JP2686320B2 - 液化ｃｏ▲下２▼の製造方法 - Google Patents
液化ｃｏ▲下２▼の製造方法Info
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- F25J2245/90—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being boil-off gas from storage
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- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液化CO2の製造方法に関する。
（従来の技術及びその課題） 従来、メタンやメタノールの水蒸気改質によって得ら
れたCO2ガスとH2ガスとの混合ガス或いはメタンの燃焼
によって得られたCO2ガスと水蒸気とN2ガスとの混合ガ
スを圧力スイング式吸着装置（PSA）に通すことによりC
O2ガスを分離し、これを精製していた。
れたCO2ガスとH2ガスとの混合ガス或いはメタンの燃焼
によって得られたCO2ガスと水蒸気とN2ガスとの混合ガ
スを圧力スイング式吸着装置（PSA）に通すことによりC
O2ガスを分離し、これを精製していた。
この方法は圧力スイング式吸着装置を要するため、製
造が複雑で設備費が嵩むという問題があった。
造が複雑で設備費が嵩むという問題があった。
これに対処するため、圧力スイング式吸着装置を用い
ないで、混合ガスをそのまま冷却することにより液化CO
2を製造する方法が提案された。
ないで、混合ガスをそのまま冷却することにより液化CO
2を製造する方法が提案された。
しかし、CO2ガスの液化のためにはこれをCO2の三重点
（5.28ata）以上に昇圧しなければならないため、例え
ばメタンの燃焼によって得られた混合ガスの場合、水蒸
気除去後のCO2ガスの分圧は約11％で小さいので、この
混合ガスの全圧として 48ata以上の高圧を作り出す必要がある。従って、この
方法は装置が大型化するのみならずその運転経費が嵩む
という問題があった。
（5.28ata）以上に昇圧しなければならないため、例え
ばメタンの燃焼によって得られた混合ガスの場合、水蒸
気除去後のCO2ガスの分圧は約11％で小さいので、この
混合ガスの全圧として 48ata以上の高圧を作り出す必要がある。従って、この
方法は装置が大型化するのみならずその運転経費が嵩む
という問題があった。
（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために発明されたもので
あって、その要旨とするところは、CO2ガス及び非凝縮
ガスを含む原料混合ガスを熱交換器で冷却することによ
り固化CO2を生成して非凝縮ガスから分離し、次いで、
この固化CO2を圧力容器に導いてここでCO2の三重点以上
の圧力の下で加熱することにより液化CO2を製造する液
化CO2の製造方法において、上記圧力容器内の所定量以
上の液化CO2を自動的に抽出して貯蔵タンクに貯溜する
とともに上記原料混合ガスから分離された非凝縮ガスを
上記熱交換器にフィードバックしてその気化熱を上記原
料混合ガスの冷却に利用することを特徴とする液化CO2
の製造方法にある。
あって、その要旨とするところは、CO2ガス及び非凝縮
ガスを含む原料混合ガスを熱交換器で冷却することによ
り固化CO2を生成して非凝縮ガスから分離し、次いで、
この固化CO2を圧力容器に導いてここでCO2の三重点以上
の圧力の下で加熱することにより液化CO2を製造する液
化CO2の製造方法において、上記圧力容器内の所定量以
上の液化CO2を自動的に抽出して貯蔵タンクに貯溜する
とともに上記原料混合ガスから分離された非凝縮ガスを
上記熱交換器にフィードバックしてその気化熱を上記原
料混合ガスの冷却に利用することを特徴とする液化CO2
の製造方法にある。
（実施例） 本発明の１実施例を第１図及び第２図を参照しながら
具体的に説明する。
具体的に説明する。
第１図には系統図、第２図にはCO2のｐ−ｉ線図が示
されている。
されている。
常温、常圧（1ata）の原料混合ガス（CO2ガスを11vol
％含み他はN2ガス、O2ガスからなる）は熱交換器１に供
給され、ここでＲ−12等の中間冷媒と熱交換することに
よってCO2の分圧相当の固一気平衡温度−102℃（Ａ点）
まで冷却される。すると、原料混合ガス中のCO2ガスの
みが固化CO2となり、他のN2ガス及びO2ガスは単に温度
が低下して非凝縮ガスとなる。この非凝縮ガスは熱交換
器１にフィードバックされ、原料混合ガスの冷却に用い
られる。このようにして得られた固化CO2はCO2の三重点
Ｂ（5.28ata、−56.6℃）以上の圧力（10ata）に保持さ
れている圧力容器２内に導入され、ここでヒータ３によ
って加熱されることにより固一気平衡線に沿ってこの保
持圧力相当の固一液平衡温度Ｃ点（−40℃）まで昇温
し、この平衡温度の下で液化が進行して固一液平衡線に
到達した点Ｄで完全に液化し、液化CO2となる。この加
熱に要する加熱量は62.2kcal/kgである。
％含み他はN2ガス、O2ガスからなる）は熱交換器１に供
給され、ここでＲ−12等の中間冷媒と熱交換することに
よってCO2の分圧相当の固一気平衡温度−102℃（Ａ点）
まで冷却される。すると、原料混合ガス中のCO2ガスの
みが固化CO2となり、他のN2ガス及びO2ガスは単に温度
が低下して非凝縮ガスとなる。この非凝縮ガスは熱交換
器１にフィードバックされ、原料混合ガスの冷却に用い
られる。このようにして得られた固化CO2はCO2の三重点
Ｂ（5.28ata、−56.6℃）以上の圧力（10ata）に保持さ
れている圧力容器２内に導入され、ここでヒータ３によ
って加熱されることにより固一気平衡線に沿ってこの保
持圧力相当の固一液平衡温度Ｃ点（−40℃）まで昇温
し、この平衡温度の下で液化が進行して固一液平衡線に
到達した点Ｄで完全に液化し、液化CO2となる。この加
熱に要する加熱量は62.2kcal/kgである。
圧力容器２内の液化CO2（−56℃）は一定レベルに達
すると、パンプ10により抽出されて貯蔵タンク４内に入
りここに貯蔵される。そして、必要によりポンプ11によ
り抽出されて需要先に供給される。貯蔵タンク４内で発
生したCO2ガスはブロア６によって抽出されて圧力容器
２内に戻される。
すると、パンプ10により抽出されて貯蔵タンク４内に入
りここに貯蔵される。そして、必要によりポンプ11によ
り抽出されて需要先に供給される。貯蔵タンク４内で発
生したCO2ガスはブロア６によって抽出されて圧力容器
２内に戻される。
熱交換器１で原料混合ガスと熱交換することにより昇
温した中間冷媒は熱交換器７に戻り、ここで液化N2、液
化H2と熱交換することにより冷却された後再び熱交換器
１に循環する。液化N2又は液化H2は熱交換器７で中間冷
媒と熱交換して気化することによりN2ガス又はH2ガスと
なって排出される。
温した中間冷媒は熱交換器７に戻り、ここで液化N2、液
化H2と熱交換することにより冷却された後再び熱交換器
１に循環する。液化N2又は液化H2は熱交換器７で中間冷
媒と熱交換して気化することによりN2ガス又はH2ガスと
なって排出される。
ヒータ３内を循環するＲ−12等の冷媒は固化CO2を加
熱することによって降温（−97℃）した後熱交換器８に
戻り、ここで加熱されることにより昇温（−50℃）し、
ポンプ９によって付勢されて再びヒータ３内を循環す
る。
熱することによって降温（−97℃）した後熱交換器８に
戻り、ここで加熱されることにより昇温（−50℃）し、
ポンプ９によって付勢されて再びヒータ３内を循環す
る。
なお、５は圧縮機で、装置の運転開始時圧力容器２内
を所定の圧力に維持するためにのみ運転され、CO2ガス
を圧縮して圧力容器２内に圧送する。
を所定の圧力に維持するためにのみ運転され、CO2ガス
を圧縮して圧力容器２内に圧送する。
また、圧力容器２及び貯蔵タンク４は断熱材12より被
覆されている。
覆されている。
圧力容器２内の液化CO2の温度は圧力容器２内の圧力
及び加熱量を調整することによって適宜選定することが
できる。
及び加熱量を調整することによって適宜選定することが
できる。
しかして、CO2ガスを含む常圧の原料混合ガスをその
まま冷却して固化CO2を生成しているので、CO2を他の混
合ガスより完全に分離できるとともに冷却時の圧力は圧
力スイング式吸着装置のそれ（10ata程度）或いは原料
混合ガスをそのまま冷却して液化CO2を製造する場合の
それ（数十ata）に比し著しく低い。
まま冷却して固化CO2を生成しているので、CO2を他の混
合ガスより完全に分離できるとともに冷却時の圧力は圧
力スイング式吸着装置のそれ（10ata程度）或いは原料
混合ガスをそのまま冷却して液化CO2を製造する場合の
それ（数十ata）に比し著しく低い。
また、固化CO2をCO2の三重点以上圧力の下で圧力容器
２内で加熱することにより液化CO2を製造しているた
め、圧力容器２内の圧力も10ata程度に維持すれば足
り、また、加熱量も僅かで足りる。
２内で加熱することにより液化CO2を製造しているた
め、圧力容器２内の圧力も10ata程度に維持すれば足
り、また、加熱量も僅かで足りる。
また、原料混合ガスの冷却熱源として液化N2、液化H2
の気化熱を利用すれば、−110℃以下の冷熱を容易に得
ることができ、冷却熱源と原料混合ガスとの間に中間冷
媒を介在させれば、冷熱を原料混合ガスに安全に伝達で
きる。
の気化熱を利用すれば、−110℃以下の冷熱を容易に得
ることができ、冷却熱源と原料混合ガスとの間に中間冷
媒を介在させれば、冷熱を原料混合ガスに安全に伝達で
きる。
圧力容器２内から所定量以上の液化CO2を抽出してこ
れを貯蔵タンク４内に貯溜すれば、圧力容器２内におけ
る固化CO2への熱伝達が効率良く行われ、また、液化CO2
が必要以上に過熱されることによる気化を防止できる。
れを貯蔵タンク４内に貯溜すれば、圧力容器２内におけ
る固化CO2への熱伝達が効率良く行われ、また、液化CO2
が必要以上に過熱されることによる気化を防止できる。
非凝縮ガスの冷熱を熱交換器１にフィードバックして
原料混合ガスの冷却に利用すれば、有効に冷熱を回収で
き、冷却負荷は100％CO2ガスを冷却する場合に比し約５
％増加するのに過ぎない。
原料混合ガスの冷却に利用すれば、有効に冷熱を回収で
き、冷却負荷は100％CO2ガスを冷却する場合に比し約５
％増加するのに過ぎない。
（発明の効果） 本発明においては、CO2ガスを含む混合ガスを冷却す
ることにより固化CO2を生成して非凝縮ガスから分離
し、次いで、この固化CO2をCO2の三重点以上の圧力下で
加熱することにより液化CO2を製造するため、圧力スイ
ング式吸着装置を要せず、また、混合ガスをそのまま冷
却して液化CO2を製造する場合のように数十気圧の高圧
冷却器を要しないため、設備が簡素化され、また、設備
費及び運転経費を節減できる。
ることにより固化CO2を生成して非凝縮ガスから分離
し、次いで、この固化CO2をCO2の三重点以上の圧力下で
加熱することにより液化CO2を製造するため、圧力スイ
ング式吸着装置を要せず、また、混合ガスをそのまま冷
却して液化CO2を製造する場合のように数十気圧の高圧
冷却器を要しないため、設備が簡素化され、また、設備
費及び運転経費を節減できる。
また、本発明においては、圧力容器内から所定量以上
の液化CO2を抽出してこれを貯蔵タンク内に貯溜するの
で、圧力容器内における固化CO2への熱伝達が効率良く
行われ、また、液化CO2が圧力容器内で必要以上に過熱
されることにより気化するのを防止できる。
の液化CO2を抽出してこれを貯蔵タンク内に貯溜するの
で、圧力容器内における固化CO2への熱伝達が効率良く
行われ、また、液化CO2が圧力容器内で必要以上に過熱
されることにより気化するのを防止できる。
更に、本発明においては、原料混合ガスから分離され
た非凝縮ガスを熱交換器にフィードバックしてその気化
熱を原料混合ガスの冷却に利用しているので、冷熱を回
収できるとともに−110℃以下の冷熱を容易に得ること
ができる。
た非凝縮ガスを熱交換器にフィードバックしてその気化
熱を原料混合ガスの冷却に利用しているので、冷熱を回
収できるとともに−110℃以下の冷熱を容易に得ること
ができる。
第１図は本発明の１実施例の系統図、第２図はCO2の状
態変化を示すｐ−ｉ線図である。 熱交換器……１、圧力容器……２、ヒータ……３
態変化を示すｐ−ｉ線図である。 熱交換器……１、圧力容器……２、ヒータ……３
Claims (1)
- 【請求項１】CO2ガス及び非凝縮ガスを含む原料混合ガ
スを熱交換器で冷却することにより固化CO2を生成して
非凝縮ガスから分離し、次いで、この固化CO2を圧力容
器に導いてここでCO2の三重点以上の圧力の下で加熱す
ることにより液化CO2を製造する液化CO2の製造方法にお
いて、 上記圧力容器内の所定量以上の液化CO2を自動的に抽出
して貯蔵タンクに貯溜するとともに上記原料混合ガスか
ら分離された非凝縮ガスを上記熱交換器にフィードバッ
クしてその気化熱を上記原料混合ガスの冷却に利用する
ことを特徴とする液化CO2の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1150515A JP2686320B2 (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 液化ｃｏ▲下２▼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1150515A JP2686320B2 (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 液化ｃｏ▲下２▼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317490A JPH0317490A (ja) | 1991-01-25 |
| JP2686320B2 true JP2686320B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=15498547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1150515A Expired - Lifetime JP2686320B2 (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 液化ｃｏ▲下２▼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2686320B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6889508B2 (en) * | 2002-10-02 | 2005-05-10 | The Boc Group, Inc. | High pressure CO2 purification and supply system |
| CN104736932B (zh) * | 2011-05-26 | 2017-08-25 | 可持续能源解决方案公司 | 通过同流换热低温法将可冷凝蒸气与轻质气体或液体分离的系统和方法 |
| EP2685189A1 (en) * | 2012-07-13 | 2014-01-15 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for storing liquid rich in carbon dioxide in solid form |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5461097A (en) * | 1977-10-24 | 1979-05-17 | Showa Tansan Kk | Method of manufacturing solidified carbon dioxide gas and liquefied carbon dioxide gas |
| JPS54153794A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-04 | Showa Tansan Kk | Manufacture of liquefied carbonic acid from low concentration carbon dioxide gas |
| JPS58176113A (ja) * | 1982-04-06 | 1983-10-15 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 固体炭酸ガスおよび液化炭酸ガスの製造方法 |
| JPH02195190A (ja) * | 1989-01-21 | 1990-08-01 | Morikawa Sangyo Kk | ガスの回収装置 |
-
1989
- 1989-06-15 JP JP1150515A patent/JP2686320B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0317490A (ja) | 1991-01-25 |
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