JPH07124440A - Carbon dioxide separating device - Google Patents

Carbon dioxide separating device

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JPH07124440A
JPH07124440A JP5275674A JP27567493A JPH07124440A JP H07124440 A JPH07124440 A JP H07124440A JP 5275674 A JP5275674 A JP 5275674A JP 27567493 A JP27567493 A JP 27567493A JP H07124440 A JPH07124440 A JP H07124440A
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JP
Japan
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carbon dioxide
exhaust gas
natural gas
liquefied
pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP5275674A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kimura
信一 木村
Shinichi Hanawa
伸一 塙
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5275674A priority Critical patent/JPH07124440A/en
Publication of JPH07124440A publication Critical patent/JPH07124440A/en
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    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
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    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Abstract

PURPOSE:To constitute the device so that necessary driving power of a compressor is curtailed and carbon dioxide can be separated efficiently, and also, at a low operation cost by an easy and simple constitution. CONSTITUTION:In the carbon dioxide separating device for separating carbon dioxide from exhaust gas containing dioxide, this device is provided with a water channel piping for leading in water or sea water 1, a liquid gas heat exchanger 3 which is provided on the upstream side of the water channel piping, and performs heat exchange for liquid natural gas, and a gas leading-in piping for leading in exhaust gas, and a seawater heat exchanger 6 which is provided on the downstream side of the water channel piping, and performs heat exchange for sea water, and a carbon dioxide collecting piping 7 for collecting carbon dioxide.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば火力発電所から
の二酸化炭素を含む排気ガスから二酸化炭素を分離する
二酸化炭素分離装置に係り、特に圧縮機の必要動力を節
減して効率的に、また低い運転コストで容易にかつ簡単
な構成で二酸化炭素を分離できるようにした二酸化炭素
分離装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon dioxide separator for separating carbon dioxide from exhaust gas containing carbon dioxide from, for example, a thermal power plant. Further, the present invention relates to a carbon dioxide separation device capable of easily separating carbon dioxide at a low operating cost with a simple structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、二酸化炭素(CO2 )は、化石
燃料である石油、石炭、天然ガスを燃焼する際に大気に
放出される。この大気中の二酸化炭素の量は、化石燃料
の消費量の増大に伴なって増加しており、近年二酸化炭
素が主原因とされる地球温暖化が問題になってきてい
る。そして、我国では、火力発電所から排出される二酸
化炭素量が最も多く、これを分離することが、温暖化問
題解決のための課題となってきている。
2. Description of the Related Art Generally, carbon dioxide (CO 2 ) is released to the atmosphere when burning fossil fuels such as petroleum, coal and natural gas. The amount of carbon dioxide in the atmosphere is increasing with the increase in consumption of fossil fuels, and global warming, which is mainly caused by carbon dioxide, has become a problem in recent years. In Japan, the amount of carbon dioxide emitted from a thermal power plant is the largest, and separating it has become an issue for solving the global warming problem.

【0003】ところで、火力発電所からの排気ガスの成
分比は、二酸化炭素が約8%〜15%、窒素が約75
%、残りはほとんど水蒸気であり、まず、大量の排気ガ
スから二酸化炭素のみを分離除去する手段を講じなけれ
ばならない。そして、現在では、この分離方法として、
蒸留法、化学吸収法、物理吸着法、膜分離法等が提案さ
れてきている。
By the way, the composition ratio of exhaust gas from a thermal power plant is about 8% to 15% for carbon dioxide and about 75% for nitrogen.
%, The rest is mostly water vapor, and first of all, a means for separating and removing only carbon dioxide from a large amount of exhaust gas must be taken. And now, as this separation method,
Distillation method, chemical absorption method, physical adsorption method, membrane separation method, etc. have been proposed.

【0004】まず、蒸留法は、排気ガス中の二酸化炭素
を、液化または固化温度の差によって他の成分から分離
する方法である。この方法は、原理および装置が簡単で
あることから、多くの気体の液化に利用されており、大
量の気体を処理することも可能であるが、圧縮や冷却に
多大のエネルギーを必要とする。
First, the distillation method is a method of separating carbon dioxide in exhaust gas from other components by a difference in liquefaction or solidification temperature. This method is used for liquefaction of many gases because of its simple principle and device, and it is possible to process a large amount of gases, but it requires a large amount of energy for compression and cooling.

【0005】また、化学吸収法は、アミン系等の溶液と
排気ガスとを接触させて、二酸化炭素を吸収させ分離す
る方法であり、吸収した二酸化炭素は溶液を加熱するこ
とにより取り出す。
The chemical absorption method is a method in which an amine-based solution and exhaust gas are brought into contact with each other to absorb and separate carbon dioxide, and the absorbed carbon dioxide is taken out by heating the solution.

【0006】さらに、物理吸着法は、活性炭や多孔質体
のゼオライトを吸着剤として、二酸化炭素を選択的に吸
着させて分離する方法である。
Further, the physical adsorption method is a method in which carbon dioxide is selectively adsorbed and separated by using activated carbon or porous zeolite as an adsorbent.

【0007】さらにまた、膜分離法は、ガスの透過速度
の差を利用して、二酸化炭素を分離する方法である。
Furthermore, the membrane separation method is a method of separating carbon dioxide by utilizing the difference in gas permeation rate.

【0008】ところで、二酸化炭素の液体は、摂氏20
度の温度では約60kgf/cm2以上の圧力でなけれ
ば存在しない。従って、上記蒸留法により二酸化炭素を
液化して分離する場合には、圧縮機を用いて二酸化炭素
の分圧を上記圧力以上に圧縮する必要がある。これは、
図6に示す二酸化炭素の状態図から明らかなように、液
体は沸騰線と溶融線で囲まれた領域でしか存在しないた
めである。
By the way, the liquid of carbon dioxide is 20 degrees Celsius.
It does not exist unless the pressure is about 60 kgf / cm 2 or higher at a temperature of 60 ° C. Therefore, when the carbon dioxide is liquefied and separated by the distillation method, it is necessary to use a compressor to compress the partial pressure of carbon dioxide to the above pressure or more. this is,
This is because the liquid exists only in the region surrounded by the boiling line and the melting line, as is clear from the state diagram of carbon dioxide shown in FIG.

【0009】例えば、100万kw級の火力発電所から
の排出ガス中には、720トン/hという多量の二酸化
炭素が含まれており、これを処理しようとすると圧縮機
の動力として膨大なエネルギーが必要となる。このよう
に、蒸留法による分離では、圧縮機を必要とするため、
この動力がエネルギー効率を低下させる。
For example, a large amount of carbon dioxide of 720 tons / h is contained in the exhaust gas from a thermal power plant of 1 million kw class, and if this is to be treated, a huge amount of energy will be used as the power of the compressor. Is required. In this way, since the distillation method requires a compressor,
This power reduces energy efficiency.

【0010】また、化学吸収法、物理吸着法、膜分離法
によって分離したガス状の二酸化炭素は、貯蔵するため
に体積を小さくする必要があり、液化により約1/50
0の体積にしている。そして、この液化する際にも圧縮
機を必要とするため、この動力がエネルギー効率を低下
させる。
Further, the gaseous carbon dioxide separated by the chemical absorption method, the physical adsorption method, or the membrane separation method needs to have a small volume for storage, and is about 1/50 by liquefaction.
The volume is 0. Further, since a compressor is also required for this liquefaction, this power reduces energy efficiency.

【0011】一方、化学吸収法では、使用するアミン系
溶液がコスト高となる。また、物理吸着法では、吸着剤
の再生のために大型のバルブや真空ポンプ等が必要とな
り、装置がコスト高となる。さらに、膜分離法では、二
酸化炭素分離用の優れた膜がまだ開発されていない。
On the other hand, in the chemical absorption method, the cost of the amine-based solution used is high. Further, in the physical adsorption method, a large valve, a vacuum pump, or the like is required to regenerate the adsorbent, which increases the cost of the device. Furthermore, in the membrane separation method, an excellent membrane for carbon dioxide separation has not yet been developed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
二酸化炭素分離方法においては、圧縮機の必要動力が大
きく効率的に二酸化炭素を分離することができず、また
運転コストが高く構成も複雑であるという問題があっ
た。
As described above, in the conventional carbon dioxide separation method, the required power of the compressor is large and the carbon dioxide cannot be separated efficiently, and the operating cost is high and the structure is also high. The problem was that it was complicated.

【0013】本発明の目的は、圧縮機の必要動力を節減
して効率的に、また低い運転コストで容易にかつ簡単な
構成で二酸化炭素を分離することが可能な極めて信頼性
の高い二酸化炭素分離装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a highly reliable carbon dioxide which can efficiently separate the carbon dioxide by reducing the power required for the compressor, and can easily and easily separate the carbon dioxide at a low operating cost. To provide a separating device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず、請求項1に対応する発明では、二酸化炭素
を含む排気ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分
離装置において、水または海水を導入する水路配管と、
水路配管の上流側に設けられ、液化天然ガスと熱交換す
る液化天然ガス熱交換器、および排気ガスを導入するガ
ス導入配管と、水路配管の下流側に設けられ、海水と熱
交換する海水熱交換器、および二酸化炭素を回収する二
酸化炭素回収配管とを備えて成る。
In order to achieve the above object, first, in the invention corresponding to claim 1, in a carbon dioxide separator for separating carbon dioxide from exhaust gas containing carbon dioxide, water or seawater is used. Waterway piping to introduce
A liquefied natural gas heat exchanger that exchanges heat with liquefied natural gas and a gas introduction pipe that introduces exhaust gas, and seawater heat that exchanges heat with seawater that is provided downstream of the water pipe, provided on the upstream side of the water pipe. It comprises an exchanger and a carbon dioxide recovery pipe for recovering carbon dioxide.

【0015】また、請求項2に対応する発明では、二酸
化炭素を含む排気ガスを圧縮機により圧縮し、二酸化炭
素を液化して他の成分から分離する二酸化炭素分離装置
において、圧縮機の吸入側に、液化天然ガスと熱交換す
る液化天然ガス熱交換器を設けて成る。
Further, in the invention corresponding to claim 2, in the carbon dioxide separator for compressing the exhaust gas containing carbon dioxide by the compressor to liquefy the carbon dioxide and separate it from other components, the suction side of the compressor And a liquefied natural gas heat exchanger for exchanging heat with the liquefied natural gas.

【0016】一方、請求項3に対応する発明では、二酸
化炭素を含む排気ガスを圧縮機により圧縮し、二酸化炭
素を液化して他の成分から分離する二酸化炭素分離装置
において、排気ガスを圧縮・冷却するための断熱圧力容
器を、容器軸方向に移動自在に設けた熱を透過する透熱
壁で二室に仕切り、一方の部屋の下部に液化天然ガスを
導入する液化天然ガス導入配管を設けると共に、当該部
屋の上部に気化天然ガスを吐出する気化天然ガス吐出配
管を設け、他方の部屋の上部に排気ガスを導入および排
出する排気ガス導入配管および排気ガス排出配管を設け
ると共に、当該部屋の下部に液化二酸化炭素を吐出する
液化二酸化炭素吐出配管を設け、上記全ての配管にバル
ブをそれぞれ設けて成る。
On the other hand, in the invention corresponding to claim 3, in the carbon dioxide separator for compressing the exhaust gas containing carbon dioxide by the compressor to liquefy the carbon dioxide and separate it from other components, the exhaust gas is compressed. A heat insulating pressure vessel for cooling is divided into two chambers by a heat permeable wall that is movably provided in the vessel axial direction and a liquefied natural gas introduction pipe for introducing liquefied natural gas is provided at the bottom of one chamber. Together with the vaporized natural gas discharge pipe for discharging the vaporized natural gas in the upper part of the room, and the exhaust gas introduction pipe and the exhaust gas discharge pipe for introducing and discharging the exhaust gas in the upper part of the other room, together with the room A liquefied carbon dioxide discharge pipe for discharging liquefied carbon dioxide is provided in the lower portion, and valves are provided in all of the above pipes.

【0017】また、請求項4に対応する発明では、二酸
化炭素を含む排気ガスを圧縮機により圧縮し、二酸化炭
素を液化して他の成分から分離する二酸化炭素分離装置
において、排気ガスを圧縮・冷却するための断熱圧力容
器を、容器軸方向に移動自在に設けた熱を透過する透熱
壁で二室に仕切り、一方の部屋の下部に液化天然ガスを
導入する液化天然ガス導入配管を設けると共に、当該部
屋の上部に気化天然ガスを吐出する気化天然ガス吐出配
管を設け、他方の部屋の上部に排気ガスを導入および排
出する排気ガス導入配管および排気ガス排出配管を設け
ると共に、当該部屋の下部に液化二酸化炭素を吐出する
液化二酸化炭素吐出配管を設け、上記全ての配管にバル
ブをそれぞれ設け、液化二酸化炭素吐出配管のバルブの
下流側に、圧力を規定値以下に保持する保圧弁を有する
液化二酸化炭素貯蔵用の圧力容器を設けて成る。
Further, in the invention corresponding to claim 4, in the carbon dioxide separator for compressing the exhaust gas containing carbon dioxide by the compressor to liquefy the carbon dioxide and separate it from other components, the exhaust gas is compressed. A heat insulating pressure vessel for cooling is divided into two chambers by a heat permeable wall that is movably provided in the vessel axial direction and a liquefied natural gas introduction pipe for introducing liquefied natural gas is provided at the bottom of one chamber. Together with the vaporized natural gas discharge pipe for discharging the vaporized natural gas in the upper part of the room, and the exhaust gas introduction pipe and the exhaust gas discharge pipe for introducing and discharging the exhaust gas in the upper part of the other room, together with the room A liquefied carbon dioxide discharge pipe that discharges liquefied carbon dioxide is provided in the lower part, and valves are provided in all of the above pipes, respectively, and a pressure is set on the downstream side of the valve of the liquefied carbon dioxide discharge pipe. Comprising providing a pressure vessel for liquefied carbon dioxide storage having a minimum pressure valve to hold the value below.

【0018】さらに、請求項5に対応する発明では、二
酸化炭素を含む排気ガスを圧縮機により圧縮し、二酸化
炭素を液化して他の成分から分離する二酸化炭素分離装
置において、排気ガスを圧縮・冷却するための断熱圧力
容器を、容器軸方向に移動自在に設けた熱を透過する透
熱壁で二室に仕切り、一方の部屋の下部に液化天然ガス
を導入する液化天然ガス導入配管を設けると共に、当該
部屋の上部に気化天然ガスを吐出する気化天然ガス吐出
配管を設け、他方の部屋の上部に排気ガスを導入および
排出する排気ガス導入配管および排気ガス排出配管を設
けると共に、当該部屋の下部に液化二酸化炭素を吐出す
る液化二酸化炭素吐出配管を設け、上記全ての配管にバ
ルブをそれぞれ設け、液化二酸化炭素吐出配管のバルブ
の下流側に、圧力を規定値以下に保持する保圧弁を有す
る液化二酸化炭素貯蔵用の圧力容器を設け、気化天然ガ
ス吐出配管のバルブの下流側に第1の羽根車を設けると
共に、排気ガス導入配管のバルブの上流側に第1の羽根
車のトルクを駆動力として回転する第2の羽根車を設け
て成る。
Further, in the invention corresponding to claim 5, in a carbon dioxide separation device for compressing exhaust gas containing carbon dioxide by a compressor to liquefy carbon dioxide and separate it from other components, the exhaust gas is compressed. A heat insulating pressure vessel for cooling is divided into two chambers by a heat permeable wall that is movably provided in the vessel axial direction and a liquefied natural gas introduction pipe for introducing liquefied natural gas is provided at the bottom of one chamber. Together with the vaporized natural gas discharge pipe for discharging the vaporized natural gas in the upper part of the room, and the exhaust gas introduction pipe and the exhaust gas discharge pipe for introducing and discharging the exhaust gas in the upper part of the other room, together with the room A liquefied carbon dioxide discharge pipe for discharging liquefied carbon dioxide is provided in the lower part, and valves are provided in all of the above pipes, and a pressure is provided on the downstream side of the valve of the liquefied carbon dioxide discharge pipe. A pressure vessel for storing liquefied carbon dioxide having a pressure-holding valve for holding below a specified value is provided, a first impeller is provided downstream of the valve of the vaporized natural gas discharge pipe, and an upstream side of the valve of the exhaust gas introduction pipe is provided. Is provided with a second impeller that rotates using the torque of the first impeller as a driving force.

【0019】[0019]

【作用】従って、まず、請求項1に対応する発明の二酸
化炭素分離装置においては、水または海水を導入する水
路配管の上流側に、液化天然ガスと熱交換する液化天然
ガス熱交換器、および排気ガスを導入するガス導入配管
を設けると共に、水路配管の下流側に、海水と熱交換す
る海水熱交換器、および二酸化炭素を回収する二酸化炭
素回収配管を設けることにより、液化天然ガスとの熱交
換により低温となった水または海水の二酸化炭素の溶解
度が大きくなり、排気ガス中の二酸化炭素が多量に吸収
される。また、海水との熱交換により昇温された水また
は海水では二酸化炭素の溶解度が小さくなり、二酸化炭
素が放出される。そして、この放出された二酸化炭素を
二酸化炭素回収配管から回収することにより、排気ガス
から二酸化炭素が分離される。
Therefore, first, in the carbon dioxide separator of the invention corresponding to claim 1, a liquefied natural gas heat exchanger for exchanging heat with liquefied natural gas is provided upstream of the water pipe for introducing water or seawater, and By installing a gas introduction pipe for introducing exhaust gas, a seawater heat exchanger for exchanging heat with seawater, and a carbon dioxide recovery pipe for recovering carbon dioxide on the downstream side of the waterway pipe, heat of liquefied natural gas The carbon dioxide in the exhaust gas is absorbed in a large amount by increasing the solubility of carbon dioxide in the water or seawater whose temperature has been lowered by the exchange. Further, the solubility of carbon dioxide in water or seawater whose temperature has been raised by heat exchange with seawater is reduced, and carbon dioxide is released. Then, carbon dioxide is separated from the exhaust gas by collecting the released carbon dioxide from the carbon dioxide collecting pipe.

【0020】これにより、無尽蔵にある安価な水または
海水を吸収液として利用し、低い運転コストで容易に、
また熱交換器を設けるだけの簡単な構成で、二酸化炭素
を分離することができる。
As a result, inexhaustibly cheap water or seawater is used as an absorbent, and it is easy to operate at a low operating cost.
Further, carbon dioxide can be separated with a simple structure in which only a heat exchanger is provided.

【0021】また、請求項2に対応する発明の二酸化炭
素分離装置においては、二酸化炭素を含む排気ガスを圧
縮する圧縮機の吸入側に、液化天然ガスと熱交換する液
化天然ガス熱交換器を設けることにより、液化天然ガス
との熱交換によって圧縮機への吸入ガス温度が低くな
る。
Further, in the carbon dioxide separation device of the invention according to claim 2, a liquefied natural gas heat exchanger for exchanging heat with liquefied natural gas is provided on the suction side of the compressor for compressing the exhaust gas containing carbon dioxide. By providing, the temperature of the gas sucked into the compressor becomes low due to heat exchange with the liquefied natural gas.

【0022】これにより、圧縮機の必要動力が小さくな
り、効率的に二酸化炭素を分離することができる。
As a result, the power required for the compressor is reduced, and carbon dioxide can be efficiently separated.

【0023】さらに、請求項3ないし請求項5に対応す
る発明の二酸化炭素分離装置においては、排気ガスを圧
縮・冷却するための断熱圧力容器を可動の透熱壁で二室
に仕切り、一方の部屋の下部に液化天然ガスを導入する
液化天然ガス導入配管を設けると共に、部屋の上部に気
化天然ガスを吐出する気化天然ガス吐出配管を設け、他
方の部屋の上部に排気ガスを導入および排出する排気ガ
ス導入配管および排気ガス排出配管を設けると共に、部
屋の下部に液化二酸化炭素を吐出する液化二酸化炭素吐
出配管を設け、全ての配管にバルブを設けることによ
り、一方の部屋に導入された液化天然ガスは、他方の部
屋に導入された排気ガスと透熱壁を介して熱交換し、気
化して膨脹する。この時、透熱壁が移動して二酸化炭素
は圧縮・液化するため、排気ガスの他の成分から二酸化
炭素が分離される。
Further, in the carbon dioxide separator according to the inventions corresponding to claims 3 to 5, the adiabatic pressure vessel for compressing / cooling the exhaust gas is partitioned into two chambers by the movable heat-permeable wall, and one of the two chambers is divided. A liquefied natural gas introduction pipe for introducing liquefied natural gas is provided at the bottom of the room, a vaporized natural gas discharge pipe for discharging vaporized natural gas is provided at the top of the room, and exhaust gas is introduced and discharged at the top of the other room. With the exhaust gas introduction pipe and the exhaust gas discharge pipe, the liquefied carbon dioxide discharge pipe for discharging liquefied carbon dioxide at the bottom of the room, and the valves for all pipes, the liquefied natural gas introduced into one room The gas exchanges heat with the exhaust gas introduced into the other chamber through the heat permeable wall, vaporizes and expands. At this time, the heat-permeable wall moves and the carbon dioxide is compressed and liquefied, so that the carbon dioxide is separated from other components of the exhaust gas.

【0024】これにより、圧縮機を用いずに圧縮・液化
が行なえるため、圧縮機の必要動力が小さくなり、効率
的に二酸化炭素を分離することができる。
As a result, compression / liquefaction can be performed without using a compressor, so that the required power of the compressor is reduced and carbon dioxide can be efficiently separated.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0026】図1は、請求項1に対応する発明による二
酸化炭素分離装置の構成例を示す概要図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a carbon dioxide separator according to the invention according to claim 1.

【0027】すなわち、図1に示すように、本実施例の
二酸化炭素分離装置は、水または海水(本例では、海
水)1を導入する水路配管2の上流側に、液化天然ガス
(以下、LNGと称する)と熱交換するLNG熱交換器
3、図示しない火力発電所からの二酸化炭素を含む排気
ガスを導入するガス導入配管4、および窒素ガスを放出
する窒素ガス放出管5を設けると共に、上記水路配管2
の下流側に、海水と熱交換する海水熱交換器6、および
二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収配管7を設けた構
成としている。
That is, as shown in FIG. 1, in the carbon dioxide separator of this embodiment, liquefied natural gas (hereinafter, liquefied natural gas) is provided on the upstream side of a water pipe 2 for introducing water or seawater (seawater in this example) 1. LNG heat exchanger 3 for exchanging heat with LNG), a gas introduction pipe 4 for introducing exhaust gas containing carbon dioxide from a thermal power plant (not shown), and a nitrogen gas discharge pipe 5 for discharging nitrogen gas, and Water channel piping 2
A seawater heat exchanger 6 for exchanging heat with seawater and a carbon dioxide recovery pipe 7 for recovering carbon dioxide are provided downstream of the above.

【0028】次に、以上のように構成した本実施例の二
酸化炭素分離装置の作用について説明する。
Next, the operation of the carbon dioxide separator according to this embodiment having the above structure will be described.

【0029】天然ガスを燃料とする火力発電所では、天
然ガスを液体状態(摂氏−169度)で輸送し、これを
海水と熱交換してガス状にした後、ボイラーに供給す
る。このため、LNGの有している冷熱を利用していな
かった。
In a thermal power plant that uses natural gas as a fuel, natural gas is transported in a liquid state (-169 degrees Celsius), heat-exchanged with seawater to form a gas, and then supplied to a boiler. Therefore, the cold heat of LNG was not used.

【0030】そこで、本二酸化炭素分離装置では、この
LNGをLNG熱交換器3に供給して、水路配管2内の
海水1の温度を摂氏0度に下げる。LNGは、LNG熱
交換器3によってガス状となり、ボイラーに供給する。
また、摂氏0度になった海水1に、火力発電所からの二
酸化炭素を含む排気ガスをガス導入配管4から送り込
む。すると、二酸化炭素は温度が下がり、溶解度が大き
くなった海水1に溶解し、窒素(N2 )ガスをそのまま
窒素ガス放出管5から大気に放出する。
Therefore, in the present carbon dioxide separator, this LNG is supplied to the LNG heat exchanger 3 to lower the temperature of the seawater 1 in the water pipe 2 to 0 degrees Celsius. LNG is gasified by the LNG heat exchanger 3 and supplied to the boiler.
Further, the exhaust gas containing carbon dioxide from the thermal power plant is fed into the seawater 1 having a temperature of 0 degree Celsius through the gas introduction pipe 4. Then, the temperature of the carbon dioxide is lowered, and the carbon dioxide is dissolved in the seawater 1 whose solubility is increased, and the nitrogen (N 2 ) gas is directly discharged from the nitrogen gas discharge pipe 5 to the atmosphere.

【0031】LNG熱交換器3と熱交換した水路配管2
の海水1は昇温され、地域によって年間平均温度に多少
の差はあるが、約摂氏15度となる。このため、二酸化
炭素の溶解度が小さくなり、二酸化炭素を放出する。そ
して、この放出された二酸化炭素が、二酸化炭素回収配
管7によって回収されることにより、排気ガスから二酸
化炭素を分離する。
Water channel piping 2 that exchanges heat with the LNG heat exchanger 3
Seawater 1 is heated up, and the annual average temperature is about 15 degrees Celsius, although there is some difference in the average annual temperature depending on the region. For this reason, the solubility of carbon dioxide is reduced and carbon dioxide is released. Then, the released carbon dioxide is recovered by the carbon dioxide recovery pipe 7 to separate the carbon dioxide from the exhaust gas.

【0032】この場合、本二酸化炭素分離装置で分離で
きる量は、摂氏0度の海水1m3 当りに溶解する二酸化
炭素量が摂氏0度、大気圧換算で1.717cm3 で、
摂氏15度の海水1に対しては1.071cm3 となる
ため、両者の差分の0.646cm3 となる。
In this case, the amount of carbon dioxide that can be separated by the present carbon dioxide separator is that the amount of carbon dioxide dissolved per 1 m 3 of seawater at 0 ° C. is 0 ° C. and the atmospheric pressure is 1.717 cm 3 .
Since the 1.071Cm 3 for seawater 1 of 15 degrees Celsius, the 0.646Cm 3 of the difference between them.

【0033】上述したように、本実施例の二酸化炭素分
離装置は、海水1を導入する水路配管2の上流側に、L
NGと熱交換するLNG熱交換器3、火力発電所からの
二酸化炭素を含む排気ガスを導入するガス導入配管4、
および窒素ガスを放出する窒素ガス放出管5を設けると
共に、上記水路配管2の下流側に、海水と熱交換する海
水熱交換器6、および二酸化炭素を回収する二酸化炭素
回収配管7を設けて構成したものである。
As described above, in the carbon dioxide separation device of this embodiment, L is provided on the upstream side of the water pipe 2 for introducing the seawater 1.
LNG heat exchanger 3 for heat exchange with NG, gas introduction pipe 4 for introducing exhaust gas containing carbon dioxide from a thermal power plant,
And a nitrogen gas discharge pipe 5 for discharging nitrogen gas, and a seawater heat exchanger 6 for exchanging heat with seawater and a carbon dioxide recovery pipe 7 for recovering carbon dioxide are provided on the downstream side of the water channel pipe 2. It was done.

【0034】従って、無尽蔵にある安価な海水1を吸収
液とし、従来利用されていなかったLNGの冷熱を利用
して海水1の温度を下げ、二酸化炭素の溶解度を大きく
して二酸化炭素を吸収させ、海水との熱交換により海水
1の温度を下げて二酸化炭素の溶解度を小さくすること
により、二酸化炭素を放出され回収するという簡単な方
法で、排気ガスから二酸化炭素を分離することが可能と
なる。
Therefore, the inexhaustible and inexpensive seawater 1 is used as the absorbing liquid, and the temperature of the seawater 1 is lowered by utilizing the cold heat of LNG which has not been used so far to increase the solubility of carbon dioxide to absorb carbon dioxide. By lowering the temperature of seawater 1 by heat exchange with seawater to reduce the solubility of carbon dioxide, it becomes possible to separate carbon dioxide from exhaust gas by a simple method of releasing and recovering carbon dioxide. .

【0035】また、動力は特に必要としないため、運転
コストを低減することが可能となる。
Since no power is required, the operating cost can be reduced.

【0036】さらに、熱交換器3,6を設けるだけの簡
単な構成で、二酸化炭素を分離することが可能となる。
Furthermore, it is possible to separate carbon dioxide with a simple structure in which only the heat exchangers 3 and 6 are provided.

【0037】以上により、無尽蔵にある安価な水または
海水を吸収液として利用し、低い運転コストで容易に、
また熱交換器3,6を設けるだけの簡単な構成で、二酸
化炭素を分離することができる。
As described above, the inexhaustibly cheap water or seawater is used as the absorbing liquid, and it is easy to operate at a low operating cost.
Further, carbon dioxide can be separated with a simple structure in which only the heat exchangers 3 and 6 are provided.

【0038】次に、図2は、請求項2に対応する発明に
よる二酸化炭素分離装置の構成例を示す概要図である。
Next, FIG. 2 is a schematic diagram showing a structural example of a carbon dioxide separator according to the invention corresponding to claim 2.

【0039】すなわち、図2に示すように、本実施例の
二酸化炭素分離装置は、図示しない火力発電所からの二
酸化炭素を含む排気ガスを圧縮する圧縮機11に、その
吸入側に吸入配管11aを設けると共に吐出側に吐出配
管11bを設け、また吸入配管11aに図示しない排気
ガス導入配管を接続すると共に吐出配管11bに図示し
ない液化分離器を接続し、さらに圧縮機11の吸入側
に、LNGと熱交換するLNG熱交換器12を設けた構
成としている。
That is, as shown in FIG. 2, the carbon dioxide separator according to the present embodiment has a compressor 11 for compressing exhaust gas containing carbon dioxide from a thermal power plant (not shown), and a suction pipe 11a on its suction side. And a discharge pipe 11b on the discharge side, an exhaust gas introduction pipe (not shown) is connected to the suction pipe 11a, a liquefaction separator (not shown) is connected to the discharge pipe 11b, and the LNG is connected to the suction side of the compressor 11. The LNG heat exchanger 12 for exchanging heat with is provided.

【0040】次に、以上のように構成した本実施例の二
酸化炭素分離装置の作用について説明する。
Next, the operation of the carbon dioxide separator according to this embodiment having the above structure will be described.

【0041】天然ガスを燃料とする火力発電所では、天
然ガスを液体状態(摂氏−169度)で輸送し、これを
海水と熱交換してガス状にした後、ボイラーに供給す
る。このため、LNGの有している冷熱を利用していな
かった。
In a thermal power plant that uses natural gas as a fuel, natural gas is transported in a liquid state (-169 degrees Celsius), heat-exchanged with seawater to form a gas, and then supplied to a boiler. Therefore, the cold heat of LNG was not used.

【0042】そこで、本二酸化炭素分離装置では、この
LNGをLNG熱交換器12に供給し、液化天然ガスと
の熱交換によって、吸入配管11a内の二酸化炭素を含
む排気ガスを冷却する。LNGは、LNG熱交換器12
によってガス状となり、ボイラーに供給する。
Therefore, in the present carbon dioxide separator, this LNG is supplied to the LNG heat exchanger 12 and the exhaust gas containing carbon dioxide in the suction pipe 11a is cooled by heat exchange with the liquefied natural gas. LNG is the LNG heat exchanger 12
It becomes gaseous and is supplied to the boiler.

【0043】この場合、圧縮機11の必要動力は、単純
な等温圧縮を例に挙げると、下式のようになる。
In this case, the required power of the compressor 11 is expressed by the following equation, taking simple isothermal compression as an example.

【0044】 W=2.3×R×T1 ×log(v1 /v2 ) ただし、Rはガス定数、T1 は圧縮機11の吸入温度、
1 ,v2 は体積である。
W = 2.3 × R × T 1 × log (v 1 / v 2 ) where R is a gas constant, T 1 is a suction temperature of the compressor 11,
v 1 and v 2 are volumes.

【0045】この式から明らかなように、圧縮機11の
必要動力は、その吸入温度T1 に比例する。本二酸化炭
素分離装置では、二酸化炭素を含む排気ガスが冷却され
るため、圧縮機11の必要動力は小さくなる。しかも、
この冷却は、従来利用されていなかったLNGの冷熱の
利用により行なえる。
As is clear from this equation, the required power of the compressor 11 is proportional to its suction temperature T 1 . In the present carbon dioxide separator, the exhaust gas containing carbon dioxide is cooled, so that the required power of the compressor 11 is reduced. Moreover,
This cooling can be performed by utilizing the cold heat of LNG which has not been used conventionally.

【0046】上述したように、本実施例の二酸化炭素分
離装置は、火力発電所からの二酸化炭素を含む排気ガス
を圧縮する圧縮機11に、その吸入側に吸入配管11a
を設けると共に吐出側に吐出配管11bを設け、また吸
入配管11aに排気ガス導入配管を接続すると共に吐出
配管11bに液化分離器を接続し、さらに圧縮機11の
吸入側に、LNGと熱交換するLNG熱交換器12を設
けて構成したものである。
As described above, the carbon dioxide separator according to this embodiment has the suction pipe 11a on the suction side of the compressor 11 for compressing the exhaust gas containing carbon dioxide from the thermal power plant.
And a discharge pipe 11b on the discharge side, an exhaust gas introduction pipe is connected to the suction pipe 11a, a liquefaction separator is connected to the discharge pipe 11b, and heat is exchanged with LNG on the suction side of the compressor 11. The LNG heat exchanger 12 is provided and configured.

【0047】従って、従来利用されていなかったLNG
の冷熱の利用して、液化天然ガスとの熱交換によって圧
縮機11の吸入側の二酸化炭素を含む排気ガス温度を冷
却するため、火力発電所からの二酸化炭素を含む排気ガ
スから二酸化炭素を分離する方法の一つである蒸留法に
おける圧縮機の必要動力を小さくして、エネルギー効率
を高めつつ、二酸化炭素を分離することが可能となる。
Therefore, LNG which has not been used conventionally
In order to cool the temperature of the exhaust gas containing carbon dioxide on the suction side of the compressor 11 by heat exchange with the liquefied natural gas using the cold heat of, the carbon dioxide is separated from the exhaust gas containing carbon dioxide from the thermal power plant. It is possible to separate carbon dioxide while increasing energy efficiency by reducing the required power of the compressor in the distillation method which is one of the methods.

【0048】また、前述した化学吸収法、物理吸着法、
膜分離法等の他の分離法により分離した二酸化炭素を液
化する場合の圧縮機の必要動力も同様に小さくすること
が可能となる。
The above-mentioned chemical absorption method, physical adsorption method,
The required power of the compressor when liquefying carbon dioxide separated by another separation method such as a membrane separation method can be similarly reduced.

【0049】次に、図3は、請求項3および請求項4に
対応する発明による二酸化炭素分離装置の構成例を示す
概要図である。
Next, FIG. 3 is a schematic diagram showing a structural example of a carbon dioxide separator according to the invention corresponding to claims 3 and 4.

【0050】すなわち、図3において、図示しない火力
発電所からの二酸化炭素を含む排気ガスを圧縮・冷却す
るための断熱圧力容器31は、熱を透過する透熱壁32
により、排気ガス圧縮室33とLNG膨脹室34の二室
に仕切られている。この透熱壁32は、両室の機密を保
ちつつ容器軸方向、つまり図示矢印35の方向に移動自
在にするため、例えば図4に示すようにベローズ36で
構成している。
That is, in FIG. 3, an adiabatic pressure vessel 31 for compressing and cooling exhaust gas containing carbon dioxide from a thermal power plant (not shown) has a heat permeable wall 32 for transmitting heat.
Thus, the exhaust gas compression chamber 33 and the LNG expansion chamber 34 are partitioned into two chambers. The heat-permeable wall 32 is constituted by a bellows 36 as shown in FIG. 4, for example, so as to be movable in the axial direction of the container, that is, in the direction of the arrow 35 in the figure while keeping the airtightness of both chambers.

【0051】また、排気ガス圧縮室33の上部に、排気
ガスを導入および排出する排気ガス導入配管37および
排気ガス排出配管38を設けると共に、排気ガス圧縮室
33の下部に、液化二酸化炭素を吐出する液化二酸化炭
素吐出配管39を設け、LNG膨脹室34の下部にLN
Gを導入するLNG導入配管310を設けると共に、L
NG膨脹室34の上部に、気化天然ガスを吐出する気化
天然ガス吐出配管311を設けている。
Further, an exhaust gas introduction pipe 37 and an exhaust gas discharge pipe 38 for introducing and discharging the exhaust gas are provided above the exhaust gas compression chamber 33, and liquefied carbon dioxide is discharged to the lower portion of the exhaust gas compression chamber 33. A liquefied carbon dioxide discharge pipe 39 is provided, and the LN expansion chamber 34 is provided below the LN expansion chamber 34.
LNG introduction pipe 310 for introducing G is provided, and L
A vaporized natural gas discharge pipe 311 for discharging vaporized natural gas is provided above the NG expansion chamber 34.

【0052】さらに、上記排気ガス導入配管37、排気
ガス排出配管38、液化二酸化炭素吐出配管39、LN
G導入配管310、および気化天然ガス吐出配管311
に、それぞれバルブ312,313,314,315,
316を設けている。
Further, the exhaust gas introduction pipe 37, the exhaust gas discharge pipe 38, the liquefied carbon dioxide discharge pipe 39, the LN
G introduction pipe 310 and vaporized natural gas discharge pipe 311
And valves 312, 313, 314, 315, respectively.
316 is provided.

【0053】さらにまた、液化二酸化炭素吐出配管39
のバルブ314の下流側に、圧力を規定値以下に保持す
る保圧弁317および図示しない安全弁を有する液化二
酸化炭素貯蔵用の圧力容器318を設けている。
Furthermore, the liquefied carbon dioxide discharge pipe 39
A pressure vessel 318 for storing liquefied carbon dioxide having a pressure holding valve 317 for keeping the pressure below a specified value and a safety valve (not shown) is provided on the downstream side of the valve 314.

【0054】次に、以上のように構成した本実施例の二
酸化炭素分離装置の作用について説明する。
Next, the operation of the carbon dioxide separator according to this embodiment having the above structure will be described.

【0055】天然ガスを燃料とする火力発電所では、天
然ガスを液体状態(摂氏−169度)で輸送し、これを
海水と熱交換してガス状にした後、ボイラーに供給す
る。このため、LNGの有している冷熱を利用していな
かった。
In a thermal power plant that uses natural gas as a fuel, natural gas is transported in a liquid state (-169 degrees Celsius), heat-exchanged with seawater to form a gas, and then supplied to a boiler. Therefore, the cold heat of LNG was not used.

【0056】そこで、本二酸化炭素分離装置では、LN
Gの冷却および膨脹のエネルギーを利用して二酸化炭素
を含む排気ガスを冷却圧縮し、二酸化炭素を分離除去す
る。
Therefore, in this carbon dioxide separator, the LN
The cooling and expansion energy of G is used to cool and compress the exhaust gas containing carbon dioxide to separate and remove carbon dioxide.

【0057】すなわち、排気ガス圧縮室33には、排気
ガス導入配管37から排気ガス319を導入し、またL
NG膨脹室34には、LNG導入配管310から摂氏−
169度のLNG320を導入し、透熱壁32を介して
熱交換させる。
That is, the exhaust gas 319 is introduced into the exhaust gas compression chamber 33 from the exhaust gas introduction pipe 37, and L
In the NG expansion chamber 34, from the LNG introduction pipe 310,
LNG320 of 169 degrees is introduced, and heat is exchanged through the heat-permeable wall 32.

【0058】この時、LNG320は、気化膨脹して圧
力が上昇するので、透熱壁32が移動して排気ガス31
9を圧縮する。一方、排気ガス319は冷却圧縮され、
二酸化炭素の分圧が十分大きくなると凝縮する。液化し
た二酸化炭素321は排気ガス圧縮室33の下部に溜ま
り、二酸化炭素を含まない排気ガス322と分離する。
At this time, since the LNG 320 vaporizes and expands and the pressure rises, the heat-permeable wall 32 moves to move the exhaust gas 31.
Compress 9. On the other hand, the exhaust gas 319 is cooled and compressed,
When the partial pressure of carbon dioxide becomes large enough, it will condense. The liquefied carbon dioxide 321 accumulates in the lower portion of the exhaust gas compression chamber 33 and is separated from the exhaust gas 322 containing no carbon dioxide.

【0059】液化二酸化炭素321は、液化二酸化炭素
吐出配管39から吐出され、液化二酸化炭素吐出配管3
9の下流に設置した液化二酸化炭素貯蔵用圧力容器31
8に貯蔵される。保圧弁317は、バルブ314の開放
時に液化二酸化炭素321が逆流しないように、液化二
酸化炭素貯蔵用圧力容器318内の圧力を一定値に保持
している。また、二酸化炭素を含まない排気ガス322
は、排気ガス排出配管38から排出される。さらに、気
化天然ガス323は、気化天然ガス吐出配管311から
吐出される。
The liquefied carbon dioxide 321 is discharged from the liquefied carbon dioxide discharge pipe 39, and the liquefied carbon dioxide discharge pipe 3 is discharged.
Pressure vessel 31 for liquefied carbon dioxide storage installed downstream of 9
Stored at 8. The pressure maintaining valve 317 holds the pressure in the liquefied carbon dioxide storage pressure container 318 at a constant value so that the liquefied carbon dioxide 321 does not flow backward when the valve 314 is opened. Also, exhaust gas 322 that does not contain carbon dioxide
Is discharged from the exhaust gas discharge pipe 38. Further, the vaporized natural gas 323 is discharged from the vaporized natural gas discharge pipe 311.

【0060】以上のような装置の運転は、一定量の排気
ガス319およびLNG320を断熱圧力容器31内に
導入し、全てのバルブ312〜316を閉じて二酸化炭
素を液化分離した後に、バルブ313と316を開放
し、高圧になった二酸化炭素を含まない排気ガス322
および気化天然ガス323を放出するまでを1サイクル
として、このサイクルを繰り返す。
In the operation of the apparatus as described above, a certain amount of exhaust gas 319 and LNG 320 are introduced into the adiabatic pressure vessel 31, all valves 312 to 316 are closed to liquefy and separate carbon dioxide, and then the valve 313 is used. Exhaust gas 322 that does not contain carbon dioxide that has become high pressure by opening 316
This cycle is repeated with one cycle until the vaporized natural gas 323 is discharged.

【0061】上述したように、本実施例の二酸化炭素分
離装置は、火力発電所からの二酸化炭素を含む排気ガス
319を圧縮・冷却するための断熱圧力容器31を、容
器軸方向に移動自在に設けた熱を透過する透熱壁32で
二室に仕切り、一方の部屋の下部にLNG320を導入
するLNG導入配管310を設けると共に、当該部屋の
上部に気化天然ガス323を吐出する気化天然ガス吐出
配管311を設け、他方の部屋の上部に排気ガス319
および322を導入および排出する排気ガス導入配管3
7および排気ガス排出配管38を設けると共に、当該部
屋の下部に液化二酸化炭素321を吐出する液化二酸化
炭素吐出配管39を設け、上記全ての配管にバルブ31
2〜316をそれぞれ設け、液化二酸化炭素吐出配管3
9のバルブ314の下流側に、圧力を規定値以下に保持
する保圧弁317を有する液化二酸化炭素貯蔵用圧力容
器318を設けて構成したものである。
As described above, in the carbon dioxide separation device of this embodiment, the heat insulating pressure vessel 31 for compressing and cooling the exhaust gas 319 containing carbon dioxide from the thermal power plant is movable in the vessel axial direction. It is divided into two chambers by a heat-permeable wall 32 that transmits heat, and an LNG introduction pipe 310 for introducing the LNG 320 is provided in the lower part of one room, and vaporized natural gas 323 is ejected for ejecting vaporized natural gas 323 to the upper part of the room. A pipe 311 is provided, and exhaust gas 319 is provided on the upper part of the other room.
And 322 for introducing and discharging exhaust gas introduction pipe 3
7 and the exhaust gas exhaust pipe 38, a liquefied carbon dioxide discharge pipe 39 for discharging the liquefied carbon dioxide 321 is provided in the lower part of the room, and valves 31 are provided for all the pipes.
2 to 316 are provided respectively, and liquefied carbon dioxide discharge pipe 3
The liquefied carbon dioxide storage pressure vessel 318 having a pressure holding valve 317 for keeping the pressure below a specified value is provided on the downstream side of the No. 9 valve 314.

【0062】従って、従来利用されていなかったLNG
の冷熱の利用し、気化する際の潜熱で排気ガス319を
冷却し、膨脹の圧力で圧縮を行なうため、二酸化炭素を
液化して排気ガス319から分離除去することが可能と
なる。
Therefore, LNG which has not been used conventionally
Since the exhaust gas 319 is cooled by the latent heat at the time of vaporization and compressed by the pressure of expansion, the carbon dioxide can be liquefied and separated and removed from the exhaust gas 319.

【0063】これにより、従来液化に必要としていた圧
縮機を用いずに圧縮液化が行なえるため、必要動力を小
さくして、エネルギー効率を高めつつ、大量の二酸化炭
素を容易に分離することが可能となる。
As a result, the compressed liquefaction can be carried out without using the compressor conventionally required for the liquefaction, so that it is possible to easily separate a large amount of carbon dioxide while reducing the required power and improving the energy efficiency. Becomes

【0064】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、次のようにしても同様に実施できるものであ
る。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented in the same manner as described below.

【0065】(a)図5は、請求項5に対応する発明に
よる二酸化炭素分離装置の構成例を示す概要図であり、
図4と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(A) FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example of a carbon dioxide separator according to the invention corresponding to claim 5,
The same parts as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0066】すなわち、本実施例の二酸化炭素分離装置
は、図5に示すように、図4における気化天然ガス吐出
配管311のバルブ316の下流側に第1の羽根車32
4を設けると共に、排気ガス導入配管37のバルブ31
2の上流側に第1の羽根車324のトルクを駆動力とし
て回転する第2の羽根車325を設けた構成としてい
る。
That is, in the carbon dioxide separator of this embodiment, as shown in FIG. 5, the first impeller 32 is provided downstream of the valve 316 of the vaporized natural gas discharge pipe 311 in FIG.
4 is provided, and the valve 31 of the exhaust gas introduction pipe 37 is provided.
A second impeller 325 that rotates using the torque of the first impeller 324 as a driving force is provided on the upstream side of 2.

【0067】本実施例の二酸化炭素分離装置において
は、圧縮が終わってバルブ316を開放する際、高圧で
放出される気化天然ガス323で第1の羽根車324を
回転させ、この第1の羽根車324の回転で得られるト
ルクを、第2の羽根車325に伝達する。そして、この
駆動力を利用して第2の羽根車325を回転させ、気化
天然ガス323を吐出すると同時に、火力発電所からの
二酸化炭素を含む排気ガス319を排気ガス圧縮室33
に導入する。
In the carbon dioxide separator of this embodiment, when the valve 316 is opened after the compression is completed, the first impeller 324 is rotated by the vaporized natural gas 323 released at a high pressure, and the first impeller 324 is rotated. The torque obtained by the rotation of the wheel 324 is transmitted to the second impeller 325. Then, using this driving force, the second impeller 325 is rotated to discharge the vaporized natural gas 323, and at the same time, the exhaust gas 319 containing carbon dioxide from the thermal power plant is discharged into the exhaust gas compression chamber 33.
To introduce.

【0068】本実施例の二酸化炭素分離装置において
も、前述した各実施例と同様の効果を得ることが可能で
ある。
Also in the carbon dioxide separator of this embodiment, it is possible to obtain the same effects as those of the above-mentioned respective embodiments.

【0069】(b)上記図3および図4の実施例におい
て、液化二酸化炭素貯蔵用圧力容器318、第1の羽根
車324、第2の羽根車325は、本発明に必要不可欠
な要素ではなく、必要に応じて設ければよいものであ
る。
(B) In the embodiment of FIGS. 3 and 4, the pressure vessel 318 for storing liquefied carbon dioxide, the first impeller 324, and the second impeller 325 are not essential elements for the present invention. It should be provided if necessary.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
縮機の必要動力を節減して効率的に、また低い運転コス
トで容易にかつ簡単な構成で二酸化炭素を分離すること
が可能な極めて信頼性の高い二酸化炭素分離装置が提供
できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the required power of the compressor, efficiently, and easily and easily separate carbon dioxide at a low operating cost. An extremely reliable carbon dioxide separator can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1に対応する発明による二酸化炭素分離
装置の一実施例を示す概要図。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a carbon dioxide separator according to the invention corresponding to claim 1. FIG.

【図2】請求項2に対応する発明による二酸化炭素分離
装置の一実施例を示す概要図。
FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment of a carbon dioxide separator according to the invention corresponding to claim 2.

【図3】請求項3および請求項4に対応する発明による
二酸化炭素分離装置の一実施例を示す概要図。
FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of a carbon dioxide separator according to the invention corresponding to claims 3 and 4.

【図4】図3の実施例における透熱壁の構成例を示す断
面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of a heat permeable wall in the embodiment of FIG.

【図5】請求項5に対応する発明による二酸化炭素分離
装置の一実施例を示す概要図。
FIG. 5 is a schematic view showing an embodiment of a carbon dioxide separator according to the invention corresponding to claim 5.

【図6】二酸化炭素の状態図。FIG. 6 is a state diagram of carbon dioxide.

【符号の説明】 1…海水、2…水路配管、3…LNG熱交換器、4…ガ
ス導入配管、5…窒素ガス放出管、6…海水熱交換器、
7…二酸化炭素回収配管、11…圧縮機、11a…吸入
配管、11b…吐出配管、12…LNG熱交換器、31
…断熱圧力容器、32…透熱壁、33…排気ガス圧縮
室、34…LNG膨脹室、35…透熱壁32の移動方
向、36…ベローズ、37…排気ガス導入配管、38…
排気ガス排出配管、39…液化二酸化炭素吐出配管、3
10…LNG導入配管、311…気化天然ガス吐出配
管、312,313,314,315,316…バル
ブ,317…保圧弁、318…液化二酸化炭素貯蔵用圧
力容器、319…排気ガス、320…LNG、321…
液化二酸化炭素、322…二酸化炭素を含まない排気ガ
ス、323…気化天然ガス、324…第1の羽根車、3
25…第2の羽根車。
[Explanation of Codes] 1 ... Seawater, 2 ... Water pipe, 3 ... LNG heat exchanger, 4 ... Gas introduction pipe, 5 ... Nitrogen gas discharge pipe, 6 ... Seawater heat exchanger,
7 ... Carbon dioxide recovery pipe, 11 ... Compressor, 11a ... Suction pipe, 11b ... Discharge pipe, 12 ... LNG heat exchanger, 31
... Adiabatic pressure vessel, 32 ... Heat permeable wall, 33 ... Exhaust gas compression chamber, 34 ... LNG expansion chamber, 35 ... Moving direction of heat permeable wall 32, 36 ... Bellows, 37 ... Exhaust gas introduction pipe, 38 ...
Exhaust gas exhaust pipe, 39 ... Liquefied carbon dioxide discharge pipe, 3
10 ... LNG introduction pipe, 311 ... Vaporized natural gas discharge pipe, 312, 313, 314, 315, 316 ... Valve, 317 ... Pressure holding valve, 318 ... Liquefied carbon dioxide storage pressure vessel, 319 ... Exhaust gas, 320 ... LNG, 321 ...
Liquefied carbon dioxide, 322 ... Carbon dioxide-free exhaust gas, 323 ... Vaporized natural gas, 324 ... First impeller, 3
25 ... Second impeller.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 二酸化炭素を含む排気ガスから二酸化炭
素を分離する二酸化炭素分離装置において、 水または海水を導入する水路配管と、 前記水路配管の上流側に設けられ、液化天然ガスと熱交
換する液化天然ガス熱交換器、および前記排気ガスを導
入するガス導入配管と、 前記水路配管の下流側に設けられ、海水と熱交換する海
水熱交換器、および前記二酸化炭素を回収する二酸化炭
素回収配管と、 を備えて成ることを特徴とする二酸化炭素分離装置。
1. In a carbon dioxide separator for separating carbon dioxide from exhaust gas containing carbon dioxide, a water pipe for introducing water or seawater, and a water pipe provided upstream of the water pipe for exchanging heat with liquefied natural gas. Liquefied natural gas heat exchanger, gas introduction pipe for introducing the exhaust gas, seawater heat exchanger provided downstream of the water pipe for heat exchange with seawater, and carbon dioxide recovery pipe for recovering the carbon dioxide And a carbon dioxide separation device comprising:
【請求項2】 二酸化炭素を含む排気ガスを圧縮機によ
り圧縮し、前記二酸化炭素を液化して他の成分から分離
する二酸化炭素分離装置において、 前記圧縮機の吸入側に、液化天然ガスと熱交換する液化
天然ガス熱交換器を設けて成ることを特徴とする二酸化
炭素分離装置。
2. A carbon dioxide separation device for compressing exhaust gas containing carbon dioxide by a compressor to liquefy the carbon dioxide and separate it from other components, wherein liquefied natural gas and heat are provided on the suction side of the compressor. A carbon dioxide separator characterized by comprising a liquefied natural gas heat exchanger to be exchanged.
【請求項3】 二酸化炭素を含む排気ガスを圧縮機によ
り圧縮し、前記二酸化炭素を液化して他の成分から分離
する二酸化炭素分離装置において、 前記排気ガスを圧縮・冷却するための断熱圧力容器を、
容器軸方向に移動自在に設けた熱を透過する透熱壁で二
室に仕切り、 前記一方の部屋の下部に液化天然ガスを導入する液化天
然ガス導入配管を設けると共に、当該部屋の上部に気化
天然ガスを吐出する気化天然ガス吐出配管を設け、 前記他方の部屋の上部に前記排気ガスを導入および排出
する排気ガス導入配管および排気ガス排出配管を設ける
と共に、当該部屋の下部に液化二酸化炭素を吐出する液
化二酸化炭素吐出配管を設け、 前記全ての配管にバルブをそれぞれ設けて成ることを特
徴とする二酸化炭素分離装置。
3. A carbon dioxide separator for compressing exhaust gas containing carbon dioxide by a compressor to liquefy the carbon dioxide and separate it from other components, which is an adiabatic pressure vessel for compressing and cooling the exhaust gas. To
It is divided into two chambers by a heat-permeable wall that is movably provided in the axial direction of the container and transmits heat, and a liquefied natural gas introduction pipe for introducing liquefied natural gas is provided at the lower part of the one chamber and vaporized at the upper part of the chamber. A vaporized natural gas discharge pipe for discharging natural gas is provided, and an exhaust gas introduction pipe and an exhaust gas discharge pipe for introducing and discharging the exhaust gas are provided at the upper part of the other room, and liquefied carbon dioxide is provided at the lower part of the room. A liquefied carbon dioxide discharge pipe for discharging is provided, and a valve is provided for each of the above pipes.
【請求項4】 二酸化炭素を含む排気ガスを圧縮機によ
り圧縮し、前記二酸化炭素を液化して他の成分から分離
する二酸化炭素分離装置において、 前記排気ガスを圧縮・冷却するための断熱圧力容器を、
容器軸方向に移動自在に設けた熱を透過する透熱壁で二
室に仕切り、 前記一方の部屋の下部に液化天然ガスを導入する液化天
然ガス導入配管を設けると共に、当該部屋の上部に気化
天然ガスを吐出する気化天然ガス吐出配管を設け、 前記他方の部屋の上部に前記排気ガスを導入および排出
する排気ガス導入配管および排気ガス排出配管を設ける
と共に、当該部屋の下部に液化二酸化炭素を吐出する液
化二酸化炭素吐出配管を設け、 前記全ての配管にバルブをそれぞれ設け、 前記液化二酸化炭素吐出配管のバルブの下流側に、圧力
を規定値以下に保持する保圧弁を有する液化二酸化炭素
貯蔵用の圧力容器を設けて成ることを特徴とする二酸化
炭素分離装置。
4. A carbon dioxide separator for compressing exhaust gas containing carbon dioxide by a compressor to liquefy the carbon dioxide and separate it from other components, which is an adiabatic pressure vessel for compressing and cooling the exhaust gas. To
It is divided into two chambers by a heat-permeable wall that is movably provided in the axial direction of the container and transmits heat, and a liquefied natural gas introduction pipe for introducing liquefied natural gas is provided at the lower part of the one chamber and vaporized at the upper part of the chamber. A vaporized natural gas discharge pipe for discharging natural gas is provided, and an exhaust gas introduction pipe and an exhaust gas discharge pipe for introducing and discharging the exhaust gas are provided at the upper part of the other room, and liquefied carbon dioxide is provided at the lower part of the room. A liquefied carbon dioxide discharge pipe for discharging is provided, a valve is provided for each of the pipes, and a liquefied carbon dioxide storage pipe having a pressure-holding valve for holding the pressure below a specified value is provided on the downstream side of the valve of the liquefied carbon dioxide discharge pipe. A carbon dioxide separation device, characterized in that it is provided with a pressure vessel.
【請求項5】 二酸化炭素を含む排気ガスを圧縮機によ
り圧縮し、前記二酸化炭素を液化して他の成分から分離
する二酸化炭素分離装置において、 前記排気ガスを圧縮・冷却するための断熱圧力容器を、
容器軸方向に移動自在に設けた熱を透過する透熱壁で二
室に仕切り、 前記一方の部屋の下部に液化天然ガスを導入する液化天
然ガス導入配管を設けると共に、当該部屋の上部に気化
天然ガスを吐出する気化天然ガス吐出配管を設け、 前記他方の部屋の上部に前記排気ガスを導入および排出
する排気ガス導入配管および排気ガス排出配管を設ける
と共に、当該部屋の下部に液化二酸化炭素を吐出する液
化二酸化炭素吐出配管を設け、 前記全ての配管にバルブをそれぞれ設け、 前記液化二酸化炭素吐出配管のバルブの下流側に、圧力
を規定値以下に保持する保圧弁を有する液化二酸化炭素
貯蔵用の圧力容器を設け、 前記気化天然ガス吐出配管のバルブの下流側に第1の羽
根車を設けると共に、前記排気ガス導入配管のバルブの
上流側に前記第1の羽根車のトルクを駆動力として回転
する第2の羽根車を設けて成ることを特徴とする二酸化
炭素分離装置。
5. A carbon dioxide separator for compressing exhaust gas containing carbon dioxide by a compressor to liquefy the carbon dioxide and separate it from other components, which is an adiabatic pressure vessel for compressing and cooling the exhaust gas. To
It is divided into two chambers by a heat-permeable wall that is movably provided in the axial direction of the container and transmits heat, and a liquefied natural gas introduction pipe for introducing liquefied natural gas is provided at the lower part of the one chamber and vaporized at the upper part of the chamber. A vaporized natural gas discharge pipe for discharging natural gas is provided, and an exhaust gas introduction pipe and an exhaust gas discharge pipe for introducing and discharging the exhaust gas are provided at the upper part of the other room, and liquefied carbon dioxide is provided at the lower part of the room. A liquefied carbon dioxide discharge pipe for discharging is provided, a valve is provided for each of the pipes, and a liquefied carbon dioxide storage pipe having a pressure-holding valve for holding the pressure below a specified value is provided on the downstream side of the valve of the liquefied carbon dioxide discharge pipe. A pressure vessel is provided, a first impeller is provided on the downstream side of the valve of the vaporized natural gas discharge pipe, and the first impeller is provided on the upstream side of the valve of the exhaust gas introduction pipe. Carbon dioxide separation apparatus characterized by comprising a torque of the impeller by providing a second impeller which rotates as a driving force.
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