JPH07157306A - 固体炭酸ガスの回収装置 - Google Patents
固体炭酸ガスの回収装置Info
- Publication number
- JPH07157306A JPH07157306A JP5303638A JP30363893A JPH07157306A JP H07157306 A JPH07157306 A JP H07157306A JP 5303638 A JP5303638 A JP 5303638A JP 30363893 A JP30363893 A JP 30363893A JP H07157306 A JPH07157306 A JP H07157306A
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- JP
- Japan
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- gas
- carbon dioxide
- heat exchanger
- cooling
- containing gas
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- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭酸ガス含有ガスから炭酸ガスを固体として
回収する装置に関する。 【構成】 炭酸ガス含有ガスを冷却する予冷却用熱交換
器、該熱交換器で冷却されたガスを圧縮する圧縮機、該
圧縮機からの吐出ガスを冷却する低温冷却用熱交換器、
該熱交換器によって冷却されたガスを断熱膨張させる超
音速ノズルよりなる炭酸ガス含有ガスから固体炭酸ガス
を回収する装置。
回収する装置に関する。 【構成】 炭酸ガス含有ガスを冷却する予冷却用熱交換
器、該熱交換器で冷却されたガスを圧縮する圧縮機、該
圧縮機からの吐出ガスを冷却する低温冷却用熱交換器、
該熱交換器によって冷却されたガスを断熱膨張させる超
音速ノズルよりなる炭酸ガス含有ガスから固体炭酸ガス
を回収する装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炭酸ガス含有ガスから炭
酸ガスを固体として回収する装置に関する。
酸ガスを固体として回収する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は炭酸ガス（以下、ＣＯ2 と記す）
含有ガスから物理的または化学的に分離して採取したＣ
Ｏ2 ガスを圧縮機で（超）高圧に圧縮した後、高圧容器
の中で冷媒により冷却することによって固体ＣＯ2 を採
取している。
含有ガスから物理的または化学的に分離して採取したＣ
Ｏ2 ガスを圧縮機で（超）高圧に圧縮した後、高圧容器
の中で冷媒により冷却することによって固体ＣＯ2 を採
取している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＣＯ2 ガスの蒸気圧は
−５０℃でも約５８００Ｔｏｏｒ（約８気圧）であり、
固化させるには非常な高圧を必要とし、エネルギ消費量
が嵩むという不具合があった。本発明は上記技術水準に
鑑み、エネルギ消費量が大幅に低減できるＣＯ2 含有ガ
スから固体ＣＯ2 を回収する装置を提供しようとするも
のである。
−５０℃でも約５８００Ｔｏｏｒ（約８気圧）であり、
固化させるには非常な高圧を必要とし、エネルギ消費量
が嵩むという不具合があった。本発明は上記技術水準に
鑑み、エネルギ消費量が大幅に低減できるＣＯ2 含有ガ
スから固体ＣＯ2 を回収する装置を提供しようとするも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は （１）炭酸ガス含有ガスを冷却する予冷却用熱交換器、
該熱交換器で冷却されたガスを圧縮する圧縮機、該圧縮
機からの吐出ガスを冷却する低温冷却用熱交換器、該熱
交換器によって冷却されたガスを断熱膨張させる超音速
ノズルよりなることを特徴とする炭酸ガス含有ガスから
固体炭酸ガスを回収する装置。 （２）超音速ノズルからの低温放出ガスを予冷却用熱交
換器の冷熱源として利用する配管を設けてなることを特
徴とする上記（１）記載の炭酸ガス含有ガスから固体炭
酸ガスを回収する装置。 （３）超音速ノズルからの低温放出ガスを、低温冷却用
熱交換器及び予冷却用熱交換器の冷熱源として次々に利
用する配管を設けてなることを特徴とする上記（１）記
載の炭酸ガス含有ガスから固体炭酸ガスを回収する装
置。 である。
該熱交換器で冷却されたガスを圧縮する圧縮機、該圧縮
機からの吐出ガスを冷却する低温冷却用熱交換器、該熱
交換器によって冷却されたガスを断熱膨張させる超音速
ノズルよりなることを特徴とする炭酸ガス含有ガスから
固体炭酸ガスを回収する装置。 （２）超音速ノズルからの低温放出ガスを予冷却用熱交
換器の冷熱源として利用する配管を設けてなることを特
徴とする上記（１）記載の炭酸ガス含有ガスから固体炭
酸ガスを回収する装置。 （３）超音速ノズルからの低温放出ガスを、低温冷却用
熱交換器及び予冷却用熱交換器の冷熱源として次々に利
用する配管を設けてなることを特徴とする上記（１）記
載の炭酸ガス含有ガスから固体炭酸ガスを回収する装
置。 である。
【０００５】
【作用】大気圧のＣＯ2 含有ガスを先ず一段目の予冷却
用熱交換器で常温以下に冷却し、該冷却ガスを圧縮機で
３気圧程度に圧縮した上で２段目の低温冷却用熱交換器
により約−６０℃の低温に冷却する。その後、超音速ノ
ズルで断熱膨張させることにより約−１００℃の超低温
に冷却し、ガス中のＣＯ2 を固化させ回収する。
用熱交換器で常温以下に冷却し、該冷却ガスを圧縮機で
３気圧程度に圧縮した上で２段目の低温冷却用熱交換器
により約−６０℃の低温に冷却する。その後、超音速ノ
ズルで断熱膨張させることにより約−１００℃の超低温
に冷却し、ガス中のＣＯ2 を固化させ回収する。
【０００６】超音速ノズルで固体ＣＯ2 を回収した後の
ガスは極めて低温であるので、これを一段目の予冷用熱
交換器または二段目の低温冷却用熱交換器と一段目の予
冷用熱交換器の冷熱源として利用するようにし、エネル
ギ消費量を低減させるようにすることもできる。
ガスは極めて低温であるので、これを一段目の予冷用熱
交換器または二段目の低温冷却用熱交換器と一段目の予
冷用熱交換器の冷熱源として利用するようにし、エネル
ギ消費量を低減させるようにすることもできる。
【０００７】本発明のＣＯ2 含有ガスとしては、燃焼排
ガスを物理的または化学的分離法によって分離されたＣ
Ｏ2 ガスでもよいが、他成分も含む燃焼排ガスそのもの
でもよい。後者の場合には得られる固体ＣＯ2 はＣＯ2
以外にＨ2 Ｏ及びＳＯ2 をも含んでいる。
ガスを物理的または化学的分離法によって分離されたＣ
Ｏ2 ガスでもよいが、他成分も含む燃焼排ガスそのもの
でもよい。後者の場合には得られる固体ＣＯ2 はＣＯ2
以外にＨ2 Ｏ及びＳＯ2 をも含んでいる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら説
明し、本発明の効果を明らかにする。 （実施例）図１に本発明の炭酸ガス回収装置の一実施例
を示す。図１において、煙突８から排出された燃焼排ガ
スを予冷却用熱交換器１（冷却水７及び後記の低温放出
ガス９により冷却）により常温以下に冷却した後、圧縮
機２により約３気圧に圧縮する。圧縮されたガスは低温
冷却用熱交換器３（冷凍機４により冷却）により約−６
０℃に冷却する。圧縮され、かつ約−６０℃の低温に冷
却されたガスを超音速ノズル５により大気圧にまで断熱
膨張させ、約−１００℃の超低温にし、ガス中の炭酸ガ
スを固化させ、固化した炭酸ガスは捕集板６により回収
する。この時、同時に燃焼排ガスに含まれるＨ2 Ｏ，Ｓ
Ｏ2 も回収される。超音速ノズル５から出た低温ガスは
予冷却用熱交換器１に送られ燃焼排ガスの予冷却に利用
された後、殆んどがＮ2 ，Ｏ2 を主成分とするガスとな
って系外に放出される。
明し、本発明の効果を明らかにする。 （実施例）図１に本発明の炭酸ガス回収装置の一実施例
を示す。図１において、煙突８から排出された燃焼排ガ
スを予冷却用熱交換器１（冷却水７及び後記の低温放出
ガス９により冷却）により常温以下に冷却した後、圧縮
機２により約３気圧に圧縮する。圧縮されたガスは低温
冷却用熱交換器３（冷凍機４により冷却）により約−６
０℃に冷却する。圧縮され、かつ約−６０℃の低温に冷
却されたガスを超音速ノズル５により大気圧にまで断熱
膨張させ、約−１００℃の超低温にし、ガス中の炭酸ガ
スを固化させ、固化した炭酸ガスは捕集板６により回収
する。この時、同時に燃焼排ガスに含まれるＨ2 Ｏ，Ｓ
Ｏ2 も回収される。超音速ノズル５から出た低温ガスは
予冷却用熱交換器１に送られ燃焼排ガスの予冷却に利用
された後、殆んどがＮ2 ，Ｏ2 を主成分とするガスとな
って系外に放出される。
【０００９】なお、図２は他の実施例として超音速ノズ
ル５から出た低温ガスを低温冷却用熱交換器３及び予冷
却用熱交換器１の順に利用した後放出する場合を示す。
その作用は図１の場合とほゞ同じであるので説明は省略
する。
ル５から出た低温ガスを低温冷却用熱交換器３及び予冷
却用熱交換器１の順に利用した後放出する場合を示す。
その作用は図１の場合とほゞ同じであるので説明は省略
する。
【００１０】以下、具体例により、これら実施例の効果
を明らかにする。火力発電設備などのボイラからの排ガ
ス組成及び分圧の例を下記表１に示す。
を明らかにする。火力発電設備などのボイラからの排ガ
ス組成及び分圧の例を下記表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】この排ガスを３気圧に圧縮した上で、一
旦、−６０℃まで冷却した後、大気圧に断熱膨張させる
と次のように−１１７℃となる。 （１）断熱膨張時の温度と圧力の関係 （Ｔ／Ｔ0 ）＝（Ｐ／Ｐ0 ）K-1/K Ｔ0 ：膨張前のガス温度 （Ｋ） Ｔ ：膨張後のガス温度 （Ｋ） Ｐ0 ：膨張前のガス圧力 （Ｔｏｒｒ） Ｐ ：膨張後のガス圧力 （Ｔｏｒｒ） Ｋ ：比熱比 （−） （２）検討条件 Ｋ＝１．４ Ｐ／Ｐ0 ＝１／３（圧力比：３倍） Ｔ0 ＝２１３Ｋ （−６０℃） （３）検討結果 Ｔ＝１５６Ｋ （＝−１１７℃）
旦、−６０℃まで冷却した後、大気圧に断熱膨張させる
と次のように−１１７℃となる。 （１）断熱膨張時の温度と圧力の関係 （Ｔ／Ｔ0 ）＝（Ｐ／Ｐ0 ）K-1/K Ｔ0 ：膨張前のガス温度 （Ｋ） Ｔ ：膨張後のガス温度 （Ｋ） Ｐ0 ：膨張前のガス圧力 （Ｔｏｒｒ） Ｐ ：膨張後のガス圧力 （Ｔｏｒｒ） Ｋ ：比熱比 （−） （２）検討条件 Ｋ＝１．４ Ｐ／Ｐ0 ＝１／３（圧力比：３倍） Ｔ0 ＝２１３Ｋ （−６０℃） （３）検討結果 Ｔ＝１５６Ｋ （＝−１１７℃）
【００１３】ＣＯ2 に注目すると、ＣＯ2 の分圧は大気
圧に断熱膨張した後では９８．５Ｔｏｒｒであり、一
方、−１１７℃でのＣＯ2 の蒸気圧は１４．５Ｔｏｒｒ
である。そこで９８．５Ｔｏｒｒと１４．５Ｔｏｒｒの
差圧分が固化することになり、その回収率は（９８．５
−１４．５）／９８．５×１００≒８５％となる。
圧に断熱膨張した後では９８．５Ｔｏｒｒであり、一
方、−１１７℃でのＣＯ2 の蒸気圧は１４．５Ｔｏｒｒ
である。そこで９８．５Ｔｏｒｒと１４．５Ｔｏｒｒの
差圧分が固化することになり、その回収率は（９８．５
−１４．５）／９８．５×１００≒８５％となる。
【００１４】これに対し、従来方式によれば、−６０℃
でＣＯ2 を固化させるのに本発明と同じ圧力比、すなわ
ち、９８．５Ｔｏｒｒ／１４．５Ｔｏｒｒ≒７では約３
０２７．９７０７Ｔｏｒｒ×９８．５／１４．５×１／
７６０気圧／Ｔｏｒｒ≒２７気圧を必要とする。したが
って３気圧の低圧でもＣＯ2 を固化させうる本発明装置
によればエネルギ消費が大幅に低減できることが理解で
きよう。
でＣＯ2 を固化させるのに本発明と同じ圧力比、すなわ
ち、９８．５Ｔｏｒｒ／１４．５Ｔｏｒｒ≒７では約３
０２７．９７０７Ｔｏｒｒ×９８．５／１４．５×１／
７６０気圧／Ｔｏｒｒ≒２７気圧を必要とする。したが
って３気圧の低圧でもＣＯ2 を固化させうる本発明装置
によればエネルギ消費が大幅に低減できることが理解で
きよう。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば低エネルギでＣＯ含有ガ
スから固体ＣＯ2 を得ることができ、その工業的効果は
顕著なものがある。
スから固体ＣＯ2 を得ることができ、その工業的効果は
顕著なものがある。
【図１】本発明装置の一実施例の説明図。
【図２】本発明装置の他の実施例の説明図。
Claims (3)
- 【請求項１】 炭酸ガス含有ガスを冷却する予冷却用熱
交換器、該熱交換器で冷却されたガスを圧縮する圧縮
機、該圧縮機からの吐出ガスを冷却する低温冷却用熱交
換器、該熱交換器によって冷却されたガスを断熱膨張さ
せる超音速ノズルよりなることを特徴とする炭酸ガス含
有ガスから固体炭酸ガスを回収する装置。 - 【請求項２】 超音速ノズルからの低温放出ガスを予冷
却用熱交換器の冷熱源として利用する配管を設けてなる
ことを特徴とする請求項１記載の炭酸ガス含有ガスから
固体炭酸ガスを回収する装置。 - 【請求項３】 超音速ノズルからの低温放出ガスを、低
温冷却用熱交換器及び予冷却用熱交換器の冷熱源として
次々に利用する配管を設けてなることを特徴とする請求
項１記載の炭酸ガス含有ガスから固体炭酸ガスを回収す
る装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5303638A JPH07157306A (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 固体炭酸ガスの回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5303638A JPH07157306A (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 固体炭酸ガスの回収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07157306A true JPH07157306A (ja) | 1995-06-20 |
Family
ID=17923408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5303638A Withdrawn JPH07157306A (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 固体炭酸ガスの回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07157306A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008214190A (ja) * | 2001-01-31 | 2008-09-18 | Mayekawa Mfg Co Ltd | ドライアイス製造方法とその装置 |
| JP2015517084A (ja) * | 2012-04-26 | 2015-06-18 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 収縮拡大ノズルを用いた冷却でｃｏ２を分離する方法およびシステム |
| JP2017155977A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 二酸化炭素の分離回収装置および分離回収方法 |
| JP2017155960A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 二酸化炭素の分離回収装置および分離回収方法 |
| CN117167108A (zh) * | 2023-09-15 | 2023-12-05 | 苏州欧拉透平机械有限公司 | 布雷顿循环中二氧化碳气体回收系统及回收方法 |
| KR102682895B1 (ko) * | 2023-02-15 | 2024-07-08 | 고등기술연구원연구조합 | 이산화탄소 분리 회수 시스템 |
-
1993
- 1993-12-03 JP JP5303638A patent/JPH07157306A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008214190A (ja) * | 2001-01-31 | 2008-09-18 | Mayekawa Mfg Co Ltd | ドライアイス製造方法とその装置 |
| JP2015517084A (ja) * | 2012-04-26 | 2015-06-18 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 収縮拡大ノズルを用いた冷却でｃｏ２を分離する方法およびシステム |
| JP2017155977A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 二酸化炭素の分離回収装置および分離回収方法 |
| JP2017155960A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 二酸化炭素の分離回収装置および分離回収方法 |
| KR102682895B1 (ko) * | 2023-02-15 | 2024-07-08 | 고등기술연구원연구조합 | 이산화탄소 분리 회수 시스템 |
| CN117167108A (zh) * | 2023-09-15 | 2023-12-05 | 苏州欧拉透平机械有限公司 | 布雷顿循环中二氧化碳气体回收系统及回收方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010206 |