JP2022138612A - Carbon dioxide recovery system and carbon dioxide recovery method - Google Patents

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雅文 國枝
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Abstract

To provide a carbon dioxide recovery system that suppresses the amount of heat required for CO2 recovery and furthermore prevents the evaporation of amine during CO2 absorption/release to thereby prevent decrease of the absorption amount and release amount of CO2.SOLUTION: A CO2 recovery system is provided, comprising: a structure in which a reaction layer carrying an amine compound and performing adsorption and desorption of CO2 and a medium flow layer in which a medium for heating or cooling the reaction layer flows, are alternately laminated; and medium flow pipes including a medium flow pipe 261 connecting one end of the medium flow layer of one structure and one end of the medium flow layer of another structure, and a medium flow pipe 262 connecting the other end of the medium flow layer of the one structure and the other end of the medium flow layer of the other structure; wherein heating medium is flown into the other structure that releases CO2 by causing the heating medium to be flown out from the one structure that absorbs CO2, and at the same time, cooling medium is flown into the one structure that releases CO2 by causing the cooling medium to be flown out into the other medium flow pipe from the other structure that releases CO2.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法に関する。 The present invention relates to a carbon dioxide recovery system and a carbon dioxide recovery method.

二酸化炭素（ＣＯ２）の濃度が、大気温の上昇や、台風、洪水などの自然災害の機会が上昇する地球温暖化との強い相関性を示すことが広く知られている。発電所、石油精製所、セメント工場及び鉄鋼生産プロセスなどの産業では、各プラントから多量のＣＯ２を放出しており、このようなＣＯ２の放出量を如何にして低減させるかは、大きな問題となっている。 It is widely known that the concentration of carbon dioxide (CO 2 ) exhibits a strong correlation with global warming, which increases atmospheric temperatures and the chances of natural disasters such as typhoons and floods. Industries such as power plants, oil refineries, cement plants and steel production processes emit large amounts of CO2 from each plant, and how to reduce such CO2 emissions is a major problem. It has become.

上記の問題を解決する方法として、放出するＣＯ２を捕捉し、貯蔵することが、以前より研究、検討されている。上記の方法は、実質的にＣＯ２排出量を減少させることができる点で優れており、基本プロセスに大きな変更を行わない種々の方法が検討されている。 As a method of solving the above problems, capturing and storing the emitted CO2 has been researched and considered for some time. The above method is excellent in that it can substantially reduce CO 2 emissions, and various methods are being investigated that do not require major changes to the basic process.

特許文献１には、特定のガス成分を含む反応ガスを流通させる反応流路層と、反応流路層と熱交換を行うための媒体ガスを流通させる媒体流路層とが交互に積層された積層体を備えた熱交換型反応器が開示されている。この熱交換型反応器における反応ガスとしてＣＯ２が挙げられており、ＣＯ２を吸収・放出することが可能な反応材（ＣＯ２吸収材）としては、Ｌｉ４ＳｉＯ４等が挙げられている。 In Patent Document 1, a reaction channel layer for circulating a reaction gas containing a specific gas component and a medium channel layer for circulating a medium gas for heat exchange with the reaction channel layer are alternately laminated. A heat exchange reactor with laminations is disclosed. CO 2 is mentioned as a reaction gas in this heat exchange reactor, and Li 4 SiO 4 and the like are mentioned as a reaction material (CO 2 absorbent) capable of absorbing and releasing CO 2 . .

Ｌｉ４ＳｉＯ４によるＣＯ２の吸収／放出では、最適吸収温度域が５００～５５０℃であり、最適放出温度域が６５０～７００℃であるとされている。そのため、Ｌｉ４ＳｉＯ４を５００～５５０℃に加温してＣＯ２の吸収を行い、さらに６５０～７００℃に加温してＣＯ２の放出を行う。
この技術ではＣＯ２吸収材を常時５００℃以上に加温しておく必要があるので、ＣＯ２の回収に多くの熱量を必要とするという問題があった。 The absorption/desorption of CO 2 by Li 4 SiO 4 is said to have an optimum absorption temperature range of 500-550°C and an optimum release temperature range of 650-700°C. Therefore, Li 4 SiO 4 is heated to 500-550° C. to absorb CO 2 , and further heated to 650-700° C. to release CO 2 .
In this technique, the CO 2 absorbent must be heated to 500° C. or higher all the time, so there is the problem that a large amount of heat is required to recover the CO 2 .

一方、特許文献２には、ハニカム状の基体（ハニカム構造体）を、担体を含むスラリーに浸漬処理することにより、基体に担体をコーティングし、さらに担体上にアミン等の吸着剤を含むスラリーを用いて吸着剤をコーティングして二酸化炭素を回収する装置が開示されている。 On the other hand, in Patent Document 2, a honeycomb-shaped substrate (honeycomb structure) is immersed in a slurry containing a carrier to coat the substrate with the carrier, and a slurry containing an adsorbent such as amine is applied onto the carrier. A device is disclosed for recovering carbon dioxide by coating an adsorbent using

アミンは６０～２００℃の比較的低温でＣＯ２を吸収／放出することができる。そのため、ＣＯ２の回収にかかる熱量を抑えることができる。 Amines can absorb/release CO 2 at relatively low temperatures of 60-200°C. Therefore, the amount of heat required to recover CO 2 can be suppressed.

特開２０１９－８４５００号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-84500 特表２０１４－５３３１９５号公報Japanese Patent Publication No. 2014-533195

アミンを使用すると低温でのＣＯ２の吸収／放出が可能になるが、ハニカム構造体に流通するガスの温度が高く、アミンの周囲の温度が高くなるとアミンの一部が蒸発してしまい、徐々にアミンの担持量が減少してＣＯ２の吸収／放出量が減少してしまうという問題があることがわかった。また、ハニカム構造体に流通するガスの温度による温度上昇だけではなく、アミンがＣＯ２を吸収する際に発生する反応熱による温度上昇の影響もあることがわかった。 Although the use of amine makes it possible to absorb/release CO2 at low temperatures, the temperature of the gas flowing through the honeycomb structure is high, and when the temperature around the amine rises, part of the amine evaporates, gradually However, it has been found that there is a problem in that the amount of amine carried is reduced, resulting in a decrease in the amount of CO 2 absorbed/released. Moreover, it was found that not only the temperature rise due to the temperature of the gas flowing through the honeycomb structure but also the temperature rise due to the heat of reaction generated when the amine absorbs CO 2 has an effect.

本発明は、このような観点からなされたものであり、ＣＯ２の回収にかかる熱量を抑えつつ、ＣＯ２の吸収／放出の際にアミンの蒸発を防止して、ＣＯ２の吸収／放出量の減少を防止することのできる二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made from such a point of view . It is an object of the present invention to provide a carbon dioxide recovery system and a carbon dioxide recovery method that can prevent a decrease in carbon dioxide.

上記目的を達成するための本発明の第１の態様に係る二酸化炭素回収システムは、アミン化合物が担持され、二酸化炭素の吸脱着を行う反応層と、上記反応層を加熱する加熱媒体又は上記反応層を冷却する冷却媒体が流通する媒体流通層と、が交互に積層されてなる、少なくとも２つの構造体と、一の上記構造体の上記媒体流通層の一方の端部と他の上記構造体の上記媒体流通層の一方の端部とを連結する媒体流通管、上記一の構造体の上記媒体流通層の他方の端部と上記他の構造体の上記媒体流通層の他方の端部とを連結する媒体流通管、を含む少なくとも２経路の媒体流通管と、を備え、上記媒体流通管は、冷却媒体又は加熱媒体を流通させる配管であり、二酸化炭素の吸収を行う一の上記構造体から加熱媒体を一方の媒体流通管に流出させて、二酸化炭素の放出を行う他の上記構造体に加熱媒体を流入させ、同時に、二酸化炭素の放出を行う他の上記構造体から冷却媒体を他方の媒体流通管に流出させて、二酸化炭素の吸収を行う一の上記構造体に冷却媒体を流入させる、ことを特徴とする。 A carbon dioxide recovery system according to a first aspect of the present invention for achieving the above object comprises a reaction layer that carries an amine compound and adsorbs and desorbs carbon dioxide; and a heating medium that heats the reaction layer or the reaction. At least two structures alternately laminated with a medium flow layer through which a cooling medium for cooling the layers flows, one end of the medium flow layer of one structure and the other structure the other end of the medium circulation layer of the one structure and the other end of the medium circulation layer of the other structure; and at least two medium flow pipes that connect the medium flow pipes, the medium flow pipes are pipes that flow a cooling medium or a heating medium, and the one structure that absorbs carbon dioxide The heating medium flows out from the other structure that releases carbon dioxide into one of the medium flow pipes, and at the same time, the cooling medium flows from the other structure that releases carbon dioxide. It is characterized in that the cooling medium flows out to the medium circulation pipe and flows into the one structure that absorbs carbon dioxide.

本発明の第１の態様に係る二酸化炭素回収システムは、反応層にアミン化合物を担持させた少なくとも２つの構造体を備える。２つの構造体にはそれぞれ媒体流通層が設けられ、２つの構造体の媒体流通層は媒体流通管で連結されている。
媒体流通管には構造体を冷却するための冷却媒体又は構造体を加熱するための加熱媒体を流通させることができる。
二酸化炭素の吸収の際には、構造体の温度が高くなり過ぎないことが好ましいので、媒体流通管に冷却媒体を流し、二酸化炭素の吸収を行う構造体に流入させて構造体を冷却する。
一方、二酸化炭素の放出の際には、構造体の温度を高くする必要があるので、媒体流通管に加熱媒体を流し、構造体を加熱して二酸化炭素の放出を行う。
２つの構造体のうちの一方の構造体を二酸化炭素の吸収を行う構造体とし、他方の構造体を二酸化炭素の放出を行う構造体として、媒体流通管を介して２つの構造体間で熱の移動を行うことにより、二酸化炭素の回収に必要な熱量を二酸化炭素回収システム全体として低減させることができる。そして、二酸化炭素の吸収の際に冷却媒体を使用して構造体を冷却することによって、二酸化炭素の吸収時の発熱反応による構造体の温度上昇を抑制して、アミン化合物の蒸発を防ぎ、二酸化炭素の吸収／放出量の減少を防止することができる。 A carbon dioxide recovery system according to a first aspect of the present invention includes at least two structures in which a reaction layer supports an amine compound. A medium flow layer is provided in each of the two structures, and the medium flow layers of the two structures are connected by a medium flow pipe.
A cooling medium for cooling the structure or a heating medium for heating the structure can be passed through the medium flow pipe.
During the absorption of carbon dioxide, it is preferable that the temperature of the structure does not become too high. Therefore, the cooling medium is flowed through the medium flow pipe and flowed into the structure that absorbs carbon dioxide to cool the structure.
On the other hand, when releasing carbon dioxide, it is necessary to raise the temperature of the structure, so a heating medium is flowed through the medium flow pipe to heat the structure and release carbon dioxide.
One of the two structures is a structure that absorbs carbon dioxide, and the other structure is a structure that releases carbon dioxide. By moving , the amount of heat required for carbon dioxide recovery can be reduced in the entire carbon dioxide recovery system. Then, by cooling the structure using a cooling medium when carbon dioxide is absorbed, the temperature rise of the structure due to the exothermic reaction during carbon dioxide absorption is suppressed, the evaporation of the amine compound is prevented, and the dioxide is A decrease in carbon absorption/desorption can be prevented.

二酸化炭素回収システムにおいて、二酸化炭素の吸収を行う構造体から流出させた加熱媒体を加熱する加熱機構をさらに備えることが好ましい。
二酸化炭素の吸収を行う構造体から流出させた加熱媒体の温度が、二酸化炭素の放出を行う構造体を加熱するためには充分に高くない場合は、加熱媒体を加熱機構で加熱した後に二酸化炭素の放出を行う構造体に導入することで、二酸化炭素の放出を適切に実施することができる。 Preferably, the carbon dioxide recovery system further comprises a heating mechanism for heating the heating medium discharged from the carbon dioxide absorbing structure.
If the temperature of the heating medium discharged from the carbon dioxide absorbing structure is not high enough to heat the carbon dioxide releasing structure, the heating medium is heated by the heating mechanism and then the carbon dioxide Carbon dioxide can be properly released by introducing it into the structure that releases the .

二酸化炭素回収システムにおいて、二酸化炭素の放出を行う構造体から流出させた冷却媒体を冷却する冷却機構をさらに備えることが好ましい。
二酸化炭素の放出を行う構造体から流出させた冷却媒体の温度が、二酸化炭素の吸収を行う構造体を冷却するためには充分に低くない場合は、冷却媒体を冷却機構で冷却した後に二酸化炭素の吸収を行う構造体に導入することで、アミン化合物の蒸発をより効果的に防ぎ、二酸化炭素の吸収を適切に実施することができる。 Preferably, the carbon dioxide recovery system further comprises a cooling mechanism for cooling the cooling medium flowing out from the carbon dioxide releasing structure.
If the temperature of the cooling medium discharged from the carbon dioxide releasing structure is not sufficiently low to cool the carbon dioxide absorbing structure, the cooling medium must be cooled by the cooling mechanism before the carbon dioxide is released. By introducing it into the structure that absorbs , the evaporation of the amine compound can be prevented more effectively, and the absorption of carbon dioxide can be properly carried out.

本発明の第２の態様に係る二酸化炭素回収システムは、アミン化合物が担持され、二酸化炭素の吸脱着を行う反応層と、上記反応層を加熱する加熱媒体又は上記反応層を冷却する冷却媒体が流通する媒体流通層と、が交互に積層されてなる構造体と、上記構造体の上記媒体流通層に連結された配管であり、上記媒体流通層に加熱媒体を流入させる加熱媒体流通管と、上記構造体の上記媒体流通層に連結された配管であり、上記媒体流通層に冷却媒体を流入させる冷却媒体流通管と、を備え、上記反応層に二酸化炭素を吸収させる際には上記冷却媒体流通管から冷却媒体を上記媒体流通層に流入させ、上記反応層から二酸化炭素を放出させる際には上記加熱媒体流通管から加熱媒体を上記媒体流通層に流入させる、ことを特徴とする。 A carbon dioxide recovery system according to a second aspect of the present invention includes a reaction layer that carries an amine compound and adsorbs and desorbs carbon dioxide, and a heating medium that heats the reaction layer or a cooling medium that cools the reaction layer. a structure in which medium flow layers are alternately laminated; a heating medium flow pipe, which is a pipe connected to the medium flow layer of the structure and allows a heating medium to flow into the medium flow layer; a cooling medium flow pipe which is a pipe connected to the medium flow layer of the structure and which allows a cooling medium to flow into the medium flow layer, and when the reaction layer absorbs carbon dioxide, the cooling medium A cooling medium is flowed into the medium flow layer from the flow pipe, and a heating medium is flowed into the medium flow layer from the heating medium flow pipe when releasing carbon dioxide from the reaction layer.

本発明の第２の態様に係る二酸化炭素回収システムは、反応層にアミン化合物を担持させた構造体を備える。構造体の媒体流通層には、加熱媒体流通管から加熱媒体を流入させることができる。また、構造体の媒体流通層には、冷却媒体流通管から冷却媒体を流入させることができる。
二酸化炭素の吸収の際には、構造体の温度が高くなり過ぎないことが好ましいので、冷却媒体流通管から冷却媒体を構造体の媒体流通層に流入させて構造体を冷却する。
一方、二酸化炭素の放出の際には、構造体の温度を高くする必要があるので、加熱媒体流通管から加熱媒体を構造体の媒体流通層に流入させて構造体を加熱して二酸化炭素の放出を行う。
二酸化炭素の吸収を行う場合と二酸化炭素の放出を行う場合で構造体に流入させる媒体を異ならせることで、構造体の温度を二酸化炭素の吸収と放出のそれぞれに対して適した温度に保つことができる。そして、二酸化炭素の吸収の際に冷却媒体を使用して構造体を冷却することによって、二酸化炭素の吸収時の発熱反応による構造体の温度上昇を抑制して、アミン化合物の蒸発を防ぎ、二酸化炭素の吸収／放出量の減少を防止することができる。 A carbon dioxide recovery system according to a second aspect of the present invention includes a structure in which a reaction layer supports an amine compound. A heating medium can flow into the medium distribution layer of the structure from a heating medium distribution pipe. In addition, the cooling medium can flow into the medium distribution layer of the structure from the cooling medium distribution pipe.
Since it is preferable that the temperature of the structure does not become too high when carbon dioxide is absorbed, the structure is cooled by flowing the cooling medium from the cooling medium distribution pipe into the medium distribution layer of the structure.
On the other hand, when releasing carbon dioxide, it is necessary to raise the temperature of the structure. Release.
To keep the temperature of the structure suitable for absorption and release of carbon dioxide by using different media to flow into the structure for carbon dioxide absorption and carbon dioxide release. can be done. Then, by cooling the structure using a cooling medium when carbon dioxide is absorbed, the temperature rise of the structure due to the exothermic reaction during carbon dioxide absorption is suppressed, the evaporation of the amine compound is prevented, and the dioxide is A decrease in carbon absorption/desorption can be prevented.

本発明の二酸化炭素回収システムにおいて、上記加熱媒体流通管に流通させる加熱媒体を加熱する加熱機構をさらに備えることが好ましい。
加熱媒体流通管に流通させる加熱媒体の温度が、二酸化炭素の放出を行う構造体を加熱するためには充分に高くない場合は、加熱媒体を加熱機構で加熱した後に加熱媒体流通管に流通させることで、二酸化炭素の放出を適切に実施することができる。 Preferably, the carbon dioxide recovery system of the present invention further includes a heating mechanism for heating the heating medium to be circulated in the heating medium circulation pipe.
If the temperature of the heating medium circulated through the heating medium circulation pipe is not high enough to heat the structure that releases carbon dioxide, the heating medium is heated by the heating mechanism and then circulated through the heating medium circulation pipe. By doing so, the release of carbon dioxide can be carried out appropriately.

本発明の二酸化炭素回収システムにおいて、上記冷却媒体流通管に流通させる冷却媒体を冷却する冷却機構をさらに備えることが好ましい。
冷却媒体流通管に流通させる冷却媒体の温度が、二酸化炭素の吸収を行う構造体を冷却するためには充分に低くない場合は、冷却媒体を冷却機構で冷却した後に冷却媒体流通管に流通させることで、アミン化合物の蒸発をより効果的に防ぎ、二酸化炭素の吸収を適切に実施することができる。 Preferably, the carbon dioxide recovery system of the present invention further includes a cooling mechanism for cooling the cooling medium to be circulated through the cooling medium circulation pipe.
If the temperature of the cooling medium circulating through the cooling medium circulation pipe is not sufficiently low to cool the structure that absorbs carbon dioxide, the cooling medium is cooled by the cooling mechanism and then circulated through the cooling medium circulation pipe. Thus, evaporation of the amine compound can be prevented more effectively, and carbon dioxide can be properly absorbed.

本発明の二酸化炭素回収システムにおいて、上記反応層は、基体と、担持体と、担持体に担持された二酸化炭素を吸脱着するアミン化合物とからなり、上記基体は、二酸化炭素を含む気体の流通路となる複数の貫通孔が、隔壁を隔てて上記貫通孔の延びる方向に並設されたハニカム構造体からなり、上記媒体流通層は、加熱媒体又は冷却媒体が流通する一又は複数の貫通孔を有する伝熱体からなり、上記反応層と接着されていることが好ましい。 In the carbon dioxide recovery system of the present invention, the reaction layer comprises a substrate, a support, and an amine compound that adsorbs and desorbs carbon dioxide supported by the support, and the substrate is a gas containing carbon dioxide. A honeycomb structure in which a plurality of through-holes serving as passages are arranged side by side in the direction in which the through-holes extend with partition walls therebetween, and the medium flow layer has one or more through-holes through which a heating medium or a cooling medium flows. and preferably adhered to the reaction layer.

二酸化炭素回収システムにおいて、反応層を構成する基体が、二酸化炭素を含む気体の流通路となる複数の貫通孔が、隔壁を隔てて貫通孔の延びる方向に並設されたハニカム構造体からなると、流通路での圧力損失が低いため、反応層に大きな圧力を印可する必要がない。また、吸着剤としてペレット等を用いた場合と比較して、アミン化合物が担持された担持体の表面積を大きくとることができ、伝熱も良好なので、効率よく、多量の二酸化炭素を吸脱着することができる。 In the carbon dioxide recovery system, when the substrate constituting the reaction layer is a honeycomb structure in which a plurality of through-holes serving as flow paths for a gas containing carbon dioxide are arranged in parallel in the direction in which the through-holes extend with partition walls interposed therebetween, Since the pressure loss in the flow path is low, it is not necessary to apply a large pressure to the reaction layer. In addition, compared to the case where pellets or the like are used as the adsorbent, the surface area of the support on which the amine compound is supported can be increased, and the heat transfer is also good, so that a large amount of carbon dioxide can be efficiently adsorbed and desorbed. be able to.

本発明の二酸化炭素回収システムにおいて、上記反応層を構成する上記ハニカム構造体の上記流通路の向きと、上記媒体流通層を構成する上記伝熱体の貫通孔の向きとが交差するように、上記反応層と上記媒体流通層が積層されてなることが好ましい。 In the carbon dioxide recovery system of the present invention, the direction of the flow path of the honeycomb structure constituting the reaction layer and the direction of the through hole of the heat conductor constituting the medium flow layer intersect. It is preferable that the reaction layer and the medium circulation layer are laminated.

二酸化炭素回収システムにおいて、反応層を構成するハニカム構造体の流通路と、媒体流通層を構成する伝熱体の貫通孔の向きとが交差するように反応層と媒体流通層とが積層されていると、反応層と媒体流通層にそれぞれ流す流体が混ざることなく流入・流出させることができる。そのため、二酸化炭素を効率よく、低コストで吸脱着することができる。 In the carbon dioxide recovery system, the reaction layer and the medium flow layer are laminated such that the flow passages of the honeycomb structure forming the reaction layer and the through holes of the heat conductor forming the medium flow layer intersect. With this structure, the fluids flowing in the reaction layer and the medium flow layer can flow in and out without being mixed. Therefore, carbon dioxide can be efficiently adsorbed and desorbed at low cost.

本発明の二酸化炭素回収システムにおいて、上記反応層の容積と、上記媒体流通層の容積の比が、上記反応層：上記媒体流通層＝６：４～９：１であることが好ましい。
容積比が上記のような関係になっていると、構造体の体積を小容積として高い二酸化炭素回収率を得ることができる。 In the carbon dioxide recovery system of the present invention, it is preferable that the ratio of the volume of the reaction layer to the volume of the medium circulation layer is the reaction layer:medium circulation layer=6:4 to 9:1.
When the volume ratio is in the above relationship, the volume of the structure can be made small and a high carbon dioxide recovery rate can be obtained.

本発明の二酸化炭素回収システムにおいて、上記基体と上記伝熱体の熱伝導率が共に１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
基体と伝熱体の熱伝導率が共に高いと、構造体全体の温度を速やかに適切な温度に調節することができる。 In the carbon dioxide recovery system of the present invention, it is preferable that both the substrate and the heat conductor have a thermal conductivity of 10 W/m·K or more.
If the thermal conductivity of both the substrate and the heat conductor is high, the temperature of the entire structure can be quickly adjusted to an appropriate temperature.

本発明の二酸化炭素回収システムにおいて、上記アミン化合物は、吸収した二酸化炭素を６０～２００℃で放出することが好ましい。
アミン化合物は、ＣＯ２吸収材としてのＬｉ４ＳｉＯ４と比べて低温で二酸化炭素の吸収／放出を行うことができるので、二酸化炭素の回収に必要な熱量を抑えることができる。 In the carbon dioxide recovery system of the present invention, the amine compound preferably releases absorbed carbon dioxide at 60 to 200°C.
Since the amine compound can absorb/desorb carbon dioxide at a lower temperature than Li 4 SiO 4 as a CO 2 absorbent, the amount of heat required for recovering carbon dioxide can be reduced.

本発明の二酸化炭素回収方法は、アミン化合物が担持され、二酸化炭素の吸脱着を行う反応層と、上記反応層を加熱する加熱媒体又は上記反応層を冷却する冷却媒体が流通する媒体流通層と、が交互に積層されてなる構造体を用いた二酸化炭素回収方法であって、二酸化炭素含有ガスを上記反応層に導入して二酸化炭素を上記反応層に吸収させる二酸化炭素吸収工程と、上記反応層を加熱して二酸化炭素を上記反応層から放出させる二酸化炭素放出工程と、を行い、上記二酸化炭素吸収工程において、上記媒体流通層に冷却媒体を流通させることにより上記反応層を冷却し、上記二酸化炭素放出工程において、上記媒体流通層に加熱媒体を流通させることにより上記反応層を加熱する、ことを特徴とする。 The carbon dioxide recovery method of the present invention comprises a reaction layer that carries an amine compound and adsorbs and desorbs carbon dioxide, and a medium flow layer through which a heating medium for heating the reaction layer or a cooling medium for cooling the reaction layer flows. , is a carbon dioxide recovery method using a structure in which are alternately laminated, a carbon dioxide absorption step of introducing a carbon dioxide-containing gas into the reaction layer to absorb carbon dioxide into the reaction layer; a carbon dioxide release step of heating the layer to release carbon dioxide from the reaction layer, and in the carbon dioxide absorption step, cooling the reaction layer by circulating a cooling medium through the medium circulation layer, In the carbon dioxide release step, the reaction layer is heated by circulating a heating medium through the medium circulation layer.

本発明の二酸化炭素回収方法では、二酸化炭素吸収工程において、媒体流通層に冷却媒体を流通させることにより反応層を冷却するので、二酸化炭素の吸収時の発熱反応による構造体の温度上昇を抑制して、アミン化合物の蒸発を防ぎ、二酸化炭素の吸収／放出量の減少を防止することができる。
また、二酸化炭素放出工程において、媒体流通層に加熱媒体を流通させることにより反応層を加熱して、二酸化炭素の放出を行うことができる。 In the carbon dioxide recovery method of the present invention, in the carbon dioxide absorption step, the reaction layer is cooled by circulating the cooling medium through the medium circulation layer, thereby suppressing the temperature rise of the structure due to the exothermic reaction during absorption of carbon dioxide. This can prevent the evaporation of the amine compound and reduce the absorption/emission of carbon dioxide.
In the carbon dioxide release step, the reaction layer can be heated by circulating a heating medium in the medium circulation layer to release carbon dioxide.

本発明の二酸化炭素回収方法では、上記二酸化炭素吸収工程において、上記媒体流通層に流通させる上記冷却媒体の温度が１０～５０℃であることが好ましい。
冷却媒体の温度を上記範囲とすると、構造体の温度をアミン化合物による二酸化炭素の吸収により適した温度域に調節することができる。 In the carbon dioxide recovery method of the present invention, it is preferable that the temperature of the cooling medium circulated in the medium circulation layer is 10 to 50° C. in the carbon dioxide absorption step.
When the temperature of the cooling medium is within the above range, the temperature of the structure can be adjusted to a temperature range more suitable for absorption of carbon dioxide by the amine compound.

本発明の二酸化炭素回収方法では、上記二酸化炭素放出工程において、上記媒体流通層に流通させる上記加熱媒体の温度が６０～２２０℃であることが好ましい。
加熱媒体の温度を上記範囲とすると、構造体の温度をアミン化合物による二酸化炭素の放出により適した温度域に調節することができる。 In the carbon dioxide recovery method of the present invention, it is preferable that the temperature of the heating medium circulated in the medium circulation layer is 60 to 220° C. in the carbon dioxide release step.
When the temperature of the heating medium is within the above range, the temperature of the structure can be adjusted to a temperature range more suitable for release of carbon dioxide by the amine compound.

本発明の二酸化炭素回収方法では、上記二酸化炭素吸収工程において上記媒体流通層に流通させた上記冷却媒体が上記反応層から回収した熱を蓄熱し、上記二酸化炭素放出工程において、上記媒体流通層に流通させる上記加熱媒体を加熱する熱源として利用することが好ましい。 In the carbon dioxide recovery method of the present invention, the cooling medium circulated in the medium flow layer in the carbon dioxide absorption step stores heat recovered from the reaction layer, and in the carbon dioxide release step, the medium flow layer stores heat. It is preferable to use the circulated heating medium as a heat source for heating.

上記のように熱を蓄熱し、蓄熱した熱を熱源として利用して加熱媒体を加熱するようにすると、二酸化炭素回収方法全体において熱を効率よく使用することができる。 By storing heat as described above and using the stored heat as a heat source to heat the heating medium, the heat can be used efficiently in the entire carbon dioxide recovery method.

本発明の二酸化炭素回収方法では、上記加熱媒体が水蒸気であることが好ましい。
水蒸気は安価で安全な加熱媒体として使用することができる。 In the carbon dioxide recovery method of the present invention, the heating medium is preferably water vapor.
Steam can be used as a cheap and safe heating medium.

本発明の二酸化炭素回収方法では、上記冷却媒体が水であることが好ましい。
水は安価で安全な加熱媒体として使用することができる。 In the carbon dioxide recovery method of the present invention, the cooling medium is preferably water.
Water can be used as a cheap and safe heating medium.

本発明の二酸化炭素回収方法は、上記構造体を少なくとも２つ用いた二酸化炭素回収方法であって、上記二酸化炭素吸収工程において、一の上記構造体の上記媒体流通層に冷却媒体を流通させることにより上記一の構造体の上記反応層を冷却しつつ二酸化炭素を上記反応層に吸収させ、上記二酸化炭素放出工程において、他の上記構造体の上記媒体流通層に加熱媒体を流通させることにより上記他の構造体の上記反応層を加熱して上記反応層から二酸化炭素を放出させて回収する第一の二酸化炭素回収工程と、上記第一の二酸化炭素回収工程の後、上記一の構造体と上記他の構造体の役割を入れ替える切替工程と、上記二酸化炭素吸収工程において、上記他の構造体の上記媒体流通層に冷却媒体を流通させることにより上記他の構造体の上記反応層を冷却しつつ二酸化炭素を上記反応層に吸収させ、上記二酸化炭素放出工程において、上記一の構造体の上記媒体流通層に加熱媒体を流通させることにより上記一の構造体の上記反応層を加熱して上記反応層から二酸化炭素を放出させて回収する、第二の二酸化炭素回収工程と、を行うことが好ましい。 The carbon dioxide recovery method of the present invention is a carbon dioxide recovery method using at least two of the structures, wherein in the carbon dioxide absorption step, a cooling medium is circulated through the medium circulation layer of one of the structures. By cooling the reaction layer of the one structure, carbon dioxide is absorbed into the reaction layer, and in the carbon dioxide release step, the heating medium is circulated through the medium circulation layer of the other structure. a first carbon dioxide recovery step of heating the reaction layer of another structure to release and recover carbon dioxide from the reaction layer; and after the first carbon dioxide recovery step, the one structure and In the switching step of switching the role of the other structure and the carbon dioxide absorption step, the reaction layer of the other structure is cooled by circulating a cooling medium through the medium circulation layer of the other structure. while absorbing carbon dioxide into the reaction layer, and in the carbon dioxide release step, by circulating a heating medium through the medium circulation layer of the one structure, the reaction layer of the one structure is heated to the above It is preferable to perform a second carbon dioxide recovery step of releasing and recovering carbon dioxide from the reaction layer.

２つの構造体のうちの一方の構造体を二酸化炭素の吸収を行う構造体とし、他方の構造体を二酸化炭素の放出を行う構造体として、切替工程によりその役割を入れ替えるようにする。このようにすると、連続的に二酸化炭素の吸収と放出を行い、二酸化炭素の回収を効率的に行うことができる。 One of the two structures is used as a structure that absorbs carbon dioxide, and the other structure is used as a structure that releases carbon dioxide, and their roles are switched by a switching process. In this way, carbon dioxide can be continuously absorbed and released, and carbon dioxide can be recovered efficiently.

本発明の二酸化炭素回収方法において、上記第一の二酸化炭素回収工程では、上記一の構造体の上記媒体流通層に流入させた冷却媒体が加熱されて流出し、上記他の構造体の上記媒体流通層に加熱媒体として流入され、上記他の構造体の上記媒体流通層に流入させた加熱媒体が冷却されて流出し、上記一の構造体の上記媒体流通層に冷却媒体として流入されるように媒体を循環させ、かつ、上記第二の二酸化炭素回収工程では、上記他の構造体の上記媒体流通層に流入させた冷却媒体が加熱されて流出し、上記一の構造体の上記媒体流通層に加熱媒体として流入され、上記一の構造体の上記媒体流通層に流入させた加熱媒体が冷却されて流出し、上記他の構造体の上記媒体流通層に冷却媒体として流入されるように媒体を循環させることが好ましい。 In the carbon dioxide recovery method of the present invention, in the first carbon dioxide recovery step, the cooling medium flowed into the medium flow layer of the one structure is heated and flowed out, and the medium of the other structure is heated. The heating medium that flows into the circulation layer as a heating medium and flows into the medium circulation layer of the other structure is cooled and flows out, and flows into the medium circulation layer of the one structure as a cooling medium. and in the second carbon dioxide recovery step, the cooling medium that has flowed into the medium circulation layer of the other structure is heated and flows out, and the medium circulation of the one structure The heating medium flowed into the layer as a heating medium and flowed into the medium flow layer of the one structure is cooled and flowed out, and flowed into the medium flow layer of the other structure as a cooling medium. It is preferred to circulate the medium.

上記の方法により媒体を循環させるようにすると、同じ媒体を繰り返し使用することができるので、外部からの媒体の補充を行う必要がない。また、当該媒体の持つ熱を再利用することができるため、構造体の加熱及び冷却を効率よく行うことができる。 If the medium is circulated by the above method, the same medium can be used repeatedly, so there is no need to replenish the medium from the outside. Moreover, since the heat of the medium can be reused, the structure can be efficiently heated and cooled.

また、上記切替工程では、上記一の構造体と上記他の構造体の間を循環する媒体の流れる向きを逆転させることにより、上記一の構造体と上記他の構造体の役割を入れ替えてもよい。
また、上記切替工程では、上記一の構造体と上記他の構造体の間を循環する媒体の種類を変えることにより、上記一の構造体と上記他の構造体の役割を入れ替えてもよい。
切替工程を上記の方法で行うことにより、二酸化炭素を吸収する構造体と二酸化炭素を放出する構造体を簡便に切り替えることができる。 Further, in the switching step, the roles of the one structure and the other structure may be switched by reversing the flow direction of the medium circulating between the one structure and the other structure. good.
Further, in the switching step, the roles of the one structure and the other structure may be switched by changing the type of medium circulating between the one structure and the other structure.
By performing the switching step by the above method, the structure that absorbs carbon dioxide and the structure that releases carbon dioxide can be easily switched.

なお、本明細書において、吸脱着は、吸着、脱着のほか、吸収、放出も含んだ意味として用いることとする。 In this specification, the term "adsorption/desorption" includes not only adsorption and desorption, but also absorption and release.

図１は、構造体の一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a structure. 図２は、２つの構造体を備えた二酸化炭素回収システムの一例を模式的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing an example of a carbon dioxide recovery system having two structures. 図３Ａは、媒体流通管を通じた冷却媒体と加熱媒体の流通形態の一例を示す模式図である。FIG. 3A is a schematic diagram showing an example of a circulation form of a cooling medium and a heating medium through medium circulation pipes. 図３Ｂは、媒体流通管を通じた冷却媒体と加熱媒体の流通形態の一例を示す模式図である。FIG. 3B is a schematic diagram showing an example of the form of circulation of the cooling medium and the heating medium through the medium circulation pipe. 図３Ｃは、媒体流通管を通じた冷却媒体と加熱媒体の流通形態の一例を示す模式図である。FIG. 3C is a schematic diagram showing an example of the form of circulation of the cooling medium and the heating medium through the medium circulation pipe. 図４は、１つの構造体を備えた二酸化炭素回収システムの一例を模式的に示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing an example of a carbon dioxide recovery system provided with one structure. 図５は、加熱／冷却機構を備えた二酸化炭素回収システムの一例を模式的に示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing an example of a carbon dioxide recovery system equipped with a heating/cooling mechanism.

（発明の詳細な説明）
最初に、二酸化炭素回収システムで使用する構造体を説明する。
構造体は、アミン化合物が担持され、二酸化炭素の吸脱着を行う反応層と、反応層を加熱する加熱媒体又は反応層を冷却する冷却媒体が流通する媒体流通層と、が交互に積層されてなる。 (Detailed description of the invention)
First, the structure used in the carbon dioxide recovery system will be described.
In the structure, reaction layers that carry an amine compound and adsorb and desorb carbon dioxide and medium flow layers through which a heating medium for heating the reaction layers or a cooling medium for cooling the reaction layers flow are alternately laminated. Become.

上記構造体によれば、二酸化炭素の吸脱着を行う反応層と反応層を加熱又は冷却するための媒体流通層が交互に積層されており、媒体流通層と反応層の接触面積が大きいので、効率よく反応層を加熱又は冷却することができる。また、二酸化炭素の吸脱着を行う反応層とは別に媒体流通層を設けているので、加熱媒体及び冷却媒体と反応層に担持されたアミン化合物は直接接触せず、加熱媒体として安価な水蒸気を、冷却媒体として安価な水をそれぞれ用いることができる。反応層に担持されたアミン化合物に加熱媒体及び冷却媒体を接触させないので、反応層に吸着した水を蒸発させる必要がなく、二酸化炭素を効率よく、低コストで吸脱着することができる。 According to the above structure, the reaction layers for adsorbing and desorbing carbon dioxide and the medium circulation layers for heating or cooling the reaction layers are alternately laminated, and the contact area between the medium circulation layers and the reaction layers is large. The reaction layer can be efficiently heated or cooled. In addition, since the medium flow layer is provided separately from the reaction layer that adsorbs and desorbs carbon dioxide, the heating medium and cooling medium do not come into direct contact with the amine compound supported on the reaction layer, and inexpensive steam is used as the heating medium. , and inexpensive water can be used as the cooling medium, respectively. Since the amine compound supported on the reaction layer is not brought into contact with the heating medium and the cooling medium, there is no need to evaporate the water adsorbed on the reaction layer, and carbon dioxide can be efficiently adsorbed and desorbed at low cost.

構造体の外形は特に限定されるものではないが、四角柱形状が好ましく、反応層及び媒体流通層の形状も四角柱形状（直方体形状）が好ましい。 The outer shape of the structure is not particularly limited, but a quadrangular prism shape is preferable, and the shape of the reaction layer and the medium circulation layer is also preferably a quadrangular prism shape (rectangular parallelepiped shape).

（反応層）
構造体において、反応層は、基体と、担持体と、担持体に担持されたアミン化合物とからなり、基体は、二酸化炭素を含む気体の流通路となる複数の貫通孔が、隔壁を隔てて上記貫通孔の延びる方向に並設されたハニカム構造体からなることが好ましい。 (Reaction layer)
In the structure, the reaction layer is composed of a substrate, a carrier, and an amine compound supported by the carrier, and the substrate has a plurality of through-holes, which serve as flow paths for a gas containing carbon dioxide, separated by partition walls. It is preferable that the honeycomb structures are arranged side by side in the direction in which the through holes extend.

基体は、反応層を構成する基礎となる部材であり、基体の二酸化炭素を含む気体と接触する部分に担持体が被覆され、この担持体にアミン化合物が担持される。また、基体が担持体も兼ね、この担持体も兼ねた基体にアミン化合物が担持されたものであってもよい。
上記基体を構成する材料は、特に限定されるものではないが、炭素、金属及び高熱伝導性セラミックからなる群から選択される少なくとも１種からなるものが挙げられる。 The substrate is a base member that constitutes the reaction layer, and the portion of the substrate that comes into contact with the gas containing carbon dioxide is coated with a support, and the support supports the amine compound. Further, the substrate may also serve as a carrier, and the amine compound may be supported on the substrate which also serves as the carrier.
The material constituting the substrate is not particularly limited, but includes at least one selected from the group consisting of carbon, metal and high thermal conductivity ceramics.

基体は、二酸化炭素を含む気体の流通路となる複数の貫通孔が、隔壁を隔てて上記貫通孔の延びる方向に並設されたハニカム構造体であってもよい。 The substrate may be a honeycomb structure in which a plurality of through-holes serving as flow paths for a gas containing carbon dioxide are arranged side by side in the direction in which the through-holes extend with partition walls interposed therebetween.

反応層の基体が金属の場合には、ウォシュコート等により平板状、繊維状、糸状の金属表面に担持体を被覆し、この担持体にアミン化合物を担持することが好ましい。
担持体としては、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ゼオライト、炭素等が挙げられる。これらは実際には、無機ゾルや有機バインダやこれらの混合物等の分散媒中に上記酸化物が分散された懸濁液を用いて、基体表面に懸濁液を付着させた後、乾燥、焼成することにより上記材料からなる担持体とすることができる。 When the substrate of the reaction layer is metal, it is preferable to coat the flat, fibrous, or thread-like metal surface with a carrier by washcoat or the like, and to carry the amine compound on the carrier.
Examples of supports include Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , zeolite, carbon and the like. In practice, these oxides are dispersed in a dispersion medium such as an inorganic sol, an organic binder, or a mixture thereof. By doing so, a carrier made of the above material can be obtained.

反応層の基体が高熱伝導性セラミックからなる場合、ウォシュコート等により繊維状、糸状の高熱伝導性セラミック表面に担持体を被覆し、この担持体にアミン化合物を担持してもよく、基体が担持体を兼ね、基体に、直接アミン化合物を担持してもよい。 When the substrate of the reaction layer is made of a highly thermally conductive ceramic, the surface of the fibrous or thread-like highly thermally conductive ceramic may be coated with a support by washcoat or the like, and the amine compound may be supported on the support. The amine compound may be directly carried on the substrate, which also serves as the body.

反応層の基体を構成する金属の種類としては、鉄、アルミニウム、銅、ニッケル、コバルト、クロム等やこれらの合金が挙げられる。 Types of metals constituting the substrate of the reaction layer include iron, aluminum, copper, nickel, cobalt, chromium, and alloys thereof.

反応層の基体を構成する高熱伝導性セラミックとしては、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ等が挙げられる。 Aluminum nitride, silicon carbide, silicon nitride, alumina, etc., can be used as the highly thermally conductive ceramic that constitutes the substrate of the reaction layer.

ハニカム構造体の材料が炭素である場合、ハニカム構造体の貫通孔を隔てる隔壁の表面を担持体が被覆し、この担持体にアミン化合物が担持されていてもよいが、ハニカム構造体の貫通孔を隔てる隔壁が、多孔質で高比表面積の構造を有し、この多孔質で高比表面積の隔壁に、担持体を介さず、直接アミン化合物が担持されていることが好ましい。 When the material of the honeycomb structure is carbon, the surfaces of the partition walls separating the through-holes of the honeycomb structure may be coated with a support, and the amine compound may be supported on the support. It is preferable that the partition wall separating the two has a porous structure with a high specific surface area, and the amine compound is directly supported on the porous partition wall with a high specific surface area without a support.

基体の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
基体の熱伝導率は基体を構成する材料としての熱伝導率であり、レーザーフラッシュ法により測定することができる。 It is preferable that the substrate has a thermal conductivity of 10 W/m·K or more.
The thermal conductivity of the substrate is the thermal conductivity of the material constituting the substrate, and can be measured by the laser flash method.

反応層に担持されるアミン化合物としては、例えば、ポリエチレンイミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラエチレンアミンペンタミン、メチルジエタノールアミン、ジブチルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ヘキサエチレンジアミン、ベンジルアミン、メタキシレンジアミン、ポリエチレンイミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等が挙げられる。 Examples of the amine compound supported on the reaction layer include polyethyleneimine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, tetraethyleneaminepentamine, methyldiethanolamine, dibutylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, hexaethylenediamine, and benzyl. amines, meta-xylenediamine, polyethyleneimine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine and the like.

アミン化合物は、吸収した二酸化炭素を６０～２００℃で放出することが好ましい。
アミン化合物は、ＣＯ２吸収材としてのＬｉ４ＳｉＯ４と比べて低温で二酸化炭素の吸収／放出を行うことができるので、二酸化炭素の回収に必要な熱量を抑えることができる。 Preferably, the amine compound releases absorbed carbon dioxide at 60-200°C.
Since the amine compound can absorb/desorb carbon dioxide at a lower temperature than Li 4 SiO 4 as a CO 2 absorbent, the amount of heat required for recovering carbon dioxide can be reduced.

アミン化合物を担持体に担持させる方法としては、例えば、アミン化合物の水溶液をハニカム構造体の貫通孔を通過させる方法、アミン化合物の水溶液にハニカム構造体を浸漬させる方法が挙げられる。
また、これらアミン化合物の水溶液やアルコール溶液を、担持体を構成する粒子等と混合し、充分に含浸させた後、アミン化合物を含む担持体で反応層内部の隔壁を被覆し、水やアルコールを除去してもよい。
上記の隔壁にアミン化合物を含浸させる担持工程により、上記隔壁の表面にアミン由来の残基を有する反応層とすることができる。 Examples of the method of supporting the amine compound on the carrier include a method of passing an aqueous solution of the amine compound through the through-holes of the honeycomb structure, and a method of immersing the honeycomb structure in an aqueous solution of the amine compound.
In addition, the aqueous solution or alcohol solution of these amine compounds is mixed with the particles constituting the carrier and sufficiently impregnated. may be removed.
By the supporting step of impregnating the partition wall with the amine compound, a reaction layer having amine-derived residues on the surface of the partition wall can be formed.

（媒体流通層）
媒体流通層は、加熱媒体又は冷却媒体が流通する一又は複数の貫通孔を有する伝熱体からなり、反応層と接着されていることが好ましい。
媒体流通層は、炭素、金属及びセラミックからなる群から選択される少なくとも１種からなることが好ましい。 (media distribution layer)
The medium circulation layer is preferably made of a heat transfer body having one or more through-holes through which a heating medium or a cooling medium flows, and is preferably adhered to the reaction layer.
The medium distribution layer is preferably made of at least one selected from the group consisting of carbon, metal and ceramic.

媒体流通層を構成する金属の種類は、特に限定されるものではないが、高熱伝導性のものが好ましく、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、コバルト、タングステン、銅、鉄等およびそれらの合金が挙げられる。セラミックも、高熱伝導性のものが好ましく、例えば、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ等が挙げられる。 The type of metal that constitutes the medium flow layer is not particularly limited, but those with high thermal conductivity are preferred, and examples include aluminum, nickel, chromium, cobalt, tungsten, copper, iron, and alloys thereof. be done. Ceramics with high thermal conductivity are also preferred, and examples thereof include aluminum nitride, silicon carbide, silicon nitride, and alumina.

複数の貫通孔を有する金属製の伝熱体の構造は、特に限定されるものではないが、平板と波板形状又は規則的に複数の溝が形成された板状体とを積層し、接合したもの、もしくは、金属をフィラーとして用いたセラミックまたは有機物との混合体によるハニカム構造であるものが好ましい。 The structure of the metal heat transfer body having a plurality of through holes is not particularly limited, but it is or a honeycomb structure of a mixture of ceramics or organic matter using metal as a filler.

媒体流通層として炭素やセラミックを用いる場合には、原料となるセラミック粉末や炭素粉末とバインダと水等の分散媒を混合した原料組成物を押出成形した後、焼成することにより、複数の貫通孔を有する伝熱体としたものを使用することができる。 When carbon or ceramic is used for the medium circulation layer, a raw material composition obtained by mixing ceramic powder or carbon powder as a raw material, a binder, and a dispersion medium such as water is extruded and then fired to form a plurality of through holes. can be used.

媒体流通層を構成する伝熱体の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。また、伝熱体の熱伝導率は、１５～３００Ｗ／ｍ・Ｋであることが好ましい。
伝熱体の熱伝導率は伝熱体を構成する材料としての熱伝導率であり、レーザーフラッシュ法により測定することができる。
また、基体と伝熱体の熱伝導率が共に１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。基体と伝熱体の熱伝導率が共に高いと、構造体全体の温度を速やかに適切な温度に調節することができる。 It is preferable that the thermal conductivity of the heat conductor constituting the medium distribution layer is 10 W/m·K or more. Also, the thermal conductivity of the heat conductor is preferably 15 to 300 W/m·K.
The thermal conductivity of the heat transfer body is the thermal conductivity of the material constituting the heat transfer body, and can be measured by the laser flash method.
Moreover, it is preferable that both the substrate and the heat conductor have a thermal conductivity of 10 W/m·K or more. If the thermal conductivity of both the substrate and the heat conductor is high, the temperature of the entire structure can be quickly adjusted to an appropriate temperature.

媒体流通層は反応層と接着されていることが好ましい。媒体流通層と反応層とを接着する接着層を構成する接着剤は、特に限定されるものではないが、無機系接着剤や耐熱性の有機合成系接着剤、炭素系の接着剤、半田等の金属系接着剤を用いることができる。
無機系接着剤としては、例えば、シリカアルミナ、シリカ、アルミナ、ジルコニア等を主成分とする無機系接着剤が挙げられる。耐熱性の有機合成系接着剤としては、シリコーン系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリベンズイミダソール接着剤等が挙げられるが、接着剤層の熱伝導率を高くするために、高熱伝導性のアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素等のセラミック粉末やアルミニウム、銅、ニッケル等の金属粉末が添加されたものを用いることができる。 It is preferable that the medium distribution layer is adhered to the reaction layer. The adhesive constituting the adhesive layer that bonds the medium flow layer and the reaction layer is not particularly limited, but inorganic adhesives, heat-resistant organic synthetic adhesives, carbon adhesives, solder, etc. can be used.
Examples of inorganic adhesives include inorganic adhesives containing silica-alumina, silica, alumina, zirconia, etc. as main components. Examples of heat-resistant organic synthetic adhesives include silicone-based adhesives, phenolic resin-based adhesives, polyimide-based adhesives, and polybenzimidazole-based adhesives. For this purpose, ceramic powder such as alumina, aluminum nitride, boron nitride and silicon nitride with high thermal conductivity and metal powder such as aluminum, copper and nickel added can be used.

反応層を構成するハニカム構造体の流通路の向きと、媒体流通層を構成する伝熱体の貫通孔の向きとが交差するように、反応層と媒体流通層が積層されてなることが好ましい。 It is preferable that the reaction layer and the medium circulation layer are laminated such that the direction of the flow passages of the honeycomb structure constituting the reaction layer and the direction of the through holes of the heat conductor constituting the medium circulation layer intersect. .

二酸化炭素回収システムにおいて、反応層を構成するハニカム構造体の流通路と、媒体流通層を構成する伝熱体の貫通孔の向きとが交差するように反応層と媒体流通層とが積層されていると、反応層と媒体流通層にそれぞれ流す流体が混ざることなく流入・流出させることができる。そのため、二酸化炭素を効率よく、低コストで吸脱着することができる。 In the carbon dioxide recovery system, the reaction layer and the medium flow layer are laminated such that the flow passages of the honeycomb structure forming the reaction layer and the through holes of the heat conductor forming the medium flow layer intersect. With this structure, the fluids flowing in the reaction layer and the medium flow layer can flow in and out without being mixed. Therefore, carbon dioxide can be efficiently adsorbed and desorbed at low cost.

反応層の容積と、媒体流通層の容積の比が、反応層：媒体流通層＝６：４～９：１であることが好ましい。
容積比が上記のような関係になっていると、構造体の体積を小容積として高い二酸化炭素回収率を得ることができる。
また、反応層の容積が２００～１０００リットルであることが好ましい。
また、媒体流通層の容積が２０～２００リットルであることが好ましい。 The ratio of the volume of the reaction layer to the volume of the medium-flowing layer is preferably reaction layer:medium-flowing layer=6:4 to 9:1.
When the volume ratio is in the above relationship, the volume of the structure can be made small and a high carbon dioxide recovery rate can be obtained.
Also, the volume of the reaction layer is preferably 200 to 1000 liters.
Moreover, it is preferable that the volume of the medium distribution layer is 20 to 200 liters.

図１は、構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
図１に示すように、構造体１００は、二酸化炭素を含む気体の流通路となる複数の貫通孔２１が隔壁２２を隔てて長手方向に並設されたセラミック製のハニカム構造体（反応層）２０と、加熱媒体及び冷却媒体が流通する複数の貫通孔１１が隔壁１２を隔てて貫通孔１１の延びる方向に並設された伝熱体（媒体流通層）１０とが、ハニカム構造体２０の流通路（貫通孔２１）と伝熱体１０の流通路（貫通孔１１）とが交差するように積層されている。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a structure.
As shown in FIG. 1, the structure 100 is a ceramic honeycomb structure (reaction layer) in which a plurality of through holes 21 serving as flow paths for gas containing carbon dioxide are arranged in parallel in the longitudinal direction with partition walls 22 interposed therebetween. 20, and a heat transfer body (medium flow layer) 10 in which a plurality of through holes 11 through which a heating medium and a cooling medium flow are arranged side by side in the direction in which the through holes 11 extend with partition walls 12 interposed therebetween. They are stacked so that the flow path (through hole 21) and the flow path (through hole 11) of the heat transfer body 10 intersect.

また、ハニカム構造体２０と伝熱体１０との間には接着層３０が形成され、この接着層３０により、ハニカム構造体２０と伝熱体１０とが接着されている。 An adhesive layer 30 is formed between the honeycomb structure 20 and the heat transfer body 10 , and the honeycomb structure 20 and the heat transfer body 10 are bonded to each other by the adhesion layer 30 .

図１に示す構造体１００において、ハニカム構造体２０は、左手前側及び右手奥側に貫通孔２１が露出しており、伝熱体１０では、右手前側及び左手奥側に貫通孔１１が露出している。
ハニカム構造体２０では、二酸化炭素を含む気体は、左手前側から右手奥側又は逆の方向に流れる。伝熱体１０では、加熱媒体又は冷却媒体は、右手前側から左手奥側又は逆の方向に流れる。２つの流路は、直角に交差しているので、２種類の流体（気体又は液体）を流通させ易く、伝熱体１０からの熱をハニカム構造体２０に効率よく伝えることができる。 In the structure 100 shown in FIG. 1, the honeycomb structure 20 has through holes 21 exposed on the left front side and the right back side, and the heat transfer body 10 has the through holes 11 exposed on the right front side and the left back side. ing.
In the honeycomb structure 20, gas containing carbon dioxide flows from the left front side to the right back side or vice versa. In the heat transfer body 10, the heating or cooling medium flows from the right front side to the left back side or vice versa. Since the two flow paths intersect at right angles, two types of fluids (gas or liquid) can be easily circulated, and heat from the heat transfer body 10 can be efficiently transferred to the honeycomb structure 20 .

図１に示す構造体１００では、構造体１００を構成するハニカム構造体２０は、１個のハニカム構造体２０より構成されているが、複数の小型のハニカム構造体を組み合わせて接着し、ハニカム構造体としてもよく、伝熱体１０も複数の小型の伝熱体を組み合わせて接着し、伝熱体としてもよい。 In the structure 100 shown in FIG. 1, the honeycomb structure 20 constituting the structure 100 is composed of one honeycomb structure 20. However, a plurality of small honeycomb structures are combined and bonded together to form a honeycomb structure. Alternatively, the heat transfer body 10 may be formed by combining and bonding a plurality of small heat transfer bodies.

図１に示す伝熱体１０は、金属製のものを想定しており、端面の貫通孔の形状は、三角柱の形状や、図１に示すような三角柱に近似した曲面からなる形状が好ましい。また、円柱状の金属管を並べた形状であってもよい。
伝熱体が炭素やセラミックからなる場合、伝熱体の貫通孔の形状は、上記ハニカム構造体の貫通孔の形状と同様の四角柱、三角柱、六角柱等が挙げられる。 The heat transfer body 10 shown in FIG. 1 is assumed to be made of metal, and the shape of the through hole in the end face is preferably a triangular prism shape or a curved surface similar to a triangular prism as shown in FIG. Moreover, the shape which arranged the column-shaped metal pipe may be sufficient.
When the heat transfer body is made of carbon or ceramic, the shape of the through holes of the heat transfer body may be a quadrangular prism, a triangular prism, a hexagonal prism, or the like similar to the shape of the through holes of the honeycomb structure.

次に、上記のような構造体を使用することのできる、本発明の二酸化炭素回収システムの一例について説明する。
本発明の第１の態様に係る二酸化炭素回収システムは、アミン化合物が担持され、二酸化炭素の吸脱着を行う反応層と、上記反応層を加熱する加熱媒体又は上記反応層を冷却する冷却媒体が流通する媒体流通層と、が交互に積層されてなる、少なくとも２つの構造体と、一の上記構造体の上記媒体流通層の一方の端部と他の上記構造体の上記媒体流通層の一方の端部とを連結する媒体流通管、上記一の構造体の上記媒体流通層の他方の端部と上記他の構造体の上記媒体流通層の他方の端部とを連結する媒体流通管、を含む少なくとも２経路の媒体流通管と、を備え、上記媒体流通管は、冷却媒体又は加熱媒体を流通させる配管であり、二酸化炭素の吸収を行う一の上記構造体から加熱媒体を一方の媒体流通管に流出させて、二酸化炭素の放出を行う他の上記構造体に加熱媒体を流入させ、同時に、二酸化炭素の放出を行う他の上記構造体から冷却媒体を他方の媒体流通管に流出させて、二酸化炭素の吸収を行う一の上記構造体に冷却媒体を流入させる、ことを特徴とする。 An example of a carbon dioxide recovery system of the present invention that can use structures such as those described above will now be described.
The carbon dioxide recovery system according to the first aspect of the present invention includes a reaction layer that carries an amine compound and adsorbs and desorbs carbon dioxide, and a heating medium that heats the reaction layer or a cooling medium that cools the reaction layer. at least two structures alternately laminated, one end of the medium circulation layer of one structure, and one of the medium circulation layers of the other structure; a medium flow pipe that connects the end of the medium flow layer with the other end of the medium flow layer of the one structure and the other end of the medium flow layer of the other structure; and at least two paths of medium circulation pipes including At the same time, the cooling medium is allowed to flow out from the other structure that releases carbon dioxide to the other medium flow pipe. and a cooling medium is caused to flow into the one structure that absorbs carbon dioxide.

第１の態様に係る二酸化炭素回収システムは、反応層にアミン化合物を担持させた少なくとも２つの構造体を備える。
２つの構造体にはそれぞれ媒体流通層が設けられ、２つの構造体の媒体流通層は媒体流通管で連結されている。
媒体流通管には構造体を冷却するための冷却媒体又は構造体を加熱するための加熱媒体を流通させることができる。
二酸化炭素の吸収の際には、構造体の温度が高くなり過ぎないことが好ましいので、媒体流通管に冷却媒体を流し、二酸化炭素の吸収を行う構造体に流入させて構造体を冷却する。
一方、二酸化炭素の放出の際には、構造体の温度を高くする必要があるので、媒体流通管に加熱媒体を流し、構造体を加熱して二酸化炭素の放出を行う。
２つの構造体のうちの一方の構造体を二酸化炭素の吸収を行う構造体とし、他方の構造体を二酸化炭素の放出を行う構造体として、媒体流通管を介して２つの構造体間で熱の移動を行うことにより、二酸化炭素の回収に必要な熱量を二酸化炭素回収システム全体として低減させることができる。そして、二酸化炭素の吸収の際に冷却媒体を使用して構造体を冷却することによって、二酸化炭素の吸収時の発熱反応による構造体の温度上昇を抑制して、アミン化合物の蒸発を防ぎ、二酸化炭素の吸収／放出量の減少を防止することができる。 A carbon dioxide recovery system according to a first aspect includes at least two structures in which a reaction layer supports an amine compound.
A medium flow layer is provided in each of the two structures, and the medium flow layers of the two structures are connected by a medium flow pipe.
A cooling medium for cooling the structure or a heating medium for heating the structure can be passed through the medium flow pipe.
During the absorption of carbon dioxide, it is preferable that the temperature of the structure does not become too high. Therefore, the cooling medium is flowed through the medium flow pipe and flowed into the structure that absorbs carbon dioxide to cool the structure.
On the other hand, when releasing carbon dioxide, it is necessary to raise the temperature of the structure, so a heating medium is flowed through the medium flow pipe to heat the structure and release carbon dioxide.
One of the two structures is a structure that absorbs carbon dioxide, and the other structure is a structure that releases carbon dioxide. By moving , the amount of heat required for carbon dioxide recovery can be reduced in the entire carbon dioxide recovery system. Then, by cooling the structure using a cooling medium when carbon dioxide is absorbed, the temperature rise of the structure due to the exothermic reaction during carbon dioxide absorption is suppressed, the evaporation of the amine compound is prevented, and the dioxide is A decrease in carbon absorption/desorption can be prevented.

以下に、本発明の第１の態様に係る二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法について図面を参照して説明する。本発明の第１の態様に係る二酸化炭素回収システムは、２つの構造体を備えており、一の構造体が二酸化炭素の吸収を行う構造体となり、他の構造体が二酸化炭素の放出を行う構造体となる。
以下には、２つの構造体として第１の構造体と第２の構造体を備える二酸化炭素回収システムについて図面を参照して説明する。 A carbon dioxide recovery system and a carbon dioxide recovery method according to the first aspect of the present invention will be described below with reference to the drawings. A carbon dioxide recovery system according to a first aspect of the present invention comprises two structures, one structure being a structure that absorbs carbon dioxide and the other structure being a structure that releases carbon dioxide. becomes a structure.
A carbon dioxide recovery system including two structures, a first structure and a second structure, will be described below with reference to the drawings.

図２は、２つの構造体を備えた二酸化炭素回収システムの一例を模式的に示す説明図である。
二酸化炭素回収システム２００は、第１の構造体２１１と第２の構造体２１２の２つの構造体を備えている。本発明の二酸化炭素回収システムは、３つ以上の構造体を備えていてもよいが、ここでは、２つの構造体を備えている二酸化炭素回収システムを説明する。
また、図示していないが、この二酸化炭素回収システム２００に備え付けられた第１の構造体２１１と第２の構造体２１２は、いずれも複数の反応層と媒体流通層とが互いの流路が交差するように積層されている。 FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing an example of a carbon dioxide recovery system having two structures.
Carbon dioxide capture system 200 comprises two structures, first structure 211 and second structure 212 . Although the carbon dioxide capture system of the present invention may have more than two structures, a carbon dioxide capture system with two structures will be described here.
In addition, although not shown, the first structure 211 and the second structure 212 provided in the carbon dioxide recovery system 200 each have a plurality of reaction layers and a plurality of medium circulation layers that are connected to each other. Stacked to cross.

発電機等から発生した二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０は、図示しない脱硝装置、集塵装置、脱硫装置、予備冷却器等を通過した後、第１の構造体２１１又は第２の構造体２１２の反応層に導入される。二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０が通過する配管は、切り替えバルブ２４０、２４１、２５０、２５１を備えており、切り替えバルブ２４０、２４１、２５０、２５１を切り替えることにより、二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０がいずれかの構造体に択一的に導入されるようになっている。二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０は、第１の構造体２１１又は第２の構造体２１２の反応層を出た後、煙突２１３を通過し、排気ガス２１４として排出される。 A carbon dioxide (CO 2 )-containing gas 210 generated from a power generator or the like passes through a denitration device, a dust collector, a desulfurization device, a precooler, etc. (not shown), and then passes through a first structure 211 or a second structure. 212 reaction layer. The pipe through which the carbon dioxide (CO 2 ) containing gas 210 passes is equipped with switching valves 240, 241, 250 and 251, and by switching the switching valves 240, 241, 250 and 251, the carbon dioxide (CO 2 ) containing gas Gas 210 is alternatively introduced into either structure. After the carbon dioxide (CO 2 ) containing gas 210 exits the reaction layer of first structure 211 or second structure 212 , it passes through chimney 213 and is discharged as exhaust gas 214 .

第１の構造体２１１又は第２の構造体２１２には、二酸化炭素（ＣＯ２）回収用ガス２２０も導入されるようになっている。二酸化炭素（ＣＯ２）回収用ガス２２０の配管は、切り替えバルブ２４６、２４９、２４２、２４３を備えており、いずれかの反応層で脱着・放出された二酸化炭素は、ポンプ２２１を経て、種々の方法により、二酸化炭素（ＣＯ２）２２２として貯蔵される。 A carbon dioxide (CO 2 ) recovery gas 220 is also introduced into the first structure 211 or the second structure 212 . The pipe for the carbon dioxide (CO 2 ) recovery gas 220 is equipped with switching valves 246, 249, 242, and 243, and the carbon dioxide desorbed/released in any of the reaction layers passes through the pump 221 to various The method stores as carbon dioxide (CO 2 ) 222 .

加熱媒体としての水蒸気を含む水蒸気ガス２３０が通過する配管は、切り替えバルブ２４４、２４５、２４７、２４８を備えており、水蒸気ガス２３０は、第１の構造体２１１又は第２の構造体２１２のいずれかの媒体流通層に導入され、熱交換器２３１を経て、排気ガス２３２として排出される。熱交換器２３１には、空気等からなるガス２３３が導入され、媒体流通層を出た水蒸気ガス２３０により温められたガス２３３は、水蒸気余熱用ガス２３４として使用され、図示しない熱交換器を介して水蒸気を予熱する。このガスは、所定の設備等を加熱する他の用途に用いられてもよい。 A pipe through which water vapor gas 230 containing water vapor as a heating medium passes is provided with switching valves 244 , 245 , 247 and 248 , and water vapor gas 230 passes through either the first structure 211 or the second structure 212 . It is introduced into the medium flow layer, passes through the heat exchanger 231 and is discharged as exhaust gas 232 . A gas 233 made of air or the like is introduced into the heat exchanger 231, and the gas 233 heated by the steam gas 230 exiting the medium flow layer is used as a steam preheating gas 234, and is passed through a heat exchanger (not shown). to preheat the steam. This gas may be used for other purposes such as heating predetermined equipment.

加熱媒体としての水蒸気ガス２３０は、第１の構造体２１１及び第２の構造体２１２のうち、二酸化炭素の放出を行う構造体に流通させる。加熱媒体により構造体を加熱することによって構造体の温度を高くして、アミン化合物に吸収させた二酸化炭素を放出させる。 A water vapor gas 230 as a heating medium is passed through the structure that releases carbon dioxide out of the first structure 211 and the second structure 212 . By heating the structure with a heating medium, the temperature of the structure is raised to release the carbon dioxide absorbed by the amine compound.

冷却媒体としての水を含む冷却水２３５が通過する配管は、切り替えバルブ２５２、２５３、２４７、２４８を備えており、冷却水２３５は、第１の構造体２１１又は第２の構造体２１２のいずれかの媒体流通層に導入され、熱交換器２３１を経て、排水２３６として排出される。 A pipe through which cooling water 235 containing water as a cooling medium passes is provided with switching valves 252, 253, 247, and 248, and cooling water 235 is supplied to either the first structure 211 or the second structure 212. It is introduced into the medium flow layer, passes through the heat exchanger 231 and is discharged as waste water 236 .

冷却媒体としての冷却水２３５は、第１の構造体２１１及び第２の構造体２１２のうち、二酸化炭素の吸収を行う構造体に流通させる。冷却媒体により構造体を冷却することによって構造体の温度を低くすることにより、二酸化炭素の吸収時の発熱反応による構造体の温度上昇を抑制して、アミン化合物の蒸発を防ぎ、二酸化炭素の吸収／放出量の減少を防止することができる。 Cooling water 235 as a cooling medium is passed through the structure that absorbs carbon dioxide among the first structure 211 and the second structure 212 . By lowering the temperature of the structure by cooling the structure with a cooling medium, the temperature rise of the structure due to the exothermic reaction during the absorption of carbon dioxide is suppressed, the evaporation of the amine compound is prevented, and the absorption of carbon dioxide. / It is possible to prevent a decrease in the amount of release.

第１の構造体２１１と第２の構造体２１２は２経路の媒体流通管で連結されている。
第１の構造体２１１の媒体流通層の一方の端部を第１端部２１５とし、媒体流通層の他方の端部を第２端部２１６とする。
第２の構造体２１２の媒体流通層の一方の端部を第３端部２１７とし、媒体流通層の他方の端部を第４端部２１８とする。 The first structure 211 and the second structure 212 are connected by a two-way medium flow pipe.
One end of the medium distribution layer of the first structure 211 is referred to as a first end 215 and the other end of the medium distribution layer is referred to as a second end 216 .
One end of the medium flow layer of the second structure 212 is a third end 217 and the other end of the medium flow layer is a fourth end 218 .

第１の構造体２１１の媒体流通層の第２端部２１６と第２の構造体２１２の媒体流通層の第３端部２１７を連結する媒体流通管を第１の媒体流通管２６１とする。
第１の構造体２１１の媒体流通層の第１端部２１５と第２の構造体２１２の媒体流通層の第４端部２１８を連結する媒体流通管を第２の媒体流通管２６２とする。
第１の媒体流通管２６１及び第２の媒体流通管２６２は配管であり、図２に示す他の配管と同様の配管とすることができるが、図２にはこの２本の配管の位置を明確に示すために他の配管とは異なるハッチングで示している。 A medium flow pipe connecting the second end 216 of the medium flow layer of the first structure 211 and the third end 217 of the medium flow layer of the second structure 212 is referred to as a first medium flow pipe 261 .
A medium flow pipe connecting the first end 215 of the medium flow layer of the first structure 211 and the fourth end 218 of the medium flow layer of the second structure 212 is referred to as a second medium flow pipe 262 .
The first medium flow pipe 261 and the second medium flow pipe 262 are pipes and can be the same pipes as the other pipes shown in FIG. For clarity, hatching is different from other pipes.

第１の媒体流通管２６１及び第２の媒体流通管２６２は、冷却媒体又は加熱媒体を流通させる配管である。
冷却媒体は流入先の構造体を冷却する媒体であり、水を使用することが好ましい。
冷却媒体は二酸化炭素の吸収を行う構造体に流通させる。
加熱媒体は流入先の構造体を加熱する媒体であり、水蒸気を使用することが好ましい。
加熱体は二酸化炭素の放出を行う構造体に流通させる。 The first medium circulation pipe 261 and the second medium circulation pipe 262 are pipes for circulating a cooling medium or a heating medium.
The cooling medium is a medium for cooling the structure to which it flows, and water is preferably used.
A cooling medium is passed through a structure that absorbs carbon dioxide.
The heating medium is a medium for heating the structure to which it flows, and it is preferable to use water vapor.
The heating element is passed through a structure that releases carbon dioxide.

第１の媒体流通管２６１及び第２の媒体流通管２６２に流通させる媒体の種類及び媒体の流れる向きはそれぞれ変更することが可能である。媒体の種類及び媒体の流れる向きを変更する場合の具体例については後述する。 The type of medium to be circulated in the first medium circulation pipe 261 and the second medium circulation pipe 262 and the direction of flow of the medium can be changed. A specific example of changing the type of medium and the direction in which the medium flows will be described later.

また、第１の媒体流通管２６１の途中に、加熱／冷却機構２６３を設けることが好ましい。
また、第２の媒体流通管２６２の途中に、加熱／冷却機構２６４を設けることが好ましい。
加熱媒体を流通させる場合に、加熱媒体の温度が、二酸化炭素の放出を行う構造体を加熱するためには充分に高くない場合は、加熱媒体を加熱機構で加熱した後に二酸化炭素の放出を行う構造体に導入することで、二酸化炭素の放出を適切に実施することができる。
冷却媒体を流通させる場合に、冷却媒体の温度が、二酸化炭素の吸収を行う構造体を冷却するためには充分に低くない場合は、冷却媒体を冷却機構で冷却した後に二酸化炭素の吸収を行う構造体に導入することで、アミン化合物の蒸発をより効果的に防ぎ、二酸化炭素の吸収を適切に実施することができる。 A heating/cooling mechanism 263 is preferably provided in the middle of the first medium flow pipe 261 .
A heating/cooling mechanism 264 is preferably provided in the middle of the second medium flow pipe 262 .
When the heating medium is circulated, if the temperature of the heating medium is not high enough to heat the structure that releases carbon dioxide, the heating medium is heated by the heating mechanism before the carbon dioxide is released. By introducing it into the structure, the release of carbon dioxide can be properly carried out.
When a cooling medium is circulated, if the temperature of the cooling medium is not sufficiently low to cool the structure that absorbs carbon dioxide, carbon dioxide is absorbed after cooling the cooling medium with a cooling mechanism. By introducing it into the structure, evaporation of the amine compound can be prevented more effectively, and carbon dioxide can be properly absorbed.

加熱機構としてはヒーターなどを使用することができる。冷却機構としてはチラー、放熱フィンなどを使用することができる。加熱機構及び冷却機構としては、ヒートポンプのように流通する媒体の圧縮膨張を利用した装置であってもよい。 A heater or the like can be used as the heating mechanism. A chiller, heat radiation fins, or the like can be used as the cooling mechanism. The heating mechanism and the cooling mechanism may be a device such as a heat pump that utilizes compression and expansion of a flowing medium.

以下に、本発明の二酸化炭素回収システムを用いた本発明の二酸化炭素回収方法の例について説明する。
本発明の二酸化炭素回収方法は、アミン化合物が担持され、二酸化炭素の吸脱着を行う反応層と、上記反応層を加熱する加熱媒体又は上記反応層を冷却する冷却媒体が流通する媒体流通層と、が交互に積層されてなる構造体を用いた二酸化炭素回収方法であって、二酸化炭素含有ガスを上記反応層に導入して二酸化炭素を上記反応層に吸収させる二酸化炭素吸収工程と、上記反応層を加熱して二酸化炭素を上記反応層から放出させる二酸化炭素放出工程と、を行い、上記二酸化炭素吸収工程において、上記媒体流通層に冷却媒体を流通させることにより上記反応層を冷却し、上記二酸化炭素放出工程において、上記媒体流通層に加熱媒体を流通させることにより上記反応層を加熱する、ことを特徴とする。 An example of the carbon dioxide recovery method of the present invention using the carbon dioxide recovery system of the present invention will be described below.
The carbon dioxide recovery method of the present invention comprises a reaction layer that carries an amine compound and adsorbs and desorbs carbon dioxide, and a medium flow layer through which a heating medium for heating the reaction layer or a cooling medium for cooling the reaction layer flows. , is a carbon dioxide recovery method using a structure in which are alternately laminated, a carbon dioxide absorption step of introducing a carbon dioxide-containing gas into the reaction layer to absorb carbon dioxide into the reaction layer; a carbon dioxide release step of heating the layer to release carbon dioxide from the reaction layer, and in the carbon dioxide absorption step, cooling the reaction layer by circulating a cooling medium through the medium circulation layer, In the carbon dioxide release step, the reaction layer is heated by circulating a heating medium through the medium circulation layer.

二酸化炭素吸収工程では、二酸化炭素含有ガスを反応層に導入して二酸化炭素を回収する。
二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０が第１の構造体２１１の反応層に導入され、二酸化炭素が吸着・吸収された後、煙突２１３を通過して排出される。
二酸化炭素吸収工程では、第１の構造体２１１の媒体流通層に冷却媒体を流通させることにより第１の構造体２１１を冷却する。
第１の構造体２１１の媒体流通層に流通させる冷却媒体は、切り替えバルブ２５２を開にすることにより導入された冷却水２３５であってもよく、第１の媒体流通管２６１又は第２の媒体流通管２６２から媒体流通層に流入させた冷却媒体であってもよい。 In the carbon dioxide absorption step, carbon dioxide is recovered by introducing a carbon dioxide-containing gas into the reaction layer.
A carbon dioxide (CO 2 )-containing gas 210 is introduced into the reaction layer of the first structure 211 and is discharged through a chimney 213 after the carbon dioxide is adsorbed and absorbed.
In the carbon dioxide absorption step, the first structure 211 is cooled by circulating the cooling medium through the medium circulation layer of the first structure 211 .
The cooling medium to be circulated in the medium circulation layer of the first structure 211 may be the cooling water 235 introduced by opening the switching valve 252, or may be the first medium circulation pipe 261 or the second medium circulation pipe 261. A cooling medium that flows into the medium circulation layer from the circulation pipe 262 may be used.

また、二酸化炭素吸収工程において、媒体流通層に流通させる冷却媒体の温度が１０～５０℃であることが好ましい。
冷却媒体の温度を上記範囲とすると、構造体の温度をアミン化合物による二酸化炭素の吸収により適した温度域に調節することができる。 Moreover, in the carbon dioxide absorption step, the temperature of the cooling medium to be circulated in the medium circulation layer is preferably 10 to 50°C.
When the temperature of the cooling medium is within the above range, the temperature of the structure can be adjusted to a temperature range more suitable for absorption of carbon dioxide by the amine compound.

第１の構造体２１１の反応層において二酸化炭素（ＣＯ２）の吸収率が減少してくると、切り替えバルブ２４０、２４１、２５０、２５１が操作され、二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０は、第２の構造体２１２の反応層に導入される。二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０は、二酸化炭素が吸着・吸収された後、煙突２１３を通過して排出される。
二酸化炭素吸収工程では、第２の構造体２１２の媒体流通層に冷却媒体を流通させることにより第２の構造体２１２を冷却する。
第２の構造体２１２の媒体流通層に流通させる冷却媒体は、切り替えバルブ２５３を開にすることにより導入された冷却水２３５であってもよく、第１の媒体流通管２６１又は第２の媒体流通管２６２から媒体流通層に流入させた冷却媒体であってもよい。 When the carbon dioxide (CO 2 ) absorption rate decreases in the reaction layer of the first structure 211, the switching valves 240, 241, 250, 251 are operated, and the carbon dioxide (CO 2 )-containing gas 210 is It is introduced into the reaction layer of the second structure 212 . Carbon dioxide (CO 2 )-containing gas 210 is discharged through chimney 213 after carbon dioxide is adsorbed and absorbed.
In the carbon dioxide absorption step, the second structure 212 is cooled by circulating the cooling medium through the medium circulation layer of the second structure 212 .
The cooling medium to be circulated in the medium circulation layer of the second structure 212 may be the cooling water 235 introduced by opening the switching valve 253, the first medium circulation pipe 261 or the second medium circulation pipe 261. A cooling medium that flows into the medium circulation layer from the circulation pipe 262 may be used.

第２の構造体２１２で二酸化炭素を吸収すると同時に、二酸化炭素が充分に吸着・吸収された第１の構造体２１１では二酸化炭素放出工程を行う。
二酸化炭素放出工程では、媒体流通層に加熱媒体を流通させることにより反応層を加熱して二酸化炭素を反応層から放出させる。
第１の構造体２１１の媒体流通層に流通させる加熱媒体は、切り替えバルブ２４４を開にすることにより導入された水蒸気ガス２３０であってもよく、第１の媒体流通管２６１又は第２の媒体流通管２６２から媒体流通層に流入させた加熱媒体であってもよい。 At the same time as carbon dioxide is absorbed by the second structure 212, a carbon dioxide release process is performed in the first structure 211 in which carbon dioxide is sufficiently adsorbed and absorbed.
In the carbon dioxide release step, a heating medium is passed through the medium circulation layer to heat the reaction layer and release carbon dioxide from the reaction layer.
The heating medium to be circulated in the medium circulation layer of the first structure 211 may be the water vapor gas 230 introduced by opening the switching valve 244, the first medium circulation pipe 261 or the second medium. The heating medium may be flowed into the medium circulation layer from the circulation pipe 262 .

また、二酸化炭素放出工程において、媒体流通層に流通させる加熱媒体の温度が６０～２２０℃であることが好ましい。
加熱媒体の温度を上記範囲とすると、構造体の温度をアミン化合物による二酸化炭素の放出により適した温度域に調節することができる。 Further, in the carbon dioxide release step, the temperature of the heating medium to be circulated in the medium circulation layer is preferably 60 to 220°C.
When the temperature of the heating medium is within the above range, the temperature of the structure can be adjusted to a temperature range more suitable for release of carbon dioxide by the amine compound.

反応層から放出された二酸化炭素は、切り替えバルブ２４９を開にすることにより第１の構造体２１１の反応層に導入された二酸化炭素回収用ガス２２０とともに、ポンプ２２１に導入され、ポンプ２２１を出た後、二酸化炭素（ＣＯ２）２２２として貯蔵され、発電機等で発生した二酸化炭素が回収されることとなる。 The carbon dioxide released from the reaction layer is introduced into the pump 221 together with the carbon dioxide recovering gas 220 introduced into the reaction layer of the first structure 211 by opening the switching valve 249, and is discharged from the pump 221. After that, it is stored as carbon dioxide (CO 2 ) 222, and the carbon dioxide generated by the power generator or the like is recovered.

第１の構造体２１１において、上記の二酸化炭素の回収操作が行われている間に、第２の構造体２１２の反応層において、二酸化炭素が充分に吸着・吸収される。
すなわち、二酸化炭素吸収工程と二酸化炭素放出工程は同時に行われる。一方の構造体は二酸化炭素吸収工程が行われる構造体となり、他方の構造体は二酸化炭素放出工程が行われる構造体となる。 In the first structure 211 , carbon dioxide is sufficiently adsorbed and absorbed in the reaction layer of the second structure 212 while the carbon dioxide recovery operation is being performed.
That is, the carbon dioxide absorption step and the carbon dioxide release step are performed simultaneously. One structure will be the structure in which the carbon dioxide absorption process is performed and the other structure will be the structure in which the carbon dioxide release process will be performed.

各切り替えバルブを再び操作することにより、二酸化炭素含有ガス２１０及び冷却媒体が第１の構造体２１１に導入され、第１の構造体で二酸化炭素吸収工程が行われる。一方、第２の構造体２１２には加熱媒体及び二酸化炭素回収用ガスが導入され、二酸化炭素回収工程が行われる。
上記の二酸化炭素の吸着・吸収及び脱着・放出の操作を、第１の構造体２１１と第２の構造体２１２との間で交互に繰り返すことにより、二酸化炭素の回収を効率的に行うことができる。 By operating the respective switching valves again, the carbon dioxide-containing gas 210 and the cooling medium are introduced into the first structure 211 and the carbon dioxide absorption process is performed in the first structure. On the other hand, a heating medium and a carbon dioxide recovery gas are introduced into the second structure 212 to perform a carbon dioxide recovery step.
By alternately repeating the operations of adsorption/absorption and desorption/release of carbon dioxide between the first structure 211 and the second structure 212, carbon dioxide can be efficiently recovered. can.

第１の構造体及び第２の構造体を備える二酸化炭素回収システムを用いた二酸化炭素回収方法における、媒体流通管を通じた冷却媒体と加熱媒体の流通について説明する。
下記に説明する二酸化炭素回収方法は、上記構造体を少なくとも２つ用いた二酸化炭素回収方法であって、上記二酸化炭素吸収工程において、一の上記構造体の上記媒体流通層に冷却媒体を流通させることにより上記一の構造体の上記反応層を冷却しつつ二酸化炭素を上記反応層に吸収させ、上記二酸化炭素放出工程において、他の上記構造体の上記媒体流通層に加熱媒体を流通させることにより上記他の構造体の上記反応層を加熱して上記反応層から二酸化炭素を放出させて回収する第一の二酸化炭素回収工程と、上記第一の二酸化炭素回収工程の後、上記一の構造体と上記他の構造体の役割を入れ替える切替工程と、上記二酸化炭素吸収工程において、上記他の構造体の上記媒体流通層に冷却媒体を流通させることにより上記他の構造体の上記反応層を冷却しつつ二酸化炭素を上記反応層に吸収させ、上記二酸化炭素放出工程において、上記一の構造体の上記媒体流通層に加熱媒体を流通させることにより上記一の構造体の上記反応層を加熱して上記反応層から二酸化炭素を放出させて回収する、第二の二酸化炭素回収工程と、を行う方法である。 The circulation of the cooling medium and the heating medium through the medium circulation pipe in the carbon dioxide recovery method using the carbon dioxide recovery system provided with the first structure and the second structure will be described.
The carbon dioxide recovery method described below is a carbon dioxide recovery method using at least two of the structures, wherein in the carbon dioxide absorption step, a cooling medium is circulated through the medium circulation layer of one of the structures. Thus, the reaction layer of the one structure is cooled while absorbing carbon dioxide into the reaction layer, and in the carbon dioxide releasing step, the heating medium is circulated through the medium circulation layer of the other structure. a first carbon dioxide recovery step of heating the reaction layer of the other structure to release and recover carbon dioxide from the reaction layer; and after the first carbon dioxide recovery step, the one structure and in the carbon dioxide absorption step, cooling the reaction layer of the other structure by circulating a cooling medium through the medium circulation layer of the other structure. while absorbing carbon dioxide into the reaction layer, and in the carbon dioxide release step, the reaction layer of the one structure is heated by circulating a heating medium through the medium circulation layer of the one structure. and a second carbon dioxide recovery step of releasing and recovering carbon dioxide from the reaction layer.

また、下記に説明する二酸化炭素回収方法において、上記第一の二酸化炭素回収工程では、上記一の構造体の上記媒体流通層に流入させた冷却媒体が加熱されて流出し、上記他の構造体の上記媒体流通層に加熱媒体として流入され、上記他の構造体の上記媒体流通層に流入させた加熱媒体が冷却されて流出し、上記一の構造体の上記媒体流通層に冷却媒体として流入されるように媒体を循環させ、かつ、上記第二の二酸化炭素回収工程では、上記他の構造体の上記媒体流通層に流入させた冷却媒体が加熱されて流出し、上記一の構造体の上記媒体流通層に加熱媒体として流入され、上記一の構造体の上記媒体流通層に流入させた加熱媒体が冷却されて流出し、上記他の構造体の上記媒体流通層に冷却媒体として流入されるように媒体を循環させる。 Further, in the carbon dioxide recovery method described below, in the first carbon dioxide recovery step, the cooling medium that has flowed into the medium flow layer of the one structure is heated and flows out, and the cooling medium flows out of the other structure. The heating medium flows as a heating medium into the medium flow layer of the other structure, is cooled and flows out, and flows into the medium flow layer of the one structure as a cooling medium. and in the second carbon dioxide recovery step, the cooling medium that has flowed into the medium circulation layer of the other structure is heated and flows out, and the cooling medium of the one structure The heating medium flowed into the medium flow layer as a heating medium, flowed into the medium flow layer of the one structure, is cooled, flows out, and flows into the medium flow layer of the other structure as a cooling medium. Circulate the medium so that

図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、媒体流通管を通じた冷却媒体と加熱媒体の流通形態の一例を示す模式図である。
これらの図面には第１の構造体２１１の媒体流通層の第１端部２１５及び第２端部２１６並びに第２の構造体２１２の媒体流通層の第３端部２１７及び第４端部２１８を示している。そして、第２端部２１６と第３端部２１７を連結する第１の媒体流通管２６１と、第１端部２１５と第４端部２１８を連結する第２の媒体流通管２６２とを示している。
第１の媒体流通管２６１と第２の媒体流通管２６２には冷却媒体又は加熱媒体を流通させるが、媒体流通管を流れる加熱媒体と冷却媒体を異なるハッチングで示している。
また、媒体流通管を流れる加熱媒体と冷却媒体の向きを、媒体流通管の形状に沿った矢印で示している。 3A, 3B, and 3C are schematic diagrams showing an example of a flow form of a cooling medium and a heating medium through medium flow pipes.
These figures show a first end 215 and a second end 216 of the medium flow layer of the first structure 211 and a third end 217 and a fourth end 218 of the medium flow layer of the second structure 212 . is shown. A first medium flow pipe 261 connecting the second end portion 216 and the third end portion 217, and a second medium flow pipe 262 connecting the first end portion 215 and the fourth end portion 218 are shown. there is
A cooling medium or a heating medium flows through the first medium circulation pipe 261 and the second medium circulation pipe 262, and the heating medium and the cooling medium flowing through the medium circulation pipe are indicated by different hatching.
Also, the directions of the heating medium and the cooling medium flowing through the medium circulation pipe are indicated by arrows along the shape of the medium circulation pipe.

図３Ａには、第１の構造体２１１で二酸化炭素吸収工程を行い、第２の構造体２１２で二酸化炭素放出工程を行う状態を示している。
この工程を第一の二酸化炭素回収工程とする。
第１の構造体２１１の反応層に二酸化炭素が流入する。第２の媒体流通管２６２には冷却媒体が流通し、第１の構造体２１１の媒体流通層の第１端部２１５から冷却媒体が第１の構造体２１１の媒体流通層に流入する。
第１の構造体２１１の媒体流通層に流入した冷却媒体が第１の構造体２１１の反応層を冷却する。冷却媒体は第１の構造体２１１で加熱されて第１の構造体２１１の媒体流通層の第２端部２１６から第１の媒体流通管２６１に流出する。 FIG. 3A shows a state in which the first structure 211 performs the carbon dioxide absorption process and the second structure 212 performs the carbon dioxide release process.
This step is referred to as the first carbon dioxide recovery step.
Carbon dioxide flows into the reaction layer of the first structure 211 . A cooling medium flows through the second medium flow pipe 262 and flows into the medium flow layer of the first structure 211 from the first end 215 of the medium flow layer of the first structure 211 .
The cooling medium that has flowed into the medium circulation layer of the first structure 211 cools the reaction layer of the first structure 211 . The cooling medium is heated by the first structure 211 and flows out from the second end 216 of the medium flow layer of the first structure 211 to the first medium flow pipe 261 .

第１の媒体流通管２６１に流出した媒体は、第１の構造体２１１で加熱されているので加熱媒体となる。そして、第１の媒体流通管２６１を流通し、第２の構造体２１２の媒体流通層の第３端部２１７から加熱媒体として第２の構造体２１２の媒体流通層に流入する。
第２の構造体２１２の媒体流通層に流入した加熱媒体が第２の構造体２１２の反応層を加熱する。この加熱により第２の構造体２１２の反応層から二酸化炭素が放出される。加熱媒体は第２の構造体２１２で冷却されて第２の構造体２１２の媒体流通層の第４端部２１８から第２の媒体流通管２６２に流出する。
第２の媒体流通管２６２に流出した媒体は第２の構造体２１２で冷却されているので冷却媒体となり、再び第２の媒体流通管２６２を流通して第１の構造体２１１の媒体流通層の第１端部２１５から冷却媒体として第１の構造体２１１の媒体流通層に流入する。 The medium that has flowed out to the first medium flow pipe 261 is heated by the first structure 211 and thus becomes a heating medium. Then, it flows through the first medium circulation pipe 261 and flows into the medium circulation layer of the second structure 212 as a heating medium from the third end portion 217 of the medium circulation layer of the second structure 212 .
The heating medium flowing into the medium circulation layer of the second structure 212 heats the reaction layer of the second structure 212 . This heating releases carbon dioxide from the reaction layer of the second structure 212 . The heating medium is cooled in the second structure 212 and flows out from the fourth end 218 of the medium flow layer of the second structure 212 to the second medium flow pipe 262 .
The medium that has flowed out to the second medium flow pipe 262 is cooled by the second structure 212 and becomes a cooling medium. flows into the medium flow layer of the first structure 211 as a cooling medium from the first end 215 of the .

図３Ｂ及び図３Ｃには、第１の構造体２１１で二酸化炭素放出工程を行い、第２の構造体２１２で二酸化炭素吸収工程を行う状態を示している。
この工程を第二の二酸化炭素回収工程とする。
図３Ａに示す第一の二酸化炭素回収工程の後、第１の構造体２１１と第２の構造体２１２の役割を入れ替える切替工程を行う。 3B and 3C show a state in which the first structure 211 performs the carbon dioxide release process and the second structure 212 performs the carbon dioxide absorption process.
This step is referred to as a second carbon dioxide recovery step.
After the first carbon dioxide recovery step shown in FIG. 3A, a switching step of switching the roles of the first structure 211 and the second structure 212 is performed.

図３Ｂには、第１の構造体と第２の構造体の間を循環する媒体の流れる向きを逆転させることにより、第１の構造体と第２の構造体の役割を入れ替えた状態を示している。
図３Ａに示す状態と同様に、第１の媒体流通管２６１には加熱媒体が流れ、第２の媒体流通管２６２には冷却媒体が流れる。
図３Ａに示す第一の二酸化炭素回収工程に対して、図３Ｂに示す第二の二酸化炭素回収工程では加熱媒体及び冷却媒体の流れる向きが反対になっている。 FIG. 3B shows a state in which the roles of the first structure and the second structure are reversed by reversing the flow direction of the medium circulating between the first structure and the second structure. ing.
As in the state shown in FIG. 3A , the heating medium flows through the first medium circulation pipe 261 and the cooling medium flows through the second medium circulation pipe 262 .
In the second carbon dioxide recovery step shown in FIG. 3B, the direction of flow of the heating medium and the cooling medium is opposite to the first carbon dioxide recovery step shown in FIG. 3A.

第二の二酸化炭素回収工程では、第２の構造体２１２の反応層に二酸化炭素が流入する。第２の媒体流通管２６２には冷却媒体が流通し、第２の構造体２１２の媒体流通層の第４端部２１８から冷却媒体が第２の構造体２１２の媒体流通層に流入する。
第２の構造体２１２の媒体流通層に流入した冷却媒体が第２の構造体２１２の反応層を冷却する。冷却媒体は第２の構造体２１２で加熱されて第２の構造体２１２の媒体流通層の第３端部２１７から第１の媒体流通管２６１に流出する。 In the second carbon dioxide recovery step, carbon dioxide flows into the reaction layer of the second structure 212 . The cooling medium flows through the second medium flow pipe 262 and flows into the medium flow layer of the second structure 212 from the fourth end 218 of the medium flow layer of the second structure 212 .
The cooling medium that has flowed into the medium circulation layer of the second structure 212 cools the reaction layer of the second structure 212 . The cooling medium is heated by the second structure 212 and flows out from the third end 217 of the medium flow layer of the second structure 212 to the first medium flow pipe 261 .

第１の媒体流通管２６１に流出した媒体は、第２の構造体２１２で加熱されているので加熱媒体となる。そして、第１の媒体流通管２６１を流通し、第１の構造体２１１の媒体流通層の第２端部２１６から加熱媒体として第１の構造体２１１の媒体流通層に流入する。
第１の構造体２１１の媒体流通層に流入した加熱媒体が第１の構造体２１１の反応層を加熱する。この加熱により第１の構造体２１１の反応層から二酸化炭素が放出される。加熱媒体は第１の構造体２１１で冷却されて第１の構造体２１１の媒体流通層の第１端部２１５から第２の媒体流通管２６２に流出する。
第２の媒体流通管２６２に流出した媒体は第１の構造体２１１で冷却されているので冷却媒体となり、再び第２の媒体流通管２６２を流通して第２の構造体２１２の媒体流通層の第４端部２１８から冷却媒体として第２の構造体２１２の媒体流通層に流入する。 The medium that has flowed out to the first medium flow pipe 261 is heated by the second structure 212 and thus becomes a heating medium. Then, the heating medium flows through the first medium circulation pipe 261 and flows into the medium circulation layer of the first structure 211 as a heating medium from the second end portion 216 of the medium circulation layer of the first structure 211 .
The heating medium flowing into the medium circulation layer of the first structure 211 heats the reaction layer of the first structure 211 . Carbon dioxide is released from the reaction layer of the first structure 211 by this heating. The heating medium is cooled in the first structure 211 and flows out from the first end 215 of the medium circulation layer of the first structure 211 to the second medium circulation pipe 262 .
The medium that has flowed out to the second medium flow pipe 262 is cooled by the first structure 211 and thus becomes a cooling medium. from the fourth end 218 of the second structure 212 into the medium flow layer of the second structure 212 as a cooling medium.

図３Ｃには、第１の構造体と第２の構造体の間を循環する媒体の種類を変えることにより、第１の構造体と第２の構造体の役割を入れ替えた状態を示している。
図３Ａ及び図３Ｂに示す状態とは異なり、第１の媒体流通管２６１には冷却媒体が流れ、第２の媒体流通管２６２には加熱媒体が流れる。
図３Ａに示す第一の二酸化炭素回収工程に対して、図３Ｃに示す第二の二酸化炭素回収工程では第１の媒体流通管及び第２の媒体流通管のそれぞれを流れる媒体の流れる向きは同じになっている。 FIG. 3C shows a state in which the roles of the first structure and the second structure are switched by changing the type of medium circulating between the first structure and the second structure. .
Unlike the state shown in FIGS. 3A and 3B , the cooling medium flows through the first medium circulation pipe 261 and the heating medium flows through the second medium circulation pipe 262 .
In contrast to the first carbon dioxide recovery step shown in FIG. 3A, in the second carbon dioxide recovery step shown in FIG. It has become.

第二の二酸化炭素回収工程では、第２の構造体２１２の反応層に二酸化炭素が流入する。第１の媒体流通管２６１には冷却媒体が流通し、第２の構造体２１２の媒体流通層の第３端部２１７から冷却媒体が第２の構造体２１２の媒体流通層に流入する。
第２の構造体２１２の媒体流通層に流入した冷却媒体が第２の構造体２１２の反応層を冷却する。冷却媒体は第２の構造体２１２で加熱されて第２の構造体２１２の媒体流通層の第４端部２１８から第２の媒体流通管２６２に流出する。 In the second carbon dioxide recovery step, carbon dioxide flows into the reaction layer of the second structure 212 . A cooling medium flows through the first medium flow pipe 261 and flows into the medium flow layer of the second structure 212 from the third end 217 of the medium flow layer of the second structure 212 .
The cooling medium that has flowed into the medium circulation layer of the second structure 212 cools the reaction layer of the second structure 212 . The cooling medium is heated in the second structure 212 and flows out from the fourth end 218 of the medium flow layer of the second structure 212 to the second medium flow pipe 262 .

第２の媒体流通管２６２に流出した媒体は、第２の構造体２１２で加熱されているので加熱媒体となる。そして、第２の媒体流通管２６２を流通し、第１の構造体２１１の媒体流通層の第１端部２１５から加熱媒体として第１の構造体２１１の媒体流通層に流入する。
第１の構造体２１１の媒体流通層に流入した加熱媒体が第１の構造体２１１の反応層を加熱する。この加熱により第１の構造体２１１の反応層から二酸化炭素が放出される。加熱媒体は第１の構造体２１１で冷却されて第１の構造体２１１の媒体流通層の第２端部２１６から第１の媒体流通管２６１に流出する。
第１の媒体流通管２６１に流出した媒体は第１の構造体２１１で冷却されているので冷却媒体となり、再び第１の媒体流通管２６１を流通して第２の構造体２１２の媒体流通層の第３端部２１７から冷却媒体として第２の構造体２１２の媒体流通層に流入する。 The medium that has flowed out to the second medium flow pipe 262 is heated by the second structure 212 and thus becomes a heating medium. Then, it flows through the second medium circulation pipe 262 and flows into the medium circulation layer of the first structure 211 as a heating medium from the first end portion 215 of the medium circulation layer of the first structure 211 .
The heating medium flowing into the medium circulation layer of the first structure 211 heats the reaction layer of the first structure 211 . Carbon dioxide is released from the reaction layer of the first structure 211 by this heating. The heating medium is cooled by the first structure 211 and flows out from the second end 216 of the medium circulation layer of the first structure 211 to the first medium circulation pipe 261 .
The medium that has flowed out to the first medium flow pipe 261 is cooled by the first structure 211 and becomes a cooling medium. flows into the medium flow layer of the second structure 212 from the third end 217 of the second structure 212 as a cooling medium.

上記の方法により媒体を循環させるようにすると、同じ媒体を繰り返し使用することができるので、外部からの媒体の補充を行う必要がない。また、当該媒体の持つ熱を再利用することができるため、構造体の加熱及び冷却を効率よく行うことができる。また、媒体流通管２６１及び媒体流通管２６２の途中にバッファータンクを設置して、媒体の流量を調整してもよい。 If the medium is circulated by the above method, the same medium can be used repeatedly, so there is no need to replenish the medium from the outside. Moreover, since the heat of the medium can be reused, the structure can be efficiently heated and cooled. Also, a buffer tank may be installed in the middle of the medium circulation pipe 261 and the medium circulation pipe 262 to adjust the flow rate of the medium.

媒体流通管に流通させる加熱媒体の温度が反応層を加熱するために充分に高くない場合は、加熱機構により加熱媒体を加熱してもよい。
また、媒体流通管に流通させる冷却媒体の温度が反応層を冷却するために充分に低くない場合は、冷却機構により冷却媒体を冷却してもよい。 If the temperature of the heating medium flowing through the medium flow tube is not high enough to heat the reaction layer, the heating medium may be heated by a heating mechanism.
Moreover, when the temperature of the cooling medium flowing through the medium flow pipe is not sufficiently low for cooling the reaction layer, the cooling medium may be cooled by a cooling mechanism.

また、二酸化炭素吸収工程において媒体流通層に流通させた冷却媒体が反応層から回収した熱を蓄熱し、二酸化炭素放出工程において、媒体流通層に流通させる加熱媒体を加熱する熱源として利用することが好ましい。
上記のように熱を蓄熱し、蓄熱した熱を熱源として利用して加熱媒体を加熱するようにすると、二酸化炭素回収方法全体において熱を効率よく使用することができる。
熱を蓄熱する機能を有する蓄熱部材を、媒体流通管などの媒体が流通する経路に設置しておくことにより、構造体の冷却時に放出させた熱を蓄熱し、構造体の加熱時には蓄熱した熱を放出させることができる。 In addition, the cooling medium circulated in the medium circulation layer in the carbon dioxide absorption step stores the heat recovered from the reaction layer, and in the carbon dioxide release step, it can be used as a heat source for heating the heating medium circulated in the medium circulation layer. preferable.
By storing heat as described above and using the stored heat as a heat source to heat the heating medium, the heat can be used efficiently in the entire carbon dioxide recovery method.
By installing a heat storage member having a function to store heat in a path through which a medium circulates, such as a medium circulation pipe, the heat released when cooling the structure is stored, and the heat stored when the structure is heated. can be released.

これまで、本発明の二酸化炭素回収システムとして構造体を２つ使用する二酸化炭素回収システムについて説明したが、構造体の数が１つであってもよい。
本発明の第２の態様に係る二酸化炭素回収システムは、アミン化合物が担持され、二酸化炭素の吸脱着を行う反応層と、上記反応層を加熱する加熱媒体又は上記反応層を冷却する冷却媒体が流通する媒体流通層と、が交互に積層されてなる構造体と、上記構造体の上記媒体流通層に連結された配管であり、上記媒体流通層に加熱媒体を流入させる加熱媒体流通管と、上記構造体の上記媒体流通層に連結された配管であり、上記媒体流通層に冷却媒体を流入させる冷却媒体流通管と、を備え、上記反応層に二酸化炭素を吸収させる際には上記冷却媒体流通管から冷却媒体を上記媒体流通層に流入させ、上記反応層から二酸化炭素を放出させる際には上記加熱媒体流通管から加熱媒体を上記媒体流通層に流入させる、ことを特徴とする。 So far, the carbon dioxide recovery system using two structures has been described as the carbon dioxide recovery system of the present invention, but the number of structures may be one.
A carbon dioxide recovery system according to a second aspect of the present invention includes a reaction layer that carries an amine compound and adsorbs and desorbs carbon dioxide, and a heating medium that heats the reaction layer or a cooling medium that cools the reaction layer. a structure in which medium flow layers are alternately laminated; a heating medium flow pipe, which is a pipe connected to the medium flow layer of the structure and allows a heating medium to flow into the medium flow layer; a cooling medium flow pipe which is a pipe connected to the medium flow layer of the structure and which allows a cooling medium to flow into the medium flow layer, and when the reaction layer absorbs carbon dioxide, the cooling medium A cooling medium is flowed into the medium flow layer from the flow pipe, and a heating medium is flowed into the medium flow layer from the heating medium flow pipe when releasing carbon dioxide from the reaction layer.

第２の態様に係る二酸化炭素回収システムは、反応層にアミン化合物を担持させた構造体を１つ備える。
構造体としては第１の態様に係る二酸化炭素回収システムで使用する構造体と同様のものを使用することができる。 A carbon dioxide recovery system according to a second aspect includes one structure in which a reaction layer supports an amine compound.
As the structure, the same structure as used in the carbon dioxide recovery system according to the first aspect can be used.

第２の態様に係る二酸化炭素回収システムは、反応層にアミン化合物を担持させた構造体を備える。構造体の媒体流通層には、加熱媒体流通管から加熱媒体を流入させることができる。また、構造体の媒体流通層には、冷却媒体流通管から冷却媒体を流入させることができる。
二酸化炭素の吸収の際には、構造体の温度が高くなり過ぎないことが好ましいので、冷却媒体流通管から冷却媒体を構造体の媒体流通層に流入させて構造体を冷却する。
一方、二酸化炭素の放出の際には、構造体の温度を高くする必要があるので、加熱媒体流通管から加熱媒体を構造体の媒体流通層に流入させて構造体を加熱して二酸化炭素の放出を行う。
二酸化炭素の吸収を行う場合と二酸化炭素の放出を行う場合で構造体に流入させる媒体を異ならせることで、構造体の温度を二酸化炭素の吸収と放出のそれぞれに対して適した温度に保つことができる。そして、二酸化炭素の吸収の際に冷却媒体を使用して構造体を冷却することによって、二酸化炭素の吸収時の発熱反応による構造体の温度上昇を抑制して、アミン化合物の蒸発を防ぎ、二酸化炭素の吸収／放出量の減少を防止することができる。 A carbon dioxide recovery system according to a second aspect includes a structure in which a reaction layer supports an amine compound. A heating medium can flow into the medium distribution layer of the structure from a heating medium distribution pipe. In addition, the cooling medium can flow into the medium distribution layer of the structure from the cooling medium distribution pipe.
Since it is preferable that the temperature of the structure does not become too high when carbon dioxide is absorbed, the structure is cooled by flowing the cooling medium from the cooling medium distribution pipe into the medium distribution layer of the structure.
On the other hand, when releasing carbon dioxide, it is necessary to raise the temperature of the structure. Release.
To keep the temperature of the structure suitable for absorption and release of carbon dioxide by using different media to flow into the structure for carbon dioxide absorption and carbon dioxide release. can be done. Then, by cooling the structure using a cooling medium when carbon dioxide is absorbed, the temperature rise of the structure due to the exothermic reaction during carbon dioxide absorption is suppressed, the evaporation of the amine compound is prevented, and the dioxide is A decrease in carbon absorption/desorption can be prevented.

以下に、本発明の第２の態様に係る二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法について図面を参照して説明する。
図４は、１つの構造体を備えた二酸化炭素回収システムの一例を模式的に示す説明図である。
なお、下記の説明において言及しない構成については図２に示す二酸化炭素回収システムと同様の構成とすることができる。
二酸化炭素回収システム２０１は、構造体２１１を１つ備えている。
図示していないが、この二酸化炭素回収システム２０１に備え付けられた構造体２１１は、複数の反応層と媒体流通層とが互いの流路が交差するように積層されている。 A carbon dioxide recovery system and a carbon dioxide recovery method according to the second aspect of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing an example of a carbon dioxide recovery system provided with one structure.
Note that configurations not mentioned in the following description can be the same as those of the carbon dioxide recovery system shown in FIG.
Carbon dioxide capture system 201 includes one structure 211 .
Although not shown, the structure 211 provided in the carbon dioxide recovery system 201 is formed by laminating a plurality of reaction layers and medium flow layers such that the channels intersect with each other.

二酸化炭素回収システム２０１は、構造体２１１の媒体流通層に連結された配管であり、媒体流通層に加熱媒体を流入させる加熱媒体流通管２７１と、構造体２１１の媒体流通層に連結された配管であり、媒体流通層に冷却媒体を流入させる冷却媒体流通管２７２と、を備えている。
加熱媒体流通管２７１は切り替えバルブ２４４を、冷却媒体流通管２７２は切り替えバルブ２５２をそれぞれ備えており、切り替えバルブ２４４、２５２を切り替えることにより構造体２１１の媒体流通層に加熱媒体又は冷却媒体を択一的に導入できるようになっている。 The carbon dioxide recovery system 201 is a pipe connected to the medium flow layer of the structure 211, and includes a heating medium flow pipe 271 for flowing the heating medium into the medium flow layer and a pipe connected to the medium flow layer of the structure 211. and a cooling medium flow pipe 272 that allows the cooling medium to flow into the medium flow layer.
The heating medium circulation pipe 271 has a switching valve 244, and the cooling medium circulation pipe 272 has a switching valve 252, respectively. It can be introduced on a temporary basis.

加熱媒体流通管２７１には加熱媒体としての水蒸気ガス２３０を流通させる。
冷却媒体流通管２７２には冷却媒体としての冷却水２３５を流通させる。 Steam gas 230 as a heating medium is passed through the heating medium distribution pipe 271 .
Cooling water 235 as a cooling medium is circulated through the cooling medium circulation pipe 272 .

構造体２１１の反応層に二酸化炭素を吸収させる際には冷却媒体流通管２７２から冷却媒体を媒体流通層に流入させる。
冷却媒体としての水を含む冷却水２３５が通過する配管は、切り替えバルブ２５２及び２４７を備えており、冷却水２３５は、構造体２１１の媒体流通層に導入され、熱交換器２３１を経て、排水２３６として排出される。 When the reaction layer of the structure 211 absorbs carbon dioxide, the cooling medium is caused to flow into the medium circulation layer from the cooling medium circulation pipe 272 .
A pipe through which cooling water 235 containing water as a cooling medium passes is equipped with switching valves 252 and 247, and cooling water 235 is introduced into the medium flow layer of structure 211, passes through heat exchanger 231, and is discharged. 236 is discharged.

構造体２１１の反応層に二酸化炭素を吸収させる際に冷却媒体により構造体２１１を冷却することによって構造体の温度を低くすることにより、二酸化炭素の吸収時の発熱反応による構造体の温度上昇を抑制して、アミン化合物の蒸発を防ぎ、二酸化炭素の吸収／放出量の減少を防止することができる。 When the reaction layer of the structure 211 absorbs carbon dioxide, the temperature of the structure is lowered by cooling the structure 211 with the cooling medium, thereby suppressing the temperature rise of the structure due to the exothermic reaction during the absorption of carbon dioxide. It can be inhibited to prevent evaporation of amine compounds and reduce carbon dioxide absorption/emission.

構造体２１１の反応層から二酸化炭素を放出させる際には加熱媒体流通管２７１から加熱媒体を媒体流通層に流入させる。
加熱媒体としての水蒸気ガス２３０が通過する配管は、切り替えバルブ２４４及び２４７を備えており、水蒸気ガス２３０は、構造体２１１の媒体流通層に導入され、熱交換器２３１を経て、排気ガス２３２として排出される。 When releasing carbon dioxide from the reaction layer of the structure 211 , the heating medium is caused to flow into the medium circulation layer from the heating medium circulation pipe 271 .
The piping through which water vapor gas 230 as a heating medium passes is equipped with switching valves 244 and 247, and water vapor gas 230 is introduced into the medium flow layer of structure 211, passes through heat exchanger 231, and is discharged as exhaust gas 232. Ejected.

構造体２１１の反応層から二酸化炭素を放出させる際に加熱媒体により構造体を加熱することによって構造体の温度を高くして、アミン化合物に吸収させた二酸化炭素を放出させる。 When carbon dioxide is released from the reaction layer of the structure 211, the temperature of the structure is increased by heating the structure with a heating medium to release the carbon dioxide absorbed by the amine compound.

第２の態様に係る二酸化炭素回収システムは、加熱媒体流通管に流通させる加熱媒体を加熱する加熱機構をさらに備えていてもよく、冷却媒体流通管に流通させる冷却媒体を冷却する冷却機構をさらに備えていてもよい。
図５は、加熱／冷却機構を備えた二酸化炭素回収システムの一例を模式的に示す説明図である。
なお、下記の説明において言及しない構成については図４に示す二酸化炭素回収システムと同様の構成とすることができる。 The carbon dioxide recovery system according to the second aspect may further include a heating mechanism for heating the heating medium circulated in the heating medium circulation pipe, and a cooling mechanism for cooling the cooling medium circulated in the cooling medium circulation pipe. may be provided.
FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing an example of a carbon dioxide recovery system equipped with a heating/cooling mechanism.
Note that configurations not mentioned in the following description can be the same as those of the carbon dioxide recovery system shown in FIG.

図５に示す二酸化炭素回収システム２０２では、構造体２１１の媒体流通層に連結された配管であり、媒体流通層に加熱媒体を流入させる加熱媒体流通管２７１と、媒体流通層に冷却媒体を流入させる冷却媒体流通管２７２とは同じ配管である。
加熱媒体流通管２７１及び冷却媒体流通管２７２となる配管の上流側に加熱／冷却機構２７３が設けられている。加熱／冷却機構２７３には媒体２３７としての水又は水蒸気が
導入される。 The carbon dioxide recovery system 202 shown in FIG. The cooling medium distribution pipe 272 that allows the cooling medium to flow is the same pipe.
A heating/cooling mechanism 273 is provided on the upstream side of the pipes serving as the heating medium circulation pipe 271 and the cooling medium circulation pipe 272 . Water or steam as medium 237 is introduced into heating/cooling mechanism 273 .

構造体２１１の反応層に二酸化炭素を吸収させる際に媒体流通層に冷却媒体を流通させる場合は加熱／冷却機構２７３を冷却機構として使用して媒体２３７を冷却し、冷却媒体を媒体流通層に流入させる。この場合、媒体流通層に連結された配管は冷却媒体流通管２７２として機能する。 When the cooling medium is passed through the medium circulation layer when the reaction layer of the structure 211 absorbs carbon dioxide, the heating/cooling mechanism 273 is used as a cooling mechanism to cool the medium 237, and the cooling medium is passed through the medium circulation layer. let it flow in. In this case, the pipe connected to the medium distribution layer functions as the cooling medium distribution pipe 272 .

構造体２１１の反応層から二酸化炭素を放出させる際に媒体流通層に加熱媒体を流通させる場合は加熱／冷却機構２７３を加熱機構として使用して媒体２３７を加熱し、加熱媒体を媒体流通層に流入させる。この場合、媒体流通層に連結された配管は加熱媒体流通管２７１として機能する。 When the heating medium is passed through the medium circulation layer when releasing carbon dioxide from the reaction layer of the structure 211, the heating/cooling mechanism 273 is used as a heating mechanism to heat the medium 237, and the heating medium is passed through the medium circulation layer. let it flow in. In this case, the pipe connected to the medium distribution layer functions as the heating medium distribution pipe 271 .

上記に説明した通り、加熱／冷却機構を使用することによって媒体流通層に冷却媒体及び加熱媒体を択一的に流通させることができる。
なお、上記の説明では加熱／冷却機構として加熱機構と冷却機構を共に備える構成として説明したが、加熱機構と冷却機構のうちのいずれか一方のみを設けてもよい。
例えば、媒体２３７を水とし、加熱機構だけを設けておき、冷却媒体を流通させる際には水をそのまま冷却媒体として媒体流通層に流通させるようにする。一方、加熱媒体を流通させる際には加熱機構で水を加熱して水蒸気として、加熱媒体としての水蒸気を媒体流通層に流通させるようにすることができる。
反対に、媒体２３７を水蒸気とし、冷却機構だけを設けておき、加熱媒体を流通させる際には水蒸気をそのまま加熱媒体として媒体流通層に流通させるようにする。一方、冷却媒体を流通させる際には冷却機構で水蒸気を冷却して水として、冷却媒体としての水を媒体流通層に流通させるようにする。 As explained above, the cooling medium and the heating medium can be alternatively flowed through the medium flow layer by using the heating/cooling mechanism.
In the above description, both the heating mechanism and the cooling mechanism are provided as the heating/cooling mechanism, but only one of the heating mechanism and the cooling mechanism may be provided.
For example, water is used as the medium 237, only a heating mechanism is provided, and when the cooling medium is circulated, the water is circulated as it is as the cooling medium in the medium circulation layer. On the other hand, when the heating medium is circulated, water may be heated by the heating mechanism to produce steam, and the steam as the heating medium may be circulated through the medium circulation layer.
On the contrary, water vapor is used as the medium 237, and only a cooling mechanism is provided. On the other hand, when the cooling medium is circulated, the water vapor is cooled by the cooling mechanism into water, and the water as the cooling medium is circulated through the medium circulation layer.

１０ 伝熱体
１１ 貫通孔
１２ 隔壁
２０ ハニカム構造体
２１ 貫通孔
２２ 隔壁
３０ 接着層
１００ 構造体
２００、２０１、２０２ 二酸化炭素回収システム
２１０ 二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス
２１１ 第１の構造体（構造体）
２１２ 第２の構造体
２１３ 煙突
２１４、２３２ 排気ガス
２１５ 第１構造体の媒体流通層の第１端部
２１６ 第１構造体の媒体流通層の第２端部
２１７ 第２構造体の媒体流通層の第３端部
２１８ 第２構造体の媒体流通層の第４端部
２２０ 二酸化炭素（ＣＯ２）回収用ガス
２２１ ポンプ
２２２ 二酸化炭素（ＣＯ２）
２３０ 水蒸気ガス
２３１ 熱交換器
２３３ ガス
２３４ 水蒸気余熱用ガス
２３５ 冷却水
２３６ 排水
２３７ 媒体
２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３ 切り替えバルブ
２６１ 第１の媒体流通管
２６２ 第２の媒体流通管
２６３、２６４、２７３ 加熱／冷却機構
２７１ 加熱媒体流通管
２７２ 冷却媒体流通管 10 Heat transfer body 11 Through hole 12 Partition wall 20 Honeycomb structure 21 Through hole 22 Partition wall 30 Adhesive layer 100 Structures 200, 201, 202 Carbon dioxide recovery system 210 Carbon dioxide (CO 2 ) containing gas 211 First structure (structure body)
212 Second structure 213 Chimney 214, 232 Exhaust gas 215 First end of medium flow layer of first structure 216 Second end of medium flow layer of first structure 217 Medium flow layer of second structure third end 218 of the second structure medium flow layer fourth end 220 carbon dioxide (CO 2 ) recovery gas 221 pump 222 carbon dioxide (CO 2 )
230 steam gas 231 heat exchanger 233 gas 234 steam preheating gas 235 cooling water 236 waste water 237 medium 240, 241, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 253 switching valve 261 first medium circulation pipe 262 second medium circulation pipes 263, 264, 273 heating/cooling mechanism 271 heating medium circulation pipe 272 cooling medium circulation pipe

Claims (21)

アミン化合物が担持され、二酸化炭素の吸脱着を行う反応層と、前記反応層を加熱する加熱媒体又は前記反応層を冷却する冷却媒体が流通する媒体流通層と、が交互に積層されてなる、少なくとも２つの構造体と、
一の前記構造体の前記媒体流通層の一方の端部と他の前記構造体の前記媒体流通層の一方の端部とを連結する媒体流通管、前記一の構造体の前記媒体流通層の他方の端部と前記他の構造体の前記媒体流通層の他方の端部とを連結する媒体流通管、を含む少なくとも２経路の媒体流通管と、を備え、
前記媒体流通管は、冷却媒体又は加熱媒体を流通させる配管であり、
二酸化炭素の吸収を行う一の前記構造体から加熱媒体を一方の媒体流通管に流出させて、二酸化炭素の放出を行う他の前記構造体に加熱媒体を流入させ、同時に、二酸化炭素の放出を行う他の前記構造体から冷却媒体を他方の媒体流通管に流出させて、二酸化炭素の吸収を行う一の前記構造体に冷却媒体を流入させる、ことを特徴とする二酸化炭素回収システム。 A reaction layer that carries an amine compound and adsorbs and desorbs carbon dioxide, and a medium circulation layer through which a heating medium for heating the reaction layer or a cooling medium for cooling the reaction layer flows are alternately laminated. at least two structures;
a medium circulation pipe connecting one end of the medium circulation layer of one structure and one end of the medium circulation layer of the other structure; at least two medium flow pipes including a medium flow pipe connecting the other end and the other end of the medium flow layer of the other structure;
The medium circulation pipe is a pipe for circulating a cooling medium or a heating medium,
A heating medium is caused to flow out from one structure that absorbs carbon dioxide into one medium flow pipe, and a heating medium is caused to flow into the other structure that releases carbon dioxide, and at the same time, carbon dioxide is released. A carbon dioxide recovery system, characterized in that a cooling medium is caused to flow out from the other structure that absorbs carbon dioxide into the other medium flow pipe, and the cooling medium flows into the one structure that absorbs carbon dioxide. 二酸化炭素の吸収を行う構造体から流出させた加熱媒体を加熱する加熱機構をさらに備える請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。 2. The carbon dioxide recovery system according to claim 1, further comprising a heating mechanism for heating the heating medium discharged from the carbon dioxide absorbing structure. 二酸化炭素の放出を行う構造体から流出させた冷却媒体を冷却する冷却機構をさらに備える請求項１又は２に記載の二酸化炭素回収システム。 3. The carbon dioxide recovery system according to claim 1, further comprising a cooling mechanism for cooling the cooling medium discharged from the structure that releases carbon dioxide. アミン化合物が担持され、二酸化炭素の吸脱着を行う反応層と、前記反応層を加熱する加熱媒体又は前記反応層を冷却する冷却媒体が流通する媒体流通層と、が交互に積層されてなる構造体と、
前記構造体の前記媒体流通層に連結された配管であり、前記媒体流通層に加熱媒体を流入させる加熱媒体流通管と、
前記構造体の前記媒体流通層に連結された配管であり、前記媒体流通層に冷却媒体を流入させる冷却媒体流通管と、を備え、
前記反応層に二酸化炭素を吸収させる際には前記冷却媒体流通管から冷却媒体を前記媒体流通層に流入させ、
前記反応層から二酸化炭素を放出させる際には前記加熱媒体流通管から加熱媒体を前記媒体流通層に流入させる、ことを特徴とする二酸化炭素回収システム。 A structure in which an amine compound is supported and a reaction layer that adsorbs and desorbs carbon dioxide and a medium distribution layer in which a heating medium for heating the reaction layer or a cooling medium for cooling the reaction layer flows are alternately laminated. body and
a heating medium flow pipe, which is a pipe connected to the medium flow layer of the structure and causes a heating medium to flow into the medium flow layer;
a cooling medium flow pipe, which is a pipe connected to the medium flow layer of the structure and causes a cooling medium to flow into the medium flow layer;
When the reaction layer absorbs carbon dioxide, a cooling medium is caused to flow into the medium circulation layer from the cooling medium circulation pipe,
A carbon dioxide recovery system, wherein a heating medium is caused to flow into the medium circulation layer from the heating medium circulation pipe when releasing carbon dioxide from the reaction layer. 前記加熱媒体流通管に流通させる加熱媒体を加熱する加熱機構をさらに備える請求項４に記載の二酸化炭素回収システム。 5. The carbon dioxide recovery system according to claim 4, further comprising a heating mechanism for heating the heating medium to be circulated in the heating medium circulation pipe. 前記冷却媒体流通管に流通させる冷却媒体を冷却する冷却機構をさらに備える請求項４又は５に記載の二酸化炭素回収システム。 6. The carbon dioxide recovery system according to claim 4, further comprising a cooling mechanism that cools the cooling medium that flows through the cooling medium distribution pipe. 前記反応層は、基体と、担持体と、担持体に担持されたアミン化合物とからなり、前記基体は、二酸化炭素を含む気体の流通路となる複数の貫通孔が、隔壁を隔てて前記貫通孔の延びる方向に並設されたハニカム構造体からなり、
前記媒体流通層は、加熱媒体又は冷却媒体が流通する一又は複数の貫通孔を有する伝熱体からなり、前記反応層と接着されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。 The reaction layer comprises a substrate, a carrier, and an amine compound supported by the carrier. Composed of honeycomb structures arranged side by side in the direction in which the holes extend,
7. The medium circulation layer according to any one of claims 1 to 6, wherein the medium circulation layer is composed of a heat transfer body having one or more through-holes through which a heating medium or a cooling medium flows, and is adhered to the reaction layer. Carbon dioxide capture system. 前記反応層を構成する前記ハニカム構造体の前記流通路の向きと、前記媒体流通層を構成する前記伝熱体の前記貫通孔の向きとが交差するように、前記反応層と前記媒体流通層が積層されてなる請求項７に記載の二酸化炭素回収システム。 The reaction layer and the medium flow layer are arranged such that the direction of the flow path of the honeycomb structure constituting the reaction layer and the direction of the through hole of the heat conductor constituting the medium flow layer intersect. 8. The carbon dioxide recovery system according to claim 7, wherein the are laminated. 前記反応層の容積と、前記媒体流通層の容積の比が、前記反応層：前記媒体流通層＝６：４～９：１である請求項７又は８に記載の二酸化炭素回収システム。 9. The carbon dioxide recovery system according to claim 7 or 8, wherein the ratio of the volume of said reaction layer to the volume of said medium flow layer is said reaction layer: said medium flow layer=6:4 to 9:1. 前記基体と前記伝熱体の熱伝導率が共に１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である請求項７～９のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。 The carbon dioxide recovery system according to any one of claims 7 to 9, wherein both the substrate and the heat conductor have a thermal conductivity of 10 W/m·K or more. 前記アミン化合物は、吸収した二酸化炭素を６０～２００℃で放出する請求項１～１０のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。 The carbon dioxide recovery system according to any one of claims 1 to 10, wherein the amine compound releases absorbed carbon dioxide at 60 to 200°C. アミン化合物が担持され、二酸化炭素の吸脱着を行う反応層と、前記反応層を加熱する加熱媒体又は前記反応層を冷却する冷却媒体が流通する媒体流通層と、が交互に積層されてなる構造体を用いた二酸化炭素回収方法であって、
二酸化炭素含有ガスを前記反応層に導入して二酸化炭素を前記反応層に吸収させる二酸化炭素吸収工程と、
前記反応層を加熱して二酸化炭素を前記反応層から放出させる二酸化炭素放出工程と、を行い、
前記二酸化炭素吸収工程において、前記媒体流通層に冷却媒体を流通させることにより前記反応層を冷却し、
前記二酸化炭素放出工程において、前記媒体流通層に加熱媒体を流通させることにより前記反応層を加熱する、ことを特徴とする二酸化炭素回収方法。 A structure in which an amine compound is supported and a reaction layer that adsorbs and desorbs carbon dioxide and a medium distribution layer in which a heating medium for heating the reaction layer or a cooling medium for cooling the reaction layer flows are alternately laminated. A carbon dioxide recovery method using a body,
a carbon dioxide absorption step of introducing a carbon dioxide-containing gas into the reaction layer to absorb carbon dioxide into the reaction layer;
a carbon dioxide release step of heating the reaction layer to release carbon dioxide from the reaction layer;
in the carbon dioxide absorption step, cooling the reaction layer by circulating a cooling medium through the medium circulation layer;
The carbon dioxide recovery method, wherein in the carbon dioxide release step, the reaction layer is heated by circulating a heating medium through the medium circulation layer. 前記二酸化炭素吸収工程において、前記媒体流通層に流通させる前記冷却媒体の温度が１０～５０℃である請求項１２に記載の二酸化炭素回収方法。 13. The carbon dioxide recovery method according to claim 12, wherein in the carbon dioxide absorption step, the temperature of the cooling medium circulated in the medium circulation layer is 10 to 50°C. 前記二酸化炭素放出工程において、前記媒体流通層に流通させる前記加熱媒体の温度が６０～２２０℃である請求項１２又は１３に記載の二酸化炭素回収方法。 The method for recovering carbon dioxide according to claim 12 or 13, wherein in the carbon dioxide release step, the temperature of the heating medium circulated in the medium circulation layer is 60 to 220°C. 前記二酸化炭素吸収工程において前記媒体流通層に流通させた前記冷却媒体が前記反応層から回収した熱を蓄熱し、前記二酸化炭素放出工程において、前記媒体流通層に流通させる前記加熱媒体を加熱する熱源として利用する請求項１２～１４のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収方法。 The cooling medium circulated in the medium circulation layer in the carbon dioxide absorption step stores the heat recovered from the reaction layer, and the heat source heats the heating medium circulated in the medium circulation layer in the carbon dioxide release step. The carbon dioxide recovery method according to any one of claims 12 to 14, which is used as a 前記加熱媒体が水蒸気である請求項１２～１５のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収方法。 The carbon dioxide recovery method according to any one of claims 12 to 15, wherein the heating medium is water vapor. 前記冷却媒体が水である請求項１２～１６のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収方法。 The carbon dioxide recovery method according to any one of claims 12 to 16, wherein the cooling medium is water. 前記構造体を少なくとも２つ用いた二酸化炭素回収方法であって、
前記二酸化炭素吸収工程において、一の前記構造体の前記媒体流通層に冷却媒体を流通させることにより前記一の構造体の前記反応層を冷却しつつ二酸化炭素を前記反応層に吸収させ、前記二酸化炭素放出工程において、他の前記構造体の前記媒体流通層に加熱媒体を流通させることにより前記他の構造体の前記反応層を加熱して前記反応層から二酸化炭素を放出させて回収する第一の二酸化炭素回収工程と、
前記第一の二酸化炭素回収工程の後、前記一の構造体と前記他の構造体の役割を入れ替える切替工程と、
前記二酸化炭素吸収工程において、前記他の構造体の前記媒体流通層に冷却媒体を流通させることにより前記他の構造体の前記反応層を冷却しつつ二酸化炭素を前記反応層に吸収させ、前記二酸化炭素放出工程において、前記一の構造体の前記媒体流通層に加熱媒体を流通させることにより前記一の構造体の前記反応層を加熱して前記反応層から二酸化炭素を放出させて回収する、第二の二酸化炭素回収工程と、を行う請求項１２～１７のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収方法。 A carbon dioxide recovery method using at least two of the structures,
In the carbon dioxide absorption step, a cooling medium is circulated through the medium circulation layer of the one structure to cool the reaction layer of the one structure while allowing the reaction layer to absorb carbon dioxide. In the carbon release step, a heating medium is passed through the medium circulation layer of the other structure to heat the reaction layer of the other structure to release and recover carbon dioxide from the reaction layer. The carbon dioxide recovery process of
a switching step of switching the roles of the one structure and the other structure after the first carbon dioxide recovery step;
In the carbon dioxide absorption step, a cooling medium is circulated through the medium flow layer of the other structure to cool the reaction layer of the other structure while absorbing carbon dioxide into the reaction layer. In the carbon release step, a heating medium is passed through the medium circulation layer of the one structure to heat the reaction layer of the one structure to release and recover carbon dioxide from the reaction layer. The carbon dioxide recovery method according to any one of claims 12 to 17, wherein a second carbon dioxide recovery step is performed. 前記第一の二酸化炭素回収工程では、前記一の構造体の前記媒体流通層に流入させた冷却媒体が加熱されて流出し、前記他の構造体の前記媒体流通層に加熱媒体として流入され、前記他の構造体の前記媒体流通層に流入させた加熱媒体が冷却されて流出し、前記一の構造体の前記媒体流通層に冷却媒体として流入されるように媒体を循環させ、かつ、
前記第二の二酸化炭素回収工程では、前記他の構造体の前記媒体流通層に流入させた冷却媒体が加熱されて流出し、前記一の構造体の前記媒体流通層に加熱媒体として流入され、前記一の構造体の前記媒体流通層に流入させた加熱媒体が冷却されて流出し、前記他の構造体の前記媒体流通層に冷却媒体として流入されるように媒体を循環させる、請求項１８に記載の二酸化炭素回収方法。 In the first carbon dioxide recovery step, the cooling medium flowed into the medium flow layer of the one structure is heated and flowed out, and flowed into the medium flow layer of the other structure as a heating medium, circulating the medium so that the heating medium flowed into the medium flow layer of the other structure is cooled and flowed out and flowed into the medium flow layer of the one structure as a cooling medium;
In the second carbon dioxide recovery step, the cooling medium flowed into the medium flow layer of the other structure is heated and flowed out, and flowed into the medium flow layer of the one structure as a heating medium, 18. The medium is circulated so that the heating medium that has flowed into the medium flow layer of the one structure is cooled and flowed out and flowed into the medium flow layer of the other structure as a cooling medium. The carbon dioxide recovery method described in . 前記切替工程では、前記一の構造体と前記他の構造体の間を循環する媒体の流れる向きを逆転させることにより、前記一の構造体と前記他の構造体の役割を入れ替える請求項１９に記載の二酸化炭素回収方法。 20. The method according to claim 19, wherein in the switching step, roles of the one structure and the other structure are switched by reversing a direction of flow of a medium circulating between the one structure and the other structure. The described carbon dioxide recovery method. 前記切替工程では、前記一の構造体と前記他の構造体の間を循環する媒体の種類を変えることにより、前記一の構造体と前記他の構造体の役割を入れ替える請求項１９に記載の二酸化炭素回収方法。 20. The method according to claim 19, wherein in the switching step, roles of the one structure and the other structure are switched by changing a type of medium circulating between the one structure and the other structure. Carbon dioxide recovery method.
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