is atmospheric pressure, most of the water vapor is condensed and recovered as hot water, so that carbon dioxide and water vapor can be separated, and high-concentration carbon dioxide is recovered. be able to. Furthermore, by using the heat of condensation released when water vapor condenses to form hot water, it is possible to effectively use thermal energy and promote energy saving as a system.
また、吸収液150は、再生塔110内で水蒸気として水分を放出することで、溶質の濃度が濃くなるが、液体導出ライン134を介して、減圧装置120内の温水を、再生塔110の底部に供給することができるので、吸収液150における溶質の濃度の上昇を抑制し、所定の濃度の吸収液150を循環させることができる。
Further, the
また、再生塔110における吸収液150の温度が70〜95℃の範囲になっても、同じ温度範囲における作動油の飽和蒸気圧が温水の飽和蒸気圧に比べて非常に低いため、流引装置121a、121b、121c…における流引作用を妨げることなく、減圧能力を十分に確保することができる。
Further, even when the temperature of the absorbing liquid 150 in the
さらに、二酸化炭素回収システム10では、過大なエネルギを使わずに、火力発電所や都市ごみ焼却場などから排出される大量の二酸化炭素を回収することができるので、地球温暖化防止に寄与することができる。 Furthermore, since the carbon dioxide recovery system 10 can recover a large amount of carbon dioxide emitted from thermal power plants and municipal waste incineration plants without using excessive energy, it contributes to the prevention of global warming. Can do.
なお、上記した第1および第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムでは、主に、ボイラを備える火力発電所や都市ごみ焼却場などに、本発明の二酸化炭素回収システムを採用する一例を示したが、本発明の二酸化炭素回収システムの用途は、これらに限られるものではない。例えば、前述したように、例えば、天然ガス採掘場に採用することもできるし、さらに、船舶動力システムに採用することもできる。 In the carbon dioxide recovery system of the first and second embodiments described above, an example in which the carbon dioxide recovery system of the present invention is adopted mainly in a thermal power plant equipped with a boiler, a municipal waste incinerator, or the like is shown. However, the use of the carbon dioxide recovery system of the present invention is not limited to these. For example, as described above, it can be employed in, for example, a natural gas mine, and can also be employed in a ship power system.
10…二酸化炭素回収システム、100…吸収塔、103…排ガス、105…ガスブロワ、110…再生塔、120…減圧装置、121a,121b,121c…流引装置、122…二酸化炭素回収口、130,131…吸収液ライン、132…二酸化炭素導出ライン、133…液体循環ライン、134…液体導出ライン、150…吸収液、140…制御部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Carbon dioxide collection system, 100 ... Absorption tower, 103 ... Exhaust gas, 105 ... Gas blower, 110 ... Regeneration tower, 120 ... Decompression device, 121a, 121b, 121c ... Flow-out device, 122 ... Carbon dioxide collection port, 130, 131 ... Absorbing liquid line, 132 ... Carbon dioxide outlet line, 133 ... Liquid circulation line, 134 ... Liquid outlet line, 150 ... Absorbing liquid, 140 ... Controller.
Claims (10)
再生用吸収液導入口、再生吸収液排出口および二酸化炭素取出口を備え、前記二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放出させて前記吸収液を再生する再生装置と、
前記吸収装置の吸収液排出口から排出される吸収液を前記再生装置の再生用吸収液導入口に導く第1の吸収液ラインと、
前記再生装置の再生吸収液排出口から排出される吸収液を前記吸収装置の吸収用吸収液導入口に導く第2の吸収液ラインと、
所定温度の液体を循環させる液体循環ラインおよび前記液体循環ラインを循環する液体の流れを利用して前記再生装置内の気体を流引する流引装置を備え、前記再生装置内を減圧し、前記気体を回収する減圧装置と
を具備することを特徴とする二酸化炭素回収システム。 A gas introduction port, an absorption liquid introduction port for absorption, a remaining gas discharge port and an absorption liquid discharge port are provided, and the gas introduced from the gas introduction port and the absorption liquid introduced from the absorption liquid introduction port for absorption are gas-liquid. An absorption device that makes the absorption liquid absorb carbon dioxide in the gas,
A regeneration device comprising a regeneration absorbent inlet, a regeneration absorbent outlet, and a carbon dioxide outlet, and regenerating the absorbent by releasing carbon dioxide from the absorbent that has absorbed the carbon dioxide;
A first absorbing liquid line for guiding the absorbing liquid discharged from the absorbing liquid discharge port of the absorbing apparatus to the regenerating absorbing liquid inlet of the regenerating apparatus;
A second absorption liquid line for guiding the absorption liquid discharged from the regeneration absorption liquid discharge port of the regeneration apparatus to the absorption liquid introduction port for absorption of the absorption apparatus;
A liquid circulation line that circulates a liquid at a predetermined temperature; and a flow-out device that draws a gas in the regenerator using a flow of the liquid that circulates in the liquid circulation line. A carbon dioxide recovery system comprising: a decompression device that recovers gas.
前記吸収工程で二酸化炭素を吸収した吸収液を再生装置に導き、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させて前記吸収液を再生する再生工程と、
所定温度の液体を循環させ、前記循環する液体の流れを利用して前記再生装置内の気体を流引して前記再生装置内を減圧し、前記気体を回収する減圧回収工程と
を具備することを特徴とする二酸化炭素回収方法。 An absorption step of guiding the gas and the absorption liquid to an absorption device, bringing the gas and the absorption liquid into gas-liquid contact, and allowing the absorption liquid to absorb carbon dioxide in the gas;
A regenerating step of regenerating the absorbing solution by guiding the absorbing solution that has absorbed carbon dioxide in the absorbing step to a regenerating device, releasing the carbon dioxide from the absorbing solution;
A depressurizing and recovering step of circulating a liquid at a predetermined temperature, drawing a gas in the regenerator using the flow of the circulating liquid, depressurizing the regenerator, and collecting the gas. A carbon dioxide recovery method characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005187035A JP2007000841A (en) | 2005-06-27 | 2005-06-27 | System for and method of recovering carbon dioxide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005187035A JP2007000841A (en) | 2005-06-27 | 2005-06-27 | System for and method of recovering carbon dioxide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007000841A true JP2007000841A (en) | 2007-01-11 |
Family
ID=37686914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005187035A Withdrawn JP2007000841A (en) | 2005-06-27 | 2005-06-27 | System for and method of recovering carbon dioxide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007000841A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018026076A1 (en) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 포항공과대학교 산학협력단 | Co2 absorbent spray nozzle and spray tower type co2 absorption device comprising same |
JP2018038979A (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | 株式会社東芝 | Separation and recovery device and separation and recovery method of carbon dioxide, and liquid capturing device |
JP7309983B1 (en) | 2022-08-08 | 2023-07-18 | 株式会社タクマ | Carbon dioxide recovery device and carbon dioxide recovery method |
-
2005
- 2005-06-27 JP JP2005187035A patent/JP2007000841A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018026076A1 (en) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 포항공과대학교 산학협력단 | Co2 absorbent spray nozzle and spray tower type co2 absorption device comprising same |
JP2018038979A (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | 株式会社東芝 | Separation and recovery device and separation and recovery method of carbon dioxide, and liquid capturing device |
JP7309983B1 (en) | 2022-08-08 | 2023-07-18 | 株式会社タクマ | Carbon dioxide recovery device and carbon dioxide recovery method |
JP2024022767A (en) * | 2022-08-08 | 2024-02-21 | 株式会社タクマ | Carbon dioxide recovery device and carbon dioxide recovery method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5972985B2 (en) | Carbon dioxide recovery device | |
CA2795028C (en) | Carbon dioxide gas recovery device | |
KR101401813B1 (en) | Method and device for separating carbon dioxide from an exhaust gas of a fossil fired power plant | |
EP2722097B1 (en) | Combustion exhaust gas treatment system and combustion exhaust gas treatment method | |
JP5901296B2 (en) | CO2 chemical absorption system | |
JP2007137725A (en) | System and method for recovering carbon dioxide | |
WO2011132660A1 (en) | Exhaust gas treatment system having carbon dioxide removal device | |
JP5639814B2 (en) | Thermal power generation system with CO2 removal equipment | |
JP2008029976A (en) | System for recovering carbon dioxide and method for recovering carbon dioxide | |
KR20130012125A (en) | Method and device for separating carbon dioxide from an exhaust gas of a fossil-fired power generating plant | |
EP2230000A1 (en) | Flue gas treatment system and method using ammonia solution | |
JP2023068025A (en) | Carbon dioxide recovery system | |
WO2000057990A1 (en) | Method for controlling the co2 content flue gas from thermal power plants and a thermal power plant using the method | |
WO2012073553A1 (en) | Co2 recovery system | |
JP2006342032A (en) | Carbon dioxide recovery system and carbon dioxide recovery method | |
CA2883111C (en) | Heat recovery system and heat recovery method | |
JP2007000841A (en) | System for and method of recovering carbon dioxide | |
JP2008023438A (en) | Carbon dioxide recovery system and carbon dioxide recovery method | |
KR20220076400A (en) | Exhaust gas treatment apparatus | |
WO2021199567A1 (en) | Co2 recovery device and co2 recovery method | |
JP6845744B2 (en) | How to operate the carbon dioxide capture system and the carbon dioxide capture system | |
JP6658996B1 (en) | Gas absorption purification equipment | |
JP2007008732A (en) | System and method for recovering carbon dioxide | |
WO2012073552A1 (en) | Co2 recovery system | |
KR102234534B1 (en) | Exhaust pipe and vessel having the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |