[发明专利]二氧化碳回收方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化碳回收方法及装置，更具体地涉及从具备锅炉及蒸汽涡轮的发电设备排出的含有二氧化碳的被处理气体中能够以低能量回收二氧化碳的二氧化碳回收方法及装置。

背景技术

削减作为地球温室化气体的二氧化碳的排放量是全球范围的课题，一方面进行太阳能、风力、地热等的开发，另一方面，对使用煤等化石燃料时排放的燃烧排气中的二氧化碳进行分离回收，并贮存于地下等的技术的开发研究和实证试验在全世界范围内进行。尤其是，关于火力发电设备等的释放大量二氧化碳的设备，需要开发大规模的二氧化碳分离回收技术。

在这样的火力发电设备等中，探讨研究了使用胺化合物选择吸收二氧化碳，以此分离回收排气中的二氧化碳的技术。在该回收技术中，在从胺化合物分离回收二氧化碳时需要热源。作为该二氧化碳分离回收时的热源，一直以来探讨研究了利用从火力发电设备的锅炉产生的水蒸汽的情况（专利文献2）。

图6概略地示出发电设备和附设于此的现有的二氧化碳分离回收装置。如图6所示，在发电设备1中，通过锅炉3产生的水蒸汽导入至蒸汽涡轮4中而使发电机5旋转以此产生电力，在蒸汽涡轮4中完成工作的水蒸汽在冷凝器（复水器）6中冷凝后，再次返回至锅炉3。另一方面，来自于锅炉3的燃烧排气在冷却后从二氧化碳分离回收装置2的吸收槽7的下部被供给，在这里与用于回收二氧化碳的二氧化碳吸收材料、即单乙醇胺（monoethanolamine）等的胺系水溶液在例如40℃下接触。二氧化碳回收结束后的燃烧排气从吸收槽7的上部输送至烟囱11后，排出至大气中。另一方面，吸收了二氧化碳的胺系水溶液被输送至再生槽8中，在该再生槽8中二氧化碳从胺系水溶液被脱附回收。二氧化碳的脱附回收是通过将胺系水溶液加热至120℃而进行的。此时，作为加热源，如箭头12所示使用从发电设备1的蒸汽涡轮4抽出的120℃以上的高温的水蒸汽。从蒸汽涡轮4抽出的高温水蒸汽供给至热交换器9中，通过热交换产生的加热媒介在再生槽8中进行从胺系水溶液的二氧化碳的脱附回收。

在像这样的现有的二氧化碳分离回收装置2中，对于二氧化碳的脱附需要2.5～4.0GJ/CO₂吨的较大的热量是已知的（非专利文献1）。当从蒸汽涡轮4抽出该脱附所需的热量的水蒸汽时，产生发电设备1中的发电量下降的问题。

在锅炉3中产生并在蒸汽涡轮4的最终阶段膨胀后的出口蒸汽为低温低压，但是尽管该低温低压的水蒸汽仍然潜在地具有热能，但实际上不做任何工作在冷凝器中恢复成水。因此，如果该低温低压的水蒸汽提取到锅炉系统外并压缩升温即能够有效利用。然而，实际上在下游的冷凝器6中释放潜热并恢复成液体（水），因此期望该低温低压的水蒸汽的有效利用。在图6所示的现有的二氧化碳分离回收装置2中，作为二氧化碳捕获媒介使用了胺系水溶液，但是同样的问题在使用使胺化合物负载于固体颗粒上的吸附材料的二氧化碳分离装置（专利文献1）中也发生。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：国际公开第2011/013332号；

专利文献2：日本特开2007-61777号公报。

非专利文献：

非专利文献1：平成19年度，二氧化碳固定化·有效利用技术等对策事业，“利用低品位废热的二氧化碳分离回收技术开发”成果报告书，平成20年3月，p.21，（财）地球环境工业技术研究机构。

发明内容

发明要解决的问题：

本发明的目的是解决上述现有技术的问题点。即，本发明的目的是提供从具备锅炉及蒸汽涡轮的发电设备排出的含有二氧化碳的被处理气体中能够以低能量进行二氧化碳的脱附回收的二氧化碳回收方法及装置。

解决问题的手段：

本发明的二氧化碳回收方法是从具备锅炉及蒸汽涡轮的发电设备排出的含有二氧化碳的被处理气体中使用二氧化碳吸附材料进行二氧化碳的吸附及脱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从被处理气体中吸附二氧化碳的吸附工序；和从吸附二氧化碳的所述二氧化碳吸附材料中使用脱附用水蒸汽使二氧化碳脱附的脱附工序；所述脱附用水蒸汽从自蒸汽涡轮出口排出的出口蒸汽的一部分制作。