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公開番号2025147429
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024047677
出願日2024-03-25
発明の名称CO2の回収方法
出願人大陽日酸株式会社
代理人個人,個人
主分類B01D 53/047 20060101AFI20250930BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】高いCO₂収率で回収にかかるコストの低い、CO₂の回収方法を提供する。
【解決手段】吸着剤が充填された1つ以上の吸着塔2,12に対象ガスを導入し、CO₂を吸着させるCO₂吸着工程と、吸着剤に吸着したCO₂を脱離させ回収するCO₂回収工程とを含む複数の工程から構成され、CO₂回収工程には、吸着塔に水蒸気を流通させながら大気圧以下に減圧しながら、CO₂を回収する負圧水蒸気CO₂回収工程と、吸着塔内の圧力を大気圧以下に減圧しながら、CO₂を回収する負圧CO₂回収工程と、があり、CO₂吸着工程とCO₂回収工程を繰り返し行い、CO₂回収工程は、負圧水蒸気CO₂回収工程の後に、負圧CO₂回収工程を実施している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
吸着剤が充填された１つ以上の吸着塔に、ＣＯ
２
を含む２種類以上のガス成分からなる混合ガスである対象ガスを導入して、対象ガス中のＣＯ
２
を分離および回収するＣＯ
２
の回収方法であって、
前記吸着剤に前記対象ガス中のＣＯ
２
を吸着させるＣＯ
２
吸着工程と、
前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離させ回収するＣＯ
２
回収工程とを含む複数の工程から構成され、
前記ＣＯ
２
回収工程には、
前記吸着塔に水蒸気を流通させるとともに、前記吸着塔内の圧力を大気圧以下に減圧しながら、前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離し、回収ガスとして回収する負圧水蒸気ＣＯ
２
回収工程と、
前記吸着塔内の圧力を大気圧以下に減圧しながら、前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離し、回収ガスとして回収する負圧ＣＯ
２
回収工程と、
があり、
前記ＣＯ
２
吸着工程と前記ＣＯ
２
回収工程を繰り返し行い、
前記ＣＯ
２
回収工程は、前記負圧水蒸気ＣＯ
２
回収工程の後に、前記負圧ＣＯ
２
回収工程を実施することを特徴とするＣＯ
２
の回収方法。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
吸着剤が充填された１つ以上の吸着塔に、ＣＯ
２
を含む２種類以上のガス成分からなる混合ガスである対象ガスを導入して、対象ガス中のＣＯ
２
を分離および回収するＣＯ
２
の回収方法であって、
前記吸着剤に前記対象ガス中のＣＯ
２
を吸着させるＣＯ
２
吸着工程と、
前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離させ回収するＣＯ
２
回収工程とを含む複数の工程から構成され、
前記ＣＯ
２
回収工程には、
前記吸着塔に水蒸気を流通させるとともに、前記吸着塔内の圧力を大気圧以下に減圧しながら、前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離し、回収ガスとして回収する負圧水蒸気ＣＯ
２
回収工程と、
前記吸着塔内の圧力を大気圧以下に減圧しながら、前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離し、回収ガスとして回収する負圧ＣＯ
２
回収工程と、
があり、
前記ＣＯ
２
吸着工程と前記負圧水蒸気ＣＯ
２
回収工程とを繰り返し実施する第１サイクルと、
前記ＣＯ
２
吸着工程と前記負圧ＣＯ
２
回収工程とを繰り返し実施する第２サイクルと、
を有し、
前記第１サイクルを少なくとも１回以上実施した後、前記第２サイクルを少なくとも１回以上実施することを特徴とするＣＯ
２
の回収方法。
【請求項３】
吸着剤が充填された１つ以上の吸着塔に、ＣＯ
２
を含む２種類以上のガス成分からなる混合ガスである対象ガスを導入して、対象ガス中のＣＯ
２
を分離および回収するＣＯ
２
の回収方法であって、
前記吸着剤に前記対象ガス中のＣＯ
２
を吸着させるＣＯ
２
吸着工程と、
前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離させ回収するＣＯ
２
回収工程とを含む複数の工程から構成され、
前記ＣＯ
２
回収工程には、
前記吸着塔に水蒸気を流通させるとともに、前記吸着塔内の圧力を大気圧以下に減圧しながら、前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離し、回収ガスとして回収する負圧水蒸気ＣＯ
２
回収工程と、
前記吸着塔内の圧力を大気圧以下に減圧しながら、前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離し、回収ガスとして回収する負圧ＣＯ
２
回収工程と、
があり、
前記ＣＯ
２
吸着工程と前記負圧水蒸気ＣＯ
２
回収工程とを繰り返し実施する第１サイクルと、
前記ＣＯ
２
吸着工程と、前記負圧水蒸気ＣＯ
２
回収工程の後に前記負圧ＣＯ
２
回収工程を実施する前記ＣＯ
２
回収工程とを繰り返し実施する第２サイクルと、
を有し、
前記第１サイクルを少なくとも１回以上実施した後、前記第２サイクルを少なくとも１回以上実施することを特徴とするＣＯ
２
の回収方法。
【請求項４】
前記負圧ＣＯ
２
回収工程において、前記吸着塔にリンスガスを導入することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＣＯ
２
の回収方法。
【請求項５】
前記吸着塔が３つ以上あり、少なくとも１つの吸着塔が前記ＣＯ
２
吸着工程を実施している状態のときには、他の吸着塔のうち、少なくとも１つが前記ＣＯ
２
回収工程を実施し、少なくとも１つが前記回収ガスの一部をパージガスとして導入されるパージ工程を実施していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＣＯ
２
の回収方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ
２
の回収方法に関し、詳しくは、吸着剤を用いて対象ガス中のＣＯ
２
を分離して回収するＣＯ
２
の回収方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
温室効果ガス排出抑制の観点から火力発電所、製鉄所、セメント工場、ボイラなど様々な排出源からＣＯ
２
を回収するシステムの構築が求められており、化学吸収、ＰＳＡ（圧力変動吸着法）、ＴＳＡ（温度変動吸着法）、膜分離といったＣＯ
２
回収技術の開発が進められている。ＰＳＡでは、吸着剤を充填した吸着塔に対象ガスを導入して大気圧、もしくは加圧下でＣＯ
２
を吸着する。その後、吸着塔を減圧することにより、吸着したＣＯ
２
を脱離させて回収する。
【０００３】
より一層のＣＯ
２
排出量抑制を実施するためには、高いＣＯ
２
収率でのＣＯ
２
回収が望まれる。吸着塔を低い圧力まで減圧すればＣＯ
２
の脱離量が増加し、高いＣＯ
２
収率を得られるが、回収にかかるコストは増大してしまう。
【０００４】
ＣＯ
２
濃度の低いガス（リンスガス）を導入しながら吸着塔を減圧することでＣＯ
２
の脱離を促進することができるため、ＣＯ
２
回収にかかるエネルギーを削減するとともに、ＣＯ
２
収率を向上できる。特に、水蒸気は回収後のガスからの分離が容易で、高純度のＣＯ
２
を得やすいことからＣＯ
２
回収装置の脱離に利用されることが多い（例えば、特許文献１参照）。また、吸着剤の種類によっては、水蒸気を吸着させることによりＣＯ
２
脱離にかかるエネルギーの減少といった好ましい影響を得られることも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、水蒸気を導入しながら吸着塔を減圧すると、ＣＯ
２
脱離が促進されて吸着剤の再生状態が良くなり、吸着工程の初期段階でロスするＣＯ
２
の量が減少してＣＯ
２
収率が向上する。また減圧のみの場合に比べて、水蒸気を導入する場合は、吸着剤量あたりのＣＯ
２
の吸着量が多くなるため、装置を小型化できる。さらに減圧のみの場合に比べ、高い圧力でＣＯ
２
を脱離できるため、ＣＯ
２
回収にかかるエネルギー(≒真空ポンプの動力)の削減が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第６３０２３０９号公報
特許第６７２１０２０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、多くの吸着剤において、過剰な水蒸気を吸着すると、ＣＯ
２
が早く破過してしまい、ＣＯ
２
吸着量がかえって低下してしまう。結果として、ＣＯ
２
回収にかかるコストが増えてしまう場合があった。
【０００８】
そこで本発明は、高いＣＯ
２
収率で回収にかかるコストの低い、ＣＯ
２
の回収方法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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第１のＣＯ
２
の回収方法は、吸着剤が充填された１つ以上の吸着塔に、ＣＯ
２
を含む２種類以上のガス成分からなる混合ガスである対象ガスを導入して、対象ガス中のＣＯ
２
を分離および回収するＣＯ
２
の回収方法であって、前記吸着剤に前記対象ガス中のＣＯ
２
を吸着させるＣＯ
２
吸着工程と、前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離させ回収するＣＯ
２
回収工程とを含む複数の工程から構成され、前記ＣＯ
２
回収工程には、前記吸着塔に水蒸気を流通させるとともに、前記吸着塔内の圧力を大気圧以下に減圧しながら、前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離し、回収ガスとして回収する負圧水蒸気ＣＯ
２
回収工程と、前記吸着塔内の圧力を大気圧以下に減圧しながら、前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離し、回収ガスとして回収する負圧ＣＯ
２
回収工程と、があり、前記ＣＯ
２
吸着工程と前記ＣＯ
２
回収工程を繰り返し行い、前記ＣＯ
２
回収工程は、前記負圧水蒸気ＣＯ
２
回収工程の後に、前記負圧ＣＯ
２
回収工程を実施することを特徴としている。
【００１０】
また、上記目的を達成するため、本発明の第２のＣＯ
２
の回収方法は、吸着剤が充填された１つ以上の吸着塔に、ＣＯ
２
を含む２種類以上のガス成分からなる混合ガスである対象ガスを導入して、対象ガス中のＣＯ
２
を分離および回収するＣＯ
２
の回収方法であって、前記吸着剤に前記対象ガス中のＣＯ
２
を吸着させるＣＯ
２
吸着工程と、前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離させ回収するＣＯ
２
回収工程とを含む複数の工程から構成され、前記ＣＯ
２
回収工程には、前記吸着塔に水蒸気を流通させるとともに、前記吸着塔内の圧力を大気圧以下に減圧しながら、前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離し、回収ガスとして回収する負圧水蒸気ＣＯ
２
回収工程と、前記吸着塔内の圧力を大気圧以下に減圧しながら、前記吸着剤に吸着したＣＯ
２
を脱離し、回収ガスとして回収する負圧ＣＯ
２
回収工程と、があり、前記ＣＯ
２
吸着工程と前記負圧水蒸気ＣＯ
２
回収工程とを繰り返し実施する第１サイクルと、前記ＣＯ
２
吸着工程と前記負圧ＣＯ
２
回収工程とを繰り返し実施する第２サイクルと、を有し、前記第１サイクルを少なくとも１回以上実施した後、前記第２サイクルを少なくとも１回以上実施することを特徴としている。
（【００１１】以降は省略されています）

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