JPH01236915A - 固体アミンによるｃｏ↓２除去装置の制御方法 - Google Patents
固体アミンによるｃｏ↓２除去装置の制御方法Info
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- JPH01236915A JPH01236915A JP63061770A JP6177088A JPH01236915A JP H01236915 A JPH01236915 A JP H01236915A JP 63061770 A JP63061770 A JP 63061770A JP 6177088 A JP6177088 A JP 6177088A JP H01236915 A JPH01236915 A JP H01236915A
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は固体アミンによるＣＯ２除去装置の制御方法に
関するものである。
関するものである。
（従来技術）
固体アミンによるＣＯ２除去プロセスにおいて、固定ア
ミンの再生には水蒸気による直接加熱再生方式が用いら
れている。このプロセスの吸着−再生工程での固体アミ
ンの保有水分は次のように変化する。
ミンの再生には水蒸気による直接加熱再生方式が用いら
れている。このプロセスの吸着−再生工程での固体アミ
ンの保有水分は次のように変化する。
１）吸着工程における保有水分の変化
固体アミン層を通過する供給ガスの温度、湿度及び流速
に応じた分だけ固体アミン粒子表面から保有水分が蒸発
し減少する。この現象は、固体アミン層を通過するガス
中の水分と固体アミン粒子表面の水分との間に平衡関係
が成立するまで続くので、固体アミンから失われる保有
水分の総量は、扱方時間または平衡到達時間（平衡に達
するまでに要する時間）の短かい方で定まる。
に応じた分だけ固体アミン粒子表面から保有水分が蒸発
し減少する。この現象は、固体アミン層を通過するガス
中の水分と固体アミン粒子表面の水分との間に平衡関係
が成立するまで続くので、固体アミンから失われる保有
水分の総量は、扱方時間または平衡到達時間（平衡に達
するまでに要する時間）の短かい方で定まる。
２）再生工程における保有水分の変化
固体アミンの再生には、通常１００〜１２０℃の飽和水
蒸気が用いられる。固体アミン層に供給された水蒸気は
、固体アミン層内で凝縮し、この時に発生する潜熱によ
って吸着されたＣＯ２は固体アミンから脱離し、固体ア
ミンは再生される。
蒸気が用いられる。固体アミン層に供給された水蒸気は
、固体アミン層内で凝縮し、この時に発生する潜熱によ
って吸着されたＣＯ２は固体アミンから脱離し、固体ア
ミンは再生される。
この凝縮した水の内、一部は固体アミンに吸着されるこ
とになる。吸着される水分の総量は吸着工程での固体ア
ミンの乾燥の度合、固体アミン自体が保有可能な水ｆｆ
１（飽和吸着水量）、固体アミンの水分成層速度及び再
生時間等によって定まる。
とになる。吸着される水分の総量は吸着工程での固体ア
ミンの乾燥の度合、固体アミン自体が保有可能な水ｆｆ
１（飽和吸着水量）、固体アミンの水分成層速度及び再
生時間等によって定まる。
以上のべたように固体アミンの保有水分は吸着工程で減
少し、再生工程で増加する。即ち、固体アミン側からみ
ると吸着工程で乾燥し、再生工程で湿潤することになる
。したがって、吸着工程で失われた水分が再生工程で補
給されるような条件下では、固体アミンは一定の範囲で
水分を保持すること−なり、安定したＣＯ２吸着性能を
維持することができる。
少し、再生工程で増加する。即ち、固体アミン側からみ
ると吸着工程で乾燥し、再生工程で湿潤することになる
。したがって、吸着工程で失われた水分が再生工程で補
給されるような条件下では、固体アミンは一定の範囲で
水分を保持すること−なり、安定したＣＯ２吸着性能を
維持することができる。
しかしながら、上述の関係（固定アミンの乾燥−湿潤）
を維持するためには、装置の設置場所における環境条件
（温度、湿度）を一定に保つ必要があり、環境条件が変
動すると固体アミンは乾燥。
を維持するためには、装置の設置場所における環境条件
（温度、湿度）を一定に保つ必要があり、環境条件が変
動すると固体アミンは乾燥。
湿潤いずれかの方向に偏り、ＣＯ２吸着性能が低下する
。
。
次に固体アミンの吸着性能と保有水分の関係についての
べる。この関係をグラフに描くと第３図のようになる。
べる。この関係をグラフに描くと第３図のようになる。
ハミルトンスタンダード社（米国）が実施したＩＲＡ−
４５（米国ロームアンドハース社製、弱塩基性陰イオン
交換樹脂）でのテスト結果によれば、ＩＲＡ−４５のＣ
Ｏ２吸着性能を維持するためには、保有水分の範囲は１
８〜３５％とされている。この範囲を外れると性能が低
下することになり、その原因として以下のことが挙げら
れる。
４５（米国ロームアンドハース社製、弱塩基性陰イオン
交換樹脂）でのテスト結果によれば、ＩＲＡ−４５のＣ
Ｏ２吸着性能を維持するためには、保有水分の範囲は１
８〜３５％とされている。この範囲を外れると性能が低
下することになり、その原因として以下のことが挙げら
れる。
１）保有水分が下限以下の場合（ＩＲＡ−４５では１８
％以下） 固体アミンのＣＯ２吸着反応はイオン交換反応によるも
のであるが、交換基のアミン類が十分に水和されていな
いと、イオン交換反応が抑制され。
％以下） 固体アミンのＣＯ２吸着反応はイオン交換反応によるも
のであるが、交換基のアミン類が十分に水和されていな
いと、イオン交換反応が抑制され。
第４図（ａ）に示すように急激に吸着性能が低下する。
２）保有水分が上限以上の場合（ＩＲＡ−４５では３５
％以上） 第４図（ｃ）に示すように、吸着初期の吸着速度は低下
するもの＼、保有水分が下限以下（第４図（ａ））のよ
うな急激な低下はみられない。これは固体アミン粒子表
面に水の層ができ、ＣＯ２がイオン交換サイトに到達す
るまでの抵抗となる。つまりＣＯ２の拡散速度が低下す
ることによる現象である。
％以上） 第４図（ｃ）に示すように、吸着初期の吸着速度は低下
するもの＼、保有水分が下限以下（第４図（ａ））のよ
うな急激な低下はみられない。これは固体アミン粒子表
面に水の層ができ、ＣＯ２がイオン交換サイトに到達す
るまでの抵抗となる。つまりＣＯ２の拡散速度が低下す
ることによる現象である。
なお第４図（ｂ）は保有水分が適切な範囲（ＩＲＡ−４
５では１８〜３５％）にある場合の典型的な例で、破過
時間（固体アミン層出口にＣＯ２が吸着されずに流出し
てくるまでに要する時間）が長いことがわかる。
５では１８〜３５％）にある場合の典型的な例で、破過
時間（固体アミン層出口にＣＯ２が吸着されずに流出し
てくるまでに要する時間）が長いことがわかる。
また固体アミンの適切な保有水分範囲は固体アミンの種
類によって変わるが、−船釣には生乾きの状態がよいと
されている。ＩＲＡ−４５の場合で説明すると、その保
有可能な水分は４０〜４５％で、適切な範囲は上述の如
く１８〜３５％である。
類によって変わるが、−船釣には生乾きの状態がよいと
されている。ＩＲＡ−４５の場合で説明すると、その保
有可能な水分は４０〜４５％で、適切な範囲は上述の如
く１８〜３５％である。
以上で、吸着−再生工程での保有水分の変化及び保有水
分のＣＯ２吸着性能への影響について説明したが、従来
技術では直接的な保有水分の制御はなされておらず、環
境条件を保有水分が変動しないよう調節している程度で
あった。
分のＣＯ２吸着性能への影響について説明したが、従来
技術では直接的な保有水分の制御はなされておらず、環
境条件を保有水分が変動しないよう調節している程度で
あった。
したがって、空調が整備されていないような場所におい
ては、保有水分の変動は避けられず、吸 。
ては、保有水分の変動は避けられず、吸 。
着性能を維持できなかった。
（発明により解決しようとする課題）
本発明は固体アミンの吸着性能曲ａ（以下、破過曲線）
の形が保有水分の増減に伴い変動することに着目し、固
体アミンの保有水分を適切な範囲に保たせるための制御
方法を提供しようとするものである。
の形が保有水分の増減に伴い変動することに着目し、固
体アミンの保有水分を適切な範囲に保たせるための制御
方法を提供しようとするものである。
（発明による課題の解決手段）
供給ガスの供給路に温湿度調整装置と、又処理ガスの排
出路にＣＯ２分析計と、該ＣＯ２分析計による分析結果
を格納しかつ前記温湿度調整装置に設定信号を送る制御
用コンピュータとを備え、吸着工程に入ると同時に処理
ガス中のＣＯ２濃度を検出して制御用コンピュータに記
憶させておき、吸着工程が終了するとｃｏ４度測定デー
タから吸着性能を計算し、性能低下の有無を判別し、性
能低下傾向にある場合はあらかじめ制御用コンピュータ
の記憶装置に格納されている保有水分に応じた破過曲線
の形と比較して保有水分を推定し、更に計算された保有
水分と最適保有水分の偏差に応じた温度及び湿度を計算
し、次の吸着工程における設定値として固体アミンのＣ
Ｏ２の高い吸着性能を維持可能にした。
出路にＣＯ２分析計と、該ＣＯ２分析計による分析結果
を格納しかつ前記温湿度調整装置に設定信号を送る制御
用コンピュータとを備え、吸着工程に入ると同時に処理
ガス中のＣＯ２濃度を検出して制御用コンピュータに記
憶させておき、吸着工程が終了するとｃｏ４度測定デー
タから吸着性能を計算し、性能低下の有無を判別し、性
能低下傾向にある場合はあらかじめ制御用コンピュータ
の記憶装置に格納されている保有水分に応じた破過曲線
の形と比較して保有水分を推定し、更に計算された保有
水分と最適保有水分の偏差に応じた温度及び湿度を計算
し、次の吸着工程における設定値として固体アミンのＣ
Ｏ２の高い吸着性能を維持可能にした。
（実施例）
第１図は第１吸着反応器１と第２吸着反応器２を備えた
２塔式Ｃ○２除去装置である。供給ガスは温湿度調節装
置３で温湿度調節されて供給され、吸着反応器１又は２
でＣＯ２を吸着されたのち、環境中へ排出される。４は
再生用蒸気発生装置、５はＣＯ２分析計である。６は制
御用コンピュータで、温湿度調節装置３及びＣＯ０分析
計５に結ばれている。
２塔式Ｃ○２除去装置である。供給ガスは温湿度調節装
置３で温湿度調節されて供給され、吸着反応器１又は２
でＣＯ２を吸着されたのち、環境中へ排出される。４は
再生用蒸気発生装置、５はＣＯ２分析計である。６は制
御用コンピュータで、温湿度調節装置３及びＣＯ０分析
計５に結ばれている。
今、第１吸着反応器１が吸着工程にあるとすると、もう
一方の第２吸着反応器２は再生工程にあり、タイマー等
により順次切替えて使用することにより、環境中のＣＯ
２濃度を設定した範囲内に制御することができるように
なっている。
一方の第２吸着反応器２は再生工程にあり、タイマー等
により順次切替えて使用することにより、環境中のＣＯ
２濃度を設定した範囲内に制御することができるように
なっている。
供給ガスは制御用コンピュータ６からの温湿度設定信号
によって制御される。供給ガス温湿度調節装置３で一定
温湿度に調節され、第１吸着反応器１の上部から供給さ
れ、ＣＯ□を除去された後、下部より排出され環境中へ
戻される。この排出されたガス（以下処理ガスという）
の一部はＣＯ２分析計５へ導かれ、ＣＯ２濃度がａ＋１
１定される。測定結果はコンピュータ６の記憶装置へ格
納され、次の吸着工程における温湿度調整装置に対する
温湿度設定のためのデータとなる。
によって制御される。供給ガス温湿度調節装置３で一定
温湿度に調節され、第１吸着反応器１の上部から供給さ
れ、ＣＯ□を除去された後、下部より排出され環境中へ
戻される。この排出されたガス（以下処理ガスという）
の一部はＣＯ２分析計５へ導かれ、ＣＯ２濃度がａ＋１
１定される。測定結果はコンピュータ６の記憶装置へ格
納され、次の吸着工程における温湿度調整装置に対する
温湿度設定のためのデータとなる。
以下第２図のフローチャートを参照してＣＯ２除去装置
の作用について説明する。
の作用について説明する。
第１吸着反応器ｌが吸着工程に入ると同時に処理ガス中
のＣＯ２濃度を一定間隔（例えば３０秒間隔）で検出し
、制御用コンピュータ６の記憶装置に格納する。この操
作は吸着工程終了まで継続する。
のＣＯ２濃度を一定間隔（例えば３０秒間隔）で検出し
、制御用コンピュータ６の記憶装置に格納する。この操
作は吸着工程終了まで継続する。
吸着工程が終了すると、ＣＯ２濃度測定データから吸着
性能を計算し、性能低下の有無を判別する。性能が低下
傾向にある場合は、あらかじめ制御用コンピュータの記
憶装置に格納されている第４図に示した保有水分に応じ
た破過曲線の形と比較し保有水分を推定する。更に計算
された保有水分と最適保有水分の偏差に応じた温度及び
湿度を計算し、次の吸着工程における設定値とする。運
転を停止する場合は、フロッピーディスク等の不揮発性
メモリに格納し、運転再開時の初期値とする。
性能を計算し、性能低下の有無を判別する。性能が低下
傾向にある場合は、あらかじめ制御用コンピュータの記
憶装置に格納されている第４図に示した保有水分に応じ
た破過曲線の形と比較し保有水分を推定する。更に計算
された保有水分と最適保有水分の偏差に応じた温度及び
湿度を計算し、次の吸着工程における設定値とする。運
転を停止する場合は、フロッピーディスク等の不揮発性
メモリに格納し、運転再開時の初期値とする。
第２吸着反応器２についても同様の操作をし、ＣＯ２濃
度の計測と保有水分の計算を同時に行なうことになるが
、計測を割込みで行なうか、またはマルチジョブが可能
なコンピュータを使用すれば解決可能である。こＳでは
供給ガスの温度及び湿度の両者を制御するようにしたが
、通常の固体の乾燥においては、温度よりも湿度に対す
る依存性が高いので、環境温度の変動が少ない場合は湿
度調節のみで対応できる。
度の計測と保有水分の計算を同時に行なうことになるが
、計測を割込みで行なうか、またはマルチジョブが可能
なコンピュータを使用すれば解決可能である。こＳでは
供給ガスの温度及び湿度の両者を制御するようにしたが
、通常の固体の乾燥においては、温度よりも湿度に対す
る依存性が高いので、環境温度の変動が少ない場合は湿
度調節のみで対応できる。
なお以上はＣＯ２除去装置について例示したが、ＣＯ２
に限らず、Ｓ０２等の酸性ガス、ＮＨｌ等の塩基性ガス
の陰イオン交換樹脂または陽イオン交換樹脂で吸着除去
可能で、かつ水蒸気による直接加熱再生可能なガスに使
用可能である。
に限らず、Ｓ０２等の酸性ガス、ＮＨｌ等の塩基性ガス
の陰イオン交換樹脂または陽イオン交換樹脂で吸着除去
可能で、かつ水蒸気による直接加熱再生可能なガスに使
用可能である。
またイオン交換樹脂に限らず、水蒸気による直接加熱再
生が可能で、かつ保有水分によって破過曲線の形が定ま
るような吸着特性をもつ吸上剤に使用可能である。
生が可能で、かつ保有水分によって破過曲線の形が定ま
るような吸着特性をもつ吸上剤に使用可能である。
（効果）
従来技術では、固体アミンの吸着性能の低下の原因が固
体アミンの保有水分の増加によるものか、減少によるも
のか判別できなかった。これに対し本発明は破過曲線の
形が保有水分と密接な関係があることに着目して、固体
アミンの保有水分を推定可能とし、更にコンピュータ利
用によって保有水分を制御可能にしたので、固体アミン
の高精度、ＣＯ２吸着性能の維持が可能になった。
体アミンの保有水分の増加によるものか、減少によるも
のか判別できなかった。これに対し本発明は破過曲線の
形が保有水分と密接な関係があることに着目して、固体
アミンの保有水分を推定可能とし、更にコンピュータ利
用によって保有水分を制御可能にしたので、固体アミン
の高精度、ＣＯ２吸着性能の維持が可能になった。
第１図は本発明方法を実施するＣＯ２除去装置を示す。
第２図は第１図のＣＯ２除去装置の制御フローチャート
。 第３図は固体アミンに於ける保有水分と吸着性能の関係
を示すグラフ。 第４図は典型的な破過曲線の例を示す。 図において； １ 第１吸看反応器 ２ 第２吸着反応器３ 供給ガス
温湿度調節装置 ４ 再生用蒸気発生装置 ５ ＣＯ２分析計 ６ 制御用コンピュータ 以上 出願人 住友重機械工業株式会社 復代理人 弁理士 大 橋 勇 第１図 第２図 第３図 第４図 （ａ） （ｂ） （ｃ）択型有りグ磯
−曲像
。 第３図は固体アミンに於ける保有水分と吸着性能の関係
を示すグラフ。 第４図は典型的な破過曲線の例を示す。 図において； １ 第１吸看反応器 ２ 第２吸着反応器３ 供給ガス
温湿度調節装置 ４ 再生用蒸気発生装置 ５ ＣＯ２分析計 ６ 制御用コンピュータ 以上 出願人 住友重機械工業株式会社 復代理人 弁理士 大 橋 勇 第１図 第２図 第３図 第４図 （ａ） （ｂ） （ｃ）択型有りグ磯
−曲像
Claims (1)
- 供給ガスの供給路に温湿度調整装置と、又処理ガスの排
出路にＣＯ＿２分析計と、該ＣＯ＿２分析計による分析
結果を格納し、かつ前記温湿度調整装置に設定信号を送
る制御用コンピュータとを備え、吸着工程に入ると同時
に処理ガス中のＣＯ＿２濃度をＣＯ＿２分析計で検出し
て制御用コンピュータに記憶させておき、吸着工程が終
了するとＣＯ＿２濃度測定データから吸着性能を計算し
、性能低下の有無を判別し、性能低下傾向にある場合は
、あらかじめ制御用コンピュータの記憶装置に格納され
ている保有水分に応じた破過曲線の形と比較して保有水
分を推定し、更に計算された保有水分と最適保有水用の
偏差に応じた温度及び湿度を計算し、次の吸着工程にお
ける設定値として固定アミンのＣＯ＿２の高い吸着性能
を維持可能としたことを特徴とする固体アミンによるＣ
Ｏ＿２除去装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061770A JPH01236915A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 固体アミンによるｃｏ↓２除去装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061770A JPH01236915A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 固体アミンによるｃｏ↓２除去装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01236915A true JPH01236915A (ja) | 1989-09-21 |
| JPH0565207B2 JPH0565207B2 (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=13180674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63061770A Granted JPH01236915A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 固体アミンによるｃｏ↓２除去装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01236915A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5876488A (en) * | 1996-10-22 | 1999-03-02 | United Technologies Corporation | Regenerable solid amine sorbent |
| JP2013022577A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-02-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 二酸化炭素回収方法および装置 |
| JP2015507527A (ja) * | 2011-12-22 | 2015-03-12 | アールイ−エヌ、テクノロジー、アンパルトゼルスカブＲｅ−Ｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｐｓ | ガスの改良方法 |
| JP2015515925A (ja) * | 2012-05-04 | 2015-06-04 | ピーター・アイゼンベルガー | 二酸化炭素を捕獲および封鎖するためのシステムおよび方法 |
| WO2016006620A1 (ja) * | 2014-07-09 | 2016-01-14 | 日立化成株式会社 | Ｃｏ２除去装置 |
| JP2019025482A (ja) * | 2018-10-01 | 2019-02-21 | 日立化成株式会社 | Ｃｏ２除去装置 |
| JP2019034307A (ja) * | 2018-10-01 | 2019-03-07 | 日立化成株式会社 | Ｃｏ２除去装置 |
-
1988
- 1988-03-17 JP JP63061770A patent/JPH01236915A/ja active Granted
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5876488A (en) * | 1996-10-22 | 1999-03-02 | United Technologies Corporation | Regenerable solid amine sorbent |
| JP2013022577A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-02-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 二酸化炭素回収方法および装置 |
| JP2015507527A (ja) * | 2011-12-22 | 2015-03-12 | アールイ−エヌ、テクノロジー、アンパルトゼルスカブＲｅ−Ｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｐｓ | ガスの改良方法 |
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| JP2016016369A (ja) * | 2014-07-09 | 2016-02-01 | 日立化成株式会社 | Ｃｏ２除去装置及びｃｏ２除去方法 |
| CN106170330A (zh) * | 2014-07-09 | 2016-11-30 | 日立化成株式会社 | Co2除去装置 |
| US10035099B2 (en) | 2014-07-09 | 2018-07-31 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | CO2 removal device |
| JP2019025482A (ja) * | 2018-10-01 | 2019-02-21 | 日立化成株式会社 | Ｃｏ２除去装置 |
| JP2019034307A (ja) * | 2018-10-01 | 2019-03-07 | 日立化成株式会社 | Ｃｏ２除去装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0565207B2 (ja) | 1993-09-17 |
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