JP2007527791A - 煙道ガスから二酸化炭素を除去するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(A)第3脂肪族アミンおよび
(B)一般式R1−NH−R2−NH2
〔式中、R1がC1〜C6−アルキル、特にC1〜C2−アルキルを表わし、R2がC2〜C6、特にC2〜C3−アルキレンを表わす〕で示される活性剤の水溶液を含む液状吸収剤と接触させることにより、ガス流から二酸化炭素を除去する方法によって解決される。
A+H+→AH+
(但し、Aは、第3脂肪族アミンを表わす)の反応エンタルピーΔRHの総和を示す。メチルジエタノールアミンのためのプロトン化反応の反応エンタルピーΔRHは、約−35kJ/molである。
ΔRH≒R*(pK1−pK2)/(1/T1−1/T2)*In(10)
上記の方程式により計算される、種々の第三アミンのΔRH値の記載は、次表中に見出される。
a)有機物質、例えば煙道ガス(flue gas)の酸化、
b)有機物質を含有する廃棄物の堆肥化および貯蔵、または
c)有機物質の細菌による分解。
a)例えば70〜110℃への加熱、
b)放圧、
c)不活性液体を用いてのストリッピング
または前記方法の2つまたは全ての組合せによって再生される。
次の実施例において、次の略符号が使用される:
DMEA:N,N−ジメチルエタノールアミン、
DEEA:N,N−ジエチルエタノールアミン、
TMPDA:N,N,N',N'−テトラメチルプロパンジアミン、
MDEA:N−メチルジエタノールアミン、
MAPA:3−メチルアミノプロピルアミン、
Niax:1−ジメチルアミノ−2−ジメチルアミノエトキシエタン。
物質移動速度を、1バールおよび50℃または70℃で水蒸気飽和されたCO2、噴射室直径0.94mm、噴射の長さ1〜8cm、吸収剤の体積流1.8ml/秒を有する層流噴射室中で測定し、ガス体積として吸収剤の単位面積当たりの標準立方メートル、圧力および時間で記載する(Nm3/m2/バール/時間)。
CO2を収容するために種々の吸収剤の能力を測定し、吸収剤の再生の際にエネルギー消費量を評価するために、最初に平衡条件下で40〜120℃でCO2負荷量の測定値を測定した。前記測定をCO2/Niax/MAPA/水;CO2/TMPDA/MAPA/水;CO2/DEEA/MAPA/水;CO2/DMEA/MAPA/水の系のためにガラス製圧力容器(体積=110cm3または230cm3)中で実施し、この場合には、定義された量の吸収剤を装入し、排気し、一定の温度で二酸化炭素を段階的に定義されたガス体積上に供給した。液相中に溶解された量の二酸化炭素をガス相のガス空間補正後に計算した。CO2/MDEA/MAPA/水の系のための平衡測定を1バールを上廻る圧力範囲内で高圧平衡セル中で実施し、1バール未満の圧力範囲内でヘッドスペース−クロマトグラフィーにより測定を実施した。
1.吸収塔に1バールの全圧力でCO2分圧0.13バール(=CO2含量13%)のCO2含有煙道ガスを衝突させる。
Claims (11)
- ガス流中の二酸化炭素分圧が200ミリバール未満であるようなガス流から二酸化炭素を除去する方法であって、ガス流を(A)第3脂肪族アミンおよび(B)R1がC1〜C6−アルキルを表わし、R2がC2〜C6−アルキレンを表わすような一般式R1−NH−R2−NH2の活性剤の水溶液を含む液状吸収剤と接触させることにより、ガス流から二酸化炭素を除去する方法。
- 第3脂肪族アミンが9〜11のpKa値を有する、請求項1記載の方法。
- 第3脂肪族アミンAは、メチルジエタノールアミンの反応エンタルピーΔRHよりも大きい、プロトン化反応A+H+→AH+の反応エンタルピーΔRHを示す、請求項1または2記載の方法。
- 第3脂肪族アミンは、一般式NRaRbRc〔式中、基Ra、RbおよびRcの1または2個は、β−分枝鎖を有するC4〜C8−アルキル基、C2〜C8−ヒドロキシアルキル基、C1〜C6−アルコキシ−C2〜C6−アルキル基、ジ(C1〜C6−アルキル)アミノ−C2〜C6−アルキル基またはジ(C1〜C6−アルキル)アミノ−C2〜C6−アルキルオキシ−C2〜C6−アルキル基を表わし、残りの基Ra、RbおよびRcは、非置換のC1〜C6−アルキル基を表わす〕を有する、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
- 第3脂肪族アミンは、シクロヘキシルメチルジメチルアミン、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、2−ジイソプロピルアミノエタノール、3−ジエチルアミノプロパノール、3−メトキシプロピルジメチルアミン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチル−N′,N′−ジメチルエチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラエチルエチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N,N',N'−テトラエチル−1,3−プロパンジアミンおよびビス−(2−ジメチルアミノエチル)エーテルから選択される、請求項4記載の方法。
- 活性剤は、3−メチルアミノプロピルアミンである、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
- 第3脂肪族アミンの濃度は、吸収剤の全質量に対して20〜60質量%であり、活性剤の濃度は、吸収剤の全質量に対して1〜10質量%である、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
- ガス流は、a)有機物質の酸化、b)有機物質を含有する廃棄物の堆肥化または貯蔵、またはc)有機物質の細菌による分解に由来する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
- 負荷された吸収剤は、a)加熱、b)放圧、c)不活性液体を用いてのストリッピングまたは前記方法の2つまたは全ての組合せによって再生される、請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。
- 負荷された吸収剤は、2〜10バールの圧力で加熱することによって再生される、請求項9記載の方法。
- (A)メチルジエタノールアミンの反応エンタルピーΔRHよりも大きい、プロトン化反応
A+H+→AH+
の反応エンタルピーΔRHを示す第3脂肪族アミン、および
(B)一般式R1−NH−R2−NH2
〔式中、R1はC1〜C6−アルキルを表わし、R2はC2〜C6−アルキレンを表わす〕で示される活性剤を含む、ガス流から二酸化炭素を除去するための吸収剤。
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