JPH05184864A - 二酸化炭素回収方法 - Google Patents

二酸化炭素回収方法

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JPH05184864A
JPH05184864A JP3359834A JP35983491A JPH05184864A JP H05184864 A JPH05184864 A JP H05184864A JP 3359834 A JP3359834 A JP 3359834A JP 35983491 A JP35983491 A JP 35983491A JP H05184864 A JPH05184864 A JP H05184864A
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JP
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carbon dioxide
gas
treated
calcium
reaction
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Ko Suzuki
香 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 排気ガスや燃焼ガス中に含まれる二酸化炭素
を高効率、低コストに回収する。 〔構成〕 水酸化カルシウムを主成分とする多孔質の粉
又は粒状体に二酸化炭素を含む被処理ガスを250〜8
00℃の温度で反応させ、被処理ガス中の二酸化炭素を
炭酸カルシウムとして回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガスや燃焼ガス又
は空気中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、化石燃料等の燃焼によって放出さ
れる大量の二酸化炭素が地球規模の温暖化現象を引き起
こすとして問題となっている。従って、このような二酸
化炭素を回収(固定化)する技術が要請されるようにな
ってきており、例えば、次のようなものが実用化に向け
て研究されている(日経産業新聞)。 1)光合成を利用した生物的固定化方法 2)ゼオライトや活性炭等の多孔質材料によって吸着す
る方法 3)水酸化カリウムや消石灰系スリラー等の塩基性液体
によって吸収する方法 4)高分子等の膜を用いて分離する方法
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれの方法
とも、回収効率やコストの点等で問題を残しており、未
だ実用化されるに至っていない。この点に鑑み、本発明
者は、地球上に無尽蔵に存在するカルシウム系化合物を
利用する低コストの二酸化炭素回収方法を先に特願平3
−29302号として提案しており、相応の評価を受け
ている。本発明は、この回収方法を特定の反応温度の下
で行うと、その回収効率が更に向上する点に着目し、こ
こに提案するに至ったものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】以上の課題の下、本発明
は、水酸化カルシウムを主成分とする多孔質の粉又は粒
状体に二酸化炭素を含む被処理ガスを250〜800℃
の温度で反応させ、被処理ガス中の二酸化炭素を炭酸カ
ルシウムとして回収することを特徴とする二酸化炭素回
収方法を提供する。
【0005】本発明は、又、水酸化カルシウムを300
〜1200℃の温度で焼成した酸化カルシウムを主成分
とする多孔質の粉又は粒状体に二酸化炭素を含む被処理
ガスを250〜800℃の温度で反応させ、被処理ガス
中の二酸化炭素を炭酸カルシウムとして回収することを
特徴とする二酸化炭素回収方法を提供する。
【0006】本発明は、更に、炭酸カルシウムを700
〜1200℃の温度で焼成した酸化カルシウムを主成分
とする多孔質の粉又は粒状体に二酸化炭素を含む被処理
ガスを250〜800℃の温度で反応させ、被処理ガス
中の二酸化炭素を炭酸カルシウムとして回収することを
特徴とする二酸化炭素回収方法を提供する。
【0007】以上の各操作は、単に被処理ガスを前記し
た温度で水酸化カルシウム又は酸化カルシウムに接触さ
せればよい。従って、これを工業用装置として使用する
場合、被処理ガスを流動させ、これに水酸化カルシウム
又は酸化カルシウムを循環させる等して逐次接触させる
方法をとればよい。
【0008】本発明は、この他、それぞれ前記の方法で
回収した炭酸カルシウムを250℃以上の温度で焼成し
て二酸化炭素と酸化カルシウムとに分解することを特徴
とする二酸化炭素回収方法を提供する。
【0009】この操作も、単に被処理ガス中の二酸化炭
素を固定した炭酸カルシウムを前記した温度に加熱する
だけで二酸化炭素と酸化カルシウムとに分解される。
【0010】
【作用】水酸化カルシウムが二酸化炭素を固定化する過
程は以下の二段階を経るものと思われる。即ち、先ず、
水酸化カルシウムから水分が除かれる脱水反応を起こし
て酸化カルシウムを生成し、次に、酸化カルシウムが二
酸化酸素と結合する炭酸化反応を起こして炭酸カルシウ
ムを生成する。従って、これら二段階の反応がそれぞれ
円滑に行われなければ、二酸化炭素の固定は十分ではな
い。この反応に最も大きな影響を与えるのは反応温度で
あり、250〜800℃の温度範囲が適する。これより
も低温であると、脱水反応が十分に行われず、反対に、
これよりも高温であると、脱水反応の過程で可逆変化を
起こし、炭酸化反応が十分に行われない。
【0011】一方、水酸化カルシウムを焼成して得た酸
化カルシウムによる二酸化炭素の固定化の過程及び炭酸
カルシウムを焼成して得た酸化カルシウムによる二酸化
炭素の固定化の過程は、脱水反応は予め起こされている
から、炭酸化反応のみで固定化を行うものと考えられ
る。このときの焼成温度は、前者の場合は300〜12
00℃、後者の場合は700〜1200℃が適し、この
範囲を外れると焼成効率が悪く、十分な量の目的物質が
得られない。
【0012】ところで、上記いずれの場合であっても、
二酸化炭素を固定した炭酸カルシウムはその活性度が失
われ、常温でも安定した状態を保ち、二酸化炭素を放出
しない。但し、250℃以上で加熱すると、炭酸カルシ
ウムは再び二酸化炭素を分離し、酸化カルシウムに変化
する。このことから、原料物質である炭酸カルシウムは
加熱及び加水によって二酸化炭素を固定、分離しながら
酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムと
リサイクルしていることになり、補給や他の物質の添加
等を必要とせず、非常に低コストに稼働できるのであ
る。更に、このようにして分離された二酸化炭素は純
粋、高濃度であり、これ自体に利用価値があるのは勿論
である。
【0013】
【実施例】
〔実施例1〕水酸化カルシウム5gを充填した反応管
(内径2cm、長さ60cmの円筒管)を100〜80
0℃に保持し、その中に二酸化炭素を10%含有した被
処理ガスを流量100ml/minで流した。1時間反
応させた後、反応管より出てきた被処理ガス中の二酸化
炭素含有量(濃度)をJISR6124の方法で測定す
ると以下の結果が得られた。
【0014】 反応温度(℃) 100 200 300 400 500 600 700 800 炭酸化率(%) 2.63 3.38 8.28 24.46 37.09 39.78 27.53 3.88 回収率(%) 5.36 6.97 17.71 52.29 78.80 85.20 59.19 8.26 CO2 濃度(%) 9.68 9.60 9.23 8.02 3.79 3.41 4.93 9.70
【0015】その結果、被処理ガス中の二酸化炭素の回
収率を見てみると、処理温度が250〜800℃の範囲
で回収率が10%以上になり、実用化の目処が立つ。但
し、250℃以下の温度では反応が十分でなく、又、8
00℃以上の温度になると炭酸カルシウムが分解するた
め、いずれも回収率は大幅に低下することがわかる。
尚、実施例1における二酸化炭素回収率と処理温度との
関係を図1に示す。
【0016】〔実施例2〕水酸化カルシウム10gを充
填した反応管を600℃に保持し、その中に二酸化炭素
を10%含有した被処理ガスを流量100ml/min
で流した。0〜2.0時間反応させた後、反応管より出
てきた被処理ガス中の二酸化炭素濃度を前記の方法で測
定すると以下の結果が得られた。
【0017】 反応時間(時間) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 炭酸化率(%) 0.00 11.27 22.76 33.95 44.09 回収率(%) 0.00 96.06 97.02 96.48 93.96 CO2 濃度(%) 0.61 0.17 0.23 0.68 2.02
【0018】その結果、反応時間1.5時間までは処理
後の被処理ガス中の二酸化炭素濃度は1%以下になっ
た。この1.5時間までの水酸化カルシウムの炭酸化率
は34%、二酸化炭素の回収率は96%であった。
【0019】〔実施例3〕水酸化カルシウム5gを充填
した反応管を500℃に保持し、その中に二酸化炭素を
10%含有した被処理ガスを流量50ml/minで流
した。0〜2.0時間反応させた後、反応管より出てき
た被処理ガス中の二酸化炭素濃度を前記の方法で測定す
ると以下の結果が得られた。
【0020】 反応時間(時間) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 炭酸化率(%) 0.00 12.50 24.82 35.77 43.37 回収率(%) 0.00 97.73 97.02 93.21 84.74 CO2 濃度(%) 0.28 0.17 0.56 2.30 5.77
【0021】その結果、反応時間1時間までは処理後の
被処理ガス中の二酸化炭素濃度は1%以下になった。こ
の1時間までの水酸化カルシウムの炭酸化率は25%、
二酸化炭素の回収率は97%であった。尚、実施例2及
び実施例3における二酸化炭素濃度と時間との関係を図
2に示す。
【0022】〔実施例4〕水酸化カルシウムを800℃
で焼成して得た酸化カルシウム5gを充填した反応管を
600℃に保持し、その中に二酸化炭素を10%含有し
た被処理ガスを流量100ml/minで流した。0〜
2.0時間反応させ後、反応管より出てきた被処理ガス
中の二酸化炭素濃度を前記の方法で測定すると以下の結
果が得られた。
【0023】 反応時間(時間) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 炭酸化率(%) 0.00 21.58 41.07 57.27 67.08 回収率(%) 0.00 92.64 88.13 81.93 71.97 CO2 濃度(%) 0.45 1.01 2.24 3.80 7.69
【0024】その結果、反応時間0.5時間までは処理
後の被処理ガス中の二酸化炭素濃度は1%以下になっ
た。この0.5時間までの水酸化カルシウムの炭酸化率
は22%、二酸化炭素の回収率は93%であった。
【0025】〔実施例5〕炭酸カルシウムを800℃で
焼成して得た酸化カルシウム5gを充填した反応管を6
00℃に保持し、その中に二酸化炭素を10%含有した
被処理ガスを流量100ml/minで流した。0〜
2.0時間反応させた後、反応管より出てきた被処理ガ
ス中の二酸化炭素濃度を前記の方法で測定すると以下の
結果が得られた。
【0026】 反応時間(時間) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 炭酸化率(%) 0.00 16.79 24.15 26.18 27.49 回収率(%) 0.00 71.77 51.63 37.31 29.38 CO2 濃度(%) 0.89 4.71 8.88 9.24 9.49
【0027】その結果、反応時間0.5時間までは処理
後の被処理ガス中の二酸化炭素濃度は5%以下になっ
た。この0.5時間までの水酸化カルシウムの炭酸化率
は17%、二酸化炭素の回収率は72%であった。尚、
実施例4及び実施例5における二酸化炭素濃度と時間と
の関係を図3に示す。
【0028】
【発明の効果】以上、本発明は前記したものであるか
ら、即ち、水酸化カルシウム又は酸化カルシウムを粉又
は粒状にして一定温度下、乾式で二酸化炭素に反応させ
るだけで被処理ガス中の二酸化炭素を回収できるから、
大掛かりな設備を必要とせず、低コストで回収できる。
又、このようにして二酸化炭素を固定化した炭酸カルシ
ウムは常温下では二酸化炭素を放出しないから、輸送が
可能である。従って、各工場等で二酸化炭素を固定化し
た炭酸カルシウムを一個所に集中してそこで二酸化炭素
を分離等すれば、この操作を効率的に行える。更に、こ
のようにして二酸化炭素を分離して再生された酸化カル
シウムは二酸化炭素の回収に再利用できるから、何回で
もリサイクルさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る二酸化炭素回収方法で回収した二
酸化炭素回収率と処理温度との関係を示すグラフであ
る。
【図2】本発明に係る二酸化炭素回収方法で回収した二
酸化炭素濃度と処理時間との関係を示すグラフである。
【図3】本発明に係る二酸化炭素回収方法で回収した二
酸化炭素濃度と処理時間との関係を示すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水酸化カルシウムを主成分とする多孔質
    の粉又は粒状体に二酸化炭素を含む被処理ガスを250
    〜800℃の温度で反応させ、被処理ガス中の二酸化炭
    素を炭酸カルシウムとして回収することを特徴とする二
    酸化炭素回収方法。
  2. 【請求項2】 水酸化カルシウムを300〜1200℃
    の温度で焼成した酸化カルシウムを主成分とする多孔質
    の粉又は粒状体に二酸化炭素を含む被処理ガスを250
    〜800℃の温度で反応させ、被処理ガス中の二酸化炭
    素を炭酸カルシウムとして回収することを特徴とする二
    酸化炭素回収方法。
  3. 【請求項3】 炭酸カルシウムを700〜1200℃の
    温度で焼成した酸化カルシウムを主成分とする多孔質の
    粉又は粒状体に二酸化炭素を含む被処理ガスを250〜
    800℃の温度で反応させ、被処理ガス中の二酸化炭素
    を炭酸カルシウムとして回収することを特徴とする二酸
    化炭素回収方法。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3の方法で二酸化炭素を回
    収した炭酸カルシウムを250℃以上の温度で焼成して
    二酸化炭素と酸化カルシウムとに分解することを特徴と
    する二酸化炭素回収方法。
JP3359834A 1991-12-28 1991-12-28 二酸化炭素回収方法 Pending JPH05184864A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0824571A (ja) * 1994-07-12 1996-01-30 Agency Of Ind Science & Technol 二酸化炭素含有ガスからの二酸化炭素の分離方法及び装置と、二酸化炭素分離機能を有する燃焼装置
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