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公開番号2025069052
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2024146226
出願日2024-08-28
発明の名称燃焼排ガス中のCO2分離回収装置を備える燃焼施設
出願人株式会社タクマ
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類F23J 15/00 20060101AFI20250422BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】装置内部が負圧になることで装置内部に侵入する外気を防ぐことができ、燃焼排ガス中のCO₂濃度を高くして、回収時のエネルギー消費も抑えつつ、CO₂を高濃度に分離回収する技術構成を提供する。
【解決手段】燃焼施設1は、燃焼炉10と、燃焼炉10からの燃焼排ガスの循環排ガスと酸素とを混合した混合ガスを供給する混合ガス供給部30と、燃焼炉10からの燃焼排ガスから二酸化炭素を分離回収する二酸化炭素回収装置16と、燃焼施設外からの空気の流入を防止するための空気流入防止部とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃焼炉と、
前記燃焼炉に、前記燃焼炉からの排ガスの循環排ガスと酸素とを混合した混合ガスを供給する混合ガス供給部と、
前記燃焼炉からの燃焼排ガスから二酸化炭素を分離回収する二酸化炭素回収装置と、
燃焼施設外からの空気の流入を防止するための空気流入防止部と、を備える燃焼施設。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記燃焼炉に、燃料としてバイオマス及び／又は廃棄物が供給される、請求項１に記載の燃焼施設。
【請求項３】
前記混合ガス供給部は、混合ガスの酸素濃度が１８～３０％となるように混合ガスを調製する、請求項１に記載の燃焼施設。
【請求項４】
前記空気流入防止部は、前記燃焼炉からの燃焼排ガスが供給される排ガスろ過装置に設けられる二重ダンパ、スライドゲート、およびバタフライ弁から選択される１種である、請求項１に記載の燃焼施設。
【請求項５】
前記空気流入防止部は、前記燃焼炉からの燃焼排ガスが供給される熱交換装置に設けられる二重ダンパ、スライドゲート、およびバタフライ弁から選択される１種である、請求項１に記載の燃焼施設。
【請求項６】
前記二酸化炭素回収装置によって回収された二酸化炭素を用いて、前記燃焼排ガスの流通炉に薬剤を投入する薬剤投入部をさらに備える請求項１に記載の燃焼施設。
【請求項７】
前記酸素を、熱交換装置の廃熱によって予熱する、請求項１に記載の燃焼施設。
【請求項８】
前記二酸化炭素回収装置は、深冷分離、圧力変動吸着、膜分離、および物理吸着から選択される１種以上により前記燃焼排ガスから二酸化炭素を分離する、請求項１に記載の燃焼施設。
【請求項９】
前記空気流入防止部は、
前記燃焼炉の燃料導入部、主灰シュート部、空気パージされる箇所のいずれか１種以上に、二酸化炭素回収処理されたガスを供給することで、燃焼炉内へ空気侵入を抑制あるいは防ぐ構成である、
請求項１に記載の燃焼施設。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、バイオマス発電施設、廃棄物処理施設、ごみ焼却施設から排出される排ガスからＣＯ
２
を分離し回収するＣＯ
２
分離回収装置を備える燃焼施設に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、カーボンニュートラル、カーボンネガティブのために、バイオマス発電や廃棄物処理における燃焼排ガス中のＣＯ
２
分離回収は重要とされている。
【０００３】
ストーカ炉からの燃焼排ガスに含まれるＣＯ
２
を、化学吸収法によって分離回収し、藻類の培養等に用いる実証試験が行われている。燃焼酸化剤として空気を用いる場合、低圧、低ＣＯ
２
濃度の燃焼排ガスからＣＯ
２
を分離回収する手法として化学吸収法を用いる。化学吸収法は、低ＣＯ
２
吸収能力の高いアミンがＣＯ
２
と結合することでＣＯ
２
を分離できるが、ＣＯ
２
再生時に大きなエネルギーの投入が必要となる。排ガス中ＣＯ
２
濃度を高めて高効率にＣＯ
２
を回収する方法として、酸素富化燃焼が提案されている。
【０００４】
酸素富化燃焼を適用したストーカ炉は、例えば特許文献１、特許文献２などに開示されている。燃焼排ガス中の二酸化炭素濃度を制御し、二酸化炭素を分離回収することに関することは記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００５－３３１１９２号公報
特開２００６－２４２４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
深冷分離法では、ガス中のＣＯ
２
濃度が低い場合は、消費エネルギーが非常に大きくなる。深冷分離法のみでＣＯ
２
の分離回収を行うためには、高濃度のＣＯ
２
が必要となる。
また、バイオマス発電所及び廃棄物処理施設ではバグフィルタ下部のロータリーバルブや薬剤投入ファンから外気が侵入しやすい。通常の運転には支障はないが、酸素燃焼時の外気の侵入は、燃焼排ガス中ＣＯ
２
濃度を低下させる原因となる。そのため、燃焼炉やその他の装置内部が負圧になることで装置内部に侵入する外気を防ぐ必要がある。
【０００７】
本開示では、燃焼排ガス中のＣＯ
２
濃度を高くして、分離回収時のエネルギー消費も抑えつつ、ＣＯ
２
を高濃度に分離回収する技術構成を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の燃焼施設（Ａ１、Ａ２、Ａ３）は、
燃焼炉（１０）と、
前記燃焼炉（１０）に、前記燃焼炉（１０）からの燃焼排ガスの循環排ガスと酸素ガスとを混合した混合ガスを供給する混合ガス供給部（３０）と、
前記燃焼炉（１０）からの燃焼排ガスから二酸化炭素を分離回収する二酸化炭素回収装置（１６）と、
燃焼施設外からの空気の流入を防止するための空気流入防止部（１２１、１３１、１５１）を備える。
【０００９】
前記燃焼施設（Ａ１、Ａ２、Ａ３）は、
燃焼排ガス中のＣＯ
２
濃度を測定する二酸化炭素濃度測定装置（Ｓ１、Ｓ２）を燃焼炉内（１１）、ボイラー（１２）、熱交換器（１３）、排ガスろ過装置（１５）、燃焼排ガス配管（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の任意の位置に設けられていてもよい。
排ガス中のＣＯ
２
の濃度は、例えば、８０％以上、好ましくは９０％以上である。
前記燃焼施設（１）は、
二酸化炭素濃度測定装置（Ｓ１、Ｓ２）で測定された燃焼排ガス中のＣＯ
２
濃度が８０％以上、好ましくは９０％以上となるように、混合ガス供給部（３０）から供給される混合ガスの流量および酸素濃度を制御する混合ガス制御部（３１）を備えていてもよい。
【００１０】
前記燃焼炉（１０）に、燃料としてバイオマス及び／又は廃棄物が供給されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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