JPH0970521A - 燃焼排ガス中の二酸化炭素の除去方法 - Google Patents
燃焼排ガス中の二酸化炭素の除去方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 火力発電所からの燃焼排ガス中のＣＯ2 の除
去方法に関する。 【解決手段】 火力発電所の脱硝・脱硫処理した燃焼排
ガスあるいは脱硝処理した燃焼排ガスをＣＯ2 選択透過
性中空糸膜型ガス分離膜によって該排ガス中のＣＯ2 を
分離するに際し、該ガス分離装置からの透過ガスである
ＣＯ2 を液化天然ガスの冷熱を用いて冷却、固化して減
容化することにより該ガス分離装置の中空糸膜内部を減
圧し、燃焼排ガスの圧力と中空糸内部の圧力との差圧を
駆動力として燃焼排ガス中のＣＯ2 を膜分離する燃焼排
ガス中のＣＯ2 の除去方法。
去方法に関する。 【解決手段】 火力発電所の脱硝・脱硫処理した燃焼排
ガスあるいは脱硝処理した燃焼排ガスをＣＯ2 選択透過
性中空糸膜型ガス分離膜によって該排ガス中のＣＯ2 を
分離するに際し、該ガス分離装置からの透過ガスである
ＣＯ2 を液化天然ガスの冷熱を用いて冷却、固化して減
容化することにより該ガス分離装置の中空糸膜内部を減
圧し、燃焼排ガスの圧力と中空糸内部の圧力との差圧を
駆動力として燃焼排ガス中のＣＯ2 を膜分離する燃焼排
ガス中のＣＯ2 の除去方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は火力発電所からの燃
焼排ガス中のＣＯ2 の除去方法に関する。
焼排ガス中のＣＯ2 の除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】煙道排ガス中のＣＯ2 の処理は、ＣＯ2
を吸収液に吸収させ、次にこの吸収液からＣＯ2 を放散
させる吸収液法と呼ばれる方法が一般的である。すなわ
ち、この方法は図３に示すように、排ガス１を吸収塔３
に送り、ここで吸収液４と接触させてＣＯ2 を吸収さ
せ、排ガス１は処理ガス２となって大気に放出される。
使用済吸収液５は吸収塔３の塔底より抜き出され、使用
済吸収液送液ポンプ６にて熱交換器７で昇温後、再生塔
８に送られる。再生塔８では、リボイラ９で発生した水
蒸気と使用済吸収液５と接触させることにより、ＣＯ2
が使用済吸収液より放散されて凝縮器１０に送られ、こ
こでＣＯ2 ガス１１と水１２（液）に分離され、ＣＯ2
ガス１１は更に液化塔１３にて冷却されて液化ＣＯ
2 （符号１４）に液化され、系外に取り出される。一
方、再生塔８で再生された吸収液（再生吸収液１５）は
再生塔８の塔底より抜き出され、再生吸収液送液ポンプ
１６にて熱交換器７で冷却後、吸収塔３の頂部にフィー
ドされ再使用される。
を吸収液に吸収させ、次にこの吸収液からＣＯ2 を放散
させる吸収液法と呼ばれる方法が一般的である。すなわ
ち、この方法は図３に示すように、排ガス１を吸収塔３
に送り、ここで吸収液４と接触させてＣＯ2 を吸収さ
せ、排ガス１は処理ガス２となって大気に放出される。
使用済吸収液５は吸収塔３の塔底より抜き出され、使用
済吸収液送液ポンプ６にて熱交換器７で昇温後、再生塔
８に送られる。再生塔８では、リボイラ９で発生した水
蒸気と使用済吸収液５と接触させることにより、ＣＯ2
が使用済吸収液より放散されて凝縮器１０に送られ、こ
こでＣＯ2 ガス１１と水１２（液）に分離され、ＣＯ2
ガス１１は更に液化塔１３にて冷却されて液化ＣＯ
2 （符号１４）に液化され、系外に取り出される。一
方、再生塔８で再生された吸収液（再生吸収液１５）は
再生塔８の塔底より抜き出され、再生吸収液送液ポンプ
１６にて熱交換器７で冷却後、吸収塔３の頂部にフィー
ドされ再使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】煙道排ガス中のＣＯ2
処理の実用化に際して最も重要なことはＣＯ2 処理に必
要なエネルギの低減とそのための装置のコンパクト化で
ある。従来法では大量の排ガスと吸収液を接触させるた
め、吸収塔が大きくなったり、ＣＯ2 を吸収した使用済
吸収液を再生塔で熱によってＣＯ2 を放散させるため、
これに要す熱量が高いというような問題点があった。
処理の実用化に際して最も重要なことはＣＯ2 処理に必
要なエネルギの低減とそのための装置のコンパクト化で
ある。従来法では大量の排ガスと吸収液を接触させるた
め、吸収塔が大きくなったり、ＣＯ2 を吸収した使用済
吸収液を再生塔で熱によってＣＯ2 を放散させるため、
これに要す熱量が高いというような問題点があった。
【０００４】また、ＬＮＧ焚き火力発電所では、ほぼ大
気圧、−１６２℃で貯蔵されているＬＮＧを燃料として
使用する際にポンプで昇圧し、外部より熱（例えば、海
水保有熱）を加えて気化し、常温程度まで加熱するがこ
の時に発生する冷熱の大部分は有効に利用されず捨てら
れていた。
気圧、−１６２℃で貯蔵されているＬＮＧを燃料として
使用する際にポンプで昇圧し、外部より熱（例えば、海
水保有熱）を加えて気化し、常温程度まで加熱するがこ
の時に発生する冷熱の大部分は有効に利用されず捨てら
れていた。
【０００５】本発明は上記技術水準に鑑み、従来法にお
けるＣＯ2 ガス吸収除去に伴う装置の大型化、必要エネ
ルギの増大化という問題を解決すると共に、ＬＮＧ焚き
火力発電所におけるＬＮＧの有効利用を図ることができ
る火力発電所からの燃焼排ガスから合目的にＣＯ2 を除
去する方法を提供しようとするものである。
けるＣＯ2 ガス吸収除去に伴う装置の大型化、必要エネ
ルギの増大化という問題を解決すると共に、ＬＮＧ焚き
火力発電所におけるＬＮＧの有効利用を図ることができ
る火力発電所からの燃焼排ガスから合目的にＣＯ2 を除
去する方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題が解決するための手段】本発明は火力発電所の脱
硝・脱硫処理した燃焼排ガスあるいは脱硝処理した燃焼
排ガスをＣＯ2 選択透過性中空糸膜型ガス分離膜によっ
て該排ガス中のＣＯ2を分離するに際し、該ガス分離装
置からの透過ガスであるＣＯ2 を液化天然ガスの冷熱を
用いて冷却、固化して減容化することにより該ガス分離
装置の中空糸膜内部を減圧し、燃焼排ガスの圧力と中空
糸内部の圧力との差圧を駆動力として燃焼排ガス中のＣ
Ｏ2 を膜分離することを特徴とする燃焼排ガス中のＣＯ
2 の除去方法である。
硝・脱硫処理した燃焼排ガスあるいは脱硝処理した燃焼
排ガスをＣＯ2 選択透過性中空糸膜型ガス分離膜によっ
て該排ガス中のＣＯ2を分離するに際し、該ガス分離装
置からの透過ガスであるＣＯ2 を液化天然ガスの冷熱を
用いて冷却、固化して減容化することにより該ガス分離
装置の中空糸膜内部を減圧し、燃焼排ガスの圧力と中空
糸内部の圧力との差圧を駆動力として燃焼排ガス中のＣ
Ｏ2 を膜分離することを特徴とする燃焼排ガス中のＣＯ
2 の除去方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】まず、本発明は装置のコンパクト
化のためにＣＯ2 を排ガスから分離する手段として、単
位体積当りガスとの接触面積が大きくとれる中空糸膜型
ガス分離膜を採用し、これを煙道の一部を拡大し、この
中に設置する。中空糸膜型ガス分離膜としては官能基，
分子量により多数の種類があるが、一般に内径：数百μ
ｍ，肉厚：数十μｍのポリイミド膜が使用される。
化のためにＣＯ2 を排ガスから分離する手段として、単
位体積当りガスとの接触面積が大きくとれる中空糸膜型
ガス分離膜を採用し、これを煙道の一部を拡大し、この
中に設置する。中空糸膜型ガス分離膜としては官能基，
分子量により多数の種類があるが、一般に内径：数百μ
ｍ，肉厚：数十μｍのポリイミド膜が使用される。
【０００８】次にエネルギ低減のために中空糸膜型ガス
分離膜は通例加圧あるいは中空糸膜内部を真空ポンプで
減圧して使用されるが、中空糸膜型ガス分離膜の透過ガ
スをＬＮＧ冷熱により液化減容することにより中空糸膜
内部を減圧し、大気圧との差圧を駆動力として排ガス中
のＣＯ2 を膜透過することにより分解する。これはＣＯ
2 の沸点が−７８．４８℃（１ａｔｍ＝１．０３ｋｇ／
ｃｍ2 ）で、−１００℃の飽和圧力が０．１２ｋｇ／ｃ
ｍ2 であるため、約−１６２℃のＬＮＧ冷熱を用いれば
原理的に可能である。
分離膜は通例加圧あるいは中空糸膜内部を真空ポンプで
減圧して使用されるが、中空糸膜型ガス分離膜の透過ガ
スをＬＮＧ冷熱により液化減容することにより中空糸膜
内部を減圧し、大気圧との差圧を駆動力として排ガス中
のＣＯ2 を膜透過することにより分解する。これはＣＯ
2 の沸点が−７８．４８℃（１ａｔｍ＝１．０３ｋｇ／
ｃｍ2 ）で、−１００℃の飽和圧力が０．１２ｋｇ／ｃ
ｍ2 であるため、約−１６２℃のＬＮＧ冷熱を用いれば
原理的に可能である。
【０００９】なお、中空糸膜型ガス分離膜を透過したＣ
Ｏ2 中には少量のＮ2 ，Ｏ2 等の不純物が含有される
が、これらはＬＮＧ冷熱によるＣＯ2 ガスの固化の際に
残存ガスとして分解され、真空ポンプにより除去され
る。
Ｏ2 中には少量のＮ2 ，Ｏ2 等の不純物が含有される
が、これらはＬＮＧ冷熱によるＣＯ2 ガスの固化の際に
残存ガスとして分解され、真空ポンプにより除去され
る。
【００１０】本発明をＬＮＧ焚き火力発電所等の脱硝・
脱硫処理した燃焼排ガスあるいは脱硝処理した燃焼排ガ
スの煙道排ガス中のＣＯ2 処理として適用した場合、従
来装置に比べ装置がコンパクトになるとともにエネルギ
消費量が低減できる。更にＬＮＧ冷熱の有効利用をも可
能とする。
脱硫処理した燃焼排ガスあるいは脱硝処理した燃焼排ガ
スの煙道排ガス中のＣＯ2 処理として適用した場合、従
来装置に比べ装置がコンパクトになるとともにエネルギ
消費量が低減できる。更にＬＮＧ冷熱の有効利用をも可
能とする。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例をあげ、本発
明の効果を明らかにする。
明の効果を明らかにする。
【００１２】（実施例１） （実施例１の構成）本発明をＬＮＧ焚きの火力発電所の
煙道排ガス中のＣＯ2 処理に適用した場合の実施例を、
以下図１を参照しながら説明する。排ガス１はＣＯ2 と
他のＮ2 ，Ｏ2 等の分離能をもった中空糸膜型ガス分離
膜１７に導かれる。中空糸膜内部はＬＮＧ冷熱１９によ
り冷却される固化塔２０内の飽和圧まで減圧されている
ため、ＣＯ2 と少量のＮ2 ，Ｏ2 等１８が優先的にその
分圧に従って膜を透過する。中空糸膜を透過したガスは
固化塔２０でＬＮＧ冷熱１９により冷却され、固化ＣＯ
2 ２１とＮ2 ，Ｏ2 等よりなる少量の不純ガス２２に分
離される。固化ＣＯ2２１は系外に取り出され、不純ガ
ス２２は真空ポンプ２３で吸引され、中空糸膜型ガス分
離膜１７で中空糸膜を透過しなかったガスと合流し、処
理ガス２として大気中に放出される。
煙道排ガス中のＣＯ2 処理に適用した場合の実施例を、
以下図１を参照しながら説明する。排ガス１はＣＯ2 と
他のＮ2 ，Ｏ2 等の分離能をもった中空糸膜型ガス分離
膜１７に導かれる。中空糸膜内部はＬＮＧ冷熱１９によ
り冷却される固化塔２０内の飽和圧まで減圧されている
ため、ＣＯ2 と少量のＮ2 ，Ｏ2 等１８が優先的にその
分圧に従って膜を透過する。中空糸膜を透過したガスは
固化塔２０でＬＮＧ冷熱１９により冷却され、固化ＣＯ
2 ２１とＮ2 ，Ｏ2 等よりなる少量の不純ガス２２に分
離される。固化ＣＯ2２１は系外に取り出され、不純ガ
ス２２は真空ポンプ２３で吸引され、中空糸膜型ガス分
離膜１７で中空糸膜を透過しなかったガスと合流し、処
理ガス２として大気中に放出される。
【００１３】（実施例１の実験例）圧力：大気圧（１．
０３ａｔａ），温度：１００℃のＣＯ2 ：８．５５ｖｏ
ｌ％，Ｏ2 ：２．４１ｖｏｌ％，Ｎ2 ：７１．７７ｖｏ
ｌ％，Ｈ2 Ｏ：１７．２７ｖｏｌ％からなる排ガスを、
径：約３００μｍ，膜厚：約４０μｍのポリイミド膜の
中空糸膜と接触させ、中空糸膜を透過するＣＯ2 を主成
分とするガスを−１６０℃の冷熱によって冷却すると、
中空糸膜内は０．８〜０．９ａｔａ程度に減圧され、そ
の差圧が駆動力となって、排ガス中のＣＯ2 の０〜４０
％が分離採取される。
０３ａｔａ），温度：１００℃のＣＯ2 ：８．５５ｖｏ
ｌ％，Ｏ2 ：２．４１ｖｏｌ％，Ｎ2 ：７１．７７ｖｏ
ｌ％，Ｈ2 Ｏ：１７．２７ｖｏｌ％からなる排ガスを、
径：約３００μｍ，膜厚：約４０μｍのポリイミド膜の
中空糸膜と接触させ、中空糸膜を透過するＣＯ2 を主成
分とするガスを−１６０℃の冷熱によって冷却すると、
中空糸膜内は０．８〜０．９ａｔａ程度に減圧され、そ
の差圧が駆動力となって、排ガス中のＣＯ2 の０〜４０
％が分離採取される。
【００１４】（実施例２）図２は煙道排ガス中のＣＯ2
処理装置のＣＯ2 ガス分離部の１例を示す。煙道の一部
を拡大したＣＯ2 分離部２４の中に中空糸膜型分離膜１
７が設置されている。排ガス１がＣＯ2 分離部２４に導
かれ、中空糸膜型分離膜１７にてＣＯ2 （少量のＮ2 ，
Ｏ2 等を含む）１８と処理ガス２に分離される。
処理装置のＣＯ2 ガス分離部の１例を示す。煙道の一部
を拡大したＣＯ2 分離部２４の中に中空糸膜型分離膜１
７が設置されている。排ガス１がＣＯ2 分離部２４に導
かれ、中空糸膜型分離膜１７にてＣＯ2 （少量のＮ2 ，
Ｏ2 等を含む）１８と処理ガス２に分離される。
【００１５】
（１） 単位面積当りのガスとの接触面積が大きくとれ
る中空糸膜型ガス分離膜を使い、これを煙道の一部を拡
大して設置することにより従来装置に比べコンパクトに
できる。 （２） 中空糸膜型ガス分離膜の透過ガスをＬＮＧ冷熱
により液化減容することにより中空糸内部を減圧し大気
圧を利用してＣＯ2 を透過させ、又、ＣＯ2 中の少量の
Ｎ2 ，Ｏ2 等の不純物はＬＮＧ冷熱によるＣＯ2 の固化
の際に分離し真空ポンプにより除去することにより、エ
ネルギ消費量を従来装置に比べ低減できる。 （３） 更に、これまで大部分が捨てられていたＬＮＧ
冷熱の有効利用が可能となる。
る中空糸膜型ガス分離膜を使い、これを煙道の一部を拡
大して設置することにより従来装置に比べコンパクトに
できる。 （２） 中空糸膜型ガス分離膜の透過ガスをＬＮＧ冷熱
により液化減容することにより中空糸内部を減圧し大気
圧を利用してＣＯ2 を透過させ、又、ＣＯ2 中の少量の
Ｎ2 ，Ｏ2 等の不純物はＬＮＧ冷熱によるＣＯ2 の固化
の際に分離し真空ポンプにより除去することにより、エ
ネルギ消費量を従来装置に比べ低減できる。 （３） 更に、これまで大部分が捨てられていたＬＮＧ
冷熱の有効利用が可能となる。
【図１】本発明の一実施例の説明図。
【図２】本発明の他の実施例の説明図。
【図３】従来の排ガス中のＣＯ2 除去方法の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿久津 信男 神奈川県横浜市鶴見区江ケ崎町４−１ 東 京電力株式会社エネルギー・環境研究所内 (72)発明者 北村 光 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 安藤 喜昌 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 松本 曠世 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 影山 靖夫 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社本社内
Claims (1)
- 【請求項１】 火力発電所の脱硝・脱硫処理した燃焼排
ガスあるいは脱硝処理した燃焼排ガスをＣＯ2 選択透過
性中空糸膜型ガス分離膜によって該排ガス中のＣＯ2 を
分離するに際し、該ガス分離装置からの透過ガスである
ＣＯ2 を液化天然ガスの冷熱を用いて冷却、固化して減
容化することにより該ガス分離装置の中空糸膜内部を減
圧し、燃焼排ガスの圧力と中空糸内部の圧力との差圧を
駆動力として燃焼排ガス中のＣＯ2 を膜分離することを
特徴とする燃焼排ガス中のＣＯ 2 の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7226369A JPH0970521A (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | 燃焼排ガス中の二酸化炭素の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7226369A JPH0970521A (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | 燃焼排ガス中の二酸化炭素の除去方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0970521A true JPH0970521A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=16844067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7226369A Withdrawn JPH0970521A (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | 燃焼排ガス中の二酸化炭素の除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0970521A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010024070A (ja) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Nissan Motor Co Ltd | 水素生成装置 |
| WO2012162690A3 (en) * | 2011-05-26 | 2015-04-02 | Baxter Larry L | Systems and methods for separating condensable vapors from light gases or liquids by recuperative cryogenic processes |
| US11883778B2 (en) * | 2017-01-10 | 2024-01-30 | Cameron International Corporation | Carbon dioxide and hydrogen sulfide recovery system using a combination of membranes and low temperature cryogenic separation processes |
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1995
- 1995-09-04 JP JP7226369A patent/JPH0970521A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010024070A (ja) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Nissan Motor Co Ltd | 水素生成装置 |
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