JP2871447B2 - 燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法 - Google Patents
燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法Info
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- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
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- Treating Waste Gases (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼排ガス中に含まれる
ＣＯ2 （二酸化炭素）を除去する方法に関し、さらに詳
しくは、特定のアミンの混合水溶液を用いて、大気圧下
の燃焼排ガス中のＣＯ2 を効率よく除去する方法に関す
る。
ＣＯ2 （二酸化炭素）を除去する方法に関し、さらに詳
しくは、特定のアミンの混合水溶液を用いて、大気圧下
の燃焼排ガス中のＣＯ2 を効率よく除去する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球の温暖化現象の原因の一つと
して、ＣＯ2 による温室効果が指摘され、地球環境を守
る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ2
の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の
活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾
向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発
電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排ガス
をアルカノールアミン水溶液などと接触させて燃焼排ガ
ス中のＣＯ2 を除去し、回収する方法および回収された
ＣＯ2 を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的
に研究されている。
して、ＣＯ2 による温室効果が指摘され、地球環境を守
る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ2
の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の
活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾
向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発
電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排ガス
をアルカノールアミン水溶液などと接触させて燃焼排ガ
ス中のＣＯ2 を除去し、回収する方法および回収された
ＣＯ2 を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的
に研究されている。
【０００３】アルカノールアミンとしてはモノエタノー
ルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、メチルジエタノールアミン、ジイソプロパノールア
ミン、ジグリコールアミンなどをあげることができる
が、通常モノエタノールアミン（ＭＥＡ）が好んで用い
られる。
ルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、メチルジエタノールアミン、ジイソプロパノールア
ミン、ジグリコールアミンなどをあげることができる
が、通常モノエタノールアミン（ＭＥＡ）が好んで用い
られる。
【０００４】しかし、ＭＥＡに代表される上記のような
アルカノールアミン水溶液を燃焼排ガス中のＣＯ2 を吸
収・除去する吸収剤として用いても、所定濃度のアミン
水溶液の所定量当たりのＣＯ2 の吸収量、所定濃度のア
ミン水溶液の単位アミンモル当たりのＣＯ2 吸収量、所
定濃度におけるＣＯ2 の吸収速度、さらには吸収後のア
ルカノールアミン水溶液の再生に要する熱エネルギなど
に照らして、必ずしも満足のできるものではない。
アルカノールアミン水溶液を燃焼排ガス中のＣＯ2 を吸
収・除去する吸収剤として用いても、所定濃度のアミン
水溶液の所定量当たりのＣＯ2 の吸収量、所定濃度のア
ミン水溶液の単位アミンモル当たりのＣＯ2 吸収量、所
定濃度におけるＣＯ2 の吸収速度、さらには吸収後のア
ルカノールアミン水溶液の再生に要する熱エネルギなど
に照らして、必ずしも満足のできるものではない。
【０００５】ところで、各種混合ガスからアミン化合物
を用いて酸性ガスを分離する技術は数多く知られてい
る。
を用いて酸性ガスを分離する技術は数多く知られてい
る。
【０００６】特開昭５３−１００１８０号公報には、
（１）環の一部分であってかつ第二炭素原子もしくは第
三炭素原子のどちらかに結合された少なくとも１個の第
二アミノ基または第三炭素原子に結合された第一アミノ
基を含有する立体障害アミン少なくとも５０モル％と第
三アミノアルコール少なくとも約１０モル％とよりなる
アミン混合物および（２）酸性ガスに対する物理的吸収
剤である前記アミン混合物用の溶媒からなるアミン−溶
媒液体吸収剤に通常ガス状の混合物を接触させることか
らなる酸性ガスの除去法が記載されている。立体障害ア
ミンとしては２−ピペリジンエタノール｛別名２−（２
−ヒドロキシエチル）−ピペリジン｝および３−アミノ
−３−メチル−１−ブタノールなどが、また溶媒として
は２５重量％までの水を含んでもよいスルホキシド化合
物などが、さらに処理ガスの例としては同公報１１頁左
上欄に「高濃度の二酸化炭素及び硫化水素、例えば３５
％のＣＯ2 及び１０〜１２％のＨ2 Ｓを有する通常ガス
状の混合物」が例示され、また実施例にはＣＯ2 そのも
のが使用されている。
（１）環の一部分であってかつ第二炭素原子もしくは第
三炭素原子のどちらかに結合された少なくとも１個の第
二アミノ基または第三炭素原子に結合された第一アミノ
基を含有する立体障害アミン少なくとも５０モル％と第
三アミノアルコール少なくとも約１０モル％とよりなる
アミン混合物および（２）酸性ガスに対する物理的吸収
剤である前記アミン混合物用の溶媒からなるアミン−溶
媒液体吸収剤に通常ガス状の混合物を接触させることか
らなる酸性ガスの除去法が記載されている。立体障害ア
ミンとしては２−ピペリジンエタノール｛別名２−（２
−ヒドロキシエチル）−ピペリジン｝および３−アミノ
−３−メチル−１−ブタノールなどが、また溶媒として
は２５重量％までの水を含んでもよいスルホキシド化合
物などが、さらに処理ガスの例としては同公報１１頁左
上欄に「高濃度の二酸化炭素及び硫化水素、例えば３５
％のＣＯ2 及び１０〜１２％のＨ2 Ｓを有する通常ガス
状の混合物」が例示され、また実施例にはＣＯ2 そのも
のが使用されている。
【０００７】特開昭６１−７１８１９号公報には、立体
障害アミンおよびスルホランなどの非水溶媒を含む酸性
ガススクラッピング用組成物が記載されている。立体障
害第一モノアミノアルコールとして２−アミノ−２−メ
チル−１−プロパノール（ＡＭＰ）などが例示され、ま
た用いられている。実施例では、処理されるガスとして
はＣＯ2 と窒素、ＣＯ2 とヘリウムが用いられている。
また、吸収剤としてはアミンと炭酸カリの水溶液なども
使用されている。さらに水の使用についても記載されて
いる。さらに該公報にはＣＯ2 の吸収に対し、立体障害
アミンの有利性を反応式を用いて説明している。
障害アミンおよびスルホランなどの非水溶媒を含む酸性
ガススクラッピング用組成物が記載されている。立体障
害第一モノアミノアルコールとして２−アミノ−２−メ
チル−１−プロパノール（ＡＭＰ）などが例示され、ま
た用いられている。実施例では、処理されるガスとして
はＣＯ2 と窒素、ＣＯ2 とヘリウムが用いられている。
また、吸収剤としてはアミンと炭酸カリの水溶液なども
使用されている。さらに水の使用についても記載されて
いる。さらに該公報にはＣＯ2 の吸収に対し、立体障害
アミンの有利性を反応式を用いて説明している。
【０００８】ケミカルエンジニアリングサイエンス（Ch
emical Engineering Science) ，４１巻，４号，９９７
〜１００３頁には、ヒンダードアミンである２−アミノ
−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）水溶液の炭
酸ガス吸収挙動が開示されている。吸収させるガスとし
ては大気圧のＣＯ2 およびＣＯ2 と窒素の混合物が用い
られている。
emical Engineering Science) ，４１巻，４号，９９７
〜１００３頁には、ヒンダードアミンである２−アミノ
−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）水溶液の炭
酸ガス吸収挙動が開示されている。吸収させるガスとし
ては大気圧のＣＯ2 およびＣＯ2 と窒素の混合物が用い
られている。
【０００９】ケミカルエンジニアリングサイエンス（Ch
emical Engineering Science) ，４１巻，２号，４０５
〜４０８頁には、常温付近において、ＡＭＰのようなヒ
ンダードアミンとＭＥＡのような直鎖アミンの各水溶液
のＣＯ2 やＨ2 Ｓに対する吸収速度が報告されている。
これによると、ＣＯ2 の分圧が１atm の場合、水溶液濃
度０．１〜０．３Ｍで両者に大差はない。しかし、濃度
０．１Ｍの水溶液を用い、ＣＯ2 分圧を１、０．５、
０．０５atm と低下させると、０．０５atm ではＡＭＰ
はＭＥＡよりも吸収速度が大きく低下している。
emical Engineering Science) ，４１巻，２号，４０５
〜４０８頁には、常温付近において、ＡＭＰのようなヒ
ンダードアミンとＭＥＡのような直鎖アミンの各水溶液
のＣＯ2 やＨ2 Ｓに対する吸収速度が報告されている。
これによると、ＣＯ2 の分圧が１atm の場合、水溶液濃
度０．１〜０．３Ｍで両者に大差はない。しかし、濃度
０．１Ｍの水溶液を用い、ＣＯ2 分圧を１、０．５、
０．０５atm と低下させると、０．０５atm ではＡＭＰ
はＭＥＡよりも吸収速度が大きく低下している。
【００１０】米国特許３，６２２，２６７号明細書に
は、メチルジエタノールアミン及びモノエチルモノエタ
ノールアミンを含有する水性混合物を用い、原油などの
部分酸化ガスなどの合成ガスに含まれる高分圧のＣ
Ｏ2 、例えば４０気圧の３０％ＣＯ 2 含有合成ガスを精
製する技術が開示されている。
は、メチルジエタノールアミン及びモノエチルモノエタ
ノールアミンを含有する水性混合物を用い、原油などの
部分酸化ガスなどの合成ガスに含まれる高分圧のＣ
Ｏ2 、例えば４０気圧の３０％ＣＯ 2 含有合成ガスを精
製する技術が開示されている。
【００１１】ドイツ公開特許１，５４２，４１５号公報
には、ＣＯ2 、Ｈ2 Ｓ、ＣＯＳの吸収速度の向上のため
モノアルキルアルカノールアミンなどを物理または化学
吸収剤に添加する技術が開示されている。同様にドイツ
公開特許１，９０４，４２８号公報には、モノメチルエ
タノールアミンがメチルジエタノールアミンの吸収速度
を向上させる目的で添加される技術が開示されている。
には、ＣＯ2 、Ｈ2 Ｓ、ＣＯＳの吸収速度の向上のため
モノアルキルアルカノールアミンなどを物理または化学
吸収剤に添加する技術が開示されている。同様にドイツ
公開特許１，９０４，４２８号公報には、モノメチルエ
タノールアミンがメチルジエタノールアミンの吸収速度
を向上させる目的で添加される技術が開示されている。
【００１２】米国特許４，３３６，２３３号明細書に
は、天然ガス、合成ガス、ガス化石炭ガスの精製にピペ
ラジンの０．８１〜１．３モル／リットル水溶液が洗浄
液として、またピペラジンがメチルジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノ
メチルエタノールアミンなどの溶媒と共に水溶液で洗浄
液として使用される技術が開示されている。
は、天然ガス、合成ガス、ガス化石炭ガスの精製にピペ
ラジンの０．８１〜１．３モル／リットル水溶液が洗浄
液として、またピペラジンがメチルジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノ
メチルエタノールアミンなどの溶媒と共に水溶液で洗浄
液として使用される技術が開示されている。
【００１３】同様に特開昭５２−６３１７１号公報に
は、第三級アルカノールアミン、モノアルキルアルカノ
ールアミンなどにピペラジンまたはヒドロキシエチルピ
ペラジンなどのピペラジン誘導体を促進剤として加えた
ＣＯ2 吸収剤が開示されている。
は、第三級アルカノールアミン、モノアルキルアルカノ
ールアミンなどにピペラジンまたはヒドロキシエチルピ
ペラジンなどのピペラジン誘導体を促進剤として加えた
ＣＯ2 吸収剤が開示されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、燃焼排
ガスからＣＯ2 を効率よく除去する方法が望まれてい
る。特に、一定濃度のＣＯ2 吸収剤（アミン化合物）を
含む水溶液で燃焼排ガスを処理する場合、吸収剤単位モ
ル当たりのＣＯ2 吸収量、水溶液の単位体積当たりのＣ
Ｏ2 の吸収量および吸収速度の大きい吸収剤を選択する
ことが当面の大きな課題である。さらにはＣＯ2 の吸収
後、ＣＯ2 を分離し、吸収液を再生させる際に必要な熱
エネルギの少ない吸収剤が望まれる。とりわけＣＯ2 の
吸収能力は大きいにも拘らず、吸収速度の小さい吸収剤
の吸収速度を改善することが望まれる。
ガスからＣＯ2 を効率よく除去する方法が望まれてい
る。特に、一定濃度のＣＯ2 吸収剤（アミン化合物）を
含む水溶液で燃焼排ガスを処理する場合、吸収剤単位モ
ル当たりのＣＯ2 吸収量、水溶液の単位体積当たりのＣ
Ｏ2 の吸収量および吸収速度の大きい吸収剤を選択する
ことが当面の大きな課題である。さらにはＣＯ2 の吸収
後、ＣＯ2 を分離し、吸収液を再生させる際に必要な熱
エネルギの少ない吸収剤が望まれる。とりわけＣＯ2 の
吸収能力は大きいにも拘らず、吸収速度の小さい吸収剤
の吸収速度を改善することが望まれる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題に
鑑み、燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する際に用いられる
吸収剤について鋭意検討した結果、特定のアミン化合物
（Ｘ）に比較的少量の特定のアミン化合物（Ｙ）を混合
して用いることが、特定アミン化合物（Ｘ）の吸収速度
を改善する上で有効であるとの知見を得て、本発明を完
成させることができた。
鑑み、燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する際に用いられる
吸収剤について鋭意検討した結果、特定のアミン化合物
（Ｘ）に比較的少量の特定のアミン化合物（Ｙ）を混合
して用いることが、特定アミン化合物（Ｘ）の吸収速度
を改善する上で有効であるとの知見を得て、本発明を完
成させることができた。
【００１６】すなわち、本発明は分子内にアルコール性
の水酸基を有し、二個の非置換アルキル基を有する第三
級炭素原子に結合した第一アミノ基を有するアミン化合
物（Ｘ）１００重量部と、（Ａ）エチレンアミン類（但
し、エチレンジアミンを除く。）、（Ｂ）イミノビスプ
ロピルアミン（ＩＢＰＡ）、（Ｃ）ジアミノトルエン
類、（Ｄ）一般式Ｒ1 （ＣＨ2 ＮＨ2 ）2 （Ｒ1 は低級
アルキル基で置換されていてもよい炭素数１〜５のメチ
レン鎖を示す。）で表されるアミン類、（Ｅ）Ｐｉｐ−
Ｒ2 −ＮＨ2 （Ｐｉｐはピペラジニル基を示し、Ｒ2 は
低級アルキル基で置換されていてもよい炭素数１〜４メ
チレン鎖を示す。）で表されるピペラジン化合物および
（Ｆ）ホモピペラジン（ＨＰ）の群から選ばれるアミン
化合物（Ｙ）１〜２５重量部の混合水溶液と大気圧下の
燃焼排ガスとを接触させて、前記燃焼排ガス中のＣＯ2
を除去する方法である。
の水酸基を有し、二個の非置換アルキル基を有する第三
級炭素原子に結合した第一アミノ基を有するアミン化合
物（Ｘ）１００重量部と、（Ａ）エチレンアミン類（但
し、エチレンジアミンを除く。）、（Ｂ）イミノビスプ
ロピルアミン（ＩＢＰＡ）、（Ｃ）ジアミノトルエン
類、（Ｄ）一般式Ｒ1 （ＣＨ2 ＮＨ2 ）2 （Ｒ1 は低級
アルキル基で置換されていてもよい炭素数１〜５のメチ
レン鎖を示す。）で表されるアミン類、（Ｅ）Ｐｉｐ−
Ｒ2 −ＮＨ2 （Ｐｉｐはピペラジニル基を示し、Ｒ2 は
低級アルキル基で置換されていてもよい炭素数１〜４メ
チレン鎖を示す。）で表されるピペラジン化合物および
（Ｆ）ホモピペラジン（ＨＰ）の群から選ばれるアミン
化合物（Ｙ）１〜２５重量部の混合水溶液と大気圧下の
燃焼排ガスとを接触させて、前記燃焼排ガス中のＣＯ2
を除去する方法である。
【００１７】
【作用】本発明によりアミン化合物（Ｘ）に比較的少量
のアミン化合物（Ｙ）を組み合わせて用いることによ
り、アミン化合物（Ｘ）のＣＯ2 吸収速度が促進される
という効果がある。アミン化合物（Ｙ）は各々単独で用
いられるほか、二種以上を組み合わせてアミン化合物
（Ｘ）に混合して用いることも可能である。
のアミン化合物（Ｙ）を組み合わせて用いることによ
り、アミン化合物（Ｘ）のＣＯ2 吸収速度が促進される
という効果がある。アミン化合物（Ｙ）は各々単独で用
いられるほか、二種以上を組み合わせてアミン化合物
（Ｘ）に混合して用いることも可能である。
【００１８】本発明で用いる分子内にアルコール性の水
酸基を有し、二個の非置換アルキル基を有する第三級炭
素原子に結合した第一アミノ基を有する化合物（Ｘ）に
おいて、非置換のアルキル基としては互いに同一または
異なっていてもよく、それぞれメチル基またはエチル
基、プロピル基などが例示されるが、双方ともメチル基
であることが好ましい。この（Ｘ）に属する化合物とし
ては、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（Ａ
ＭＰ）、３−アミノ−３−メチル−２−ペンタノール、
２，３−ジメチル−３−アミノ−１−ブタノール、２−
アミノ−２−エチル−１−ブタノール、２−アミノ−２
−メチル−３−ペンタノール、２−アミノ−２−メチル
−１−ブタノール、３−アミノ−３−メチル−１−ブタ
ノール、３−アミノ−３−メチル−２−ブタノール、２
−アミノ−２，３−ジメチル−３−ブタノール、２−ア
ミノ−２，３−ジメチル−１−ブタノール、２−アミノ
−２−メチル−１−ペンタノールなどが例示され、好ま
しくはＡＭＰである。
酸基を有し、二個の非置換アルキル基を有する第三級炭
素原子に結合した第一アミノ基を有する化合物（Ｘ）に
おいて、非置換のアルキル基としては互いに同一または
異なっていてもよく、それぞれメチル基またはエチル
基、プロピル基などが例示されるが、双方ともメチル基
であることが好ましい。この（Ｘ）に属する化合物とし
ては、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（Ａ
ＭＰ）、３−アミノ−３−メチル−２−ペンタノール、
２，３−ジメチル−３−アミノ−１−ブタノール、２−
アミノ−２−エチル−１−ブタノール、２−アミノ−２
−メチル−３−ペンタノール、２−アミノ−２−メチル
−１−ブタノール、３−アミノ−３−メチル−１−ブタ
ノール、３−アミノ−３−メチル−２−ブタノール、２
−アミノ−２，３−ジメチル−３−ブタノール、２−ア
ミノ−２，３−ジメチル−１−ブタノール、２−アミノ
−２−メチル−１−ペンタノールなどが例示され、好ま
しくはＡＭＰである。
【００１９】本発明で用いるアミン化合物（Ｙ）のう
ち、（Ａ）エチレンアミン類としてはジエチレントリア
ミン、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、テトラエ
チレンペンタミン（ＴＥＰＡ）などを例示することがで
きる。
ち、（Ａ）エチレンアミン類としてはジエチレントリア
ミン、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、テトラエ
チレンペンタミン（ＴＥＰＡ）などを例示することがで
きる。
【００２０】本発明で用いる（Ｃ）ジアミノトルエン
（ＤＡＴ）類としては、２，３−ＤＡＴ、２，４−ＤＡ
Ｔ、２，５−ＤＡＴ、２，６−ＤＡＴ、３，４−ＤＡ
Ｔ、３，５−ＤＡＴを例示することができる。
（ＤＡＴ）類としては、２，３−ＤＡＴ、２，４−ＤＡ
Ｔ、２，５−ＤＡＴ、２，６−ＤＡＴ、３，４−ＤＡ
Ｔ、３，５−ＤＡＴを例示することができる。
【００２１】本発明で用いる（Ｄ）一般式Ｒ1 （ＣＨ2
ＮＨ2 ）2 で表されるアミン類において、Ｒ1 は低級ア
ルキル基で置換されていてもよい炭素数１〜５のメチレ
ン鎖を示す。前記低級アルキル基としては、好ましくは
炭素数１〜３のメチル基、エチル基、プロピル基などを
例示することができる。好ましい化合物としては２，２
−ジメチル−１，３−ジアミノプロパン（ＤＭＤＡ
Ｐ）、ヘキサメチレンジアミン（ＨＭＤＡ）をあげるこ
とができる。
ＮＨ2 ）2 で表されるアミン類において、Ｒ1 は低級ア
ルキル基で置換されていてもよい炭素数１〜５のメチレ
ン鎖を示す。前記低級アルキル基としては、好ましくは
炭素数１〜３のメチル基、エチル基、プロピル基などを
例示することができる。好ましい化合物としては２，２
−ジメチル−１，３−ジアミノプロパン（ＤＭＤＡ
Ｐ）、ヘキサメチレンジアミン（ＨＭＤＡ）をあげるこ
とができる。
【００２２】本発明で用いる（Ｅ）Ｐｉｐ−Ｒ2 −ＮＨ
2 で表されるピペラジン化合物において、炭素数１〜４
のメチレン鎖としては、好ましくは炭素数１〜２のメチ
レン鎖であり、置換されていてもよい好ましい低級アル
キル基としてはＲ2 で例示したものを例示できる。好ま
しくはピペラジン化合物としてはＮ−（２−アミノエチ
ル）ピペラジン（ＡＥＰ）を例示することができる。
2 で表されるピペラジン化合物において、炭素数１〜４
のメチレン鎖としては、好ましくは炭素数１〜２のメチ
レン鎖であり、置換されていてもよい好ましい低級アル
キル基としてはＲ2 で例示したものを例示できる。好ま
しくはピペラジン化合物としてはＮ−（２−アミノエチ
ル）ピペラジン（ＡＥＰ）を例示することができる。
【００２３】アミン化合物（Ｘ）と（Ｙ）の混合割合
は、アミン化合物（Ｘ）１００重量部に対し、アミン化
合物（Ｙ）が１〜２５重量部の範囲、好ましくは１〜１
０重量部の範囲、さらに好ましくは１〜６重量部の範囲
である。
は、アミン化合物（Ｘ）１００重量部に対し、アミン化
合物（Ｙ）が１〜２５重量部の範囲、好ましくは１〜１
０重量部の範囲、さらに好ましくは１〜６重量部の範囲
である。
【００２４】混合水溶液（以下、「吸収液」とも称
す。）中のアミン化合物（Ｘ）の濃度は通常１５〜６５
重量％である。燃焼排ガスとの接触時の混合水溶液の温
度は通常３０〜７０℃の範囲である。また、本発明で用
いる混合水溶液には、必要に応じて腐蝕防止剤、劣化防
止剤などが加えられる。さらに、本発明における大気圧
下とは燃焼排ガスを供給するためブロアなどを作用させ
る程度の大気圧近傍の圧力範囲は含まれるものである。
す。）中のアミン化合物（Ｘ）の濃度は通常１５〜６５
重量％である。燃焼排ガスとの接触時の混合水溶液の温
度は通常３０〜７０℃の範囲である。また、本発明で用
いる混合水溶液には、必要に応じて腐蝕防止剤、劣化防
止剤などが加えられる。さらに、本発明における大気圧
下とは燃焼排ガスを供給するためブロアなどを作用させ
る程度の大気圧近傍の圧力範囲は含まれるものである。
【００２５】本発明の燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する
方法で採用できるプロセスは特に限定されないが、その
一例について図１によって説明する。図１では主要設備
のみ示し、付属設備は省略した。
方法で採用できるプロセスは特に限定されないが、その
一例について図１によって説明する。図１では主要設備
のみ示し、付属設備は省略した。
【００２６】図１において、１は脱ＣＯ2 塔、２は下部
充填部、３は上部充填部またはトレイ、４は脱ＣＯ2 塔
燃焼排ガス供給口、５は脱ＣＯ2 燃焼排ガス排出口、６
は吸収液供給口、７はノズル、８は必要に応じて設けら
れる燃焼排ガス冷却器、９はノズル、１０は充填部、１
１は加湿冷却水循環ポンプ、１２は補給水供給ライン、
１３はＣＯ2 を吸収した吸収液排出ポンプ、１４は熱交
換器、１５は吸収液再生（以下、「再生」とも略称）
塔、１６はノズル、１７は下部充填部、１８は再生加熱
器（リボイラー）、１９は上部充填部、２０は還流水ポ
ンプ、２１はＣＯ 2 分離器、２２は回収ＣＯ2 排出ライ
ン、２３は再生塔還流冷却器、２４はノズル、２５は再
生塔還流水供給ライン、２６は燃焼排ガス供給ブロア、
２７は冷却器、２８は再生塔還流水供給口である。
充填部、３は上部充填部またはトレイ、４は脱ＣＯ2 塔
燃焼排ガス供給口、５は脱ＣＯ2 燃焼排ガス排出口、６
は吸収液供給口、７はノズル、８は必要に応じて設けら
れる燃焼排ガス冷却器、９はノズル、１０は充填部、１
１は加湿冷却水循環ポンプ、１２は補給水供給ライン、
１３はＣＯ2 を吸収した吸収液排出ポンプ、１４は熱交
換器、１５は吸収液再生（以下、「再生」とも略称）
塔、１６はノズル、１７は下部充填部、１８は再生加熱
器（リボイラー）、１９は上部充填部、２０は還流水ポ
ンプ、２１はＣＯ 2 分離器、２２は回収ＣＯ2 排出ライ
ン、２３は再生塔還流冷却器、２４はノズル、２５は再
生塔還流水供給ライン、２６は燃焼排ガス供給ブロア、
２７は冷却器、２８は再生塔還流水供給口である。
【００２７】図１において、燃焼排ガスは燃焼排ガス供
給ブロア２６により燃焼排ガス冷却器８に押込められ、
ノズル９からの加湿冷却水と充填部１０で接触し、加湿
冷却され、脱ＣＯ2 塔燃焼排ガス供給口４を通って脱Ｃ
Ｏ2 塔１へ導かれる。燃焼排ガスと接触した加湿冷却水
は燃焼排ガス冷却器８の下部に溜り、ポンプ１によりノ
ズル９へ循環使用される。加湿冷却水は燃焼排ガスを加
湿冷却することにより徐々に失われるので、補給水供給
ライン１２により補充される。
給ブロア２６により燃焼排ガス冷却器８に押込められ、
ノズル９からの加湿冷却水と充填部１０で接触し、加湿
冷却され、脱ＣＯ2 塔燃焼排ガス供給口４を通って脱Ｃ
Ｏ2 塔１へ導かれる。燃焼排ガスと接触した加湿冷却水
は燃焼排ガス冷却器８の下部に溜り、ポンプ１によりノ
ズル９へ循環使用される。加湿冷却水は燃焼排ガスを加
湿冷却することにより徐々に失われるので、補給水供給
ライン１２により補充される。
【００２８】脱ＣＯ2 塔１に押込められた燃焼排ガスは
ノズル７から供給される一定濃度の吸収液と下部充填部
２で向流接触させられ、燃焼排ガス中のＣＯ2 は吸収液
により吸収除去され、脱ＣＯ2 燃焼排ガスは上部充填部
３へと向う。脱ＣＯ2 塔１に供給される吸収液はＣＯ2
を吸収し、その吸収による反応熱のため、通常供給口６
における温度よりも高温となり、ＣＯ2 を吸収した吸収
液排出ポンプ１３により熱交換器１４に送られ、加熱さ
れ、再生塔５へ導かれる。再生された吸収液の温度調節
は熱交換器１４あるいは必要に応じて熱交換器１４と吸
収液供給口６の間に設けられる冷却器２７により行うこ
とができる。
ノズル７から供給される一定濃度の吸収液と下部充填部
２で向流接触させられ、燃焼排ガス中のＣＯ2 は吸収液
により吸収除去され、脱ＣＯ2 燃焼排ガスは上部充填部
３へと向う。脱ＣＯ2 塔１に供給される吸収液はＣＯ2
を吸収し、その吸収による反応熱のため、通常供給口６
における温度よりも高温となり、ＣＯ2 を吸収した吸収
液排出ポンプ１３により熱交換器１４に送られ、加熱さ
れ、再生塔５へ導かれる。再生された吸収液の温度調節
は熱交換器１４あるいは必要に応じて熱交換器１４と吸
収液供給口６の間に設けられる冷却器２７により行うこ
とができる。
【００２９】吸収液再生塔１５では、再生加熱器１８に
よる加熱により下部充填部１７で吸収液が再生され、熱
交換器１４により冷却され脱ＣＯ2 塔１へ戻される。吸
収液再生塔１５の上部において、吸収液から分離された
ＣＯ2 はノズル２４より供給される還流水と上部充填部
１９で接触し、再生塔還流冷却器２３により冷却され、
ＣＯ2 分離器２１にてＣＯ2 に同伴した水蒸気が凝縮し
た還流水と分離され、回収ＣＯ2 排出ライン、２２より
ＣＯ2 回収工程へ導かれる。還流水の一部は還流水ポン
プ２０で、大部分は再生塔１５へ還流され、一部は再生
塔還流水供給ライン２５を経て脱ＣＯ2 塔１の再生塔還
流水供給口２８に供給される。この再生塔還流水には微
量の吸収液が含まれているので、脱ＣＯ2 塔１の上部充
填部３で排ガスと接触し、排ガスに含まれる微量のＣＯ
2 の除去に貢献する。
よる加熱により下部充填部１７で吸収液が再生され、熱
交換器１４により冷却され脱ＣＯ2 塔１へ戻される。吸
収液再生塔１５の上部において、吸収液から分離された
ＣＯ2 はノズル２４より供給される還流水と上部充填部
１９で接触し、再生塔還流冷却器２３により冷却され、
ＣＯ2 分離器２１にてＣＯ2 に同伴した水蒸気が凝縮し
た還流水と分離され、回収ＣＯ2 排出ライン、２２より
ＣＯ2 回収工程へ導かれる。還流水の一部は還流水ポン
プ２０で、大部分は再生塔１５へ還流され、一部は再生
塔還流水供給ライン２５を経て脱ＣＯ2 塔１の再生塔還
流水供給口２８に供給される。この再生塔還流水には微
量の吸収液が含まれているので、脱ＣＯ2 塔１の上部充
填部３で排ガスと接触し、排ガスに含まれる微量のＣＯ
2 の除去に貢献する。
【００３０】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 （実施例１〜９、比較例１）恒温槽内に設置したガラス
製反応容器にＡＭＰの３０重量％水溶液５０mlを入れ、
さらに表１に記載のアミン化合物（Ｙ）を前記ＡＭＰ水
溶液に対して１．５重量％の割合で混合した。温度４０
℃で攪拌しながら、試験ガスを大気圧下１リットル／分
の流速で吸収液に通した。試験ガスとしてはＣＯ2 １０
モル％、Ｏ2３モル％、Ｎ2 ８７モル％の組成を有する
４０℃のモデル燃焼排ガスを用いた。試験ガスを通し続
け、出入りガスのＣＯ2 濃度が等しくなった時点におけ
る吸収液に含まれるＣＯ2 をＣＯ2 分析計（全有機炭素
計）を用いて測定し、ＣＯ2飽和吸収量を求めた。また
吸収試験の初期における反応容器出口のガス中のＣＯ 2
濃度（出口ＣＯ2 初期濃度）を求めた。この出口ＣＯ2
初期濃度が小さいほど吸収液のＣＯ2 吸収速度が大きい
といえる。
る。 （実施例１〜９、比較例１）恒温槽内に設置したガラス
製反応容器にＡＭＰの３０重量％水溶液５０mlを入れ、
さらに表１に記載のアミン化合物（Ｙ）を前記ＡＭＰ水
溶液に対して１．５重量％の割合で混合した。温度４０
℃で攪拌しながら、試験ガスを大気圧下１リットル／分
の流速で吸収液に通した。試験ガスとしてはＣＯ2 １０
モル％、Ｏ2３モル％、Ｎ2 ８７モル％の組成を有する
４０℃のモデル燃焼排ガスを用いた。試験ガスを通し続
け、出入りガスのＣＯ2 濃度が等しくなった時点におけ
る吸収液に含まれるＣＯ2 をＣＯ2 分析計（全有機炭素
計）を用いて測定し、ＣＯ2飽和吸収量を求めた。また
吸収試験の初期における反応容器出口のガス中のＣＯ 2
濃度（出口ＣＯ2 初期濃度）を求めた。この出口ＣＯ2
初期濃度が小さいほど吸収液のＣＯ2 吸収速度が大きい
といえる。
【００３１】比較例１として、ＡＭＰ単独の吸収液によ
る吸収試験を行った。得られたＣＯ 2 飽和吸収量および
出口ＣＯ2 初期濃度の結果を表１に示した。
る吸収試験を行った。得られたＣＯ 2 飽和吸収量および
出口ＣＯ2 初期濃度の結果を表１に示した。
【００３２】表１から、本発明の吸収液を用いると出口
ＣＯ2 初期濃度が比較例１の場合に比べ改善されている
ことが分かる。
ＣＯ2 初期濃度が比較例１の場合に比べ改善されている
ことが分かる。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【発明の効果】以上詳細に述べたごとく、本発明の方法
により大気圧下の燃焼排ガスに特定のアミン化合物
（Ｘ）と特定のアミン化合物（Ｙ）の混合水溶液を吸収
液として用いることにより、アミン化合物（Ｘ）を単独
で用いる場合よりも、ＣＯ2 の吸収速度の向上が達成さ
れる。
により大気圧下の燃焼排ガスに特定のアミン化合物
（Ｘ）と特定のアミン化合物（Ｙ）の混合水溶液を吸収
液として用いることにより、アミン化合物（Ｘ）を単独
で用いる場合よりも、ＣＯ2 の吸収速度の向上が達成さ
れる。
【図１】本発明で採用できる燃焼排ガス中のＣＯ2 除去
するプロセスの一例の説明図
するプロセスの一例の説明図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 正樹 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社本社内 (72)発明者 光岡 薫明 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社 広島研究所内 (56)参考文献 特表 平２−504367（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E01D 53/62
Claims (1)
- 【請求項１】 分子内にアルコール性の水酸基を有し、
二個の非置換アルキル基を有する第三級炭素原子に結合
した第一アミノ基を有するアミン化合物（Ｘ）１００重
量部と、（Ａ）エチレンアミン類（但し、エチレンジア
ミンを除く。）、（Ｂ）イミノビスプロピルアミン、
（Ｃ）ジアミノトルエン類、（Ｄ）一般式Ｒ1 （ＣＨ2
ＮＨ2 ）2 （Ｒ1 は低級アルキル基で置換されていても
よい炭素数１〜５のメチレン鎖を示す。）で表されるア
ミン類、（Ｅ）Ｐｉｐ−Ｒ2 −ＮＨ2 （Ｐｉｐはピペラ
ジニル基を示し、Ｒ2 は低級アルキル基で置換されてい
てもよい炭素数１〜４メチレン鎖を示す。）で表される
ピペラジン化合物および（Ｆ）ホモピペラジンの群から
選ばれるアミン化合物（Ｙ）１〜２５重量部の混合水溶
液と大気圧下の燃焼排ガスとを接触させて、前記燃焼排
ガス中のＣＯ2 を除去する方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6038265A JP2871447B2 (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法 |
| EP94115308A EP0647462A1 (en) | 1993-10-06 | 1994-09-28 | Method for removing carbon dioxide from combustion exhaust gas |
| DE69432376T DE69432376T2 (de) | 1994-03-09 | 1994-09-28 | Verfahren zur Abscheidung von Kohlendioxid aus Verbrennungsabgasen |
| EP00119343A EP1062998B1 (en) | 1993-10-06 | 1994-09-28 | Method for removing carbon dioxide from combustion exhaust gas |
| EP00118995A EP1064980B1 (en) | 1993-10-06 | 1994-09-28 | Method for removing carbon dioxide from combustion exhaust gas |
| EP00119344A EP1062999A3 (en) | 1993-10-06 | 1994-09-28 | Method for removing carbon dioxide from combustion exhaust gas |
| DE69428057T DE69428057T2 (de) | 1993-10-06 | 1994-09-28 | Verfahren zur Abscheidung von Kohlendioxid aus Verbrennungsabgasen |
| EP98109477A EP0875280B1 (en) | 1993-10-06 | 1994-09-28 | Method for removing carbon dioxide from combustion exhaust gas |
| CN94112801A CN1057478C (zh) | 1993-10-06 | 1994-10-06 | 从燃烧废气中除去二氧化碳的方法 |
| US08/660,837 US5700437A (en) | 1993-10-06 | 1996-06-10 | Method for removing carbon dioxide from combustion exhaust gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6038265A JP2871447B2 (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07246314A JPH07246314A (ja) | 1995-09-26 |
| JP2871447B2 true JP2871447B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=12520497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6038265A Expired - Lifetime JP2871447B2 (ja) | 1993-10-06 | 1994-03-09 | 燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2871447B2 (ja) |
| DE (1) | DE69432376T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5039276B2 (ja) * | 2004-12-13 | 2012-10-03 | 三菱重工業株式会社 | 吸収液、吸収液を用いたガス中のｃｏ２又はｈ２ｓ除去装置及び方法 |
| JP5230080B2 (ja) | 2006-06-06 | 2013-07-10 | 三菱重工業株式会社 | 吸収液、ｃｏ２の除去装置及び方法 |
| DE102007062413B3 (de) * | 2007-12-20 | 2009-09-10 | Conera Process Solutions Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Wiederaufbereitung von CO2-haltigen Abgasen |
| ES2541144T3 (es) * | 2008-06-23 | 2015-07-16 | Basf Se | Absorbente y procedimiento para la eliminación de gases ácidos de corrientes de fluido, en particular de gases de humo |
| JP5627534B2 (ja) * | 2011-04-18 | 2014-11-19 | 三菱重工業株式会社 | 吸収液、吸収液を用いたガス中のｃｏ２又はｈ２ｓ除去装置及び方法 |
-
1994
- 1994-03-09 JP JP6038265A patent/JP2871447B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-28 DE DE69432376T patent/DE69432376T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69432376D1 (de) | 2003-04-30 |
| JPH07246314A (ja) | 1995-09-26 |
| DE69432376T2 (de) | 2003-10-23 |
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