JPH06285333A - 燃焼排ガス中の二酸化炭素の回収方法 - Google Patents

燃焼排ガス中の二酸化炭素の回収方法

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JPH06285333A
JPH06285333A JP5077948A JP7794893A JPH06285333A JP H06285333 A JPH06285333 A JP H06285333A JP 5077948 A JP5077948 A JP 5077948A JP 7794893 A JP7794893 A JP 7794893A JP H06285333 A JPH06285333 A JP H06285333A
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alkanolamine
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Masumi Fujii
眞澄 藤井
Taiichirou Suda
泰一朗 須田
Zenji Hotta
善次 堀田
Koichi Kitamura
耕一 北村
Yukihiro Jinno
幸弘 神野
Tomio Mimura
富雄 三村
Shigeru Shimojo
繁 下條
Masaki Iijima
正樹 飯島
Shigeaki Mitsuoka
薫明 光岡
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼排ガス中に含まれるCO2 を回収する方
法に関する。 【構成】 燃焼排ガス中に含まれる二酸化炭素を吸収液
としてアルカノ−ルアミン(但し、モノエタノールアミ
ンを除く)水溶液を用いて回収する二酸化炭素の回収方
法において、吸収液の補充用又は濃度調整用原液として
非引火性のアルカノ−ルアミン水溶液を用いる方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼排ガス中に含まれる
二酸化炭素(CO2 )を回収する方法に関する。更に詳
しくは、吸収液としてアルカノ−ルアミン(但し、モノ
エタノールアミンを除く)水溶液を用いて燃焼排ガス中
に含まれるCO2 を吸収し、CO2 を回収する方法にお
いて、吸収液の補充用又は濃度調整用原液として、非引
火性のアルカノ−ルアミン水溶液を用いることに関する
発明である。
【0002】
【従来の技術】従来より天然ガス、アンモニアガス、水
素ガスなどの可燃性ガスに含まれるCO2 を吸収・除去
する目的で、モノエタノールアミンが使用されている。
その際用いられるモノエタノールアミンは通常40重量
%以下の低濃度水溶液であり、それ自体は引火性ではな
い。しかし、CO2 を回収する際に失われるモノエタノ
ールアミンを補充したり濃度を調整したりするための原
液として、引火性を有する高濃度水溶液、あるいは希釈
されていない100%モノエタノールアミンの状態で回
収設備内のタンクなどに貯蔵するのが一般的である。そ
の場合、貯蔵タンクの容量をできるだけ小さくするた
め、100%の状態で貯蔵することが好ましいが、10
0%品は凝固点が10.5℃であり寒冷時における凝固
を避けるため、引火性を有する約85重量%の高濃度水
溶液(不凍結グレード)として貯蔵されることがある。
上記のような可燃ガス中に含まれるCO2 の回収設備に
おいては可燃ガスを取り扱うことが前提であるので、設
備内に設置される各種モーター類、計測機器類、電気設
備などはすべて防爆措置を施した防爆型を用い、さらに
当然のことながら消火設備も設けられている。従って、
引火性を有する高濃度のモノエタノールアミン原液を貯
蔵するために、更に特別に設備の防爆性等に配慮する必
要はなかった。
【0003】ところで近年、地球の温暖化現象の原因の
一つとして、CO2 による温室効果が指摘され、地球環
境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。
CO 2 の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる
人間の活動分野に及び、その排出規制が今後一層強化さ
れる傾向にある。従って大量の化石燃料を使用する火力
発電所などの動力発生設備を対象に、燃焼排ガス中のC
2 の回収方法および回収されたCO2 を大気へ放出す
ることなく貯蔵する方法が精力的に研究されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】燃焼排ガス中に含まれ
るCO2 を吸収する設備内においては、従来の可燃性ガ
ス中のCO2 を回収する場合とは全く異なり、取り扱う
ガスはもともと不燃性であり、従って機器類を防爆型に
し、消火設備を必要とする実質的に引火性の可燃物は前
記したCO2 回収の際に失われるモノエタノールアミン
を補充するために、あるいは濃度調整のために使用され
るモノエタノールアミンの原液のみとなる。設備内の一
部でこのような引火性原液を貯蔵し使用するために、上
記の可燃性ガスからのCO2 回収設備と同様にCO2
収設備の多くの部分について機器類を防爆型にしなけれ
ばならず、さらに消火設備も設置しなければならない。
当然のことながら、各種モーター類、計測機器類、電気
設備などに防爆型のものを用い、さらに消火設備も設置
することは非防爆型設備に比べ著しく経費がかかること
となる。
【0005】燃焼排ガス中に含まれるCO2 を吸収する
設備内における上記の事情の下に、先に本発明者等は吸
収液としてモノエタノールアミン水溶液を用い、吸収液
の補充用または濃度調整用原液として非引火性のモノエ
タノールアミン水溶液を用いるCO2 の回収方法を提案
した(特願平3−262296号)。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らはさらに燃焼
排ガス中に含まれるCO2 の吸収・回収に使用するモノ
エタノールアミン以外のアルカノールアミン類をも検討
し、これらを使用する場合においてもモノエタノールア
ミン水溶液を用いる場合と同様の課題があること、およ
び同様の方法によって引火性のアルカノールアミンまた
は高濃度アルカノールアミン水溶液を僅かな水で希釈す
ることにより非引火性とすることができることを見出だ
し、これに基づき、この非引火性アルカノールアミン水
溶液を用いれば上記課題を簡単に解決できることを導き
出し、本発明に到達した。
【0007】すなわち、本発明によれば、燃焼排ガス中
に含まれるCO2 を吸収液としてアルカノ−ルアミン
(但し、モノエタノールアミンを除く)水溶液を用いて
回収する二酸化炭素の回収方法において、吸収液の補充
用又は濃度調整用原液として非引火性のアルカノ−ルア
ミン水溶液を用いることを特徴とするCO2 の回収方法
が提供される。本発明によれば、前記CO2 の回収方法
において、吸収液が2−アミノ−2−メチル−1−プロ
パノール水溶液であり、非引火性のアルカノ−ルアミン
水溶液が濃度75〜80重量%の2−アミノ−2−メチ
ル−1−プロパノール水溶液であるCO2 の回収方法が
提供される。さらに本発明によれば、前記CO2 の回収
方法において、吸収液が2−(エチルアミノ)−エタノ
ール水溶液であり、非引火性のアルカノ−ルアミン水溶
液が濃度70〜75重量%の2−(エチルアミノ)−エ
タノール水溶液であるCO2の回収方法が提供される。
以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】
【作用】本発明の方法において使用する燃焼排ガス中に
含まれるCO2 を吸収する設備としては、図1の如きも
のが例示できる。図1では主要設備のみを示し、ポンプ
類や他の付属設備は省略した。図1において、燃焼排ガ
スはライン5により燃焼排ガス冷却塔1に導入され、冷
却されたライン6により吸収塔2に導入される。吸収塔
2の上部にはライン9によりCO2 の吸収に適した濃度
のアルカノールアミン水溶液が供給される。前記濃度は
通常アルカノールアミンの種類により異なるが、約15
〜65重量%の範囲であり、これ自体は非引火性であ
る。前記アルカノールアミン水溶液は燃焼排ガスと向流
接触させられ、吸収塔2の下部からライン7によりCO
2 を吸収したアルカノールアミン水溶液としてアルカノ
ールアミン水溶液再生塔3に送られる。吸収塔2の上部
からはライン8によりCO2 を吸収された残りの燃焼排
ガスが大気へ放出される。アルカノールアミン水溶液再
生塔3ではリボイラ12を通し蒸気を用いた加熱により
アルカノールアミン水溶液が再生され、ライン9により
吸収塔2へ戻される。CO2 はライン10により回収工
程へ導かれる。
【0009】このCO2 の吸収・回収システムの操業中
に、アルカノールアミンは分解によりあるいは排気ガス
やCO2 に同伴して徐々に系外へ失われる。従ってこれ
を補充するため、例えばライン7の途中にタンク4から
アルカノールアミンの原液が供給され、同様にタンク1
1により希釈水が系内に供給される。アルカノールアミ
ンの原液は通常タンクローリなどにより設備内に搬入さ
れる。
【0010】本発明においては、このCO2 回収設備に
おいて従来実質上唯一の可燃物であったアルカノールア
ミンの原液として、非引火性のアルカノールアミン水溶
液を用いることが特徴である。すなわちタンク4に受け
入れられ、使用するアルカノールアミン原液は純度10
0%または高濃度品であって、種類により程度の違いは
あるものの引火性であるが、これを非引火性とすること
により、このCO2 回収設備全体から引火性物質をすべ
て排除することができ、これにより、引火性可燃物取扱
設備としての対策は実質的に不要となる。従って各種モ
ーター類、計測機器類、電気設備などはすべて非防爆型
を用いることができ、さらに消火設備も必須ではなくな
る。なお、本発明により非引火性のアルカノールアミン
水溶液を原液として採用することにより、アルカノール
アミン原液のタンク容量は若干大きくなるものの、設備
全体を非防爆型とすることができる安全上および経済上
のメリットの方がはるかに大きい。
【0011】本発明で用いられるアルカノールアミンと
してはモノエタノールアミンを除くものであって、燃焼
排ガス中のCO2 を吸収・回収できるものであれば特に
限定されない。このようなアルカノールアミンとして
は、 (1)ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メ
チルジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、
ジグリコールアミン等の非立体障害性アミン、
【0012】(2)2−アミノ−2−メチル−1−プロ
パノール、3−アミノ−3−メチル−2−ペンタノー
ル、2,3−ジメチル−3−アミノ−1−ブタノール、
2−アミノ−2−エチル−1−ブタノール、2−アミノ
−2−メチル−3−ペンタノール、2−アミノ−2−メ
チル−1−ブタノール、3−アミノ−3−メチル−1−
ブタノール、3−アミノ−3−メチル−2−ブタノー
ル、2−アミノ−2,3−ジメチル−3−ブタノール、
2−アミノ−2,3−ジメチル−1−ブタノール、2−
アミノ−2−メチル−1−ペンタノールなどの分子内に
アルコール性の水酸基を有し、二個の非置換アルキル基
を有する第三級炭素原子に結合した第一アミノ基を有す
る立体障害性アルカノールアミン、
【0013】(3)2−(ジメチルアミノ)−エタノー
ル、2−(ジエチルアミノ)−エタノール、2−(エチ
ルメチルアミノ)−エタノール、1−(ジメチルアミ
ノ)−エタノール、1−(ジエチルアミノ)−エタノー
ル、1−(エチルメチルアミノ)−エタノール、3−ジ
メチルアミノ−1−プロパノール、4−ジメチルアミノ
−1−ブタノール、2−ジメチルアミノ−2−メチル−
1−プロパノールなどの分子内にアルコール性の水酸基
を有し、第三アミノ基を有し、該第三アミノ基に結合し
た少なくとも1個の基はその結合炭素原子を含めて炭素
数2以上の連鎖を有し、さらに該第三アミノ基に結合し
た基のうち2個は非置換アルキル基である立体障害性ア
ルカノールアミン、
【0014】(4)2−(エチルアミノ)−エタノー
ル、2−(メチルアミノ)−エタノール、2−(プロピ
ルアミノ)−エタノール、2−(イソプロピルアミノ)
−エタノール、2−(n−ブチルアミノ)−エタノー
ル、2−(sec−ブチルアミノ)−エタノール、2−
(i−ブチルアミノ)−エタノール、2−(t−ブチル
アミノ)−エタノール、1−(エチルアミノ)−エタノ
ール、1−(メチルアミノ)−エタノール、1−(プロ
ピルアミノ)−エタノール、1−(イソプロピルアミ
ノ)−エタノールなどの分子内にアルコール性の水酸基
を有し、炭素数4以下の非置換アルキル基と、結合炭素
原子を含めて炭素数2以上の連鎖を有する基に結合した
N原子を有する第二アミノ基を有する立体障害性アルカ
ノールアミン、などを例示することができる。
【0015】これらの中では、2−アミノ−2−メチル
−1−プロパノール(AMP)、2−(エチルアミノ)
−エタノール(EAE)を用いることが好ましい。さら
にこれらのアルカノールアミンは単独で用いてもよい
し、二種以上を混合して使用してもよい。また、これら
のアルカノールアミンと他の化合物、特にアルカノール
アミン水溶液によるCO2 の吸収を促進させる化合物と
共に使用してもよく、さらには必要に応じて腐蝕防止
剤、劣化防止剤などが添加されてもよい。
【0016】本発明で用いるアルカノールアミンの原液
としては、非引火性の水溶液であるが、表1に本発明で
用いることのできる代表的なアルカノールアミンである
AMPおよびEAEの水溶液濃度と引火点との関係を示
す。なお、引火点はクリーブランド法による値である。
【0017】
【表1】
【0018】上表から、AMP水溶液が非引火性となる
上限溶液濃度は80重量%と90重量%の間に存在する
ことが分かる。またEAE水溶液では75重量%と80
重量%の間に存在することが分かる。本発明で使用する
原液としては非引火性でかつCO2 の吸収液として使用
される水溶液濃度以上の濃度であればその目的を満足す
る。しかし原液の貯蔵タンク容量をできるだけ小さく
し、かつ安全性に余裕をもたせる理由から、引火点を示
す濃度よりやや低い濃度の水溶液を用いることが好まし
い。AMPでは濃度75〜80重量%、EAEでは濃度
70〜75重量%の範囲である。
【0019】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明により、燃焼
排ガス中に含まれるCO2 の吸収液の原液として、非引
火性のアルカノールアミン水溶液を用いることにより、
燃焼排ガス中のCO2 回収設備の火気に対する安全性が
著しく向上し、各種モーター類、計測機器類、電気設備
等はすべて非防爆型を用いることができ、さらに消火設
備も必須ではないものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のCO2 回収方法で使用する回収設備の
一例の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀田 善次 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 北村 耕一 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 神野 幸弘 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 三村 富雄 兵庫県尼崎市若王寺3丁目11番20号 関西 電力株式会社総合技術研究所内 (72)発明者 下條 繁 兵庫県尼崎市若王寺3丁目11番20号 関西 電力株式会社総合技術研究所内 (72)発明者 飯島 正樹 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社本社内 (72)発明者 光岡 薫明 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼排ガス中に含まれる二酸化炭素を吸
    収液としてアルカノ−ルアミン(但し、モノエタノール
    アミンを除く)水溶液を用いて回収する二酸化炭素の回
    収方法において、吸収液の補充用又は濃度調整用原液と
    して非引火性のアルカノ−ルアミン水溶液を用いること
    を特徴とする二酸化炭素の回収方法。
  2. 【請求項2】 吸収液が2−アミノ−2−メチル−1−
    プロパノール水溶液であり、非引火性のアルカノ−ルア
    ミン水溶液が濃度75〜80重量%の2−アミノ−2−
    メチル−1−プロパノール水溶液である請求項1記載の
    二酸化炭素の回収方法。
  3. 【請求項3】 吸収液が2−(エチルアミノ)−エタノ
    ール水溶液であり、非引火性のアルカノ−ルアミン水溶
    液が濃度70〜75重量%の2−(エチルアミノ)−エ
    タノール水溶液である請求項1記載の二酸化炭素の回収
    方法。
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