JPH0691135A - 燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法 - Google Patents
燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法Info
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- JPH0691135A JPH0691135A JP4246397A JP24639792A JPH0691135A JP H0691135 A JPH0691135 A JP H0691135A JP 4246397 A JP4246397 A JP 4246397A JP 24639792 A JP24639792 A JP 24639792A JP H0691135 A JPH0691135 A JP H0691135A
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- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼排ガス中に含まれるＣＯ2 の除去方法に
関する。 【構成】 大気圧下で、酸素とＣＯ2 を含む燃焼排ガス
とＣＯ2 吸収溶液とを接触させて燃焼排ガス中のＣＯ2
を該吸収溶液に吸収させ、次工程で該吸収溶液を加熱し
てＣＯ2 を遊離させて該吸収液を再生して循環し再使用
することによる燃焼排ガスからＣＯ2 を除去する方法に
おいて、上記ＣＯ2 炭素吸収溶液としてヒンダードアミ
ン水溶液を用い、かつ該ヒンダードアミン水溶液と接触
する装置部材に炭素鋼を使用することを特徴とする。ま
た該吸収液が炭酸銅を含んでもよい。装置腐食すること
が少ないので、安価な装置コストでかつ吸収液再生エネ
ルギーも少なくて済むので、工業化して有利である。
関する。 【構成】 大気圧下で、酸素とＣＯ2 を含む燃焼排ガス
とＣＯ2 吸収溶液とを接触させて燃焼排ガス中のＣＯ2
を該吸収溶液に吸収させ、次工程で該吸収溶液を加熱し
てＣＯ2 を遊離させて該吸収液を再生して循環し再使用
することによる燃焼排ガスからＣＯ2 を除去する方法に
おいて、上記ＣＯ2 炭素吸収溶液としてヒンダードアミ
ン水溶液を用い、かつ該ヒンダードアミン水溶液と接触
する装置部材に炭素鋼を使用することを特徴とする。ま
た該吸収液が炭酸銅を含んでもよい。装置腐食すること
が少ないので、安価な装置コストでかつ吸収液再生エネ
ルギーも少なくて済むので、工業化して有利である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼排ガス中に含まれる
ＣＯ2 （二酸化炭素）を除去する方法に関する。さらに
詳しくは、ＣＯ2 の吸収溶液として特定のヒンダードア
ミンの水溶液を用いて、この溶液と接触する装置部材に
特定材料を用いることにより、大気圧下の、酸素とＣＯ
2 とを含む燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する方法に関す
る。
ＣＯ2 （二酸化炭素）を除去する方法に関する。さらに
詳しくは、ＣＯ2 の吸収溶液として特定のヒンダードア
ミンの水溶液を用いて、この溶液と接触する装置部材に
特定材料を用いることにより、大気圧下の、酸素とＣＯ
2 とを含む燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】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。ＣＯ2
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、その排出抑制への要求が一層強まる
傾向にある。これに伴い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、ボイラーの燃焼排
ガスをアルカノールアミン水溶液などと接触させ、燃焼
排ガス中のＣＯ2 を除去して回収する方法及び回収され
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。
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。ＣＯ2
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、その排出抑制への要求が一層強まる
傾向にある。これに伴い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、ボイラーの燃焼排
ガスをアルカノールアミン水溶液などと接触させ、燃焼
排ガス中のＣＯ2 を除去して回収する方法及び回収され
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。
【０００３】アルカノールアミンとしては、モノエタノ
ールアミン、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などを挙げることができる
が、通常モノエタノールアミン（ＭＥＡと略記）が好ん
で用いられる。
ールアミン、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などを挙げることができる
が、通常モノエタノールアミン（ＭＥＡと略記）が好ん
で用いられる。
【０００４】さらにまた各種混合ガスからアミン化合物
を用いて酸性ガスを分離する技術は数多く知られてい
る。特開昭５３−１００１８０号公報には、（１）環の
一部分であって且つ第二炭素原子若しくは第三炭素原子
のどちらかに結合された少なくとも１個の第二アミノ基
又は第三炭素原子に結合された第一アミノ基を含有する
立体障害アミン少なくとも５０モル％と第三アミノアル
コール少なくとも約１０モル％とよりなるアミン混合
物、及び（２）酸性ガスに対する物理的吸収剤である前
記アミン混合物用の溶媒からなるアミン−溶媒液体吸収
剤に通常ガス状の混合物を接触させることからなる酸性
ガスの除去法が記載されている。立体障害アミンとして
は２−ピペリジンエタノールなどが、また第三アミノア
ルコールとしては３−ジメチルアミノ−１−プロパノー
ルなどが、また溶媒としては２５重量％までの水を含ん
でもよいスルホキシド化合物などが、さらに処理ガスの
例としては同公報１１頁左上欄に「高濃度の二酸化炭素
及び硫化水素、例えば３５％のＣＯ2 及び１０〜１２％
のＨ2 Ｓを有する通常ガス状の混合物」が例示され、ま
た実施例にはＣＯ2そのものが使用されている。
を用いて酸性ガスを分離する技術は数多く知られてい
る。特開昭５３−１００１８０号公報には、（１）環の
一部分であって且つ第二炭素原子若しくは第三炭素原子
のどちらかに結合された少なくとも１個の第二アミノ基
又は第三炭素原子に結合された第一アミノ基を含有する
立体障害アミン少なくとも５０モル％と第三アミノアル
コール少なくとも約１０モル％とよりなるアミン混合
物、及び（２）酸性ガスに対する物理的吸収剤である前
記アミン混合物用の溶媒からなるアミン−溶媒液体吸収
剤に通常ガス状の混合物を接触させることからなる酸性
ガスの除去法が記載されている。立体障害アミンとして
は２−ピペリジンエタノールなどが、また第三アミノア
ルコールとしては３−ジメチルアミノ−１−プロパノー
ルなどが、また溶媒としては２５重量％までの水を含ん
でもよいスルホキシド化合物などが、さらに処理ガスの
例としては同公報１１頁左上欄に「高濃度の二酸化炭素
及び硫化水素、例えば３５％のＣＯ2 及び１０〜１２％
のＨ2 Ｓを有する通常ガス状の混合物」が例示され、ま
た実施例にはＣＯ2そのものが使用されている。
【０００５】特開昭６１−７１８１９号公報には、立体
障害アミン及びスルホランなどの非水溶媒を含む酸性ガ
ススクラッピング用組成物が記載されている。立体障害
第一モノアミノアルコールとして２−アミノ−２−メチ
ル−１−プロパノール〔ＡＭＰと略記〕などが例示さ
れ、また用いられている。実施例では、処理されるガス
としてはＣＯ2 と窒素、ＣＯ2 とヘリウムが用いられて
いる。また、吸収剤としてはアミンと炭酸カリの水溶液
なども使用されている。さらに水の使用についても記載
されている。さらに該公報にはＣＯ2 の吸収に対し、立
体障害アミンの有利性を反応式を用いて説明している。
障害アミン及びスルホランなどの非水溶媒を含む酸性ガ
ススクラッピング用組成物が記載されている。立体障害
第一モノアミノアルコールとして２−アミノ−２−メチ
ル−１−プロパノール〔ＡＭＰと略記〕などが例示さ
れ、また用いられている。実施例では、処理されるガス
としてはＣＯ2 と窒素、ＣＯ2 とヘリウムが用いられて
いる。また、吸収剤としてはアミンと炭酸カリの水溶液
なども使用されている。さらに水の使用についても記載
されている。さらに該公報にはＣＯ2 の吸収に対し、立
体障害アミンの有利性を反応式を用いて説明している。
【０００６】ケミカルエンジニアリングサイエンス（ C
hemical Engineering Science ) ，４１巻，４号，９９
７〜１００３頁には、ヒンダードアミンであるＡＭＰ水
溶液の炭酸ガス吸収挙動が開示されている。吸収される
ガスとしては大気圧のＣＯ2及びＣＯ2 と窒素の混合物
が用いられている。
hemical Engineering Science ) ，４１巻，４号，９９
７〜１００３頁には、ヒンダードアミンであるＡＭＰ水
溶液の炭酸ガス吸収挙動が開示されている。吸収される
ガスとしては大気圧のＣＯ2及びＣＯ2 と窒素の混合物
が用いられている。
【０００７】ケミカルエンジニアリングサイエンス（ C
hemical Engineering Science ) ，４１巻，２号，４０
５〜４０８頁には、常温付近において、ＡＭＰのような
ヒンダードアミンとＭＥＡのような直鎖アミンの各水溶
液のＣＯ2 やＨ2 Ｓに対する吸収速度が報告されてい
る。これによると、ＣＯ2 の分圧が１atm の場合、水溶
液濃度０．１〜０．３Ｍで両者に大差はない。しかし、
濃度０．１Ｍの水溶液を用い、ＣＯ2 分圧を１、０．
５、０．０５atm と低下させると、０．０５atm ではＡ
ＭＰはＭＥＡよりも吸収速度が大きく低下している。
hemical Engineering Science ) ，４１巻，２号，４０
５〜４０８頁には、常温付近において、ＡＭＰのような
ヒンダードアミンとＭＥＡのような直鎖アミンの各水溶
液のＣＯ2 やＨ2 Ｓに対する吸収速度が報告されてい
る。これによると、ＣＯ2 の分圧が１atm の場合、水溶
液濃度０．１〜０．３Ｍで両者に大差はない。しかし、
濃度０．１Ｍの水溶液を用い、ＣＯ2 分圧を１、０．
５、０．０５atm と低下させると、０．０５atm ではＡ
ＭＰはＭＥＡよりも吸収速度が大きく低下している。
【０００８】米国特許３，６２２，２６７号にはメチル
ジエタノールアミン及びモノエチルモノエタノールアミ
ンを含有する水性混合物を用い、原油などの部分酸化ガ
スなどの合成ガスに含まれる高分圧のＣＯ2 、例えば４
０気圧の３０％ＣＯ2 含有合成ガスを精製する技術が開
示されている。
ジエタノールアミン及びモノエチルモノエタノールアミ
ンを含有する水性混合物を用い、原油などの部分酸化ガ
スなどの合成ガスに含まれる高分圧のＣＯ2 、例えば４
０気圧の３０％ＣＯ2 含有合成ガスを精製する技術が開
示されている。
【０００９】ドイツ公開特許１，５４２，４１５号には
ＣＯ2 、Ｈ2 Ｓ、ＣＯＳの吸収速度の向上のためモノア
ルキルアルカノールアミンなどを物理または化学吸収剤
に添加する技術が開示されている。同様にドイツ公開特
許１，９０４，４２８号には、モノメチルエタノールア
ミンがメチルジエタノールアミンの吸収速度を向上させ
る目的で添加される技術が開示されている。
ＣＯ2 、Ｈ2 Ｓ、ＣＯＳの吸収速度の向上のためモノア
ルキルアルカノールアミンなどを物理または化学吸収剤
に添加する技術が開示されている。同様にドイツ公開特
許１，９０４，４２８号には、モノメチルエタノールア
ミンがメチルジエタノールアミンの吸収速度を向上させ
る目的で添加される技術が開示されている。
【００１０】米国特許４，３３６，２３３号には、天然
ガス、合成ガス、ガス化石炭ガスの精製にピペラジンの
０．８１〜１．３モル／リットル水溶液が洗浄液とし
て、またピペラジンがメチルジエタノールアミン、トリ
エタノールアミン、ジエタノールアミン、モノメチルエ
タノールアミンなどの溶媒と共に水溶液で洗浄液として
使用される技術が開示されている。
ガス、合成ガス、ガス化石炭ガスの精製にピペラジンの
０．８１〜１．３モル／リットル水溶液が洗浄液とし
て、またピペラジンがメチルジエタノールアミン、トリ
エタノールアミン、ジエタノールアミン、モノメチルエ
タノールアミンなどの溶媒と共に水溶液で洗浄液として
使用される技術が開示されている。
【００１１】同様に特開昭５２−６３１７１号公報に
は、第三級アルカノールアミン、モノアルキルアルカノ
ールアミンなどにピペラジンまたはヒドロキシエチルピ
ペラジンなどのピペラジン誘導体を促進剤として加えた
ＣＯ2 吸収剤が開示されている。
は、第三級アルカノールアミン、モノアルキルアルカノ
ールアミンなどにピペラジンまたはヒドロキシエチルピ
ペラジンなどのピペラジン誘導体を促進剤として加えた
ＣＯ2 吸収剤が開示されている。
【００１２】ところで、ＭＥＡ水溶液を用いて、酸素及
びＣＯ2 を含む高温の燃焼排ガス中から気液接触により
ＣＯ2 の吸収・除去を続けると、該ＣＯ2 や酸素を含む
燃焼排ガスや吸収溶液と接するＣＯ2 の吸収塔、吸収溶
液を加熱してＣＯ2 を遊離させ吸収溶液を再生させる再
生塔、更には途中の配管、熱交換器、ポンプなど金属を
使用している装置の至る所が腐蝕する。そのため、通常
の化学プラントで採用されている素材を用いる装置設計
では、耐用年数が著しく短くなり、実験室的には実施可
能であっても、工業的プロセスとしては到底成立し得な
い。
びＣＯ2 を含む高温の燃焼排ガス中から気液接触により
ＣＯ2 の吸収・除去を続けると、該ＣＯ2 や酸素を含む
燃焼排ガスや吸収溶液と接するＣＯ2 の吸収塔、吸収溶
液を加熱してＣＯ2 を遊離させ吸収溶液を再生させる再
生塔、更には途中の配管、熱交換器、ポンプなど金属を
使用している装置の至る所が腐蝕する。そのため、通常
の化学プラントで採用されている素材を用いる装置設計
では、耐用年数が著しく短くなり、実験室的には実施可
能であっても、工業的プロセスとしては到底成立し得な
い。
【００１３】これに対し、酸素及びＣＯ2 を含む燃焼排
ガスから、ＭＥＡあるいはその類似化合物の水溶液から
なるＣＯ2 吸収溶液を用いてＣＯ2 を吸収する装置の腐
蝕を改善する提案としては、米国特許第４，４４０，７
３１号明細書がある。この提案によれば、前記のような
吸収溶液に少なくとも５０ｐｐｍ以上の二価の銅イオ
ン、さらにはこれにジヒドロキシエチルグリシン、アル
カリ金属の炭酸塩、アルカリ金属もしくはアンモニウム
の過マンガン酸塩、アルカリ金属炭酸塩もしくはアンモ
ニウムのチオシアン酸塩、ニッケルもしくはビスマスの
酸化物などが併せて添加される。この方法によれば、高
酸素濃度の燃焼ガスを処理する際にも、吸収剤のＭＥＡ
などの分解が抑えられると記載されている。しかし、こ
の米国特許の実施例では、アミン化合物としてＭＥＡの
水溶液を用いた試験例のみが記載され、より詳しくはリ
フラックスしている３０％ＭＥＡ水溶液に３０ポンドの
ＣＯ2 及び１５ポンドの酸素を供給し、温度１３０℃で
種々の腐蝕防止剤の存在下で軟鋼試験片（MILD STEEL C
OUPONS）に対する腐蝕促進試験を行っている。その結
果、腐蝕防止剤を添加しない場合の腐蝕量４０〜５２mi
l/y(ｍｐｙ）に対し、２００ｐｐｍの炭酸銅〔ＣｕＣＯ
3 ・Ｃｕ（ＯＨ）2 ・Ｈ 2 Ｏ、ＣｕＣＯ3 量は５６％〕
を加えることにより、０．９〜１．２ｍｐｙまで腐蝕が
抑えられると記載されている。
ガスから、ＭＥＡあるいはその類似化合物の水溶液から
なるＣＯ2 吸収溶液を用いてＣＯ2 を吸収する装置の腐
蝕を改善する提案としては、米国特許第４，４４０，７
３１号明細書がある。この提案によれば、前記のような
吸収溶液に少なくとも５０ｐｐｍ以上の二価の銅イオ
ン、さらにはこれにジヒドロキシエチルグリシン、アル
カリ金属の炭酸塩、アルカリ金属もしくはアンモニウム
の過マンガン酸塩、アルカリ金属炭酸塩もしくはアンモ
ニウムのチオシアン酸塩、ニッケルもしくはビスマスの
酸化物などが併せて添加される。この方法によれば、高
酸素濃度の燃焼ガスを処理する際にも、吸収剤のＭＥＡ
などの分解が抑えられると記載されている。しかし、こ
の米国特許の実施例では、アミン化合物としてＭＥＡの
水溶液を用いた試験例のみが記載され、より詳しくはリ
フラックスしている３０％ＭＥＡ水溶液に３０ポンドの
ＣＯ2 及び１５ポンドの酸素を供給し、温度１３０℃で
種々の腐蝕防止剤の存在下で軟鋼試験片（MILD STEEL C
OUPONS）に対する腐蝕促進試験を行っている。その結
果、腐蝕防止剤を添加しない場合の腐蝕量４０〜５２mi
l/y(ｍｐｙ）に対し、２００ｐｐｍの炭酸銅〔ＣｕＣＯ
3 ・Ｃｕ（ＯＨ）2 ・Ｈ 2 Ｏ、ＣｕＣＯ3 量は５６％〕
を加えることにより、０．９〜１．２ｍｐｙまで腐蝕が
抑えられると記載されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】吸収溶液による腐蝕に
対しては、炭素鋼よりもステンレス鋼の方が優れている
のは当然であり、ステンレス鋼を装置の素材として用い
ることも考えられる。しかしステンレス鋼を用いた装置
は炭素鋼に較べて建設費が数倍もかかるため、できるだ
け炭素鋼に対し腐蝕性の小さいＣＯ2 吸収剤が求められ
る。前記した各種混合ガスからアミン化合物を用いて酸
性ガスを分離する従来技術には、炭素鋼を部材に使用し
た装置により、大気圧下で酸素とＣＯ2 を含む燃焼ガス
から、装置の腐食を防止してＣＯ2 を吸収する技術につ
いては、何ら開示していない。前記の米国特許第４，４
４０，７３１号明細書に開示される吸収剤を用い、腐蝕
を防ぎながら燃焼排ガス中のＣＯ2 吸収を行なう方法は
かなり有効ではあるものの、装置の耐用年数をさらに長
期にできるように、腐蝕の点で一層の改善が要望され
る。またこの炭素鋼に対し腐蝕性の小さいＣＯ2 吸収剤
としては、燃焼排ガスのような低ＣＯ2 分圧下で、ＣＯ
2 の吸収性能、すなわち所定濃度の吸収剤水溶液の所定
量当たりのＣＯ2 の吸収量が多いこと、所定濃度の吸収
剤水溶液の単位吸収剤モル当たりのＣＯ2 吸収量が多い
こと、所定濃度におけるＣＯ2 吸収速度が大きいこと、
さらにはＣＯ2 吸収後の吸収剤水溶液の再生に要するエ
ネルギーが小さいことが望まれることは言うまでもな
い。
対しては、炭素鋼よりもステンレス鋼の方が優れている
のは当然であり、ステンレス鋼を装置の素材として用い
ることも考えられる。しかしステンレス鋼を用いた装置
は炭素鋼に較べて建設費が数倍もかかるため、できるだ
け炭素鋼に対し腐蝕性の小さいＣＯ2 吸収剤が求められ
る。前記した各種混合ガスからアミン化合物を用いて酸
性ガスを分離する従来技術には、炭素鋼を部材に使用し
た装置により、大気圧下で酸素とＣＯ2 を含む燃焼ガス
から、装置の腐食を防止してＣＯ2 を吸収する技術につ
いては、何ら開示していない。前記の米国特許第４，４
４０，７３１号明細書に開示される吸収剤を用い、腐蝕
を防ぎながら燃焼排ガス中のＣＯ2 吸収を行なう方法は
かなり有効ではあるものの、装置の耐用年数をさらに長
期にできるように、腐蝕の点で一層の改善が要望され
る。またこの炭素鋼に対し腐蝕性の小さいＣＯ2 吸収剤
としては、燃焼排ガスのような低ＣＯ2 分圧下で、ＣＯ
2 の吸収性能、すなわち所定濃度の吸収剤水溶液の所定
量当たりのＣＯ2 の吸収量が多いこと、所定濃度の吸収
剤水溶液の単位吸収剤モル当たりのＣＯ2 吸収量が多い
こと、所定濃度におけるＣＯ2 吸収速度が大きいこと、
さらにはＣＯ2 吸収後の吸収剤水溶液の再生に要するエ
ネルギーが小さいことが望まれることは言うまでもな
い。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題に
鑑み、炭素鋼に対する腐蝕性の小さいＣＯ2 吸収剤で、
かつＣＯ2 吸収性能に優れるものを鋭意検討したとこ
ろ、酸素を含有する燃焼排ガス中のＣＯ2 吸収の条件下
で、ヒンダードアミン水溶液が炭素鋼に対し極めて腐食
性の小さいものであり、かつ吸収性能においても従来の
ＭＥＡ水溶液に比べ優れていることを見いだし、本発明
を完成させることができた。また、前記米国特許第４，
４４０，７３１号で用いられている炭酸銅を前記ヒンダ
ードアミン水溶液に添加すると、その炭素鋼に対する腐
食性がさらに改善されることを見いだした。すなわち、
本発明は大気圧下において、酸素と二酸化炭素を含む燃
焼排ガスと二酸化炭素吸収溶液とを接触させて燃焼排ガ
ス中の二酸化炭素を二酸化炭素吸収溶液に吸収させ、次
工程で二酸化炭素吸収溶液を加熱して二酸化炭素を遊離
させて二酸化炭素吸収液を再生して循環し再使用するこ
とによる燃焼排ガスから二酸化炭素を除去する方法にお
いて、上記二酸化炭素吸収溶液としてヒンダードアミン
水溶液を用い、かつ該ヒンダードアミン水溶液と接触す
る装置部材に炭素鋼を使用することを特徴とする燃焼排
ガス中の二酸化炭素を除去する方法である。また、本発
明において上記ヒンダードアミンが、（Ａ）分子内にア
ルコール性水酸基と第一アミノ基を有し、該第一アミノ
基は２個の非置換アルキル基を有する第三級炭素原子に
結合したものである化合物、（Ｂ）分子内にアルコール
性の水酸基と第二アミノ基を有し、該第二アミノ基が、
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原子と炭素数３以下の非置換アルキル基とを
有するものである化合物、及び（Ｃ）分子内にアルコー
ル性の水酸基と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２個以上の基は各々その結合炭素原
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
る化合物、からなる群から選ばれるアミン化合物（ただ
し、２以上のアミノ基を有するものを除く）であること
が特に好ましい実施態様として挙げられる。さらに本発
明において上記二酸化炭素吸収溶液が炭酸銅を含むこと
は、装置の腐食性改善において特に好ましい。
鑑み、炭素鋼に対する腐蝕性の小さいＣＯ2 吸収剤で、
かつＣＯ2 吸収性能に優れるものを鋭意検討したとこ
ろ、酸素を含有する燃焼排ガス中のＣＯ2 吸収の条件下
で、ヒンダードアミン水溶液が炭素鋼に対し極めて腐食
性の小さいものであり、かつ吸収性能においても従来の
ＭＥＡ水溶液に比べ優れていることを見いだし、本発明
を完成させることができた。また、前記米国特許第４，
４４０，７３１号で用いられている炭酸銅を前記ヒンダ
ードアミン水溶液に添加すると、その炭素鋼に対する腐
食性がさらに改善されることを見いだした。すなわち、
本発明は大気圧下において、酸素と二酸化炭素を含む燃
焼排ガスと二酸化炭素吸収溶液とを接触させて燃焼排ガ
ス中の二酸化炭素を二酸化炭素吸収溶液に吸収させ、次
工程で二酸化炭素吸収溶液を加熱して二酸化炭素を遊離
させて二酸化炭素吸収液を再生して循環し再使用するこ
とによる燃焼排ガスから二酸化炭素を除去する方法にお
いて、上記二酸化炭素吸収溶液としてヒンダードアミン
水溶液を用い、かつ該ヒンダードアミン水溶液と接触す
る装置部材に炭素鋼を使用することを特徴とする燃焼排
ガス中の二酸化炭素を除去する方法である。また、本発
明において上記ヒンダードアミンが、（Ａ）分子内にア
ルコール性水酸基と第一アミノ基を有し、該第一アミノ
基は２個の非置換アルキル基を有する第三級炭素原子に
結合したものである化合物、（Ｂ）分子内にアルコール
性の水酸基と第二アミノ基を有し、該第二アミノ基が、
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原子と炭素数３以下の非置換アルキル基とを
有するものである化合物、及び（Ｃ）分子内にアルコー
ル性の水酸基と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２個以上の基は各々その結合炭素原
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
る化合物、からなる群から選ばれるアミン化合物（ただ
し、２以上のアミノ基を有するものを除く）であること
が特に好ましい実施態様として挙げられる。さらに本発
明において上記二酸化炭素吸収溶液が炭酸銅を含むこと
は、装置の腐食性改善において特に好ましい。
【００１６】
【作用】本発明で用いられるヒンダートアミンとしては
分子内にアルコール性水酸基を有するものが好ましく、
特に好ましいものとしては前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）
のアミン化合物（アミノ基２以上のものを除く）から選
ばれるものである。これらのアミン化合物においてアル
コール性水酸基は分子内に１個有することが好ましい。
分子内にアルコール性水酸基を有するものが好ましく、
特に好ましいものとしては前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）
のアミン化合物（アミノ基２以上のものを除く）から選
ばれるものである。これらのアミン化合物においてアル
コール性水酸基は分子内に１個有することが好ましい。
【００１７】本発明で用いることのできるヒンダードア
ミンのうち、（Ａ）分子内にアルコール性水酸基と第一
アミノ基とを有し、該第一アミノ基は２個の非置換アル
キル基を有する第三級炭素原子に結合するものである化
合物において、非置換のアルキル基としては互いに同一
または異なっていても良く、それぞれメチル基、エチル
基またはプロピル基などが例示されるが、双方ともメチ
ル基であることが好ましい。この（Ａ）に属する化合物
としては、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−ペンタノールなどが例示され、好ましく
は２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭ
Ｐ）である。
ミンのうち、（Ａ）分子内にアルコール性水酸基と第一
アミノ基とを有し、該第一アミノ基は２個の非置換アル
キル基を有する第三級炭素原子に結合するものである化
合物において、非置換のアルキル基としては互いに同一
または異なっていても良く、それぞれメチル基、エチル
基またはプロピル基などが例示されるが、双方ともメチ
ル基であることが好ましい。この（Ａ）に属する化合物
としては、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−ペンタノールなどが例示され、好ましく
は２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭ
Ｐ）である。
【００１８】本発明で用いる（Ｂ）分子内にアルコール
性水酸基と第二アミノ基とを有し、該第二アミノ基は結
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原子と炭素数３以下の非置換アルキル基とを有
するものである化合物において、結合炭素原子を含めて
炭素数２以上の連鎖としては例えば通常炭素数２〜５の
水酸基置換アルキル基、好ましくは炭素数２〜３の水酸
基置換アルキル基である。この（Ｂ）に属する化合物と
しては、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、
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）−エタノールなどを例
示することができ、中でも２−（エチルアミノ）−エタ
ノール〔ＥＡＥと略記〕、２−（メチルアミノ）エタノ
ール〔ＭＡＥと略記〕を用いることが好ましい。
性水酸基と第二アミノ基とを有し、該第二アミノ基は結
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原子と炭素数３以下の非置換アルキル基とを有
するものである化合物において、結合炭素原子を含めて
炭素数２以上の連鎖としては例えば通常炭素数２〜５の
水酸基置換アルキル基、好ましくは炭素数２〜３の水酸
基置換アルキル基である。この（Ｂ）に属する化合物と
しては、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、
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）−エタノールなどを例
示することができ、中でも２−（エチルアミノ）−エタ
ノール〔ＥＡＥと略記〕、２−（メチルアミノ）エタノ
ール〔ＭＡＥと略記〕を用いることが好ましい。
【００１９】本発明で用いることのできるヒンダードア
ミンのうち、（Ｃ）分子内にアルコール性水酸基と第三
アミノ基とを有し、該第三アミノ基に結合した少なくと
も２個以上の基は各々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化合物におい
て、２個の非置換アルキル基としては互いに同一または
異なっていても良く、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基などが挙げられる。このような化合
物としては、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、２−（ジイソプ
ロピルアミノ）−エタノール、１−（ジエチルアミノ）
−２−プロパノール、３−（ジエチルアミノ）−１−プ
ロパノールなどを例示することができ、中でも２−（ジ
エチルアミノ）−エタノール〔ＤＥＡＥと略記〕が好ま
しい。
ミンのうち、（Ｃ）分子内にアルコール性水酸基と第三
アミノ基とを有し、該第三アミノ基に結合した少なくと
も２個以上の基は各々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化合物におい
て、２個の非置換アルキル基としては互いに同一または
異なっていても良く、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基などが挙げられる。このような化合
物としては、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、２−（ジイソプ
ロピルアミノ）−エタノール、１−（ジエチルアミノ）
−２−プロパノール、３−（ジエチルアミノ）−１−プ
ロパノールなどを例示することができ、中でも２−（ジ
エチルアミノ）−エタノール〔ＤＥＡＥと略記〕が好ま
しい。
【００２０】上記した群から選ばれるヒンダードアミン
は各々単独で用いられるほか、混合して用いることも可
能である。またＣＯ2 吸収溶液として用いられるヒンダ
ードアミン水溶液の濃度は、ヒンダードアミンの種類に
もよるが、通常２５〜６５重量％である。
は各々単独で用いられるほか、混合して用いることも可
能である。またＣＯ2 吸収溶液として用いられるヒンダ
ードアミン水溶液の濃度は、ヒンダードアミンの種類に
もよるが、通常２５〜６５重量％である。
【００２１】本発明においては、ヒンダードアミン水溶
液と接触する装置部材に炭素鋼を使用することが特徴で
ある。本発明に用いる炭素鋼としては炭素含有量が０．
３３重量％以下、特に好ましくは０．２０重量％以下の
ものである。
液と接触する装置部材に炭素鋼を使用することが特徴で
ある。本発明に用いる炭素鋼としては炭素含有量が０．
３３重量％以下、特に好ましくは０．２０重量％以下の
ものである。
【００２２】本発明のヒンダードアミンには好ましくは
炭酸銅〔ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（ＯＨ） 2 ・Ｈ2 Ｏ〕が添加
される。炭酸銅は別名塩基性炭酸銅とも呼ばれるもので
あり、その添加量は二価の銅イオンに換算して好ましく
は５００ｐｐｍ以上、さらに好ましくは１００〜３００
ｐｐｍの範囲である。また、ヒンダードアミン水溶液に
は、必要に応じてヒンダードアミンの劣化防止剤（安定
剤）を加えてもよいが、本発明の方法ではヒンダードア
ミンの劣化は非常に少ないので添加しなくても殆ど差し
支えないと考えられる。
炭酸銅〔ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（ＯＨ） 2 ・Ｈ2 Ｏ〕が添加
される。炭酸銅は別名塩基性炭酸銅とも呼ばれるもので
あり、その添加量は二価の銅イオンに換算して好ましく
は５００ｐｐｍ以上、さらに好ましくは１００〜３００
ｐｐｍの範囲である。また、ヒンダードアミン水溶液に
は、必要に応じてヒンダードアミンの劣化防止剤（安定
剤）を加えてもよいが、本発明の方法ではヒンダードア
ミンの劣化は非常に少ないので添加しなくても殆ど差し
支えないと考えられる。
【００２３】燃焼排ガスとの接触時のヒンダードアミン
水溶液の温度は通常３０〜７０℃の範囲である。またＣ
Ｏ2 を吸収したヒンダードアミン水溶液は再生段階で加
熱されるが、加熱温度は通常８０〜１３０℃である。
水溶液の温度は通常３０〜７０℃の範囲である。またＣ
Ｏ2 を吸収したヒンダードアミン水溶液は再生段階で加
熱されるが、加熱温度は通常８０〜１３０℃である。
【００２４】なお、本発明における大気圧下とは燃焼排
ガスを供給するためブロアなどを作用させる程度の大気
圧近傍の圧力範囲は含まれるものである。
ガスを供給するためブロアなどを作用させる程度の大気
圧近傍の圧力範囲は含まれるものである。
【００２５】本発明の燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する
方法で採用できるプロセスは特に限定されないが、その
一例について図１によって説明する。図１では主要設備
のみ示し、付属設備は省略した。
方法で採用できるプロセスは特に限定されないが、その
一例について図１によって説明する。図１では主要設備
のみ示し、付属設備は省略した。
【００２６】図１において、１は脱ＣＯ2 塔、２は下部
充填部、３は上記充填部またはトレイ、４は脱ＣＯ2 塔
燃焼排ガス供給口、５は脱ＣＯ2 燃焼排ガス排出口、６
は吸収液供給口、７はノズル、８は必要に応じて設けら
れる燃焼排ガス冷却器、９はノズル、１０は充填部、１
１は加湿冷却水循環ポンプ、１２は補給水供給ライン、
１３はＣＯ2 を吸収した吸収液排出ポンプ、１４は熱交
換器、１５は吸収液再生（以下、「再生」とも略称）
塔、１６はノズル、１７は下部充填部、１８は再生加熱
器（リボイラー）、１９は上部充填部、２０は還流水ポ
ンプ、２１はＣＯ 2 分離器、２２は回収ＣＯ2 排出ライ
ン、２３は再生塔還流冷却器、２４はノズル、２５は再
生塔還流水供給ライン、２６は燃焼排ガス供給ブロア、
２７は冷却器、２８は再生塔還流水供給口、である。
充填部、３は上記充填部またはトレイ、４は脱ＣＯ2 塔
燃焼排ガス供給口、５は脱ＣＯ2 燃焼排ガス排出口、６
は吸収液供給口、７はノズル、８は必要に応じて設けら
れる燃焼排ガス冷却器、９はノズル、１０は充填部、１
１は加湿冷却水循環ポンプ、１２は補給水供給ライン、
１３はＣＯ2 を吸収した吸収液排出ポンプ、１４は熱交
換器、１５は吸収液再生（以下、「再生」とも略称）
塔、１６はノズル、１７は下部充填部、１８は再生加熱
器（リボイラー）、１９は上部充填部、２０は還流水ポ
ンプ、２１はＣＯ 2 分離器、２２は回収ＣＯ2 排出ライ
ン、２３は再生塔還流冷却器、２４はノズル、２５は再
生塔還流水供給ライン、２６は燃焼排ガス供給ブロア、
２７は冷却器、２８は再生塔還流水供給口、である。
【００２７】図１において、燃焼排ガスは燃焼排ガス供
給ブロア２６により燃焼排ガス冷却器８に押込められ、
ノズル９からの加湿冷却水と充填部１０で接触し、加湿
冷却され、脱ＣＯ2 塔燃焼排ガス供給口４を通って脱Ｃ
Ｏ2 塔１へ導かれる。燃焼排ガスと接触した加湿冷却水
は燃焼排ガス冷却器８の下部に溜り、ポンプ１１により
ノズル９へ循環使用される。加湿冷却水は燃焼排ガスを
加湿冷却することにより徐々に失われるので、補給水供
給ライン１２により補充される。燃焼排ガスを加湿冷却
の状態より、さらに冷却する場合は、加湿冷却水循環ポ
ンプ１１とノズル９との間に熱交換器を置き、加湿冷却
水を冷却して燃焼排ガス冷却器８に供給することにより
可能となる。
給ブロア２６により燃焼排ガス冷却器８に押込められ、
ノズル９からの加湿冷却水と充填部１０で接触し、加湿
冷却され、脱ＣＯ2 塔燃焼排ガス供給口４を通って脱Ｃ
Ｏ2 塔１へ導かれる。燃焼排ガスと接触した加湿冷却水
は燃焼排ガス冷却器８の下部に溜り、ポンプ１１により
ノズル９へ循環使用される。加湿冷却水は燃焼排ガスを
加湿冷却することにより徐々に失われるので、補給水供
給ライン１２により補充される。燃焼排ガスを加湿冷却
の状態より、さらに冷却する場合は、加湿冷却水循環ポ
ンプ１１とノズル９との間に熱交換器を置き、加湿冷却
水を冷却して燃焼排ガス冷却器８に供給することにより
可能となる。
【００２８】脱ＣＯ2 塔１に押し込められた燃焼排ガス
はノズル７から供給される一定濃度の吸収液と充填部２
で向流接触させられ、燃焼排ガス中のＣＯ2 は吸収液に
より吸収除去され、脱ＣＯ2 燃焼排ガスは上部充填部３
へと向う。脱ＣＯ2 塔１に供給される吸収液はＣＯ2 を
吸収し、その吸収による反応熱のため、通常供給口６に
おける温度よりも高温となり、ＣＯ2 を吸収した吸収液
排出ポンプ１３により熱交換器１４に送られ、加熱さ
れ、吸収液再生塔５へ導かれる。再生された吸収液の温
度調節は熱交換器１４あるいは必要に応じて熱交換器１
４と吸収液供給口６の間に設けられる冷却器２７により
行うことができる。
はノズル７から供給される一定濃度の吸収液と充填部２
で向流接触させられ、燃焼排ガス中のＣＯ2 は吸収液に
より吸収除去され、脱ＣＯ2 燃焼排ガスは上部充填部３
へと向う。脱ＣＯ2 塔１に供給される吸収液はＣＯ2 を
吸収し、その吸収による反応熱のため、通常供給口６に
おける温度よりも高温となり、ＣＯ2 を吸収した吸収液
排出ポンプ１３により熱交換器１４に送られ、加熱さ
れ、吸収液再生塔５へ導かれる。再生された吸収液の温
度調節は熱交換器１４あるいは必要に応じて熱交換器１
４と吸収液供給口６の間に設けられる冷却器２７により
行うことができる。
【００２９】再生塔１５では、再生加熱器１８による加
熱により下部充填部１７で吸収液が再生され、熱交換器
１４により冷却され脱ＣＯ2 塔１へ戻される。吸収液再
生塔１５の上部において、吸収液から分離されたＣＯ2
はノズル２４より供給される還流水と上部充填部１９で
接触し、再生塔還流冷却器２３により冷却され、ＣＯ 2
分離器２１にてＣＯ2 に同伴した水蒸気が凝縮した還流
水と分離され、回収ＣＯ2 排出ライン２２よりＣＯ2 回
収工程へ導かれる。還流水の一部は還流水ポンプ２０
で、再生塔１５へ還流され、一部は再生塔還流水供給ラ
イン２５を経て脱ＣＯ2 塔１の再生塔還流水供給口２８
に供給される。この再生塔還流水には微量の吸収液が含
まれているので、脱ＣＯ2 塔１の上部充填部３で排ガス
と接触し、排ガス中に含まれる微量のＣＯ2 の除去に貢
献する。以上で説明した装置において、吸収溶液と接触
する部分の材質として炭素鋼を用いる。
熱により下部充填部１７で吸収液が再生され、熱交換器
１４により冷却され脱ＣＯ2 塔１へ戻される。吸収液再
生塔１５の上部において、吸収液から分離されたＣＯ2
はノズル２４より供給される還流水と上部充填部１９で
接触し、再生塔還流冷却器２３により冷却され、ＣＯ 2
分離器２１にてＣＯ2 に同伴した水蒸気が凝縮した還流
水と分離され、回収ＣＯ2 排出ライン２２よりＣＯ2 回
収工程へ導かれる。還流水の一部は還流水ポンプ２０
で、再生塔１５へ還流され、一部は再生塔還流水供給ラ
イン２５を経て脱ＣＯ2 塔１の再生塔還流水供給口２８
に供給される。この再生塔還流水には微量の吸収液が含
まれているので、脱ＣＯ2 塔１の上部充填部３で排ガス
と接触し、排ガス中に含まれる微量のＣＯ2 の除去に貢
献する。以上で説明した装置において、吸収溶液と接触
する部分の材質として炭素鋼を用いる。
【００３０】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 （実施例１〜８、比較例１）炭素鋼（ＳＳ４１）の試験
片（表面積約１．８７inch2 、重量７．５ｇ）をＪＩＳ
Ｒ６２５２に規定する No.１２０、 No.２４０、 No.
４００の研磨紙をこの順に用いて磨き、その後アセトン
で洗浄し、真空乾燥し、重量を測定した。次いでこの試
験片を予めＣＯ2 を飽和させたヒンダードアミンの３０
重量％水溶液７００ｍｌを満たしたガラス試験器に移
し、これを大気中で２リットルのステンレス製加圧容器
内に設置、密封した。このステンレス製加圧容器を高温
乾燥器内で、温度１３０℃、４８時間静置後、試験片を
取り出し、洗浄し、真空乾燥後重量測定した。なお、試
験は同じヒンダードアミンについて二度繰り返した。そ
の結果を表１に示す。なお、表中、「炭酸銅入り」とあ
るのは、吸収液中に二価の銅イオンに換算して２００ｐ
ｐｍの炭酸銅を含むことを表す。また、比較のためにＭ
ＥＡの３０重量％水溶液を用いて同様に試験した結果も
表１に示す。腐食度〔ｍｐｙ：ｍｉｌ（＝１／１０００
ｉｎｃｈ） ｐｅｒ ｙｅａｒ〕は腐食による重量減少
と表面積から計算される。
る。 （実施例１〜８、比較例１）炭素鋼（ＳＳ４１）の試験
片（表面積約１．８７inch2 、重量７．５ｇ）をＪＩＳ
Ｒ６２５２に規定する No.１２０、 No.２４０、 No.
４００の研磨紙をこの順に用いて磨き、その後アセトン
で洗浄し、真空乾燥し、重量を測定した。次いでこの試
験片を予めＣＯ2 を飽和させたヒンダードアミンの３０
重量％水溶液７００ｍｌを満たしたガラス試験器に移
し、これを大気中で２リットルのステンレス製加圧容器
内に設置、密封した。このステンレス製加圧容器を高温
乾燥器内で、温度１３０℃、４８時間静置後、試験片を
取り出し、洗浄し、真空乾燥後重量測定した。なお、試
験は同じヒンダードアミンについて二度繰り返した。そ
の結果を表１に示す。なお、表中、「炭酸銅入り」とあ
るのは、吸収液中に二価の銅イオンに換算して２００ｐ
ｐｍの炭酸銅を含むことを表す。また、比較のためにＭ
ＥＡの３０重量％水溶液を用いて同様に試験した結果も
表１に示す。腐食度〔ｍｐｙ：ｍｉｌ（＝１／１０００
ｉｎｃｈ） ｐｅｒ ｙｅａｒ〕は腐食による重量減少
と表面積から計算される。
【００３１】
【表１】
【００３２】（参考実施例、参考比較例）恒温槽内に設
置したガラス製容器（フラスコ）にヒンダードアミンの
３０重量％水溶液５０ｍｌを入れ、温度４０℃で撹拌
下、試験ガスを大気圧１リットル／分の流速で通した。
試験ガスはＣＯ2 １０モル％、Ｏ2 ３モル％、Ｎ2 ８７
モル％の組成を有する４０℃のモデル燃焼排ガスを用い
た。試験ガスを通し続け、出入りガスのＣＯ2 濃度が等
しくなった時点で、吸収溶液に含まれるＣＯ2 をＣＯ2
分析計（全有機炭素計）を用いて測定し、ＣＯ2 飽和吸
収量を求めた。同様の試験を温度６０℃、８０℃で行っ
た。また比較のためＭＥＡ水溶液を用いて同様に行っ
た。
置したガラス製容器（フラスコ）にヒンダードアミンの
３０重量％水溶液５０ｍｌを入れ、温度４０℃で撹拌
下、試験ガスを大気圧１リットル／分の流速で通した。
試験ガスはＣＯ2 １０モル％、Ｏ2 ３モル％、Ｎ2 ８７
モル％の組成を有する４０℃のモデル燃焼排ガスを用い
た。試験ガスを通し続け、出入りガスのＣＯ2 濃度が等
しくなった時点で、吸収溶液に含まれるＣＯ2 をＣＯ2
分析計（全有機炭素計）を用いて測定し、ＣＯ2 飽和吸
収量を求めた。同様の試験を温度６０℃、８０℃で行っ
た。また比較のためＭＥＡ水溶液を用いて同様に行っ
た。
【００３３】得られた結果を表２（４０℃における結
果）及び図２に示す。表２のは参考比較例、〜は
参考実施例である。また図２の縦軸の単位はＮｍ3 ＣＯ
2 ／Ｎｍ3 水溶液であり、横軸は温度（℃）を示す。
果）及び図２に示す。表２のは参考比較例、〜は
参考実施例である。また図２の縦軸の単位はＮｍ3 ＣＯ
2 ／Ｎｍ3 水溶液であり、横軸は温度（℃）を示す。
【００３４】またフラスコ出口のガス中のＣＯ2 濃度と
通気時間との関係グラフから、通気開始時における接線
傾きを求め、吸収溶液のＣＯ2 初期吸収速度を同濃度の
ＭＥＡ水溶液との比で求めた。この結果も表２に示し
た。
通気時間との関係グラフから、通気開始時における接線
傾きを求め、吸収溶液のＣＯ2 初期吸収速度を同濃度の
ＭＥＡ水溶液との比で求めた。この結果も表２に示し
た。
【００３５】
【表２】
【００３６】表２から明らかなように、本発明で用いる
ヒンダードアミン水溶液（吸収溶液）の初期吸収速度は
ＤＥＡＥを除き予期した程低くなく、ＭＥＡと同等また
はやや小さい程度である。吸収速度は吸収促進剤の添加
により向上できる可能性がある。一方、ヒンダードアミ
ン単位モル当たりのＣＯ2 吸収量はいずれもＭＥＡより
も多い。なお、単位吸収溶液当たりの吸収量はヒンダー
ドアミンの種類にもよるが、ＭＡＥやＡＭＰはＭＥＡよ
りもやや小さい程度である。
ヒンダードアミン水溶液（吸収溶液）の初期吸収速度は
ＤＥＡＥを除き予期した程低くなく、ＭＥＡと同等また
はやや小さい程度である。吸収速度は吸収促進剤の添加
により向上できる可能性がある。一方、ヒンダードアミ
ン単位モル当たりのＣＯ2 吸収量はいずれもＭＥＡより
も多い。なお、単位吸収溶液当たりの吸収量はヒンダー
ドアミンの種類にもよるが、ＭＡＥやＡＭＰはＭＥＡよ
りもやや小さい程度である。
【００３７】また図２から、ＡＭＰのようなヒンダード
アミンを用いた場合は、ＭＥＡの場合に比較して、吸収
溶液の温度の上昇によるＣＯ2 の吸収量の減少が大きく
なっていることがわかる。これは吸収溶液の再生におい
て、ＭＥＡを用いる場合よりも熱エネルギーを節約でき
ることを示している。
アミンを用いた場合は、ＭＥＡの場合に比較して、吸収
溶液の温度の上昇によるＣＯ2 の吸収量の減少が大きく
なっていることがわかる。これは吸収溶液の再生におい
て、ＭＥＡを用いる場合よりも熱エネルギーを節約でき
ることを示している。
【００３８】
【発明の効果】以上詳細に述べたごとく、本発明によ
り、酸素とＣＯ2 を含む燃焼排ガスよりＣＯ2 を吸収、
除去する際、ヒンダードアミン水溶液を吸収溶液として
用いることにより、ＭＥＡ水溶液に炭酸銅を添加する従
来技術の場合よりも炭素鋼に対する腐食性が小さい。ま
たヒンダードアミンに炭酸銅を添加して用いることによ
り、炭素鋼に対する腐食性はさらに小さくなる。同時に
吸収剤としてヒンダードアミンを用いることにより、Ｍ
ＥＡを用いる場合よりもＣＯ2 の吸収性能も向上する。
本発明によりステンレスよりも低コストの炭素鋼を部材
とする装置が使用できるようになり、またＭＥＡよりも
再生エネルギーが少なくて済む吸収液を使用するので、
燃焼排ガス中のＣＯ2 吸収を工業的プロセスとして行う
ことが可能となった。
り、酸素とＣＯ2 を含む燃焼排ガスよりＣＯ2 を吸収、
除去する際、ヒンダードアミン水溶液を吸収溶液として
用いることにより、ＭＥＡ水溶液に炭酸銅を添加する従
来技術の場合よりも炭素鋼に対する腐食性が小さい。ま
たヒンダードアミンに炭酸銅を添加して用いることによ
り、炭素鋼に対する腐食性はさらに小さくなる。同時に
吸収剤としてヒンダードアミンを用いることにより、Ｍ
ＥＡを用いる場合よりもＣＯ2 の吸収性能も向上する。
本発明によりステンレスよりも低コストの炭素鋼を部材
とする装置が使用できるようになり、またＭＥＡよりも
再生エネルギーが少なくて済む吸収液を使用するので、
燃焼排ガス中のＣＯ2 吸収を工業的プロセスとして行う
ことが可能となった。
【図１】本発明で採用できる工程の一例の説明図。
【図２】吸収液の吸収量（Ｎｍ3 ＣＯ2 ／ｍ3 吸収液、
縦軸）と温度（℃、横軸）の関係を示す図表。
縦軸）と温度（℃、横軸）の関係を示す図表。
１ 脱ＣＯ2 塔 １５ 吸収溶液再生液 １８ 再生加熱器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年９月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】本発明のヒンダードアミンには好ましくは
炭酸銅［ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（ＯＨ） 2 ・Ｈ2Ｏ］が添加
される。炭酸銅は別名塩基性炭酸銅とも呼ばれるもので
あり、その添加量は二価の銅イオンに換算して好ましく
は５０ｐｐｍ以上、さらに好ましくは１００〜３００ｐ
ｐｍの範囲である。また、ヒンダードアミン水溶液に
は、必要に応じてヒンダードアミンの劣化防止剤（安定
剤）を加えてもよいが、本発明の方法ではヒンダードア
ミンの劣化は非常に少ないので添加しなくても殆ど差し
支えないと考えられる。
炭酸銅［ＣｕＣＯ3 ・Ｃｕ（ＯＨ） 2 ・Ｈ2Ｏ］が添加
される。炭酸銅は別名塩基性炭酸銅とも呼ばれるもので
あり、その添加量は二価の銅イオンに換算して好ましく
は５０ｐｐｍ以上、さらに好ましくは１００〜３００ｐ
ｐｍの範囲である。また、ヒンダードアミン水溶液に
は、必要に応じてヒンダードアミンの劣化防止剤（安定
剤）を加えてもよいが、本発明の方法ではヒンダードア
ミンの劣化は非常に少ないので添加しなくても殆ど差し
支えないと考えられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下條 繁 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 唐崎 睦範 東京都千代田区丸の内２丁目５番１号 三 菱重工業株式会社本社内 (72)発明者 飯島 正樹 東京都千代田区丸の内２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４丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 大気圧下において、酸素と二酸化炭素を
含む燃焼排ガスと二酸化炭素吸収溶液とを接触させて燃
焼排ガス中の二酸化炭素を二酸化炭素吸収溶液に吸収さ
せ、次工程で二酸化炭素吸収溶液を加熱して二酸化炭素
を遊離させて二酸化炭素吸収液を再生して循環し再使用
することによる燃焼排ガスから二酸化炭素を除去する方
法において、上記二酸化炭素吸収溶液としてヒンダード
アミン水溶液を用い、かつ該ヒンダードアミン水溶液と
接触する装置部材に炭素鋼を使用することを特徴とする
燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法。 - 【請求項２】 上記ヒンダードアミンが、（Ａ）分子内
にアルコール性水酸基と第一アミノ基を有し、該第一ア
ミノ基は２個の非置換アルキル基を有する第三級炭素原
子に結合したものである化合物、（Ｂ）分子内にアルコ
ール性の水酸基と第二アミノ基を有し、該第二アミノ基
が、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原子と炭素数３以下の非置換アルキル基
とを有するものである化合物、及び（Ｃ）分子内にアル
コール性の水酸基と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２個以上の基は各々その結合炭
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
である化合物、からなる群から選ばれるアミン化合物
（ただし、２以上のアミノ基を有するものを除く）であ
ることを特徴とする請求項１記載の燃焼排ガス中の二酸
化炭素を除去する方法。 - 【請求項３】 上記二酸化炭素吸収溶液が炭酸銅を含む
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃焼排ガ
ス中の二酸化炭素を除去する方法。
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| DE69316492T DE69316492T2 (de) | 1992-09-16 | 1993-09-02 | Verfahren zur Beseitigung von Kohlendioxyd aus Abgasen, die Sauerstoff enthalten |
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|---|---|---|---|
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| JP2895325B2 JP2895325B2 (ja) | 1999-05-24 |
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| DK1781400T3 (da) | 2004-08-06 | 2013-09-23 | Alstom Technology Ltd | Rensning af forbrændingsgas herunder fjernelse af co2 |
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-
1993
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- 1993-09-02 DK DK93114090T patent/DK0588178T3/da active
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- 1993-09-16 KR KR1019930018594A patent/KR0123030B1/ko not_active IP Right Cessation
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