JP2023067559A - CO2 recovery system and CO2 recovery method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、ＣＯ２回収システムおよびＣＯ２回収方法に関する。
より詳細には、本発明の実施形態は、有機系吸収媒体を採用する第一のＣＯ２回収装置と、無機系吸収媒体を採用する第二のＣＯ２回収装置とを組み合わせてなるＣＯ２回収システム、およびＣＯ２の回収方法に関する。
Embodiments of the present invention relate to CO2 capture systems and CO2 capture methods.
More particularly, embodiments of the present invention combine a first CO2 recovery unit employing an organic absorption medium with a second CO2 recovery unit employing an inorganic absorption medium for CO2 recovery. It relates to a system and a method of capturing CO2 .
温室効果ガスの排出量削減へ向けた取り組みが世界全体で加速している。その中でも温室効果の大きなＣＯ２の排出量を削減するための方策として、水素や再生可能エネルギーなどと並び大きな役割を期待されているのがＣＣＵＳ（ＣＯ２回収・利用・貯蔵）である。 Efforts to reduce greenhouse gas emissions are accelerating worldwide. Among them, CCUS (CO 2 capture, utilization, and storage) is expected to play a major role along with hydrogen and renewable energy as a measure to reduce CO 2 emissions, which has a large greenhouse effect.
ＣＯ２の回収方法のひとつに化学吸収法という技術がある。これは、火力発電所や製鉄所などから排出されるＣＯ２含有排ガスをアミン系化合物を含む吸収液と接触させ、吸収液中にＣＯ２を吸収させるというものである。 One of the CO 2 recovery methods is a technology called a chemical absorption method. This involves contacting exhaust gas containing CO 2 discharged from thermal power plants, ironworks, etc., with an absorbent containing an amine compound to absorb CO 2 in the absorbent.
化学吸収法を用いるＣＯ２回収設備は、排ガスと吸収液を接触させてＣＯ２を捕捉する吸収塔と、吸収液を加熱して吸収液からＣＯ２放出させる再生塔を備えたものが一般的である。このようなＣＯ２回収設備を評価する指標は多数あるが、重要なパラメータのひとつとして、吸収塔に取り入れたＣＯ２量に対する再生塔から出たＣＯ２の割合を表すＣＯ２回収率が挙げられる。 CO2 recovery equipment using the chemical absorption method is generally equipped with an absorption tower that captures CO2 by contacting exhaust gas with an absorbent and a regeneration tower that heats the absorbent to release CO2 from the absorbent. is. There are many indices for evaluating such CO2 recovery equipment, but one of the important parameters is the CO2 recovery rate, which represents the ratio of CO2 emitted from the regeneration tower to the amount of CO2 taken into the absorption tower. .
本発明の実施形態によれば、ＣＯ２回収率を向上することができるＣＯ２回収システムおよびＣＯ２回収方法を提供するとができる。
アミン法を用いるシステムにおいてＣＯ２回収率は既に高い水準にあり、９５～９９％程度である。しかし裏を返すと、吸収塔で捕捉しきれないＣＯ２がわずかに存在することとなる。そのわずかなＣＯ２を回収し、極めて高いＣＯ２回収率を有するＣＯ２回収システムを実現することが本発明の目的である。
According to embodiments of the present invention, it is possible to provide a CO 2 recovery system and a CO 2 recovery method capable of improving the CO 2 recovery rate.
CO 2 recovery is already high in systems using the amine method, on the order of 95-99%. On the other hand, however, there will be a small amount of CO 2 that cannot be captured by the absorption tower. It is an object of the present invention to capture that little CO2 and realize a CO2 capture system with a very high CO2 recovery rate.
本発明の実施形態によるＣＯ２回収システムは、
有機系吸収媒体を採用する第一のＣＯ２回収装置と、無機系吸収媒体を採用する第二のＣＯ２回収装置とを具備してなるＣＯ２回収システムであって、
前記第一のＣＯ２回収装置は、
処理対象ガスに含まれるＣＯ２を有機系吸収媒体に吸収させる第１吸収部と、
前記第１吸収部から供給される有機系吸収媒体からＣＯ２を放出させる第１再生部と、を有し、
前記第二のＣＯ２回収装置は、
前記第１吸収部から供給された処理対象ガスに含まれるＣＯ２を無機系吸収媒体に吸収させる第２吸収部と、
前記第２吸収部から供給される無機系吸収媒体からＣＯ２を放出させる第２再生部と、を有すること、を特徴とする。
A CO2 capture system according to an embodiment of the present invention comprises:
A CO2 recovery system comprising a first CO2 recovery device employing an organic absorption medium and a second CO2 recovery device employing an inorganic absorption medium,
The first CO 2 capture device comprises:
a first absorption part that causes an organic absorption medium to absorb CO 2 contained in the gas to be treated;
a first regeneration section for releasing CO 2 from the organic absorption medium supplied from the first absorption section;
The second CO2 capture device comprises:
a second absorption section that causes an inorganic absorption medium to absorb CO 2 contained in the gas to be processed supplied from the first absorption section;
and a second regeneration section for releasing CO 2 from the inorganic absorption medium supplied from the second absorption section.
そして、本発明の実施形態によるＣＯ２回収方法は、
下記の工程（Ｉ）～（IV）を具備してなること、を特徴とする。
工程（Ｉ）：処理対象ガス中に含まれるＣＯ２を有機系吸収媒体に吸収させる第一のＣＯ２吸収工程、
工程（II）：前記第一のＣＯ２吸収工程を経た有機系吸収媒体からＣＯ２を放出させる第一のＣＯ２放出工程、
工程（III）：前記第一のＣＯ２吸収工程によって有機系吸収媒体に吸収されなかったＣＯ２を無機系吸収媒体に吸収させる第二のＣＯ２吸収工程、
工程（IV）：前記第二のＣＯ２吸収工程を経た無機系吸収媒体からＣＯ２を放出させる第二のＣＯ２放出工程。
And, the CO2 capture method according to an embodiment of the present invention comprises:
It is characterized by comprising the following steps (I) to (IV).
Step (I): a first CO2 absorption step of absorbing CO2 contained in the gas to be treated into an organic absorption medium;
Step (II): a first CO2 releasing step of releasing CO2 from the organic absorption medium that has undergone the first CO2 absorbing step;
Step (III): a second CO2 absorption step of causing an inorganic absorption medium to absorb CO2 that has not been absorbed by the organic absorption medium in the first CO2 absorption step;
Step (IV): A second CO2 releasing step for releasing CO2 from the inorganic absorbing medium that has passed through the second CO2 absorbing step.
本発明の実施形態によるＣＯ２回収システムは、有機系吸収媒体を採用する第一のＣＯ２回収装置と、無機系吸収媒体を採用する第二のＣＯ２回収装置とを組み合わせてなる。 A CO2 capture system according to an embodiment of the present invention combines a first CO2 capture device that employs an organic absorption medium and a second CO2 recovery device that employs an inorganic absorption medium.
本発明の実施形態によるＣＯ２回収システムでは、このような二段階でのＣＯ２捕捉により、低濃度のＣＯ２まで回収することが可能となり、ＣＯ２回収システム全体として高いＣＯ２回収率を実現することができる。これにより、ＣＯ２を含む処理対象ガスから極めて高い回収率で、ＣＯ２を回収し、分離することができる。 In the CO2 recovery system according to the embodiment of the present invention, such two-stage CO2 capture makes it possible to recover even low-concentration CO2 , and the CO2 recovery system as a whole achieves a high CO2 recovery rate. can do. As a result, CO 2 can be recovered and separated from the target gas containing CO 2 at an extremely high recovery rate.
そして、本発明の実施形態によるＣＯ２回収システムでは、併設された二種の異なるＣＯ２回収装置の一方が、他の一方の装置での余剰の熱を利用できるので、システム全体として熱効率が向上している。 In addition, in the CO 2 recovery system according to the embodiment of the present invention, one of the two different types of CO 2 recovery devices installed side by side can use the surplus heat in the other device, so the thermal efficiency of the entire system is improved. are doing.
以下、本発明の実施形態について、必要に応じて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は下記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、下記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせることができる。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as necessary. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments as they are, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the gist of the present invention at the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the following embodiments. For example, some components may be deleted from all components shown in the embodiments. Further, elements across different embodiments may be combined as appropriate.
＜ＣＯ２回収システム（基本的構成）＞
図１は、本発明の好ましい実施形態によるＣＯ２回収システムの概要を示す図面である。
図１に示される本発明の実施形態によるＣＯ２回収システムは、
有機系吸収媒体を採用する第一のＣＯ２回収装置（Ａ）と、無機系吸収媒体を採用する第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）とを具備してなるＣＯ２回収システム（１）であって、
前記第一のＣＯ２回収装置（Ａ）は、
処理対象ガス（２）に含まれるＣＯ２を有機系吸収媒体（ａ１）に吸収させる第１吸収部（Ａ１）と、
前記第１吸収部（Ａ１）から供給される有機系吸収媒体（ａ２）からＣＯ２を放出させる第１再生部（Ａ２）と、を有し、
前記第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）は、
前記第１吸収部（Ａ１）から供給された処理対象ガス（３）に含まれるＣＯ２を無機系吸収媒体（ｂ１）に吸収させる第２吸収部（Ｂ１）と、
前記第２吸収部（Ｂ１）から供給される無機系吸収媒体（ｂ２）からＣＯ２を放出させる第２再生部（Ｂ２）と、
を有している。
< CO2 recovery system (basic configuration)>
FIG. 1 is a schematic diagram of a CO 2 capture system according to a preferred embodiment of the present invention.
The CO2 capture system according to the embodiment of the invention shown in Figure 1 comprises:
A
The first CO 2 recovery device (A) comprises
a first absorption part (A1) for absorbing CO 2 contained in the gas to be treated (2) in the organic absorption medium (a1);
a first regeneration section (A2) for releasing CO 2 from the organic absorption medium (a2) supplied from the first absorption section (A1);
The second CO 2 capture device (B) comprises
a second absorption part (B1) that causes an inorganic absorption medium (b1) to absorb CO 2 contained in the gas to be treated (3) supplied from the first absorption part (A1);
a second regeneration section (B2) for releasing CO 2 from the inorganic absorption medium (b2) supplied from the second absorption section (B1);
have.
<<第一のＣＯ２回収装置（Ａ）>>
図１に示される好ましい第一のＣＯ２回収装置（Ａ）において、その第１吸収部（Ａ１）には、有機系吸収媒体（ａ１）および処理対象ガス（２）が導入されて、この第１吸収部（Ａ１）で、有機系吸収媒体（ａ１）（ここで、この有機系吸収媒体（ａ１）は、ＣＯ２との接触によりＣＯ２を吸収可能な物である）と処理対象ガス（２）に含まれるＣＯ２とが接触するようになっている。その結果、ＣＯ２が有機系吸収媒体（ａ１）に吸収され、一方、有機系吸収媒体（ａ１）はＣＯ２を吸収して有機系吸収媒体（ａ２）へ変化する。ここで、第１吸収部（Ａ１）は、前記処理対象ガスのＣＯ２濃度を２％未満まで低減させる機能を有するものが好ましい。
<<First CO2 recovery device (A)>>
In the preferred first CO 2 recovery apparatus (A) shown in FIG. 1, the organic absorption medium (a1) and the target gas (2) are introduced into the first absorption section (A1) to In one absorption part (A1), an organic absorption medium (a1) (here, this organic absorption medium (a1) is a substance capable of absorbing CO2 by contact with CO2 ) and a gas to be treated ( 2) comes into contact with the CO 2 contained in As a result, CO 2 is absorbed by the organic absorption medium (a1), while the organic absorption medium (a1) absorbs CO 2 and changes to the organic absorption medium (a2). Here, the first absorption part (A1) preferably has a function of reducing the CO 2 concentration of the gas to be treated to less than 2%.
第１吸収部（Ａ１）から導出された有機系吸収媒体（ａ２）は、第１再生部（Ａ２）へ供給され、この第１再生部（Ａ２）でＣＯ２を放出して、ＣＯ２を吸収可能な有機系吸収媒体（即ち、有機系吸収媒体（ａ１））へと変化する（即ち、有機系吸収媒体（ａ１）の再生が行われる）。 The organic absorption medium (a2) derived from the first absorption section (A1) is supplied to the first regeneration section (A2), where CO 2 is released and CO 2 is It is converted into an absorbable organic absorption medium (ie, organic absorption medium (a1)) (ie, regeneration of organic absorption medium (a1) is performed).
第１再生部（Ａ２）から導出されたこの有機系吸収媒体（ａ１）は、第１吸収部（Ａ１）へ供給され、再び処理対象ガス（２）と接触し、ＣＯ２の吸収に供される。 This organic absorption medium (a1) led out from the first regeneration section (A2) is supplied to the first absorption section (A1), contacts with the gas to be treated (2) again, and is used for CO 2 absorption. be.
なお、本明細書において、「有機系吸収媒体（ａ１）」を「ＣＯ２リーン有機系溶媒（ａ１）」と示すことがあり、「有機系吸収媒体（ａ２）」を「ＣＯ２リッチ有機系媒体（ａ２）」と示すことがある。 In this specification, the "organic absorption medium (a1)" is sometimes referred to as " CO2- lean organic solvent (a1)", and the "organic absorption medium (a2)" is referred to as "CO2 - rich organic solvent (a1)". medium (a2)”.
以上のようにして、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）によれば、処理対象ガス（２）に含まれていたＣＯ２を、第１再生部（Ａ２）からの分離ガス（４）として、分離回収することができる。 As described above, according to the first CO 2 recovery device (A), the CO 2 contained in the gas to be treated (2) is converted into the separated gas (4) from the first regeneration unit (A2). , can be recovered separately.
ここで、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）の第１再生部（Ａ２）には、必要に応じて、図１に示されるように、リボイラ（Ａ３）を設けることができる。外部熱源（図示せず）の熱を、このリボイラ（Ａ３）を介して第１再生部（Ａ２）内部に供給することによって、第１再生部（Ａ２）内部の温度を、ＣＯ２リッチ有機系溶媒（ａ２）からＣＯ２を放出しやすい温度に、維持することが容易になる。 Here, the first regeneration section (A2) of the first CO 2 recovery device (A) can be provided with a reboiler (A3) as shown in FIG. 1, if necessary. By supplying heat from an external heat source (not shown) to the inside of the first regeneration section (A2) through this reboiler (A3), the temperature inside the first regeneration section (A2) is reduced to that of the CO2 - rich organic system. It becomes easier to maintain the temperature at which CO 2 is easily released from the solvent (a2).
また、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）には、必要に応じて、図１に示されるように、熱交換器（Ａ４）を設けることができる。この熱交換器（Ａ４）により、ＣＯ２リッチ有機系溶媒（ａ２）の加熱とＣＯ２リーン有機系溶媒（ａ１）の冷却を行うことによって、熱効率の向上を図ることができる。 Also, the first CO 2 recovery device (A) can be provided with a heat exchanger (A4) as shown in FIG. 1, if necessary. The heat exchanger (A4) heats the CO 2 -rich organic solvent (a2) and cools the CO 2 -lean organic solvent (a1), thereby improving thermal efficiency.
上記の第一のＣＯ２回収装置（Ａ）によれば、処理対象ガス（２）に含まれていたＣＯ２の大部分（例えば、処理対象ガス（２）に含まれていたＣＯ２全量の９５～９９質量％）を、第１再生部（Ａ２）からの分離ガス（４）として分離回収することができる。しかし、第１吸収部（Ａ１）からの排出物（７）に同伴されて、微量のＣＯ２が第１吸収部（Ａ１）から排出されることがあり、そのような微量のＣＯ２については第一のＣＯ２回収装置（Ａ）によっては回収できないことがあった。 According to the first CO 2 recovery device (A), most of the CO 2 contained in the gas to be treated (2) (for example, the total amount of CO 2 contained in the gas to be treated (2) 95 to 99% by mass) can be separated and recovered as the separated gas (4) from the first regeneration section (A2). However, a small amount of CO 2 may be discharged from the first absorption section (A1) accompanied by the discharge (7) from the first absorption section (A1), and such a small amount of CO 2 In some cases, it could not be recovered by the first CO 2 recovery device (A).
本発明の好ましい実施形態によるＣＯ２回収システムによれば、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）では回収できないそのような微量のＣＯ２も、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）を組み合わせていることから、確実に分離回収することができる。 According to the CO2 recovery system according to the preferred embodiment of the present invention, even such trace amounts of CO2 that cannot be recovered by the first CO2 recovery device (A) can be combined with the second CO2 recovery device (B). Therefore, it can be reliably separated and collected.
第１吸収部（Ａ１）の温度は、好ましくは４０～６０℃、特に好ましくは４０～５０℃、であり、第１再生部（Ａ２）の温度は、好ましくは１００～１３０℃、特に好ましくは１２０℃前後である。 The temperature of the first absorption part (A1) is preferably 40 to 60°C, particularly preferably 40 to 50°C, and the temperature of the first regeneration part (A2) is preferably 100 to 130°C, particularly preferably It is around 120°C.
このような温度に加熱ないし維持することが比較的容易な熱源としては、好ましくは、例えば火力発電所、製鉄所、清掃工場を挙げることができる。 Preferable examples of heat sources that can relatively easily heat or maintain such temperatures include thermal power plants, ironworks, and waste disposal plants.
有機系吸収媒体
第一のＣＯ２回収装置（Ａ）における有機系吸収媒体としては、合目的的な任意のものを採用することができる。例えば、ＣＯ２吸収剤として、アミン化合物、好ましくは、例えば、環状アミン、ポリアミン、アミノ酸等を含有する有機系吸収媒体を、本発明の実施形態によるＣＯ２回収システムにおいても用いることができる。
Organic Absorbing Medium As the organic absorbing medium in the first CO 2 recovery unit (A), any suitable organic absorbing medium can be employed. For example, organic absorption media containing amine compounds, preferably cyclic amines, polyamines, amino acids, etc., as CO2 absorbents can also be used in CO2 capture systems according to embodiments of the present invention.
特に好ましい有機系吸収媒体としては、例えば、第１吸収部（Ａ１）へ導入時の有機系吸収媒体（ａ１）の状態において、ＣＯ２吸収剤として、アミン化合物、好ましくは、例えば、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、Ｎ－メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール（ＡＭＰ）等を、好ましくは５～７０質量％と水３０～９５質量％とを含む有機系吸収媒体、特に好ましくはモノエタノールアミン（ＭＥＡ）を２０～６０質量％と水４０～８０質量％とを含む有機系吸収媒体、を挙げることができる。ここで、有機系吸収媒体は、例えば、酸化防止剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、防食剤等を、必要に応じて含むことができる。 Particularly preferred organic absorbents include, for example, an amine compound, preferably monoethanolamine, as a CO 2 absorbent in the state of the organic absorbent (a1) when introduced into the first absorption part (A1). (MEA), N-methyldiethanolamine (MDEA), 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP), etc., preferably 5 to 70% by mass and 30 to 95% by mass of water and particularly preferably an organic absorption medium containing 20 to 60% by weight of monoethanolamine (MEA) and 40 to 80% by weight of water. Here, the organic absorption medium can contain, for example, an antioxidant, a pH adjuster, an antifoaming agent, an anticorrosive, etc., as required.
なお、有機系吸収媒体には、場合により、他の成分（例えば、装置運転時にシステム内に取り込まれた成分、例えば処理対象ガス（２）に由来して取り込まれた成分、その反応物、分解物等）も含有することがある。 In some cases, the organic absorption medium may contain other components (for example, components taken into the system during operation of the device, components taken from the gas to be treated (2), reactants thereof, decomposition products, etc.) may also be included.
<<第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）>>
図１に示される好ましい第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）において、その第２吸収部（Ｂ１）には、無機系吸収媒体（ｂ１）および処理対象ガス（３）が導入されて、この第２吸収部（Ｂ１）で、無機系吸収媒体（ｂ１）（ここで、この無機系吸収媒体（ｂ１）は、ＣＯ２との接触によりＣＯ２を吸収可能な物である）と処理対象ガス（３）に含まれるＣＯ２とが接触するようになっている。その結果、ＣＯ２が無機系吸収媒体（ｂ１）に吸収され、一方、無機系吸収媒体（ｂ１）はＣＯ２を吸収して無機系吸収媒体（ｂ２）へ変化する。ここで、第２吸収部（Ｂ１）に供給される処理対象ガス（３）のＣＯ２濃度は、５％未満が好ましく、２％未満が特に好ましい。
<<Second CO2 Recovery Device (B)>>
In the preferred second CO 2 recovery device (B) shown in FIG. 1, the inorganic absorption medium (b1) and the target gas (3) are introduced into the second absorption section (B1) to 2 In the absorption part (B1), an inorganic absorption medium (b1) (here, this inorganic absorption medium (b1) is a substance capable of absorbing CO2 by contact with CO2 ) and a gas to be treated ( 3) comes into contact with the CO 2 contained in As a result, CO 2 is absorbed by the inorganic absorption medium (b1), while the inorganic absorption medium (b1) absorbs CO 2 and changes to the inorganic absorption medium (b2). Here, the CO 2 concentration of the gas to be treated (3) supplied to the second absorption section (B1) is preferably less than 5%, particularly preferably less than 2%.
第２吸収部（Ｂ１）から導出された無機系吸収媒体（ｂ２）は、第２再生部（Ｂ２）へ供給され、この第２再生部（Ｂ２）でＣＯ２を放出する。 The inorganic absorption medium (b2) derived from the second absorption section (B1) is supplied to the second regeneration section (B2), where CO 2 is released.
第２再生部（Ｂ２）から導出されたこの無機系吸収媒体は、第２吸収部（Ｂ１）へ供給され、再び処理対象ガス（３）と接触し、ＣＯ２の吸収に供される。 The inorganic absorption medium drawn out from the second regeneration section (B2) is supplied to the second absorption section (B1), contacts the target gas (3) again, and is used for CO 2 absorption.
なお、本明細書において、「無機系吸収媒体（ｂ１）」を「ＣＯ２リーン無機系溶媒（ｂ１）」と示すことがあり、「無機系吸収媒体（ｂ２）」を「ＣＯ２リッチ無機系媒体（ｂ２）」と示すことがある。 In this specification, the "inorganic absorbing medium (b1)" is sometimes referred to as "CO2 - lean inorganic solvent (b1)", and the "inorganic absorbing medium (b2)" is referred to as "CO2 - rich inorganic solvent (b1)". medium (b2)”.
以上のようにして、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）によれば、処理対象ガス（３）に含まれていたＣＯ２を、第２再生部（Ｂ２）からの分離ガス（５）として、分離回収することができる。 As described above, according to the second CO 2 recovery device (B), the CO 2 contained in the gas to be treated (3) is converted into the separated gas (5) from the second regeneration section (B2). , can be recovered separately.
ここで、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）の第２再生部（Ｂ２）には、必要に応じて、図１に示されるように、リボイラ（Ｂ３）を設けることができる。外部熱源（図示せず）の熱を、このリボイラ（Ｂ３）を介して第２再生部（Ｂ２）内部に供給することによって、第２再生部（Ｂ２）内部の温度を、ＣＯ２リッチ無機系溶媒（ｂ２）からＣＯ２を放出しやすい温度に、維持することが容易になる。 Here, the second regeneration section (B2) of the second CO 2 recovery device (B) can be provided with a reboiler (B3) as shown in FIG. 1, if necessary. By supplying heat from an external heat source (not shown) to the inside of the second regeneration section (B2) through this reboiler (B3), the temperature inside the second regeneration section (B2) is increased to that of the CO2 - rich inorganic system. It becomes easy to maintain the temperature at which CO 2 is easily released from the solvent (b2).
また、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）には、必要に応じて、図１に示されるように、熱交換器（Ｂ４）を設けることができる。この熱交換器（Ｂ４）により、ＣＯ２リッチ無機系溶媒（ｂ２）の加熱とＣＯ２リーン無機系溶媒（ｂ１）の冷却を行うことによって、熱効率の向上を図ることができる。 In addition, the second CO 2 recovery device (B) can be provided with a heat exchanger (B4), as shown in FIG. 1, if necessary. The heat exchanger (B4) heats the CO 2 -rich inorganic solvent (b2) and cools the CO 2 -lean inorganic solvent (b1), thereby improving thermal efficiency.
本発明の好ましい実施形態によるＣＯ２回収システムによれば、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）を組み合わせていることから、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）では回収できない微量のＣＯ２が第一のＣＯ２回収装置（Ａ）から排出される場合であってもＣＯ２を確実に分離回収することができる。 According to the CO 2 recovery system according to the preferred embodiment of the present invention, since the second CO 2 recovery device (B) is combined, a minute amount of CO 2 that cannot be recovered by the first CO 2 recovery device (A) is CO 2 can be reliably separated and recovered even when discharged from the first CO 2 recovery device (A).
以上のような第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）を採用する本発明の実施形態によるＣＯ２回収システムは、処理対象ガスに含まれるＣＯ２を吸収させる好ましい無機系吸収媒体として、
Ｋ２ＣＯ３を含む無機系吸収媒体を採用する態様と、
ＫＯＨを含む無機系吸収媒体を採用する態様と、を挙げることができる。
以下、前者のＫ２ＣＯ３を含む無機系吸収媒体を採用する態様を第一の態様といい、後者のＫＯＨを含む無機系吸収媒体を採用する態様を第二の態様ということがある。
ここで、上記の第一の態様は、所謂「熱炭酸カリ法」に関連する実施形態に分類でき、上記の第二の態様は、所謂「ＫＯＨ－ＣａＣＯ３法」に関連する実施形態に分類できる場合がある。
The CO 2 recovery system according to the embodiment of the present invention that employs the second CO 2 recovery device (B) as described above has, as a preferred inorganic absorption medium for absorbing CO 2 contained in the gas to be treated,
Embodiments employing an inorganic absorbent medium comprising K2CO3 ;
and an embodiment that employs an inorganic absorption medium containing KOH.
Hereinafter, the former mode employing an inorganic absorbing medium containing K 2 CO 3 is sometimes referred to as the first mode, and the latter mode employing an inorganic absorbing medium containing KOH is sometimes referred to as the second mode.
Here, the above-mentioned first aspect can be classified into embodiments related to the so-called "hot potash carbonate method", and the above-mentioned second aspect can be classified into embodiments related to the so-called "KOH- CaCO3 method". Sometimes we can.
＜ＣＯ２回収システム（第一の態様）＞
本発明の実施形態によるＣＯ２回収システムの好ましい第一の態様としては、例えば、図１に示されるものを挙げることができる。
図１に示される本発明の実施形態によるＣＯ２回収システム（第一の態様）は、
有機系吸収媒体を採用する第一のＣＯ２回収装置（Ａ）と、無機系吸収媒体を採用する第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）とを具備してなるＣＯ２回収システム（１）であって、
前記第一のＣＯ２回収装置（Ａ）は、
処理対象ガス（２）に含まれるＣＯ２を有機系吸収媒体（ａ１）に吸収させる第１吸収部（Ａ１）と、
前記第１吸収部（Ａ１）から供給される有機系吸収媒体（ａ２）からＣＯ２を放出させる第１再生部（Ａ２）と、を有し、
前記第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）は、
前記第１吸収部（Ａ１）から供給された処理対象ガス（３）に含まれるＣＯ２を、Ｋ２ＣＯ３を含む無機系吸収媒体（ｂ１）に吸収させる第２吸収部（Ｂ１）と、
前記第２吸収部（Ｂ１）から供給される無機系吸収媒体（ｂ２）からＣＯ２を放出させる第２再生部（Ｂ２）と、
を有している。
<CO 2 recovery system (first aspect)>
A preferred first aspect of a CO 2 recovery system according to an embodiment of the present invention can include, for example, that shown in FIG.
The CO2 capture system (first aspect) according to the embodiment of the invention shown in FIG.
A
The first CO 2 recovery device (A) comprises
a first absorption part (A1) for absorbing CO 2 contained in the gas to be treated (2) in the organic absorption medium (a1);
a first regeneration section (A2) for releasing CO 2 from the organic absorption medium (a2) supplied from the first absorption section (A1);
The second CO 2 capture device (B) comprises
a second absorption part (B1) that causes an inorganic absorption medium (b1) containing K 2 CO 3 to absorb CO 2 contained in the gas to be treated (3) supplied from the first absorption part (A1);
a second regeneration section (B2) for releasing CO 2 from the inorganic absorption medium (b2) supplied from the second absorption section (B1);
have.
<<第一のＣＯ２回収装置（Ａ）>>
本発明の実施形態によるＣＯ２回収システム（第一の態様）における、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）としては、前記＜ＣＯ２回収システム（基本的構成）＞に詳述したものと同様なものをそのまま採用することができ、あるいは必要に応じ所定の改変を加えたものを採用することができる。
<<First CO2 recovery device (A)>>
In the CO 2 recovery system (first aspect) according to the embodiment of the present invention, the first CO 2 recovery device (A) is the same as the one described in detail in <CO 2 recovery system (basic configuration)>. It can be adopted as it is, or it can be adopted with a predetermined modification added as necessary.
<<第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）>>
第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）において、その第２吸収部（Ｂ１）には、Ｋ２ＣＯ３を含む無機系吸収媒体（ｂ１）および処理対象ガス（３）が導入されて、この第２吸収部（Ｂ１）で、前記無機系吸収媒体（ｂ１）（ここで、この無機系吸収媒体（ｂ１）は、ＣＯ２との接触によりＣＯ２を吸収可能な物である）と処理対象ガス（３）に含まれるＣＯ２とが接触するようになっている。その結果、ＣＯ２が無機系吸収媒体（ｂ１）に吸収され、一方、無機系吸収媒体（ｂ１）はＣＯ２を吸収して無機系吸収媒体（ｂ２）へ変化する。ここで、第２吸収部（Ｂ１）に供給される処理対象ガス（３）のＣＯ２濃度は、５％未満が好ましく、２％未満が特に好ましい。
<<Second CO2 Recovery Device (B)>>
In the second CO 2 recovery device (B), the inorganic absorption medium (b1) containing K 2 CO 3 and the gas to be treated (3) are introduced into the second absorption section (B1) of the
第２吸収部（Ｂ１）から導出された無機系吸収媒体（ｂ２）は、第２再生部（Ｂ２）へ供給され、この第２再生部（Ｂ２）でＣＯ２を放出して、ＣＯ２を吸収可能な無機系吸収媒体（即ち、無機系吸収媒体（ｂ１））へと変化する（即ち、無機系吸収媒体（ｂ１）の再生が行われる）。 The inorganic absorption medium (b2) derived from the second absorption part (B1) is supplied to the second regeneration part (B2), where CO 2 is released and CO 2 is It changes into an absorbable inorganic absorbing medium (ie, inorganic absorbing medium (b1)) (ie, regeneration of inorganic absorbing medium (b1) is performed).
第２再生部（Ｂ２）から導出されたこの無機系吸収媒体（ｂ１）は、第２吸収部（Ｂ１）へ供給され、再び処理対象ガス（３）と接触し、ＣＯ２の吸収に供される。 This inorganic absorption medium (b1) derived from the second regeneration section (B2) is supplied to the second absorption section (B1), contacts with the gas to be treated (3) again, and is used for CO 2 absorption. be.
より詳細には、このＣＯ２回収システム（第一の態様）では、前記第１吸収部（Ａ１）から供給された処理対象ガス（３）中のＣＯ２は、第２吸収部（Ｂ１）内部で、Ｋ２ＣＯ３を含む無機系吸収媒体（ｂ１）と接触する。その結果、ＣＯ２が無機系吸収媒体（ｂ１）中のＫ２ＣＯ３とＨ２Ｏと反応して、炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ３）が生成することで、ＣＯ２が無機系吸収媒体（ｂ１）に吸収され、一方、無機系吸収媒体（ｂ１）はＣＯ２を吸収して、炭酸水素カリウム溶液である無機系吸収媒体（ｂ２）へ変化する。 More specifically, in this CO 2 recovery system (first aspect), CO 2 in the gas to be treated (3) supplied from the first absorption section (A1) is with the inorganic absorption medium (b1) containing K 2 CO 3 . As a result, CO 2 reacts with K 2 CO 3 and H 2 O in the inorganic absorption medium (b1) to produce potassium hydrogen carbonate (KHCO 3 ), thereby converting CO 2 into the inorganic absorption medium (b1 ), while the inorganic absorption medium (b1) absorbs CO 2 and changes to the inorganic absorption medium (b2), which is a potassium hydrogen carbonate solution.
第２吸収部（Ｂ１）から導出された無機系吸収媒体（ｂ２）は、第２再生部（Ｂ２）へ供給され、この第２再生部（Ｂ２）内部で、炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ３）が分解されることにより、ＣＯ２を放出して、Ｋ２ＣＯ３を含む無機系吸収媒体（ｂ１）となる。 The inorganic absorption medium (b2) derived from the second absorption part (B1) is supplied to the second regeneration part (B2), and potassium hydrogen carbonate (KHCO 3 ) is converted into the second regeneration part (B2) inside the second regeneration part (B2) By being decomposed, it releases CO 2 and becomes an inorganic absorption medium (b1) containing K 2 CO 3 .
第２再生部（Ｂ２）から導出されたＫ２ＣＯ３を含む無機系吸収媒体（ｂ１）は、第２吸収部（Ｂ１）へ供給され、再び処理対象ガス（３）と接触し、ＣＯ２の吸収に供される。
以上の内容を簡単に反応式に表すと、以下のようになる。
If the above contents are simply represented by a reaction formula, it will be as follows.
以上のようにして、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）によれば、処理対象ガス（３）に含まれていたＣＯ２を、第２再生部（Ｂ２）からの分離ガス（５）として、分離回収することができる。 As described above, according to the second CO 2 recovery device (B), the CO 2 contained in the gas to be treated (3) is converted into the separated gas (5) from the second regeneration section (B2). , can be recovered separately.
ここで、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）の第２再生部（Ｂ２）には、必要に応じて、図１に示されるように、リボイラ（Ｂ３）を設けることができる。外部熱源（図示せず）の熱を、このリボイラ（Ｂ３）を介して第２再生部（Ｂ２）内部に供給することによって、第２再生部（Ｂ２）内部の温度を、ＣＯ２リッチ無機系溶媒（ｂ２）からＣＯ２を放出しやすい温度に、維持することが容易になる。 Here, the second regeneration section (B2) of the second CO 2 recovery device (B) can be provided with a reboiler (B3) as shown in FIG. 1, if necessary. By supplying heat from an external heat source (not shown) to the inside of the second regeneration section (B2) through this reboiler (B3), the temperature inside the second regeneration section (B2) is increased to that of the CO2 - rich inorganic system. It becomes easy to maintain the temperature at which CO 2 is easily released from the solvent (b2).
また、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）には、必要に応じて、図１に示されるように、熱交換器（Ｂ４）を設けることができる。この熱交換器（Ｂ４）により、ＣＯ２リッチ無機系溶媒（ｂ２）の加熱とＣＯ２リーン無機系溶媒（ｂ１）の冷却を行うことによって、熱効率の向上を図ることができる。 In addition, the second CO 2 recovery device (B) can be provided with a heat exchanger (B4), as shown in FIG. 1, if necessary. The heat exchanger (B4) heats the CO 2 -rich inorganic solvent (b2) and cools the CO 2 -lean inorganic solvent (b1), thereby improving thermal efficiency.
第２吸収部（Ｂ１）の温度は、好ましくは７０～１２０℃であり、第２再生部（Ｂ２）の温度は、好ましくは１００～１１０℃である。 The temperature of the second absorption section (B1) is preferably 70-120°C, and the temperature of the second regeneration section (B2) is preferably 100-110°C.
このような温度に加熱ないし維持することが比較的容易な熱源としては、好ましくは、例えば火力発電所、製鉄所、セメント工場、清掃工場を挙げることができる。 Preferable examples of heat sources that can relatively easily heat or maintain such a temperature include thermal power plants, steel plants, cement plants, and waste disposal plants.
このことから、このＣＯ２回収システム（第一の態様）が適用可能な対象施設としては、好ましくは、火力発電所、製鉄所、セメント工場、清掃工場等を挙げることができる。 For this reason, target facilities to which this CO 2 recovery system (first aspect) can be preferably applied include thermal power plants, ironworks, cement plants, garbage disposal plants, and the like.
本発明の好ましい実施形態によるＣＯ２回収システムによれば、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）を組み合わせていることから、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）では回収できない微量のＣＯ２が第一のＣＯ２回収装置（Ａ）から排出される場合であってもＣＯ２を確実に分離回収することができる。 According to the CO 2 recovery system according to the preferred embodiment of the present invention, since the second CO 2 recovery device (B) is combined, a minute amount of CO 2 that cannot be recovered by the first CO 2 recovery device (A) is CO 2 can be reliably separated and recovered even when discharged from the first CO 2 recovery device (A).
無機系吸収媒体
第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）で採用される無機系吸収媒体は、Ｋ２ＣＯ３を含むものである。特に好ましい無機系吸収媒体としては、例えば、第２吸収部（Ｂ１）へ導入時の無機系吸収媒体（ｂ１）の状態において、好ましくはＫ２ＣＯ３を１０～６０質量％と水４０～９０質量％とを含む無機系吸収媒体、特に好ましくはＫ２ＣＯ３を２０～４０質量％と水６０～８０質量％とを含む無機系吸収媒体、を挙げることができる。ここで、無機系吸収媒体は、例えば、アミン化合物や触媒を、必要に応じて含むことができる。
Inorganic Absorbing Medium The inorganic absorbing medium employed in the second CO 2 recovery device (B) contains K 2 CO 3 . As a particularly preferable inorganic absorbing medium, for example, in the state of the inorganic absorbing medium (b1) when introduced into the second absorption part (B1), preferably 10 to 60% by mass of K 2 CO 3 and 40 to 90% of water % by weight, particularly preferably an inorganic absorption medium containing 20 to 40% by weight of K 2 CO 3 and 60 to 80% by weight of water. Here, the inorganic absorption medium can contain, for example, an amine compound and a catalyst as required.
ここで、無機系吸収媒体には、Ｋ２ＣＯ３の全量が溶媒（水）に溶解したもの以外に、溶媒（水）中に未溶解のＫ２ＣＯ３、処理対象ガス（３）に由来する成分、他の成分との反応物（例えば、ＫＨＣＯ３）またはその分解物等が分散ないし混合した混和物、液状物ないしスラリー状物が含まれる場合がある。また、無機系吸収媒体には、ＣＯ２吸収剤、溶媒（水）ないし例えば上記反応物、分解物等に由来する気化物等が同伴または含有されている場合がある。 Here, in the inorganic absorption medium, K 2 CO 3 not dissolved in the solvent (water), K 2 CO 3 not dissolved in the solvent (water), and derived from the gas to be treated (3) components, reactants with other components (eg, KHCO 3 ) or decomposition products thereof dispersed or mixed, mixtures, liquids or slurries. In addition, the inorganic absorption medium may contain or contain a CO 2 absorbent, a solvent (water), or vaporized products derived from the above-mentioned reactants, decomposition products, and the like.
＜ＣＯ２回収システム（第二の態様）＞
本発明の実施形態によるＣＯ２回収システムの好ましい第二の態様としては、例えば、図２に示されるものを挙げることができる。
図２に示される本発明の実施形態によるＣＯ２回収システム（第二の態様）は、
有機系吸収媒体を採用する第一のＣＯ２回収装置（Ａ）と、無機系吸収媒体を採用する第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）とを具備してなるＣＯ２回収システム（１１）であって、
前記第一のＣＯ２回収装置（Ａ）は、
処理対象ガス（２）に含まれるＣＯ２を有機系吸収媒体（ａ１）に吸収させる第１吸収部（Ａ１）と
前記第１吸収部（Ａ１）から供給される有機系吸収媒体（ａ２）からＣＯ２を放出させる第１再生部（Ａ２）と、を有し、
前記第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）は、
前記第１吸収部（Ａ１）から供給されたＣＯ２を含む処理対象ガス（３）と、ＫＯＨを含む無機系吸収媒体（ｂ１１）とを接触させて、Ｋ２ＣＯ３を生成させる反応器（イ）と、前記反応器（イ）で生成されたＫ２ＣＯ３とＣａ（ＯＨ）２とを反応させて、ＣａＣＯ３を生成させる反応器（ロ）と、を有する第２吸収部（Ｂ１）と、
前記反応器（ロ）で生成されたＣａＣＯ３をＣａＯとＣＯ２とに分解して、ＣＯ２を放出させる反応器（ハ）と、前記反応器（ハ）で生成されたＣａＯとＨ２Ｏとを反応させてＣａ（ＯＨ）２を生成させる反応器（ニ）と、を有する第２再生部（Ｂ２）と、
を有している。
<CO 2 recovery system (second aspect)>
A preferred second aspect of the CO 2 recovery system according to the embodiment of the present invention can include, for example, that shown in FIG.
The CO2 capture system (second aspect) according to the embodiment of the invention shown in FIG.
A CO 2 recovery system (11) comprising a first CO 2 recovery device (A) employing an organic absorption medium and a second CO 2 recovery device (B) employing an inorganic absorption medium There is
The first CO 2 recovery device (A) comprises
a first absorption part (A1) for absorbing CO 2 contained in the gas to be treated (2) into the organic absorption medium (a1); and from the organic absorption medium (a2) supplied from the first absorption part (A1) a first regeneration unit (A2) for releasing CO 2 ,
The second CO 2 capture device (B) comprises
A reactor ( a) and a reactor (b) for reacting the K 2 CO 3 produced in the reactor (a) with Ca(OH) 2 to produce CaCO 3 (B1 )and,
A reactor (c) that decomposes CaCO 3 produced in the reactor (b) into CaO and CO 2 to release CO 2 , and CaO and H 2 O produced in the reactor (c). a second regeneration section (B2) having a reactor (d) for generating Ca(OH) 2 by reacting with
have.
<<第一のＣＯ２回収装置（Ａ）>>
本発明の実施形態によるＣＯ２回収システム（第二の態様）における、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）としては、前記＜ＣＯ２回収システム（基本的構成）＞に詳述したものと同様なものをそのまま採用することができ、あるいは必要に応じ所定の改変を加えたものを採用することができる。
<<First CO2 recovery device (A)>>
In the CO 2 recovery system (second aspect) according to the embodiment of the present invention, the first CO 2 recovery device (A) is the same as the one described in detail in <CO 2 recovery system (basic configuration)>. It can be adopted as it is, or it can be adopted with a predetermined modification added as necessary.
<<第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）>>
実施形態によるＣＯ２回収システム（第二の態様）における、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）は、
反応器（イ）と反応器（ロ）とを有する第２吸収部（Ｂ１）と、
反応器（ハ）と反応器（ニ）とを有する第２再生部（Ｂ２）と、を有している。
<<Second CO2 Recovery Device (B)>>
The second CO 2 recovery device (B) in the CO 2 recovery system (second aspect) according to the embodiment is
a second absorption section (B1) having a reactor (a) and a reactor (b);
and a second regeneration section (B2) having a reactor (c) and a reactor (d).
前記第２吸収部（Ｂ１）の反応器（イ）には、ＫＯＨを含む無機系吸収媒体（ｂ１１）および処理対象ガス（３）が導入されて、この反応器（イ）で、前記ＫＯＨを含む無機系吸収媒体（ｂ１１）と処理対象ガス（３）に含まれるＣＯ２とが接触するようになっている。その結果、ＣＯ２がＫＯＨと反応して、Ｋ２ＣＯ３とＨ２Ｏとが生成する。ここで、反応器（イ）に供給される処理対象ガス（３）のＣＯ２濃度は、５％未満が好ましく、２％未満が特に好ましい。 An inorganic absorption medium (b11) containing KOH and a gas to be treated (3) are introduced into the reactor (a) of the second absorption section (B1), and the KOH is The inorganic absorption medium (b11) containing the gas and the CO 2 contained in the gas to be treated (3) are brought into contact with each other. As a result, CO2 reacts with KOH to produce K2CO3 and H2O . Here, the CO 2 concentration of the gas to be treated (3) supplied to the reactor (a) is preferably less than 5%, particularly preferably less than 2%.
反応器（イ）で生成したＫ２ＣＯ３は、反応器（イ）から導出された後、反応器（ロ）へ供給される。このＫ２ＣＯ３は、反応器（ロ）へ別途供給されたＣａ（ＯＨ）２と、この反応器（ロ）内で接触するようになっている。その結果、Ｋ２ＣＯ３はＣａ（ＯＨ）２と反応して、ＣａＣＯ３とＫＯＨとが生成する。ここで、このＣａ（ＯＨ）２は、反応器（ニ）で生成したものを用いることができる。 The K 2 CO 3 produced in the reactor (a) is led out from the reactor (a) and then supplied to the reactor (b). This K 2 CO 3 is brought into contact with Ca(OH) 2 separately supplied to the reactor (b) in this reactor (b). As a result , K2CO3 reacts with Ca(OH) 2 to produce CaCO3 and KOH. Here, the Ca(OH) 2 produced in the reactor (d) can be used.
反応器（ロ）で生成したＣａＣＯ３は、反応器（ロ）から導出された後、反応器（ハ）へ供給される。このＣａＣＯ３は、反応器（ハ）内で、ＣａＯとＣＯ２とに分解され、その結果、ＣＯ２が放出される。 CaCO 3 produced in the reactor (b) is supplied to the reactor (c) after being led out from the reactor (b). This CaCO 3 is decomposed into CaO and CO 2 in the reactor (c), with the result that CO 2 is released.
反応器（ハ）で生成したＣａＯは、反応器（ハ）から導出された後、反応器（ニ）へ供給される。このＣａＯは、反応器（ニ）へ別途供給されたＨ２Ｏと、この反応器（ニ）内で接触するようになっている。その結果、ＣａＯ３はＨ２Ｏと反応して、Ｃａ（ＯＨ）２が生成する。 CaO produced in the reactor (c) is supplied to the reactor (d) after being led out from the reactor (c). This CaO is brought into contact with H 2 O separately supplied to the reactor (d) within the reactor (d). As a result, CaO 3 reacts with H 2 O to produce Ca(OH) 2 .
反応器（ニ）で生成したＣａ（ＯＨ）２は、反応器（ニ）から導出された後、反応器（ロ）へ供給することができる。このＣａ（ＯＨ）２は、反応器（ロ）へ別途供給されたＫ２ＣＯ３と、この反応器（ロ）内で接触するようになっている。その結果、Ｃａ（ＯＨ）２は、Ｋ２ＣＯ３と反応して、ＫＯＨが生成する。 Ca(OH) 2 produced in the reactor (d) can be supplied to the reactor (b) after being led out from the reactor (d). This Ca(OH) 2 is brought into contact with K 2 CO 3 separately supplied to the reactor (b) in this reactor (b). As a result, Ca(OH) 2 reacts with K 2 CO 3 to produce KOH.
この反応器（ロ）で生成したＫＯＨは、反応器（ロ）から導出された後、反応器（イ）へ、無機系吸収媒体（ｂ１１）として供給することができる。 The KOH produced in this reactor (b) can be fed from the reactor (b) to the reactor (a) as an inorganic absorption medium (b11).
上記のようにして、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）によれば、処理対象ガス（３）に含まれていたＣＯ２を、反応器（ハ）からの分離ガス（５）として、分離回収することができる。 As described above, according to the second CO 2 recovery device (B), the CO 2 contained in the gas to be treated (3) is separated as the separated gas (5) from the reactor (c). can be recovered.
以上の内容を簡単に反応式に表すと、以下のようになる。 If the above contents are simply represented by a reaction formula, it will be as follows.
・反応器（イ）（第１段階）
ＣＯ２ ＋ ２ＫＯＨ（ａｑ） → Ｋ２ＣＯ３（ａｑ） ＋ Ｈ２Ｏ
・反応器（ロ）（第２段階）
Ｋ２ＣＯ３（ａｑ） ＋ Ｃａ（ＯＨ）２ → ＣａＣＯ３ ＋ ２ＫＯＨ（ａｑ）
・反応器（ハ）（第３段階）
ＣａＣＯ３ → ＣａＯ ＋ ＣＯ２
・反応器（ニ）（第４段階）
ＣａＯ ＋ Ｈ２Ｏ → Ｃａ（ＯＨ）２
ここで、反応器（イ）（第１段階）の温度は、好ましくは１０～５０℃であり、
反応器（ロ）（第２段階）の温度は、好ましくは１０～１５０℃であり、
反応器（ハ）（第３段階）の温度は、好ましくは２５０～５００℃であり、
反応器（ニ）（第４段階）の温度は、好ましくは８００～１０００℃である。
・Reactor (a) (first stage)
CO2 + 2KOH(aq) → K2CO3 ( aq ) + H2O
・Reactor (b) (second stage)
K2CO3 (aq) + Ca(OH) 2 → CaCO3 + 2KOH(aq)
・Reactor (c) (third stage)
CaCO3 → CaO + CO2
・Reactor (d) (fourth stage)
CaO + H2O → Ca(OH) 2
Here, the temperature of the reactor (a) (first stage) is preferably 10 to 50 ° C.,
The temperature of the reactor (b) (second stage) is preferably 10 to 150° C.,
The temperature of the reactor (c) (third stage) is preferably 250 to 500 ° C.,
The temperature of the reactor (d) (fourth stage) is preferably 800-1000°C.
以上のように、反応器（イ）（第１段階）の反応および反応器（ロ）（第２段階）の反応は、常温でも実施可能であるが、反応器（ハ）（第３段階）の反応および反応器（ニ）（第４段階）の反応は、比較的高温を要する。 As described above, the reaction in the reactor (a) (first stage) and the reaction in the reactor (b) (second stage) can be carried out at room temperature, but the reaction in the reactor (c) (third stage) and the reaction in reactor (d) (fourth stage) require relatively high temperatures.
このような温度に反応器（ハ）および反応器（ニ）を加熱ないし維持することが比較的容易な熱源としては、好ましくは、例えば、製鉄所、セメント工場、ガラス製造工場等を挙げることができる。 Preferable examples of heat sources that relatively easily heat or maintain the reactor (c) and the reactor (d) at such temperatures include steel plants, cement plants, glass manufacturing plants, and the like. can.
このことから、このＣＯ２回収システム（第二の態様）が適用可能な対象施設としては、好ましくは、製鉄所、セメント工場、ガラス製造工場等を挙げることができる。 For this reason, the target facilities to which this CO 2 recovery system (second aspect) can be preferably applied include steel plants, cement plants, glass manufacturing plants, and the like.
本発明の好ましい実施形態によるＣＯ２回収システムによれば、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）を組み合わせていることから、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）から微量のＣＯ２が排出される場合であってもＣＯ２を確実に分離回収することができる。 According to the CO 2 recovery system according to the preferred embodiment of the present invention, since the second CO 2 recovery device (B) is combined, a small amount of CO 2 is discharged from the first CO 2 recovery device (A). CO 2 can be reliably separated and recovered even in the case of
無機系吸収媒体
第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）で採用される無機系吸収媒体は、ＫＯＨを含むものである。特に好ましい無機系吸収媒体としては、例えば、反応器（イ）へ導入時の無機系吸収媒体（ｂ１１）の状態において、好ましくはＫＯＨを５～７０質量％と水３０～９５質量％とを含む無機系吸収媒体を挙げることができる。
Inorganic Absorbing Medium The inorganic absorbing medium employed in the second CO 2 recovery unit (B) contains KOH. As a particularly preferable inorganic absorbing medium, for example, in the state of the inorganic absorbing medium (b11) when introduced into the reactor (a), it preferably contains 5 to 70% by mass of KOH and 30 to 95% by mass of water. Inorganic absorbent media may be mentioned.
ここで、「無機系吸収媒体（ｂ１１）」は、ＫＯＨの全量が溶媒（水）に溶解したもの以外に、溶媒（水）中に未溶解のＫＯＨ、処理対象ガス（３）に由来する成分、他の成分との反応物（例えば、Ｋ２ＣＯ３、Ｃａ（ＯＨ）２、ＣａＣＯ３、ＣａＯ）またはその分解物等が分散ないし混合した混和物、液状物ないしスラリー状物が含まれる場合がある。また、無機系吸収媒体には、ＫＯＨ、溶媒（水）ないし例えば上記反応物、分解物等に由来する気化物等が同伴または含有されている場合がある。 Here, the "inorganic absorption medium (b11)" includes, in addition to the total amount of KOH dissolved in the solvent (water), KOH not dissolved in the solvent (water), and components derived from the gas to be treated (3). , mixtures, liquids or slurries in which reactants with other components (e.g., K2CO3 , Ca(OH) 2 , CaCO3 , CaO) or decomposition products thereof are dispersed or mixed There is In some cases, the inorganic absorption medium entrains or contains KOH, solvent (water), vaporized products derived from the above reactants, decomposition products, and the like.
また、無機系吸収媒体は、反応器（イ）において、ＣＯ２を取り込む段階においては液状物である必要があるが、第二のＣＯ２回収装置の反応器（イ）以外の部分（例えば、反応器（ロ）～（ニ）、第２再生部（Ｂ２）や、配管、熱交換器、その他の部分）において常に液状物である必要はない。 In addition, the inorganic absorption medium must be liquid at the stage of taking in CO 2 in the reactor (a). Reactors (b) to (d), second regeneration section (B2), pipes, heat exchangers, and other parts) do not always need to be in a liquid state.
＜ＣＯ２回収システム（その他の態様）＞
上述の＜ＣＯ２回収システム（基本的構成）＞、＜ＣＯ２回収システム（第一の態様）＞ないし＜ＣＯ２回収システム（第二の態様）＞に示された各ＣＯ２回収システムには、必要に応じて、他の装置、設備ないし器具等を設けることができる。
<CO 2 recovery system (other aspects)>
Each CO 2 recovery system shown in the above <
本発明の実施形態によるＣＯ２回収システムは、そのような他の装置、設備ないし器具等を具備してなるＣＯ２回収システムも、実施形態として包含する。 A CO 2 recovery system according to an embodiment of the present invention also includes a CO 2 recovery system comprising such other devices, equipment or instruments as an embodiment.
そのような他の装置、設備ないし器具の具体例、ならびにそれらを具備してなるＣＯ２回収システムとしては、例えば図３～図８に記載されるものを挙げることができる。 Specific examples of such other devices, equipment, or instruments, and CO 2 recovery systems comprising them, include, for example, those described in FIGS. 3-8.
なお、図３～図８は、＜ＣＯ２回収システム（第一の態様）＞について具体的に示しているが、そこに記載された各種の装置等は、＜ＣＯ２回収システム（第二の態様）＞に対しても適用可能である。 Although FIGS. 3 to 8 specifically show the <CO 2 recovery system (first embodiment)>, the various devices described therein are the <CO 2 recovery system (second mode)>. aspect)>.
また、図示された装置、設備ないし器具等は、それぞれ単独で設けることができ、２以上を組み合わせて設けることができる。 Also, the illustrated devices, equipment, instruments, etc. can be provided individually, or two or more can be provided in combination.
図３には、前記第１吸収部（Ａ１）と第２吸収部（Ｂ１）との間に、前記第１吸収部（Ａ１）からの排出物（７）を洗浄する第１洗浄部（Ａ５）を有するＣＯ２回収システムが示されている。このように第１洗浄部（Ａ５）を設けることにより、排出物（７）を洗浄することによって、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）の作用効果を阻害する各種の有害成分を除去することができる。例えば、排出物（７）には、処理対象ガス（２）に由来する各種の汚染物質や、有機系吸収媒体に由来する放散物等が含まれる場合があるが、これらを第１洗浄部（Ａ５）で洗浄除去することによって、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）ならびにＣＯ２回収システム全体として、より効率的に運転でき、かつ長期間の安定性を向上させることができる。そして、システムの維持管理作業が低減される。 In FIG. 3, a first washing section (A5) is provided between the first absorption section (A1) and the second absorption section (B1) for washing the discharge (7) from the first absorption section (A1). ) is shown. By providing the first cleaning section (A5) in this way, the discharge (7) can be cleaned to remove various harmful components that inhibit the effects of the second CO 2 recovery device (B). can be done. For example, the effluent (7) may contain various contaminants derived from the gas (2) to be treated and diffused substances derived from the organic absorption medium. By washing and removing in A5), the second CO 2 recovery unit (B) and the CO 2 recovery system as a whole can be operated more efficiently and the long-term stability can be improved. In addition, system maintenance work is reduced.
そして、図３には、前記第２吸収部（Ｂ１）の後段に、第２吸収部（Ｂ１）からの排出物（６）を洗浄する第２洗浄部（Ｂ５）を有するＣＯ２回収システムが示されている。 FIG. 3 shows a CO 2 recovery system having a second washing section (B5) for washing the discharge (6) from the second absorption section (B1) after the second absorption section (B1). It is shown.
このように第２洗浄部（Ｂ５）を設けることにより、排出物（６）を洗浄することによって、第２吸収部（Ｂ１）から排出される各種の不要成分を除去することができる。例えば、排出物（６）には、処理対象ガス（２）に由来する各種の汚染物質や、有機系吸収媒体や無機系吸収媒体に由来する放散物等が含まれる場合があるが、これらを第２洗浄部（Ｂ５）で洗浄除去することによって、これら成分の放出を低減することができる。 By providing the second washing section (B5) in this way, various unnecessary components discharged from the second absorption section (B1) can be removed by washing the discharged matter (6). For example, the effluent (6) may contain various contaminants derived from the gas (2) to be treated, and diffused substances derived from organic or inorganic absorption media. By washing and removing in the second washing section (B5), the release of these components can be reduced.
さらに、図３には、前記第１再生部（Ａ２）の後段に、第１再生部（Ａ２）からの排出物（８）を洗浄する第３洗浄部（Ａ６）を有し、かつ、前記第２再生部（Ｂ２）の後段に、第２再生部（Ｂ２）からの排出物（９）を洗浄する第４洗浄部（Ｂ６）を有するＣＯ２回収システムが示されている。例えば、排出物（８）（９）には、処理対象ガス（２）に由来する各種の汚染成分や、有機系吸収媒体や無機系吸収媒体に由来する放散物等が含まれる場合があるが、これらを第３洗浄部（Ａ６）、第４洗浄部（Ｂ６）で洗浄除去することによって、これら成分の放出を低減することができる。 Furthermore, in FIG. 3, a third cleaning section (A6) for cleaning the discharge (8) from the first regeneration section (A2) is provided after the first regeneration section (A2), and After the second regeneration section (B2) a CO2 recovery system is shown comprising a fourth washing section (B6) for washing the effluent (9) from the second regeneration section (B2). For example, the emissions (8) and (9) may contain various contaminants derived from the gas to be treated (2), and emissions derived from organic or inorganic absorption media. By washing and removing these in the third washing section (A6) and the fourth washing section (B6), the release of these components can be reduced.
図４には、前記第１再生部（Ａ２）の後段に、前記第１再生部（Ａ２）からの排出物（８）と前記第２再生部（Ｂ２）からの排出物（９）との合流物を洗浄する第５洗浄部（Ａ７）を有するＣＯ２回収システムが示されている。例えば、排出物（８）（９）には、処理対象ガス（２）に由来する各種の汚染物質や、有機系吸収媒体や無機系吸収媒体に由来する放散物等が含まれる場合があるが、これらを第５洗浄部（Ａ７）で洗浄除去することによって、これら成分の放出を低減することができる。 In FIG. 4, after the first regeneration section (A2), an output (8) from the first regeneration section (A2) and an output (9) from the second regeneration section (B2) are shown. A CO2 recovery system is shown with a fifth washing section (A7) for washing the confluent. For example, the emissions (8) and (9) may contain various contaminants derived from the gas to be treated (2), and emissions derived from organic or inorganic absorption media. By washing and removing them in the fifth washing section (A7), the release of these components can be reduced.
図５には、前記第１再生部（Ａ２）内の有機系吸収媒体の温度を上昇させる熱交換器（Ａ８）を有するＣＯ２回収システムが示されている。このＣＯ２回収システムは、第２再生部（Ｂ２）から取得される無機系吸収媒体の温度が、第１再生部（Ａ２）における有機系吸収媒体の温度より高い場合に、特に有効となる。 FIG. 5 shows a CO2 recovery system with a heat exchanger (A8) for raising the temperature of the organic absorption medium in said first regeneration section (A2). This CO 2 recovery system is particularly effective when the temperature of the inorganic absorbent medium obtained from the second regeneration section (B2) is higher than the temperature of the organic absorbent medium in the first regeneration section (A2).
この熱交換器（Ａ８）を用いて、第２再生部（Ｂ２）から導出された無機系吸収媒体の熱により、第１再生部（Ａ２）内の有機系吸収媒体の温度を上昇させることによって、第１再生部（Ａ２）内の温度をＣＯ２を放出に適した温度に効率的に維持することが容易になる。このことによって、外部熱源（図示せず）を用いて有機系吸収媒体の加熱を行うリボイラ（Ａ３）を省略したり、外部熱源（図示せず）から第１再生部（Ａ２）への熱の供給量を低減することができるので、ＣＯ２回収システムを、より効率的かつ低コストで運転できるようになる。図５には、第２再生部（Ｂ２）から導出された無機系吸収媒体が、熱交換器（Ａ８）通過後に第２吸収部（Ｂ１）に向けて流通する構成が記載されているが、第２再生部（Ｂ２）から導出された無機系吸収媒体が、熱交換器（Ａ８）通過後に第２再生部（Ｂ２）へ循環するような構成にすることもできる。必要に応じて、熱交換器（Ａ９）を設けることにより、第１再生部（Ａ２）内の有機系吸収媒体の温度を制御することができる。 Using this heat exchanger (A8), the temperature of the organic absorbing medium in the first regeneration section (A2) is raised by the heat of the inorganic absorption medium led out from the second regeneration section (B2). , it becomes easier to efficiently maintain the temperature in the first regeneration section (A2) at a temperature suitable for releasing CO 2 . As a result, a reboiler (A3) for heating the organic absorption medium using an external heat source (not shown) can be omitted, or heat can be transferred from the external heat source (not shown) to the first regeneration section (A2). The reduced feed rate allows the CO2 capture system to operate more efficiently and at lower cost. FIG. 5 shows a configuration in which the inorganic absorbent medium derived from the second regeneration section (B2) flows toward the second absorption section (B1) after passing through the heat exchanger (A8). It is also possible to configure such that the inorganic absorbent medium drawn out from the second regeneration section (B2) circulates to the second regeneration section (B2) after passing through the heat exchanger (A8). By providing a heat exchanger (A9) as necessary, the temperature of the organic absorption medium in the first regeneration section (A2) can be controlled.
図６には、前記第２再生部（Ｂ２）内の無機系吸収媒体の温度を上昇させる熱交換器（Ｂ７）を有するＣＯ２回収システムが示されている。このＣＯ２回収システムは、第１再生部（Ａ２）から取得される有機系吸収媒体の温度が、第２再生部（Ｂ２）における無機系吸収媒体の温度より高い場合に、特に有効となる。 Figure 6 shows a CO2 recovery system with a heat exchanger (B7) for increasing the temperature of the inorganic absorption medium in said second regeneration section (B2). This CO 2 recovery system is particularly effective when the temperature of the organic absorbent medium obtained from the first regeneration section (A2) is higher than the temperature of the inorganic absorbent medium in the second regeneration section (B2).
この熱交換器（Ｂ７）を用いて、第１再生部（Ａ２）から導出された有機系吸収媒体の熱により、第２再生部（Ｂ２）内の無機系吸収媒体の温度を上昇させることによって、第２再生部（Ｂ２）内の温度をＣＯ２を放出に適した温度に効率的に維持することが容易になる。このことによって、外部熱源（図示せず）を用いて有機系吸収媒体の加熱を行うリボイラ（Ｂ３）を省略したり、外部熱源（図示せず）から第２再生部（Ｂ２）への熱の供給量を低減することができるので、ＣＯ２回収システムを、より効率的かつ低コストで運転できるようになる。図６には、第１再生部（Ａ２）から導出された有機系吸収媒体が、熱交換器（Ｂ７）通過後に第１吸収部（Ａ１）に向けて流通する構成が記載されているが、第１再生部（Ａ２）から導出された有機系吸収媒体が、熱交換器（Ｂ７）通過後に第１再生部（Ａ２）へ循環するような構成にすることもできる。 Using this heat exchanger (B7), the temperature of the inorganic absorption medium in the second regeneration section (B2) is raised by the heat of the organic absorption medium led out from the first regeneration section (A2). , it becomes easier to efficiently maintain the temperature in the second regeneration section (B2) at a temperature suitable for releasing CO 2 . As a result, the reboiler (B3) for heating the organic absorption medium using an external heat source (not shown) can be omitted, or heat can be transferred from the external heat source (not shown) to the second regeneration section (B2). The reduced feed rate allows the CO2 capture system to operate more efficiently and at lower cost. FIG. 6 shows a configuration in which the organic absorption medium drawn out from the first regeneration section (A2) flows toward the first absorption section (A1) after passing through the heat exchanger (B7). It is also possible to adopt a configuration in which the organic absorption medium drawn out from the first regeneration section (A2) circulates to the first regeneration section (A2) after passing through the heat exchanger (B7).
図７には、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）によって回収されたＣＯ２（４）とは別に、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）によって回収されたＣＯ２（５）のみを取得可能なＣＯ２回収システムが示されている。図１～図６に示されているＣＯ２回収システムは、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）によって回収されたＣＯ２（４）と、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）によって回収されたＣＯ２（５）とが合流する仕様のものであるが、この図７のＣＯ２回収システムは、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）によって回収されたＣＯ２（５）のみを取得可能なものとなっている。
In FIG. 7, apart from the CO 2 (4) recovered by the first CO 2 recovery device (A), only the CO 2 (5) recovered by the second CO 2 recovery device (B) is captured. A possible CO2 capture system is shown. The CO 2 capture system shown in FIGS. 1-6 includes CO 2 (4) captured by a first CO 2 capture unit (A) and
この図７のＣＯ２回収システムでは、第１バルブ（１０）を閉じかつ第２バルブ（１２）を開くことで、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）によって回収されたＣＯ２（５）のみを取得できる。また、反対に、第１バルブ（１０）を閉じかつ第２バルブ（１２）を開くことで、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）によって回収されたＣＯ２（４）のみを取得できる。さらに、第１バルブ（１０）および第２バルブ（１２）の開度を制御することにより、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）によって回収されたＣＯ２量、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）によって回収されたＣＯ２量、および両者の存在割合、ならびにＣＯ２回収システム全体から回収されるＣＯ２量の総量を制御することができる。これにより、回収したＣＯ２ガスの利用用途に応じた最適なＣＯ２回収量を、容易に制御して取得することができる。 In the CO 2 recovery system of FIG. 7, by closing the first valve (10) and opening the second valve (12), only the CO 2 (5) recovered by the second CO 2 recovery device (B) can be obtained. Conversely, by closing the first valve (10) and opening the second valve (12), only the CO 2 (4) recovered by the first CO 2 recovery device (A) can be obtained. Furthermore, by controlling the opening degrees of the first valve (10) and the second valve (12), the amount of CO2 recovered by the first CO2 recovery device (A), the second CO2 recovery device ( B) can control the amount of CO2 captured by B), and the proportion of both present, as well as the total amount of CO2 captured from the entire CO2 capture system. As a result, it is possible to easily control and obtain the optimum CO 2 recovery amount according to the usage of the recovered CO 2 gas.
図８には、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）の第２吸収部（Ｂ１）が、第一のＣＯ２回収装置（Ａ）の第１吸収部（Ａ１）から排出される放散物を除去する機能を有するＣＯ２回収システムが示されている。この図８のＣＯ２回収システムによれば、第１洗浄部（Ａ５）を設けなくても、第１吸収部（Ａ１）からの放散物ないし汚染物による悪影響を低減できる。このことにより、第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）ならびのＣＯ２回収システム全体としての効率的運転、長期間の安定性が向上し、かつ、ＣＯ２回収システムの小型化、排水量の低減化を図ることができる。 In FIG. 8, the second absorption section (B1) of the second CO 2 recovery device (B) absorbs the emitted matter discharged from the first absorption section (A1) of the first CO 2 recovery device (A). A CO2 capture system is shown with the ability to remove. According to the CO 2 recovery system of FIG. 8, the adverse effects of diffused substances or contaminants from the first absorption section (A1) can be reduced without providing the first cleaning section (A5). This improves the efficient operation and long-term stability of the second CO 2 recovery device (B) and the CO 2 recovery system as a whole, and also reduces the size of the CO 2 recovery system and the amount of wastewater. can be achieved.
＜ＣＯ２回収方法＞
本発明の実施形態によるＣＯ２回収方法は、下記の工程（Ｉ）～（IV）を具備してなること、を特徴とする。
工程（Ｉ）：処理対象ガス中に含まれるＣＯ２を有機系吸収媒体に吸収させる第一のＣＯ２吸収工程、
工程（II）：前記第一のＣＯ２吸収工程を経た有機系吸収媒体からＣＯ２を放出させる第一のＣＯ２放出工程、
工程（III）：前記第一のＣＯ２吸収工程によって前記有機系吸収媒体に吸収されなかったＣＯ２を無機系吸収媒体に吸収させる第二のＣＯ２吸収工程、
工程（IV）：前記第二のＣＯ２吸収工程を経た無機系吸収媒体からＣＯ２を放出させる第二のＣＯ２放出工程。
< CO2 recovery method>
A CO 2 recovery method according to an embodiment of the present invention is characterized by comprising the following steps (I) to (IV).
Step (I): a first CO2 absorption step of absorbing CO2 contained in the gas to be treated into an organic absorption medium;
Step (II): a first CO2 releasing step of releasing CO2 from the organic absorption medium that has undergone the first CO2 absorbing step;
Step (III): a second CO2 absorption step of causing an inorganic absorption medium to absorb CO2 that has not been absorbed by the organic absorption medium by the first CO2 absorption step;
Step (IV): A second CO2 releasing step for releasing CO2 from the inorganic absorbing medium that has passed through the second CO2 absorbing step.
このような本発明の実施形態によるＣＯ２回収方法は、好ましくは、例えば、上述の＜ＣＯ２回収システム（基本的構成）＞、＜ＣＯ２回収システム（第一の態様）＞、＜ＣＯ２回収システム（第二の態様）＞、＜ＣＯ２回収システム（その他の態様）＞ならびに図１～図８に詳細に記載されたＣＯ２回収システムを用いて（あるいはそのようなＣＯ２回収システムにおいて）、容易に実施することができる。
The CO 2 recovery method according to this embodiment of the present invention preferably includes, for example, <CO 2 recovery system (basic configuration)>, <
例えば、工程（Ｉ）および工程（II）は、上述の第一のＣＯ２回収装置（Ａ）および有機系吸収媒体ならびに温度条件で実施することができ、工程（III）および工程（IV）は、上述の第二のＣＯ２回収装置（Ｂ）および無機系吸収媒体ならびに温度条件で実施することができる。 For example, steps (I) and (II) can be performed with the first CO2 recovery unit (A) and organic absorption medium and temperature conditions described above, and steps (III) and (IV) can be , the second CO 2 capture unit (B) and the inorganic absorption medium and temperature conditions described above.
本発明の実施形態によるＣＯ２回収方法では、所定の工程（Ｉ）～（IV）を具備してなることにより、低濃度のＣＯ２まで回収することが可能となり、全体として高いＣＯ２回収率を実現することができる。
これにより、ＣＯ２を含む処理対象ガスから極めて高い回収率で、ＣＯ２を回収し、分離することができる。
In the CO 2 recovery method according to the embodiment of the present invention, by including the predetermined steps (I) to (IV), it is possible to recover even low-concentration CO 2 , and the overall CO 2 recovery rate is high. can be realized.
As a result, CO 2 can be recovered and separated from the target gas containing CO 2 at an extremely high recovery rate.
以上、本発明のいくつかの実施形態によるＣＯ２回収システムならびにＣＯ２回収方法を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更あるいは付加等を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although CO2 capture systems and methods according to several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, or additions can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
１、１１：ＣＯ２回収システム、Ａ：第一のＣＯ２回収装置、ａ１、ａ２：有機系吸収媒体、Ａ１：第１吸収部、Ａ２：第１再生部、Ａ３：リボイラ、Ａ４：熱交換器、Ａ５：第１洗浄部、Ａ６：第３洗浄部、Ａ７：第５洗浄部、Ａ８、Ａ９：熱交換器、Ｂ：第二のＣＯ２回収装置、ｂ１、ｂ２、ｂ１１：無機系吸収媒体、Ｂ１：第２吸収部、Ｂ２：第２再生部、Ｂ３：リボイラ、Ｂ４：熱交換器、Ｂ５：第２洗浄部、Ｂ６：第４洗浄部、Ｂ７：熱交換器、イ：反応器（イ）、ロ：反応器（ロ）、ハ：反応器（ハ）、ニ：反応器（ニ）、２：処理対象ガス、３：処理対象ガス、４：分離ガス（ＣＯ２回収物）、５：分離ガス（ＣＯ２回収物）、６、７、８、９：排出物、１０：第１バルブ、１２：第２バルブ。 1, 11: CO2 recovery system, A: first CO2 recovery device, a1, a2: organic absorption medium, A1: first absorption section, A2: first regeneration section, A3: reboiler, A4: heat exchange A5: 1st washing section, A6: 3rd washing section, A7: 5th washing section, A8, A9: heat exchanger, B: second CO 2 recovery device, b1, b2, b11: inorganic absorption Medium, B1: Second absorption section, B2: Second regeneration section, B3: Reboiler, B4: Heat exchanger, B5: Second cleaning section, B6: Fourth cleaning section, B7: Heat exchanger, A: Reactor (a), b: reactor (b), c: reactor (c), d: reactor (d), 2: gas to be treated, 3: gas to be treated, 4: separated gas (CO 2 recovery product) , 5: separation gas ( CO2 recovery), 6, 7, 8, 9: effluent, 10: first valve, 12: second valve.
Claims (13)
前記第一のＣＯ２回収装置は、
処理対象ガスに含まれるＣＯ２を有機系吸収媒体に吸収させる第１吸収部と、
前記第１吸収部から供給される有機系吸収媒体からＣＯ２を放出させる第１再生部と、を有し、
前記第二のＣＯ２回収装置は、
前記第１吸収部から供給された処理対象ガスに含まれるＣＯ２を無機系吸収媒体に吸収させる第２吸収部と、
前記第２吸収部から供給される無機系吸収媒体からＣＯ２を放出させる第２再生部と、を有することを特徴とする、ＣＯ２回収システム。 A CO2 recovery system comprising a first CO2 recovery device employing an organic absorption medium and a second CO2 recovery device employing an inorganic absorption medium,
The first CO 2 capture device comprises:
a first absorption part that causes an organic absorption medium to absorb CO 2 contained in the gas to be treated;
a first regeneration section for releasing CO 2 from the organic absorption medium supplied from the first absorption section;
The second CO2 capture device comprises:
a second absorption section that causes an inorganic absorption medium to absorb CO 2 contained in the gas to be processed supplied from the first absorption section;
and a second regeneration section for releasing CO2 from the inorganic absorption medium supplied from the second absorption section.
前記第１吸収部から供給された処理対象ガスに含まれるＣＯ２を、Ｋ２ＣＯ３を含む無機系吸収媒体に吸収させる第２吸収部と、
前記第２吸収部から供給される無機系吸収媒体からＣＯ２を放出させる第２再生部と、を有する、請求項１に記載のＣＯ２回収システム。 The second CO2 capture device comprises:
a second absorption unit that causes an inorganic absorption medium containing K 2 CO 3 to absorb CO 2 contained in the gas to be processed supplied from the first absorption unit;
2. The CO2 recovery system according to claim 1, further comprising a second regeneration section that releases CO2 from the inorganic absorption medium supplied from the second absorption section.
前記第１吸収部から供給された処理対象ガスに含まれるＣＯ２を、ＫＯＨを含む無機系吸収媒体とを接触させて、Ｋ２ＣＯ３を生成させる反応器（イ）と、前記反応器（イ）で生成されたＫ２ＣＯ３とＣａ（ＯＨ）２とを反応させて、ＣａＣＯ３を生成させる反応器（ロ）と、を有する第２吸収部と、
前記反応器（ロ）で生成されたＣａＣＯ３をＣａＯとＣＯ２とに分解して、ＣＯ２を放出させる反応器（ハ）と、前記反応器（ハ）で生成されたＣａＯとＨ２Ｏとを反応させてＣａ（ＯＨ）２を生成させる反応器（ニ）と、を有する第２再生部と、を有する、請求項１に記載のＣＯ２回収システム。 The second CO2 capture device comprises:
A reactor (a) for bringing CO 2 contained in the gas to be treated supplied from the first absorption section into contact with an inorganic absorption medium containing KOH to generate K 2 CO 3 ; a second absorption section having a reactor (b) for reacting the K 2 CO 3 produced in a) with Ca(OH) 2 to produce CaCO 3 ;
A reactor (c) that decomposes CaCO 3 produced in the reactor (b) into CaO and CO 2 to release CO 2 , and CaO and H 2 O produced in the reactor (c). The CO2 recovery system according to claim 1, comprising a reactor (d) for producing Ca(OH) 2 by reacting with Ca(OH)2.
前記第１再生部からの排出物と前記第２再生部からの排出物との合流物を洗浄する第５洗浄部を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載のＣＯ２回収システム。 A third cleaning section for cleaning the discharge from the first regeneration section is provided downstream of the first regeneration section, and the discharge from the second regeneration section is disposed downstream of the second regeneration section. having a fourth cleaning section for cleaning; or
The CO 2 recovery system according to any one of claims 1 to 5, further comprising a fifth cleaning section that cleans a combined substance of the discharge from the first regeneration section and the discharge from the second regeneration section. .
工程（Ｉ）：処理対象ガス中に含まれるＣＯ２を有機系吸収媒体に吸収させる第一のＣＯ２吸収工程、
工程（II）：前記第一のＣＯ２吸収工程を経た有機系吸収媒体からＣＯ２を放出させる第一のＣＯ２放出工程、
工程（III）：前記第一のＣＯ２吸収工程によって有機系吸収媒体に吸収されなかったＣＯ２を無機系吸収媒体に吸収させる第二のＣＯ２吸収工程、
工程（IV）：前記第二のＣＯ２吸収工程を経た無機系吸収媒体からＣＯ２を放出させる第二のＣＯ２放出工程。 A CO 2 recovery method comprising the following steps (I) to (IV).
Step (I): a first CO2 absorption step of absorbing CO2 contained in the gas to be treated into an organic absorption medium;
Step (II): a first CO2 releasing step of releasing CO2 from the organic absorption medium that has undergone the first CO2 absorbing step;
Step (III): a second CO2 absorption step of causing an inorganic absorption medium to absorb CO2 that has not been absorbed by the organic absorption medium in the first CO2 absorption step;
Step (IV): A second CO2 releasing step for releasing CO2 from the inorganic absorbing medium that has passed through the second CO2 absorbing step.
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