JP5785443B2 - 二酸化炭素分離回収装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る二酸化炭素分離回収装置の全体構成を示す概念図である。なお、図1において、ライン端部に記載されている丸囲み文字は、同一文字同士が互いに接続されていることを意味する。二酸化炭素分離回収装置は、二酸化炭素を含有する被処理ガスから二酸化炭素を選択的に分離及び回収するための装置である。被処理ガスは、例えば、火力発電所のボイラ等から排出される燃焼排ガス、密閉された居住空間の室内空気、空気調和されたオフィス等の室内空気である。二酸化炭素分離回収装置は、二酸化炭素を分離及び回収するため、二酸化炭素を吸着可能な吸着剤を多孔性物質に担持させて成る固体状の二酸化炭素吸着材を利用する。
図1に示すように、二酸化炭素分離回収装置は、第1処理塔1A及び第2処理塔1Bを備えている。第2処理塔1Bは第1処理塔1Aと同等である。このため、図2を参照して第1処理塔1Aについて説明し、第2処理塔1Bについての説明を省略する。なお、本実施形態では、便宜的に二酸化炭素分離回収装置が2つの処理塔を備えているが、1又は3以上の処理塔を備えていてもよい。
図1に戻り、二酸化炭素分離回収装置は、被処理ガス供給ライン40、高熱流体供給ライン50、高熱流体排出ライン60、清浄ガス排出ライン70、給水ライン80、二酸化炭素回収ライン90、吸着液供給ライン100、吸着液回収ライン110、不活性ガス循環ライン120、内側ドレンライン130及び外側ドレンライン135を備えている。ライン端部に記載された丸囲み文字を参照するとわかるように、いずれのラインも、第1処理塔1Aのケーシング2及び第2吸着塔1Bのケーシング2に接続されている。そして、各ライン40,50,60,70,80,90,100,110は、共通管と、共通管の一端部から分岐する2つの分岐管とを有し、分岐管の各端部が2つのケーシング2に対して並列接続されている。
図2に戻り、二酸化炭素分離回収装置は、制御器140を備えている。制御器140は、水温センサ141、加熱部32、攪拌部33及び真空ポンプ35と接続されている。水温センサ141は、貯留部31に貯留されている水の温度を検出する。制御器140は、水温センサ141によって検出される水温に応じて、加熱部32、攪拌部33及び真空ポンプ35の動作を後述するように制御する。また、制御器140は、電動機26、ファン75,126及び前述した各バルブとも接続されている。以下の説明において、電動機26、加熱部32、攪拌部33、真空ポンプ35、ファン75,126及びバルブの動作は、制御器140により制御されるものとする。
図3は、図2に示す制御器140により実行される二酸化炭素分離回収処理の手順を示すフローチャート、図4は、図3に示す回収再生処理(S2)の手順を示すフローチャートである。図5は、第1処理塔1Aで吸着処理が行われ、第2処理塔1Bでリペア処理の浸漬工程が行われているときのガス等の流れを示す作用図、図6は、第1処理塔1Aで吸着処理が行われ、第2処理塔1Bでリペア処理の吸着液回収工程が行われているときのガス等の流れを示す作用図、図7は、第1処理塔1Aで吸着処理が行われ、第2処理塔1Bでリペア処理の乾燥工程が行われているときのガス等の流れを示す作用図である。図8は、第1処理塔1Aで回収再生処理の給水が行われ、第2処理塔1Bで吸着処理が行われているときのガス等の流れを示す作用図、図9は、第1処理塔1Aで回収再生処理の二酸化炭素回収が行われ、第2処理塔1Bで吸着処理が行われているときのガス等の流れを示す作用図である。
図5を参照して吸着処理について説明する。ここでは、第1処理塔1Aが、吸着処理を行う処理塔であるとしている。吸着処理を行うときには、第1処理塔1Aに対応して設けられたバルブのうち、バルブ44A,73Aが開、他のバルブが閉となる。ただし、バルブ136は開であっても閉であってもよい。バルブ136が開であれば、流体通路20に溜まったドレンを吸着処理と同時に排出することができる。
次に、図5〜図7を参照してリペア処理について説明する。ここでは、第2処理塔1Bが、リペア処理を行う処理塔であるとしている。
次に、図4,図8及び図9を参照して回収再生処理について説明する。ここでは、第1処理塔1Aが回収再生処理を行う処理塔であるとしている。他方、第2処理塔1Bでは、吸着処理が行われる。この第2処理塔1Bでは、前述同様、第2処理塔1Bに対応して設けられたバルブのうち、バルブ44B,73Bが開、他のバルブが閉となる(図8及び図9参照)。ただし、バルブ136は開であっても閉であってもよい。
2 ケーシング
3 二酸化炭素吸着材
10 ガス流入口
11 ガス流出口
12 水流入口
13 二酸化炭素流出口
17 流体流入口
18 流体流出口
20 流体通路
21 内殻部
22 外殻部
30 蒸気発生装置
31 貯留部
32 加熱部
33 攪拌部
35 真空ポンプ
40 被処理ガス供給ライン
50 高熱流体供給ライン
60 高熱流体排出ライン
70 清浄ガス排出ライン
80 給水ライン
90 二酸化炭素回収ライン
Claims (8)
- 二酸化炭素を含有する被処理ガスから二酸化炭素を分離して、被処理ガスから分離された二酸化炭素を回収する二酸化炭素分離回収装置であって、
被処理ガスが流通する内部空間を有したケーシングと、
前記内部空間に配置され、前記内部空間を流通する被処理ガスから二酸化炭素を吸着して分離する二酸化炭素吸着材と、
前記二酸化炭素吸着材に吸着された二酸化炭素を離脱させて回収するための蒸気を前記内部空間で発生して前記内部空間に放出する蒸気発生手段と、を備え、
前記蒸気発生手段が、前記ケーシングの内部に設置されて水を貯留する貯留部を有し、前記貯留部に貯留されている水を蒸発させることにより蒸気を発生するよう構成され、
前記蒸気発生手段が、前記内部空間を減圧する減圧手段を有する、二酸化炭素分離回収装置。 - 前記蒸気発生手段が、前記貯留部に貯留されている水を加熱する加熱部と、前記貯留部に貯留されている水を攪拌する攪拌部と、を有する、請求項1に記載の二酸化炭素分離回収装置。
- 前記内部空間からの二酸化炭素及び蒸気が流通する二酸化炭素回収ラインを更に備え、
前記減圧手段が、前記二酸化炭素回収ライン上に設けられた真空ポンプであり、
前記真空ポンプが動作すると、前記貯留部に貯留されている水が蒸発し、且つ、該貯留されている水より発生した蒸気が前記二酸化炭素吸着材から離脱した二酸化炭素と共に前記二酸化炭素回収ラインに引き込まれる、請求項1又は2に記載の二酸化炭素分離回収装置。 - 前記ケーシングが、前記二酸化炭素回収ラインと接続される二酸化炭素排出口を有し、
前記二酸化炭素吸着材が、前記貯留部と前記二酸化炭素排出口との間に配置されている、請求項3に記載の二酸化炭素分離回収装置。 - 前記貯留部が、前記ケーシングの内底部の中心部に設置されている、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の二酸化炭素分離回収装置。
- 二酸化炭素を含有する被処理ガスから二酸化炭素を分離して、被処理ガスから分離された二酸化炭素を回収する二酸化炭素分離回収装置であって、
被処理ガスが流通する内部空間を有したケーシングと、
前記内部空間に配置され、前記内部空間を流通する被処理ガスから二酸化炭素を吸着して分離する二酸化炭素吸着材と、
前記二酸化炭素吸着材に吸着された二酸化炭素を離脱させて回収するための蒸気を前記内部空間で発生して前記内部空間に放出する蒸気発生手段と、を備え、
前記ケーシングが、前記内部空間を規定する内殻部と、前記内殻部の外側を覆う外殻部と、前記内殻部及び前記外殻部により囲まれた流体通路と、前記ケーシングの外気よりも高温を有した高熱流体を前記流体通路に流入させるための流体流入口と、前記流体通路から前記高熱流体を流出させるための流体流出口と、を有する、二酸化炭素分離回収装置。 - 前記高熱流体が被処理ガスである、請求項6に記載の二酸化炭素分離回収装置。
- 第1ケーシング及び第2ケーシングを含む少なくとも2つの前記ケーシングを備え、
前記第1ケーシングにおいて前記蒸気発生手段を動作させて二酸化炭素が離脱回収されるときに、被処理ガスが、前記第1ケーシングの前記流体通路を通過した後に前記第2ケーシングの前記内部空間に供給され、前記第2ケーシングにおいて被処理ガスから二酸化炭素が吸着分離される、請求項7に記載の二酸化炭素分離回収装置。
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