JP5514133B2 - Co2の回収方法及びco2の回収装置 - Google Patents
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Description
この反応式(1)は発熱反応であり、反応進行に伴って生成ガス及びシフト反応器に充填された触媒温度が上昇する。ガス化炉で生成した生成ガスに含まれるCO濃度は約50%と高いため、上記発熱反応の進行によって200〜300℃の温度上昇が生じる。
CH3OH+H2O→CO2+3H2−49.0kJ/mol ・・・(3)
上記反応式(2)及び(3)はいずれも吸熱反応であり、反応進行に伴い雰囲気温度は低下する。メタンはガス化炉で生成された生成ガス中に含まれるガスであり、メタノールはシフト反応を行うシフト工程において、反応式(4)によって一部生成する。
メタンはシフト反応器2の出口ガスに同伴して、次のCO2回収工程に送られるが、CO2回収工程でもメタンの回収ができないため、吸収塔3で分離させて燃料としてガスタービンに供給して燃焼させる。また、メタノールはシフト反応器2の出口で凝縮水を除去する段階で凝縮水中に溶解し、その後処理される。
本実施例のCO2の回収装置では、シフト工程を構成するシフト反応器2の下流側に配設したCO2回収工程にてガス化炉で生成した生成ガス中のH2SとCO2を同時に回収するシステムとしているため、シフト反応器2には生成ガスに含まれる多量のH2Sが流入する。
従って、生成ガス中のCOをCO2に変換するシフト反応を行うために、シフト反応器2の内部に充填するCO転化触媒21としては、耐S性を有するCo−Mo系、又はNi−Mo系触媒が好ましいが、これ以外にも耐S性を有するCO転化触媒であれば何でも良い。
(解析例1)
本解析例ではシフト反応器2にCO転化触媒21のみを充填した条件での解析結果を示す。解析条件を以下に示す。ガス化炉からの生成ガスの組成は、乾燥条件でCO:55%、H2:20%、CO2:5%、CH4:0.5%、N2:19.5%とし、シフト反応器2に流入するガス量は1,000m3/hとした。
(解析例2)
本解析例では、CO転化触媒21の中間にメタン改質触媒22を充填した系で触媒層の温度変化を解析した結果を図4に示す。
そして、前記温度計15で測定した生成ガスの検出温度に基づいて前記マスフローコントローラー14によってシフト反応器2に供給するメタン又はメタノール量の流量値を演算して操作信号として前記マスフローコントローラー14に出力する制御器16が設置されている。
Claims (6)
- 炭素を含む固体燃料をガス化した生成ガス中に含まれるCOを触媒によりCO2へ転換する触媒を有するシフト反応器を備えたシフト工程と、前記シフト工程によって転化されたCO2を含んだ生成ガスからCO2を吸収液に吸収させる吸収塔、及びこの吸収塔から供給された吸収液に吸収させたCO2を分離して該吸収液を再生し、前記吸収塔に再生した吸収液を供給する再生塔をそれぞれ有するCO2回収工程を備えたCO2の回収方法において、
前記シフト工程を構成するシフト反応器の内部に、生成ガス中のCOをCO2に転換するCO転換触媒と、生成ガス中のメタン又はメタノールをH2とCO2に転換するメタン改質触媒又はメタノール改質触媒との双方を充填させ、前記CO転換触媒下での発熱反応となるシフト転換反応によって温度が上昇した生成ガスの温度を、前記改質触媒下での吸熱反応となる改質反応によって前記生成ガスの温度を低下させるようにし、
シフト反応器に充填される前記CO転換触媒は、前記シフト反応器の内部の上流側の位置と下流側の位置にそれぞれ充填し、シフト反応器に充填される前記メタン改質触媒又はメタノール改質触媒は、前記シフト反応器の内部の上流側及び下流側の位置に充填された前記CO転換触媒の間となる位置に充填していることを特徴とするCO2の回収方法。
- 請求項1に記載のCO 2 の回収方法において、
前記シフト工程の前段となるメタン又はメタノール供給工程からメタン又はメタノールを前記シフト工程のシフト反応器に供給するようにしていることを特徴とするCO 2 の回収方法。 - 請求項1に記載のCO 2 の回収方法において、
前記シフト反応器は複数段の反応器から構成されており、これらの複数段の反応器のうち最も上流側に位置するシフト反応器にはCO転換触媒及びメタン改質触媒又はメタノール改質触媒を充填し、前記複数段の反応器のうち最も上流側に位置するシフト反応器よりも下流側に位置するシフト反応器にはCO転換触媒のみを充填していることを特徴とするCO 2 の回収方法。 - 炭素を含む固体燃料をガス化した生成ガス中に含まれるCOを触媒によりCO 2 へ転換する触媒を有するシフト反応器を備えたシフト工程と、前記シフト工程によって転化されたCO 2 を含んだ生成ガスからCO 2 を吸収液に吸収させる吸収塔、及びこの吸収塔から供給された吸収液に吸収させたCO 2 を分離して該吸収液を再生し、前記吸収塔に再生した吸収液を供給する再生塔をそれぞれ有するCO 2 回収工程を有するCO 2 の回収装置において、
前記シフト工程を構成するシフト反応器の内部に、生成ガス中のCOをCO 2 に転換するCO転換触媒を充填するように配置すると共に、生成ガス中のメタン又はメタノールをH 2 とCO 2 に転換するメタン改質触媒又はメタノール改質触媒を充填するように配置して、前記CO転換触媒下での発熱反応となるシフト転換反応によって温度が上昇した生成ガスの温度をメタン改質触媒下又はメタノール改質触媒下での吸熱反応となる改質反応によって前記生成ガスの温度を低下させるように構成し、
前記シフト反応器の内部に充填される前記CO転換触媒は、前記シフト反応器の内部の上流側の位置と下流側の位置にそれぞれ充填されるように配設し、前記シフト反応器の内部に充填される前記メタン改質触媒又はメタノール改質触媒は、前記シフト反応器の内部の上流側及び下流側の位置にそれぞれ充填された前記CO転換触媒の間となる位置に配設したことを特徴とするCO 2 の回収装置。 - 請求項4に記載のCO 2 の回収装置において、
前記シフト工程の前段にメタン又はメタノール供給工程を配設し、このメタン又はメタノール供給工程からメタン又はメタノールを前記シフト工程の前記シフト反応器に供給するように構成したことを特徴とするCO 2 の回収装置。 - 請求項4に記載のCO 2 の回収装置において、
前記シフト反応器は複数段のシフト反応器から構成されており、これらの複数段のシフト反応器のうち最も上流側に位置するシフト反応器には、前記CO転換触媒と、前記メタン改質触媒又はメタノール改質触媒の双方がそれぞれ充填するように配置されて構成されており、前記複数段の反応器のうち最も上流側に位置するシフト反応器よりも下流側に位置するシフト反応器には、前記CO転換触媒のみが充填するように配置されていることを特徴とするCO 2 の回収装置。
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