JP2002531364A - Ｃｏ２の回収方法 - Google Patents
Ｃｏ２の回収方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃焼プロセスで生成した実質的に全てのＣＯ2を回収する方法を提供することである。
【解決手段】 燃焼プロセスで生成した実質的にすべての二酸化炭素の回収方法であって、ａ）未透過側に供給される熱空気流から酸素を分離することのできる、第１段目の混合伝導膜の透過側にスイープガスを使用し酸素を捕獲する過程と、ｂ）酸素を含有するスイープガスを、炭素含有燃料が燃焼される第１段階の燃焼器内で、酸化剤として使用する過程と、ｃ）ＣＯ2、Ｈ2Ｏおよび低濃度のＯ2を含有する過程ｂ)の高温燃焼生成物を、過程ｂ)の燃焼器の下流の第２段階の膜において、スイープガスとして使用する過程と、ｄ）過程ｃ）のスイープガスの酸素濃度を、第２段階(過程ｃ）の膜内で増大させて第２段階の燃焼器内で酸化剤として使用するのに充分な高水準にする過程と、ｅ）過程ｃ）からｄ）を１つまたはそれ以上の段階で繰り返し行う過程と、を含むことを特徴とする方法。である。さらに、本発明は、この方法を異なるプロセスに使用ことにも関する。
Description
【０００１】
本発明は、混合伝導膜（mixed conducting membrane)の用途を含む燃焼プロセ
スで生成した実質的にすべてのＣＯ2を回収する方法に関する。さらに本発明は
この方法の使用に関する。
スで生成した実質的にすべてのＣＯ2を回収する方法に関する。さらに本発明は
この方法の使用に関する。
【０００２】
ＣＯ2の環境問題により、燃焼プロセスからこのＣＯ2の大気への放出を減少さ
せる可能性が広く検討されている。
せる可能性が広く検討されている。
【０００３】 炭素含有燃料に使用され酸素源が空気であって、燃焼生成物(以下、排気ガス
と呼ぶ)中の二酸化炭素濃度が３％〜１５％である慣用の燃焼プロセスは、燃料
および使用する燃料および熱の回収方法に依存している。濃度がこのように低い
理由は、空気が約７８体積％の窒素で作られているからである。
と呼ぶ)中の二酸化炭素濃度が３％〜１５％である慣用の燃焼プロセスは、燃料
および使用する燃料および熱の回収方法に依存している。濃度がこのように低い
理由は、空気が約７８体積％の窒素で作られているからである。
【０００４】 したがって、二酸化炭素の大気への放出の減少には、排気ガスから二酸化炭素
を分離するか、もしくは各種の化学プロセスに使用するため、または例えば地層
内に注入沈殿させて長期間沈積させるため、または油の高回収するために適した
水準にその濃度を高めることが必要である。
を分離するか、もしくは各種の化学プロセスに使用するため、または例えば地層
内に注入沈殿させて長期間沈積させるため、または油の高回収するために適した
水準にその濃度を高めることが必要である。
【０００５】 ＣＯ2は通常、ほぼ大気圧で放出される冷却された排気ガスから、種々の分離
方法、例えば化学的活性分離方法、物理的吸収方法、分子フルイによる吸着、膜
分離および極低温技術によって除去することができる。例えばアルカノールアミ
ンによる化学吸収は例えば排気ガスからＣＯ2を分離する最も実用的、かつ経済
的方法と考えられる。しかしながら、かかる分離方法は重くて大型の装置を必要
とし、大量の熱や電力を消費する。発電方法に適用するとこの方法は発電出力を
約１０％またはそれ以上低下させる。
方法、例えば化学的活性分離方法、物理的吸収方法、分子フルイによる吸着、膜
分離および極低温技術によって除去することができる。例えばアルカノールアミ
ンによる化学吸収は例えば排気ガスからＣＯ2を分離する最も実用的、かつ経済
的方法と考えられる。しかしながら、かかる分離方法は重くて大型の装置を必要
とし、大量の熱や電力を消費する。発電方法に適用するとこの方法は発電出力を
約１０％またはそれ以上低下させる。
【０００６】 排気ガス中のＣＯ2濃度を、各種の化学プロセスに使用するため、または例え
ば地層内に注入沈殿させて長期間沈積させるため、または油層からの油の高回収
のために適した水準に増大させることは、空気の代わりに純酸素で燃料を燃焼す
ることによって可能である。
ば地層内に注入沈殿させて長期間沈積させるため、または油層からの油の高回収
のために適した水準に増大させることは、空気の代わりに純酸素で燃料を燃焼す
ることによって可能である。
【０００７】 純酸素の製造に使用される商業的空気分離法(例えば、極低温分離または圧力
揺動吸収（ＰＳＡ））は２５０から３００ｋｗｈ/生成酸素トンを必要とする。
この方法によって、例えばガスタービンに酸素を供給するとガスタービンサイク
ルの正味発電出力を少なくとも２０％低下させる。極低温装置内で酸素を製造す
る費用は実質的に電力の費用を増加し、電力費の５０％程度までを占める場合が
ある。
揺動吸収（ＰＳＡ））は２５０から３００ｋｗｈ/生成酸素トンを必要とする。
この方法によって、例えばガスタービンに酸素を供給するとガスタービンサイク
ルの正味発電出力を少なくとも２０％低下させる。極低温装置内で酸素を製造す
る費用は実質的に電力の費用を増加し、電力費の５０％程度までを占める場合が
ある。
【０００８】 しかしながら、前述の分離方法よりエネルギー需要の少ない方法が欧州特許公
報第０６５８３６７−Ａ２号から既知であり、この特許出願にはガスタービン燃
焼器内で空気を加熱し、さらに膜を通して酸素を選択的に透過させることによる
、ガスタービン系と一体化された混合伝導膜を使用することが記載されている。
ほぼ大気圧またはそれ以下で、高温の純酸素は伝導膜の透過側から回収される。
高酸素分圧側(未透過側)の酸素の還元および低酸素分圧側（透過側）の酸素イオ
ンの酸素ガスへの酸化による、酸素分圧の差により、酸素が膜を通って移動する
。大部分の膜内で酸素イオンは拡散プロセスにより移動される。同時に電子が透
過側から膜の供給側に帰流する。
報第０６５８３６７−Ａ２号から既知であり、この特許出願にはガスタービン燃
焼器内で空気を加熱し、さらに膜を通して酸素を選択的に透過させることによる
、ガスタービン系と一体化された混合伝導膜を使用することが記載されている。
ほぼ大気圧またはそれ以下で、高温の純酸素は伝導膜の透過側から回収される。
高酸素分圧側(未透過側)の酸素の還元および低酸素分圧側（透過側）の酸素イオ
ンの酸素ガスへの酸化による、酸素分圧の差により、酸素が膜を通って移動する
。大部分の膜内で酸素イオンは拡散プロセスにより移動される。同時に電子が透
過側から膜の供給側に帰流する。
【０００９】 酸素分圧を低下させて、酸素除去または酸素回収度を高めるために混合伝導膜
と組み合わせてスイープガス(sweep gas)を使用することは米国特許第５,５６２
,７５４号から既知である。この特許には、ガスタービン燃焼器内で空気を加熱
し、膜を通して酸素を選択的に透過させることによる、酸素および電力の結合さ
れた製造方法が開示されている。膜によるガス分離効率を高めるために、膜の透
過側を例えば発電所の熱回収部から供給される水蒸気を掃引する。スイープガス
は別の高温熱交換器内で加熱される。スイープガスの使用により膜の透過側の酸
素分圧が減少し、したがって膜を通る酸素の流れが増す。しかしながら、これに
は一定量のスイープガスが必要であり、したがってこのスイープガスの生成には
一定量のエネルギーが必要である。したがって、このことは電力生成プロセスの
正味発電出力を減少させる。
と組み合わせてスイープガス(sweep gas)を使用することは米国特許第５,５６２
,７５４号から既知である。この特許には、ガスタービン燃焼器内で空気を加熱
し、膜を通して酸素を選択的に透過させることによる、酸素および電力の結合さ
れた製造方法が開示されている。膜によるガス分離効率を高めるために、膜の透
過側を例えば発電所の熱回収部から供給される水蒸気を掃引する。スイープガス
は別の高温熱交換器内で加熱される。スイープガスの使用により膜の透過側の酸
素分圧が減少し、したがって膜を通る酸素の流れが増す。しかしながら、これに
は一定量のスイープガスが必要であり、したがってこのスイープガスの生成には
一定量のエネルギーが必要である。したがって、このことは電力生成プロセスの
正味発電出力を減少させる。
【００１０】 混合伝導膜と組み合わせてスイープガスを使用することはノルウェー特許願第
Ａ−９７２,６３２号（１９９８年７月１２日公開）からも既知である。この特
許は電力および熱生成方法を開示しており、この方法において燃料は混合伝導膜
から供給される、Ｏ2/ＣＯ2/Ｈ2Ｏ含有ガス混合物である酸化剤と共に燃焼され
る。酸素はスイープガスにより、混合伝導膜の透過側(permeate side)から捕獲
される。スイープガスは膜の上流の少なくとも１つの燃焼プロセスからの生成物
、または生成物の一部である。この特許出願において、主としてＣＯ2およびＨ2 Ｏの混合物を含有するスイープガスまたはスイープガスの一部は、ガスタービン
サイクルの作用流体としても作用する。スイープガスの量は、ガスタービンサイ
クルに、すなわちガスタービン燃焼器の温度を制御するために、必要な作用流体
の量に関連する。作用流体はガスタービン系を通って移動されるガス(酸化剤お
よび燃料)である。この膜の未透過側(retentate side)に供給される空気は、バ
ーナーの空気流中で燃料を燃焼することによって加熱される。
Ａ−９７２,６３２号（１９９８年７月１２日公開）からも既知である。この特
許は電力および熱生成方法を開示しており、この方法において燃料は混合伝導膜
から供給される、Ｏ2/ＣＯ2/Ｈ2Ｏ含有ガス混合物である酸化剤と共に燃焼され
る。酸素はスイープガスにより、混合伝導膜の透過側(permeate side)から捕獲
される。スイープガスは膜の上流の少なくとも１つの燃焼プロセスからの生成物
、または生成物の一部である。この特許出願において、主としてＣＯ2およびＨ2 Ｏの混合物を含有するスイープガスまたはスイープガスの一部は、ガスタービン
サイクルの作用流体としても作用する。スイープガスの量は、ガスタービンサイ
クルに、すなわちガスタービン燃焼器の温度を制御するために、必要な作用流体
の量に関連する。作用流体はガスタービン系を通って移動されるガス(酸化剤お
よび燃料)である。この膜の未透過側(retentate side)に供給される空気は、バ
ーナーの空気流中で燃料を燃焼することによって加熱される。
【００１１】 膜を通る酸素の充分に高い流れを得るためには、やや高い温度が要求される（
６００から１５００℃）。例えば欧州特許公報第０６５８３６７−Ａ２号に開示
されているように、またはノルウェー特許公報第Ａ−９７２６３２号(１９９８
年１２月７日公開）に記載されているように、膜の空気側ではこのことは、膜に
供給される空気の温度を高めるために、バーナーの空気流中で燃料を燃焼するこ
とによって達成される。最も簡便かつ最も安い方法は炭素含有燃料、例えば化石
燃料を使用することである。しかしながら、この方法によれば加熱された空気流
はバーナー中で生成したＣＯ2を含有する。膜の未透過側から放出される酸素除
去された空気流中のＣＯ2濃度は約１０％以下、そして大抵の場合には３％以下
である。燃焼プロセスにおけるすべての生成ＣＯ2の回収がＣＯ2の環境問題から
望まれるときは、低ＣＯ2濃度の酸素除去空気流は望ましくない。
６００から１５００℃）。例えば欧州特許公報第０６５８３６７−Ａ２号に開示
されているように、またはノルウェー特許公報第Ａ−９７２６３２号(１９９８
年１２月７日公開）に記載されているように、膜の空気側ではこのことは、膜に
供給される空気の温度を高めるために、バーナーの空気流中で燃料を燃焼するこ
とによって達成される。最も簡便かつ最も安い方法は炭素含有燃料、例えば化石
燃料を使用することである。しかしながら、この方法によれば加熱された空気流
はバーナー中で生成したＣＯ2を含有する。膜の未透過側から放出される酸素除
去された空気流中のＣＯ2濃度は約１０％以下、そして大抵の場合には３％以下
である。燃焼プロセスにおけるすべての生成ＣＯ2の回収がＣＯ2の環境問題から
望まれるときは、低ＣＯ2濃度の酸素除去空気流は望ましくない。
【００１２】 多段式(staged)の混合伝導膜方法の使用は純酸素製造方法を記載した米国特許
第５,４４７,５５５号から既知である。この方法において高純度酸素は、各段階
が異なる供給側対透過側圧力比で操作される２段またはそれ以上の段階を含む高
温イオン移動膜系によって空気から回収される。この系を制御された圧力比で多
段で操作することにより、一段操作と比較してより少ない比（specific）電力消
費で酸素が作られる。この米国特許ではスイープガスは使用されない。
第５,４４７,５５５号から既知である。この方法において高純度酸素は、各段階
が異なる供給側対透過側圧力比で操作される２段またはそれ以上の段階を含む高
温イオン移動膜系によって空気から回収される。この系を制御された圧力比で多
段で操作することにより、一段操作と比較してより少ない比（specific）電力消
費で酸素が作られる。この米国特許ではスイープガスは使用されない。
【００１３】
本発明の主な目的は燃焼プロセスで生成した実質的にすべてのＣＯ2を回収す
るためのエネルギー効率のよい方法を達成することである。
るためのエネルギー効率のよい方法を達成することである。
【００１４】
上記目的は混合伝導膜の使用を含む方法の適用によって達成することができる
。
。
【００１５】 高温水蒸気または水蒸気とＣＯ2の混合物（例えば循環排気ガス）は、第１段
階の混合伝導膜（ＭＣＭ）の透過側の酸素を捕獲するスイープガスとして使用さ
れる。この膜は、膜の未透過側に供給される熱空気流から酸素を分離することが
できる。この酸素含有スイープガスは、炭素含有燃料が燃焼される触媒または非
触媒燃焼プロセスの酸化剤として使用される。燃焼プロセスで生成する熱は膜の
未透過側に供給される空気を加熱するために使用される。
階の混合伝導膜（ＭＣＭ）の透過側の酸素を捕獲するスイープガスとして使用さ
れる。この膜は、膜の未透過側に供給される熱空気流から酸素を分離することが
できる。この酸素含有スイープガスは、炭素含有燃料が燃焼される触媒または非
触媒燃焼プロセスの酸化剤として使用される。燃焼プロセスで生成する熱は膜の
未透過側に供給される空気を加熱するために使用される。
【００１６】 高温燃焼生成物、すなわちＣＯ2、Ｈ2Ｏおよび低濃度のＯ2を含有する排気ガ
スは第２ＭＣＭ段階でスイープガスとして使用され、スイープガス中の酸素濃度
は、第２膜段階において第２燃焼段階で酸化剤として使用するのに充分高い水準
に高められる。第２燃焼プロセスで生成した熱はＭＣＭプロセスへの空気を加熱
するのにも使用される。第２燃焼段階を去る高温燃焼生成物は、第３燃焼段階で
酸化剤として使用される、第３ＭＣＭ段階で酸素をより多く捕獲するスイープガ
スとして使用される。必要な燃焼段階およびＭＣＭ段階の数は、ＭＣＭ段階１に
供給されるスイープガスの量、およびＭＣＭプロセスの未透過側に必要な空気の
予熱温度に依存している。
スは第２ＭＣＭ段階でスイープガスとして使用され、スイープガス中の酸素濃度
は、第２膜段階において第２燃焼段階で酸化剤として使用するのに充分高い水準
に高められる。第２燃焼プロセスで生成した熱はＭＣＭプロセスへの空気を加熱
するのにも使用される。第２燃焼段階を去る高温燃焼生成物は、第３燃焼段階で
酸化剤として使用される、第３ＭＣＭ段階で酸素をより多く捕獲するスイープガ
スとして使用される。必要な燃焼段階およびＭＣＭ段階の数は、ＭＣＭ段階１に
供給されるスイープガスの量、およびＭＣＭプロセスの未透過側に必要な空気の
予熱温度に依存している。
【００１７】 膜内で作られた酸素は、燃焼器内での燃料を用いた燃焼によってそれぞれの段
階の間で除去される。低酸素濃度の部分的に冷却されたＣＯ2含有排気ガスは、
次のＭＣＭ段階でスイープガスとして使用される。
階の間で除去される。低酸素濃度の部分的に冷却されたＣＯ2含有排気ガスは、
次のＭＣＭ段階でスイープガスとして使用される。
【００１８】 このことにより、所定量の酸素の製造に必要なスイープガスの量が減少され、
したがって第１ＭＣＭ段階へのスイープガスの製造に必要な装置の寸法が小さく
なる。例えば１０段階を使用すると、単一段階法と比較してスイープガスの量が
約９５％減少し、同じ大規模のスイープガスを発生させるのに必要なエネルギー
が減少する。
したがって第１ＭＣＭ段階へのスイープガスの製造に必要な装置の寸法が小さく
なる。例えば１０段階を使用すると、単一段階法と比較してスイープガスの量が
約９５％減少し、同じ大規模のスイープガスを発生させるのに必要なエネルギー
が減少する。
【００１９】 各混合伝導膜の未透過側に供給される空気は、少なくとも１つの燃焼器で生成
した高温排気ガスとの熱交換によって加熱される。
した高温排気ガスとの熱交換によって加熱される。
【００２０】 スイープガスがプロセス中に生成されないか、またはガスタービンサイクル中
で作用流体として使用されるときは、スイープガスは別のプロセスで生成されな
ければならない。スイープガスが別のプロセスで生成されるときは、スイープガ
スのコストはスイープガスの必要量に関係する。スイープガス生成のコストは空
気加熱プロセスで使用するスイープガスの量が少ないときには低くなる。１段階
の混合伝導膜方法においては、しかしながら、この減少したスイープガスの量は
膜を通る酸素移動速度を小さくする。さらに、このことは必要な膜面積を増大さ
せ、したがって膜の費用がかかることになる。別な方法では、スイープガス圧を
減少させなければならない。しかしながら、このことは膜を通る酸素の圧力低下
を大きくし、したがって熱生成プロセスの効率が減少する。
で作用流体として使用されるときは、スイープガスは別のプロセスで生成されな
ければならない。スイープガスが別のプロセスで生成されるときは、スイープガ
スのコストはスイープガスの必要量に関係する。スイープガス生成のコストは空
気加熱プロセスで使用するスイープガスの量が少ないときには低くなる。１段階
の混合伝導膜方法においては、しかしながら、この減少したスイープガスの量は
膜を通る酸素移動速度を小さくする。さらに、このことは必要な膜面積を増大さ
せ、したがって膜の費用がかかることになる。別な方法では、スイープガス圧を
減少させなければならない。しかしながら、このことは膜を通る酸素の圧力低下
を大きくし、したがって熱生成プロセスの効率が減少する。
【００２１】 本発明において、各段階はほとんど同一の圧力で操作され、その多段式のプロ
セスは膜面積の要求を増加させない。各段階の間で酸素が除去されるので、膜を
通って酸素を移動させる駆動力は、膜面積の要求およびコストを増大し減少させ
る。
セスは膜面積の要求を増加させない。各段階の間で酸素が除去されるので、膜を
通って酸素を移動させる駆動力は、膜面積の要求およびコストを増大し減少させ
る。
【００２２】 酸素移動の減少、コストの増大または効率の低下に関する前述の諸問題は、水
蒸気または水蒸気および/または循環排気ガスの混合物であるスイープガスの量
が減少するならば、本発明において開示される多段式の結合された混合伝導膜お
よび燃焼プロセスを適用することによって解決される。触媒または非触媒燃焼器
の使用を含む燃焼プロセスにおける過度の温度を避けるために、次の混合伝導膜
の段階においてスイープガスとして使用される排気ガスは熱空気を発生させるた
めに空気を熱交換することによって各段階の間で冷却される。さらに、燃焼器段
階の温度はスイープガス中の酸素濃度を変えることによって制御される。
蒸気または水蒸気および/または循環排気ガスの混合物であるスイープガスの量
が減少するならば、本発明において開示される多段式の結合された混合伝導膜お
よび燃焼プロセスを適用することによって解決される。触媒または非触媒燃焼器
の使用を含む燃焼プロセスにおける過度の温度を避けるために、次の混合伝導膜
の段階においてスイープガスとして使用される排気ガスは熱空気を発生させるた
めに空気を熱交換することによって各段階の間で冷却される。さらに、燃焼器段
階の温度はスイープガス中の酸素濃度を変えることによって制御される。
【００２３】 混合伝導膜を通る酸素に充分に高い流れを与えるためには、本発明による前述
の熱交換方法によって達成される高い空気温度が要求される。空気流は各膜段階
の間に配置された熱交換器内で数段階で加熱されるか、またはいくつかの流れに
分割され、そしてそれぞれの流れは２つの膜段階の間に配置された熱交換器内で
加熱される。
の熱交換方法によって達成される高い空気温度が要求される。空気流は各膜段階
の間に配置された熱交換器内で数段階で加熱されるか、またはいくつかの流れに
分割され、そしてそれぞれの流れは２つの膜段階の間に配置された熱交換器内で
加熱される。
【００２４】 本発明の方法によって生成した加熱された空気は、混合伝導膜内で純酸素を生
成するために使用することができる。
成するために使用することができる。
【００２５】 さらに、本発明による方法によって生成した加熱された空気は、成分ＣＯ、Ｃ
Ｏ2、Ｈ2およびＮ2のうちの１種またはそれ以上からなる合成ガスを発生させる
ため、または混合伝導膜反応器中で熱を生成するために使用することができ、こ
こで膜反応器は、水蒸気および炭素含有燃料の混合物を、前記膜を通って透過し
た酸素と反応させて合成ガスおよび/または熱を作ることができる。
Ｏ2、Ｈ2およびＮ2のうちの１種またはそれ以上からなる合成ガスを発生させる
ため、または混合伝導膜反応器中で熱を生成するために使用することができ、こ
こで膜反応器は、水蒸気および炭素含有燃料の混合物を、前記膜を通って透過し
た酸素と反応させて合成ガスおよび/または熱を作ることができる。
【００２６】 さらに、本発明による方法は、熱および/または電力生成工程に使用される。
【００２７】 さらに、本発明による方法によって生成されたＣＯ2含有排気ガスは、石油お
よび天然ガスの高回収のため、または地層内への注入のために使用されるか、ま
たは炭素含有生成物を作るために化学プロセスにおいて使用される。最後の燃焼
段階のＣＯ2含有燃焼ガス出口に場合により残留物として残された酸素は、触媒
酸化反応器内で、またはノルウェー特許公報第Ａ−９７２６３１号(１９９８年
７月１２日公開）に記載されているような結合された、混合伝導膜および部分酸
化反応器内で除去することができる。
よび天然ガスの高回収のため、または地層内への注入のために使用されるか、ま
たは炭素含有生成物を作るために化学プロセスにおいて使用される。最後の燃焼
段階のＣＯ2含有燃焼ガス出口に場合により残留物として残された酸素は、触媒
酸化反応器内で、またはノルウェー特許公報第Ａ−９７２６３１号(１９９８年
７月１２日公開）に記載されているような結合された、混合伝導膜および部分酸
化反応器内で除去することができる。
【００２８】 本発明のほかの実施形態においてＣＯ2含有排気ガスおよび/または酸素除去し
た空気流はタービン内で減圧され電力を生成する。
た空気流はタービン内で減圧され電力を生成する。
【００２９】
実施例および対応図面により、本発明をさらに詳しく説明し考察する。 図１は多段式の混合伝導膜（ＭＣＭ）および燃焼器の使用を含む結合された電
力および熱生成方法を示し、ここでスイープガス１は第１段階ＭＣＭ３（段階１
）の透過側２に供給され、かかる膜３を通って移動された酸素を捕獲する。スイ
ープガスおよび酸素の混合物は、燃料６が燃焼される触媒または非触媒バーナー
５に供給される。高温排気ガス７は、圧縮空気３３が加熱される熱交換器８に供
給される。部分的に冷却された排気ガス９は、第２ＭＣＭ１１（段階２）の透過
側１０でスイープガスとして使用される。酸素含有ガス１２は、触媒または非触
媒バーナー１４内で燃料１３と混合され、高温排気ガス１５を生成する。ＣＯ2
およびＨ2Ｏの量が増加した高温排気ガス１５は、熱交換器１６に供給されて圧
縮空気３４を加熱する。部分的に冷却された排気ガス１７は、次のＭＣＭ段階（
図示せず）のスイープガスとして使われる。必要なＭＣＭ段階の数は、第１ＭＣ
Ｍ段階に供給されるスイープガスの量に依存する。ＣＯ2およびＨ2Ｏの量が増加
した高温排気ガスは、最後のＭＣＭ段階１９の透過側のスイープガスとして使用
される。酸素含有スイープガス２０は、触媒または非触媒バーナー２２の中で燃
料２１と混合されて高温排気ガス２３を生成する。このＣＯ2含有排気ガスは圧
縮空気３５と熱交換され、ＣＯ2含有排気ガス２４はさらにタービン発電機２５
内で減圧されて電力を生成する。減圧された排気ガス２６は、熱回収系２７に供
給されて水蒸気を作り、水３０を凝縮する。高濃度のＣＯ2は回収されてＣＯ2注
入系２９に供給される。
力および熱生成方法を示し、ここでスイープガス１は第１段階ＭＣＭ３（段階１
）の透過側２に供給され、かかる膜３を通って移動された酸素を捕獲する。スイ
ープガスおよび酸素の混合物は、燃料６が燃焼される触媒または非触媒バーナー
５に供給される。高温排気ガス７は、圧縮空気３３が加熱される熱交換器８に供
給される。部分的に冷却された排気ガス９は、第２ＭＣＭ１１（段階２）の透過
側１０でスイープガスとして使用される。酸素含有ガス１２は、触媒または非触
媒バーナー１４内で燃料１３と混合され、高温排気ガス１５を生成する。ＣＯ2
およびＨ2Ｏの量が増加した高温排気ガス１５は、熱交換器１６に供給されて圧
縮空気３４を加熱する。部分的に冷却された排気ガス１７は、次のＭＣＭ段階（
図示せず）のスイープガスとして使われる。必要なＭＣＭ段階の数は、第１ＭＣ
Ｍ段階に供給されるスイープガスの量に依存する。ＣＯ2およびＨ2Ｏの量が増加
した高温排気ガスは、最後のＭＣＭ段階１９の透過側のスイープガスとして使用
される。酸素含有スイープガス２０は、触媒または非触媒バーナー２２の中で燃
料２１と混合されて高温排気ガス２３を生成する。このＣＯ2含有排気ガスは圧
縮空気３５と熱交換され、ＣＯ2含有排気ガス２４はさらにタービン発電機２５
内で減圧されて電力を生成する。減圧された排気ガス２６は、熱回収系２７に供
給されて水蒸気を作り、水３０を凝縮する。高濃度のＣＯ2は回収されてＣＯ2注
入系２９に供給される。
【００３０】 周囲の条件下にある空気３１がコンプレッサー３２に供給される。圧縮空気３
３はさらに熱交換器８および１６内で、そしてさらに最後の熱交換器３６を含む
いくつかの段階（図示せず)内で加熱される。加熱された空気３７は、ＭＣＭ１
９の未透過側に供給され、さらにＭＣＭ１１およびＭＣＭ１３を含むいくつかの
ＭＣＭ段階を通って供給される。一部の酸素を除いた空気４６はタービン発電機
４７内で減圧されて電力を生成するか、もしくは純酸素または合成ガスを生成す
ることのできる混合伝導膜に供給される。減圧され酸素を除去された空気４８は
熱回収系４９に供給され、冷却されたガス５０が排出される。
３はさらに熱交換器８および１６内で、そしてさらに最後の熱交換器３６を含む
いくつかの段階（図示せず)内で加熱される。加熱された空気３７は、ＭＣＭ１
９の未透過側に供給され、さらにＭＣＭ１１およびＭＣＭ１３を含むいくつかの
ＭＣＭ段階を通って供給される。一部の酸素を除いた空気４６はタービン発電機
４７内で減圧されて電力を生成するか、もしくは純酸素または合成ガスを生成す
ることのできる混合伝導膜に供給される。減圧され酸素を除去された空気４８は
熱回収系４９に供給され、冷却されたガス５０が排出される。
【００３１】 図２は、多段式の混合伝導膜(ＭＣＭ)方法の適用を含む結合された電力および
熱生成プロセスを示し、ここでスイープガス１は、第１段階ＭＣＭ３の透過側２
に供給されて、かかる膜３を通って移動された酸素を捕獲する。スイープガスお
よび酸素の混合物は、燃料６が燃焼される触媒または非触媒バーナー５に供給さ
れる。
熱生成プロセスを示し、ここでスイープガス１は、第１段階ＭＣＭ３の透過側２
に供給されて、かかる膜３を通って移動された酸素を捕獲する。スイープガスお
よび酸素の混合物は、燃料６が燃焼される触媒または非触媒バーナー５に供給さ
れる。
【００３２】 高温排気ガス７は、圧縮空気が加熱される熱交換器８に供給される。部分的に
冷却された排気ガス９は、第２ＭＣＭ１１(段階２)の透過側１０でスイープガス
として使用される。酸素含有ガス１２は、触媒または非触媒バーナー１４内で、
燃料１３と混合されて高温排気ガス１５を生成する。ＣＯ2およびＨ2Ｏの量の増
加した高温排気ガス１５は、熱交換器１６に供給されて圧縮空気を加熱する。部
分的に冷却された排気ガス１７は、次のＭＣＭ(図示せず)中でスイープガスとし
て使用される。必要なＭＣＭ段階の数は、ＭＣＭ段階１に供給されるスイープガ
スの量に依存する。ＣＯ2およびＨ2Ｏの量の増加した高温排気ガスは、最後のＭ
ＣＭ段階１９の透過側でスイープガスとして使用される。酸素含有スイープガス
２０は、触媒または非触媒バーナー２２内で、燃料２１と混合されて高温排気ガ
ス２３を生成する。このＣＯ2含有排気ガスは、圧縮空気３５と熱交換され、ガ
ス２４はさらにタービン発電機２５内で減圧されて電力を生成する。減圧された
排気ガス２６は、熱回収系２７に供給されて水蒸気を生成し水３０を凝縮する。
高濃度ＣＯ2は回収され、ＣＯ2注入系２９に供給される。
冷却された排気ガス９は、第２ＭＣＭ１１(段階２)の透過側１０でスイープガス
として使用される。酸素含有ガス１２は、触媒または非触媒バーナー１４内で、
燃料１３と混合されて高温排気ガス１５を生成する。ＣＯ2およびＨ2Ｏの量の増
加した高温排気ガス１５は、熱交換器１６に供給されて圧縮空気を加熱する。部
分的に冷却された排気ガス１７は、次のＭＣＭ(図示せず)中でスイープガスとし
て使用される。必要なＭＣＭ段階の数は、ＭＣＭ段階１に供給されるスイープガ
スの量に依存する。ＣＯ2およびＨ2Ｏの量の増加した高温排気ガスは、最後のＭ
ＣＭ段階１９の透過側でスイープガスとして使用される。酸素含有スイープガス
２０は、触媒または非触媒バーナー２２内で、燃料２１と混合されて高温排気ガ
ス２３を生成する。このＣＯ2含有排気ガスは、圧縮空気３５と熱交換され、ガ
ス２４はさらにタービン発電機２５内で減圧されて電力を生成する。減圧された
排気ガス２６は、熱回収系２７に供給されて水蒸気を生成し水３０を凝縮する。
高濃度ＣＯ2は回収され、ＣＯ2注入系２９に供給される。
【００３３】 周囲の条件下にある空気３１は、コンプレッサー３２に供給される。圧縮空気
３３は、ＭＣＭ段階の数に等しいいくつかの空気流にさらに分割される。圧縮空
気流３５は、熱交換器３６内で加熱され、熱空気流３７はＭＣＭ１９の未透過側
に供給される。酸素除去された空気３８は、混合器４５に供給される。圧縮空気
流３９は、熱交換器１６内で加熱され、熱空気流４０はＭＣＭ１１の未透過側に
供給される。酸素除去された空気４１は、混合器４５に供給される。圧縮空気流
４２は、熱交換器８内で加熱され、熱空気流４３はＭＣＭ３の未透過側に供給さ
れる。酸素除去された空気４４は、混合器４５に供給される。分離器５１からの
残存空気流は残存熱交換器およびＭＣＭ段階(図示せず)に供給され、得られた酸
素除去された高温空気流は混合器４５内に捕集される。酸素除去された空気４６
は、タービン発電機４７内で減圧されて電力を生成するか、または純酸素または
合成ガスを作ることのできる混合伝導膜に供給される。減圧された酸素除去空気
４８、は熱回収系４９に供給され、冷却されたガス５０が排出される。
３３は、ＭＣＭ段階の数に等しいいくつかの空気流にさらに分割される。圧縮空
気流３５は、熱交換器３６内で加熱され、熱空気流３７はＭＣＭ１９の未透過側
に供給される。酸素除去された空気３８は、混合器４５に供給される。圧縮空気
流３９は、熱交換器１６内で加熱され、熱空気流４０はＭＣＭ１１の未透過側に
供給される。酸素除去された空気４１は、混合器４５に供給される。圧縮空気流
４２は、熱交換器８内で加熱され、熱空気流４３はＭＣＭ３の未透過側に供給さ
れる。酸素除去された空気４４は、混合器４５に供給される。分離器５１からの
残存空気流は残存熱交換器およびＭＣＭ段階(図示せず)に供給され、得られた酸
素除去された高温空気流は混合器４５内に捕集される。酸素除去された空気４６
は、タービン発電機４７内で減圧されて電力を生成するか、または純酸素または
合成ガスを作ることのできる混合伝導膜に供給される。減圧された酸素除去空気
４８、は熱回収系４９に供給され、冷却されたガス５０が排出される。
【００３４】 実施例１ この実施例は図１に示した発電プロセスを説明する。 水蒸気または水蒸気およびＣＯ2または循環排気ガス(流れ２８または流れ２４
の一部)の混合物からなる約５００から１２００℃であって高い圧力の高温スイ
ープガス１を、第１の混合伝導膜(ＭＣＭ)３(段階１)の透過側２に供給してかか
る膜３を通って移動された酸素を捕獲する。少なくとも５％の酸素を含有するス
イープガスおよび酸素の混合物を、燃料６(すなわち天然ガスまたは合成ガス)が
燃焼される触媒または非触媒バーナー５に供給する。約８００から１５００℃の
高温排気ガスを、圧縮空気３３が５００から７５０℃の間まで加熱される熱交換
器８に供給する。部分的に冷却された５００から１２００℃の排気ガス９は、第
２ＭＣＭ１１(段階２)の透過側１０でスイープガスとして使用される。酸素含有
ガス１２は、触媒または非触媒バーナー１４内で、燃料１３と混合されて高温排
気ガス１５を生成する。ＣＯ2およびＨ2Ｏの量が増加した１０００から１５００
℃の高温排気ガス１５は、熱交換器１６に供給されて圧縮空気３４を加熱する。
部分的に冷却された排気ガス１７は、次のＭＣＭ段階(図示せず)中でスイープガ
スとして使用される。
の一部)の混合物からなる約５００から１２００℃であって高い圧力の高温スイ
ープガス１を、第１の混合伝導膜(ＭＣＭ)３(段階１)の透過側２に供給してかか
る膜３を通って移動された酸素を捕獲する。少なくとも５％の酸素を含有するス
イープガスおよび酸素の混合物を、燃料６(すなわち天然ガスまたは合成ガス)が
燃焼される触媒または非触媒バーナー５に供給する。約８００から１５００℃の
高温排気ガスを、圧縮空気３３が５００から７５０℃の間まで加熱される熱交換
器８に供給する。部分的に冷却された５００から１２００℃の排気ガス９は、第
２ＭＣＭ１１(段階２)の透過側１０でスイープガスとして使用される。酸素含有
ガス１２は、触媒または非触媒バーナー１４内で、燃料１３と混合されて高温排
気ガス１５を生成する。ＣＯ2およびＨ2Ｏの量が増加した１０００から１５００
℃の高温排気ガス１５は、熱交換器１６に供給されて圧縮空気３４を加熱する。
部分的に冷却された排気ガス１７は、次のＭＣＭ段階(図示せず)中でスイープガ
スとして使用される。
【００３５】 必要なＭＣＭ段階の数は、ＭＣＭ段階１に供給されるスイープガスの量に依存
する。１０個のＭＣＭ段階を使用することにより、表１に示すように、１段階空
気加熱方法と比較してスイープガスの必要量が約９５％減少する。段階１に流入
するスイープガスの量は２３３ｋｍｏｌ／ｈｒであり、段階１０のスイープガス
量は、各ＭＣＭ段階の間のバーナー(５、１５、２２など）に炭素含有燃料を添
加することにより、また混合伝導膜を通って移動される酸素の添加により６３１
ｋｍｏｌ／ｈｒに増加する。すべてのＭＣＭ段階で生成された酸素の全量は、各
バーナーから排出される酸素濃度を３％とすると約３１８ｋｍｏｌ／ｈｒである
。１段法において混合伝導膜からのスイープガスに、１０％の酸素を使用するこ
とにより回収酸素の７０％を燃焼プロセスに使用することができる。この場合３
１８ｋｍｏｌ／ｈｒの酸素を作るのに必要なスイープガスの量は、４４４３ｋｍ
ｏｌ／ｈｒとなるであろう。１０段階を使用することにより必要量は２３３ｋｍ
ｏｌ／ｈｒに減少、すなわち９５％減少する。表１はまた各熱交換器（８、１６
、３６など)の流入空気温度およびそれぞれの混合伝導膜段階の流入スイープガ
ス中のＣＯ2およびＨ2Ｏの濃度を示している。最後の段階からの排気ガス中のＣ
Ｏ2は、排気ガス流を５０℃以下に冷却して水を凝縮させることにより回収され
る。このことにより、ＣＯ2濃度は９５％超に高められる。ＣＯ2およびＨ2Ｏの
量が増加した１０００から１３００℃の高温排気ガス１８は、最後のＭＣＭ段階
１９の透過側のスイープガスとして使用される。酸素含有スイープガス２０は、
触媒または非触媒バーナー２２内で、燃料２１と混合されて高温排気ガス２３を
生成する。この１１００から１５００℃のＣＯ2含有排気ガスは圧縮空気３５と
熱交換し、ガス２４はさらにタービン発電機２５内でほぼ大気圧に減圧されて電
力を生成する。減圧された排気ガス２６は熱回収系２７に供給されて水蒸気を生
成し、水３０を凝縮する。高濃度ＣＯ2は回収され、ＣＯ2が圧縮乾燥されるＣＯ 2 注入系２９に供給される。
する。１０個のＭＣＭ段階を使用することにより、表１に示すように、１段階空
気加熱方法と比較してスイープガスの必要量が約９５％減少する。段階１に流入
するスイープガスの量は２３３ｋｍｏｌ／ｈｒであり、段階１０のスイープガス
量は、各ＭＣＭ段階の間のバーナー(５、１５、２２など）に炭素含有燃料を添
加することにより、また混合伝導膜を通って移動される酸素の添加により６３１
ｋｍｏｌ／ｈｒに増加する。すべてのＭＣＭ段階で生成された酸素の全量は、各
バーナーから排出される酸素濃度を３％とすると約３１８ｋｍｏｌ／ｈｒである
。１段法において混合伝導膜からのスイープガスに、１０％の酸素を使用するこ
とにより回収酸素の７０％を燃焼プロセスに使用することができる。この場合３
１８ｋｍｏｌ／ｈｒの酸素を作るのに必要なスイープガスの量は、４４４３ｋｍ
ｏｌ／ｈｒとなるであろう。１０段階を使用することにより必要量は２３３ｋｍ
ｏｌ／ｈｒに減少、すなわち９５％減少する。表１はまた各熱交換器（８、１６
、３６など)の流入空気温度およびそれぞれの混合伝導膜段階の流入スイープガ
ス中のＣＯ2およびＨ2Ｏの濃度を示している。最後の段階からの排気ガス中のＣ
Ｏ2は、排気ガス流を５０℃以下に冷却して水を凝縮させることにより回収され
る。このことにより、ＣＯ2濃度は９５％超に高められる。ＣＯ2およびＨ2Ｏの
量が増加した１０００から１３００℃の高温排気ガス１８は、最後のＭＣＭ段階
１９の透過側のスイープガスとして使用される。酸素含有スイープガス２０は、
触媒または非触媒バーナー２２内で、燃料２１と混合されて高温排気ガス２３を
生成する。この１１００から１５００℃のＣＯ2含有排気ガスは圧縮空気３５と
熱交換し、ガス２４はさらにタービン発電機２５内でほぼ大気圧に減圧されて電
力を生成する。減圧された排気ガス２６は熱回収系２７に供給されて水蒸気を生
成し、水３０を凝縮する。高濃度ＣＯ2は回収され、ＣＯ2が圧縮乾燥されるＣＯ 2 注入系２９に供給される。
【００３６】 周囲の条件下の空気３１が、コンプレッサー３２に供給される。圧縮空気３３
はさらに熱交換器８および１６内で、そしてさらに、最後の熱交換器３６を含む
いくつかの段階(図示せず)で８００から１４００℃の間まで加熱される。加熱さ
れた空気３７は、ＭＣＭ１９の未透過側に、さらにＭＣＭ１１およびＭＣＭ１３
を含むいくつかのＭＣＭ段階を通って供給される。酸素除去された空気４６はタ
ービン発電機４７内でほぼ大気圧まで減圧されて電力を生成するか、または純酸
素または合成ガスを作ることのできる混合伝導膜に供給される。減圧された酸素
除去空気４８は熱回収系４９に供給され、冷却された窒素含有ガス５０が排出さ
れる。
はさらに熱交換器８および１６内で、そしてさらに、最後の熱交換器３６を含む
いくつかの段階(図示せず)で８００から１４００℃の間まで加熱される。加熱さ
れた空気３７は、ＭＣＭ１９の未透過側に、さらにＭＣＭ１１およびＭＣＭ１３
を含むいくつかのＭＣＭ段階を通って供給される。酸素除去された空気４６はタ
ービン発電機４７内でほぼ大気圧まで減圧されて電力を生成するか、または純酸
素または合成ガスを作ることのできる混合伝導膜に供給される。減圧された酸素
除去空気４８は熱回収系４９に供給され、冷却された窒素含有ガス５０が排出さ
れる。
【００３７】
【表１】
【００３８】 実施例２ この実施例は図２に示した発電プロセスを説明する。 このスイープガス生成系は、実施例１および図１に記載したものと同一のもの
である。しかし圧縮空気３３は、ＭＣＭ段階の数に等しいいくつかの空気流にさ
らに分割される。圧縮空気流３５を、熱交換器３６の中で８００から１４００℃
の間に加熱し、熱空気流３７をＭＣＭ１９の未透過側に供給する。酸素除去した
空気３８を混合器４５に供給する。圧縮空気流３９を、熱交換器１６内で８００
から１４００℃の間に加熱し、熱空気流４０はＭＣＭ１１の未透過側に供給され
る。酸素除去した空気４１は、混合器４５に供給される 圧縮空気流４２は、熱
交換器８内で８００から１４００℃に加熱され、熱空気流４３は、ＭＣＭ３の未
透過側に供給される。酸素除去された空気４４は、混合器４５に供給される。分
離機５１からの残存空気流は、残存熱交換器およびＭＣＭ段階(図示せず)に供給
され、得られた酵素除去された熱空気流は混合器４５内に捕集される。８００か
ら１４００℃の酸素除去された熱空気４６は、タービン発電機４７内で減圧され
て電力を生成するか、または純酸素または合成ガスを作ることのできる混合伝導
膜に供給される。減圧された酸素除去された空気４８は、熱回収系４９に供給さ
れ、冷却された窒素含有ガス５０が排出される。
である。しかし圧縮空気３３は、ＭＣＭ段階の数に等しいいくつかの空気流にさ
らに分割される。圧縮空気流３５を、熱交換器３６の中で８００から１４００℃
の間に加熱し、熱空気流３７をＭＣＭ１９の未透過側に供給する。酸素除去した
空気３８を混合器４５に供給する。圧縮空気流３９を、熱交換器１６内で８００
から１４００℃の間に加熱し、熱空気流４０はＭＣＭ１１の未透過側に供給され
る。酸素除去した空気４１は、混合器４５に供給される 圧縮空気流４２は、熱
交換器８内で８００から１４００℃に加熱され、熱空気流４３は、ＭＣＭ３の未
透過側に供給される。酸素除去された空気４４は、混合器４５に供給される。分
離機５１からの残存空気流は、残存熱交換器およびＭＣＭ段階(図示せず)に供給
され、得られた酵素除去された熱空気流は混合器４５内に捕集される。８００か
ら１４００℃の酸素除去された熱空気４６は、タービン発電機４７内で減圧され
て電力を生成するか、または純酸素または合成ガスを作ることのできる混合伝導
膜に供給される。減圧された酸素除去された空気４８は、熱回収系４９に供給さ
れ、冷却された窒素含有ガス５０が排出される。
【００３９】 図１および図２によるプロセスの別の構成において、ＣＯ2含有ガス流２４は
燃料と混合され、酸素を除くために触媒バーナーに供給される。燃料の量は酸素
濃度が５０から１００ｐｐｍ未満になるように規制される。低酸素濃度のＣＯ2
含有排気ガスは、タービン発電機２５内で減圧されて電力を生成し、さらに熱が
２７に回収される。再加圧および乾燥の後に、ＣＯ2含有ガスは油の高回収のた
めに注入してもよい。
燃料と混合され、酸素を除くために触媒バーナーに供給される。燃料の量は酸素
濃度が５０から１００ｐｐｍ未満になるように規制される。低酸素濃度のＣＯ2
含有排気ガスは、タービン発電機２５内で減圧されて電力を生成し、さらに熱が
２７に回収される。再加圧および乾燥の後に、ＣＯ2含有ガスは油の高回収のた
めに注入してもよい。
【００４０】 図１および図２によるプロセスのさらに別の構成においては、ＣＯ2含有ガス
流２４は、燃料と混合され、酸素濃度を約１０ｐｐｍ未満に減少させるためにノ
ルウェー特許公報第Ａ−９７２６３１号（１９９８年６月１２日公示）に記載さ
れているような結合した混合伝導膜および部分酸化反応器に供給される。低酸素
濃度のＣＯ2含有排気ガスを、タービン発電機２５内で、減圧して電力を生成さ
せ、さらに熱を２７に回収する。再加圧および乾燥の後にＣＯ2含有ガスはガス
および油の高回収のために注入される。
流２４は、燃料と混合され、酸素濃度を約１０ｐｐｍ未満に減少させるためにノ
ルウェー特許公報第Ａ−９７２６３１号（１９９８年６月１２日公示）に記載さ
れているような結合した混合伝導膜および部分酸化反応器に供給される。低酸素
濃度のＣＯ2含有排気ガスを、タービン発電機２５内で、減圧して電力を生成さ
せ、さらに熱を２７に回収する。再加圧および乾燥の後にＣＯ2含有ガスはガス
および油の高回収のために注入される。
【００４１】 図１および図２によるプロセスの別の構成においては、ＣＯ2含有ガス流２３
は熱交換器３６内での空気との熱交換をしないでタービン２５内で減圧される。
は熱交換器３６内での空気との熱交換をしないでタービン２５内で減圧される。
【００４２】 実施例１および２に記載したプロセスに有用な燃料には天然ガス、メタノール
、水素および一酸化炭素を含む合成ガス、混合炭化水素を含有する精製燃料ガス
、またはその他の可燃性混合物が挙げられる。
、水素および一酸化炭素を含む合成ガス、混合炭化水素を含有する精製燃料ガス
、またはその他の可燃性混合物が挙げられる。
【００４３】
本発明により、本発明者は、燃焼プロセスで生成する実質的にすべてのＣＯ2
を回収する有効な方法に到達した。
を回収する有効な方法に到達した。
【００４４】 スイープガスの必要な量は、混合伝導膜の必要な面積を増加させることなく、
または回収酸素の分圧を低下させることなく、減少させることができる。このこ
とはコストを低下させ、プロセス効率を高めるものである。
または回収酸素の分圧を低下させることなく、減少させることができる。このこ
とはコストを低下させ、プロセス効率を高めるものである。
【００４５】 本発明による方法は、結合された循環式発電所のようないくつかの型の熱およ
び電力生成工程において、電力および熱共生成設備において、一体化されたガス
化および結合された循環式発電所において、または例えば化学装置における加熱
の目的用のまたは混合伝導膜に供給される空気の加熱用の、燃料の燃焼を含む任
意の工程において、使用することができる。
び電力生成工程において、電力および熱共生成設備において、一体化されたガス
化および結合された循環式発電所において、または例えば化学装置における加熱
の目的用のまたは混合伝導膜に供給される空気の加熱用の、燃料の燃焼を含む任
意の工程において、使用することができる。
【図１】 段階間燃焼および熱回収を伴う多段式ＭＣＭプロセスを含む、本発明の電力お
よび熱生成工程を示す図である。空気は数段階で加熱される。
よび熱生成工程を示す図である。空気は数段階で加熱される。
【図２】 段階間燃焼および熱回収を伴う多段階式ＭＣＭ工程を含む、本発明による電力
および熱の生成プロセスを示す図である。コンプレッサーからの空気流はいくつ
かの流れに分割され、それぞれの空気流は２つのＭＣＭ段階の間に配置された熱
交換器内で加熱される。
および熱の生成プロセスを示す図である。コンプレッサーからの空気流はいくつ
かの流れに分割され、それぞれの空気流は２つのＭＣＭ段階の間に配置された熱
交換器内で加熱される。
１ スイープガス ２ 透過側 ３ 混合伝導膜（ＭＣＭ） ５ バーナー ８ 熱交換器 ２５ タービン発電機 ２７ 熱回収系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (71)出願人 0240 ＯＳＬＯ，ＮＯＲＷＡＹ Ｆターム(参考） 4D006 GA41 KA01 KA53 KA55 KA71 KB30 KE13P KE16P PA03 PA10 PB19 PB64 PB67 4G046 JA00 JB08 JB21 4G075 AA03 BA01 CA02 DA01 FC01 FC20
Claims (11)
- 【請求項１】 燃焼プロセスで生成した実質的にすべての二酸化炭素の回収
方法であって、 ａ）未透過側に供給される熱空気流から酸素を分離することのできる、第１段階
の、混合伝導膜の透過側にスイープガスを使用し酸素を捕獲する過程と、 ｂ）酸素を含有するスイープガスを、炭素含有燃料が燃焼される第１段階の燃焼
器内で、酸化剤として使用する過程と、 ｃ）ＣＯ2、Ｈ2Ｏおよび低濃度のＯ2を含有する過程ｂ)の高温燃焼生成物を、過
程ｂ)の燃焼器の下流の第２段階の膜において、スイープガスとして使用する過
程と、 ｄ）過程ｃ）のスイープガスの酸素濃度を、第２段目(過程ｃ）の膜内で増大さ
せて、第２段階の燃焼器内で酸化剤として使用するのに充分高い濃度にする過程
と、 ｅ）過程ｃ）からｄ）を１つまたはそれ以上の段階で繰り返し行う過程と、を含
むことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 燃焼器が、触媒または非触媒燃焼器であることを特徴とする
、請求項１に記載の燃焼プロセスで生成した実質的にすべての二酸化炭素の回収
方法。 - 【請求項３】 工程ａ）で使用するスイープガスが、高温水蒸気または水蒸
気および/または連続工程の最後の燃焼器からの循環排気ガスの混合物であるこ
とを特徴とする、請求項１に記載の燃焼プロセスで生成した実質的にすべての二
酸化炭素の回収方法。 - 【請求項４】 混合伝導膜が、イオン性かつ電気伝導性の材料から作られる
ことを特徴とする、請求項１に記載の燃焼プロセスで生成した実質的にすべての
二酸化炭素の回収方法。 - 【請求項５】 空気流が、少なくとも１つの燃焼器で生成した高温排気ガス
との熱交換によって加熱されることを特徴とする、請求項１に記載の燃焼プロセ
スで生成した実質的にすべての二酸化炭素の回収方法。 - 【請求項６】 空気流が、加熱される前に圧縮されていくつかの流れに分割
され、そしてそれぞれの流れが２つの膜段階の間に配置された熱交換器内で加熱
されることを特徴とする、請求項１に記載の燃焼プロセスで生成した実質的にす
べての二酸化炭素の回収方法。 - 【請求項７】 熱および電力を生成するための請求項１に記載の方法の使用
。 - 【請求項８】 請求項１に記載の方法によって回収された排気ガスの、油の
高回収または地層内への注入のための使用。 - 【請求項９】 請求項１に記載の方法によって回収された排気ガスの、化学
プロセスにおいて炭素含有生成物を作るための使用。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の方法によって生成された加熱空気の、混
合伝導膜内における純酸素生成のための使用。 - 【請求項１１】 請求項１に記載の方法によって生成された加熱空気の、Ｃ
Ｏ、ＣＯ2、Ｈ2およびＮ2の、１つまたはそれ以上の成分からなる合成ガス生成
のための、または水蒸気および炭素含有燃料の混合物を、膜を透過した酸素と反
応させて合成ガスおよび/または熱を生成することができる混合伝導膜反応器内
での熱生成のための使用。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO985706A NO308401B1 (no) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | FremgangsmÕte for gjenvinning av CO2 som genereres i en forbrenningsprosess samt anvendelse derav |
| NO19985706 | 1998-12-04 | ||
| PCT/NO1999/000091 WO2000033942A1 (en) | 1998-12-04 | 1999-03-17 | Method for recovering co¿2? |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002531364A true JP2002531364A (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=19902693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000586429A Withdrawn JP2002531364A (ja) | 1998-12-04 | 1999-03-17 | Ｃｏ２の回収方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1146951B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002531364A (ja) |
| AT (1) | ATE246954T1 (ja) |
| AU (1) | AU3540699A (ja) |
| DE (1) | DE69910441T2 (ja) |
| NO (1) | NO308401B1 (ja) |
| WO (1) | WO2000033942A1 (ja) |
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