JPH08257353A - 燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法 - Google Patents
燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼排ガス中に含まれるＣＯ2 を除去する方
法に関する。 【構成】 下記一般式〔１〕で示されるジアミン化合物
を含有する水溶液と大気圧下の燃焼排ガスとを接触させ
ることを特徴とする燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する方
法。 【化１】Ｒ1 Ｒ2 ＮＣＨ2 ＣＨ2 ＯＣＨ2 ＣＨ2 ＮＲ3
Ｒ4 〔１〕 （式中、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 はそれぞれ炭素数１
〜３の低級アルキル基を表す。） 【効果】 従来使用されていたＭＥＡ水溶液を用いる場
合よりも、総合的にＣＯ 2 の回収エネルギーの小さいプ
ロセスが可能となる。
法に関する。 【構成】 下記一般式〔１〕で示されるジアミン化合物
を含有する水溶液と大気圧下の燃焼排ガスとを接触させ
ることを特徴とする燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する方
法。 【化１】Ｒ1 Ｒ2 ＮＣＨ2 ＣＨ2 ＯＣＨ2 ＣＨ2 ＮＲ3
Ｒ4 〔１〕 （式中、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 はそれぞれ炭素数１
〜３の低級アルキル基を表す。） 【効果】 従来使用されていたＭＥＡ水溶液を用いる場
合よりも、総合的にＣＯ 2 の回収エネルギーの小さいプ
ロセスが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼排ガス中に含まれる
ＣＯ2 （二酸化炭素）を除去する方法に関し、さらに詳
しくは、特定のジアミン化合物を含有する水溶液を用い
て、大気圧下の燃焼排ガス中のＣＯ2 を効率よく除去す
る方法に関する。
ＣＯ2 （二酸化炭素）を除去する方法に関し、さらに詳
しくは、特定のジアミン化合物を含有する水溶液を用い
て、大気圧下の燃焼排ガス中のＣＯ2 を効率よく除去す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球の温暖化現象の原因の一つと
して、ＣＯ2 による温室効果が指摘され、地球環境を守
る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ2
の発生源としては、化石燃料を燃焼させるあらゆる人間
の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる
傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力
発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排ガ
スをアルカノールアミン水溶液等と接触させ、燃焼排ガ
ス中のＣＯ2 を除去し、回収する方法、及び回収された
ＣＯ2 を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的
に研究されている。
して、ＣＯ2 による温室効果が指摘され、地球環境を守
る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ2
の発生源としては、化石燃料を燃焼させるあらゆる人間
の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる
傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力
発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排ガ
スをアルカノールアミン水溶液等と接触させ、燃焼排ガ
ス中のＣＯ2 を除去し、回収する方法、及び回収された
ＣＯ2 を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的
に研究されている。
【０００３】アルカノールアミンとしては、モノエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタ
ノールアミン（ＭＤＥＡ）、ジイソプロパノールアミ
ン、ジグリコールアミンなどを挙げることができるが、
通常モノエタノールアミン（ＭＥＡ）が好んで用いられ
る。しかし、ＭＥＡに代表される上記のようなアルカノ
ールアミン水溶液を燃焼排ガス中のＣＯ2 を吸収・除去
する吸収剤として用いても、所定濃度のアミン水溶液の
所定量当たりのＣＯ2 の吸収量、所定濃度のアミン水溶
液の単位アミンモル当たりのＣＯ2 吸収量、所定濃度に
おけるＣＯ2 の吸収速度、さらには吸収後のアルカノー
ルアミン水溶液の再生に要する熱エネルギなどに照らし
て、必ずしも満足のできるものではない。
ールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタ
ノールアミン（ＭＤＥＡ）、ジイソプロパノールアミ
ン、ジグリコールアミンなどを挙げることができるが、
通常モノエタノールアミン（ＭＥＡ）が好んで用いられ
る。しかし、ＭＥＡに代表される上記のようなアルカノ
ールアミン水溶液を燃焼排ガス中のＣＯ2 を吸収・除去
する吸収剤として用いても、所定濃度のアミン水溶液の
所定量当たりのＣＯ2 の吸収量、所定濃度のアミン水溶
液の単位アミンモル当たりのＣＯ2 吸収量、所定濃度に
おけるＣＯ2 の吸収速度、さらには吸収後のアルカノー
ルアミン水溶液の再生に要する熱エネルギなどに照らし
て、必ずしも満足のできるものではない。
【０００４】ところで、各種混合ガスからアミン化合物
を用いて酸性ガスを分離する技術は数多く知られてい
る。特開昭第５３−１００１８０号公報には、（１）環
の一部分であって、かつ第二炭素原子もしくは第三炭素
原子のどちらかに結合された少なくとも１個の第二アミ
ノ基，または第三炭素原子に結合された第一アミノ基を
含有する立体障害アミン少なくとも５０モル％と、第三
アミノアルコール少なくとも約１０モル％とよりなるア
ミン混合物、及び（２）酸性ガスに対する物理的吸収剤
である前記アミン混合物用の溶媒、からなるアミン−溶
媒液体吸収剤に通常ガス状の混合物を接触させることか
らなる酸性ガスの除去方法が記載されている。立体障害
アミンとしては２−ピペリジンエタノール〔２−（２−
ヒドロキシエチル）−ピペリジン〕及び３−アミノ−３
−メチル−１−ブタノールなどが、また溶媒としては２
５重量％までの水を含んでもよいスルホキシド化合物な
どが、さらに処理ガスの例としては、同公報第１１頁左
上欄に「高濃度の二酸化炭素及び硫化水素、例えば３５
％のＣＯ2 及び１０〜１２％のＨ2 Ｓを有する通常ガス
状の混合物」が例示され、また実施例にはＣＯ2 そのも
のが使用されている。
を用いて酸性ガスを分離する技術は数多く知られてい
る。特開昭第５３−１００１８０号公報には、（１）環
の一部分であって、かつ第二炭素原子もしくは第三炭素
原子のどちらかに結合された少なくとも１個の第二アミ
ノ基，または第三炭素原子に結合された第一アミノ基を
含有する立体障害アミン少なくとも５０モル％と、第三
アミノアルコール少なくとも約１０モル％とよりなるア
ミン混合物、及び（２）酸性ガスに対する物理的吸収剤
である前記アミン混合物用の溶媒、からなるアミン−溶
媒液体吸収剤に通常ガス状の混合物を接触させることか
らなる酸性ガスの除去方法が記載されている。立体障害
アミンとしては２−ピペリジンエタノール〔２−（２−
ヒドロキシエチル）−ピペリジン〕及び３−アミノ−３
−メチル−１−ブタノールなどが、また溶媒としては２
５重量％までの水を含んでもよいスルホキシド化合物な
どが、さらに処理ガスの例としては、同公報第１１頁左
上欄に「高濃度の二酸化炭素及び硫化水素、例えば３５
％のＣＯ2 及び１０〜１２％のＨ2 Ｓを有する通常ガス
状の混合物」が例示され、また実施例にはＣＯ2 そのも
のが使用されている。
【０００５】特開昭第６１−７１８１９号公報には、立
体障害アミン及びスルホランなどの非水溶媒を含む酸性
ガススクラッピング用組成物が記載されている。また本
公報にはＣＯ2 の吸収に対し、立体障害アミンの有利性
を反応式を用いて説明している。
体障害アミン及びスルホランなどの非水溶媒を含む酸性
ガススクラッピング用組成物が記載されている。また本
公報にはＣＯ2 の吸収に対し、立体障害アミンの有利性
を反応式を用いて説明している。
【０００６】ケミカルエンジニアリングサイエンス（Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎ
ｃｅ），４１巻，４号，９９７〜１００３頁には、ヒン
ダードアミンである２−アミノ−２−メチル−１−プロ
パノール（ＡＭＰ）水溶液の炭酸ガス吸収挙動が開示さ
れている。吸収させるガスとしては大気圧のＣＯ2 及び
ＣＯ2 とＮ2 の混合物が用いられている。
ｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎ
ｃｅ），４１巻，４号，９９７〜１００３頁には、ヒン
ダードアミンである２−アミノ−２−メチル−１−プロ
パノール（ＡＭＰ）水溶液の炭酸ガス吸収挙動が開示さ
れている。吸収させるガスとしては大気圧のＣＯ2 及び
ＣＯ2 とＮ2 の混合物が用いられている。
【０００７】ケミカルエンジニアリングサイエンス（Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｃｉｅｎ
ｃｅ），４１巻，２号，４０５〜４０８頁には、常温付
近において、ＡＭＰのようなヒンダードアミンとＭＥＡ
のような直鎖アミンの各水溶液のＣＯ2 やＨ2 Ｓに対す
る吸収速度が報告されている。
ｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｃｉｅｎ
ｃｅ），４１巻，２号，４０５〜４０８頁には、常温付
近において、ＡＭＰのようなヒンダードアミンとＭＥＡ
のような直鎖アミンの各水溶液のＣＯ2 やＨ2 Ｓに対す
る吸収速度が報告されている。
【０００８】米国特許第３，６２２，２６７号明細書に
はメチルジエタノールアミン及びモノエチルモノエタノ
ールアミンを含有する水性混合物を用い、原油などの部
分酸化ガスなどの合成ガスに含まれる高分圧のＣＯ2 、
例えば４０気圧の３０％ＣＯ 2 含有合成ガスを精製する
技術が開示されている。
はメチルジエタノールアミン及びモノエチルモノエタノ
ールアミンを含有する水性混合物を用い、原油などの部
分酸化ガスなどの合成ガスに含まれる高分圧のＣＯ2 、
例えば４０気圧の３０％ＣＯ 2 含有合成ガスを精製する
技術が開示されている。
【０００９】ドイツ公開特許第１，５４２，４１５号公
報にはＣＯ2 、Ｈ2 Ｓ、ＣＯＳの吸収速度の向上のため
モノアルキルアルカノールアミンなどを物理又は化学吸
収剤に添加する技術が開示されている。同様にドイツ公
開特許１，９０４，４２８号には、モノメチルエタノー
ルアミンがメチルジエタノールアミンの吸収速度を向上
させる目的で添加される技術が開示されている。
報にはＣＯ2 、Ｈ2 Ｓ、ＣＯＳの吸収速度の向上のため
モノアルキルアルカノールアミンなどを物理又は化学吸
収剤に添加する技術が開示されている。同様にドイツ公
開特許１，９０４，４２８号には、モノメチルエタノー
ルアミンがメチルジエタノールアミンの吸収速度を向上
させる目的で添加される技術が開示されている。
【００１０】米国特許第４，３３６，２３３号明細書に
は、天然ガス、合成ガス、ガス化石炭ガスの精製にピペ
ラジンの０．８１〜１．３モル／リットル水溶液が洗浄
液として、またピペラジンがメチルジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノ
メチルエタノールアミンなどの溶媒と共に水溶液で洗浄
液として使用される技術が開示されている。
は、天然ガス、合成ガス、ガス化石炭ガスの精製にピペ
ラジンの０．８１〜１．３モル／リットル水溶液が洗浄
液として、またピペラジンがメチルジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノ
メチルエタノールアミンなどの溶媒と共に水溶液で洗浄
液として使用される技術が開示されている。
【００１１】同様に特開昭第５２−６３１７１号公報に
は、第３級アルカノールアミン、モノアルキルアルカノ
ールアミンなどにピペラジンまたはヒドロキシエチルピ
ペラジンなどのピペラジン誘導体を促進剤として加えた
ＣＯ2 吸収剤が開示されている。
は、第３級アルカノールアミン、モノアルキルアルカノ
ールアミンなどにピペラジンまたはヒドロキシエチルピ
ペラジンなどのピペラジン誘導体を促進剤として加えた
ＣＯ2 吸収剤が開示されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、燃焼排
ガスからＣＯ2 を効率よく除去する方法が望まれてい
る。特に一定濃度のＣＯ2 吸収剤（アミン化合物）を含
む水溶液で燃焼排ガスを処理する場合、吸収剤単位モル
当たりのＣＯ2 吸収量、及び吸収速度の大きい吸収剤を
選択することが解決すべき大きな課題である。さらには
ＣＯ2 の吸収後にＣＯ2 を分離し、吸収液を再生させる
際に必要な熱エネルギのより少ない吸収剤が望まれる。
一種類のアミン化合物の使用では、これらの全ての望ま
しい要件を満たすことは困難であるとしても、幾つかの
要件を満足する化合物が見い出されれば、他のアミン化
合物との混合塔によりさらに好ましい要件に近づける可
能性もあり得る。
ガスからＣＯ2 を効率よく除去する方法が望まれてい
る。特に一定濃度のＣＯ2 吸収剤（アミン化合物）を含
む水溶液で燃焼排ガスを処理する場合、吸収剤単位モル
当たりのＣＯ2 吸収量、及び吸収速度の大きい吸収剤を
選択することが解決すべき大きな課題である。さらには
ＣＯ2 の吸収後にＣＯ2 を分離し、吸収液を再生させる
際に必要な熱エネルギのより少ない吸収剤が望まれる。
一種類のアミン化合物の使用では、これらの全ての望ま
しい要件を満たすことは困難であるとしても、幾つかの
要件を満足する化合物が見い出されれば、他のアミン化
合物との混合塔によりさらに好ましい要件に近づける可
能性もあり得る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題に
鑑み、燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する際に用いられる
吸収液について鋭意検討した結果、特定のジアミン化合
物を用いることが特に有効であるとの知見を得て、本発
明を完成させることができた。すなわち本発明によれ
ば、下記一般式〔１〕で示されるジアミン化合物を含有
する水溶液と大気圧下の燃焼排ガスとを接触させること
を特徴とする燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する方法が提
供される。
鑑み、燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する際に用いられる
吸収液について鋭意検討した結果、特定のジアミン化合
物を用いることが特に有効であるとの知見を得て、本発
明を完成させることができた。すなわち本発明によれ
ば、下記一般式〔１〕で示されるジアミン化合物を含有
する水溶液と大気圧下の燃焼排ガスとを接触させること
を特徴とする燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する方法が提
供される。
【化２】 Ｒ1 Ｒ2 ＮＣＨ2 ＣＨ2 ＯＣＨ2 ＣＨ2 ＮＲ3 Ｒ4 〔１〕 （式中、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 はそれぞれ炭素数１
〜３の低級アルキル基を表す。） また本発明によれば、ジアミン化合物がビス（２−ジメ
チルアミノエチル）エーテルである前記燃焼排ガス中の
ＣＯ2 を除去する方法が提供される。さらに本発明によ
れば、水溶液の濃度が１５〜６５重量％の範囲である前
記燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する方法が提供される。
〜３の低級アルキル基を表す。） また本発明によれば、ジアミン化合物がビス（２−ジメ
チルアミノエチル）エーテルである前記燃焼排ガス中の
ＣＯ2 を除去する方法が提供される。さらに本発明によ
れば、水溶液の濃度が１５〜６５重量％の範囲である前
記燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する方法が提供される。
【００１４】
【作用】本発明で用いられる一般式〔１〕で示されるジ
アミン化合物において、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 がそ
れぞれ表す炭素数１〜３の低級アルキル基としては、メ
チル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基を例示
することができ、特に好ましくはメチル基である。すな
わち、具体的化合物としては、ビス（２−ジメチルアミ
ノエチル）エーテル、ビス（２−ジエチルアミノエチ
ル）エーテル、ビス（２−ジプロピルアミノエチル）エ
ーテルなどを挙げることができ、特に好ましくはビス
（２−ジメチルアミノエチル）エーテルである。一般式
〔１〕で示されるジアミン化合物は、各々単独で用いら
れるほか、二種以上を混合して用いることも可能であ
る。
アミン化合物において、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 がそ
れぞれ表す炭素数１〜３の低級アルキル基としては、メ
チル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基を例示
することができ、特に好ましくはメチル基である。すな
わち、具体的化合物としては、ビス（２−ジメチルアミ
ノエチル）エーテル、ビス（２−ジエチルアミノエチ
ル）エーテル、ビス（２−ジプロピルアミノエチル）エ
ーテルなどを挙げることができ、特に好ましくはビス
（２−ジメチルアミノエチル）エーテルである。一般式
〔１〕で示されるジアミン化合物は、各々単独で用いら
れるほか、二種以上を混合して用いることも可能であ
る。
【００１５】本発明の燃焼排ガスとの接触に用いる前記
ジアミン化合物の水溶液（以下、吸収液とも称す）の濃
度は、通常１５〜６５重量％、好ましくは３０〜５０重
量％である。燃焼排ガスとの接触時の吸収液の温度は、
通常３０〜７０℃の範囲である。
ジアミン化合物の水溶液（以下、吸収液とも称す）の濃
度は、通常１５〜６５重量％、好ましくは３０〜５０重
量％である。燃焼排ガスとの接触時の吸収液の温度は、
通常３０〜７０℃の範囲である。
【００１６】また、本発明で用いる吸収液には、必要に
応じて腐食防止剤、劣化防止剤などが加えられる。
応じて腐食防止剤、劣化防止剤などが加えられる。
【００１７】さらに吸収液のＣＯ2 吸収能力を増すため
に、他のアミン化合物の１種または２種以上を混合して
もよい。他のアミン化合物としては、例えば２−メチル
アミノエタノール、２−エチルアミノエタノール、２−
イソプロピルアミノエタノール、２−ｎ−ブチルアミノ
エタノール、ピペラジン、２−メチルピペラジン、２，
５−ジメチルピペラジン、ピペリジン、２−ピペリジノ
エタノールなどを挙げることができる。これらの他のア
ミン化合物を使用するときは、これらが一般式〔１〕の
ジアミン化合物と共に水に可溶である限り、これら他の
アミン化合物の単独の濃度が、通常１．５〜５０重量％
の範囲、好ましくは５〜４０重量％の範囲である。
に、他のアミン化合物の１種または２種以上を混合して
もよい。他のアミン化合物としては、例えば２−メチル
アミノエタノール、２−エチルアミノエタノール、２−
イソプロピルアミノエタノール、２−ｎ−ブチルアミノ
エタノール、ピペラジン、２−メチルピペラジン、２，
５−ジメチルピペラジン、ピペリジン、２−ピペリジノ
エタノールなどを挙げることができる。これらの他のア
ミン化合物を使用するときは、これらが一般式〔１〕の
ジアミン化合物と共に水に可溶である限り、これら他の
アミン化合物の単独の濃度が、通常１．５〜５０重量％
の範囲、好ましくは５〜４０重量％の範囲である。
【００１８】本発明の大気圧下とは、燃焼排ガスを供給
するためブロワなどを作用させる程度の大気圧近傍の圧
力範囲は含まれるものである。
するためブロワなどを作用させる程度の大気圧近傍の圧
力範囲は含まれるものである。
【００１９】本発明の燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する
方法で採用できるプロセスは、特に限定されないが、そ
の一例について図１によって説明する。図１では主要設
備のみ示し、付属設備は省略した。図１において、１は
脱ＣＯ2 塔、２は下部充填部、３は上部充填部またはト
レイ、４は脱ＣＯ2 塔燃焼排ガス供給口、５は脱ＣＯ2
燃焼排ガス排出口、６は吸収液供給口、７はノズル、８
は必要に応じて設けられる燃焼排ガス冷却器、９はノズ
ル、１０は充填部、１１は加湿冷却水循環ポンプ、１２
は補給水供給ライン、１３はＣＯ2 を吸収した吸収液排
出ポンプ、１４は熱交換器、１５は吸収液再生（以下、
「再生」とも略称）塔、１６はノズル、１７は下部充填
部、１８は再生加熱器（リボイラ）、１９は上部充填
部、２０は還流水ポンプ、２１はＣＯ2分離器、２２は
回収ＣＯ2 排出ライン、２３は再生塔還流冷却器、２４
はノズル、２５は再生塔還流水供給ライン、２６は燃焼
排ガス供給ブロワ、２７は冷却器、２８は再生塔還流水
供給口である。
方法で採用できるプロセスは、特に限定されないが、そ
の一例について図１によって説明する。図１では主要設
備のみ示し、付属設備は省略した。図１において、１は
脱ＣＯ2 塔、２は下部充填部、３は上部充填部またはト
レイ、４は脱ＣＯ2 塔燃焼排ガス供給口、５は脱ＣＯ2
燃焼排ガス排出口、６は吸収液供給口、７はノズル、８
は必要に応じて設けられる燃焼排ガス冷却器、９はノズ
ル、１０は充填部、１１は加湿冷却水循環ポンプ、１２
は補給水供給ライン、１３はＣＯ2 を吸収した吸収液排
出ポンプ、１４は熱交換器、１５は吸収液再生（以下、
「再生」とも略称）塔、１６はノズル、１７は下部充填
部、１８は再生加熱器（リボイラ）、１９は上部充填
部、２０は還流水ポンプ、２１はＣＯ2分離器、２２は
回収ＣＯ2 排出ライン、２３は再生塔還流冷却器、２４
はノズル、２５は再生塔還流水供給ライン、２６は燃焼
排ガス供給ブロワ、２７は冷却器、２８は再生塔還流水
供給口である。
【００２０】図１において、燃焼排ガスは燃焼排ガス供
給ブロワ２６により燃焼排ガス冷却器８に押込められ、
ノズル９からの加湿冷却水と充填部１０で接触し、加湿
冷却され、脱ＣＯ2 塔燃焼排ガス供給口４を通って脱Ｃ
Ｏ2 塔１へ導かれる。燃焼排ガスと接触した加湿冷却水
は燃焼排ガス冷却器８の下部に溜り、ポンプ１１により
ノズル９へ循環使用される。加湿冷却水は燃焼排ガスを
加湿冷却することにより徐々に失われるので、補給水供
給ライン１２により補充される。燃焼排ガスを加湿冷却
の状態より、さらに冷却する場合は、加湿冷却循環ポン
プ１１とノズル９との間に熱交換器を置き、加湿冷却水
を冷却して燃焼排ガス冷却器８に供給することにより可
能となる。
給ブロワ２６により燃焼排ガス冷却器８に押込められ、
ノズル９からの加湿冷却水と充填部１０で接触し、加湿
冷却され、脱ＣＯ2 塔燃焼排ガス供給口４を通って脱Ｃ
Ｏ2 塔１へ導かれる。燃焼排ガスと接触した加湿冷却水
は燃焼排ガス冷却器８の下部に溜り、ポンプ１１により
ノズル９へ循環使用される。加湿冷却水は燃焼排ガスを
加湿冷却することにより徐々に失われるので、補給水供
給ライン１２により補充される。燃焼排ガスを加湿冷却
の状態より、さらに冷却する場合は、加湿冷却循環ポン
プ１１とノズル９との間に熱交換器を置き、加湿冷却水
を冷却して燃焼排ガス冷却器８に供給することにより可
能となる。
【００２１】脱ＣＯ2 塔１に押し込められた燃焼排ガス
はノズル７から供給される一定濃度の吸収液と下部充填
部２で向流接触させられ、燃焼排ガス中のＣＯ2 は吸収
液により吸収除去され、脱ＣＯ2 燃焼排ガスは上部充填
部３へと向う。脱ＣＯ2 塔１に供給される吸収液はＣＯ
2 を吸収し、その吸収による反応熱のため、通常吸収液
供給口６における温度よりも高温となり、ＣＯ2 を吸収
した吸収液排出ポンプ１３により熱交換器１４に送られ
て加熱され、吸収液再生塔５へ導かれる。再生された吸
収液の温度調節は熱交換器１４あるいは必要に応じて熱
交換器１４と吸収液供給口６の間に設けられる冷却器２
７により行うことができる。
はノズル７から供給される一定濃度の吸収液と下部充填
部２で向流接触させられ、燃焼排ガス中のＣＯ2 は吸収
液により吸収除去され、脱ＣＯ2 燃焼排ガスは上部充填
部３へと向う。脱ＣＯ2 塔１に供給される吸収液はＣＯ
2 を吸収し、その吸収による反応熱のため、通常吸収液
供給口６における温度よりも高温となり、ＣＯ2 を吸収
した吸収液排出ポンプ１３により熱交換器１４に送られ
て加熱され、吸収液再生塔５へ導かれる。再生された吸
収液の温度調節は熱交換器１４あるいは必要に応じて熱
交換器１４と吸収液供給口６の間に設けられる冷却器２
７により行うことができる。
【００２２】再生塔１５では、再生加熱器１８による加
熱により下部充填部１７で吸収液が再生され、熱交換器
１４及び必要に応じて冷却器２７により冷却されて脱Ｃ
Ｏ2塔１へ戻される。吸収液再生塔１５の上部におい
て、吸収液から分離されたＣＯ 2 はノズル２４より供給
される還流水と接触し、再生塔還流冷却器２３により冷
却され、ＣＯ2 分離器２１にてＣＯ2 に同伴した水蒸気
が凝縮した還流水と分離され、回収ＣＯ2 排出ライン２
２よりＣＯ2 回収工程へ導かれる。還流水の一部は還流
水ポンプ２０で、再生塔１５へ還流され、一部は再生塔
還流水供給ライン２５を経て脱ＣＯ2 塔１の再生塔還流
水供給口２８に供給される。この再生塔還流水には微量
の吸収液が含まれているので、脱ＣＯ2 塔１の上部充填
部３で排ガスと接触し、排ガス中に含まれる微量のＣＯ
2 の除去に貢献する。
熱により下部充填部１７で吸収液が再生され、熱交換器
１４及び必要に応じて冷却器２７により冷却されて脱Ｃ
Ｏ2塔１へ戻される。吸収液再生塔１５の上部におい
て、吸収液から分離されたＣＯ 2 はノズル２４より供給
される還流水と接触し、再生塔還流冷却器２３により冷
却され、ＣＯ2 分離器２１にてＣＯ2 に同伴した水蒸気
が凝縮した還流水と分離され、回収ＣＯ2 排出ライン２
２よりＣＯ2 回収工程へ導かれる。還流水の一部は還流
水ポンプ２０で、再生塔１５へ還流され、一部は再生塔
還流水供給ライン２５を経て脱ＣＯ2 塔１の再生塔還流
水供給口２８に供給される。この再生塔還流水には微量
の吸収液が含まれているので、脱ＣＯ2 塔１の上部充填
部３で排ガスと接触し、排ガス中に含まれる微量のＣＯ
2 の除去に貢献する。
【００２３】
【実施例】以下、本発明で採用するジアミン化合物のＣ
Ｏ2 吸収能力を小規模吸収試験で調べた実施例により、
本発明を具体的に説明する。 （実施例１，比較例１）恒温槽内に設置したガラス製反
応容器にビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテルの
３０重量％水溶液５０ｍｌを入れた。温度４０℃で撹拌
しながら、試験ガスを大気圧下１リットル／分の流速
で、バブルを発生しやすいようにフィルタを通して吸収
液に通した。試験ガスとしてはＣＯ2 １０モル％、Ｏ2
３モル％、Ｎ2 ８７モル％の組成を有する４０℃のモデ
ル燃焼排ガスを用いた。試験ガスを通し続け、出入りガ
スのＣＯ2 濃度が等しくなった時点で、吸収液に含まれ
るＣＯ2 をＣＯ2 分析計（全有機炭素計）を用いて測定
し、ＣＯ2 の９０％飽和及び飽和吸収量（Ｎｍ3 ＣＯ2
／ｍ3 吸収液、モルＣＯ2 ／モル吸収剤）を求めた。比
較例１として、ＭＥＡ水溶液による吸収試験を行った。
その結果を表１に示す。なお、吸収を終えた混合溶液を
加熱することにより、吸収液は支障なく再生できること
を確認した。
Ｏ2 吸収能力を小規模吸収試験で調べた実施例により、
本発明を具体的に説明する。 （実施例１，比較例１）恒温槽内に設置したガラス製反
応容器にビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテルの
３０重量％水溶液５０ｍｌを入れた。温度４０℃で撹拌
しながら、試験ガスを大気圧下１リットル／分の流速
で、バブルを発生しやすいようにフィルタを通して吸収
液に通した。試験ガスとしてはＣＯ2 １０モル％、Ｏ2
３モル％、Ｎ2 ８７モル％の組成を有する４０℃のモデ
ル燃焼排ガスを用いた。試験ガスを通し続け、出入りガ
スのＣＯ2 濃度が等しくなった時点で、吸収液に含まれ
るＣＯ2 をＣＯ2 分析計（全有機炭素計）を用いて測定
し、ＣＯ2 の９０％飽和及び飽和吸収量（Ｎｍ3 ＣＯ2
／ｍ3 吸収液、モルＣＯ2 ／モル吸収剤）を求めた。比
較例１として、ＭＥＡ水溶液による吸収試験を行った。
その結果を表１に示す。なお、吸収を終えた混合溶液を
加熱することにより、吸収液は支障なく再生できること
を確認した。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１の結果から明らかなように、本発明で
使用するジアミン化合物の一つであるビス（２−ジメチ
ルエチルアミノエチル）エーテルの水溶液を燃焼排ガス
の吸収液として用いることにより、ＭＥＡ水溶液を用い
る場合よりもモル当たりの飽和吸収量に優れていること
がわかる。
使用するジアミン化合物の一つであるビス（２−ジメチ
ルエチルアミノエチル）エーテルの水溶液を燃焼排ガス
の吸収液として用いることにより、ＭＥＡ水溶液を用い
る場合よりもモル当たりの飽和吸収量に優れていること
がわかる。
【００２６】（実施例２，比較例１）吸収液を再生させ
る際に必要な熱エネルギを調べるため、実施例１及び比
較例１に用いた吸収液（濃度３０重量％）とＣＯ2 との
反応熱（吸収発熱量）を測定した。吸収液２００ｇを断
熱試験器に入れ、マグネチックスターラで攪拌し、吸収
液の温度が安定するまで放置した。次に純ＣＯ2 を約２
００ｃｃ／分の速度で試験器内に吹込み、試験器の入口
及び出口のＣＯ2 流量、吸収液の温度を連続的に記録し
た。試験器出口のＣＯ2 流量が急激に増加した時点で試
験を終了した。吸収液に吸収されたＣＯ2 のモル数（モ
ル負荷）、ＣＯ2 の吹込み開始からの上昇温度から吸収
液がＣＯ2 を１モル吸収するときの反応熱量（ｋｃａｌ
／モル）を求めた。なお、試験器の熱容量は水２００ｇ
を試験器に入れ、３０．０Ｖ、０．３Ａで所定時間ヒー
タに通電し、上昇温度から求めた。また、試験の温度範
囲は２０〜８０℃、測定時の室温は２０〜２５℃であっ
た。その結果、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エー
テルでは１５．２ｋｃａｌ／モルＣＯ2 であったのに対
し、ＭＥＡ水溶液では１９．４ｋｃａｌ／モルＣＯ2 で
あった。このことからわかるように、本発明によるビス
（２−ジメチルアミノエチル）エーテルの吸収液とＣＯ
2 の反応熱は、ＭＥＡ吸収液の場合よりも平均的に小さ
く、再生に必要なエネルギがＭＥＡの場合より小さく有
利である。
る際に必要な熱エネルギを調べるため、実施例１及び比
較例１に用いた吸収液（濃度３０重量％）とＣＯ2 との
反応熱（吸収発熱量）を測定した。吸収液２００ｇを断
熱試験器に入れ、マグネチックスターラで攪拌し、吸収
液の温度が安定するまで放置した。次に純ＣＯ2 を約２
００ｃｃ／分の速度で試験器内に吹込み、試験器の入口
及び出口のＣＯ2 流量、吸収液の温度を連続的に記録し
た。試験器出口のＣＯ2 流量が急激に増加した時点で試
験を終了した。吸収液に吸収されたＣＯ2 のモル数（モ
ル負荷）、ＣＯ2 の吹込み開始からの上昇温度から吸収
液がＣＯ2 を１モル吸収するときの反応熱量（ｋｃａｌ
／モル）を求めた。なお、試験器の熱容量は水２００ｇ
を試験器に入れ、３０．０Ｖ、０．３Ａで所定時間ヒー
タに通電し、上昇温度から求めた。また、試験の温度範
囲は２０〜８０℃、測定時の室温は２０〜２５℃であっ
た。その結果、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エー
テルでは１５．２ｋｃａｌ／モルＣＯ2 であったのに対
し、ＭＥＡ水溶液では１９．４ｋｃａｌ／モルＣＯ2 で
あった。このことからわかるように、本発明によるビス
（２−ジメチルアミノエチル）エーテルの吸収液とＣＯ
2 の反応熱は、ＭＥＡ吸収液の場合よりも平均的に小さ
く、再生に必要なエネルギがＭＥＡの場合より小さく有
利である。
【００２７】
【発明の効果】以上詳細に述べたごとく、本発明の方法
により大気圧下の燃焼排ガスに一般式〔１〕で示される
ジアミン化合物の水溶液を吸収液として用いることによ
り、従来使用されていたＭＥＡ水溶液を用いる場合より
も、総合的にＣＯ2 の回収エネルギの小さいプロセスが
可能となる。
により大気圧下の燃焼排ガスに一般式〔１〕で示される
ジアミン化合物の水溶液を吸収液として用いることによ
り、従来使用されていたＭＥＡ水溶液を用いる場合より
も、総合的にＣＯ2 の回収エネルギの小さいプロセスが
可能となる。
【図１】本発明で採用できる燃焼排ガス中のＣＯ2 を除
去する工程の説明図である。
去する工程の説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 正樹 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業 株式会社本社内 (72)発明者 光岡 薫明 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 下記一般式〔１〕で示されるジアミン化
合物を含有する水溶液と大気圧下の燃焼排ガスとを接触
させることを特徴とする燃焼排ガス中のＣＯ 2 を除去す
る方法。 【化１】 Ｒ1 Ｒ2 ＮＣＨ2 ＣＨ2 ＯＣＨ2 ＣＨ2 ＮＲ3 Ｒ4 〔１〕 （式中、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 はそれぞれ炭素数１
〜３の低級アルキル基を表す。） - 【請求項２】 ジアミン化合物がビス（２−ジメチルア
ミノエチル）エーテルである請求項１記載の燃焼排ガス
中のＣＯ2 を除去する方法。 - 【請求項３】 水溶液の濃度が１５〜６５重量％の範囲
である請求項１または請求項２記載の燃焼排ガス中のＣ
Ｏ2 を除去する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7064029A JPH08257353A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7064029A JPH08257353A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08257353A true JPH08257353A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13246304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7064029A Pending JPH08257353A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08257353A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007101585A1 (de) * | 2006-03-06 | 2007-09-13 | Uhde Gmbh | Lösungsmittel zur abtrennung von sauren gasbestandteilen aus technischen gasen |
| JP2007527790A (ja) * | 2004-03-09 | 2007-10-04 | ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト | 低い二酸化炭素分圧を有するガス流から二酸化炭素を除去するための方法 |
| WO2011071150A1 (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | 財団法人地球環境産業技術研究機構 | 高圧用二酸化炭素吸収剤並びに高圧二酸化炭素吸収及び回収方法 |
| FR2961114A1 (fr) * | 2010-06-09 | 2011-12-16 | Inst Francais Du Petrole | Procede pour eliminer le co2 dans des fumees de combustion et solution absorbante, a base de diamines appartenant a la famille des 1,2-bis(2-aminoethoxy)ethane. |
| FR2983087A1 (fr) * | 2011-11-30 | 2013-05-31 | IFP Energies Nouvelles | Procede d'elimination de composes acides d'un effluent gazeux avec une solution absorbante a base de bis(amino-3-propyl) ethers ou de (amino-2-ethyl)-(amino-3-propyl) ethers |
| CN106731488A (zh) * | 2015-11-24 | 2017-05-31 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种纳米材料增强气体在离子液体中溶解的方法 |
| JP2017189727A (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 川崎重工業株式会社 | 二酸化炭素分離回収システム |
-
1995
- 1995-03-23 JP JP7064029A patent/JPH08257353A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007527790A (ja) * | 2004-03-09 | 2007-10-04 | ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト | 低い二酸化炭素分圧を有するガス流から二酸化炭素を除去するための方法 |
| EP1725320B1 (de) * | 2004-03-09 | 2013-12-11 | Basf Se | Verfahren zum entfernen von kohlendioxid aus gasströmen mit niedrigen kohlendioxid-partialdrücken |
| US8591843B2 (en) | 2006-03-06 | 2013-11-26 | Uhde Gmbh | Solvent for separating acid gas components from technical gases |
| WO2007101585A1 (de) * | 2006-03-06 | 2007-09-13 | Uhde Gmbh | Lösungsmittel zur abtrennung von sauren gasbestandteilen aus technischen gasen |
| JP5812867B2 (ja) * | 2009-12-11 | 2015-11-17 | 公益財団法人地球環境産業技術研究機構 | 高圧用二酸化炭素吸収剤並びに高圧二酸化炭素吸収及び回収方法 |
| WO2011071150A1 (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | 財団法人地球環境産業技術研究機構 | 高圧用二酸化炭素吸収剤並びに高圧二酸化炭素吸収及び回収方法 |
| FR2961114A1 (fr) * | 2010-06-09 | 2011-12-16 | Inst Francais Du Petrole | Procede pour eliminer le co2 dans des fumees de combustion et solution absorbante, a base de diamines appartenant a la famille des 1,2-bis(2-aminoethoxy)ethane. |
| WO2013079816A1 (fr) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | IFP Energies Nouvelles | Procede d'élimination de composes acides d'un effluent gazeux avec une solution absorbante a base de bis(amino-3- propyl)ethers ou de (amino-2-éthyl)-(amino-3-propyl)éthers |
| FR2983087A1 (fr) * | 2011-11-30 | 2013-05-31 | IFP Energies Nouvelles | Procede d'elimination de composes acides d'un effluent gazeux avec une solution absorbante a base de bis(amino-3-propyl) ethers ou de (amino-2-ethyl)-(amino-3-propyl) ethers |
| CN104080523A (zh) * | 2011-11-30 | 2014-10-01 | Ifp新能源公司 | 用基于双(氨基-3-丙基)醚或(氨基-2-乙基)-(氨基-3-丙基)醚的吸收剂溶液从气态流出物除去酸化合物的方法 |
| US9421493B2 (en) | 2011-11-30 | 2016-08-23 | IFP Energies Nouvelles | Method for eliminating acid compounds from a gaseous effluent with an absorbent solution made from bis(amino-3-propyl)ethers |
| AU2012343705B2 (en) * | 2011-11-30 | 2017-05-25 | IFP Energies Nouvelles | Method for eliminating acid compounds from a gaseous effluent with an absorbent solution made from bis(amino-3-propyl)ethers or (amino-2-ethyl)-(amino-3-propyl)ethers |
| CN106731488A (zh) * | 2015-11-24 | 2017-05-31 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种纳米材料增强气体在离子液体中溶解的方法 |
| JP2017189727A (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 川崎重工業株式会社 | 二酸化炭素分離回収システム |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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