JP2021191731A - Method for utilizing co2 in cement production exhaust gas, and co2 utilization system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメント製造設備の排ガス中に含まれるエネルギー起源のCO2を削減しつつ活用する方法及びCO2活用システムに関する。 The present invention relates to a method for utilizing CO 2 originating from energy contained in the exhaust gas of a cement manufacturing facility while reducing it, and a CO 2 utilization system.
火力発電等の各種燃焼設備において、温室効果ガスの削減のため、燃焼で発生、排出されるCO2を削減する努力がなされている。特に、社会活動に必要なエネルギーの大部分は石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料から得ていることから、この化石燃料から発生するCO2の量は膨大であり、このエネルギー起源のCO2を削減することが地球温暖化抑制に有効である。 In various combustion facilities such as thermal power generation, efforts are being made to reduce CO 2 generated and emitted by combustion in order to reduce greenhouse gases. In particular, since most of the energy required for social activities is obtained from fossil fuels such as coal, oil, and natural gas, the amount of CO 2 generated from this fossil fuel is enormous, and CO 2 originating from this energy Is effective in controlling global warming.
燃焼排ガス中のCO2を削減する技術として、従来、例えば、特許文献1に記載の燃焼排ガス中に含まれる二酸化炭素を分離して水素と反応させることによりメタンを得るメタン化方法が知られている。このメタン化方法では、燃焼排ガスを二酸化炭素吸収材に接触させて燃焼排ガス中の二酸化炭素を吸収させる工程と、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収材を加熱して二酸化炭素を主成分とするガスを取り出す工程と、二酸化炭素を主成分とするガスに第一の量の水素を添加したガスを、脱硫剤を充填した脱硫器に通じて、ガス中の硫黄化合物を除去する工程と、硫黄化合物を除去する工程を経たガスに第二の量の水素を添加し、メタン化触媒に通じたメタン化反応によりメタンに変換する工程と、を含んでいる。
このメタン化方法を用いることにより、燃焼排ガスからの二酸化炭素の大気への放出を抑制している。
As a technique for reducing CO 2 in combustion exhaust gas, for example, a methaneization method for obtaining methane by separating carbon dioxide contained in combustion exhaust gas described in Patent Document 1 and reacting with hydrogen has been known. There is. In this methanation method, a step of bringing the combustion exhaust gas into contact with a carbon dioxide absorber to absorb carbon dioxide in the combustion exhaust gas, and a gas containing carbon dioxide as a main component by heating the carbon dioxide absorber that has absorbed carbon dioxide. And the step of removing the sulfur compound in the gas by passing the gas obtained by adding the first amount of hydrogen to the gas containing carbon dioxide as the main component through a desulfurizing agent filled with a desulfurizing agent, and the sulfur compound. It includes a step of adding a second amount of hydrogen to the gas that has undergone the step of removing carbon dioxide and converting it into methane by a methanation reaction that has passed through a methanation catalyst.
By using this methanation method, the release of carbon dioxide from the combustion exhaust gas into the atmosphere is suppressed.
しかしながら、特許文献1記載の方法は排出される燃焼ガスをメタン化することで有効利用する一方で、化石燃料由来の燃焼ガスから製造されたメタンを燃焼させれば再びCO2として放出されるため、エネルギー起源のCO2量を削減するとはいいがたい。 However, while the method described in Patent Document 1 makes effective use of the emitted combustion gas by methaneization, it is released as CO 2 again when methane produced from the combustion gas derived from fossil fuel is burned. , It is hard to say that the amount of CO 2 originating from energy is reduced.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、エネルギー起源のCO2を削減するため、化石燃料由来ではないセメント排ガス中のCO2をメタン化し有効活用することができるセメント製造排ガス中のCO2活用方法及びCO2活用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 such circumstances, in order to reduce the CO 2 from energy sources, cement production exhaust gas to the CO 2 cement in the exhaust gas not from fossil fuels can be and methanation effective utilization The purpose is to provide a CO 2 utilization method and a CO 2 utilization system.
本発明のセメント製造排ガス中のCO2活用方法は、セメント製造設備からの排ガス中のCO2又は該排ガスから分離回収したCO2に水素を添加してメタンを生成するメタン生成工程と、該メタン生成工程で生成した前記メタンを前記セメント製造設備への化石燃料の一部又は全部の代替燃料として用いるメタン消費工程とを備え、前記メタン生成工程と前記メタン消費工程とを連続的に繰り返す。 The CO 2 utilization method in the cement production exhaust gas of the present invention comprises a methane production step of adding hydrogen to CO 2 in the exhaust gas from the cement production facility or CO 2 separated and recovered from the exhaust gas to generate methane, and the methane. The methane production step is provided with a methane consumption step in which the methane produced in the production step is used as a substitute fuel for a part or all of the fossil fuel for the cement production facility, and the methane production step and the methane consumption step are continuously repeated.
本発明では、セメント製造設備からの排ガス中のCO2や排ガスから分離回収したCO2をメタンに変換することにより、セメント製造設備から排出されるCO2を削減できるとともに、このメタンをセメント製造設備の代替燃料として循環させる、つまり、連続的に繰り返し使用することでCO2を有効活用できる。特に、セメント製造設備からの排ガス中のCO2はその半分以上が石灰石由来であるため、該排ガス中のCO2からメタンを製造して燃料として使用することを連続的に繰り返すので、石炭や石油等の化石燃料の使用を削減してエネルギー起源のCO2を低減でき、温室効果ガスの削減効果を高めることができる。 In the present invention, by converting the CO 2 separated recovered from CO 2 and exhaust gas in the exhaust gas from the cement manufacturing facility to methane, it is possible to reduce the CO 2 emissions from a cement manufacturing facility, the methane cement production facility CO 2 can be effectively utilized by circulating it as an alternative fuel for CO2, that is, by using it continuously and repeatedly. In particular, since more than half of the CO 2 in the exhaust gas from the cement production facility is derived from limestone, methane is continuously produced from the CO 2 in the exhaust gas and used as fuel, so that coal and petroleum are used. It is possible to reduce the use of fossil fuels such as CO 2 from energy sources and enhance the effect of reducing greenhouse gases.
このセメント製造排ガス中のCO2活用方法において、前記メタンの生成に用いられる前記排ガス中のCO2又は該排ガスから分離回収したCO2には、前記メタンが前記セメント製造設備で燃焼されることにより生じたCO2も含まれることになる。
このため、メタンがセメント製造設備で燃焼されることにより生じた排ガスは、窒素酸化物(NOx)や硫黄酸化物(SOx)の含有量が少なくなり、排ガスをよりクリーンなものにできる。
In this method of utilizing CO 2 in the cement manufacturing exhaust gas, the methane is burned in the cement manufacturing facility to the CO 2 in the exhaust gas used for producing the methane or the CO 2 separated and recovered from the exhaust gas. The generated CO 2 will also be included.
Therefore, the exhaust gas generated by burning methane in the cement manufacturing facility has a low content of nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx), and the exhaust gas can be made cleaner.
このセメント製造排ガス中のCO2削減方法において、前記CO2は、前記セメント製造設備からの排ガスをCO2吸収材に接触させて分離回収したCO2であるとよい。
排ガスから分離回収したCO2を用いることにより、その濃度を高めて高濃度のメタンが製造でき、より効果的にメタンを利用することができる。
In CO 2 reduction method of the cement production in the exhaust gas, the CO 2 is the exhaust gas from the cement manufacturing facility may be brought into contact with the CO 2 absorbing material is separated recovered CO 2.
By using CO 2 separated and recovered from the exhaust gas, the concentration thereof can be increased to produce high-concentration methane, and methane can be used more effectively.
本発明のセメント製造排ガス中のCO2活用システムは、セメント製造設備に、該セメント製造設備からの排ガス中のCO2又は該排ガスから分離回収したCO2に水素を添加してメタンを生成するメタン化装置と、該メタン化装置で生成した前記メタンを前記セメント製造設備への化石燃料の一部又は全部の代替燃料として供給するメタン供給装置とを備え、前記メタン化装置は、前記メタン供給装置によりメタンが供給される前記セメント製造設備に接続されている。 The CO 2 utilization system in the cement manufacturing exhaust gas of the present invention is a methane that produces methane by adding hydrogen to the CO 2 in the exhaust gas from the cement manufacturing facility or the CO 2 separated and recovered from the exhaust gas to the cement manufacturing facility. The methaneization device includes a methane supply device that supplies the methane produced by the methaneization device as an alternative fuel for a part or all of the fossil fuel to the cement production facility, and the methaneization device is the methane supply device. It is connected to the cement manufacturing facility to which methane is supplied by.
このセメント製造排ガス中のCO2削減システムにおいて、前記セメント製造設備からの排ガスをCO2吸収材に接触させてCO2を分離回収するCO2分離回収装置を備えるとよい。 In this CO 2 abatement cement production in the exhaust gas, to be provided with a CO 2 separation and recovery device exhaust gases into contact with the CO 2 absorbent to separate and recover the CO 2 from the cement manufacturing facility.
本発明によれば、セメント製造設備の排ガスに含まれるCO2からメタンを製造して燃料として使用することを連続的に繰り返しているので、CO2を有効活用して、エネルギー起源のCO2を削減し、温室効果ガスの削減効果を高めることができる。 According to the present invention, since methane is continuously produced from CO 2 contained in the exhaust gas of a cement manufacturing facility and used as a fuel, CO 2 is effectively utilized to generate CO 2 originating from energy. It can be reduced and the greenhouse gas reduction effect can be enhanced.
以下、本発明のセメント製造排ガス中のCO2活用方法及びセメント製造排ガス中のCO2活用システムの、一実施形態について図面を用いて説明する。
この実施形態は、セメント製造排ガス中のCO2からメタンを製造してセメント製造設備のセメント焼成キルン及び仮焼炉の燃料として使用することを連続的に繰り返した例である。
Hereinafter, an embodiment of the CO 2 utilization method in the cement manufacturing exhaust gas and the CO 2 utilization system in the cement manufacturing exhaust gas of the present invention will be described with reference to the drawings.
This embodiment is an example of continuously repeating the production of methane from CO 2 in the cement production exhaust gas and using it as fuel for a cement firing kiln and a calcining furnace in a cement manufacturing facility.
[CO2活用システムの構成]
CO2活用システム100は、図2に示すように、セメント製造設備50と、セメント製造設備50に接続されて用いられる排ガス処理設備30と、を備えている。本実施形態では、排ガス処理設備30がセメント製造設備50からの排ガス又は該排ガスから分離回収したCO2に水素を添加してメタンを生成し、生成したメタンをセメント製造設備50への化石燃料の一部又は全部の代替燃料として供給する。
[ Configuration of CO 2 utilization system]
As shown in FIG. 2, the CO 2
[セメント製造設備の構成]
セメント製造設備50は、図2に全体を示したように、セメント原料として石灰石、粘土、珪石、鉄原料等を個別に貯蔵する原料貯蔵庫1と、これらセメント原料を粉砕、乾燥する原料ミル及びドライヤ2と、原料供給管22を介して供給され、この原料ミルで得られた粉体状のセメント原料を予熱するプレヒータ3と、プレヒータ3によって予熱されたセメント原料を仮焼する仮焼炉4と、仮焼されたセメント原料を焼成するセメント焼成キルン5と、セメント焼成キルン5で焼成された後のセメントクリンカを冷却するためのクーラ6等とを備えている。
[Structure of cement manufacturing equipment]
As shown in FIG. 2, the
セメント焼成キルン5は、横向きで若干傾斜した円筒状のロータリーキルンであり、軸芯回りに回転することにより、その窯尻部5aにプレヒータ3から供給されるセメント原料を窯前部5bに送りながら、その送る過程で窯前部5bのバーナ8によって1450℃程度に加熱焼成してセメントクリンカを生成し、このセメントクリンカを窯前部5bからクーラ6に送り出すようになっている。バーナ8には、石炭、石油等の化石燃料を供給する燃料供給系15が接続されている。また、燃料供給ライン15とは別に、熱エネルギーを補うために、廃プラスチックや廃タイヤなどの代替熱源の供給系(図示略)も備えられている。セメントクリンカは、クーラ6で所定温度まで冷却された後、仕上げ工程へ送られることになる。
The cement firing kiln 5 is a cylindrical rotary kiln that is slightly inclined sideways, and by rotating around the axis, the cement raw material supplied from the preheater 3 is sent to the kiln
プレヒータ3は、図2に示すように、セメント焼成キルン5で発生した排ガスを流通させる複数(4つ)のサイクロン13が上下方向に連結状態とされて構築されたものであり、最下段のサイクロン13とその上のサイクロン13との間に仮焼炉4が接続されているとともに、仮焼炉4の燃焼ガスによって仮焼されたセメント原料を最下段のサイクロン13からセメント焼成キルン5の窯尻部5aに供給するようになっている。
As shown in FIG. 2, the preheater 3 is constructed by connecting a plurality of (four)
仮焼炉4は、内部にバーナ41を有しており、燃料供給ライン42から供給される石炭等の燃料を燃焼させることで、上段のサイクロン13から送られてくるセメント原料を仮焼し、その仮焼により生じた排ガスとともにライジングダクト25を介して最下段のサイクロン13に供給する。そのセメント原料は、最下段のサイクロン13からセメント焼成キルン5の窯尻部5aに供給される。一方、ライジングダクト25はセメント焼成キルン5の窯尻部5aから排ガスを最下段のサイクロン13に送り出しており、仮焼炉4で生じた排ガスも、このライジングダクト25を介してサイクロン13に供給される。このため、セメント焼成キルン5の排ガス及び仮焼炉4からの排ガスが一体となってプレヒータ3を下方から上方に経由した後、排気管9を通って原料ミル及びドライヤ2に導入される。
The calcining furnace 4 has a
原料ミル及びドライヤ2は、仮焼炉4及びセメント焼成キルン5からの排ガスが導入されることにより、セメント原料の粉砕と乾燥を同時に行うようになっている。この原料ミル及びドライヤ2には、集塵機10、煙突11等を備える排ガスライン12が接続されている。
The raw material mill and the dryer 2 are adapted to simultaneously crush and dry the cement raw material by introducing the exhaust gas from the calcining furnace 4 and the cement firing kiln 5. An
[排ガス処理設備の構成]
排ガス処理設備30は、セメント焼成キルン5及び仮焼炉4で発生し、煙突11から排出される前の排ガスを収集する排ガス収集ライン311と、該排ガス収集ライン311から送られてくる排ガスからCO2を分離回収し、分離回収したCO2に水素を添加してメタンを生成するメタン化装置31と、生成したメタンをセメント製造設備50へ供給するメタン供給装置32とを備えている。
排ガス収集ライン311は、セメント製造設備50の排ガスライン12における集塵機10と煙突11との間に接続され、セメント焼成時に生じた排ガスの一部を収集する。セメント焼成により生じた排ガスであるので、石炭等の燃料の燃焼による排ガスも一部含まれるが、石灰石由来の排ガスを多く含んでいる 。
[Composition of exhaust gas treatment equipment]
The exhaust
The exhaust
(メタン化装置の構成)
メタン化装置31は、排ガスからCO2を分離回収するCO2分離回収装置310と、CO2分離回収装置310で分離回収されたCO2に水素ガスを供給して混合する水素混合部316と、水素が混合されたCO2からメタンを生成するメタン製造部317と、を備えている。
(Composition of methanizer)
CO2分離回収装置310は、図3に示すように、排ガス収集ライン311で収集された排ガスからSOxやNOx等の有害成分を除去する有害成分除去部312と、有害成分が除去された排ガスからCO2を分離して回収するCO2分離回収部313と、回収されたCO2を圧縮する圧縮部314と、圧縮されたCO2から水分を除去する除湿部315と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the CO 2 separation and
排ガス収集ライン311から送られてくる排ガスが、石炭、石油コークス、重油などの化石燃料や廃プラスチックや廃タイヤなどの燃焼排ガスである場合には、CO2が例えば、20数%程度含まれるとともに、CO2以外のガスや有害成分が含まれている。このため、有害成分除去部312は、排ガスから有害成分(例えば、窒素酸化物(NOx)や硫黄酸化物(SOx)等の酸化性ガス)を除去するものであり、NaOH水溶液などを充填したスクラバーを備える。この有害成分の除去により、NOxとともにハロゲンも除去されるので、次のCO2分離回収で用いられるアミン化合物の吸収材の劣化を防止する。
When the exhaust gas sent from the exhaust
なお、後述するように、セメント焼成キルン4の燃料の一部にメタンを含ませた場合には、有害成分の含有量が少なくなるものの、有害成分除去部312により有害成分が除去される。
As will be described later, when methane is contained in a part of the fuel of the cement fired kiln 4, the content of the harmful component is reduced, but the harmful component is removed by the harmful
CO2分離回収部313は、一般的なCO2回収装置からなり、この内部にはCO2を吸収するCO2吸収材(アミン化合物を水に溶解した液体吸収材、アミン化合物を多孔質材に担持させた固体吸収材等)が設けられ、有害物質が除去された後の排ガスがこれに接触することにより、排ガス中のCO2がCO2吸収材に吸収される。そして、CO2を吸収したCO2吸収材を加熱する等により、CO2吸収材からCO2を取り出して回収する。なお、CO2分離回収部313は、CO2が除去された後の排ガスを外部に排出する。圧縮部314は、回収されたCO2を0.1MPa以上好ましくは0.5〜1.0MPaの圧力をかけて圧縮する。除湿部315は、圧縮されたCO2を冷却することにより、CO2内に含まれる水分を除去する。この除湿は、水分がメタン化装置内のNi系触媒の酸化に影響するので、これをメタン化の前に除去するものである。
CO 2 separation collector 313 is made common CO 2 recovery apparatus, the inside absorbs CO 2 CO 2 absorbent (amine compound liquid absorbing material dissolved in water, the amine compound to the porous material A supported solid absorbent or the like) is provided, and the exhaust gas after the harmful substances are removed comes into contact with the solid absorbent, so that CO 2 in the exhaust gas is absorbed by the CO 2 absorbent. Then, such as by heating the CO 2 absorbing material that has absorbed CO 2, is recovered by extraction of CO 2 from the CO 2 absorber. The CO 2 separation /
水素混合部316は、除湿されたCO2に水素ガスを供給して混合し、加圧する。水素ガスは、再生可能エネルギーを利用した人工光合成、水の分解等によって生成したものを利用することができる。この水素混合部316による水素の添加は、水素が混合されたCO2からメタンを製造しやすい濃度に適宜設定される。
メタン製造部317は、水素が混合されたCO2からメタンを生成する。このメタン製造部317は、一般的なメタン製造装置からなり、メタン化に活性を示す触媒(例えば、水素化触媒としてNi、Pt、Pd、Cuが利用されるが、メタン化においては特に、Al2O3、Cr2O3、SiO2、MgAl2O4、TiO2、ZrO2など担持されたNi及びNi合金が触媒として利用される)が充填された反応器(図示省略)を複数備えており、これら反応器に水素が混合されたCO2を供給して反応させることによりメタンを製造する。
The
The
(メタン供給装置の構成)
メタン供給装置32は、図2に示すように、メタン化装置31により製造されたメタンを貯留するタンク(図示省略)と、タンクに接続され、メタンを窯前部5bのバーナ8及び仮焼炉4のバーナ41のそれぞれに送るメタン供給ライン321及びポンプ322,323を備えている。このメタン供給ライン321は、セメント焼成キルン5のバーナ8に石炭や石油等の燃料を供給する燃料供給ライン15及び仮焼炉4のバーナ41に石炭等の燃料を供給する燃料供給ライン42のそれぞれに接続されている。これにより、各バーナ8,41には、燃料とともにメタンが供給される。
(Composition of methane supply device)
As shown in FIG. 2, the
なお、セメント製造設備50においては、複数台のセメント焼成キルン5及び仮焼炉4が設置されているが、メタン供給装置32は、図2に示すように、メタン化装置31が接続されているセメント焼成キルン5及び仮焼炉4にメタンを供給するようになっている。言い換えれば、メタン化装置31に送られる排ガスは、メタン供給装置32によりメタンが供給されるセメント焼成キルン5及び仮焼炉4からの排ガスである。
In the
[CO2活用方法]
上述したCO2活用システム100を用いてセメント製造設備50の排ガス中のCO2を削減して有効活用する方法について、図1に示すフローチャートに沿って説明する。本実施形態のCO2活用方法では、セメント製造設備50からの排ガスから分離回収したCO2に水素を添加してメタンを生成するメタン生成工程と、該メタン生成工程で生成したメタンをセメント製造設備50のセメント焼成キルン5及び仮焼炉4のそれぞれへの化石燃料の一部及び全部の代替燃料として用いるメタン消費工程とを連続的に繰り返す。
[How to utilize CO 2]
A method of reducing and effectively utilizing CO 2 in the exhaust gas of the
(メタン生成工程)
セメント製造設備50では、セメント原料としての石灰石、粘土、珪石、鉄原料等を粉砕、乾燥させることにより得られた粉体状のセメント原料を予熱し、予熱されたセメント原料を仮焼した後焼成し、これを冷却することによりセメントクリンカが製造される。このセメントクリンカの製造に伴いセメント焼成キルン5及び仮焼炉4で発生する排ガスは、プレヒータ3を下方から上方に経由した後、排気管9を通って原料ミル及びドライヤ2に導入され、セメント原料の乾燥に用いられた後、集塵機10を介して煙突11から排出される。
(Methane production process)
In the
このセメント製造プロセスにおいて、メタン化装置31の排ガス収集部311により、セメント焼成時に生じた排ガスの一部を排ガス処理ライン12の集塵機10と煙突11との間から収集する。次に、有害成分除去部312は、排ガスから有害成分を除去する。この有害成分除去部312において、窒素酸化物(NOx)や硫黄酸化物(SOx)、ハロゲンなどが除去される。そして、CO2分離回収部313により、排ガスからCO2が取り出されて分離回収される。このとき、CO2が除去された排ガスを外部に排出する。
In this cement manufacturing process, the exhaust
次に、圧縮部314により、回収されたCO2を0.1MPa以上好ましくは0.5〜1.0MPaの圧力をかけて圧縮し、除湿部315によりCO2内に含まれる水分を除去する。そして、水素混合部316により、除湿されたCO2に水素ガスを供給して混合し、加圧する。そして、メタン製造部317により、水素が混合されたCO2からメタンを生成する。
Next, the recovered CO 2 is compressed by applying a pressure of 0.1 MPa or more, preferably 0.5 to 1.0 MPa by the
(メタン消費工程)
このようにして生成されたメタンは、メタン供給装置32のタンクに貯蔵される。そして、このタンクに貯蔵されたメタンを、メタン供給ライン321を介してセメント焼成キルン5及び仮焼炉4への化石燃料の一部又は全部の代替燃料として供給する。セメント焼成キルン5には、燃料供給ライン15から石油や石炭等の化石燃料が供給されるが、メタンを供給することにより、その化石燃料の一部又は全部をメタンで代替することができる。同様に、仮焼炉4においても石炭等の燃料の一部又は全部をメタンで代替するため、化石燃料を削減することができる。
(Methane consumption process)
The methane thus produced is stored in the tank of the
そして、このメタンをセメント焼成キルン5及び仮焼炉4に化石燃料とともに供給することにより、その排ガス中には、化石燃料とともにメタンの燃焼によって生じた排ガスも含まれることになり、その排ガスが排ガス収集ライン311を経由してメタン化装置31に送られ、同様にして、メタンとして生成されセメント焼成キルン5及び仮焼炉4に供給される。
このようにして、このセメント製造設備50においては、排ガスからメタンを生成し、生成されたメタンをセメント製造燃料の一部として使用する一連の工程を連続的に繰り返すことが行われる。
By supplying this methane to the cement firing kiln 5 and the calcining furnace 4 together with the fossil fuel, the exhaust gas includes the exhaust gas generated by the combustion of methane together with the fossil fuel, and the exhaust gas is the exhaust gas. It is sent to the
In this way, in the
本実施形態では、セメント製造設備50からの排ガスから分離回収したCO2をメタンに変換することにより、セメント製造設備50から排出されるCO2を削減できるとともに、このメタンをセメント焼成キルン5及び仮焼炉4の代替燃料として循環させる、つまり、繰り返し使用することでCO2を有効活用できる。特に、セメント製造設備からの排ガス中のCO2はその半分以上が石灰石由来であるため、該排ガス中のCO2からのメタンを製造して燃料として使用することを連続的に繰り返すので、石炭や石油等の化石燃料の使用を削減してエネルギー起源のCO2を低減でき、温室効果ガスの削減効果を高めることができる。
また、排ガスから分離回収したCO2を用いることにより、その濃度を高めて高濃度のメタンが製造でき、より効果的にメタンを利用することができる。
In the present embodiment, by converting the CO 2 separated recovered from exhaust gas from a
Further, by using CO 2 separated and recovered from the exhaust gas, the concentration thereof can be increased to produce high-concentration methane, and methane can be used more effectively.
また、化石燃料とともにメタンがセメント焼成キルン5及び仮焼炉4で燃焼されることにより生じた排ガスのCO2は、メタンを含まない化石燃料のみを燃料として生じた排ガスに比べて、窒素酸化物(NOx)や硫黄酸化物(SOx)の含有量が少ないため、排ガスをよりクリーンなものにできる。このため、セメント製造設備50の煙突11から排ガスの一部が大気に放出される場合でも、大気汚染を低減でき、また、メタン化装置31の触媒等の劣化も抑制することができる。
Further, the CO 2 of the exhaust gas generated by burning methane together with the fossil fuel in the cement firing kiln 5 and the calcining furnace 4 is a nitrogen oxide as compared with the exhaust gas generated by using only the fossil fuel containing no methane as fuel. Since the content of (NOx) and sulfur oxide (SOx) is low, the exhaust gas can be made cleaner. Therefore, even when a part of the exhaust gas is discharged to the atmosphere from the
なお、本発明は上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態ではセメント製造設備50の排ガスからCO2を分離回収したが、セメント製造設備50の排ガスにはCO2が20数%濃度で含まれているので、その排ガスに直接水素を添加してメタンを生成してもよい。
また、生成したメタンをセメント焼成キルン5及び仮焼炉4の両方に供給するようにしたが、いずれか一方に供給するようにしてもよい。
さらに、セメント焼成キルン5及び仮焼炉4の両方の排ガスを利用してメタンを生成したが、仮焼炉を有しないセメント製造設備への適用も可能であり、その場合は、セメント焼成キルンからの排ガスからメタンを生成する。
The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various changes can be made to the detailed configuration without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, CO 2 is separated and recovered from the exhaust gas of the
Further, although the generated methane is supplied to both the cement firing kiln 5 and the calcining furnace 4, it may be supplied to either one.
Furthermore, although methane was generated using the exhaust gas from both the cement firing kiln 5 and the calcining furnace 4, it can also be applied to cement manufacturing equipment that does not have a calcining furnace. In that case, the cement firing kiln can be used. Produces methane from the exhaust gas of the kiln.
1 原料貯蔵庫
2 原料ミル及びドライヤ
3 プレヒータ
4 仮焼炉
5 セメント焼成キルン
5a 窯尻部
5b 窯前部
6 クーラ
8 バーナ
9 排気管
10 集塵機
11 煙突
12 排ガスライン
13 サイクロン
15 燃料供給ライン
22 原料供給管
25 ライジングダクト
30 排ガス処理設備
31 メタン化装置
310 CO2分離回収装置
311 排ガス収集ライン
312 有害成分除去部
313 CO2分離回収部
314 圧縮部
315 除湿部
316 水素混合部
317 メタン製造部
32 メタン供給装置
321 メタン供給ライン
322 ポンプ
323 ポンプ
41 バーナ
42 燃料供給ライン
50 セメント製造設備
100 CO2活用システム
1 Raw material storage 2 Raw material mill and dryer 3 Preheater 4 Temporary firing furnace 5
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