(57)【要約】【課題】ＣＯ２を排出しない、ステーブクーラの循環冷媒が有する廃熱を用いて製鉄所で発生する副生ガス中からＣＯ２を吸収液で吸収するＣＯ２吸収法を提供する。【解決手段】製鉄所で発生する副生ガスを吸収塔２に導入し、吸収塔２に供給される、再生塔３で再生された吸収液と接触させて副生ガス中のＣＯ２を吸収液に吸収させ、吸収塔２でＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液は再生塔３にて加熱してＣＯ２と吸収液とに分離するＣＯ２吸収法において、高炉１のステーブクーラ５から取り出した循環冷媒が保有している廃熱を熱源として再生塔３から取り出した吸収液を熱交換により加熱して再生塔３に戻して循環させながらＣＯ２吸収液をＣＯ２と吸収液とに分離して吸収液を再生し、再生した吸収液の一部を吸収塔２に供給するとともに、熱交換により冷却された循環冷媒は再びステーブクーラ５の冷媒として使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収塔及び再生塔を備え、製鉄所で発生する副生ガスを吸収塔に導入し、吸収塔に供給される、再生塔で再生された吸収液と接触させて副生ガス中のＣＯ２を吸収液に吸収させ、吸収塔でＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液は再生塔にて加熱してＣＯ２と吸収液とに分離するＣＯ２吸収法において、
高炉のステーブクーラから取り出した循環冷媒が保有している廃熱を熱源として再生塔から取り出した吸収液を熱交換により加熱して再生塔に戻して循環させながらＣＯ２吸収液をＣＯ２と吸収液とに分離して吸収液を再生し、
再生した吸収液の一部を吸収塔に供給するとともに、熱交換により冷却された循環冷媒は再びステーブクーラの冷媒として使用することを特徴とするステーブクーラの循環冷媒の廃熱を用いた副生ガス中のＣＯ２吸収法。
【請求項２】
前記循環冷媒を予め加圧し、ステーブクーラから取り出した循環冷媒が保有している廃熱を熱源として再生塔から取り出した吸収液を熱交換により加熱してＣＯ２吸収液をＣＯ２と吸収液とに分離できる温度に昇温させることを特徴とする請求項１記載のステーブクーラの循環冷媒の廃熱を用いた副生ガス中のＣＯ２吸収法。
【請求項３】
副生ガスが高炉ガスであることを特徴とする請求項１または２記載のステーブクーラの循環冷媒の廃熱を用いた副生ガス中のＣＯ２吸収法。
【請求項４】
循環冷媒が純水であることを特徴とする請求項１、２または３記載のステーブクーラの循環冷媒の廃熱を用いた副生ガス中のＣＯ２吸収法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アミン等の吸収液を用いて二酸化炭素ガス（ＣＯ２）を吸収するＣＯ２吸収法において、ＣＯ２吸収液の再生に必要なエネルギーとして炉壁を冷却するステーブクーラの循環冷媒の廃熱を利用するＣＯ２吸収法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ２の大気中への放出による地球温暖化を防止するために、排ガス中のＣＯ２を回収して大気中へのＣＯ２放出を減少させる方法として、アミン等の吸収液を利用してＣＯ２を回収液に吸収させる化学吸収法によってＣＯ２を回収する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１で提案されているＣＯ２回収法では、発電所等のボイラで発生したＣＯ２を含有する燃焼排ガスが冷却塔で冷却され、冷却された燃焼排ガスは吸収塔に導入され、吸収塔には再生塔で再生された吸収液が供給され、この吸収液に燃焼排ガス中のＣＯ２が接触して吸収され、ＣＯ２が除去された燃焼排ガスは吸収塔の排気管を通してガス利用先に供給される。
【０００４】
吸収塔で燃焼排ガス中のＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液は、ＣＯ２と吸収液とを分離して吸収液を再生するために再生塔に供給されるが、その際、再生塔に供給される前にＣＯ２吸収液が再生塔からの比較的温度の高い再生吸収液と熱交換されて加熱される。加熱されたＣＯ２吸収液は、高温の再生塔に供給されて気液接触部材を流下する間にＣＯ２と再生吸収液に分離する。再生吸収液は、再生塔から取り出され、再生塔外の熱交換器（リボイラ）で低圧蒸気と熱交換により加熱され、再生塔に戻されて再生塔内でＣＯ２吸収液を加熱するエネルギーとして利用される。再生された吸収液の一部は、ＣＯ２を吸収させるために吸収塔に返送される。
【０００５】
他方、製鉄所における高炉では炉壁を冷却するためにステーブクーラが用いられている。図２は高炉のステーブクーラの一例を示す概略断面図である。
【０００６】
図２において、高炉１の周囲に高さ方向に配置されたステーブクーラ５は鋳鉄や銅の鋳物内部に冷媒通路９を形成し、冷媒通路９に冷媒として冷却水を通水して炉壁１０を冷却するものである。高炉内の熱の伝達により加熱されたステーブクーラ５の冷却水あるいは蒸気は取り出されて熱交換器１１で熱交換により冷却され、循環ポンプ１２でステーブクーラ５へ戻して循環させている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２２５５３７号公報
【特許文献２】特開平６−３２２４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的にＣＯ２の吸収液を用いたＣＯ２吸収法では、ＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液を加熱してＣＯ２と吸収液とに分離し、吸収液を再生しているが、再生には多量の熱量を要するため、特許文献１では、吸収塔と再生塔の出側に熱交換器を設け、吸収塔からのＣＯ２吸収液と再生塔からの加熱された吸収液との熱交換により熱量の回収を図っている。しかしながら、最も高い温度を必要とする吸収液の再生の熱源には、ＣＯ２吸収液と再生吸収液の相互の熱を用いた熱交換による熱量回収だけでは適応できないため、再生塔の再生吸収液の昇温に熱交換器に低圧蒸気を供給して補填している。この低圧蒸気を発生させるためには、電気、燃料等の別のエネルギーを必要とし、低圧蒸気を発生させるためにＣＯ２を放出させることになる。
【０００８】
また、製鉄所に配置されている高炉、転炉、コークス炉などの各種の炉から発生する副生ガス中に含まれるＣＯ２を回収して除去することは、回収したガスの単位体積当たりの熱量が上がることで高炉排ガスを利用するプロセスでの熱効率を向上させることができるだけでなく、大気中に放散させるＣＯ２を減少させることができる。
【０００９】
他方、高炉の炉壁を冷却するために用いられているステーブクーラ内を流れている循環冷媒は炉壁の熱の伝達により加熱されるが、循環冷媒が保有している熱は利用されておらず、循環冷媒は単にステーブクーラの冷却に使用されているだけである。
【００１０】
そこで、本発明は、ＣＯ２を排出しない、ステーブクーラの循環冷媒が有する廃熱を用いて製鉄所で発生する副生ガス中からＣＯ２を吸収液で吸収するＣＯ２吸収法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、吸収塔及び再生塔を備え、製鉄所で発生する副生ガスを吸収塔に導入し、吸収塔に供給される、再生塔で再生された吸収液と接触させて副生ガス中のＣＯ２を吸収液に吸収させ、吸収塔でＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液は再生塔にて加熱してＣＯ２と吸収液とに分離するＣＯ２吸収法において、高炉のステーブクーラから取り出した循環冷媒が保有している廃熱を熱源として再生塔から取り出した吸収液を熱交換により加熱して再生塔に戻して循環させながらＣＯ２吸収液をＣＯ２と吸収液とに分離して吸収液を再生し、再生した吸収液の一部を吸収塔に供給するとともに、熱交換により冷却された循環冷媒は再びステーブクーラの冷媒として使用することを特徴とする。
【００１２】
前記構成において、循環冷媒を予め加圧し、高圧温水の状態もしくは蒸気としてステーブクーラから取り出した循環冷媒が保有している廃熱を熱源として再生塔から取り出した吸収液を熱交換により加熱してＣＯ２吸収液をＣＯ２と吸収液とに分離できる温度に昇温させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、製鉄所で発生する副生ガス中のＣＯ２回収に必要なエネルギーを高炉のステーブクーラからの、ＣＯ２を排出しない未利用エネルギーであった廃熱を有効に利用するので、ＣＯ２の回収が電気等のＣＯ２を排出して作られるエネルギーを用いずに実施できるため、ＣＯ２抑制効果が高く、また電気等のＣＯ２排出を伴うエネルギーを利用して実施される場合に比較してＣＯ２吸収プロセスを安価に構築できる。
【００１４】
高炉のステーブクーラにより高炉の膨大な廃熱を利用して高炉排ガス中のＣＯ２を回収するので、地理的条件に恵まれ、また高炉ガスの熱量が上がり、高炉ガスを利用するプロセスでの熱効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明のＣＯ２吸収法のフロー図で、高炉から発生したＣＯ２を含有する高炉ガス（ＢＦＧ）から吸収液（アミン液）によりＣＯ２を回収する例を示すフローである。
【００１６】
ＢＦＧからＣＯ２を除去するフローの概略は、高炉１から発生したＢＦＧ中のＣＯ２を吸収塔２で吸収液により吸収除去し、ＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液を再生塔３で加熱してＣＯ２と吸収液に分離し、再生した吸収液は吸収塔２へ送ってＣＯ２の吸収に利用する。本発明では、ＣＯ２吸収液からＣＯ２と吸収液を分離して再生するための加熱に、熱交換器４の熱源として高炉１の炉壁を冷却するステーブクーラ５の廃熱を利用する。
【００１７】
以下、図１により詳細に説明する。高炉１から発生したＢＦＧはＣＯ２を吸収させる吸収塔２へ送られる。吸収塔２ではＢＦＧ中のＣＯ２を吸収させるためのアミン液が吸収塔２の上部からスプレーされる。吸収塔２でＣＯ２を除去したＢＦＧはガスタンクに貯留される。ＣＯ２を除去したＢＦＧは、単位体積当たりの熱量が上がることでＢＦＧを利用するプロセスでの熱効率が向上する。
【００１８】
吸収塔２でスプレーする吸収液は、以下に述べるとおり吸収塔２でＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液を再生塔３でステーブクーラ６の循環冷媒の廃熱により加熱してＣＯ２と吸収液に分離し、再生した吸収液を循環させて使用する。
【００１９】
吸収塔２の下部から抜き出されたＣＯ２吸収液は、熱交換器６で昇温して再生塔３の上部からスプレーされて、ＣＯ２と吸収液に分離する。ＣＯ２と吸収液を分離するためには、ＣＯ２吸収液を約１２０℃以上に加熱する必要があり、再生塔３を約１２０℃以上に維持するため、再生塔３の下部から抜き出した再生した吸収液の一部を高炉１のステーブクーラ６の廃熱を利用した熱交換器４で加熱して再生塔３へ循環させる。再生した吸収液の残りは、熱交換器６で吸収塔２のＣＯ２吸収液と熱交換により冷却されて吸収塔２へ供給される。
【００２０】
ステーブクーラ５で加熱された冷却水は、沸点を再生温度以上になるように少なくとも０．２ＭＰａに加圧して高圧温水の状態もしくは蒸気としてステーブクーラ５に供給する。その上で、再生可能となる温度までステーブクーラ５にて熱量を吸収し熱交換器（リボイラ）４に供給される。熱交換器４で再生した吸収液と熱交換により冷却された冷媒は、ポンプ７で再び加圧されてステーブクーラ５に循環させて高炉の熱を回収する。冷媒には、高温化するために純水装置で製造した純水を使用することが好ましい。もしくは、ステーブクーラにて冷却水を蒸発させ熱量と蒸気を媒体として利用する方法もある。この場合には熱交換器（リボイラ）４にて蒸気に凝縮され、蒸発潜熱を利用出来るため冷媒の循環量を少なくすることが出来る。
【００２１】
この時、蒸気の蒸発潜熱を有効に利用するため沸点が吸収液の再生温度以上になるように加圧する。この時の温度、圧力は前述のとおりである。
【００２２】
再生塔３で分離されたＣＯ２は、再生塔３から排出され、熱交換器８で冷却して水蒸気を除去し、タンクに貯留されてＣＯ２源等に利用される。    
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のＣＯ２吸収法のフロー図で、高炉から発生したＣＯ２を含有するＢＦＧからＣＯ２を回収する例を示すフローである。
【図２】高炉のステーブクーラの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：高炉
２：吸収塔
３：再生塔
４：熱交換器
５：ステーブクーラ
６：熱交換器
７：ポンプ
８：熱交換器
９：冷媒通路
１０：炉壁
１１：熱交換器
１２：循環ポンプ
【図１】
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【図２】
2005195283.tif 000004