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公開番号2024155562
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023070375
出願日2023-04-21
発明の名称二酸化炭素回収設備
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類B01D 53/14 20060101AFI20241024BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】熱エネルギを使用せずに二酸化炭素の吸収および分離が可能な二酸化炭素回収設備を提供することである。
【解決手段】実施形態の二酸化炭素回収設備1は、塩化ナトリム水溶液を電気分解して水酸化ナトリウム水溶液、塩素ガス、水素ガスを生成する電気分解装置10と、電気分解装置10で生成された水酸化ナトリウム水溶液を含む吸収液を用いて二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を吸収して、炭酸ナトリウムまたは炭酸水素ナトリウムを含む二酸化炭素吸収水溶液を生成する吸収装置20と、吸収装置20で生成された二酸化炭素吸収水溶液に電気分解装置10で生成された塩素ガスを反応させて二酸化炭素吸収水溶液から二酸化炭素を分離するとともに、塩化ナトリム水溶液を生成する分離装置40と、分離装置40で生成された塩化ナトリム水溶液を電気分解装置10に導入する配管70とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
塩化ナトリム水溶液を電気分解して水酸化ナトリウム水溶液、塩素ガス、水素ガスを生成する電気分解装置と、
前記電気分解装置で生成された水酸化ナトリウム水溶液を含む吸収液を用いて二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を吸収して、炭酸ナトリウムまたは炭酸水素ナトリウムを含む二酸化炭素吸収水溶液を生成する吸収装置と、
前記吸収装置で生成された前記二酸化炭素吸収水溶液に前記電気分解装置で生成された塩素ガスを反応させて前記二酸化炭素吸収水溶液から二酸化炭素を分離するとともに、塩化ナトリム水溶液を生成する分離装置と、
前記分離装置で生成された塩化ナトリム水溶液を前記電気分解装置に導入する塩化ナトリム水溶液導入系統と
を具備することを特徴とする二酸化炭素回収設備。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記電気分解装置で生成された水酸化ナトリウム水溶液が２５～３５ｗｔ％水酸化ナトリウム水溶液であることを特徴とする請求項１記載の二酸化炭素回収設備。
【請求項３】
前記吸収装置は、
前記吸収液を上部から導入する吸収液導入部、前記気体を導入する気体導入部、および前記二酸化炭素吸収水溶液を底部に貯留する二酸化炭素吸収水溶液貯留部を備える吸収塔と、
前記二酸化炭素吸収水溶液貯留部から導出された前記二酸化炭素吸収水溶液から析出物を分離する析出物分離部と、
前記析出物分離部において前記析出物が分離された前記二酸化炭素吸収水溶液の一部と前記電気分解装置で生成された水酸化ナトリウム水溶液とを混合して生成された前記吸収液を前記吸収塔の前記吸収液導入部に導入する吸収液導入系統と
を備えることを特徴とする請求項１記載の二酸化炭素回収設備。
【請求項４】
前記気体導入部は、前記二酸化炭素吸収水溶液貯留部に貯留されている前記二酸化炭素吸収水溶液に前記気体を吹き込むことを特徴とする請求項３記載の二酸化炭素回収設備。
【請求項５】
前記二酸化炭素吸収水溶液の水素イオン濃度指数ｐＨが８～１２であることを特徴とする請求項１記載の二酸化炭素回収設備。
【請求項６】
前記二酸化炭素吸収水溶液の温度が３０～６０℃であることを特徴とする請求項１記載の二酸化炭素回収設備。
【請求項７】
前記分離装置は、
前記析出物分離部から前記二酸化炭素吸収水溶液を導入する二酸化炭素吸収水溶液導入部と、
前記二酸化炭素吸収水溶液導入部から導入された前記二酸化炭素吸収水溶液を貯留する第２の二酸化炭素吸収水溶液貯留部と、
前記第２の二酸化炭素吸収水溶液貯留部の前記二酸化炭素吸収水溶液に前記電気分解装置で生成された塩素ガスを吹き込む塩素ガス導入部と、
前記二酸化炭素吸収水溶液から分離された二酸化炭素を排出する二酸化炭素排出部と
を備えることを特徴とする請求項３記載の二酸化炭素回収設備。
【請求項８】
前記二酸化炭素吸収水溶液と塩素ガスとが反応する前記第２の二酸化炭素吸収水溶液貯留部内の水溶液の水素イオン濃度指数ｐＨが６～１０であることを特徴とする請求項７記載の二酸化炭素回収設備。
【請求項９】
前記二酸化炭素吸収水溶液導入部は、前記第２の二酸化炭素吸収水溶液貯留部よりも上方に設けられていることを特徴とする請求項７記載の二酸化炭素回収設備。
【請求項１０】
前記分離装置は、
前記二酸化炭素排出部から排出された二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収部を備えることを特徴とする請求項７記載の二酸化炭素回収設備。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二酸化炭素回収設備に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
地球温暖化対策の一つとして、火力発電設備などから排出される二酸化炭素（ＣＯ
２
）を回収する技術が求められている。従来の二酸化炭素回収技術として、アミン溶液を吸収剤とする大規模な二酸化炭素回収設備が検討されている。この二酸化炭素回収設備において、二酸化炭素は、アミン溶液によって吸収される。二酸化炭素を吸収したアミン溶液は、加熱されることによって二酸化炭素を放出する。そして、放出された二酸化炭素は、回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許５７０１９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のアミン溶液を用いた二酸化炭素回収設備では、二酸化炭素を吸収したアミン溶液から二酸化炭素を分離する際、大量の熱エネルギを必要とする。例えば、高効率ＬＮＧ火力発電設備においては、燃焼排ガスに含まれる二酸化炭素の濃度は３～５％程度と低いため、アミン溶液による二酸化炭素の吸収効率および分離効率は低い。そのため、二酸化炭素を吸収および分離する工程でより多くの熱エネルギを必要とする。
【０００５】
アミン溶液を用いた二酸化炭素回収設備を備えた火力発電設備においては、熱エネルギとして蒸気が使用される。そして、二酸化炭素を吸収したアミン溶液から二酸化炭素を分離する際、火力発電設備で生成した蒸気の数十％が消費される場合もある。そのため、二酸化炭素を分離するために使用される蒸気を余分に生成しなければならず、それによって二酸化炭素の排出量は増加する。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、熱エネルギを使用せずに二酸化炭素の吸収および分離が可能な二酸化炭素回収設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の二酸化炭素回収設備は、塩化ナトリム水溶液を電気分解して水酸化ナトリウム水溶液、塩素ガス、水素ガスを生成する電気分解装置と、前記電気分解装置で生成された水酸化ナトリウム水溶液を含む吸収液を用いて二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を吸収して、炭酸ナトリウムまたは炭酸水素ナトリウムを含む二酸化炭素吸収水溶液を生成する吸収装置と、前記吸収装置で生成された前記二酸化炭素吸収水溶液に前記電気分解装置で生成された塩素ガスを反応させて前記二酸化炭素吸収水溶液から二酸化炭素を分離するとともに、塩化ナトリム水溶液を生成する分離装置と、前記分離装置で生成された塩化ナトリム水溶液を前記電気分解装置に導入する塩化ナトリム水溶液導入系統とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態の二酸化炭素回収設備の構成の概要を模式的に示す系統図である。
実施の形態の二酸化炭素回収設備における電気分解装置の構成の概要を模式的に示した図である。
実施の形態の二酸化炭素回収設備における吸収装置の構成の概要を模式的に示した図である。
実施の形態の二酸化炭素回収設備における分離装置の構成の概要を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、実施の形態の二酸化炭素回収設備１の構成の概要を模式的に示す系統図である。まず、ここでは、二酸化炭素回収設備１の構成の概要について説明し、二酸化炭素回収設備１の各構成部については、後に詳しく説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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