JPH05237341A - 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

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JPH05237341A
JPH05237341A JP4040809A JP4080992A JPH05237341A JP H05237341 A JPH05237341 A JP H05237341A JP 4040809 A JP4040809 A JP 4040809A JP 4080992 A JP4080992 A JP 4080992A JP H05237341 A JPH05237341 A JP H05237341A
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exhaust gas
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absorbent
combustion exhaust
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Kunihiko Yoshida
邦彦 吉田
Tomio Mimura
富雄 三村
Shigeru Shimojo
繁 下條
Mutsunori Karasaki
睦範 唐崎
Masaki Iijima
正樹 飯島
Toru Seto
徹 瀬戸
Shigeaki Mitsuoka
薫明 光岡
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Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

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  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

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】 エチレンジアミン及び/又はジエチレントリ
アミンの水溶液と大気圧下で燃焼排ガスを接触させて燃
焼排ガス中のCO2 を除去する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【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、特定のアミンの水溶液を用いて、大気圧下の
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等と接触させて燃焼排ガ
ス中のCO2 を除去し回収する方法および回収されたC
2 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等を挙げることができるが、
通常モノエタノールアミン(MEA)が好んで用いられ
る。
【0004】しかし、MEAに代表される上記のような
アルカノールアミン水溶液を燃焼排ガス中のCO2 を吸
収・除去する吸収剤として用いても、所定濃度のアミン
水溶液の所定量当たりのCO2 の吸収量や吸収速度、さ
らには吸収後のアルカノールアミン水溶液の再生に要す
る熱エネルギ等に照らして、必ずしも満足のできるもの
ではない。
【0005】ところで、各種混合ガスから前記アルカノ
ールアミン以外のアミン化合物を用いて、CO2 のよう
な酸性ガスを分離する技術は数多く知られている。それ
ら技術の多くはヒンダードアミン類を用いるものであ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述のように燃焼排ガ
スからCO2 を効率よく、吸収・除去する方法が望まれ
ている。特に、一定濃度のCO2 吸収剤を含む水溶液で
燃焼排ガスを処理する場合、吸収剤単位モル当たりのC
2 吸収量、水溶液の単位体積当たりのCO2 の吸収量
および吸収速度の大きい吸収剤を選択することが当面の
大きな課題である。さらにはCO2 の吸収後、CO2
分離し、吸収液を再生させる際に必要な熱エネルギの少
ない吸収剤が望まれる。
【0007】
【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、燃焼排ガス中のCO2 を除去する際に用いられる
吸収剤について鋭意検討した結果、特定のアミンを用い
ることが有効であるとの知見を得て、本発明を完成させ
ることができた。
【0008】すなわち本発明はエチレンジアミン及び/
又はジエチレントリアミンの水溶液と大気圧下の燃焼排
ガスとを接触させて、前記燃焼排ガス中のCO2 を除去
する方法である。
【0009】
【作用】本発明で用いられる吸収剤はエチレンジアミン
(EDA)またはジエチレントリアミン(DETA)で
あるが、これらは各々単独で用いられるほか、両者を混
合して用いることも可能である。
【0010】また本発明においては、EDA及び/又は
DETAと共に他のアミンを混合して用いてもよい。こ
のようなアミンとしては前記のアルカノールアミン類の
ほか、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタ
ミン、ペンタエチレンヘキサミン等のエチレンアミン
類、更には2−アミノ−2−メチル−1−プロパノー
ル、2−エチルアミノエタノール、2−ピペリジンエタ
ノール、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジ
オール、t−ブチルジエタノールアミン、2−アミノ−
2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、ピ
ペラジン、ピペリジン、モルフォリン、グリシン等を例
示することができる。
【0011】本発明ではEDA及び/又はDETAを水
溶液(以下「吸収液」と称すこともある)にして用いる
が、水溶液中のこれらアミンの濃度は、通常25〜65
重量%であり、好ましくは30〜60重量%である。燃
焼排ガスとの接触時の水溶液の温度は、通常30〜70
℃の範囲である。
【0012】また本発明で用いる水溶液には、必要に応
じて腐蝕防止剤、アミンの劣化防止剤等が加えられる。
【0013】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等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。
【0014】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。
【0015】図1において、1は脱CO2 塔、2は下部
充填部、3は上部充填部またはトレイ、4は脱CO2
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、6′は再生塔還流水供給口、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、11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CO2 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は冷却器である。
【0016】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
2 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。
【0017】脱CO2 塔1に押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下部充填部
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
行なうことができる。
【0018】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
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6′
に供給される。この再生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、排ガスに含まれる微量のCO2 の除去に貢献す
る。
【0019】
【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、比較例1)EDAの水溶液(吸収液)20
0mリットルを張り込んだフラスコにLNG焚き燃焼排
ガス相当の混合ガスを供給し、大気圧下、液中でバブリ
ングさせ、液中のCO2 濃度を測定することにより、そ
の条件下でのCO2 吸収量(CO2 モル/EDAモル、
Nm3 CO2 /m3 吸収液)を求めた。また比較のため
MEAの30重量%水溶液を用い、同様に吸収量を求め
た。
【0020】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、吸収液のCO2 初期吸収速度をMEAの3
0重量%水溶液(40℃)の場合との比で求めた。処理
条件は下記の通りである。
【0021】(1)処理条件 吸収液温度:40,60℃ 吸収液中のEDAまたはMEAの濃度:30重量%,4
5重量% 混合ガス組成:CO2 10%,O2 3%,N2 87% 混合ガス供給速度:1リットル/分 外気温度:20℃
【0022】(2)試験結果 吸収試験の結果を表1に示す。また吸収液濃度30重量
%におけるCO2 吸収量(Nm3 CO2 /m3 吸収液)
と温度の関係を図2に示す。なお表1中、値の無いもの
は吸収液よりEDAの蒸発が大きいため、測定できなか
ったことを示す。
【0023】
【表1】
【0024】(実施例2)DETAの吸収液を用い、実
施例1と同様に吸収量およびCO2 初期吸収速度を測定
した。結果を表2および図2に示す。
【0025】
【表2】
【0026】表1、2から明らかなように、本発明によ
り燃焼排ガス中のCO2 の吸収液としてエチレンジアミ
ンまたはジエチレントリアミンの水溶液を用いることに
より、MEAに比べ吸収量の大幅な向上が達成される。
これにより、MEAを用いる場合に比べて吸収液の使用
量を大幅に削減することができるので、燃焼排ガスから
CO2 の吸収・除去に要するエネルギやコストを大幅に
削減することができる。
【0027】また図2から、吸収剤としてEDAやDE
TAを用いると、MEAを用いる場合に比較して、吸収
液の温度の上昇によるCO2 吸収量の減少が大きくなっ
ていることが分かる。これは吸収液の再生において、M
EAを用いる場合よりも熱エネルギを節約できることを
示している。
【0028】
【発明の効果】以上詳細に述べたごとく、本発明の方法
により大気圧下の燃焼排ガスにEDAまたはDETAの
水溶液を吸収液として用いることにより、MEAを用い
る場合よりも、CO2 の吸収量の点で大幅な向上が達成
される。また、MEAを用いる場合よりも、再生エネル
ギの観点でもCO2 を熱効率よく除去できることとなっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で採用できる工程の一例の説明図。
【図2】吸収液濃度30重量%における吸収量(Nm3
CO2 /m3 吸収液、縦軸)と温度(℃、横軸)の関係
を示す図表。
───────────────────────────────────────────────────── 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 瀬戸 徹 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 (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 (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレンジアミン及び/又はジエチレン
    トリアミンの水溶液と大気圧下の燃焼排ガスとを接触さ
    せて、前記燃焼排ガス中のCO2 を除去する方法。
JP4040809A 1992-02-27 1992-02-27 燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法 Withdrawn JPH05237341A (ja)

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