[發明專利]二氧化碳回收方法及裝置

有效

• 申請號: 201280022628.0
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN103501876A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 奧村雄志;野中嘉治;荻野智行;莊司恭敏;廣川雅俊;多喜川昇;鐮澤和人
• 申請（專利權）人: 川崎重工業株式會社
• 主分類號: B01D53/62
• 分類號: B01D53/62;B01D53/14;C01B31/20
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲

技術領域

本發明涉及二氧化碳回收方法及裝置，更具體地涉及從具備鍋爐及蒸汽渦輪的發電設備排出的含有二氧化碳的被處理氣體中能夠以低能量回收二氧化碳的二氧化碳回收方法及裝置。

背景技術

削減作為地球溫室化氣體的二氧化碳的排放量是全球范圍的課題，一方面進行太陽能、風力、地熱等的開發，另一方面，對使用煤等化石燃料時排放的燃燒排氣中的二氧化碳進行分離回收，并貯存于地下等的技術的開發研究和實證試驗在全世界范圍內進行。尤其是，關于火力發電設備等的釋放大量二氧化碳的設備，需要開發大規模的二氧化碳分離回收技術。

在這樣的火力發電設備等中，探討研究了使用胺化合物選擇吸收二氧化碳，以此分離回收排氣中的二氧化碳的技術。在該回收技術中，在從胺化合物分離回收二氧化碳時需要熱源。作為該二氧化碳分離回收時的熱源，一直以來探討研究了利用從火力發電設備的鍋爐產生的水蒸汽的情況（專利文獻2）。

圖6概略地示出發電設備和附設于此的現有的二氧化碳分離回收裝置。如圖6所示，在發電設備1中，通過鍋爐3產生的水蒸汽導入至蒸汽渦輪4中而使發電機5旋轉以此產生電力，在蒸汽渦輪4中完成工作的水蒸汽在冷凝器（復水器）6中冷凝后，再次返回至鍋爐3。另一方面，來自于鍋爐3的燃燒排氣在冷卻后從二氧化碳分離回收裝置2的吸收槽7的下部被供給，在這里與用于回收二氧化碳的二氧化碳吸收材料、即單乙醇胺（monoethanolamine）等的胺系水溶液在例如40℃下接觸。二氧化碳回收結束后的燃燒排氣從吸收槽7的上部輸送至煙囪11后，排出至大氣中。另一方面，吸收了二氧化碳的胺系水溶液被輸送至再生槽8中，在該再生槽8中二氧化碳從胺系水溶液被脫附回收。二氧化碳的脫附回收是通過將胺系水溶液加熱至120℃而進行的。此時，作為加熱源，如箭頭12所示使用從發電設備1的蒸汽渦輪4抽出的120℃以上的高溫的水蒸汽。從蒸汽渦輪4抽出的高溫水蒸汽供給至熱交換器9中，通過熱交換產生的加熱媒介在再生槽8中進行從胺系水溶液的二氧化碳的脫附回收。

在像這樣的現有的二氧化碳分離回收裝置2中，對于二氧化碳的脫附需要2.5～4.0GJ/CO₂噸的較大的熱量是已知的（非專利文獻1）。當從蒸汽渦輪4抽出該脫附所需的熱量的水蒸汽時，產生發電設備1中的發電量下降的問題。

在鍋爐3中產生并在蒸汽渦輪4的最終階段膨脹后的出口蒸汽為低溫低壓，但是盡管該低溫低壓的水蒸汽仍然潛在地具有熱能，但實際上不做任何工作在冷凝器中恢復成水。因此，如果該低溫低壓的水蒸汽提取到鍋爐系統外并壓縮升溫即能夠有效利用。然而，實際上在下游的冷凝器6中釋放潛熱并恢復成液體（水），因此期望該低溫低壓的水蒸汽的有效利用。在圖6所示的現有的二氧化碳分離回收裝置2中，作為二氧化碳捕獲媒介使用了胺系水溶液，但是同樣的問題在使用使胺化合物負載于固體顆粒上的吸附材料的二氧化碳分離裝置（專利文獻1）中也發生。

現有技術文獻：

專利文獻：

專利文獻1：國際公開第2011/013332號；

專利文獻2：日本特開2007-61777號公報。

非專利文獻：

非專利文獻1：平成19年度，二氧化碳固定化·有效利用技術等對策事業，“利用低品位廢熱的二氧化碳分離回收技術開發”成果報告書，平成20年3月，p.21，（財）地球環境工業技術研究機構。

發明內容

發明要解決的問題：

本發明的目的是解決上述現有技術的問題點。即，本發明的目的是提供從具備鍋爐及蒸汽渦輪的發電設備排出的含有二氧化碳的被處理氣體中能夠以低能量進行二氧化碳的脫附回收的二氧化碳回收方法及裝置。

解決問題的手段：

本發明的二氧化碳回收方法是從具備鍋爐及蒸汽渦輪的發電設備排出的含有二氧化碳的被處理氣體中使用二氧化碳吸附材料進行二氧化碳的吸附及脫附的二氧化碳回收方法，其中包含：使用所述二氧化碳吸附材料從被處理氣體中吸附二氧化碳的吸附工序；和從吸附二氧化碳的所述二氧化碳吸附材料中使用脫附用水蒸汽使二氧化碳脫附的脫附工序；所述脫附用水蒸汽從自蒸汽渦輪出口排出的出口蒸汽的一部分制作。