JP2007069059A - Gas treatment method and system and carbon dioxide recovery method and system - Google Patents

Gas treatment method and system and carbon dioxide recovery method and system Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas treatment method capable of efficiently removing a harmful gas component from a gas containing nitrogen oxide or sulfur oxide or both of the oxides and efficiently recovering carbon dioxide, and a gas treatment system. <P>SOLUTION: Nitrogen oxide or sulfur oxide is liquefied or solidified to remove it from the gas by cooling the gas containing the harmful gas component to a temperature not solidifying carbon dioxide but liquefying or solidifying nitrogen oxide or sulfur oxide. Carbon dioxide contained in the gas is solidified by cooling the gas from which nitrogen oxide or sulfur oxide is removed to a temperature for solidifying carbon dioxide and is deposited on an inner surface of a vessel fed with the gas. The vessel is air-tightly closed and the inside of the vessel is pressurized to a pressure or higher than a pressure at which the carbon dioxide can be liquefied. The liquid carbon dioxide is introduced to the vessel to dissolve the solidified carbon dioxide existing in the vessel in the liquid carbon dioxide. The dissolved carbon dioxide is discharged to the outside of the vessel. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスの処理方法及びシステムに関する。また、本発明は、二酸化炭素回収方法及びシステムに関する。   The present invention relates to a gas processing method and system. The present invention also relates to a carbon dioxide recovery method and system.

発電所や化学プラント等における石炭焚きボイラ、製鉄所における高炉、コークス炉、転炉等から排出される排ガス中に含まれる硫黄酸化物、窒素酸化物等の有害ガス成分は、例えば、湿式脱硫処理装置や脱硝触媒による脱硝処理装置等を用いて分離・除去されている。また、より効率の高い有害ガス成分の分離・除去方法として、活性炭を用いる、いわゆる物理吸着法が知られている。   Hazardous gas components such as sulfur oxides and nitrogen oxides contained in exhaust gas discharged from coal-fired boilers at power plants and chemical plants, blast furnaces, coke ovens, converters, etc. at steelworks, for example, wet desulfurization treatment It is separated and removed by using a denitration treatment apparatus using a denitration apparatus or a denitration catalyst. Also, a so-called physical adsorption method using activated carbon is known as a more efficient method for separating and removing harmful gas components.

他方、昨今では大気中の二酸化炭素量が増加し、温室効果と呼ばれている大気温度の上昇との関係が問題となってきている。二酸化炭素発生量の増加の原因は、化石燃料の燃焼により生ずるものが大半である。このため、発電所や化学プラント等においては、環境面から排ガス中に含まれる二酸化炭素をなるべく大気中に排出させないようにすることが求められている。   On the other hand, the amount of carbon dioxide in the atmosphere has increased recently, and the relationship with the rise in atmospheric temperature, called the greenhouse effect, has become a problem. The cause of the increase in the amount of carbon dioxide generation is mostly caused by the combustion of fossil fuels. For this reason, power plants, chemical plants, and the like are required to prevent carbon dioxide contained in exhaust gas from being discharged into the atmosphere as much as possible.

このような中で、例えば石炭焚きボイラ、製鉄所における高炉、コークス炉、転炉等から排出される排ガスの処理に関しては、窒素酸化物や硫黄酸化物等の有害ガス成分を効率よく除去するとともに、二酸化炭素については効率よく回収する必要があり、有害ガス成分の除去と二酸化炭素の回収とを一連の処理として効率よく連続的に行うことができる排ガスの処理システムが必要とされている。   In such circumstances, for example, regarding the treatment of exhaust gas discharged from coal-fired boilers, blast furnaces, coke ovens, converters, etc. in steelworks, while removing harmful gas components such as nitrogen oxides and sulfur oxides efficiently Further, it is necessary to efficiently collect carbon dioxide, and there is a need for an exhaust gas treatment system that can efficiently and continuously perform removal of harmful gas components and carbon dioxide recovery as a series of treatments.

また例えばLNG焚きボイラ等から排出される排ガスの処理に関しては、窒素酸化物等の有害ガス成分を効率よく除去するとともに、二酸化炭素についても効率よく回収する必要があり、有害ガス成分の除去と二酸化炭素の回収とを一連の処理として効率よく連続的に行うための仕組みが必要とされている。   For example, regarding the treatment of exhaust gas discharged from an LNG-fired boiler, it is necessary to efficiently remove harmful gas components such as nitrogen oxides and efficiently recover carbon dioxide. A mechanism for efficiently and continuously performing carbon recovery as a series of processes is required.

そしてこれらの排ガスの処理に関しては、窒素酸化物や硫黄酸化物等の有害ガス成分を効率よく除去するとともに、二酸化炭素についても効率よく回収する必要があり、有害ガス成分の除去と二酸化炭素の回収とを一連の処理として効率よく連続的に行うことができる排ガスの処理システムが必要とされている。   Regarding the treatment of these exhaust gases, it is necessary to efficiently remove harmful gas components such as nitrogen oxides and sulfur oxides, and also to efficiently collect carbon dioxide. Removal of harmful gas components and carbon dioxide recovery There is a need for an exhaust gas treatment system that can efficiently and continuously be performed as a series of treatments.

ここで排ガスに含まれる二酸化炭素を回収する技術において、排ガスから二酸化炭素を分離する技術はそのための要素技術として重要である。そのような技術として、排ガス中の炭酸ガスをドライアイスとして固化・分離し、さらに加熱・加圧することにより液体の二酸化炭素とする技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。同文献に開示されている方法は、例えば図1に示す方法により実施することができる。同図に示す方法では、まずその外側に冷媒1100を流通させた熱交換器の伝熱管1102の内部に、二酸化炭素を分離しようとするガス1103を流通させ、これによりガス中に含まれる二酸化炭素をドライアイス化(固化)し、捕集容器1104に捕集する。そして捕集容器1104に捕集したドライアイス1105を、捕集容器1104からドライアイス液化装置1106に移し、液体の二酸化炭素1107として回収する。なお、捕集したドライアイス1105を液化しているのは貯留や輸送の便宜の為である。   Here, in the technology for recovering carbon dioxide contained in the exhaust gas, the technology for separating carbon dioxide from the exhaust gas is important as an elemental technology for that purpose. As such a technique, a technique is disclosed in which carbon dioxide in exhaust gas is solidified and separated as dry ice, and further heated and pressurized to form liquid carbon dioxide (see, for example, Patent Document 1). The method disclosed in this document can be implemented by, for example, the method shown in FIG. In the method shown in the figure, first, a gas 1103 for separating carbon dioxide is circulated inside a heat exchanger tube 1102 of a heat exchanger in which a refrigerant 1100 is circulated on the outer side, whereby carbon dioxide contained in the gas. Is dried ice (solidified) and collected in a collection container 1104. Then, the dry ice 1105 collected in the collection container 1104 is transferred from the collection container 1104 to the dry ice liquefier 1106 and recovered as liquid carbon dioxide 1107. The collected dry ice 1105 is liquefied for convenience of storage and transportation.

図1に示す方法では、ドライアイスを伝熱管1102の内側に析出させている。このため、析出したドライアイスにより伝熱管1102の管路が閉塞されて、装置の連続運転もしくは自動運転が難しいという問題がある。また固化部である捕集容器1104と液化部であるドライアイス液化装置1106とがそれぞれ別体の装置で構成されているため、二酸化炭素を捕集容器1104からドライアイス液化装置1106に搬送する仕組みも必要である。つまり図1に示す方法では、ガス中から二酸化炭素を分離するプロセスを連続的に効率良く運転することができず、とくに火力発電所や製鉄所等の大量の排ガス発生源に適用しようとする場合には、性能面で必ずしも十分であるとはいえない。
特開2000−317302号公報
In the method shown in FIG. 1, dry ice is deposited inside the heat transfer tube 1102. For this reason, the pipe line of the heat exchanger tube 1102 is blocked by the deposited dry ice, and there is a problem that continuous operation or automatic operation of the apparatus is difficult. In addition, since the collection container 1104 that is a solidification unit and the dry ice liquefaction device 1106 that is a liquefaction unit are configured as separate devices, a mechanism for conveying carbon dioxide from the collection container 1104 to the dry ice liquefaction device 1106. Is also necessary. In other words, in the method shown in FIG. 1, the process of separating carbon dioxide from the gas cannot be operated continuously and efficiently, especially when it is intended to be applied to a large amount of exhaust gas generation sources such as thermal power plants and steelworks. However, it is not necessarily sufficient in terms of performance.
JP 2000-317302 A

本発明は以上のような背景に鑑みてなされたものであって、窒素酸化物又は硫黄酸化物、あるいはその両方を含むガスから、有害ガス成分を効率よく除去し、かつ、二酸化炭素を効率よく回収することができるガスの処理方法及びシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the background as described above, and efficiently removes harmful gas components from a gas containing nitrogen oxide and / or sulfur oxide, and efficiently removes carbon dioxide. It is an object of the present invention to provide a gas processing method and system that can be recovered.

本発明にかかるガス処理方法は、二酸化炭素を含有するガスを、二酸化炭素を固化させる温度で冷却することにより、前記ガスに含まれる二酸化炭素を固化させ、前記ガスが導入された容器の内部の面に付着させて、前記容器を密閉し、二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に前記容器の内部を加圧し、液体二酸化炭素を前記容器へ導入し、前記容器に存在する前記固化した二酸化炭素の一部又は全部を前記液体二酸化炭素に溶解させ、前記溶解した二酸化炭素の一部又は全部を前記容器の外に排出し、排出された前記溶解した二酸化炭素を回収することを特徴とする。   In the gas treatment method according to the present invention, the gas containing carbon dioxide is cooled at a temperature at which carbon dioxide is solidified, so that the carbon dioxide contained in the gas is solidified, and the inside of the container into which the gas is introduced. Adhering to the surface, sealing the container, pressurizing the interior of the container above the pressure at which carbon dioxide can take a liquid state, introducing liquid carbon dioxide into the container, and solidifying the solid present in the container A part or all of carbon dioxide is dissolved in the liquid carbon dioxide, part or all of the dissolved carbon dioxide is discharged out of the container, and the discharged dissolved carbon dioxide is recovered. To do.

また、本発明にかかるガス処理方法は、窒素酸化物又は硫黄酸化物の一方をさらに含有する前記ガスを、二酸化炭素を固化させないが前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を液化又は固化させる第1の温度に冷却することにより前記ガスに含まれる窒素酸化物又は硫黄酸化物を液化又は固化させて前記ガスから除去する第1の工程と、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去したガスを二酸化炭素を固化させる第2の温度に冷却することにより、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去したガスに含まれる二酸化炭素を、固化させ、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去したガスが供給された容器の内部の面に付着させて、前記容器を密閉し、二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に前記容器の内部を加圧し、液体二酸化炭素を前記容器へ導入し、前記容器に存在する前記固化した二酸化炭素の一部又は全部を前記液体二酸化炭素に溶解させ、前記溶解した二酸化炭素の一部又は全部を前記容器の外に排出する第2の工程を含むことを特徴とする。   In the gas treatment method according to the present invention, the gas further containing one of nitrogen oxides and sulfur oxides does not solidify carbon dioxide, but liquefies or solidifies the nitrogen oxides or sulfur oxides. A first step of liquefying or solidifying nitrogen oxides or sulfur oxides contained in the gas by cooling to a temperature and removing them from the gas; and the gas from which the nitrogen oxides or sulfur oxides have been removed is carbon dioxide. By cooling to the second temperature for solidifying the carbon dioxide contained in the gas from which the nitrogen oxides or sulfur oxides have been removed, the gas from which the nitrogen oxides or sulfur oxides have been removed is supplied. The inner surface of the container is sealed, the container is sealed, the inside of the container is pressurized to a pressure higher than the pressure at which carbon dioxide can take a liquid state, and the liquid carbon dioxide is introduced into the container. Including a second step of dissolving a part or all of the solidified carbon dioxide present in the container in the liquid carbon dioxide and discharging a part or all of the dissolved carbon dioxide to the outside of the container. Features.

本ガス処理方法は、前記第1の工程において、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物が液化又は固化する温度以下の温度の冷却媒体に、前記ガスを流通させることにより、前記ガスに含まれる窒素酸化物又は硫黄酸化物を前記ガスから除去することを特徴とする。   In the gas treatment method, in the first step, the gas is circulated through a cooling medium having a temperature equal to or lower than a temperature at which the nitrogen oxide or sulfur oxide is liquefied or solidified, thereby oxidizing the nitrogen contained in the gas. An object or sulfur oxide is removed from the gas.

また、本ガス処理方法は、前記第1の工程により前記ガスから分離される前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を含む前記冷却媒体を、前記冷却媒体は気化させるが前記窒素酸化物又は硫黄酸化物は気化させない温度に昇温することにより、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物と前記冷却媒体とを分離する第3の工程を含むことを特徴とする。   In the gas treatment method, the cooling medium containing the nitrogen oxide or sulfur oxide separated from the gas in the first step is vaporized, but the nitrogen oxide or sulfur oxide is vaporized. Includes a third step of separating the nitrogen oxide or sulfur oxide and the cooling medium by raising the temperature to a temperature at which vaporization is not caused.

さらに、本ガス処理方法は、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物から分離される前記冷却媒体を、前記ガスを流通させる前記冷却媒体として再利用する第4の工程を含むことを特徴とする。   Furthermore, the gas treatment method includes a fourth step of reusing the cooling medium separated from the nitrogen oxide or sulfur oxide as the cooling medium for circulating the gas.

本発明にかかるガス処理方法は、窒素酸化物及び硫黄酸化物をさらに含有する前記ガスを、二酸化炭素を固化させないが前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を液化又は固化させる第1の温度に冷却することにより前記ガスに含まれる窒素酸化物及び硫黄酸化物を液化又は固化させて前記ガスから除去する第1の工程と、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を除去したガスを二酸化炭素を固化させる第2の温度に冷却することにより、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を除去したガスに含まれる二酸化炭素を、固化させ、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を除去したガスが供給された容器の内部の面に付着させて、前記容器を密閉し、二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に前記容器の内部を加圧し、液体二酸化炭素を前記容器へ導入し、前記容器に存在する前記固化した二酸化炭素の一部又は全部を前記液体二酸化炭素に溶解させ、前記溶解した二酸化炭素の一部又は全部を前記容器の外に排出する第2の工程を含むことを特徴とする。   In the gas treatment method according to the present invention, the gas further containing nitrogen oxides and sulfur oxides is cooled to a first temperature that does not solidify carbon dioxide but liquefies or solidifies the nitrogen oxides and sulfur oxides. A first step of liquefying or solidifying nitrogen oxides and sulfur oxides contained in the gas and removing them from the gas; and a step of solidifying carbon dioxide from the gases from which the nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed. By cooling to a temperature of 2, the carbon dioxide contained in the gas from which the nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed is solidified, and the inside of the container to which the gas from which the nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed has been supplied The container is sealed, the inside of the container is pressurized to a pressure higher than the pressure at which carbon dioxide can take a liquid state, liquid carbon dioxide is introduced into the container, A second step of dissolving a part or all of the solidified carbon dioxide existing in the liquid carbon dioxide and discharging a part or all of the dissolved carbon dioxide out of the container. .

本ガス処理方法は、前記第1の工程において、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物が液化又は固化する温度以下の温度の冷却媒体に、前記ガスを流通させることにより、前記ガスに含まれる窒素酸化物及び硫黄酸化物を前記ガスから除去することを特徴とする。   In the gas treatment method, in the first step, the gas is circulated through a cooling medium having a temperature equal to or lower than a temperature at which the nitrogen oxides and sulfur oxides are liquefied or solidified, thereby oxidizing nitrogen contained in the gas. The product and sulfur oxide are removed from the gas.

また、本ガス処理方法は、前記第1の工程により前記ガスから分離される前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を含む前記冷却媒体を、前記冷却媒体は気化させるが前記窒素酸化物及び硫黄酸化物は気化させない温度に昇温することにより、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物と前記冷却媒体とを分離する第3の工程を含むことを特徴とする。   In the gas treatment method, the cooling medium containing the nitrogen oxides and sulfur oxides separated from the gas in the first step is vaporized, but the nitrogen oxides and sulfur oxides are vaporized. Includes a third step of separating the nitrogen oxide and sulfur oxide and the cooling medium by raising the temperature to a temperature at which vaporization is not caused.

さらに、本ガス処理方法は、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物から分離される前記冷却媒体を、前記ガスを流通させる前記冷却媒体として再利用する第4の工程を含むことを特徴とする。   Furthermore, the gas treatment method includes a fourth step of reusing the cooling medium separated from the nitrogen oxide and sulfur oxide as the cooling medium through which the gas is circulated.

また、本ガス処理方法は、前記第1の工程により前記ガスから分離される前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を、硫黄酸化物は気化させるが窒素酸化物は気化させない温度に昇温することにより、硫黄酸化物と窒素酸化物とを分離する第5の工程を含むことを特徴とする。   Further, in the gas treatment method, the nitrogen oxides and sulfur oxides separated from the gas in the first step are heated to a temperature at which sulfur oxides are vaporized but nitrogen oxides are not vaporized. And a fifth step of separating sulfur oxide and nitrogen oxide.

本ガス処理方法において、前記冷却媒体は、例えば、ジメチルエーテル、メタノール、エタノール、トルエン、エチルベンゼンのいずれかを含むことを特徴とする。   In this gas treatment method, the cooling medium includes, for example, any of dimethyl ether, methanol, ethanol, toluene, and ethylbenzene.

また、本ガス処理方法は、前記容器が、二酸化炭素が固化する温度以下の温度の冷媒を流通させた冷媒流通装置を有し、前記冷媒流通装置の外部に前記ガスを接触させることによって前記ガスを冷却させることを特徴とする。   Further, in this gas treatment method, the container has a refrigerant circulation device that circulates a refrigerant having a temperature equal to or lower than a temperature at which carbon dioxide is solidified, and the gas is brought into contact with the outside of the refrigerant circulation device. It is characterized by cooling.

ここで、前記冷媒流通装置は、例えば管状であり、前記容器の内部に蛇行して設けられていることが好ましい。   Here, it is preferable that the said refrigerant | coolant distribution | circulation apparatus is tubular, for example, and is provided meandering inside the said container.

また、本ガス処理方法において、前記第1の工程は、前記ガスに含まれる水分を前記ガスから分離する工程を含むことを特徴とする。   In the gas treatment method, the first step includes a step of separating moisture contained in the gas from the gas.

さらに、本ガス処理方法において、前記ガスは、例えばLNG焚きボイラから排出される排ガスであってもよい。   Furthermore, in this gas processing method, the gas may be an exhaust gas discharged from an LNG-fired boiler, for example.

本ガス処理方法において、前記液体二酸化炭素は、二酸化炭素貯留槽から前記容器へ供給され、前記排出された前記溶解した二酸化炭素は、前記二酸化炭素貯留槽へ回収されることを特徴とする。   In this gas processing method, the liquid carbon dioxide is supplied from a carbon dioxide storage tank to the container, and the discharged dissolved carbon dioxide is recovered into the carbon dioxide storage tank.

また、本ガス処理方法において、前記二酸化炭素貯留槽内の圧力は、前記容器内の圧力と同一であることを特徴とする。   Moreover, in this gas processing method, the pressure in the said carbon dioxide storage tank is the same as the pressure in the said container, It is characterized by the above-mentioned.

さらに、本ガス処理方法において、前記圧力は、5.11atm以上であることを特徴とする。   Furthermore, in the present gas treatment method, the pressure is 5.11 atm or more.

本発明にかかるガス処理装置は、二酸化炭素を含有するガスを、二酸化炭素を固化させる温度で冷却することにより、前記ガスに含まれる二酸化炭素を固化させ、前記ガスが導入された容器の内部の面に付着させて、前記容器を密閉し、二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に前記容器の内部を加圧し、液体二酸化炭素を前記容器へ導入し、前記容器に存在する前記固化した二酸化炭素の一部又は全部を前記液体二酸化炭素に溶解させ、前記溶解した二酸化炭素の一部又は全部を前記容器の外に排出することを特徴とする。   The gas processing apparatus according to the present invention cools a gas containing carbon dioxide at a temperature at which carbon dioxide is solidified, so that carbon dioxide contained in the gas is solidified, and the gas inside the container into which the gas is introduced is contained. Adhering to the surface, sealing the container, pressurizing the interior of the container above the pressure at which carbon dioxide can take a liquid state, introducing liquid carbon dioxide into the container, and solidifying the solid present in the container A part or all of carbon dioxide is dissolved in the liquid carbon dioxide, and part or all of the dissolved carbon dioxide is discharged out of the container.

また、本発明にかかるガス処理装置は、二酸化炭素を含有するガスから前記二酸化炭素を除去するためのガス処理装置であって、二酸化炭素を含有する前記ガスを供給するための第1の入口と、前記二酸化炭素の一部又は全部を除去した後のガスを排出するための第1の出口と、液体二酸化炭素を供給するための第2の入口と、前記液体二酸化炭素によって溶解した固化した二酸化炭素を排出するための第2の出口とを備えた容器と、前記二酸化炭素を固化させるための冷却装置とを備え、前記容器は、前記第1の入口より供給される前記ガスの量を制御するための手段と、前記第1の出口より排出されるガスの量を制御するための手段と、前記第2の入口より前記液体二酸化炭素を供給するための供給手段と、前記第2の出口より溶解した前記固化した二酸化炭素を排出するための排出手段と、第2の出口より排出された溶解した二酸化炭素を回収するための回収手段と、前記容器内に圧力を印加する圧力印加手段とを備えることを特徴とする。   Moreover, the gas processing apparatus concerning this invention is a gas processing apparatus for removing the said carbon dioxide from the gas containing carbon dioxide, Comprising: The 1st inlet_port | entrance for supplying the said gas containing carbon dioxide, , A first outlet for discharging gas after removing part or all of the carbon dioxide, a second inlet for supplying liquid carbon dioxide, and solidified dioxide dissolved by the liquid carbon dioxide A container having a second outlet for discharging carbon; and a cooling device for solidifying the carbon dioxide, wherein the container controls the amount of the gas supplied from the first inlet. Means for controlling, means for controlling the amount of gas discharged from the first outlet, supply means for supplying the liquid carbon dioxide from the second inlet, and the second outlet More dissolved A discharge means for discharging the solidified carbon dioxide; a recovery means for recovering the dissolved carbon dioxide discharged from the second outlet; and a pressure applying means for applying pressure to the container. It is characterized by.

本ガス処理装置において、前記冷却装置は、二酸化炭素が固化する温度以下の温度の冷媒を流通させるための冷媒流通装置であることを特徴とする。   In the present gas treatment device, the cooling device is a refrigerant circulation device for circulating a refrigerant having a temperature equal to or lower than a temperature at which carbon dioxide is solidified.

ここで、前記冷媒流通装置は、例えば管状であり、前記容器内部に蛇行して設けられていることが好ましい。   Here, it is preferable that the said refrigerant | coolant distribution | circulation apparatus is a tubular shape, for example, and is provided meandering inside the said container.

本発明にかかるガス処理システムは、二酸化炭素、及び窒素酸化物又は硫黄酸化物の一方を含有するガスを、二酸化炭素を固化させないが前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を液化又は固化させる第1の温度に冷却することにより、前記ガスに含まれる窒素酸化物又は硫黄酸化物を液化又は固化させて前記ガスから除去するための第1の装置と、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去したガスを、二酸化炭素を固化させる第2の温度で冷却することにより、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去したガスに含まれる二酸化炭素を固化させ、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去したガスが導入された容器の内部の面に付着させて、前記容器を密閉し、二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に前記容器の内部を加圧し、液体二酸化炭素を前記容器へ導入し、前記容器に存在する前記固化した二酸化炭素の一部又は全部を前記液体二酸化炭素に溶解させ、前記溶解した二酸化炭素の一部又は全部を前記容器の外に排出するための第2の装置を備えることを特徴とする。   In the gas treatment system according to the present invention, a gas containing carbon dioxide and one of nitrogen oxides and sulfur oxides does not solidify carbon dioxide, but liquefies or solidifies the nitrogen oxides or sulfur oxides. A first apparatus for liquefying or solidifying nitrogen oxides or sulfur oxides contained in the gas and removing them from the gas by cooling to a temperature; and a gas from which the nitrogen oxides or sulfur oxides have been removed Is cooled at a second temperature at which carbon dioxide is solidified to solidify carbon dioxide contained in the gas from which the nitrogen oxides or sulfur oxides have been removed, thereby removing the nitrogen oxides or sulfur oxides. Is attached to the inner surface of the container, and the container is sealed, and the inside of the container is pressurized to a pressure higher than the pressure at which carbon dioxide can take a liquid state. A part of the solidified carbon dioxide present in the container is dissolved in the liquid carbon dioxide, and part or all of the dissolved carbon dioxide is discharged out of the container. It is characterized by comprising two devices.

また、本発明にかかるガス処理システムは、二酸化炭素、及び窒素酸化物又は硫黄酸化物の一方を含有するガスから前記二酸化炭素、及び窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去するためのガス処理システムであって、前記ガス処理システムは、第1の装置と第2の装置を含み、前記第1の装置は、前記二酸化炭素、及び窒素酸化物又は硫黄酸化物を含有する前記ガスを供給するための第3の入口と、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物の一部又は全部を除去した後のガスを排出するための第3の出口と、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を排出するための第4の出口を備えた第1の容器と、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を液化又は固化させるための第1の冷却装置を備え、前記第2の装置は、前記第3の出口から排出された前記二酸化炭素を含有するガスを供給するための第1の入口と、前記二酸化炭素の一部又は全部を除去した後のガスを排出するための第1の出口と、液体二酸化炭素を供給するための第2の入口と、前記液体二酸化炭素によって溶解した固化した二酸化炭素を排出するための第2の出口と、圧力を印加するための圧力印加手段を備えた第2の容器と、前記二酸化炭素を固化させるための第2の冷却装置を備え、前記第1の容器は、前記第3の入口より供給される前記ガスの量を制御するための手段と、前記第3の出口より排出されるガスの量を制御するための手段を備え、前記第2の容器は、前記第1の入口より供給される前記二酸化炭素を含有するガスの量を制御するための手段と、前記第1の出口より排出されるガスの量を制御するための手段と、前記第2の入口より前記液体二酸化炭素を供給するための供給手段と、前記第2の出口より溶解した前記固化した二酸化炭素を排出するための排出手段を備えることを特徴とする。   The gas treatment system according to the present invention is a gas treatment system for removing carbon dioxide and nitrogen oxides or sulfur oxides from a gas containing carbon dioxide and nitrogen oxides or sulfur oxides. The gas processing system includes a first device and a second device, the first device for supplying the gas containing carbon dioxide and nitrogen oxide or sulfur oxide. A third inlet, a third outlet for discharging the gas after removing part or all of the nitrogen oxides or sulfur oxides, and a third outlet for discharging the nitrogen oxides or sulfur oxides A first container having four outlets and a first cooling device for liquefying or solidifying the nitrogen oxide or sulfur oxide, and the second device is discharged from the third outlet. Containing carbon dioxide A first inlet for supplying gas, a first outlet for discharging gas after removing part or all of the carbon dioxide, and a second inlet for supplying liquid carbon dioxide , A second outlet for discharging solid carbon dioxide dissolved by the liquid carbon dioxide, a second container having a pressure applying means for applying pressure, and a second container for solidifying the carbon dioxide. And the first container controls the amount of the gas supplied from the third inlet and the amount of the gas discharged from the third outlet. Means for controlling the amount of gas containing carbon dioxide supplied from the first inlet, and the second container is configured to control the amount of gas discharged from the first outlet. Means for controlling the amount and said second inlet A supply means for supplying the liquid carbon dioxide Ri, characterized in that it comprises a discharging means for discharging the carbon dioxide the solidified dissolved from the second outlet.

本ガス処理システムは、前記第1の冷却装置が、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物が液化又は固化する温度以下の温度の冷却媒体に、前記二酸化炭素、及び窒素酸化物又は硫黄酸化物を含有するガスを流通させることにより、前記ガスに含まれる窒素酸化物又は硫黄酸化物を前記ガスから除去することを特徴とする。   In the gas treatment system, the first cooling device contains the carbon dioxide and the nitrogen oxide or sulfur oxide in a cooling medium having a temperature equal to or lower than a temperature at which the nitrogen oxide or sulfur oxide is liquefied or solidified. In this case, nitrogen gas or sulfur oxide contained in the gas is removed from the gas by circulating the gas.

また、本ガス処理システムは、前記第1の装置により前記ガスから分離される窒素酸化物又は硫黄酸化物を含む前記冷却媒体を、前記冷却媒体については気化させるが前記窒素酸化物及び硫黄酸化物については気化させない温度に昇温することにより前記窒素酸化物又は硫黄酸化物と前記冷却媒体とを分離する装置を含むことを特徴とする。   In addition, the present gas treatment system vaporizes the cooling medium containing nitrogen oxide or sulfur oxide separated from the gas by the first device, but the nitrogen oxide and sulfur oxide. The apparatus includes a device for separating the nitrogen oxide or sulfur oxide and the cooling medium by raising the temperature to a temperature at which vaporization is not caused.

本発明にかかるガス処理システムは、二酸化炭素、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を含有するガスを、二酸化炭素を固化させないが前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を液化又は固化させる第1の温度に冷却することにより、前記ガスに含まれる窒素酸化物及び硫黄酸化物を液化又は固化させて前記ガスから除去するための第1の装置と、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を除去したガスを、二酸化炭素を固化させる第2の温度で冷却することにより、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を除去したガスに含まれる二酸化炭素を固化させ、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を除去したガスが導入された容器の内部の面に付着させて、前記容器を密閉し、二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に前記容器の内部を加圧し、液体二酸化炭素を前記容器へ導入し、前記容器に存在する前記固化した二酸化炭素の一部又は全部を前記液体二酸化炭素に溶解させ、前記溶解した二酸化炭素の一部又は全部を前記容器の外に排出するための第2の装置を備えることを特徴とする。   In the gas treatment system according to the present invention, the gas containing carbon dioxide, nitrogen oxide, and sulfur oxide is brought to a first temperature that does not solidify carbon dioxide but liquefies or solidifies the nitrogen oxide and sulfur oxide. A first apparatus for liquefying or solidifying nitrogen oxides and sulfur oxides contained in the gas and removing them from the gas by cooling, and a gas from which the nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed, By cooling at a second temperature for solidifying carbon dioxide, carbon dioxide contained in the gas from which the nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed is solidified, and the gas from which the nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed is introduced. The container is attached to the inner surface of the container, the container is sealed, the inside of the container is pressurized to a pressure higher than the pressure at which carbon dioxide can take a liquid state, and the liquid carbon dioxide is introduced into the container. And a second apparatus for dissolving part or all of the solidified carbon dioxide present in the container in the liquid carbon dioxide and discharging part or all of the dissolved carbon dioxide to the outside of the container. It is characterized by providing.

また、本発明にかかるガス処理システムは、二酸化炭素、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を含有するガスから前記二酸化炭素、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を除去するためのガス処理システムであって、前記ガス処理システムは、第1の装置と第2の装置を含み、前記第1の装置は、前記二酸化炭素、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を含有する前記ガスを供給するための第3の入口と、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物の一部又は全部を除去した後のガスを排出するための第3の出口と、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を排出するための第4の出口を備えた第1の容器と、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を液化又は固化させるための第1の冷却装置を備え、前記第2の装置は、前記第3の出口から排出された前記二酸化炭素を含有するガスを供給するための第1の入口と、前記二酸化炭素の一部又は全部を除去した後のガスを排出するための第1の出口と、液体二酸化炭素を供給するための第2の入口と、前記液体二酸化炭素によって溶解した固化した二酸化炭素を排出するための第2の出口と、圧力を印加するための圧力印加手段を備えた第2の容器と、前記二酸化炭素を固化させるための第2の冷却装置を備え、前記第1の容器は、前記第3の入口より供給される前記ガスの量を制御するための手段と、前記第3の出口より排出されるガスの量を制御するための手段を備え、前記第2の容器は、前記第1の入口より供給される前記二酸化炭素を含有するガスの量を制御するための手段と、前記第1の出口より排出されるガスの量を制御するための手段と、前記第2の入口より前記液体二酸化炭素を供給するための供給手段と、前記第2の出口より溶解した前記固化した二酸化炭素を排出するための排出手段を備えることを特徴とする。   A gas treatment system according to the present invention is a gas treatment system for removing the carbon dioxide, nitrogen oxide, and sulfur oxide from a gas containing carbon dioxide, nitrogen oxide, and sulfur oxide. The gas treatment system includes a first device and a second device, wherein the first device supplies a third gas for supplying the gas containing the carbon dioxide, nitrogen oxide, and sulfur oxide. , A third outlet for exhausting the gas after removing part or all of the nitrogen oxides and sulfur oxides, and a fourth outlet for exhausting the nitrogen oxides and sulfur oxides A first container having an outlet; and a first cooling device for liquefying or solidifying the nitrogen oxides and sulfur oxides, wherein the second device is discharged from the third outlet. Supply gas containing carbon dioxide A first inlet for discharging the gas after removing part or all of the carbon dioxide, a second inlet for supplying liquid carbon dioxide, and the liquid dioxide A second outlet for discharging solid carbon dioxide dissolved by carbon, a second container having pressure applying means for applying pressure, and a second cooling device for solidifying the carbon dioxide The first container includes means for controlling the amount of the gas supplied from the third inlet and means for controlling the amount of the gas discharged from the third outlet. And the second container controls means for controlling the amount of gas containing carbon dioxide supplied from the first inlet and the amount of gas discharged from the first outlet. And means for the liquid from the second inlet A supply means for supplying carbon dioxide, characterized in that it comprises a discharging means for discharging the carbon dioxide the solidified dissolved from the second outlet.

本ガス処理システムは、前記第1の冷却装置が、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物が液化又は固化する温度以下の温度の冷却媒体に、前記二酸化炭素、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を含有するガスを流通させることにより、前記ガスに含まれる窒素酸化物及び硫黄酸化物を前記ガスから除去することを特徴とする。   In the gas treatment system, the first cooling device contains the carbon dioxide, nitrogen oxide, and sulfur oxide in a cooling medium having a temperature equal to or lower than a temperature at which the nitrogen oxide and sulfur oxide are liquefied or solidified. In this case, nitrogen gas and sulfur oxide contained in the gas are removed from the gas by circulating the gas.

また、本ガス処理システムは、前記第1の装置により前記ガスから分離される窒素酸化物及び硫黄酸化物を含む前記冷却媒体を、前記冷却媒体については気化させるが前記窒素酸化物及び硫黄酸化物については気化させない温度に昇温することにより前記窒素酸化物及び硫黄酸化物と前記冷却媒体とを分離する装置を含むことを特徴とする。   In addition, the present gas treatment system vaporizes the cooling medium containing nitrogen oxides and sulfur oxides separated from the gas by the first device, but the nitrogen oxides and sulfur oxides are vaporized. The apparatus includes a device for separating the nitrogen oxide and sulfur oxide from the cooling medium by raising the temperature to a temperature at which vaporization is not caused.

さらに、本ガス処理システムは、前記ガスが窒素酸化物及び硫黄酸化物を含有し、前記第1の装置により前記ガスから分離される窒素酸化物及び硫黄酸化物を硫黄酸化物は気化させるが窒素酸化物は気化させない温度に昇温することにより前記硫黄酸化物と窒素酸化物とを分離する装置を含むことを特徴とする。   Furthermore, the present gas treatment system is configured such that the gas contains nitrogen oxides and sulfur oxides, and the nitrogen oxides and sulfur oxides separated from the gas by the first device vaporize the sulfur oxides. The oxide includes a device for separating the sulfur oxide and the nitrogen oxide by raising the temperature to a temperature at which the oxide is not vaporized.

また、本ガス処理システムは、前記ガスから分離される前記冷却媒体を、前記ガスを流通させる前記冷却媒体として再利用する装置を含むことを特徴とする。   In addition, the gas processing system includes a device that reuses the cooling medium separated from the gas as the cooling medium for circulating the gas.

さらに、本ガス処理システムにおいて、前記冷却媒体は、例えば、ジメチルエーテル、メタノール、エタノール、トルエン、エチルベンゼンのいずれかを含むことを特徴とする。   Further, in the gas processing system, the cooling medium includes, for example, any of dimethyl ether, methanol, ethanol, toluene, and ethylbenzene.

また、本ガス処理システムにおいて、前記第2の冷却装置は、二酸化炭素が固化する温度以下の温度の冷媒を流通させるための冷媒流通装置であることを特徴とする。   In the present gas treatment system, the second cooling device is a refrigerant circulation device for circulating a refrigerant having a temperature equal to or lower than a temperature at which carbon dioxide is solidified.

ここで、前記冷媒流通装置は、例えば管状であり、前記第2の容器内部に蛇行して設けられていることが好ましい。   Here, it is preferable that the said refrigerant | coolant distribution | circulation apparatus is a tubular shape, for example, and is provided meandering inside the said 2nd container.

さらに、本ガス処理システムは、前記第2の出口より排出された前記溶解した固化した二酸化炭素を回収するための回収手段と、前記液体二酸化炭素を供給し、前記溶解した二酸化炭素を貯留するための二酸化炭素貯留槽を備えることを特徴とする。   Further, the gas processing system supplies the liquid carbon dioxide and collects the dissolved and solidified carbon dioxide discharged from the second outlet, and stores the dissolved carbon dioxide. The carbon dioxide storage tank is provided.

また、本ガス処理システムは、前記二酸化炭素貯留槽の圧力と、前記ドライアイス回収容器内の圧力が同一になるように調節する調節手段を備えることを特徴とする。   In addition, the gas processing system includes an adjusting unit that adjusts the pressure of the carbon dioxide storage tank and the pressure in the dry ice recovery container to be the same.

さらに、本ガス処理システムにおいて、前記圧力は、例えば、5.11atm以上であることを特徴とする。   Furthermore, in the present gas treatment system, the pressure is, for example, 5.11 atm or more.

本発明により、窒素酸化物又は硫黄酸化物、あるいはその両方を含むガスから、有害ガス成分を効率よく除去し、かつ、二酸化炭素を効率よく回収することができるガスの処理方法及びシステムを提供することができるようになる。   The present invention provides a gas processing method and system capable of efficiently removing harmful gas components and efficiently recovering carbon dioxide from a gas containing nitrogen oxides and / or sulfur oxides. Will be able to.

以下に、本発明にかかるガスの処理システム(以下、ガス処理システムと称する)の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。この処理システムは、処理するためのガス中から有害ガスを除去するための有害ガス回収システムと、この有害ガス回収装置で処理されたガスから二酸化炭素を回収するための二酸化炭素回収システムからなる。これらのシステムは、それぞれ独立して設計することができるため、以下に、各システムの構成について、別個に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a gas processing system (hereinafter referred to as a gas processing system) according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. This processing system includes a harmful gas recovery system for removing harmful gas from the gas to be processed, and a carbon dioxide recovery system for recovering carbon dioxide from the gas processed by the harmful gas recovery device. Since these systems can be designed independently, the configuration of each system will be described separately below.

<有害ガス回収システム及び回収方法>
=第1実施形態=
図2に本発明の第1実施形態として説明するガス処理システムの概略的な構成を示している。このガス処理システムによれば、発電所や化学プラント等における、石炭焚きボイラ・重油焚きボイラ、製鉄所における高炉、コークス炉、転炉等の排ガス発生源10から排出される窒素酸化物や硫黄酸化物等の有害ガス成分を含んだ排ガスについて、当該排ガスに含まれる水分や有害ガス成分を効率よく確実に除去できるだけでなく、排ガスに含まれる二酸化炭素(CO)を効率よく確実に回収できる。特に、有毒ガスが硫黄酸化物を含んでいる場合に、好適に適用され得る。
<Toxic gas recovery system and recovery method>
= First embodiment =
FIG. 2 shows a schematic configuration of a gas processing system described as the first embodiment of the present invention. According to this gas treatment system, nitrogen oxides and sulfur oxides emitted from exhaust gas generation sources 10 such as coal-fired boilers / heavy oil fired boilers in power plants and chemical plants, blast furnaces, coke ovens, converters, etc. in steelworks. For exhaust gas containing harmful gas components such as substances, not only can moisture and harmful gas components contained in the exhaust gas be efficiently and reliably removed, but also carbon dioxide (CO 2 ) contained in the exhaust gas can be efficiently and reliably recovered. In particular, it can be suitably applied when the toxic gas contains sulfur oxides.

本実施形態の排ガス処理システムは、まず前プロセスとして、排ガス発生源10から排出される窒素酸化物や硫黄酸化物等の有害ガス成分を含んだ排ガス(ガス)を、熱交換器11及び凝縮器(コンデンサー)13に収容される工業用水に導入することにより室温程度に冷却する。   In the exhaust gas treatment system of the present embodiment, first, as a pre-process, exhaust gas (gas) containing harmful gas components such as nitrogen oxides and sulfur oxides discharged from the exhaust gas generation source 10 is converted into a heat exchanger 11 and a condenser. (Condenser) Cooled to room temperature by introducing it into industrial water contained in 13.

次に第1の工程として室温程度に冷却された排ガスを、脱水塔17において排ガスに含まれる二酸化炭素を液化又は固化させないが、排ガスに含まれる水分、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を液化又は固化させるような第1の温度(例えば、−90℃)に冷却することにより、水分、窒素酸化物、及び硫黄酸化物だけを液化又は固化させて、これらを排ガスから分離する。さらに第2の工程として、水分、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を除去した排ガスを二酸化炭素回収装置30に導入し、ここで排ガス中に含まれている二酸化炭素を冷却固化させ、その後、液体二酸化炭素を二酸化炭素回収装置30へ導入し、二酸化炭素回収装置30に存在する固化した二酸化炭素の一部又は全部を液体二酸化炭素に溶解させ、溶解した二酸化炭素の一部又は全部を二酸化炭素回収装置30の外へ排出させる。   Next, in the first step, the exhaust gas cooled to about room temperature is not liquefied or solidified in the dehydration tower 17, but the moisture, nitrogen oxides, and sulfur oxides contained in the exhaust gas are liquefied or solidified. By cooling to a first temperature that solidifies (for example, −90 ° C.), only moisture, nitrogen oxides, and sulfur oxides are liquefied or solidified and separated from the exhaust gas. Further, as a second step, the exhaust gas from which moisture, nitrogen oxides, and sulfur oxides have been removed is introduced into the carbon dioxide recovery device 30, where the carbon dioxide contained in the exhaust gas is cooled and solidified, and then liquid Carbon dioxide is introduced into the carbon dioxide recovery device 30, part or all of the solidified carbon dioxide present in the carbon dioxide recovery device 30 is dissolved in liquid carbon dioxide, and part or all of the dissolved carbon dioxide is recovered with carbon dioxide It is discharged out of the device 30.

第1の工程においては、例えば排ガスを冷却媒体に流通させることによって冷却し、排ガスに含まれる水分、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を冷却媒体中で液化又は固化させて媒体と一緒に分離することができる。この場合、分離される有害ガス成分には、冷却媒体が混在しているが、本システムでは、冷却媒体と有害ガス成分との気化温度差を利用する蒸発法により有害ガス成分から冷却媒体を分離して回収し、回収した冷却媒体を再び冷却媒体として再利用することで冷却媒体の有効利用を図っている。   In the first step, for example, the exhaust gas is cooled by flowing it through a cooling medium, and moisture, nitrogen oxides, and sulfur oxides contained in the exhaust gas are liquefied or solidified in the cooling medium and separated together with the medium. be able to. In this case, the separated harmful gas component contains a cooling medium, but in this system, the cooling medium is separated from the harmful gas component by an evaporation method using a vaporization temperature difference between the cooling medium and the harmful gas component. Then, the cooling medium is recovered, and the recovered cooling medium is reused again as a cooling medium, thereby effectively using the cooling medium.

この蒸発法においては、加熱エネルギーが必要であるが、冷却媒体として沸点の低いものを採用することによって加熱エネルギーを削減することができる。液化又は固化した有害ガス成分から冷却媒体を分離するためには、冷却媒体は有害ガス成分を液化又は固化させる温度においても固化しない温度範囲を有することが必要である。また、有害ガス成分を効率よく分離できるように、冷却媒体は有害ガス成分を吸収しやすい性質を有している必要がある。さらに、排ガスに含まれる二酸化炭素を効率よく第2の工程で除去できるように、冷却媒体は二酸化炭素が溶けにくい性質を有する必要がある。   In this evaporation method, heating energy is required, but heating energy can be reduced by adopting a cooling medium having a low boiling point. In order to separate the cooling medium from the liquefied or solidified harmful gas component, the cooling medium needs to have a temperature range that does not solidify even at a temperature at which the harmful gas component is liquefied or solidified. Further, the cooling medium needs to have a property of easily absorbing the harmful gas component so that the harmful gas component can be efficiently separated. Furthermore, the cooling medium needs to have a property that carbon dioxide is hardly dissolved so that carbon dioxide contained in the exhaust gas can be efficiently removed in the second step.

これらの要求を満たす物質としては、例えばジメチルエーテル(以下、DMEと称する)、無機塩類(塩化ナトリウム、塩化カリウム等)、臭素化合物(臭化リチウム、臭化ブロム等)、エーテル類(ジメチルエーテル、メチルエーテル等)、アルコール類(メタノール、エタノール等)、シリコンオイル類、パラフィン系炭化水素(プロパン、正ブタン等)、オレフィン系炭化水素、トルエン、エチルベンゼン、等がある。なお、冷却媒体から液化もしくは固化した有害ガス成分を分離するためには、冷却媒体と有害ガス成分との沸点差が大きい方が有利である。このような観点から、上記冷却媒体としてはエーテル類、アルコール類が好適であり、例えばジメチルエーテルを用いた場合、(−24.9℃以上)に加温することにより、ジメチルエーテルは気化し、有害ガス成分は液体状又は固体上のままである。   Examples of substances that satisfy these requirements include dimethyl ether (hereinafter referred to as DME), inorganic salts (sodium chloride, potassium chloride, etc.), bromine compounds (lithium bromide, bromide bromide, etc.), ethers (dimethyl ether, methyl ether). Etc.), alcohols (methanol, ethanol, etc.), silicon oils, paraffinic hydrocarbons (propane, normal butane, etc.), olefinic hydrocarbons, toluene, ethylbenzene, and the like. In order to separate the liquefied or solidified harmful gas component from the cooling medium, it is advantageous that the difference in boiling point between the cooling medium and the harmful gas component is large. From such a point of view, ethers and alcohols are suitable as the cooling medium. For example, when dimethyl ether is used, dimethyl ether is vaporized by heating to (−24.9 ° C. or higher), and harmful gas. Ingredients remain liquid or solid.

この第1の工程においては、ここで示したように排ガスを冷却媒体に流通させるのではなく、排ガスを冷却媒体を通じた冷媒管などに接触させることにより、排ガスの温度コントロールを行ってもよい。   In this first step, the exhaust gas temperature may be controlled by bringing the exhaust gas into contact with a refrigerant pipe or the like through the cooling medium instead of circulating the exhaust gas through the cooling medium as shown here.

上記システムを用いた、この排ガスの処理システムの具体的な処理プロセスについて順に説明する。まず前処理として、石炭焚きボイラや重油焚きボイラ、製鉄所における高炉、コークス炉、転炉等の排ガス発生源10から排出される、窒素酸化物や硫黄酸化物等の有害ガス成分を含む排ガスが、熱交換器11に導入される。熱交換器11には海水ポンプ12によって供給される海水(例えば25℃)、及び冷凍機40から循環供給されるエチレングリコール等の冷媒が導かれている。排ガス発生源10から導かれる排ガス(例えば55℃)は、熱交換器11を通過することにより上記海水及び冷媒によって室温程度に冷却される。   A specific treatment process of this exhaust gas treatment system using the above system will be described in order. First, as pretreatment, exhaust gas containing harmful gas components such as nitrogen oxides and sulfur oxides discharged from exhaust gas generation sources 10 such as coal fired boilers, heavy oil fired boilers, blast furnaces, coke ovens, converters, etc. in steelworks. And introduced into the heat exchanger 11. Seawater (for example, 25 ° C.) supplied by the seawater pump 12 and refrigerant such as ethylene glycol circulated and supplied from the refrigerator 40 are guided to the heat exchanger 11. Exhaust gas (for example, 55 ° C.) guided from the exhaust gas generation source 10 is cooled to about room temperature by the seawater and the refrigerant by passing through the heat exchanger 11.

熱交換器において室温程度に冷却された排ガスは、次に凝縮器(コンデンサー)13に導かれる。凝縮器13において、排ガスは当該凝縮器13に収容されている工業用水に導入される。これにより当該排ガスに含まれている水分、水溶性の有害ガス成分(例えば、SO,NOの一部)、煤塵等が除去される。排ガスから除去された水分、有害ガス成分、煤塵等を含んだ液化水は、一旦、排水槽14に貯留された後、排水ポンプ15により排水処理装置50に導かれる。 The exhaust gas cooled to about room temperature in the heat exchanger is then led to a condenser (condenser) 13. In the condenser 13, the exhaust gas is introduced into industrial water accommodated in the condenser 13. As a result, moisture, water-soluble harmful gas components (for example, part of SO 2 , NO 2 ), dust, and the like contained in the exhaust gas are removed. The liquefied water containing moisture, harmful gas components, dust, etc. removed from the exhaust gas is once stored in the drainage tank 14 and then guided to the wastewater treatment device 50 by the drainage pump 15.

一方、凝縮器13を通過した排ガスは、排ガスファン16によって脱水塔17へと導かれる。脱水塔17は、冷却装置(第1の冷却装置に相当する)、第4の入口、第4の出口、第5の出口を備えている。脱水塔17では、排ガスについて更に脱水(除湿)及び有害ガス成分(窒素酸化物や硫黄酸化物等)の除去が行われる。なお、ここで排ガス中の水分を脱水することで、後に行われる排ガス中の二酸化炭素の回収工程において、二酸化炭素を効率よく回収することができる。   On the other hand, the exhaust gas that has passed through the condenser 13 is guided to the dehydration tower 17 by the exhaust gas fan 16. The dehydration tower 17 includes a cooling device (corresponding to the first cooling device), a fourth inlet, a fourth outlet, and a fifth outlet. In the dehydration tower 17, the exhaust gas is further dehydrated (dehumidified) and harmful gas components (such as nitrogen oxides and sulfur oxides) are removed. Here, by dehydrating the moisture in the exhaust gas, carbon dioxide can be efficiently recovered in a subsequent carbon dioxide recovery step in the exhaust gas.

脱水塔17において、排ガスは脱水塔17の下方側(第4の入口)から導入される。脱水塔17に導入された排ガスは、脱水塔17内に満たされているDMEにバブリング方式により流通される。そしてDMEと熱交換することにより排ガスは冷却される。このときの冷却温度は、排ガス中の水分や窒素酸化物、硫黄酸化物等の有害ガス成分については液化もしくは固化させるが、二酸化炭素については固化させない温度であって、例えば,−90℃である。このような温度に排ガスを冷却することで、有害ガス成分については液化又は固化されて排ガスから分離されるが、二酸化炭素については気体のまま排ガス中に残留することになる。   In the dehydration tower 17, the exhaust gas is introduced from the lower side (fourth inlet) of the dehydration tower 17. The exhaust gas introduced into the dehydration tower 17 is distributed to the DME filled in the dehydration tower 17 by a bubbling method. The exhaust gas is cooled by exchanging heat with DME. The cooling temperature at this time is a temperature at which harmful gas components such as moisture, nitrogen oxides, and sulfur oxides in exhaust gas are liquefied or solidified, but carbon dioxide is not solidified, and is, for example, −90 ° C. . By cooling the exhaust gas to such a temperature, harmful gas components are liquefied or solidified and separated from the exhaust gas, but carbon dioxide remains in the exhaust gas as a gas.

ここで脱水塔17における、有害ガス成分の排ガスからの除去機能を確認すべく、二酸化硫黄(SO)、一酸化窒素(NO)についての冷却媒体への溶解量を測定した。図3Aにこの測定に用いた装置の構成を示している。この装置210は、模擬排ガスを生成する混合器211、脱水塔17に見立てた模擬排ガスを冷却するための冷却容器212(ここではガラス容器を用いた)、模擬排ガスを冷却容器212に導入するガス導入管213、冷却容器212の上方に溜まったガスを冷却容器212の外に排出するためのガス排出管214を、同図に示すように接続したものである。 Here, in order to confirm the function of removing harmful gas components from the exhaust gas in the dehydration tower 17, the amount of sulfur dioxide (SO 2 ) and nitrogen monoxide (NO) dissolved in the cooling medium was measured. FIG. 3A shows the configuration of the apparatus used for this measurement. The apparatus 210 includes a mixer 211 that generates simulated exhaust gas, a cooling container 212 (in this case, a glass container is used) for cooling the simulated exhaust gas that is regarded as the dehydration tower 17, and a gas that introduces the simulated exhaust gas into the cooling container 212. A gas discharge pipe 214 for discharging the gas accumulated above the introduction pipe 213 and the cooling container 212 to the outside of the cooling container 212 is connected as shown in FIG.

冷却容器212中の冷却媒体として、トルエン(5℃、液量100cc)を用いた。ガス導入管の開口部は、トルエンの液面よりも下に位置するようにセットされている。また、模擬排ガスとしては、二酸化炭素(CO)、二酸化硫黄(SO)、一酸化窒素(NO)、窒素(N)を混合器によって混合したものを用いた。図3Bに模擬排ガスの組成を示す。ガス排出管214から排出されるガス中の二酸化硫黄(SO)、一酸化窒素(NO)の濃度測定は、模擬排ガスを一定速度(1l/h)でトルエンに流通させることにより行った。 Toluene (5 ° C., liquid amount 100 cc) was used as a cooling medium in the cooling vessel 212. The opening of the gas introduction pipe is set so as to be located below the toluene liquid level. As the simulated gas carbon dioxide (CO 2), sulfur dioxide (SO 2), nitrogen monoxide (NO), was a mixture by a mixer nitrogen (N 2). FIG. 3B shows the composition of the simulated exhaust gas. The concentration of sulfur dioxide (SO 2 ) and nitrogen monoxide (NO) in the gas discharged from the gas discharge pipe 214 was measured by circulating simulated exhaust gas through toluene at a constant rate (1 l / h).

図3Cにおいて、測定結果を、冷却媒体(トルエン)の温度と、二酸化硫黄(SO)、一酸化窒素(NO)の溶解量(ppm)(飽和溶解量)との関係を表したグラフとともに示す。図中の2つの曲線は、夫々、二酸化硫黄(SO)の溶解量(ppm)、及び一酸化窒素(NO)の溶解量(ppm)を、SRK(Soave-Redlich-Kwong)法による計算により求めた理論値をプロットして作成した。条件は、常圧,温度−90℃〜30℃,対象物質トルエンとした。 In FIG. 3C, the measurement results are shown together with a graph showing the relationship between the temperature of the cooling medium (toluene) and the dissolved amount (ppm) (saturated dissolved amount) of sulfur dioxide (SO 2 ) and nitric oxide (NO). . The two curves in the figure show the amount of sulfur dioxide (SO 2 ) dissolved (ppm) and the amount of nitric oxide (NO) dissolved (ppm) calculated by the SRK (Soave-Redlich-Kwong) method, respectively. The calculated theoretical values were plotted. The conditions were normal pressure, temperature -90 ° C to 30 ° C, and the target substance toluene.

また、同グラフにプロットされた「○」印は、上記測定により得られた実測値であり、二酸化硫黄(SO)についての溶解量は48(ppm)、一酸化窒素(NO)についての溶解量は0.1(ppm)であった。5℃における二酸化硫黄(SO)の溶解量の理論値は36(ppm)、一酸化窒素(NO)の溶解量の実測値は0.07(ppm)であり、この装置を用いて測定した場合の、二酸化硫黄(SO2)及び一酸化窒素(NO)の飽和溶解量は、SRK法によって理論的に求めた値と一致することが確認できた。従って、脱水塔17における排ガスから有害ガス成分を除去する機能は、正常に作動していることが示された。また、脱水塔17において、排ガスから有害ガス成分を効率よく分離できることを検証することができた。 In addition, the mark “◯” plotted in the graph is an actual measurement value obtained by the above measurement, the dissolution amount with respect to sulfur dioxide (SO 2 ) is 48 (ppm), and the dissolution amount with respect to nitric oxide (NO). The amount was 0.1 (ppm). The theoretical value of the dissolved amount of sulfur dioxide (SO 2 ) at 5 ° C. was 36 (ppm), and the actually measured value of the dissolved amount of nitric oxide (NO) was 0.07 (ppm), which was measured using this apparatus. In this case, it was confirmed that the saturated dissolution amount of sulfur dioxide (SO2) and nitric oxide (NO) coincided with the values theoretically obtained by the SRK method. Therefore, it was shown that the function of removing harmful gas components from the exhaust gas in the dehydration tower 17 is operating normally. Further, it was verified that the dehydration tower 17 can efficiently separate harmful gas components from the exhaust gas.

脱水塔17において排ガスが流通されたDMEは、第5の出口から排出され、DME分離塔20へと導かれる。このDME分離塔20に導かれたDMEは液化又は固化した水分及び有害ガス成分を含んでいる。DMEは、ここで、海水と間接的に熱交換して昇温する(例えば−20℃)。この温度において、水分及び有害ガス成分は液体又は固体であり、DMEは気体となる(第3の工程に相当する)。このため、DMEはDME分離塔20の上方に浮上して他成分と分離する。浮上したDMEは、DME分離塔20の上方から回収され、DME冷却塔18に導かれる。DME冷却塔18には、冷凍機40で冷却された冷媒(液体窒素)が、循環ポンプ19により循環的に供給され、DME冷却塔18において、DME分離塔20から供給されるDMEを冷却し、DMEを液化する。再生されたDMEは、再び脱水塔17に導かれる(第4の工程に相当する)。DMEはこのようにして循環させて再利用され、これにより系全体として冷却媒体が効率よく利用されることになる。   The DME in which the exhaust gas is circulated in the dehydration tower 17 is discharged from the fifth outlet and is guided to the DME separation tower 20. The DME guided to the DME separation tower 20 contains liquefied or solidified moisture and harmful gas components. Here, DME raises temperature by indirectly exchanging heat with seawater (for example, −20 ° C.). At this temperature, the moisture and harmful gas components are liquid or solid, and DME becomes a gas (corresponding to the third step). For this reason, DME floats above the DME separation tower 20 and is separated from other components. The floated DME is recovered from above the DME separation tower 20 and guided to the DME cooling tower 18. Refrigerant (liquid nitrogen) cooled by the refrigerator 40 is circulated to the DME cooling tower 18 by a circulation pump 19, and the DME supplied from the DME separation tower 20 is cooled in the DME cooling tower 18. Liquefy DME. The regenerated DME is guided again to the dehydration tower 17 (corresponding to the fourth step). The DME is circulated and reused in this way, so that the cooling medium is efficiently utilized as a whole system.

次にDME分離塔20内に残留した水分(液体又は固体)及び有害ガス成分は、輸送ポンプ21により成分分離塔22に導かれる。ここで水分及び有害ガス成分は、海水と間接的に熱交換されて昇温する(例えば5℃)。この温度において、水分及び二酸化窒素は液体であり、二酸化硫黄は気体となる(第5の工程に相当する)。昇温して気体となった二酸化硫黄は、成分分離塔22の上方から排出された後、熱交換器11へと導かれ、排ガス発生源10から導かれる排ガス(例えば55℃)を冷却するための冷媒として利用される。このように二酸化硫黄が冷媒として利用されることで、系全体としてのエネルギー消費量が抑えられることになる。   Next, moisture (liquid or solid) and harmful gas components remaining in the DME separation tower 20 are guided to the component separation tower 22 by the transport pump 21. Here, the moisture and harmful gas components are indirectly heat-exchanged with seawater to increase the temperature (for example, 5 ° C.). At this temperature, moisture and nitrogen dioxide are liquids, and sulfur dioxide is a gas (corresponding to the fifth step). The sulfur dioxide that has been heated to become gas is discharged from above the component separation tower 22 and then led to the heat exchanger 11 to cool the exhaust gas (for example, 55 ° C.) guided from the exhaust gas generation source 10. It is used as a refrigerant. By using sulfur dioxide as a refrigerant in this way, the energy consumption of the entire system can be suppressed.

この二酸化硫黄は、冷媒として熱交換器11で例えば45℃に加熱され、その後は煙突51に導かれて系外に排出される。また、成分分離塔22内に残留する二酸化硫黄以外の液化水や二酸化窒素等の有害ガス成分は、排水処理装置50へと導かれる。   This sulfur dioxide is heated to 45 ° C., for example, as a refrigerant in the heat exchanger 11, and thereafter led to the chimney 51 and discharged out of the system. In addition, harmful gas components such as liquefied water and nitrogen dioxide other than sulfur dioxide remaining in the component separation tower 22 are guided to the waste water treatment device 50.

脱水塔17の上方に浮上してくる二酸化炭素を含んだ排ガスは、第4の出口から排出され、リバーシブル熱交換器23へと導かれる。脱水塔17からリバーシブル熱交換器23に導かれた排ガスは、ここで冷却された後、二酸化炭素回収装置30に導かれる。   The exhaust gas containing carbon dioxide that floats above the dehydration tower 17 is discharged from the fourth outlet and guided to the reversible heat exchanger 23. The exhaust gas led from the dehydration tower 17 to the reversible heat exchanger 23 is cooled here and then led to the carbon dioxide recovery device 30.

二酸化炭素回収装置30は、排ガス中に含まれている二酸化炭素を、冷却装置を用いて固化する装置である。二酸化炭素回収装置30に導かれた排ガスは、二酸化炭素回収装置30において冷凍機40を通って循環されている冷媒(例えば、液体窒素)と間接的に熱交換されて冷却される。その後、二酸化炭素貯留槽121に貯留する液体二酸化炭素を二酸化炭素回収装置30へ導入して、二酸化炭素回収装置30に存在する固化した二酸化炭素を液体二酸化炭素に溶解させる。二酸化炭素回収装置30の詳細な構成及び機能については後述する。   The carbon dioxide recovery device 30 is a device that solidifies carbon dioxide contained in the exhaust gas using a cooling device. The exhaust gas led to the carbon dioxide recovery device 30 is cooled by indirectly exchanging heat with a refrigerant (for example, liquid nitrogen) circulated through the refrigerator 40 in the carbon dioxide recovery device 30. Thereafter, liquid carbon dioxide stored in the carbon dioxide storage tank 121 is introduced into the carbon dioxide recovery device 30, and the solidified carbon dioxide existing in the carbon dioxide recovery device 30 is dissolved in the liquid carbon dioxide. The detailed configuration and function of the carbon dioxide recovery device 30 will be described later.

液化した二酸化炭素は、二酸化炭素貯留槽121に送られて貯留される。一方、二酸化炭素回収装置30において二酸化炭素が除去された後の排ガスは、リバーシブル熱交換器23に導入されて冷媒として用いられた後、熱交換器11に導かれる。排ガスは熱交換器11において再び冷媒として利用された後、煙突51から系外に大気放出される。ここで大気放出される排ガスは、すでに二酸化炭素が除去されており、ガス中に含まれる二酸化炭素の濃度は非常に低い。   The liquefied carbon dioxide is sent to the carbon dioxide storage tank 121 and stored. On the other hand, the exhaust gas from which carbon dioxide has been removed in the carbon dioxide recovery device 30 is introduced into the reversible heat exchanger 23 and used as a refrigerant, and is then guided to the heat exchanger 11. The exhaust gas is used again as a refrigerant in the heat exchanger 11 and then released from the chimney 51 to the outside of the system. Here, carbon dioxide has already been removed from the exhaust gas released into the atmosphere, and the concentration of carbon dioxide contained in the gas is very low.

ところで、上述した冷凍機40は、タービン式の圧縮機41(窒素昇圧機)、循環窒素圧縮機42、冷媒を膨張させて低温を得る凝縮器43、冷媒である液体窒素とエチレングリコールや別系統で流通される液体窒素とを熱交換させる熱交換器44、等を備え、冷媒としての窒素ガスを冷却する。冷凍機40は、例えば電気エネルギー等のエネルギーによって繰り返し圧縮・膨張させることにより窒素ガスを冷却する。冷却により製造された液体窒素は、熱交換器11に循環されるエチレングリコールの冷却や、DME冷却塔18、二酸化炭素回収装置30などに循環される当該液体窒素とは別系統で流通される液体窒素等の冷媒の冷却に用いられる。   By the way, the refrigerator 40 described above includes a turbine-type compressor 41 (nitrogen booster), a circulating nitrogen compressor 42, a condenser 43 that expands a refrigerant to obtain a low temperature, liquid nitrogen that is a refrigerant, ethylene glycol, and another system. A heat exchanger 44 that exchanges heat with the liquid nitrogen circulated in is provided, and nitrogen gas as a refrigerant is cooled. The refrigerator 40 cools the nitrogen gas by repeatedly compressing and expanding with energy such as electric energy. The liquid nitrogen produced by cooling is a liquid circulated in a separate system from the cooling of ethylene glycol circulated to the heat exchanger 11, the liquid nitrogen circulated to the DME cooling tower 18, the carbon dioxide recovery device 30, and the like. Used for cooling refrigerants such as nitrogen.

以上に説明したように、本実施形態の排ガス処理システムにあっては、石炭焚きボイラ、重油焚きボイラ、製鉄所における高炉、コークス炉、転炉等から排出される窒素酸化物や硫黄酸化物等の有害ガス成分を含んだ排ガスについて、当該排ガスに含まれる水分や有害ガス成分を効率よく除去することができる。また、このように水分や有害ガス成分を効率よく除去しつつ、排ガスに含まれる二酸化炭素を効率よく回収することができる。   As described above, in the exhaust gas treatment system of the present embodiment, coal-fired boilers, heavy oil-fired boilers, nitrogen oxides and sulfur oxides discharged from blast furnaces, coke ovens, converters, etc. in steelworks As for the exhaust gas containing noxious gas components, moisture and noxious gas components contained in the exhaust gas can be efficiently removed. Moreover, carbon dioxide contained in the exhaust gas can be efficiently recovered while efficiently removing moisture and harmful gas components.

なお、以上の説明において、排ガスからの除去対象となる有害ガスとしては、例えば、一酸化炭素、一酸化窒素等の他の窒素酸化物(NO)、一酸化硫黄等の他の硫黄酸化物(SO)、フッ化水素などのハロゲン化合物等があり、二酸化炭素の固化温度及び有害ガス成分の液化又は固化温度を適切に設定し、上記の冷却媒体として適切なものを選択することにより、これらの有害ガス成分を効率よく除去することができる。すなわち、これら以外の種類の有害ガスを含む排ガスを冷却媒体に流通させて第1の温度に冷却することにより、排ガスに含まれる有害ガスを液化又は固化させて排ガスから分離し、排ガスを前記第1の温度よりも低い第2の温度に冷却することにより、前記排ガスに含まれる二酸化炭素を固化させて前記排ガスから分離する構成からなる排ガスの処理システムを実現することができる。 In the above description, examples of harmful gases to be removed from exhaust gas include other nitrogen oxides (NO X ) such as carbon monoxide and nitrogen monoxide, and other sulfur oxides such as sulfur monoxide. (SO x ), halogen compounds such as hydrogen fluoride, etc., by appropriately setting the solidification temperature of carbon dioxide and the liquefaction or solidification temperature of harmful gas components, and selecting an appropriate cooling medium as described above, These harmful gas components can be efficiently removed. That is, the exhaust gas containing other types of harmful gases is circulated through the cooling medium and cooled to the first temperature, whereby the harmful gases contained in the exhaust gas are liquefied or solidified to be separated from the exhaust gas, and the exhaust gas is separated from the exhaust gas. By cooling to a second temperature lower than the temperature of 1, an exhaust gas treatment system having a configuration in which carbon dioxide contained in the exhaust gas is solidified and separated from the exhaust gas can be realized.

=第2実施形態=
本発明にかかる排ガス処理システムにおいては、脱水塔17のあとに、固液分離装置28を設けてもよい。脱水塔17において排ガスを流通させたことにより、液化又は固化した水分及び有害ガス成分を含むこととなったDMEは、シャーベット状態(スラリー)になっており、この固液分離装置28では、DMEと、当該DMEに含まれる固化物とが分離される。固液分離装置28により分離された後のDMEは、再利用するため、DME分離塔20へと導かれる。この固液分離装置28は、LNG焚きボイラ等から発生する排ガスのように、処理する排ガスに固化物(例えば、水分,NO)が含まれている場合、好適に使用できる。
= Second Embodiment =
In the exhaust gas treatment system according to the present invention, a solid-liquid separation device 28 may be provided after the dehydration tower 17. The DME that has contained the liquefied or solidified moisture and harmful gas components due to the circulation of the exhaust gas in the dehydration tower 17 is in a sherbet state (slurry). , The solidified product contained in the DME is separated. The DME after being separated by the solid-liquid separation device 28 is led to the DME separation tower 20 for reuse. This solid-liquid separation device 28 can be suitably used when solidified substances (for example, moisture, NO 2 ) are included in the exhaust gas to be treated, such as exhaust gas generated from an LNG-fired boiler or the like.

また、LNG焚きボイラ等から発生する排ガスのように、硫黄酸化物が含まれていない排ガスに関しては、DME分離塔20でDMEを分離した後、成分分離塔22を設ける必要がない。   In addition, regarding exhaust gas that does not contain sulfur oxides, such as exhaust gas generated from an LNG-fired boiler, it is not necessary to provide the component separation tower 22 after the DME separation tower 20 separates DME.

そこで、これらの部分変更を兼ね備えた典型的な例として、LNG焚きボイラ等から発生する排ガスに対する排ガス処理システムの概略的な構成を、本発明の第2の実施形態として、図4に示した。   Therefore, as a typical example having these partial changes, a schematic configuration of an exhaust gas treatment system for exhaust gas generated from an LNG-fired boiler or the like is shown in FIG. 4 as a second embodiment of the present invention.

本実施形態において、冷凍/熱交換器44では、LNGの気化熱を利用して、熱交換器11に循環されるエチレングリコールや、DME冷却塔18、二酸化炭素回収装置30などに循環される液体窒素等の冷媒を冷却することができる。例えば、LNGをガス燃料として用いている発電所において、LNGは例えば−150℃〜−165℃の液体の状態で輸送されてLNGタンク61等に貯留される。ここでLNGをガス燃料として使用する際には、大気や海水から気化熱を得て昇温させて気化するが、冷凍/熱交換器44は、この際の気化熱を利用してエチレングリコールや液体窒素等の冷媒を冷却してもよい。つまり排ガスもしくは冷却媒体は、LNGをガス燃料として用いた場合に生じる気化熱を利用して冷却される。なお、LNGの気化熱を利用して排ガスに含まれる二酸化炭素を固化・分離する技術については、例えば、特開平8−12314号公報等に記載されている。   In the present embodiment, the refrigeration / heat exchanger 44 uses the heat of LNG vaporization to circulate ethylene glycol circulated to the heat exchanger 11, liquid circulated to the DME cooling tower 18, the carbon dioxide recovery device 30, etc. A refrigerant such as nitrogen can be cooled. For example, in a power plant using LNG as gas fuel, LNG is transported in a liquid state of, for example, −150 ° C. to −165 ° C. and stored in the LNG tank 61 or the like. Here, when LNG is used as a gas fuel, the heat of vaporization is obtained from the atmosphere or seawater and the temperature is raised to vaporize. The refrigeration / heat exchanger 44 uses the heat of vaporization at this time to generate ethylene glycol or A refrigerant such as liquid nitrogen may be cooled. That is, the exhaust gas or the cooling medium is cooled by using the heat of vaporization generated when LNG is used as the gas fuel. A technique for solidifying and separating carbon dioxide contained in the exhaust gas by using the heat of vaporization of LNG is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-12314.

<二酸化炭素回収システム>
=第1実施形態=
図5は本発明の一実施形態として説明する二酸化炭素回収システム70の概略的な構成図である。
<CO2 recovery system>
= First embodiment =
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a carbon dioxide recovery system 70 described as an embodiment of the present invention.

本実施形態の二酸化炭素回収システム70は、二酸化炭素回収装置30と二酸化炭素貯留槽121から構成されている。ここで、二酸化炭素回収装置30は、容器103、冷却装置109から構成されており、第1の入口106、第1の出口107、第2の入口111、第2の出口112、第2の入口より液体二酸化炭素を供給するための制御バルブ125、第2の出口より溶解した固化した二酸化炭素を排出するための制御バルブ126を備えている。   The carbon dioxide recovery system 70 of this embodiment includes a carbon dioxide recovery device 30 and a carbon dioxide storage tank 121. Here, the carbon dioxide recovery device 30 includes a container 103 and a cooling device 109, and includes a first inlet 106, a first outlet 107, a second inlet 111, a second outlet 112, and a second inlet. A control valve 125 for supplying more liquid carbon dioxide and a control valve 126 for discharging the solidified carbon dioxide dissolved from the second outlet are provided.

容器103は、鉛直に配置される2つの第1の円筒管104と、これら第1の円筒管104の下方に水平に(すなわち、第1の円筒管104に対して垂直に)配置し、第1の円筒管104の夫々の内部と連通する、第2の円筒管105を設ける。ここで、円筒管の材質としては、例えば、SUS304などが挙げられる。一方の第1の円筒管104の上面所定位置には、二酸化炭素を含有するガスを供給する第1の入口106を設ける。また、もう一方の第1の円筒管104の上面所定位置には、二酸化炭素の一部又は全部を除去した後のガスを容器103の外部に排出する第1の出口107を設ける。なお、容器103内に存在するガスが、第1の出口から適切な量だけ排出されているかを確認するために、差圧計124を設けてもよい。   The container 103 has two first cylindrical tubes 104 arranged vertically, and is disposed horizontally below the first cylindrical tubes 104 (that is, perpendicular to the first cylindrical tube 104). A second cylindrical tube 105 is provided that communicates with the interior of each of the first cylindrical tubes 104. Here, examples of the material of the cylindrical tube include SUS304. A first inlet 106 for supplying a gas containing carbon dioxide is provided at a predetermined position on the upper surface of one of the first cylindrical tubes 104. In addition, a first outlet 107 is provided at a predetermined position on the upper surface of the other first cylindrical tube 104 to discharge the gas after removing part or all of carbon dioxide to the outside of the container 103. Note that a differential pressure gauge 124 may be provided in order to check whether an appropriate amount of gas existing in the container 103 is discharged from the first outlet.

なお、本実施形態では、第1円筒管104を2つ使用しているが、この数は特に限定されず、3つ以上使用してもよい。   In the present embodiment, two first cylindrical tubes 104 are used, but this number is not particularly limited, and three or more may be used.

また、本実施形態では、容器103は、2つの円筒管を含む形状としたが、直方体の形状であっても構わない。直方体の形状の容器を用いる場合は、第1の入口106から供給したガスを容器103内に所定時間以上滞在させるべく、第1の出口107は第1の入口106から所定距離だけ離間させた位置に設けることが好ましい。   In the present embodiment, the container 103 has a shape including two cylindrical tubes, but may have a rectangular parallelepiped shape. When a rectangular parallelepiped container is used, the position where the first outlet 107 is separated from the first inlet 106 by a predetermined distance so that the gas supplied from the first inlet 106 stays in the container 103 for a predetermined time or longer. It is preferable to provide in.

第1の入口106に連結する配管には、ガスの供給量を制御するための手段の一例として制御バルブ113を設ける。また第1の出口107に連結する配管には、ガスの排出量を制御するための手段の一例として制御バルブ114を設ける。また第2の入口111に連結する配管には、二酸化炭素貯留槽121に貯留する液体二酸化炭素の供給を調節するための手段の一例として制御バルブ125を設け、また、第2の出口112に連結する配管には、供給された液体二酸化炭素によって溶解した二酸化炭素の排出を調節するための手段の一例として制御バルブ126を設ける。   The piping connected to the first inlet 106 is provided with a control valve 113 as an example of means for controlling the gas supply amount. The pipe connected to the first outlet 107 is provided with a control valve 114 as an example of means for controlling the gas discharge amount. The pipe connected to the second inlet 111 is provided with a control valve 125 as an example of means for adjusting the supply of liquid carbon dioxide stored in the carbon dioxide storage tank 121, and connected to the second outlet 112. The piping to be provided is provided with a control valve 126 as an example of means for adjusting the discharge of carbon dioxide dissolved by the supplied liquid carbon dioxide.

制御バルブ125を開栓すると、液体二酸化炭素が容器103に供給され、容器103に存在するドライアイスは溶解する。溶解した二酸化炭素は、制御バルブ126を開栓すると容器103の外へ排出され、二酸化炭素貯留槽121に貯留される。   When the control valve 125 is opened, liquid carbon dioxide is supplied to the container 103, and the dry ice present in the container 103 is dissolved. The dissolved carbon dioxide is discharged out of the container 103 when the control valve 126 is opened, and stored in the carbon dioxide storage tank 121.

上記の制御バルブ113,114,125、及び126の全てを閉じることにより、容器103内は完全に密閉された状態となる。   By closing all the control valves 113, 114, 125, and 126, the inside of the container 103 is completely sealed.

二酸化炭素貯留槽121は、第2の円筒管105の内部と連通している。二酸化炭素貯留槽121内の二酸化炭素を加温するために、二酸化炭素貯留槽121の壁面に伝熱管(伝熱器)122を埋設してもよいし、電熱式のヒーター(例えばシリコンゴムヒーター、フッ素樹脂ヒーター)を設けてもよい。伝熱管(伝熱器)122を用いる場合、伝熱管122の上流には伝熱管122に流通させる熱媒体の流量を制御するための手段の一例として制御バルブを設けることが好ましい。なお、上記熱媒体は、例えば乾きガスであることが好ましく、この熱媒体は熱源123から伝熱管122に輸送される。また、伝熱管122は二酸化炭素貯留槽121の壁面に埋設させるのではなく、二酸化炭素貯留槽121の内部に設けてもよい。   The carbon dioxide storage tank 121 communicates with the inside of the second cylindrical tube 105. In order to heat the carbon dioxide in the carbon dioxide storage tank 121, a heat transfer tube (heat transfer device) 122 may be embedded in the wall surface of the carbon dioxide storage tank 121, or an electric heater (for example, a silicon rubber heater, A fluororesin heater may be provided. When the heat transfer tube (heat transfer device) 122 is used, it is preferable to provide a control valve as an example of means for controlling the flow rate of the heat medium flowing through the heat transfer tube 122 upstream of the heat transfer tube 122. The heat medium is preferably a dry gas, for example, and the heat medium is transported from the heat source 123 to the heat transfer tube 122. The heat transfer tube 122 may be provided inside the carbon dioxide storage tank 121 instead of being embedded in the wall surface of the carbon dioxide storage tank 121.

容器103を冷却するために、容器103に冷却装置109を設ける。本実施例では、この冷却装置109は、容器103の外部に設ける。具体的には、図5に示すように容器103全体を覆うような形態の冷却装置でもよく、容器103に冷媒流通管などを巻いて容器103を外部から冷却するような形態の冷却装置でもよく、冷却装置109の形態は特に限定されない。冷却装置において使用し得る冷媒としては、二酸化炭素を固化させる温度以下まで冷却させることができる冷媒であることが好ましく、例えば、液体窒素が挙げられる。なお、液体窒素を冷媒として用いる場合、冷媒となる液体窒素は、冷凍機40から供給されるようにする。   In order to cool the container 103, a cooling device 109 is provided in the container 103. In this embodiment, the cooling device 109 is provided outside the container 103. Specifically, as shown in FIG. 5, a cooling device configured to cover the entire container 103 may be used, or a cooling device configured to cool the container 103 from the outside by winding a refrigerant circulation pipe or the like around the container 103. The form of the cooling device 109 is not particularly limited. The refrigerant that can be used in the cooling device is preferably a refrigerant that can be cooled to a temperature equal to or lower than the temperature at which carbon dioxide is solidified, and examples thereof include liquid nitrogen. In addition, when using liquid nitrogen as a refrigerant | coolant, the liquid nitrogen used as a refrigerant | coolant is supplied from the refrigerator 40. FIG.

容器103内で、二酸化炭素が固化する際、容器103の内面により多く付着させるために、容器103の内側面へのドライアイスの接触面積を稼ぐべく、容器103の内側面にスクリュー状のフインを形成させてもよい。   In order to increase the contact area of the dry ice to the inner surface of the container 103 in order to deposit more carbon dioxide on the inner surface of the container 103 when the carbon dioxide solidifies in the container 103, screw-like fins are provided on the inner surface of the container 103. It may be formed.

ドライアイスを容器103の内面に付着させたままでは、冷却された容器103内面に二酸化炭素が付着できる面積が減少してしまうため、ドライアイスの回収量は減少するとともに、容器103内のガスの通路を塞ぐため、ガスの通過量が減少する。この問題を解決するために、二酸化炭素貯留槽121に貯留する液体二酸化炭素を容器103へ導入して、容器103に存在するドライアイスの一部又は全部を液体二酸化炭素に溶解させ、溶解したドライアイスを容器103の外に排出させる。 また、容器103内において二酸化炭素を効率よく固化するために、容器103内のガスの温度を計測するセンサや、冷却装置109表面の温度を計測するセンサや、容器103内の圧力を計測するセンザ等の各種センサを容器103に設けてもよい。なお、各センサの出力値は、計測機器又はコンピュータによって制御してもよい。また、容器103の所定位置に小窓を設け、ドライアイスが作製されているか否か目視によって確認してもよい。   If dry ice is attached to the inner surface of the container 103, the area on which the carbon dioxide can adhere to the inner surface of the cooled container 103 is reduced, so that the amount of dry ice recovered is reduced and the amount of gas in the container 103 is reduced. Since the passage is blocked, the amount of gas passing is reduced. In order to solve this problem, liquid carbon dioxide stored in the carbon dioxide storage tank 121 is introduced into the container 103, and part or all of the dry ice present in the container 103 is dissolved in liquid carbon dioxide, and the dissolved dry carbon Ice is discharged out of the container 103. In order to efficiently solidify carbon dioxide in the container 103, a sensor for measuring the temperature of the gas in the container 103, a sensor for measuring the temperature of the surface of the cooling device 109, and a sensor for measuring the pressure in the container 103. Various sensors such as these may be provided in the container 103. The output value of each sensor may be controlled by a measuring device or a computer. Further, a small window may be provided at a predetermined position of the container 103, and it may be confirmed visually whether dry ice is produced.

=第2実施形態=
本実施形態では、容器103を冷却するための冷却装置109を容器103の内部に設ける。例えば、図6に示すように冷媒流通管217を第1の円筒管104の内部に挿入する。具体的には、例えば、長さ900mm×20本、管外表面積7.1m2、材質:銅管(フィン付)のような管として作製すればよい。挿入する冷媒流通管は、容器103の内部に流通させるガスとの間の接触面積を十分に確保するために、容器103の内部において2本に分岐させてもよい。また、第1の円筒管104の内部で蛇行させることによって、ガスとの間の接触面積が十分に確保してもよい。冷媒となる液体窒素は、第1の円筒管104の上面所定位置に設けられた入口218から供給し、出口219から排出させる。冷媒流通管217の上流には、冷媒の流量を制御するための手段の一例として制御バルブ220を設ける。
= Second Embodiment =
In the present embodiment, a cooling device 109 for cooling the container 103 is provided inside the container 103. For example, as shown in FIG. 6, the refrigerant flow pipe 217 is inserted into the first cylindrical pipe 104. Specifically, for example, the length may be 900 mm × 20, the outer surface area of the pipe 7.1 m 2 , and the material: a copper pipe (with fins). The refrigerant circulation pipe to be inserted may be branched into two inside the container 103 in order to ensure a sufficient contact area with the gas circulated inside the container 103. In addition, the meandering area inside the first cylindrical tube 104 may be sufficient to ensure a sufficient contact area with the gas. Liquid nitrogen serving as a refrigerant is supplied from an inlet 218 provided at a predetermined position on the upper surface of the first cylindrical tube 104 and discharged from an outlet 219. A control valve 220 is provided upstream of the refrigerant flow pipe 217 as an example of means for controlling the flow rate of the refrigerant.

容器103内に供給されたガスは、二酸化炭素が固化する温度まで上記の方法によって冷却されるので、ガスに含まれる二酸化炭素は、容器103内で固化し、容器103の内部にある冷媒流通管217の外面に付着する。このドライアイスを、付着面から剥離するため、容器103に振動装置を設けてもよい。   Since the gas supplied into the container 103 is cooled by the above method to a temperature at which carbon dioxide is solidified, the carbon dioxide contained in the gas is solidified in the container 103 and is a refrigerant circulation pipe inside the container 103. It adheres to the outer surface of 217. In order to peel this dry ice from the adhering surface, the container 103 may be provided with a vibration device.

<二酸化炭素回収方法>
以下、上記いずれかの二酸化炭素回収システムを用いて、溶解したドライアイスを回収する方法について説明する。なお、初期状態では、制御バルブ113、114、125、及び126は全て閉じられているものとする。
<CO2 recovery method>
Hereinafter, a method for recovering dissolved dry ice using any one of the carbon dioxide recovery systems will be described. In the initial state, it is assumed that the control valves 113, 114, 125, and 126 are all closed.

まず、冷却装置109を起動させ、容器103内部の冷却を開始する。この際、二酸化炭素が固化する温度まで、容器103の内側面の温度を低下させる。即ち、図7に示すように、二酸化炭素の昇華点は1atmで-78.5℃であるため、容器103内の圧力が1atmの場合、容器103の内側面の温度は少なくとも-78.5℃以下にする。   First, the cooling device 109 is activated to start cooling the inside of the container 103. At this time, the temperature of the inner surface of the container 103 is lowered to a temperature at which carbon dioxide is solidified. That is, as shown in FIG. 7, since the sublimation point of carbon dioxide is −78.5 ° C. at 1 atm, when the pressure in the container 103 is 1 atm, the temperature of the inner surface of the container 103 is at least −78.5 ° C. or lower.

容器103の内側面の温度が上記温度に達した後、制御バルブ113及び制御バルブ114を開いて制御バルブ113から二酸化炭素を含有するガスを供給し、容器103へのガスの供給を開始する。ここで容器103を流通するガスは、容器103内において冷却装置109によって冷却され、ガス中に含まれる二酸化炭素が、容器103の内側面においてドライアイスとして析出してくる。二酸化炭素を除去されたガスは、容器103内を移動して制御バルブ114から容器103の外に排出される。   After the temperature of the inner surface of the container 103 reaches the above temperature, the control valve 113 and the control valve 114 are opened, a gas containing carbon dioxide is supplied from the control valve 113, and supply of the gas to the container 103 is started. Here, the gas flowing through the container 103 is cooled by the cooling device 109 in the container 103, and carbon dioxide contained in the gas is deposited as dry ice on the inner surface of the container 103. The gas from which carbon dioxide has been removed moves through the container 103 and is discharged from the control valve 114 to the outside of the container 103.

次に伝熱管122に熱媒体を流通させ、二酸化炭素貯留槽121内の温度及び圧力を上昇させ、二酸化炭素貯留槽121に存在する二酸化炭素を液状化させる。   Next, a heat medium is circulated through the heat transfer tube 122, the temperature and pressure in the carbon dioxide storage tank 121 are increased, and the carbon dioxide existing in the carbon dioxide storage tank 121 is liquefied.

次に、制御バルブ113,114を閉めて容器103を密閉し、加圧ポンプのような、容器103の内部の圧力を増加させるための圧力印加手段を用いて二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に容器103の内部を加圧する。この時、図7に示すように、二酸化炭素の三重点は、5.11atm/-56.6℃であるため、容器103内のドライアイスを液状化させるには容器103内の圧力も5.11atm以上に上昇させていなければならない。また、容器103内のドライアイスを二酸化炭素貯留槽121に貯留する液体二酸化炭素を用いて液状化させるので、容器103内の圧力は、二酸化炭素貯留槽121内の圧力と同じであることが好ましい。このように容器103内の圧力を上昇させなければならないため、容器103の素材は耐圧性であることが好ましい。   Next, the control valves 113 and 114 are closed to seal the container 103, and the carbon dioxide can be in a liquid state by using a pressure applying means for increasing the pressure inside the container 103, such as a pressure pump. The inside of the container 103 is pressurized beyond the pressure. At this time, as shown in FIG. 7, since the triple point of carbon dioxide is 5.11 atm / -56.6 ° C., the pressure in the container 103 rises to 5.11 atm or more in order to liquefy the dry ice in the container 103. It must be allowed. Further, since the dry ice in the container 103 is liquefied using liquid carbon dioxide stored in the carbon dioxide storage tank 121, the pressure in the container 103 is preferably the same as the pressure in the carbon dioxide storage tank 121. . Thus, since the pressure in the container 103 must be increased, the material of the container 103 is preferably pressure resistant.

次に、二酸化炭素貯留槽121内の液体二酸化炭素を、容器103の第2の入口111から容器103へ供給し、容器103内のドライアイスを液状化させる。   Next, the liquid carbon dioxide in the carbon dioxide storage tank 121 is supplied to the container 103 from the second inlet 111 of the container 103, and the dry ice in the container 103 is liquefied.

最後に、容器103内に存在する液体二酸化炭素を、容器103の第2の出口112から排出し、二酸化炭素貯留槽121へ供給し、二酸化炭素貯留槽121内に液体二酸化炭素を貯留する。この液体二酸化炭素は、容器103内のドライアイスを液状化させるために、再度容器103の第2の入口111へ供給してもよい。   Finally, the liquid carbon dioxide existing in the container 103 is discharged from the second outlet 112 of the container 103, supplied to the carbon dioxide storage tank 121, and the liquid carbon dioxide is stored in the carbon dioxide storage tank 121. This liquid carbon dioxide may be supplied again to the second inlet 111 of the container 103 in order to liquefy the dry ice in the container 103.

ここで、液体二酸化炭素を容器103の第2の入口111へ供給する条件としては、例えば、容器103の入口106と出口107に差圧計124を設け、容器103の入口106と出口107との圧力の差がある一定以上となった場合などである。   Here, as a condition for supplying liquid carbon dioxide to the second inlet 111 of the container 103, for example, a differential pressure gauge 124 is provided at the inlet 106 and the outlet 107 of the container 103, and the pressure between the inlet 106 and the outlet 107 of the container 103 is set. This is the case when the difference between the values exceeds a certain level.

また、例えば、制御バルブ113,114,125,126をそれぞれ電磁バルブとするとともに、各電磁バルブを制御するための制御ラインをコンピュータに接続し、コンピュータのハードウエアや当該ハードウエアで動作する制御ソフトウエアにより、上記電磁バルブを遠隔制御するようにしてもよい。また、上記各種センサの出力値に基づいて、上述したプロセスの全部又は一部を自動で実行させるようにしてもよい。   In addition, for example, the control valves 113, 114, 125, and 126 are electromagnetic valves, and a control line for controlling each electromagnetic valve is connected to a computer so that the computer hardware and control software that operates on the hardware are connected. The electromagnetic valve may be remotely controlled by wear. Moreover, you may make it perform all or one part of the process mentioned above automatically based on the output value of the said various sensors.

以上に説明したように、本実施形態の二酸化炭素回収システム70によれば、容器103の内側面に付着したドライアイスを、液体二酸化炭素に溶解させることによって、効率よく回収することができる。さらに、本実施形態の二酸化炭素回収システム70は、容器103内に存在するドライアイスに液体二酸化炭素を直接接触させるので、付着したドライアイスを効率よく剥離することができる。   As described above, according to the carbon dioxide recovery system 70 of the present embodiment, the dry ice attached to the inner surface of the container 103 can be efficiently recovered by dissolving it in liquid carbon dioxide. Furthermore, since the carbon dioxide recovery system 70 of this embodiment makes liquid carbon dioxide contact the dry ice which exists in the container 103 directly, it can peel off the attached dry ice efficiently.

以上、複数の実施形態について説明したが、これらの実施形態の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。   As mentioned above, although several embodiment was described, description of these embodiment is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof.

二酸化炭素を分離する技術の一つを説明する図である。It is a figure explaining one of the techniques which isolate | separate a carbon dioxide. 本発明の一実施形態において、排ガス処理システムの概略的な構成を示す図である。In one Embodiment of this invention, it is a figure which shows schematic structure of an waste gas processing system. 本発明の一実施形態において、二酸化硫黄、一酸化窒素等についての冷却媒体への溶解量の測定に用いた装置の構成を示す図である。In one Embodiment of this invention, it is a figure which shows the structure of the apparatus used for the measurement of the melt | dissolution amount to the cooling medium about sulfur dioxide, nitric oxide, etc. FIG. 本発明の一実施形態において、模擬排ガスの組成を示す図である。In one Embodiment of this invention, it is a figure which shows the composition of simulation exhaust gas. 本発明の一実施形態において、二酸化硫黄、一酸化窒素についての冷却媒体への溶解量の測定結果を示す図である。In one Embodiment of this invention, it is a figure which shows the measurement result of the melt | dissolution amount to the cooling medium about sulfur dioxide and nitric oxide. 本発明の一実施形態において、排ガス処理システムの概略的な構成を示す図である。In one Embodiment of this invention, it is a figure which shows schematic structure of an waste gas processing system. 本発明の一実施形態において、ガス処理システムの概略的な構成を示す図である。In one Embodiment of this invention, it is a figure which shows schematic structure of a gas processing system. 本発明の一実施形態において、ガス処理システムの概略的な構成を示す図である。In one Embodiment of this invention, it is a figure which shows schematic structure of a gas processing system. 本発明の一実施形態において、二酸化炭素のT−P(温度−圧力)線図を示す図である。In one Embodiment of this invention, it is a figure which shows the TP (temperature-pressure) diagram of a carbon dioxide.

符号の説明Explanation of symbols

10 排ガス発生源/11 熱交換器/12 海水ポンプ/13 凝縮器(コンデンサー)/14 排水槽/15 排水ポンプ/16 排ガスファン/17 脱水塔/18 DME冷却塔/19 循環ポンプ/20 DME分離塔/21 輸送ポンプ/22 成分分離塔/23 リバーシブル熱交換器/28 固液分離装置/30 二酸化炭素回収装置
40 冷凍機/41 窒素昇圧機/42 循環窒素圧縮機/43 凝縮器/44 熱交換器/50 排水処理装置/51 煙突/61 LNGタンク/70 二酸化炭素回収システム/103 容器/104 第1の円筒管/105 第2の円筒管/106 第1の入口/107 第1の出口/109 冷却装置/111 第2の入口/112 第2の出口/113 制御バルブ/114 制御バルブ/121 二酸化炭素貯留槽/122 伝熱管/123 熱源/124 差圧計/125 制御バルブ/126 制御バルブ/210 装置/211 混合器/212 冷却容器/213 ガス導入管/214 ガス排出管 /217 冷媒流通管/218 液体窒素入口/219 液体窒素出口/220 制御バルブ/1100 冷媒/1101 容器/1102 伝熱管/1103 ガス/1104 捕集容器/1105 ドライアイス/1106 ドライアイス液化装置/1107 液体の二酸化炭素
10 Exhaust gas generation source / 11 Heat exchanger / 12 Seawater pump / 13 Condenser (condenser) / 14 Drainage tank / 15 Drainage pump / 16 Exhaust gas fan / 17 Dehydration tower / 18 DME cooling tower / 19 Circulation pump / 20 DME separation tower / 21 Transport pump / 22 Component separation tower / 23 Reversible heat exchanger / 28 Solid-liquid separation device / 30 Carbon dioxide recovery device 40 Refrigerator / 41 Nitrogen booster / 42 Circulating nitrogen compressor / 43 Condenser / 44 Heat exchanger / 50 Wastewater treatment device / 51 Chimney / 61 LNG tank / 70 Carbon dioxide recovery system / 103 Container / 104 First cylindrical tube / 105 Second cylindrical tube / 106 First inlet / 107 First outlet / 109 Cooling Device / 111 Second inlet / 112 Second outlet / 113 Control valve / 114 Control valve / 121 Carbon dioxide storage tank / 122 Transmission Pipe / 123 Heat source / 124 Differential pressure gauge / 125 Control valve / 126 Control valve / 210 Device / 211 Mixer / 212 Cooling vessel / 213 Gas introduction pipe / 214 Gas discharge pipe / 217 Refrigerant flow pipe / 218 Liquid nitrogen inlet / 219 Liquid Nitrogen outlet / 220 Control valve / 1100 Refrigerant / 1101 Container / 1102 Heat transfer tube / 1103 Gas / 1104 Collection container / 1105 Dry ice / 1106 Dry ice liquefier / 1107 Liquid carbon dioxide

Claims (38)

二酸化炭素を含有するガスを、二酸化炭素を固化させる温度で冷却することにより、前記ガスに含まれる二酸化炭素を固化させ、前記ガスが導入された容器の内部の面に付着させて、
前記容器を密閉し、
二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に前記容器の内部を加圧し、
液体二酸化炭素を前記容器へ導入し、
前記容器に存在する前記固化した二酸化炭素の一部又は全部を前記液体二酸化炭素に溶解させ、
前記溶解した二酸化炭素の一部又は全部を前記容器の外に排出し、
排出された前記溶解した二酸化炭素を回収すること、
を特徴とするガス処理方法。
By cooling the gas containing carbon dioxide at a temperature at which the carbon dioxide is solidified, the carbon dioxide contained in the gas is solidified and adhered to the inner surface of the container into which the gas is introduced,
Sealing the container,
Pressurizing the inside of the container above the pressure at which carbon dioxide can take a liquid state,
Introducing liquid carbon dioxide into the container;
Dissolving part or all of the solidified carbon dioxide present in the container in the liquid carbon dioxide;
Discharging part or all of the dissolved carbon dioxide out of the container;
Recovering the dissolved dissolved carbon dioxide,
A gas treatment method characterized by the above.
窒素酸化物又は硫黄酸化物の一方をさらに含有する前記ガスを、二酸化炭素を固化させないが前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を液化又は固化させる第1の温度に冷却することにより前記ガスに含まれる窒素酸化物又は硫黄酸化物を液化又は固化させて前記ガスから除去する第1の工程と、
前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去したガスを二酸化炭素を固化させる第2の温度に冷却することにより、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去したガスに含まれる二酸化炭素を、固化させ、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去したガスが供給された容器の内部の面に付着させて、前記容器を密閉し、二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に前記容器の内部を加圧し、液体二酸化炭素を前記容器へ導入し、前記容器に存在する前記固化した二酸化炭素の一部又は全部を前記液体二酸化炭素に溶解させ、前記溶解した二酸化炭素の一部又は全部を前記容器の外に排出する第2の工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のガス処理方法。
The gas further containing one of nitrogen oxide or sulfur oxide is contained in the gas by cooling to a first temperature that does not solidify carbon dioxide but liquefy or solidify the nitrogen oxide or sulfur oxide. A first step of liquefying or solidifying nitrogen oxide or sulfur oxide from the gas;
By cooling the gas from which the nitrogen oxides or sulfur oxides have been removed to a second temperature at which carbon dioxide is solidified, the carbon dioxide contained in the gases from which the nitrogen oxides or sulfur oxides have been removed is solidified, It is attached to the inner surface of the container to which the gas from which the nitrogen oxide or sulfur oxide has been removed is supplied, and the container is sealed, and the interior of the container is added above the pressure at which carbon dioxide can take a liquid state. Pressure, liquid carbon dioxide is introduced into the container, part or all of the solidified carbon dioxide present in the container is dissolved in the liquid carbon dioxide, and part or all of the dissolved carbon dioxide is dissolved in the container. A second step of discharging outside,
The gas processing method according to claim 1, comprising:
前記第1の工程において、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物が液化又は固化する温度以下の温度の冷却媒体に、前記ガスを流通させることにより、前記ガスに含まれる窒素酸化物又は硫黄酸化物を前記ガスから除去することを特徴とする、請求項2に記載のガス処理方法。   In the first step, the nitrogen oxide or sulfur oxide contained in the gas is circulated by passing the gas through a cooling medium having a temperature equal to or lower than the temperature at which the nitrogen oxide or sulfur oxide is liquefied or solidified. The gas processing method according to claim 2, wherein the gas is removed from the gas. 前記第1の工程により前記ガスから分離される前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を含む前記冷却媒体を、前記冷却媒体は気化させるが前記窒素酸化物又は硫黄酸化物は気化させない温度に昇温することにより、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物と前記冷却媒体とを分離する第3の工程を含むことを特徴とする、請求項3に記載のガス処理方法。   The cooling medium containing the nitrogen oxide or sulfur oxide separated from the gas in the first step is heated to a temperature at which the cooling medium is vaporized but the nitrogen oxide or sulfur oxide is not vaporized. The gas processing method according to claim 3, further comprising a third step of separating the nitrogen oxide or sulfur oxide and the cooling medium. 前記窒素酸化物又は硫黄酸化物から分離される前記冷却媒体を、前記ガスを流通させる前記冷却媒体として再利用する第4の工程を含むこと、
を特徴とする、請求項4に記載のガス処理方法。
Including a fourth step of reusing the cooling medium separated from the nitrogen oxides or sulfur oxides as the cooling medium for circulating the gas;
The gas processing method according to claim 4, wherein:
窒素酸化物及び硫黄酸化物をさらに含有する前記ガスを、二酸化炭素を固化させないが前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を液化又は固化させる第1の温度に冷却することにより前記ガスに含まれる窒素酸化物及び硫黄酸化物を液化又は固化させて前記ガスから除去する第1の工程と、
前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を除去したガスを二酸化炭素を固化させる第2の温度に冷却することにより、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を除去したガスに含まれる二酸化炭素を、固化させ、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を除去したガスが供給された容器の内部の面に付着させて、前記容器を密閉し、二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に前記容器の内部を加圧し、液体二酸化炭素を前記容器へ導入し、前記容器に存在する前記固化した二酸化炭素の一部又は全部を前記液体二酸化炭素に溶解させ、前記溶解した二酸化炭素の一部又は全部を前記容器の外に排出する第2の工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のガス処理方法。
Nitrogen oxidation contained in the gas by cooling the gas further containing nitrogen oxide and sulfur oxide to a first temperature that does not solidify carbon dioxide but liquefy or solidify the nitrogen oxide and sulfur oxide. A first step of liquefying or solidifying the product and sulfur oxide from the gas;
By cooling the gas from which the nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed to a second temperature at which carbon dioxide is solidified, the carbon dioxide contained in the gases from which the nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed is solidified, It is attached to the inner surface of the container supplied with the gas from which the nitrogen oxide and sulfur oxide have been removed, and the container is sealed, and the interior of the container is added to a pressure higher than that at which carbon dioxide can take a liquid state. Pressure, liquid carbon dioxide is introduced into the container, part or all of the solidified carbon dioxide present in the container is dissolved in the liquid carbon dioxide, and part or all of the dissolved carbon dioxide is dissolved in the container. A second step of discharging outside,
The gas processing method according to claim 1, comprising:
前記第1の工程において、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物が液化又は固化する温度以下の温度の冷却媒体に、前記ガスを流通させることにより、前記ガスに含まれる窒素酸化物及び硫黄酸化物を前記ガスから除去することを特徴とする、請求項6に記載のガス処理方法。   In the first step, by passing the gas through a cooling medium having a temperature equal to or lower than the temperature at which the nitrogen oxide and sulfur oxide are liquefied or solidified, the nitrogen oxide and sulfur oxide contained in the gas are reduced. It removes from the said gas, The gas processing method of Claim 6 characterized by the above-mentioned. 前記第1の工程により前記ガスから分離される前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を含む前記冷却媒体を、前記冷却媒体は気化させるが前記窒素酸化物及び硫黄酸化物は気化させない温度に昇温することにより、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物と前記冷却媒体とを分離する第3の工程を含むことを特徴とする、請求項6に記載のガス処理方法。   The cooling medium containing the nitrogen oxides and sulfur oxides separated from the gas in the first step is heated to a temperature at which the cooling medium is vaporized but the nitrogen oxides and sulfur oxides are not vaporized. The gas processing method according to claim 6, further comprising a third step of separating the nitrogen oxide and sulfur oxide from the cooling medium. 前記窒素酸化物及び硫黄酸化物から分離される前記冷却媒体を、前記ガスを流通させる前記冷却媒体として再利用する第4の工程を含むこと、
を特徴とする、請求項8に記載のガス処理方法。
Including a fourth step of reusing the cooling medium separated from the nitrogen oxides and sulfur oxides as the cooling medium for circulating the gas;
The gas processing method according to claim 8, wherein:
前記第1の工程により前記ガスから分離される前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を、硫黄酸化物は気化させるが窒素酸化物は気化させない温度に昇温することにより、硫黄酸化物と窒素酸化物とを分離する第5の工程を含むことを特徴とする、請求項6〜9のいずれかに記載のガス処理方法。   The nitrogen oxides and sulfur oxides separated from the gas in the first step are heated to a temperature at which sulfur oxides are vaporized but nitrogen oxides are not vaporized. The gas processing method according to claim 6, further comprising a fifth step of separating the first and second steps. 前記冷却媒体が、ジメチルエーテル、メタノール、エタノール、トルエン、エチルベンゼンのいずれかを含むことを特徴とする、請求項3〜5又は7〜10のいずれかに記載のガス処理方法。   The gas treatment method according to claim 3, wherein the cooling medium includes any one of dimethyl ether, methanol, ethanol, toluene, and ethylbenzene. 前記容器が、二酸化炭素が固化する温度以下の温度の冷媒を流通させた冷媒流通装置を有し、
前記冷媒流通装置の外部に前記ガスを接触させることによって前記ガスを冷却させること、
を特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載のガス処理方法。
The container has a refrigerant circulation device that circulates a refrigerant having a temperature equal to or lower than a temperature at which carbon dioxide is solidified;
Cooling the gas by bringing the gas into contact with the outside of the refrigerant distribution device;
The gas processing method according to claim 1, wherein:
前記冷媒流通装置は管状であり、前記容器の内部に蛇行して設けられていることを特徴とする、請求項12に記載のガス処理方法。   The gas processing method according to claim 12, wherein the refrigerant distribution device is tubular and is provided meandering in the container. 前記第1の工程は、前記ガスに含まれる水分を前記ガスから分離する工程を含むことを特徴とする、請求項1〜13のいずれかに記載のガス処理方法。   The gas processing method according to claim 1, wherein the first step includes a step of separating moisture contained in the gas from the gas. 前記ガスが、LNG焚きボイラから排出される排ガスであることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載のガス処理方法。   The gas processing method according to claim 1, wherein the gas is exhaust gas discharged from an LNG-fired boiler. 前記液体二酸化炭素は、二酸化炭素貯留槽から前記容器へ供給され、
前記排出された前記溶解した二酸化炭素は、前記二酸化炭素貯留槽へ回収されること、
を特徴とする、請求項1〜15のいずれかに記載のガス処理方法。
The liquid carbon dioxide is supplied from the carbon dioxide storage tank to the container,
The discharged dissolved carbon dioxide is collected into the carbon dioxide storage tank;
The gas processing method according to claim 1, wherein:
前記二酸化炭素貯留槽内の圧力は、前記容器内の圧力と同一であることを特徴とする、請求項16に記載のガス処理方法。   The gas processing method according to claim 16, wherein the pressure in the carbon dioxide storage tank is the same as the pressure in the container. 前記圧力が、5.11atm以上であることを特徴とする、請求項1〜17のいずれかに記載のガス処理方法。   The gas processing method according to claim 1, wherein the pressure is 5.11 atm or more. 二酸化炭素を含有するガスを、二酸化炭素を固化させる温度で冷却することにより、前記ガスに含まれる二酸化炭素を固化させ、前記ガスが導入された容器の内部の面に付着させて、前記容器を密閉し、二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に前記容器の内部を加圧し、液体二酸化炭素を前記容器へ導入し、前記容器に存在する前記固化した二酸化炭素の一部又は全部を前記液体二酸化炭素に溶解させ、前記溶解した二酸化炭素の一部又は全部を前記容器の外に排出すること、
を特徴とするガス処理装置。
The gas containing carbon dioxide is cooled at a temperature at which carbon dioxide is solidified, so that the carbon dioxide contained in the gas is solidified and adhered to the inner surface of the container into which the gas has been introduced. Sealing, pressurizing the inside of the container to a pressure higher than the pressure at which carbon dioxide can take a liquid state, introducing liquid carbon dioxide into the container, and part or all of the solidified carbon dioxide present in the container Dissolving in liquid carbon dioxide and discharging part or all of the dissolved carbon dioxide out of the container;
A gas processing apparatus characterized by the above.
二酸化炭素を含有するガスから前記二酸化炭素を除去するためのガス処理装置であって、
二酸化炭素を含有する前記ガスを供給するための第1の入口と、前記二酸化炭素の一部又は全部を除去した後のガスを排出するための第1の出口と、液体二酸化炭素を供給するための第2の入口と、前記液体二酸化炭素によって溶解した固化した二酸化炭素を排出するための第2の出口とを備えた容器と、
前記二酸化炭素を固化させるための冷却装置と、
を備え、
前記容器は、
前記第1の入口より供給される前記ガスの量を制御するための手段と、
前記第1の出口より排出されるガスの量を制御するための手段と、
前記第2の入口より前記液体二酸化炭素を供給するための供給手段と、
前記第2の出口より溶解した前記固化した二酸化炭素を排出するための排出手段と、
第2の出口より排出された溶解した二酸化炭素を回収するための回収手段と、
前記容器内に圧力を印加する圧力印加手段と、
を備えることを特徴とするガス処理装置。
A gas treatment device for removing carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide,
A first inlet for supplying the gas containing carbon dioxide; a first outlet for discharging the gas after removing part or all of the carbon dioxide; and for supplying liquid carbon dioxide. A container having a second inlet and a second outlet for discharging solid carbon dioxide dissolved by the liquid carbon dioxide;
A cooling device for solidifying the carbon dioxide;
With
The container is
Means for controlling the amount of the gas supplied from the first inlet;
Means for controlling the amount of gas discharged from the first outlet;
Supply means for supplying the liquid carbon dioxide from the second inlet;
Discharging means for discharging the solidified carbon dioxide dissolved from the second outlet;
A recovery means for recovering the dissolved carbon dioxide discharged from the second outlet;
Pressure applying means for applying pressure in the container;
A gas treatment device comprising:
前記冷却装置が、二酸化炭素が固化する温度以下の温度の冷媒を流通させるための冷媒流通装置であることを特徴とする、請求項20に記載のガス処理装置。   21. The gas processing device according to claim 20, wherein the cooling device is a refrigerant distribution device for distributing a refrigerant having a temperature equal to or lower than a temperature at which carbon dioxide is solidified. 前記冷媒流通装置は管状であり、前記容器内部に蛇行して設けられていることを特徴とする、請求項21に記載のガス処理装置。   The gas processing apparatus according to claim 21, wherein the refrigerant circulation device is tubular and is provided in a meandering manner inside the container. 二酸化炭素、及び窒素酸化物又は硫黄酸化物の一方を含有するガスを、二酸化炭素を固化させないが前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を液化又は固化させる第1の温度に冷却することにより、前記ガスに含まれる窒素酸化物又は硫黄酸化物を液化又は固化させて前記ガスから除去するための第1の装置と、
前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去したガスを、二酸化炭素を固化させる第2の温度で冷却することにより、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去したガスに含まれる二酸化炭素を固化させ、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去したガスが導入された容器の内部の面に付着させて、前記容器を密閉し、二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に前記容器の内部を加圧し、液体二酸化炭素を前記容器へ導入し、前記容器に存在する前記固化した二酸化炭素の一部又は全部を前記液体二酸化炭素に溶解させ、前記溶解した二酸化炭素の一部又は全部を前記容器の外に排出するための第2の装置と、
を備えることを特徴とするガス処理システム。
By cooling the gas containing carbon dioxide and one of nitrogen oxides or sulfur oxides to a first temperature that does not solidify carbon dioxide but liquifies or solidifies the nitrogen oxides or sulfur oxides, the gas A first apparatus for liquefying or solidifying nitrogen oxides or sulfur oxides contained in the gas and removing them from the gas;
The gas from which the nitrogen oxides or sulfur oxides have been removed is cooled at a second temperature at which carbon dioxide is solidified to solidify the carbon dioxide contained in the gas from which the nitrogen oxides or sulfur oxides have been removed, It is attached to the inner surface of the container into which the gas from which the nitrogen oxides or sulfur oxides have been removed is introduced, and the container is sealed, and the interior of the container is added to a pressure higher than that at which carbon dioxide can take a liquid state. Pressure, liquid carbon dioxide is introduced into the container, part or all of the solidified carbon dioxide present in the container is dissolved in the liquid carbon dioxide, and part or all of the dissolved carbon dioxide is dissolved in the container. A second device for discharging outside;
A gas processing system comprising:
二酸化炭素、及び窒素酸化物又は硫黄酸化物の一方を含有するガスから前記二酸化炭素、及び窒素酸化物又は硫黄酸化物を除去するためのガス処理システムであって、
前記ガス処理システムは、第1の装置と第2の装置を含み、
前記第1の装置は、
前記二酸化炭素、及び窒素酸化物又は硫黄酸化物を含有する前記ガスを供給するための第3の入口と、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物の一部又は全部を除去した後のガスを排出するための第3の出口と、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を排出するための第4の出口とを備えた第1の容器と、
前記窒素酸化物又は硫黄酸化物を液化又は固化させるための第1の冷却装置と、
を備え、
前記第2の装置は、
前記第3の出口から排出された前記二酸化炭素を含有するガスを供給するための第1の入口と、前記二酸化炭素の一部又は全部を除去した後のガスを排出するための第1の出口と、液体二酸化炭素を供給するための第2の入口と、前記液体二酸化炭素によって溶解した固化した二酸化炭素を排出するための第2の出口と、圧力を印加するための圧力印加手段とを備えた第2の容器と、
前記二酸化炭素を固化させるための第2の冷却装置と、
を備え、
前記第1の容器は、
前記第3の入口より供給される前記ガスの量を制御するための手段と、
前記第3の出口より排出されるガスの量を制御するための手段と、
を備え、
前記第2の容器は、
前記第1の入口より供給される前記二酸化炭素を含有するガスの量を制御するための手段と、
前記第1の出口より排出されるガスの量を制御するための手段と、
前記第2の入口より前記液体二酸化炭素を供給するための供給手段と、
前記第2の出口より溶解した前記固化した二酸化炭素を排出するための排出手段と、を備えることを特徴とするガス処理システム。
A gas treatment system for removing carbon dioxide and nitrogen oxides or sulfur oxides from a gas containing carbon dioxide and nitrogen oxides or sulfur oxides,
The gas processing system includes a first device and a second device,
The first device includes:
A third inlet for supplying the carbon dioxide and the gas containing nitrogen oxide or sulfur oxide, and exhausting the gas after removing part or all of the nitrogen oxide or sulfur oxide A first container with a third outlet for discharging and a fourth outlet for discharging the nitrogen oxides or sulfur oxides;
A first cooling device for liquefying or solidifying the nitrogen oxide or sulfur oxide;
With
The second device includes:
A first inlet for supplying the gas containing carbon dioxide discharged from the third outlet, and a first outlet for discharging the gas after removing part or all of the carbon dioxide A second inlet for supplying liquid carbon dioxide, a second outlet for discharging solid carbon dioxide dissolved by the liquid carbon dioxide, and a pressure applying means for applying pressure. A second container,
A second cooling device for solidifying the carbon dioxide;
With
The first container comprises:
Means for controlling the amount of the gas supplied from the third inlet;
Means for controlling the amount of gas discharged from the third outlet;
With
The second container is
Means for controlling the amount of the gas containing carbon dioxide supplied from the first inlet;
Means for controlling the amount of gas discharged from the first outlet;
Supply means for supplying the liquid carbon dioxide from the second inlet;
And a discharge means for discharging the solidified carbon dioxide dissolved from the second outlet.
前記第1の冷却装置は、前記窒素酸化物又は硫黄酸化物が液化又は固化する温度以下の温度の冷却媒体に、前記二酸化炭素、及び窒素酸化物又は硫黄酸化物を含有するガスを流通させることにより、前記ガスに含まれる窒素酸化物又は硫黄酸化物を前記ガスから除去することを特徴とする、請求項24に記載のガス処理システム。   The first cooling device causes the carbon dioxide and a gas containing nitrogen oxide or sulfur oxide to flow through a cooling medium having a temperature equal to or lower than a temperature at which the nitrogen oxide or sulfur oxide is liquefied or solidified. The gas treatment system according to claim 24, wherein nitrogen oxides or sulfur oxides contained in the gas are removed from the gas. 前記第1の装置により前記ガスから分離される窒素酸化物又は硫黄酸化物を含む前記冷却媒体を、前記冷却媒体については気化させるが前記窒素酸化物及び硫黄酸化物については気化させない温度に昇温することにより前記窒素酸化物又は硫黄酸化物と前記冷却媒体とを分離する装置を含むことを特徴とする、請求項25に記載のガス処理システム。   The cooling medium containing nitrogen oxides or sulfur oxides separated from the gas by the first device is heated to a temperature at which the cooling medium is vaporized but the nitrogen oxides and sulfur oxides are not vaporized. The gas processing system according to claim 25, further comprising an apparatus that separates the nitrogen oxide or sulfur oxide from the cooling medium. 二酸化炭素、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を含有するガスを、二酸化炭素を固化させないが前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を液化又は固化させる第1の温度に冷却することにより、前記ガスに含まれる窒素酸化物及び硫黄酸化物を液化又は固化させて前記ガスから除去するための第1の装置と、
前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を除去したガスを、二酸化炭素を固化させる第2の温度で冷却することにより、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を除去したガスに含まれる二酸化炭素を固化させ、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を除去したガスが導入された容器の内部の面に付着させて、前記容器を密閉し、二酸化炭素が液体の状態を取り得る圧力以上に前記容器の内部を加圧し、液体二酸化炭素を前記容器へ導入し、前記容器に存在する前記固化した二酸化炭素の一部又は全部を前記液体二酸化炭素に溶解させ、前記溶解した二酸化炭素の一部又は全部を前記容器の外に排出するための第2の装置と、
を備えることを特徴とするガス処理システム。
A gas containing carbon dioxide, nitrogen oxides, and sulfur oxides is included in the gas by cooling to a first temperature that does not solidify carbon dioxide but liquefies or solidifies the nitrogen oxides and sulfur oxides. A first apparatus for liquefying or solidifying nitrogen oxides and sulfur oxides to be removed from the gas;
The gas from which the nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed is cooled at a second temperature at which carbon dioxide is solidified to solidify the carbon dioxide contained in the gases from which the nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed, The gas from which the nitrogen oxides and sulfur oxides have been removed is attached to the inner surface of the container to seal the container, and the interior of the container is added to a pressure higher than that at which carbon dioxide can take a liquid state. Pressure, liquid carbon dioxide is introduced into the container, part or all of the solidified carbon dioxide present in the container is dissolved in the liquid carbon dioxide, and part or all of the dissolved carbon dioxide is dissolved in the container. A second device for discharging outside;
A gas processing system comprising:
二酸化炭素、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を含有するガスから前記二酸化炭素、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を除去するためのガス処理システムであって、
前記ガス処理システムは、第1の装置と第2の装置を含み、
前記第1の装置は、
前記二酸化炭素、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を含有する前記ガスを供給するための第3の入口と、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物の一部又は全部を除去した後のガスを排出するための第3の出口と、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を排出するための第4の出口とを備えた第1の容器と、
前記窒素酸化物及び硫黄酸化物を液化又は固化させるための第1の冷却装置と、
を備え、
前記第2の装置は、
前記第3の出口から排出された前記二酸化炭素を含有するガスを供給するための第1の入口と、前記二酸化炭素の一部又は全部を除去した後のガスを排出するための第1の出口と、液体二酸化炭素を供給するための第2の入口と、前記液体二酸化炭素によって溶解した固化した二酸化炭素を排出するための第2の出口と、圧力を印加するための圧力印加手段とを備えた第2の容器と、
前記二酸化炭素を固化させるための第2の冷却装置と、
を備え、
前記第1の容器は、
前記第3の入口より供給される前記ガスの量を制御するための手段と、
前記第3の出口より排出されるガスの量を制御するための手段と、
を備え、
前記第2の容器は、
前記第1の入口より供給される前記二酸化炭素を含有するガスの量を制御するための手段と、
前記第1の出口より排出されるガスの量を制御するための手段と、
前記第2の入口より前記液体二酸化炭素を供給するための供給手段と、
前記第2の出口より溶解した前記固化した二酸化炭素を排出するための排出手段と、
を備えることを特徴とするガス処理システム。
A gas processing system for removing the carbon dioxide, nitrogen oxide, and sulfur oxide from a gas containing carbon dioxide, nitrogen oxide, and sulfur oxide,
The gas processing system includes a first device and a second device,
The first device includes:
A third inlet for supplying the gas containing carbon dioxide, nitrogen oxide, and sulfur oxide, and exhausting the gas after removing part or all of the nitrogen oxide and sulfur oxide A first container with a third outlet for discharging and a fourth outlet for discharging the nitrogen oxides and sulfur oxides;
A first cooling device for liquefying or solidifying the nitrogen oxides and sulfur oxides;
With
The second device includes:
A first inlet for supplying the gas containing carbon dioxide discharged from the third outlet, and a first outlet for discharging the gas after removing part or all of the carbon dioxide A second inlet for supplying liquid carbon dioxide, a second outlet for discharging solid carbon dioxide dissolved by the liquid carbon dioxide, and a pressure applying means for applying pressure. A second container,
A second cooling device for solidifying the carbon dioxide;
With
The first container comprises:
Means for controlling the amount of the gas supplied from the third inlet;
Means for controlling the amount of gas discharged from the third outlet;
With
The second container is
Means for controlling the amount of the gas containing carbon dioxide supplied from the first inlet;
Means for controlling the amount of gas discharged from the first outlet;
Supply means for supplying the liquid carbon dioxide from the second inlet;
Discharging means for discharging the solidified carbon dioxide dissolved from the second outlet;
A gas processing system comprising:
前記第1の冷却装置は、前記窒素酸化物及び硫黄酸化物が液化又は固化する温度以下の温度の冷却媒体に、前記二酸化炭素、窒素酸化物、及び硫黄酸化物を含有するガスを流通させることにより、前記ガスに含まれる窒素酸化物及び硫黄酸化物を前記ガスから除去することを特徴とする、請求項28に記載のガス処理システム。   The first cooling device causes the gas containing carbon dioxide, nitrogen oxide, and sulfur oxide to flow through a cooling medium having a temperature equal to or lower than a temperature at which the nitrogen oxide and sulfur oxide are liquefied or solidified. The gas treatment system according to claim 28, wherein nitrogen oxides and sulfur oxides contained in the gas are removed from the gas. 前記第1の装置により前記ガスから分離される窒素酸化物及び硫黄酸化物を含む前記冷却媒体を、前記冷却媒体については気化させるが前記窒素酸化物及び硫黄酸化物については気化させない温度に昇温することにより前記窒素酸化物及び硫黄酸化物と前記冷却媒体とを分離する装置を含むことを特徴とする、請求項29に記載のガス処理システム。   The cooling medium containing nitrogen oxides and sulfur oxides separated from the gas by the first device is heated to a temperature at which the cooling medium is vaporized but the nitrogen oxides and sulfur oxides are not vaporized. 30. The gas processing system according to claim 29, further comprising an apparatus for separating the nitrogen oxide and sulfur oxide from the cooling medium. 前記ガスが窒素酸化物及び硫黄酸化物を含有し、
前記第1の装置により前記ガスから分離される窒素酸化物及び硫黄酸化物を硫黄酸化物は気化させるが窒素酸化物は気化させない温度に昇温することにより前記硫黄酸化物と窒素酸化物とを分離する装置を含むことを特徴とする、請求項27〜30のいずれかに記載のガス処理システム。
The gas contains nitrogen oxides and sulfur oxides;
The sulfur oxide and the nitrogen oxide are heated by raising the temperature to a temperature at which the sulfur oxide vaporizes the nitrogen oxide and sulfur oxide separated from the gas by the first device but does not vaporize the nitrogen oxide. 31. A gas treatment system according to any one of claims 27 to 30, characterized in that it comprises a separating device.
前記ガスから分離される前記冷却媒体を、前記ガスを流通させる前記冷却媒体として再利用する装置を含むことを特徴とする、請求項26又は30に記載のガス処理システム。   The gas processing system according to claim 26 or 30, further comprising a device that reuses the cooling medium separated from the gas as the cooling medium through which the gas flows. 前記冷却媒体が、ジメチルエーテル、メタノール、エタノール、トルエン、エチルベンゼンのいずれかを含むことを特徴とする、請求項25、26、29、30又は32のいずれかに記載のガス処理システム。   The gas processing system according to any one of claims 25, 26, 29, 30 and 32, wherein the cooling medium includes any one of dimethyl ether, methanol, ethanol, toluene, and ethylbenzene. 前記第2の冷却装置が、二酸化炭素が固化する温度以下の温度の冷媒を流通させるための冷媒流通装置であることを特徴とする、請求項24〜26、28〜30、32又は33のいずれかに記載のガス処理システム。   The said 2nd cooling device is a refrigerant | coolant distribution | circulation apparatus for distribute | circulating the refrigerant | coolant of the temperature below the temperature which carbon dioxide solidifies, Any of Claims 24-26, 28-30, 32, or 33 characterized by the above-mentioned. A gas treatment system according to claim 1. 前記冷媒流通装置は管状であり、前記第2の容器内部に蛇行して設けられていることを特徴とする、請求項34に記載のガス処理システム。   35. The gas processing system according to claim 34, wherein the refrigerant circulation device is tubular and is provided meandering in the second container. 前記第2の出口より排出された前記溶解した固化した二酸化炭素を回収するための回収手段と、
前記液体二酸化炭素を供給し、前記溶解した二酸化炭素を貯留するための二酸化炭素貯留槽を備えること、
を特徴とする請求項24〜26、28〜30、又は32〜35のいずれかに記載のガス処理システム。
A recovery means for recovering the dissolved and solidified carbon dioxide discharged from the second outlet;
Providing the liquid carbon dioxide and comprising a carbon dioxide storage tank for storing the dissolved carbon dioxide;
The gas treatment system according to any one of claims 24 to 26, 28 to 30, or 32 to 35.
前記二酸化炭素貯留槽の圧力と、前記ドライアイス回収容器内の圧力が同一になるように調節する調節手段を備えることを特徴とする、請求項36に記載のガス処理システム。   37. The gas processing system according to claim 36, further comprising adjusting means for adjusting the pressure of the carbon dioxide storage tank and the pressure in the dry ice recovery container to be the same. 前記圧力が、5.11atm以上であることを特徴とする、請求項23〜37に記載のガス処理システム。

38. The gas processing system according to claim 23, wherein the pressure is 5.11 atm or more.

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