JP6847799B2 - 二酸化炭素吸収剤及び二酸化炭素除去装置 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る二酸化炭素除去方法においては、二酸化炭素を含有するガスと、上述の本実施形態に係る二酸化炭素吸収剤とを接触させて、前記二酸化炭素を含むガスから二酸化炭素を除去することを特徴とする。
本実施形態に係る二酸化炭素除去装置は、二酸化炭素を含有するガスと、上記の実施形態に係る二酸化炭素吸収剤とを接触させ、この二酸化炭素吸収剤に二酸化炭素を吸収させることにより前記の二酸化炭素を含有するガスから二酸化炭素を除去する吸収塔と、
この二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤から二酸化炭素を脱離させて、この二酸化炭素吸収剤を再生する再生塔とを有する。
この二酸化炭素除去装置1は、吸収塔2と再生塔3とを備えている。二酸化炭素除去装置1において、吸収塔2は、二酸化炭素を含むガス(以下、排気ガスと示す。)と二酸化炭素吸収剤とを接触させ、この排気ガスから二酸化炭素を吸収させて除去する。二酸化炭素除去装置1において、再生塔3は、吸収塔2で二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤から二酸化炭素を分離し、二酸化炭素吸収剤を再生する。以下、二酸化炭素が二酸化炭素である場合を例に説明する。
再生塔3で再生した二酸化炭素吸収剤は、ポンプ9によって熱交換器7と吸収液冷却器10とに順次送液され、二酸化炭素吸収剤供給口5から吸収塔2に戻される。
以下、実施例により、実施形態の二酸化炭素吸収剤についてより詳細に説明する。
1−エトキシカルボニルピペラジン80wt%、N−メチルピロリドン20wt%を混合した二酸化炭素吸収剤にCO2含有ガスをバブリングし、40℃及び70℃での二酸化炭素平衡吸収量を測定した。測定した二酸化炭素平衡吸収量の差分から二酸化炭素回収量を算出した。40℃でCO2をバブリングした液体の粘度を25℃で測定した。また、目視で相分離の有無を確認した。得られた結果を表1にまとめた。
1−エトキシカルボニルピペラジン80wt%、ジメチルアセトアミド20wt%を混合した二酸化炭素吸収剤にCO2含有ガスをバブリングし、40℃及び70℃での二酸化炭素平衡吸収量を測定した。40℃でCO2をバブリングした液体の粘度を25℃で測定した。また、目視で相分離の有無を確認した。
1−エトキシカルボニルピペラジン80wt%、デカノール20wt%を混合した二酸化炭素吸収剤にCO2含有ガスをバブリングし、40℃及び70℃での二酸化炭素平衡吸収量を測定した。40℃でCO2をバブリングした液体の粘度を25℃で測定した。また、目視で相分離の有無を確認した。
1−エトキシカルボニルピペラジン80wt%、ヘキサノール20wt%を混合した二酸化炭素吸収剤にCO2含有ガスをバブリングし、40℃及び70℃での二酸化炭素平衡吸収量を測定した。40℃でCO2をバブリングした液体の粘度を25℃で測定した。また、目視で相分離の有無を確認した。
1−Boc−ピペラジン70wt%、ジメチルアセトアミド20wt%を混合した二酸化炭素吸収剤にCO2含有ガスをバブリングし、40℃及び70℃での二酸化炭素平衡吸収量を測定した。40℃でCO2をバブリングした液体の粘度を25℃で測定した。また、目視で相分離の有無を確認した。
2−ピペラジノン70wt%、ジメチルアセトアミド30wt%を混合した二酸化炭素吸収剤にCO2含有ガスをバブリングし、40℃及び70℃での二酸化炭素平衡吸収量を測定した。40℃でCO2をバブリングした液体の粘度を25℃で測定した。また、目視で相分離の有無を確認した。
1−エトキシカルボニルピペラジン80wt%、ジメチルアセトアミド15wt%、水5wt%を混合した二酸化炭素吸収剤にCO2含有ガスをバブリングし、40℃及び70℃での二酸化炭素平衡吸収量を測定した。40℃でCO2をバブリングした液体の粘度を25℃で測定した。また、目視で相分離の有無を確認した。
1−エトキシカルボニルピペラジン80wt%、水20wt%を混合した二酸化炭素吸収剤にCO2含有ガスをバブリングし、40℃及び70℃での二酸化炭素平衡吸収量を測定した。40℃でCO2をバブリングした液体の粘度を25℃で測定した。また、目視で相分離の有無を確認した。
1−エトキシカルボニルピペラジン80wt%、エチレングリコール20wt%を混合した二酸化炭素吸収剤にCO2含有ガスをバブリングし、40℃及び70℃での二酸化炭素平衡吸収量を測定した。40℃でCO2をバブリングした液体の粘度を25℃で測定した。また、目視で相分離の有無を確認した。
明細書中一部の元素は、元素記号のみで示している。
Claims (11)
- 式(1)で表され、前記式(1)の複素環に含まれるいずれか一方のアミノ基のpKaが7.0以上8.6以下である複素環式アミン及び1気圧の沸点が150℃以上である有機溶剤を含む二酸化炭素吸収剤であって、
前記複素環式アミン及び前記有機溶剤の合計質量は、前記二酸化炭素吸収剤の70質量%以上100質量%以下であり、
前記式(1)中のR1ないしR4は、それぞれ、H、前記複素環の炭素と二重結合する酸素、CH3、OH、又は任意に官能基を含むアルキル鎖であり、
前記式(1)中のX1は、H、CH3、CHO、C(O)OC2H5、C(O)OC3H7、C(O)OCH(CH3)2、C(O)OC(CH3)3、C(O)OCH3、又はC(O)CH3、C(O)C2H5であり、
前記pKaは、25℃の値であり、
前記有機溶剤は、炭素数6〜12のアルコール又はアミド基を有する溶剤であり、
前記有機溶剤に対する前記複素環式アミンの比率は、1.5以上9.0以下である二酸化炭素吸収剤。
- 前記複素環式アミンは、式(2)で表される化合物であって、前記式(2)中のX2は、CHO、C(O)OC2H5、C(O)OC3H7、C(O)OCH(CH3)2、C(O)OC(CH3)3、C(O)OCH3、C(O)CH3、又はC(O)C2H5である、
前記複素環式アミンは、式(3)で表される化合物であって、前記式(3)中のR5、R6、及びR7はすべてH、若しくは、R5、R6、若しくはR7のいずれか1つはCH3であり、かつ、残りはHである、又は、
前記複素環式アミンは、式(4)で表される化合物であって、前記式(4)中のR8は複素環の炭素と二重結合する酸素でR9がH、若しくは、R8がHでR9が複素環の炭素と二重結合する酸素であり、前記式(4)中のX2は、CH3である請求項1に記載の二酸化炭素吸収剤。
- 前記有機溶剤は、炭素数6〜12のアルコールである請求項1又は2に記載の二酸化炭素吸収剤。
- 前記有機溶剤は、アミド結合を有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収剤。
- 前記有機溶剤は、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、及びジメチルホルムアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1又は2に記載の二酸化炭素吸収剤。
- 前記有機溶剤の質量以下の水を含む請求項1ないし5のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収剤。
- 大気圧で20℃以上45℃以下で、二酸化炭素吸収剤に飽和濃度の二酸化炭素が溶解したときに、一相状態である請求項1ないし6のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収剤。
- 粘度が25℃で0CPS以上200cps以下である請求項1ないし7のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収剤。
- 二酸化炭素を含有するガスと二酸化炭素を吸収させる前の請求項1ないし8のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収剤を接触させ、前記二酸化炭素を吸収させる前の二酸化炭素吸収剤に二酸化炭素を吸収させることにより前記の二酸化炭素を含有するガスから二酸化炭素を除去して二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤を得る吸収塔と、
前記二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤から二酸化炭素を脱離させて、前記二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤を再生する再生塔とを有する二酸化炭素除去装置において用いられる請求項1ないし8のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収剤。 - 大気圧で20℃以上45℃以下で、前記二酸化炭素を含有するガスと前記二酸化炭素吸収剤を接触させる前の二酸化炭素吸収剤と、前記二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤は一相状態である請求項9に記載の二酸化炭素吸収剤。
- 二酸化炭素を含有するガスと二酸化炭素を吸収させる前の請求項1ないし8のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収剤を接触させ、前記二酸化炭素を吸収させる前の二酸化炭素吸収剤に二酸化炭素を吸収させることにより前記の二酸化炭素を含有するガスから二酸化炭素を除去して二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤を得る吸収塔と、
前記二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤から二酸化炭素を脱離させて、前記二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収剤を再生する再生塔とを有する二酸化炭素除去装置。
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