JPH04271814A - 炭酸ガス吸収液の再生方法 - Google Patents
炭酸ガス吸収液の再生方法Info
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Classifications
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炭酸ガス（以下、ＣＯ２
と記す）を吸収したＣＯ２ 吸収液からＣＯ２ を放
出させ、ＣＯ２ 吸収液を再生する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のアミン吸収法による燃焼排ガスか
らのＣＯ２ 回収プロセスを図３により説明する。図３
において、燃焼排ガス１はコンプレッサ２により加圧後
、ボイラ３で天然ガス４とともに再燃させ、ＣＯ２ 濃
度を高める。その後吸収塔５に送られ、アミン吸収液６
によりＣＯ２ を吸収除去後大気中へ排気７として排出
される。 【０００３】ＣＯ２ を吸収したアミン吸収液８は、熱
交換器９で１２０℃以上に加熱され、再生塔１０に送ら
れ、こゝでＣＯ２ を吸収したアミン吸収液８はＣＯ２
放出後、冷却器１１で５０℃以下に冷却され再び吸収
塔５に送られる。 【０００４】再生塔１０で放出されたＣＯ２ ガス１２
は、アミンやＨ２ Ｏミストを含むので、冷却器１３で
冷却後、気液分離器１４で、ＣＯ２ ガス１５と凝縮液
１６に分離し、凝縮液１６は再生塔１０に返送される。 【０００５】このようにして分離したＣＯ２ ガスは高
純度のものが得られる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ＣＯ２ 回収エネルギ
ー効率を増加させるため、ＣＯ２ 吸収液中のアミン濃
度を増加すると、燃焼排ガス中に残存する酸素と再生時
の加熱により装置が激しく腐食し、又ＣＯ２ 吸収液の
劣化も著しい。 【０００７】従って現状はＣＯ２ 吸収液のアミン濃度
を１５〜２０ｗｔ％に抑える一方、腐食抑制剤や劣化防
止剤を加えている。しかし、これらの防止剤も使用寿命
が十分なものはなく問題になっている。 【０００８】この結果、アミンを用いる化学吸収法は、
得られるＣＯ２ 精製度が物理吸収法に比べ秀れている
もののＣＯ２ 回収エネルギー効率が悪く又メンテナン
スが繁雑であった。 【０００９】本発明は上記技術水準に鑑み、従来技術に
おけるような不具合のないＣＯ２ 吸収液の再生方法を
提供しようとするするものである。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は（１）炭酸ガス
を吸収した炭酸ガス吸収液を隔膜を有する電解槽で電解
することによって炭酸ガスを回収すると共に炭酸ガス吸
収液を再生することを特徴とする炭酸ガス吸収液の再生
方法。 （２）炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収液に、支持電解
質を添加して電解することを特徴とする上記１記載の電
解による炭酸ガス吸収液の再生方法。である。 【００１１】すなわち、本発明はＣＯ２ 吸収液からの
ＣＯ２ 放出手段として、従来の加熱再生に代わり電解
を採用したものである。電解に際して使用する電解槽に
は隔膜を備え、該槽をアノード室とカソード室に分けて
いる。隔膜としてはガラスウール、アスベストあるいは
素焼陶器などが用いられる。 【００１２】アノード電極としては炭素、黒鉛、白金あ
るいは酸化鉛が、また、カソード電極として鉛、亜鉛、
銅、鉄、炭素、白金などが用いられる。 【００１３】ＣＯ２ 吸収液に添加する電解のための支
持電解質としてはアルカリ金属化合物、例えばＬｉＣｌ
，ＬｉＣｌＯ３ ，ＫＯＨ．ＫＣｌ，ＮａＯＨ，ＮａＣ
ｌ，Ｎａ２ ＳＯ４ などが用いられ、その添加量は一
般的に０．１〜１．０ｍｏｌ／ｌである。 【００１４】 【作用】アルカノールアミンのＣＯ２ 吸収反応は次の
ようである。 ２ＲＮＨ２ ＋ＣＯ２ →ＲＮＨＣＯＯ− ＋ＲＮ
Ｈ３ ＋ （Ｒ；アルカノール残基）ＣＯ２ を吸収し
たアルカノールアミンはまず電解槽のアノード室（正極
側）に導かれる。アルカノールアミンはアルカリ性であ
るのでＯＨ− 濃度は高く、ここでは次のような電解酸
化反応によりＣＯ２ を放出する。 ＲＮＨＣＯＯ− ＋ＯＨ− → ＲＮＨＯＨ＋ＣＯ２
＋ｅ− ＲＮＨ３ ＋ → ＲＮＨ２ ＋ Ｈ
＋ 【００１５】支持電解質を使用すると上式の反応速
度は更に向上する。支持電解質を添加する本来の目的は
液中の分子イオン濃度を高めることにより分子イオン電
導性を高め液管抵抗を下げることにより反応速度、エネ
ルギー効率を高めることにある。 【００１６】ＣＯ２ を放出したアルカノールアミン吸
収液は次に隔膜を通してカソード室（負極側）に流れる
。 カソード室では次の反応により元の分子構造に還元され
る。 ＲＮＨＯＨ＋２Ｈ＋ ＋２ｅ− → ＲＮＨ２ ＋
Ｈ２ ＯＲＮＨ３ ＋ ＋ｅ− → ＲＮＨ２ ＋
１／２ Ｈ２ 還元されたアルカノールアミンは再
びＣＯ２ 吸収塔へ返送されＣＯ２ 吸収液として作用
する。 【００１７】電解槽の隔膜はアノード室で発生するＣＯ
２ とカソード室で発生するＨ２ を分離する働きを有
する。 【００１８】 【実施例】本発明の一実施例を図１によって説明する。 ＣＯ２ 濃度８．８〜９．３ＶＯＬ％のガス１を吸収塔
２で気液比Ｌ／Ｇ＝２．０（ｌ／ｍ３ Ｎ）のもとで、
吸収液として３０ｗｔ％の常温のモノエタノールアミン
（ＭＥＡと略称）水溶液を使用し、該吸収液３に吸収さ
せた。該吸収液には支持電解質としてＬｉＣｌを３０ｇ
／ｌ添加した。ＣＯ２ を吸収したＭＥＡ水溶液４は電
解槽５のアノード室６に供給される。アノード電極には
炭素電極７を使用した。ＣＯ２ を吸収したＭＥＡ吸収
液Ａはアノード電極で、電解酸化を受けＣＯ２ を放出
する。 【００１９】ＣＯ２ を放出したＭＥＡ水溶液はガラス
ウールの隔膜８を通ってカゾード室９に入る。カソード
電極１０には白金を使用した。ＭＥＡ水溶液はカソード
電極１０により還元反応を受け元のＭＥＡ水溶液に再生
される。 【００２０】この実施例における電極のＭＥＡ水溶液中
での分極特性を図２に示す。分極特性はアノード室６で
発生するＣＯ２ ガスは印加電圧が大きくなればなる程
ＣＯ２ 純度が向上することを示している。 【００２１】下記表１に印加電圧２．０Ｖの場合、アノ
ード室６から発生したガス組成を示す。 【表１】 【００２２】支持電解質を加えないと、ＣＯ２ ガス発
生量、再生エネルギー効率とも低下する。その傾向を支
持電解質としてＬｉＣｌを添加した場合と添加しない場
合について、下記表２に示す。 【表２】 【００２３】 【発明の効果】本発明によれば、下記の効果を奏しうる
。 （１）吸収液を再生するのに加熱を要しないこと。又高
濃度の吸収液を使用出来るため、ランニングコストが大
幅に低下できる。 更に吸収液のホールドタンクを設置すれば、電力会
社の夜間の安価な電力が利用できる。 （２）常温再生のため、装置の腐食対策は全く必要ない
。それ故吸収液のＭＥＡ濃度を従来の１５〜３０ｗｔ％
から７０〜７５ｗｔ％にすることが可能である。 （３）副生成物としてカソード室で利用価値の高いＨ２
が発生する。 （４）吸収液の熱分解（劣化）は常温による電解再生の
ため全くない。 （５）回収装置がコンパクトになる。
と記す）を吸収したＣＯ２ 吸収液からＣＯ２ を放
出させ、ＣＯ２ 吸収液を再生する方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のアミン吸収法による燃焼排ガスか
らのＣＯ２ 回収プロセスを図３により説明する。図３
において、燃焼排ガス１はコンプレッサ２により加圧後
、ボイラ３で天然ガス４とともに再燃させ、ＣＯ２ 濃
度を高める。その後吸収塔５に送られ、アミン吸収液６
によりＣＯ２ を吸収除去後大気中へ排気７として排出
される。 【０００３】ＣＯ２ を吸収したアミン吸収液８は、熱
交換器９で１２０℃以上に加熱され、再生塔１０に送ら
れ、こゝでＣＯ２ を吸収したアミン吸収液８はＣＯ２
放出後、冷却器１１で５０℃以下に冷却され再び吸収
塔５に送られる。 【０００４】再生塔１０で放出されたＣＯ２ ガス１２
は、アミンやＨ２ Ｏミストを含むので、冷却器１３で
冷却後、気液分離器１４で、ＣＯ２ ガス１５と凝縮液
１６に分離し、凝縮液１６は再生塔１０に返送される。 【０００５】このようにして分離したＣＯ２ ガスは高
純度のものが得られる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ＣＯ２ 回収エネルギ
ー効率を増加させるため、ＣＯ２ 吸収液中のアミン濃
度を増加すると、燃焼排ガス中に残存する酸素と再生時
の加熱により装置が激しく腐食し、又ＣＯ２ 吸収液の
劣化も著しい。 【０００７】従って現状はＣＯ２ 吸収液のアミン濃度
を１５〜２０ｗｔ％に抑える一方、腐食抑制剤や劣化防
止剤を加えている。しかし、これらの防止剤も使用寿命
が十分なものはなく問題になっている。 【０００８】この結果、アミンを用いる化学吸収法は、
得られるＣＯ２ 精製度が物理吸収法に比べ秀れている
もののＣＯ２ 回収エネルギー効率が悪く又メンテナン
スが繁雑であった。 【０００９】本発明は上記技術水準に鑑み、従来技術に
おけるような不具合のないＣＯ２ 吸収液の再生方法を
提供しようとするするものである。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は（１）炭酸ガス
を吸収した炭酸ガス吸収液を隔膜を有する電解槽で電解
することによって炭酸ガスを回収すると共に炭酸ガス吸
収液を再生することを特徴とする炭酸ガス吸収液の再生
方法。 （２）炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収液に、支持電解
質を添加して電解することを特徴とする上記１記載の電
解による炭酸ガス吸収液の再生方法。である。 【００１１】すなわち、本発明はＣＯ２ 吸収液からの
ＣＯ２ 放出手段として、従来の加熱再生に代わり電解
を採用したものである。電解に際して使用する電解槽に
は隔膜を備え、該槽をアノード室とカソード室に分けて
いる。隔膜としてはガラスウール、アスベストあるいは
素焼陶器などが用いられる。 【００１２】アノード電極としては炭素、黒鉛、白金あ
るいは酸化鉛が、また、カソード電極として鉛、亜鉛、
銅、鉄、炭素、白金などが用いられる。 【００１３】ＣＯ２ 吸収液に添加する電解のための支
持電解質としてはアルカリ金属化合物、例えばＬｉＣｌ
，ＬｉＣｌＯ３ ，ＫＯＨ．ＫＣｌ，ＮａＯＨ，ＮａＣ
ｌ，Ｎａ２ ＳＯ４ などが用いられ、その添加量は一
般的に０．１〜１．０ｍｏｌ／ｌである。 【００１４】 【作用】アルカノールアミンのＣＯ２ 吸収反応は次の
ようである。 ２ＲＮＨ２ ＋ＣＯ２ →ＲＮＨＣＯＯ− ＋ＲＮ
Ｈ３ ＋ （Ｒ；アルカノール残基）ＣＯ２ を吸収し
たアルカノールアミンはまず電解槽のアノード室（正極
側）に導かれる。アルカノールアミンはアルカリ性であ
るのでＯＨ− 濃度は高く、ここでは次のような電解酸
化反応によりＣＯ２ を放出する。 ＲＮＨＣＯＯ− ＋ＯＨ− → ＲＮＨＯＨ＋ＣＯ２
＋ｅ− ＲＮＨ３ ＋ → ＲＮＨ２ ＋ Ｈ
＋ 【００１５】支持電解質を使用すると上式の反応速
度は更に向上する。支持電解質を添加する本来の目的は
液中の分子イオン濃度を高めることにより分子イオン電
導性を高め液管抵抗を下げることにより反応速度、エネ
ルギー効率を高めることにある。 【００１６】ＣＯ２ を放出したアルカノールアミン吸
収液は次に隔膜を通してカソード室（負極側）に流れる
。 カソード室では次の反応により元の分子構造に還元され
る。 ＲＮＨＯＨ＋２Ｈ＋ ＋２ｅ− → ＲＮＨ２ ＋
Ｈ２ ＯＲＮＨ３ ＋ ＋ｅ− → ＲＮＨ２ ＋
１／２ Ｈ２ 還元されたアルカノールアミンは再
びＣＯ２ 吸収塔へ返送されＣＯ２ 吸収液として作用
する。 【００１７】電解槽の隔膜はアノード室で発生するＣＯ
２ とカソード室で発生するＨ２ を分離する働きを有
する。 【００１８】 【実施例】本発明の一実施例を図１によって説明する。 ＣＯ２ 濃度８．８〜９．３ＶＯＬ％のガス１を吸収塔
２で気液比Ｌ／Ｇ＝２．０（ｌ／ｍ３ Ｎ）のもとで、
吸収液として３０ｗｔ％の常温のモノエタノールアミン
（ＭＥＡと略称）水溶液を使用し、該吸収液３に吸収さ
せた。該吸収液には支持電解質としてＬｉＣｌを３０ｇ
／ｌ添加した。ＣＯ２ を吸収したＭＥＡ水溶液４は電
解槽５のアノード室６に供給される。アノード電極には
炭素電極７を使用した。ＣＯ２ を吸収したＭＥＡ吸収
液Ａはアノード電極で、電解酸化を受けＣＯ２ を放出
する。 【００１９】ＣＯ２ を放出したＭＥＡ水溶液はガラス
ウールの隔膜８を通ってカゾード室９に入る。カソード
電極１０には白金を使用した。ＭＥＡ水溶液はカソード
電極１０により還元反応を受け元のＭＥＡ水溶液に再生
される。 【００２０】この実施例における電極のＭＥＡ水溶液中
での分極特性を図２に示す。分極特性はアノード室６で
発生するＣＯ２ ガスは印加電圧が大きくなればなる程
ＣＯ２ 純度が向上することを示している。 【００２１】下記表１に印加電圧２．０Ｖの場合、アノ
ード室６から発生したガス組成を示す。 【表１】 【００２２】支持電解質を加えないと、ＣＯ２ ガス発
生量、再生エネルギー効率とも低下する。その傾向を支
持電解質としてＬｉＣｌを添加した場合と添加しない場
合について、下記表２に示す。 【表２】 【００２３】 【発明の効果】本発明によれば、下記の効果を奏しうる
。 （１）吸収液を再生するのに加熱を要しないこと。又高
濃度の吸収液を使用出来るため、ランニングコストが大
幅に低下できる。 更に吸収液のホールドタンクを設置すれば、電力会
社の夜間の安価な電力が利用できる。 （２）常温再生のため、装置の腐食対策は全く必要ない
。それ故吸収液のＭＥＡ濃度を従来の１５〜３０ｗｔ％
から７０〜７５ｗｔ％にすることが可能である。 （３）副生成物としてカソード室で利用価値の高いＨ２
が発生する。 （４）吸収液の熱分解（劣化）は常温による電解再生の
ため全くない。 （５）回収装置がコンパクトになる。
【図１】本発明の一実施例のＭＥＡ電解再生装置の説明
図。
図。
【図２】本発明のＭＥＡ水溶液中での分極特性を示す図
表。
表。
【図３】従来のＣＯ２ 回収法のプロセスの説明図。
Claims (2)
- 【請求項１】 炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収液を
隔膜を有する電解槽で電解することによって炭酸ガスを
回収すると共に炭酸ガス吸収液を再生することを特徴と
する炭酸ガス吸収液の再生方法。 - 【請求項２】 炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収液に
、支持電解質を添加して電解することを特徴とする請求
項１記載の電解による炭酸ガス吸収液の再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3033091A JPH04271814A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 炭酸ガス吸収液の再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3033091A JPH04271814A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 炭酸ガス吸収液の再生方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04271814A true JPH04271814A (ja) | 1992-09-28 |
Family
ID=12377003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3033091A Withdrawn JPH04271814A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 炭酸ガス吸収液の再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04271814A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06299365A (ja) * | 1993-04-09 | 1994-10-25 | Yasuhiko Ito | 無電解金属鍍金廃液処理装置 |
| JP2007223860A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 水素供給システム |
| JP2012213389A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-11-08 | Naoto Yasuda | 施設園芸ハウス用温風暖房システム並びに施設園芸ハウス用温風暖房システムに用いる二酸化炭素回収・発散システム及び方法 |
| JP2013010099A (ja) * | 2011-06-03 | 2013-01-17 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 二酸化炭素の吸着脱離方法 |
| US9205369B2 (en) | 2011-04-21 | 2015-12-08 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Adsorption and release device of carbon dioxide |
| JP2019205997A (ja) * | 2018-05-21 | 2019-12-05 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッドＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ． | 電気化学式二酸化炭素変換器及び液体再生器 |
-
1991
- 1991-02-27 JP JP3033091A patent/JPH04271814A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06299365A (ja) * | 1993-04-09 | 1994-10-25 | Yasuhiko Ito | 無電解金属鍍金廃液処理装置 |
| JP2007223860A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 水素供給システム |
| JP2012213389A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-11-08 | Naoto Yasuda | 施設園芸ハウス用温風暖房システム並びに施設園芸ハウス用温風暖房システムに用いる二酸化炭素回収・発散システム及び方法 |
| US9205369B2 (en) | 2011-04-21 | 2015-12-08 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Adsorption and release device of carbon dioxide |
| JP2013010099A (ja) * | 2011-06-03 | 2013-01-17 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 二酸化炭素の吸着脱離方法 |
| JP2019205997A (ja) * | 2018-05-21 | 2019-12-05 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッドＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ． | 電気化学式二酸化炭素変換器及び液体再生器 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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