JP5736916B2 - Method for recovering and liquefying carbon dioxide from mixed gas - Google Patents

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Description

本発明は、高炉炉頂から排出される高炉ガスや燃焼排ガスなどの二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を回収し且つ回収した二酸化炭素を液化する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for recovering carbon dioxide from a mixed gas containing carbon dioxide such as blast furnace gas and combustion exhaust gas discharged from the top of the blast furnace and liquefying the recovered carbon dioxide.

二酸化炭素の大気中への放出は地球温暖化の原因となることから、高炉炉頂から排出される高炉ガスや燃焼排ガスなどの二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を分離・回収することが検討されており、混合ガスから二酸化炭素を分離・回収する技術としては、化学吸収法、物理吸着法、膜分離法などが開発されている。   Since release of carbon dioxide into the atmosphere causes global warming, it is possible to separate and recover carbon dioxide from gas mixtures containing carbon dioxide such as blast furnace gas and combustion exhaust gas discharged from the top of the blast furnace furnace. Chemical absorption methods, physical adsorption methods, membrane separation methods, and the like have been developed as techniques for separating and recovering carbon dioxide from mixed gases.

化学吸収法は、40℃〜50℃で二酸化炭素を吸収し、100℃〜120℃で二酸化炭素を放出するというアミンなどを吸収液として用い、該吸収液に選択的に混合ガス中の二酸化炭素を吸収させ、その後、吸収液を蒸気などで加熱することにより吸収させた二酸化炭素を放出させ、混合ガスから高純度の二酸化炭素を分離・回収する方法である。物理吸着法は、圧力変化または温度変化により吸着量が変わることを利用して混合ガス中の成分を分離・回収する方法であり、二酸化炭素の分離・回収は、圧力を加えると二酸化炭素を吸着し、減圧すると二酸化炭素を脱着するというゼオライトを利用して行われている。また、膜分離法は、物質によって透過性が異なる膜を用いて混合ガス中の特定ガス成分を分離・回収する方法であり、二酸化炭素の分離・回収には、通常、多孔質中空糸膜が用いられている。   The chemical absorption method uses an amine or the like that absorbs carbon dioxide at 40 ° C. to 50 ° C. and releases carbon dioxide at 100 ° C. to 120 ° C. as an absorbing solution, and selectively absorbs carbon dioxide in the mixed gas. Then, the absorbed carbon dioxide is released by heating the absorbent with steam or the like, and the high purity carbon dioxide is separated and recovered from the mixed gas. The physical adsorption method is a method that separates and recovers components in a mixed gas by utilizing the amount of adsorption that changes due to pressure change or temperature change. Carbon dioxide is adsorbed when pressure is applied. However, it is carried out using zeolite that desorbs carbon dioxide when the pressure is reduced. The membrane separation method is a method for separating and recovering a specific gas component in a mixed gas using a membrane having different permeability depending on substances. For separation / recovery of carbon dioxide, a porous hollow fiber membrane is usually used. It is used.

また、混合ガス中の二酸化炭素を低動力で分離する方法として、ハイドレートによる二酸化炭素分離方法も提案されている。例えば、特許文献1には、二酸化炭素を含有する排ガスを所定の温度に冷却する工程と、所定の温度に冷却した微細氷生成器内に水を噴霧して微細氷を生成する工程と、該微細氷と前記排ガスとをハイドレート生成器に導入して二酸化炭素ハイドレートを生成する工程と、からなる排ガス中の二酸化炭素回収方法が提案されている。尚、ハイドレートとは、水分子の作る籠の中に二酸化炭素などのガス分子を取り込んだ構造の固形水和物である。   As a method for separating carbon dioxide in a mixed gas with low power, a carbon dioxide separation method using hydrate has also been proposed. For example, Patent Document 1 includes a step of cooling an exhaust gas containing carbon dioxide to a predetermined temperature, a step of spraying water into a fine ice generator cooled to a predetermined temperature to generate fine ice, There has been proposed a method for recovering carbon dioxide in exhaust gas, which comprises a step of introducing fine ice and the exhaust gas into a hydrate generator to generate carbon dioxide hydrate. Hydrate is a solid hydrate having a structure in which gas molecules such as carbon dioxide are taken into a basket made of water molecules.

分離・回収された二酸化炭素は液化され、地中貯留可能な、地下約1000m付近の帯水層の地点に輸送され貯留される。この液化工程では、二酸化炭素の純度が高いほど使用動力が少なくなるために、液化時での使用動力の低減化の観点から、分離・回収される二酸化炭素は純度が高いことが要求されていた。   The separated and recovered carbon dioxide is liquefied and transported to and stored in an aquifer near about 1000 m below ground where it can be stored underground. In this liquefaction process, the higher the purity of carbon dioxide, the less power is used. Therefore, from the viewpoint of reducing the power used during liquefaction, the carbon dioxide to be separated and recovered is required to have high purity. .

しかしながら、化学吸収法及び物理吸着法は、純度の高い二酸化炭素が得られるものの、吸収剤や吸着剤の再生が必要であり、また、分離の際のエネルギー消費量も大きいことから、二酸化炭素の回収・貯留のための二酸化炭素分離・回収方法としては、必ずしも適当ではない。また、膜分離法は、分子の大きさに基づいて分離する方法であり、燃焼排ガスには窒素ガスが含まれており、窒素ガス分子及び二酸化炭素分子の大きさは同程度であることから、両者の分離は困難であり、回収された二酸化炭素の純度が低いという問題点がある。   However, although the chemical absorption method and the physical adsorption method can obtain high-purity carbon dioxide, it is necessary to regenerate the absorbent and the adsorbent, and the energy consumption during the separation is large. It is not necessarily suitable as a carbon dioxide separation / recovery method for recovery / storage. In addition, the membrane separation method is a method of separation based on the size of molecules, and the combustion exhaust gas contains nitrogen gas, and the sizes of nitrogen gas molecules and carbon dioxide molecules are comparable, Separation of both is difficult and there is a problem that the purity of the recovered carbon dioxide is low.

これに対して、ハイドレートによるガス分離方法は、混合ガス中の二酸化炭素の濃度が高い場合には少ない動力で分離できるが、混合ガス中の二酸化炭素の濃度が低い場合には、つまり、二酸化炭素の分圧が低い場合には、分離に要する圧縮機の昇圧動力が大きくなる、更には、分離に要する動力が増大するという欠点がある。また更に、混合ガスからの特定ガス成分の分離選択性が100%ではないために、高純度の分離ガスを得るには1段の分離操作では無理な場合があり、例えば、混合ガス中の二酸化炭素の濃度が24体積%の場合、濃度が98体積%の二酸化炭素を得るためには、3段のハイドレート化処理が必要となり、結果として多大な動力が必要になるという問題がある。   On the other hand, the gas separation method using hydrate can be separated with less power when the concentration of carbon dioxide in the mixed gas is high, but when the concentration of carbon dioxide in the mixed gas is low, that is, dioxide dioxide. When the partial pressure of carbon is low, there is a drawback in that the pressure boosting power of the compressor required for separation increases, and furthermore, the power required for separation increases. Furthermore, since the separation selectivity of the specific gas component from the mixed gas is not 100%, it may be impossible to obtain a high-purity separated gas by a single-stage separation operation. When the carbon concentration is 24% by volume, in order to obtain carbon dioxide having a concentration of 98% by volume, there is a problem that a three-stage hydration treatment is required, and as a result, a large amount of power is required.

つまり、二酸化炭素の濃度が20〜30体積%程度の混合ガスから95%体積%を超える純度の二酸化炭素を回収する場合には、ハイドレートによるガス分離方法も使用動力が高くなり、二酸化炭素の回収・貯留のための二酸化炭素分離・回収方法としては、必ずしも適当ではない。   In other words, when recovering carbon dioxide having a purity exceeding 95% by volume from a mixed gas having a carbon dioxide concentration of about 20 to 30% by volume, the gas separation method using hydrate also increases the power used. It is not necessarily suitable as a carbon dioxide separation / recovery method for recovery / storage.

特開2006−282403号公報JP 2006-282403 A

このように、地球環境保全の目的で、高炉ガスや燃焼排ガスなどの二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を分離・回収し且つ回収した二酸化炭素を液化し、液化した二酸化炭素を地中に貯留するにあたり、従来、種々の方法で混合ガス中の二酸化炭素の分離が行われているが、高炉ガスや燃焼排ガスのような二酸化炭素濃度の低い混合ガスから二酸化炭素を分離して、高純度の二酸化炭素を回収する場合には、何れの方法を用いても多大な動力が必要であり、二酸化炭素の地中貯蔵におけるコスト上昇を招くという問題点があった。   In this way, for the purpose of global environmental conservation, carbon dioxide is separated and recovered from a mixed gas containing carbon dioxide such as blast furnace gas and combustion exhaust gas, and the recovered carbon dioxide is liquefied and the liquefied carbon dioxide is grounded. For storage, carbon dioxide in mixed gas is conventionally separated by various methods, but carbon dioxide is separated from mixed gas with low carbon dioxide concentration, such as blast furnace gas and combustion exhaust gas, and high purity is obtained. In the case of recovering the carbon dioxide, a great amount of power is required regardless of which method is used, and there is a problem in that the cost in the underground storage of carbon dioxide is increased.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、混合ガスに含有される二酸化炭素を地中に貯留するべく、高炉ガスや燃焼排ガスなどの二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を分離・回収し且つ回収した二酸化炭素を液化するにあたり、二酸化炭素の分離・回収工程及び液化工程の双方の工程での使用動力の合計値が少なくなるように双方の工程を見直し、従来に比較して少ない動力で混合ガスから二酸化炭素を分離・回収し且つ回収した二酸化炭素を液化することのできる、混合ガスからの二酸化炭素の回収・液化方法を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to contain carbon dioxide such as blast furnace gas and combustion exhaust gas in order to store the carbon dioxide contained in the mixed gas in the ground. When separating and recovering carbon dioxide from the mixed gas and liquefying the recovered carbon dioxide, both processes should be performed so that the total power used in both the carbon dioxide separation and recovery process and the liquefaction process is reduced. The object of the present invention is to provide a method for recovering and liquefying carbon dioxide from a mixed gas, which can separate and recover carbon dioxide from a mixed gas and liquefy the recovered carbon dioxide with less power than in the past.

本発明者らは、上記課題を解決するべく、鋭意検討・研究を行った。その結果、従来、液化工程の動力コストを下げるために、混合ガスから高純度の二酸化炭素を回収しており、これが混合ガス中の二酸化炭素の地中貯蔵処理コストを高める主たる要因であることが分かった。そこで、液化工程の動力コストは上昇するものの、分離・回収工程を簡略化し、回収する二酸化炭素の純度を下げて分離・回収工程での動力コストを下げ、処理全体では動力コストを下げることを検討した。   The present inventors diligently studied and studied in order to solve the above problems. As a result, conventionally, in order to reduce the power cost of the liquefaction process, high purity carbon dioxide is recovered from the mixed gas, and this is the main factor that increases the cost of underground storage treatment of carbon dioxide in the mixed gas. I understood. Therefore, although the power cost of the liquefaction process will increase, the separation / recovery process will be simplified, the purity of the recovered carbon dioxide will be lowered to lower the power cost in the separation / recovery process, and the power cost for the entire process will be reduced. did.

検討の結果、ハイドレートによる二酸化炭素分離法は、本来、動力コストが低いことからハイドレートによる分離法を利用し、従来、混合ガス中の二酸化炭素の純度を高めるために、複数段にわたって実施していたハイドレートを利用した二酸化炭素の分離・回収工程を、二酸化炭素の純度が高くならない段階で終了し、この段階で回収されたガスを液化することで、二酸化炭素の地中貯蔵処理全体での動力コストは従来に比較して低下するとの知見を得た。   As a result of the study, the carbon dioxide separation method using hydrate is inherently low in power cost, so the separation method using hydrate is used to improve the purity of carbon dioxide in the mixed gas. The separation and recovery process of carbon dioxide using hydrate was completed at a stage where the purity of carbon dioxide did not increase, and the gas recovered at this stage was liquefied, so that the entire storage process of carbon dioxide was completed. It has been found that the power cost is lower than before.

本発明は上記知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
(1) 二酸化炭素を含有する混合ガスをハイドレート生成器に導入して、混合ガス中のハイドレートを形成することの可能な気体と水とのハイドレートを形成し、次いで、形成されたハイドレートを回収して回収したハイドレートを気体と水とに分解し、分解された気体を回収することで、回収される気体中の二酸化炭素の濃度を濃化させる分離・回収工程と、該分離・回収工程で回収した、二酸化炭素を含有する気体を液化する液化工程と、を有する、混合ガスからの二酸化炭素の回収・液化方法であって、前記分離・回収工程を少なくとも前記混合ガスに対して1回実施し、回収される気体中の二酸化炭素の濃度が95体積%以下の段階で、回収された気体を前記液化工程に供給して液化することを特徴とする、混合ガスからの二酸化炭素の回収・液化方法。
(2) 前記分離・回収工程で回収される気体中の二酸化炭素の濃度が80体積%以下の段階で、回収された気体を前記液化工程に供給して液化することを特徴とする、上記(1)に記載の混合ガスからの二酸化炭素の回収・液化方法。
(3) 前記分離・回収工程で回収される気体中の二酸化炭素の濃度が30〜70体積%の段階で、回収された気体を前記液化工程に供給して液化することを特徴とする、上記(2)に記載の混合ガスからの二酸化炭素の回収・液化方法。
The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
(1) A mixed gas containing carbon dioxide is introduced into a hydrate generator to form a hydrate of gas and water capable of forming a hydrate in the mixed gas, and then the formed hydrate A separation / recovery step for concentrating the concentration of carbon dioxide in the recovered gas by decomposing the hydrate recovered by recovering the rate into gas and water and recovering the decomposed gas, and the separation A method for recovering and liquefying carbon dioxide from a mixed gas, the method comprising: a liquefying step for liquefying a gas containing carbon dioxide recovered in the recovery step, wherein the separation and recovery step is performed at least on the mixed gas The carbon dioxide in the recovered gas is liquefied by supplying the recovered gas to the liquefaction step when the concentration of carbon dioxide in the recovered gas is 95% by volume or less. Charcoal Element recovery and liquefaction method.
(2) The concentration of carbon dioxide in the gas recovered in the separation / recovery step is liquefied by supplying the recovered gas to the liquefaction step at a stage of 80% by volume or less (above) The method for recovering and liquefying carbon dioxide from the mixed gas according to 1).
(3) The concentration of carbon dioxide in the gas recovered in the separation / recovery step is 30 to 70% by volume, and the recovered gas is supplied to the liquefaction step to be liquefied. The method for recovering and liquefying carbon dioxide from the mixed gas according to (2).

本発明によれば、混合ガスから二酸化炭素を回収する際に、ハイドレートによるガス分離法を採用し、且つ、このガス分離法により回収される二酸化炭素の濃度が95体積%以下の段階で、分離・回収工程を打ち切り、回収した、二酸化炭素を含有する気体を液化するので、液化工程では使用動力が増加するものの、それ以上に分離・回収工程における使用動力が低減し、混合ガス中の二酸化炭素の地中貯蔵処理コストを従来に比較して大幅に低減することが実現される。   According to the present invention, when recovering carbon dioxide from a mixed gas, a gas separation method using hydrate is adopted, and the concentration of carbon dioxide recovered by this gas separation method is 95% by volume or less. Since the gas containing carbon dioxide is liquefied after the separation / recovery process is discontinued, the power used in the liquefaction process is increased, but the power used in the separation / recovery process is further reduced and the CO2 in the mixed gas is reduced. It is realized that the carbon underground storage processing cost is significantly reduced as compared with the conventional case.

本発明を実施した二酸化炭素の回収・液化設備の全体構成の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the whole structure of the collection | recovery and liquefaction facility of the carbon dioxide which implemented this invention. 混合ガス中の二酸化炭素濃度と、この混合ガスから形成されるハイドレート相の二酸化炭素濃度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the carbon dioxide concentration in mixed gas, and the carbon dioxide concentration of the hydrate phase formed from this mixed gas. ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度と分離・回収に要する動力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the carbon dioxide concentration in the gas isolate | separated and collect | recovered by the gas separation method by a hydrate, and the motive power required for isolation | separation and collection | recovery. ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度とハイドレート生成器を通過するガス流量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the carbon dioxide concentration in the gas isolate | separated and collect | recovered by the gas separation method by hydrate, and the gas flow rate which passes a hydrate generator. ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度と回収ガスの液化に要する動力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the carbon dioxide density | concentration in the gas isolate | separated and collect | recovered by the gas separation method by hydrate, and the motive power required for liquefaction of collection | recovery gas. ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度とガスを液化する際の液化装置を通過するガス流量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the carbon dioxide density | concentration in the gas isolate | separated and collect | recovered by the gas separation method by hydrate, and the gas flow rate which passes the liquefying apparatus at the time of liquefying gas. ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度と、分離・回収及び液化に要する動力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the carbon dioxide concentration in the gas isolate | separated and collect | recovered by the gas separation method by a hydrate, and the motive power required for isolation | separation, collection | recovery, and liquefaction. ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度と、ガスの分離・回収及び液化に要するコストとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the carbon dioxide concentration in the gas isolate | separated and collect | recovered by the gas separation method by a hydrate, and the cost required for isolation | separation, collection | recovery, and liquefaction of gas.

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図1は、本発明を実施する際に使用した二酸化炭素の回収・液化設備の全体構成の例を示す概略図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of the carbon dioxide recovery / liquefaction facility used in carrying out the present invention.

図1に示すように、本発明を実施した二酸化炭素の回収・液化設備1は、混合ガス中の二酸化炭素を水と混合して二酸化炭素のハイドレートを形成するためのハイドレート生成器5と、該ハイドレート生成器5で形成された、二酸化炭素のハイドレートを、二酸化炭素を含有する気体と水とに分解するためのハイドレート分離器6とを備えている。このハイドレート分離器6の後段には液化装置8が設置されており、ハイドレート分離器6で回収された、二酸化炭素を含有する気体は、液化装置8に導入され、液化装置8で液化されるように構成されている。また、ハイドレート生成器5の前段には圧縮機2が配置され、この圧縮機2とハイドレート生成器5との間には、第1の冷却器3及び第2の冷却器4が直列で配置されている。   As shown in FIG. 1, a carbon dioxide recovery / liquefaction facility 1 embodying the present invention includes a hydrate generator 5 for mixing carbon dioxide in a mixed gas with water to form a hydrate of carbon dioxide. And a hydrate separator 6 for decomposing the hydrate of carbon dioxide formed by the hydrate generator 5 into a gas containing carbon dioxide and water. A liquefaction device 8 is installed at the subsequent stage of the hydrate separator 6, and the gas containing carbon dioxide recovered by the hydrate separator 6 is introduced into the liquefaction device 8 and liquefied by the liquefaction device 8. It is comprised so that. In addition, the compressor 2 is disposed in front of the hydrate generator 5, and the first cooler 3 and the second cooler 4 are connected in series between the compressor 2 and the hydrate generator 5. Has been placed.

この二酸化炭素の回収・液化設備1において、圧縮機2からハイドレート分離器6までが二酸化炭素の分離・回収工程で用いる装置であり、液化装置8が二酸化炭素の液化工程で用いる装置となる。尚、混合ガスに含まれる一酸化炭素や窒素ガス、或いはメタンガスなどの炭化水素系ガスもハイドレートを形成することから、ハイドレート分離器6でハイドレートから分解された気体中には二酸化炭素以外のガス種が混合される。   In the carbon dioxide recovery / liquefaction facility 1, the compressor 2 to the hydrate separator 6 are the devices used in the carbon dioxide separation / recovery step, and the liquefaction device 8 is the device used in the carbon dioxide liquefaction step. In addition, since hydrocarbon gas such as carbon monoxide, nitrogen gas or methane gas contained in the mixed gas also forms hydrate, the gas decomposed from the hydrate by the hydrate separator 6 is not carbon dioxide. Gas species are mixed.

以下、このようにして構成される二酸化炭素の回収・液化設備1を用いて、二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を分離・回収し、且つ、液化する方法を説明する。   Hereinafter, a method of separating and recovering carbon dioxide from a mixed gas containing carbon dioxide and liquefying it using the carbon dioxide recovery / liquefaction facility 1 configured as described above will be described.

製鉄所において、高炉炉頂から排出される高炉ガス、製鋼工場の転炉から排出される転炉ガス、コークス炉から排出されるコークス炉ガス、または加熱設備から排出される燃焼排ガスなどの二酸化炭素を含有する混合ガスaを圧縮機2に供給し、圧縮機2により混合ガスaを圧縮して、二酸化炭素のハイドレートの生成に必要な圧力(例えば1400kPa)まで高めた圧縮ガスbを形成する。この圧縮ガスbを、圧縮機2の後段に設けた第1の冷却器3及び第2の冷却器4に連続して導入させて、ハイドレートの生成に必要な温度(例えば5℃以下)まで冷却する。   Carbon dioxide, such as blast furnace gas discharged from the top of the blast furnace furnace, converter gas discharged from a converter in a steelmaking factory, coke oven gas discharged from a coke oven, or combustion exhaust gas discharged from a heating facility at a steelworks Is supplied to the compressor 2, and the compressed gas b is compressed by the compressor 2 to form a compressed gas b that has been increased to a pressure (for example, 1400 kPa) required for the production of carbon dioxide hydrate. . The compressed gas b is continuously introduced into the first cooler 3 and the second cooler 4 provided in the subsequent stage of the compressor 2 to a temperature necessary for hydrate generation (for example, 5 ° C. or less). Cooling.

ここで、第1の冷却器3は、冷却用ガスとして、ハイドレート生成器5における未反応ガスcを使用しており、第1の冷却器3で圧縮ガスbと熱交換した後の未反応ガスcは、圧縮された状態を維持していることから、膨張タービン9に導入されて、膨張タービン9を駆動する。膨張タービン9の動力は、例えば圧縮機2の動力の補助や発電などに使用することができる。第2の冷却器4の冷却材としては冷却水を使用する。この冷却水は圧縮ガスbとの熱交換後に冷却装置(図示せず)により冷却され、第2の冷却器4の冷却材として循環使用される。尚、膨張タービン9は付属の装置であり、二酸化炭素の回収・液化設備1に必須の装置ではない。   Here, the first cooler 3 uses the unreacted gas c in the hydrate generator 5 as the cooling gas, and the unreacted after heat exchange with the compressed gas b in the first cooler 3. Since the gas c is maintained in a compressed state, the gas c is introduced into the expansion turbine 9 to drive the expansion turbine 9. The power of the expansion turbine 9 can be used, for example, to assist the power of the compressor 2 or to generate power. As the coolant for the second cooler 4, cooling water is used. This cooling water is cooled by a cooling device (not shown) after heat exchange with the compressed gas b, and is circulated and used as a coolant for the second cooler 4. The expansion turbine 9 is an attached device, and is not an essential device for the carbon dioxide recovery / liquefaction facility 1.

第1の冷却器3及び第2の冷却器4で、ハイドレートの生成に必要な温度まで冷却した圧縮ガスbを、第2の冷却器4の後段に設置されるハイドレート生成器5に導入し、圧縮ガス中の二酸化炭素と水とを反応させて二酸化炭素のハイドレートを形成する。ハイドレート生成器5の内部には、冷却された圧縮ガスbの温度上昇を防止するために、冷却水を冷却材とする冷却器5aが設置されている。この冷却水は圧縮ガスbとの熱交換後に冷却装置(図示せず)により冷却され、冷却器5aの冷却材として循環使用される。   The compressed gas b cooled to the temperature necessary for hydrate generation by the first cooler 3 and the second cooler 4 is introduced into the hydrate generator 5 installed at the subsequent stage of the second cooler 4. Then, carbon dioxide in the compressed gas reacts with water to form carbon dioxide hydrate. Inside the hydrate generator 5, a cooler 5a using cooling water as a coolant is installed in order to prevent the temperature of the cooled compressed gas b from rising. This cooling water is cooled by a cooling device (not shown) after heat exchange with the compressed gas b, and is circulated and used as a coolant for the cooler 5a.

このハイドレート生成器5としては、例えば、圧縮ガスbを微細な気泡として、外表面を冷却器5aで冷却された反応管路内を通過する水の中に吹き込み、圧縮ガス中の二酸化炭素と水とを反応させる型式の装置を用いることができる。尚、前述したように、混合ガスaには一酸化炭素や窒素ガスが含まれ、更にはメタンガスなどの炭化水素系ガスも含まれる場合があり、混合ガスaに含まれるこれらのガスの一部もハイドレートを形成する。但し、二酸化炭素に比べてハイドレートの生成量が少なく、多くは未反応ガスcとしてハイドレート生成器5で分離される。未反応ガスcは、前述したように、第1の冷却器3の冷却用ガス及び膨張タービン9の駆動用ガスとして利用される。   As the hydrate generator 5, for example, the compressed gas b is made into fine bubbles, and the outer surface is blown into the water passing through the reaction pipe cooled by the cooler 5a. An apparatus of the type that reacts with water can be used. As described above, the mixed gas a includes carbon monoxide and nitrogen gas, and may further include hydrocarbon-based gas such as methane gas, and some of these gases included in the mixed gas a. Also form hydrates. However, the amount of hydrate produced is smaller than that of carbon dioxide, and most is separated by the hydrate generator 5 as unreacted gas c. As described above, the unreacted gas c is used as a cooling gas for the first cooler 3 and a driving gas for the expansion turbine 9.

次いで、ハイドレート生成器5で形成されたハイドレートと水との混合体d(「ハイドレートスラリー」ともいう)を、ハイドレート生成器5の後段に連結されるハイドレート分離器6に導入する。ハイドレート分離器6に導入されたハイドレートスラリーdのうちの水分は直ちにハイドレートと分離されて循環ポンプ7を経由してハイドレート生成器5に循環され、新たなハイドレートの形成のための水分eとして供される。一方、ハイドレート分離器6に導入されたハイドレートスラリーdのうちのハイドレートは水分eが除去されて分離器6にハイドレートが蓄積される。   Next, the hydrate-water mixture d (also referred to as “hydrate slurry”) formed by the hydrate generator 5 is introduced into the hydrate separator 6 connected to the subsequent stage of the hydrate generator 5. . Moisture in the hydrate slurry d introduced into the hydrate separator 6 is immediately separated from the hydrate and circulated to the hydrate generator 5 via the circulation pump 7 to form a new hydrate. Served as moisture e. On the other hand, moisture e is removed from the hydrate slurry d introduced into the hydrate separator 6, and hydrate is accumulated in the separator 6.

ハイドレート分離器6には、海水を用いた熱交換器6aが設置されており、一般的に日本近海の海水は15℃以上であり、ハイドレート分離器6に蓄積されたハイドレートは、熱交換器6aと熱交換して昇熱され、二酸化炭素を含有する気体fと水分eとに分解される。尚、ここでは加熱媒体として海水を用いたが、温度が15℃以上であれば、河川水、工業用水、上水などを用いてもよい。水分eは循環ポンプ7を経由してハイドレート生成器5に循環され、一方、回収された二酸化炭素を含有する気体fは、次工程の液化装置8に導入される。   The hydrate separator 6 is provided with a heat exchanger 6a using seawater. Generally, seawater in the sea near Japan is 15 ° C. or higher, and the hydrate accumulated in the hydrate separator 6 is heated. The heat is exchanged with the exchanger 6a and the temperature is increased, and the gas is decomposed into a gas f containing carbon dioxide and moisture e. Although seawater is used as the heating medium here, river water, industrial water, tap water, or the like may be used as long as the temperature is 15 ° C. or higher. The water e is circulated to the hydrate generator 5 via the circulation pump 7, while the recovered gas f containing carbon dioxide is introduced into the liquefaction apparatus 8 in the next step.

液化装置8は、ハイドレートによる分離・回収工程を経なかった混合ガスaが導入されるように構成されており、回収された二酸化炭素を含有する気体fは、分離・回収工程を経なかった混合ガスaと所定量混合され、その後、液化装置8にて圧縮冷却されて液化し、液化二酸化炭素gが生成される。生成された液化二酸化炭素gは、そのまま地中に輸送されてそこで貯蔵されるか、または、一旦低温貯蔵用タンク(図示せず)に貯蔵された後に、地中に輸送されて貯蔵される。   The liquefying device 8 is configured such that the mixed gas a that has not been subjected to the separation / recovery process by hydrate is introduced, and the recovered gas f containing carbon dioxide has not been subjected to the separation / recovery process. A predetermined amount is mixed with the mixed gas a, and then compressed and cooled in the liquefying device 8 to be liquefied to generate liquefied carbon dioxide g. The produced liquefied carbon dioxide g is transported as it is to the ground and stored there, or once stored in a low-temperature storage tank (not shown) and then transported and stored in the ground.

ハイドレートを利用して混合ガス中の二酸化炭素を分離・回収する場合、混合ガス中の二酸化炭素濃度と、この混合ガスから形成されるハイドレート相(=ハイドレートが分解して形成される気体)の二酸化炭素濃度との関係は、図2に示す関係が知られている(刊行物:「Nguyen Hong Duc,等,Centre SPIN,France,Energy Conversion and Management 2006」を参照)。図2の破線で示すように、二酸化炭素の含有量が24体積%である高炉ガスなどの混合ガスから、95体積%を超える純度の二酸化炭素をハイドレートによるガス分離法を適用して回収する場合には、回収するガス中の二酸化炭素濃度は、1段目の分離・回収で24体積%→68体積%、2段目の分離・回収で68体積%→92体積%、3段目の分離・回収で92体積%→98体積%となり、合計3段の分離・回収工程が必要になる。   When carbon dioxide in a mixed gas is separated and recovered using hydrate, the concentration of carbon dioxide in the mixed gas and the hydrate phase formed from this mixed gas (= gas formed by decomposition of hydrate) 2) is known to be related to carbon dioxide concentration (see publication: Nguyen Hong Duc, et al., Center SPIN, France, Energy Conversion and Management 2006). As shown by a broken line in FIG. 2, carbon dioxide having a purity exceeding 95% by volume is recovered from a mixed gas such as blast furnace gas having a carbon dioxide content of 24% by volume by applying a gas separation method using hydrate. In this case, the concentration of carbon dioxide in the recovered gas is 24 vol% → 68 vol% in the first stage separation / recovery, and 68 vol% → 92 vol% in the second stage separation / recovery. The separation / recovery is 92% by volume → 98% by volume, which requires a total of three separation / recovery steps.

図3は、ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度と分離・回収に要する動力との関係を示す図で、図4は、ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度とハイドレート生成器5を通過するガス流量との関係を示す図である。図4では、分離・回収後のCO2濃度が98体積%のときを基準(=1.0)として指数化して表示している。図3及び図4に示すように、ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度が高くなるほど、分離・回収工程での所要動力及び設備コストが増大する傾向にあることが分かる。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the concentration of carbon dioxide in the gas separated and recovered by the gas separation method using hydrate and the power required for the separation and recovery. FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the carbon dioxide concentration in the recovered gas and the gas flow rate passing through the hydrate generator 5. In FIG. 4, when the CO 2 concentration after separation / collection is 98% by volume, it is indexed and displayed as a reference (= 1.0). As shown in FIGS. 3 and 4, the higher the carbon dioxide concentration in the gas separated and recovered by the hydrate gas separation method, the higher the required power and equipment costs in the separation and recovery process. I understand.

つまり、分離・回収工程の段数(回数)の増加に伴って使用動力は低下するものの、それぞれの分離・回収工程で動力を必要とし、高純度の二酸化炭素を得ようとするほど、使用動力は加算されて増加する。   In other words, although the power used decreases as the number of separation / recovery steps increases, the power required for each separation / recovery step increases. Add to increase.

一方、図5は、ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度と回収ガスの液化に要する動力との関係を示す図で、図6は、ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度とガスを液化する際の液化装置8を通過するガス流量との関係を示す図である。図6では、分離・回収後のCO2濃度が98体積%のときを基準(=1.0)として指数化して表示している。図5及び図6に示すように、ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度が高くなるほど、液化工程での所要動力及び設備コストが低減する傾向にあることが分かる。これは、二酸化炭素濃度が高くなるほど二酸化炭素以外のガス圧縮に必要とされる動力が少なくなるためである。 On the other hand, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the concentration of carbon dioxide in the gas separated and recovered by the gas separation method using hydrate and the power required for liquefying the recovered gas, and FIG. 6 is the gas separation method using hydrate. It is a figure which shows the relationship between the carbon dioxide concentration in the gas isolate | separated and collect | recovered by (1), and the gas flow rate which passes the liquefying apparatus 8 at the time of liquefying gas. In FIG. 6, when the CO 2 concentration after separation / collection is 98% by volume, it is indexed and displayed as a reference (= 1.0). As shown in FIG. 5 and FIG. 6, it can be seen that the higher the carbon dioxide concentration in the gas separated and recovered by the gas separation method using hydrate, the lower the required power and equipment cost in the liquefaction process. . This is because the power required for gas compression other than carbon dioxide decreases as the carbon dioxide concentration increases.

即ち、分離・回収後の二酸化炭素濃度と所要動力との関係は、分離・回収工程と液化工程とで逆の傾向を示すことから、両者を加え合わせた合計動力には、図7に示すように最少となる二酸化炭素濃度範囲が存在する。また、所要動力に設備費も加味したコストにも、図8に示すように最少となる二酸化炭素濃度範囲が存在する。尚、図7は、ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度と、分離・回収及び液化の両工程で要する動力との関係を示す図で、図8は、ハイドレートによるガス分離法によって分離・回収されたガス中の二酸化炭素濃度と、ガスの分離・回収及び液化の両工程で要するコストとの関係を示す図である。図8では、分離・回収後のCO2濃度が98体積%のときを基準(=1.0)として指数化して表示している。 That is, since the relationship between the carbon dioxide concentration after separation / recovery and the required power shows an opposite tendency between the separation / recovery process and the liquefaction process, the total power including both is shown in FIG. There is a minimum carbon dioxide concentration range. In addition, the cost including the required power and the equipment cost also has a minimum carbon dioxide concentration range as shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the carbon dioxide concentration in the gas separated and recovered by the gas separation method using hydrate and the power required for both the separation, recovery and liquefaction steps. It is a figure which shows the relationship between the carbon dioxide density | concentration in the gas isolate | separated and collect | recovered by the gas separation method by a rate, and the cost required in both process of gas isolation | separation / collection | recovery and liquefaction. In FIG. 8, when the CO 2 concentration after separation / collection is 98% by volume, it is indexed and displayed as a reference (= 1.0).

本発明では、ガスの分離・回収及び液化の両工程での合計の使用動力及びコストを低減するために、回収される気体fの二酸化炭素濃度を少なくとも95体積%以下に制御する。つまり、二酸化炭素の濃度が95体積%以下である気体fを液化装置8に導入し、気体fに含まれる二酸化炭素を液化する。気体fに含有される例えば窒素ガスなどの液化温度の低いガスは冷却されるものの液化することはない。この場合、更なる動力及びコストの削減のために、好ましくは、回収される気体fの二酸化炭素濃度を80体積%以下、更に好ましくは30〜70体積%の範囲に制御する。   In the present invention, the carbon dioxide concentration of the recovered gas f is controlled to at least 95% by volume or less in order to reduce the total power and cost of use in both the gas separation / recovery and liquefaction steps. That is, the gas f having a carbon dioxide concentration of 95% by volume or less is introduced into the liquefying device 8 to liquefy the carbon dioxide contained in the gas f. A gas having a low liquefaction temperature such as nitrogen gas contained in the gas f is cooled but not liquefied. In this case, in order to further reduce power and cost, the carbon dioxide concentration of the recovered gas f is preferably controlled to 80% by volume or less, more preferably 30 to 70% by volume.

前述した図1は、1段の分離・回収工程で二酸化炭素を回収しており、高炉ガス(高炉ガスの二酸化炭素濃度は約24体積%)に1段のみの分離・回収工程を適用したときには、気体fとしては、二酸化炭素濃度が68体積%の気体が回収される。また、2段の分離・回収工程では92体積%の純度の二酸化炭素が回収されることになる。尚、2段目以降の分離・回収工程は、図1に示すハイドレート分離器6の下流側に、別途、ハイドレート生成器及びハイドレート分離器をこの順に1組として1組以上直列に配置することで実施できる。それぞれのハイドレート生成器における未反応ガスは、未反応ガスcと混合し、第1の冷却器3の冷却材及び膨張タービン9の駆動用ガスとして有効利用する。   In FIG. 1 described above, carbon dioxide is recovered in a single-stage separation / recovery process. When the single-stage separation / recovery process is applied to blast furnace gas (the carbon dioxide concentration of the blast furnace gas is about 24% by volume). As the gas f, a gas having a carbon dioxide concentration of 68% by volume is recovered. In the two-stage separation / recovery step, carbon dioxide having a purity of 92% by volume is recovered. In the separation and recovery process after the second stage, one or more sets of hydrate generators and hydrate separators are arranged in series in this order on the downstream side of the hydrate separator 6 shown in FIG. This can be done. The unreacted gas in each hydrate generator is mixed with the unreacted gas c and effectively used as a coolant for the first cooler 3 and a driving gas for the expansion turbine 9.

従って、本発明を適用して、例えば、二酸化炭素の含有量が24体積%である高炉ガスから二酸化炭素を分離・回収する場合には、図1に示す1段の分離・回収工程を用いるかまたは2段の分離・回収工程を用いることで、気体fとしては、二酸化炭素の純度が95体積%以下である気体が回収される。また、混合ガスaの二酸化炭素の含有量が50体積%以上の場合には、図2に示す関係から、1段の分離・回収工程を用いればよいことが分かる。また更に、混合ガスaの二酸化炭素の含有量が75体積%以上の場合には、図2に示す関係から、1段の分離・回収工程で二酸化炭素の純度が95体積%を越える気体が回収される結果になり、本発明の適用範囲外であることになる。即ち、混合ガスaの二酸化炭素の含有量に応じて、回収される気体fの二酸化炭素濃度が95体積%以下となるように、分離・回収工程の段数を決めればよい。分離・回収工程の段数を少なくするほど、使用動力は少なくなる。   Therefore, when the present invention is applied and, for example, carbon dioxide is separated and recovered from blast furnace gas having a carbon dioxide content of 24% by volume, the one-stage separation / recovery process shown in FIG. 1 is used. Or the gas whose purity of a carbon dioxide is 95 volume% or less is collect | recovered as the gas f by using a two-stage separation / recovery process. Moreover, when the content of carbon dioxide in the mixed gas a is 50% by volume or more, it can be seen from the relationship shown in FIG. Furthermore, when the content of carbon dioxide in the mixed gas a is 75% by volume or more, from the relationship shown in FIG. 2, a gas whose carbon dioxide purity exceeds 95% by volume is recovered in the single separation / recovery step. The result is out of the scope of the present invention. That is, the number of separation / recovery steps may be determined so that the carbon dioxide concentration of the recovered gas f is 95% by volume or less according to the carbon dioxide content of the mixed gas a. The smaller the number of separation / recovery steps, the less power is used.

このように、本発明によれば、混合ガスから二酸化炭素を回収する際に、ハイドレートによるガス分離法を採用し、且つ、このハイドレートによるガス分離法により回収される二酸化炭素の濃度が95体積%以下の段階で、分離・回収工程を打ち切り、回収した、二酸化炭素を含有する気体fを液化するので、液化工程では使用動力が増加するものの、それ以上に分離・回収工程における使用動力が低減し、混合ガス中の二酸化炭素の地中貯蔵処理コストを従来に比較して大幅に低減することが可能となる。   Thus, according to the present invention, when recovering carbon dioxide from a mixed gas, a gas separation method using hydrate is employed, and the concentration of carbon dioxide recovered by the gas separation method using hydrate is 95. The separation / recovery process is discontinued at the stage of volume% or less, and the recovered gas f containing carbon dioxide is liquefied, so the power used in the liquefaction process increases, but the power used in the separation / recovery process is more than that. This makes it possible to significantly reduce the underground storage treatment cost of carbon dioxide in the mixed gas as compared with the conventional case.

尚、本発明は上記説明の範囲に限るものではなく、種々の変更が可能である。例えば、圧縮ガスbの冷却装置が2段になっているが、1段であってもよく、更には3段以上であってもよい。また、ハイドレート生成器5とハイドレート分離器6との間に、ハイドレートスラリーdからハイドレートと水とを分離するための濾過器などを配置してもよい。   In addition, this invention is not limited to the range of the said description, A various change is possible. For example, the cooling device for the compressed gas b has two stages, but may have one stage, and may further have three stages or more. A filter for separating hydrate and water from the hydrate slurry d may be disposed between the hydrate generator 5 and the hydrate separator 6.

本発明を適用して、二酸化炭素を24体積%、一酸化炭素を23体積%、水素を4体積%含有し、残部が窒素ガスである高炉ガスから二酸化炭素を回収・液化した。   By applying the present invention, carbon dioxide was recovered and liquefied from blast furnace gas containing 24% by volume of carbon dioxide, 23% by volume of carbon monoxide, 4% by volume of hydrogen, and the balance being nitrogen gas.

尚、前述した図2に示すように、二酸化炭素が24体積%の高炉ガスを、ハイドレートによる分離法を適用して回収する場合には、回収するガス中の二酸化炭素濃度は、1段目の分離・回収で24体積%→68体積%、2段目の分離・回収で68体積%→92体積%、3段目の分離・回収で92体積%→98体積%となる。   In addition, as shown in FIG. 2 mentioned above, when recovering a blast furnace gas having 24% by volume of carbon dioxide by applying a separation method using hydrate, the concentration of carbon dioxide in the recovered gas is the first stage. 24 volume% → 68 volume% in the second stage separation / recovery, and 68 volume% → 92 volume% in the second stage separation / recovery, and 92 volume% → 98 volume% in the third stage separation / recovery.

本発明例1では、分離・回収工程を1段のみとし、得られた、二酸化炭素濃度が68体積%の気体を液化し、本発明例2では、分離・回収工程を2段とし、得られた、二酸化炭素濃度が92体積%の気体を液化した。比較例では、3段のハイドレートによる分離・回収工程により得られた、二酸化炭素濃度が98体積%の高純度の気体を液化した。分離・回収工程及び液化工程における使用動力を表1に示す。   In Example 1 of the present invention, the separation / recovery process is only one stage, and the obtained gas having a carbon dioxide concentration of 68% by volume is liquefied. In Example 2, the separation / recovery process is performed in two stages. Further, a gas having a carbon dioxide concentration of 92% by volume was liquefied. In the comparative example, a high-purity gas having a carbon dioxide concentration of 98% by volume obtained by the separation / recovery process using three stages of hydrates was liquefied. Table 1 shows the power used in the separation / recovery process and the liquefaction process.

Figure 0005736916
Figure 0005736916

二酸化炭素を98体積%まで濃化した比較例では、液化工程における使用動力は71kWh/t-CO2と低くなるものの、分離・回収工程での使用動力は529kWh/t-CO2と高く、分離・回収工程及び液化工程の合計で600kWh/t-CO2を必要とした。 In the comparative example in which carbon dioxide is concentrated to 98% by volume, the power used in the liquefaction process is as low as 71 kWh / t-CO 2 , but the power used in the separation / recovery process is as high as 529 kWh / t-CO 2 for separation. -A total of 600 kWh / t-CO 2 was required for the recovery and liquefaction processes.

これに対して、本発明例1では、液化工程における使用動力は92kWh/t-CO2と増加するものの、分離・回収工程での使用動力は314kWh/t-CO2と少なく、分離・回収工程及び液化工程の合計で406kWh/t-CO2を要するのみであった。同様に、本発明例2では、分離・回収工程及び液化工程の合計で516kWh/t-CO2を要し、比較例に対して大幅に使用動力が削減されることが確認できた。 On the other hand, in Example 1 of the present invention, the power used in the liquefaction process increases to 92 kWh / t-CO 2 , but the power used in the separation / recovery process is as low as 314 kWh / t-CO 2, and the separation / recovery process. And the total of the liquefaction processes only required 406 kWh / t-CO 2 . Similarly, in Example 2 of the present invention, 516 kWh / t-CO 2 was required in total for the separation / recovery step and the liquefaction step, and it was confirmed that the power used was greatly reduced compared to the comparative example.

1 回収・液化設備
2 圧縮機
3 第1の冷却器
4 第2の冷却器
5 ハイドレート生成器
5a 冷却器
6 ハイドレート分離器
6a 熱交換器
7 循環ポンプ
8 液化装置
9 膨張タービン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recovery and liquefaction equipment 2 Compressor 3 1st cooler 4 2nd cooler 5 Hydrate generator 5a Cooler 6 Hydrate separator 6a Heat exchanger 7 Circulation pump 8 Liquefaction device 9 Expansion turbine

Claims (3)

二酸化炭素を20〜30体積%含有する混合ガスをハイドレート生成器に導入して、混合ガス中のハイドレートを形成することの可能な気体と水とのハイドレートを形成し、次いで、形成されたハイドレートを回収して回収したハイドレートを気体と水とに分解し、分解された気体を回収することで、回収される気体中の二酸化炭素の濃度を濃化させる分離・回収工程と、該分離・回収工程で回収した、二酸化炭素を含有する気体を液化する液化工程と、を有する、混合ガスからの二酸化炭素の回収・液化方法であって、前記分離・回収工程を少なくとも前記混合ガスに対して1回実施し、回収される気体中の二酸化炭素の濃度が95体積%以下の段階で、回収された気体を前記液化工程に供給して液化し、前記分離・回収工程及び前記液化工程の双方の工程での使用動力の合計値を低減することを特徴とする、混合ガスからの二酸化炭素の回収・液化方法。 A gas mixture containing 20-30% by volume of carbon dioxide is introduced into the hydrate generator to form a hydrate of gas and water capable of forming a hydrate in the gas mixture, and then formed. A separation / recovery step for concentrating the concentration of carbon dioxide in the recovered gas by decomposing the recovered hydrate into a gas and water, and recovering the decomposed gas; A method for recovering and liquefying carbon dioxide from a mixed gas, the method comprising: a liquefying step for liquefying a gas containing carbon dioxide recovered in the separation / recovery step, wherein the separation / recovery step includes at least the mixed gas performed once for at carbon dioxide concentrations below 95 vol% steps in the gas is recovered, the recovered gas is liquefied and supplied to the liquefaction step, the separation and recovery step and the liquefaction Characterized by reducing the total value of the used power in the extent of both processes, recovery and liquefaction process of carbon dioxide from a gas mixture. 前記分離・回収工程で回収される気体中の二酸化炭素の濃度が80体積%以下の段階で、回収された気体を前記液化工程に供給して液化することを特徴とする、請求項1に記載の混合ガスからの二酸化炭素の回収・液化方法。   The liquefied gas is supplied to the liquefaction step and liquefied when the concentration of carbon dioxide in the gas recovered in the separation / recovery step is 80% by volume or less. To recover and liquefy carbon dioxide from mixed gas. 前記分離・回収工程で回収される気体中の二酸化炭素の濃度が30〜70体積%の段階で、回収された気体を前記液化工程に供給して液化することを特徴とする、請求項2に記載の混合ガスからの二酸化炭素の回収・液化方法。   The liquefied gas is supplied to the liquefaction step and liquefied when the concentration of carbon dioxide in the gas recovered in the separation / recovery step is 30 to 70% by volume. A method for recovering and liquefying carbon dioxide from the described mixed gas.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5802125B2 (en) * 2011-12-22 2015-10-28 Jfeスチール株式会社 Gas separation and recovery method
JP2013212474A (en) * 2012-04-03 2013-10-17 Jfe Engineering Corp Gas separation apparatus
CN108709367A (en) * 2018-05-22 2018-10-26 中石化宁波工程有限公司 A kind of liquefying plant and application method of carbon dioxide
JP2024063462A (en) * 2022-10-26 2024-05-13 三菱重工業株式会社 Carbon dioxide capture system and carbon dioxide capture method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0538429A (en) * 1991-08-07 1993-02-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Treatment of carbon dioxide
US5700311A (en) * 1996-04-30 1997-12-23 Spencer; Dwain F. Methods of selectively separating CO2 from a multicomponent gaseous stream
JP2001096133A (en) * 1999-07-29 2001-04-10 Agency Of Ind Science & Technol Method and apparatus for separating and recovering carbon dioxide from exhaust combustion gas
JP2004238421A (en) * 2003-02-03 2004-08-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gas storage method and gas storage facilities
JP2006169041A (en) * 2004-12-16 2006-06-29 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Undersea storage method of gaseous carbon dioxide
JP2010069371A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Hitachi Ltd Apparatus for recovering carbon dioxide in coal boiler exhaust gas in thermal power plant and method for recovering carbon dioxide
JP4684365B2 (en) * 2009-05-26 2011-05-18 三井造船株式会社 Separation apparatus and method for gas to be separated

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