JP2002005581A - Carbon dioxide resolver - Google Patents

Carbon dioxide resolver

Info

Publication number
JP2002005581A
JP2002005581A JP2000184057A JP2000184057A JP2002005581A JP 2002005581 A JP2002005581 A JP 2002005581A JP 2000184057 A JP2000184057 A JP 2000184057A JP 2000184057 A JP2000184057 A JP 2000184057A JP 2002005581 A JP2002005581 A JP 2002005581A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
iron
exhaust gas
ash
metal
iron oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000184057A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Suzuki
実 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP2000184057A priority Critical patent/JP2002005581A/en
Publication of JP2002005581A publication Critical patent/JP2002005581A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/32—Direct CO2 mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CO2 resolver which allows the circulative use of materials for resolution and fixation of CO2 and a by-product and is efficient. SOLUTION: Exhaust gas having passed an exhaust gas disposer 17 is led to a CO2 reactor 22. The temperature within the CO2 reactor 22 is kept at about 300-700 deg.C, and Fe being recovered as metal components from an ash fusing furnace 24 and a small quantity of Cu are blown in fused condition into it, and C, an iron oxide, and a small quantity of Cu and residual gas remain. An iron oxide/Cu/C/residual gas resolver 23 resolve these. The iron oxide is cast in the ash fusing furnace 24, and is reduced by the reductive action that the ash fusing furnace 24 has, and is taken out as metal components, and is cast again into the CO2 reactor 22. Since the incinerated ash cast in the ash fusing furnace includes some iron components, the consumed iron components are replenished with these iron components, and the additional casting of the iron dioxide during operation is unnecessary.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主として廃棄物焼
却設備、工業炉等の設備から排出されるＣＯ2を分解す
る装置に関するものである。The present invention relates to relates to a device for decomposing the CO 2 emissions from mainly waste incineration facilities, industrial furnaces and other equipment.

【０００２】[0002]

【従来の技術】廃棄物焼却設備、その他加熱炉等の工業
炉等からは、多量のＣＯ2が排出されている。すなわ
ち、これらの設備における燃料は主として炭化水素から
なっており、燃焼排ガス中にはその燃焼生成物であるＣ
Ｏ2とＨ2Ｏが含まれる。このうち、Ｈ2Ｏは冷却するこ
とにより液体とすることができ、排水処理設備を通して
放流できるが、ＣＯ2については、大気放散されてい
る。しかるに、地球温暖化対策の必要性が高まるにつ
れ、ＣＯ2の排出が規制される動向にあり、何らかの対
策が必要とされるようになってきている。2. Description of the Related Art A large amount of CO 2 is emitted from waste incineration facilities and other industrial furnaces such as heating furnaces. That is, the fuel in these facilities is mainly composed of hydrocarbons, and the combustion exhaust gas C
O 2 and H 2 O are included. Of these, H 2 O can be made liquid by cooling and discharged through a wastewater treatment facility, but CO 2 is released to the atmosphere. However, as the need for countermeasures against global warming has increased, there has been a trend to regulate CO 2 emissions, and some countermeasures have been required.

【０００３】このような問題に対処する１方法として、
発明者は廃棄物焼却設備の排ガス処理系統にＣＯ2固定
化装置を設け、排ガスをほとんど排出しないようにする
設備を発明し、その内容は特開平１１−１５９７３１号
公報に公開されている（先願発明という）。[0003] One way to address this problem is to:
The inventor of the present invention has invented a facility for installing a CO 2 fixation device in an exhaust gas treatment system of a waste incineration plant so that exhaust gas is hardly emitted, and the contents of which have been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-159731. Requested invention).

【０００４】その実施の形態の１例である設備概要を図
３に示す。廃棄物焼却炉１１から発生する排ガスの一部
は、除塵器１２でダストを取り除かれ、熱交換器１３で
ボイラへの給水を加熱して自らは低温となった後、ブロ
ワ１４に吸引されて混合器１５へ送られる。ブロワ１４
の前での排ガスの温度は、400〜600℃に低下している。FIG. 3 shows an outline of equipment as an example of the embodiment. A part of the exhaust gas generated from the waste incinerator 11 is dust-removed by a dust remover 12, heated by a heat exchanger 13 to supply water to a boiler, and cooled down by itself, and then sucked into a blower 14. It is sent to the mixer 15. Blower 14
The temperature of the exhaust gas before the temperature has dropped to 400-600 ° C.

【０００５】混合器１５には、酸素製造装置１６によっ
て空気から分離された酸素が供給されており、燃焼室内
に開口部を有する混合器１５内で、酸素と排ガスが混合
されて擬似空気が生成される。この擬似空気は、実質的
に酸素とＣＯ2、Ｈ2Ｏから構成され、酸素濃度は２４〜
２８％とされている。この擬似空気は、主酸化剤として
火格子又は分散板の下部から炉内に吹き込まれたり、２
次燃焼室に吹き込まれたりする。[0005] Oxygen separated from air by an oxygen producing device 16 is supplied to a mixer 15, and oxygen and exhaust gas are mixed in a mixer 15 having an opening in a combustion chamber to generate pseudo air. Is done. This simulated air is substantially composed of oxygen, CO 2 and H 2 O, and has an oxygen concentration of 24 to
It is 28%. This simulated air is blown into the furnace from the bottom of the grate or dispersion plate as the main oxidant,
It is blown into the next combustion chamber.

【０００６】再循環されなかった排ガスは、排ガス処理
設備１７に送られ、ダストと水分が取り除かれる。この
排ガスの成分は、実質的にＣＯ2とＨ2Ｏのみであるの
で、水分が除去されることによりＣＯ2のみが残る。こ
のＣＯ2をＣＯ2固化装置１８に送って固化する。排ガス
処理装置１７で除去された水分は排水処理設備１９で処
理後、放流される。Exhaust gas that has not been recirculated is sent to an exhaust gas treatment facility 17 where dust and moisture are removed. Since the components of the exhaust gas are substantially only CO 2 and H 2 O, only the CO 2 remains by removing the water. The CO 2 is sent to a CO 2 solidifying device 18 and solidified. The water removed by the exhaust gas treatment device 17 is treated by the wastewater treatment equipment 19 and then discharged.

【０００７】排ガス中に窒素が含まれないので、排ガス
量が従来の廃棄物焼却炉に比して少なくて済み、排ガス
処理設備１７を小型化できる。また、ＣＯ2固化装置１
８を通った後は、実質的に残る気体はなくなるので、従
来必要であった煙突２０が必要でなくなる。Since nitrogen is not contained in the exhaust gas, the amount of the exhaust gas is smaller than that of the conventional waste incinerator, and the exhaust gas treatment equipment 17 can be downsized. In addition, CO 2 solidification device 1
After passing through 8, substantially no gas remains, so that the chimney 20 which was conventionally required is not required.

【０００８】熱交換器１３で加熱された給水は、廃棄物
焼却炉１１に付属する排ガスボイラによって蒸気とさ
れ、発電プラント２１に送られて発電に利用される。酸
素製造装置１６で分離された窒素は、廃棄物焼却炉１１
に送られて、炉壁や火格子、分散板等の冷却に使用され
る。The feed water heated by the heat exchanger 13 is turned into steam by an exhaust gas boiler attached to the waste incinerator 11 and sent to a power plant 21 for power generation. The nitrogen separated by the oxygen production device 16 is converted into the waste incinerator 11
And used for cooling furnace walls, grate, dispersion plate, etc.

【０００９】混合器１５においては、混合される排ガス
の量は、ほぼ廃棄物の処理量に応じて決定される略一定
の量であり、酸素の量が廃棄物の処理量の他に炉内燃焼
状態と排ガス中の酸素濃度に応じて決定される。すなわ
ち、一般に炉内温度が高すぎれば酸素量を減らし、炉内
温度が低すぎるときは酸素量を増やす。しかし、炉内温
度が高すぎる場合でも、排ガス中の酸素濃度が低い場合
には、酸素量を減らすことは行わない。これらの酸素量
の調整方法は、従来の空気量の調整方法と同じである。
しかし、本発明の場合には、酸素量の調整であるので、
従来のように空気量を調整するのに比して１／５の流動
変動で済み、流動変動が燃焼状況変動の要因になること
が少なくなる。In the mixer 15, the amount of exhaust gas to be mixed is a substantially constant amount which is determined substantially according to the amount of waste processed. It is determined according to the combustion state and the oxygen concentration in the exhaust gas. That is, if the furnace temperature is too high, the oxygen amount is generally reduced, and if the furnace temperature is too low, the oxygen amount is increased. However, even when the furnace temperature is too high, if the oxygen concentration in the exhaust gas is low, the amount of oxygen is not reduced. The method of adjusting the amount of oxygen is the same as the conventional method of adjusting the amount of air.
However, in the case of the present invention, since the adjustment of the amount of oxygen,
As compared with the case where the air amount is adjusted as in the conventional case, the flow fluctuation is only required to be 1/5, and the flow fluctuation is less likely to cause the combustion state fluctuation.

【００１０】また、図示されていないが、廃棄物焼却炉
１１から、除塵器１２、熱交換器１３、ブロワ１４を経
て混合器１５に至る排ガス再循環系に、パルス燃焼器を
設置することが好ましい。パルス燃焼器による脈動流
は、内壁付近の境界層を剥離させ、ダストの付着を低減
する効果があるので、CaCl2のように、高温ではガス状
でありながら、400〜600℃では固体状になるような物質
が内壁等に付着、固化してバイパスの閉塞トラブルを引
き起こすことを防止することができる。Although not shown, a pulse combustor may be installed in an exhaust gas recirculation system from the waste incinerator 11 to the mixer 15 via the dust remover 12, the heat exchanger 13, and the blower 14. preferable. Pulsating flow by the pulse combustor, were detached boundary layer near the inner wall, since the effect of reducing the adhesion of dust, as CaCl 2, while at a high temperature is gaseous, to 400 to 600 ° C. In the solid Such a substance can be prevented from adhering and solidifying to the inner wall or the like and causing a bypass blocking problem.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】図３に示したような設
備においては、ＣＯ2固定化装置１８が設けられている
ので、大気中に排出される燃焼排ガスをほぼ無くするこ
とができる。よって、前記のようなＣＯ2排出に伴う問
題点が解消されると共に、大気放散される排ガスがほと
んどなくなるので、排ガス処理設備が極簡単なもので済
むという効果がある。In the equipment as shown in FIG. 3, since the CO 2 fixing device 18 is provided, the combustion exhaust gas discharged into the atmosphere can be substantially eliminated. Therefore, the above-mentioned problems associated with the CO 2 emission are eliminated, and the exhaust gas discharged to the atmosphere is almost eliminated, so that there is an effect that the exhaust gas treatment equipment can be extremely simple.

【００１２】しかしながら、従来知られていたＣＯ2固
定化装置は、効率が悪かったり、ＣＯ2固定化のために
特別の原料を必要とし、かつ副産物の処理が必要である
のでランニングコストがかかりすぎるというような問題
点があった。[0012] However, the conventionally known CO 2 immobilization apparatus is inefficient, requires special raw materials for CO 2 immobilization, and requires processing of by-products, so that the running cost is too high. There was such a problem.

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ＣＯ2の分解・固定化のための原料と副産物を
循環使用することができ、かつ効率の良いＣＯ2分解装
置を提供することを課題とする。[0013] The present invention has been made in view of such circumstances, the materials and by-products for the decomposition and immobilization of CO 2 can be recycled, and to provide an efficient CO 2 cracker That is the task.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、金属とＣＯ2を反応させて金属酸化物
と炭素を得るＣＯ2還元装置と、得られた金属酸化物と
炭素を分離する炭素分離装置と、分離された金属酸化物
を還元する還元装置とを有してなり、還元装置で金属酸
化物を還元して得られた金属を、前記ＣＯ2還元装置で
使用する機能を有することを特徴とするＣＯ2分解装置
（請求項１）である。A first means for solving the above-mentioned problems is to provide a CO 2 reduction apparatus for reacting a metal with CO 2 to obtain a metal oxide and carbon; It has a carbon separation device for separating carbon, and a reduction device for reducing the separated metal oxide, and uses the metal obtained by reducing the metal oxide with the reduction device in the CO 2 reduction device. a CO 2 decomposition apparatus according to claim (claim 1) has a function to.

【００１５】本手段においては、ＣＯ2還元装置におい
て、金属とＣＯ2を反応させることにより金属酸化物と
炭素を得てＣＯ2を分解・固定する。そして、得られた
金属酸化物と炭素を、炭素分離装置により分離する。分
離された炭素は、種々の原料として有効利用することが
できる。通常、副産物として得られた金属酸化物の処理
が問題となるが、本手段においては、これを還元装置に
より還元し、ＣＯ2還元装置の原料として循環利用す
る。必要に応じて金属の消耗分だけの金属又は金属酸化
物を補充する。In the present means, the CO 2 reduction device, decomposing and fix the CO 2 to obtain a metal oxide and carbon by reacting the metal with CO 2. Then, the obtained metal oxide and carbon are separated by a carbon separation device. The separated carbon can be effectively used as various raw materials. Usually, the treatment of the metal oxide obtained as a by-product poses a problem, but in this means, it is reduced by a reducing device and recycled as a raw material for a CO 2 reducing device. If necessary, replenish metal or metal oxide by the amount of metal consumption.

【００１６】このように、本手段においてはＣＯ2を還
元するための金属を循環利用しているので、新しい金属
が必要とされる場合でも極わずかであり、また、副産物
として生成される金属酸化物は原則として全量再使用す
ることができる。よって、原料を運搬したり、副産物を
処理のために運搬する必要が無くなると共に、効率よく
ＣＯ2を分解できる。また、金属とＣＯ2の反応は発熱反
応であるので反応が自己維持され、反応が安定化してト
ラブルが少なくなる。As described above, in the present means, the metal for reducing CO 2 is circulated and used, so that even when a new metal is required, the amount is very small, and the metal oxide generated as a by-product is not used. The whole thing can be reused in principle. Therefore, can be decomposed or carry material, the need is eliminated to transport for processing the by-products, efficiently CO 2. In addition, since the reaction between the metal and CO 2 is an exothermic reaction, the reaction is self-maintained, and the reaction is stabilized to reduce trouble.

【００１７】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、前記金属が鉄であることを特
徴とするもの（請求項２）である。A second means for solving the above-mentioned problems is as follows:
The first means, wherein the metal is iron (Claim 2).

【００１８】ＣＯ2と反応して酸化物となる金属は、
鉄、アルミニウム、マグネシウム等、いろいろなものが
考えられるが、これらの中で鉄は容易に入手することが
でき、比較的低温（700℃程度以下）でＣＯ2と反応す
る。よって、反応温度を高くする必要が無く、エネルギ
ーコストが安くて済むばかりでなく、特殊な耐火物を必
要としないので設備費が安くて済み、かつ炉の寿命を長
くすることができる。また、中間生成物としてＣＯが生
成されないので、ＣＯを燃焼させるための設備が不要で
あり、設備構成が簡単になる。さらに、アルミニウム等
に比して酸化物の還元が容易であり、既存の設備を利用
して還元を行うことができる。加えて、比重が重く磁性
を有するので、炭素と酸化物を分離する場合、風力選
別、磁力選別を有効に利用することができる。The metal which reacts with CO 2 to form an oxide is
Although various things such as iron, aluminum, and magnesium are conceivable, iron is easily available and reacts with CO 2 at a relatively low temperature (about 700 ° C. or less). Therefore, it is not necessary to raise the reaction temperature, and the energy cost can be reduced. Further, since no special refractory is required, the equipment cost can be reduced, and the life of the furnace can be extended. In addition, since CO is not generated as an intermediate product, equipment for burning CO is unnecessary, and the equipment configuration is simplified. Further, the reduction of the oxide is easier than that of aluminum or the like, and the reduction can be performed using existing equipment. In addition, since the specific gravity is heavy and has magnetism, when separating carbon and oxide, wind separation and magnetic separation can be effectively used.

【００１９】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第２の手段であって、前記還元装置が、還元性雰囲
気下で廃棄物焼却灰を溶融するための灰溶融炉であるこ
とを特徴とするもの（請求項３）である。A third means for solving the above-mentioned problem is:
The second means, wherein the reduction device is an ash melting furnace for melting waste incineration ash under a reducing atmosphere (Claim 3).

【００２０】還元性雰囲気下で廃棄物焼却灰を溶融する
ための灰溶融炉は、廃棄物焼却灰をスラグ化して資源化
するためのものであり、最近建設される廃棄物焼却炉に
はほとんど付属されていると共に、従来の廃棄物焼却炉
にも設置されるようになってきている。この灰溶融炉に
おいては、金属酸化物は還元され、溶融メタルとして取
り出される。廃棄物の中には鉄くずが含まれており、こ
れらの焼却灰の中から鉄が取り出される。本手段におい
ては、これに加え、最初に所定量の酸化鉄を加えること
により、生成される鉄の量が還元装置において必要とさ
れる量になるようにする。そして、生成された鉄を、還
元装置において還元剤として使用し、そこで生成された
酸化鉄を再び灰溶融炉に投入して還元する。An ash melting furnace for melting waste incineration ash in a reducing atmosphere is for turning waste incineration ash into slag and turning it into a resource. As well as being attached, they are also being installed in conventional waste incinerators. In this ash melting furnace, the metal oxide is reduced and taken out as molten metal. The waste contains iron scraps, and iron is extracted from these incinerated ash. In this means, in addition to this, a predetermined amount of iron oxide is added first so that the amount of iron generated is the amount required in the reduction device. Then, the produced iron is used as a reducing agent in a reducing device, and the produced iron oxide is again put into an ash melting furnace to be reduced.

【００２１】本手段においては、運転中に失われる酸化
鉄が存在する場合でも、廃棄物から入ってくる鉄分によ
って補われるので、初期に所定量の酸化鉄を投入すれ
ば、その後は循環使用される酸化鉄と廃棄物から入って
くる鉄分でＣＯ2の還元に必要な鉄をまかなうことがで
き、廃棄物中の鉄分の有効利用が可能である。In this means, even if there is iron oxide lost during the operation, it is supplemented by the iron content coming from the waste. The iron necessary for the reduction of CO 2 can be covered by the iron oxide coming from the waste and the iron coming from the waste, and the iron in the waste can be used effectively.

【００２２】また、廃棄物焼却炉に付属している設備を
そのまま使用できるので、あらたな還元設備を必要とせ
ず、かつ、還元用のエネルギーとして廃棄物焼却炉に付
属している発電設備の電力を使用することができて、エ
ネルギーの有効利用が図れる。Further, since the equipment attached to the waste incinerator can be used as it is, no new reduction facility is required, and the electric power of the power generation equipment attached to the waste incinerator is used as the energy for reduction. Can be used, and effective use of energy can be achieved.

【００２３】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、分
解されるＣＯ2が廃棄物焼却設備から排出される排ガス
であることを特徴とするもの（請求項４）である。A fourth means for solving the above-mentioned problem is:
Be any of the third means from said first means, a which is characterized in that CO 2 be decomposed is exhaust gas discharged from waste incineration facilities (claim 4).

【００２４】本手段においては、比較的濃度の高いＣＯ
2が処理対象となるので、反応性が大きく、トラブルの
少ない設備とすることができる。特に、前記第３の手段
でもあるものにおいては、廃棄物焼却炉という一つの大
きな設備系統内において、還元装置及びそれに必要とさ
れるエネルギーをまかなうことができる。また、炭素分
離装置を還元装置の極近くに設置することができるの
で、鉄とその酸化物の循環経路が短くて済む。In this means, the relatively high concentration of CO
Since 2 is an object to be treated, it is possible to provide equipment having high reactivity and less trouble. In particular, in the third means, the reduction device and the energy required for the reduction device can be covered in one large facility system such as a waste incinerator. Further, since the carbon separation device can be installed very close to the reduction device, the circulation route of iron and its oxide can be shortened.

【００２５】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例に
ついて図を用いて説明する。図１は、本発明を、図３に
示したような廃棄物焼却炉から排出されるＣＯ2の分解
に使用した実施の形態の例を示す図であり、廃棄物焼却
炉としての主要構成部の作用については図３で説明した
ものと同じであるので、その説明を省略する。図１にお
いて、２２はＣＯ2反応器（ＣＯ2還元装置に相当）、２
３は酸化鉄／Cu／Ｃ／残ガス分離装置（炭素分離装置に
相当）、２３は灰溶融炉（還元装置に相当）であり、こ
れらが図３で示したＣＯ2固定化装置１８に相当してい
る。２５は二次燃焼室である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of an embodiment in which the present invention is used for decomposing CO 2 discharged from a waste incinerator as shown in FIG. 3, and main components as a waste incinerator. Is the same as that described with reference to FIG. 3, and the description thereof will be omitted. In FIG. 1, 22 is a CO 2 reactor (corresponding to a CO 2 reducing device), 2
3 is an iron oxide / Cu / C / residual gas separator (corresponding to a carbon separator), 23 is an ash melting furnace (corresponding to a reducing device), which corresponds to the CO 2 fixing device 18 shown in FIG. are doing. 25 is a secondary combustion chamber.

【００２６】排ガス処理装置１７を通った排ガスは、冷
却されて水分を除去されており、成分のほとんどはＣＯ
2から構成されている。このガスはＣＯ2反応器２２に導
かれる。ＣＯ2反応器２２中の温度は600〜1000℃に保た
れており、その中には、灰溶融炉２４からメタル成分と
して回収されたFeと少量のCuが溶融状態で吹き込まれ
る。そして、ＣＯ2とFeは 4Fe+3CO2→3C+2Fe2O3 なる反応を行い、ＣとFe2Ｏ3が生成する。また、比較的
低温域では、 3Fe+2CO2→2C+Fe3O4 なる反応が支配的となる。The exhaust gas passing through the exhaust gas treatment device 17 is cooled to remove water, and most of the components are CO 2
Consists of two . This gas is led to the CO 2 reactor 22. The temperature in the CO 2 reactor 22 is maintained at 600 to 1000 ° C., into which Fe and a small amount of Cu recovered as metal components from the ash melting furnace 24 are blown in a molten state. Then, CO 2 and Fe performs 4Fe + 3CO 2 → 3C + 2Fe 2 O 3 becomes the reaction, the C and Fe 2 O 3 to produce. In a relatively low temperature range, the reaction of 3Fe + 2CO 2 → 2C + Fe 3 O 4 becomes dominant.

【００２７】Cuは1200℃以上の温度でないと反応に寄与
しないため、そのまま残る。よって、ＣＯ2反応器２２
中には、Ｃと酸化鉄、及び残ガスと少量のCuが残る。Since Cu does not contribute to the reaction unless the temperature is 1200 ° C. or higher, it remains as it is. Therefore, the CO 2 reactor 22
Inside, C and iron oxide, and residual gas and a small amount of Cu remain.

【００２８】酸化鉄／Cu／Ｃ／残ガス分離装置２３はこ
れらを分離する。まず、気体である残ガスを分離した後
冷却し、ボールミル等により個体残留物を粉砕し、その
後風力選別により主としてＣを分離する。さらに、磁力
選別により主として酸化鉄とCuを分離する。分離された
ＣとCuは、所定の原料として有効利用される。The iron oxide / Cu / C / residual gas separator 23 separates them. First, the residual gas, which is a gas, is separated and then cooled, and the solid residue is pulverized by a ball mill or the like. Thereafter, C is mainly separated by wind separation. Furthermore, iron oxide and Cu are mainly separated by magnetic separation. The separated C and Cu are effectively used as predetermined raw materials.

【００２９】酸化鉄は、灰溶融炉２４に投入され、灰溶
融炉２４が有する還元作用により還元されて、メタル分
として取り出され、再びＣＯ2反応器２２中に投入され
る。一般に、通常状態において灰溶融炉２４のメタルと
して得られる鉄の量は、ＣＯ 2反応器２２中で廃棄物焼
却炉から発生するＣＯ2を還元するのに必要な量には及
ばない。The iron oxide is charged into the ash melting furnace 24 and
Reduced by the reducing action of the melting furnace 24,
As CO and again COTwoPut into the reactor 22
You. Generally, the metal of the ash melting furnace 24 is in a normal state.
The amount of iron obtained is CO TwoWaste burning in reactor 22
CO generated from the reactorTwoThe amount needed to reduce
No.

【００３０】よって、初期状態において、必要な量の酸
化鉄を、特別に灰溶融炉２４中に投入しておく。一度投
入を行えば、後は循環使用が行われるので、例えばCuや
Ｃと分離されずに排出されたりして消耗する分の酸化鉄
を補ってやればよい。普通は、灰溶融炉に投入される焼
却灰の中には鉄分が１〜４wt％程度含まれているので、
消耗する鉄分はこの鉄分で補充され、連続運転中の酸化
鉄の追加投入は不要である。Therefore, in the initial state, a required amount of iron oxide is specially charged into the ash melting furnace 24. Once the charging is performed, the recirculating use is performed thereafter. Therefore, iron oxide, which is discharged without being separated from Cu or C and consumed, for example, may be supplemented. Usually, the incineration ash supplied to the ash melting furnace contains about 1 to 4 wt% of iron,
The depleted iron is replenished with this iron, and it is not necessary to add iron oxide during continuous operation.

【００３１】酸化鉄／Cu／Ｃ／残ガス分離装置２３から
排出された排ガスは、二次燃焼室２５に送られ、灰溶融
炉２４からの排ガスと混合された上で、Ｏ2を富化され
て２次燃焼させられて、廃棄物焼却炉１１に吹き込まれ
る。廃棄物焼却炉１１と灰溶融炉２４が互いに近い位置
に配設されている場合には、酸化鉄／Cu／Ｃ／残ガス分
離装置２３からの排ガスを、２次燃焼室２５を介さず
に、廃棄物焼却炉１１に直接送ってもよい。The exhaust gas discharged from the iron oxide / Cu / C / residual gas separation unit 23 is sent to the secondary combustion chamber 25 and mixed with the exhaust gas from the ash melting furnace 24 to enrich O 2 . Then, it is subjected to secondary combustion and blown into the waste incinerator 11. When the waste incinerator 11 and the ash melting furnace 24 are arranged close to each other, the exhaust gas from the iron oxide / Cu / C / residual gas separation device 23 is not passed through the secondary combustion chamber 25. Alternatively, the waste may be sent directly to the waste incinerator 11.

【００３２】このような系となっているので、排ガス処
理装置１７から煙突２０に排出されるＣＯ2の量はほと
んど無くなる。よって、煙突２０を小さくできるか無く
することができると共に、ダイオキシン等の有害物質の
放出が抑えられるので、排ガス処理設備１７を簡単なも
のとすることができる。With such a system, the amount of CO 2 discharged from the exhaust gas treatment device 17 to the chimney 20 is almost eliminated. Therefore, the size of the chimney 20 can be reduced or eliminated, and the emission of harmful substances such as dioxin can be suppressed, so that the exhaust gas treatment equipment 17 can be simplified.

【００３３】図２に灰溶融炉２４の構成の例を示す。灰
溶融炉２４は一種の電気炉であり、灰装入シュートから
投入された焼却灰、飛灰に、３本の電極により電流を流
して電気抵抗加熱を行い、灰を溶融還元する。灰が溶融
するとその中の成分の比重の違いにより、炉体の最下部
に鉄や銅からなる溶融メタル層が形成され、その上に溶
融スラグ層が形成される。そして、その上に未溶融の焼
却灰層が形成される。溶融メタルと、溶融スラグは、そ
れぞれの層に対応する高さに設けられた取り出し口から
取り出される。FIG. 2 shows an example of the configuration of the ash melting furnace 24. The ash melting furnace 24 is a kind of electric furnace, and applies electric current to the incinerated ash and fly ash supplied from the ash charging chute by three electrodes to perform electric resistance heating, thereby melting and reducing the ash. When the ash melts, a molten metal layer made of iron or copper is formed at the lowermost part of the furnace body due to a difference in specific gravity of the components therein, and a molten slag layer is formed thereon. Then, an unmelted incineration ash layer is formed thereon. The molten metal and the molten slag are taken out from an outlet provided at a height corresponding to each layer.

【００３４】灰の溶融に伴ってガスが発生するが、この
ガスは還元性であり、排気口から取り出されて図１に示
した二次燃焼室２５に導かれるか、直接廃棄物焼却炉１
１内に導かれる。Gas is generated as the ash is melted. This gas is reducing and is taken out from the exhaust port and guided to the secondary combustion chamber 25 shown in FIG. 1 or directly into the waste incinerator 1.
Guided into 1.

【００３５】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明においては、ＣＯ2を還元するための金
属を循環利用しているので、原料を運搬したり、副産物
を処理のために運搬する必要が無くなると共に、効率よ
くＣＯ2を分解できる。As described above, in the present invention according to the first aspect of the present invention, the metal for reducing CO 2 is circulated and used, so that the raw material is transported and the by-product is treated. Therefore, CO 2 can be decomposed efficiently while eliminating the need for transportation.

【００３６】請求項２に係る発明においては、反応温度
を高くする必要が無く、よってエネルギーコストが安く
て済むばかりでなく、特殊な耐火物を必要としないので
設備費が安くて済み、かつ炉の寿命を長くすることがで
きる。また、中間生成物としてＣＯが生成されないの
で、ＣＯを燃焼させるための設備が不要であり、設備構
成が簡単になる。さらに、アルミニウム等に比して酸化
物の還元が容易であり、既存の設備を利用して還元を行
うことができる。加えて、比重が重く磁性を有するの
で、炭素と酸化物を分離する場合、風力選別、磁力選別
を有効に利用することができる。In the invention according to the second aspect, there is no need to raise the reaction temperature, so that not only energy costs can be reduced, but also equipment costs can be reduced because special refractories are not required. Life can be extended. In addition, since CO is not generated as an intermediate product, equipment for burning CO is unnecessary, and the equipment configuration is simplified. Further, the reduction of the oxide is easier than that of aluminum or the like, and the reduction can be performed using existing equipment. In addition, since the specific gravity is heavy and has magnetism, when separating carbon and oxide, wind separation and magnetic separation can be effectively used.

【００３７】請求項３に係る発明においては、運転中に
失われる酸化鉄が存在する場合でも、廃棄物から入って
くる鉄分によって補われるので、初期に所定量の酸化鉄
を投入すれば、その後は循環使用される酸化鉄と廃棄物
から入ってくる鉄分でＣＯ2の還元に必要な鉄をまかな
うことができ、廃棄物中の鉄分の有効利用が可能であ
る。According to the third aspect of the present invention, even if iron oxide is lost during operation, it is supplemented by iron entering from waste. Can supply the iron necessary for the reduction of CO 2 with the iron oxide used from the circulated iron oxide and the waste, and the iron in the waste can be effectively used.

【００３８】また、廃棄物焼却炉に付属している設備を
そのまま使用できるので、あらたな還元設備を必要とせ
ず、かつ、還元用のエネルギーとして廃棄物焼却炉に付
属している発電設備の電力を使用することができて、エ
ネルギーの有効利用が図れる。Further, since the equipment attached to the waste incinerator can be used as it is, no new reduction facility is required, and the power of the power generation equipment attached to the waste incinerator is used as energy for reduction. Can be used, and effective use of energy can be achieved.

【００３９】請求項４に係る発明においては、本手段に
おいては、比較的濃度の高いＣＯ2が処理対象となるの
で、反応性が大きく、トラブルの少ない設備とすること
ができる。さらに、廃棄物焼却炉という一つの大きな設
備系統内において、還元装置及びそれに必要とされるエ
ネルギーをまかなうことができ、かつ炭素分離装置を還
元装置の極近くに設置することができるので、鉄とその
酸化物の循環経路が短くて済む。According to the fourth aspect of the present invention, since CO 2 having a relatively high concentration is to be treated in the present means, it is possible to provide a facility having high reactivity and little trouble. Furthermore, in one large facility system called a waste incinerator, the reduction device and the energy required for it can be covered, and the carbon separation device can be installed very close to the reduction device. The circulation path of the oxide is short.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明を、廃棄物焼却炉から排出されるＣＯ2
の分解に使用した実施の形態の例を示す図である。FIG. 1 shows the present invention is applied to CO 2 discharged from a waste incinerator.
FIG. 6 is a diagram showing an example of an embodiment used for disassembly of the present invention.

【図２】灰溶融炉の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an ash melting furnace.

【図３】先願発明の実施の形態の１例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of an embodiment of the invention of the prior application.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１…廃棄物焼却炉、１２…除塵器、１３…熱交換器、
１４…ブロワ、１５…混合器、１６…酸素製造装置、１
７…排ガス処理設備、１８…ＣＯ2固化装置、１９…排
水処理設備、２０…煙突、２１…発電プラント、２２…
ＣＯ2反応器、２３…酸化鉄／Cu／Ｃ／残ガス分離装
置、２４…灰溶融炉、２５…二次燃焼室11: waste incinerator, 12: dust remover, 13: heat exchanger,
14 blower, 15 mixer, 16 oxygen generator, 1
7 ... exhaust gas treatment facility, 18 ... CO 2 solidification apparatus, 19 ... wastewater treatment facility, 20 ... chimney, 21 ... power plant, 22 ...
CO 2 reactor, 23: iron oxide / Cu / C / residual gas separator, 24: ash melting furnace, 25: secondary combustion chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K070 DA01 DA12 4D002 AA09 AC04 BA06 BA12 CA13 DA11 DA22 EA01 EA07 EA11 HA02 HA08 4G046 CA01 CB02 CC10 4K045 AA04 BA10 CA02 4K056 AA05 AA19 CA20 DB02 DB04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 3K070 DA01 DA12 4D002 AA09 AC04 BA06 BA12 CA13 DA11 DA22 EA01 EA07 EA11 HA02 HA08 4G046 CA01 CB02 CC10 4K045 AA04 BA10 CA02 4K056 AA05 AA19 CA20 DB02 DB04

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 金属とＣＯ2を反応させて金属酸化物と
炭素を得るＣＯ2還元装置と、得られた金属酸化物と炭
素を分離する炭素分離装置と、分離された金属酸化物を
還元する還元装置とを有してなり、還元装置で金属酸化
物を還元して得られた金属を、前記ＣＯ2還元装置で使
用する機能を有することを特徴とするＣＯ2分解装置。1. A CO 2 reducing device for reacting a metal with CO 2 to obtain a metal oxide and carbon, a carbon separating device for separating the obtained metal oxide and carbon, and reducing the separated metal oxide A CO 2 decomposer having a function of using a metal obtained by reducing a metal oxide with the reducer in the CO 2 reducer. 【請求項２】 請求項１に記載のＣＯ2分解装置であっ
て、前記金属が鉄であることを特徴とするＣＯ2分解装
置。2. A CO 2 decomposition apparatus according to claim 1, CO 2 decomposition apparatus, wherein said metal is iron. 【請求項３】 請求項２に記載のＣＯ2分解装置であっ
て、前記還元装置が、還元性雰囲気下で廃棄物焼却灰を
溶融するための灰溶融炉であることを特徴とするＣＯ2
分解装置。3. A CO 2 decomposition apparatus according to claim 2, CO 2, wherein the reduction device, characterized in that it is a ash melting furnace for melting waste incineration ash in a reducing atmosphere
Disassembly device. 【請求項４】 請求項１から請求項３のうちいずれか１
項に記載のＣＯ2分解装置であって、分解されるＣＯ2が
廃棄物焼却設備から排出される排ガスであることを特徴
とするＣＯ2分解装置。4. One of claims 1 to 3
A CO 2 decomposition apparatus according to claim, CO 2 decomposition and wherein the CO 2 to be decomposed is exhaust gas discharged from waste incineration facilities.
JP2000184057A 2000-06-20 2000-06-20 Carbon dioxide resolver Pending JP2002005581A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000184057A JP2002005581A (en) 2000-06-20 2000-06-20 Carbon dioxide resolver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000184057A JP2002005581A (en) 2000-06-20 2000-06-20 Carbon dioxide resolver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002005581A true JP2002005581A (en) 2002-01-09

Family

ID=18684544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000184057A Pending JP2002005581A (en) 2000-06-20 2000-06-20 Carbon dioxide resolver

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002005581A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009078175A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-25 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method for lessening carbon dioxide in gas and apparatus for lessening carbon dioxide
JP2009249247A (en) * 2008-04-08 2009-10-29 Sumitomo Heavy Ind Ltd Carbon recovery apparatus and carbon recovery method
JP2012170907A (en) * 2011-02-22 2012-09-10 Osaka Gas Co Ltd Treatment method and treatment equipment for incineration ash
JP2013542907A (en) * 2010-09-21 2013-11-28 ハイ テンペラチュア フィジックス エルエルシー Generation process of carbon graphene and other nanomaterials
JP2014527950A (en) * 2011-09-09 2014-10-23 ボード オブ トラスティーズ オブノーザン イリノイ ユニバーシティー Crystalline graphene and method for producing crystalline graphene

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009078175A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-25 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method for lessening carbon dioxide in gas and apparatus for lessening carbon dioxide
JP2009149453A (en) * 2007-12-18 2009-07-09 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method for cutting carbon dioxide in gas and carbon dioxide cutting apparatus
JP2009249247A (en) * 2008-04-08 2009-10-29 Sumitomo Heavy Ind Ltd Carbon recovery apparatus and carbon recovery method
JP2013542907A (en) * 2010-09-21 2013-11-28 ハイ テンペラチュア フィジックス エルエルシー Generation process of carbon graphene and other nanomaterials
JP2012170907A (en) * 2011-02-22 2012-09-10 Osaka Gas Co Ltd Treatment method and treatment equipment for incineration ash
JP2014527950A (en) * 2011-09-09 2014-10-23 ボード オブ トラスティーズ オブノーザン イリノイ ユニバーシティー Crystalline graphene and method for producing crystalline graphene

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2784783B1 (en) Method for removal of radioactive cesium and facility therefor
AU688139B2 (en) Processing of municipal and other wastes
JP5361971B2 (en) Apparatus and method for incineration ash treatment using plasma arc
US5402439A (en) Process and apparatus for disposing of dust-form substances from combustion plants
JP2002005581A (en) Carbon dioxide resolver
JP2008275176A (en) Fluid bed-type combustion device using organic substance including chrome as fuel and detoxifying method of fly ash from fluid bed-type combustion device
JP2007127355A (en) Rubbish incinerating/melting method and device therefor
EP1616129B1 (en) Method and plant for the treatment of materials, in particular waste materials and refuse
JP2009034591A (en) Detoxification treatment apparatus and method for ash to be treated
JP2002257480A (en) Low-co2 exhausting type burning apparatus and method for using the same
JP2001300470A (en) Process and device for treating fly ash in waste melt treatment equipment
JP3343328B2 (en) Apparatus and method for melting wet ash
JP2004025165A (en) Carbon dioxide decomposing apparatus, its operation method and waste incinerator
JP4276533B2 (en) Method and apparatus for suppressing increase in organochlorine compounds in fly ash in waste treatment facility
JPH1135949A (en) Apparatus for gasifying treatment of waste products and process for self-coating of furnace wall
JP2005172276A (en) High temperature treating method and high temperature treating device
JP2007303722A (en) Incinerated ash-melting method
JP2004077037A (en) Melting treatment method for incineration residue and its device
JP2008196711A (en) Melting device for incineration ash
KR200360956Y1 (en) ash treatment system by molten slag
JPH11118138A (en) Melting treatment equipment
Weber et al. Installation of a Brown Field Slag Reduction Furnace: State of the Art Off-Gas Treatment with Dry Gas Cleaning for SO 2 Capture
JP4015887B2 (en) Method for treating molten exhaust gas
JP2000015210A (en) Dry distillation thermal decomposition melting combustion apparatus for waste
KR100551619B1 (en) ash treatment method by molten slag and system thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040901

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061220

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070507