(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給されたＣＯ２を含有するガスを、Ｋ２ＣＯ３またはＮａ２ＣＯ３の固体粒子からなる乾式固体吸収剤と接触させてＣＯ２を回収する回収反応器と、
前記回収反応器と連結されて気体を排出させるとともに、ＣＯ２を含有している固体のみを分離する回収サイクロンと、
前記回収サイクロンと連結された固体移送パイプを通じてＣＯ２を含有している固体の供給を受け、流動化ガス供給管を利用して、ＣＯ２と乾式固体吸収剤とに分離する再生反応器と、
前記再生反応器から分離されたＣＯ２を利用することができるように外部へ放出する再生サイクロンと、
前記再生反応器の下部と連結され、固体吸収剤にＨ２Ｏを吸収させて前記回収反応器にフィードバックする水蒸気前処理機とを包含し、
前記水蒸気前処理機に供給されるＨ２Ｏは、流動化ガスにスチームを包含させて供給することを特徴とするＣＯ２分離回収装置。
【請求項２】
前記回収反応器の下部には、流動層反応器を一体に形成して、前記回収反応器におけるＣＯ２を含有するガスの滞留時間及び反応時間を延長させることを特徴とする請求項１に記載のＣＯ２分離回収装置。
【請求項３】
前記固体移送パイプに両方向ループ室を設置して、これを前記再生反応器及び前記回収反応器の両方に連結させて、前記固体吸収剤を前記再生反応器と前記回収反応器とに分配して供給することを特徴とする請求項１に記載のＣＯ２分離回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水蒸気前処理機を包含するＣＯ２分離回収装置に関する。より詳細には、ＣＯ２を選択的に吸収する回収反応器と、ＣＯ２を吸収している固体粒子がＣＯ２を放出しながら元の状態に再生される再生反応器と、この再生反応器との間に水蒸気前処理機を設置してなるＣＯ２分離回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＯ２を回収する工程としては、湿式法による工程がある。すなわち、アミン類系の溶液を通過させてＣＯ２を吸収するようにし、再生塔でその溶液を再生させる方式である。しかし、このような湿式法の場合は、廃水が発生する問題がある。
【０００３】
これを解決するために乾式法が発明された。この乾式法は、２塔の反応器を使用してＣＯ２を分離回収する方法であって、排ガスに含有されているＣＯ２ガスと乾式固体吸収剤とを均一に接触させることによって、ＣＯ２のみを選択的に分離して回収する技術である。
【０００４】
しかし、この従来技術は、回収反応器と再生反応器との間における温度の調節が容易でないばかりでなく、回収反応器でのＣＯ２の除去率と吸収剤の利用率が低いという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のような従来技術の有する問題を解決するために案出された本発明は、ＣＯ２を回収する反応器と再生反応器との間に水蒸気（Ｈ２Ｏ）前処理反応器を設置して、反応器の温度調節を容易にし、かつ回収反応器におけるＣＯ２の除去率と吸収剤の利用率を向上させることのできる、水蒸気前処理機を包含してなるＣＯ２分離回収装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の目的を達成するために本発明は、外部から供給されたＣＯ２を含有するガスを、Ｋ２ＣＯ３またはＮａ２ＣＯ３の固体粒子からなる乾式固体吸収剤と接触させてＣＯ２を回収する回収反応器１と、前記回収反応器１と連結されて気体を排出させるとともに、ＣＯ２を含有している固体のみを分離する回収サイクロン４と、前記回収サイクロン４と連結された固体移送パイプ５を通じてＣＯ２を含有している固体の提供を受け、流動化ガス供給管８を利用して、ＣＯ２と乾式固体吸収剤とに分離する再生反応器２と、前記再生反応器２から分離されたＣＯ２を利用することがきるように外部へ放出する再生サイクロン６と、前記再生反応器２と連結され、固体吸収剤にＨ２Ｏを吸収させて前記回収反応器１にフィードバックする水蒸気前処理機３とを包含してなるＣＯ２分離回収装置である。
【０００７】
さらに、前記回収反応器１の下部には、流動層反応器１４を一体に形成して、前記回収反応器１におけるＣＯ２を含有するガスの滞留時間及び反応時間を延長させることを特徴とする。
【０００８】
また、前記固体移送パイプ５に両方向ループ室（ｌｏｏｐ  ｃｈａｍｂｅｒ）１３を設置して、これを前記再生反応器２及び前記回収反応器１の両方に連結させて、前記固体吸収剤を前記再生反応器２及び前記回収反応器１とに分配して供給することを特徴とする。
【０００９】
また、前記水蒸気前処理機３に供給されるＨ２Ｏは、流動化ガスにスチームを包含させて供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低コストで温室効果ガスの主な原因の１つであるＣＯ２を回収及び低減することによって、地球温暖化問題に能動的に対処することができる。
【００１１】
特に、ＣＯ２の分離回収装置において再生反応器に連結される水蒸気前処理機をさらに設置することにより、乾式固体吸収剤のＣＯ２除去率と吸収剤の利用率を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＣＯ２分離回収装置の模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るＣＯ２分離回収装置の模式図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るＣＯ２分離回収装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。後述の各図面の構成要素に参照符号を付与するにおいて、同一の構成要素に対しては他の図面上に表示される場合にも同一の符号を付するとともに、本発明の要旨を混同すると判断される公知機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。
【００１４】
本発明は、ＣＯ２を回収する装置において、再生反応器と回収反応器との間にＨ２Ｏ前処理反応器を設置することによって、反応器の温度調節を容易にしかつ回収反応器におけるＣＯ２の除去率と吸収剤の利用率を向上させることを特徴としている。
【００１５】
図１は、本発明の第１実施形態に係るＣＯ２分離回収装置の模式図である。前記ＣＯ２分離回収装置は、回収反応器１、再生反応器２、水蒸気前処理機３、回収サイクロン４、再生サイクロン６、及び固体移送パイプ５を包含して構成されている。
【００１６】
まず、ＣＯ２を含有するガスは、ＣＯ２を含有するガス注入管７を通じて回収反応器１の下部に供給される。
【００１７】
供給されたＣＯ２含有ガスは、回収反応器１の下部に設置されたガス分散板１０を通過して回収反応器１の内部に供給される。このとき、ガス分散板１０は、平板上に複数の孔が形成された多孔板を使用することができる。
【００１８】
ＣＯ２含有ガスは回収反応器１の中で乾式固体吸収剤と接触してＣＯ２が回収されることになる。
【００１９】
乾式固体吸収剤としては、Ｋ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３の固体粒子を使用することができる。
【００２０】
回収反応器１の上部側の外部には回収サイクロン４が連結され、回収サイクロン４は固体と気体とを分離する機能を有する。
【００２１】
したがって、回収サイクロン４は、ＣＯ２を吸収した固体粒子である乾式固体吸収剤のみを通過させて、残りの気体は外部へ排出するようになる。
【００２２】
回収サイクロン４を通過した、ＣＯ２を吸収した乾式固体吸収剤は、固体移送パイプ５を経て再生反応器２に導入される。
【００２３】
ここで、固体移送パイプ５は、回収、再生２つの反応器間の気体の流れを遮断する役割をするので、再生反応器２は、回収サイクロン４より低い位置に設置されることが好ましい。
【００２４】
再生反応器２の下部には、流動化ガス供給管８が設置されて、流動化ガスがガス分散板１１を経て供給される。
【００２５】
すなわち、固体移送パイプ５によって再生反応器２に導入された固体粒子を流動化させることによって再生して、ＣＯ２と乾式固体吸収剤とに分離する。
【００２６】
このとき、再生反応器２の上部に設置された再生サイクロン６で乾式固体吸収剤とＣＯ２とを分離して、乾式固体吸収剤を再生反応器２に再導入するとともに、ＣＯ２ガスは外部へ排出する。このとき、外部に排出されたＣＯ２は適当に回収されてドライアイスの製造など、多様な産業分野で利用することができる。
【００２７】
同時に、再生された乾式固体吸収剤は、固体の自重によって再生反応器２の下部に連結された水蒸気前処理機３に導入される。
【００２８】
水蒸気前処理機３には、下部にＨ２Ｏを含有する流動化ガスを供給する加水流動化ガス供給管９が設置されている。Ｈ２Ｏを含有する流動化ガスは、スチームを流動化ガスに混合することによって調製される。
【００２９】
加水流動化ガスは、加水流動化ガス供給管９を通じてＨ２Ｏを含有する流動化ガスがガス分散板１２を経て供給される。
【００３０】
乾式固体吸収剤がＨ２Ｏを含有する流動化ガスと接触してＨ２Ｏを吸収する。
【００３１】
Ｈ２Ｏを吸収した乾式固体吸収剤は、自重によってさらに回収反応器１に送られる。
【００３２】
このとき、二酸化炭素がＨ２Ｏによって容易に溶解される性質があるため、Ｈ２Ｏを吸収した乾式固体吸収剤は、二酸化炭素の吸着率をさらに高めることになる。
【００３３】
図２は、本発明の第２実施形態に係るＣＯ２分離回収装置の模式図であって、第１実施形態と異なり、回収反応器１の下部、すなわち、ＣＯ２を含有するガスが供給されるとき、ガス分散板１０によってＣＯ２を含有するガスが拡散される部分に流動層反応器１４が一体に装着されている。
【００３４】
流動層反応器１４は、回収反応器１の断面積より大きな断面積を有しているので、ＣＯ２を含有するガスの体積を膨張させることによるガスの拡散により、回収反応器１内の滞留時間及び反応時間を延長させることができるため、乾式固体吸収剤のＣＯ２除去率と吸収剤の利用率を増加させることができる。
【００３５】
図３は、本発明の第３実施形態に係るＣＯ２分離回収装置の模式図である。第１実施形態との差異は、固体移送パイプ５に両方向ループ室１３が設置される。
【００３６】
したがって、固体移送パイプ５は、両方向ループ室１３を経て再生反応器２及び回収反応器１の下部と連結される。
【００３７】
両方向ループ室１３の存在によって、再生反応器２に移送される乾式固体吸収剤のうちの一部が回収反応器１の下部に供給される。
【００３８】
したがって、回収反応器１及び回収サイクロン４を通過しているが、ＣＯ２と接触してもＣＯ２が吸収されていない乾式固体吸収剤をさらに回収反応器１にフィードバックすることによって、乾式固体吸収剤のＣＯ２除去率と吸収剤の利用率を増加させることができる。
【００３９】
また、両方向ループ室１３によって、回収反応器１及び再生反応器２に供給される乾式固体吸収剤の量を調節することができるので、運転条件を多様に変化させることができる。
【００４０】
以上、本発明の好ましい実施形態を図面参照しながら説明したが、該当技術分野の当業者であれば、特許請求範囲に記載されている本発明の思想及び範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
再生用固体吸収剤を利用するＣＯ２回収装置の開発によって、エネルギーが節約されるとともに、低コストのＣＯ２分離回収技術を確保することができ、次世代の予燃焼（ｐｒｅ‐ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）ＣＯ２捕集技術と、ＣＬＣ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｌｏｏｐｉｎｇ  Ｃｏｍｂｕｓｔｏｒ）に適用可能な工程技術を提供する。
【符号の説明】
【００４２】
１  回収反応器
２  再生反応器
３  水蒸気前処理機
４  回収サイクロン
５  固体移送パイプ
６  再生サイクロン
７  ＣＯ２含有ガス注入管
８  流動化ガス供給管
９  加水流動化ガス供給管
１０、１１、１２  ガス分散板
１３  両方向ループ室
１４  流動層反応器
【図１】
0004757343.tif 000002
【図２】
0004757343.tif 000003
【図３】
0004757343.tif 000004