JP2647581B2 - 炭酸ガス回収装置付設発電装置および発電方法 - Google Patents
炭酸ガス回収装置付設発電装置および発電方法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/32—Direct CO2 mitigation
Landscapes
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- Treating Waste Gases (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は火力発電において、ボイ
ラの燃焼排ガス中にふくまれる炭酸ガスを回収しながら
発電する炭酸ガス回収装置付設発電装置およびその発電
方法に関する。
ラの燃焼排ガス中にふくまれる炭酸ガスを回収しながら
発電する炭酸ガス回収装置付設発電装置およびその発電
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球の温暖化現象の原因の一つと
して、炭酸ガス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。炭酸
ガスの発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人
間の活動分野に及び、その排出規制が今後一層強化され
る傾向にある。その対策の一つとして、大量の化石燃料
を使用する火力発電所の動力発生設備を対象に、ボイラ
の燃焼排ガス中の炭酸ガスの回収方法および回収された
炭酸ガスを大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力
的に研究されている。
して、炭酸ガス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。炭酸
ガスの発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人
間の活動分野に及び、その排出規制が今後一層強化され
る傾向にある。その対策の一つとして、大量の化石燃料
を使用する火力発電所の動力発生設備を対象に、ボイラ
の燃焼排ガス中の炭酸ガスの回収方法および回収された
炭酸ガスを大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力
的に研究されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで燃焼排ガス中
に含まれる炭酸ガスを吸収し回収する方法としては、従
来より図２に例示する装置が提案されている。図２では
主要設備のみ示し、付属設備は省略している。
に含まれる炭酸ガスを吸収し回収する方法としては、従
来より図２に例示する装置が提案されている。図２では
主要設備のみ示し、付属設備は省略している。
【０００４】図２において、ボイラ１で発生したスチー
ムをライン３によりタービン発電機２に導き発電がなさ
れる。一方ボイラ１で発生する燃焼排ガスはライン４に
より冷却塔５に導き冷却水と接触させて冷却し、ライン
６により吸収塔７に導く。吸収塔７の上部にはライン８
により炭酸ガス吸収液、例えば濃度２０〜３０重量％前
後のモノエタノールアミン水溶液が供給される。該モノ
エタノールアミン水溶液は燃焼ガスと向流接触させら
れ、該塔７の下部からライン９により炭酸ガスを吸収し
たモノエタノールアミン水溶液としてモノエタノールア
ミン水溶液の再生液の再生塔１０に送られる。吸収塔７
の上部からはライン１１により、炭酸ガスが吸収された
残りの燃焼ガスが大気へ放出される。
ムをライン３によりタービン発電機２に導き発電がなさ
れる。一方ボイラ１で発生する燃焼排ガスはライン４に
より冷却塔５に導き冷却水と接触させて冷却し、ライン
６により吸収塔７に導く。吸収塔７の上部にはライン８
により炭酸ガス吸収液、例えば濃度２０〜３０重量％前
後のモノエタノールアミン水溶液が供給される。該モノ
エタノールアミン水溶液は燃焼ガスと向流接触させら
れ、該塔７の下部からライン９により炭酸ガスを吸収し
たモノエタノールアミン水溶液としてモノエタノールア
ミン水溶液の再生液の再生塔１０に送られる。吸収塔７
の上部からはライン１１により、炭酸ガスが吸収された
残りの燃焼ガスが大気へ放出される。
【０００５】モノエタノールアミン水溶液の再生塔１０
ではリボイラ１３により炭酸ガスを吸収したモノエタノ
ールアミン水溶液を加熱することによりモノエタノール
アミン水溶液が再生され、ライン８により吸収塔７へ戻
される。炭酸ガスはライン１４により回収工程へ導かれ
る。ライン８とライン９は必要により熱交換器を設置し
て互いに熱交換を行ってもよい。リボイラ１３の熱源と
してはボイラ１で発生するスチームまたはタービン発電
機２の低圧側スチームを抽気しライン１２により導く。
ではリボイラ１３により炭酸ガスを吸収したモノエタノ
ールアミン水溶液を加熱することによりモノエタノール
アミン水溶液が再生され、ライン８により吸収塔７へ戻
される。炭酸ガスはライン１４により回収工程へ導かれ
る。ライン８とライン９は必要により熱交換器を設置し
て互いに熱交換を行ってもよい。リボイラ１３の熱源と
してはボイラ１で発生するスチームまたはタービン発電
機２の低圧側スチームを抽気しライン１２により導く。
【０００６】上記のような火力発電を行いながら排気ガ
ス中の炭酸ガスを吸収し回収する装置においては、リボ
イラ１３に使用されるスチームはボイラ１で発生するス
チームの約２割にも及ぶ。一方、電力需要は時間帯によ
って大きく異なり、特に午前１０時頃から午後５時頃ま
での昼間が特に大きくなっている。従って、この時間帯
の発電量をいかに増加させるかが課題となっているが、
上記のようにモノエタノールアミン水溶液の再生に約２
割のスチームを割かざるを得ず、その際発電量が低下す
ることが問題であり、この点の改善が求められていた。
ス中の炭酸ガスを吸収し回収する装置においては、リボ
イラ１３に使用されるスチームはボイラ１で発生するス
チームの約２割にも及ぶ。一方、電力需要は時間帯によ
って大きく異なり、特に午前１０時頃から午後５時頃ま
での昼間が特に大きくなっている。従って、この時間帯
の発電量をいかに増加させるかが課題となっているが、
上記のようにモノエタノールアミン水溶液の再生に約２
割のスチームを割かざるを得ず、その際発電量が低下す
ることが問題であり、この点の改善が求められていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らはボイラから
排出される燃焼排ガス中に含まれる炭酸ガスを吸収・回
収しながら発電を行う際の上記の事情に鑑み、鋭意検討
した結果、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収液、例えば
モノエタノールアミン水溶液用貯蔵設備および再生され
たモノエタノールアミン水溶液用貯蔵設備を設け、電力
需要の小さい時間帯に再生装置を稼働して貯蔵設備に貯
蔵したモノエタノールアミン水溶液を再生させることに
より上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成
させるに至った。
排出される燃焼排ガス中に含まれる炭酸ガスを吸収・回
収しながら発電を行う際の上記の事情に鑑み、鋭意検討
した結果、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収液、例えば
モノエタノールアミン水溶液用貯蔵設備および再生され
たモノエタノールアミン水溶液用貯蔵設備を設け、電力
需要の小さい時間帯に再生装置を稼働して貯蔵設備に貯
蔵したモノエタノールアミン水溶液を再生させることに
より上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成
させるに至った。
【０００８】すなわち、本発明の第一はスチーム源のボ
イラ、スチームによるタービン発電機、ボイラから発生
する燃焼排ガス中の炭酸ガスを炭酸ガス吸収液により吸
収させる吸収装置およびボイラまたはタービン発電機か
ら抽気されるスチームを熱源とする炭酸ガス吸収液の再
生装置からなる炭酸ガス吸収装置付設発電装置におい
て、それぞれ前記吸収装置および再生装置の一日の処理
量の１／３〜１／２の容量を有する炭酸ガスを吸収した
炭酸ガス吸収液用貯蔵設備および再生された炭酸ガス吸
収液用貯蔵設備を設けてなることを特徴とする炭酸ガス
回収装置付設発電装置である。
イラ、スチームによるタービン発電機、ボイラから発生
する燃焼排ガス中の炭酸ガスを炭酸ガス吸収液により吸
収させる吸収装置およびボイラまたはタービン発電機か
ら抽気されるスチームを熱源とする炭酸ガス吸収液の再
生装置からなる炭酸ガス吸収装置付設発電装置におい
て、それぞれ前記吸収装置および再生装置の一日の処理
量の１／３〜１／２の容量を有する炭酸ガスを吸収した
炭酸ガス吸収液用貯蔵設備および再生された炭酸ガス吸
収液用貯蔵設備を設けてなることを特徴とする炭酸ガス
回収装置付設発電装置である。
【０００９】また、本発明の第二はボイラをスチーム源
としてタービン発電機により発電しながら、吸収装置を
用いてボイラから発生する燃焼排ガス中の炭酸ガスを炭
酸ガス吸収液により吸収させ、次の工程でボイラまたは
タービン発電機から抽気されるスチームを熱源とする再
生装置により炭酸ガス吸収液を再生させる発電方法であ
って、それぞれ前記吸収装置および再生装置の一日の処
理量の１／３〜１／２の容量を有する炭酸ガスを吸収し
た炭酸ガス吸収液用貯蔵設備および再生された炭酸ガス
吸収液用貯蔵設備を設け、電力需要の大きい時間帯に再
生装置を停止してその間に吸収装置により生成する炭酸
ガスを吸収した炭酸ガス吸収液を貯蔵設備に貯蔵し、電
力需要の小さい時間帯に再生装置を稼働して貯蔵設備に
貯蔵した炭酸ガス吸収液を再生させて炭酸ガス吸収液用
貯蔵設備に貯蔵することを特徴とする炭酸ガスを回収し
ながら発電する方法である。以下、本発明を図によって
詳細に説明する。
としてタービン発電機により発電しながら、吸収装置を
用いてボイラから発生する燃焼排ガス中の炭酸ガスを炭
酸ガス吸収液により吸収させ、次の工程でボイラまたは
タービン発電機から抽気されるスチームを熱源とする再
生装置により炭酸ガス吸収液を再生させる発電方法であ
って、それぞれ前記吸収装置および再生装置の一日の処
理量の１／３〜１／２の容量を有する炭酸ガスを吸収し
た炭酸ガス吸収液用貯蔵設備および再生された炭酸ガス
吸収液用貯蔵設備を設け、電力需要の大きい時間帯に再
生装置を停止してその間に吸収装置により生成する炭酸
ガスを吸収した炭酸ガス吸収液を貯蔵設備に貯蔵し、電
力需要の小さい時間帯に再生装置を稼働して貯蔵設備に
貯蔵した炭酸ガス吸収液を再生させて炭酸ガス吸収液用
貯蔵設備に貯蔵することを特徴とする炭酸ガスを回収し
ながら発電する方法である。以下、本発明を図によって
詳細に説明する。
【００１０】本発明の炭酸ガス回収装置付設発電装置と
しては図１の如きものが例示できる。図１では主要設備
のみ示し、付属設備は省略した。必要により、パルプ
類、ポンプ類、熱交換器類などが設けられている。な
お、図２と同符号の装置類は同じものを指す。
しては図１の如きものが例示できる。図１では主要設備
のみ示し、付属設備は省略した。必要により、パルプ
類、ポンプ類、熱交換器類などが設けられている。な
お、図２と同符号の装置類は同じものを指す。
【００１１】図１において、炭酸ガスを吸収した炭酸ガ
ス吸収液用貯蔵設備としてタンク１５を、また再生され
た炭酸ガス吸収液用貯蔵設備としてタンク１６を設けら
れている。これにより、吸収塔７は発電が行われている
限り昼夜を分かたず稼働させて炭酸ガスの吸収を行う
が、電力不足となる時間帯、例えば昼間は炭酸ガス吸収
液の再生は行わない。従って昼間はライン１２によるス
チームの抽気をせず、その分発電量を増すことができ
る。その間、吸収塔７で発生する炭酸ガスを含んだ炭酸
ガス吸収液はタンク１５に貯蔵しておき、電力需要低下
時、例えば夜間に再生塔１０を稼働させ再生を行う。こ
のように再生塔１０を間欠稼働させるため、再生した炭
酸ガス吸収液を貯蔵するタンク１６を設ける必要が生じ
る。
ス吸収液用貯蔵設備としてタンク１５を、また再生され
た炭酸ガス吸収液用貯蔵設備としてタンク１６を設けら
れている。これにより、吸収塔７は発電が行われている
限り昼夜を分かたず稼働させて炭酸ガスの吸収を行う
が、電力不足となる時間帯、例えば昼間は炭酸ガス吸収
液の再生は行わない。従って昼間はライン１２によるス
チームの抽気をせず、その分発電量を増すことができ
る。その間、吸収塔７で発生する炭酸ガスを含んだ炭酸
ガス吸収液はタンク１５に貯蔵しておき、電力需要低下
時、例えば夜間に再生塔１０を稼働させ再生を行う。こ
のように再生塔１０を間欠稼働させるため、再生した炭
酸ガス吸収液を貯蔵するタンク１６を設ける必要が生じ
る。
【００１２】各タンクの容量は昼間と夜間の電力需要の
差によっても異なるが、それぞれ吸収塔７および再生塔
１０の１／３〜１／２日処理分以上の容量を有すること
が好ましい。
差によっても異なるが、それぞれ吸収塔７および再生塔
１０の１／３〜１／２日処理分以上の容量を有すること
が好ましい。
【００１３】なお、炭酸ガス吸収液としてはヒンダード
アミン化合物、炭酸カリウム等のアルカリ性水溶液、モ
ノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノ
ールアミン、メチルジエタノールアミン、ジイソプロパ
ノールアミン、ジグリコールアミン等のアルカノールア
ミン水溶液、あるいはこれらの混合水溶液を挙げること
ができるが、モノエタノールアミン水溶液が好んで用い
られる。
アミン化合物、炭酸カリウム等のアルカリ性水溶液、モ
ノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノ
ールアミン、メチルジエタノールアミン、ジイソプロパ
ノールアミン、ジグリコールアミン等のアルカノールア
ミン水溶液、あるいはこれらの混合水溶液を挙げること
ができるが、モノエタノールアミン水溶液が好んで用い
られる。
【００１４】本発明においては図２で例示される従来技
術と異なり、タンク１５および１６を新設する必要があ
る。しかし、タンクの新設にともなう費用に比べ、電力
需要の大きい昼間に発電量を増加できる経済的メリット
の方がはるかに大きいことは特に注目されるべきであ
る。現時点での本発明者らの試算によれば、例えば６０
０ＭＷの発電所において、発電設備費は１ＫＷ当たり約
１０万円程度要すると言われており、また、低圧スチー
ムの約３割を炭酸ガス吸収液の再生のために使用してい
るので、本発明の採用により、約１割の発電量が増加で
きるとすると、約６０億円の設備費が省けることとな
る。一方、炭酸ガス吸収液、例えばモノエタノールアミ
ン水溶液用の約４０，０００ｍ3 タンクを２基増設する
と約１０億円程度の設備費であり、大幅なコストダウン
が可能となる。
術と異なり、タンク１５および１６を新設する必要があ
る。しかし、タンクの新設にともなう費用に比べ、電力
需要の大きい昼間に発電量を増加できる経済的メリット
の方がはるかに大きいことは特に注目されるべきであ
る。現時点での本発明者らの試算によれば、例えば６０
０ＭＷの発電所において、発電設備費は１ＫＷ当たり約
１０万円程度要すると言われており、また、低圧スチー
ムの約３割を炭酸ガス吸収液の再生のために使用してい
るので、本発明の採用により、約１割の発電量が増加で
きるとすると、約６０億円の設備費が省けることとな
る。一方、炭酸ガス吸収液、例えばモノエタノールアミ
ン水溶液用の約４０，０００ｍ3 タンクを２基増設する
と約１０億円程度の設備費であり、大幅なコストダウン
が可能となる。
【００１５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば炭酸ガス吸収装置を稼働させて炭酸ガスを除去しな
がら発電を行う際に、昼間の電力需要の増加にも発電出
力を低下させずに効率的に対応することができることと
なった。
れば炭酸ガス吸収装置を稼働させて炭酸ガスを除去しな
がら発電を行う際に、昼間の電力需要の増加にも発電出
力を低下させずに効率的に対応することができることと
なった。
【図１】本発明の炭酸ガス回収装置付設発電装置の一例
の説明図。
の説明図。
【図２】従来の炭酸ガス回収装置付設発電装置の一例の
説明図。
説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀田 善次 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西 電力株式会社内 (72)発明者 小林 賢治 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西 電力株式会社内 (72)発明者 吉田 邦彦 尼崎市若王寺３丁目11番20号 関西電力 株式会社 総合技術研究所内 (72)発明者 下條 繁 尼崎市若王寺３丁目11番20号 関西電力 株式会社 総合技術研究所内 (72)発明者 唐崎 睦範 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社 本社内 (72)発明者 飯島 正樹 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社 本社内 (72)発明者 瀬戸 徹 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社 広島研究所内 (72)発明者 光岡 薫明 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社 広島研究所内 (56)参考文献 特開 平３−193116（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−74439（ＪＰ，Ａ) 特公 昭53−23884（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭53−17999（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】 スチーム源のボイラ、スチームによるタ
ービン発電機、ボイラから発生する燃焼排ガス中の炭酸
ガスを炭酸ガス吸収液により吸収させる吸収装置および
ボイラまたはタービン発電機から抽気されるスチームを
熱源とする炭酸ガス吸収液の再生装置からなる炭酸ガス
吸収装置付設発電装置において、それぞれ前記吸収装置
および再生装置の一日の処理量の１／３〜１／２の容量
を有する炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収液用貯蔵設備
および再生された炭酸ガス吸収液用貯蔵設備を設けてな
ることを特徴とする炭酸ガス回収装置付設発電装置。 - 【請求項２】 ボイラをスチーム源としてタービン発電
機により発電しながら、吸収装置を用いてボイラから発
生する燃焼排ガス中の炭酸ガスを炭酸ガス吸収液により
吸収させ、次の工程でボイラまたはタービン発電機から
抽気されるスチームを熱源とする再生装置により炭酸ガ
ス吸収液を再生させる発電方法であって、それぞれ前記
吸収装置および再生装置の一日の処理量の１／３〜１／
２の容量を有する炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収液用
貯蔵設備および再生された炭酸ガス吸収液用貯蔵設備を
設け、電力需要の大きい時間帯に再生装置を停止してそ
の間に吸収装置により生成する炭酸ガスを吸収した炭酸
ガス吸収液を貯蔵設備に貯蔵し、電力需要の小さい時間
帯に再生装置を稼働して貯蔵設備に貯蔵した炭酸ガス吸
収液を再生させて炭酸ガス吸収液用貯蔵設備に貯蔵する
ことを特徴とする炭酸ガスを回収しながら発電する方
法。
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262297A JP2647581B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 炭酸ガス回収装置付設発電装置および発電方法 |
| DE69233289T DE69233289T2 (de) | 1991-10-09 | 1992-10-06 | Rückgewinnung von Kohlendioxid aus Verbrennungsabgas |
| DK92117011T DK0537593T3 (da) | 1991-10-09 | 1992-10-06 | Genvinding af carbondioxid fra forbrændingsudstødningsgasser |
| EP96109820A EP0733396B1 (en) | 1991-10-09 | 1992-10-06 | Recovery of carbon dioxide from combustion exhaust gas |
| DK96109819T DK0733395T3 (da) | 1991-10-09 | 1992-10-06 | Udvinding af carbondioxid fra forbrændingsudstødningsgas |
| DK96109820T DK0733396T3 (da) | 1991-10-09 | 1992-10-06 | Indvinding af carbondioxid af udstödningsgas fra forbrænding |
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