[发明专利]二氧化碳分离回收装置、使用其的燃烧系统和火力发电系统以及二氧化碳的分离回收方法

说明书

一种用于使用二氧化碳捕捉材从含有氮氧化物和二氧化碳的处理对象气体中分离回收二氧化碳的二氧化碳分离回收装置，其具备具有二氧化碳捕捉材的二氧化碳捕捉单元，二氧化碳捕捉单元包含：导入处理对象气体的气体流入口；使捕捉材加热用气体成为预定温度的加热单元，该捕捉材加热用气体在使被二氧化碳捕捉材捕捉的二氧化碳脱离时使用；导入使二氧化碳捕捉材冷却时使用的捕捉材冷却用气体的冷却用气体导入口；以及向使氮氧化物从二氧化碳捕捉材中脱离时使用的氮氧化物脱离用气体中添加水分的水分混合部。由此，能够使蓄积于二氧化碳捕捉材的NO_x脱离，抑制二氧化碳捕捉材的性能降低，降低运行成本。

技术领域

本发明涉及二氧化碳分离回收装置、使用其的燃烧系统和火力发电系统以及二氧化碳的分离回收方法。

背景技术

由温室效应气体的排放引起的全球变暖成为世界性问题。温室效应气体有二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)、氟利昂类(CFCs)等。其中影响最大的是CO₂，将来自火力发电厂、炼铁厂等的CO₂分离除去的系统的构建成为紧迫的课题。

另外，CO₂也会对人体产生影响。例如，在吸入包含高浓度CO₂的气体时会引起健康受损，因此在室内等密闭空间中需要管理CO₂浓度。特别是在空间站等难以进行室外空气与室内空气的换气的环境中，需要除去CO₂的装置。此外，在食品、化学产品的制造时CO₂有可能产生不良影响，因此要求除去CO₂的系统。

作为上述课题的解决方案，有化学吸收法、物理吸收法、膜分离法、吸附分离法、深冷分离法等。其中，可列举使用了固体CO₂捕捉材的CO₂分离回收法。在使用了CO₂捕捉材的CO₂除去系统中，向填充有CO₂捕捉材的捕捉材容器中导入含CO₂的气体，使CO₂捕捉材与气体在大气压下接触或进行加压而接触，从而将CO₂捕捉除去。然后，对捕捉材进行加热、或对捕捉材容器内进行减压，从而使捕捉到的CO₂脱离、除去。使CO₂脱离后的CO₂捕捉材在冷却或减压后再次使含CO₂的气体流通而用于捕捉除去CO₂。

来自火力发电厂等的燃烧废气中包含氮氧化物(NOx)和硫氧化物(SOx)，有时这些气体吸附于捕捉材或被捕捉材吸收而使捕捉材性能劣化。作为用于降低气体中的NOx和SOx的影响的方法，通常在反应容器的上游侧设置除去NOx和SOx的装置。

在专利文献1中，作为分离回收CO₂的装置，记载了如下的装置，所述装置在除去NOx等杂质后使用沸石膜进行CO₂的膜分离，进一步通过胺吸收法或变压吸附法(PSA)来分离回收CO₂。

在专利文献2中记载了一种对锅炉废气实施脱硝、除尘和脱硫的各处理，然后进行填充有二氧化碳捕捉材的二氧化碳捕捉的装置。在该装置中，在进行二氧化碳捕捉的捕捉塔的上游和下游设置有流路切换阀，由此，能够利用水蒸气将捕捉的二氧化碳脱离。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-236134号公报

专利文献2：日本特开2013-059703号公报

发明内容

发明要解决的课题