JP2013202612A - 排ガス処理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】エネルギー効率を更に向上させたCO回収装置を備える排ガス処理システムを提供する。
【解決手段】排ガス処理システムは、CO吸収塔11と、吸収液再生塔16と、CO吸収塔11から排出されたCO吸収液を含む凝縮水を吸収液再生塔16の底部に送給する凝縮水送給管15と、吸収液再生塔16から排出されたCOと凝縮水との間で熱交換器23を介して熱交換させるCO分離部22とを備えるCO回収装置10と、CO回収装置10のガス上流側に設けられ、CO回収装置10に流入する前の排ガスと凝縮水との間で熱交換させる排ガス熱交換器5とを備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、排ガス中からCOを除去するCO回収装置が設置された排ガス処理システムに関する。
石炭や重油などの化石燃料を燃焼させて発電する火力発電システムでは、多量のCOが排出される。近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、COによる温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。このため、排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。
火力発電システムにおいては、ボイラの下流側流通路にCO回収装置を備える排ガス処理システムが設置される。CO回収装置は、例えば特許文献1及び特許文献2に例示されるように、CO吸収塔と再生塔とを備える。CO吸収塔ではボイラからの燃焼排ガスをアミン系CO吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のCOを除去する。COを吸収した吸収液は再生塔に搬送される。再生塔では、COを吸収した吸収液が加熱され、吸収液からCOを放出されて吸収液が再生される。再生塔で再生された吸収液は、CO吸収塔に循環されて再使用される。CO回収装置により燃焼排ガスから回収されたCOは、大気へ放出することなく貯蔵されるか、原油増産等に利用される。
上記CO回収装置は燃焼設備に付加して設置されるため、その操業費用もできるだけ低減させなければならない。特に吸収液を再生する工程は多量の熱エネルギーを消費するので、可能な限り省エネルギープロセスとする必要がある。
特許文献1の排ガス処理システムでは、CO吸収塔の底部から抜出されてCO再生塔に送給される吸収液の一部が、再生塔底部から抜き出されてCO吸収塔に送給される再生吸収液との間で熱交換を行う前に、CO再生塔のリボイラの蒸気と熱交換することで予熱させる。このような構成とすることにより、再生塔内の吸収液の顕熱を上昇させ、CO除去設備へ供給する蒸気量を低減させている。
特許文献2の火力発電システムでは、ボイラから排出される排ガスを冷却することによって回収した熱量を、CO吸収塔から再生塔に送給されるCOを吸収した吸収液の加熱に用いている。また、タービンから送られる水蒸気を水に戻す復水器からの復水を、CO吸収塔内で吸収液の回収に使用される水洗水の冷却に使用するとともに、再生塔で離脱したCOの冷却に使用している。
特開2011−240321号公報 特開2012−37180号公報
本発明は、系内での水蒸気発生量の大幅な低減を図りつつ、エネルギー効率を更に向上させたCO回収装置を備える排ガス処理システムを提供することを目的とする。
本発明の一態様は、燃料を燃焼させて水を加熱し水蒸気を発生させるボイラの下流側に設けられる排ガス処理システムであって、前記ボイラで発生したCOを含有するガスとCO吸収液とを接触させて、前記CO吸収液に前記COを吸収させて前記ガス中から前記COを除去するCO吸収塔と、前記COを吸収した前記CO吸収液から前記COを脱離させて再生する吸収液再生塔と、前記CO吸収塔から排出された前記CO吸収液を含む凝縮水を、前記吸収液再生塔の底部に送給する凝縮水送給管と、前記吸収液再生塔のガス下流側に設置され、前記凝縮水送給管を流通する前記凝縮水と、前記吸収液再生塔から排出された水蒸気を含むCOとの間で第1の熱交換器を介して熱交換させて、前記COと前記水蒸気とを冷却して分離するCO分離部とを備えるCO回収装置と、前記CO回収装置のガス上流側に設けられ、前記CO回収装置に流入する前の前記ガスと前記凝縮水との間で熱交換して、前記凝縮水を加熱するとともに前記ガスを冷却する排ガス熱交換器とを備える。
上記の排ガス処理システムでは、CO吸収塔内上部に位置する洗浄部で凝縮したCO吸収液を含む凝縮水がCO吸収塔から排出され、吸収液再生塔から排出されたCOと熱交換し、次いで排ガス熱交換器においてCO回収装置より上流側を流通する排ガスと熱交換することによって加熱されて、吸収液再生塔に搬送される。このプロセスで、排ガスから分離されたCOとCO回収前の排ガスとが冷却される。このように、排ガスから回収した熱をCO除去プロセスに使用できるので、排ガス処理装置内での熱効率が向上し、排ガス処理システムの性能向上に繋がる。
上記排ガス処理システムにおいて、ボイラ給水を前記ボイラに循環させるボイラ給水配管を備え、前記排ガス熱交換器において、前記ボイラ給水配管を流通する前記ボイラ給水と前記ガスとの間で熱交換させて、前記ボイラ給水を加熱することが好ましい。
このようにボイラ給水の加熱に排ガスを利用することにより、ボイラでの熱効率を更に向上させることができる。
この場合、前記CO分離部が、前記ボイラ給水と前記吸収液再生塔から排出されたCOとの間で熱交換させて、前記ボイラ給水配管を流通する前記水蒸気を加熱する第2の熱交換器を更に備えることが好ましい。
上記構成とすることにより、ボイラ給水とCO吸収液とをそれぞれ所定の温度に昇温させて、それぞれをボイラ及び吸収液再生塔に搬送することができる。
本発明に依れば、排ガスから回収した熱をCO除去プロセスに使用するので、排ガス処理装置内での熱効率を向上させることができる。また、排ガスから回収した熱をボイラ給水の加熱に使用すれば、ボイラの熱効率も向上させることができる。この結果、ボイラ及び排ガス処理システムの性能を向上させることができる。
排ガス処理システムの概略図である。 第1実施形態に係る排ガス処理システムにおけるCO回収装置を説明する概略図である。 第2実施形態に係る排ガス処理システムにおけるCO回収装置を説明する概略図である。 比較例1の排ガス処理システムにおけるCO回収装置を説明する概略図である。
<第1実施形態>
図1は、排ガス処理システムの概略図である。排ガス処理システム1は、ボイラ2などの燃焼設備のガス下流側に設置される。図中の矢印は、ボイラ2で発生した排ガスの流れを表している。排ガス処理システム1は、ガス上流側から順に、脱硝装置3、エアヒータ4、乾式電気集塵装置6、湿式脱硫装置7、CO回収装置10、及び、煙突8を備える。第1実施形態の排ガス処理システム1では、エアヒータ4と乾式電気集塵装置6との間に排ガス熱交換器5が設置される。排ガス熱交換器5は、乾式電気集塵装置6と湿式脱硫装置7との間に設置されても良い。
図2は、第1実施形態に係る排ガス処理システムにおけるCO回収装置を説明する概略図である。第1実施形態のCO回収装置10は、CO吸収塔11と、吸収液再生塔16と、リボイラ21と、CO分離部22とを備える。CO吸収塔11のガス上流側には、燃焼設備から排出された排ガスを冷却水によって冷却する排ガス冷却装置(不図示)が設置される。
冷却されたCOを含む排ガスは、CO吸収塔11の下部からCO吸収塔11内に送給される。CO吸収塔11は、ガス上流側から順にCO回収部12と水洗部13とで構成される。
CO回収部12において、排ガス中にCO吸収液が散布される。CO吸収液は、例えばアミン系溶液をベースとする。これにより、排ガスとCO吸収液とが向流接触して、排ガス中のCOが化学反応によりCO吸収液に吸収される。
COが除去された排ガスは、水洗部13に搬送される。水洗部13の上方から、排ガス中に循環洗浄水が散布される。これにより、排ガスと循環洗浄水とが気液接触して、排ガス中に含まれる水分が凝縮し、回収される。CO及びCO吸収液が除去された排ガスは、CO吸収塔11上部から系外(図1の煙突8)に排出される。
水洗部13で凝縮した排ガス中の水分及び循環洗浄水は、水洗部13の下方に設置されたトレイ14で回収される。回収された液の一部は、循環洗浄水として水洗部13に散布される。回収された液の別の一部は、凝縮水としてCO吸収塔11から排出され、凝縮水送給管15を通じて吸収液再生塔16の底部に送給される。
CO回収部12でCOを吸収したCO吸収液(リッチ溶液)は、CO吸収塔11の下部に貯留される。リッチ溶液は、ポンプ(不図示)によりCO吸収塔11から排出され、リッチ溶液送給ライン17を通じて吸収液再生塔16の上部に送給される。
吸収液再生塔16内部に再生部18が設けられる。再生部18は複数段設けられても良い。リッチ溶液は、再生部18の上部から吸収液再生塔16内部に散布される。再生部18の下方から吸収液再生塔16内に蒸気が供給される。再生部18においてリッチ溶液と蒸気とが気液接触し、吸熱反応によりリッチ溶液からCOの大部分が放出される。一部または大部分のCOが放出されたCO吸収液(セミリーン溶液)は、吸収液再生塔16の底部に到達するころには、ほぼすべてのCOが除去されたCO吸収液(リーン溶液)に再生される。
吸収液再生塔16の底部には、CO吸収液(リーン溶液及び凝縮水)が貯留される。吸収液再生塔16の底部に貯留されたCO吸収液の一部は、ポンプ(不図示)によりリーン溶液送給ライン19を通じてCO吸収塔11の回収部12上部に搬送され、CO吸収塔11内の排ガス中に散布される。リッチ溶液送給ライン17及びリーン溶液送給ライン19にリッチ・リーン溶液熱交換器20が設置される。リッチ・リーン溶液熱交換器20において、リッチ溶液とリーン溶液との間で熱交換が行われ、リッチ溶液が加熱されるとともにリーン溶液が冷却される。
吸収液再生塔16の底部に貯留されたCO吸収液の一部は、リボイラ21に送給される。リボイラ21の再生加熱器(不図示)において、溶液は水蒸気により加熱され、蒸気となって吸収液再生塔16に送給される。
吸収液再生塔16の再生部でCO吸収液から脱離したCOは、リッチ溶液及びセミリーン溶液から放出された水蒸気を伴って吸収液再生塔16の頭頂部から排出され、CO分離部22に搬送される。
CO分離部22は、熱交換器23と、コンデンサ24と、分離ドラム25とを備える。吸収液再生塔16から排出された水蒸気を含むCOは、コンデンサ24により水蒸気が凝縮され、分離ドラム25にて水が分離される。水が分離されたCOは、系外に放出される。放出されたCOは、圧縮機(不図示)により圧縮され、回収される。
分離ドラム25でCOから分離された水は、ポンプ(不図示)にて吸収液再生塔16の上部に供給される。
本実施形態では、CO吸収塔11の凝縮水は、CO分離部22の熱交換器23と排ガス熱交換器5とを経由して吸収液再生塔16に搬送されるようになっている。
CO吸収塔11から排出された凝縮水は、CO分離部22の熱交換器23において、吸収液再生塔16から排出された水蒸気を同伴するCOと熱交換する。これにより、CO吸収液が加熱される。本実施形態の排ガス処理システムでは、CO吸収塔11内での凝縮水の温度は約40〜60℃に管理される。上記温度でCO吸収塔から排出された凝縮水は、CO分離部22の熱交換器23において70〜90℃まで昇温される。
一方、水蒸気を同伴するCOは熱交換により冷却されて、ガス下流側のコンデンサ24に搬送される。すなわち、COは熱交換器23及びコンデンサ24で段階的に冷却される。このような構成とすることで、コンデンサ24に供給する冷却水の量を低減できる。
熱交換器23で加熱された凝縮水は排ガス熱交換器5に送給され、ボイラ2から排出され乾式電気集塵装置6に流入する前の排ガスと熱交換する。これにより、凝縮水が更に加熱される一方、排ガスが冷却される。本実施形態の排ガス処理システム1では、ボイラ2から排出された排ガスは、エアヒータ4を通過することにより130〜200℃程度に冷却されて排ガス熱交換器5に流入する。排ガス熱交換器5での熱交換により、排ガスは80〜120℃まで冷却される。一方、凝縮水は120〜160℃に更に昇温されて、吸収液再生塔16に流入する。
熱交換器23による凝縮水の温度上昇幅は,凝縮水流量又は熱交換器23に供給する水蒸気を含むCOガスの流量により制御される。排ガス熱交換器5による凝縮水の温度上昇幅、及び、排ガスの温度低下幅は、凝縮水流量により制御される。
排ガス熱交換器5を乾式電気集塵装置6のガス上流側に設置した場合は、上述した排ガス熱交換器5により冷却された排ガス温度は、SOの露点以下の温度である。従って、排ガスが排ガス熱交換器5を通過すると冷却され、排ガス中のSOが凝縮する。凝縮したSOのミストは排ガス中のダストに付着する。SOが付着したダストは乾式電気集塵装置6で集塵される。
また、排ガス中には重金属類が蒸気として含まれる。重金属類は冷却されることにより凝縮して固体状態となる。エアヒータ4にて排ガスが150℃程度に冷却される際に大部分の重金属類が凝縮するが、一部は蒸気としてガス下流側に搬送される。エアヒータ4のガス下流側に設置される排ガス熱交換器5において更に排ガスが冷却されることにより、ほぼ全ての重金属類が凝縮する。凝縮した重金属類は、主として乾式電気集塵装置6で捕集される。
このように本実施形態の排ガス処理システム1は、CO回収装置10に流入する前の排ガスの熱量をCO回収装置10内の凝縮水の加熱に利用するので、装置全体の熱効率が向上する。この結果、リボイラ21で必要とされる熱量を低減させることができる。また本実施形態の排ガス処理システムでは、乾式電気集塵装置6に流入する前の排ガス温度を低下させるので、SO及び重金属類の除去率が向上する。
<第2実施形態>
図3は、第2実施形態に係る排ガス処理システムにおけるCO回収装置を説明する概略図である。図3では、図2と同じ構成に同一の符号を付している。なお、排ガス処理システム全体の構成は、図1と同一である。
ボイラで発生した水蒸気がタービンなどの発電設備で利用された後、冷却される。第2実施形態の排ガス処理システムでは、冷却後のボイラ給水がCO分離部32の熱交換器33及び排ガス熱交換器34を経由してボイラに循環されるように、ボイラ給水配管31が設置される。
図3のCO回収装置30では、吸収液再生塔16の頭頂部と分離ドラム25とを連結する配管が2つに分岐される。一方の配管は、吸収液再生塔16から熱交換器(第1の熱交換器)23を経由して分離ドラム25に至る。他方の配管は、吸収液再生塔16から熱交換器(第2の熱交換器)33を経由して分離ドラム25に至る。
第1の熱交換器23には、第1実施形態と同様にCO吸収塔11のトレイ14から排出された凝縮水が、凝縮水送給管15を通じて流入する。水蒸気を同伴するCOの一部は、第1の熱交換器23において凝縮水と熱交換して冷却される。第1実施形態と同様に、CO吸収塔11内での凝縮水の温度は約40〜60℃に管理されており、第1の熱交換器23により凝縮水は70〜90℃まで昇温される。凝縮水の温度上昇幅は、凝縮水流量又は水蒸気を含むCOガスの流量により調整される。
第2の熱交換器33には、ボイラ給水配管31を通じてボイラ給水が流入する。水蒸気を同伴するCOの一部は、第2の熱交換器33においてボイラ給水と熱交換し、冷却される。一方、ボイラ給水は第2の熱交換器33で加熱されて、ボイラ給水配管31を通じて排ガス熱交換器34に送給される。第2実施形態の排ガス処理システムでは、第2の熱交換器33の上流を流通するボイラ給水の温度が30〜50℃に管理される。第2の熱交換器33により、ボイラ給水は70〜90℃に昇温される。ボイラ給水の温度上昇幅は、ボイラ給水流量又は水蒸気を含むCOガスの流量により調整される。
熱交換器23,33の上流側を流通するボイラ給水及び凝縮水は、上述のように温度が異なる場合がある。また、熱交換器33を通過した後のボイラ給水の温度と、熱交換器23を通過した後の凝縮水の温度とが異なる場合がある。このような場合は、図3のようにCO分離部22に熱交換器を2つ設けることにより、ボイラ給水とCO吸収液とをそれぞれ所定の温度に昇温させることができる。
排ガス熱交換器34に送給されたボイラ給水及び凝縮水は、それぞれボイラからの排ガスと熱交換して加熱される。一方、排ガスは冷却されてガス下流側に搬送される。第1実施形態と同様に、本実施形態の排ガス処理システムでは、排ガスがエアヒータを通過することにより130〜200℃程度に冷却されて排ガス熱交換器34に流入する。排ガス熱交換器34での熱交換により、排ガスは80〜120℃まで冷却される。一方、凝縮水は120〜160℃に昇温されて、吸収液再生塔16に流入する。ボイラ給水は120〜190℃に昇温されて、ボイラに循環される。凝縮水及びボイラ給水の温度上昇幅や排ガスの温度低下幅は、それぞれボイラ給水流量や凝縮水流量などにより適宜設定される。
本実施形態の排ガス処理システムにおいても、排ガス熱交換器34を乾式電気集塵装置5のガス上流側に設置することによって、上述のように排ガス熱交換器34により排ガスがSO露点温度以下に冷却されるので、排ガス処理システムでのSOの除去効率が向上する。また、重金属類の除去率も向上する。
[実施例1]
図2に示されるCO回収装置を備える排ガス処理システムを使用して排ガスの処理を行った場合にリボイラで必要とされる熱量の計算を実施した。計算では、凝縮水及び排ガスの温度を表1のように設定した。また、凝縮水の流量を11.2ton/hr、排ガス熱交換器入口での凝縮水圧力を6atmに設定した。
Figure 2013202612
[実施例2]
図3に示されるCO回収装置を備える排ガス処理システムを使用して排ガスの処理を行った場合にリボイラで必要とされる熱量の計算を実施した。計算では、ケース4〜6の凝縮水及び排ガスの温度を、それぞれ表1のケース1〜3と同じ値に設定した。ボイラ給水の温度を表2のように設定した。凝縮水の流量を11.2ton/hr、ボイラ給水の流量を20.3ton/hr、排ガス熱交換器入口での凝縮水圧力を6atmに設定した。
Figure 2013202612
[比較例1]
図4に示されるCO回収装置を備える排ガス処理システムを使用して排ガスの処理を行った場合にリボイラで必要とされる熱量の計算を実施した。
図4には、図2及び図3と同じ構成に同一の符号を付している。図4のCO回収装置40では、冷却後のボイラ給水がCO分離部22の熱交換器23及び排ガス熱交換器41を経由してボイラに循環されるように、ボイラ給水配管31が設置される。一方、図4のCO回収装置40は、凝縮水がCO吸収塔11から吸収液再生塔16に送給される構成になっていない。
計算では、排ガスの温度を表1のケース1と同じ値に設定し、ボイラ給水の温度を表2のケース4と同じ値に設定した。
表3に、実施例1のケース1〜3について、比較例の計算結果を基準としたときのリボイラで必要とされる熱量比を示す。
Figure 2013202612
表3によると、ケース1〜3では排ガスからの熱をCO回収装置に入れているため、排ガス温度が比較例と同じあるいは低い場合でもリボイラの必要熱量が比較例より低下している。すなわち、図2のCO回収装置を備える排ガス処理システムは、比較例のCO回収装置を備えるシステムに比べて熱効率が上昇することを示された。
表4に、実施例2のケース4〜6について、比較例の計算結果を基準としたときのリボイラで必要とされる熱量比、及び、第2の熱交換器入口でのボイラ給水に対する排ガス熱交換器出口でのボイラ給水のエンタルピー比を示す。
Figure 2013202612
表4に示すように、図3のCO回収装置を備える排ガス処理システムは、排ガスの熱が回収されて凝縮水の加熱に利用されるので、比較例のCO回収装置を備えるシステムに比べて熱効率が上昇する。
また、ケース4〜6のいずれでも高いエンタルピー比が得られた。これは、図3のCO回収装置を備える排ガス処理システムでは、排ガス熱交換器において排ガスから高効率で熱を回収できることを示している。ボイラで発生する蒸気を発電に利用する場合、排ガス温度が高いほど排ガスから回収熱量が増加し、発電効率が高くなると言える。
1 排ガス処理システム
2 ボイラ
3 脱硝装置
4 エアヒータ
5,34 排ガス熱交換器
6 乾式電気集塵装置
7 湿式脱硫装置
8 煙突
10,30 CO回収装置
11 CO吸収塔
12 CO回収部
13 水洗部
14 トレイ
15 凝縮水送給管
16 吸収液再生塔
17 リッチ溶液送給ライン
18 再生部
19 リーン溶液送給ライン
20 リッチ・リーン溶液熱交換器
21 リボイラ
22,32 CO分離部
23 熱交換器(第1の熱交換器)
24 コンデンサ
25 分離ドラム
31 ボイラ給水配管
33 熱交換器(第2の熱交換器)

Claims (3)

  1. 燃料を燃焼させて水を加熱し水蒸気を発生させるボイラの下流側に設けられる排ガス処理システムであって、
    前記ボイラで発生したCOを含有するガスとCO吸収液とを接触させて、前記CO吸収液に前記COを吸収させて前記ガス中から前記COを除去するCO吸収塔と、
    前記COを吸収した前記CO吸収液から前記COを脱離させて再生する吸収液再生塔と、
    前記CO吸収塔から排出された前記CO吸収液を含む凝縮水を、前記吸収液再生塔の底部に送給する凝縮水送給管と、
    前記吸収液再生塔のガス下流側に設置され、前記凝縮水送給管を流通する前記凝縮水と、前記吸収液再生塔から排出された水蒸気を含むCOとの間で第1の熱交換器を介して熱交換させて、前記COと前記水蒸気とを冷却して分離するCO分離部とを備えるCO回収装置と、
    前記CO回収装置のガス上流側に設けられ、前記CO回収装置に流入する前の前記ガスと前記凝縮水との間で熱交換して、前記凝縮水を加熱するとともに前記ガスを冷却する排ガス熱交換器とを備える排ガス処理システム。
  2. ボイラ給水を前記ボイラに循環させるボイラ給水配管を備え、
    前記排ガス熱交換器において、前記ボイラ給水配管を流通する前記ボイラ給水と前記ガスとの間で熱交換させて、前記ボイラ給水を加熱する請求項1に記載の排ガス処理システム。
  3. 前記CO分離部が、前記ボイラ給水と前記吸収液再生塔から排出されたCOとの間で熱交換させて、前記ボイラ給水配管を流通する前記水蒸気を加熱する第2の熱交換器を更に備える請求項2に記載の排ガス処理システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016150339A (ja) * 2015-02-16 2016-08-22 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company ガス捕集プラント

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9314732B2 (en) * 2013-01-09 2016-04-19 Fluor Technologies Corporation Systems and methods for reducing the energy requirements of a carbon dioxide capture plant
EP3031511B1 (en) 2014-12-11 2018-03-07 Union Engineering A/S Method for energy efficient recovery of carbon dioxide from an absorbent
CN104722177B (zh) * 2015-02-04 2017-05-31 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种浓缩变换和电解再生的二氧化碳捕集系统
CN107551751A (zh) * 2017-08-30 2018-01-09 江苏汇创流体工程装备科技有限公司 一种燃煤电厂排放烟气中水分及热量回收利用方法及其系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4319844B1 (ja) * 1965-10-19 1968-08-27
JPS4810712B1 (ja) * 1968-03-22 1973-04-06
JPS5622570B1 (ja) * 1968-07-13 1981-05-26
JPH03193116A (ja) * 1989-12-25 1991-08-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼排ガス中のco↓2の除去方法
JP2006213580A (ja) * 2005-02-07 2006-08-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二酸化炭素回収システム、これを用いた発電システムおよびこれら方法
JP2007284273A (ja) * 2006-04-13 2007-11-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Co2回収装置及びco2回収方法
JP2012037180A (ja) * 2010-08-10 2012-02-23 Babcock Hitachi Kk 脱co2設備付き火力発電システム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5021917B2 (ja) 2005-09-01 2012-09-12 三菱重工業株式会社 Co2回収装置及び方法
US8858906B2 (en) 2008-03-13 2014-10-14 Shell Oil Company Process for removal of carbon dioxide from a gas
JP5383338B2 (ja) 2009-06-17 2014-01-08 三菱重工業株式会社 Co2回収装置及びco2回収方法
JP2011240321A (ja) 2010-04-20 2011-12-01 Babcock Hitachi Kk 二酸化炭素除去装置を有する排ガス処理システム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4319844B1 (ja) * 1965-10-19 1968-08-27
JPS4810712B1 (ja) * 1968-03-22 1973-04-06
JPS5622570B1 (ja) * 1968-07-13 1981-05-26
JPH03193116A (ja) * 1989-12-25 1991-08-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼排ガス中のco↓2の除去方法
JP2006213580A (ja) * 2005-02-07 2006-08-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二酸化炭素回収システム、これを用いた発電システムおよびこれら方法
JP2007284273A (ja) * 2006-04-13 2007-11-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Co2回収装置及びco2回収方法
JP2012037180A (ja) * 2010-08-10 2012-02-23 Babcock Hitachi Kk 脱co2設備付き火力発電システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016150339A (ja) * 2015-02-16 2016-08-22 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company ガス捕集プラント

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