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公開番号2025043518
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2023150834
出願日2023-09-19
発明の名称二酸化炭素分離回収装置
出願人JFEエンジニアリング株式会社
代理人個人
主分類B01D 53/62 20060101AFI20250325BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】単位冷媒流量当たりの二酸化炭素分離回収量を最大化することができる二酸化炭素分離回収装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る二酸化炭素分離回収装置1は、二酸化炭素を含む排ガスから前記二酸化炭素を透過させて分離する二酸化炭素分離膜10と、二酸化炭素分離膜10を透過した二酸化炭素を冷媒との熱交換によって固化させる二酸化炭素固化器30と、二酸化炭素分離膜10と二酸化炭素固化器30とを接続する二酸化炭素供給路42と、二酸化炭素供給路42において二酸化炭素分離膜10と二酸化炭素固化器30との間に配設され、二酸化炭素分離膜10を透過させた二酸化炭素が濃縮された排ガスを二酸化炭素固化器30に供給する真空ポンプ20と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
二酸化炭素を含む排ガスから前記二酸化炭素を透過させて分離する二酸化炭素分離膜と、
前記二酸化炭素分離膜を透過した二酸化炭素を冷媒との熱交換によって固化させる二酸化炭素固化器と、
前記二酸化炭素分離膜と前記二酸化炭素固化器とを接続する二酸化炭素供給路と、
前記二酸化炭素供給路において前記二酸化炭素分離膜と前記二酸化炭素固化器との間に配設され、前記二酸化炭素分離膜を透過させた二酸化炭素が濃縮された排ガスを前記二酸化炭素固化器に供給する真空ポンプと、を有することを特徴とする二酸化炭素分離回収装置。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
二酸化炭素を含む排ガスから前記二酸化炭素を透過させて分離する二酸化炭素分離膜と、
前記二酸化炭素分離膜を透過した二酸化炭素を冷媒との熱交換によって固化させる二酸化炭素固化器と、
前記二酸化炭素分離膜と前記二酸化炭素固化器とを接続する二酸化炭素供給路と、
前記二酸化炭素固化器から固化しなかった余剰ガスを排出する余剰ガス排出路と、
前記余剰ガス排出路に配設され、前記余剰ガスを吸引し外部に排出する真空ポンプと、を有することを特徴とする二酸化炭素分離回収装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼排ガスから二酸化炭素を分離して回収する二酸化炭素分離回収装置に関し、特に燃焼排ガスと冷媒との熱交換によって二酸化炭素を固化して分離回収する二酸化炭素分離回収装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、大気中に放出される二酸化炭素の多くは、化石燃料の燃焼排ガスに含まれた二酸化炭素である。二酸化炭素は地球温暖化への影響があるため、二酸化炭素の排出削減もしくは利活用が検討されている。しかしながら、排ガス中に含まれる二酸化炭素濃度は数%～十数%と低濃度であり、利活用する上では排ガスからの二酸化炭素分離が不可欠である。
【０００３】
二酸化炭素を含むガスから二酸化炭素を分離する技術は古くから工業的に用いられており、熱炭酸カリウム系やアミン系の吸収液を用いる方法やガス分離膜を利用する方法、吸着剤を使用した圧力スイング（PSA）法や温度スイング（TSA）法などがよく知られている。
【０００４】
しかしながら、これらの分離技術は二酸化炭素を取り除くことによって残りのガスの価値が上がる場合や石油増進回収法（EOR）のように二酸化炭素を用いたことによるメリットがある場合にのみ用いられてきたもので、いずれの方法も二酸化炭素分離のために大量のエネルギーを消費する。
そのエネルギーを作るために化石燃料を利用すれば、結局二酸化炭素の排出削減効果は小さくなってしまい、化石燃料あたりから得られるエネルギーも減ることとなり、経済的にも受け入れられない。そのため、地球温暖化対策としての二酸化炭素分離にあたっての消費エネルギーが極力少ない新たな省エネ型の二酸化炭素分離技術が求められている。
【０００５】
この点、先行文献１には、水分を固化し除去した後の排ガスとＬＮＧとの熱交換により排ガス中の二酸化炭素を固化してドライアイスを液化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０００－３１７３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、先行文献１に記載の技術では、ＣＯ
２
固化前に排ガスから水を除去して流量を若干減らしているものの、ＣＯ
２
以外の成分（Ｎ
２
、Ｏ
２
等）を多量に含んだ低ＣＯ
２
濃度排ガス（ＣＯ
２
濃度：数～十数mol%）とＬＮＧとを熱交換させてＣＯ
２
を固化している。
【０００８】
この方法では、ＣＯ
２
以外の成分（Ｎ
２
、Ｏ
２
等）をＣＯ
２
固化温度まで冷却するためにＬＮＧの冷熱を消費してしまうため、ＬＮＧ冷熱を有効に利用できておらず、全体的なＣＯ
２
回収量を増加させることは難しい。
【０００９】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、単位冷媒流量当たりの二酸化炭素分離回収量を最大化することができる二酸化炭素分離回収装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係る二酸化炭素分離回収装置は、二酸化炭素を含む排ガスから前記二酸化炭素を透過させて分離する二酸化炭素分離膜と、
前記二酸化炭素分離膜を透過した二酸化炭素を冷媒との熱交換によって固化させる二酸化炭素固化器と、
前記二酸化炭素分離膜と前記二酸化炭素固化器とを接続する二酸化炭素供給路と、
前記二酸化炭素供給路において前記二酸化炭素分離膜と前記二酸化炭素固化器との間に配設され、前記二酸化炭素分離膜を透過させた二酸化炭素が濃縮された排ガスを前記二酸化炭素固化器に供給する真空ポンプと、を有することを特徴とするものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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