JPH07119954A - ボイラ排ガス中の炭酸ガス液化装置 - Google Patents

ボイラ排ガス中の炭酸ガス液化装置

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JPH07119954A
JPH07119954A JP5272474A JP27247493A JPH07119954A JP H07119954 A JPH07119954 A JP H07119954A JP 5272474 A JP5272474 A JP 5272474A JP 27247493 A JP27247493 A JP 27247493A JP H07119954 A JPH07119954 A JP H07119954A
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JP
Japan
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boiler
exhaust gas
gas
carbon dioxide
pipe
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Pending
Application number
JP5272474A
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English (en)
Inventor
Goro Taguchi
梧郎 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shikoku Research Institute Inc
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Shikoku Research Institute Inc
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30Technologies for a more efficient combustion or heat usage

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Abstract

(57)【要約】 【目 的】 ボイラの燃焼に使用する燃料と酸素にバラ
ンスする量の排ガス中の炭酸ガスを、余分なエネルギー
を必要とすることなく液化して効率的に回収することが
できる装置を提供する。 【構 成】 ボイラ11の燃料供給側に燃料供給管12
と炭酸ガス液化器13を有する酸素供給管14と、一端
が前記ボイラ11の排ガス排出側に接続され、かつ圧力
検知器16と排ガス再循環ファン17とを有する排ガス
管15とを接続し、前記排ガス管15であってかつ前記
排ガス再循環ファン17の下流側に分岐管18の一端を
接続し、該分岐管18に圧力調整弁19と排ガス冷却器
20,22と圧縮機21とを配置し、かつ該分岐管18
を前記炭酸ガス液化器13に接続して前記酸素供給管か
ら液体酸素を供給して炭酸ガス液化器13において排ガ
スと熱交換して気化させて前記ボイラ11に供給し、か
つ前記圧力調整弁19を前記圧力検知器16の信号によ
り制御するようにしたボイラ排ガス中の炭酸ガス液化装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はボイラ排ガス中の炭酸ガ
ス液化装置、より詳しくは、燃料を酸素を用いて燃焼さ
せるようにしたボイラにおけるボイラ排ガス中の炭酸ガ
ス液化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近来、地球の温暖化対策として二酸化炭
素の削減が注目されている。その一つの方法として化石
燃料を純酸素を用いて燃焼させ、燃焼後の排ガスを二酸
化炭素と水蒸気のみとし、この二酸化炭素を回収する方
法が提案されている。そしてこの燃料を酸素を用いて燃
焼させて発生した排ガス中から二酸化炭素を分離回収す
る方法においては二酸化炭素希釈純酸素燃焼法が好まし
いとされている。
【0003】即ち、図2に示すように、例えばボイラの
如き燃焼器1に燃料供給管2から燃料Fを供給するとと
もに、酸素供給管3から純酸素Oが供給され、ここで燃
焼されるがここで発生する燃焼ガスGは例えば約2800℃
と非常に高温となる。したがって排ガス管4から排ガス
G′の一部を循環ファン5で燃焼器1に還流させて燃焼
ガスGの温度を制御しながら排ガス管4に設けられた分
岐管6から排ガスG′の他の一部を冷却器7に導き、こ
こで冷却して二酸化炭素を液化して回収するものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところでかかる二酸化
炭素を液化する場合、多大の冷熱が必要となる。即ち、
例えば排ガスG′の温度が約30℃、圧力15 ataであると
き、これを液化させるためには−60℃付近において二酸
化炭素1kg当り100kcal の冷却が必要となるため特別の
冷却設備が必要となる。 ところで、前記のように多量
の冷熱を得るには実用上問題があり、そのためこの排ガ
スG′を圧縮機で昇温することが行われているが、その
圧縮機の駆動力も大となり効率の悪いものとなってい
た。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は前記従来の問題
点を解決するためのボイラ排ガス中の炭酸ガス液化装置
を提供するものであって、ボイラ11の燃料供給側に燃
料供給管12と炭酸ガス液化器13を有する酸素供給管
14と、一端が前記ボイラ11の排ガス排出側に接続さ
れ、かつ圧力検知器16と排ガス再循環ファン17とを
有する排ガス管15とを接続し、前記排ガス管15であ
ってかつ前記排ガス再循環ファン17の下流側に分岐管
18の一端を接続し、該分岐管18に圧力調整弁19と
排ガス冷却器20,22と圧縮機21とを配置し、かつ
該分岐管18を前記炭酸ガス液化器13に接続して前記
酸素供給管から液体酸素を供給して炭酸ガス液化器13
において排ガスと熱交換して気化させて前記ボイラ11
に供給し、かつ前記圧力調整弁19を前記圧力検知器1
6の信号により制御するように構成されている。
【0006】
【作 用】かかる排ガス中の炭酸ガス液化装置によれ
ば、排ガスはあらかじめ圧縮機により所定の圧力に昇圧
された後、炭酸ガス液化器において液体酸素の有する冷
熱により冷却されて液化し回収されるのである。そして
排ガス管からボイラに循環供給される排ガスは、圧力検
知器において制御される圧力調整弁の作用により一定と
なり、即ち、排ガスを分岐管から抜き出すことによって
ボイラに投入された燃料、酸素と同重量の排ガスを抜き
取ることができ、特別な流量制御を行わなくても連続運
転が可能となるものである。
【0007】
【実 施 例】以下、図1に基づき本発明によるボイラ
排ガス中の炭酸ガス液化装置の一実施例を説明する。こ
の図において11はボイラで、このボイラ11の燃料供
給側aには、例えば天然ガス等の燃料Fを供給するため
の燃料供給管12と炭酸ガス液化器13を有する酸素供
給管14と排ガス管15とが接続されている。この排ガ
ス管15の他端はボイラ11の排ガス排出側bに接続さ
れ、その管路には圧力検知器16と排ガス再循環ファン
17とが配置されている。
【0008】更に排ガス管15に設けりている排ガス再
循環ファン17の後流側には分岐管18の一端が取付け
られ、この分岐管18には圧力調整弁19と第1の排ガ
ス冷却器20と圧縮機21と第2の排ガス冷却器22と
が配置され、この排ガス冷却器22の排出側に接続され
た分岐管18は炭酸ガス液化器13に接続されしてい
る。
【0009】前記構成の装置において、酸素供給管14
aから液体酸素LOが供給され、この液体酸素LOは炭
酸ガス液化器13において後述するボイラ11から排出
される排ガスG′と熱交換して気化された酸素GOとな
って燃料供給管12からボイラ11に供給される燃料F
を燃焼させる。このときボイラ11には排ガス管15を
経由して二酸化炭素が供給されるので希釈純酸素燃焼が
行われ、ボイラ11が損傷しない温度に制御される。
【0010】ボイラ11で発生した排ガスG′は排ガス
管15よりボイラ外部に取出されるが、この排ガス管1
5には循環ファン17が設けられており、この排ガス
G′は加圧されて一部はボイラ11の燃料供給側aに供
給され、残部は圧力検知器16の信号Uにより制御され
る圧力調整弁19を経由して分岐管18側に送給される
ことになる。
【0011】この圧力調整弁19は圧力検知器16によ
って排ガスG′の圧力が検知され、その信号で制御され
て分岐管18内に、例えば温度が11℃、圧力1ata の排
ガスG′が流れる。この分岐管18内の排ガスG′は、
第1の排ガス冷却器20で30℃程度まで冷却された
後、圧縮機21で6ata 以上に圧縮される。そして第2
の排ガス冷却器22で30℃程度に冷却されて炭酸ガス
液化器13に供給される。そしてこの炭酸ガス液化器1
3において液体酸素LOの冷熱を受けて−56.6℃程度
に冷却され、液化炭酸ガスLCOと氷とに分離回収され
るのである。
【0012】今、燃料Fとして天然ガス (純メタンとす
る) とした場合、1kgのCH4 を燃焼させるためには酸素
O2 は4kg必要で、燃焼に伴なって発生するCO2 は2.7
5kgとなる。そこで、このCO2 を液化するために冷却す
る際のヒートバランスを考慮すると、CO2 ガスを圧縮機
21で圧力が6ata に圧縮し、第2の排ガス冷却器22
で水冷して30℃程度とし、更に炭酸ガス液化器13に
よってこのCO2 ガスを冷却して液化するものとする。
【0013】前記炭酸ガスの液化工程においてヒートバ
ランスを見ると次のようになる。 ・CO2 吸熱量=(806.2−386.3)KJ/kg×0.2388kcal/KJ×2.75kg =275.7kcal CO2液化/1kgメタン燃焼 ・液体酸素放熱可能量={ 248.1−(-133.6)}×0.2388×4kg =364.6kcal O2冷熱放熱/1kgメタン燃焼 となり、液体酸素の冷熱のみにより充分排ガス中の炭酸
ガスを液化することができる。
【0014】
【発明の効果】本発明にかかるボイラ排ガス中の炭酸ガ
ス液化装置は、ボイラ11の燃料供給側に燃料供給管1
2と炭酸ガス液化器13を有する酸素供給管14と、一
端が前記ボイラ11の排ガス排出側に接続され、かつ圧
力検知器16と排ガス再循環ファン17とを有する排ガ
ス管15とを接続し、前記排ガス管15であってかつ前
記排ガス再循環ファン17の下流側に分岐管18の一端
を接続し、該分岐管18に圧力調整弁19と排ガス冷却
器20,22と圧縮機21とを配置し、かつ該分岐管1
8を前記炭酸ガス液化器13に接続して前記酸素供給管
から液体酸素を供給して炭酸ガス液化器13において排
ガスと熱交換して気化させて前記ボイラ11に供給し、
かつ前記圧力調整弁19を前記圧力検知器16の信号に
より制御するように構成されている。
【0015】従って、ボイラの燃焼に使用する燃料と酸
素にバランスする量の排ガス中の炭酸ガスを、余分なエ
ネルギーを必要とすることなく液化して効率的に回収す
ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるボイラ排ガス中の炭酸ガス液化装
置の系統図である。
【図2】従来の燃料を酸素で燃焼させた排ガス中の炭酸
ガス液化装置の系統図である。
【符号の説明】
1 燃焼器 2,12 燃料供給
管 3,14 酸素供給管 4,15 排ガス管 5,18 分岐管 6 冷却器 11 ボイラ 13 炭酸ガス液化
器 16 圧力検知器 17 排ガス再循環
ファン 19 圧力調整弁 20 第1の排ガス
冷却器 21 圧縮機 22 第2の排ガス
冷却器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラ11の燃料供給側に燃料供給管1
    2と炭酸ガス液化器13を有する酸素供給管14と、一
    端が前記ボイラ11の排ガス排出側に接続され、かつ圧
    力検知器16と排ガス再循環ファン17とを有する排ガ
    ス管15とを接続し、前記排ガス管15であってかつ前
    記排ガス再循環ファン17の下流側に分岐管18の一端
    を接続し、該分岐管18に圧力調整弁19と排ガス冷却
    器20,22と圧縮機21とを配置し、かつ該分岐管1
    8を前記炭酸ガス液化器13に接続して前記酸素供給管
    から液体酸素を供給して炭酸ガス液化器13において排
    ガスと熱交換して気化させて前記ボイラ11に供給し、
    かつ前記圧力調整弁19を前記圧力検知器16の信号に
    より制御するようにしたボイラ排ガス中の炭酸ガス液化
    装置。
JP5272474A 1993-10-29 1993-10-29 ボイラ排ガス中の炭酸ガス液化装置 Pending JPH07119954A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2845756A1 (fr) * 2002-10-11 2004-04-16 Alain Barron Dispositif pour supprimer les fumees et les gaz chauds
KR100860020B1 (ko) * 2007-12-21 2008-09-25 한국에너지기술연구원 액체산소 기화용 열교환기를 가지는 순산소 연소보일러의이산화탄소 고농도화 장치
CN101839476A (zh) * 2010-06-22 2010-09-22 华中科技大学 一种煤粉微正压富氧燃烧方法
CN101839474A (zh) * 2010-06-22 2010-09-22 华中科技大学 一种煤粉锅炉烟气再循环燃烧方法

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FR2845756A1 (fr) * 2002-10-11 2004-04-16 Alain Barron Dispositif pour supprimer les fumees et les gaz chauds
KR100860020B1 (ko) * 2007-12-21 2008-09-25 한국에너지기술연구원 액체산소 기화용 열교환기를 가지는 순산소 연소보일러의이산화탄소 고농도화 장치
CN101839476A (zh) * 2010-06-22 2010-09-22 华中科技大学 一种煤粉微正压富氧燃烧方法
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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19991221