本發明專利技術提供二氧化碳的分離裝置及方法，在將被處理氣體中含有的二氧化碳水合化并分離時，可以從該被處理氣體高效地分離二氧化碳。二氧化碳分離裝置的特征在于，具備：二氧化碳水合物生成部，其以含有二氧化碳的被處理氣體和水為原料生成二氧化碳的水合物；二氧化碳吸收部，其使在所述二氧化碳水合物生成部未水合化而通過的高壓氣體與水進行氣液接觸，使水吸收該高壓氣體中的二氧化碳，所述二氧化碳吸收部內的水作為所述原料水被送向所述二氧化碳水合物生成部。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及燃燒廢氣及工藝氣體等被處理氣體中含有的。
技術介紹
氣化復合發電(IGCC)作為將煤氣化，將氣體渦輪機和蒸汽渦輪機組合來進行發電，可以將煤高效地能量化的發電方法備受關注。上述氣化復合發電中，生成含有二氧化碳(CO2)和氫(H2)的工藝氣體，從上述工藝氣體分離二氧化碳，使H2氣體在氣體渦輪機進行燃燒來發電，同時在上述氣體渦輪機使用H2氣體燃燒時產生的蒸氣進行蒸氣渦輪機的發電。此外，上述工藝氣體的二氧化碳和氫的混合比通常為約4 6左右。作為將上述氣化復合發電、煤火力發電等發電系統、鋼鐵廠、水泥廠等的燃燒廢氣·及工藝氣體中含有的二氧化碳分離的技術，有化學吸收法、PSA法(物理吸附法)、膜分離法、物理吸收法等，例如專利文獻I中使用使二氧化碳溶解于高壓水的物理吸收法。另外，通過將上述燃燒廢氣及工藝氣體等被處理氣體中的二氧化碳水合化而從上述被處理氣體分離二氧化碳的水合分離法(例如參照專利文獻2 )在可以僅利用水進行二氧化碳的分離這一點上是最清潔的方法，備受關注。氣體水合物的生成條件根據水合化的氣體種而不同，但通常為高壓、低溫的條件。在該二氧化碳水合物的情況下，因被處理氣體中的二氧化碳濃度而不同，例如在壓力5MPa 20MPa、溫度(TC 4°C下生成。另一方面，已知二氧化碳相比被處理氣體中含有的其它氣體成分(氫、氮等)，向水的溶解度非常高，該溶解度有壓力越高時或溫度越低時越大的趨勢。如上，在使反應器內處于高壓低溫條件而進行上述被處理氣體中含有的二氧化碳(氣體)的水合化的情況下，在上述反應器內生成水合物的同時，引起二氧化碳的溶解，由此二氧化碳分壓降低，水合物停止生成。即，由于二氧化碳以氣體的狀態(未被裝入液相)從反應器流出，所以二氧化碳的分離效率降低。另一方面，為消除在上述反應器內的二氧化碳的溶解引起的二氧化碳分壓的降低，只要進一步提高該反應器內的壓力即可，該情況下，導致氣體的壓縮動力的增加及反應器制造成本的增加，其結果存在二氧化碳回收成本增加的問題。專利文獻I:特許第4088632號專利文獻2:特開2005 - 179629號公報
技術實現思路
鑒于上述問題，本專利技術的目的在于，提供一種二氧化碳的分離裝置及方法，在將被處理氣體中含有的二氧化碳水合化并分離時，能夠從該被處理氣體高效地分離二氧化碳。為實現上述目的，本專利技術第一方面提供一種二氧化碳的分離裝置，其特征在于，具備二氧化碳水合物生成部，其以含有二氧化碳的被處理氣體和水為原料生成二氧化碳的水合物；二氧化碳吸收部，其使在所述二氧化碳水合物生成部未水合化而通過的高壓氣體與水進行氣液接觸，使水吸收該高壓氣體中的二氧化碳，所述二氧化碳吸收部內的水作為所述原料水被送向所述二氧化碳水合物生成部。根據該第一方面，由于將還含有大量不能水合化地通過了二氧化碳水合物生成部的二氧化碳的被處理氣體以高壓狀態在二氧化碳吸收部內與水進行氣液接觸，所以可以從被處理氣體中進一步由水水吸收(溶解)二氧化碳將其除去。而且，將所述“吸收了二氧化碳的水”作為原料送向所述二氧化碳水合物生成部。因此，在重新將含有二氧化碳的氣體送入該二氧化碳水合物生成部內時，在原料的水中，經過所述高壓狀態的吸收工序已溶解有大量的二氧化碳。因此，新送入的被處理氣體中的二氧化碳幾乎不能溶解于水。其結果防止了二氧化碳水合物生成部內的壓力的降低，且防止二氧化碳水合物的生成效率的降低。如上，通過設置該二氧化碳吸收部，可以容易地實現二氧化碳從含有二氧化碳的被處理氣體中的高效率的分離。·本專利技術第二方面的二氧化碳的分離裝置，在第一方面的基礎上，其特征在于，具備氣體水合物分解部，其接受所述二氧化碳的水合物進行分解而再氣化；二氧化碳釋放部，其接受由所述氣體水合物分解部的所述再氣化得到的水，使溶解于該水的二氧化碳，經過所述二氧化碳釋放部的水被送向所述二氧化碳吸收部。根據第二方面，將分解二氧化碳水合物得到的水經過在二氧化碳釋放部的二氧化碳的釋放處理送入所述二氧化碳吸收部。因此，送入二氧化碳吸收部的水在前段的二氧化碳釋放部釋放二氧化碳，因此二氧化碳的吸收能力恢復。通過將該水送入二氧化碳吸收部內，該二氧化碳吸收部內的水被稀釋，因而可以將向該二氧化碳吸收部的新水的追加限制在最小限，可以將該二氧化碳吸收能力維持在高的狀態。因此，由于具備該二氧化碳釋放部，從而可以容易且以低成本實現在二氧化碳吸收部的二氧化碳的吸收能力的維持。本專利技術第三方面的二氧化碳的分離裝置，在第二方面的基礎上，其特征在于，具備脫水部，其設于所述二氧化碳水合物生成部和所述氣體水合物分解部之間，將所述二氧化碳水合物的漿體脫水，由所述脫水部的脫水得到的水被送向所述二氧化碳水合物生成部。通過第三方面的脫水部的脫水得到的水、即將在二氧化碳水合物生成部生成的二氧化碳水合物的漿體脫水后的水溶解有大量二氧化碳。另外，液溫也與二氧化碳水合物生成部內幾乎沒有變化。因此，根據第三方面，不會因在二氧化碳水合物生成部內的二氧化碳向水的溶解而帶來的壓力降低的問題，且可以抑制冷卻原料水用的能量的增加，并且能夠有效地供給原料水。本專利技術第四方面的二氧化碳的分離裝置，在第三方面的基礎上，其特征在于，所述二氧化碳吸收部及所述脫水部被設定為與所述二氧化碳水合物生成部的壓力相同壓力。在此，“相同壓力”是指只要是在可將所述二氧化碳吸收部內的水或經過了所述脫水部的水不經由泵等加壓裝置而送入所述二氧化碳水合物生成部的水平下為“相同”即可，不必嚴格相同。根據第四方面，可以抑制使二氧化碳水合物生成部內成為滿足水合物生成條件的高壓用的能量的增加，并且可以高效地供給原料的水。本專利技術第五方面的二氧化碳的分離裝置，在第一 第四方面中任一方面的基礎上，其特征在于，在所述氣體水合物生成部的上游側具備將含有所述二氧化碳的氣體設定為規定的壓力的壓縮裝置，作為所述壓縮裝置的動力，利用經過了所述二氧化碳吸收部的高壓氣體的壓力能量。由于用于二氧化碳水合物生成的壓力條件為高壓，所以所述被處理氣體被壓縮裝置壓縮，成為高壓向氣體水合物生成部供給。而且，經所述氣體水合物生成部的二氧化碳水合物生成工序未水合化的高壓的被處理氣體以該高壓狀態從氣體水合物生成部被送向二氧化碳吸收部，在相同高壓下從二氧化碳吸收部放出并被回收。根據第五方面，在將被處理氣體中的二氧化碳水合化并分離后，將在二氧化碳吸收部進一步分離了二氧化碳的高壓氣體的壓力能量作為所述壓縮裝置的動力利用，由此， 可以降低該壓縮裝置的消耗能量。因此，可以降低裝置整體的運行成本。本專利技術第六方面提供一種二氧化碳的分離方法，其具有二氧化碳水合物生成工序，以含有二氧化碳的被處理氣體和水為原料，生成二氧化碳的水合物；二氧化碳吸收工序，使在所述二氧化碳水合物生成工序未水合化而通過的高壓氣體與水進行氣液接觸，使水吸收該高壓氣體中的二氧化碳；將在所述二氧化碳吸收工序生成的水作為所述原料水送向所述二氧化碳水合物生成工序的工序。根據第六方面，可以實現與第一方面相同的作用效果，可以從含有二氧化碳的被處理氣體中高效地分離二氧化碳。本專利技術第七方面的二氧化碳的分離方法，在第六方面的基礎上，其特征在于，具有氣體水合物分解工序，接受所述二氧化碳的水合物進行分解而再氣化；二氧化碳釋放工序，接受在所述氣體水合物分解工序得到的水，使溶解本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宮川滿，松尾和芳，櫻井聰一郎，酒井正和，
申請(專利權)人：三井造船株式會社，
類型：
國別省市：
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