JP2014079680A - 二酸化炭素ガスの分離回収装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二酸化炭素を吸着する吸着剤が充填された吸着塔11〜13と、二酸化炭素を含む原料ガスを吸着塔に導入する原料ガス導入管14と、吸着剤に吸着される二酸化炭素の割合を高める洗浄ガスを吸着塔に供給する洗浄ガス供給管19と、吸着剤から二酸化炭素ガスを脱着させる真空ポンプ16と、二酸化炭素ガスを回収ガスとして吸着塔から排出する回収ガス排気管18とを有し、洗浄ガス供給管は排出された二酸化炭素ガスの一部を洗浄ガスとして吸着塔に供給する二酸化炭素ガスの分離回収装置において、排出された二酸化炭素ガスの一部を除湿する除湿手段21を備え、除湿された二酸化炭素ガスの一部が洗浄ガスとして洗浄ガス供給管19を介して吸着塔に導入される。
【選択図】図3
Description
そこで、本発明の目的は、原料ガスからCO2ガスを、その濃度および回収率を低下させることなく分離回収することができる、CO2ガスの分離回収装置および方法を提供することにある。
(1)二酸化炭素ガスを吸着する吸着剤が充填された吸着塔と、少なくとも二酸化炭素ガスを含む原料ガスを前記吸着塔に導入する原料ガス導入管と、前記吸着剤に吸着される二酸化炭素の割合を高める洗浄ガスを前記吸着塔に供給する洗浄ガス供給管と、前記吸着塔内部の圧力を低減して前記吸着剤から前記二酸化炭素ガスを脱着させる真空ポンプと、前記脱着された二酸化炭素ガスを回収ガスとして前記吸着塔から排出する回収ガス排気管とを有し、前記洗浄ガス供給管は前記排出された二酸化炭素ガスの一部を前記洗浄ガスとして前記吸着塔に供給する二酸化炭素ガスの分離回収装置において、前記排出された二酸化炭素ガスの少なくとも一部を除湿する除湿手段を備え、該除湿された二酸化炭素ガスの少なくとも一部が前記洗浄ガスとして前記洗浄ガス供給管を介して前記吸着塔に導入されることを特徴とする二酸化炭素ガスの分離回収装置。
本発明のCO2ガスの分離回収装置は、CO2ガスを吸着する吸着剤が充填された吸着塔と、少なくともCO2ガスを含む原料ガスを吸着塔に導入する原料ガス導入管と、吸着剤に吸着される二酸化炭素の割合を高める洗浄ガスを吸着塔に供給する洗浄ガス供給管と、吸着塔内部の圧力を低減して吸着剤からCO2ガスを脱着させる真空ポンプと、脱着されたCO2ガスを回収ガスとして吸着塔から排出する回収ガス排気管とを有し、洗浄ガス供給管は排出されたCO2ガスの一部を洗浄ガスとして吸着塔に供給する。ここで、排出されたCO2ガスの少なくとも一部を除湿する除湿手段を備え、該除湿されたCO2ガスの少なくとも一部が洗浄ガスとして洗浄ガス供給管を介して吸着塔に導入されることが肝要である。
また、後者では、ハニカムを円盤状とし、これを回転させながら一部は洗浄ガスを流通させて除湿し、他の部分に対して加熱等により再生操作を行う。この場合、常に水分を除去して再生されたハニカム部分が洗浄ガスと接するため、切替え操作は不要となる。
以下、本発明の実施例について説明する。
東ソー製ゼオラムF−9を円筒形の吸着搭(40mmφ×500mmH)に230g充填した。この吸着搭を3塔用意した。これに高炉ガスを模した原料ガス(CO2=22体積%,CO=23体積%,N2=52体積%,H2=3体積%、乾燥ガスベース)の露点を−12℃に調整し、5L/分の流量で吸着塔に導入し、図3に示した装置を用いてCO2ガスの分離回収を行った。ここで、吸着工程、洗浄工程、脱着工程を各100秒のサイクルで行った。脱着工程で得られたCO2ガスは露点温度が9℃まで上昇していたため、シリカゲルを充填した除湿装置21を通過させて露点を−12℃まで低下させた後、洗浄工程を行うようにした。分離回収操作の開始直後のCO2ガスの回収率は65%、回収ガスのCO2濃度は99.5%であった。この分離回収操作を300時間連続で行った後のCO2ガスの回収率および濃度に変化は無く、吸着剤の性能低下は認められなかった。
シリカゲルによる脱湿操作を行わなかった以外は、実施例1と同様の操作にてPSA方法による原料ガスの分離操作を行った。分離回収操作の開始直後のCO2ガスの回収率は65%、回収ガスのCO2ガスの濃度は99.5%であり実施例1と同様であった。この分離回収操作を300時間連続で行った後のCO2ガスの回収率は64%、CO2ガスの濃度は99%となり、わずか300時間の運転で吸着剤の性能低下が認められた。
11,12,13,21,22,23 吸着塔
14 原料ガス導入管
15 ブロワー
16 真空ポンプ
17 オフガス排気管
18 回収ガス排気管
19 洗浄ガス供給管
21 除湿手段
200 PSA装置
C0 原料ガス
C1,C5 オフガス
C2 高濃度CO2ガス
C3 回収ガス
C4 洗浄ガス
V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8,V9,V10,V11,V12 バルブ
Claims (8)
- 二酸化炭素ガスを吸着する吸着剤が充填された吸着塔と、少なくとも二酸化炭素ガスを含む原料ガスを前記吸着塔に導入する原料ガス導入管と、前記吸着剤に吸着される二酸化炭素の割合を高める洗浄ガスを前記吸着塔に供給する洗浄ガス供給管と、前記吸着塔内部の圧力を低減して前記吸着剤から前記二酸化炭素ガスを脱着させる真空ポンプと、前記脱着された二酸化炭素ガスを回収ガスとして前記吸着塔から排出する回収ガス排気管とを有し、前記洗浄ガス供給管は前記排出された二酸化炭素ガスの一部を前記洗浄ガスとして前記吸着塔に供給する二酸化炭素ガスの分離回収装置において、
前記排出された二酸化炭素ガスの少なくとも一部を除湿する除湿手段を備え、該除湿された二酸化炭素ガスの少なくとも一部が前記洗浄ガスとして前記洗浄ガス供給管を介して前記吸着塔に導入されることを特徴とする二酸化炭素ガスの分離回収装置。 - 前記除湿手段は、前記二酸化炭素ガスを該二酸化炭素ガスの露点が−10℃以下となるように除湿する、請求項1に記載の二酸化炭素ガスの分離回収装置。
- 前記原料ガスは高炉ガスである、請求項1または2に記載の二酸化炭素ガスの分離回収装置。
- 前記原料ガスは転炉ガスである、請求項1または2に記載の二酸化炭素ガスの分離回収装置。
- 少なくとも二酸化炭素ガスを含む原料ガスを吸着剤を充填した吸着塔に導いて前記二酸化炭素ガスを前記吸着剤に吸着させ、前記吸着塔に洗浄ガスを供給して前記吸着剤に吸着される二酸化炭素ガスの割合を高めた後、前記吸着塔内部の圧力を低減して前記吸着剤から前記二酸化炭素ガスを脱着させて回収ガスとして回収し、該回収された二酸化炭素ガスの一部を前記洗浄ガスとして前記吸着塔に供給することにより前記二酸化炭素ガスを分離して回収するに当たり、
前記洗浄ガスは除湿された状態の下で前記吸着塔に供給されることを特徴とする二酸化炭素ガスの分離回収方法。 - 前記洗浄ガスは、該洗浄ガスの露点が−10℃以下の状態で前記吸着塔に供給される、請求項5に記載の二酸化炭素ガスの分離回収方法。
- 前記原料ガスは高炉ガスである、請求項5または6に記載の二酸化炭素ガスの分離回収方法。
- 前記原料ガスは転炉ガスである、請求項5または6に記載の二酸化炭素ガスの分離回収方法。
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