JP2014121678A - 吸着材の再生装置、吸着材の再生方法、二酸化炭素精製装置、および二酸化炭素精製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二酸化炭素に含まれる不純物質を吸着させる吸着材の再生装置20は、吸着材が充填された吸着塔11に再生ガスを供給する再生ガス供給手段23と、吸着塔11に供給される再生ガスを加熱する加熱手段25と、吸着塔11に供給された再生ガスを、吸着塔11を含む循環経路30に沿って循環させるガス循環手段27と、循環経路30に沿って循環する再生ガスを冷却する冷却手段28と、吸着塔11に再生ガスを加熱して供給した後、循環経路30に沿って、再生ガスを冷却しながら循環させる制御手段29と、を有している。
【選択図】図2
Description
図3は、本実施形態の吸着材再生装置における吸着材の第1の再生方法を示すフローチャートである。
吸着材によっては、CO2ガスそのものが吸着したときに発熱を伴うものがある。例えば、吸着材が吸着塔に充填されているとすると、吸着塔のサイズや構造、吸着塔へのCO2ガスの供給量にもよるが、吸着材がゼオライトの場合には50〜130℃程度、吸着材が活性炭の場合には40〜60℃程度まで、それぞれ塔内温度が上昇することがある。そのような吸着材を用いた場合、次のような問題が生じる可能性がある。すなわち、例えば第1の再生方法の置換工程のように再生ガスをCO2ガスで置換すると、吸着材にCO2ガスそのものが吸着し、冷却された吸着材が再び高温状態となってしまう。この問題に対して、吸着材が十分に冷却するまで置換ガスを吸着塔に流通させることも考えられるが、そのためには大量の置換ガス、すなわち大量の高純度CO2ガスを消費することになり、コストへの影響が大きくなる。また、発熱した吸着材を放熱により再冷却するには、かなりの時間が必要となり、時間的ロスが問題となる。
すなわち、加熱した再生ガスを吸着塔11に流通させることで、吸着材を加熱し、吸着材に吸着した不純物質を脱着させる。このとき脱着した不純物質は、再生ガスと共に、ガス排出ライン22を介して外部へ排出される。
2 洗浄装置
3 循環精製装置
4 回収精製装置
5 CO2供給源
10 吸着装置
11 吸着塔
12 被精製ガス導入ライン
13 精製ガス排出ライン
20 吸着材再生装置
21 ガス導入ライン
22 ガス排出ライン
22a ガス排出弁
23 再生ガス供給ライン
23a 再生ガス供給弁
24 置換ガス供給ライン
24a 置換ガス供給弁
25 ヒータ
26 ガス戻りライン
26 ガス戻り弁
27 循環ポンプ
28 冷却装置
30 循環経路
Claims (13)
- 二酸化炭素に含まれる不純物質を吸着させる吸着材の再生装置であって、
前記吸着材が充填された吸着塔に再生ガスを供給する再生ガス供給手段と、
前記吸着塔に供給される前記再生ガスおよび前記吸着塔のいずれかを加熱する加熱手段と、
前記吸着塔に供給された前記再生ガスを、前記吸着塔を含む循環経路に沿って循環させるガス循環手段と、
前記循環経路に沿って循環する前記再生ガスを冷却する冷却手段と、
前記吸着塔に前記再生ガスを加熱して供給するか、または、加熱した前記吸着塔に前記再生ガスを供給した後、前記循環経路に沿って、前記再生ガスを冷却しながら循環させる制御手段と、
を有する、吸着材の再生装置。 - ガス排出弁を介して前記吸着塔に接続され、前記吸着塔に供給された前記再生ガスを排出するためのガス排出ラインと、
ガス戻り弁を介して前記吸着塔に接続され、前記循環経路を形成するガス戻りラインと、を有し、
前記制御手段は、前記再生ガスを前記吸着塔に流通させた後で、前記再生ガスを前記循環経路に沿って循環させるように、前記ガス排出弁と前記ガス戻り弁とを制御する、請求項1に記載の吸着材の再生装置。 - 前記ガス戻りラインは、前記ガス排出弁の上流側で前記ガス排出ラインに接続されている、請求項2に記載の吸着材の再生装置。
- 前記前記吸着塔に前記再生ガスを導入するためのガス導入ラインであって、前記再生ガス供給手段が前記再生ガス供給弁を介して接続されたガス導入ラインを有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の吸着材の再生装置。
- 前記ガス戻りラインは、前記ガス導入ラインに接続されている、請求項4に記載の吸着材の再生装置。
- 前記再生ガスが、不活性ガスである、請求項1から5のいずれか1項に記載の吸着材の再生装置。
- 前記不活性ガスが、窒素である、請求項6に記載の吸着材の再生装置。
- 二酸化炭素に含まれる不純物質を吸着させる吸着材の再生方法であって、
前記吸着材が充填された吸着塔に再生ガスを加熱して供給し、該加熱した再生ガスを前記吸着塔に流通させるか、または、前記吸着塔を加熱し、該加熱した吸着塔に前記再生ガスを流通させて、前記吸着材を再生するステップと、
前記吸着材を再生した後、前記吸着塔を含む循環経路に沿って、前記再生ガスを冷却しながら循環させるステップと、
を含む、吸着材の再生方法。 - 前記再生ガスを冷却しながら循環させる前に、前記再生ガスを前記吸着塔に供給しながら、前記再生ガスまたは前記吸着塔の前記加熱を停止するステップをさらに含む、請求項8に記載の吸着材の再生方法。
- 前記吸着材を再生するステップが、前記再生ガスとして不活性ガスを供給することを含む、請求項8または9に記載の吸着材の再生方法。
- 前記不活性ガスが、窒素である、請求項10に記載の吸着材の再生方法。
- 二酸化炭素に含まれる不純物質を吸着させる吸着材が充填された吸着塔と、前記吸着材を再生するための再生装置と、を有する吸着装置を備えた二酸化炭素精製装置であって、
前記再生装置が、
前記吸着塔に再生ガスを供給する再生ガス供給手段と、
前記吸着塔に供給される前記再生ガスおよび前記吸着塔のいずれかを加熱する加熱手段と、
前記吸着塔に供給された前記再生ガスを、前記吸着塔を含む循環経路に沿って循環させるガス循環手段と、
前記循環経路に沿って循環する前記再生ガスを冷却する冷却手段と、
前記吸着塔に前記再生ガスを加熱して供給するか、または、加熱した前記吸着塔に前記再生ガスを供給した後、前記循環経路に沿って、前記再生ガスを冷却しながら循環させる制御手段と、
を有する、二酸化炭素精製装置。 - 二酸化炭素に含まれる不純物質を吸着させる吸着材の再生方法を含む二酸化炭素精製方法であって、
前記再生方法が、
前記吸着材が充填された吸着塔に再生ガスを加熱して供給し、該加熱した再生ガスを前記吸着塔に流通させるか、または、前記吸着塔を加熱し、該加熱した吸着塔に前記再生ガスを流通させて、前記吸着材を再生するステップと、
前記吸着材を再生した後、前記吸着塔を含む循環経路に沿って、前記再生ガスを冷却しながら循環させるステップと、
を含む、二酸化炭素精製方法。
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