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JP2018058002A - Gas treatment apparatus and gas treatment method - Google Patents

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JP2018058002A
JP2018058002A JP2016195820A JP2016195820A JP2018058002A JP 2018058002 A JP2018058002 A JP 2018058002A JP 2016195820 A JP2016195820 A JP 2016195820A JP 2016195820 A JP2016195820 A JP 2016195820A JP 2018058002 A JP2018058002 A JP 2018058002A
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Japan
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oxygen carrier
gas
oxygen
carbonate
metal oxide
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JP2016195820A
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林　石英
Sekiei Hayashi
石英 林
知直 齊藤
Tomonao Saito
知直 齊藤
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JAPAN COAL ENERGY CENTER (JCOAL)
Japan Coal Energy Center Jcoal
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JAPAN COAL ENERGY CENTER (JCOAL)
Japan Coal Energy Center Jcoal
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas treatment apparatus and a gas treatment method capable of recovering highly concentrated COwith low energy consumption.SOLUTION: A gas treatment apparatus of the present invention having a COabsorbent containing any one or more of an alkali metal oxide and an alkaline earth metal oxide and an oxygen carrier containing a transition metal oxide and the state of which is changed to an oxidation type and a reduction type as a gas treatment medium 1 includes: a COabsorption tower 101 absorbing COcontained in a CO-containing gas by the COabsorbent and generating a carbonate; a regeneration tower 102 generating the reduction type oxygen carrier and oxygen by reducing the oxygen carrier and generating COand the COabsorbent by decomposing the carbonate by reaction heat from the combustion reaction of oxygen; a combustion tower 103 oxidizing the reduction type oxygen carrier to an oxidation type oxygen carrier by an oxidative gas; a discharge port 102a recovering COgenerated by a carbonate decomposition means; and a heat exchanger 111.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、二酸化炭素（ＣＯ２）を回収するためのガス処理装置及びガス処理方法に関する。 The present invention relates to a gas processing apparatus and a gas processing method for recovering carbon dioxide (CO 2 ).

石炭火力発電等の発電、製造業、工業プロセス、廃棄物焼却等において排出された排ガス中のＣＯ２が大気中に放出されることを防止するために、排ガス中のＣＯ２を分離回収して貯留し、有効利用するための技術が開発されている。 Power coal-fired power, etc., manufacturing, industrial process, to CO 2 in the exhaust gas discharged in the waste incineration is prevented from being released into the atmosphere, the CO 2 in the exhaust gas separated and recovered Technologies for storing and using them effectively have been developed.

しかし、ＣＯ２を回収するためには、エネルギー損失が大きく多大なコストが掛かり、汚染水が発生してしまうという問題があった。このような問題を解決するために、低エネルギー且つ低コストで、水の使用量が少なく汚染水が出ないＣＯ２の回収システムの開発が望まれている。 However, in order to recover CO 2 , there is a problem that energy loss is large and a great cost is required, and contaminated water is generated. In order to solve such problems, it is desired to develop a CO 2 recovery system that has low energy and low cost, uses less water, and does not generate contaminated water.

上記課題を解決するために種々の提案がなされている。特許文献１には、実施例２及び図７に開示されるように、安価に入手でき、ＣＯ２を吸収するＣａＯ、及びＣｕＯを含有する固定床の反応装置にＣＯ２を含有するガスを導入し、ケミカルルーピング方法を用いてＣＯ２を分離回収する方法が記載されている。 Various proposals have been made to solve the above problems. In Patent Document 1, as disclosed in Example 2 and FIG. 7, a gas containing CO 2 is introduced into a fixed bed reactor containing CaO that absorbs CO 2 and CuO that can be obtained at low cost. A method of separating and recovering CO 2 using a chemical looping method is described.

特許文献２には、再生可能エネルギー源であるバイオマス資源をガス化するための三塔式循環流動層ガス化装置が開示されており、ＣａＯを三塔内で循環させ、ＣＯ２の排出量を低減して高効率でバイオマスをガス化できることが記載されている。 Patent Document 2 discloses a three-column circulating fluidized bed gasification apparatus for gasifying biomass resources, which are renewable energy sources, and circulates CaO in the three towers to reduce CO 2 emissions. It is described that biomass can be gasified with high efficiency and reduced.

特表２０１３−５０４４２１号公報Special table 2013-504421 gazette 特開２０１４−７４１４４号公報JP 2014-74144 A

しかしながら、特許文献１におけるＣＯ２回収方法は、固定床の反応装置を用いた反応であることから、ＣａＯ及びＣｕＯが各反応装置間において循環せず、効率的にＣＯ２を回収することが困難であると考えられる。また、特許文献２に記載の三塔式循環流動層ガス化装置においては、ガス化塔及びタール改質塔において発生するガスが混合した状態の排ガスとして排出されるため、高濃度でＣＯ２を回収するには、当該排ガスからＣＯ２を分離する工程がさらに必要となり、エネルギー消費が多くなってしまう。 However, since the CO 2 recovery method in Patent Document 1 is a reaction using a fixed bed reactor, CaO and CuO do not circulate between the reactors, and it is difficult to efficiently recover CO 2. It is thought that. Further, in the three-column circulating fluidized bed gasifier described in Patent Document 2, since the gas generated in the gasification tower and the tar reforming tower is discharged as a mixed exhaust gas, CO 2 is highly concentrated. In order to recover, an additional step of separating CO 2 from the exhaust gas is required, which increases energy consumption.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、低エネルギー消費で高濃度のＣＯ２を回収することができるガス処理装置及びガス処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a gas processing apparatus and a gas processing method capable of recovering high concentration CO 2 with low energy consumption.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ケミカルルーピング方法を三塔式循環流動層ガス化装置において適用し、且つ、ＣＯ２を高濃度で含有するガスとＣＯ２を含まないガスとを別々に排出させることで、低エネルギー消費で高濃度のＣＯ２を回収できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor has conducted extensive studies to solve the above problems, a chemical looping process is applied in the three-column circulating fluidized bed gasifier, and free of gas and CO 2 containing CO 2 at a high concentration It has been found that by discharging the gas separately, high concentration of CO 2 can be recovered with low energy consumption, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、ＣＯ２を含有するガスからＣＯ２を回収するガス処理装置であって、ガス処理媒体として、アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物のいずれか１以上を含有するＣＯ２吸収剤と、遷移金属酸化物を含有し酸化型及び還元型に状態変化する酸素キャリアとを有しており、ＣＯ２を含有するガスに含まれるＣＯ２をＣＯ２吸収剤に吸収させて炭酸塩を生成するＣＯ２吸収手段と、酸素キャリアを還元して還元型の酸素キャリアと酸素を生成し、前記酸素の燃焼反応による反応熱で前記炭酸塩を分解してＣＯ２とＣＯ２吸収剤とを生成する炭酸塩分解手段と、前記還元型の酸素キャリアを酸化性ガスによって酸化型の酸素キャリアに酸化する酸素キャリア酸化手段と、前記炭酸塩分解手段で生成したＣＯ２を回収するＣＯ２回収手段と、を備え、前記ＣＯ２吸収剤及び前記酸素キャリアが、前記ＣＯ２吸収手段、前記炭酸塩分解手段及び前記酸素キャリア再生手段を循環することを特徴とする。 That is, the present invention is a gas processing apparatus that recovers CO 2 from a gas containing CO 2, and includes CO 2 containing at least one of an alkali metal oxide and an alkaline earth metal oxide as a gas processing medium. and 2 absorber has an oxygen carrier to a state change in oxidized and reduced forms contain a transition metal oxide, by absorbing the CO 2 contained in the gas containing CO 2 into CO 2 absorbent CO 2 absorbing means for generating carbonate, reducing oxygen carrier to generate reduced oxygen carrier and oxygen, and CO 2 and CO 2 absorption by decomposing the carbonate with heat of reaction caused by combustion reaction of oxygen A carbonate decomposition means for generating an agent, an oxygen carrier oxidation means for oxidizing the reduced oxygen carrier into an oxidized oxygen carrier with an oxidizing gas, and CO 2 generated by the carbonate decomposition means. CO 2 recovery means for collecting, wherein the CO 2 absorbent and the oxygen carrier circulate through the CO 2 absorption means, the carbonate decomposition means, and the oxygen carrier regeneration means.

また、本発明は、ＣＯ２を含有するガスからＣＯ２を回収するガス処理方法であって、アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物のいずれか１以上を含有するＣＯ２吸収剤と、遷移金属酸化物を含有し酸化型及び還元型に状態変化する酸素キャリアとをガス処理媒体として有しており、前記ＣＯ２を含有するガスに含まれるＣＯ２を前記ＣＯ２吸収剤に吸収させて炭酸塩を生成するＣＯ２吸収工程と、前記酸素キャリアを還元して還元型の酸素キャリアと酸素を生成し、前記酸素の燃焼反応による反応熱で前記炭酸塩を分解してＣＯ２と前記ＣＯ２吸収剤とを生成する炭酸塩分解工程と、前記還元型の酸素キャリアを酸化性ガスによって酸化型の酸素キャリアに酸化する酸素キャリア酸化工程と、前記炭酸塩分解手段で生成したＣＯ２を回収するＣＯ２回収工程と、を備え、前記ＣＯ２吸収剤及び前記酸素キャリアが、前記ＣＯ２吸収工程、前記炭酸塩分解工程及び前記酸素キャリア再生工程に亘って使用されることを特徴とする。 Further, the present invention provides a gas processing method for recovering CO 2 from a gas containing CO 2, and CO 2 absorbing agent containing any one or more of alkali metal oxides and alkaline earth metal oxides, containing transition metal oxides and oxygen carrier that state change to oxidized and reduced forms have a gas treatment medium, to absorb CO 2 contained in the gas containing the CO 2 in the CO 2 absorbent A CO 2 absorption step for producing carbonate, reducing the oxygen carrier to produce a reduced oxygen carrier and oxygen, decomposing the carbonate with heat of reaction due to the combustion reaction of oxygen, and CO 2 and the and carbonate decomposition to produce a CO 2 absorber, an oxygen carrier oxidation step of oxidizing the oxidized oxygen carrier the reduction of the oxygen carrier by oxidizing gas produced by the carbonate decomposition means Comprising a CO 2 recovery step of recovering the O 2, and the CO 2 absorber and the oxygen carrier, the CO 2 absorption step, the over and be used for the carbonate decomposition step and the oxygen carrier regeneration step Features.

以上のように、本発明によれば、低エネルギー消費で高濃度のＣＯ２を回収することができる。 As described above, according to the present invention, high-concentration CO 2 can be recovered with low energy consumption.

本発明の第１の実施形態に係る三塔式循環流動層ガス化装置１００を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a three-column circulating fluidized bed gasifier 100 according to a first embodiment of the present invention. ＣａＯの温度条件によるＣＯ２吸収濃度を示す図である。It is a diagram showing a CO 2 absorption density due to temperature conditions of CaO. ＣｕＯの温度条件及び酸素分圧条件による酸化還元状態を示す図である。It is a figure which shows the oxidation reduction state by the temperature conditions and oxygen partial pressure conditions of CuO. 実施例に係るＣＯ２回収方法を示す模式図である。It is a schematic diagram showing a CO 2 recovery method according to an embodiment.

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明に係るガス処理装置の一例である三塔式循環流動層ガス化装置１００について説明する。 [First Embodiment]
Hereinafter, a three-column circulating fluidized bed gasifier 100 as an example of a gas processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、第１の実施形態に係る三塔式循環流動層ガス化装置１００を示す模式図である。三塔式循環流動層ガス化装置１００は、ＣＯ２吸収塔１０１（ＣＯ２吸収手段）、再生塔１０２（炭酸塩分解手段）、燃焼塔１０３（酸素キャリア酸化手段）、ライザー１０４、サイクロン１０５（分離手段）、ループシール１０６〜１０８、及び熱交換器１０９〜１１１を備え、三塔式循環流動層ガス化装置１００の内部をガス処理媒体１が循環する。なお、図１において、図示の簡略化のためにガス処理媒体１、ガス２、３、５及び６、燃料４の流れ、並びにループシール１０６〜１０８を矢印で示している。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a three-column circulating fluidized bed gasifier 100 according to the first embodiment. The three-column circulating fluidized bed gasifier 100 includes a CO 2 absorption tower 101 (CO 2 absorption means), a regeneration tower 102 (carbonate decomposition means), a combustion tower 103 (oxygen carrier oxidation means), a riser 104, a cyclone 105 ( Separation means), loop seals 106 to 108, and heat exchangers 109 to 111, and the gas processing medium 1 circulates inside the three-column circulating fluidized bed gasifier 100. In FIG. 1, the gas processing medium 1, the gas 2, 3, 5 and 6, the flow of the fuel 4, and the loop seals 106 to 108 are indicated by arrows for simplification of illustration.

ここで、ＣＯ２吸収塔１０１はＣＯ２吸収手段に、再生塔１０２は炭酸塩分解手段に、燃焼塔１０３は酸素キャリア酸化手段にそれぞれ相当する。 Here, the CO 2 absorption tower 101 corresponds to the CO 2 absorption means, the regeneration tower 102 corresponds to the carbonate decomposition means, and the combustion tower 103 corresponds to the oxygen carrier oxidation means.

図１に示すように、ＣＯ２吸収塔１０１はサイクロン１０５の下部に設けられ、再生塔１０２はＣＯ２吸収塔１０１の下部に設けられ、燃焼塔１０３は再生塔１０２の下部に設けられており、これらの間はループシール１０６〜１０８により接続される。また、ライザー１０４は、燃焼塔１０３の上部に接続され、サイクロン１０５の高さまで延伸し、サイクロン１０５に接続される。なお、ループシール１０６〜１０８の代わりにパイプを使用することもできる。 As shown in FIG. 1, the CO 2 absorption tower 101 is provided in the lower part of the cyclone 105, the regeneration tower 102 is provided in the lower part of the CO 2 absorption tower 101, and the combustion tower 103 is provided in the lower part of the regeneration tower 102. These are connected by loop seals 106-108. The riser 104 is connected to the upper portion of the combustion tower 103, extends to the height of the cyclone 105, and is connected to the cyclone 105. A pipe can be used instead of the loop seals 106 to 108.

三塔式循環流動層ガス化装置１００が上記のような構成を備えることにより、ガス処理媒体１が重力によってサイクロン１０５、ＣＯ２吸収塔１０１、再生塔１０２内をこの順に下降し、燃焼塔１０３に導入され、ライザー１０４によってサイクロン１０５まで上昇されるため、三塔式循環流動層ガス化装置１００の内部を循環することができる。ガス処理媒体１は、ＣＯ２吸収剤及び酸素キャリアを含有する。 When the three-column circulating fluidized bed gasifier 100 has the above-described configuration, the gas processing medium 1 descends in this order in the cyclone 105, the CO 2 absorption tower 101, and the regeneration tower 102 by gravity, and the combustion tower 103 And is raised to the cyclone 105 by the riser 104, so that the inside of the three-column circulating fluidized bed gasifier 100 can be circulated. The gas treatment medium 1 contains a CO 2 absorbent and an oxygen carrier.

ＣＯ２吸収剤として、排ガス２中のＣＯ２を吸収することで炭酸塩を形成するアルカリ金属酸化物又はアルカリ土類金属酸化物を使用することができ、例えば、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）等が挙げられる。中でも、反応の温度条件や経済的観点から、ＣａＯが好ましい。 As CO 2 absorbent, an alkali metal oxide or an alkaline earth metal oxide to form a carbonate by absorbing CO 2 in the exhaust gas 2 can be used, for example, lithium oxide (Li 2 O), Examples include magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO), barium oxide (BaO), and the like. Among these, CaO is preferable from the reaction temperature condition and economical viewpoint.

ＣＯ２吸収剤としてＣａＯを使用する場合、例えば石灰石やドロマイトを焼成することで得られるＣａＯを用いることができる。 When using CaO as a CO 2 absorbent, for example, CaO obtained by firing limestone or dolomite can be used.

酸素キャリアは、酸素を吸収、搬送、放出する媒体であり、酸化型と還元型に状態変化する性質を有している。酸素キャリアとして、還元されることで酸素を放出する遷移金属酸化物を使用することができ、例えば酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化コバルト（II）（ＣｏＯ）及び酸化銅（II）（ＣｕＯ）等が挙げられる。中でも、酸素の運搬能力が高く、酸化反応及び還元反応の速度が大きいという観点から、ＣｕＯが好ましい。   The oxygen carrier is a medium that absorbs, conveys, and releases oxygen, and has a property of changing state between an oxidized type and a reduced type. As the oxygen carrier, transition metal oxides that release oxygen when reduced can be used, such as manganese oxide (MnO), cobalt oxide (II) (CoO), and copper oxide (II) (CuO). Can be mentioned. Among these, CuO is preferable from the viewpoints of high oxygen carrying capacity and high rates of oxidation and reduction reactions.

酸素キャリアとしてＣｕＯを使用する場合、例えば、Ｃｕ単体又はＣｕＯ粉末をセメントやアルミナと混合して焼成することにより得られるＣｕＯを用いることができる。   When using CuO as an oxygen carrier, CuO obtained by mixing and baking Cu simple substance or CuO powder with cement or alumina, for example can be used.

ガス処理媒体１としては、ＣＯ２吸収剤及び酸素キャリアをそれぞれ別々の媒体として混合した混合媒体でもよく、ＣＯ２吸収剤及び酸素キャリアを結着材などで結着した結合媒体でもよい。混合媒体の場合、ＣＯ２吸収剤及び酸素キャリアとして、例えば上記方法により得られたＣａＯの粒子及びＣｕＯの粒子をそれぞれ独立した状態で用いることができる。また、結合媒体の場合、例えばＣａＯ粒子及びＣｕＯ粒子を、珪砂、アルミナ粒子、セメント等と混合して得られる混合粒子を用いることもできる。 The gas treatment medium 1 may be a mixed medium prepared by mixing CO 2 absorber and the oxygen carrier as respective separate medium, the CO 2 absorber and oxygen carrier may be a binding medium sintered wear like binder. In the case of a mixed medium, for example, CaO particles and CuO particles obtained by the above-described method can be used independently as the CO 2 absorbent and oxygen carrier. In the case of a binding medium, for example, mixed particles obtained by mixing CaO particles and CuO particles with silica sand, alumina particles, cement and the like can also be used.

ＣＯ２吸収塔１０１は、約４００℃〜約７００℃の温度で運転するバブリング流動層又は移動層である。ＣＯ２吸収塔１０１には、例えば石炭火力発電等により生じたＣＯ２を含有する排ガス２（被処理ガス）が外部より供給される。排ガス２中のＣＯ２は、ＣＯ２吸収塔１０１の内部においてＣＯ２吸収剤に吸収され、ＣＯ２吸収剤の炭酸塩を形成する。例えば、ＣＯ２吸収剤がＣａＯの場合、炭酸塩としてＣａＣＯ３が生成する。生成した炭酸塩は、酸素キャリアと共に、ループシール１０７を経由して再生塔１０２へ導入される。ＣＯ２が吸収されることによりＣＯ２フリーとなったガス３は、熱交換器１１０を介して外部に排出される。 The CO 2 absorption tower 101 is a bubbling fluidized bed or moving bed that operates at a temperature of about 400 ° C. to about 700 ° C. Exhaust gas 2 (treated gas) containing CO 2 generated by, for example, coal-fired power generation is supplied to the CO 2 absorption tower 101 from the outside. CO 2 in the exhaust gas 2, in the inside of the CO 2 absorber 101 is absorbed into the CO 2 absorber, to form a carbonate of CO 2 absorbent. For example, when the CO 2 absorbent is CaO, CaCO 3 is generated as a carbonate. The produced carbonate is introduced into the regeneration tower 102 through the loop seal 107 together with the oxygen carrier. The gas 3 that has become CO 2 free due to absorption of CO 2 is discharged to the outside through the heat exchanger 110.

再生塔１０２は、約７００℃〜約９５０℃の温度条件、及び低酸素分圧条件で運転するバブリング流動層又は移動層である。再生塔１０２には、例えばメタン等の炭化水素化合物や水素などの燃料４が外部より供給される。供給される燃料４として、石炭やバイオマス等を原料とする固体燃料、液体燃料、または気体燃料を使用することができる。   The regeneration tower 102 is a bubbling fluidized bed or moving bed operated under a temperature condition of about 700 ° C. to about 950 ° C. and a low oxygen partial pressure condition. For example, a hydrocarbon compound such as methane or a fuel 4 such as hydrogen is supplied to the regeneration tower 102 from the outside. As the fuel 4 to be supplied, a solid fuel, a liquid fuel, or a gaseous fuel using coal, biomass, or the like as a raw material can be used.

再生塔１０２において、高温条件且つ低酸素分圧条件であることにより、酸素キャリアが酸素を放出して還元型となる。酸素キャリアが放出した酸素は、燃料４と燃焼反応を起こし、ＣＯ２が生成される。この燃焼反応において発生する反応熱により炭酸塩が分解し、ＣＯ２吸収剤及びＣＯ２が再生する。炭酸塩が分解されることにより再生したＣＯ２吸収剤、及び還元型の酸素キャリアは、ループシール１０８を経由して燃焼塔１０３に導入される。また、再生塔１０２は、炭酸塩の分解により得られたＣＯ２を回収するための排出口１０２ａ（ＣＯ２回収手段）を有し、炭酸塩の分解により得られたＣＯ２を高濃度で含有するガス５は、熱交換器１１１（ＣＯ２回収手段）を介して外部に排出される。 In the regeneration tower 102, the high temperature condition and the low oxygen partial pressure condition allow the oxygen carrier to release oxygen and become a reduced type. The oxygen released from the oxygen carrier causes a combustion reaction with the fuel 4 to generate CO 2 . Carbonate is decomposed by the heat of reaction generated in this combustion reaction, and the CO 2 absorbent and CO 2 are regenerated. The CO 2 absorbent regenerated by the decomposition of the carbonate and the reduced oxygen carrier are introduced into the combustion tower 103 via the loop seal 108. Also, regeneration tower 102 has an outlet 102a for collecting the CO 2 obtained by the decomposition of the carbonate (CO 2 recovery unit), containing the CO 2 obtained by the decomposition of the carbonate in a high concentration The gas 5 to be discharged is discharged to the outside through the heat exchanger 111 (CO 2 recovery means).

なお、ＣＯ２吸収塔１０１において、ガス３の一部あるいは全部は、外部に排出されずに炭酸塩及び酸素キャリアと共に再生塔１０２へ導入されてもよい。この場合、再生塔１０２へ導入されたガス３中に燃焼性の成分（炭化水素化合物など）が含まれる場合は、燃料４の燃焼時に用いられ、ガス５と共に排出してもよい。さらに、この場合、本実施形態のように燃料４を供給せずに、ガス３に含まれる燃焼性成分のみを使用して燃焼を行ってもよい。 In the CO 2 absorption tower 101, part or all of the gas 3 may be introduced into the regeneration tower 102 together with the carbonate and the oxygen carrier without being discharged to the outside. In this case, when a combustible component (such as a hydrocarbon compound) is contained in the gas 3 introduced into the regeneration tower 102, it is used when the fuel 4 is burned and may be discharged together with the gas 5. Furthermore, in this case, combustion may be performed using only the combustible component contained in the gas 3 without supplying the fuel 4 as in the present embodiment.

ここで、再生塔１０２から排出されるガス５は、ＣＯ２を高濃度で含有しているため、当該ガス５を回収することで、大気中に排出されるＣＯ２を削減でき、回収したＣＯ２を有効利用することができる。なお、本実施形態では、ＣＯ２を含むガス５を再生塔１０２に設けた排出口１０２ａから排出しているが、これに限定されず、例えば、ループシール１０８に排出口を設けてガス５を排出してもよい。 Here, since the gas 5 discharged from the regeneration tower 102 contains CO 2 at a high concentration, by collecting the gas 5, CO 2 discharged into the atmosphere can be reduced, and the recovered CO 2 can be reduced. 2 can be used effectively. In this embodiment, the gas 5 containing CO 2 is discharged from the discharge port 102a provided in the regeneration tower 102. However, the present invention is not limited to this. For example, the gas seal 5 is provided by providing a discharge port in the loop seal 108. It may be discharged.

燃焼塔１０３は、約６００℃〜約９００℃の温度で運転する高速流動層又はバブリング流動層である。燃焼塔１０３には、空気や酸素、オゾン、二酸化窒素等の酸素を含有する酸化性ガス６が外部より供給される。燃焼塔１０３において、酸化性ガス６中の酸素により、還元型の酸素キャリアを酸化し、酸化型の酸素キャリアを再生する。当該酸化型の酸素キャリア、及びＣＯ２吸収剤（ガス処理媒体１）は、燃焼塔１０３の上部に設けられたライザー１０４内を酸化性ガス６と共に上昇し、サイクロン１０５に導入される。なお、酸化性ガス６は、図示しない圧縮装置により、例えば２０気圧程度に圧縮された状態で燃焼塔１０３に供給されてもよい。 The combustion tower 103 is a high-speed fluidized bed or bubbling fluidized bed that operates at a temperature of about 600 ° C to about 900 ° C. An oxidizing gas 6 containing oxygen, such as air, oxygen, ozone, or nitrogen dioxide, is supplied to the combustion tower 103 from the outside. In the combustion tower 103, the oxygen in the oxidizing gas 6 is used to oxidize the reduced oxygen carrier to regenerate the oxidized oxygen carrier. The oxidized oxygen carrier and the CO 2 absorbent (gas treatment medium 1) rise together with the oxidizing gas 6 in the riser 104 provided in the upper portion of the combustion tower 103 and are introduced into the cyclone 105. The oxidizing gas 6 may be supplied to the combustion tower 103 in a state compressed to, for example, about 20 atm by a compression device (not shown).

サイクロン１０５は、旋回流により気体中に含まれる粒子を分離する装置である。サイクロン１０５として、例えば公知の遠心力集塵装置を用いることができる。サイクロン１０５は、ガス処理媒体１と酸化性ガス６とを分離し、分離された酸化性ガス６は、熱交換器１０９を介して外部に排出される。また、サイクロン１０５により分離されたガス処理媒体１は、ループシール１０６を経由してＣＯ２吸収塔１０１に導入される。 The cyclone 105 is a device that separates particles contained in a gas by a swirling flow. As the cyclone 105, for example, a known centrifugal dust collector can be used. The cyclone 105 separates the gas processing medium 1 and the oxidizing gas 6, and the separated oxidizing gas 6 is discharged to the outside through the heat exchanger 109. Further, the gas processing medium 1 separated by the cyclone 105 is introduced into the CO 2 absorption tower 101 via the loop seal 106.

ＣＯ２吸収塔１０１、再生塔１０２及び燃焼塔１０３は、例えば、石英ガラスや金属等、約９００℃の高温や、加圧、減圧に耐えうる素材により形成される。また、サイクロン１０５、ループシール１０６〜１０８、及び熱交換器１０９〜１１１として、公知のものを使用することができる。 The CO 2 absorption tower 101, the regeneration tower 102, and the combustion tower 103 are formed of a material that can withstand high temperatures of about 900 ° C., pressurization, and decompression, such as quartz glass and metal. Moreover, a well-known thing can be used as the cyclone 105, the loop seals 106-108, and the heat exchangers 109-111.

［変形例］
次に、第１の実施形態に係る三塔式循環流動層ガス化装置１００の変形例について説明する。変形例に係る三塔式循環流動層ガス化装置１００の各構成は、図１に示した第１の実施形態に係る三塔式循環流動層ガス化装置１００と同様であるため、その説明を省略する。 [Modification]
Next, a modified example of the three-column circulating fluidized bed gasifier 100 according to the first embodiment will be described. Each configuration of the three-column circulating fluidized bed gasifier 100 according to the modification is the same as that of the three-column circulating fluidized bed gasifier 100 according to the first embodiment shown in FIG. Omitted.

第１の実施形態に係る三塔式循環流動層ガス化装置１００は、図１に示すように、ＣＯ２吸収塔１０１及び再生塔１０２がループシール１０７により接続され、当該ループシール１０７がＣＯ２吸収塔１０１及び再生塔１０２の外部に設置されている。しかし、図示は省略しているが、変形例に係る三塔式循環流動層ガス化装置１００においては、ループシール１０７の代わりにパイプによりＣＯ２吸収塔１０１及び再生塔１０２を接続し、当該パイプをＣＯ２吸収塔１０１及び再生塔１０２の内部に設けることができる。 In the three-column circulating fluidized bed gasifier 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, a CO 2 absorption tower 101 and a regeneration tower 102 are connected by a loop seal 107, and the loop seal 107 is CO 2. It is installed outside the absorption tower 101 and the regeneration tower 102. However, although not shown, in the three-column circulating fluidized bed gasifier 100 according to the modification, the CO 2 absorption tower 101 and the regeneration tower 102 are connected by a pipe instead of the loop seal 107, and the pipe Can be provided inside the CO 2 absorption tower 101 and the regeneration tower 102.

このように、三塔式循環流動層ガス化装置１００の内部にパイプを設けることで、三塔式循環流動層ガス化装置１００を小型化することができ、装置の組み立ても容易に行うことができる。   Thus, by providing a pipe inside the three-column circulating fluidized bed gasifier 100, the three-column circulating fluidized bed gasifier 100 can be miniaturized and the apparatus can be easily assembled. it can.

しかしながら、三塔式循環流動層ガス化装置１００の内部は非常に高温であるため、パイプの材質が金属等であると摩耗しやすいという問題がある。従って、ＣＯ２吸収塔１０１及び再生塔１０２の内部に設置されるパイプは、例えばセラミック材料等の高温に耐えうる材質とすることが好ましい。 However, since the inside of the three-column circulating fluidized bed gasifier 100 is very hot, there is a problem that it is easy to wear if the pipe material is metal or the like. Therefore, the pipes installed inside the CO 2 absorption tower 101 and the regeneration tower 102 are preferably made of a material that can withstand high temperatures, such as a ceramic material.

以上のように、本実施形態に係る三塔式循環流動層ガス化装置１００は、その内部をガス処理媒体１のＣＯ２吸収剤及び酸素キャリアが状態変化しながら循環し、排ガス中のＣＯ２のみを分離して回収することができる。さらに、本実施の形態に係る三塔式循環流動層ガス化装置１００によれば、固体のＣＯ２吸収剤を用いるため、汚染水も発生することがない。 As described above, the present embodiment three-tower type circulating fluidized bed gasifier according to 100, the internal circulating while CO 2 absorber and the oxygen carrier gas processing medium 1 changes state, CO 2 in the exhaust gas Only can be separated and recovered. Furthermore, according to the three-column circulating fluidized bed gasifier 100 according to the present embodiment, since a solid CO 2 absorbent is used, no contaminated water is generated.

なお、図１における三塔式循環流動層ガス化装置１００及びその構成要素は、模式的に図示したものであり、実際の大きさや形状、配置などは任意に変更することができる。   Note that the three-column circulating fluidized bed gasifier 100 and its components in FIG. 1 are schematically illustrated, and the actual size, shape, arrangement, and the like can be arbitrarily changed.

次に、図２及び図３を参照して、ＣＯ２吸収剤としてＣａＯを使用し、酸素キャリアとしてＣｕＯを使用した場合における温度条件と圧力条件によるＣａＯのＣＯ２吸収、及びＣｕＯの還元について説明する。図２は、ＣａＯの温度条件によるＣＯ２吸収濃度を示す図である。図３は、ＣｕＯの温度条件及び酸素分圧条件による酸化還元状態を示す図である。 Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, explanation will be given on the CO 2 absorption of CaO and the reduction of CuO under temperature and pressure conditions when CaO is used as the CO 2 absorbent and CuO is used as the oxygen carrier. To do. FIG. 2 is a diagram showing the CO 2 absorption concentration depending on the temperature condition of CaO. FIG. 3 is a diagram showing a redox state according to the temperature condition and oxygen partial pressure condition of CuO.

ここで、ＣａＯとＣＯ２との反応は、下記の式（１）により表される。
ＣａＯ＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３（発熱） ・・・（１） Here, the reaction between CaO and CO 2 is represented by the following formula (1).
CaO + CO 2 → CaCO 3 (exotherm) (1)

また、ＣａＣＯ３の分解は、下記の式（２）により表される。
ＣａＣＯ３→ＣａＯ＋ＣＯ２（吸熱） ・・・（２） The decomposition of CaCO 3 is represented by the following formula (2).
CaCO 3 → CaO + CO 2 (endothermic) (2)

さらに、ＣｕＯの還元は、下記の式（３）により表される。
２ＣｕＯ→Ｃｕ２Ｏ＋１／２Ｏ２ ・・・（３） Furthermore, the reduction of CuO is represented by the following formula (3).
2CuO → Cu 2 O + 1 / 2O 2 (3)

図２に示すように、温度が低いほどＣａＯはＣＯ２を吸収してＣａＣＯ３となり、温度が高いほどＣａＣＯ３が分解してＣａＯ及びＣＯ２となる。従って、ＣＯ２吸収塔１０１において、約４００℃〜約７００℃の温度条件下においてＣＯ２を吸収させることが好ましく、再生塔１０２においては約７００℃〜約９５０℃の温度条件下においてＣａＣＯ３を分解させることが好ましい。 As shown in FIG. 2, the lower the temperature, the more CaO absorbs CO 2 and becomes CaCO 3 , and the higher the temperature, the more CaCO 3 decomposes and becomes CaO and CO 2 . Therefore, it is preferable to absorb CO 2 under the temperature condition of about 400 ° C. to about 700 ° C. in the CO 2 absorption tower 101, and CaCO 3 is absorbed under the temperature condition of about 700 ° C. to about 950 ° C. in the regeneration tower 102. It is preferable to decompose.

図３に示すように、ＣｕＯは、再生塔１０２における７００℃〜９５０℃の温度条件下において、酸素分圧が約０．００１ａｔｍ以下である場合に、還元型であるＣｕ２Ｏとなる。従って、再生塔１０２において、ＣｕＯを還元しやすくするために、酸素分圧が０．００１ａｔｍ以下の低酸素分圧条件であることが好ましい。 As shown in FIG. 3, CuO becomes reduced form Cu 2 O when the oxygen partial pressure is about 0.001 atm or less under the temperature condition of 700 ° C. to 950 ° C. in the regeneration tower 102. Therefore, in order to facilitate the reduction of CuO in the regeneration tower 102, it is preferable that the oxygen partial pressure is a low oxygen partial pressure condition of 0.001 atm or less.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではない。また、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, these do not limit the objective of this invention. The present invention is not limited to these examples.

図４は、実施例に係るＣＯ２吸収方法を示す模式図である。本実施例におけるＣＯ２吸収塔１０１、再生塔１０２及び燃焼塔１０３として、それぞれ内径６０ｍｍ、高さ５１０ｍｍの石英ガラス製の循環流動層とした。また、ガス処理媒体として、ＣａＯを４５重量％、ＣｕＯを４０重量％、及び接着剤としてセメントを１５重量％含有する混合粒子とした。 FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a CO 2 absorption method according to the embodiment. As the CO 2 absorption tower 101, the regeneration tower 102, and the combustion tower 103 in this example, a circulating fluidized bed made of quartz glass having an inner diameter of 60 mm and a height of 510 mm was used. Further, mixed particles containing 45% by weight of CaO, 40% by weight of CuO as a gas treatment medium, and 15% by weight of cement as an adhesive were used.

ＣＯ２を含有する排ガスや燃料を導入する前に、予め、ＣＯ２吸収塔１０１、再生塔１０２及び燃焼塔１０３の三塔間でガス処理媒体を窒素ガスで流動循環させながら、ＣＯ２吸収塔１０１を４００℃、再生塔１０２を８５０℃、及び燃焼塔１０３を７００℃まで昇温した。 Before introducing the exhaust gas or fuel containing CO 2, in advance, CO 2 absorption tower 101, while the gas treatment medium to flow circulated with nitrogen gas at between three towers of the regenerator 102 and the combustion tower 103, CO 2 absorption tower The temperature of 101 was raised to 400 ° C., the regeneration tower 102 to 850 ° C., and the combustion tower 103 to 700 ° C.

温度が安定した後、ＣＯ２吸収塔１０１、再生塔１０２及び燃焼塔１０３への供給ガスを、窒素からそれぞれの反応ガスに切り替えた。すなわち、ＣＯ２吸収塔１０１にＣＯ２を１５％含有するガスを供給し、再生塔１０２にメタンを２０％含有する燃料を供給し、燃焼塔１０３に酸素を２１％含有する酸素を供給した。 After the temperature was stabilized, the supply gas to the CO 2 absorption tower 101, the regeneration tower 102, and the combustion tower 103 was switched from nitrogen to each reaction gas. That is, a gas containing 15% CO 2 was supplied to the CO 2 absorption tower 101, a fuel containing 20% methane was supplied to the regeneration tower 102, and oxygen containing 21% oxygen was supplied to the combustion tower 103.

ＣＯ２吸収塔１０１において、ＣａＯは、外部より供給されたＣＯ２を吸収してＣａＣＯ３（炭酸塩）を生成する。生成したＣａＣＯ３、未反応のＣａＯ、及びＣｕＯが、再生塔１０２に導入される。また、ＣＯ２が吸収されることによりＣＯ２濃度が減少したガスが排ガスとしてＣＯ２吸収塔１０１から排出される。 In the CO 2 absorber 101, CaO generates CaCO 3 (carbonates) absorbs CO 2 that is supplied from the outside. The produced CaCO 3 , unreacted CaO, and CuO are introduced into the regeneration tower 102. Further, the gas having a reduced CO 2 concentration by absorbing CO 2 is discharged from the CO 2 absorption tower 101 as exhaust gas.

再生塔１０２において、８５０℃という高温条件下及び低酸素分圧条件下であることにより、ＣｕＯが還元されて酸素を放出し、Ｃｕ２Ｏ及び酸素を生成する。これにより、当該酸素と燃料との燃焼反応が起き、反応熱が発生する。当該反応熱を利用することで、吸熱反応であるＣａＣＯ３の分解が生じ、ＣａＯ及びＣＯ２が再生される。ＣｕＯが還元されて生成したＣｕ２Ｏ、未反応のＣｕＯ、及びＣａＣＯ３が分解されて生じたＣａＯが、燃焼塔１０３に導入される。ＣａＣＯ３の分解により再生したＣＯ２は再生塔１０２から排出され、回収される。 In the regenerator 102, CuO is reduced and oxygen is released under the high temperature condition of 850 ° C. and the low oxygen partial pressure condition, thereby generating Cu 2 O and oxygen. Thereby, a combustion reaction between the oxygen and the fuel occurs, and reaction heat is generated. By utilizing the reaction heat, decomposition of CaCO 3 which is an endothermic reaction occurs, and CaO and CO 2 are regenerated. Cu 2 O generated by reduction of CuO, unreacted CuO, and CaO generated by decomposition of CaCO 3 are introduced into the combustion tower 103. CO 2 regenerated by the decomposition of CaCO 3 is discharged from the regeneration tower 102 and recovered.

次に、燃焼塔１０３において、Ｃｕ２Ｏが空気中の酸素により酸化され、ＣｕＯが再生される。酸素濃度が減少した剰余の空気は、燃焼塔１０３から排出される。また、図４に点線で示した矢印のように、再生されたＣｕＯ及びＣａＯが再びＣＯ２吸収塔１０１に導入されることにより、ＣｕＯ及びＣａＯが循環する。 Next, in the combustion tower 103, Cu 2 O is oxidized by oxygen in the air, and CuO is regenerated. The surplus air whose oxygen concentration has decreased is discharged from the combustion tower 103. Further, as indicated by the dotted lines in FIG. 4, the regenerated CuO and CaO are again introduced into the CO 2 absorption tower 101, whereby the CuO and CaO circulate.

上記のＣＯ２吸収塔１０１、再生塔１０２及び燃焼塔１０３における反応を、４時間連続で実施した。また、同時にＣＯ２吸収塔１０１、再生塔１０２及び空気燃焼塔１０３から排出されるガスの組成を連続的に分析した。ＣＯ２吸収塔１０１、再生塔１０２及び燃焼塔１０３から排出されるガスの組成は、それぞれ図４に示した。 The reaction in the CO 2 absorption tower 101, the regeneration tower 102 and the combustion tower 103 was carried out continuously for 4 hours. At the same time, the composition of the gas discharged from the CO 2 absorption tower 101, the regeneration tower 102, and the air combustion tower 103 was continuously analyzed. The compositions of the gases discharged from the CO 2 absorption tower 101, the regeneration tower 102, and the combustion tower 103 are shown in FIG.

（排ガスの組成の分析結果）
図４に示すように、ＣＯ２吸収塔１０１から排出されるガス中のＣＯ２濃度は約９％であった。このことから、ＣａＯによるＣＯ２の連続吸収が実現できたことがわかる。また、再生塔１０２から排出されるガス中のＣＨ４の濃度は約１％であり、再生塔１０２に供給されたガスにおける濃度よりも低下していた。再生塔１０２から排出されるガス中のＣＯ２の濃度は２９％であり、ＣＯ２吸収塔１０１に供給されたガスにおけるＣＯ２濃度よりも増加していた。このことから、ＣＯ２を高濃度で回収することができたといえる。さらに、燃焼塔１０３から排出されるガス中のＯ２の濃度は約１５％であり、燃焼塔１０３に供給されたガスにおける濃度よりも低下していた。このことから、燃焼塔１０３においてＣｕ２Ｏが酸化されることによりＣｕＯが再生できたことがわかる。 (Analysis result of exhaust gas composition)
As shown in FIG. 4, the CO 2 concentration in the gas discharged from the CO 2 absorption tower 101 was about 9%. From this, it can be seen that continuous absorption of CO 2 by CaO was realized. Further, the CH 4 concentration in the gas discharged from the regeneration tower 102 was about 1%, which was lower than the concentration in the gas supplied to the regeneration tower 102. The concentration of CO 2 in the gas discharged from the regeneration tower 102 was 29%, which was higher than the CO 2 concentration in the gas supplied to the CO 2 absorption tower 101. From this, it can be said that CO 2 could be recovered at a high concentration. Further, the concentration of O 2 in the gas discharged from the combustion tower 103 was about 15%, which was lower than the concentration in the gas supplied to the combustion tower 103. From this, it can be seen that CuO was regenerated by oxidation of Cu 2 O in the combustion tower 103.

以上のように、本発明に係るＣＯ２回収方法によれば、固体のガス処理媒体を用いているため汚染水が出ず、１つの装置内で連続的にＣＯ２を回収することができるためエネルギー損失が少なく、且つ高濃度でＣＯ２を回収することができる。 As described above, according to the CO 2 recovery method according to the present invention, since a solid gas treatment medium is used, no contaminated water is produced, and CO 2 can be continuously recovered in one apparatus. There is little energy loss, and CO 2 can be recovered at a high concentration.

本発明によれば、石炭火力発電、産業ボイラ、石炭ガス化などの排ガスからＣＯ２を分離回収することができる。 According to the present invention, CO 2 can be separated and recovered from exhaust gas such as coal-fired power generation, industrial boilers, and coal gasification.

１ ガス処理媒体
１００ 三塔式循環流動層ガス化装置（ガス処理装置）
１０１ ＣＯ２吸収塔（ＣＯ２吸収手段）
１０２ 再生塔（炭酸塩分解手段）
１０２ａ 排出口（ＣＯ２回収手段）
１０３ 燃焼塔（酸素キャリア酸化手段）
１０４ ライザー
１０５ サイクロン（分離手段）
１０６〜１０８ ループシール
１０９〜１１０ 熱交換器
１１１ 熱交換器（ＣＯ２回収手段） 1 Gas treatment medium 100 Three-column circulating fluidized bed gasifier (gas treatment device)
101 CO 2 absorption tower (CO 2 absorption means)
102 Regeneration tower (carbonate decomposition means)
102a Discharge port (CO 2 recovery means)
103 Combustion tower (oxygen carrier oxidation means)
104 Riser 105 Cyclone (separation means)
106-108 Loop seal 109-110 Heat exchanger 111 Heat exchanger (CO 2 recovery means)

Claims (7)

ＣＯ２を含有するガスからＣＯ２を回収するガス処理装置であって、
ガス処理媒体として、アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物のいずれか１以上を含有するＣＯ２吸収剤と、遷移金属酸化物を含有し酸化型及び還元型に状態変化する酸素キャリアとを有しており、
前記ＣＯ２を含有するガスに含まれるＣＯ２を前記ＣＯ２吸収剤に吸収させて炭酸塩を生成するＣＯ２吸収手段と、
前記酸素キャリアを還元して還元型の酸素キャリアと酸素とを生成し、前記酸素の燃焼反応による反応熱で前記炭酸塩を分解してＣＯ２と前記ＣＯ２吸収剤とを生成する炭酸塩分解手段と、
前記還元型の酸素キャリアを酸化性ガスによって酸化型の酸素キャリアに酸化する酸素キャリア酸化手段と、
前記炭酸塩分解手段で生成したＣＯ２を回収するＣＯ２回収手段と、を備え、
前記ＣＯ２吸収剤及び前記酸素キャリアが、前記ＣＯ２吸収手段、前記炭酸塩分解手段及び前記酸素キャリア再生手段を循環することを特徴とするガス処理装置。 A gas processing apparatus for recovering CO 2 from a gas containing CO 2 ,
As a gas treatment medium, a CO 2 absorbent containing at least one of an alkali metal oxide and an alkaline earth metal oxide, and an oxygen carrier containing a transition metal oxide and changing its state to an oxidized type and a reduced type Have
And CO 2 absorption means for generating carbonate by absorbing the CO 2 contained in the gas containing the CO 2 in the CO 2 absorbent,
Carbonate decomposition in which the oxygen carrier is reduced to produce a reduced oxygen carrier and oxygen, and the carbonate is decomposed by reaction heat from the combustion reaction of oxygen to produce CO 2 and the CO 2 absorbent. Means,
Oxygen carrier oxidizing means for oxidizing the reduced oxygen carrier into an oxidized oxygen carrier with an oxidizing gas;
CO 2 recovery means for recovering CO 2 produced by the carbonate decomposition means,
The CO 2 absorber and the oxygen carrier, the CO 2 absorption means, the gas processing apparatus characterized by circulating carbonates decomposing means and said oxygen carrier recovery means. 前記酸素キャリア酸化手段で生成した酸化型の酸素キャリア及びＣＯ２吸収剤を前記ＣＯ２吸収手段に導入するとともに、前記酸化性ガスを排出する分離手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のガス処理装置。 2. The apparatus according to claim 1, further comprising a separation unit that introduces the oxidized oxygen carrier and the CO 2 absorbent generated by the oxygen carrier oxidation unit into the CO 2 absorption unit and discharges the oxidizing gas. The gas processing apparatus as described. 前記ＣＯ２吸収剤がＬｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、及びＢａＯのいずれか１以上の前記アルカリ金属酸化物又は前記アルカリ土類金属酸化物を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のガス処理装置。 The CO 2 absorbent Li 2 O, MgO, CaO, and claim 1 or 2, characterized in that it contains any one or more of said alkali metal oxide or the alkaline earth metal oxides BaO Gas processing equipment. 前記酸素キャリアがＭｎＯ、ＣｏＯ及びＣｕＯのいずれか１以上の前記遷移金属酸化物を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス処理装置。   The gas processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the oxygen carrier contains one or more of the transition metal oxides of MnO, CoO, and CuO. ＣＯ２を含有するガスからＣＯ２を回収するガス処理方法であって、
アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物のいずれか１以上を含有するＣＯ２吸収剤と、遷移金属酸化物を含有し酸化型及び還元型に状態変化する酸素キャリアとをガス処理媒体として有しており、
前記ＣＯ２を含有するガスに含まれるＣＯ２を前記ＣＯ２吸収剤に吸収させて炭酸塩を生成するＣＯ２吸収工程と、
前記酸素キャリアを還元して還元型の酸素キャリアと酸素を生成し、前記酸素の燃焼反応による反応熱で前記炭酸塩を分解してＣＯ２と前記ＣＯ２吸収剤とを生成する炭酸塩分解工程と、
前記還元型の酸素キャリアを酸化性ガスによって酸化型の酸素キャリアに酸化する酸素キャリア酸化工程と、
前記炭酸塩分解手段で生成したＣＯ２を回収するＣＯ２回収工程と、を備え、
前記ＣＯ２吸収剤及び前記酸素キャリアが、前記ＣＯ２吸収工程、前記炭酸塩分解工程及び前記酸素キャリア再生工程に亘って使用されることを特徴とするガス処理方法。 A gas processing method for recovering CO 2 from a gas containing CO 2 , comprising:
The gas treatment medium has a CO 2 absorbent containing at least one of an alkali metal oxide and an alkaline earth metal oxide, and an oxygen carrier containing a transition metal oxide and changing its state to an oxidized type or a reduced type. And
A CO 2 absorption step in which CO 2 contained in the gas containing CO 2 is absorbed by the CO 2 absorbent to form a carbonate;
A carbonate decomposition step in which the oxygen carrier is reduced to generate a reduced oxygen carrier and oxygen, and the carbonate is decomposed by reaction heat from the oxygen combustion reaction to generate CO 2 and the CO 2 absorbent. When,
An oxygen carrier oxidation step of oxidizing the reduced oxygen carrier into an oxidized oxygen carrier with an oxidizing gas;
A CO 2 recovery step of recovering CO 2 generated by the carbonate decomposition means,
Gas treatment wherein said CO 2 absorber and the oxygen carrier, the CO 2 absorption step, characterized in that it is used over the carbonate decomposition step and the oxygen carrier recovery process. 前記ＣＯ２吸収剤がＬｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、及びＢａＯのいずれか１以上の前記アルカリ金属酸化物又は前記アルカリ土類金属酸化物を含有することを特徴とする請求項５記載のガス処理方法。 6. The gas treatment according to claim 5, wherein the CO 2 absorbent contains one or more of the alkali metal oxide or the alkaline earth metal oxide of Li 2 O, MgO, CaO, and BaO. Method. 前記酸素キャリアがＭｎＯ、ＣｏＯ及びＣｕＯのいずれか１以上の前記遷移金属酸化物を含有することを特徴とする請求項５又は６記載のガス処理方法。
The gas processing method according to claim 5 or 6, wherein the oxygen carrier contains one or more of the transition metal oxides of MnO, CoO, and CuO.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020166174A1 (en) * 2019-02-14 2020-08-20 太平洋セメント株式会社 Carbon dioxide fixation method

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