JP2698967B2 - 排ガスの除湿方法及び除湿装置 - Google Patents
排ガスの除湿方法及び除湿装置Info
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- Drying Of Gases (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液化天然ガス（以下、
ＬＮＧという。）の燃焼排ガスを除湿する方法及び装置
に係り、詳しくは、除湿用冷媒回路を含む処理系で燃焼
器導入前のＬＮＧ冷熱を利用して除湿用冷却媒体を固化
再生・循環するようにした排ガスの除湿方法及び除湿装
置に関する。
ＬＮＧという。）の燃焼排ガスを除湿する方法及び装置
に係り、詳しくは、除湿用冷媒回路を含む処理系で燃焼
器導入前のＬＮＧ冷熱を利用して除湿用冷却媒体を固化
再生・循環するようにした排ガスの除湿方法及び除湿装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、排ガスからの炭酸ガス分離に関し
ては、化学吸収法、物理吸着法、膜分離法等が研究・提
案されてきたが、いずれも多大なエネルギー消費を必要
とするものであった。
ては、化学吸収法、物理吸着法、膜分離法等が研究・提
案されてきたが、いずれも多大なエネルギー消費を必要
とするものであった。
【０００３】近年、大気中の炭酸ガス量の増加と、温室
効果による大気温度の上昇との関係が問題視されてお
り、火力発電所からの燃焼排ガスが発生源のひとつとし
て指摘されている。
効果による大気温度の上昇との関係が問題視されてお
り、火力発電所からの燃焼排ガスが発生源のひとつとし
て指摘されている。
【０００４】この対策として、排ガス中の一部の炭酸ガ
スを濃縮し、ガス状、液状又は固体状（ドライアイス
化）で分離・回収することが検討されているが、現状で
は殆ど処理されずに大気放出されている。
スを濃縮し、ガス状、液状又は固体状（ドライアイス
化）で分離・回収することが検討されているが、現状で
は殆ど処理されずに大気放出されている。
【０００５】また、排ガス中の炭酸ガスを分離する過程
では冷却工程が含まれ、ここでは排ガス中の水分が凝結
してトラブルの原因となることがあった。これを解消す
るためには、露点を約-40 ℃以下にする必要があるが、
従来法では-10 ℃程度が限界であり、前処理として排ガ
スの除湿処理がおこなわれている。
では冷却工程が含まれ、ここでは排ガス中の水分が凝結
してトラブルの原因となることがあった。これを解消す
るためには、露点を約-40 ℃以下にする必要があるが、
従来法では-10 ℃程度が限界であり、前処理として排ガ
スの除湿処理がおこなわれている。
【０００６】ここで、排ガス中の水分は、一般に海水、
水道水又は工業用水等を冷却水として室温程度まで冷却
した後に、吸着材による吸着分離、冷凍機による冷却分
離、加圧分離等により除湿している。
水道水又は工業用水等を冷却水として室温程度まで冷却
した後に、吸着材による吸着分離、冷凍機による冷却分
離、加圧分離等により除湿している。
【０００７】一方、ＬＮＧを燃料として用いた発電所の
建設が推進されており、ＬＮＧは一般に-150〜-165℃の
低温で輸送され発電所に受入れられる。ここでは、この
ＬＮＧをガス燃料として使用する際に、必要な気化熱を
大気又は海水から得て、常温付近まで昇温している。し
たがって、ＬＮＧの保有する冷熱が環境に放出され、液
化エネルギーの損失となっている。
建設が推進されており、ＬＮＧは一般に-150〜-165℃の
低温で輸送され発電所に受入れられる。ここでは、この
ＬＮＧをガス燃料として使用する際に、必要な気化熱を
大気又は海水から得て、常温付近まで昇温している。し
たがって、ＬＮＧの保有する冷熱が環境に放出され、液
化エネルギーの損失となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来方法につ
いては以下に示すような問題点がある。 （１）ＬＮＧの気化熱が海水等との間で熱交換されて大
気放出されているので熱エネルギーを無駄にしている。
いては以下に示すような問題点がある。 （１）ＬＮＧの気化熱が海水等との間で熱交換されて大
気放出されているので熱エネルギーを無駄にしている。
【０００９】（２）ＬＮＧ焚コンバインドサイクル排ガ
スの系統処理に従来の除湿方法を適用するのは不経済で
ある。
スの系統処理に従来の除湿方法を適用するのは不経済で
ある。
【００１０】こうしたなかで、本発明者らは、電気事業
（者）の立場からＬＮＧを燃料とする発電所で従来未利
用であった冷熱エネルギーを分離エネルギーに用い、炭
酸ガスをドライアイスとして分離回収するシステムを研
究してきた。そして、ＬＮＧ焚コンバインドサイクル排
ガスの系統処理に関し、エネルギー的に有利な除湿方法
を開発するに到った。
（者）の立場からＬＮＧを燃料とする発電所で従来未利
用であった冷熱エネルギーを分離エネルギーに用い、炭
酸ガスをドライアイスとして分離回収するシステムを研
究してきた。そして、ＬＮＧ焚コンバインドサイクル排
ガスの系統処理に関し、エネルギー的に有利な除湿方法
を開発するに到った。
【００１１】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであって、上記課題を解消し、ＬＮＧ燃焼排ガスの除
湿用冷媒回路を含む処理系で燃焼器導入前のＬＮＧ冷熱
を利用して除湿用冷却媒体を固化再生・循環するように
した排ガスの除湿方法及び除湿装置を提供することを目
的とするものである。なお、この除湿方法及び除湿装置
は、ＬＮＧ冷熱を利用した排ガス中の炭酸ガス分離・回
収のための系統処理の部分処理として組み込むことがで
きる。
のであって、上記課題を解消し、ＬＮＧ燃焼排ガスの除
湿用冷媒回路を含む処理系で燃焼器導入前のＬＮＧ冷熱
を利用して除湿用冷却媒体を固化再生・循環するように
した排ガスの除湿方法及び除湿装置を提供することを目
的とするものである。なお、この除湿方法及び除湿装置
は、ＬＮＧ冷熱を利用した排ガス中の炭酸ガス分離・回
収のための系統処理の部分処理として組み込むことがで
きる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ＬＮＧの燃焼排ガスの除湿方法であって、
液化天然ガスを燃料とする燃焼器からの排ガスを除湿用
冷却媒体と直接接触させて排ガス中の水分を凝縮し循環
水として系内排出し、この排ガスを燃焼器導入前のＬＮ
Ｇ冷熱との間で間接熱交換して炭酸ガス成分を固化分離
・系外排出するとともに、残余の低温化した排ガスを除
湿用冷媒回路に導き前記系内排出した循環水を過冷却し
て氷結させ、前記除湿用冷却媒体として再生し循環使用
することを特徴とするものである。
に本発明は、ＬＮＧの燃焼排ガスの除湿方法であって、
液化天然ガスを燃料とする燃焼器からの排ガスを除湿用
冷却媒体と直接接触させて排ガス中の水分を凝縮し循環
水として系内排出し、この排ガスを燃焼器導入前のＬＮ
Ｇ冷熱との間で間接熱交換して炭酸ガス成分を固化分離
・系外排出するとともに、残余の低温化した排ガスを除
湿用冷媒回路に導き前記系内排出した循環水を過冷却し
て氷結させ、前記除湿用冷却媒体として再生し循環使用
することを特徴とするものである。
【００１３】ここで、上記除湿用冷却媒体は過冷却した
氷である。この除湿用冷却媒体としては、砂等の無機質
粒子や金属粒子、ドライアイス等が挙げられるが、排ガ
ス中の物質の有効利用、循環動力、再生、プロセス上の
熱効率を考慮するとき、凝縮循環水を冷却固化した氷を
使用することが最適であるといえる。
氷である。この除湿用冷却媒体としては、砂等の無機質
粒子や金属粒子、ドライアイス等が挙げられるが、排ガ
ス中の物質の有効利用、循環動力、再生、プロセス上の
熱効率を考慮するとき、凝縮循環水を冷却固化した氷を
使用することが最適であるといえる。
【００１４】一方、ＬＮＧの燃焼排ガスの除湿装置であ
って、排ガスの直接冷却手段と、直接冷却後の排ガス中
の炭酸ガス分離手段と、循環水の冷却固化手段とを系統
連絡して除湿用冷媒回路を含む処理系を構成し、系内に
燃焼器導入前のＬＮＧ冷熱による間接熱交換処理機構を
具備したものである。
って、排ガスの直接冷却手段と、直接冷却後の排ガス中
の炭酸ガス分離手段と、循環水の冷却固化手段とを系統
連絡して除湿用冷媒回路を含む処理系を構成し、系内に
燃焼器導入前のＬＮＧ冷熱による間接熱交換処理機構を
具備したものである。
【００１５】ここで、直接冷却手段がアイス除湿装置で
あり、冷却固化手段がアイスクリスタライザーと固液分
離器であり、炭酸ガス分離手段がＬＮＧ冷熱の伝熱管路
を有するドライアイスサブリメータとされる場合があ
る。
あり、冷却固化手段がアイスクリスタライザーと固液分
離器であり、炭酸ガス分離手段がＬＮＧ冷熱の伝熱管路
を有するドライアイスサブリメータとされる場合があ
る。
【００１６】
【作用】排ガス中の水分は、排ガスを約-100℃に過冷却
された冷却媒体（氷）と直接接触させることにより、約
-40 ℃以下の露点まで冷却されて凝縮水となり、その結
果、排ガスは除湿される。
された冷却媒体（氷）と直接接触させることにより、約
-40 ℃以下の露点まで冷却されて凝縮水となり、その結
果、排ガスは除湿される。
【００１７】除湿後の排ガスは炭酸ガス分離工程に系統
連絡し、冷却されて炭酸ガスが固体又は液体として分離
するが、このとき水分凝固によるトラブルは発生しな
い。
連絡し、冷却されて炭酸ガスが固体又は液体として分離
するが、このとき水分凝固によるトラブルは発生しな
い。
【００１８】一般に、純炭酸ガスは、-78.5 ℃( 大気圧
760mmHg ) で固化してドライアイスとなるが、排ガス中
には窒素、酸素、水分等炭酸ガス以外のガス成分が含ま
れているので炭酸ガスの分圧が低く、-78.5 ℃以下に冷
却しないと排ガス中の炭酸ガスは固化しない。
760mmHg ) で固化してドライアイスとなるが、排ガス中
には窒素、酸素、水分等炭酸ガス以外のガス成分が含ま
れているので炭酸ガスの分圧が低く、-78.5 ℃以下に冷
却しないと排ガス中の炭酸ガスは固化しない。
【００１９】一方、炭酸ガスを加圧すると -60℃以上で
も液化する。例えば、圧力を40kg/cm2にすると約 -55〜
10℃の範囲で液体となる。
も液化する。例えば、圧力を40kg/cm2にすると約 -55〜
10℃の範囲で液体となる。
【００２０】そこで本発明に関し、ＬＮＧは-150〜-160
℃の低温状態にあり、これを気化するときに発生する潜
熱を有効利用（ＬＮＧ冷熱利用）することにより、炭酸
ガスが固化又は液化する温度以下に冷却可能であり、系
内で炭酸ガスを分離した残余の排ガスを低温化し、これ
を除湿処理における冷却媒体の固化再生に熱利用するこ
とができる。
℃の低温状態にあり、これを気化するときに発生する潜
熱を有効利用（ＬＮＧ冷熱利用）することにより、炭酸
ガスが固化又は液化する温度以下に冷却可能であり、系
内で炭酸ガスを分離した残余の排ガスを低温化し、これ
を除湿処理における冷却媒体の固化再生に熱利用するこ
とができる。
【００２１】なお、排ガスとＬＮＧの気化ガスを直接混
合する場合には、ＬＮＧのガス組成が変化して低発熱量
ガスになるため、排ガスの冷却は、ＬＮＧと排ガスを熱
交換器を介した間接熱交換処理されるものである。
合する場合には、ＬＮＧのガス組成が変化して低発熱量
ガスになるため、排ガスの冷却は、ＬＮＧと排ガスを熱
交換器を介した間接熱交換処理されるものである。
【００２２】
【実施例】本発明の一実施例を添付図面を参照して以下
説明する。図１に本発明方法及び装置を説明するフロー
シートを示す。
説明する。図１に本発明方法及び装置を説明するフロー
シートを示す。
【００２３】ここで、１が燃焼器、３が熱交換器、５が
アイス除湿装置、７がポンプ、９がアイスクリスタライ
ザー、12が固液分離器、16が炭酸ガス分離手段、21が煙
突及びＸが排ガスの除湿装置である。なお、図中では各
ラインにも符号を付しているが符号の説明は省略した。
アイス除湿装置、７がポンプ、９がアイスクリスタライ
ザー、12が固液分離器、16が炭酸ガス分離手段、21が煙
突及びＸが排ガスの除湿装置である。なお、図中では各
ラインにも符号を付しているが符号の説明は省略した。
【００２４】燃焼器（１）の燃焼排ガスは、ライン
（２）を経て熱交換器（３）で約５℃まで冷却された
後、ライン（４）を経てアイス除湿装置（５）に導かれ
る。
（２）を経て熱交換器（３）で約５℃まで冷却された
後、ライン（４）を経てアイス除湿装置（５）に導かれ
る。
【００２５】アイス除湿装置（５）内には、約-100℃に
過冷却された冷却媒体としての氷が入っている。前記ラ
イン（４）から導入された排ガスは、氷に接触して-40
℃程度の露点まで冷却される。冷却されて凝縮した水分
（凝縮水）は、循環水供給ライン（６）に排出され、ポ
ンプ（７）で加圧された後、大半はライン（８）を経て
循環水としてアイスクリスタライザー（９）に導かれ
る。凝縮水（以下、循環水という。）の一部は、ライン
（10）から系外に排出される。
過冷却された冷却媒体としての氷が入っている。前記ラ
イン（４）から導入された排ガスは、氷に接触して-40
℃程度の露点まで冷却される。冷却されて凝縮した水分
（凝縮水）は、循環水供給ライン（６）に排出され、ポ
ンプ（７）で加圧された後、大半はライン（８）を経て
循環水としてアイスクリスタライザー（９）に導かれ
る。凝縮水（以下、循環水という。）の一部は、ライン
（10）から系外に排出される。
【００２６】アイスクリスタライザー（９）に導入され
た循環水は、約-140℃の低温ガスにより冷却されて氷
（アイス）となる。氷と凝固しなかった水の混合スラリ
ーは、ライン（11）から固液分離器（12）に導かれ、水
はライン（14）を経て循環水供給ライン（６）に接続さ
れる。
た循環水は、約-140℃の低温ガスにより冷却されて氷
（アイス）となる。氷と凝固しなかった水の混合スラリ
ーは、ライン（11）から固液分離器（12）に導かれ、水
はライン（14）を経て循環水供給ライン（６）に接続さ
れる。
【００２７】アイス除湿装置（５）で除湿された排ガス
は、ライン（15）を経て炭酸ガス分離手段（16）に導か
れ、-150〜-160℃の低温のＬＮＧが流通するライン（1
7) と接触して熱交換され、排ガスは約-140℃以下に冷
却され、炭酸ガスは固体（ドライアイス）又は液体とし
てライン（18）に排出（系統連絡）される。
は、ライン（15）を経て炭酸ガス分離手段（16）に導か
れ、-150〜-160℃の低温のＬＮＧが流通するライン（1
7) と接触して熱交換され、排ガスは約-140℃以下に冷
却され、炭酸ガスは固体（ドライアイス）又は液体とし
てライン（18）に排出（系統連絡）される。
【００２８】炭酸ガスを分離した後の残余の排ガスは、
ライン（19）を経て、前述のアイスクリスタライザー
（９）に導かれ、循環水を冷却した後、ライン（20）に
排出され、さらに熱交換器（３）を経て煙突（21）から
大気放出される。
ライン（19）を経て、前述のアイスクリスタライザー
（９）に導かれ、循環水を冷却した後、ライン（20）に
排出され、さらに熱交換器（３）を経て煙突（21）から
大気放出される。
【００２９】一方、炭酸ガス分離手段（16）で熱交換後
のＬＮＧは、ライン（17）の延長上を熱交換器（３）に
導かれ、昇温された後、燃焼器（１）に燃料供給され
る。
のＬＮＧは、ライン（17）の延長上を熱交換器（３）に
導かれ、昇温された後、燃焼器（１）に燃料供給され
る。
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上の構成よりなるものであ
り、これによれば排ガス中の水分を系内排出（除湿処
理）して循環水とし、これをＬＮＧ冷熱を用いて冷却媒
体（氷）として固化再生し循環使用するようにしている
ので省エネルギーである。そして、排ガス中の炭酸ガス
を固化・分離する系統処理工程に組み込むことにより、
除湿工程以降の処理工程で水分の凝結によるトラブルを
回避することができる。
り、これによれば排ガス中の水分を系内排出（除湿処
理）して循環水とし、これをＬＮＧ冷熱を用いて冷却媒
体（氷）として固化再生し循環使用するようにしている
ので省エネルギーである。そして、排ガス中の炭酸ガス
を固化・分離する系統処理工程に組み込むことにより、
除湿工程以降の処理工程で水分の凝結によるトラブルを
回避することができる。
【図１】本発明方法及び装置の一実施例を説明するフロ
ーシートである。
ーシートである。
１ 燃焼器 ３ 熱交換器 ５ アイス除湿装置（直接冷却手段） ７ ポンプ ９ アイスクリスタライザー（冷却固化手段） 12 固液分離器（冷却固化手段） 16 炭酸ガス分離手段 21 煙突 Ｘ 排ガスの除湿装置
Claims (4)
- 【請求項１】 液化天然ガスの燃焼排ガスを除湿用冷却
媒体と直接接触させて排ガス中の水分を凝縮し、循環水
として系内排出し、この排ガスを燃焼器導入前の液化天
然ガス冷熱との間で間接熱交換して炭酸ガス成分を固化
分離・系外排出するとともに、残余の低温化した排ガス
を除湿用冷媒回路に導き前記循環水を過冷却して氷結さ
せ、前記除湿用冷却媒体として再生し循環使用すること
を特徴とする排ガスの除湿方法。 - 【請求項２】 上記除湿用冷却媒体が過冷却した氷であ
る請求項１記載の排ガス中の炭酸ガス分離方法。 - 【請求項３】 液化天然ガスの燃焼排ガスの除湿装置で
あって、液化天然ガスの燃焼排ガスを除湿用冷却媒体と直接接触
させ、該排ガス中の水分を凝縮して除湿するための直接
冷却手段と、 直接冷却後に系内排出された凝縮水を循環水として受入
れて氷結させた後、固液分離するための冷却固化手段
と、 直接冷却後の除湿排ガスを受入れて燃焼器導入前の液化
天然ガス冷熱により間接熱交換処理し、該排ガス中の炭
酸ガス成分を固化又は液化分離するとともに、残余の低
温ガスを系内排出するための炭酸ガス分離手段を具備
し、 前記直接冷却手段及び冷却固化手段を配管により系統連
絡して前記循環水を前記除湿用冷却媒体として再生する
除湿用冷媒回路を構成するとともに、該除湿用冷媒回路
に前記残余の低温ガスを還流し、前記循環水の冷却用熱
源として使用するようにした ことを特徴とする炭酸ガス
の系統処理装置。 - 【請求項４】 直接冷却手段がアイス除湿装置であり、
冷却固化手段がアイスクリスタライザーと固液分離器で
あり、炭酸ガス分離手段が液化天然ガス冷熱の伝熱管路
を有するドライアイスサブリメータである請求項３記載
の排ガスの除湿装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6168967A JP2698967B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 排ガスの除湿方法及び除湿装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6168967A JP2698967B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 排ガスの除湿方法及び除湿装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0810552A JPH0810552A (ja) | 1996-01-16 |
| JP2698967B2 true JP2698967B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=15877894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6168967A Expired - Lifetime JP2698967B2 (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 排ガスの除湿方法及び除湿装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2698967B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005082492A1 (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-09 | The Chugoku Electric Power Co., Inc. | 排ガスから水分及び有害ガス成分を除去する方法及びシステム |
| BRPI0511781B1 (pt) * | 2004-06-02 | 2018-05-29 | Golden Triangle Enterprises Pty Ltd. | Dispositivo e método para recuperar hexafluoreto de enxofre de um grau reutilizável de uma fonte de gás potencialmente contaminada |
| US7824725B2 (en) | 2007-03-30 | 2010-11-02 | The Coca-Cola Company | Methods for extending the shelf life of partially solidified flowable compositions |
| FR2925954B1 (fr) * | 2007-12-27 | 2015-03-13 | Armines Ass Pour La Rech Et Le Dev Des Methodes Et Processus Ind | Systeme de refroidissement d'un melange psychrometrique par couplage d'une unite de condensation et d'une unite d'evaporation |
| CN101879379B (zh) * | 2010-07-12 | 2012-05-23 | 西安交通大学 | 一种溴化锂循环回收脱硫系统排气含水的系统及方法 |
-
1994
- 1994-06-27 JP JP6168967A patent/JP2698967B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0810552A (ja) | 1996-01-16 |
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| JP2007069058A5 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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