JPH04190831A - 炭酸ガス再資源化リサイクルシステム - Google Patents
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- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Treating Waste Gases (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、燃焼排ガス等の排ガス中に含まれる炭酸ガス
を再資源化してリサイクルすることにより、炭酸ガスの
大気への放出量を削減して地球温暖化問題の解決に貢献
するためのシステムに関する。
を再資源化してリサイクルすることにより、炭酸ガスの
大気への放出量を削減して地球温暖化問題の解決に貢献
するためのシステムに関する。
[従来の技術]
最近、炭酸ガスによる地球の温暖化は世界的な問題とな
っており、各国が協力して解決策を見出そうとしている
。それらの解決策を大別すると、(1)省エネルギー化
の推進、(2)新エネルギーの開発と導入、(3)炭酸
ガスの固定再資源化などが挙げられる。本発明は、(3
)の固定再資源化に関する。
っており、各国が協力して解決策を見出そうとしている
。それらの解決策を大別すると、(1)省エネルギー化
の推進、(2)新エネルギーの開発と導入、(3)炭酸
ガスの固定再資源化などが挙げられる。本発明は、(3
)の固定再資源化に関する。
固定再資源化に当たっては、化石燃料排ガスとして排出
された炭酸ガスを分離濃縮し、しかる後に、メタン、メ
タノール等の有価物に還元して、再資源化する方法等が
考えられる。
された炭酸ガスを分離濃縮し、しかる後に、メタン、メ
タノール等の有価物に還元して、再資源化する方法等が
考えられる。
[発明が解決しようとする課題]
炭酸ガスの分離濃縮には、モノエタノールアミン、炭酸
カリウムなどのアルカリ性溶液で炭酸ガスを吸収し、そ
の後、溶液を加熱して、炭酸ガスを脱離させる方法が提
案されている。しかし、モノエタノールアミンが分解し
易く、また、加熱用熱エネルギーが大きいため、ユーテ
ィリティが増大し、かつ、分解生成物による悪臭問題の
発生や、次工程の炭酸ガス還元工程に悪影響を及ぼす可
能性がある。また、これらの吸収剤は、いずれも腐食性
が強い欠点もある。さらに、炭酸ガス中に亜硫酸ガス等
の酸性ガスが含まれている場合、これらは吸収剤と強く
結び付き、容易に炭酸ガスを分離回収できない。従って
、吸収剤の能力は速やかに低下する。従って、この場合
には、この従来方法は適用できない。
カリウムなどのアルカリ性溶液で炭酸ガスを吸収し、そ
の後、溶液を加熱して、炭酸ガスを脱離させる方法が提
案されている。しかし、モノエタノールアミンが分解し
易く、また、加熱用熱エネルギーが大きいため、ユーテ
ィリティが増大し、かつ、分解生成物による悪臭問題の
発生や、次工程の炭酸ガス還元工程に悪影響を及ぼす可
能性がある。また、これらの吸収剤は、いずれも腐食性
が強い欠点もある。さらに、炭酸ガス中に亜硫酸ガス等
の酸性ガスが含まれている場合、これらは吸収剤と強く
結び付き、容易に炭酸ガスを分離回収できない。従って
、吸収剤の能力は速やかに低下する。従って、この場合
には、この従来方法は適用できない。
一方、炭酸ガスの分離濃縮には、ゼオライトなどの吸着
剤を用いる方法が提案されている。この方法では、炭酸
ガスの吸着が燃焼排ガス中に共存する酸素、水蒸気によ
って阻害される。また、吸着反応は、低温はど望ましい
が、排ガスの温度は一般に100℃以上である。従って
、吸着塔が大きなものとなる欠点がある。さらに、炭酸
ガス中に亜硫酸ガス等の酸性ガスが含まれている場合、
これらは吸着剤と強く結合し、炭酸ガス吸着能を次第に
低減することとなる。従ってこの場合にも、この従来方
法は、適用できない。
剤を用いる方法が提案されている。この方法では、炭酸
ガスの吸着が燃焼排ガス中に共存する酸素、水蒸気によ
って阻害される。また、吸着反応は、低温はど望ましい
が、排ガスの温度は一般に100℃以上である。従って
、吸着塔が大きなものとなる欠点がある。さらに、炭酸
ガス中に亜硫酸ガス等の酸性ガスが含まれている場合、
これらは吸着剤と強く結合し、炭酸ガス吸着能を次第に
低減することとなる。従ってこの場合にも、この従来方
法は、適用できない。
さらに、炭酸ガスの還元においては、炭酸ガスが安定な
ために、大きなエネルギーを必要とし、これに太陽光エ
ネルギーを利用する試みがいくつかなされている。しか
し、例えば、光触媒の存在下で炭酸ガスを水で還元して
、メタノール、メタンなどに変換する方式のエネルギー
の利用率は0.1%程度と小さい。エネルギー変換効率
が低い原因として、(1)光触媒は、波長420nm以
下の光のみを吸収するので、可視および赤外領域の光は
利用されない、(2)炭酸ガスと水素の還元反応を促進
する実用的な触媒が開発されていない、などが挙げられ
る。
ために、大きなエネルギーを必要とし、これに太陽光エ
ネルギーを利用する試みがいくつかなされている。しか
し、例えば、光触媒の存在下で炭酸ガスを水で還元して
、メタノール、メタンなどに変換する方式のエネルギー
の利用率は0.1%程度と小さい。エネルギー変換効率
が低い原因として、(1)光触媒は、波長420nm以
下の光のみを吸収するので、可視および赤外領域の光は
利用されない、(2)炭酸ガスと水素の還元反応を促進
する実用的な触媒が開発されていない、などが挙げられ
る。
なお、この種の技術に関連する公知技術としては、例え
ば、吸収液による炭酸ガスの分離濃縮技術に関して、特
開昭54−69586号、特開昭59−169920号
、特開昭59−10330号公報等がある。
ば、吸収液による炭酸ガスの分離濃縮技術に関して、特
開昭54−69586号、特開昭59−169920号
、特開昭59−10330号公報等がある。
本発明は、従来技術におけるこれらの欠点に鑑みてなさ
れたものである。
れたものである。
本発明の第1の目的は、火力発電所等の化石燃料燃焼設
備などから排出される炭酸ガスを分814縮し、さらに
は、メタン、メタノール等に還元し、燃料としてリサイ
クルすることにより、化石燃料燃焼設備から炭酸ガス排
出量を削減する効果的な方法およびシステムを提供する
ことにある。
備などから排出される炭酸ガスを分814縮し、さらに
は、メタン、メタノール等に還元し、燃料としてリサイ
クルすることにより、化石燃料燃焼設備から炭酸ガス排
出量を削減する効果的な方法およびシステムを提供する
ことにある。
また、本発明の第2の目的は、特に、炭酸ガスの他に亜
硫酸ガスを含む排ガスから、炭酸ガスを効果的に分離回
収するとともに、燃料として効果的にリサイクルする方
法およびシステムを提供することにある。
硫酸ガスを含む排ガスから、炭酸ガスを効果的に分離回
収するとともに、燃料として効果的にリサイクルする方
法およびシステムを提供することにある。
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、炭
酸ガスおよび硫黄酸化物ガスを含む排ガスを、アルカリ
土類元素化合物を含む吸収剤と接触させて、該排ガス中
に含まれる炭酸ガスおよび硫黄酸化物ガスを、アルカリ
土類元素の炭酸塩とアルカリ土類元素の亜硫酸塩として
回収することを特徴とする排ガス処理方法が提供される
。
酸ガスおよび硫黄酸化物ガスを含む排ガスを、アルカリ
土類元素化合物を含む吸収剤と接触させて、該排ガス中
に含まれる炭酸ガスおよび硫黄酸化物ガスを、アルカリ
土類元素の炭酸塩とアルカリ土類元素の亜硫酸塩として
回収することを特徴とする排ガス処理方法が提供される
。
排ガスとしては、例えば、火力発電所等における化石燃
料の燃焼排ガスがある。化石燃料等は、その構成成分中
に、炭素および硫黄を含むので。
料の燃焼排ガスがある。化石燃料等は、その構成成分中
に、炭素および硫黄を含むので。
その燃焼排ガス中には、炭酸ガスおよび亜硫酸ガス等の
硫黄酸化物が含まれる。
硫黄酸化物が含まれる。
炭酸塩および亜硫酸塩の回収に際し、両者のうち少なく
とも一方が固体で存在し得るPHとなるように、吸収剤
の供給量を調節することが好ましい。
とも一方が固体で存在し得るPHとなるように、吸収剤
の供給量を調節することが好ましい。
アルカリ土類元素の炭酸塩は、亜硫酸塩と分離し、得ら
れた炭酸塩を、炭酸ガスとアルカリ土類元素化合物とに
分解して、炭酸ガスを回収すると共に、アルカリ土類元
素化合物を上記吸収剤に再生することができる。
れた炭酸塩を、炭酸ガスとアルカリ土類元素化合物とに
分解して、炭酸ガスを回収すると共に、アルカリ土類元
素化合物を上記吸収剤に再生することができる。
また、他の態様によれば、上記態様によって得られた炭
酸ガスを、水素で還元して、構成要素中に水素を少なく
とも含む炭化物を生成して再資源化することを特徴とす
る炭酸ガス再資源化方法が提供される。ここで得られた
炭化物は、燃料として再利用することができる。
酸ガスを、水素で還元して、構成要素中に水素を少なく
とも含む炭化物を生成して再資源化することを特徴とす
る炭酸ガス再資源化方法が提供される。ここで得られた
炭化物は、燃料として再利用することができる。
より具体的な態様としては、(1)化石燃料燃焼排ガス
中の炭酸ガスをアルカリ土類金属化合物からなる吸収剤
を含む吸収液で吸収する吸収工程、(2)吸収工程で生
成した吸収剤の炭酸塩および/もしくは重炭酸塩を分解
して炭酸ガスを回収して吸収剤を再生する工程、(3)
回収した炭酸ガスを水素で還元してメタン、メタノール
等の炭化水素あるいは含酸素炭化水素に変換する還元工
程、(4)前記還元工程の生成物を化石燃料の燃焼炉に
戻す循環工程よりなることを特徴とする。炭酸ガスの再
資源化リサイクル方法が提供される。
中の炭酸ガスをアルカリ土類金属化合物からなる吸収剤
を含む吸収液で吸収する吸収工程、(2)吸収工程で生
成した吸収剤の炭酸塩および/もしくは重炭酸塩を分解
して炭酸ガスを回収して吸収剤を再生する工程、(3)
回収した炭酸ガスを水素で還元してメタン、メタノール
等の炭化水素あるいは含酸素炭化水素に変換する還元工
程、(4)前記還元工程の生成物を化石燃料の燃焼炉に
戻す循環工程よりなることを特徴とする。炭酸ガスの再
資源化リサイクル方法が提供される。
また、上記目的を達成するためのシステムとして、本発
明のさらに他の態様によれば、炭酸ガスおよび硫黄酸化
物ガスを含む焼排ガスを、アルカリ土類元素化合物を含
む吸収剤と接触させて、該排ガス中に含まれる炭酸ガス
および硫黄酸化物ガスを、アルカリ土類元素の炭酸塩と
アルカリ土類元素の亜硫酸塩として回収する手段と、該
回収する手段に、吸収剤を供給する吸収剤供給手段と、
回収されるアルカリ土類元素の炭酸塩とアルカリ土類元
素の亜硫酸塩のうち、アルカリ土類元素の炭酸塩を炭酸
ガスとアルカリ土類元素化合物に分解する手段と、分解
して得られる炭酸ガスを水素で還元して、構成要素中に
水素を少なくとも含む炭化物を生成して再資源化する手
段とを備えることを特徴とする炭酸ガス再資源化リサイ
クルシステムが提供される。
明のさらに他の態様によれば、炭酸ガスおよび硫黄酸化
物ガスを含む焼排ガスを、アルカリ土類元素化合物を含
む吸収剤と接触させて、該排ガス中に含まれる炭酸ガス
および硫黄酸化物ガスを、アルカリ土類元素の炭酸塩と
アルカリ土類元素の亜硫酸塩として回収する手段と、該
回収する手段に、吸収剤を供給する吸収剤供給手段と、
回収されるアルカリ土類元素の炭酸塩とアルカリ土類元
素の亜硫酸塩のうち、アルカリ土類元素の炭酸塩を炭酸
ガスとアルカリ土類元素化合物に分解する手段と、分解
して得られる炭酸ガスを水素で還元して、構成要素中に
水素を少なくとも含む炭化物を生成して再資源化する手
段とを備えることを特徴とする炭酸ガス再資源化リサイ
クルシステムが提供される。
上記炭酸ガスおよび硫黄酸化物ガスを回収する手段は、
例えば、少なくとも1の吸収塔を有し、炭酸ガスおよび
硫黄酸化物ガスを共通の吸収塔で回収する構成とするこ
とができる。吸収塔は、2以上であってもよい。
例えば、少なくとも1の吸収塔を有し、炭酸ガスおよび
硫黄酸化物ガスを共通の吸収塔で回収する構成とするこ
とができる。吸収塔は、2以上であってもよい。
本発明のリサイクルシステムにおいて、アルカリ土類元
素の炭酸塩とアルカリ土類元素の亜硫酸塩とを分離する
手段を備えることが好ましい。もっとも、吸収塔自体で
分離する構成としてもよい。
素の炭酸塩とアルカリ土類元素の亜硫酸塩とを分離する
手段を備えることが好ましい。もっとも、吸収塔自体で
分離する構成としてもよい。
上記吸収剤供給手段は、分解して得られるアルカリ土類
元素化合物を、吸収剤として再利用することができる。
元素化合物を、吸収剤として再利用することができる。
上記吸収剤供給手段は、上記吸収塔のアルカリ土類元素
の炭酸塩とアルカリ土類元素の亜硫酸塩の排出口におけ
るPHを測定する装置と、この測定値に応じて、吸収剤
の供給量を制御する投入制御装置とを有する構成とする
ことができる。この吸収剤供給手段は、炭酸塩および亜
硫酸塩の回収に際し、両者のうち少なくとも一方が固体
で存在し得るPHとなるように、吸収剤の供給量を調節
することができる。
の炭酸塩とアルカリ土類元素の亜硫酸塩の排出口におけ
るPHを測定する装置と、この測定値に応じて、吸収剤
の供給量を制御する投入制御装置とを有する構成とする
ことができる。この吸収剤供給手段は、炭酸塩および亜
硫酸塩の回収に際し、両者のうち少なくとも一方が固体
で存在し得るPHとなるように、吸収剤の供給量を調節
することができる。
本発明において、炭酸塩は、炭酸塩と重炭酸塩のいずれ
であってもよい。
であってもよい。
吸収剤としては、アルカリ土類金属の化合物、特に好ま
しくは、カルシウム化合物を用いることができる。さら
に、カルシウム化合物としては。
しくは、カルシウム化合物を用いることができる。さら
に、カルシウム化合物としては。
炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウムの
うちの少なくとも1種が好ましく用いられる。また、こ
れらを主成分とする、石灰岩等の鉱物を用いることがで
きる。なお、これらの化合物は、スラリ状で使用される
。スラリ濃度は、例えば、2から30%、好ましくは、
5から15%とする。
うちの少なくとも1種が好ましく用いられる。また、こ
れらを主成分とする、石灰岩等の鉱物を用いることがで
きる。なお、これらの化合物は、スラリ状で使用される
。スラリ濃度は、例えば、2から30%、好ましくは、
5から15%とする。
吸収剤の負荷量は、排ガス中から吸収除去される亜硫酸
ガスと炭酸ガスを亜硫酸カルシウムと重炭酸カルシウム
に転換するに必要な化学量論量にほぼ等しい量とするこ
とが好ましい。
ガスと炭酸ガスを亜硫酸カルシウムと重炭酸カルシウム
に転換するに必要な化学量論量にほぼ等しい量とするこ
とが好ましい。
本法により、吸収工程から亜硫酸カルシウム粒子と重炭
酸カルシウム溶液とからなるスラリか得られ、重炭酸塩
と亜硫酸塩の分離が著しく容易となる。
酸カルシウム溶液とからなるスラリか得られ、重炭酸塩
と亜硫酸塩の分離が著しく容易となる。
上記条件を達成するに当たり、吸収工程出口の吸収液P
Hが8〜10程度となるよう吸収剤供給量を調節するこ
とが好ましい。
Hが8〜10程度となるよう吸収剤供給量を調節するこ
とが好ましい。
重炭酸塩および炭酸塩の分解工程および還元工程におけ
る熱エネルギーとして、燃焼排ガスの熱をおよび化石燃
料燃焼設備に付随して得られる廃熱を利用することがで
きる。
る熱エネルギーとして、燃焼排ガスの熱をおよび化石燃
料燃焼設備に付随して得られる廃熱を利用することがで
きる。
重炭酸塩の分解工程には100’CN度の熱エネルギー
が、炭酸塩の分解工程には900℃程度の熱エネルギー
が、また、炭酸ガス還元工程においては200〜500
℃程度の熱エネルギーが必要であり、これらに上記の各
種廃熱を利用することにより、本発明の効果を高めるこ
とができる。
が、炭酸塩の分解工程には900℃程度の熱エネルギー
が、また、炭酸ガス還元工程においては200〜500
℃程度の熱エネルギーが必要であり、これらに上記の各
種廃熱を利用することにより、本発明の効果を高めるこ
とができる。
水酸化カルシウムを吸収剤とする場合、吸収剤の負荷量
を、排ガス中から吸収除去される亜硫酸ガスと炭酸ガス
を亜硫酸カルシウムと炭酸カルシウムに転換するに必要
な化学量論量にほぼ等しい量とすることが好ましい。
を、排ガス中から吸収除去される亜硫酸ガスと炭酸ガス
を亜硫酸カルシウムと炭酸カルシウムに転換するに必要
な化学量論量にほぼ等しい量とすることが好ましい。
本法では、水酸化カルシウムの高い炭酸ガスおよび亜硫
酸ガスの吸収能に加え、吸収液が炭酸ガスの吸収能力を
残した状態で吸収工程から抜き出されるため、特に炭酸
ガスの高い吸収能が得られる。
酸ガスの吸収能に加え、吸収液が炭酸ガスの吸収能力を
残した状態で吸収工程から抜き出されるため、特に炭酸
ガスの高い吸収能が得られる。
上記条件を達成するに当たり、吸収工程出口の吸収液P
I(が10.5以上好ましくは12程度となるよう吸
収剤供給量を調節する。
I(が10.5以上好ましくは12程度となるよう吸
収剤供給量を調節する。
吸収工程から得られる亜硫酸カルシウムと炭酸カルシウ
ムの混合スラリから、亜硫酸カルシウムと炭酸カルシウ
ムを分離し、亜硫酸カルシウムをを酸化して石膏とし、
炭酸カルシウムは酸化カルシウムと炭酸ガスに分解し、
酸化カルシウムは水和させて水酸化カルシウムとして再
び吸収剤として利用することができる。
ムの混合スラリから、亜硫酸カルシウムと炭酸カルシウ
ムを分離し、亜硫酸カルシウムをを酸化して石膏とし、
炭酸カルシウムは酸化カルシウムと炭酸ガスに分解し、
酸化カルシウムは水和させて水酸化カルシウムとして再
び吸収剤として利用することができる。
吸収工程から得られる亜硫酸カルシウムと炭酸カルシウ
ムの混合スラリを酸化することにより石膏と炭酸カルシ
ウムのスラリに変換し、しかる後に石膏と炭酸カルシウ
ムを分難し、さらに炭酸カルシウムは酸化カルシウムと
炭酸ガスに分解し、酸化カルシウムは水和させて水酸化
カルシウムとして再び吸収剤として利用することができ
る。
ムの混合スラリを酸化することにより石膏と炭酸カルシ
ウムのスラリに変換し、しかる後に石膏と炭酸カルシウ
ムを分難し、さらに炭酸カルシウムは酸化カルシウムと
炭酸ガスに分解し、酸化カルシウムは水和させて水酸化
カルシウムとして再び吸収剤として利用することができ
る。
水洗においては、炭酸カルシウムと石膏を分離するが、
WJ者の粒径差は大きく(石膏の粒径が大)この工程に
おける分離が容易となり、流体サイクロン等の簡単な手
段で分離が行なえる利点がある。
WJ者の粒径差は大きく(石膏の粒径が大)この工程に
おける分離が容易となり、流体サイクロン等の簡単な手
段で分離が行なえる利点がある。
亜硫酸カルシウムの酸化にあたっては空気酸化のほかに
、オゾン酸化、過酸化水素による酸化が有効である。
、オゾン酸化、過酸化水素による酸化が有効である。
本発明は、吸収塔を2基用い、そ九ぞれ亜硫酸ガス吸収
用と炭酸ガス吸収用に専用化し、前者で亜硫酸カルシウ
ムを得、後者で重炭酸カルシウムを得る構成とすること
ができる。この場合、後工程での亜硫酸塩と重炭酸塩の
分離を不要化することができる。また、前者で亜硫酸カ
ルシウムを得、後者で炭酸カルシウムを得て、亜硫酸塩
と炭酸塩の分離を不要化するように構成してもよい。
用と炭酸ガス吸収用に専用化し、前者で亜硫酸カルシウ
ムを得、後者で重炭酸カルシウムを得る構成とすること
ができる。この場合、後工程での亜硫酸塩と重炭酸塩の
分離を不要化することができる。また、前者で亜硫酸カ
ルシウムを得、後者で炭酸カルシウムを得て、亜硫酸塩
と炭酸塩の分離を不要化するように構成してもよい。
さらに、単一の吸収塔で、排ガスと吸収液を交流接触さ
せ、吸収塔の途中から亜硫酸カルシウムと重炭酸カルシ
ウムを得、吸収塔底部から亜硫酸カルシウムと重亜硫酸
カルシウムを得る等の、嘔−の吸収塔で2塔の機能を持
たせる構成としてもよい。
せ、吸収塔の途中から亜硫酸カルシウムと重炭酸カルシ
ウムを得、吸収塔底部から亜硫酸カルシウムと重亜硫酸
カルシウムを得る等の、嘔−の吸収塔で2塔の機能を持
たせる構成としてもよい。
前記還元手段は、アルミナ、シリカ、チタニアのうち少
なくとも1種を担体成分とし、ニッケル、鉄、銅、クロ
ム、亜鉛、ルテニウム、パラジウムのうち少なくとも1
種を活性成分とし、かつ、ランタン、セリウム、イツト
リウムのうち少なくとも1種を助触媒成分として構成さ
れるMJ、を用いることが好ましい。
なくとも1種を担体成分とし、ニッケル、鉄、銅、クロ
ム、亜鉛、ルテニウム、パラジウムのうち少なくとも1
種を活性成分とし、かつ、ランタン、セリウム、イツト
リウムのうち少なくとも1種を助触媒成分として構成さ
れるMJ、を用いることが好ましい。
これらの触媒による反応条件としては、反応温度は20
0〜500℃、圧力は1−50atmが好ましい。また
、メタノールを製造するときの触媒は、担体を含まなく
てもよい。
0〜500℃、圧力は1−50atmが好ましい。また
、メタノールを製造するときの触媒は、担体を含まなく
てもよい。
吸収剤の溶液またはスラリには、エチレンジアミン四酢
酸、クエン酸、ニトリロ三酢酸などの金属錯体を添加す
ることができる。
酸、クエン酸、ニトリロ三酢酸などの金属錯体を添加す
ることができる。
これらの錯体を添加することにより、窒素酸化物を吸収
し、排ガスから窒素酸化物を同時に除去することが可能
となる。
し、排ガスから窒素酸化物を同時に除去することが可能
となる。
本発明は、化石燃料を燃焼し、排ガスが上記吸収塔に送
られるボイラを備え、該ボイラは、上記再資源化する手
段により生成される炭化物を、燃料の一部として利用す
るシステムを構築することができる。例えば、火力発電
所のシステムに組み込むことができる。
られるボイラを備え、該ボイラは、上記再資源化する手
段により生成される炭化物を、燃料の一部として利用す
るシステムを構築することができる。例えば、火力発電
所のシステムに組み込むことができる。
上記炭酸ガスの還元に用いられる水素の発生源として、
水電解装置を用いることができる。その電解電力の電源
としては、太陽電池が好ましく用いられる。
水電解装置を用いることができる。その電解電力の電源
としては、太陽電池が好ましく用いられる。
なお、水素を製造する手段は、この他にも存在するが、
同時に炭酸ガスを発生するものは、本発明の趣旨に反す
るので、好ましくない。
同時に炭酸ガスを発生するものは、本発明の趣旨に反す
るので、好ましくない。
本発明の炭酸ガス再資源化リサイクルシステムは、昼間
は、太陽電池の出力を用い、夜間は、火力発電所の余剰
電力を用いるように、運転することができる。
は、太陽電池の出力を用い、夜間は、火力発電所の余剰
電力を用いるように、運転することができる。
ここで、発電容量が100万k Wの火力発電所を想定
して、炭酸ガス再資源化リサイクルシステムの概略モデ
ルの一例を示す。
して、炭酸ガス再資源化リサイクルシステムの概略モデ
ルの一例を示す。
このような発電所では、炭酸ガスの排出量が、455t
/h見込まれ、このうち20%に当たる91t/hを処
理するものとすると、還元に必要な水素を電解により得
るための電力を発生させる太陽電池の受光面積は、エネ
ルギ変換効率10%で、500万m2程度あればよい。
/h見込まれ、このうち20%に当たる91t/hを処
理するものとすると、還元に必要な水素を電解により得
るための電力を発生させる太陽電池の受光面積は、エネ
ルギ変換効率10%で、500万m2程度あればよい。
このような処理を行なうと、再生燃料として、4.3
X 103kcal(50万kW)が得られる。
X 103kcal(50万kW)が得られる。
[作 用]
本発明における作用について、特に吸収剤の作用につい
て以下に説明する。
て以下に説明する。
前記のごとく、炭酸ガス吸収剤として、アルカリ金属塩
である炭酸カリウム、炭酸ナトリウムの水溶液を使用す
る方法が知られている。この吸収剤は、炭酸ガス、亜硫
酸ガスの酸性ガスの良好な吸収剤であるが、亜硫酸ガス
を吸収して生成された亜硫酸塩あるいはこれが酸化され
て生成された硫酸塩は、炭酸ガス吸収能を持たず、しか
も、炭酸ガスを吸収して生成する重炭酸塩とともに水溶
液として溶解しているため、重炭酸塩からの分離は容易
に行なえない。
である炭酸カリウム、炭酸ナトリウムの水溶液を使用す
る方法が知られている。この吸収剤は、炭酸ガス、亜硫
酸ガスの酸性ガスの良好な吸収剤であるが、亜硫酸ガス
を吸収して生成された亜硫酸塩あるいはこれが酸化され
て生成された硫酸塩は、炭酸ガス吸収能を持たず、しか
も、炭酸ガスを吸収して生成する重炭酸塩とともに水溶
液として溶解しているため、重炭酸塩からの分離は容易
に行なえない。
本発明の特徴の一つは、アルカリ土類金属の炭酸塩、亜
硫酸塩、硫酸塩の特性を巧妙に活用し、炭酸塩および/
または重炭酸塩と亜硫酸塩および/もしくは硫酸塩との
容易な分離を可能とし、炭酸塩および/または重炭酸塩
からの吸収剤の再生(濃縮炭酸ガスの生成)を可能とし
たこと、あるいはこれらを可能とするカルシウム化合物
による炭酸ガスの吸収および再生条件を選択したことに
ある。
硫酸塩、硫酸塩の特性を巧妙に活用し、炭酸塩および/
または重炭酸塩と亜硫酸塩および/もしくは硫酸塩との
容易な分離を可能とし、炭酸塩および/または重炭酸塩
からの吸収剤の再生(濃縮炭酸ガスの生成)を可能とし
たこと、あるいはこれらを可能とするカルシウム化合物
による炭酸ガスの吸収および再生条件を選択したことに
ある。
水酸化カルシウムは炭酸ガスを吸収するとまず炭酸カル
シウムとなる。炭酸カルシウムは、炭酸ガスを吸収して
重炭酸カルシウムとなる。
シウムとなる。炭酸カルシウムは、炭酸ガスを吸収して
重炭酸カルシウムとなる。
Ca(’0H)2+C02−−+ CaC0,+1(
20(PI(>12)CaCO3+CO2+H20+−
4Ca(HCO,)2 (PH=8−12)PH8
〜10では炭酸カルシウムと重炭酸カルシウムが共存し
、PH=8以下では重炭酸カルシウムのみが存在する。
20(PI(>12)CaCO3+CO2+H20+−
4Ca(HCO,)2 (PH=8−12)PH8
〜10では炭酸カルシウムと重炭酸カルシウムが共存し
、PH=8以下では重炭酸カルシウムのみが存在する。
炭酸カルシウムは、その溶解度が極めて小さいので、大
部分は固体として存在する。一方1重炭酸カルシウムは
、その溶解度が高いので、溶液として存在する。従って
、両者の分離は、容易である。
部分は固体として存在する。一方1重炭酸カルシウムは
、その溶解度が高いので、溶液として存在する。従って
、両者の分離は、容易である。
燃焼排ガス中に共存する亜硫酸ガスもカルシウム塩とほ
ぼ同様に反応する。すなわち、Ca (OH) 2 ”
SOz −−→Ca5O,” Hz O(P H>
8 )CaSO,+SO□+H2O−→Ca(ISO,
)2(PH=6−8)PH=6〜8では亜硫酸カルシウ
ムと重亜硫酸カルシウムが共存し、PH=6以下では重
亜硫酸カルシウムのみが存在する。亜硫酸カルシウムの
溶解度は極めて小さいので、大部分は固体として存在す
るが、重亜硫酸カルシウムは溶解度が高いので溶液とし
て存在する。従って、両者の分離も容易である。
ぼ同様に反応する。すなわち、Ca (OH) 2 ”
SOz −−→Ca5O,” Hz O(P H>
8 )CaSO,+SO□+H2O−→Ca(ISO,
)2(PH=6−8)PH=6〜8では亜硫酸カルシウ
ムと重亜硫酸カルシウムが共存し、PH=6以下では重
亜硫酸カルシウムのみが存在する。亜硫酸カルシウムの
溶解度は極めて小さいので、大部分は固体として存在す
るが、重亜硫酸カルシウムは溶解度が高いので溶液とし
て存在する。従って、両者の分離も容易である。
亜硫酸塩と炭酸塩が共存する系においては、PH10以
上で両者はともに炭酸カルシウムと亜硫酸カルシウムな
る固体(粒状)であるが、両者は粒径あるいは比重差で
分離することができる。
上で両者はともに炭酸カルシウムと亜硫酸カルシウムな
る固体(粒状)であるが、両者は粒径あるいは比重差で
分離することができる。
PH8〜10では、亜硫酸塩は固体の亜硫酸カルシウム
であり、炭酸塩は液体の重炭酸カルシウムであり、両者
は容易に分離できる。PH8以下において、初めて、溶
液である重炭酸カルシウムと重亜硫酸カルシウムが共存
し、分離が困難となる。
であり、炭酸塩は液体の重炭酸カルシウムであり、両者
は容易に分離できる。PH8以下において、初めて、溶
液である重炭酸カルシウムと重亜硫酸カルシウムが共存
し、分離が困難となる。
従って、アルカリ土類金属化合物、特に、水酸化カルシ
ウム、炭酸カルシウム等のカルシウム化合物スラリで亜
硫酸ガスと炭酸ガスを同時吸収した場合、亜硫酸ガスに
起因するカルシウム塩と炭酸ガスに起因するカルシウム
塩とを分離できる。
ウム、炭酸カルシウム等のカルシウム化合物スラリで亜
硫酸ガスと炭酸ガスを同時吸収した場合、亜硫酸ガスに
起因するカルシウム塩と炭酸ガスに起因するカルシウム
塩とを分離できる。
炭酸ガスに起因するカルシウム塩は、分解して高濃度の
炭酸ガスを回収するとともに、吸収剤として再生できる
。
炭酸ガスを回収するとともに、吸収剤として再生できる
。
本発明を構成する吸収工程は、以上のようなアルカリ土
類金属化合物、特に、水酸化カルシウム、炭酸カルシウ
ム等のカルシウム化合物自身の炭酸ガスおよび亜硫酸ガ
スに対する性質を考慮して、構成されたものである。
類金属化合物、特に、水酸化カルシウム、炭酸カルシウ
ム等のカルシウム化合物自身の炭酸ガスおよび亜硫酸ガ
スに対する性質を考慮して、構成されたものである。
(以下余白)
[実施例]
本発明をボイラ燃焼排ガスからの炭酸ガスの分離回収に
よる再資源化に適用した場合を例に、詳細に説明する。
よる再資源化に適用した場合を例に、詳細に説明する。
(実施例1)
第1図は、本発明の一実施例を示す炭酸ガスリサイクル
システムの装置構成を示すブロック図で°ある。
システムの装置構成を示すブロック図で°ある。
本実施例は1石炭、石油等の、構成分に少なくとも炭素
を含む燃料である化石燃料1を燃焼させるボイラ2と、
このボイラ2の燃焼排ガスについて、脱硝処理を行なう
と共に、脱硫および脱炭の各処理を行なう排ガス処理部
と、脱炭処理により分離された炭酸ガスを還元する還元
処理部とを備えている。なお、このような構成は、各処
理部の構成に相違はあるが、基本的には、以下の他の実
施例についても共通である。従って、共通する事項につ
いての説明は、可能な可ぎり重複しないこととする。
を含む燃料である化石燃料1を燃焼させるボイラ2と、
このボイラ2の燃焼排ガスについて、脱硝処理を行なう
と共に、脱硫および脱炭の各処理を行なう排ガス処理部
と、脱炭処理により分離された炭酸ガスを還元する還元
処理部とを備えている。なお、このような構成は、各処
理部の構成に相違はあるが、基本的には、以下の他の実
施例についても共通である。従って、共通する事項につ
いての説明は、可能な可ぎり重複しないこととする。
排ガス処理部は、NOx除去処理を行なう脱硝装置3と
、SOx、特に、SO2の吸収および炭酸ガスの吸収を
行なう手段として機能する吸収塔10と、吸収塔10に
おいて得られる固体成分(亜硫酸カルシウム)と液体成
分(重炭酸カルシウム)とを分離する手段として機能す
る固液分離槽12と、亜硫酸カルシウムを酸化させて石
膏を得る酸化槽13と、得られた石膏の脱水処理を行な
う脱水槽14と、重炭酸カルシウムを分解して炭酸ガス
を得る手段として機能する分解槽15とを備える。
、SOx、特に、SO2の吸収および炭酸ガスの吸収を
行なう手段として機能する吸収塔10と、吸収塔10に
おいて得られる固体成分(亜硫酸カルシウム)と液体成
分(重炭酸カルシウム)とを分離する手段として機能す
る固液分離槽12と、亜硫酸カルシウムを酸化させて石
膏を得る酸化槽13と、得られた石膏の脱水処理を行な
う脱水槽14と、重炭酸カルシウムを分解して炭酸ガス
を得る手段として機能する分解槽15とを備える。
また、この排ガス処理部は、吸収剤を供給する手段とし
て、吸収塔10から排出される吸収液のPHを計測する
PH測定装置21と、このP H?I!1定装置21に
より測定された吸収液のPHに応じて、吸収塔10への
炭酸カルシウムの投入を制御する投入制御袋W22とを
備える。投入制御装置22は、いずれも図示していない
が、補給用の炭酸カルシウムのスラリと、後述する還元
処理部からのリサイクル炭酸カルシウムのスラリとを混
合する混合機と、混合したスラリを吸収塔10に供給す
るポンプと、上記混合機の制御およびポンプの制御を行
なう制御部とを有する。
て、吸収塔10から排出される吸収液のPHを計測する
PH測定装置21と、このP H?I!1定装置21に
より測定された吸収液のPHに応じて、吸収塔10への
炭酸カルシウムの投入を制御する投入制御袋W22とを
備える。投入制御装置22は、いずれも図示していない
が、補給用の炭酸カルシウムのスラリと、後述する還元
処理部からのリサイクル炭酸カルシウムのスラリとを混
合する混合機と、混合したスラリを吸収塔10に供給す
るポンプと、上記混合機の制御およびポンプの制御を行
なう制御部とを有する。
吸収塔10には、内部の吸収液を循環させるためのポン
プ等の循環装置(図示せず)が、必要に応じて設けられ
ている。また、吸収液をガ部に排出するための、ポンプ
等が必要に応して設けられる。
プ等の循環装置(図示せず)が、必要に応じて設けられ
ている。また、吸収液をガ部に排出するための、ポンプ
等が必要に応して設けられる。
還元処理部は、上記分解槽15で得られた炭酸ガスを水
素によりメタン等の燃料に還元処理する還元塔4と、上
記還元処理の用いられる水素を生成する水電解槽5と、
水電解槽5に対して直流電力を供給する電源として機能
する太陽電池6とを備える。還元塔4には、触媒が投入
されている。
素によりメタン等の燃料に還元処理する還元塔4と、上
記還元処理の用いられる水素を生成する水電解槽5と、
水電解槽5に対して直流電力を供給する電源として機能
する太陽電池6とを備える。還元塔4には、触媒が投入
されている。
すなわち、アルミナを担体成分とし、ニッケルを活性成
分とし、ランタンを助触媒成分とする触媒が投入される
。
分とし、ランタンを助触媒成分とする触媒が投入される
。
本実施例では、排ガス処理部で炭酸ガスの分解の際に得
られる炭酸カルシウムは、吸収塔10に送られて、再利
用される。また、還元処理部で得られるメタン等は、ボ
イラ2に送られて、再利用される。
られる炭酸カルシウムは、吸収塔10に送られて、再利
用される。また、還元処理部で得られるメタン等は、ボ
イラ2に送られて、再利用される。
次に、本実施例装置の各部の作用について、説明する。
化石燃料1をボイラ2で燃焼させて生成した燃焼排ガス
を必要に応じて脱硝装置3で処理して得られた亜硫酸ガ
スと炭酸ガスを含む排ガスが吸収塔10に導く。吸収塔
10において、吸収剤としての炭酸カルシウムスラリと
排ガスを接触させ、亜硫酸ガスと炭酸ガスを吸収剤に吸
収させる。両ガスの除去された排ガスは、吸収塔lo外
へ排出される。
を必要に応じて脱硝装置3で処理して得られた亜硫酸ガ
スと炭酸ガスを含む排ガスが吸収塔10に導く。吸収塔
10において、吸収剤としての炭酸カルシウムスラリと
排ガスを接触させ、亜硫酸ガスと炭酸ガスを吸収剤に吸
収させる。両ガスの除去された排ガスは、吸収塔lo外
へ排出される。
吸収塔10では、吸収剤の負荷量を調節することにより
、亜硫酸カルシウムと重炭酸カルシウムを含む吸収液(
スラリ)を得る。負荷量の調節は、排ガス中から吸収除
去されるべき亜硫酸ガスと炭酸ガスとを亜硫酸カルシウ
ムと重炭酸カルシウムとに転換するに必要な化学it論
上の量にほぼ等しい量の吸収剤を、排ガスと接触させる
ように調節する。実用的には、PH測定装置21により
吸収液のPHを測定し、この測定結果に基づいて、投大
制御装置22により、吸収液PRが8程度となるよう吸
収剤供給量を調節する。
、亜硫酸カルシウムと重炭酸カルシウムを含む吸収液(
スラリ)を得る。負荷量の調節は、排ガス中から吸収除
去されるべき亜硫酸ガスと炭酸ガスとを亜硫酸カルシウ
ムと重炭酸カルシウムとに転換するに必要な化学it論
上の量にほぼ等しい量の吸収剤を、排ガスと接触させる
ように調節する。実用的には、PH測定装置21により
吸収液のPHを測定し、この測定結果に基づいて、投大
制御装置22により、吸収液PRが8程度となるよう吸
収剤供給量を調節する。
吸収液は、固液分離槽12において固体の亜硫酸カルシ
ウムと溶液の重炭酸カルシウムに分離する。亜硫酸カル
シウムは、酸化槽13において、空気等により石膏に酸
化し、脱水槽14における脱水操作を経て系外へ排出す
る。
ウムと溶液の重炭酸カルシウムに分離する。亜硫酸カル
シウムは、酸化槽13において、空気等により石膏に酸
化し、脱水槽14における脱水操作を経て系外へ排出す
る。
一方、重炭酸カルシウム溶液は、分解槽15に導き、炭
酸ガスと炭酸カルシウムに分解する。分解は、溶液を加
熱することにより行ない、生成炭酸カルシウムは、再び
吸収剤として、新たに供給される炭酸カルシウムととも
に吸収塔10に送られる。加熱分解には、100℃程度
の温度が必要で、その熱源は、排ガスに求めることがで
きる。
酸ガスと炭酸カルシウムに分解する。分解は、溶液を加
熱することにより行ない、生成炭酸カルシウムは、再び
吸収剤として、新たに供給される炭酸カルシウムととも
に吸収塔10に送られる。加熱分解には、100℃程度
の温度が必要で、その熱源は、排ガスに求めることがで
きる。
また、重炭酸カルシウムの分解は、必要に応じ、石膏生
成母液を投入することにより行なう。この場合、炭酸ガ
スとともに石膏が生成する。石膏は、炭酸カルシウムと
ともに、吸収塔に供給し、前記の亜硫酸カルシウムの酸
化で生成する石膏とともに系外へ導く。
成母液を投入することにより行なう。この場合、炭酸ガ
スとともに石膏が生成する。石膏は、炭酸カルシウムと
ともに、吸収塔に供給し、前記の亜硫酸カルシウムの酸
化で生成する石膏とともに系外へ導く。
分解槽15で生成した高濃度の炭酸ガスは、還元塔4に
導き、例えば、太陽電池6の電力を使用して水電解槽5
で水電解により得た水素により、メタン、メタノール等
に還元する。還元生成物は、ボイラ燃料として利用する
。
導き、例えば、太陽電池6の電力を使用して水電解槽5
で水電解により得た水素により、メタン、メタノール等
に還元する。還元生成物は、ボイラ燃料として利用する
。
(実施例2)
第2図は、本発明の他の実施例を示す炭酸ガスリサイク
ルシステムの装置構成を示すブロック図である。
ルシステムの装置構成を示すブロック図である。
本実施例では、排ガス処理部において、吸収剤に水酸化
カルシウムを用いること等で実施例1と異なる。すなわ
ち、本実施例は、排ガス処理部において、分解槽15の
後段に、該分解槽15で生成される炭酸カルシウムを脱
水処理する脱水機16と、脱水された炭酸カルシウムを
加熱分解して炭酸ガスと酸化カルシウムを得る分解槽1
7と、該分解槽17で生成される酸化カルシウムを脱水
機16で得られる水を用いて水和させて水酸化カルシウ
ムを生成する水和槽18とを、実施例1の装置に付加し
て構成される。なお、分解槽15および17で得られる
炭酸ガスは、還元塔4に導かれる。
カルシウムを用いること等で実施例1と異なる。すなわ
ち、本実施例は、排ガス処理部において、分解槽15の
後段に、該分解槽15で生成される炭酸カルシウムを脱
水処理する脱水機16と、脱水された炭酸カルシウムを
加熱分解して炭酸ガスと酸化カルシウムを得る分解槽1
7と、該分解槽17で生成される酸化カルシウムを脱水
機16で得られる水を用いて水和させて水酸化カルシウ
ムを生成する水和槽18とを、実施例1の装置に付加し
て構成される。なお、分解槽15および17で得られる
炭酸ガスは、還元塔4に導かれる。
次に、本実施例装置の各部の作用について、説明する。
第2図において、亜硫酸ガスと炭酸ガスを含む排ガスは
、吸収塔10において、吸収剤としての水酸化カルシウ
ムスラリと接触し、亜硫酸ガスと炭酸ガスが除去される
。実施例1と同様に、吸収剤の負荷量を調節することに
より、吸収塔10がら亜硫酸カルシウムと重炭酸カルシ
ウムを含む吸収液(スラリ)を得る。すなわち、排ガス
中から吸収除去される亜硫酸ガスと炭酸ガスを亜硫酸カ
ルシウムと重炭酸カルシウムに転換するに必要な化学量
論量にほぼ等しい量の吸収剤を排ガスと接触させるよう
に調節する。実用的には、PH測定装置21により吸収
液のPHを測定し、投入制御装M22トこより、吸収液
PHが8程度となるよう、吸収剤供給量を調節する。
、吸収塔10において、吸収剤としての水酸化カルシウ
ムスラリと接触し、亜硫酸ガスと炭酸ガスが除去される
。実施例1と同様に、吸収剤の負荷量を調節することに
より、吸収塔10がら亜硫酸カルシウムと重炭酸カルシ
ウムを含む吸収液(スラリ)を得る。すなわち、排ガス
中から吸収除去される亜硫酸ガスと炭酸ガスを亜硫酸カ
ルシウムと重炭酸カルシウムに転換するに必要な化学量
論量にほぼ等しい量の吸収剤を排ガスと接触させるよう
に調節する。実用的には、PH測定装置21により吸収
液のPHを測定し、投入制御装M22トこより、吸収液
PHが8程度となるよう、吸収剤供給量を調節する。
さらに、同様に、吸収液は、固液分離槽12において、
固体の亜硫酸カルシウムと溶液の重炭酸カルシウムに分
離する。亜硫酸カルシウムは、酸化槽13において空気
等により石膏に酸化し、脱水槽14で脱水して系外へ排
出する。重炭酸カルシウム溶液は、分解槽15に導き炭
酸ガスと炭酸カルシウムに熱分解し、また、必要に応じ
、石膏生成母液を投入し、炭酸ガスと石膏に分解する。
固体の亜硫酸カルシウムと溶液の重炭酸カルシウムに分
離する。亜硫酸カルシウムは、酸化槽13において空気
等により石膏に酸化し、脱水槽14で脱水して系外へ排
出する。重炭酸カルシウム溶液は、分解槽15に導き炭
酸ガスと炭酸カルシウムに熱分解し、また、必要に応じ
、石膏生成母液を投入し、炭酸ガスと石膏に分解する。
以上までは、消石灰を吸収剤に使用する以外実施例1と
同じである。
同じである。
本実施例においては、分解工程において生成した炭酸カ
ルシウムを脱水機16において脱水し、続いて分解槽1
7で炭酸ガスと酸化カルシウムに加熱分解する。酸化カ
ルシウムは、水和槽18で脱水槽16で得られた水と水
和させて水酸化カルシウムとし、系に補給される水酸化
カルシウムとともに吸収塔に供給する。
ルシウムを脱水機16において脱水し、続いて分解槽1
7で炭酸ガスと酸化カルシウムに加熱分解する。酸化カ
ルシウムは、水和槽18で脱水槽16で得られた水と水
和させて水酸化カルシウムとし、系に補給される水酸化
カルシウムとともに吸収塔に供給する。
生成炭酸ガスは、重炭酸カルシウムの分解で生成した炭
酸ガスとともに、還元塔4に導き、実施例1と同様に還
元しリサイクルする。
酸ガスとともに、還元塔4に導き、実施例1と同様に還
元しリサイクルする。
本実施例においては、炭酸カルシウムの分解に900℃
程度の高温を必要とするが、水酸化カルシウムの炭酸ガ
スおよび亜硫酸ガスの吸収能は、炭酸カルシウムより高
く、吸収塔10の小型化、吸収液の吸収塔内循環速度の
低減(循環ポンプ動力の低減)が可能となる利点がある
。
程度の高温を必要とするが、水酸化カルシウムの炭酸ガ
スおよび亜硫酸ガスの吸収能は、炭酸カルシウムより高
く、吸収塔10の小型化、吸収液の吸収塔内循環速度の
低減(循環ポンプ動力の低減)が可能となる利点がある
。
(実施例3)
第3図は、本発明のさらに他の実施例を示す炭酸ガスリ
サイクルシステムの装置構成を示すブロック図である。
サイクルシステムの装置構成を示すブロック図である。
本実施例では、吸収塔1oで亜硫酸カルシウムと炭酸カ
ルシウムを得る点で実施例2と異なる。すなわち、本実
施例は、上記実施例2における分解槽15を省略して、
吸収塔10がら排出される炭酸カルシウムを脱水機16
に供給すると共に、炭酸ガスは1分解槽17で分離され
る構成となっている。
ルシウムを得る点で実施例2と異なる。すなわち、本実
施例は、上記実施例2における分解槽15を省略して、
吸収塔10がら排出される炭酸カルシウムを脱水機16
に供給すると共に、炭酸ガスは1分解槽17で分離され
る構成となっている。
次に1本実施例装置の各部の作用について、説明する。
第3図において、亜硫酸ガスと炭酸ガスを含む排ガスは
、吸収塔10において吸収剤としての水酸化カルシウム
スラリと接触させ、亜硫酸ガスと炭酸ガスを除去する。
、吸収塔10において吸収剤としての水酸化カルシウム
スラリと接触させ、亜硫酸ガスと炭酸ガスを除去する。
ここで、実施例1と同様の手法により、吸収剤の負荷量
を調節して、吸収塔10から亜硫酸カルシウムと炭酸カ
ルシウムを含む吸収液(スラリ)を得る。すなわち、排
ガス中から吸収除去される亜硫酸ガスと炭酸ガスを亜硫
酸カルシウムと炭酸カルシウムに転換するに必要な化学
量論量にほぼ等しい量の吸収剤を排ガスと接触させるよ
うに調節する。実用的には、P H1lll定装置21
により吸収液のPHを測定し、投入制御装置22により
、吸収液PHが10.5以上、好ましくは12程度とな
るよう吸収剤供給量を調節する。
を調節して、吸収塔10から亜硫酸カルシウムと炭酸カ
ルシウムを含む吸収液(スラリ)を得る。すなわち、排
ガス中から吸収除去される亜硫酸ガスと炭酸ガスを亜硫
酸カルシウムと炭酸カルシウムに転換するに必要な化学
量論量にほぼ等しい量の吸収剤を排ガスと接触させるよ
うに調節する。実用的には、P H1lll定装置21
により吸収液のPHを測定し、投入制御装置22により
、吸収液PHが10.5以上、好ましくは12程度とな
るよう吸収剤供給量を調節する。
吸収液は1分離槽12において亜硫酸カルシウムと炭酸
カルシウムに分離される。亜硫酸カルシウムは、酸化槽
13において空気等により石膏に酸化し、脱水槽14に
おいて脱水した後、系外へ排出する。炭酸カルシウムは
、脱水槽16で脱水した後、分解槽17で炭酸ガスと酸
化カルシウムに加熱分解する。また、必要に応じ石膏生
成母液を投入することにより、炭酸ガスと石膏に分解す
る。
カルシウムに分離される。亜硫酸カルシウムは、酸化槽
13において空気等により石膏に酸化し、脱水槽14に
おいて脱水した後、系外へ排出する。炭酸カルシウムは
、脱水槽16で脱水した後、分解槽17で炭酸ガスと酸
化カルシウムに加熱分解する。また、必要に応じ石膏生
成母液を投入することにより、炭酸ガスと石膏に分解す
る。
酸化カルシウムは、水和槽18で脱水槽16で得られた
水と水和させた水酸化カルシウムとし、系に補給される
水酸化カルシウムとともに吸収塔10に補給する。
水と水和させた水酸化カルシウムとし、系に補給される
水酸化カルシウムとともに吸収塔10に補給する。
生成炭酸ガスは、還元塔4に導き、実施例1と同様に還
元して、リサイクルする。
元して、リサイクルする。
本実施例においては、炭酸カルシウムの分解に900°
C程度の高温を必要とするが、水酸化カルシウムの高い
炭酸ガスおよび亜硫酸ガスの吸収能に加え、吸収液が炭
酸ガスの吸収能力を残した状態で吸収塔から抜き出され
るため、特に、炭酸ガスの高い吸収能が得られる。従っ
て、吸収塔の小型化、吸収液の吸収塔内循環速度の低減
(循環ポンプ動力の低減)が可能となる利点がある。
C程度の高温を必要とするが、水酸化カルシウムの高い
炭酸ガスおよび亜硫酸ガスの吸収能に加え、吸収液が炭
酸ガスの吸収能力を残した状態で吸収塔から抜き出され
るため、特に、炭酸ガスの高い吸収能が得られる。従っ
て、吸収塔の小型化、吸収液の吸収塔内循環速度の低減
(循環ポンプ動力の低減)が可能となる利点がある。
(実施例4)
第4図は、本発明のさらに他の実施例を示す炭酸ガスリ
サイクルシステムの装置構成を示すブロック図である。
サイクルシステムの装置構成を示すブロック図である。
本実施例は実施例3の変形例である。本実施例は、第4
図において、吸収塔10から亜硫酸カルシウムと炭酸カ
ルシウムを含む吸収液(スラリ)を得るまでは、第3図
に示す実施例3と同しである。
図において、吸収塔10から亜硫酸カルシウムと炭酸カ
ルシウムを含む吸収液(スラリ)を得るまでは、第3図
に示す実施例3と同しである。
すなわち、本実施例においては、酸化槽13を固液分離
槽12の前段に配置して、亜硫酸カルシウムと炭酸カル
シウムを含む吸収液を酸化して石膏と炭酸カルシウムと
した後、両者を分離し炭酸カルシウムを分解する点が実
施例3と異なる。
槽12の前段に配置して、亜硫酸カルシウムと炭酸カル
シウムを含む吸収液を酸化して石膏と炭酸カルシウムと
した後、両者を分離し炭酸カルシウムを分解する点が実
施例3と異なる。
次に、本実施例の各部の動作について説明する。
本実施例においては、吸収塔10がらの亜硫酸カルシウ
ムと炭酸カルシウムを含む吸収液(スラリ)を酸化槽1
3において酸化し1石膏と炭酸カルシウムとし、続いて
、分離槽12において両者を分離する。石膏は、脱水槽
14において脱水した後系外へ排出する。炭酸カルシウ
ムは、脱水槽16で脱水した後、分解槽17で炭酸ガス
と酸化カルシウムに加熱分解する。また、必要に応じ石
膏生成母液を投入することにより、炭酸ガスと石膏に分
解する。
ムと炭酸カルシウムを含む吸収液(スラリ)を酸化槽1
3において酸化し1石膏と炭酸カルシウムとし、続いて
、分離槽12において両者を分離する。石膏は、脱水槽
14において脱水した後系外へ排出する。炭酸カルシウ
ムは、脱水槽16で脱水した後、分解槽17で炭酸ガス
と酸化カルシウムに加熱分解する。また、必要に応じ石
膏生成母液を投入することにより、炭酸ガスと石膏に分
解する。
酸化カルシウムは、水和槽18で脱水槽16で得られた
水と水和し水酸化カルシウムとなり、系に補給される水
酸化カルシウムとともに吸収塔10に供給する。
水と水和し水酸化カルシウムとなり、系に補給される水
酸化カルシウムとともに吸収塔10に供給する。
生成炭酸ガスは、還元塔4に導き、実施例1と同様に還
元し、リサイクルする。
元し、リサイクルする。
本実施例においては、分離槽12において炭酸カルシウ
ムと石膏を分離するが、両者の粒径差は大きく(石膏の
粒径が犬)、この工程における分離が、亜硫酸カルシウ
ムと炭酸カルシウムを分離する実施例3に比べ容易にな
る。
ムと石膏を分離するが、両者の粒径差は大きく(石膏の
粒径が犬)、この工程における分離が、亜硫酸カルシウ
ムと炭酸カルシウムを分離する実施例3に比べ容易にな
る。
(実施例5)
第5図は、本発明のさらに他の実施例を示す炭酸ガスリ
サイクルシステムの装置構成を示すブロック図である。
サイクルシステムの装置構成を示すブロック図である。
本実施例は、吸収塔を2基用い、それぞれ亜硫酸ガス吸
収用と炭酸ガス吸収用に専用化することにより、前記各
実施例における亜硫酸塩と炭酸塩の分離を不要化した例
である。すなわち、本実施例は、排ガス処理部において
、脱硫を行なう吸収塔1oと、脱炭を行なう吸収塔11
とを備え、吸収塔10の後段には、酸化槽13および脱
水槽14が配置され、吸収塔11の後段には、分解槽1
5が配置され、上記他の実施例では設けられていた固液
分離槽12が省略される。また、PH測定装置21およ
び投入制御装置が、吸収塔10゜11にそれぞれ設けら
れる。なお、他の構成については、実施例1と同様であ
る。
収用と炭酸ガス吸収用に専用化することにより、前記各
実施例における亜硫酸塩と炭酸塩の分離を不要化した例
である。すなわち、本実施例は、排ガス処理部において
、脱硫を行なう吸収塔1oと、脱炭を行なう吸収塔11
とを備え、吸収塔10の後段には、酸化槽13および脱
水槽14が配置され、吸収塔11の後段には、分解槽1
5が配置され、上記他の実施例では設けられていた固液
分離槽12が省略される。また、PH測定装置21およ
び投入制御装置が、吸収塔10゜11にそれぞれ設けら
れる。なお、他の構成については、実施例1と同様であ
る。
次に、本実施例装置の各部の作用について、説明する。
第5図において、吸収塔10で、排ガスを、まず炭酸カ
ルシウムあるいは水酸化カルシウムのスラリと接触させ
亜硫酸カルシウムを得る。排ガスを、続いて、吸収塔1
1で炭酸カルシウムスラリと接触させ、重炭酸カルシウ
ム溶液を得る。
ルシウムあるいは水酸化カルシウムのスラリと接触させ
亜硫酸カルシウムを得る。排ガスを、続いて、吸収塔1
1で炭酸カルシウムスラリと接触させ、重炭酸カルシウ
ム溶液を得る。
ここで、吸収剤の負荷量を調節することにより、両吸収
塔10.11でこれらの物質を選択的に得るのは前記各
実施例の場合と同様である。
塔10.11でこれらの物質を選択的に得るのは前記各
実施例の場合と同様である。
吸収塔11からの亜硫酸カルシウムは、酸化槽13にお
ける酸化、分離槽14における脱水を経て、系外へ排出
する。
ける酸化、分離槽14における脱水を経て、系外へ排出
する。
重炭酸カルシウムは、分解槽15で炭酸カルシウムと炭
酸ガスに分解し、炭酸カルシウムは吸収塔11にリサイ
クルし、炭酸ガスは還元塔4に供給する。
酸ガスに分解し、炭酸カルシウムは吸収塔11にリサイ
クルし、炭酸ガスは還元塔4に供給する。
(実施例6)
第6図は1本発明のさらに他の実施例を示す炭酸ガスリ
サイクルシステムの装置構成のブロック図である。
サイクルシステムの装置構成のブロック図である。
本実施例は実施例5の変形例である。本実施例は吸収塔
を2基用い、それぞれ亜硫酸ガス吸収用と炭酸ガス吸収
用に専用化し、前者で亜硫酸カルシウムを得、後者で炭
酸カルシウムを得て、亜硫酸塩と炭酸塩の分離を不要化
した例である。すなわち、本実施例は、上記実施例5に
おいて、分解槽15に代えて、実施例3のように、脱水
機16、分解槽17および水和槽18を配置したもので
ある。
を2基用い、それぞれ亜硫酸ガス吸収用と炭酸ガス吸収
用に専用化し、前者で亜硫酸カルシウムを得、後者で炭
酸カルシウムを得て、亜硫酸塩と炭酸塩の分離を不要化
した例である。すなわち、本実施例は、上記実施例5に
おいて、分解槽15に代えて、実施例3のように、脱水
機16、分解槽17および水和槽18を配置したもので
ある。
次に、本実施例装置の各部の作用について、説明する。
第6図において、吸収塔10で、排ガスを、まず炭酸カ
ルシウムあるいは水酸化カルシウムのスラリと接触させ
、亜硫酸カルシウムを得る。排ガスを、続いて、吸収塔
11で水酸化カルシウムスラリと接触させ、炭酸カルシ
ウム溶液を得る。
ルシウムあるいは水酸化カルシウムのスラリと接触させ
、亜硫酸カルシウムを得る。排ガスを、続いて、吸収塔
11で水酸化カルシウムスラリと接触させ、炭酸カルシ
ウム溶液を得る。
ここで、吸収剤の負荷量を調節することにより、両吸収
塔10.11でこれらの物質を選択的に得るのは、前記
各実施例の場合と同様である。
塔10.11でこれらの物質を選択的に得るのは、前記
各実施例の場合と同様である。
吸収塔11からの亜硫酸カルシウムは、酸化槽13にお
ける酸化、分離槽14における脱水を経て、系外へ排出
する。
ける酸化、分離槽14における脱水を経て、系外へ排出
する。
炭酸カルシウムは、脱水槽16で脱水した後、分解槽1
7で炭酸ガスと酸化カルシウムとに加熱分解する。酸化
カルシウムは、水和槽18で脱水槽16で得られた水と
水和して、水酸化カルシウムとし、系に補給される水酸
化カルシウムとともに吸収塔にリサイクルする。一方、
炭酸ガスは、還元塔4に供給する。
7で炭酸ガスと酸化カルシウムとに加熱分解する。酸化
カルシウムは、水和槽18で脱水槽16で得られた水と
水和して、水酸化カルシウムとし、系に補給される水酸
化カルシウムとともに吸収塔にリサイクルする。一方、
炭酸ガスは、還元塔4に供給する。
(実施例7)
第7図は、本発明のさらに他の実施例を示す炭酸ガスリ
サイクルシステムの装置構成を示すブロツク図である。
サイクルシステムの装置構成を示すブロツク図である。
本実施例は、前記実施例5および6における2塔の吸収
塔の機能を1塔に持たせたものである。
塔の機能を1塔に持たせたものである。
すなわち、本実施例の排ガス処理部は、中間部と底部と
からスラリを抜き出せる構造を有する吸収塔10を備え
、固液分離槽12が吸収塔10の中間部からのスラリを
受は入れるように構成され、酸化槽13が上記吸収塔1
0の底部および固液分離槽12とからの亜硫酸カルシウ
ムおよび重亜硫酸カルシウムを酸化するよう構成される
。
からスラリを抜き出せる構造を有する吸収塔10を備え
、固液分離槽12が吸収塔10の中間部からのスラリを
受は入れるように構成され、酸化槽13が上記吸収塔1
0の底部および固液分離槽12とからの亜硫酸カルシウ
ムおよび重亜硫酸カルシウムを酸化するよう構成される
。
次に、本実施例装置の各部の作用について、説明する。
吸収塔10において塔上部から炭酸カルシウムスラリを
供給、塔下部から排ガスを導入、吸収剤と排ガスを交流
接触させる。吸収塔10の中段からPH8程度の亜硫酸
カルシウムと重炭酸カルシウムとを含むスラリを抜き出
し、分離槽12へ導く。分離槽12では、亜硫酸カルシ
ウムと重炭酸カルシウムを分離し、亜硫酸カルシウムは
、塔底から抜き出した亜硫酸カルシウムおよび重亜硫酸
カルシウムとともに酸化槽13で石膏に酸化する。
供給、塔下部から排ガスを導入、吸収剤と排ガスを交流
接触させる。吸収塔10の中段からPH8程度の亜硫酸
カルシウムと重炭酸カルシウムとを含むスラリを抜き出
し、分離槽12へ導く。分離槽12では、亜硫酸カルシ
ウムと重炭酸カルシウムを分離し、亜硫酸カルシウムは
、塔底から抜き出した亜硫酸カルシウムおよび重亜硫酸
カルシウムとともに酸化槽13で石膏に酸化する。
重炭酸カルシウムは、分解槽15で炭酸カルシウムと炭
酸ガスに分解する。
酸ガスに分解する。
また、重炭酸カルシウムの分解は、必要に応じ石膏生成
母液を投入することにより行なう。この場合、炭酸ガス
とともに石膏が生成する。石膏は、炭酸カルシウムとと
もに吸収塔10に供給し、前記の亜硫酸カルシウムの酸
化で生成する石膏とともに系外へ導く。分解槽15で生
成した炭酸カルシウムは、系に補給される炭酸カルシウ
ムとともに吸収塔にリサイクルし、炭酸ガスは還元塔4
に供給する。
母液を投入することにより行なう。この場合、炭酸ガス
とともに石膏が生成する。石膏は、炭酸カルシウムとと
もに吸収塔10に供給し、前記の亜硫酸カルシウムの酸
化で生成する石膏とともに系外へ導く。分解槽15で生
成した炭酸カルシウムは、系に補給される炭酸カルシウ
ムとともに吸収塔にリサイクルし、炭酸ガスは還元塔4
に供給する。
(運転例)
次に、本発明の運転について、実験例に基づいて、さら
に詳細に説明する。なお、ここでは、第1図に示す実施
例1についての運転実験例を示す。
に詳細に説明する。なお、ここでは、第1図に示す実施
例1についての運転実験例を示す。
他の実施例についても、はぼ同様に行なうことができる
。
。
く実験例〉
化石燃料1として2960kg/hの石炭をボイラ2へ
供給し、さらに12.7vo1%のメタン、47.0v
o1%の水素、10.6vo1%の炭酸ガスを含む還元
塔4からのリサイクルガス18 、3111m’/hを
同時にボイラ2へ供給して燃焼させたところ、12.9
vo1%の炭酸ガス、0.24vo1%の亜硫酸ガスを
含む311Nm’/hの排ガスが発生した。このガスを
脱硝装置3を経て吸収塔10の底部へ導いた。
供給し、さらに12.7vo1%のメタン、47.0v
o1%の水素、10.6vo1%の炭酸ガスを含む還元
塔4からのリサイクルガス18 、3111m’/hを
同時にボイラ2へ供給して燃焼させたところ、12.9
vo1%の炭酸ガス、0.24vo1%の亜硫酸ガスを
含む311Nm’/hの排ガスが発生した。このガスを
脱硝装置3を経て吸収塔10の底部へ導いた。
吸収塔10内には、開口率40%の多孔板を1−0段設
置した。上部からは、分解N15からリサイクルされる
炭酸カルシウム6 、4 t1t%を含むリサイクルス
ラリ20 、0kg/hと、10.0tit%の炭酸カ
ルシウムを含む補給スラリとを混合して供給し、排ガス
と交流で接触させた。吸収塔底部のスラリ滞留ゾーンに
PH測定装置21を設置してスラリのPHを測定し、そ
の出力を、上記投入制御袋W21に送り、補給スラリ供
給用のポンプと連動させて滞留ゾーンのスラリのPRが
8.1以上となるように制御したところ、補給スラリの
供給量は0.31kg/hであった。
置した。上部からは、分解N15からリサイクルされる
炭酸カルシウム6 、4 t1t%を含むリサイクルス
ラリ20 、0kg/hと、10.0tit%の炭酸カ
ルシウムを含む補給スラリとを混合して供給し、排ガス
と交流で接触させた。吸収塔底部のスラリ滞留ゾーンに
PH測定装置21を設置してスラリのPHを測定し、そ
の出力を、上記投入制御袋W21に送り、補給スラリ供
給用のポンプと連動させて滞留ゾーンのスラリのPRが
8.1以上となるように制御したところ、補給スラリの
供給量は0.31kg/hであった。
このような吸収塔10の運転条件において、4.5Nm
3/hの炭酸ガスおよび0 、066Nm3/hの亜硫
酸ガスが吸収され、316Nm’/hの排ガスが煙突か
ら排出された。吸収塔10の底部からは、PH8,1の
スラリを328kg/hで抜き出し、固液分離槽12へ
導いた。
3/hの炭酸ガスおよび0 、066Nm3/hの亜硫
酸ガスが吸収され、316Nm’/hの排ガスが煙突か
ら排出された。吸収塔10の底部からは、PH8,1の
スラリを328kg/hで抜き出し、固液分離槽12へ
導いた。
固液分離槽12の上部から重炭酸カルシウム9 、9
wt%を含む溶液を328kg/hで抜き出し分解槽1
5へ導いた。一方、固液分離槽12の底部からは64.
8tyt%の亜硫酸カルシウムを含むスラリを0.50
kg/hで抜き出し、酸化槽13へ導いた。ここでスラ
リに空気を吹き込んで酸化し、硫酸カルシウム(石膏)
を得た。
wt%を含む溶液を328kg/hで抜き出し分解槽1
5へ導いた。一方、固液分離槽12の底部からは64.
8tyt%の亜硫酸カルシウムを含むスラリを0.50
kg/hで抜き出し、酸化槽13へ導いた。ここでスラ
リに空気を吹き込んで酸化し、硫酸カルシウム(石膏)
を得た。
Ca5O,・1/2H20+1/20.+3/2H20
−→CaSO4・2H2O石膏は、次の脱水槽14の底
部から0.51kg/hで抜き出して分離した。
−→CaSO4・2H2O石膏は、次の脱水槽14の底
部から0.51kg/hで抜き出して分離した。
分解槽15では、脱硝装置3の前段から導いた約350
℃の排ガスの熱により重炭酸カルシウムを分解して4
、5 Nm”/hの炭酸ガスを回収した。
℃の排ガスの熱により重炭酸カルシウムを分解して4
、5 Nm”/hの炭酸ガスを回収した。
Ca(、HCO,)2−→CaC0,+CO2+H20
その炭酸ガスは、出力100kWの太陽電池19で発電
した電気により水電解槽5で製造した17.9Nm3/
hの水素とともに還元塔4へ導かれ。
その炭酸ガスは、出力100kWの太陽電池19で発電
した電気により水電解槽5で製造した17.9Nm3/
hの水素とともに還元塔4へ導かれ。
ニッケル、ランタン、アルミナからなる3kgの触媒に
接触させて、炭酸ガスをメタンへ変換した。
接触させて、炭酸ガスをメタンへ変換した。
この時、メタン12.7vo1%、水素47.0vo1
%、炭酸ガス10.6vo1%を含む18 、3Nm’
/hのガスが得られた。
%、炭酸ガス10.6vo1%を含む18 、3Nm’
/hのガスが得られた。
このガスは、ボイラ2へ循環して、石炭とともに燃焼さ
せた。このとき、発電機の出力は100klilであり
、煙突からは316Nm3/hの排ガスが排出され5そ
の中の炭酸ガスは35.6Nm3/hであった。
せた。このとき、発電機の出力は100klilであり
、煙突からは316Nm3/hの排ガスが排出され5そ
の中の炭酸ガスは35.6Nm3/hであった。
〈比較例〉
分離槽12、分解槽15、水電解槽5、太陽電池6、還
元塔4を設置しない従来の火力発電システムにより10
0kWの発電を行なったところ、石炭の必要量は32.
2kg/hであり、煙突からの排ガス量は282Nm’
/hであり、その中の炭酸ガス量は39 、5Nm3/
hであった。すなわち、実施例と比較して石炭の必要量
、炭酸ガス排出量ともに11%増大した。
元塔4を設置しない従来の火力発電システムにより10
0kWの発電を行なったところ、石炭の必要量は32.
2kg/hであり、煙突からの排ガス量は282Nm’
/hであり、その中の炭酸ガス量は39 、5Nm3/
hであった。すなわち、実施例と比較して石炭の必要量
、炭酸ガス排出量ともに11%増大した。
上記各実施例では、還元処理部のエネルギ源として、太
陽電池を用いるが、本発明は、これに限定されるもので
はない。例えば、昼間は、太陽電池、夜間は、火力発電
所の余剰電力を用いる構成としてもよい。
陽電池を用いるが、本発明は、これに限定されるもので
はない。例えば、昼間は、太陽電池、夜間は、火力発電
所の余剰電力を用いる構成としてもよい。
[発明の効果]
本発明によれば、既存の火力発電システムを生かし、か
つ無尽蔵でクリーンな太陽エネルギを利用して炭酸ガス
の排量量を削減できるので、地球温暖化問題に対する基
本的対応策となる。
つ無尽蔵でクリーンな太陽エネルギを利用して炭酸ガス
の排量量を削減できるので、地球温暖化問題に対する基
本的対応策となる。
第1図は本発明の典型的な実施例の装置構成を示すブロ
ック図、第2〜7図は本発明の他の実施態様用装置構成
を示すブロック図である。 1・・化石燃料、2・・・ボイラ、3・・・脱硝装置、
4・・・還元塔、5・・・水電解槽、6・・太陽電池、
7・・・重亜硫酸カルシウム、10・・・吸収塔、11
・吸収塔、12・・・分離槽、13・・・酸化槽、1
4・・・脱水槽、15・・・分解槽、16・・・脱水槽
、17・・・分解槽、18・・・水和槽、21・・・熱
移動ライン。 出願人 株式会社 日 立 製 作 所゛代理人 弁理
士 富 1)和 子
ック図、第2〜7図は本発明の他の実施態様用装置構成
を示すブロック図である。 1・・化石燃料、2・・・ボイラ、3・・・脱硝装置、
4・・・還元塔、5・・・水電解槽、6・・太陽電池、
7・・・重亜硫酸カルシウム、10・・・吸収塔、11
・吸収塔、12・・・分離槽、13・・・酸化槽、1
4・・・脱水槽、15・・・分解槽、16・・・脱水槽
、17・・・分解槽、18・・・水和槽、21・・・熱
移動ライン。 出願人 株式会社 日 立 製 作 所゛代理人 弁理
士 富 1)和 子
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、炭酸ガスおよび硫黄酸化物ガスを含む排ガスを、ア
ルカリ土類元素化合物を含む吸収剤と接触させて、該排
ガス中に含まれる炭酸ガスおよび硫黄酸化物ガスを、ア
ルカリ土類元素の炭酸塩とアルカリ土類元素の亜硫酸塩
として回収することを特徴とする排ガス処理方法。 2、炭酸塩および亜硫酸塩の回収に際し、両者のうち少
なくとも一方が固体で存在し得るPHとなるように、吸
収剤の供給量を調節する、請求項1記載の排ガス処理方
法。 3、アルカリ土類元素の炭酸塩を亜硫酸塩と分離し、得
られた炭酸塩を、炭酸ガスとアルカリ土類元素化合物と
に分解して、炭酸ガスを回収すると共に、アルカリ土類
元素化合物を上記吸収剤に再生する請求項2記載の排ガ
ス処理方法。 4、得られた炭酸ガスを、水素で還元して、構成要素中
に水素を少なくとも含む炭化物を生成して再資源化する
ことを特徴とする請求項3記載の炭酸ガス再資源化方法
。 5、得られた炭化物を燃料として再利用する請求項4記
載の炭酸ガス再資源化方法。 6、炭酸塩が重炭酸塩である、請求項1、2もしくは3
記載の排ガス処理方法、または、請求項4もしくは5記
載の炭酸ガス再資源化方法。 7、吸収剤として、カルシウム化合物を用いる、請求項
1、2、3もしくは6記載の排ガス処理方法、または、
請求項4、5もしくは6記載の炭酸ガス再資源化方法。 8、カルシウム化合物が、炭酸カルシウム、酸化カルシ
ウム、水酸化カルシウムのうちの少なくとも1種である
請求項1記載の排ガス処理方法、または、請求項7記載
の炭酸ガス再資源化方法。 9、吸収剤として炭酸カルシウムを用い、該炭酸カルシ
ウムは、排ガス中の硫黄酸化物を亜硫酸カルシウムに転
換すると共に、炭酸ガスを重炭酸カルシウムに転換する
に必要な化学量論量にほぼ等しい量が供給され、亜硫酸
カルシウムと重炭酸カルシウムの混合スラリを得る、請
求項2記載の排ガス処理方法。 10、亜硫酸カルシウムと重炭酸カルシウムの混合スラ
リのPHが8から10である、請求項9記載の排ガス処
理方法。 11、吸収剤として水酸化カルシウムを用い、該水酸化
カルシウムは、排ガス中の硫黄酸化物を亜硫酸カルシウ
ムに転換すると共に、炭酸ガスを炭酸カルシウムに転換
するに必要な化学量論量にほぼ等しい量が供給され、亜
硫酸カルシウムと炭酸カルシウムの混合スラリを得る、
請求項2記載の排ガス処理方法。 12、亜硫酸カルシウムと炭酸カルシウムの混合スラリ
のPHが10.5以上である、請求項11記載の排ガス
処理方法。 13、亜硫酸カルシウムと重炭酸カルシウムの混合スラ
リから、亜硫酸カルシウムと重炭酸カルシウムとを分離
し、亜硫酸カルシウムは酸化して石膏とし、重炭酸カル
シウムは、炭酸ガスと炭酸カルシウムに熱分解して、炭
酸カルシウムを吸収剤として利用する、請求項9または
10記載の排ガス処理方法。 14、亜硫酸カルシウムと炭酸カルシウムの混合スラリ
から、亜硫酸カルシウムと炭酸カルシウムとを分離し、
亜硫酸カルシウムは酸化して石膏とし、炭酸カルシウム
は、酸化カルシウムと炭酸ガスに分解し、酸化カルシウ
ムは、水和させて水酸化カルシウムを得、これを吸収剤
として利用する、請求項11または12記載の排ガス処
理方法。 15、亜硫酸カルシウムと炭酸カルシウムの混合スラリ
を酸化して、石膏と炭酸カルシウムのスラリとし、石膏
と炭酸カルシウムとを分離し、さらに、炭酸カルシウム
は、酸化カルシウムと炭酸ガスに分解し、酸化カルシウ
ムは、水和させて水酸化カルシウムを得、これを吸収剤
として利用する、請求項11または12記載の排ガス処
理方法。 16、炭酸ガスおよび硫黄酸化物ガスを排ガスを、アル
カリ土類元素化合物を含む吸収剤と接触させて、該排ガ
ス中に含まれる炭酸ガスおよび硫黄酸化物ガスを、アル
カリ土類元素の炭酸塩とアルカリ土類元素の亜硫酸塩と
して回収する手段と、該回収する手段に、吸収剤を供給
する吸収剤供給手段と、回収されるアルカリ土類元素の
炭酸塩とアルカリ土類元素の亜硫酸塩のうち、アルカリ
土類元素の炭酸塩を炭酸ガスとアルカリ土類元素化合物
に分解する手段と、分解して得られる炭酸ガスを水素で
還元して、構成要素中に水素を少なくとも含む炭化物を
生成して再資源化する手段とを備えることを特徴とする
炭酸ガス再資源化リサイクルシステム。 17、上記炭酸ガスおよび硫黄酸化物ガスを回収する手
段は、少なくとも1の吸収塔を有し、炭酸ガスおよび硫
黄酸化物ガスを共通の吸収塔で回収するものである、請
求項16記載の炭酸ガス再資源化リサイクルシステム。 18、アルカリ土類元素の炭酸塩とアルカリ土類元素の
亜硫酸塩とを分離する手段を備える、請求項17記載の
炭酸ガス再資源化リサイクルシステム。 19、上記吸収剤供給手段は、上記分解して得られるア
ルカリ土類元素化合物を、吸収剤として再利用するもの
である、請求項16、17または18記載の炭酸ガス再
資源化リサイクルシステム。 20、化石燃料を燃焼し、その燃焼排ガスが上記吸収塔
に送られるボイラを備え、該ボイラは、上記再資源化す
る手段により生成される炭化物を、燃料の一部として利
用する、請求項16、17、18または19記載の炭酸
ガス再資源化リサイクルシステム。 21、上記吸収剤供給手段は、上記吸収塔のアルカリ土
類元素の炭酸塩とアルカリ土類元素の亜硫酸塩の排出口
におけるPHを測定する装置と、この測定値に応じて、
吸収剤の供給量を制御する投入制御装置とを有する、請
求項請求項16、17、18、19または20記載の炭
酸ガス再資源化リサイクルシステム。 22、吸収剤供給手段は、炭酸塩および亜硫酸塩の回収
に際し、両者のうち少なくとも一方が固体で存在し得る
PHとなるように、吸収剤の供給量を調節する、請求項
21記載の炭酸ガス再資源化リサイクルシステム。 23、吸収剤供給手段は、吸収剤として炭酸カルシウム
を投入し、投入制御装置は、亜硫酸カルシウムと重炭酸
カルシウムの混合スラリのPHが8から10の範囲とな
るように制御するものである請求項21記載の炭酸ガス
再資源化リサイクルシステム。 24、吸収剤供給手段は、吸収剤として水酸化カルシウ
ムを投入し、投入制御装置は、亜硫酸カルシウムと炭酸
カルシウムの混合スラリのPHが10.5以上となるよ
うに制御するものである請求項21記載の炭酸ガス再資
源化リサイクルシステム。 25、水素発生源として、水電解装置を備え、その電解
電力の電源として、太陽電池を備える請求項16記載の
炭酸ガス再資源化リサイクルシステム。 26、昼間は、太陽電池の出力を用い、夜間は、火力発
電所の余剰電力を用いる、請求項25記載の炭酸ガス再
資源化リサイクルシステムの運転方法。 27、上記炭酸ガスおよび硫黄酸化物ガスを回収する手
段は、炭酸ガス回収用の吸収塔と、硫黄酸化物ガス回収
用の吸収塔とを独立に備える、請求項16記載の炭酸ガ
ス再資源化リサイクルシステム。 28、上記炭酸ガスおよび硫黄酸化物ガスを回収する手
段は、少なくとも1の吸収塔を備え、該吸収塔は、アル
カリ土類元素の炭酸塩をその中間から取り出し、アルカ
リ土類元素の亜硫酸塩をその底部から取り出す構成を有
する、請求項16記載の炭酸ガス再資源化リサイクルシ
ステム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2318443A JPH04190831A (ja) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | 炭酸ガス再資源化リサイクルシステム |
DE69111754T DE69111754T2 (de) | 1990-11-22 | 1991-11-22 | System für die Rückgewinnung und Verwendung von CO2-Gas. |
EP91119959A EP0487102B1 (en) | 1990-11-22 | 1991-11-22 | Recycling system for the recovery and utilization of CO2 gas |
Applications Claiming Priority (1)
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