(57)【要約】【課題】吸収液による二酸化炭素の回収効率を高めるとともに、ガス分離に必要となる全てのエネルギーを考慮し、そのエネルギーを総合的に低減するための、具体的な方途を与える。【解決手段】（１）所定圧力下において、前記混合ガスを、物理吸収液と化学吸収液との混合吸収液に接触させて前記混合ガス中の二酸化炭素を前記混合吸収液中に吸収させる工程、（２）前記二酸化炭素を吸収した混合吸収液を前記所定圧力より低い減圧下に置いて、該混合吸収液に含まれる二酸化炭素を回収すると共に、該混合吸収液に含まれる圧力エネルギーを回収する工程、（３）前記減圧下での二酸化炭素回収を経た混合吸収液を加熱し、該混合吸収液中に残存する二酸化炭素を放出させて回収すると共に、該混合吸収液に含まれる熱エネルギーを回収する工程、にて二酸化炭素を含む混合ガスから該二酸化炭素を分離回収する。【選択図】図１
2011251220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素を含む混合ガスから該二酸化炭素を分離回収する方法において、
（１）所定圧力下において、前記混合ガスを、物理吸収液と化学吸収液との混合吸収液に接触させて前記混合ガス中の二酸化炭素を前記混合吸収液中に吸収させる工程、
（２）前記二酸化炭素を吸収した混合吸収液を前記所定圧力より低い減圧下に置いて、該混合吸収液に含まれる二酸化炭素を回収すると共に、該混合吸収液に含まれる圧力エネルギーを回収する工程、
（３）前記減圧下での二酸化炭素回収を経た混合吸収液を加熱し、該混合吸収液中に残存する二酸化炭素を放出させて回収すると共に、該混合吸収液に含まれる熱エネルギーを回収する工程、
を含むことを特徴とする混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項２】
前記工程に、さらに
（４）前記工程（１）にて二酸化炭素が分離された混合ガスから圧力エネルギーを回収する工程
を有することを特徴とする請求項１に記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項３】
前記工程に、さらに
（５）前記工程（３）にて二酸化炭素が放出された混合吸収液を、冷却後、前記工程（１）の混合吸収液に供する工程
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項４】
前記混合吸収液は、１質量％以上７質量％以下の化学吸収液を含み、残部が物理吸収液であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項５】
前記工程（１）において混合ガスに対する混合吸収液の比率が、1vol％以上200vol％以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項６】
前記工程（１）における所定圧力が20ｋPaG以上300ｋPaG以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項７】
前記工程（２）における減圧力が20ｋPaG以上300ｋPaG以下であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項８】
前記工程（１）における混合吸収液の温度が10℃以上40℃以下であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項９】
前記物理吸収液がイオン液体であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項１０】
前記工程（３）における混合吸収液の加熱温度が60℃以上120℃以下であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項１１】
前記工程（３）における混合吸収液の加熱に廃熱を用いることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項１２】
前記廃熱が、製鉄所の低品位廃熱であることを特徴とする請求項１１に記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項１３】
前記混合ガスが、製鉄所の副生ガスを含むものであることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項１４】
前記混合ガスが、火力発電所の排ガスを含むものであることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【請求項１５】
二酸化炭素を含む混合ガスから二酸化炭素を分離回収する装置であって、
前記混合ガスと吸収液とを所定圧力下で混合し、該混合ガス中の二酸化炭素を前記吸収液中に吸収させる吸収塔、
前記二酸化炭素を吸収した混合吸収液を前記所定圧力より低い減圧下に置いて、該混合吸収液に含まれる二酸化炭素を回収する減圧塔、
前記減圧塔での処理を経た吸収液を加熱し、該吸収液中に残存する二酸化炭素を放出させる再生塔、
を有し、
前記減圧塔は、該減圧塔内の吸収液に含まれる圧力エネルギーを回収する動力回収装置をそなえることを特徴とする混合ガスの成分分離回収装置。
【請求項１６】
前記吸収液は、物理吸収液と化学吸収液との混合液であることを特徴とする請求項１５に記載の混合ガスの成分分離回収装置。
【請求項１７】
前記吸収塔は、前記混合ガスに所定圧力を付与する圧縮機を有することを特徴とする請求項１５または１６に記載の混合ガスの成分分離回収装置。
【請求項１８】
前記再生塔の出側に、該再生塔内の吸収液に含まれる熱エネルギーを回収する熱回収装置をそなえることを特徴とする請求項１５、１６または１７に記載の混合ガスの成分分離回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合ガスの成分分離回収方法、特に製鉄所副生ガスに含まれる二酸化炭素を分離回収して残ガスを高効率の燃料ガスとして回収する、混合ガスの成分分離回収方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の地球温暖化効果ガスの抑制、あるいは燃料ガスのカロリ増加を所期して、各種混合ガス中から二酸化炭素を分離する技術について、様々な提案がなされている。このガス成分の分離技術としては、化学吸収法と物理吸収法とに大別される。
【０００３】
ここで、化学吸収法は、二酸化炭素を選択的に溶解できるアルカリ性溶液を吸収液として利用し、二酸化炭素を化学反応によって吸収させ、その吸収液を加熱することにより、二酸化炭素を放出させて回収するものである。
この化学吸収法は、混合ガス中の二酸化炭素の分離方法として、広く使用されている方法であるが、吸収液から二酸化炭素を取り出すために必要となる加熱に要するエネルギーが大きく、低コスト化のため、新たな吸収液の検討など研究が盛んに行われているが、未だ満足のいく水準には達していない。
【０００４】
一方、物理吸収法は、吸収塔において低温高圧の吸収液によってガスを吸収し、再生塔で減圧してこれを回収するものである。物理吸収法は、処理対象となる混合ガスが高圧である場合にとりわけ有利であり、例えば、ガス田から自噴する井戸元ガスや、石炭ガス化複合発電（IGCC）における排ガス等に含まれる二酸化炭素の分離に適用されている。換言すると、処理するガスが低圧の場合には、被処理ガスを昇圧する動力が必要であるため、コスト面から商業的に用いることは困難であった。
【０００５】
この点、特許文献１には、吸収液にイオン液体を用いて、吸収液に要する圧縮エネルギーが低い条件下でも二酸化炭素の分離回収を可能にする技術が提案されている。この提案に従えば、分離、回収に要するエネルギーを化学吸収法に比べて大幅に減少することが可能であるが、吸収液を循環するための循環ポンプが必要であり、この循環ポンプの動力エネルギーもまた、低減することが求められていた。
そのためには、イオン液体の循環量を減少させることが有効であるが、循環量が減少しても二酸化炭素の回収率が低下することがないように、イオン液体による二酸化炭素の回収を高効率に行う必要がある。
【０００６】
さらに、特許文献２には、化学吸収液と物理吸収液を併せて使用することが提案されている。この技術は、加圧によって物理吸収に基づく吸収が増えることを利用し、処理ガスを化学吸収液と物理吸収液からなる吸収液に溶解させた後、その吸収液を加圧し、化学吸収にて吸収されたガス成分（ここではH2S）を物理吸収に基づく吸収に移行させ、化学吸収液からガス成分を回収するために必要となる、加熱用スチームを無くす、あるいは大幅に少なくすることを目指したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2008−296211号公報
【特許文献２】特開平10−314537号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に記載の技術では、確かにガス成分回収時に必要となる加熱用スチームを無くす、あるいは大幅に少なく出来る可能性を有するが、その引き換えに、吸収液の加圧に大きなエネルギーが必要となり、結果として、加熱に必要なエネルギーを吸収液の加圧に要するエネルギーに置き換えたものになり、全体で必要となるエネルギーを低減することは難しい。
【０００９】
従って、本発明の目的は、吸収液による二酸化炭素の回収効率を高めるとともに、ガス分離に必要となる全てのエネルギーを考慮し、そのエネルギーを総合的に低減するための、具体的な方途を与えることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、発明者らは、加熱に必要なエネルギー、被処理ガス及び吸収液の加圧に必要なエネルギーなどを合わせた、全てのエネルギーを低減する方法について鋭意検討したところ、まず、化学吸収液と物理吸収液とを併用することによって二酸化炭素の回収効率を高めるとともに、各工程でのエネルギー回収を確実に行うことによってエネルギーを総合的に低減できることを知見し、本発明を完成するに至った。
さらに、化学吸収液と物理吸収液との混合割合や、この混合吸収液と処理する混合ガスとの割合を適正な範囲に規制することもまた、エネルギー効率の最適化に有効であることを知見した。
【００１１】
すなわち、本発明の要旨構成は、次のとおりである。
１．二酸化炭素を含む混合ガスから該二酸化炭素を分離回収する方法において、
（１）所定圧力下において、前記混合ガスを、物理吸収液と化学吸収液との混合吸収液に接触させて前記混合ガス中の二酸化炭素を前記混合吸収液中に吸収させる工程、
（２）前記二酸化炭素を吸収した混合吸収液を前記所定圧力より低い減圧下に置いて、該混合吸収液に含まれる二酸化炭素を回収すると共に、該混合吸収液に含まれる圧力エネルギーを回収する工程、
（３）前記減圧下での二酸化炭素回収を経た混合吸収液を加熱し、該混合吸収液中に残存する二酸化炭素を放出させて回収すると共に、該混合吸収液に含まれる熱エネルギーを回収する工程、
を含むことを特徴とする混合ガスの成分分離回収方法。
【００１２】
２．前記工程に、さらに
（４）前記工程（１）にて二酸化炭素が分離された混合ガスから圧力エネルギーを回収する工程
を有することを特徴とする前記１に記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【００１３】
３．前記工程に、さらに
（５）前記工程（３）にて二酸化炭素が放出された混合吸収液を、冷却後、前記工程（１）の混合吸収液に供する工程
を有することを特徴とする前記１または２に記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【００１４】
４．前記混合吸収液は、１質量％以上７質量％以下の化学吸収液を含み、残部が物理吸収液であることを特徴とする前記１、２または３に記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【００１５】
５．前記工程（１）において混合ガスに対する混合吸収液の比率が、1vol％以上200vol％以下であることを特徴とする前記１ないし４のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【００１６】
６．前記工程（１）における所定圧力が20ｋPaG以上300ｋPaG以下であることを特徴とする前記１ないし５のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【００１７】
７．前記工程（２）における減圧力が20ｋPaG以上300ｋPaG以下であることを特徴とする前記１ないし６のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【００１８】
８．前記工程（１）における混合吸収液の温度が10℃以上40℃以下であることを特徴とする前記１ないし７のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【００１９】
９．前記物理吸収液がイオン液体であることを特徴とする前記１ないし８のいずれかに記載の混合ガスの精製方法。
【００２０】
１０．前記工程（３）における混合吸収液の加熱温度が60℃以上120℃以下であることを特徴とする前記１ないし９のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【００２１】
１１．前記工程（３）における混合吸収液の加熱に廃熱を用いることを特徴とする前記１ないし１０のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【００２２】
１２．前記廃熱が、製鉄所の低品位廃熱であることを特徴とする前記１１に記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【００２３】
１３．前記混合ガスが、製鉄所の副生ガスを含むものであることを特徴とする前記１ないし１２のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【００２４】
１４．前記混合ガスが、火力発電所の排ガスを含むものであることを特徴とする前記１ないし１２のいずれかに記載の混合ガスの成分分離回収方法。
【００２５】
１５．二酸化炭素を含む混合ガスから二酸化炭素を分離回収して該混合ガスを精製する装置であって、
前記混合ガスと吸収液とを所定圧力下で混合し、該混合ガス中の二酸化炭素を前記吸収液中に吸収させる吸収塔、
前記二酸化炭素を吸収した混合吸収液を前記所定圧力より低い減圧下に置いて、該混合吸収液に含まれる二酸化炭素を回収する減圧塔、
前記減圧塔での処理を経た吸収液を加熱し、該吸収液中に残存する二酸化炭素を放出させる再生塔、
を有し、
前記減圧塔は、該減圧塔内の吸収液に含まれる圧力エネルギーを回収する動力回収装置をそなえることを特徴とする混合ガスの成分分離回収装置。
【００２６】
１６．前記吸収液は、物理吸収液と化学吸収液との混合液であることを特徴とする前記１５に記載の混合ガスの成分分離回収装置。
【００２７】
１７．前記吸収塔は、前記混合ガスに所定圧力を付与する圧縮機を有することを特徴とする前記１５または１６に記載の混合ガスの成分分離回収装置。
【００２８】
１８．前記再生塔の出側に、該再生塔内の吸収液に含まれる熱エネルギーを回収する熱回収装置をそなえることを特徴とする前記１５、１６または１７に記載の混合ガスの成分分離回収装置。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、吸収液による二酸化炭素の回収効率が格段に高まるとともに、ガス分離に用いたエネルギーの回収をも確実に行うことができるため、混合ガスの成分分離回収が、高いエネルギー効率の下に実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の混合ガスの成分分離回収装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の別の混合ガスの成分分離回収装置の構成を示す図である。
【図３】本発明に従う高炉ガスの成分分離回収の具体例を示す図である。
【図４】本発明に従う高炉ガスの成分分離回収の具体例を示す図である。
【図５】高炉ガスの成分分離回収の比較例を示す図である。
【図６】高炉ガスの成分分離回収の比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、本発明の方法について、この方法に直接使用する装置を示す、図１を参照して詳しく説明する。
すなわち、図１において、符号１は、二酸化炭素（CO２）を含む混合ガスＧと、物理吸収液および化学吸収液を混合した混合吸収液Ｌとを供給し、両者を所定圧力下で混合するための吸収塔である。
【００３２】
上記混合ガスＧとしては、二酸化炭素を含むものであれば特に種類は問わないが、例えば、製鉄所の高炉ガスを典型例とする副生ガスや、火力発電所の排ガスなどが対象となる。これら高炉ガスや排ガスが、20〜300kPaG程度の所定圧力を有している場合は、そのまま前記吸収塔１に導くことが可能である。
【００３３】
一方、混合ガスＧの圧力が所定圧力、具体的には20ｋPaG以上の圧力範囲にない場合は、圧縮機10を介して所定圧力まで昇圧してから、吸収塔１に導く。ここで、20ｋPaG以上とするのは、これ未満の吸収圧力では、物理吸収による二酸化炭素の吸収効率が悪いためである。なお、混合ガスＧの圧力は300kPaG以下とすることが好ましい。なぜなら、混合ガスＧの圧力を大きくすることで、混合ガスＧの昇圧に要する動力および混合吸収液を循環する動力が過大になることを防ぐためである。
【００３４】
さらに、混合吸収液Ｌの温度は、10℃以上40℃以下とすることが好ましい。なぜなら、混合吸収液の温度は低い程、二酸化炭素の吸収量が増加するが、10℃以下に冷却に要するためには、冷凍機動力が必要となるため、運転費の増加が生じる。また、40℃以上では、二酸化炭素の吸収量が低下し、これも運転費の増加に繋がる。
【００３５】
さらにまた、混合ガスＧに対する混合吸収液Ｌの比率が、１vol％以上200vol％以下であることが好ましい。なぜなら、混合ガスＧに対する混合吸収液Ｌの比率が１vol％以下では、二酸化炭素の吸収量が少ないため、回収する二酸化炭素の濃度を高くすることが出来ず、200vol％以上では、回収する二酸化炭素の濃度は高くすることが出来るが、混合吸収液Ｌの量が増加するため、混合吸収液Ｌの循環動力が増大し、結果として運転費の増加に繋がる。
【００３６】
上記した条件の下、混合ガスＧを混合吸収液Ｌと接触させて混合ガスＧ中の二酸化炭素を吸収液Ｌ中に確実に吸収させる（工程（１））。
ここで、混合吸収液Ｌは、１質量％以上７質量％以下の化学吸収液を含み、残部が物理吸収液であることが好ましい。すなわち、化学吸収液を１質量％以上としたのは、化学吸収液が１質量％以下では、化学吸収液が吸収する二酸化炭素が少ないため、化学吸収液からの二酸化炭素放出のための再生工程の増設費用、運転費の増加を補うことが出来ないためである。一方、７質量％以下としたのは、化学吸収液が吸収した二酸化炭素を放出するための再生エネルギーが過大となるのを防ぐためである。
【００３７】
また、混合吸収液Ｌを構成する物理吸収液および化学吸収液は、その種類を特に限定する必要はないが、以下に示すものが有利に適合する。
すなわち、物理吸収液は、高圧下にて物理的に二酸化炭素を吸収させ、その後減圧して二酸化炭素を放散させることにより回収する機能を有し、具体的には、メタノール（レクチゾール法）、N−メチルピロリドン、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、オリゴエチレングリコールメチルイソプロピルエーテル、プロピレンカーボネートなどがある。
また、化学吸収液は、二酸化炭素を化学反応によって吸収させ、その吸収液を加熱することにより二酸化炭素を放出させて回収する機能を有し、具体的には、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）などのアミンの水溶液またはその混合物や、アミノ酸系の水溶液などがある。
【００３８】
吸収塔１において、二酸化炭素を吸収した混合吸収液Ｌ１は、減圧塔２に導かれる。この減圧塔２の内部は、前記所定圧力より低い減圧下に調整してあり、混合吸収液Ｌ１に含まれる二酸化炭素を放出させて回収する（工程（２））。この操作は、気液分離器20にて行う。
すなわち、混合吸収液Ｌ１が減圧下に置かれると、高圧化で吸収された二酸化炭素の内、減圧された圧力に応じた吸収量以上の二酸化炭素は放出される。これは、二酸化炭素が溶解により混合吸収液に吸収される量は、圧力に応じて定まっており、圧力が高い程、二酸化炭素の吸収量が増加するためである。
【００３９】
その際、減圧塔２における圧力が20ｋPaG以上300ｋPaG以下であることが好ましい。なぜなら、減圧塔における圧力が低い程、混合吸収液量から放出される二酸化炭素の量は増加するため、吸収塔での吸収圧力を全て減圧することが望ましい。そのため、減圧塔における圧力は吸収塔での圧力と同等である20kPaG以上300kPaG以下であることが望ましい。
【００４０】
ここで、減圧塔２は、該減圧塔２内の混合吸収液Ｌ１に含まれる圧力エネルギーを回収する動力回収装置21をそなえ、混合吸収液Ｌ１に含まれる圧力エネルギーを確実に回収することが肝要である。
すなわち、混合吸収液Ｌ１は、上記した吸収塔１において所定圧力に保持されたまま減圧塔２に導かれて減圧されることから、減圧塔２の内外での差圧分をエネルギーとして回収することが可能であり、例えばハイドロリックタービンを動力回収装置21として介在させることによって、エネルギーの回収を確実に行うことができる。
ちなみに、ここで回収したエネルギーは、混合吸収液を循環するポンプ動力、混合ガスＧを昇圧する圧縮機10の動力に供することができる。
【００４１】
次いで、減圧塔２において、減圧下での二酸化炭素回収を経た混合吸収液Ｌ２は、例えばポンプＰを介して、再生塔３に導かれる。この再生塔３において、例えば混合吸収液Ｌ２を蒸気などの加熱源30により加熱し、該混合吸収液Ｌ２中に残存する二酸化炭素を放出させて回収する（工程（３））。
すなわち、混合吸収液Ｌ２が加熱されると、化学吸収液に吸収された二酸化炭素が放出される。ここで、減圧塔２では物理吸収により二酸化炭素が放出され、化学吸収により吸収された二酸化炭素は、混合吸収液に残されており、この二酸化炭素が全て再生塔３にて放出されることとなる。
【００４２】
その際、再生塔３における温度が60℃以上120℃以下であることが好ましい。なぜなら、化学吸収液の再生には、高温の熱源が望ましい。一方、高温の熱源を利用することにより、化学吸収液の再生に要するエネルギーが増大し、化学吸収法での大きな欠点となっている。そのため、本技術では、通常の化学吸収法では、利用することの出来ない低質な廃熱を利用することを特徴としており、60℃から120℃の低質な廃熱を、より好ましくは、60℃から80℃の低質な廃熱を利用可能であることを特徴としている。
【００４３】
上記の再生塔３において二酸化炭素が放出された混合吸収液Ｌ３は、廃棄することも可能であるが、好ましくは、冷却後、前記工程（１）の混合吸収液Ｌとして循環供給する（工程（５））ことが好ましい。
【００４４】
さらに、（４）前記工程（１）にて二酸化炭素が分離された後の精製ガスＧ１は、図１に示すように、膨張タービンなどの動力回収装置11を介して、所定圧力下で有する圧力エネルギーを回収する（工程（４））ことが好ましい。その後、精製ガスＧ１は再利用することになる。
【００４５】
前記工程（３）における混合吸収液の加熱に廃熱、とりわけ製鉄所の低品位廃熱を用いることが好ましい。
ここに、廃熱とは、加熱、その他プロセスで使用された後の熱媒体が有する熱をいう。この廃熱は、その温度レベルにより特徴付けることができる。つまり、廃熱の内、温度レベルが低いものは利用できる箇所が限定され、利用されることなく廃棄されることが少なくない。その様に利用価値の低い廃熱を低品位廃熱と呼ぶ。尚、温度としては、200℃以下の廃熱を低品位廃熱と呼ぶ場合もあるが、製鉄所では、200℃以下の廃熱も有効利用されており、製鉄所の場合は100℃以下の廃熱を低品位廃熱と呼ぶこととする。
【００４６】
また、図２に示すように、前記再生塔３の出側に、熱交換器などの熱回収装置31を追加配備し、この再生塔３内の混合吸収液Ｌ２に含まれる熱エネルギーを、熱回収装置31にて回収すると同時に、混合吸収液の冷却をはかることも可能である。
ここで、熱回収装置31は、加熱された混合吸収液を高温側流体、水その他の媒体を低温側流体として熱量を交換する熱交換器を用いればよく、具体的には、プレート式熱交換器、二重管式熱交換器、シェル＆チューブ式熱交換器を用いることが出来る。
【実施例１】
【００４７】
図１および図２に示した成分分離回収装置を用いて、高炉ガスからの二酸化炭素の分離回収を行った。その際の操業条件を、図３（発明例１）および図４（発明例２）にそれぞれ示す。ここで、使用した混合吸収液の組成、二酸化炭素および各ガス成分分離回収におけるコストは、下記の通りである。
なお、設備費は、設備投資額に対する1年間の経費を22%とし、設備規模に対するスケールアップファクターは, 化学プラントにおける一般的な値である0.7乗則を用いた。運転費については、電力単価を7円／kWhとして算出した。
【００４８】
記
［発明例１］
・混合吸収液組成  ジグライム（物理吸収液）：９３質量％
モノエタノールアミン（化学吸収液）：７質量％
・高炉ガスに対する混合吸収液の比率：20Vol％
・CO２回収率：99％
・分離コスト：2,000円／ｔ−CO２
内訳  設備費：800円／ｔ−CO２
運転費：1,200円／ｔ−CO２
［発明例２］
・混合吸収液組成  ジグライム（物理吸収液）：９３質量％
モノエタノールアミン（化学吸収液）：７質量％
・高炉ガスに対する混合吸収液の比率：20Vol％
・CO２回収率：99％
・分離コスト：2,000円／ｔ−CO２
内訳  設備費：1,000円／ｔ−CO２
運転費：1,000円／ｔ−CO２
【００４９】
また、比較として、図５（比較例１）および図６（比較例２）にそれぞれ示す成分分離回収装置を用いて、高炉ガスからの二酸化炭素の分離回収を行った。その際の操業条件を、図５および図６にそれぞれ示す。ここで、使用した吸収液の種類、二酸化炭素およびエネルギーの回収率および各ガス成分分離回収におけるコストは、下記の通りである。
記
［比較例１］
・物理吸収液：イオン液体（１-ｎ‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウム  ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド；[BMIN]Tf2N）
・高炉ガスに対する物理吸収液の比率：50Vol％
・CO２回収率：50％
・分離コスト：2,400円／ｔ−CO２
内訳  設備費：900円／ｔ−CO２
運転費：1,500円／ｔ−CO２
［比較例２］
・化学吸収液：モノエタノールアミン
・高炉ガスに対する化学吸収液の比率：５Vol％
・CO２回収率：90％
・分離コスト：6,400円／ｔ−CO２
内訳  設備費：2,300円／ｔ−CO２
運転費：4,100円／ｔ−CO２
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上の実施例は高炉ガスを対象としているが、本発明は、その他にも、火力発電所の排ガスにおける二酸化炭素の分離回収や、天然ガス生産井戸での二酸化炭素の分離回収などに適している。
【符号の説明】
【００５１】
１  吸収塔
２  減圧塔
３  再生塔
10  圧縮機
11、21  動力回収装置
31  熱回収装置
Ｇ  混合ガス
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  混合吸収液
Ｐ  ポンプ
【図１】
2011251220.tif 000003
【図２】
2011251220.tif 000004
【図３】
2011251220.tif 000005
【図４】
2011251220.tif 000006
【図５】
2011251220.tif 000007
【図６】
2011251220.tif 000008