JPH05228326A - 低濃度二酸化炭素の回収方法 - Google Patents
低濃度二酸化炭素の回収方法Info
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- JPH05228326A JPH05228326A JP4035074A JP3507492A JPH05228326A JP H05228326 A JPH05228326 A JP H05228326A JP 4035074 A JP4035074 A JP 4035074A JP 3507492 A JP3507492 A JP 3507492A JP H05228326 A JPH05228326 A JP H05228326A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/50—Carbon dioxide
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ４０ｖｏｌ％以下の低濃度のＣＯ2 含有ガス
を原料として９０ｖｏｌ％以上の高濃度ガスを高い回収
率で得ることのできるＰＳＡ法を使用したＣＯ2の回収
方法を提供しようとするものである。 【構成】 ２塔式のＰＳＡ減圧向流パージ法と４塔式の
ＰＳＡ並流パージ・減圧回収法を組み合わせたＣＯ2 の
回収方法であって、第２段吸着塔の並流パージ工程から
流過するガスを第２段吸着塔の吸着工程、又は、第２段
吸着塔の向流復圧工程に戻し、必要に応じて、第２段吸
着塔の吸着工程から流過するガスを、第１段吸着塔の吸
着工程に戻すことを特徴とするＣＯ2 の回収方法であ
る。
を原料として９０ｖｏｌ％以上の高濃度ガスを高い回収
率で得ることのできるＰＳＡ法を使用したＣＯ2の回収
方法を提供しようとするものである。 【構成】 ２塔式のＰＳＡ減圧向流パージ法と４塔式の
ＰＳＡ並流パージ・減圧回収法を組み合わせたＣＯ2 の
回収方法であって、第２段吸着塔の並流パージ工程から
流過するガスを第２段吸着塔の吸着工程、又は、第２段
吸着塔の向流復圧工程に戻し、必要に応じて、第２段吸
着塔の吸着工程から流過するガスを、第１段吸着塔の吸
着工程に戻すことを特徴とするＣＯ2 の回収方法であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化学工業の基礎物質で
あるＣＯ2 を圧力スィング吸着法（以下、ＰＳＡ法とい
う）で回収する方法に関する。
あるＣＯ2 を圧力スィング吸着法（以下、ＰＳＡ法とい
う）で回収する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１２は、従来の２塔式の圧力スィング
吸着法（以下、ＰＳＡ−Ｉ法という）によりＣＯ2 を濃
縮する装置のフローシートである。吸着塔３６にはＮａ
−Ｘゼオライト（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 ＝２．７）等の
ＣＯ2 吸着剤３５が充填され、吸着工程にある吸着塔３
６ａのバルブ３４ａ及び３７ａを開放する。ＣＯ2 含有
ガス３１は、ブロア３２で１ａｔｍから３ａｔｍに昇圧
され、流路３３、バルブ３４ａを経て吸着塔３６ａに導
入され、ＣＯ2 を吸着して難吸着性成分ガスをバルブ３
７ａ、流路３８を介して系外に流出する。（吸着工程） ＣＯ2 の吸着帯が塔の出口付近まで移動して吸着工程を
終了した吸着塔３６ｂは、バルブ３９ｂを開放して真空
ポンプ４０により塔内を所定の減圧にし、次いでバルブ
４２ｂを開放することにより、上記吸着工程で流路３８
から流出する難吸着性成分ガスの一部を、減圧弁４１、
バルブ４２ｂを介して吸着塔３６ｂに導入して向流パー
ジを行い、吸着剤３５からＣＯ2 を脱着して回収する。
（減圧向流パージ工程）
吸着法（以下、ＰＳＡ−Ｉ法という）によりＣＯ2 を濃
縮する装置のフローシートである。吸着塔３６にはＮａ
−Ｘゼオライト（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 ＝２．７）等の
ＣＯ2 吸着剤３５が充填され、吸着工程にある吸着塔３
６ａのバルブ３４ａ及び３７ａを開放する。ＣＯ2 含有
ガス３１は、ブロア３２で１ａｔｍから３ａｔｍに昇圧
され、流路３３、バルブ３４ａを経て吸着塔３６ａに導
入され、ＣＯ2 を吸着して難吸着性成分ガスをバルブ３
７ａ、流路３８を介して系外に流出する。（吸着工程） ＣＯ2 の吸着帯が塔の出口付近まで移動して吸着工程を
終了した吸着塔３６ｂは、バルブ３９ｂを開放して真空
ポンプ４０により塔内を所定の減圧にし、次いでバルブ
４２ｂを開放することにより、上記吸着工程で流路３８
から流出する難吸着性成分ガスの一部を、減圧弁４１、
バルブ４２ｂを介して吸着塔３６ｂに導入して向流パー
ジを行い、吸着剤３５からＣＯ2 を脱着して回収する。
（減圧向流パージ工程）
【０００３】減圧向流パージ工程で回収されるガスのＣ
Ｏ2 濃度Ｃ2 は、吸着されるＣＯ2量をＧCO2 、吸着塔
に残留する難吸着性成分ガス量をＧCOADS 、向流パージ
ガス量をＧｐとすると、次式で表される。 Ｃ2 ＝ＧCO2 ／（ＧCO2 ＋ＧCOADS ＋Ｇｐ） ・・・ なお、本発明者等の試験によると、共吸着窒素がＣＯ2
分圧を脱着工程で低下させるので、Ｇｐの必要量は、Ｓ
ｋａｒｓｔｒｏｍ則によって提唱されるα＝１．２より
かなり小さな０．４程度が良いので、次式のように表さ
れる。 Ｇｐ＝α（Ｐｄ／Ｐａ）Ｇｏ（但し、α≧０．４） ・・・ 又、ＣＯ2 量ＧCO2 と共吸着成分量ＧCOADS との比率を
選択性βとすると、次式で表される。 β＝ＧCO2 ／ＧCOADS ・・・ そして、原料ガス中のＣＯ2 濃度をＣ0 とし、ＧCO2 ＝
Ｇｏ・Ｃ0 とすると、回収ガス中のＣＯ2 濃度Ｃ2 は、
上記〜式より次式として求めることができる。 Ｃ2 ＝１／〔１＋（１／β）＋（αＰｄ／Ｃ0 Ｐａ）〕 ・・・ この式から明らかなように、ＣＯ2 は、選択性β、吸着
圧力Ｐａが大きいほど、又、再生圧力Ｐｄが小さいほ
ど、高い濃縮率が得られる。
Ｏ2 濃度Ｃ2 は、吸着されるＣＯ2量をＧCO2 、吸着塔
に残留する難吸着性成分ガス量をＧCOADS 、向流パージ
ガス量をＧｐとすると、次式で表される。 Ｃ2 ＝ＧCO2 ／（ＧCO2 ＋ＧCOADS ＋Ｇｐ） ・・・ なお、本発明者等の試験によると、共吸着窒素がＣＯ2
分圧を脱着工程で低下させるので、Ｇｐの必要量は、Ｓ
ｋａｒｓｔｒｏｍ則によって提唱されるα＝１．２より
かなり小さな０．４程度が良いので、次式のように表さ
れる。 Ｇｐ＝α（Ｐｄ／Ｐａ）Ｇｏ（但し、α≧０．４） ・・・ 又、ＣＯ2 量ＧCO2 と共吸着成分量ＧCOADS との比率を
選択性βとすると、次式で表される。 β＝ＧCO2 ／ＧCOADS ・・・ そして、原料ガス中のＣＯ2 濃度をＣ0 とし、ＧCO2 ＝
Ｇｏ・Ｃ0 とすると、回収ガス中のＣＯ2 濃度Ｃ2 は、
上記〜式より次式として求めることができる。 Ｃ2 ＝１／〔１＋（１／β）＋（αＰｄ／Ｃ0 Ｐａ）〕 ・・・ この式から明らかなように、ＣＯ2 は、選択性β、吸着
圧力Ｐａが大きいほど、又、再生圧力Ｐｄが小さいほ
ど、高い濃縮率が得られる。
【０００４】図１２の方法（ＰＳＡ−Ｉ法）において、
ＣＯ2 吸着剤として、Ｎａ−Ｘゼオライト（ＳｉＯ2 ／
Ａｌ2 Ｏ3 ＝２．７）を使用すると、Ｃ0 が１０ｖｏｌ
％でβ＝１．５となり、Ｐａ＝１．２ａｔｍ、Ｐｄ＝
０．２ａｔｍとすると、Ｃ2 は４２ｖｏｌ％程度とな
る。この方法はＣＯ2 の回収率を１００％近くに設定す
ると、処理に適した原料ガスのＣＯ2 濃度は４０ｖｏｌ
％以下の比較的低濃度ガスである。
ＣＯ2 吸着剤として、Ｎａ−Ｘゼオライト（ＳｉＯ2 ／
Ａｌ2 Ｏ3 ＝２．７）を使用すると、Ｃ0 が１０ｖｏｌ
％でβ＝１．５となり、Ｐａ＝１．２ａｔｍ、Ｐｄ＝
０．２ａｔｍとすると、Ｃ2 は４２ｖｏｌ％程度とな
る。この方法はＣＯ2 の回収率を１００％近くに設定す
ると、処理に適した原料ガスのＣＯ2 濃度は４０ｖｏｌ
％以下の比較的低濃度ガスである。
【０００５】原料ガスのＣＯ2 濃度が４０ｖｏｌ％を越
える高濃度ガスの処理に適した方法としては、図１３に
示す４塔式の圧力スィング吸着法（以下、ＰＳＡ−II法
という）がある。４つの吸着塔５６にはＮａ−Ｘゼオラ
イト（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3＝２．７）５５が充填され
ており、吸着工程にある吸着塔５６ａは、バルブ５４ａ
とバルブ５７ａを開放して、高濃度のＣＯ2 を含有する
原料ガス５１は、ブロア５２で１ａｔｍから３ａｔｍに
圧縮され、流路５３、バルブ５４ａを介して吸着塔５６
ａに供給され、ＣＯ2 を吸着して難吸着性成分ガスをバ
ルブ５７ａ、流路５８を介して系外に放出する。ＣＯ2
吸着帯が塔の後方まで移動した状態で吸着工程を終了す
る。
える高濃度ガスの処理に適した方法としては、図１３に
示す４塔式の圧力スィング吸着法（以下、ＰＳＡ−II法
という）がある。４つの吸着塔５６にはＮａ−Ｘゼオラ
イト（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3＝２．７）５５が充填され
ており、吸着工程にある吸着塔５６ａは、バルブ５４ａ
とバルブ５７ａを開放して、高濃度のＣＯ2 を含有する
原料ガス５１は、ブロア５２で１ａｔｍから３ａｔｍに
圧縮され、流路５３、バルブ５４ａを介して吸着塔５６
ａに供給され、ＣＯ2 を吸着して難吸着性成分ガスをバ
ルブ５７ａ、流路５８を介して系外に放出する。ＣＯ2
吸着帯が塔の後方まで移動した状態で吸着工程を終了す
る。
【０００６】吸着工程を終了した吸着塔５６ｂは、バル
ブ６０ｂ、バルブ６２ｂを開放し、次の減圧回収工程で
回収した高濃度のＣＯ2 含有ガスを製品ホルダ６６から
流路５９、バルブ６０ｂを介して吸着塔５６ｂに導入
し、塔内に残留する難吸着性成分を並流パージし、バル
ブ６２ｂ、流路６３から系外に放出される。並流パージ
工程終了後の吸着塔５６ｃは、バルブ６４ｃを開放して
真空ポンプ６５により塔内を０．０５〜０．３ａｔｍに
減圧し、吸着剤５５からＣＯ2 を脱着し、高濃度のＣＯ
2 含有ガスを製品ホルダ６６に貯蔵する。そして、その
一部を製品ガスとして流路６７から採取する。減圧回収
工程で吸着剤５５の再生を終えた吸着塔５６ｄは、最大
の真空度に達しており、バルブ６９ｄを開放することに
より、原料ガス５１を流路６８、バルブ６９ｄを介して
吸着塔５６ｄに導入し、大気圧に戻す。
ブ６０ｂ、バルブ６２ｂを開放し、次の減圧回収工程で
回収した高濃度のＣＯ2 含有ガスを製品ホルダ６６から
流路５９、バルブ６０ｂを介して吸着塔５６ｂに導入
し、塔内に残留する難吸着性成分を並流パージし、バル
ブ６２ｂ、流路６３から系外に放出される。並流パージ
工程終了後の吸着塔５６ｃは、バルブ６４ｃを開放して
真空ポンプ６５により塔内を０．０５〜０．３ａｔｍに
減圧し、吸着剤５５からＣＯ2 を脱着し、高濃度のＣＯ
2 含有ガスを製品ホルダ６６に貯蔵する。そして、その
一部を製品ガスとして流路６７から採取する。減圧回収
工程で吸着剤５５の再生を終えた吸着塔５６ｄは、最大
の真空度に達しており、バルブ６９ｄを開放することに
より、原料ガス５１を流路６８、バルブ６９ｄを介して
吸着塔５６ｄに導入し、大気圧に戻す。
【０００７】ここで、真空ポンプで回収されるガス量を
Ｇｏ、並流パージ工程に使用されるガス量をＧｐとする
と、パージ率Ｒ（％）は次のように定義される。 Ｒ＝（Ｇｐ／Ｇｏ）×１００ 仮に、原料ガスのＣＯ2 濃度を６５ｖｏｌ％とし、パー
ジ率を５５％、６５％、８０％の３つの場合を想定する
と、製品ガスのＣＯ2 濃度は９５ｖｏｌ％、９９ｖｏｌ
％、９９．９ｖｏｌ％に達する。このように、ＰＳＡ−
II法は、製品濃度が最大９９．９ｖｏｌ％に達する極め
て濃縮率の高い方法である。しかし、回収率は４０〜７
０％に止まり、入口ガスのＣＯ2 濃度が４０ｖｏｌ％を
下回ると、Ｓｋａｒｓｔｒｏｍ形の向流パージを行わな
いためにＰＳＡ性能を維持することができなくなる。上
記のＰＳＡ−Ｉ法とＰＳＡ−II法を比較評価すると表１
のようになる。
Ｇｏ、並流パージ工程に使用されるガス量をＧｐとする
と、パージ率Ｒ（％）は次のように定義される。 Ｒ＝（Ｇｐ／Ｇｏ）×１００ 仮に、原料ガスのＣＯ2 濃度を６５ｖｏｌ％とし、パー
ジ率を５５％、６５％、８０％の３つの場合を想定する
と、製品ガスのＣＯ2 濃度は９５ｖｏｌ％、９９ｖｏｌ
％、９９．９ｖｏｌ％に達する。このように、ＰＳＡ−
II法は、製品濃度が最大９９．９ｖｏｌ％に達する極め
て濃縮率の高い方法である。しかし、回収率は４０〜７
０％に止まり、入口ガスのＣＯ2 濃度が４０ｖｏｌ％を
下回ると、Ｓｋａｒｓｔｒｏｍ形の向流パージを行わな
いためにＰＳＡ性能を維持することができなくなる。上
記のＰＳＡ−Ｉ法とＰＳＡ−II法を比較評価すると表１
のようになる。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【発明が解決しようとする問題点】上記のＰＳＡ−Ｉ法
は、低濃度域で非常に高い回収率が得られるが、製品の
ＣＯ2 濃度が低く、また高濃度側で実施する場合は脱着
ガス量が多くなり、最高真空度に到達するのに時間を要
し、かつ、この操作で脱着が十分になされるため向流パ
ージを行ってもあまり効果がない。他方、ＰＳＡ−II法
は、高濃度域で非常に高いＣＯ2 濃度の製品を得ること
ができるが、回収率が低く、また低濃度側で実施する場
合は向流パージを採用していないために再生率が低く、
多大な吸着剤を必要とする。そして、並流パージに必要
とする製品ガス量を用意できなくなる。このように、Ｐ
ＳＡ−Ｉ法やＰＳＡ−II法を採用しても、４０ｖｏｌ％
以下の低濃度のＣＯ2 含有ガスから９０ｖｏｌ％以上の
高濃度ガスを高い回収率で得ることは困難であった。そ
こで、本発明は、上記欠点を解消し、４０ｖｏｌ％以下
の低濃度のＣＯ2 含有ガスを原料として９０ｖｏｌ％以
上の高濃度ガスを高い回収率で得ることのできるＰＳＡ
法を使用したＣＯ2 の回収方法を提供しようとするもの
である。
は、低濃度域で非常に高い回収率が得られるが、製品の
ＣＯ2 濃度が低く、また高濃度側で実施する場合は脱着
ガス量が多くなり、最高真空度に到達するのに時間を要
し、かつ、この操作で脱着が十分になされるため向流パ
ージを行ってもあまり効果がない。他方、ＰＳＡ−II法
は、高濃度域で非常に高いＣＯ2 濃度の製品を得ること
ができるが、回収率が低く、また低濃度側で実施する場
合は向流パージを採用していないために再生率が低く、
多大な吸着剤を必要とする。そして、並流パージに必要
とする製品ガス量を用意できなくなる。このように、Ｐ
ＳＡ−Ｉ法やＰＳＡ−II法を採用しても、４０ｖｏｌ％
以下の低濃度のＣＯ2 含有ガスから９０ｖｏｌ％以上の
高濃度ガスを高い回収率で得ることは困難であった。そ
こで、本発明は、上記欠点を解消し、４０ｖｏｌ％以下
の低濃度のＣＯ2 含有ガスを原料として９０ｖｏｌ％以
上の高濃度ガスを高い回収率で得ることのできるＰＳＡ
法を使用したＣＯ2 の回収方法を提供しようとするもの
である。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】本発明は、ＣＯ2 吸着
剤を充填した吸着塔を２段に使用して、４０ｖｏｌ％以
下の低濃度ＣＯ2 含有ガスからＣＯ2 を回収する方法に
おいて、第１段吸着塔では（１）上記ガスを相対的に低
温、高圧で供給してＣＯ2 を吸着させ、随伴する難吸着
性ガスを塔の後方部より回収する吸着工程と、（２）吸
着工程終了後の吸着塔前方部から減圧し、次いで上記難
吸着性ガスの一部を向流に導入してＣＯ2濃度を４０ｖ
ｏｌ％以上に減容濃縮して回収する工程とを、交互に切
り換えて連続的にＣＯ2 を回収し、次いで、第２段吸着
塔では（３）上記減容濃縮されたＣＯ2 含有ガスを相対
的に低温、高圧で供給してＣＯ2 を吸着させ、随伴する
難吸着性ガスを塔の後方部より回収する吸着工程と、
（４）吸着工程終了後の第２段吸着塔の前方部から高度
に濃縮されたＣＯ2 含有ガスを並流に流過して塔内に残
留する難吸着性ガスを塔外に放出する並流パージ工程
と、（５）並流パージ工程終了後の第２段吸着塔の前方
部から減圧して高度に濃縮されたＣＯ2 含有ガスを回収
する減圧回収工程と、（６）減圧回収工程終了後の吸着
塔に向流にガスを流して復圧する工程とを、交互に切り
換えて連続的に高濃度のＣＯ2 ガスを回収するととも
に、第２段吸着塔の上記（４）の並流パージ工程から流
過するガスを上記（３）の吸着工程、又は、上記（６）
の向流復圧工程に戻すことを特徴とする圧力スィング吸
着法によるＣＯ2 の回収方法である。なお、上記方法に
おいて、第２段吸着塔の上記（３）の吸着工程から流過
するガスは、第１段吸着塔の上記（１）の吸着工程に戻
して、大気汚染をもたらさない程度までＣＯ2 濃度を低
下させることにより、大気への直接放出を容易にするこ
とが好ましい。
剤を充填した吸着塔を２段に使用して、４０ｖｏｌ％以
下の低濃度ＣＯ2 含有ガスからＣＯ2 を回収する方法に
おいて、第１段吸着塔では（１）上記ガスを相対的に低
温、高圧で供給してＣＯ2 を吸着させ、随伴する難吸着
性ガスを塔の後方部より回収する吸着工程と、（２）吸
着工程終了後の吸着塔前方部から減圧し、次いで上記難
吸着性ガスの一部を向流に導入してＣＯ2濃度を４０ｖ
ｏｌ％以上に減容濃縮して回収する工程とを、交互に切
り換えて連続的にＣＯ2 を回収し、次いで、第２段吸着
塔では（３）上記減容濃縮されたＣＯ2 含有ガスを相対
的に低温、高圧で供給してＣＯ2 を吸着させ、随伴する
難吸着性ガスを塔の後方部より回収する吸着工程と、
（４）吸着工程終了後の第２段吸着塔の前方部から高度
に濃縮されたＣＯ2 含有ガスを並流に流過して塔内に残
留する難吸着性ガスを塔外に放出する並流パージ工程
と、（５）並流パージ工程終了後の第２段吸着塔の前方
部から減圧して高度に濃縮されたＣＯ2 含有ガスを回収
する減圧回収工程と、（６）減圧回収工程終了後の吸着
塔に向流にガスを流して復圧する工程とを、交互に切り
換えて連続的に高濃度のＣＯ2 ガスを回収するととも
に、第２段吸着塔の上記（４）の並流パージ工程から流
過するガスを上記（３）の吸着工程、又は、上記（６）
の向流復圧工程に戻すことを特徴とする圧力スィング吸
着法によるＣＯ2 の回収方法である。なお、上記方法に
おいて、第２段吸着塔の上記（３）の吸着工程から流過
するガスは、第１段吸着塔の上記（１）の吸着工程に戻
して、大気汚染をもたらさない程度までＣＯ2 濃度を低
下させることにより、大気への直接放出を容易にするこ
とが好ましい。
【００１１】
【作用】本発明は、上記のＰＳＡ−Ｉ法とＰＳＡ−II法
を２段階に有機的に組み合わせることにより、４０ｖｏ
ｌ％以下の低濃度ＣＯ2 含有ガスから高い回収率で高濃
度ＣＯ2 ガスを回収することを可能にしたものである。
即ち、第２段目のＰＳＡ−II法の並流パージ工程から流
過するガスを第２段目の吸着工程又は向流復圧工程に戻
すことにより、従来のＰＳＡ−II法の欠点である低回収
率を改善し、第２段目のＰＳＡ−II法の吸着工程から流
過するガスを第１段目の吸着工程に戻すことにより、回
収率の一層の向上と、系外に放出するガス中のＣＯ2 濃
度を一層低下させて大気中への廃棄を可能にしたもので
ある。
を２段階に有機的に組み合わせることにより、４０ｖｏ
ｌ％以下の低濃度ＣＯ2 含有ガスから高い回収率で高濃
度ＣＯ2 ガスを回収することを可能にしたものである。
即ち、第２段目のＰＳＡ−II法の並流パージ工程から流
過するガスを第２段目の吸着工程又は向流復圧工程に戻
すことにより、従来のＰＳＡ−II法の欠点である低回収
率を改善し、第２段目のＰＳＡ−II法の吸着工程から流
過するガスを第１段目の吸着工程に戻すことにより、回
収率の一層の向上と、系外に放出するガス中のＣＯ2 濃
度を一層低下させて大気中への廃棄を可能にしたもので
ある。
【００１２】
【実施例】図１に記載のＰＳＡ装置を用いて、ＣＯ2 １
０ｖｏｌ％、窒素９０ｖｏｌ％からなる原料ガスからＣ
Ｏ2 を９９ｖｏｌ％まで濃縮した。第１段の２つの吸着
塔６には、それぞれ５００ｋｇのＣＯ2 吸着剤５を充填
し、吸着工程にある吸着塔６ａのバルブ４ａ及び７ａを
開放し、上記原料ガス１をブロア２で１〜５ａｔｍに圧
縮し、流路３、バルブ４ａを経て吸着塔６ａに導入して
ＣＯ2 を吸着し、バルブ７ａ、流路８を経て難吸着性の
窒素ガスを回収した。そして、ＣＯ2 吸着帯が吸着塔６
ａの後方部に移動した段階で吸着工程を終了した。
０ｖｏｌ％、窒素９０ｖｏｌ％からなる原料ガスからＣ
Ｏ2 を９９ｖｏｌ％まで濃縮した。第１段の２つの吸着
塔６には、それぞれ５００ｋｇのＣＯ2 吸着剤５を充填
し、吸着工程にある吸着塔６ａのバルブ４ａ及び７ａを
開放し、上記原料ガス１をブロア２で１〜５ａｔｍに圧
縮し、流路３、バルブ４ａを経て吸着塔６ａに導入して
ＣＯ2 を吸着し、バルブ７ａ、流路８を経て難吸着性の
窒素ガスを回収した。そして、ＣＯ2 吸着帯が吸着塔６
ａの後方部に移動した段階で吸着工程を終了した。
【００１３】吸着工程を終了した吸着塔６ｂは、バルブ
９ｂ、バルブ１２ｂを開放して真空ポンプ１０に連通
し、３８〜３８０Ｔｏｒｒまで減圧する間に、吸着工程
で回収した窒素ガスの一部を流路８、減圧弁１１、バル
ブ１２ｂを介して吸着塔６ｂに導入し、向流パージして
吸着剤５からＣＯ2 を脱着させ、バルブ９ｂ、真空ポン
プ１０、流路１３から回収した。回収ガス中のＣＯ2 濃
度は４０ｖｏｌ％以上になるように設定した。向流パー
ジ工程を終了した吸着塔６ｂは、バルブ４ｂのみを開放
して原料ガスを導入し、大気圧に戻した。
９ｂ、バルブ１２ｂを開放して真空ポンプ１０に連通
し、３８〜３８０Ｔｏｒｒまで減圧する間に、吸着工程
で回収した窒素ガスの一部を流路８、減圧弁１１、バル
ブ１２ｂを介して吸着塔６ｂに導入し、向流パージして
吸着剤５からＣＯ2 を脱着させ、バルブ９ｂ、真空ポン
プ１０、流路１３から回収した。回収ガス中のＣＯ2 濃
度は４０ｖｏｌ％以上になるように設定した。向流パー
ジ工程を終了した吸着塔６ｂは、バルブ４ｂのみを開放
して原料ガスを導入し、大気圧に戻した。
【００１４】第２段の４つの吸着塔１６には、それぞれ
２５０ｋｇのＣＯ2 吸着剤５を充填し、第１段の減圧向
流パージ工程で回収されたガスを流路１３からブロア１
４に導いて１〜５ａｔｍに圧縮する。吸着工程にある吸
着塔１６ａのバルブ１５ａ及び１７ａを開放し、上記回
収ガスをバルブ１５ａを経て吸着塔１６ａに導入してＣ
Ｏ2 を吸着し、バルブ１７ａ、流路１８を経て難吸着性
の窒素ガスを回収した。この回収ガスは、第１段の吸着
工程から流過するガスと比べてＣＯ2 濃度が高いため、
大気中にそのまま放出することができない。そこで、こ
の回収ガスは流路１８を経てブロア２の直前に戻して第
１段の吸着工程にある吸着塔６ａに導入することによ
り、ＣＯ2 を吸着分離してＣＯ2 濃度を極めて低い状態
にして窒素ガスを流路８から回収し、第１段の向流パー
ジに使用する分を除いて大気中に放出した。
２５０ｋｇのＣＯ2 吸着剤５を充填し、第１段の減圧向
流パージ工程で回収されたガスを流路１３からブロア１
４に導いて１〜５ａｔｍに圧縮する。吸着工程にある吸
着塔１６ａのバルブ１５ａ及び１７ａを開放し、上記回
収ガスをバルブ１５ａを経て吸着塔１６ａに導入してＣ
Ｏ2 を吸着し、バルブ１７ａ、流路１８を経て難吸着性
の窒素ガスを回収した。この回収ガスは、第１段の吸着
工程から流過するガスと比べてＣＯ2 濃度が高いため、
大気中にそのまま放出することができない。そこで、こ
の回収ガスは流路１８を経てブロア２の直前に戻して第
１段の吸着工程にある吸着塔６ａに導入することによ
り、ＣＯ2 を吸着分離してＣＯ2 濃度を極めて低い状態
にして窒素ガスを流路８から回収し、第１段の向流パー
ジに使用する分を除いて大気中に放出した。
【００１５】ＣＯ2 吸着帯が吸着塔の後方部に移動し、
吸着工程を終了した吸着塔１６ｂは、バルブ２０ｂ及び
バルブ２１ｂを開放することにより並流パージ工程に移
行し、製品ホルダ２７から高度に濃縮されたＣＯ2 を流
路１９、バルブ２０ｂを経て吸着塔１６ｂに並流に流過
することにより、塔内に滞留する窒素ガスをパージして
バルブ２１ｂ、流路２２を経て塔外に放出される。この
放出ガスはＣＯ2 濃度が相当に高いので、ブロア１４の
直前に戻して第２段の吸着工程にある吸着塔１６ａに導
入してＣＯ2 を回収した。
吸着工程を終了した吸着塔１６ｂは、バルブ２０ｂ及び
バルブ２１ｂを開放することにより並流パージ工程に移
行し、製品ホルダ２７から高度に濃縮されたＣＯ2 を流
路１９、バルブ２０ｂを経て吸着塔１６ｂに並流に流過
することにより、塔内に滞留する窒素ガスをパージして
バルブ２１ｂ、流路２２を経て塔外に放出される。この
放出ガスはＣＯ2 濃度が相当に高いので、ブロア１４の
直前に戻して第２段の吸着工程にある吸着塔１６ａに導
入してＣＯ2 を回収した。
【００１６】並流パージ工程を終了した吸着塔１６ｃ
は、バルブ２５ｃを開放することにより減圧回収工程に
移行し、真空ポンプ２６で再生圧力の高真空まで吸引し
て吸着剤５に吸着されているＣＯ2 を脱着して回収し、
製品ホルダ２７に貯蔵した。貯蔵されたＣＯ2 の一部
は、流路２８から系外に製品として取り出すとともに、
一部は上記の並流パージ工程の吸着塔１６ｃに戻してパ
ージ用に使用した。
は、バルブ２５ｃを開放することにより減圧回収工程に
移行し、真空ポンプ２６で再生圧力の高真空まで吸引し
て吸着剤５に吸着されているＣＯ2 を脱着して回収し、
製品ホルダ２７に貯蔵した。貯蔵されたＣＯ2 の一部
は、流路２８から系外に製品として取り出すとともに、
一部は上記の並流パージ工程の吸着塔１６ｃに戻してパ
ージ用に使用した。
【００１７】減圧回収工程を終了した吸着塔１６ｄは、
バルブ２４ｄを開放することにより向流復圧工程に移行
し、並流パージ工程の吸着塔１６ｂから放出されたガス
の一部を流路２２、流量制御バルブ２３を介して吸着塔
１６ｄに導入して復圧し、次の吸着工程に備えた。この
間の第１段の吸着塔のシーケンスは図２のとおりであ
り、第２段の吸着塔のシーケンスは図３のとおりであっ
た。なお、各ステップの所要時間の単位は秒である。
バルブ２４ｄを開放することにより向流復圧工程に移行
し、並流パージ工程の吸着塔１６ｂから放出されたガス
の一部を流路２２、流量制御バルブ２３を介して吸着塔
１６ｄに導入して復圧し、次の吸着工程に備えた。この
間の第１段の吸着塔のシーケンスは図２のとおりであ
り、第２段の吸着塔のシーケンスは図３のとおりであっ
た。なお、各ステップの所要時間の単位は秒である。
【００１８】最適な吸着剤を選定するために、表２に記
載のＣＯ2 吸着剤を用い、ＣＯ2 濃度１０ｖｏｌ％、窒
素９０％のガスを原料とし、第１段の吸着塔の吸着圧力
を１．２ａｔｍ、吸着温度を５０℃、再生圧力を０．２
ａｔｍ、パージ率αを４０％、サイクルタイム５分とし
て第１段の吸着操作を行い、回収ガスのＣＯ2 濃度（ｖ
ｏｌ％）と１Ｔｏｎの吸着剤に換算した原料ガスの処理
能力（Ｎｍ3 ／Ｔｏｎ）を表２に記載した。表２から明
らかなように、Ｎａ−ＸゼオライトＣＯ2 吸着剤におい
ては、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が２．７以上の従来のＣ
Ｏ2 吸着剤に比べ、Ｘ型として実用上最も低い２．５の
ものが優れていることが分かる。また、Ｎａの３０ｍｏ
ｌ％以上をＣａに交換したＣａ−Ｘゼオライト（ＳｉＯ
2 ／Ａｌ2 Ｏ3 ＝２．７）がＣａ交換率の低いものに比
べて優れていることが分かる。
載のＣＯ2 吸着剤を用い、ＣＯ2 濃度１０ｖｏｌ％、窒
素９０％のガスを原料とし、第１段の吸着塔の吸着圧力
を１．２ａｔｍ、吸着温度を５０℃、再生圧力を０．２
ａｔｍ、パージ率αを４０％、サイクルタイム５分とし
て第１段の吸着操作を行い、回収ガスのＣＯ2 濃度（ｖ
ｏｌ％）と１Ｔｏｎの吸着剤に換算した原料ガスの処理
能力（Ｎｍ3 ／Ｔｏｎ）を表２に記載した。表２から明
らかなように、Ｎａ−ＸゼオライトＣＯ2 吸着剤におい
ては、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が２．７以上の従来のＣ
Ｏ2 吸着剤に比べ、Ｘ型として実用上最も低い２．５の
ものが優れていることが分かる。また、Ｎａの３０ｍｏ
ｌ％以上をＣａに交換したＣａ−Ｘゼオライト（ＳｉＯ
2 ／Ａｌ2 Ｏ3 ＝２．７）がＣａ交換率の低いものに比
べて優れていることが分かる。
【００１９】
【表２】
【００２０】そこで、第１段吸着塔のＣＯ2 吸着剤とし
て、Ｎａ−Ｘゼオライト（ＳｉＯ2／Ａｌ2 Ｏ3 ＝２．
５）を、第２段吸着塔のＣＯ2 吸着剤として、Ｃａ交換
率が６０％のＣａ−Ｘゼオライト（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ
3 ＝２．５）を使用して、全システムの評価を以下のと
おり行った。
て、Ｎａ−Ｘゼオライト（ＳｉＯ2／Ａｌ2 Ｏ3 ＝２．
５）を、第２段吸着塔のＣＯ2 吸着剤として、Ｃａ交換
率が６０％のＣａ−Ｘゼオライト（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ
3 ＝２．５）を使用して、全システムの評価を以下のと
おり行った。
【００２１】第１段の吸着塔について、吸着圧力を１．
２ａｔｍ、再生圧力を０．２ａｔｍ、第１段吸着塔の原
料ガスのＣＯ2 濃度を１０ｖｏｌ％、パージ率を４０％
にし、吸着温度を変化させて第１段の回収ガス中のＣＯ
2 濃度（ｖｏｌ％）を測定し、吸着温度とＣＯ2 濃度の
関係を図４に示した。上記Ｎａ−Ｘ吸着剤は２５〜１２
０℃の比較的低温域に適用性があるのに対し、上記Ｃａ
−Ｘ吸着剤は４０〜２００℃の比較的高温域に適用性が
あることが分かる。
２ａｔｍ、再生圧力を０．２ａｔｍ、第１段吸着塔の原
料ガスのＣＯ2 濃度を１０ｖｏｌ％、パージ率を４０％
にし、吸着温度を変化させて第１段の回収ガス中のＣＯ
2 濃度（ｖｏｌ％）を測定し、吸着温度とＣＯ2 濃度の
関係を図４に示した。上記Ｎａ−Ｘ吸着剤は２５〜１２
０℃の比較的低温域に適用性があるのに対し、上記Ｃａ
−Ｘ吸着剤は４０〜２００℃の比較的高温域に適用性が
あることが分かる。
【００２２】第１段の吸着塔について、上記の条件のう
ち吸着温度を５０℃とし、第１段の入口ガス中のＣＯ2
濃度を変化させるときの、第１段の回収ガス中のＣＯ2
濃度を測定して対比したのが図５である。ＣＯ2 濃度が
８ｖｏｌ％の入口ガスを使用するときに、第１段の回収
ガス中のＣＯ2 濃度は４０ｖｏｌ％に達し、４０ｖｏｌ
％の入口ガスを使用するときには、第１段の回収ガス中
のＣＯ2 濃度は８０ｖｏｌ％に達した。
ち吸着温度を５０℃とし、第１段の入口ガス中のＣＯ2
濃度を変化させるときの、第１段の回収ガス中のＣＯ2
濃度を測定して対比したのが図５である。ＣＯ2 濃度が
８ｖｏｌ％の入口ガスを使用するときに、第１段の回収
ガス中のＣＯ2 濃度は４０ｖｏｌ％に達し、４０ｖｏｌ
％の入口ガスを使用するときには、第１段の回収ガス中
のＣＯ2 濃度は８０ｖｏｌ％に達した。
【００２３】第１段の吸着塔について、上記の条件のう
ち吸着温度を５０℃、パージ率を４０％、第１段の入口
ガス中のＣＯ2 濃度を１０ｖｏｌ％とし、第１段の再生
圧力を変化させるときの、第１段の回収ガス中のＣＯ2
濃度を測定して対比したのが図６である。真空到達圧力
が高真空になるほど、パージガス量を低減することがで
き、理論的には１Ｔｏｒｒ以下でのパージも考えられる
が、真空ポンプの効率、バルブのリークを考慮すると、
３０Ｔｏｒｒ程度が下限である。
ち吸着温度を５０℃、パージ率を４０％、第１段の入口
ガス中のＣＯ2 濃度を１０ｖｏｌ％とし、第１段の再生
圧力を変化させるときの、第１段の回収ガス中のＣＯ2
濃度を測定して対比したのが図６である。真空到達圧力
が高真空になるほど、パージガス量を低減することがで
き、理論的には１Ｔｏｒｒ以下でのパージも考えられる
が、真空ポンプの効率、バルブのリークを考慮すると、
３０Ｔｏｒｒ程度が下限である。
【００２４】第１段の吸着塔について、上記の条件のう
ち再生圧力を０．２ａｔｍ、吸着温度を５０℃、パージ
率を４０％、第１段の入口ガス中のＣＯ2 濃度を１０ｖ
ｏｌ％とし、第１段の吸着圧力を変化させ、第１段の回
収ガス中のＣＯ2 濃度を測定して対比したのが図７であ
る。吸着圧力の上昇に伴い、パージガス量の低減によ
る、回収濃度の向上も可能である。但し、ＣＯ2 の分圧
が１ａｔｍを越えると吸着量が飽和傾向に向かうため４
ａｔｍが上限である。省エネルギーを計るためには、吸
着塔圧損を見合う吸着圧力１．０５〜１．３ａｔｍ程度
で操作するのが好ましい。
ち再生圧力を０．２ａｔｍ、吸着温度を５０℃、パージ
率を４０％、第１段の入口ガス中のＣＯ2 濃度を１０ｖ
ｏｌ％とし、第１段の吸着圧力を変化させ、第１段の回
収ガス中のＣＯ2 濃度を測定して対比したのが図７であ
る。吸着圧力の上昇に伴い、パージガス量の低減によ
る、回収濃度の向上も可能である。但し、ＣＯ2 の分圧
が１ａｔｍを越えると吸着量が飽和傾向に向かうため４
ａｔｍが上限である。省エネルギーを計るためには、吸
着塔圧損を見合う吸着圧力１．０５〜１．３ａｔｍ程度
で操作するのが好ましい。
【００２５】第２段の吸着塔について、上記の条件のう
ち吸着圧力を１．２ａｔｍ、再生圧力を０．２ａｔｍ、
吸着温度を５０℃、第２段入口のＣＯ2 濃度を５５ｖｏ
ｌ％とし、上記と同様に第２段の吸着分離を行うと、パ
ージ率と第２段の回収ガスのＣＯ2 濃度との関係は図８
のとおりであり、上記Ｎａ−Ｘ、Ｃａ−Ｘともに、パー
ジ率６０％、７０％、８５％で、第２段の回収ガスのＣ
Ｏ2 濃度は９５ｖｏｌ％、９９ｖｏｌ％、９９．９ｖｏ
ｌ％と達した。
ち吸着圧力を１．２ａｔｍ、再生圧力を０．２ａｔｍ、
吸着温度を５０℃、第２段入口のＣＯ2 濃度を５５ｖｏ
ｌ％とし、上記と同様に第２段の吸着分離を行うと、パ
ージ率と第２段の回収ガスのＣＯ2 濃度との関係は図８
のとおりであり、上記Ｎａ−Ｘ、Ｃａ−Ｘともに、パー
ジ率６０％、７０％、８５％で、第２段の回収ガスのＣ
Ｏ2 濃度は９５ｖｏｌ％、９９ｖｏｌ％、９９．９ｖｏ
ｌ％と達した。
【００２６】第２段の吸着塔について、上記の条件のう
ち吸着圧力を１．２ａｔｍ、再生圧力を０．２ａｔｍ、
吸着温度を５０℃、パージ率を６５％に固定し、第２段
入口のＣＯ2 濃度を変化させ、第２段の回収ガスのＣＯ
2 濃度を測定したところ、図９のとおりであり、第２段
入口のＣＯ2 濃度が４０ｖｏｌ％を越えると、第２段の
回収ガスのＣＯ2 濃度も９０ｖｏｌ％を越えることが分
かる。
ち吸着圧力を１．２ａｔｍ、再生圧力を０．２ａｔｍ、
吸着温度を５０℃、パージ率を６５％に固定し、第２段
入口のＣＯ2 濃度を変化させ、第２段の回収ガスのＣＯ
2 濃度を測定したところ、図９のとおりであり、第２段
入口のＣＯ2 濃度が４０ｖｏｌ％を越えると、第２段の
回収ガスのＣＯ2 濃度も９０ｖｏｌ％を越えることが分
かる。
【００２７】第２段の吸着塔について、上記の条件のう
ち吸着圧力を１．２ａｔｍ、吸着温度を５０℃、パージ
率を７０％に固定し、第２段入口のＣＯ2 濃度を５５ｖ
ｏｌ％にし、再生圧力を変化させ、第２段の回収ガスの
ＣＯ2 濃度を測定したところ、図１０のとおりであり、
再生圧力が高真空になるほど、第２段の回収ガスのＣＯ
2 濃度は上昇するが、０．０５ａｔｍ以下では濃度上昇
は鈍化し、また、真空ポンプの容量も大きくなるので経
済的でない。
ち吸着圧力を１．２ａｔｍ、吸着温度を５０℃、パージ
率を７０％に固定し、第２段入口のＣＯ2 濃度を５５ｖ
ｏｌ％にし、再生圧力を変化させ、第２段の回収ガスの
ＣＯ2 濃度を測定したところ、図１０のとおりであり、
再生圧力が高真空になるほど、第２段の回収ガスのＣＯ
2 濃度は上昇するが、０．０５ａｔｍ以下では濃度上昇
は鈍化し、また、真空ポンプの容量も大きくなるので経
済的でない。
【００２８】第２段の吸着塔について、上記の条件のう
ち再生圧力を０．２ａｔｍ、吸着温度を５５℃、パージ
率を７０％、第２段入口のＣＯ2 濃度を５５ｖｏｌ％に
し、吸着圧力を変化させ、第２段の回収ガスのＣＯ2 濃
度を測定したところ、図１１のとおりであり、吸着圧力
が高くなるほど、第２段の回収ガスのＣＯ2 濃度は上昇
するが、３ａｔｍを越えると鈍化し、また、ブロアの消
費電力からも経済的でない。
ち再生圧力を０．２ａｔｍ、吸着温度を５５℃、パージ
率を７０％、第２段入口のＣＯ2 濃度を５５ｖｏｌ％に
し、吸着圧力を変化させ、第２段の回収ガスのＣＯ2 濃
度を測定したところ、図１１のとおりであり、吸着圧力
が高くなるほど、第２段の回収ガスのＣＯ2 濃度は上昇
するが、３ａｔｍを越えると鈍化し、また、ブロアの消
費電力からも経済的でない。
【００２９】（実施例１）以上の傾向を把握した上で下
記の操作条件でＣＯ2 の回収を行い、第２段吸着塔の回
収ガスのＣＯ2 濃度とＣＯ2 の回収率を比較した。な
お、ケースＩでは、第２段吸着塔の吸着工程からの流出
ガスは、第１段吸着塔のブロアの前段に戻して原料ガス
とともに吸着工程に導入し、かつ、第２段の並流パージ
工程の流出ガスは、第２段吸着塔の減圧回収工程を終了
した吸着塔に向流で供給して復圧した。ケースIIでは、
第２段吸着塔の吸着工程からの流出ガス、及び、第２段
の並流パージ工程の流出ガスは、直接系外に放出した。
記の操作条件でＣＯ2 の回収を行い、第２段吸着塔の回
収ガスのＣＯ2 濃度とＣＯ2 の回収率を比較した。な
お、ケースＩでは、第２段吸着塔の吸着工程からの流出
ガスは、第１段吸着塔のブロアの前段に戻して原料ガス
とともに吸着工程に導入し、かつ、第２段の並流パージ
工程の流出ガスは、第２段吸着塔の減圧回収工程を終了
した吸着塔に向流で供給して復圧した。ケースIIでは、
第２段吸着塔の吸着工程からの流出ガス、及び、第２段
の並流パージ工程の流出ガスは、直接系外に放出した。
【００３０】第１段吸着塔 吸着剤 Ｎａ−Ｘ（シリカ／アルミ
ナ＝２．５） 吸着圧力 １．２ａｔｍ 再生圧力 ０．２ａｔｍ 向流パージ率 ４０％ 吸着温度 ５０℃ 入口ガスのＣＯ2 濃度 １０ｖｏｌ％ 出口ガスのＣＯ2 濃度 ２ｖｏｌ％ 回収ガスのＣＯ2 濃度 ４３ｖｏｌ％ 第２段吸着塔 吸着剤 Ｎａ−Ｘ（シリカ／アルミ
ナ＝２．５） 吸着圧力 １．２ａｔｍ 再生圧力 ０．２ａｔｍ 並流パージ率 ７５％ 吸着温度 ５０℃ 入口ガスのＣＯ2 濃度 ４３ｖｏｌ％ 回収ガスのＣＯ2 濃度 ９９ｖｏｌ％（ケースＩ） 回収ガスのＣＯ2 濃度 ９５ｖｏｌ％（ケースII） 総合的なＣＯ2 の回収率は、ケースＩが９５％であるの
に対し、ケースIIは４０％であり、ケースＩが極めて有
効であることが分かる。
ナ＝２．５） 吸着圧力 １．２ａｔｍ 再生圧力 ０．２ａｔｍ 向流パージ率 ４０％ 吸着温度 ５０℃ 入口ガスのＣＯ2 濃度 １０ｖｏｌ％ 出口ガスのＣＯ2 濃度 ２ｖｏｌ％ 回収ガスのＣＯ2 濃度 ４３ｖｏｌ％ 第２段吸着塔 吸着剤 Ｎａ−Ｘ（シリカ／アルミ
ナ＝２．５） 吸着圧力 １．２ａｔｍ 再生圧力 ０．２ａｔｍ 並流パージ率 ７５％ 吸着温度 ５０℃ 入口ガスのＣＯ2 濃度 ４３ｖｏｌ％ 回収ガスのＣＯ2 濃度 ９９ｖｏｌ％（ケースＩ） 回収ガスのＣＯ2 濃度 ９５ｖｏｌ％（ケースII） 総合的なＣＯ2 の回収率は、ケースＩが９５％であるの
に対し、ケースIIは４０％であり、ケースＩが極めて有
効であることが分かる。
【００３１】（実施例２）実施例１の条件でＣＯ2 の回
収を行い、ケースＩでは、第２段吸着塔の吸着工程から
の流出ガスを、第１段吸着塔のブロアの前段に戻して原
料ガスとともに吸着工程に導入し、第２段吸着塔の並流
パージ工程からの流出ガスを、第２段吸着塔のブロアの
前段に戻して第２段の吸着工程に導入した。ケースIIで
は、第２段吸着塔の吸着工程からの流出ガス、及び、第
２段の並流パージ工程の流出ガスは、直接系外に放出し
た。第２段吸着塔の回収ガスのＣＯ2 濃度は、ケースＩ
で９８ｖｏｌ％であり、ケースIIでは９０ｖｏｌ％であ
るが、総合的なＣＯ2 の回収率は、ケースＩが９０％で
あるのに対し、ケースIIは４０％であり、ケースＩが極
めて有効であることが分かる。
収を行い、ケースＩでは、第２段吸着塔の吸着工程から
の流出ガスを、第１段吸着塔のブロアの前段に戻して原
料ガスとともに吸着工程に導入し、第２段吸着塔の並流
パージ工程からの流出ガスを、第２段吸着塔のブロアの
前段に戻して第２段の吸着工程に導入した。ケースIIで
は、第２段吸着塔の吸着工程からの流出ガス、及び、第
２段の並流パージ工程の流出ガスは、直接系外に放出し
た。第２段吸着塔の回収ガスのＣＯ2 濃度は、ケースＩ
で９８ｖｏｌ％であり、ケースIIでは９０ｖｏｌ％であ
るが、総合的なＣＯ2 の回収率は、ケースＩが９０％で
あるのに対し、ケースIIは４０％であり、ケースＩが極
めて有効であることが分かる。
【００３２】
【発明の効果】本発明は、吸着塔を２段で使用し、第２
段吸着塔の吸着工程の流出ガスを第１段の吸着工程に戻
したり、第２段吸着塔の並流パージ工程の流出ガスを第
２段吸着塔の向流復圧工程か、吸着工程に流すことによ
り、従来の向流パージ法と並流パージ法の利点を兼ね備
えた、高濃度のＣＯ2 を高い回収率で回収することを可
能とした。
段吸着塔の吸着工程の流出ガスを第１段の吸着工程に戻
したり、第２段吸着塔の並流パージ工程の流出ガスを第
２段吸着塔の向流復圧工程か、吸着工程に流すことによ
り、従来の向流パージ法と並流パージ法の利点を兼ね備
えた、高濃度のＣＯ2 を高い回収率で回収することを可
能とした。
【図１】本発明のＰＳＡ法を実施するための装置のフロ
ーシートである。
ーシートである。
【図２】実施例における第１段吸着塔のシーケンスを図
示したものである。
示したものである。
【図３】実施例における第２段吸着塔のシーケンスを図
示したものである。
示したものである。
【図４】実施例において、吸着温度と、第１段吸着塔の
回収ガスのＣＯ2 濃度との関係を示したグラフである。
回収ガスのＣＯ2 濃度との関係を示したグラフである。
【図５】実施例において、第１段吸着塔の入口ガスのＣ
Ｏ2 濃度と、第１段吸着塔の回収ガスのＣＯ2 濃度との
関係を示したグラフである。
Ｏ2 濃度と、第１段吸着塔の回収ガスのＣＯ2 濃度との
関係を示したグラフである。
【図６】実施例において、第１段吸着塔の再生圧力と、
第１段吸着塔の回収ガスのＣＯ 2 濃度との関係を示した
グラフである。
第１段吸着塔の回収ガスのＣＯ 2 濃度との関係を示した
グラフである。
【図７】実施例において、第１段吸着塔の吸着圧力と、
第１段吸着塔の回収ガスのＣＯ 2 濃度との関係を示した
グラフである。
第１段吸着塔の回収ガスのＣＯ 2 濃度との関係を示した
グラフである。
【図８】実施例において、第２段吸着塔のパージ率と、
第２段吸着塔の回収ガスのＣＯ 2 濃度との関係を示した
グラフである。
第２段吸着塔の回収ガスのＣＯ 2 濃度との関係を示した
グラフである。
【図９】実施例において、第２段吸着塔の入口ガスの硫
化水素濃度と、第２段吸着塔の回収ガスのＣＯ2 濃度と
の関係を示したグラフである。
化水素濃度と、第２段吸着塔の回収ガスのＣＯ2 濃度と
の関係を示したグラフである。
【図１０】実施例において、第２段吸着塔の再生圧力
と、第２段吸着塔の回収ガスのＣＯ 2 濃度との関係を示
したグラフである。
と、第２段吸着塔の回収ガスのＣＯ 2 濃度との関係を示
したグラフである。
【図１１】実施例において、第２段吸着塔の吸着圧力
と、第２段吸着塔の回収ガスのＣＯ 2 濃度との関係を示
したグラフである。
と、第２段吸着塔の回収ガスのＣＯ 2 濃度との関係を示
したグラフである。
【図１２】従来の向流パージ法を実施するための装置の
フローシートである。
フローシートである。
【図１３】従来の並流パージ法を実施するための装置の
フローシートである。
フローシートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大嶋 一晃 長崎県長崎市飽の浦１番１号 三菱重工業 株式会社長崎造船所内 (72)発明者 野原 博 長崎県長崎市飽の浦１番１号 三菱重工業 株式会社長崎造船所内 (72)発明者 小川 紀一郎 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 縄田 秀夫 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ＣＯ2 吸着剤を充填した吸着塔を２段に
使用して、４０ｖｏｌ％以下の低濃度ＣＯ2 含有ガスか
らＣＯ2 を回収する方法において、第１段吸着塔では
（１）上記ガスを相対的に低温、高圧で供給してＣＯ2
を吸着させ、随伴する難吸着性ガスを塔の後方部より回
収する吸着工程と、（２）吸着工程終了後の吸着塔前方
部から減圧し、次いで上記難吸着性ガスの一部を向流に
導入してＣＯ2 濃度を４０ｖｏｌ％以上に減容濃縮して
回収する工程とを、交互に切り換えて連続的にＣＯ2 を
回収し、次いで、第２段吸着塔では（３）上記減容濃縮
されたＣＯ2 含有ガスを相対的に低温、高圧で供給して
ＣＯ2 を吸着させ、随伴する難吸着性ガスを塔の後方部
より回収する吸着工程と、（４）吸着工程終了後の第２
の吸着塔の前方部から高度に濃縮されたＣＯ2 含有ガス
を並流に流過して塔内に残留する難吸着性ガスを塔外に
放出する並流パージ工程と、（５）並流パージ工程終了
後の第２段吸着塔の前方部から減圧して高度に濃縮され
たＣＯ2 含有ガスを回収する減圧回収工程と、（６）減
圧回収工程終了後の吸着塔に向流にガスを流して復圧す
る工程とを、交互に切り換えて連続的に高濃度のＣＯ2
を回収するとともに、第２段吸着塔の上記（４）の並流
パージ工程から流過するガスを上記（３）の吸着工程、
又は、上記（６）の向流復圧工程に戻すことを特徴とす
る圧力スィング吸着法によるＣＯ2 の回収方法。 - 【請求項２】 第２段吸着塔の上記（３）の吸着工程か
ら流過するガスを、第１段吸着塔の上記（１）の吸着工
程に戻すことを特徴とする請求項１記載のＣＯ2 の回収
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035074A JP2994843B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 低濃度二酸化炭素の回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035074A JP2994843B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 低濃度二酸化炭素の回収方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05228326A true JPH05228326A (ja) | 1993-09-07 |
| JP2994843B2 JP2994843B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=12431857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP4035074A Expired - Fee Related JP2994843B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 低濃度二酸化炭素の回収方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2994843B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1992
- 1992-02-21 JP JP4035074A patent/JP2994843B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPWO2023095683A1 (ja) * | 2021-11-24 | 2023-06-01 | ||
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| GB2626881A (en) * | 2021-11-24 | 2024-08-07 | Ihi Corp | Carbon dioxide recovering system and carbon dioxide recovering method |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2994843B2 (ja) | 1999-12-27 |
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