JP3025566B2 - 燃焼排ガスからｃｏ２を分離回収する方法 - Google Patents
燃焼排ガスからｃｏ２を分離回収する方法Info
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- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボイラー等の燃焼炉から
の燃焼排ガス中に含まれるＣＯ2 をＰＳＡ（圧力変動吸
着；Pressure SwingAdsorption ）装置等の分離精製装
置を用いて分離精製する方法に関するものである。
の燃焼排ガス中に含まれるＣＯ2 をＰＳＡ（圧力変動吸
着；Pressure SwingAdsorption ）装置等の分離精製装
置を用いて分離精製する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＣＯ2 は近年複合吹錬、食品、冷却向け
等に需要が着実に伸び、又将来的には超臨界ガス向け等
にも期待が高まってきている。現在回収されているＣＯ
2 はその炭酸ガス源を、石油化学、石油精製プラントオ
フガス、アンモニアプラントオフガス等に依存してい
る。また最近製鉄所内副生ガスの燃焼排ガスより、ＣＯ
2 を回収することも種々提案されてきている。この内Ｃ
Ｏ2 含有燃焼排ガスからＣＯ2 をＰＳＡ装置で分離精製
することは特開昭６１−１５７３２２号公報及び特開昭
６１−１６１１１６号公報で公知である。
等に需要が着実に伸び、又将来的には超臨界ガス向け等
にも期待が高まってきている。現在回収されているＣＯ
2 はその炭酸ガス源を、石油化学、石油精製プラントオ
フガス、アンモニアプラントオフガス等に依存してい
る。また最近製鉄所内副生ガスの燃焼排ガスより、ＣＯ
2 を回収することも種々提案されてきている。この内Ｃ
Ｏ2 含有燃焼排ガスからＣＯ2 をＰＳＡ装置で分離精製
することは特開昭６１−１５７３２２号公報及び特開昭
６１−１６１１１６号公報で公知である。
【０００３】本願発明は、かかる公知技術における特に
ボイラー等の燃焼炉からの燃焼排ガスからＣＯ2 を分離
精製する際、ボイラー等の燃焼炉に悪影響を与えないで
ＰＳＡ装置へ支障なく定量的に排ガスを安定供給する改
良方法に関するものである。
ボイラー等の燃焼炉からの燃焼排ガスからＣＯ2 を分離
精製する際、ボイラー等の燃焼炉に悪影響を与えないで
ＰＳＡ装置へ支障なく定量的に排ガスを安定供給する改
良方法に関するものである。
【０００４】通常ボイラー等からの燃焼排ガスは煙道方
向とＣＯ2 分離装置方向へ排ガス配管を分岐して煙突に
よる吸引圧力の強い煙道方向にだけ開閉弁を設けて、こ
の開閉弁の単独開閉操作でＣＯ2 分離装置方向への燃焼
排ガスの流量を制御するか、又はＣＯ2 分離装置方向に
も開閉弁を設けて両方の弁の開閉を逆作動させることに
よって、排ガスの流路を変更していたが、この場合前工
程のボイラー燃焼炉内の炉内圧力が大きく変動して、燃
焼バーナーが失火に至ったり、異常燃焼を起こしたりし
て燃焼炉の非常停止に至る場合が多く且つかかる排ガス
の流路変更に伴って燃焼排ガスのＣＯ2 分離装置方向へ
の流量も変動して定量制御が困難となっていた。
向とＣＯ2 分離装置方向へ排ガス配管を分岐して煙突に
よる吸引圧力の強い煙道方向にだけ開閉弁を設けて、こ
の開閉弁の単独開閉操作でＣＯ2 分離装置方向への燃焼
排ガスの流量を制御するか、又はＣＯ2 分離装置方向に
も開閉弁を設けて両方の弁の開閉を逆作動させることに
よって、排ガスの流路を変更していたが、この場合前工
程のボイラー燃焼炉内の炉内圧力が大きく変動して、燃
焼バーナーが失火に至ったり、異常燃焼を起こしたりし
て燃焼炉の非常停止に至る場合が多く且つかかる排ガス
の流路変更に伴って燃焼排ガスのＣＯ2 分離装置方向へ
の流量も変動して定量制御が困難となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本願発明の目的はかか
る燃焼排ガスの煙道方向とＣＯ2 分離装置方向への切替
に際して前工程の燃焼炉内の圧力変動を防止し且つ燃焼
排ガスの流量が変動してもＣＯ2 分離装置方向へのガス
の流量を安定制御することである。
る燃焼排ガスの煙道方向とＣＯ2 分離装置方向への切替
に際して前工程の燃焼炉内の圧力変動を防止し且つ燃焼
排ガスの流量が変動してもＣＯ2 分離装置方向へのガス
の流量を安定制御することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため種々検討した結果、分岐配管に設ける各
開閉弁の開閉速度を任意にコントロールすることによっ
て、ボイラー燃焼炉内の炉内圧力の急激な変動を防止で
き、しかも燃焼排ガスのＣＯ2 分離装置方向への流量制
御も安定して行うことのできる本発明方法を完成したも
のである。 即ち本発明は、１．燃焼炉等からの燃焼排ガス中に含ま
れるＣＯ2 を圧力変動吸着装置（ＰＳＡ装置）により分
離回収するに際し、排ガス配管を煙道方向とＣＯ2 分離
装置方向へ分岐してそれぞれの配管に開閉弁を設けて、
煙道方向からＣＯ2 分離装置方向へ排ガスを切替える
際、又はＣＯ2 分離装置方向から煙道方向に排ガスを切
替える際に、煙道方向の開閉弁の開閉速度がいずれもＣ
Ｏ2 分離装置方向開閉弁の開閉速度よりも遅くなるよう
に開閉速度に差を設けて切り替えてＣＯ2 分離装置方向
の圧力変動吸着装置（ＰＳＡ装置）へ供給することを特
徴とする燃焼排ガスからＣＯ2 を分離回収する方法、
を解決するため種々検討した結果、分岐配管に設ける各
開閉弁の開閉速度を任意にコントロールすることによっ
て、ボイラー燃焼炉内の炉内圧力の急激な変動を防止で
き、しかも燃焼排ガスのＣＯ2 分離装置方向への流量制
御も安定して行うことのできる本発明方法を完成したも
のである。 即ち本発明は、１．燃焼炉等からの燃焼排ガス中に含ま
れるＣＯ2 を圧力変動吸着装置（ＰＳＡ装置）により分
離回収するに際し、排ガス配管を煙道方向とＣＯ2 分離
装置方向へ分岐してそれぞれの配管に開閉弁を設けて、
煙道方向からＣＯ2 分離装置方向へ排ガスを切替える
際、又はＣＯ2 分離装置方向から煙道方向に排ガスを切
替える際に、煙道方向の開閉弁の開閉速度がいずれもＣ
Ｏ2 分離装置方向開閉弁の開閉速度よりも遅くなるよう
に開閉速度に差を設けて切り替えてＣＯ2 分離装置方向
の圧力変動吸着装置（ＰＳＡ装置）へ供給することを特
徴とする燃焼排ガスからＣＯ2 を分離回収する方法、
【０００７】２．ＣＯ2 分離装置方向への排ガスは一時
貯蔵ホルダーを経由してからブロワーにて抜き出し圧力
変動吸着装置（ＰＳＡ装置）へ供給することを特徴とす
る請求項１記載の燃焼排ガスからＣＯ2 を分離回収する
方法、 ３．一時貯蔵ホルダーはゴム製バルーン内蔵のクッショ
ンホルダーを使用する請求項２記載の燃焼排ガスからＣ
Ｏ2 を分離回収する方法、 ４．ＣＯ2 分離装置方向への排ガスを煙道方向とＣＯ2
分離装置方向へ分岐したそれぞれの配管の開閉弁のあと
の配管同士を連絡するバイパス配管に設けた流量調節弁
によって流量制御することを特徴とする請求項１記載の
燃焼排ガスからＣＯ2 を分離回収する方法、によってそ
の目的を達成できたものである。
貯蔵ホルダーを経由してからブロワーにて抜き出し圧力
変動吸着装置（ＰＳＡ装置）へ供給することを特徴とす
る請求項１記載の燃焼排ガスからＣＯ2 を分離回収する
方法、 ３．一時貯蔵ホルダーはゴム製バルーン内蔵のクッショ
ンホルダーを使用する請求項２記載の燃焼排ガスからＣ
Ｏ2 を分離回収する方法、 ４．ＣＯ2 分離装置方向への排ガスを煙道方向とＣＯ2
分離装置方向へ分岐したそれぞれの配管の開閉弁のあと
の配管同士を連絡するバイパス配管に設けた流量調節弁
によって流量制御することを特徴とする請求項１記載の
燃焼排ガスからＣＯ2 を分離回収する方法、によってそ
の目的を達成できたものである。
【０００８】以下本願発明の実施例である添付図面に従
って、詳細に説明する。１は燃料ガスであってとくに限
定するものではないが、石油化学、石油精製プラントオ
フガス等の他、製鉄所で副生する転炉ガス（ＬＤＧ）、
高炉ガス（ＢＦＧ）、コークス炉ガス（ＣＯＧ）、石灰
炉ガスその他が利用できるが、特に好ましいのは燃焼排
ガス中の炭酸ガス濃度の高い転炉ガス（ＬＤＧ）であ
る。２はボイラー等の燃焼炉であって、燃焼炉は蒸気発
生その他に利用される。３は排ガスクーラーであって、
ボイラー等の燃焼炉からの燃焼排ガスは、１５０℃以上
とかなり高温状態のため、ここで５０℃程度まで冷却す
る。冷却したあとの排ガス配管を煙道方向４とＣＯ2 分
離装置方向５へ分岐してそれぞれ配管にスピードコント
ローラー付き開閉弁６と７を設ける。
って、詳細に説明する。１は燃料ガスであってとくに限
定するものではないが、石油化学、石油精製プラントオ
フガス等の他、製鉄所で副生する転炉ガス（ＬＤＧ）、
高炉ガス（ＢＦＧ）、コークス炉ガス（ＣＯＧ）、石灰
炉ガスその他が利用できるが、特に好ましいのは燃焼排
ガス中の炭酸ガス濃度の高い転炉ガス（ＬＤＧ）であ
る。２はボイラー等の燃焼炉であって、燃焼炉は蒸気発
生その他に利用される。３は排ガスクーラーであって、
ボイラー等の燃焼炉からの燃焼排ガスは、１５０℃以上
とかなり高温状態のため、ここで５０℃程度まで冷却す
る。冷却したあとの排ガス配管を煙道方向４とＣＯ2 分
離装置方向５へ分岐してそれぞれ配管にスピードコント
ローラー付き開閉弁６と７を設ける。
【０００９】なお開閉弁６と７は、煙道方向４へ排気ガ
スを流している間はＣＯ2 分離装置方向５への排気ガス
は閉鎖状態であり、一方ＣＯ2 分離装置方向６へ排気ガ
スを流している間は、煙道方向４への排気ガスは閉鎖状
態になるように逆作動させて切り替えるものである。又
スピードコントローラー付き開閉弁６，７は、開閉弁の
開放又は閉鎖スピード（即ち全開又は全閉する迄の所要
時間）を電磁駆動式またはピストン駆動式によって任意
に調整できる開閉弁である。本発明方法においては、煙
道方向４への排気ガスラインに設ける開閉弁６の開閉ス
ピードをＣＯ2 分離装置方向５への排気ガスラインに設
ける開閉弁７の開閉スピードよりも遅くなるように維持
する。
スを流している間はＣＯ2 分離装置方向５への排気ガス
は閉鎖状態であり、一方ＣＯ2 分離装置方向６へ排気ガ
スを流している間は、煙道方向４への排気ガスは閉鎖状
態になるように逆作動させて切り替えるものである。又
スピードコントローラー付き開閉弁６，７は、開閉弁の
開放又は閉鎖スピード（即ち全開又は全閉する迄の所要
時間）を電磁駆動式またはピストン駆動式によって任意
に調整できる開閉弁である。本発明方法においては、煙
道方向４への排気ガスラインに設ける開閉弁６の開閉ス
ピードをＣＯ2 分離装置方向５への排気ガスラインに設
ける開閉弁７の開閉スピードよりも遅くなるように維持
する。
【００１０】好ましくは、ＣＯ2 分離装置方向５への排
気ガスラインに設ける開閉弁７の全開又は全閉までの所
要時間は、出来るだけ短時間の例えば５秒以内とするの
が望ましいのに対して、煙道方向４への排気ガスライン
に設ける開閉弁６の全開又は全閉までの所要時間は逆に
ゆっくりと例えば１５〜２０秒程度が望ましい。又排気
ガスラインを切替える際の両者の開閉弁の開閉起点は、
同時であっても良いが、好ましくはＣＯ2 分離装置方向
５への開閉弁の開閉起点を遅らせて開閉させるとよい。
例えば煙道方向４へ排気ガスを流している状態からＣＯ
2 分離装置方向５へ排気ガスを流す際は、両者の開閉弁
の開閉起点は同時であっても或いはずれてもこの際の煙
道方向の開閉弁６は時間をかけてゆっくり閉鎖させる
が、一方のＣＯ2 分離装置方向の開閉弁７は、それより
も短時間に開放させるものである。
気ガスラインに設ける開閉弁７の全開又は全閉までの所
要時間は、出来るだけ短時間の例えば５秒以内とするの
が望ましいのに対して、煙道方向４への排気ガスライン
に設ける開閉弁６の全開又は全閉までの所要時間は逆に
ゆっくりと例えば１５〜２０秒程度が望ましい。又排気
ガスラインを切替える際の両者の開閉弁の開閉起点は、
同時であっても良いが、好ましくはＣＯ2 分離装置方向
５への開閉弁の開閉起点を遅らせて開閉させるとよい。
例えば煙道方向４へ排気ガスを流している状態からＣＯ
2 分離装置方向５へ排気ガスを流す際は、両者の開閉弁
の開閉起点は同時であっても或いはずれてもこの際の煙
道方向の開閉弁６は時間をかけてゆっくり閉鎖させる
が、一方のＣＯ2 分離装置方向の開閉弁７は、それより
も短時間に開放させるものである。
【００１１】これはＣＯ2 分離装置方向の圧力が高いた
め短時間に開放させても、急激な流入は生じず、一方煙
道方向の開閉弁６を急激に閉鎖した場合は、ＣＯ2 分離
装置方向の圧力が高いためその背圧が直接ボイラーの燃
焼炉２内におよんでバーナーの燃焼状態に異常をきたす
こととなる。従って煙道方向の開閉弁６の閉鎖時間はＣ
Ｏ2 分離装置方向の開閉弁７よりも長時間かけてなめら
かにＣＯ2 分離装置方向への流動を生じさせる必要があ
る。次にＣＯ2 分離装置方向５へ排気ガスを流してる状
態から煙道方向４へ排気ガスを切り換える際は、流動シ
ョックを減じるために、両者の開閉弁の開閉起点はずら
すのが望ましい。即ち煙道方向の開閉弁６の開放起点を
先にして所定時間経過後にＣＯ2 分離装置方向の開閉弁
を短時間に閉鎖し始めて、両者が同時に完全に開閉を完
了するように自動タイマー操作することが好ましい。
め短時間に開放させても、急激な流入は生じず、一方煙
道方向の開閉弁６を急激に閉鎖した場合は、ＣＯ2 分離
装置方向の圧力が高いためその背圧が直接ボイラーの燃
焼炉２内におよんでバーナーの燃焼状態に異常をきたす
こととなる。従って煙道方向の開閉弁６の閉鎖時間はＣ
Ｏ2 分離装置方向の開閉弁７よりも長時間かけてなめら
かにＣＯ2 分離装置方向への流動を生じさせる必要があ
る。次にＣＯ2 分離装置方向５へ排気ガスを流してる状
態から煙道方向４へ排気ガスを切り換える際は、流動シ
ョックを減じるために、両者の開閉弁の開閉起点はずら
すのが望ましい。即ち煙道方向の開閉弁６の開放起点を
先にして所定時間経過後にＣＯ2 分離装置方向の開閉弁
を短時間に閉鎖し始めて、両者が同時に完全に開閉を完
了するように自動タイマー操作することが好ましい。
【００１２】この理由はＣＯ2 分離装置方向の開閉弁を
切替え開始と同時に短時間に閉鎖すると煙道方向の開閉
弁６がまだ完全に開放されていない上に、ＣＯ2 分離装
置方向の圧力が高いためにその背圧がボイラー燃焼炉２
に生じてバーナーの燃焼状態に異常をきたすためであ
る。又本願発明では、ＣＯ2 分離装置方向５への排気ガ
スラインの先端部は後述するＰＳＡ装置１４，１５に接
続されるが、排気ガスの取り込み量を可能な限り定量状
態に保持する為には、煙道方向とＣＯ2 分離装置方向へ
分岐したそれぞれの配管の開閉弁のあとの配管同士をバ
イパス配管８で連絡し且つ、該バイパス配管８にはＣＯ
2 分離装置方向への排ガス流量を定量状態に維持調節す
るために配管ラインの流量計が９′からの信号で調節さ
れる流量調節弁９を設けて流量制御を行うようにするの
が望ましい。１０は排ガス冷却器であり、１１はガス脱
湿装置でありここでも可能な限り含有水分を凝縮して取
り除くようにする。
切替え開始と同時に短時間に閉鎖すると煙道方向の開閉
弁６がまだ完全に開放されていない上に、ＣＯ2 分離装
置方向の圧力が高いためにその背圧がボイラー燃焼炉２
に生じてバーナーの燃焼状態に異常をきたすためであ
る。又本願発明では、ＣＯ2 分離装置方向５への排気ガ
スラインの先端部は後述するＰＳＡ装置１４，１５に接
続されるが、排気ガスの取り込み量を可能な限り定量状
態に保持する為には、煙道方向とＣＯ2 分離装置方向へ
分岐したそれぞれの配管の開閉弁のあとの配管同士をバ
イパス配管８で連絡し且つ、該バイパス配管８にはＣＯ
2 分離装置方向への排ガス流量を定量状態に維持調節す
るために配管ラインの流量計が９′からの信号で調節さ
れる流量調節弁９を設けて流量制御を行うようにするの
が望ましい。１０は排ガス冷却器であり、１１はガス脱
湿装置でありここでも可能な限り含有水分を凝縮して取
り除くようにする。
【００１３】本願発明においては、排気ガスをブロワー
１３からＰＳＡ装置１４，１５へ供給する際、ブロワー
の吸入側に一時貯蔵ホルダー１２を設ける。一時貯蔵ホ
ルダーは、ＰＳＡ装置１４，１５への排気ガス供給（吸
着工程）が間歇的になるため、その要求される条件とし
てその変動分を吸収し得る容量と定圧式で設備に圧力変
動を生じさせないものであれば特に限定するものではな
い。特にＰＳＡタイムサイクルに連動して動く為、速い
動作が可能で、多数回の動作に対しての耐久性等が求め
られるが、これらを満足するものとしてゴム製バルーン
内蔵のクッションホルダーが効果的である。ゴム製バル
ーン内蔵のクッションホルダー１２は、特にＰＳＡタイ
ムサイクルに連動して流量が変動する場合だけでなく、
煙道方向とＣＯ2 分離装置方向の開閉弁を切り換える際
の流動変動をも吸収させることを目的としており、例え
ば流入量が流出量よりも多い場合はゴム製バルーンが膨
脹してその流量の差異分を吸収し、逆に流入量が流出量
よりも少ない場合はゴム製バルーンが収縮してその差異
分を吸収し圧力変動を生じさせない効果を生じる。
１３からＰＳＡ装置１４，１５へ供給する際、ブロワー
の吸入側に一時貯蔵ホルダー１２を設ける。一時貯蔵ホ
ルダーは、ＰＳＡ装置１４，１５への排気ガス供給（吸
着工程）が間歇的になるため、その要求される条件とし
てその変動分を吸収し得る容量と定圧式で設備に圧力変
動を生じさせないものであれば特に限定するものではな
い。特にＰＳＡタイムサイクルに連動して動く為、速い
動作が可能で、多数回の動作に対しての耐久性等が求め
られるが、これらを満足するものとしてゴム製バルーン
内蔵のクッションホルダーが効果的である。ゴム製バル
ーン内蔵のクッションホルダー１２は、特にＰＳＡタイ
ムサイクルに連動して流量が変動する場合だけでなく、
煙道方向とＣＯ2 分離装置方向の開閉弁を切り換える際
の流動変動をも吸収させることを目的としており、例え
ば流入量が流出量よりも多い場合はゴム製バルーンが膨
脹してその流量の差異分を吸収し、逆に流入量が流出量
よりも少ない場合はゴム製バルーンが収縮してその差異
分を吸収し圧力変動を生じさせない効果を生じる。
【００１４】ボイラー燃焼炉出口からの排ガスラインか
ら分岐させた排ガスは圧力変動吸着法（ＰＳＡ方法）に
よるＣＯ2 分離装置で処理されるがこの場合のＰＳＡ方
法は前記した特開昭６１−１５７３２２号公報に記載さ
れているＣＯ2 ／ＰＳＡプロセスの方法を利用できる。
即ちＣＯ2 ／ＰＳＡプロセスの原理は、一般的には、
Ａ，Ｂ二塔方式による交互切替え方式により、片方のＡ
塔１４が常圧吸着している間に他方のＢ塔１５が真空ポ
ンプ１６によって真空脱着させるタイプの圧力変動吸着
装置（ＰＳＡ装置）であり、各塔１４と１５には活性炭
等を吸着剤として充填されたものが使用できる。この際
Ａ塔で真空脱着をおこなっている間に、Ｂ塔１５では、
昇圧−吸着−洗浄のタイムスケジュールに従い、Ａ塔１
４で脱着が完了するとＢ塔１５を真空脱着に切り換え連
続的に真空脱着を継続し、同時にＡ塔１４では、昇圧−
吸着−洗浄を行わせ、次の真空脱着に備えるものであ
る。
ら分岐させた排ガスは圧力変動吸着法（ＰＳＡ方法）に
よるＣＯ2 分離装置で処理されるがこの場合のＰＳＡ方
法は前記した特開昭６１−１５７３２２号公報に記載さ
れているＣＯ2 ／ＰＳＡプロセスの方法を利用できる。
即ちＣＯ2 ／ＰＳＡプロセスの原理は、一般的には、
Ａ，Ｂ二塔方式による交互切替え方式により、片方のＡ
塔１４が常圧吸着している間に他方のＢ塔１５が真空ポ
ンプ１６によって真空脱着させるタイプの圧力変動吸着
装置（ＰＳＡ装置）であり、各塔１４と１５には活性炭
等を吸着剤として充填されたものが使用できる。この際
Ａ塔で真空脱着をおこなっている間に、Ｂ塔１５では、
昇圧−吸着−洗浄のタイムスケジュールに従い、Ａ塔１
４で脱着が完了するとＢ塔１５を真空脱着に切り換え連
続的に真空脱着を継続し、同時にＡ塔１４では、昇圧−
吸着−洗浄を行わせ、次の真空脱着に備えるものであ
る。
【００１５】従ってＰＳＡ装置での吸着操作は間歇的に
なるので、その際のガス流量変動分は、前記したゴム製
バルーン内蔵のクッションホルダー１２で吸収させるも
のである。なお洗浄は製品ＣＯ2 の純度を上げる為に、
製品ＣＯ2 の一部を用いて共吸着成分（Ｎ2 ）を洗浄
（パージ）するものである。真空脱着で分離された製品
ＣＯ2 は適宜中間ホルダー１７で一次貯蔵された後、コ
ンプレッサー１８で昇圧されたあと液化精製装置１９に
て、Ｎ2 等の不純物を蒸留分離方式等で分離し更に純度
を高めて製品ＣＯ2 を得ることができる。
なるので、その際のガス流量変動分は、前記したゴム製
バルーン内蔵のクッションホルダー１２で吸収させるも
のである。なお洗浄は製品ＣＯ2 の純度を上げる為に、
製品ＣＯ2 の一部を用いて共吸着成分（Ｎ2 ）を洗浄
（パージ）するものである。真空脱着で分離された製品
ＣＯ2 は適宜中間ホルダー１７で一次貯蔵された後、コ
ンプレッサー１８で昇圧されたあと液化精製装置１９に
て、Ｎ2 等の不純物を蒸留分離方式等で分離し更に純度
を高めて製品ＣＯ2 を得ることができる。
【００１６】
【作用】本願発明は煙道方向の開閉弁の開放速度と閉鎖
速度のいずれもＣＯ2 分離装置方向開閉弁のものよりも
遅くなるように開閉速度に差を設けることによって、圧
力の高い状態にあるＣＯ2 分離装置方向と逆に煙突によ
る排気ガス吸引効果で、圧力が低くなっている煙道方向
が同時に切り替わった場合の瞬間の圧力ショックが緩和
される結果、前工程の燃焼炉炉内の急激な圧力変動を防
止することができる。又分岐したそれぞれの配管の開閉
弁のあとの配管同士をバイパス配管で連絡し且つ、該バ
イパス配管にはＣＯ2 分離装置方向への排ガス流量を定
量状態に維持調節する流量調節弁が設けられているの
で、ボイラーでの燃焼排ガス量に流量変動が生じた場合
でも、ＰＳＡ装置への排ガス取り込み量は、常時定量状
態を維持することができる。又ブロワーの吸入側に一時
貯蔵ホルダー特に望ましくはゴム製バルーン内蔵のクッ
ションホルダーを設けているので、ＰＳＡ装置での間歇
的な吸着操作で一時的に流量が変動しても排ガスライン
の圧力変動がほとんどなく、安定してＰＳＡ装置に供給
できる等の顕著な効果を発揮する。
速度のいずれもＣＯ2 分離装置方向開閉弁のものよりも
遅くなるように開閉速度に差を設けることによって、圧
力の高い状態にあるＣＯ2 分離装置方向と逆に煙突によ
る排気ガス吸引効果で、圧力が低くなっている煙道方向
が同時に切り替わった場合の瞬間の圧力ショックが緩和
される結果、前工程の燃焼炉炉内の急激な圧力変動を防
止することができる。又分岐したそれぞれの配管の開閉
弁のあとの配管同士をバイパス配管で連絡し且つ、該バ
イパス配管にはＣＯ2 分離装置方向への排ガス流量を定
量状態に維持調節する流量調節弁が設けられているの
で、ボイラーでの燃焼排ガス量に流量変動が生じた場合
でも、ＰＳＡ装置への排ガス取り込み量は、常時定量状
態を維持することができる。又ブロワーの吸入側に一時
貯蔵ホルダー特に望ましくはゴム製バルーン内蔵のクッ
ションホルダーを設けているので、ＰＳＡ装置での間歇
的な吸着操作で一時的に流量が変動しても排ガスライン
の圧力変動がほとんどなく、安定してＰＳＡ装置に供給
できる等の顕著な効果を発揮する。
【００１７】
【実施例】以下に実施例により、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこの実施例によって何等限定され
るものではない。図１に示すフローシートに従った本発
明の具体的実施例を説明する。転炉ガスを燃料としてボ
イラー燃焼炉２で生じたＣＯ2 含有量が３３Vol ％の燃
焼排ガス１９４００Ｎｍ3 ／ｈをクーラー３にて１７０
℃から４５℃まで冷却した後、図１に示すフローシート
に従って燃焼排ガスを処理した。排ガス配管は煙道方向
４とＣＯ2 分離装置方向５へ同一サイズ７５０Ａで分岐
してそれぞれの配管にエアーシリンダーにて開閉操作さ
れるスピードコントローラー付き開閉弁６と７を設け且
つ各分岐配管は２５０Ａサイズのバイパス管８で連絡し
自動調節弁９にてＣＯ2 分離装置方向への流量を一定に
なるように制御した。当初煙道方向４へ流していた燃焼
排ガスをＣＯ2 分離装置方向５へ切り換えるに際して、
開閉弁６と７を同時に作動させて３秒間で切り換えたと
ころ、燃焼排ガスが急激に減少し同時にボイラー燃焼炉
内の圧力２００mmAqが急激に４００mmAqに異常に上昇し
てバーナーの失火トリップを生じた。
説明するが、本発明はこの実施例によって何等限定され
るものではない。図１に示すフローシートに従った本発
明の具体的実施例を説明する。転炉ガスを燃料としてボ
イラー燃焼炉２で生じたＣＯ2 含有量が３３Vol ％の燃
焼排ガス１９４００Ｎｍ3 ／ｈをクーラー３にて１７０
℃から４５℃まで冷却した後、図１に示すフローシート
に従って燃焼排ガスを処理した。排ガス配管は煙道方向
４とＣＯ2 分離装置方向５へ同一サイズ７５０Ａで分岐
してそれぞれの配管にエアーシリンダーにて開閉操作さ
れるスピードコントローラー付き開閉弁６と７を設け且
つ各分岐配管は２５０Ａサイズのバイパス管８で連絡し
自動調節弁９にてＣＯ2 分離装置方向への流量を一定に
なるように制御した。当初煙道方向４へ流していた燃焼
排ガスをＣＯ2 分離装置方向５へ切り換えるに際して、
開閉弁６と７を同時に作動させて３秒間で切り換えたと
ころ、燃焼排ガスが急激に減少し同時にボイラー燃焼炉
内の圧力２００mmAqが急激に４００mmAqに異常に上昇し
てバーナーの失火トリップを生じた。
【００１８】そこで、煙道方向の開閉弁６の閉鎖スピー
ドを遅くして全閉するようにしたところ燃焼排ガス量は
変らずボイラー燃焼炉内の圧力がゆっくり上昇し燃焼状
態に変化なくバーナーの失火トリップを生じることもな
く、完全に切り換えた時点で、炉内の圧力は４００mmAq
前後で安定した。開閉弁６の閉鎖スピードは全閉するま
で、少なくとも１５秒以上好ましくは２０秒前後がもっ
とも安定させることが分かった。なお逆に煙道方向の開
閉弁６を開放する場合には、煙道方向の開閉弁６を先に
開放しはじめ、その途中からＣＯ2 分離装置方向の開閉
弁を閉じはじめ、同時に終了するよう、煙道方向の開放
スピードを閉鎖スピードと同様にゆっくりと切り替えを
行うことによってボイラー燃焼炉内の圧力を安定できる
ことが分かった。ＣＯ2 分離装置方向へ切り替えた後の
燃焼排ガスはガス冷却器１０及びガス脱湿装置を経由さ
せてから流量計で一定流量になるようにバイパス管８の
自動調節弁９にて制御されつつゴム製クッションホルダ
ー１２へ一時貯蔵した後ブロワー１３にて７００mmAqに
昇圧してから、間歇的にＰＳＡ装置のＡ塔とＢ塔に切り
替え供給して、燃焼排ガス中のＣＯ2 を吸着させると同
時に吸着されないガスはスタックへ排気させた。上記実
施例では、排ガスを煙道方向とＣＯ2 分離装置方向とに
切替を行ってもボイラー等の燃焼炉に悪影響を与えるこ
とがなく、ＰＳＡ装置での間歇的な吸着操作で一時的に
流量が変動しても排ガスラインの圧力変動がほとんどな
く、安定してＰＳＡ装置に供給できＣＯ2 の分離精製装
置の長期安定運転を継続できた。
ドを遅くして全閉するようにしたところ燃焼排ガス量は
変らずボイラー燃焼炉内の圧力がゆっくり上昇し燃焼状
態に変化なくバーナーの失火トリップを生じることもな
く、完全に切り換えた時点で、炉内の圧力は４００mmAq
前後で安定した。開閉弁６の閉鎖スピードは全閉するま
で、少なくとも１５秒以上好ましくは２０秒前後がもっ
とも安定させることが分かった。なお逆に煙道方向の開
閉弁６を開放する場合には、煙道方向の開閉弁６を先に
開放しはじめ、その途中からＣＯ2 分離装置方向の開閉
弁を閉じはじめ、同時に終了するよう、煙道方向の開放
スピードを閉鎖スピードと同様にゆっくりと切り替えを
行うことによってボイラー燃焼炉内の圧力を安定できる
ことが分かった。ＣＯ2 分離装置方向へ切り替えた後の
燃焼排ガスはガス冷却器１０及びガス脱湿装置を経由さ
せてから流量計で一定流量になるようにバイパス管８の
自動調節弁９にて制御されつつゴム製クッションホルダ
ー１２へ一時貯蔵した後ブロワー１３にて７００mmAqに
昇圧してから、間歇的にＰＳＡ装置のＡ塔とＢ塔に切り
替え供給して、燃焼排ガス中のＣＯ2 を吸着させると同
時に吸着されないガスはスタックへ排気させた。上記実
施例では、排ガスを煙道方向とＣＯ2 分離装置方向とに
切替を行ってもボイラー等の燃焼炉に悪影響を与えるこ
とがなく、ＰＳＡ装置での間歇的な吸着操作で一時的に
流量が変動しても排ガスラインの圧力変動がほとんどな
く、安定してＰＳＡ装置に供給できＣＯ2 の分離精製装
置の長期安定運転を継続できた。
【００１９】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明方法によれ
ば、ボイラー等の燃焼炉からの燃焼排ガスからＣＯ2 を
分離精製する際、排ガスを煙道方向とＣＯ2 分離装置方
向とに切替を行ってもボイラー等の燃焼炉の燃焼に悪影
響を与えないでＰＳＡ装置へ支障なく定量的に排ガスを
安定供給することができるため、液化ＣＯ2 製造装置を
生産性良く運転することができる。
ば、ボイラー等の燃焼炉からの燃焼排ガスからＣＯ2 を
分離精製する際、排ガスを煙道方向とＣＯ2 分離装置方
向とに切替を行ってもボイラー等の燃焼炉の燃焼に悪影
響を与えないでＰＳＡ装置へ支障なく定量的に排ガスを
安定供給することができるため、液化ＣＯ2 製造装置を
生産性良く運転することができる。
【図１】燃焼炉等からの燃焼排ガス中に含まれるＣＯ2
を圧力変動吸着装置（ＰＳＡ装置）により分離回収する
本発明方法を説明するためのフローダイアグラムであ
る。
を圧力変動吸着装置（ＰＳＡ装置）により分離回収する
本発明方法を説明するためのフローダイアグラムであ
る。
１ 燃料ガス ２ 燃焼炉 ３ 排ガスクーラー ４ 煙道方向 ５ ＣＯ2 分離方向 ６，７ スピードコントローラー付き開閉弁 ８ バイパス配管 ９ 流量調節弁 １０ 原料ガス冷却器 １１ 原料ガス脱湿装置 １２ クッションホルダー １３ ブロワー １４，１５ ＰＳＡ装置 １６ 真空ポンプ １７ 中間ホルダー １８ コンプレッサー １９ 液化精製装置 ２０ 製品ＣＯ２
フロントページの続き (72)発明者 上野山 清 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製鐵株式会社機械プラント事業部 内 (72)発明者 若村 修 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製鐵株式会社機械プラント事業部 内 (72)発明者 森山 武光 千葉県君津市久保３−９−15 審査官 森 健一 (56)参考文献 特開 平２−9414（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−229611（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/04
Claims (4)
- 【請求項１】 燃焼炉等からの燃焼排ガス中に含まれる
ＣＯ2 を圧力変動吸着装置（ＰＳＡ装置）により分離回
収するに際し、排ガス配管を煙道方向とＣＯ2 分離装置
方向へ分岐してそれぞれの配管に開閉弁を設けて、煙道
方向からＣＯ2 分離装置方向へ排ガスを切替える際、又
はＣＯ2 分離装置方向から煙道方向に排ガスを切替える
際に、煙道方向の開閉弁の開閉速度がいずれもＣＯ2 分
離装置方向開閉弁の開閉速度よりも遅くなるように開閉
速度に差を設けて切り替えてＣＯ2 分離装置方向の圧力
変動吸着装置（ＰＳＡ装置）へ供給することを特徴とす
る燃焼排ガスからＣＯ2 を分離回収する方法。 - 【請求項２】 ＣＯ2 分離装置方向への排ガスは一時貯
蔵ホルダーを経由してからブロワーにて抜き出し圧力変
動吸着装置（ＰＳＡ装置）へ供給することを特徴とする
請求項１記載の燃焼排ガスからＣＯ2 を分離回収する方
法。 - 【請求項３】 一時貯蔵ホルダーはゴム製バルーン内蔵
のクッションホルダーを使用する請求項２記載の燃焼排
ガスからＣＯ2 を分離回収する方法。 - 【請求項４】 ＣＯ2 分離装置方向への排ガスを、煙道
方向とＣＯ2 分離装置方向へ分岐したそれぞれの配管の
開閉弁のあとの配管同士を連絡するバイパス配管に設け
た流量調節弁によって流量制御することを特徴とする請
求項１記載の燃焼排ガスからＣＯ2 を分離回収する方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03317443A JP3025566B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 燃焼排ガスからｃｏ２を分離回収する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03317443A JP3025566B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 燃焼排ガスからｃｏ２を分離回収する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05123524A JPH05123524A (ja) | 1993-05-21 |
| JP3025566B2 true JP3025566B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=18088279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03317443A Expired - Fee Related JP3025566B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 燃焼排ガスからｃｏ２を分離回収する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3025566B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210020464A1 (en) * | 2019-07-19 | 2021-01-21 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus, control method, and computer-readable storage medium |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006037320A1 (en) * | 2004-10-08 | 2006-04-13 | Union Engineering A/S | Method for recovery of carbon dioxide from a gas |
| KR100914887B1 (ko) | 2007-11-09 | 2009-08-31 | 한국에너지기술연구원 | 건식흡수제를 이용한 ｃｏ₂회수시스템의 경사진재생반응기 |
| JP5498661B2 (ja) * | 2008-03-18 | 2014-05-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉ガスの分離方法 |
| JP5647388B2 (ja) * | 2008-03-19 | 2014-12-24 | 住友精化株式会社 | 高炉ガスの分離方法、および高炉ガスの分離装置 |
| JP5241770B2 (ja) * | 2010-05-31 | 2013-07-17 | 株式会社東洋製作所 | ドライアイス製造過程における炭酸ガス回収装置 |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP03317443A patent/JP3025566B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210020464A1 (en) * | 2019-07-19 | 2021-01-21 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus, control method, and computer-readable storage medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05123524A (ja) | 1993-05-21 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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