JP2005075683A - Carbon dioxide recovery unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボイラ等の燃焼装置から排出される排ガス中に含まれる二酸化炭素(CO2)を効果的に回収する二酸化炭素回収装置に関する。 The present invention relates to a carbon dioxide recovery device that effectively recovers carbon dioxide (CO 2 ) contained in exhaust gas discharged from a combustion device such as a boiler.
従来、加熱炉や燃焼炉等の燃焼装置は、燃料に空気を加えて燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスで燃焼室を高温化させた後、その排ガスを大気に放出させている。排ガスを大気に多量に排出させるものとして、例えば、火力発電プラントに適用するボイラプラントがある。 Conventionally, a combustion apparatus such as a heating furnace or a combustion furnace generates air by adding air to fuel, raises the temperature of the combustion chamber with the generated combustion gas, and then releases the exhaust gas to the atmosphere. For example, there is a boiler plant that is applied to a thermal power plant as one that discharges a large amount of exhaust gas to the atmosphere.
この火力発電プラントに適用するボイラプラントは、図6に示すように、燃焼ガス16の流れに沿って順に、燃焼室1、放射形の第1過熱器2、第2過熱器3、第1再熱器4、第3過熱器5、第2再熱器6、節炭器7を収容するボイラ本体8と、このボイラ本体8に順次連接する空気予熱器9、脱硝器10、電気集塵器11、脱硫器12、煙突13を備え、燃焼室1に供給される燃料14と空気予熱器9を介して供給される空気15とで燃焼ガス16を生成し、生成された温度1200℃程度の燃焼ガス16の熱で放射形の第1過熱器2、第2過熱器3、第1再熱器4、第3過熱器5、第2再熱器6、節炭器7のそれぞれの内部を通る飽和水または飽和蒸気を加熱および過熱して蒸気(過熱蒸気)等にし、飽和水等を蒸気等にした温度350℃〜400℃程度の燃焼ガス16を空気予熱器9に供給し、ここで燃焼ガス16を生成する空気15を予熱させ、空気15を予熱させた燃焼ガス16を順次脱硝器10、電気集塵器11、脱硫器12に供給し、脱硫器12で窒素酸化物(NOx)を除去し、電気集塵器11で飛灰等の不純物を除去し、脱硫器12で硫黄酸化物(SOx)を除去し、煙突13から温度120℃〜150℃の排ガスとして大気に放出させていた。
As shown in FIG. 6, the boiler plant applied to this thermal power plant is composed of the combustion chamber 1, the radial first superheater 2, the
このような構成を備えるボイラプラントにおいて、ボイラ本体8から出る排ガスが毎時数百トンにも及ぶ多量になっているが故に、排ガス中に含まれる二酸化炭素によって地球温暖化を招く虞が生じ、このため、ボイラプラントの分野でも、二酸化炭素の排出削減、回収等の技術開発が行われている。
In the boiler plant having such a configuration, since the exhaust gas emitted from the
二酸化炭素を回収する手法には、例えば、化学吸収法、物理吸着法、および膜分離法等がある。 Examples of methods for recovering carbon dioxide include chemical absorption methods, physical adsorption methods, and membrane separation methods.
化学吸収法は、温度40℃〜50℃で二酸化炭素を吸収し、温度100℃〜120℃で放出するアミン吸収液の持つ性質を巧みに利用したものである。物理吸着法は、圧力を加えると二酸化炭素を吸着し、減圧すると脱着するゼオライトの持つ性質を利用したものである。また、膜分離法は、多孔質中空糸膜を用いて二酸化炭素を膜分離するものである。 The chemical absorption method skillfully utilizes the properties of an amine absorbing solution that absorbs carbon dioxide at a temperature of 40 ° C. to 50 ° C. and releases it at a temperature of 100 ° C. to 120 ° C. The physical adsorption method uses the property of zeolite that adsorbs carbon dioxide when pressure is applied and desorbs when pressure is reduced. In the membrane separation method, carbon dioxide is subjected to membrane separation using a porous hollow fiber membrane.
ボイラプラントの分野では、上述の手法を選択して使い分け、二酸化炭素の回収を行っていた。 In the field of boiler plants, carbon dioxide is recovered by selecting and using the above methods.
なお、二酸化炭素の回収には、例えば、特開平5−26409号公報(特許文献1)、特開平6−17667号公報(特許文献2)、特開平8−155262号公報(特許文献3)、特開2002−79052号公報(特許文献4)が開示されている。
上述の二酸化炭素回収法を使用する場合、それぞれの手法には、幾つかの問題点が含まれていた。 When using the carbon dioxide recovery method described above, each method has some problems.
すなわち、アミン吸収液を利用する手法は、二酸化炭素の吸収率が高く、低温で作動させることができるので、最も有望視されてきたが、アミン吸収液自身が毒性を持つとともに液体であるため、排ガス中に僅かながら蒸発し、公害の要因になる等の問題を抱えていた。このため、何らかの対策が必要とされていた。 That is, the method using an amine absorbing liquid has been considered most promising because it has a high carbon dioxide absorption rate and can be operated at a low temperature, but the amine absorbing liquid itself is toxic and liquid, There were problems such as slight evaporation in the exhaust gas, causing pollution. For this reason, some measures were required.
一方、ゼオライト等の物理吸着法は、その材質にも依存するが、概ね二酸化炭素の吸収量が少なく、ボイラプラントのように多量の排ガスを処理する場合、抜本的な改善策を必要としていた。 On the other hand, although the physical adsorption method of zeolite or the like depends on the material, the amount of carbon dioxide absorption is generally small, and a drastic improvement measure is required when a large amount of exhaust gas is treated like a boiler plant.
また、膜分離法は、多孔質中空糸膜を用いるので、コスト高になるとともに、膜分離法自身が分子の大きさに基づいて分離するため、排ガスに含まれる窒素分子と二酸化炭素分子の大きさは同程度であり、両者の分離が難しく、回収された二酸化炭素の純度が低い等の問題を抱えていた。 In addition, since the membrane separation method uses a porous hollow fiber membrane, the cost is high, and the membrane separation method itself separates based on the size of the molecule, so that the size of nitrogen molecules and carbon dioxide molecules contained in the exhaust gas is increased. However, it was difficult to separate the two, and the purity of the recovered carbon dioxide was low.
このように、従来から使用されている二酸化炭素回収法には、幾つかの問題点が含まれており、より効果的な回収法の実現が求められていた。 As described above, the carbon dioxide recovery methods that have been used conventionally include several problems, and the realization of a more effective recovery method has been demanded.
近時、リチウムシリケート(Li4SO4)を粒子に含ませた吸収材を用いて二酸化炭素を吸収する技術が提案されており、その成果が期待されている。 Recently, a technique for absorbing carbon dioxide using an absorbent containing particles of lithium silicate (Li 4 SO 4 ) has been proposed, and the results are expected.
本発明は、リチウムシリケート(Li4SO4)の持つ属性を巧みに利用したもので、リチウムシリケートを粒子に含ませてペレットに構成した吸収材にし、この吸収材を用いてより多量の二酸化炭素を吸収させて回収する二酸化炭素回収装置を提供することを目的とする。 The present invention skillfully utilizes the attributes of lithium silicate (Li 4 SO 4 ), and is made into an absorbent material in which lithium silicate is contained in particles to form a pellet, and a larger amount of carbon dioxide is produced using this absorbent material. It aims at providing the carbon dioxide recovery device which absorbs and collects.
本発明者は、二酸化炭素の回収にあたり、鋭意研究を重ねた結果、リチウムの複合酸化物(化合物)であるリチウムシリケート(Li4SO4)を粒子に含ませたペレット状の固体の吸収材にしておけば、吸収温度になると二酸化炭素を選択的に吸収し、その吸収温度よりも高い温度(再生温度)になると二酸化炭素を再生(放出)する性質を持ち、自身の体積の400倍以上の二酸化炭素を吸収できることを見出した。 As a result of intensive research on the recovery of carbon dioxide, the present inventor made a pellet-like solid absorbent containing lithium silicate (Li 4 SO 4 ), which is a lithium composite oxide (compound). If it reaches, the carbon dioxide is selectively absorbed at the absorption temperature, and the carbon dioxide is regenerated (released) at a temperature higher than the absorption temperature (regeneration temperature), and more than 400 times its own volume. It was found that carbon dioxide can be absorbed.
なお、リチウムの複合酸化物の吸収温度は、大気圧で、約550℃〜約650℃であり、再生温度は、大気圧付近で約750℃〜約850℃である。 The absorption temperature of the lithium composite oxide is about 550 ° C. to about 650 ° C. at atmospheric pressure, and the regeneration temperature is about 750 ° C. to about 850 ° C. near atmospheric pressure.
本発明者は、リチウム化合物が二酸化炭素を多量に吸収する点に着目し、試行錯誤を繰り返して発明を完成させたものである。 The inventor has paid attention to the fact that the lithium compound absorbs a large amount of carbon dioxide, and has completed the invention by repeating trial and error.
すなわち、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項1に記載したように、ボイラ本体内に設置され、燃焼室から生成された燃焼ガスのうち、二酸化炭素を吸収する吸収材を収容する二酸化炭素吸収器と、二酸化炭素を吸収した吸収材を加熱させ、吸収した二酸化炭素を放出させる再生装置に収容された二酸化炭素放出部と、この二酸化炭素放出部に加熱媒体を供給する前記ボイラ本体に収容する二酸化炭素加熱器と、前記二酸化炭素放出部で二酸化炭素を放出させた吸収材を前記二酸化炭素吸収器に戻す手段とを備えたものである。 That is, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention is installed in the boiler body and is carbon dioxide among the combustion gases generated from the combustion chamber as described in claim 1. A carbon dioxide absorber that contains an absorbent that absorbs carbon dioxide, a carbon dioxide release section that is housed in a regenerator that heats the absorbent that has absorbed carbon dioxide and releases the absorbed carbon dioxide, and a carbon dioxide release section A carbon dioxide heater accommodated in the boiler body for supplying a heating medium, and a means for returning the absorbent material from which carbon dioxide has been released by the carbon dioxide releasing section to the carbon dioxide absorber.
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項2に記載したように、二酸化炭素吸収器は、燃焼ガス温度が350℃〜650℃の範囲の領域内のボイラ本体に設置したものである。 Further, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention is configured such that the carbon dioxide absorber has a combustion gas temperature in a range of 350 ° C. to 650 ° C. Installed in the boiler body.
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項3に記載したように、二酸化炭素吸収器は、ボイラ本体内に収容された脱硫器と第2再熱器との間に設置したものである。
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention includes a desulfurizer and a second reheat which are accommodated in the boiler body, as described in
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項4に記載したように、二酸化炭素吸収器は、ボイラ本体内に収容された電気集塵器および脱硫器のうち、いずれか一方の下流側に設置したものである。
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention includes an electric dust collector and a desulfurizer accommodated in a boiler body, as described in
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項5に記載したように、二酸化炭素吸収器は、ロータで駆動されるベルトコンベアと、このベルトコンベアに固設する筒体とで構成したものである。 In order to achieve the above-described object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention includes a belt conveyor driven by a rotor and a belt conveyor driven by a rotor. It is comprised with the cylinder to install.
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項6に記載したように、筒体は、頭部を開口させた金網および多孔板のうち、いずれか一方を選択して構成したものである。
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention is any one of a wire mesh and a perforated plate having an open head as described in
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項7に記載したように、二酸化炭素吸収器は、再生装置の二酸化炭素放出部を介して二酸化炭素を循環させる第1二酸化炭素循環系を備え、この第1二酸化炭素循環系を循環する二酸化炭素により前記再生装置の二酸化炭素放出部に供給する吸収材に移動力を与える構成にしたものである。
Further, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention circulates carbon dioxide through the carbon dioxide discharge part of the regenerator as described in
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項8に記載したように、二酸化炭素吸収器は、再生装置の冷却器を介して窒素を循環させる窒素循環系を備え、この窒素循環系を循環する窒素により前記再生装置の二酸化炭素放出部から戻る吸収材に移動力を与える構成にしたものである。 Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention has a nitrogen circulation in which the carbon dioxide absorber circulates nitrogen through the cooler of the regenerator. And a moving force is applied to the absorbent that returns from the carbon dioxide releasing portion of the regenerator by the nitrogen circulating in the nitrogen circulation system.
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項9に記載したように、吸収材は、リチウムシリケートを粒子に含ませたペレット状で構成したものである。 Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention is configured in a pellet form in which lithium silicate is contained in particles as described in claim 9. .
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項10に記載したように、二酸化炭素加熱器は、燃焼ガス温度が800℃以上の領域内のボイラ本体に設置したものである。 Further, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention provides a carbon dioxide heater to a boiler body in a region where the combustion gas temperature is 800 ° C. or higher. It is installed.
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項11に記載したように、二酸化炭素加熱器は、ボイラ本体内に収容する第2過熱器と第1再熱器との間に設置したものである。
In order to achieve the above object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention includes a second superheater housed in the boiler body and a first reheater as described in
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項12に記載したように、二酸化炭素加熱器は、再生装置を介して加熱用二酸化炭素を循環させる第2二酸化炭素循環系を備えたものである。
Further, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention is the second device in which the carbon dioxide heater circulates the heating carbon dioxide through the regenerator as described in
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項13に記載したように、二酸化炭素放出部は、竪形の筒体として構成し、この筒体の入口側に設けられた二酸化炭素を抜き出す二酸化炭素抜出し管と、中間に設けられ、高温の加熱媒体を流す通路と、この通路に臨んで設けられ、支持格子で支持された網部とを備えたものである。 Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention is configured such that the carbon dioxide release portion is configured as a bowl-shaped cylinder, and an inlet of the cylinder is provided. A carbon dioxide extraction pipe for extracting carbon dioxide provided on the side, a passage provided in the middle for flowing a high-temperature heating medium, and a net portion provided facing the passage and supported by a support grid It is.
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項14に記載したように、網部は、通路の入口と出口とのそれぞれに設けたものである。
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention is provided with a mesh part at each of the entrance and the exit of the passage as described in
また、本発明に係る二酸化炭素回収装置は、上述の目的を達成するために、請求項15に記載したように、再生装置は、二酸化炭素放出部の下流側に設けられ、この二酸化炭素放出部に収容させた吸収材から放出される二酸化炭素を冷却する冷却器を備えたものである。
Further, in order to achieve the above-mentioned object, the carbon dioxide recovery device according to the present invention is provided on the downstream side of the carbon dioxide emission unit as described in
本発明に係る二酸化炭素回収装置は、ボイラ本体内に、温度が350℃〜650℃の領域に吸収材を収容する二酸化炭素吸収器を設置し、ボイラ本体と別置に設置した再生装置に二酸化炭素放出部を収容し、この二酸化炭素放出部に上述二酸化炭素吸収器で、二酸化炭素を吸収していた吸収材を移動させ、ボイラ本体内に設けた二酸化炭素加熱器からの熱源で上述二酸化炭素放出部を温度650℃〜750℃に加熱し、吸収材で今迄吸収していた二酸化炭素を放出させる構成にしたので、排ガス中に含まれる二酸化炭素を無駄なく、より多量に処理して回収することができる。 In the carbon dioxide recovery device according to the present invention, a carbon dioxide absorber that accommodates an absorbent in a region of 350 ° C. to 650 ° C. is installed in the boiler body, and the carbon dioxide absorber is installed in a regenerator installed separately from the boiler body. The carbon discharge part is accommodated, the absorbent that has absorbed carbon dioxide is moved to the carbon dioxide release part by the carbon dioxide absorber, and the carbon dioxide is supplied by the heat source from the carbon dioxide heater provided in the boiler body. The discharge part is heated to a temperature of 650 ° C to 750 ° C, and the carbon dioxide that has been absorbed by the absorbent material is released so that the carbon dioxide contained in the exhaust gas can be processed and recovered in large quantities without waste. can do.
以下、本発明に係る二酸化炭素回収装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。 Hereinafter, embodiments of a carbon dioxide recovery device according to the present invention will be described with reference to the drawings and the reference numerals attached to the drawings.
図1は、本発明に係る二酸化炭素回収装置を一例として火力発電プラントに組み込まれるボイラプラントに適用する第1実施形態を示す概略系統図である。 FIG. 1 is a schematic system diagram showing a first embodiment in which a carbon dioxide recovery device according to the present invention is applied to a boiler plant incorporated in a thermal power plant as an example.
火力発電プラントに組み込まれるボイラプラントは、燃焼ガス17の流れに沿って順に、燃焼室18、放射形の第1過熱器19、第2過熱器20、第1再熱器21、第3過熱器22、電気集塵器23、脱硫器24、第2再熱器25、節炭器26を収容するボイラ本体27と、このボイラ本体27に順次連接する空気予熱器28、脱硝器29、煙突30を備え、燃焼室18に供給される石炭等の燃料31と空気予熱器28を介して供給される空気32とで燃焼ガス17を生成し、生成された温度1200℃程度の燃焼ガス17の熱で放射形の第1過熱器19、第2過熱器20、第1再熱器21、第3過熱器22、第2再熱器25、節炭器26のそれぞれの内部を通る飽和水または飽和蒸気を加熱および過熱して蒸気(過熱蒸気)等にするとともに、電気集塵器23で燃焼ガス17に含まれる飛灰等の不純物を除去し、さらに脱硫器24で硫黄酸化物(SOx)を除去する一方、節炭器26を出た温度350℃〜400℃の燃焼ガス17を空気予熱器28に供給し、空気予熱器28で燃焼ガス17を生成する空気32を予熱させ、空気を予熱させた燃焼ガス17を脱硝器29に供給し、ここで窒素酸化物(NOx)を除去した後、煙突30から温度120℃〜150℃の排ガスとして大気に放出させている。
The boiler plant incorporated in the thermal power plant includes a
このような構成を備えた火力発電プラントに適用するボイラプラントにおいて、本実施形態は、ボイラ本体27における燃焼ガス17の温度800℃以上の領域、例えば第2過熱器20と第1再熱器21との間に設置した二酸化炭素加熱器33と、燃焼ガス17の温度350℃〜650℃程度の領域、例えば電気集塵器23または脱硫器24と第2再熱器25との間に設置した二酸化炭素吸収器34とを設けたものである。
In the boiler plant applied to the thermal power plant having such a configuration, the present embodiment is a region where the temperature of the
二酸化炭素加熱器33および二酸化炭素吸収器34は、ともにボイラ本体27と別置きに設置する再生装置35に接続させている。
Both the
再生装置35は、例えば筒状の胴体で構成され、胴体内に、二酸化炭素吸収器34から供給され、吸収材で吸収した二酸化炭素を高温下で放出させる二酸化炭素放出部36と、この二酸化炭素放出部36から放出された二酸化炭素を冷却させる冷却器37とを収容している。
The
また、二酸化炭素吸収器34は、再生装置35の冷却器37との間に、途中に他の冷却器38を設けた窒素タンク39、搬送用窒素ブロア40を介装させた窒素循環系41を備えている。この窒素循環系41は、再生装置35の二酸化炭素放出部36で二酸化炭素を放出した吸収材を二酸化炭素吸収器34に戻す際、循環中の窒素で吸収材の表面をシールし他の二酸化炭素を吸収させないようにするとともに、吸収材が二酸化炭素吸収器34に円滑に戻れるように押圧力(移動力)を与えている。
Further, the
また、再生装置35における二酸化炭素放出部36は、途中に搬送用二酸化炭素ブロア42、冷却器43を設けた二酸化炭素タンク44を介装させた第1二酸化炭素循環系45を備えている。この第1二酸化炭素循環系45は、ボイラ本体27に設けた二酸化炭素吸収器34で二酸化炭素を吸収した吸収材を再生装置35の二酸化炭素放出部36に移動させる際、二酸化炭素タンク44からの二酸化炭素を吸収材に与え、吸収材が円滑に移動できるようにしている。
Further, the carbon
また、再生装置35は、二酸化炭素放出部36で吸収材から二酸化炭素を放出させ、冷却器37で冷却させた二酸化炭素の一部をブロア46を介してボイラ本体27の二酸化炭素加熱器33に供給して加熱し、高温化させた二酸化炭素を二酸化炭素放出部36に加熱源として与える第2二酸化炭素循環系47を備えている。
In addition, the
次に、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置の作用を説明する。 Next, the operation of the carbon dioxide recovery device according to this embodiment will be described.
ボイラ本体27の燃焼室18で生成された燃焼ガス17は、温度800℃以上で二酸化炭素加熱器33を加熱させ、再生装置35からブロア46を介して供給される加熱用二酸化炭素を温度750℃〜850℃に高温化させ、高温化させた加熱用二酸化炭素を第2二酸化炭素循環系47を介して再生装置35の二酸化炭素放出部36に加熱源として与えて加熱させ、この加熱に伴って吸収材で吸収された二酸化炭素を放出させている。
The
他方、二酸化炭素加熱器33を出た燃焼ガス17は、電気集塵器23で飛灰等の不純物を除去させ、脱硫器24で硫黄酸化物(SOx)を除去させた後、二酸化炭素吸収器34に温度350℃〜500℃の範囲で供給され、ここでリチウムシリケート(Li4SO4)を粒子に含む粒子をペレットにした吸収材で二酸化炭素を吸収させる。
On the other hand, the
二酸化炭素を吸収した吸収材は、第1二酸化炭素循環系45における搬送用二酸化炭素プロア42からの二酸化炭素による力を借りて再生装置35の二酸化炭素放出部36に移動、供給され、ここで第2二酸化炭素循環系47から温度800度以上の高温化された二酸化炭素が加熱源として与えられ、その際、吸収していた二酸化炭素を放出させる。
The absorbent that has absorbed the carbon dioxide is moved and supplied to the carbon
二酸化炭素放出部36で吸収材から放出させた再生用の二酸化炭素は、窒素循環系41における冷却器38で冷却され、窒素タンク39から搬送用窒素ブロア40を介して供給される窒素を冷媒源とする冷却器37で冷却される。
The regeneration carbon dioxide released from the absorbent by the carbon
冷却器37で冷却された再生用の二酸化炭素は、過剰な場合、ブロア52で調整して他の機器に供給される。残りの再生用の二酸化炭素は、常に一定量に維持させてボイラ本体27に収容する二酸化炭素加熱器33に供給される。
When the carbon dioxide for regeneration cooled by the cooler 37 is excessive, it is adjusted by the
また、冷却器37で冷媒として使用された窒素は、窒素循環系41を介して二酸化炭素吸収器34に循環中、二酸化炭素放出部36で二酸化炭素を放出して二酸化炭素吸収器34に戻る吸収材の表面をシールするとともに、吸収材の移動促進力として利用される。
Further, the nitrogen used as the refrigerant in the cooler 37 is absorbed into the
このように、本実施形態は、ボイラ本体27の高温部に二酸化炭素加熱器33を収容し、ボイラ本体27の比較的低温部に二酸化炭素吸収器34を収容し、二酸化炭素加熱器33および二酸化炭素吸収器34のそれぞれを、ボイラ本体27と別置きに設置した再生装置35に第2二酸化炭素循環系47、第1二酸化炭素循環系45、窒素循環系41のそれぞれを介して接続させ、二酸化炭素吸収器34においてもリチウムシリケート(Li4SO4)を粒子に含ませたペレットに構成した吸収材で燃焼ガスに含まれる二酸化炭素を吸収させ、二酸化炭素を吸収させた吸収材を再生装置35の二酸化炭素放出部36で二酸化炭素加熱器33からの二酸化炭素を加熱源として加熱させ、その際に吸収していた二酸化炭素を放出させ、二酸化炭素を放出した吸収材を再び二酸化炭素吸収器34に戻して二酸化炭素を吸収させる構成にしたので、二酸化炭素を無駄なく、より多量に処理して回収することができる。
As described above, in the present embodiment, the
図3は、ボイラ本体に組み込まれた二酸化炭素吸収器の実施形態を示す概念図である。 Drawing 3 is a key map showing an embodiment of a carbon dioxide absorber built in a boiler body.
この二酸化炭素吸収器34は、ボイラ本体27の温度350℃〜650℃範囲の領域、例えば、図1で示した電気集塵器23または脱硫器24と第2再熱器25との間の流路48に横断し移動床として設置され、ロータ49で回転駆動されるベルトコンベア50と、このベルトコンベア50に固設され、メッシュの細かい金網および微細な孔を穿設した多孔板のうち、いずれか一方を選択するとともに、頭部を開口させ、リチウムを粒子に含ませたペレットに構成した吸収材を収容させた筒体51とで構成されている。
The
このような構成を備えた二酸化炭素吸収器34において、図1に示した窒素循環系41から窒素とともに再生装置35の二酸化炭素放出部36に供給された二酸化炭素を放出させた吸収材は、入口53でベルトコンベア50に固設する筒体51に順次投入され、ロータ49によって駆動されるベルトコンベア50がボイラ本体27の流路48を横断して移動する間に燃焼ガス17に含まれている二酸化炭素を吸収する。
In the
二酸化炭素を吸収した吸収材は、出口54で放出され、図1に示した第1二酸化炭素循環系47を介して二酸化炭素タンク44から供給される二酸化炭素とともに再生装置35の二酸化炭素放出部36に移動し、ここで吸収した二酸化炭素を高温の下で放出する。
The absorbent that has absorbed the carbon dioxide is released at the
このように、本実施形態は、移動床としてのベルトコンベア50に固設する筒体51に吸収材を収容し、筒体51に収容した吸収材がボイラ本体27の流路48を横断して通過する際に燃焼ガス17に含まれている二酸化炭素を次々に吸収させる構成にしたので、より多量の二酸化炭素を吸収材に吸収させることができる。
As described above, in this embodiment, the absorbent material is accommodated in the
図4および図5は、ボイラ本体に収容する二酸化炭素吸収器に接続する再生装置のうち、二酸化炭素放出部の実施形態を示す概念図である。 FIG. 4 and FIG. 5 are conceptual diagrams showing an embodiment of a carbon dioxide releasing part in a regenerator connected to a carbon dioxide absorber housed in a boiler body.
なお、図4は、二酸化炭素放出部の正面図であり、図5は、図4のA−A矢視方向から見た二酸化炭素放出部の側断面図である。 4 is a front view of the carbon dioxide releasing part, and FIG. 5 is a side sectional view of the carbon dioxide releasing part as seen from the direction of arrows AA in FIG.
この二酸化炭素放出部36は、例えば堅形の筒体55として構成され、入口56と出口57との中間に、図1で示した二酸化炭素加熱器33から第2二酸化炭素循環系47を介して供給され、温度800以上に加熱された加熱用二酸化炭素が流れる通路58と、この通路58に交差し、支持格子59で支持された網部60と、入口56側に設けられ、吸収材とともに供給された加熱用二酸化炭素を抜き出して図1に示した第1二酸化炭素系45に戻す二酸化炭素抜出し管61とを備えている。
The carbon
また、網部60、例えばメッシュの細かい金網は、通路58の入口側と出口側とのそれぞれに設け、加熱用二酸化炭素に含まれる異物を流入させないようにしている。
Moreover, the
このような構成を備えた二酸化炭素放出部36において、図1に示した二酸化炭素吸収器34から第1二酸化炭素循環系45を介して二酸化炭素放出部36の入口56に供給された吸収材および加熱用二酸化炭素は、筒体55の出口54側に向って流下、沈降する際に、加熱用二酸化炭素が二酸化炭素抜出し管61を介して第1二酸化炭素循環系45に抜き出される。
In the carbon
残った吸収材は、筒体55の中間に設けた通路58に至ると、図1で示した二酸化炭素加熱器33から第2二酸化炭素循環系47、網部60を介して供給される加熱用二酸化炭素を加熱源として加熱される。加熱された吸収材は、今迄、吸収していた二酸化炭素を放出する。そして、吸収材から放出された二酸化炭素は、加熱用二酸化炭素とともに図1に示した冷却器37に供給される。また、二酸化炭素を放出した吸収材は、出口57から図1に示した窒素循環系41を介して二酸化炭素吸収器34に戻される。
When the remaining absorbent reaches the
このように、本実施形態は、ボイラ本体27の二酸化炭素吸収器34で二酸化炭素を吸収させた吸収材を再生装置35の二酸化炭素放出部36に供給し、ここで高温の下、吸収した二酸化炭素を放出させる構成にしたので、より多量の二酸化炭素を処理することができる。
As described above, in the present embodiment, the absorbent that has absorbed carbon dioxide by the
図2は、本発明に係る二酸化炭素回収装置の第2実施形態を示す系統図である。 FIG. 2 is a system diagram showing a second embodiment of the carbon dioxide recovery device according to the present invention.
なお、図1に示した構成要素と同一構成要素には、同一符号を付す。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the component shown in FIG.
本実施形態に係る二酸化炭素回収装置は、再生装置35の二酸化炭素放出部36で温度800℃以の範囲で加熱させた吸収材を、二酸化炭素の吸収能力が最も高い温度350℃〜650℃まで減温させるために、ボイラ本体27で燃焼ガス17の流れに沿って順に収容された第1過熱器19、第2過熱器20、二酸化炭素加熱器33、第1再熱器31、第3過熱器22、第2再熱器25、節炭器26、電気集塵器23、脱硫器24のうち、脱硫器24の下流側に二酸化炭素吸収器34を設置したものである。
In the carbon dioxide recovery device according to the present embodiment, the absorbent heated by the carbon
なお、他の構成要素は、図1で示した構成要素と同一なので、重複説明を省略する。 The other constituent elements are the same as those shown in FIG.
このように、本実施形態は、再生装置35の二酸化炭素放出部36で高温化された吸収材を二酸化炭素吸収器34に戻す際、吸収材が二酸化炭素を最も多量に吸収する温度範囲になるよう、電気集塵器23、脱硫器24の下流側に二酸化炭素吸収器34を設置したので、燃焼ガス17に含まれる飛灰や硫黄酸化物(SOx)を吸収することもなく、二酸化炭素のみをより多く吸収することができる。
As described above, in the present embodiment, when the absorbent material that has been heated by the carbon
1 燃焼室
2 第1過熱器
3 第2過熱器
4 第1再熱器
5 第3過熱器
6 第2再熱器
7 節炭器
8 ボイラ本体
9 空気予熱器
10 脱硝器
11 電気集塵器
12 脱硫器
13 煙突
14 燃料
15 空気
16,17 燃焼ガス
18 燃焼室
19 第1過熱器
20 第2過熱器
21 第1再熱器
22 第3過熱器
23 電気集塵器
24 脱硫器
25 第2再熱器
26 節炭器
27 ボイラ本体
28 空気予熱器
29 脱硝器
30 煙突
31 燃料
32 空気
33 二酸化炭素加熱器
34 二酸化炭素吸収器
35 再生装置
36 二酸化炭素放出部
37,38 冷却器
39 窒素タンク
40 搬送用窒素ブロア
41 窒素循環系
42 搬送用二酸化炭素ブロア
43 冷却器
44 二酸化炭素タンク
45 第1二酸化炭素循環系
46 ブロア
47 第2二酸化炭素循環系
48 流路
49 ロータ
50 ベルトコンベア
51 筒体
52 ブロア
53 入口
54 出口
55 筒体
56 入口
57 出口
58 通路
59 支持格子
60 網部
61 二酸化炭素抜出し管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Combustion chamber 2
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JP2003307972A JP2005075683A (en) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | Carbon dioxide recovery unit |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010085078A (en) * | 2008-09-04 | 2010-04-15 | Toshiba Corp | Carbon-dioxide-recovery-type steam power generation system |
JP2012117765A (en) * | 2010-12-01 | 2012-06-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Foreign matter removing device and boiler |
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WO2014175478A1 (en) * | 2013-04-24 | 2014-10-30 | 한국에너지기술연구원 | Apparatus for separating and collecting co2 having deoxidation apparatus |
-
2003
- 2003-08-29 JP JP2003307972A patent/JP2005075683A/en active Pending
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