JPH11169661A - 二酸化炭素回収装置 - Google Patents
二酸化炭素回収装置Info
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- JPH11169661A JPH11169661A JP9343180A JP34318097A JPH11169661A JP H11169661 A JPH11169661 A JP H11169661A JP 9343180 A JP9343180 A JP 9343180A JP 34318097 A JP34318097 A JP 34318097A JP H11169661 A JPH11169661 A JP H11169661A
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- carbon dioxide
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- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
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- Treating Waste Gases (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 燃焼排ガスからＣＯ2 ガスを高濃度で回収す
ることによりＣＯ2 ガスの排出量を低減すると共に、化
学原料等として高濃度のＣＯ2 ガスを回収する。 【解決手段】 低濃度の二酸化炭素と酸素を含む原料ガ
スから高濃度の二酸化炭素と酸素を選択的に分離する濃
縮装置１２と、分離された混合ガス中の酸素を二酸化炭
素に転換する酸素転換装置１４とからなる。濃縮装置１
２は、溶融炭酸塩を電解質とする電解質板１とこれを両
面から挟持する多孔質のカソード２及びアノード３とか
らなる濃縮セルと、濃縮セルのカソードとアノードとの
間に電圧を印加する電圧印加装置７とからなり、電気化
学反応を行わせて高濃度の二酸化炭素と酸素の混合ガス
を選択的に分離させる。また、酸素転換装置１４は、こ
の混合ガスを酸化剤として炭化水素燃料を燃焼させ、酸
素を炭化水素と反応させて二酸化炭素と水蒸気に転換す
る。
ることによりＣＯ2 ガスの排出量を低減すると共に、化
学原料等として高濃度のＣＯ2 ガスを回収する。 【解決手段】 低濃度の二酸化炭素と酸素を含む原料ガ
スから高濃度の二酸化炭素と酸素を選択的に分離する濃
縮装置１２と、分離された混合ガス中の酸素を二酸化炭
素に転換する酸素転換装置１４とからなる。濃縮装置１
２は、溶融炭酸塩を電解質とする電解質板１とこれを両
面から挟持する多孔質のカソード２及びアノード３とか
らなる濃縮セルと、濃縮セルのカソードとアノードとの
間に電圧を印加する電圧印加装置７とからなり、電気化
学反応を行わせて高濃度の二酸化炭素と酸素の混合ガス
を選択的に分離させる。また、酸素転換装置１４は、こ
の混合ガスを酸化剤として炭化水素燃料を燃焼させ、酸
素を炭化水素と反応させて二酸化炭素と水蒸気に転換す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工業排ガス等の低濃度
の二酸化炭素（ＣＯ2 ）ガスを溶融塩を利用して電気化
学的に濃縮し回収する二酸化炭素回収装置に関する。
の二酸化炭素（ＣＯ2 ）ガスを溶融塩を利用して電気化
学的に濃縮し回収する二酸化炭素回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球温暖化現象が世界的な問題と
なっており、ＣＯ2 ガスの排出量低減が重要な課題とな
っている。かかるＣＯ2 ガスの排出量低減対象の１つ
が、火力発電所排ガス等の工業的燃焼排ガスであり、低
濃度かつ大量のＣＯ2 ガスが高温で排出される特徴があ
る。
なっており、ＣＯ2 ガスの排出量低減が重要な課題とな
っている。かかるＣＯ2 ガスの排出量低減対象の１つ
が、火力発電所排ガス等の工業的燃焼排ガスであり、低
濃度かつ大量のＣＯ2 ガスが高温で排出される特徴があ
る。
【０００３】上記低濃度のＣＯ2 ガスを濃縮して分離回
収する代表的な方法としては、吸収液にＣＯ2 を化学
反応で吸収させ、それを加熱することなどにより、ＣＯ
2 を分離回収する化学吸収法、ゼオライトなどの固体
吸着剤の細孔にＣＯ2 を物理的に吸着させ、圧力を下げ
ることによってＣＯ2 を分離、回収する物理吸着法、
高分子膜に対する機体の透過速度の違いを利用してＣＯ
2 を分離、回収する膜分離（透過）法、等が知られてい
る。
収する代表的な方法としては、吸収液にＣＯ2 を化学
反応で吸収させ、それを加熱することなどにより、ＣＯ
2 を分離回収する化学吸収法、ゼオライトなどの固体
吸着剤の細孔にＣＯ2 を物理的に吸着させ、圧力を下げ
ることによってＣＯ2 を分離、回収する物理吸着法、
高分子膜に対する機体の透過速度の違いを利用してＣＯ
2 を分離、回収する膜分離（透過）法、等が知られてい
る。
【０００４】しかし、上記の化学吸収法の場合には、
吸収液（溶媒）側の制約で、ＣＯ2ガスの温度を低くす
る必要があるので、分離のためには大きな加熱エネルギ
ーが必要になり、かつ吸収液の使用量が多く高価となる
問題がある。また、上記の物理吸着法の場合には、Ｃ
Ｏ2 の分離に非常に大きなエネルギーが必要であり、大
容量化が困難である等の問題がある。一方、上記の膜
分離法の場合には、膜が非常に高価なためコストが高
く、かつ膨大な面積の膜が必要なため大容量化が困難で
あり、更に不純物が多い排ガスに適した膜の開発が必要
である等の問題がある。
吸収液（溶媒）側の制約で、ＣＯ2ガスの温度を低くす
る必要があるので、分離のためには大きな加熱エネルギ
ーが必要になり、かつ吸収液の使用量が多く高価となる
問題がある。また、上記の物理吸着法の場合には、Ｃ
Ｏ2 の分離に非常に大きなエネルギーが必要であり、大
容量化が困難である等の問題がある。一方、上記の膜
分離法の場合には、膜が非常に高価なためコストが高
く、かつ膨大な面積の膜が必要なため大容量化が困難で
あり、更に不純物が多い排ガスに適した膜の開発が必要
である等の問題がある。
【０００５】そこで、本願発明の出願人等は、先に低濃
度の二酸化炭素（ＣＯ2 ）ガスを溶融塩を利用して電気
化学的に濃縮する二酸化炭素濃縮法（特願平９−２１２
６７４号、未公開）を提案した。この方法は、電解質板
をカソードとアノードで挟んだ濃縮セルを用い、この濃
縮セルに電位を与えた状態で、カソードに二酸化炭素と
酸素を含むガスを供給し、カソード側で、ＣＯ2 ＋１／
２Ｏ2 ＋２ｅ- →ＣＯ 3 2- の電気化学反応を行わせ、
生成された炭酸イオンを電解質板を通しアノードに移動
させ、該アノード側で炭酸イオンを電気化学反応を行わ
せて、高濃度の二酸化炭素を選択的に分離させるもので
ある。
度の二酸化炭素（ＣＯ2 ）ガスを溶融塩を利用して電気
化学的に濃縮する二酸化炭素濃縮法（特願平９−２１２
６７４号、未公開）を提案した。この方法は、電解質板
をカソードとアノードで挟んだ濃縮セルを用い、この濃
縮セルに電位を与えた状態で、カソードに二酸化炭素と
酸素を含むガスを供給し、カソード側で、ＣＯ2 ＋１／
２Ｏ2 ＋２ｅ- →ＣＯ 3 2- の電気化学反応を行わせ、
生成された炭酸イオンを電解質板を通しアノードに移動
させ、該アノード側で炭酸イオンを電気化学反応を行わ
せて、高濃度の二酸化炭素を選択的に分離させるもので
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した先行出願の発
明により、大きなエネルギーを要することなく、かつＣ
Ｏ2 ガスを冷却することなく高温のまま濃縮分離処理す
ることができる。しかし、この発明の方法で得られた濃
縮ガスの組成はＣＯ2 ：Ｏ2 ＝２：１のガスであり、Ｃ
Ｏ2 のみを分離除去するには、何らかの方法でこの濃縮
ガスを更に処理する必要がある。ここで、既存のガス分
離方法である蒸留やＰＳＡ法（高圧で吸着させ減圧して
分離する分離方法）等を用いると更なるエネルギーが必
要となってしまう。
明により、大きなエネルギーを要することなく、かつＣ
Ｏ2 ガスを冷却することなく高温のまま濃縮分離処理す
ることができる。しかし、この発明の方法で得られた濃
縮ガスの組成はＣＯ2 ：Ｏ2 ＝２：１のガスであり、Ｃ
Ｏ2 のみを分離除去するには、何らかの方法でこの濃縮
ガスを更に処理する必要がある。ここで、既存のガス分
離方法である蒸留やＰＳＡ法（高圧で吸着させ減圧して
分離する分離方法）等を用いると更なるエネルギーが必
要となってしまう。
【０００７】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、火力
発電所等から排出される燃焼排ガスからＣＯ2 ガスを高
濃度で回収することができる二酸化炭素回収装置を提供
することにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、火力
発電所等から排出される燃焼排ガスからＣＯ2 ガスを高
濃度で回収することができる二酸化炭素回収装置を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、低濃度
の二酸化炭素と酸素を含む原料ガスから高濃度の二酸化
炭素と酸素を選択的に分離する濃縮装置と、分離された
混合ガス中の酸素を二酸化炭素に転換する酸素転換装置
とからなり、前記濃縮装置は、溶融炭酸塩を電解質とす
る電解質板とこれを両面から挟持する多孔質のカソード
及びアノードとからなる濃縮セルと、該濃縮セルのカソ
ードとアノードとの間に電圧を印加する電圧印加装置
と、からなり、これにより、濃縮装置のカソード側で、
ＣＯ2 ＋１／２Ｏ2 ＋２ｅ- →ＣＯ3 2- の電気化学反
応を行わせ、生成された炭酸イオンを電解質板を通しア
ノードに移動させ、アノード側で、ＣＯ3 2-→ ＣＯ2
＋１／２Ｏ2 ＋２ｅ- の電気化学反応を行わせて高濃度
の二酸化炭素と酸素の混合ガスを選択的に分離させ、前
記酸素転換装置は、前記混合ガスを酸化剤として炭化水
素燃料を燃焼させる燃焼器であり、燃料を燃焼させて酸
素を炭化水素と反応させて炭酸ガスに転換する、ことを
特徴とする二酸化炭素回収装置が提供される。
の二酸化炭素と酸素を含む原料ガスから高濃度の二酸化
炭素と酸素を選択的に分離する濃縮装置と、分離された
混合ガス中の酸素を二酸化炭素に転換する酸素転換装置
とからなり、前記濃縮装置は、溶融炭酸塩を電解質とす
る電解質板とこれを両面から挟持する多孔質のカソード
及びアノードとからなる濃縮セルと、該濃縮セルのカソ
ードとアノードとの間に電圧を印加する電圧印加装置
と、からなり、これにより、濃縮装置のカソード側で、
ＣＯ2 ＋１／２Ｏ2 ＋２ｅ- →ＣＯ3 2- の電気化学反
応を行わせ、生成された炭酸イオンを電解質板を通しア
ノードに移動させ、アノード側で、ＣＯ3 2-→ ＣＯ2
＋１／２Ｏ2 ＋２ｅ- の電気化学反応を行わせて高濃度
の二酸化炭素と酸素の混合ガスを選択的に分離させ、前
記酸素転換装置は、前記混合ガスを酸化剤として炭化水
素燃料を燃焼させる燃焼器であり、燃料を燃焼させて酸
素を炭化水素と反応させて炭酸ガスに転換する、ことを
特徴とする二酸化炭素回収装置が提供される。
【０００９】上記本発明の構成によれば、火力発電所等
から排出される燃焼排ガス中のＣＯ 2 ガスが、濃縮装置
を構成する濃縮セルのカソード側で電気化学反応により
消費されるので、地球温暖化の原因となるＣＯ2 ガスの
排出量を低減することができる。また、この反応で生成
した炭酸イオン（ＣＯ3 2-）がアノードに移動しアノー
ド側の電気化学反応により不純物を含まない高濃度の二
酸化炭素と酸素の混合ガスを発生する。更に、この混合
ガスは、酸素転換装置（燃焼器）に供給されて、ここで
燃料を燃焼させる酸化剤として用いられ、炭化水素と反
応して炭酸ガスと水蒸気に転換される。これにより、酸
素転換装置で生成するガスは高濃度のＣＯ 2 と低濃度の
Ｈ2 Ｏ、及びわずかな未利用Ｏ2 となり、高濃度（例え
ば８５％以上）のＣＯ2 ガスを回収することができる。
から排出される燃焼排ガス中のＣＯ 2 ガスが、濃縮装置
を構成する濃縮セルのカソード側で電気化学反応により
消費されるので、地球温暖化の原因となるＣＯ2 ガスの
排出量を低減することができる。また、この反応で生成
した炭酸イオン（ＣＯ3 2-）がアノードに移動しアノー
ド側の電気化学反応により不純物を含まない高濃度の二
酸化炭素と酸素の混合ガスを発生する。更に、この混合
ガスは、酸素転換装置（燃焼器）に供給されて、ここで
燃料を燃焼させる酸化剤として用いられ、炭化水素と反
応して炭酸ガスと水蒸気に転換される。これにより、酸
素転換装置で生成するガスは高濃度のＣＯ 2 と低濃度の
Ｈ2 Ｏ、及びわずかな未利用Ｏ2 となり、高濃度（例え
ば８５％以上）のＣＯ2 ガスを回収することができる。
【００１０】本発明の好ましい実施形態によれば、酸素
転換装置の下流側にガス中の水分を除去する水分除去装
置を備える。この構成により、更に水分を除去し、ＣＯ
2 濃度を更に高めることができる。
転換装置の下流側にガス中の水分を除去する水分除去装
置を備える。この構成により、更に水分を除去し、ＣＯ
2 濃度を更に高めることができる。
【００１１】また、酸素転換装置で発生する熱により電
圧印加装置に供給する電力を発電する発電装置を備える
ことが好ましい。この構成により、電圧印加装置に必要
な電力の少なくとも一部を供給することができ、装置全
体の効率を高めることができる。
圧印加装置に供給する電力を発電する発電装置を備える
ことが好ましい。この構成により、電圧印加装置に必要
な電力の少なくとも一部を供給することができ、装置全
体の効率を高めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例を
図面を参照して説明する。なお、各図において、共通す
る部分には同一の符号を付して使用する。図１は、火力
発電所等の低濃度かつ大量のＣＯ2 ガスが高温で排出さ
れる設備（排ガス発生設備８）の下流側に設置した本発
明の二酸化炭素回収装置の全体構成図である。この図に
示すように、本発明の二酸化炭素回収装置１０は、低濃
度の二酸化炭素と酸素を含む原料ガス（排ガス）から高
濃度の二酸化炭素と酸素を選択的に分離する濃縮装置１
２と、分離された混合ガス中の酸素を二酸化炭素に転換
する酸素転換装置１４とを備える。
図面を参照して説明する。なお、各図において、共通す
る部分には同一の符号を付して使用する。図１は、火力
発電所等の低濃度かつ大量のＣＯ2 ガスが高温で排出さ
れる設備（排ガス発生設備８）の下流側に設置した本発
明の二酸化炭素回収装置の全体構成図である。この図に
示すように、本発明の二酸化炭素回収装置１０は、低濃
度の二酸化炭素と酸素を含む原料ガス（排ガス）から高
濃度の二酸化炭素と酸素を選択的に分離する濃縮装置１
２と、分離された混合ガス中の酸素を二酸化炭素に転換
する酸素転換装置１４とを備える。
【００１３】図２は、本発明の装置に用いる濃縮装置１
２の概念図である。この図に示すように、濃縮装置１２
は、溶融炭酸塩を電解質とする電解質板１とこれを両面
から挟持する多孔質のカソード２及びアノード３とから
なる濃縮セル４と、濃縮セル４のカソード２とアノード
３との間に所定の電圧を印加する電圧印加装置７（例え
ば電源）と、からなる。
２の概念図である。この図に示すように、濃縮装置１２
は、溶融炭酸塩を電解質とする電解質板１とこれを両面
から挟持する多孔質のカソード２及びアノード３とから
なる濃縮セル４と、濃縮セル４のカソード２とアノード
３との間に所定の電圧を印加する電圧印加装置７（例え
ば電源）と、からなる。
【００１４】電解質板１は、電解質としての溶融塩を浸
み込ませた多孔質平板であり、例えば、リチウムアルミ
ネート（ＬｉＡｌＯ2 ）により構成したマトリックスに
電解質である炭酸塩を主成分とする溶融塩を含浸させた
ものを用いる。電解質としては、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム等をはじめとするアルカリ金属の炭酸塩、
マグネシウム、カルシウム等をはじめとするエルカリ土
類金属の炭酸塩を単独または複数混合した状態で使用す
る。
み込ませた多孔質平板であり、例えば、リチウムアルミ
ネート（ＬｉＡｌＯ2 ）により構成したマトリックスに
電解質である炭酸塩を主成分とする溶融塩を含浸させた
ものを用いる。電解質としては、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム等をはじめとするアルカリ金属の炭酸塩、
マグネシウム、カルシウム等をはじめとするエルカリ土
類金属の炭酸塩を単独または複数混合した状態で使用す
る。
【００１５】また、カソード２及びアノード３として
は、高温でかつ酸化雰囲気に耐えられる導電性金属酸化
物として、どちらも、酸化ニッケル、酸化鉄、或いは、
酸化銅及びその他金属酸化物が単独又は混合されたもの
にリチウムがドープされた多孔質体を用いる。
は、高温でかつ酸化雰囲気に耐えられる導電性金属酸化
物として、どちらも、酸化ニッケル、酸化鉄、或いは、
酸化銅及びその他金属酸化物が単独又は混合されたもの
にリチウムがドープされた多孔質体を用いる。
【００１６】カソード２とアノード３の間に電圧印加装
置７により電位を与えた状態において、原料ガスとして
低濃度のＣＯ2 とＣＯ2 濃度の１／２程度のＯ2 を含む
工業排ガスをガス入口５から供給すると、カソード２側
で、 ＣＯ2 ＋１／２Ｏ2 ＋２ｅ- →ＣＯ3 2-．．．（式１） の電気化学反応が行われ、炭酸イオンＣＯ3 2-が生成さ
れる。
置７により電位を与えた状態において、原料ガスとして
低濃度のＣＯ2 とＣＯ2 濃度の１／２程度のＯ2 を含む
工業排ガスをガス入口５から供給すると、カソード２側
で、 ＣＯ2 ＋１／２Ｏ2 ＋２ｅ- →ＣＯ3 2-．．．（式１） の電気化学反応が行われ、炭酸イオンＣＯ3 2-が生成さ
れる。
【００１７】次に、上記生成された炭酸イオンＣＯ3 2-
は、電解質板１中を泳動してアノード３へ達し、アノー
ド３側で、 ＣＯ3 2-→ＣＯ2 ＋１／２Ｏ2 ＋２ｅ- ．．．（式２） の電気化学反応が行われ、電子が奪われることにより、
炭酸イオンＣＯ3 2-からＣＯ2 が濃縮分離され、ガス出
口６から排出される。
は、電解質板１中を泳動してアノード３へ達し、アノー
ド３側で、 ＣＯ3 2-→ＣＯ2 ＋１／２Ｏ2 ＋２ｅ- ．．．（式２） の電気化学反応が行われ、電子が奪われることにより、
炭酸イオンＣＯ3 2-からＣＯ2 が濃縮分離され、ガス出
口６から排出される。
【００１８】上記において、カソード２に供給してアノ
ード３から放出されるガスは高温のまま濃縮、分離処理
されるので、処理のために補助動力による大きなエネル
ギーを要することはない。また、ＣＯ2 ガスは選択的に
反応することから、分離したガスは不純物を含まない極
めて高純度な付加価値の高いものとなる。
ード３から放出されるガスは高温のまま濃縮、分離処理
されるので、処理のために補助動力による大きなエネル
ギーを要することはない。また、ＣＯ2 ガスは選択的に
反応することから、分離したガスは不純物を含まない極
めて高純度な付加価値の高いものとなる。
【００１９】更に図１において、酸素転換装置１４は、
濃縮装置１２のガス出口６から排出された高濃度のＣＯ
2 ガスと酸素ガスとの混合ガスを酸化剤として炭化水素
燃料を燃焼させる燃焼器である。この燃焼器は、燃焼排
ガス中の残留酸素濃度が低い燃焼器が好ましく、例え
ば、低酸素下での燃焼が可能な触媒燃焼器、ガス又は油
を燃料とする低ＮＯｘ燃焼器、微粉炭を燃料とする微粉
炭燃焼器、等を用いることができる。また、燃料には炭
化水素である限りあらゆる燃料を用いることができる。
濃縮装置１２のガス出口６から排出された高濃度のＣＯ
2 ガスと酸素ガスとの混合ガスを酸化剤として炭化水素
燃料を燃焼させる燃焼器である。この燃焼器は、燃焼排
ガス中の残留酸素濃度が低い燃焼器が好ましく、例え
ば、低酸素下での燃焼が可能な触媒燃焼器、ガス又は油
を燃料とする低ＮＯｘ燃焼器、微粉炭を燃料とする微粉
炭燃焼器、等を用いることができる。また、燃料には炭
化水素である限りあらゆる燃料を用いることができる。
【００２０】なお、濃縮装置１２を出た混合ガスの成分
は、（式２）から明らかなように、２／３（約６７％）
がＣＯ2 ガスであり、１／３（約３３％）が酸素ガスで
ある。従って、通常の空気に比べて酸素濃度が高く、種
々の燃料（炭化水素）を安定して燃焼させることができ
る。すなわち、酸素転換装置１４（燃焼器）において、
高濃度の炭酸ガスと酸素からなる混合ガスは、ここで燃
料を燃焼させる酸化剤として用いられ、炭化水素と反応
して炭酸ガスと水蒸気に転換される。従って、酸素転換
装置１４を出るガスは高濃度のＣＯ2 と低濃度のＨ
2 Ｏ、及びわずかな未利用Ｏ2 であり、高濃度（例えば
８５％以上）のＣＯ2 ガスを回収することができる。
は、（式２）から明らかなように、２／３（約６７％）
がＣＯ2 ガスであり、１／３（約３３％）が酸素ガスで
ある。従って、通常の空気に比べて酸素濃度が高く、種
々の燃料（炭化水素）を安定して燃焼させることができ
る。すなわち、酸素転換装置１４（燃焼器）において、
高濃度の炭酸ガスと酸素からなる混合ガスは、ここで燃
料を燃焼させる酸化剤として用いられ、炭化水素と反応
して炭酸ガスと水蒸気に転換される。従って、酸素転換
装置１４を出るガスは高濃度のＣＯ2 と低濃度のＨ
2 Ｏ、及びわずかな未利用Ｏ2 であり、高濃度（例えば
８５％以上）のＣＯ2 ガスを回収することができる。
【００２１】図１において、本発明の二酸化炭素回収装
置１０は、更に、酸素転換装置１４の下流側にガス中の
水分を除去する水分除去装置１６と、酸素転換装置１４
で発生する熱により電圧印加装置７に供給する電力を発
電する発電装置１８とを備えている。水分除去装置１６
は、例えば凝縮器１６ａと気水分離器１６ｂとからな
り、ガス中の水分を凝縮して除去するようになってい
る。この構成により、原料ガス７（排ガス）から回収し
た高濃度ＣＯ2 ガス中に含まれる水蒸気を分離・除去
し、ＣＯ2 濃度を更に高めることができる。
置１０は、更に、酸素転換装置１４の下流側にガス中の
水分を除去する水分除去装置１６と、酸素転換装置１４
で発生する熱により電圧印加装置７に供給する電力を発
電する発電装置１８とを備えている。水分除去装置１６
は、例えば凝縮器１６ａと気水分離器１６ｂとからな
り、ガス中の水分を凝縮して除去するようになってい
る。この構成により、原料ガス７（排ガス）から回収し
た高濃度ＣＯ2 ガス中に含まれる水蒸気を分離・除去
し、ＣＯ2 濃度を更に高めることができる。
【００２２】また、発電装置１８は、熱発電装置、蒸気
タービン発電設備、ガスタービン発電設備、等であり、
高温の燃焼ガスのエネルギーを電気として取り出し、電
圧印加装置７に供給することにより、必要な電力の少な
くとも一部を自給し装置全体の効率を高くすることがで
きる。
タービン発電設備、ガスタービン発電設備、等であり、
高温の燃焼ガスのエネルギーを電気として取り出し、電
圧印加装置７に供給することにより、必要な電力の少な
くとも一部を自給し装置全体の効率を高くすることがで
きる。
【００２３】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】上述した本発明の構成によれば、火力発
電所等から排出される燃焼排ガス中のＣＯ2 ガスが、濃
縮装置を構成する濃縮セルのカソード側で電気化学反応
により消費されるので、地球温暖化の原因となるＣＯ2
ガスの排出量を低減することができる。
電所等から排出される燃焼排ガス中のＣＯ2 ガスが、濃
縮装置を構成する濃縮セルのカソード側で電気化学反応
により消費されるので、地球温暖化の原因となるＣＯ2
ガスの排出量を低減することができる。
【００２５】また、この反応で生成した炭酸イオン（Ｃ
Ｏ3 2-）がアノードに移動しアノード側の電気化学反応
により不純物を含まない高濃度の二酸化炭素と酸素の混
合ガスを発生し、この混合ガスは、酸素転換装置（燃焼
器）に供給されて、ここで燃料を燃焼させる酸化剤とし
て用いられ、炭化水素と反応して炭酸ガスと水蒸気とな
る。これにより、酸素転換装置で生成するガスは高濃度
のＣＯ2 と低濃度のＨ 2 Ｏ、及びわずかな未利用Ｏ2 と
なり、高濃度（例えば８５％以上）のＣＯ2 ガスを回収
することができる。
Ｏ3 2-）がアノードに移動しアノード側の電気化学反応
により不純物を含まない高濃度の二酸化炭素と酸素の混
合ガスを発生し、この混合ガスは、酸素転換装置（燃焼
器）に供給されて、ここで燃料を燃焼させる酸化剤とし
て用いられ、炭化水素と反応して炭酸ガスと水蒸気とな
る。これにより、酸素転換装置で生成するガスは高濃度
のＣＯ2 と低濃度のＨ 2 Ｏ、及びわずかな未利用Ｏ2 と
なり、高濃度（例えば８５％以上）のＣＯ2 ガスを回収
することができる。
【００２６】従って、本発明の二酸化炭素回収装置は、
火力発電所等から排出される燃焼排ガスからＣＯ2 ガス
を高濃度で回収することができ、地球温暖化の原因とな
るＣＯ2 ガスの排出量を低減すると共に、回収した高濃
度のＣＯ2 ガスを化学原料等として有効活用できる、等
の優れた効果を有する。
火力発電所等から排出される燃焼排ガスからＣＯ2 ガス
を高濃度で回収することができ、地球温暖化の原因とな
るＣＯ2 ガスの排出量を低減すると共に、回収した高濃
度のＣＯ2 ガスを化学原料等として有効活用できる、等
の優れた効果を有する。
【図１】本発明の二酸化炭素回収装置の全体構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の装置に用いる濃縮装置の概念図であ
る。
る。
１ 電解質板 ２ カソード ３ アノード ４ 濃縮セル ５ ガス入口 ６ ガス出口 ７ 電圧印加装置（電源） ８ 排ガス発生設備 １０ 二酸化炭素回収装置 １２ 濃縮装置 １４ 酸素転換装置 １６ 水分除去装置 １８ 発電装置
Claims (3)
- 【請求項１】 低濃度の二酸化炭素と酸素を含む原料ガ
スから高濃度の二酸化炭素と酸素を選択的に分離する濃
縮装置と、分離された混合ガス中の酸素を二酸化炭素に
転換する酸素転換装置とからなり、 前記濃縮装置は、溶融炭酸塩を電解質とする電解質板と
これを両面から挟持する多孔質のカソード及びアノード
とからなる濃縮セルと、該濃縮セルのカソードとアノー
ドとの間に電圧を印加する電圧印加装置と、からなり、 これにより、濃縮装置のカソード側で、ＣＯ2 ＋１／２
Ｏ2 ＋２ｅ- →ＣＯ3 2- の電気化学反応を行わせ、生
成された炭酸イオンを電解質板を通しアノードに移動さ
せ、アノード側で、ＣＯ3 2-→ ＣＯ2 ＋１／２Ｏ2 ＋
２ｅ- の電気化学反応を行わせて高濃度の二酸化炭素と
酸素の混合ガスを選択的に分離させ、 前記酸素転換装置は、前記混合ガスを酸化剤として炭化
水素燃料を燃焼させる燃焼器であり、燃料を燃焼させて
酸素を炭化水素と反応させて炭酸ガスに転換する、こと
を特徴とする二酸化炭素回収装置。 - 【請求項２】 酸素転換装置の下流側にガス中の水分を
除去する水分除去装置を備える、ことを特徴とする請求
項１に記載の二酸化炭素回収装置。 - 【請求項３】 酸素転換装置で発生する熱により電圧印
加装置に供給する電力を発電する発電装置を備える、こ
とを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9343180A JPH11169661A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 二酸化炭素回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9343180A JPH11169661A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 二酸化炭素回収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11169661A true JPH11169661A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18359539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9343180A Pending JPH11169661A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 二酸化炭素回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11169661A (ja) |
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1997
- 1997-12-12 JP JP9343180A patent/JPH11169661A/ja active Pending
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