JP3181649B2 - ボイラの二酸化炭素回収装置 - Google Patents

ボイラの二酸化炭素回収装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラの二酸化炭素回
収装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ボイラでは、発生した排ガスを二
酸化炭素の処理を特に行うことなく大気中へ放出してい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、地球温
暖化の原因物質として二酸化炭素が問題視されるように
なっており、ボイラから発生する燃焼排ガス中に含まれ
る二酸化炭素の量は多量であるので、二酸化炭素を大気
に放出しないようにする対策が急がれている。
【0004】本発明は、上述の実情に鑑み、ボイラで発
生した排ガス中の二酸化炭素を効率的に処理し得るよう
にしたボイラの二酸化炭素回収装置を提供することを目
的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ボイ
ラ1の空気供給路4の途中に、空気5中の酸素6と窒素
7とを分離する酸素分離装置8を設け、ボイラ1の排ガ
スダクト3の途中に、排ガス9中の一酸化窒素や二酸化
イオウなどを酸化して二酸化窒素と三酸化イオウにする
酸化装置12を設け、酸化装置12の出側に酸化装置1
2で酸化された排ガス9を冷却して水分13を凝縮分離
すると共に内部に水18を供給して二酸化窒素と三酸化
イオウを溶解し硝酸19及び硫酸20として除去する冷
却器14を設け、冷却器14の出側に排ガス9を圧縮冷
却して二酸化炭素15を液化する二酸化炭素液化装置1
6を設けたことを特徴とするボイラの二酸化炭素回収装
置にかかるものである。
【0006】請求項2の発明は、酸素分離装置8で分離
された窒素7を冷却器14及び二酸化炭素液化装置16
へ送る窒素供給管23を設けた請求項1記載のボイラの
二酸化炭素回収装置にかかるものである。
【0007】請求項3の発明は、二酸化炭素液化装置1
6で二酸化炭素15を分離された排ガス9に残る酸素2
1と窒素22を酸素分離装置8へ戻す排ガス戻りダクト
17を設けた請求項1記載のボイラの二酸化炭素回収装
置にかかるものである。
【0008】
【作用】請求項1の発明の作用は以下の通りである。
【0009】ボイラ1の空気供給路4の途中に設けた酸
素分離装置8によって、空気5中の酸素6と窒素7とを
分離し、酸素6のみをボイラ1へ送って燃焼に利用させ
る。
【0010】そして、ボイラ1で発生された排ガス9
は、排ガスダクト3の途中に設けられた酸化装置12に
よって、排ガス9中の一酸化窒素や二酸化イオウなどが
酸化されて二酸化窒素と三酸化イオウとされる。酸化装
置12で酸化された排ガス9は、冷却器14で冷却され
て水分13を凝縮分離されると共に、冷却器14の内部
に別に水18を供給することにより、水18で二酸化窒
素と三酸化イオウを溶解し硝酸19及び硫酸20として
除去される。水分13や二酸化窒素や三酸化イオウが除
去された排ガス9は、二酸化炭素液化装置16で圧縮冷
却されて二酸化炭素15を液化される。
【0011】請求項2の発明によれば、酸素分離装置8
で分離された窒素7を、窒素供給管23を介して冷却器
14及び二酸化炭素液化装置16へ送るようにしたの
で、冷却器14及び二酸化炭素液化装置16に特別な冷
却源を設ける必要がなくなる。
【0012】請求項3の発明によれば、二酸化炭素液化
装置16で二酸化炭素15を分離された排ガス9に残る
酸素21と窒素22を、排ガス戻りダクト17によって
酸素分離装置8へ戻すようにしたので、酸素分離装置8
の駆動力が節減される。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
【0014】図1は、本発明の一実施例である。
【0015】図中1はボイラ、2はボイラ1に設けられ
たバーナ、3はボイラ1の排ガスダクトである。
【0016】ボイラ1の空気供給路4の途中に、空気5
中の酸素6と窒素7とを分離する酸素分離装置8を設け
る。
【0017】又、排ガスダクト3の途中に、排ガス9中
のダスト10を捕集する集塵器11を設け、集塵器11
の出側に酸化触媒やオゾンや電子線照射やパルスプラズ
マ照射などの作用によって排ガス9中の一酸化窒素や二
酸化イオウなどを酸化して二酸化窒素と三酸化イオウに
する酸化装置12を設け、酸化装置12の出側に酸化装
置12で酸化された排ガス9を冷却して水分13を凝縮
分離すると共に内部に別に水18を供給して二酸化窒素
と三酸化イオウを溶解し硝酸19及び硫酸20として除
去する冷却器14を設け、冷却器14の出側に排ガス9
を圧縮冷却して二酸化炭素15を液化する二酸化炭素液
化装置16を設ける。
【0018】そして、二酸化炭素液化装置16で二酸化
炭素15を分離された排ガス9中の残りの成分すなわち
酸素21と窒素22を酸素分離装置8へ戻す排ガス戻り
ダクト17を設ける。
【0019】又、酸素分離装置8で分離された窒素7を
冷却器14及び二酸化炭素液化装置16へ送る窒素供給
管23を設ける。
【0020】尚、24は酸素分離装置8で分離された酸
素6から分離回収されたアルゴン、25はバーナ2へ供
給される燃料、26は集塵器11出側からバーナ2入側
へ排ガス9の一部を再循環させる排ガス再循環ダクトで
ある。
【0021】次に、作動について説明する。
【0022】空気供給路4を介してボイラ1へ供給され
る空気5を、空気供給路4の途中に設けられた酸素分離
装置8で酸素6と窒素7とに分離し、そのうちの酸素6
のみをボイラ1のバーナ2へ送る。この時、分離された
酸素6中に含まれている微量のアルゴン24は化学的手
段などによって回収除去するようにしても良い。
【0023】そして、酸素分離装置8で分離された酸素
6はバーナ2で燃料25に混合されて燃料25の燃焼に
利用される。
【0024】ボイラ1で燃焼により発生した排ガス9は
窒素や酸素や水や二酸化炭素や二酸化イオウや一酸化窒
素などの成分を含んでおり、該排ガス9はボイラ1から
排ガスダクト3へ排出されると、先ず排ガスダクト3の
途中に設けられた集塵器11へ導かれてダスト10を捕
集され除去される。
【0025】集塵器11でダスト10を除去された排ガ
ス9は、次に、酸化装置12へ送られるが、途中、排ガ
ス9の一部が排ガス再循環ダクト26を介して空気供給
路4へ再循環され、燃焼温度の制御に用いられる。
【0026】酸化装置12へ送られた排ガス9は、酸化
装置12で酸化触媒やオゾンや電子線照射やパルスプラ
ズマ照射などの作用によって、排ガス10中に含まれる
一酸化窒素や二酸化イオウなどの成分が酸化されて、水
溶性の二酸化窒素や三酸化イオウとされる。
【0027】一酸化窒素や二酸化イオウなどを二酸化窒
素や三酸化イオウとされた排ガス9は、その後、冷却器
14へ送られて、冷却器14で冷却されることにより水
分13が凝縮されて分離される。更に、前記酸化装置1
2で生成された排ガス9中の二酸化窒素や三酸化イオウ
は冷却器14へ供給される水18に溶解されて硝酸19
及び硫酸20とされ冷却器14から除去される。排ガス
9はその後、二酸化炭素液化装置16へ送られる。
【0028】このように、冷却器14で排ガス9中の水
分13を分離することにより、後段の二酸化炭素液化装
置16で水分13が凍結して二酸化炭素液化装置16を
駆動するコンプレッサが壊されるのが防止される。又、
二酸化窒素や三酸化イオウを除去することにより、後段
の二酸化炭素液化装置16が腐食するのが防止される。
【0029】そして、冷却器14を出た排ガス9は二酸
化炭素液化装置16で圧縮冷却されて、二酸化炭素15
を液化され分離される。
【0030】尚、本実施例では酸素分離装置8で分離さ
れた多量の窒素7を窒素供給管23を介して冷却器14
及び二酸化炭素液化装置16へ供給し、冷却器14及び
二酸化炭素液化装置16の冷却源として使用している
が、このようにすることにより、冷却器14や二酸化炭
素液化装置16に特別な冷却源を設ける必要をなくすこ
とができる。
【0031】そして、二酸化炭素液化装置16で二酸化
炭素15を分離された排ガス9は、残りの成分の主なも
のが酸素21と窒素22となっており、該酸素21と窒
素22はそのまま捨ててもよいが、二酸化炭素液化装置
16で既に圧縮冷却されているので、排ガス戻りダクト
17を介してを酸素分離装置8へ戻して分離させるよう
にする。これにより、空気5のみを分離する場合に比べ
て酸素分離装置8の動力が節減される。
【0032】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1のボイラ
の二酸化炭素回収装置によれば、ボイラで発生した排ガ
ス中の二酸化炭素を効率的に処理し得、請求項2のボイ
ラの二酸化炭素回収装置によれば、冷却器及び二酸化炭
素液化装置に特別な冷却源を設ける必要をなくし得、請
求項3のボイラの二酸化炭素回収装置によれば、二酸化
炭素液化装置の駆動力を節減し得るという優れた効果を
奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体系統図である。
【符号の説明】
1 ボイラ 3 排ガスダクト 4 空気供給路 5 空気 6 酸素 7 窒素 8 酸素分離装置 9 排ガス 12 酸化装置 13 水分 14 冷却器 15 二酸化炭素 16 二酸化炭素液化装置 17 排ガス戻りダクト 18 水 19 硝酸 20 硫酸 23 窒素供給管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楜沢 融 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川 島播磨重工業株式会社 豊洲総合事務所 内 (72)発明者 氣駕 尚志 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川 島播磨重工業株式会社 豊洲総合事務所 内 (56)参考文献 特開 平3−252305(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/62 C01B 31/20 F22B 37/00 F25J 1/00 B01D 53/86

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラ1の空気供給路4の途中に、空気
    5中の酸素6と窒素7とを分離する酸素分離装置8を設
    け、ボイラ1の排ガスダクト3の途中に、排ガス9中の
    一酸化窒素や二酸化イオウなどを酸化して二酸化窒素と
    三酸化イオウにする酸化装置12を設け、酸化装置12
    の出側に酸化装置12で酸化された排ガス9を冷却して
    水分13を凝縮分離すると共に内部に水18を供給して
    二酸化窒素と三酸化イオウを溶解し硝酸19及び硫酸2
    0として除去する冷却器14を設け、冷却器14の出側
    に排ガス9を圧縮冷却して二酸化炭素15を液化する二
    酸化炭素液化装置16を設けたことを特徴とするボイラ
    の二酸化炭素回収装置。
  2. 【請求項2】 酸素分離装置8で分離された窒素7を冷
    却器14及び二酸化炭素液化装置16へ送る窒素供給管
    23を設けた請求項1記載のボイラの二酸化炭素回収装
    置。
  3. 【請求項3】 二酸化炭素液化装置16で二酸化炭素1
    5を分離された排ガス9に残る酸素21と窒素22を酸
    素分離装置8へ戻す排ガス戻りダクト17を設けた請求
    項1記載のボイラの二酸化炭素回収装置。
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