JP2011515211A5

JP2011515211A5 -

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Publication number: JP2011515211A5
Application number: JP2011500948A
Authority: JP
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2011-11-24

Description

図１Ｃを参照すると、CO₂捕捉システム70（図１Ａ）の捕捉システム72が一般的に表わされている。このシステムでは、捕捉システム72は、溶媒系CO₂捕捉システムである。さらに詳しくは、この例では、使用される溶媒はチルドアンモニアである。CO₂除去のためのチルドアンモニア（CPA）系システム／方法では、吸収剤のイオン性アンモニア溶液（イオン性アンモニア溶液）が、CO₂を含有する煙道ガスストリーム（FG）と接触される吸収器が設けられている。イオン性溶液は代表的には水性であり、例えば、水及びアンモニウムイオン、炭酸水素イオン、炭酸イオン及び／又はカルバミン酸イオンを含有してなる。公知のCAP CO₂除去システムの例が、図１Ｃに一般的に表わされている。

図１Ｃを参照すると、吸収器110は、例えば、化石燃料燃焼式ボイラー26（図１Ａ参照）の燃焼チャンバーから発生される煙道ガスストリーム（FG）を受け取るように設定されている。また、再生システム74（図１Ｂ参照）からの希薄イオン性アンモニア溶液の供給を受けるように設定されている。希薄イオン性アンモニア溶液は、液分配システム121を介して吸収器110に導入され、その間に、煙道ガスストリームFGも、煙道ガス入口76を介して吸収器110によって受け入れられる。

イオン性アンモニア溶液は、ガス−液接触装置（以下、「物質移動装置（MTD）」と表示することがある）111（煙道ガスストリームを溶媒と接触させるために使用され、吸収器110内であって、煙道ガスストリームが、入口76を介する導入から容器の出口77まで移動する通路内に設置されている）を介して煙道ガスストリームと接触される。ガス−液接触装置111は、例えば、１以上の周知のように構成された又はランダムの充填剤又はこれらの組み合わせである。

煙道ガスストリームと接触すると、イオン性アンモニア溶液は煙道ガスストリームからCO₂を吸収するように作用し、このようにして、CO₂を富有するイオン性アンモニア溶液（リッチ溶液）を生成する。リッチイオン性アンモニア溶液は、物質移動装置内を通って、流下を続け、ついで、吸収器110の底部78において集められる。ついで、リッチイオン性アンモニア溶液は、再生システム74（図１Ｂ参照）を介して再生され、イオン性アンモニア溶液によって煙道ガスストリームから吸収されたCO₂を放出する。イオン性アンモニア溶液から放出されたCO₂は、ついで、貯蔵又は他の所定の用途／目的のために出力される。CO₂がイオン性アンモニア溶液から放出されると、イオン性アンモニア溶液は、「希薄」になったと称される。ついで、希薄イオン性アンモニア溶液は煙道ガスストリームからCO₂を吸収するために準備され、液分配システム121に戻され、これによって、吸収器170に再導入される。システム74は再生器130、液分配システム139、及び充填剤135を含む。再生器130は、捕捉システム72からのリッチ溶液の供給を受け取り、CO₂がリッチ溶液から分離された後に、希薄溶液を捕捉システム72に戻すように設定されている。システム70は、捕捉システム72に新鮮な溶媒を添加するための新鮮な溶媒の供給121を含むこともできる。

再生処理では、リッチイオン性アンモニア溶液は加熱され、溶液中に含有されるCO₂がチルドアンモニア溶液から分離される。CO₂が分離されると、アンモニアは捕捉システムに戻され、ガスストリームからCO₂を捕捉するために使用される。

CO₂除去機能を備えた代表的な煙道ガス処理システム15を一般的に示す図である。充填剤物質315の壁／表面上に、CO₂を保持できる触媒が不動化されている充填剤物質315の例を一般的に示す図である。吸収器110及び再生器330に、それぞれ、CO₂を保持できる触媒で被覆された充填剤物質315及び335が充填されているアミン系又はアンモニア系CO₂捕捉システム300の関連する部分を一般的に示す図である。

図３は、例えば、発電プラントの化石燃料燃焼式ボイラーからの煙道ガスストリームを処理する際に使用される溶媒（例えば、アミン又はアンモニア）系CO2捕捉システム300の関連部分を一般的に示す図である。システム300は、１以上の表面において触媒425が被覆されている充填剤物質315を含む吸収塔110を含んでなる。再生塔130が設置され、１以上の表面において触媒425にて被覆されている充填剤物質335を含む。

Claims

触媒で被覆された充填剤物質を収容する吸収塔、二酸化炭素を含有する混合ガスストリームと触媒とを接触させ、充填剤物質の表面上での触媒によって増進された二酸化炭素の捕捉を行うための混合ガスストリーム入口、及び溶媒と捕捉された二酸化炭素とを接触させ、充填剤物質から捕捉された二酸化炭素を除去し、二酸化炭素リッチ溶媒を生成するための溶媒入口を含んでなる、煙道ガス処理システム。
触媒が不均一系触媒である、請求項１記載のシステム。
溶媒がアミン又はアンモニア系である、請求項１記載のシステム。
充填剤物質が、充填剤物質と二酸化炭素を含有する混合ガスストリームとの間の接触を延長するように設定されている、請求項１記載のシステム。
溶媒が、捕捉された二酸化炭素との接触前に冷却される、請求項１記載のシステム。
さらに、触媒で被覆された充填剤物質を収容する再生塔、及び充填剤物質と二酸化炭素リッチ溶媒とを接触させ、触媒によって増進されたカーボメーションを行って、二酸化炭素希薄溶媒を生成するための二酸化炭素リッチ溶媒入口を含んでなる、請求項１記載のシステム。
再生塔の触媒が不均一系触媒である、請求項６記載のシステム。
二酸化炭素リッチ溶媒がアミン又はアンモニア系である、請求項６記載のシステム。
二酸化炭素リッチ溶媒を、充填剤物質との接触前又は接触の間に加熱する、請求項６記載のシステム。
二酸化炭素希薄溶媒を、溶媒として使用するため吸収塔に循環する、請求項６記載のシステム。
混合ガスストリームを浄化する方法であって、二酸化炭素を含有する混合ガスを、触媒で被覆された充填剤物質を収容する吸収塔を通過させ、ここで、前記充填剤物質は、混合ガスストリームと充填剤物質とを接触させ、充填剤物質の表面への混合ガスストリームから二酸化炭素の捕捉を触媒によって増進するものであり；及び充填剤物質の表面と溶媒とを接触させ、充填剤物質から捕捉された二酸化炭素を除去し、二酸化炭素リッチ溶媒を生成することを含んでなる混合ガスストリームの浄化法。
触媒が不均一系触媒である、請求項１１記載の方法。
溶媒がアミン又はアンモニア系である、請求項１１記載の方法。
充填剤物質が、充填剤物質と二酸化炭素を含有する混合ガスとの間の接触を延長させるように設定されている、請求項１１記載の方法。
溶媒を、充填剤物質との接触前又は接触の間に冷却する、請求項１１記載の方法。
さらに、二酸化炭素リッチ溶媒を、触媒で被覆された充填剤物質を収容する再生塔を通過させることを含み、前記充填剤物質は、二酸化炭素リッチ溶媒と接触して、触媒によって増進された溶媒のカーボメーションを行い、二酸化炭素希薄溶媒を生成するためのものである、請求項１１記載の方法。
再生塔の触媒が不均一系触媒である、請求項１６記載の方法。
二酸化炭素リッチ溶媒がアミン又はアンモニア系である、請求項１６記載の方法。
二酸化炭素リッチ溶媒を、再生塔を通過させる前に又は通過させる間に加熱する、請求項１６記載の方法。
二酸化炭素希薄溶媒を、溶媒として使用するため吸収塔に循環する、請求項１６記載の方法。