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酸性ガス化学吸収液及び酸性ガス分離回収方法 コモンズ

国内特許コード P160013266
整理番号 2014070101
掲載日 2016年9月1日
出願番号 特願2014-133360
公開番号 特開2016-010760
出願日 平成26年6月27日(2014.6.27)
公開日 平成28年1月21日(2016.1.21)
発明者
  • 金久保 光央
  • 牧野 貴至
  • 横山 敏郎
  • 新妻 依利子
  • 飯田 雅康
出願人
  • 国立研究開発法人産業技術総合研究所
  • 国立大学法人奈良女子大学
発明の名称 酸性ガス化学吸収液及び酸性ガス分離回収方法 コモンズ
発明の概要 【課題】溶媒として水を必要とせず、酸性ガス吸収量の温度依存性が大きく、室温程度で多量の酸性ガスを吸収する一方、100℃以下で、吸収したほとんどの酸性ガスを放散できる酸性ガス化学吸収液、及びそれを用いた省エネルギーかつ高効率な酸性ガス分離回収方法を提供する。
【解決手段】酸性ガス化学吸収液は、カチオン及びアニオンからなるイオン液体を含み、このカチオンは、1以上の1級アミノ基又は2級アミノ基、及びエチレンジアミン又はプロピレンジアミン骨格を有するアミニウムである。また、酸性ガス分離回収方法は、この酸性ガス化学吸収液を、酸性ガスを含む混合ガスと接触させることによって酸性ガスを酸性ガス化学吸収液に吸収させて、混合ガスから酸性ガスを選択的に分離することを含む。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


酸性ガス、特に二酸化炭素を分離回収する技術は、天然ガスを原料とする水素やメタンの製造、宇宙空間や海中などの閉鎖状態にある住環境の維持等に必要であり、また、温暖化ガス排出量の削減の観点から火力発電所や製鉄所などの大量排出源を対象として盛んに研究されている。また、窒素酸化物、硫黄酸化物、硫化水素、無機酸や有機酸等の二酸化炭素以外の酸性ガスの除去も産業的・社会的に重要な技術である。酸性ガス分離技術としては、物理吸収法、化学吸収法、膜分離法、吸着法などが知られている。



このうち、化学吸収法は、酸性ガスと化学反応する吸収液を用いた酸性ガス分離技術である。例えば、酸性ガスを含む気体を室温付近で吸収液に接触させ、酸性ガスを吸収液に化学的に吸収させ、酸性ガス濃度が減少した気体と酸性ガスを吸収した吸収液とを分離する。そして、分離した吸収液を昇温することで酸性ガスを吸収液から放散させて酸性ガスを回収する。また、酸性ガスを放散した吸収液は再生され、再び酸性ガスの分離回収に利用される。



この化学吸収法として、アミン化合物やアルカリ金属塩を含む水溶液を、二酸化炭素の化学吸収液として用いる方法が提案されている。例えば、特許文献1には、モノエタノールアミン水溶液を吸収液として使用する方法が記載されている。また、イオン液体を化学吸収液とする酸性ガスの分離回収方法も報告されている。例えば、特許文献2には、一級アミン基の導入された液体であるイオン性液体を主成分とする吸収液を用いたガス精製方法が記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、酸性ガスを化学的に吸収する酸性ガス化学吸収液及びその酸性ガス化学吸収液を用いた酸性ガス分離回収方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
カチオン及びアニオンからなるイオン液体を含み、
前記カチオンは、1以上の1級又は2級アミノ基、及びエチレンジアミン又はプロピレンジアミン骨格を有するアミニウムである、酸性ガス化学吸収液。

【請求項2】
前記カチオンは、3級アミノ基を有する、請求項1に記載の酸性ガス化学吸収液。

【請求項3】
前記カチオンは、ポリエチレンジアミン又はポリプロピレンジアミン骨格を有する、請求項1又は2に記載の酸性ガス化学吸収液。

【請求項4】
前記カチオンは、ジエチレントリアミン骨格又はN-(2-アミノエチル)ピペラジン骨格を少なくとも一つ有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の酸性ガス化学吸収液。

【請求項5】
前記アニオンは、アミド系アニオン、スルホン酸系アニオン、カルボン酸系アニオン、リン酸系アニオン、及びホウ酸系アニオンからなる群より選ばれる少なくとも一つである、請求項1~4のいずれか1項に記載の酸性ガス化学吸収液。

【請求項6】
請求項1~5のいずれか1項に記載の酸性ガス化学吸収液を、酸性ガスを含む混合ガスと接触させることによって酸性ガスを前記酸性ガス化学吸収液に吸収させて、前記混合ガスから前記酸性ガスを選択的に分離することを含む、酸性ガス分離回収方法。

【請求項7】
酸性ガスを吸収した酸性ガス化学吸収液を、吸収時の温度より高温にすることで前記酸性ガスを放散させて回収し、前記酸性ガス化学吸収液を再生することを更に含む、請求項6に記載の酸性ガス分離回収方法。

【請求項8】
酸性ガスを吸収した酸性ガス化学吸収液を、吸収時の温度より高温かつ100℃以下に昇温して、吸収した酸性ガスの80%以上を放散させて回収し、前記酸性ガス化学吸収液を再生することを含む、請求項7に記載の酸性ガス分離回収方法。

【請求項9】
吸収した酸性ガスを含んだ酸性ガス化学吸収液を減圧することで、吸収した酸性ガスを放散させて回収し、酸性ガス化学吸収液を再生することを含む、請求項6に記載の酸性ガス分離回収方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開


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