JPH03252305A

JPH03252305A - 酸素富化燃焼による二酸化炭素の回収方法

Info

Publication number: JPH03252305A
Application number: JP2048751A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ikuta; 義明生田; Yoshinori Fukuda; 福田　義則
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1991-11-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ＬＮＧあるいは石油２石炭などを燃料とする
ボイラ、コンビナート加熱炉、地域暖房用燃焼炉あるい
は家庭用コンロなどの燃焼設備において、燃焼用の酸素
源として、空気を深冷法、プレッシャスイング法（ＰＳ
Ａ法）などの気体分離設備により処理して窒素（Ｎ、）
を分離除去して得られる酸素富化気体を使用して燃焼さ
せ、二酸化炭素（ωｔ）を主成分とした排気を得る酸素
富化燃焼による二酸化炭素（Ｃｏ、）の回収方法に関す
るものである。

〔従来技術の説明〕

従来使用されている燃焼方式を、第三図によって説明す
る。ＬＮＧ　８や９石油９石炭などの硫黄（Ｓ）を含む
燃料９と空気６を、ボイラ、コンビナート加熱炉、地域
暖房用燃焼炉あるいは家庭用コンロなどの燃焼設備３で
燃焼させて、この時発生する熱を回収し外部の熱源ある
いは動力源として利用したり、あるいは、熱回収をしな
いで燃焼ガスを排気している。この時に、燃料成分と酸
素（Ｏりの反応による結果としての二酸化炭素（Ｃｏり
、水分などの他に、空気中の窒素（Ｎ、）に起因するＮ
Ｏｘ　、いわゆるサーマルＮＯｘと燃料中の硫黄（Ｓ）
分に起因するＳＯｘ　、燃料によっては、燃料中の有機
成分に起因するＮＯｘ　＋いわゆるフューエルＮＯｘを
含む燃焼ガスが発生する。

従って、この燃焼ガスをそのまま大気中に排出しだので
は大気汚染の原因となるため、　ＳｏＸ。

ＮＯｘ除去のためにはそれぞれ脱硫設備３．脱硝設備４
を設置する必要がある。

一方、燃焼ガス中の二酸化炭素（Ｃα）を有効利用する
ために分離回収するには、そのための専用設備を設置す
る必要がある。

また、空気を使用するから、燃焼に直接寄与しない窒素
（Ｎ・）を多量に処理しなければならないために、燃焼
設備としては窒素（Ｎりに見合った分だけ設備規模とし
ては大きなものとしなければならないという短所もある
。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記に示すとおり、従来の方式では９次のような短所が
ある。

（１）燃焼によって発生する燃焼排気中のＮＯｘは。

大気汚染防止上、除去する必要があり、そのために脱硝
設備を設置する必要がある。

（２）燃焼排気中には、空気をそのまま酸素源として使
用するから、多量の窒素（Ｎりを含むために、二酸化炭
素（Ｃｏ、）濃度が低くなり、したがって二酸化炭素（
Ｃｏ、）を二次製品の原料として使用、あるいは二酸化
炭素（Ｃｏ、）を固定化するなどして投棄する場合には
、二酸化炭素（Ｃｏ、　）の濃度を高める必要があり、
二酸化炭素（ＣＯ，）回収設備を必要とする。

（３）燃焼に直接寄与しない窒素（Ｎ、）を多量に処理
しなければならないために、その分だけ設備規模が大き
くなる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記技術水準に鑑み発明されたもので、燃焼
用酸素（缶）として酸素富化気体を利用することにより
、　ＮＯｘの発生をなくして脱硝設備を不要として、特
別な二酸化炭素（Ｃｏ、）回収設備を用いずに高濃度の
二酸化炭素（Ｃｏ、）を回収できる。また、設備規模も
縮小し、燃焼排気の熱を有効に利用するものである。す
なわち。

＋１）　Ｌ　Ｎ　Ｇを燃料として使用する燃焼設備にお
いて、燃焼用酸素として、空気から窒素（Ｎりを分離除
去したあとの酸素富化気体を使用して燃焼させ、燃焼ガ
スとして二酸化炭素を主成分とした排気を得ることを特
徴とする酸素富化燃焼による二酸化炭素の回収方法。

（２）二酸化炭素を主成分とする排気の熱を、燃料であ
るＬＮＧの気化に利用し、一方、液化二酸化炭素を得る
ために、二酸化炭素を主成分とする排気の一部または全
部をＬＮＧとの熱交換に用いることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の酸素富化燃焼による二酸化炭素
の回収方法。

（３）燃料として石油１石炭などの硫黄分を含む燃料を
使用する燃焼設備において、燃焼用酸素として、空気か
ら窒素を分離除去したあとの酸素富化気体を使用して燃
焼させ、その燃焼ガスを一旦脱硫してＳＯｘを除去し、
二酸化炭素を生成分とした排気を得ることを特徴とする
酸素富化燃焼による二酸化炭素の回収方法。

（４）上記回収方法を用いて二酸化炭素を主成分とする
排気の一部を燃焼設備の酸素富化気体の入口側に循環さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項に記載
の酸素富化燃焼による二酸化炭素の回収方法を提供する
ものである。

〔作用〕

本発明を上記の二酸化炭素の回収方法とすることにより
、ＬＮＧ、石油９石炭などを燃料として使用する燃焼設
備において、深冷法、プレッシャスイング吸着法（ＰＳ
Ａ法）などの酸素分離設備（空気を処理する場合は窒素
（Ｎ、）分離設備ともいえる）により空気中の窒素（〜
）分を除去し、酸素（０２）を高濃度に含む酸素富化気
体を燃焼用の酸素（Ｏｚ）源として使用することにより
、　ＮＯｘの発生を防止でき、一方１石油２石炭などの
硫黄（Ｓ）分を含む燃料を使用する時は、この硫黄（Ｓ
）の酸化燃焼によるＳＯｘを含んだ燃焼ガス発生するが
、これは、後流で脱硫する。これにより、燃焼排ガスと
して、高濃度の二酸化炭素（Ｃｏ、　）を回収すること
ができる。

また、二酸化炭素（Ｃｏｔ　）を主成分とした燃焼排ガ
スを、酸素富化気体の入口側に循環させ燃焼設備内の燃
焼熱による昇温を一定限度内におさえるために使用する
こともできる。

更に、二酸化炭素（Ｃｏ、）を主成分とした燃焼排ガス
は、燃料であるＬＮＧとの熱交換による気化に利用する
ために使用でき、一方、この場合、排気中の二酸化炭素
（Ｃ０２）自身は液化され液化二酸化炭素（Ｃｏπ）と
して回収することができる。

〔実施例〕

以下１本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。

第１図は本発明の第１実施例に係るＬＮＧを燃料とした
二酸化炭素（Ｃｏ、）の回収７０−図で。

第２図は本発明の第２実施例に係る石油・石炭を燃料と
した二酸化炭素（ＣＯｔ　）の回収フロー図である。こ
の第１，２図において、１は燃焼設備、２は酸素分離設
備、３は脱硫設備、５は熱交換器、６は空気、７は窒素
、８はＬＮＧ　　９は硫黄（Ｓ）分を含む石油９石炭か
らなる燃料、　１０は酸素富化気体、１１はＣｏｔを生
成分とした燃焼排ガス、１２は液化二酸化炭素（Ｃｏ、
）　、　　１３は燃焼排ガス、１４は回収熱を示す。

本発明による第１実施例は、燃料として硫黄（Ｓ）分を
含まないＬＮＧを使用した場合であり。

空気６を酸素（Ｏａ）分離設備２に導き９分離設備２で
分離された窒素（Ｎ！＞７は系外に排出される。

残された酸素（Ｏりを主成分とする酸素富化気体１０は
、燃焼設備１に導かれる。酸素（Ｏ２）分離設備２は、
ＬＮＧなどの冷熱を利用した深冷法あるいは、グレノシ
ャスイング吸着法（ＰＳＡ法）などの従来の技術による
設備を使用することができる。第１図は、深冷法とした
場合をしめし、燃料のＬＮＧの気化熱を利用している場
合である。

燃焼設備１で、気化されたＬＮＧ８を、酸素富化気体１
０により燃焼させる。この際発生する熱は１回収され他
設備の加熱源あるいは動力源として使用される。

燃焼設備１の燃焼排ガス１１は二酸化炭素（ＣＯ，）が
主成分であり、この燃焼排ガス１１の一部または全部は
酸素富化気体１ｏの入口側に循環され、燃焼設備１内の
昇温を一定限度内におさえるために使用される。

また、この二酸化炭素（Ｃｏ、）を主成分とした燃焼排
ガスはＬＮＧの気化のために熱交換器５で利用され、二
酸化炭素（Ｃｏ、　）自身は液化し液化二酸化炭素（Ｃ
Ｏｔ　）として回収することができる。

また１本発明による第２実施例は、硫黄（Ｓ）分を含む
石油１石炭などの燃料を使用した場合のものであり、燃
焼により発生するＳＯｘを除去するために、燃焼排ガス
を脱硫設備３において一旦脱硫して、二酸化炭素（Ｃｏ
、）を主成分とする燃焼排ガスを得るものである。

〔本発明の効果〕

以上、具体的に説明したように、燃料用の酸素源に空気
中の窒素（Ｎ、）を燃焼の前段階で分離除去した酸素富
化気体を使用する。これにより燃焼によりＮＯｘは発生
しないので、これらを除去するための脱硝設備が不要で
ある。そして。

燃焼による排気は二酸化炭素（Ｃα）が主成分であるか
ら、そのまま二次製品の原料として使用。

あるいは、二酸化炭素（Ｃｏｗ）を固定化するなどして
投棄することができる。

また、排気は燃焼熱により加熱されており。

ＬＮＧを燃料として使用する場合には、この熱をＬＮＧ
の気化に利用することができ、一方。

二酸化炭素（Ｃｏ、）自身は液化され、従って、この液
化二酸化炭素（Ｃｏ、）を二次製品の原料として使用、
あるいは、投棄する場合の取扱いが容易になるという利
点がある。

また、前記の酸素富化気体を使用する燃焼方式で、燃料
として石油９石炭などの硫黄（Ｓ）分を含む燃料を使用
する場合は、　ＳＯｘが発生するために、後流に脱硫設
備を設ける必要があるが。

排気としては二酸化炭素（Ｃｏ、）を主成分としたガス
が得られ、そのまま二次製品の原料として使用、あるい
は、二酸化炭素（Ｃｏ、）を固定化するなどして投棄す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第一図は２本発明の第一実施例に係わるＬＮＧを燃料と
した酸素富化燃焼による二酸化炭素（Ｃｏ、）の回収方
班の説明図である。第二図は２本発明の第二実施例に係わる硫黄（Ｓ）分を
含む石油・石炭などを燃料とした酸素富化燃焼による二
酸化炭素（Ｃｏｔ　）の回収力シミの説明図である。第三図は、燃焼用酸素（α）源として空気をそのまま使
用している従来の燃焼方線の一例としての説明図である
。１・・燃焼設備、２・・・酸素分離設備、３・・・脱硫
設備、４・・・脱硝設備、５・・・熱交換器、６・・・
空気。７・・・窒素（Ｎ、）、　　８・・・ＬＮＧ、９・・・
硫黄（Ｓ）分を含む燃料、１０・・・酸素富化気体、１
１・・・二酸化炭素（Ｃｏ、）を主成分とした燃焼排ガ
ス、１２・・・液化二酸化炭素（ＣＯｓ）　；　　１３
・・・燃焼排ガス、１４・・・回収熱。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＬＮＧを燃料として使用する燃焼設備において、
燃焼用酸素として、空気から窒素を分離除去したあとの
酸素富化気体を使用して燃焼させ、燃焼ガスとして二酸
化炭素を主成分とした排気を得ることを特徴とする酸素
富化燃焼による二酸化炭素の回収方法。
（２）二酸化炭素を主成分とする排気の熱を、燃料であ
るＬＮＧの気化に利用し、一方、液化二酸化炭素を得る
ために、二酸化炭素を主成分とする排気の一部または全
部をＬＮＧとの熱交換に用いることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の酸素富化燃焼による二酸化炭素
の回収方法。
（３）燃料として石油、石炭などの硫黄分を含む燃料を
使用する燃焼設備において、燃焼用酸素として、空気か
ら窒素を分離除去したあとの酸素富化気体を使用して燃
焼させ、その燃焼ガスを一旦脱硫してＳＯｘを除去し、
二酸化炭素を生成分とした排気を得ることを特徴とする
酸素富化燃焼による二酸化炭素の回収方法。
（４）上記回収方法を用いて二酸化炭素を主成分とする
排気の一部を燃焼設備の酸素富化気体の入口側に循環さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項に記載
の酸素富化燃焼による二酸化炭素の回収方法。