JP3426685B2 - Method for removing carbon dioxide in flue gas - Google Patents

Method for removing carbon dioxide in flue gas

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JP3426685B2
JP3426685B2 JP03826794A JP3826794A JP3426685B2 JP 3426685 B2 JP3426685 B2 JP 3426685B2 JP 03826794 A JP03826794 A JP 03826794A JP 3826794 A JP3826794 A JP 3826794A JP 3426685 B2 JP3426685 B2 JP 3426685B2
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absorbent
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は燃焼排ガス中に含まれる
CO2 (二酸化炭素)を除去する方法に関し、さらに詳
しくは、特定のアミノ酸金属塩と特定のアミン化合物の
混合水溶液を用いて、大気圧下の燃焼排ガス中のCO2
を除去する方法に関する。 【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、CO2 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。CO2
の発生源としては、化石燃料を燃焼させるあらゆる人間
の活動分野におよび、その排出抑制への要求が一層強ま
る傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火
力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排
ガスをアルカノールアミン水溶液等と接触させ、燃焼排
ガス中のCO2 を除去し、回収する方法及び回収された
CO2 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】アルカノールアミンとしてはモノエタノー
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などをあげることができる
が、通常モノエタノールアミン(MEA)が好んで用い
られる。しかし、MEAに代表される上記のようなアル
カノールアミン水溶液を燃焼排ガス中のCO2 を吸収・
除去する吸収剤として用いても、所定濃度のアミン水溶
液の所定量当たりのCO2 の吸収量、所定濃度のアミン
水溶液の単位アミンモル当たりのCO2 吸収量、所定濃
度におけるCO2 の吸収速度、さらには吸収後のアルカ
ノールアミン水溶液の再生に要する熱エネルギなどに照
らして、必ずしも満足のできるものではない。 【0004】ところで、各種混合ガスからアミン化合物
等を用いて酸性ガスを分離する技術は数多く知られてい
る。特開昭53−100180号公報には、(1)環の
一部分であって、かつ第二炭素原子もしくは第三炭素原
子のどちらかに結合された少なくとも1個の第二アミノ
基、または第三炭素原子に結合された第一アミノ基を含
有する立体障害アミン少なくとも50モル%と、第三ア
ミノアルコール少なくとも約10モル%とよりなるアミ
ン混合物及び(2)酸性ガスに対する物理的吸収剤であ
る前記アミン混合物用の溶媒からなるアミン−溶媒液体
吸収剤に通常ガス状の混合物を接触させることからなる
酸性ガスの除去法が記載されている。立体障害アミンと
しては2−ピペリジンエタノールすなわち、〔2−(2
−ヒドロキシエチル)−ピペリジン〕及び3−アミノ−
3−メチル−1−ブタノールなどが、第三アミノアルコ
ールとしては3−ジメチルアミノ−1−プロパノールな
どが、また溶媒としては25重量%までの水を含んでも
よいスルホキシド化合物などが、さらに処理ガスの例と
しては同公報に高濃度の二酸化炭素及び硫化水素、例え
ば35%のCO2及び10〜12%のH2 Sを有する通
常ガス状の混合物が例示され、また実施例にはCO2
のものが使用されている。 【0005】特開昭61−71819号公報には、立体
障害アミン及びスルホランなどの非水溶媒を含む酸性ガ
ススクラッピング用組成物が記載されている。立体障害
第一モノアミノアルコールとして2−アミノ−2−メチ
ル−1−プロパノール(AMP)などが例示され、また
用いられている。実施例では、処理されるガスとしては
CO2 と窒素、CO2 とヘリウムが用いられている。ま
た、吸収剤としてはアミンと炭酸カリの水溶液なども使
用されている。さらに水の使用についても記載されてい
る。さらに本公報にはCO2 の吸収に対し、立体障害ア
ミンの有利性を反応式を用いて説明している。 【0006】ケミカルエンジニアリングサイエンス( C
hemical Engineering Science ) ,41巻,4号,99
7〜1003頁には、ヒンダードアミンである2−アミ
ノ−2−メチル−1−プロパノール(AMP)水溶液の
炭酸ガス吸収挙動が開示されている。吸収させるガスと
しては大気圧のCO2 及びCO2 と窒素の混合物が用い
られている。 【0007】ケミカルエンジニアリングサイエンス( C
hemical Engineering Science ) ,41巻,2号,40
5〜408頁には、常温付近において、AMPのような
ヒンダードアミンとMEAのような直鎖アミンの各水溶
液のCO2 やH2 Sに対する吸収速度が報告されてい
る。これによるとCO2 の分圧が1atmの場合、水溶
液濃度0.1〜0.3Mで両者に大差はない。しかし、
濃度0.1Mの水溶液を用い、CO2 分圧を1、0.
5、0.05atmと低下させると、0.05atmで
はAMPはMEAよりも吸収速度が大きく低下してい
る。 【0008】米国特許3,622,267号明細書に
は、メチルジエタノールアミン及びモノエチルモノエタ
ノールアミンを含有する水性混合物を用い、原油などの
部分酸化ガスなどの合成ガスに含まれる高分圧のC
2 、例えば40気圧の30%CO 2 含有合成ガスを精
製する技術が開示されている。 【0009】ドイツ公開特許1,542,415号公報
には、CO2 、H2 S、COSの吸収速度の向上のため
モノアルキルアルカノールアミンなどを物理または化学
吸収剤に添加する技術が開示されている。同様にドイツ
公開特許1,904,428号公報には、モノメチルエ
タノールアミンがメチルジエタノールアミンの吸収速度
を向上させる目的で添加される技術が開示されている。 【0010】米国特許4,336,233号明細書に
は、天然ガス、合成ガス、ガス化石炭ガスの精製にピペ
ラジンの0.81〜1.3モル/リットル水溶液が洗浄
液として、またピペラジンがメチルジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノ
メチルエタノールアミンなどの溶媒と共に水溶液で洗浄
液として使用される技術が開示されている。 【0011】同様に特開昭52−63171号公報に
は、第三級アルカノールアミン、モノアルキルアルカノ
ールアミンなどにピペラジンまたはヒドロキシエチルピ
ペラジンなどのピペラジン誘導体を促進剤として加えた
CO2 吸収剤が開示されている。またこれらとは別に、
本発明で用いる一般式〔1〕で表されるアミノ酸金属塩
の水溶液を燃焼排ガスのCO2 回収に用いたり、あるい
はCO2 及びH2 Sを含む合成ガスなどからH2 Sのみ
を選択的回収するために用いる技術が既に知られてい
る。 【0012】 【発明が解決しようとする課題】前述のように燃焼排ガ
スからCO2 を効率よく、除去する方法が望まれてい
る。特に、一定濃度のCO2 吸収剤を含む水溶液で燃焼
排ガスを処理する場合、吸収剤単位モル当たりのCO2
吸収量、水溶液の単位体積当たりのCO2 の吸収量及び
吸収速度の大きい吸収剤を選択することが当面の大きな
課題である。さらにはCO2 の吸収後、CO2 を分離し
吸収液を再生させる際に必要な熱エネルギの少ない吸収
剤が望まれる。とりわけCO2 の吸収能力は大きいにも
拘らず、吸収速度が小さい吸収剤の吸収速度を改善する
ことが望まれる。 【0013】 【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題に
鑑み、燃焼排ガス中のCO2 を除去する際に用いられる
吸収剤について鋭意検討した結果、特定のアミノ酸金属
塩に比較的少量の特定のアミン化合物を混合して用いる
ことにより、アミノ酸金属塩の吸収速度を改善する上で
特に有効であるとの知見を得て、本発明を完成させるこ
とができた。 【0014】すなわち本発明は、ジメチルアミノ酢酸カ
リウム(X)100重量部とピペラジン(Y)1〜10
重量部の混合水溶液と大気圧下の燃焼排ガスとを接触さ
せて、前記燃焼排ガス中のCO2 を除去する方法に関す
る。 【0015】 【作用】本発明で用いられるアミノ酸金属塩はジメチル
アミノ酢酸カリウム(X)であり、ジメチルアミノ酢酸
カリウム(X)と共に用いられるのはピペラジン(Y)
である。 【0016】ジメチルアミノ酢酸カリウム(X)とピペ
ラジン(Y)の混合割合はジメチルアミノ酢酸カリウム
(X)100重量部に対し、ピペラジン(Y)が1〜1
0重量部の範囲である。燃焼排ガス中のCO2 の吸収液
として使用するジメチルアミノ酢酸カリウム(X)とピ
ペラジン(Y)の混合水溶液(以下「吸収液」とも称
す)中のジメチルアミノ酢酸カリウム(X)の濃度は通
常15〜65重量%である。また、燃焼排ガスとの接触
時の混合水溶液の温度は通常30〜70℃の範囲であ
る。また本発明で用いる混合水溶液には、必要に応じて
腐蝕防止剤などが加えられる。さらに本発明における大
気圧下とは燃焼排ガスを供給するためブロワなどを作用
させる程度の大気圧近傍の圧力範囲は含まれるものであ
る。 【0017】本発明の燃焼排ガス中のCO2 を除去する
方法で採用できるプロセスは、特に限定されないが、そ
の一例について図1によって説明する。図1では主要設
備のみ示し、付属設備は省略した。図1において、1は
脱CO2 塔、2は下部充填部、3は上部充填部またはト
レイ、4は脱CO2 塔燃焼排ガス供給口、5は脱CO2
燃焼排ガス排出口、6は吸収液供給口、7はノズル、8
は必要に応じて設けられる燃焼排ガス冷却器、9はノズ
ル、10は充填部、11は加湿冷却水循環ポンプ、12
は補給水供給ライン、13はCO2 を吸収した吸収液排
出ポンプ、14は熱交換器、15は吸収液再生(以下、
「再生」とも略称)塔、16はノズル、17は下部充填
部、18は再生加熱器(リボイラ)、19は上部充填
部、20は還流水ポンプ、21はCO2分離器、22は
回収CO2 排出ライン、23は再生塔還流冷却器、24
はノズル、25は再生塔還流水供給ライン、26は燃焼
排ガス供給ブロワ、27は冷却器、28は再生塔還流水
供給口である。 【0018】図1において、燃焼排ガスは燃焼排ガス供
給ブロワ26により燃焼排ガス冷却器8に押込められ、
ノズル9からの加湿冷却水と充填部10で接触し、加湿
冷却され、脱CO2 塔燃焼排ガス供給口4を通って脱C
2 塔1へ導かれる。燃焼排ガスと接触した加湿冷却水
は燃焼排ガス冷却器8の下部に溜り、ポンプ11により
ノズル9へ循環使用される。加湿冷却水は燃焼排ガスを
加湿冷却することにより徐々に失われるので、補給水供
給ライン12により補充される。燃焼排ガスを加湿冷却
の状態より、さらに冷却する場合は加湿冷却循環ポンプ
11とノズル9との間に熱交換器を置き、加湿冷却水を
冷却して燃焼排ガス冷却器8に供給することにより可能
となる。 【0019】脱CO2 塔1に押し込められた燃焼排ガス
はノズル7から供給される一定濃度の吸収液と充填部2
で向流接触させられ、燃焼排ガス中のCO2 は吸収液に
より吸収除去され、脱CO2 燃焼排ガスは上部充填部3
へと向う。脱CO2 塔1に供給される吸収液はCO2
吸収し、その吸収による反応熱のため、通常供給口6に
おける温度よりも高温となり、CO2 を吸収した吸収液
排出ポンプ13により熱交換器14に送られて加熱され
吸収液再生塔5へ導かれる。再生された吸収液の温度調
節は熱交換器14あるいは必要に応じて熱交換器14と
吸収液供給口6の間に設けられる冷却器27により行う
ことができる。 【0020】再生塔15では、再生加熱器18による加
熱により下部充填部17で吸収液が再生され、熱交換器
14により冷却され脱CO2 塔1へ戻される。吸収液再
生塔15の上部において、吸収液から分離されたCO2
はノズル24より供給される還流水と接触し、再生塔還
流冷却器23により冷却され、CO2 分離器21にてC
2 と同伴した水蒸気が凝縮した還流水と分離され、回
収CO2 排出ライン22よりCO2 回収工程へ導かれ
る。還流水の一部は還流水ポンプ20で再生塔15へ還
流され、一部は再生塔還流水供給ライン25を経て脱C
2 塔1の再生塔還流水供給口28に供給される。この
再生塔還流水には微量の吸収液が含まれているので、脱
CO2 塔1の上部充填部3で排ガスと接触し、排ガス中
に含まれる微量のCO2 の除去に貢献する。 【0021】 【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。(実施例1〜2、比較例1〜3、参考例1〜3) 恒温槽内に設置したガラス製反応容器にアミノ酸金属
してジメチルアミノ酢酸カリウムまたは参考例である
α−メチルアミノプロピオン酸カリウム及びピペラジン
を表1に示す濃度で混合した水溶液50ミリリットルを
入れ、温度40℃で攪拌下、試験ガスを大気圧下1リッ
トル/分の流速で通した。試験ガスはCO2 10モル
%、O2 3モル%、N2 87モル%の組成を有する40
℃のモデル燃焼排ガス(LNG焚き相当)を用いた。試
験ガスを通し続け、出入りガスのCO2 濃度が等しくな
った時点で、吸収液に含まれるCO2 をCO2 分析計
(全有機炭素計)を用いて測定し、CO2 飽和吸収量
(Nm3 CO2 /m3 溶液、モルCO2 /モルアミノ酸
金属塩)を求めた。またガラス製反応器から排出される
ガスの組成をガス分析器で連続的に測定し、それに含ま
れる最初のCO2 濃度(初期出口ガスCO2 濃度)及び
CO2 の吸収率(初期吸収率)を求めた。 【0022】表1の結果から明らかなように、本発明に
よりジメチルアミノ酢酸カリウム(X)にピペラジン
(Y)を比較的少量混合して用いることにより、ジメチ
ルアミノ酢酸カリウム(X)を単独で用いる場合よりも
初期出口ガスCO2 濃度が著しく低くなっており、吸収
速度の大幅な向上が達成されていることが分かる。参考
例との比較から分かるようにこれは特にジメチルアミノ
酢酸カリウムにピペラジンを少量用いた場合に顕著であ
る。同じくジメチルアミノ酢酸カリウムにピペラジンを
少量用いた場合に、90%飽和に要する時間がかなり短
縮されていることにも表れている。表1には比較のた
め、ピペラジン及びMEAを単独で用いた場合の結果を
示した。 【0023】 【表1】 【0024】(実施例3、比較例4) 吸収液を再生させる際に必要な熱エネルギをさらに調べ
るため、実施例1及び比較例に用いた吸収液(濃度3
0wt%)とCO2 との反応熱(吸収発熱量)を測定し
た。吸収液200gを断熱試験器に入れ、マグネチック
スターラで攪拌し、溶液の温度が安定するまで放置し
た。次に純CO2 を役200cc/分の速度で試験器内
に吹込み、試験器の入口及び出口のCO2 流量、吸収液
の温度を連続的に記録した。試験器出口のCO2 流量が
急激に増加した時点で試験を終了した。 【0025】吸収液に吸収されたCO2 のモル数(モル
負荷)、CO2 の吹込み開始からの上昇温度から吸収液
がCO2 を1モル吸収するときの反応熱量(Kcal/
モル)を吸収CO2 のモル区間別に求めた。なお、試験
器の熱容量は水200gを試験器に入れ、30.0V、
0.3Aで所定時間ヒータに通電し上昇温度から求め
た。また、試験の温度範囲は20〜80℃、測定時の室
温は20〜25℃であった。結果を表2に示す。 【0026】 【表2】 表2から分かるように、本発明で用いる混合化合物とC
2 との反応熱はMEAの場合よりも小さく、これから
も再生に必要なエネルギがMEAの場合より著しく小さ
く有利であることが分かる。 【0027】 【発明の効果】以上詳細に述べたごとく、本発明の方法
により大気圧下の燃焼排ガスにジメチルアミノ酢酸カリ
ウム(X)とピペラジン(Y)の混合水溶液を吸収液と
して用いることにより、ジメチルアミノ酢酸カリウム
(X)を単独で用いる場合よりも、CO2 の吸収速度の
点で向上が達成される。また、MEAを用いる場合より
も、再生エネルギの観点でも、CO2 を効率よく除去出
来ることとなった。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is contained in flue gas.
COTwo(Carbon dioxide) removal method
Or, a specific amino acid metal salt and a specific amine compound
Using the mixed aqueous solution, CO in the exhaust gas at atmospheric pressureTwo
And a method for removing the same. [0002] 2. Description of the Related Art In recent years, one of the causes of the global warming phenomenon is
And COTwoPoint out greenhouse effect and protect global environment
Internationally, measures have been urgently needed for this. COTwo
Sources of fossil fuels are any human
Demands for emission control are becoming stronger
Tend to be. Fire using large amounts of fossil fuels
Boiler emissions from power generation facilities such as power plants.
The gas is brought into contact with an alkanolamine aqueous solution, etc.
CO in gasTwoMethod for removing and recovering and recovered
COTwoEnergy storage method without releasing to the atmosphere
Has been studied. As alkanolamines, monoethanol
Luamine, diethanolamine, triethanolamine
, Methyldiethanolamine, diisopropanolamine
Min, diglycolamine, etc.
However, monoethanolamine (MEA) is usually preferred
Can be However, the above-mentioned algorithm represented by MEA
CO2 in combustion exhaust gas with aqueous solution of canolamineTwoAbsorbs
Even when used as an absorbent to remove
CO per predetermined amount of liquidTwoAbsorption amount, amine of predetermined concentration
CO per unit mole of amine in aqueous solutionTwoAbsorption amount, specified concentration
CO in degreesTwoAbsorption rate, and after absorption
The thermal energy required to regenerate the aqueous
Therefore, it is not always satisfactory. By the way, amine compounds are prepared from various mixed gases.
There are many known techniques for separating acid gas using
You. JP-A-53-100180 discloses that (1)
A partial carbon atom or a tertiary carbon atom
At least one secondary amino attached to either of the offspring
Group or a primary amino group attached to a tertiary carbon atom.
At least 50 mol% of the sterically hindered amine
An amino acid comprising at least about 10 mol% of a mino alcohol
Physical adsorbent for gas mixtures and (2) acidic gases
Amine-solvent liquid comprising a solvent for the amine mixture
Consisting of contacting the gaseous mixture with the absorbent
A method for removing acid gases is described. With sterically hindered amines
Is 2-piperidineethanol, ie, [2- (2
-Hydroxyethyl) -piperidine] and 3-amino-
3-methyl-1-butanol and the like are tertiary amino alcohols
As 3-dimethylamino-1-propanol
However, if the solvent contains water up to 25% by weight,
Good sulfoxide compounds, etc.
In this publication, high concentrations of carbon dioxide and hydrogen sulfide,
35% COTwoAnd 10-12% HTwoThrough with S
A gaseous mixture is illustrated, and in the examples CO 2TwoSo
Are used. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-71819 discloses a three-dimensional
Acidic gases containing non-aqueous solvents such as hindered amines and sulfolane
A composition for scrapping is described. Steric hindrance
2-amino-2-methyl as the primary monoamino alcohol
L-1-propanol (AMP) and the like, and
Used. In the embodiment, the gas to be processed is
COTwoAnd nitrogen, COTwoAnd helium are used. Ma
Also, an aqueous solution of amine and potassium carbonate is used as an absorbent.
Have been used. It also describes the use of water
You. Further, in this publication, COTwoSteric hindrance to absorption of
The advantages of min are illustrated using a reaction equation. [0006] Chemical Engineering Science (C
chemical Engineering Science), Vol. 41, No. 4, 99
On pages 7 to 1003, the hindered amine 2-amino
No-2-methyl-1-propanol (AMP) aqueous solution
A carbon dioxide absorption behavior is disclosed. With the gas to be absorbed
And atmospheric pressure COTwoAnd COTwoAnd a mixture of nitrogen used
Have been. Chemical Engineering Science (C)
chemical Engineering Science), Vol. 41, No. 2, 40
On page 5-408, around room temperature, like AMP
Each water solution of hindered amine and linear amine such as MEA
Liquid COTwoAnd HTwoAbsorption rate for S is reported
You. According to this, COTwoWhen the partial pressure of
There is no significant difference between the two at a liquid concentration of 0.1 to 0.3M. But,
Using an aqueous solution having a concentration of 0.1 M,TwoWhen the partial pressure is 1, 0.
5. When reduced to 0.05 atm, 0.05 atm
Indicates that AMP has a much lower absorption rate than MEA
You. [0008] US Patent 3,622,267 describes
Is methyldiethanolamine and monoethylmonoethanol
Using an aqueous mixture containing nolamine, such as crude oil
High partial pressure C contained in synthesis gas such as partial oxidation gas
OTwoFor example, 40 atm of 30% CO TwoElaborate the synthesis gas
The technology for manufacturing is disclosed. German Offenlegungsschrift 1,542,415
Contains COTwo, HTwoTo improve the absorption speed of S and COS
Physical or chemical monoalkyl alkanolamine
A technique for adding to an absorbent is disclosed. Germany as well
Published Japanese Patent No. 1,904,428 discloses that
Tanolamine absorbs methyldiethanolamine
There is disclosed a technique which is added for the purpose of improving the content. US Pat. No. 4,336,233 describes
Uses pipetting for the purification of natural gas, syngas and gasified coal gas.
0.81-1.3 mol / l aqueous solution of azine washed
Piperazine as methyldiethanolamide
, Triethanolamine, diethanolamine, mono
Washing with an aqueous solution together with a solvent such as methylethanolamine
Techniques for use as liquids are disclosed. [0011] Similarly, Japanese Patent Laid-Open No. 52-63171 discloses
Is tertiary alkanolamine, monoalkylalkano
Piperazine or hydroxyethyl
Piperazine derivatives such as perazine were added as accelerators
COTwoAn absorbent is disclosed. Apart from these,
The amino acid metal salt represented by the general formula [1] used in the present invention
Aqueous solution of COTwoUsed for collection or
Is COTwoAnd HTwoH from synthetic gas containing STwoS only
The technology used to selectively recover
You. [0012] As described above, the combustion exhaust gas
To COTwoThere is a need for a method for removing
You. In particular, a constant concentration of COTwoCombustion with aqueous solution containing absorbent
When treating exhaust gas, CO per mole of absorbentTwo
Absorbed amount, CO per unit volume of aqueous solutionTwoAbsorption amount and
It is important for the time being to select an absorbent with a high absorption rate
It is an issue. And COTwoAfter absorption of COTwoSeparate
Low absorption of heat energy required to regenerate absorbent
Agents are desired. Especially COTwoHas a large absorption capacity
Nevertheless, improve the absorption rate of absorbent with low absorption rate
It is desired. [0013] Means for Solving the Problems The present inventors have solved the above problems.
In view of, CO in combustion exhaust gasTwoUsed in removing
After a thorough study of the absorbent, a specific amino acid metal
Use a relatively small amount of a specific amine compound in a salt
In order to improve the absorption rate of amino acid metal salts,
It has been found that the present invention is particularly effective, and
I was able to. That is, the present invention provides a method for preparing dimethylaminoacetic acid
100 parts by weight of lithium (X) and piperazine (Y) 110
Parts by weight of the mixed aqueous solution and flue gas at atmospheric pressure
And the CO in the flue gasTwoHow to remove
You. [0015] The function used in the present inventionRuaMetallic acid of amino acidHajiMethyl
Potassium aminoacetate(X) dimethylaminoacetic acid
Used together with potassium (X) is piperazine (Y)
It is. Potassium dimethylaminoacetate (X) and pipette
Mixing ratio of azine (Y) is potassium dimethylaminoacetate
(X) 100 parts by weight of piperazine (Y)Is 1~ 1
The range is 0 parts by weight. CO in combustion exhaust gasTwoAbsorbent liquid
Potassium dimethylaminoacetate (X)
Mixed aqueous solution of perazine (Y) (hereinafter also referred to as "absorbent")
The concentration of potassium dimethylaminoacetate (X) in
It is always 15 to 65% by weight. Also, contact with flue gas
The temperature of the mixed aqueous solution is usually in the range of 30 to 70 ° C.
You. In the mixed aqueous solution used in the present invention, if necessary,
Corrosion inhibitors and the like are added. Further, in the present invention,
Atmospheric pressure acts as a blower to supply combustion exhaust gas
Pressure range near atmospheric pressure that is
You. [0017] CO in the flue gas of the present inventionTwoRemove
The process that can be adopted by the method is not particularly limited, but
An example will be described with reference to FIG. Figure 1 shows the main components
Only the equipment is shown and the attached equipment is omitted. In FIG. 1, 1 is
CO removalTwoColumn 2, lower filling section, 3 upper filling section or tower
Ray 4 is de-COTwoTower flue gas supply port, 5 de-CO2Two
Combustion exhaust gas outlet, 6 is an absorbent supply port, 7 is a nozzle, 8
Is a flue gas cooler provided as required, and 9 is a
10, a filling section, 11 a humidifying cooling water circulation pump, 12
Is a makeup water supply line, 13 is COTwoAbsorbed liquid drained
Outlet pump, 14 is a heat exchanger, 15 is absorption liquid regeneration (hereinafter, referred to as
Tower, 16 for nozzle, 17 for bottom filling
Part, 18 is regenerative heater (reboiler), 19 is top filling
Part, 20 is a reflux water pump, 21 is COTwoThe separator, 22
Captured COTwoA discharge line, 23 is a regenerator reflux condenser, 24
Is a nozzle, 25 is a regeneration tower reflux water supply line, and 26 is combustion
Exhaust gas supply blower, 27 is a cooler, 28 is recirculation tower reflux water
It is a supply port. In FIG. 1, the combustion exhaust gas is supplied to the combustion exhaust gas.
It is pushed into the flue gas cooler 8 by the supply blower 26,
The humidified cooling water from the nozzle 9 comes into contact with the filling section 10 to humidify
Cooled and de-COTwoDe-C through tower flue gas supply port 4
OTwoGuided to tower 1. Humidifying cooling water in contact with flue gas
Accumulates in the lower part of the flue gas cooler 8 and is pumped by the pump 11.
It is circulated to the nozzle 9. Humidifying cooling water generates combustion exhaust gas.
The water is gradually lost by humidification and cooling.
It is replenished by the supply line 12. Humidification and cooling of combustion exhaust gas
For further cooling from the state of, humidification cooling circulation pump
Place the heat exchanger between 11 and nozzle 9 and humidify the cooling water
It is possible by cooling and supplying to the flue gas cooler 8
Becomes DeCO2TwoCombustion exhaust gas pushed into tower 1
Is a constant concentration of the absorbing liquid supplied from the nozzle 7 and the filling section 2
In countercurrent contact with COTwoIs the absorption liquid
More absorbed and removedTwoThe combustion exhaust gas is in the upper filling section 3
Go to. CO removalTwoThe absorption liquid supplied to the column 1 is COTwoTo
Absorbed, and due to the heat of reaction due to the absorption, usually
Higher than the temperature at whichTwoAbsorbed liquid absorbed
The heat is sent to the heat exchanger 14 by the discharge pump 13 and heated.
It is led to the absorbent regeneration tower 5. Temperature control of regenerated absorbent
The knot is connected to the heat exchanger 14 or, if necessary, the heat exchanger 14.
This is performed by a cooler 27 provided between the absorption liquid supply ports 6.
be able to. In the regeneration tower 15, heating by the regeneration heater 18 is performed.
The absorption liquid is regenerated in the lower filling section 17 by heat, and the heat exchanger
14 to remove COTwoReturned to Tower 1. Absorbent
In the upper part of the raw tower 15, CO separated from the absorbing solutionTwo
Comes into contact with the reflux water supplied from the nozzle 24 and returns to the regeneration tower.
Cooled by the flow cooler 23,TwoC at the separator 21
OTwoThe water vapor accompanying the water is separated from the condensed reflux water,
Income COTwoCO from the discharge line 22TwoGuided to the recovery process
You. Part of the reflux water is returned to the regeneration tower 15 by the reflux water pump 20
And partly degassed through the recycle tower reflux water supply line 25.
OTwoIt is supplied to the regeneration tower reflux water supply port 28 of the tower 1. this
The reflux water in the regeneration tower contains a small amount of absorbing solution.
COTwoIt comes into contact with the exhaust gas at the upper filling section 3 of the tower 1 and
Traces of CO contained inTwoContributes to the removal of. [0021] The present invention will be described below in detail with reference to examples.
You.(Examples 1-2, Comparative Examples 1-3, Reference Examples 1-3) Amino acid metal in a glass reaction vessel installed in a thermostatsalt
WhenPotassium dimethylaminoacetate orIt is a reference example
Potassium α-methylaminopropionate and piperazine
Was mixed at a concentration shown in Table 1 with 50 ml of an aqueous solution.
And agitate the test gas at 40 ° C for 1 l under atmospheric pressure.
Torr / min flow rate. Test gas is COTwo10 mol
%, OTwo3 mol%, NTwo40 having a composition of 87 mol%
C. model combustion exhaust gas (equivalent to LNG firing) was used. Trial
Test gas and keep the COTwoConcentration is equal
At the point when the COTwoTo COTwoAnalyzer
(Total organic carbon meter)TwoSaturated absorption
(NmThreeCOTwo/ MThreeSolution, molar COTwo/ Mol amino acid
Metal salt). Also discharged from the glass reactor
Gas composition is continuously measured with a gas analyzer and included
First COTwoConcentration (initial outlet gas COTwoConcentration) and
COTwoWas determined (initial absorption rate). As is clear from the results in Table 1, the present invention
ThanPotassium dimethylaminoacetate(X) piperazine
By using a relatively small amount of (Y),Dimethi
Potassium laminoacetateThan when (X) is used alone
Initial outlet gas COTwoConcentration is significantly lower, absorbing
It can be seen that a significant increase in speed has been achieved.reference
As you can see from the comparison with the exampleThis is especially dimethylamino
Notable when a small amount of piperazine was used in potassium acetate.
You. Piperazine to potassium dimethylaminoacetate
The time required for 90% saturation is very short when used in small quantities
This is reflected in the shrinkage. Table 1 shows the comparison
Therefore, the results when piperazine and MEA were used alone were
Indicated. [0023] [Table 1] [0024](Example 3, Comparative example 4) Further investigation of the heat energy required to regenerate the absorbent
Example 1 and Comparative Example3Liquid (concentration 3)
0 wt%) and COTwoHeat of reaction (absorption heating value)
Was. Put 200 g of absorbing liquid into an adiabatic tester,
Stir with a stirrer and leave until the temperature of the solution stabilizes.
Was. Next, pure COTwoIn the tester at a speed of 200 cc / min
And CO at the inlet and outlet of the testerTwoFlow rate, absorbing liquid
Was continuously recorded. CO at tester outletTwoFlow rate
The test was terminated at the time of the rapid increase. CO absorbed in the absorbing solutionTwoNumber of moles (mol
Load), COTwoFrom the temperature rise from the start of
Is COTwoCalorie (Kcal /
Mol) absorbed COTwoWas calculated for each mole interval. The test
The heat capacity of the device is as follows.
Energize the heater at 0.3A for a predetermined time and calculate from the temperature rise
Was. In addition, the temperature range of the test is 20 to 80 ° C, and the chamber at the time of measurement.
The temperature was between 20 and 25C. Table 2 shows the results. [0026] [Table 2] As can be seen from Table 2, the mixed compound used in the present invention and C
OTwoHeat of reaction with is smaller than that of MEA.
Energy required for regeneration is significantly smaller than that of MEA
It turns out that it is very advantageous. [0027] As described in detail above, the method of the present invention
To flue gas under atmospheric pressurePotassium dimethylaminoacetate
UmmThe mixed aqueous solution of (X) and piperazine (Y) was used as the absorbing solution.
By usingPotassium dimethylaminoacetate
(X) is more CO2 than when used alone.TwoOf the absorption rate
An improvement is achieved in points. Also, when using MEA
In terms of renewable energy, COTwoEfficiently removed
It was coming.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明で採用できる工程の一例の説明図。[Brief description of the drawings] FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a process that can be employed in the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下條 繁 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 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 光岡 薫明 広島県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 昭52−63171(JP,A) 特開 昭52−125491(JP,A) 特開 昭59−73415(JP,A) 特開 平5−184865(JP,A) 特開 平5−301024(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Shigeru Shimojo 3-3-22 Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Inside Kansai Electric Power Company (72) Inventor Masaki Iijima 2-5-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Headquarters (72) Inventor Kaoru Mitsuoka 4-2-2 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Laboratory (56) References JP-A-52-63171 (JP, A) JP-A-52-154991 (JP, A) JP-A-59-73415 (JP, A) JP-A-5-184865 (JP, A) JP-A-5-301024 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B01D 53/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ジメチルアミノ酢酸カリウム(X)10
0重量部とピペラジン(Y)1〜10重量部の混合水溶
液と大気圧下の燃焼排ガスとを接触させることを特徴と
する燃焼排ガス中のCO2 を除去する方法。
(57) [Claim 1] Potassium dimethylaminoacetate (X) 10
0 parts by weight of piperazine (Y). 1 to a method for removing CO 2 in the combustion exhaust gas comprising contacting a mixed aqueous solution of 10 parts by weight and the combustion exhaust gas under atmospheric pressure.
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