圧力変動吸着CO2回収技術の研究進捗

圧力スイング吸着CO2回収技術の研究進捗

近年、CO2排出問題が注目を集めています。主要な温室効果ガスである CO2 の大量排出は、地球の気温上昇を引き起こし、地球の気候に大きな影響を与えています。化石エネルギーは依然として世界中で使用される主要なエネルギー源であるため、炭素排出量は膨大です。気候変動に対応し、CO2排出量を削減するために、各国は炭素税やグリーンエネルギー補助金などの関連政策を導入して排出量を抑制してきました。効率的な炭素削減技術として、炭素回収・利用・貯留（CCUS）技術が提案されている。 CCUS は主に、捕獲、輸送、保管または利用の 3 つの部分に分かれています。 CO2は低濃度の排出源から濃縮され、パイプライン輸送により保管場所に輸送されて保管されるか、利用工場に送られて加工・利用されます。回収プロセスは、CCUS テクノロジーにおける主なエネルギー消費源です。石炭火力、鉄鋼、セメント、石油精製、石油化学生産が主な固定排出源です。中でも、石油化学産業から排出される排ガスは、他の産業に比べてCO2濃度が高く、排出が集中するという特徴を持っています。したがって、CO2 排出量を炭素回収することが好ましい選択となります。

現在、CO2回収技術には主に吸収法、吸着法、膜分離法、低温分離法が含まれます。吸収法と吸着法は、排ガス CO2 回収においてより経済的に実現可能です。溶剤吸収法が最も広く使用されています。現在、吸収法に基づく CO2 分離技術は比較的成熟しており、商業的に広く使用されています。強力な選択性、生成ガスの純度が高く、技術と設備への投資が少なくて済みます。化学吸着技術は国内外で広く使用されています。シェル
カナダの Cansolv は、2013-境界ダム プロジェクトで商業的な CO2 燃焼後回収プロジェクトを確立しました。このプロジェクトでは、特別な Cansolv DC-103 吸収剤を使用して、石炭火力発電所からの排ガス CO2 を回収します。

このプロジェクトでは、実際の運用では1日あたり170トンのCO2を回収することができ、排ガス中の平均CO2濃度は9.1VOL%、回収率は約91%、平均回収エネルギー消費量は2.33MJ/kgとなっている。オーストリアの CO2 SEPPL パイロット プロジェクトでは、吸収法を使用して燃焼排ガス中の CO2 を回収し、蒸気を使用してリボイラーを加熱して吸収剤を再生するための熱を提供するデュルンロール発電所を建設しました。平均 CO2 回収エネルギー消費量は 3.1MJ/kg でした。カナダ国際炭素回収実験センターは、MEA/MDEA 混合ソリューションを使用して UR プロジェクトを改善し、エネルギー消費を大幅に削減しました。オーストラリア、クイーンズランド州のタロンのパイロット プロジェクトでは、吸収塔内で中間冷却を使用しました。実際の試験では、リボイラーの熱負荷が10％軽減されることがわかりました。オーストラリアのヘーゼルウッド発電所での UNO MK3 パイロット プロジェクトでは、吸収剤として炭酸カリウムを使用しました。拡散促進剤を使用すると、その再生エネルギー消費量は 2-3 MJ/kg CO2 に削減できます。