TW202325659A

TW202325659A - 碳酸鹽製造廠

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Publication number: TW202325659A
Application number: TW110148888A
Authority: TW
Inventors: 藤本翔; 渡邉嘉之
Original assignee: 日商日揮環球股份有限公司
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2023-07-01

Abstract

本發明提供一種藉由利用自二氧化碳循環發電排出的高純度、高壓的二氧化碳，而高效地固定二氧化碳，獲得鈣或鎂的碳酸鹽的技術。碳酸鹽製造廠1自原料供給部供給能夠與二氧化碳反應的包含鈣或鎂的原料，自二氧化碳供給部供給自使用二氧化碳循環進行發電的二氧化碳循環發電廠2抽出的二氧化碳流體。碳酸鹽製造部由使該些原料與二氧化碳流體接觸所獲得的產物獲得鈣或鎂的至少一者的碳酸鹽。

Description

碳酸鹽製造廠

本發明是有關於一種將自二氧化碳循環發電廠排出的二氧化碳固定的技術。

作為抑制作為全球暖化氣體之一的二氧化碳（CO ₂）氣體的大氣排放的方法，業界正開發將CO ₂貯存於地下的地下貯存技術（碳捕獲與封存（Carbon Capture and Storage，CCS））、或將CO ₂轉換為甲醇等其他物質加以利用的技術。該些中，有使鈣或鎂的鹽與CO ₂進行反應而固定為碳酸鹽的方法。藉由該方法，可獲得作為工業材料或肥料的原料等而具有廣泛的用途的碳酸鈣或碳酸鎂。

例如專利文獻1中記載有一種使鈣與CO ₂進行反應而固定為碳酸鹽的技術。具體而言，使包含鈣的微細化廢棄物於0.1 Mpa～3 Mpa的CO ₂分壓下懸浮或溶解於水中，藉此獲得包含鈣離子的溶液。其後，對於該溶液，混合高純度的碳酸鈣的種晶，其後，於36 Pa～0.3 MPa的CO ₂分壓下將溶液加熱為50℃～80℃，藉此可獲得高純度的碳酸鈣。 [現有技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2006-69860

[發明所欲解決之課題] 於專利文獻1所記載的技術中，只要可藉由形成CO ₂分壓儘可能高的氣體環境而獲得酸性度高的水，則能夠萃取更多的鈣離子。另一方面，為了將燃燒廢氣所含的CO ₂氣體分離，並升壓至1 MPa（10 Bar）以上的壓力，分離或升壓製程需要大量能量。於製造鈣或鎂的碳酸鹽時，難以獲得高純度、高壓的CO ₂，關於該方面，於專利文獻1所揭示的技術以外的方法中亦存在同樣的課題。

本技術提供如下一種技術，所述技術藉由利用自二氧化碳循環發電排出的高純度、高壓的二氧化碳，而高效地固定二氧化碳，獲得鈣或鎂的碳酸鹽。 [解決課題之手段]

製造鈣及鎂的至少一者的碳酸鹽的碳酸鹽製造廠的特徵在於包括：原料供給部，以能夠與二氧化碳反應的形態供給包含鈣及鎂的至少一者的原料；二氧化碳供給部，供給自二氧化碳循環發電廠抽出的二氧化碳流體，所述二氧化碳循環發電廠包括以二氧化碳流體作為驅動流體的發電用渦輪，使用將自所述發電用渦輪排出的二氧化碳流體升壓、加熱並再次供給至所述發電用渦輪的二氧化碳循環進行發電；以及碳酸鹽製造部，自使自所述原料供給部供給的原料與自所述二氧化碳供給部供給的二氧化碳流體接觸所獲得的產物獲得鈣或鎂的至少一者的碳酸鹽。

所述碳酸鹽製造廠亦可具有以下特徵。（a）所述原料包含鈣氧化物或鎂氧化物的至少一者。（b）所述二氧化碳流體的濃度為99質量%以上，壓力為1 MPa～30 MPa的範圍內。（c）所述碳酸鹽製造部包括：萃取塔，連接於所述原料供給部及所述二氧化碳供給部，同時連接於供給水的水供給部，並且進行如下處理：藉由使所述二氧化碳溶解於所述水中而成的萃取水，萃取作為所述固體原料所含的鈣及鎂的至少一者的被萃取成分；固液分離部，將自所述萃取塔流出的所述固體原料與萃取水的混合流體分離為萃取了所述被萃取成分的萃取水與該被萃取成分被萃取後的固體原料殘渣；以及析出塔，包括被供給藉由所述固液分離部所分離的萃取水、並且將該萃取水加熱的加熱部，於較所述萃取塔內的壓力更低的壓力下，藉由所述加熱部加熱所述萃取水，使碳酸鈣及碳酸鎂的至少一者析出。（d）所述原料包括廢棄混凝土。

（c）所記載的碳酸鹽製造廠亦可具有以下特徵。（e）所述二氧化碳供給部以所述萃取塔內的二氧化碳的分壓成為0.1 MPa～30 MPa的範圍內的方式進行所述二氧化碳流體的供給。（f）包括循環線，所述循環線包括析出成分分離部，所述析出成分分離部從自所述析出塔流出的流出水中分離作為所析出的碳酸鈣及碳酸鎂的至少一者的析出成分，所述循環線設置有循環泵，所述循環泵用於將藉由所述析出成分分離部分離所述析出成分後的水與自所述水供給部供給的水一起再次供給至所述萃取塔，所述循環泵利用藉由所述二氧化碳循環發電廠的所述發電用渦輪驅動發電機所獲得的電力進行所述水的再次供給。（g）所述二氧化碳循環發電廠包括：燃燒器，燃燒燃料而獲得所述二氧化碳流體；以及氣液分離部，將自所述發電用渦輪排出的所述二氧化碳流體冷卻，將藉由所述燃料的燃燒所生成的水蒸氣液化，並將所獲得的生成水分離，將自所述水供給部供給的水與自所述氣液分離部流出的生成水供向所述萃取塔。（h）所述加熱部藉由與自所述發電用渦輪排出的所述二氧化碳流體的熱交換加熱所述萃取水。（i）所述二氧化碳循環發電廠包括燃燒燃料而獲得所述二氧化碳流體的燃燒器，並且並設有製氧裝置，所述製氧裝置將空氣分離為氧氣與氮氣，將用以使所述燃料燃燒的所述氧氣供給至所述燃燒器，於所述析出塔中包括氮氣鼓泡部，所述氮氣鼓泡部用以將藉由所述製氧裝置獲得的所述氮氣鼓泡到所述析出塔內的萃取水中，而降低溶解於所述萃取水中的二氧化碳的濃度。 [發明的效果]

根據本碳酸鹽製造廠，藉由使用自二氧化碳循環發電廠供給的高純度、高壓力的二氧化碳流體，而能夠由原料所含的鈣或鎂節能且高效地製造鈣或鎂的碳酸鹽。

圖1是示意性地表示製造鈣及鎂的至少一者的碳酸鹽的碳酸鹽製造廠1、及向該碳酸鹽製造廠1供給固定為碳酸鹽的CO ₂流體的CO ₂循環發電廠2的圖。進行如下處理：向碳酸鹽製造廠1供給包含鈣及鎂的至少一者的原料，使其與CO ₂反應而製造碳酸鈣或碳酸鎂。

供給至碳酸鹽製造廠1的原料只要以能夠與CO ₂反應的形態包含鈣及鎂的至少一者，則並無特別限定。作為主要包含鈣的固體原料，可例示廢棄混凝土或水泥窯灰，作為主要包含鎂的固體原料，可例示鎂鐵質岩石（Mafic Rocks），作為包含鈣及鎂的至少一者的固體原料，可例示鋼渣、飛灰、萃取需要的金屬後的廢棄岩石。該些固體原料存在包含鈣氧化物或鎂氧化物的至少一者的原料。但固體原料包含鈣氧化物或鎂氧化物的任一者並非必需要件。例如亦可以如鎂鐵質岩石（Mg ₂Si ₂O ₃(OH) ₄等）般不為鈣或鎂的簡單氧化物的無機物作為固體原料。除此以外，亦可以純度低的碳酸鈣或碳酸鎂作為固體原料，使將該些碳酸鹽燒成所獲得的氧化鈣或氧化鎂與CO ₂進行反應，而製造純度高的碳酸鹽。

又，作為供給至碳酸鹽製造廠1的液體原料中包含鈣及鎂的至少一者的液體原料，可例示海水或海水淡化廠的濃縮排水。

向被供給上述原料的碳酸鹽製造廠1供給CO ₂進行反應，而製造碳酸鈣或碳酸鎂。此處，對於碳酸鹽製造廠1所採用的碳酸鹽的製造製程並無特別限定。可如下文所述的圖2所記載的碳酸鈣製造廠1a般，使用將來自固體原料的鈣（亦可為鎂）的萃取、與CO ₂的反應、及碳酸鹽的析出組合而成的製造製程。圖2所記載的碳酸鈣製造廠1a為適於與CO ₂循環發電廠2的集成的結構，因此其具體的結構例於對CO ₂循環發電廠2進行說明後示出。

又，作為其他製造製程，亦可將固體原料燒成而獲得鈣或鎂的氧化物後，混合水進行氫氧化，其後與CO ₂進行反應。若列舉一例，則可例示如下製程：利用燒成爐燒成廢棄混凝土粉或鋼渣紛、飛灰、鎂鐵質岩石等固體原料，製造包含氧化鈣或氧化鎂的中間材，進而於水化反應槽中與水混合，獲得包含鈣或鎂的氫氧化物的漿料。向該漿料供給CO ₂進行反應，利用濃縮器或壓濾機將包含鈣或鎂的碳酸鹽的漿料進行固液分離。

除此以外，於利用海水淡化廠的濃縮排水作為液體原料的情形時，可例示如下製造製程：將蒸發濃縮、逆滲透（Reverse Osmosis，RO）或電透析（Etectrodialysis，ED）、pH值調整等處理與CO ₂的鼓泡加以組合，進行包含鈣或鎂的溶液的分離、碳酸鹽的生成。

於上述各製程的例子中，進行固體原料或液體原料的供給的機器相當於原料供給部，利用CO ₂並且進行鈣或鎂的碳酸鹽的製造的機器組相當於碳酸鹽製造部。又，向碳酸鹽製造部供給自CO ₂循環發電廠2抽出的CO ₂流體的配管線等相當於二氧化碳供給部。

此處，本例的碳酸鹽製造廠1具有如下特徵：利用自CO ₂循環發電廠2抽出的高純度、高壓力的CO ₂流體作為與原料反應的CO ₂。以下，對利用超臨界（Super Critical，SC）狀態的CO ₂的CO ₂循環發電廠2的結構例進行說明。

CO ₂循環發電廠2是以超臨界狀態的CO ₂作為驅動流體驅動發電用渦輪22進行發電的公知的發電廠。CO ₂循環發電廠2亦可為電力供給從業者為了向客戶供給電力所設置的商用發電廠。又，亦可為為了向製造液化天然氣（Liquefied Natural Gas，LNG）的LNG廠、進行石油精製的石油精製廠、製造化學製品或中間品的化學廠等中的電力消耗機器供給電力所設置的自備發電廠。

於圖1所示的例子中，CO ₂循環發電廠2包括CO ₂循環，所述CO ₂循環是將用於發電用渦輪22的驅動的CO ₂升壓、加熱，並再次供給至發電用渦輪22。於CO ₂循環中設置有燃燒器21，所述燃燒器21使作為燃料的烴（Hydrocarbon，HC）氣體燃燒而供給CO ₂。燃燒器21將氧氣（O ₂）與HC氣體混合，於SC-CO ₂的氣流中燃燒，藉此對CO ₂循環補充CO ₂。又，於燃燒器21中，藉由HC氣體的燃燒亦生成水蒸氣。

藉由燃燒器21燃燒的HC氣體亦可使用LNG。又，亦可利用生產LNG的LNG廠中於製造、儲存LNG的過程中所產生的以甲烷氣體作為主成分的氣體作為HC氣體。該些HC氣體於藉由氮氣分離裝置分離氮氣（N ₂）後，利用未圖示的壓縮機升壓，而供向燃燒器21。

又，於燃燒器21中，使用例如濃度為99.8質量%以上的高純度的O ₂氣體使HC氣體燃燒。因此，於CO ₂循環發電廠2亦可並設空氣分離裝置（Air Separation Unit，ASU）3，所述空氣分離裝置3用以將空氣分離為O ₂氣體與N ₂氣體，而製造供給至燃燒器21的氧氣。利用未圖示的壓縮機將由ASU3所製造的O ₂氣體升壓，並供向燃燒器21。

將藉由燃燒器21補充CO ₂的SC-CO ₂供給至發電用渦輪22，驅動連接有發電機221的發電用渦輪22，藉此進行發電。藉由發電所獲得的電力根據CO ₂循環發電廠2的設置目的而供給至客戶、或所並設的廠及CO ₂循環發電廠2自身的各電力消耗機器。又，如下文所述，亦可將電力供給至設置於碳酸鹽製造廠1的電力消耗機器。

自發電用渦輪22排出並減壓的CO ₂氣體藉由熱交換器231與供給至燃燒器21之前的CO ₂進行熱交換後，藉由冷卻器232進一步冷卻。藉由該些冷卻操作，將藉由HC氣體的燃燒所生成的水蒸氣冷凝，並藉由氣液分離部233將水分分離。分離水分後的CO ₂氣體經由包括用以壓縮該CO ₂氣體的壓縮機、用以冷卻壓縮後的CO ₂氣體的冷卻器、接收經液化的CO ₂的中間罐的壓縮部24而供給至升壓泵25。

利用升壓泵25將自壓縮部24接收到的液態CO ₂升壓，進而於熱交換器231中利用與剛自發電用渦輪22排出後的CO ₂的熱交換進行加熱，使其成為SC-CO ₂的狀態，經由已說明的燃燒器21而再次供給至發電用渦輪22。

如以上所說明，於CO ₂循環發電廠2中，於CO ₂循環內使CO ₂流體（CO ₂氣體、液態CO ₂、SC-CO ₂）循環而驅動發電用渦輪22，藉此進行發電。因此，與利用使燃料氣體燃燒來驅動渦輪的氣體渦輪發電機、或藉由使燃料燃燒所產生的蒸汽來驅動渦輪的蒸汽渦輪發電機的發電廠相比，不會將包含CO ₂的燃燒氣體排放至大氣中。又，能夠自CO ₂循環獲得高純度且高壓的CO ₂流體。

因此，本例的CO ₂循環發電廠2為能夠向碳酸鹽製造廠1抽出於CO ₂循環內循環的CO ₂流體的一部分的結構。於圖1所示的例子中，設置有自設置於CO ₂循環內的升壓泵25的出口側的位置抽出由熱交換器231加熱之前的液態CO ₂的CO ₂供給線101。CO ₂供給線101相當於向CO ₂循環發電廠2供給CO ₂流體的二氧化碳供給部。

經由CO ₂供給線101所抽出的液態CO ₂的純度為99質量%以上，壓力可例示1 MPa～30 MPa的範圍內的值，流量可例示與經由燃燒器21供給至CO ₂循環的流量均衡的值。

又，亦可取代如上所述以液體的狀態抽出CO ₂的例子，而抽出例如具有0.1 MPa～7.4 MPa的範圍內的壓力的高壓的CO ₂氣體。於該情形時，可例示於設置於CO ₂循環的氣液分離部233的出口側的位置連接作為二氧化碳供給部的CO ₂氣體抽出線的情形。除此以外，亦可視需要抽出SC狀態的CO ₂並供向碳酸鹽製造廠1。

如已說明般，碳酸鹽製造廠1藉由利用自CO ₂循環發電廠2供給的高純度、高壓的CO ₂流體，可高效地製造鈣及鎂的至少一者的碳酸鹽。此處，碳酸鹽製造廠1亦可為與擁有作為商用發電廠或自備發電廠的CO ₂循環發電廠2的從業者不同的從業者所擁有的廠。於該情形時，碳酸鹽製造廠1、CO ₂循環發電廠2可設置於互不相同的地點內，而作為二氧化碳供給部的CO ₂供給線101可構成為於從業者間交接CO ₂流體的管線。

繼而，參照圖2對碳酸鈣製造廠1a的結構例進行說明，所述碳酸鈣製造廠1a的結構例可藉由使用高純度、高壓的CO ₂流體高效地製造碳酸鈣，並且包括適於與已說明的CO ₂循環發電廠2的集成的結構。

圖2所記載的碳酸鈣製造廠1a例如包括進行萃取固體原料所含的鈣的處理的萃取塔12、從自萃取塔12流出的固液混合流體中分離萃取水的固液分離器121、及使碳酸鈣自藉由固液分離器121所分離的萃取水中析出的析出塔14。

於萃取塔12連接有：廢棄混凝土供給部111，供給包括廢棄混凝土的固體原料；水供給部112，用以生成鈣的萃取水；以及已說明的CO ₂供給線101，用以供給自CO ₂循環發電廠2抽出的液態CO ₂。再者，混凝土以鈣與矽或鋁等的複合氧化物作為主成分。

例如，廢棄混凝土供給部111包括：料倉，儲存將混凝土建築物解體所產生的混凝土碎石、或將混凝土碎石進一步粉碎成砂狀的混凝土砂；輸送帶等輸送機器，輸送混凝土碎石或混凝土砂；製砂裝置，將混凝土碎石粉碎成砂狀；混合槽，將砂狀的混凝土與水混合而形成漿料；以及漿料泵，向萃取塔12輸送漿料。再者，廢棄混凝土供給部111亦可採用將碎石狀的混凝土直接投入萃取塔12的結構。

水供給部112包括儲存工業用水等水的罐、及將罐內的水送向萃取塔12的泵。水供給部112的水可與砂狀的混凝土混合而形成已說明的漿料後，供給至萃取塔12。

進而，於本例的碳酸鈣製造廠1a中，例如為能夠於水供給部112的罐中接收於CO ₂循環發電廠2的燃燒器21中藉由HC氣體的燃燒所生成的生成水並供給至萃取塔12的結構（集成（1））。

與通常於流經河川的過程中成為溶解有鈣的狀態的工業用水等相比，使HC氣體燃燒所生成的水幾乎不含鈣。因此，可自廢棄混凝土中溶解更多的鈣。

進而，於萃取塔12連接有已說明的CO ₂供給線101，而以高壓供給高純度的液態CO ₂或CO ₂氣體。供給至萃取塔12的CO ₂以液體的狀態直接與包含廢棄混凝土的漿料混合，或以氣體的狀態被所述漿料吸收而生成酸性的萃取水。藉由與該萃取水的接觸，將廢棄混凝土所含的作為被萃取成分的鈣加以萃取。結果於萃取塔12內，形成作為氫氧化鈣（Ca(OH) ₂）溶液的萃取水與主要包含萃取鈣後的二氧化矽（SiO ₂）的廢棄混凝土殘渣（固體原料殘渣）的漿料。

可於CO ₂供給線101設置以萃取塔12內的CO ₂的分壓成為0.1 MPa～30 MPa的範圍內的方式進行CO ₂流體的壓力調節的未圖示的壓力調節閥。將萃取塔12內的溫度調節為例如0℃～100℃的範圍內的溫度。供給至萃取塔12的CO ₂越為高純度、且高壓，萃取水的酸性度越高，而越能夠萃取更多的鈣。就該方面而言，於CO ₂循環發電廠2中，循環有用以驅動發電用渦輪22的高純度、高壓的CO ₂。因此，與自氣體渦輪發電機或蒸汽鍋爐的燃燒廢氣中分離高純度的CO ₂並使用壓縮機等將萃取塔12內升壓至可保持於已說明的壓力範圍的程度的情形相比，能夠大幅削減消耗能量。

作為自萃取塔12流出的廢棄混凝土與萃取水的混合流體的漿料於作為固液分離部的固液分離器121中分離為萃取鈣後的萃取水與已說明的廢棄混凝土殘渣。固液分離部121可例示包括濃縮器或壓濾機的情形。將藉由固液分離器121與萃取水分離的廢棄混凝土殘渣支取至廢棄混凝土殘渣儲存部172中。將廢棄混凝土殘渣加以乾燥而去除所含水分後，以二氧化矽原料等的形式出貨。

另一方面，藉由固液分離器121與廢棄混凝土殘渣分離的萃取水（氫氧化鈣溶液）經由介設有未圖示的送液泵及壓力調節閥131的送液線130而送向析出塔14。壓力調節閥131以析出塔14的氣相中的CO ₂的分壓成為低於萃取塔12的0.1 Pa～1 MPa的範圍內的方式進行壓力調節。藉由將析出塔14內的壓力設為低於萃取塔12內的壓力，而釋放出萃取水中的未反應的CO ₂，萃取水的酸性度降低。結果，鈣的溶解度降低，析出作為析出成分的碳酸鈣。

進而，析出塔14包括加熱萃取水的加熱部。碳酸鈣相對於水的溶解度具有伴隨溫度上升而降低的特性。因此，藉由將析出塔14內的萃取的溫度調節為高於萃取塔12內的溫度的0℃～100℃的範圍內，而促進碳酸鈣自萃取水的析出。

於圖2所示的例子中，加熱部構成為熱交換線圈142（集成（2）），所述熱交換線圈142用於藉由與自設置於CO ₂循環發電廠2的CO ₂循環的發電用渦輪22排出的CO ₂氣體的熱交換對萃取水進行加熱。於圖2所示的例子中，藉由使自熱交換器231排出的CO ₂氣體的全部量、或一部分流通至熱交換線圈142，而可對析出塔14內的萃取水進行加熱，促進碳酸鈣的析出。

再者，將自發電用渦輪22排出的CO ₂氣體直接流入熱交換線圈142並非必需要件。例如亦可設置藉由所述CO ₂氣體加熱熱媒的鍋爐，使經該鍋爐加熱的熱媒流通至熱交換線圈142而進行萃取水的加熱。

除此以外，加熱部並不限定於上述包括熱交換線圈142的情形。例如亦可於析出塔14內插入電熱線圈進行萃取水的加熱，亦可設置藉由熱媒加熱自析出塔14抽出的萃取水後將其送回析出塔14的再沸器。但於直徑大於配管的析出塔14內進行加熱具有能夠避免碳酸鈣的析出所伴隨的配管的堵塞的發生的優點。

進而，析出塔14亦可包括鼓泡部143（集成（3）），所述鼓泡部143藉由並設於CO ₂循環發電廠2的已說明的ASU3將與O ₂氣體一起生產的N ₂氣體鼓泡到萃取水中。若使N ₂氣體鼓泡，則降低溶解於萃取水中的CO ₂的濃度，進一步降低酸性度，而具有使碳酸鈣容易析出的效果。

藉由析出塔14進行碳酸鈣的析出後，藉由作為析出成分分離部的固液分離器141將自該析出塔14流出的流出水固液分離為碳酸鈣與殘餘的水。再者，碳酸鈣分離部可例示包括濃縮器或壓濾機的情形。將藉由固液分離器141與水分離的碳酸鈣支取至碳酸鈣儲存部171。將碳酸鈣加以乾燥而去除所含水分後，以製品的形式出貨。

另一方面，將經固液分離器141分離碳酸鈣後的水經由設置有水循環泵151的水循環線150供給至萃取塔12的入口側，與自水供給部112供給的水一起再次供給至萃取塔12。

又，自析出塔14的塔頂抽出CO ₂氣體。將CO ₂氣體經由設置有CO ₂循環壓縮機162的CO ₂循環線160供給至萃取塔12的入口側，與自CO ₂供給線101供給的CO ₂一起再次供給至萃取塔12。進而又，於在析出塔14設置鼓泡部143而進行N ₂氣體的鼓泡的情形時，自析出塔14的塔頂抽出CO ₂氣體與N ₂氣體的混合氣體。於該情形時，如圖2中所示，亦可於CO ₂循環壓縮機162的入口側設置包括CO ₂氣體與N ₂氣體的分離膜等的氣體分離部161。可設為將藉由氣體分離部161自混合氣體中分離的N ₂向外部排出的結構。

於包括以上所說明的結構的碳酸鈣製造廠1a中，於水循環泵151或CO ₂循環壓縮機162、固液分離部或碳酸鈣分離部包括壓濾機的情形時，可設為向該些電力消耗設備供給藉由CO ₂循環發電廠2發出的電力的結構（集成（4））。又，使用圖2所說明的碳酸鈣製造廠1a亦可作為將被萃取成分設為鎂、將析出成分設為碳酸鎂的碳酸鎂製造廠1a而利用。

根據使用圖1所說明的本例的碳酸鹽製造廠1，可藉由使用自CO ₂循環發電廠2供給的高純度、高壓力的CO ₂流體，而由與原料所含的鈣或鎂接觸所獲得的產物高效地製造鈣或鎂的碳酸鹽。

尤其是使用圖2所說明的碳酸鈣/碳酸鎂製造廠1a成為適於與CO ₂循環發電廠2的集成的碳酸鈣/碳酸鎂的製造製程。但碳酸鈣/碳酸鎂製造廠1a包括已說明的集成（1）～（4）的全部設備並非必需要件。可視需要自該些設備取捨選擇進行集成。

又，此處，碳酸鹽製造廠1（碳酸鈣/碳酸鎂製造廠1a）存在根據作為固體原料的廢棄混凝土的供給而進行運轉的調節或暫時停止運行的情形。另一方面，可自CO ₂循環發電廠2穩定獲得高純度、高壓的CO ₂。因此，CO ₂循環發電廠2可設為與向碳酸鹽製造廠1供給CO ₂同時向其他CO ₂接收設備供給CO ₂的結構。

作為其他CO ₂接收設備，可例示將CO ₂貯存於地下的含水層中的二氧化碳回收貯存（CCS）設備、將CO ₂壓入油田而使石油增產的石油增進回收設備（Enhanced Oil Recovery，EOR）設備、使CO ₂與氨（NH ₃）進行反應而合成脲的脲合成設備、以CO ₂作為原料製造甲烷（CH ₄）的甲烷化設備、用於農作物生產量增產的光合促進用二氧化碳供給設備等。

1:碳酸鹽製造廠 1a:碳酸鈣製造廠 2:CO ₂循環發電廠 3:空氣分離裝置（ASU） 12:萃取塔 14:析出塔 21:燃燒器 22:發電用渦輪 24:壓縮部 25:升壓泵 101:CO ₂供給線 111:廢棄混凝土供給部 112:水供給部 121、141:固液分離器 130:送液線 131:壓力調節閥 142:熱交換線圈 143:鼓泡部 150:水循環線 151:水循環泵 160:CO ₂循環線 161:氣體分離部 162:CO ₂循環壓縮機 171:碳酸鈣儲存部 172:廢棄混凝土殘渣儲存部 221:發電機 231:熱交換器 232:冷卻器 233:氣液分離部

圖1是利用自CO ₂循環發電廠供給的CO ₂的碳酸鹽製造廠的示意圖。圖2是表示碳酸鈣製造廠的一例的結構圖。

1:碳酸鹽製造廠

2:CO₂循環發電廠

3:空氣分離裝置(ASU)

21:燃燒器

22:發電用渦輪

24:壓縮部

25:升壓泵

101:CO₂供給線

221:發電機

231:熱交換器

232:冷卻器

233:氣液分離部

Claims

一種碳酸鹽製造廠，其製造鈣及鎂的至少一者的碳酸鹽，其特徵在於包括：原料供給部，以能夠與二氧化碳反應的形態供給包含鈣及鎂的至少一者的原料；二氧化碳供給部，供給自二氧化碳循環發電廠抽出的二氧化碳流體，所述二氧化碳循環發電廠包括以二氧化碳流體作為驅動流體的發電用渦輪，使用將自所述發電用渦輪排出的二氧化碳流體升壓、加熱並再次供給至所述發電用渦輪的二氧化碳循環進行發電；以及碳酸鹽製造部，自使自所述原料供給部供給的原料與自所述二氧化碳供給部供給的二氧化碳流體接觸所獲得的產物獲得鈣或鎂的至少一者的碳酸鹽。
如請求項1所述的碳酸鹽製造廠，其中所述原料包含鈣氧化物或鎂氧化物的至少一者。
如請求項1所述的碳酸鹽製造廠，其中所述二氧化碳流體的濃度為99質量%以上，壓力為1 MPa～30 MPa的範圍內。
如請求項1所述的碳酸鹽製造廠，其中所述碳酸鹽製造部包括：萃取塔，連接於所述原料供給部及所述二氧化碳供給部，同時連接於供給水的水供給部，並且進行如下處理：藉由使所述二氧化碳溶解於所述水中而成的萃取水，萃取作為所述固體原料所含的鈣及鎂的至少一者的被萃取成分；固液分離部，將自所述萃取塔流出的所述固體原料與萃取水的混合流體分離為萃取了所述被萃取成分的萃取水與所述被萃取成分被萃取後的固體原料殘渣；以及析出塔，包括被供給藉由所述固液分離部所分離的萃取水、並且將所述萃取水加熱的加熱部，於較所述萃取塔內的壓力更低的壓力下，藉由所述加熱部加熱所述萃取水，使碳酸鈣及碳酸鎂的至少一者析出。
如請求項4所述的碳酸鹽製造廠，其中所述二氧化碳供給部以所述萃取塔內的二氧化碳的分壓成為0.1 MPa～30 MPa的範圍內的方式進行所述二氧化碳流體的供給。
如請求項4所述的碳酸鹽製造廠，其包括循環線，所述循環線包括析出成分分離部，所述析出成分分離部從自所述析出塔流出的流出水中分離作為所析出的碳酸鈣及碳酸鎂的至少一者的析出成分，所述循環線設置有循環泵，所述循環泵用於將藉由所述析出成分分離部分離所述析出成分後的水與自所述水供給部供給的水一起再次供給至所述萃取塔，所述循環泵利用藉由所述二氧化碳循環發電廠的所述發電用渦輪驅動發電機所獲得的電力進行所述水的再次供給。
如請求項4所述的碳酸鹽製造廠，其中所述二氧化碳循環發電廠包括：燃燒器，燃燒燃料而獲得所述二氧化碳流體；以及氣液分離部，將自所述發電用渦輪排出的所述二氧化碳流體冷卻，將藉由所述燃料的燃燒所生成的水蒸氣液化，並將所獲得的生成水分離，將自所述水供給部供給的水與自所述氣液分離部流出的生成水供向所述萃取塔。
如請求項4所述的碳酸鹽製造廠，其中所述加熱部藉由與自所述發電用渦輪排出的所述二氧化碳流體的熱交換加熱所述萃取水。
如請求項4所述的碳酸鹽製造廠，其中所述二氧化碳循環發電廠包括燃燒燃料而獲得所述二氧化碳流體的燃燒器，並且並設有製氧裝置，所述製氧裝置將空氣分離為氧氣與氮氣，將用以使所述燃料燃燒的所述氧氣供給至所述燃燒器，於所述析出塔中包括氮氣鼓泡部，所述氮氣鼓泡部用以將藉由所述製氧裝置獲得的所述氮氣鼓泡到所述析出塔內的萃取水中，而降低溶解於所述萃取水中的二氧化碳的濃度。
如請求項1或請求項4所述的碳酸鹽製造廠，其中所述原料包括廢棄混凝土。