CN106457139B - 二氧化碳回收装置及排气的处理方法 - Google Patents

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Abstract

基于本发明的CO2回收装置(10A)具备具有使含有CO2的排气(21)与含有含氨基化合物的贫溶液(22)进行气液接触而使CO2吸收到贫溶液(22)中的CO2吸收部(24)的吸收塔(11)、使富溶液(23)中包含的CO2分离而将富溶液(23)再生的再生塔(12)、和将在CO2吸收部(24)中除去了CO2的CO2除去排气(28)中的含氨基化合物除去的净化部(27)，净化部(27)具备在具有能够通气的空隙的载体上担载有光催化剂的催化剂部(31)、使上述光催化剂活化的活化部件和电源部(33)，上述活化部件为第1电极(32‑1)和第2电极(32‑2)的一对电极。

Description

二氧化碳回收装置及排气的处理方法
技术领域
本发明的实施方式涉及二氧化碳回收装置及排气的处理方法。
背景技术
火力发电厂等中将化石燃料进行燃烧而产生的燃烧排气中包含的二氧化碳(CO2)由于为温室效应气体，所以作为地球变暖的原因之一被指出。从抑制地球变暖的观点出发，需要削减通过燃烧排气放出的CO2的排出量。作为针对地球变暖问题的有效的对策，例如进行了CO2分离回收·储存(CCS：Carbon Dioxide Capture and Storage)技术的开发，即，将由火力发电厂等排出的燃烧排气中的CO2分离回收，并将回收的CO2不向大气中放散而储存到地下。
具体而言，已知有具备使排气与含有含氨基化合物的吸收液接触而使排气中的CO2吸收到吸收液中的吸收塔、和将吸收了CO2的吸收液进行加热而从吸收液中放出CO2的再生塔的CO2回收装置。在吸收塔中，排气中的CO2被吸收液吸收，从排气中除去CO2。吸收了CO2的吸收液(富溶液) 被供给到再生塔内，在再生塔内CO2从吸收液中放出，吸收液被再生，同时CO2被回收。在再生塔中再生的吸收液(贫溶液)被供给到吸收塔中，为了将排气中的CO2吸收而被再利用。这样，在CO2回收装置中，通过吸收液反复进行吸收塔中的CO2的吸收和再生塔中的CO2的放出，从而使排气中的CO2分离并回收。
在这样的装置中，在吸收塔中，吸收液中的含氨基化合物的一部分与除去了CO2的CO2除去排气同行。因此，为了防止发生由含氨基化合物引起的大气污染，需要抑制含氨基化合物向大气中飞散。因此，作为除去CO2除去排气中包含的含氨基化合物的方法，例如采用了使CO2除去排气与作为洗涤液的水或酸性溶液进行气液接触的方法、使排气中包含的含氨基化合物吸附到填充有催化剂的填充层或活性炭等上的方法等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-189262号公报
发明内容
发明所要解决的问题
由火力发电厂等排出的排气的放出量为大量，需要抑制与CO2除去排气同行被放出的含氨基化合物的放出量的增加。因此，今后，在谋求CO2回收装置的进一步利用的方面，必须更进一步降低在吸收塔中与CO2除去排气同行而被放出到大气中的含氨基化合物。
因此，本发明所要解决的课题是提供能够进一步降低被放出到大气中的含氨基化合物的浓度的二氧化碳回收装置及排气的处理方法。
用于解决问题的方法
基于一实施方式的二氧化碳回收装置具备：具有使含有CO2的排气与含有含氨基化合物的吸收液进行气液接触而使上述CO2吸收到上述吸收液中的CO2吸收部的吸收塔、使吸收了上述CO2的吸收液中包含的上述CO2分离而将上述吸收液再生的再生塔、和将在上述CO2吸收部中除去了上述 CO2的CO2除去排气中的含氨基化合物除去的净化部，上述净化部具备在具有能够通气的空隙的载体上担载有光催化剂的催化剂部、和使上述光催化剂活化的活化部件。
基于另一实施方式的排气的处理方法包括以下工序：CO2回收工序，使含有CO2的排气与含有含氨基化合物的吸收液在吸收塔内的CO2吸收部中进行气液接触，使上述CO2吸收到上述吸收液中；和净化工序，将在上述CO2吸收部中除去了上述CO2的CO2除去排气供给到在具有能够通气的空隙的载体上担载有光催化剂的催化剂部中，并且使上述催化剂部活化，从而将上述CO2除去排气中包含的含氨基化合物分解而除去。
附图说明
图1是表示基于第1实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。
图2是表示净化部的构成的一例的图。
图3是表示净化部的构成的一例的图。
图4是表示净化部的其它构成的图。
图5是表示净化部的其它构成的图。
图6是表示CO2回收装置的其它构成的一例的图。
图7是表示基于第2实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。
图8是表示基于第3实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。
图9是表示基于第4实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。
图10是表示基于第5实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。
图11是表示基于第6实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。
图12是表示基于第7实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。
图13是表示CO2回收装置的其它构成的一例的图。
图14是表示基于第8实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
(第1实施方式)
对基于第1实施方式的二氧化碳(CO2)回收装置，参照附图进行说明。图1是表示基于第1实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。如图1中所示的那样，CO2回收装置10A具有吸收塔11和再生塔12。
在CO2回收装置10A中，吸收含有CO2的排气21中的CO2的吸收液 22在吸收塔11与再生塔12之间(以下，称为系统内。)循环。吸收了排气 21中的CO2的吸收液(富溶液)23从吸收塔11被送给至再生塔12。在再生塔12中几乎全部的CO2从富溶液23中被除去并再生的吸收液(贫溶液) 22从再生塔12被送给至吸收塔11。另外，本实施方式中，当简称为吸收液时，是指贫溶液22或/和富溶液23。
排气21是含有CO2的废气，例如，是由火力发电厂等的锅炉或燃气轮机等排出的燃烧排气、在炼铁厂中产生的工艺排气等。排气21通过排气送风机等而升压，在冷却塔中被冷却后，介由烟道从吸收塔11的塔底部(下部)的侧壁向塔内供给。
吸收塔11使含有CO2的排气21与贫溶液22进行气液接触，使CO2吸收到贫溶液22中。吸收塔11在塔内具备具有用于提高气液接触的效率的填充材料的CO2吸收部24、液分散器25、除雾器26和净化部27。被送给至塔内的排气21从塔内的下部向着塔顶(上部)侧流动。贫溶液22从塔上部送给至塔内，通过液分散器25滴下到塔内。在吸收塔11中，在CO2吸收部24中，在塔内上升的排气21与贫溶液22进行逆流接触，排气21 中的CO2被贫溶液22吸收而被除去。贫溶液22在CO2吸收部24中吸收排气21中的CO2，变成富溶液23，被储存在下部。在CO2吸收部24中除去了CO2的CO2除去排气28在吸收塔11的内部上升。
在吸收塔11中，使排气21与贫溶液22接触的方法并不限定于在排气 21中滴下贫溶液22并在CO2吸收部24中使排气21与贫溶液22进行逆流接触的方法，例如也可以通过在贫溶液22中使排气21鼓泡而使CO2吸收到贫溶液22中的方法等来进行。
吸收液是包含胺系化合物(含氨基化合物)和水的胺系水溶液。作为吸收液中包含的含氨基化合物的例子，例如可列举出单乙醇胺、2-氨基-2- 甲基-1-丙醇那样的含有1个醇性羟基的伯胺类、二乙醇胺、2-甲基氨基乙醇那样的含有2个醇性羟基的仲胺类、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺那样的含有3个醇性羟基的叔胺类、乙撑二胺、三乙撑二胺、三乙撑四胺、氨基乙基乙醇胺、及二乙撑三胺等那样的聚乙撑多胺类、哌嗪类、哌啶类、吡咯烷类那样的环状胺类、苯二甲基二胺那样的多胺类、甲基氨基羧酸那样的氨基酸类等及它们的混合物。含氨基化合物可以单独使用它们中的1种、或使用2种以上。吸收液优选含有10～70质量％的上述的含氨基化合物。
吸收液除了含有上述的含氨基化合物、及水等溶剂以外，也可以在不损害吸收液的效果的范围内以任意的比例适当含有反应促进剂、提高CO2等酸性气体的吸收性能的含氮化合物、用于防止工厂设备的腐蚀的防蚀剂、用于防止起泡的消泡剂、用于防止吸收液的劣化的抗氧化剂、pH调节剂等其他的化合物。
CO2除去排气28用除雾器26除去气体中的水分后，被供给至净化部 27中。
净化部27将CO2除去排气28中的含氨基化合物除去。净化部27被设置在吸收塔11的内部，被设置在比净化部27更靠CO2除去排气28的气流方向的下游侧即吸收塔11的上部侧。净化部27具备催化剂部31、及使光催化剂活化的活化部件。在本实施方式中，上述活化部件是由第1电极32-1 和按照与第1电极32-1相对的方式设置的第2电极32-2构成的一对电极。第1电极32-1和第2电极32-2中的任一者成为阳极，另一者成为阴极。一对第1电极32-1及第2电极32-2在吸收塔11的内部，按照在CO2除去排气28的气流方向上夹持催化剂部31的方式相对地配置。另外，第1电极 32-1及第2电极32-2也可以按照在吸收塔11的内壁上夹持催化剂部31的方式配置，只要按照第1电极32-1及第2电极32-2相对的方式配置则没有特别限定。
催化剂部31是具备具有能够通气的空隙的载体、和担载于该载体的表面的例如通过照射紫外(UV)光而活化的光催化剂的光催化剂担载体。
载体由于具有能够通气的空隙，所以CO2除去排气28能够沿着载体的空隙之间通过。载体例如形成为纤维集合体、多孔质体等。作为纤维集合体，可列举出纤维、布、无纺布等压缩成形体等。作为多孔质体，可列举出蜂窝形状的结构体等。它们中，纤维集合体由于形成三维的网眼结构，所以CO2除去排气28能够从载体内通过，并且能够增大与光催化剂部的接触面积。因此，载体优选由纤维集合体形成。
作为形成载体的材料，可以使用氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化铈、氧化锆、氧化硅等氧化物或它们的复合氧化物、硅酸盐、氧化铝硅酸玻璃等。作为硅酸盐，例如可以使用堇青石(Mg2Al4Si5O18)等。特别是当载体为具有纤维集合体那样的三维的网眼结构的载体时，作为形成载体的材料，优选使用以堇青石作为主要成分的硅酸盐。当形成载体的材料为堇青石时，由于形成于载体的表面的光催化剂难以从载体剥离，所以优选。另外，所谓以堇青石作为主要成分是指硅酸盐的50重量％以上为堇青石。
此外，由于上述那样的材料为绝缘性物质，所以如后述的那样，在第1 电极32-1与第2电极32-2之间施加高电压而产生放电光时，沿着载体的表面产生沿面放电，所以也能够由催化剂部31的载体产生放电光，对担载于载体上的光催化剂的整体照射放电光。
载体的开气孔率优选为60～90％，更优选为70～80％。若载体的开气孔率为上述范围内，则能够减小CO2除去排气28的压力损耗，并且增大载体的表面积。此外，能够保持载体的强度。进而，当载体为多孔质时，由于变得容易在载体的孔内保持含氨基化合物，所以能够提高含氨基化合物向载体上的吸附性。因此，若载体的开气孔率为上述范围内，则能够使CO2除去排气28处于容易通过载体的状态，并且提高CO2除去排气28中的含氨基化合物向光催化剂上的吸附性，同时能够维持载体的耐久性。特别是如本实施方式那样，例如为了对从火力发电厂内等排出的大量的高温的排气21高效地进行处理，减小CO2除去排气28的压力损耗而保持气体的通气性，并且提高CO2除去排气28中的含氨基化合物的吸附性，使载体保持充分的强度以防止产生载体的破损是重要的。另外，所谓开气孔率是指开气孔在体积中所占的比例，是全部开气孔的体积之和除以载体的总体积而得到的值。开气孔率可以基于JIS R 1634 1998而求出。
载体优选由多孔质形成。当载体由多孔质形成时，如后述的那样，在第1电极32-1与第2电极32-2之间施加高电压而产生放电光时，在载体的孔的内部也产生放电光，所以能够由催化剂部31的外部及内部照射放电光。
光催化剂以被粘固于载体的表面等的方式被担载于载体的表面。作为形成光催化剂的材料，可列举出氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化钇、氧化锡、氧化钨、氧化钇、氧化锡、氧化锌、氧化钨等、进而铂、钯、铑等。其中，由于氧化钛如后述那样相对于对第1电极32-1及第2电极32-2 施加高电压而产生的波长为300nm～400nm的放电光具有高的光催化活性，所以作为形成光催化剂的材料，优选使用氧化钛。
光催化剂可以通过公知的方法担载于载体的表面。使光催化剂担载于载体的表面的形态没有特别限定，光催化剂在载体的表面可以作为光催化剂层设置，也可以以粒子状配置。
在光催化剂为粒子状的情况下，由于在担载于载体的表面时表面积变大，所以优选。在光催化剂为粒子状的情况下，光催化剂的粒径没有特别限定，但通常为1nm～100nm，优选为5nm～40nm。当粒径在该范围内时，由于光催化剂的比表面积变大，所以优选。
光催化剂的比表面积优选为100～300m2/g。若光催化剂的比表面积为上述范围内，则由于能够提高CO2除去排气28中包含的含氨基化合物与光催化剂的接触比例，所以能够提高含氨基化合物的利用光催化剂的分解效率。
光催化剂也可以以包含用于吸附水的吸附剂的混合物(光催化剂部形成用混合物)的形式担载于载体的表面。由此，包含光催化剂和吸附剂的光催化剂反应部被担载于载体的表面。
作为吸附剂，例如使用选自沸石、活性炭、硅胶及活性氧化铝中的至少1种。吸附剂的细孔径通常为以下，优选为以下，更优选为若吸附剂的细孔径为上述范围内，则由于气体中的水分被吸附剂的细孔径吸附而气体的湿度得到调整，所以如后述的那样在第1电极32-1 与第2电极32-2之间产生放电光时的放电光的产生量变大，因此优选。此外，若吸附剂的细孔径为上述范围内，则会抑制吸附剂的水的吸附保持力的降低，光催化性能变得难以受到气体的湿度变化的影响。
光催化剂反应部相对于光催化剂通常以10质量％以下、优选以1质量％～10质量％、更优选以2质量％～5质量％的量包含吸附剂时，由于通过气体中的湿度降低，第1电极32-1与第2电极32-2之间的放电光的发生量变大，所以能够提高光催化性能，因此优选。
光催化剂反应部相对于光催化剂部形成用混合物的理论密度的相对密度通常为85％～95％，优选为86％～91％。其中，所谓光催化剂部形成用混合物的理论密度是指光催化剂部形成用混合物取最密的结构时的密度。此外，所谓相对于理论密度的相对密度是设理论密度为100％时的相对密度。所谓相对密度低于100％表示在光催化剂部形成用混合物中产生了空隙。若光催化剂反应部的相对密度为85％～95％，则由于能够抑制光催化剂反应部的强度的降低，所以能够抑制从载体上剥离。此外，由于通过光催化剂反应部的结构适度地变得稀疏，CO2除去排气28中的有机物或水变得容易浸入光催化剂反应部内的间隙中，从而光催化性能变高，所以优选。
催化剂部31通过在具有能够通气的空隙的载体的表面担载光催化剂或光催化剂反应部，形成为能够通气的结构。
催化剂部31的开气孔率与载体的开气孔率大致相等，一般成为60～ 90％。若催化剂部31的开气孔率为上述范围内，则由于压力损耗变小，并且能够增大表面积，所以能够使CO2除去排气28通过，并且使CO2除去排气28中的含氨基化合物在光催化剂中的分解效率变得良好。
第1电极32-1及第2电极32-2由具有导电性的材料构成，作为第1 电极32-1及第2电极32-2，可以使用板状、圆柱状、网眼状、蜂窝结构等的电极。第1电极32-1及第2电极32-2由于在吸收塔11内按照与CO2除去排气28接触的方式设置，所以第1电极32-1及第2电极32-2优选为蜂窝结构等能够通气的形状。
第1电极32-1及第2电极32-2在催化剂部31的外周分别设置1个，但也可以分别设置多个。
第1电极32-1及第2电极32-2介由布线34与电源部33连接。
电源部33介由布线34在第1电极32-1与第2电极32-2之间施加高电压。电源部33使用能够在第1电极32-1与第2电极32-2之间施加高电压而产生放电光的电源。作为电源部33，例如使用高频高压电源、高压脉冲发生电路、高压直流电源等。电源部33例如对第1电极32-1及第2电极 32-2施加1～20kV的电压。
若通过电源部33在第1电极32-1与第2电极32-2之间施加高电压，则在电极间产生电晕放电，电子的能量高，但离子、中性粒子成为温度低的(热)非平衡等离子体状态。由此，产生放电光。另外，所谓放电光是指通过电晕放电而产生的光。作为在第1电极32-1与第2电极32-2之间产生的放电光，使用光催化剂发生光催化反应的波长的放电光。一般，作为放电光，使用波长为10nm～400nm的紫外线等。此外，若在第1电极32-1 与第2电极32-2之间产生放电光，则通过放电光，光催化剂发生光催化反应，同时吸收塔11内的CO2除去排气28中的空气的一部分被氧化而生成臭氧(O3)等。
特别是在空气中，由占空气的约80％的氮的能级，通过电晕放电在波长340～380nm附近产生强的发光。在光催化剂由氧化钛形成的情况下，若对氧化钛照射波长为380nm以下的光即紫外线，则氧化钛与水或氧发生反应，生成羟基自由基(·OH)或超氧化物离子(O2 -)等氧化力强的活性酶种。在第1电极32-1与第2电极32-2之间产生的放电光的波长由于与氧化钛能够活化的波长区域重叠，所以作为光催化剂，优选使用氧化钛。若使用氧化钛作为光催化剂，则由于通过以在第1电极32-1与第2电极32-2 之间产生的放电光作为光源使光催化剂产生催化活性，从而能够将吸附于光催化剂上的含氨基化合物分解，所以能够从CO2除去排气28中除去含氨基化合物，将CO2除去排气28净化。
此外，由于排气21为从锅炉等排出的燃烧排气，所以有时大多含有 NOx(氮氧化物)或SOx(硫氧化物)。该情况下，在吸收塔11的CO2吸收部24中，排气21中的NOx或SOx被贫溶液22吸收，生成硝酸、亚硝酸、亚硫酸、硫酸等。所生成的硝酸、亚硝酸、亚硫酸、硫酸在大多情况下与吸收液中的含氨基化合物形成盐。例如，在贫溶液22含有仲胺的情况下，如下述式子那样，仲胺与亚硝酸反应而生成亚硝基胺。此外，通过亚硝基胺的氧化而生成硝基胺。硝基胺是与CO2除去排气28同行的亚硝基胺在吸收塔11内、或被放出到大气中之后被氧化而生成的。特别是含氨基化合物中的这些亚硝基胺或硝基胺具有强的毒性。这些含氨基化合物由于在净化部27中被除去，所以能够抑制这些含氨基化合物与CO2除去排气28 同行而被排出到大气中。
R1R2NH+HNO2→R1R2N-NO+H2O …(1)
此外，在本实施方式中，由于在净化部27中使用放电光通过光催化剂发生光催化反应而使含氨基化合物分解，所以使用上述那样的绝缘性物质来形成载体在谋求含氨基化合物的分解效率的提高的方面是重要的。催化剂部31在载体由上述那样的绝缘性物质形成的情况下，在第1电极32-1 与第2电极32-2之间施加高电压而产生放电光时，由于沿着载体的表面产生沿面放电，所以也能够由催化剂部31的内部的载体产生放电光。因此，能够对担载于载体上的光催化剂的整体照射放电光。由此，催化剂部31由于含氨基化合物的分解效率提高，所以能够提高CO2除去排气28的净化效率。
此外，在载体由多孔质形成的情况下，能够提高含氨基化合物向载体的孔的内部的吸附性。此外，由于在第1电极32-1与第2电极32-2之间施加高电压而产生放电光时，多孔质的孔的内部变成低温的等离子体状态，所以也能够在催化剂部31的孔的内部产生放电光。因而，能够以在载体的孔的内部吸附有含氨基化合物的状态将吸附于催化剂部31的孔的内部的含氨基化合物分解。因此，催化剂部31能够进一步提高含氨基化合物的分解效率，进一步提高CO2除去排气28的净化效率。
第1电极32-1与第2电极32-2之间优选为1～2cm的范围内，更优选为1.2～1.5cm。若第1电极32-1与第2电极32-2之间的距离为上述范围内，则在载体由多孔质形成的情况下，能够在多孔质的空间部产生放电光。
在本实施方式中，由于净化部27在吸收塔11内按照在CO2除去排气 28的气流方向上将催化剂部31夹在第1电极32-1与第2电极32-2之间的方式配置，所以催化剂部31、第1电极32-1、及第2电极32-2优选能够通气地形成。例如，如图2中所示的那样，净化部27可以由以纤维集合体形成的催化剂部31A、和网眼状的第1电极32A-1及第2电极32A-2形成。由于载体35A由纤维集合体形成，所以通过在其表面担载光催化剂36，能够以纤维集合体的形状形成催化剂部31A。此外，催化剂部31A优选被容纳在具有通气孔的容纳部37中。
由于催化剂部31A形成为三维的网眼结构，所以能够增大与CO2除去排气28接触的载体35A的表面积。因此，催化剂部31A能够使CO2除去排气28通过载体35A的空隙，并且提高CO2除去排气28中包含的含氨基化合物与光催化剂的接触效率。
此外，净化部27例如如图3中所示的那样，可以由以蜂窝结构形成的催化剂部31B、和网眼状的第1电极32A-1及第2电极32A-2形成。催化剂部31B通过载体35B由蜂窝结构形成，并在其表面形成光催化剂36，从而能够形成为蜂窝结构体。由于催化剂部31B为蜂窝结构体，所以能够增大与CO2除去排气28接触的载体35B的表面积。因此，催化剂部31B能够提高CO2除去排气28中包含的含氨基化合物与光催化剂的接触效率。
另外，在本实施方式中，作为上述活化部件，使用由第1电极32-1和第2电极32-2构成的一对电极，但也可以代替上述一对电极，而使用紫外光(UV)灯，对催化剂部31照射紫外光而使光催化剂36活化。此时，电源部33使用用于对UV灯供给电流的公知的电源。此外，作为上述活化部件，也可以并用由第1电极32-1及第2电极32-2构成的一对电极和UV灯。
这样，CO2除去排气28在净化部27中被净化后，作为净化气体38，从吸收塔11的上部向外部排出。
另一方面，如图1中所示的那样，被储存在吸收塔11的下部的富溶液 23从吸收塔11的下部排出，经由富溶液供给管线L11，通过设置于富溶液供给管线L11上的泵39而升压，在换热器40中与在再生塔12中再生的贫溶液22进行换热后，被供给到再生塔12中。另外，作为换热器40，可以使用板式换热器、管壳式换热器等公知的换热器。
再生塔12是从富溶液23中分离出CO2，从富溶液23中放出CO2，将富溶液23作为贫溶液22再生的塔。再生塔12在塔内部具备液分散器41-1、 41-2、用于提高气液接触的效率的填充层42-1、42-2、和除雾器43、44。从再生塔12的上部供给至塔内的富溶液23通过液分散器41-1被供给到塔内部，从再生塔12的上部落下，一边通过填充层42-1，一边利用从再生塔12的下部供给的水蒸汽(蒸汽)而加热。水蒸汽是通过将贫溶液22在再生过热器(再沸器)45中与饱和蒸汽46进行换热而产生的。富溶液23通过被水蒸汽加热，从而富溶液23中包含的大部分的CO2脱离，在富溶液23 到达再生塔12的下部时，变成几乎全部的CO2被除去的贫溶液22。
积存在再生塔12的下部的贫溶液22其一部分从再生塔12的下部排出到贫溶液循环管线L21中，被再沸器45加热后，再次被供给到再生塔12 内。此时，贫溶液22被再沸器45加热，产生水蒸汽，同时残留的CO2作为CO2气体而放出。产生的水蒸汽及CO2气体返回到再生塔12内，通过再生塔12的填充层42-1后上升，逆流下的富溶液23进行加热。其结果是，贫溶液22中的CO2从再生塔12内作为CO2气体而放出。
在再生塔12中从富溶液23放出CO2而作为贫溶液22再生的方法并不限定于在填充层42-1中使富溶液23与水蒸汽进行逆流接触而对富溶液23 进行加热的方法，例如也可以是对富溶液23进行加热而使CO2放出的方法等。
由贫溶液22放出的CO2气体与从贫溶液22同时蒸发的水蒸汽一起从再生塔12的上部排出。包含CO2气体及水蒸汽的混合气体51经由CO2排出管线L22在冷却器52中被冷却水53冷却，水蒸汽冷凝而变成水。进而，包含该冷凝水和CO2气体的混合流体54被供给至气液分离器55，在气液分离器55中，CO2气体56从水57中分离出，CO2气体56从回收CO2排出管线L23排出到外部。此外，水57从气液分离器55的下部被抽出，作为回流水通过泵58而升压，介由回流水供给管线L24被供给到再生塔12 的上部。
储存在再生塔12的下部的贫溶液22作为吸收液，从再生塔12的下部排出到贫溶液排出管线L12中，在换热器40中与富溶液23进行换热而被冷却。之后，贫溶液22通过泵47而升压，在冷却器48中被冷却水49冷却后，作为吸收液，被供给到吸收塔11中。
这样，CO2回收装置10A通过在吸收塔11的内部具备净化部27，净化部27能使CO2除去排气28通过载体的空隙，并且利用通过电晕放电产生的放电光而将光催化剂活化，从而能够将CO2除去排气28中的含氨基化合物分解。因此，由于CO2回收装置10A能够在净化部27中将CO2除去排气28中包含的含氨基化合物除去，将CO2除去排气净化，所以能够进一步降低放出到大气中的含氨基化合物的浓度。特别是根据本实施方式，在净化部27中，能够将亚硝基胺或硝基胺等毒性强的含氨基化合物例如分解 90％以上。
此外，根据本实施方式，由于是将光催化剂设置在净化部27内而形成的，所以能够简化净化部27的构成，并且减小吸收塔11的高度。特别是根据本实施方式，与将CO2除去排气28以水或酸性溶液进行洗涤的情况相比，能够将净化部27的高度例如降低至十分之一以下。
进而，根据本实施方式，由于能够在不更换光催化剂的情况下连续使用，所以CO2回收装置10A能够在净化部27中长期稳定地进行CO2除去排气28中包含的含氨基化合物的除去。
此外，根据本实施方式，由于仅通过对第1电极32A-1及第2电极32A-2 施加高电压，将通过电晕放电产生的放电光对光催化剂进行照射，就能够在净化部27中将CO2除去排气28中的含氨基化合物分解，所以能够降低在净化部27中CO2除去排气28中包含的含氨基化合物的除去所需要的能量。由此，能够谋求含氨基化合物的除去所需要的费用的降低。
另外，在本实施方式中，催化剂部31以1段构成，但也可以串联地配置多个，还可以并列地配置1列以上。此外，还可以并列地配置多个，在各列中配置1个以上。例如如图4中所示的那样，作为催化剂部31-1、31-2 的2段，也可以在催化剂部31-2的CO2除去排气28的气流方向的下游侧进一步配置第1电极32-1。由此，由于能够增大CO2除去排气28与光催化剂接触的面积，所以在净化部27中能够提高CO2除去排气28中的含氨基化合物的除去效率。由此，由于CO2除去排气的净化效率提高，所以能够进一步降低放出到大气中的胺浓度。
此外，如图5中所示的那样，也可以将催化剂部31-1、31-2并列地配置。该情况下也同样地由于能够增大CO2除去排气28与光催化剂的接触面积，所以能够提高净化部27中的CO2除去排气28中的含氨基化合物的除去效率。由此，由于CO2除去排气的净化效率提高，所以能够进一步降低放出到大气中的胺浓度。
在本实施方式中，净化部27设置在吸收塔11的内部，但如图6中所示的那样，也可以设置在吸收塔11的外侧，将从吸收塔11排出的CO2除去排气28供给到净化部27中。由此，由于作为对催化剂部31照射的光，除了放电光以外还可以利用太阳光，所以在可得到太阳光的白天，能够停止电源部33，降低为了使光催化剂活化而需要的能量。
(第2实施方式)
对基于第2实施方式的CO2回收装置，参照附图进行说明。另外，对具有与上述实施方式同样的功能的部件，标注同一符号并省略详细的说明。图7是表示基于第2实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。如图7中所示的那样，CO2回收装置10B在吸收塔11的内部具备臭氧分解部61。臭氧分解部61被设置在比净化部27更靠CO2除去排气28的流动方向的下游侧，被设置在吸收塔11的内部的塔上部侧。
臭氧分解部61是使基材中包含将净化气体38中的臭氧分解成活性氧、同时将残存于净化气体38中的含氨基化合物分解的臭氧分解催化剂而形成的。基材具有臭氧分解催化剂，具有能够通气的空隙而形成。作为基材，例如使用蜂窝结构的多孔质体等。作为臭氧分解催化剂，例如可列举出氧化锰等。
在CO2除去排气28通过净化部27时，如上述那样，通过在净化部27 内产生的放电光在CO2除去排气28中生成臭氧，所以在通过净化部27后的净化气体38中存在臭氧。臭氧通常在空气中不被分解而残存数小时左右。因此，在通过净化部27后的净化气体38中存在相当量的臭氧。若净化气体38被供给到臭氧分解部61中，则在臭氧分解部61中，净化气体38中存在的臭氧暂时被吸附于臭氧分解催化剂的表面上，在臭氧分解催化剂的表面被分解，同时在臭氧的分解时生成化学活性高的氧自由基。该氧自由基将残存于净化气体38中的含氨基化合物分解。此外，氧自由基在极短时间内自然猝灭。因此，通过臭氧分解部61后的净化气体62成为实质上不含有含氨基化合物和氧自由基的气体。
因而，根据本实施方式，由于CO2回收装置10B能够在臭氧分解部61 中进行净化气体38中的臭氧分解，并且使用通过臭氧的分解产生的氧自由基将残存于净化气体38中的含氨基化合物分解而除去，所以能够进一步降低放出到大气中的胺浓度。
(第3实施方式)
对基于第3实施方式的CO2回收装置，参照附图进行说明。另外，对具有与上述实施方式同样的功能的部件，标注同一符号并省略详细的说明。图8是表示基于第3实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。如图8中所示的那样，CO2回收装置10C具备使用洗涤水63将CO2除去排气28中包含的含氨基化合物除去的水洗部64。水洗部64被设置于CO2吸收部24 与净化部27之间。
CO2除去排气28通过介由托盘65向水洗部64侧上升，与从水洗部64 的顶部侧供给的洗涤水63在水洗部64中进行气液接触，从而与CO2除去排气28同行的含氨基化合物被洗涤水63回收。
储存在托盘65的液储存部66中的洗涤水63通过泵67介由洗涤水循环管线L31循环到水洗部64中，在水洗部64中使洗涤水63与CO2除去排气28进行气液接触。洗涤水63一般以20～40℃的温度循环。
通过水洗部64后的CO2除去排气28以除雾器68除去气体中的水分后，被供给到净化部27中。
CO2除去排气28中包含的含氨基化合物包含一部分CO2吸收性能降低的劣化胺。劣化胺是将吸收液22在吸收塔11及再生塔12中循环而使用的过程中，作为吸收液22的主要成分使用的含氨基化合物通过分解或改性而劣化生成的胺等。作为劣化胺，例如如上述那样，有贫溶液22与排气21 进行气液接触，含氨基化合物与排气中包含的亚硝酸反应而生成的亚硝基胺或硝基胺等。此外，在作为吸收液22使用单乙醇胺时，乙基胺、2-(2- 氨基乙基氨基)乙醇(HEEDA)、亚硝基二甲基胺等亚硝基系胺作为劣化胺而生成。此外，CO2除去排气28中包含的含氨基化合物除了劣化胺以外，还是CO2吸收性能未降低或基本未降低的胺。另外，本说明书中，将除劣化胺以外的CO2吸收性能未降低或基本未降低的胺称为主要胺。
由于主要胺与劣化胺相比挥发性小，所以在水洗部64中主要胺存在在洗涤水63中比劣化胺容易被回收的倾向。在本实施方式中，水洗部64被设置于CO2吸收部24与净化部27之间。因此，在将CO2除去排气28中包含的主要胺的大部分在水洗部64中预先回收后，能在净化部27中将净化气体38中包含的劣化胺和残存的主要胺分解而除去。
因而，根据本实施方式，由于CO2回收装置10C能够在水洗部64中将主要胺回收到洗涤水63中，所以能够将回收的主要胺作为吸收液进行再利用。此外，由于CO2回收装置10C除了水洗部64以外，在净化部27中也能够将劣化胺和残存的主要胺分解而除去，所以能够进一步降低放出到大气中的胺浓度。
(第4实施方式)
对基于第4实施方式的CO2回收装置，参照附图进行说明。另外，对具有与上述实施方式同样的功能的部件，标注同一符号并省略详细的说明。图9是表示基于第4实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。如图9中所示的那样，CO2回收装置10D将上述图8中所示的CO2回收装置10C的水洗部64设为2段的第1水洗部64-1、第2水洗部64-2，在洗涤水循环管线L31-2上具备将供给至水洗部64-2的第2洗涤水63-2预先冷却的冷却器 (冷却部)69。冷却器69将洗涤水63冷却至例如5～30℃。
CO2除去排气28介由托盘65-1向第1水洗部64-1侧上升，与从第1 水洗部64-1的顶部侧供给的第1洗涤水63-1在第1水洗部64-1中进行气液接触，与CO2除去排气28同行的含氨基化合物被第1洗涤水63-1回收。储存于托盘65-1的液储存部66-1中的第1洗涤水63-1通过泵67-1介由洗涤水循环管线L31-1被循环至水洗部64-1中，在第1水洗部64-1中使第1 洗涤水63-1与CO2除去排气28进行气液接触。
通过第1水洗部64-1后的CO2除去排气28用除雾器68除去气体中的水分后，介由托盘65-2向第2水洗部64-2侧上升。进而，CO2除去排气28与从第2水洗部64-2的顶部侧冷却的第2洗涤水63-2在水洗部64-2中进行气液接触，CO2除去排气28中包含的含氨基化合物被第2洗涤水63-2 回收。储存于托盘65-2的液储存部66-2中的第2洗涤水63-2通过泵67-2 经由洗涤水循环管线L31-2，以冷却器69将第2洗涤水63-2预先冷却后，循环至第2水洗部64-2中，在第2水洗部64-2中使第2洗涤水63-2与CO2除去排气28进行气液接触。
通过第2水洗部64-2后的CO2除去排气28在用除雾器70除去气体中的水分后，被供给至净化部27中。
通过以第2水洗部64-2将CO2除去排气28进行水洗、并且降低CO2除去排气28的气体温度，从而CO2除去排气28的饱和蒸气压(饱和湿度) 降低，降低CO2除去排气28的含水量。由于CO2除去排气28的饱和湿度越低，在净化部27中变得越容易产生放电光，所以CO2除去排气28的含水量越小，越能够较高地维持净化部27中的放电效果，越能够提高CO2除去排气28的净化效率。
特别是由于主要胺与劣化胺相比挥发性小，所以存在在第1洗涤水63-1 中比劣化胺容易被回收的倾向。因此，为了谋求主要胺及劣化胺这两者的回收效率的提高，在本实施方式中，优选使第2洗涤水63-2比第1洗涤水 63-1低温，首先在第1水洗部64-1中使用第1洗涤水63-1(例如20～40℃)，将大部分的主要胺回收后，在第2水洗部64-2中使用第2洗涤水63-2(例如5～30℃)，将剩余的主要胺和劣化胺回收。
这样，根据本实施方式，CO2回收装置10D通过以第2水洗部64-2将 CO2除去排气28进行水洗，并且预先降低CO2除去排气28的温度，从而在净化部27中，能够较高地维持CO2除去排气28中包含的含氨基化合物的除去效率。
此外，第2洗涤水63-2的温度越低，越能够提高CO2除去排气28中的含氨基化合物的回收量。因而，根据本实施方式，由于CO2回收装置10D 在第2水洗部64-2中使用经冷却的第2洗涤水63-2，所以能够提高第2水洗部64-2中CO2除去排气28的利用水洗的胺的回收量。
进而，根据用于冷却的介质的温度，回收的含氨基化合物的种类及各个含氨基化合物的浓度存在不同的倾向。根据本实施方式，CO2回收装置 10D由于第1洗涤水63-1及第2洗涤水63-2的温度不同，所以在第1水洗部64-1及第2水洗部64-2中回收的含氨基化合物的种类及各个含氨基化合物的浓度不同。例如，在本实施方式中，在第1水洗部64-1中大部分的主要胺被回收，在第2水洗部64-2中劣化胺被回收。因此，能够由在第1水洗部64-1及第2水洗部64-2中被第1洗涤水63-1及第2洗涤水63-2回收的含氨基化合物，高效地进行主要胺的回收及劣化胺的处理。
另外，在本实施方式中，将第2洗涤水63-2进行冷却，但也可以将第 1洗涤水63-1进行冷却。此外，也可以不设置第1水洗部64-1，仅设置第 2水洗部64-2，在CO2除去排气28的水洗中仅使用第2洗涤水63-2。
(第5实施方式)
对基于第5实施方式的CO2回收装置，参照附图进行说明。另外，对具有与上述实施方式同样的功能的部件，标注同一符号并省略详细的说明。图10是表示基于第5实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。如图10 中所示的那样，CO2回收装置10E具备使CO2除去排气28与酸性溶液71 接触而将CO2除去排气28中的含氨基化合物除去的酸洗涤部72。酸洗涤部72被设置于净化部27与水洗部64之间。
CO2除去排气28通过介由托盘73向酸洗涤部72侧上升，与从酸洗涤部72的顶部侧供给的酸性溶液71在酸洗涤部72中进行气液接触，从而与 CO2除去排气28同行的含氨基化合物被酸性溶液71回收。
储存于托盘73的液储存部74中的酸性溶液71通过泵75介由酸性溶液循环管线L32循环至酸洗涤部72中，在酸洗涤部72中使酸性溶液71与 CO2除去排气28进行气液接触。
酸性溶液71优选使用包含硫酸、盐酸、磷酸、硼酸、碳酸、硝酸、草酸、或它们中的任2种以上的水溶液，它们中，从主要胺及劣化胺这两者的回收效率的观点出发，优选使用硫酸。
酸洗涤部72只要位于比净化部27更靠CO2除去排气28的流动方向的上游侧即可，但优选设置于水洗部64与净化部27之间。由于酸性溶液71 与水相比劣化胺的回收效率高，所以通过将酸洗涤部72设置于水洗部64 与净化部27之间，能够在水洗部64中将主要胺的全部或大部分回收，并且在酸洗涤部72中将在水洗部64中无法回收的劣化胺回收。因此，通过将以水洗部64无法回收的劣化胺以酸洗涤部72预先回收，能够减轻在净化部27中将净化气体38中包含的劣化胺及残存的主要胺分解而除去的负担。
因而，根据本实施方式，由于CO2回收装置10E能够在水洗部64中将主要胺回收而作为吸收液进行再利用，同时能够在酸洗涤部72及净化部27 中将劣化胺和残存的主要胺分解而除去，所以能够进一步提高放出到大气中的胺浓度的降低效果。
另外，在本实施方式中，具备水洗部64和酸洗涤部72这两者，但也可以不设置水洗部64，仅设置酸洗涤部72。
(第6实施方式)
对基于第6实施方式的CO2回收装置，参照附图进行说明。另外，对具有与上述实施方式同样的功能的部件，标注同一符号并省略详细的说明。图11是表示基于第6实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。如图11 中所示的那样，CO2回收装置10F将净化部27设置于吸收塔11的外部，具有由太阳光得到电力的发电部76、和将发电部76中得到的电力进行蓄电的蓄电部77。作为发电部76，例如使用太阳光发电面板等。作为蓄电部77，例如可以使用二次电池、锂离子电池、镍氢电池等。
CO2回收装置10F能够将白天以发电部76发电的电蓄电于蓄电部77 中，并在夜晚将蓄电的电作为电源部33的电使用。
因而，根据本实施方式，CO2回收装置10F白天通过利用太阳光，能够停止电源部33或减轻使用，夜晚通过使用蓄电于蓄电部77中的电，能够减轻电源部33中所需要的电力。因此，CO2回收装置10F能够谋求省电并且高效地进行CO2除去排气28的净化。
本实施方式中，作为自然能量使用太阳光，但也可以使用风力、水力等。在由风力得到电力时，发电部76中可以使用风车，在由水力得到电力时发电部76中可以使用水车。此外，除太阳光以外，还可以并用风力、水力中的任一者。
(第7实施方式)
对基于第7实施方式的CO2回收装置，参照附图进行说明。另外，对具有与上述实施方式同样的功能的部件，标注同一符号并省略详细的说明。图12是表示基于第7实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。如图12中所示的那样，CO2回收装置10G具有设置于第2电极32-2的与催化剂部 31的相对面上的介电体81、与第1电极32-1及第2电极32-2连接的测定部82、和控制部83。
介电体81按照将第2电极32-2的与催化剂部31的相对面被覆的方式设置。介电体81可以使用公知的电介质材料而构成，作为介电体81，例如可以使用TiO2、ZrO2、Al2O3、SiO2、HfO2、或云母等无机绝缘物、聚酰亚胺、玻璃环氧树脂(glass epoxy)、橡胶等有机绝缘物等。介电体81优选使用具有高的玻璃化转变温度及绝缘耐压、同时具有低的介电常数、并且介质损耗角正切小的材料来形成，作为形成介电体81的材料，优选金属氧化物，其中，优选ZrO2。介电体81的厚度根据第1电极32-1与第2电极32-2 的距离、介电体81的绝缘耐压、电压等而调整，但为了不给放电光的发生造成障碍，能够保护第1电极32-1，调整为即使对介电体81施加电压，介电体81也不会发生绝缘击穿的厚度。
在本实施方式中，能够将与CO2除去排气28同行的含氨基化合物、特别是亚硝基胺或硝基胺高效地除去至极低浓度，能够抑制含氨基化合物与 CO2除去排气28同行而从吸收塔11内放出到大气中。一般，由于放电光受到由CO2除去排气28中包含的O2、N2、CO2等气体组成、或CO2除去排气28中的湿度等产生的影响，所以根据CO2除去排气28的条件，有可能与CO2除去排气28同行的含氨基化合物的净化不满足规定的性能，CO2除去排气28的稳定的除去变得困难。例如，在火力发电厂或CO2分离回收·储存(CCS)装置等的起动时等，若供给至吸收塔11中的排气21的气体组成脱离为了将排气稳定地净化所要求的规定的范围，则由于放电状态变得不稳定，所以通过放电局部地集中在第1电极32-1及第2电极32-2之间，产生所谓的火花，有可能损伤催化剂部31。例如，若相对于排气21中的氮量，氧、CO2、水分的量变多，排气21中的氧、CO2、水分等气体组成变大，则由于产生CO2 -、O2 -、O-、OH-等离子，电流减少，所以存在电压变大的倾向。由此，放电状态改变，放电状态变得不稳定。此外，若排气21的湿度高，则通过放电局部地集中在第1电极32-1及第2电极32-2之间而产生火花，有可能损伤催化剂部31。认为此时产生的火花是通过积存的电荷以水分作为介质被一口气放出而产生的。
在本实施方式中，由于在第2电极32-2的与催化剂部31的相对面上设置有介电体81，所以即使CO2除去排气28的气体组成或湿度等CO2除去排气28的条件发生变动，也能够抑制放电局部地集中在第1电极32-1 及第2电极32-2之间而产生，能够产生稳定的放电光。
测定部82测定第1电极32-1或第2电极32-2的电流值。测定部82 只要是能够测定第1电极32-1或第2电极32-2的电流即可，作为测定部 82，可以使用公知的电流计等。若放电局部地集中在第1电极32-1及第2 电极32-2的电极间而产生火花，则在第1电极32-1或第2电极32-2中流过高电流。因此，通过测定第1电极32-1或第2电极32-2的电流的值，能够检测第1电极32-1及第2电极32-2的电极间有无产生火花。测定部82 的测定结果被传递至控制部83。
控制部83基于测定部82的测定结果，调整对第1电极32-1或第2电极32-2供给的电流，调整对电极施加的电压。在本实施方式中，在控制部 83由测定部82的测定结果检测到第1电极32-1或第2电极32-2的电流的值增大的情况下，判断在第1电极32-1及第2电极32-2的电极间产生火花。此时，控制部83调整由电源部33供给的电流，例如降低对第1电极32-1及第2电极32-2施加的电压或使其为零等，调整对第1电极32-1及第2 电极32-2施加的电压。由此，在第1电极32-1及第2电极32-2的电极间产生火花时，能够减轻火花对第1电极32-1及第2电极32-2造成的影响。此外，能够抑制介电体81因火花而损伤且损伤扩大至第1电极32-1及第2 电极32-2。
因而，根据本实施方式，由于CO2回收装置10G通过在第2电极32-2 的与催化剂部31的相对面设置介电体81，能够抑制催化剂部31因放电局部地集中在第1电极32-1及第2电极32-2之间产生的火花而损伤，所以能够将CO2除去排气28稳定地净化。
此外，在本实施方式中，由于CO2回收装置10G能够由测定部82的测定结果，进一步减轻催化剂部31因在第1电极32-1及第2电极32-2的电极间产生的火花而损伤，所以能够抑制CO2除去排气28的净化性能的降低。
另外，在本实施方式中，介电体81被设置于第2电极32-2的与催化剂部31的相对面的整面上，但也可以仅设置于第2电极32-2的一部分上。此外，介电体81被设置于第2电极32-2的与催化剂部31的相对面上，但也可以设置于第1电极32-1的与催化剂部31的相对面上，还可以设置于一对第1电极32-1及第2电极32-2这两者的与催化剂部31的相对面的至少一部分上。
此外，本实施方式具有介电体81、测定部82及控制部83，但并不限定于此，也可以仅设置介电体81，还可以仅设置测定部82及控制部83。
此外，本实施方式可以与上述各实施方式适当组合使用。例如，如图 13中所示的那样，CO2回收装置10G也可以具备设置于CO2吸收部24与净化部27之间的水洗部64、和在洗涤水循环管线L31上将供给至水洗部 64的洗涤水63预先冷却的冷却器69。从水洗部64的顶部侧供给的洗涤水 63与介由托盘65向水洗部64侧上升的CO2除去排气28在水洗部64中进行气液接触，使与CO2除去排气28同行的含氨基化合物回收到洗涤水63 中。储存于托盘65的液储存部66中的洗涤水63通过泵67经由洗涤水循环管线L31，在冷却器69中将洗涤水63预先冷却至例如5～30℃后，循环至水洗部64中，在水洗部64中使洗涤水63与CO2除去排气28进行气液接触。一般，在净化部27中，若CO2除去排气28变成高湿度，则在第1 电极32-1及第2电极32-2之间变得容易产生火花。本实施方式中，由于对水洗部64供给经冷却的洗涤水63，所以CO2除去排气28被冷却。通过降低CO2除去排气28的气体温度，CO2除去排气28的饱和蒸气压(饱和湿度)降低，降低CO2除去排气28的含水量。由于CO2除去排气28的饱和湿度越低，CO2除去排气28的湿度越是能够降低，所以能够抑制在第1电极32-1及第2电极32-2之间产生火花。此外，由于CO2除去排气28的饱和湿度越低，在净化部27中变得越容易产生放电光，所以能够较高地维持净化部27中的放电效果。由此，由于能够提高净化部27中的CO2除去排气28的净化效率，所以能够减小净化部27的大小。
(第8实施方式)
对基于第8实施方式的CO2回收装置，参照附图进行说明。另外，对具有与上述实施方式同样的功能的部件，标注同一符号并省略详细的说明。图14是表示基于第8实施方式的CO2回收装置的构成的概略图。如图14中所示的那样，CO2回收装置10H在吸收塔11的内部具备产物除去部85。产物除去部85设置于比净化部27更靠CO2除去排气28的流动方向的下游侧，设置于吸收塔11的内部的塔上部侧。
产物除去部85将在净化气体38中分解含氨基化合物时产生的分解产物除去。分解产物是在净化部27的催化剂部31中含氨基化合物的一部分发生分解而被除去时产生的产物，例如，由含氨基化合物生成乙醛或甲酸等，作为分解产物包含于净化气体38中。
产物除去部85由使分解产物吸附于载体表面而从净化气体38中除去的固体吸附材料形成。作为固体吸附材料，例如可以使用活性炭等多孔质体等。产物除去部85除了固体吸附材料以外，还可以具有与水洗部64同样的构成，与水等洗涤液进行气液接触，使净化气体38中的分解产物吸收到洗涤液中。此外，吸附了分解产物的产物除去部85也可以取出到收塔11 的外部，从产物除去部85将分解产物回收并进行利用。
因而，根据本实施方式，由于CO2回收装置10H在将CO2除去排气28 净化时，能够将含氨基化合物分解而产生的分解产物除去，所以能够进一步稳定地抑制起因于含氨基化合物而产生的产物被放出到大气中。
在上述的各实施方式中，对排气21包含CO2作为酸性气体的情况进行了说明，但根据本实施方式，除了CO2以外，还包含H2S、COS、CS2、NH3或HCN等其它酸性气体也同样地可以适用。此外，根据本实施方式，在排气21不包含CO2而包含上述的其它酸性气体的情况下也同样地可以适用。因此，根据本实施方式，作为排气21，除了由火力发电厂等的锅炉或燃气轮机等排出的燃烧排气、炼铁厂中产生的工艺排气以外，例如在除去通过以气化炉使煤等燃料气化而生成的气化气体、煤气化气体、合成气体、炼焦炉气体、石油气、天然气等气体中包含的酸性气体成分的情况等下也同样地可以适用。
如上所述，对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以以其它各种形态来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种组合、省略、置换、变更等。这些实施方式或其变形包含在发明的范围、主旨中，同时包含在权利要求书中记载的发明和其均等的范围内。
实施例
以下，列举出实施例及比较例对本发明进一步进行具体说明，但本发明并不限定于以下的实施例。
<实施例1>
[光催化剂组件的制作]
(载体)
载体中，使用了以堇青石(Mg2Al4Si5O18)作为主要成分、且具有开气孔率为75％的三维网眼结构的硅酸盐。
(光催化剂部形成用混合物的调制)
在浓度为30质量％、晶体粒径为6nm的氧化钛溶胶中，相对于氧化钛溶胶中的氧化钛100质量份添加5质量份的具有的细孔径的沸石，同时以氧化钛溶胶与聚乙二醇的重量比为10：3的比例添加聚乙二醇(和光纯药工业株式会社制、聚乙二醇200)，调制光催化剂部形成用混合物。
(具有光催化剂部的结构体的制作)
将光催化剂部形成用混合物涂布到载体上并使其浸渗，干燥后，在大气中、600℃下进行4小时热处理。由此，得到在载体上形成有光催化剂部的结构体(光催化剂结构体)。光催化剂结构体为与载体的形状对应的三维网眼结构，能够通气地形成。光催化剂结构体的大小为纵70mm×横30mm×通气方向的厚度6mm。
(电极)
使用2个蜂窝结构的不锈钢制的电极。电极为纵70mm×横30mm×通气方向的厚度3mm左右。
(光催化剂组件的制作)
在截面矩形状的筒状壳体(纵80mm×横40mm×通气方向的厚度25mm) 内，按照第1电极、光催化剂结构体、第2电极的顺序配置光催化剂结构体和2个电极。能够在第1电极与第2电极之间施加电压地连接直流电源，制作光催化剂组件。光催化剂组件的大小设定为8×4×2.5cm。
[评价]
使用所得到的光催化剂组件，通过以下所示的方法，测定亚硝基胺的分解性能、及硝基胺的分解性能。将测定结果示于表1中。
(亚硝基胺的分解性能)
在筒状壳体中，以10L/分钟流入湿度为30％、亚硝基胺浓度为500ppb 的气体。在该状态下，使用直流电源，按照第1电极成为正极、第2电极成为负极的方式施加6kV的电压，测定从筒状壳体排出的气体中的亚硝基胺浓度(ppb)。
(硝基胺的分解性能)
在筒状壳体中，以10L/分钟流入湿度为30％、硝基胺浓度为500ppb 的气体。在该状态下，使用直流电源，按照第1电极成为正极、第2电极成为负极的方式施加6kV的电压，测定从筒状壳体排出的气体中的硝基胺浓度(ppb)。
<实施例2>
[净化单元1的制作]
(臭氧分解过滤器的制作)
制作将氧化锰烧固而成的蜂窝结构的臭氧分解过滤器。
(净化单元1的制作)
在截面矩形状的筒状壳体内，按照第1电极、光催化剂结构体、第2 电极、臭氧分解过滤器的顺序配置光催化剂结构体、2个电极、及臭氧分解过滤器。能够在第1电极与第2电极之间施加电压地连接直流电源，制作净化单元1。
[评价]
使用所得到的净化单元1，通过与上述实施例1同样的方法，测定亚硝基胺、及硝基胺各自的分解性能。将测定结果示于表1中。
<实施例3>
[净化单元2制作]
在截面矩形状的筒状壳体内，按照水洗部、第1电极、光催化剂结构体、及第2电极的顺序配置供给水(30～35℃)的填充层(水洗部)、光催化剂结构体、及2个电极。另外，水洗部的高度设定为约30cm。能够在第 1电极与第2电极之间施加电压地连接直流电源，制作净化单元2。
[评价]
使用所得到的净化单元2，通过与上述实施例1同样的方法，测定亚硝基胺、及硝基胺各自的分解性能。将测定结果示于表1中。
<实施例4>
(净化单元3制作)
在截面矩形状的筒状壳体内，按照供给冷却水的填充层、第1电极、光催化剂结构体、及第2电极的顺序配置供给冷却水(约20℃)的填充层、光催化剂结构体、及2个电极。另外，填充层的高度设定为约30cm。能够在第1电极与第2电极之间施加电压地连接直流电源，制作净化单元3。
[评价]
使用所得到的净化单元3，通过与上述实施例1同样的方法，测定亚硝基胺、及硝基胺各自的分解性能。将测定结果示于表1中。
<实施例5>
(净化单元4制作)
在截面矩形状的筒状壳体内，按照供给硫酸溶液的填充层(酸洗涤部)、第1电极、光催化剂结构体、及第2电极的顺序配置供给硫酸溶液的填充层(酸洗涤部)、光催化剂结构体、及2个电极。另外，酸洗涤部的高度设定为约30cm。能够在第1电极与第2电极之间施加电压地连接直流电源，制作净化单元4。
[评价]
使用所得到的净化单元4，通过与上述实施例1同样的方法，测定亚硝基胺、及硝基胺各自的分解性能。将测定结果示于表1中。
<比较例1>
在截面矩形状的筒状壳体内，仅配置供给水的填充层。之后，通过与上述实施例1同样的方法，测定亚硝基胺、及硝基胺各自的分解性能。将测定结果示于表1中。
<比较例2>
在截面矩形状的筒状壳体内，仅配置供给硫酸溶液的填充层。之后，通过与上述实施例1同样的方法，测定亚硝基胺、及硝基胺各自的分解性能。将测定结果示于表1中。
<比较例3>
在截面矩形状的筒状壳体内，仅配置活性炭。之后，通过与上述实施例1同样的方法，测定亚硝基胺的分解性能。将测定结果示于表1中。
表1
由表1中所示的结果，确认若使用光催化剂组件，则与其他的净化方法相比，特别是亚硝基胺、硝基胺的分解效率高。此外，确认若使用在光催化剂组件中具备臭氧分解装置等的净化单元，亚硝基胺、硝基胺的分解效率进一步变高。
符号的说明
10A～10F CO2回收装置
11 吸收塔
12 再生塔
21 排气
22 吸收液(贫溶液)
23 吸收了CO2的吸收液(富溶液)
24 CO2吸收部
25、41-1、41-2 液分散器
26、43、44、68 除雾器
27 净化部
28 CO2除去排气
31、31A、31B 催化剂部
32-1、32A-1 第1电极
32-2、32A-2 第2电极
33 电源部
34 布线
35A、35B 载体
36 光催化剂
37 容纳部
38、62 净化气体
39、47、58、67、75 泵
40 换热器
42-1、42-2 填充层
45 再生过热器(再沸器)
46 饱和蒸汽
48、52 冷却器
49、53 冷却水
51 混合气体
54 混合流体
55 气液分离器
56 CO2气体
57 水
61 臭氧分解部
63 洗涤水
63-1 第1洗涤水
63-2 第2洗涤水
64 水洗部
64-1 第1水洗部
64-2 第2水洗部
65、65-1、65-2、73 托盘
66、66-1、66-2、74 液储存部
69 冷却器(冷却部)
71 酸性溶液
72 酸洗涤部
76 发电部
77 蓄电部
81 介电体
82 测定部
83 控制部
85 产物除去部
L11 富溶液供给管线
L12 贫溶液排出管线
L21 贫溶液循环管线
L22 CO2排出管线
L23 回收CO2排出管线
L24 回流水供给管线
L31 洗涤水循环管线
L32 酸性溶液循环管线

Claims (15)

1.一种二氧化碳回收装置，其特征在于，其具备：
具备使含有CO2的排气与含有含氨基化合物的吸收液进行气液接触而使所述CO2吸收到所述吸收液中的CO2吸收部的吸收塔、
使吸收了所述CO2的吸收液中包含的所述CO2分离而将所述吸收液进行再生的再生塔、
将在所述CO2吸收部中除去了所述CO2的CO2除去排气中的含氨基化合物除去的净化部，
所述净化部具备在具有能够通气的空隙的载体上担载有光催化剂的催化剂部、和一对电极，
所述一对电极由第1电极和按照与所述第1电极相对的方式设置的第2电极构成，所述一对电极按照利用通过电晕放电产生的光使所述光催化剂活化的方式构成，
所述催化剂部包含光催化剂和用于吸附水的吸附剂。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳回收装置，其中，相对于所述光催化剂，所述吸附剂的含量为1质量％～10质量％。
3.根据权利要求1或2所述的二氧化碳回收装置，其中，所述催化剂部的开气孔率为60～90％。
4.根据权利要求1或2所述的二氧化碳回收装置，其中，在比所述净化部更靠所述CO2除去排气的流动方向的下游侧，进一步具备将净化后的CO2除去排气中的臭氧分解的臭氧分解部。
5.根据权利要求1或2所述的二氧化碳回收装置，其中，在所述CO2吸收部与所述净化部之间，进一步具备使所述CO2除去排气与洗涤水接触而将所述CO2除去排气中的含氨基化合物除去的水洗部。
6.根据权利要求5所述的二氧化碳回收装置，其中，进一步具备将供给至所述水洗部中的所述洗涤水冷却的冷却部。
7.根据权利要求1或2所述的二氧化碳回收装置，其中，在比所述净化部更靠所述CO2除去排气的流动方向的上游侧，进一步具备使所述CO2除去排气与酸性溶液接触而将所述CO2除去排气中的含氨基化合物除去的酸洗涤部。
8.根据权利要求1或2所述的二氧化碳回收装置，其中，在所述一对电极中的任一者或两者的与所述催化剂部的相对面的至少一部分上进一步具备介电体。
9.根据权利要求1或2所述的二氧化碳回收装置，其中，在比所述净化部更靠所述CO2除去排气的流动方向的下游侧，进一步具备将净化后的CO2除去排气中通过所述含氨基化合物发生分解被除去而产生的分解产物除去的产物除去部。
10.根据权利要求1或2所述的二氧化碳回收装置，其中，所述二氧化碳回收装置进一步具备：
测定所述第1电极或所述第2电极的电流值的测定部、和
基于所述测定部的检测结果来调整对所述第1电极及所述第2电极供给的电流的控制部。
11.一种排气的处理方法，其特征在于，其包括以下工序：
CO2回收工序，使含有CO2的排气与含有含氨基化合物的吸收液在吸收塔内的CO2吸收部中进行气液接触，使所述CO2吸收到所述吸收液中；和
净化工序，对配置在催化剂部的两侧的第1电极和第2电极施加电压，使所述第1电极与所述第2电极之间产生电晕放电的光，使担载在所述催化剂部中光催化剂活化，并且将在所述CO2吸收部中除去了所述CO2的CO2除去排气供给至所述催化剂部中，
所述催化剂部包含光催化剂和用于吸附水的吸附剂。
12.根据权利要求11所述的排气的处理方法，其中，相对于所述光催化剂，所述吸附剂的含量为1质量％～10质量％。
13.根据权利要求12所述的排气的处理方法，其中，测定按照夹持所述催化剂部的方式配置的所述第1电极和所述第2电极的电流，
基于所测定的电流值，调整对所述第1电极及所述第2电极供给的电流，
抑制电流集中在所述第1电极与所述第2电极之间而产生火花。
14.根据权利要求11～13中任一项所述的排气的处理方法，其中，进一步包含再生工序：将在所述吸收塔中吸收了CO2的吸收液供给至再生塔，从所述吸收了CO2的吸收液中放出所述CO2而将吸收液进行再生。
15.根据权利要求11～13中任一项所述的排气的处理方法，其中，所述CO2除去排气包含亚硝基胺和硝基胺中的任一者或两者。
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