CN107551785B - 酸性气体回收装置及酸性气体回收方法 - Google Patents

酸性气体回收装置及酸性气体回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可提高吸收部废气或再生部废气中的吸收液成分的回收效率的酸性气体回收装置。实施方式的酸性气体回收装置(1)具备排出吸收部废气(3)的吸收部(21)和排出再生部废气(8)的再生部(31)。再生部废气(8)在压缩部50中被压缩。吸收部废气(3)或被压缩部50压缩之前的再生部废气(8)在第1清洗部(60)中被第1清洗液(11)清洗。将通过压缩部(50)压缩再生部废气(8)而生成的压缩冷凝液(10)经由一端与压缩部(50)连接的第1压缩冷凝液管路(101)混入第1清洗液(11)中。

Description

酸性气体回收装置及酸性气体回收方法
本申请基于并主张2016年6月30日提出的在先的日本专利申请第2016-130744号的优先权的利益，在此通过引用而包含其全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及酸性气体回收装置及酸性气体回收方法。
背景技术
从火力发电站及炼铁厂等工厂排出的工厂废气，含有带来温室效应的二氧化碳(CO2)。因此，认为向大气中排放这样的工厂废气成为地球温暖化的原因之一。
作为地球温暖化问题的有效对策，例如已知有从工厂废气中分离回收二氧化碳的二氧化碳回收储存系统(CCS：Carbondioxide Capture and Storage)。在该系统中，采用可吸收二氧化碳的吸收液，使含在工厂废气中的二氧化碳吸收在吸收液中。
更具体地讲，二氧化碳回收储存系统具备吸收部和再生部。其中在吸收部，通过使工厂废气和吸收液气液接触，使工厂废气中的二氧化碳被吸收在吸收液中。在再生部，对吸收了二氧化碳的吸收液进行加热，从吸收液放出二氧化碳进行回收。然后，将回收的二氧化碳储存在地下等。如此，谋求削减二氧化碳向大气中的排放量。
作为吸收液，为了高效率地吸收弱酸性的二氧化碳，适合使用碱性的胺溶液。因此，工厂废气在含有除二氧化碳以外的酸性气体即硫化氢(H2S)、硫化羰(COS)、二硫化碳(CS2)、氰化氢(HCN)的情况下，也能吸收这些酸性气体。
在吸收部中除去了二氧化碳的工厂废气可作为吸收部废气从吸收部排出。该吸收部废气在从吸收部排出时伴有吸收液成分。因此，担心吸收液成分向大气中扩散，对邻近的环境带来不良影响。
因上述情况，有时设置用清洗水(例如纯水)对从吸收部排出的吸收部废气进行清洗的清洗部。在此种情况下，可使吸收部废气与清洗水进行气液接触，将吸收部废气中的吸收液成分回收到清洗水中，能够从吸收部废气中除去吸收液成分。清洗水在清洗部内进行循环，连续地进行吸收部废气的清洗。这样的清洗部也有时对从再生部排出的再生部废气进行清洗。
但是，通过在清洗部中清洗水连续地清洗吸收部废气，因此在清洗水中蓄积吸收液成分，使清洗水的清洗效果下降。因而，作为清洗水的补充，用新液(纯水等)连续地置换清洗水的一部分。在此种情况下，以补充的分量抽出蓄积有吸收液成分的清洗水，并将其废弃掉。因此，为了补充清洗水，新液的使用量增大，同时清洗水的废弃量也增大，使运转成本上升。
为了解决这样的问题，已知有作为清洗水使用从再生部排出的再生部废气的冷却时生成的冷凝水的方法。由此，可用冷凝水代替作为清洗水而使用的纯水，能够降低纯水的使用量。此外，因再生部废气含有二氧化碳，而使冷凝水成为弱酸性，使冷凝水的pH减小，与用纯水清洗相比可期待高的清洗效果。
但是，由于再生部废气还含有吸收液成分，所以从再生部废气冷凝而成的冷凝水含有碱性的吸收液成分。因此，有使冷凝水的pH接近中性、使吸收部废气中的吸收液成分的回收效率的提高受到限制的问题。
发明内容
发明要解决的问题
本发明是考虑到上述问题而完成的，其目的在于提供能够提高吸收部废气或再生部废气中的吸收液成分的回收效率的酸性气体回收装置及酸性气体回收方法。
用于解决课题的手段
实施方式的酸性气体回收装置具备：使含在工厂废气中的酸性气体吸收在吸收液中，将工厂废气作为吸收部废气排出的吸收部；从在吸收部吸收了酸性气体的吸收液中放出酸性气体，作为再生部废气排出的再生部。再生部废气在压缩部被压缩。第1清洗部中用第1清洗液对吸收部废气或在压缩工序中被压缩之前的再生部废气进行清洗。将通过压缩部压缩再生部废气而生成的压缩冷凝液经由一端与压缩部连接的第1压缩冷凝液管路混入第1清洗液中。
此外，实施方式的酸性气体回收方法具备：使含在工厂废气中的酸性气体吸收在吸收液中，将工厂废气作为吸收部废气排出的吸收工序；从在吸收工序吸收了酸性气体的吸收液中放出酸性气体，作为再生部废气排出的再生工序。此外，酸性气体回收方法具备：在压缩部对再生工序中排出的再生部废气进行压缩的压缩工序；从压缩部将压缩工序中生成的压缩冷凝液排出，使其混入第1清洗液中的混入工序。用混入有压缩冷凝液的第1清洗液对吸收部废气、或在压缩工序中被压缩之前的再生部废气进行清洗。
发明效果
根据本发明，可提高吸收部废气或再生部废气中的吸收液成分的回收效率。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式中的酸性气体回收装置的图示。
图2是表示本发明的第2实施方式中的酸性气体回收装置的图示。
图3是表示本发明的第3实施方式中的酸性气体回收装置的图示。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式中的酸性气体回收装置及酸性气体回收方法进行说明。
(第1实施方式)
首先，参照图1对本发明的第1实施方式中的酸性气体回收装置及酸性气体回收方法进行说明。再者，本实施方式中，作为酸性气体回收装置的一个例子，对从含有二氧化碳(酸性气体的一个例子)的工厂废气中回收二氧化碳的二氧化碳回收装置进行说明。
如图1所示的那样，二氧化碳回收装置1具备：具有吸收部21的吸收塔20、具有再生部31的再生塔30。其中吸收部21使含在工厂废气2中的二氧化碳被吸收在吸收液中，将该工厂废气2作为吸收部废气3排出。将二氧化碳被吸收液吸收了的工厂废气2从该吸收部21作为吸收部废气3排出。再生部31使二氧化碳从由吸收部21供给的吸收液、即在吸收部21中吸收了二氧化碳的吸收液中放出。将放出的二氧化碳作为再生部废气8从再生部31排出。也就是说，从吸收液放出的二氧化碳与蒸汽一同从再生部31作为再生部废气8排出。
吸收液在吸收塔20和再生塔30中循环，在吸收塔20的吸收部21中吸收二氧化碳，成为富液4，在再生塔30的再生部31中放出二氧化碳成为贫液5。再者，作为含在吸收液中的化合物的一个例子，可使用单乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇这样的含有醇性羟基的1级胺类、二乙醇胺、2-甲基氨基乙醇这样的含有醇性羟基的2级胺类、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺这样的含有醇性羟基的3级胺类、乙撑二胺、三乙撑二胺、二乙撑三胺这样的聚亚乙基多胺类、哌嗪类、哌啶类、吡咯烷类这样的环状胺类、苯二甲基二胺这样的多胺类、甲基氨基羧酸这样的氨基酸类等及它们的混合物。这些胺化合物通常作为10～70重量％的水溶液使用。此外，吸收液中可添加二氧化碳吸收促进剂或防腐剂，并可添加甲醇、聚乙二醇、环丁砜等作为其它介质。
吸收塔20进一步具有设在吸收部21上方的液体分散器22。液体分散器22使从再生塔30供给的贫液5朝向吸收部21分散落下。
在吸收塔20的下部，含有二氧化碳的工厂废气2由送风机(未图示)供给，沿吸收塔20内朝向吸收部21上升。另一方面，将来自再生塔30的贫液5供给到液体分散器22，并分散落下，供给到吸收部21。吸收部21作为对流型气液接触装置而构成，在吸收部21中，工厂废气2和贫液5进行气液接触。由此，含在工厂废气2中的二氧化碳被贫液5吸收，生成富液4。
与贫液5气液接触的工厂废气2在将二氧化碳除去后，作为吸收部废气3从吸收部21排出，在吸收塔20内进一步上升。将吸收部21中生成的富液4暂时存储在吸收塔20的底部，并从该底部排出。
在吸收塔20与再生塔30之间设有热交换器40。在吸收塔20与热交换器40之间设有富液泵41，从吸收塔20排出的富液4通过富液泵41，经由热交换器40供给到再生塔30。热交换器40使从吸收塔20供给到再生塔30的富液4与从再生塔30供给到吸收塔20的贫液5进行热交换。由此，贫液5成为热源，将富液4加热到所希望的温度。换句话来讲，富液4成为冷热源，贫液5被冷却到所希望的温度。
再生塔30具有设在再生部31上方的液体分散器32。液体分散器32使从吸收塔20供给的富液4朝向再生部31分散落下。
再生塔30上连接有再沸器42。该再沸器42通过加热介质6对再生塔30内的贫液5进行加热。更具体地讲，向再沸器42供给从再生塔30的底部排出的贫液5的一部分，同时从例如汽轮机(未图示)等外部供给作为加热介质6的高温蒸汽。供给到再沸器42的贫液5与加热介质6进行热交换。由此，加热介质6成为热源，对贫液5进行加热。换句话来讲，贫液5成为冷热源，对加热介质6进行冷却。例如，在加热介质6为从汽轮机供给的高温蒸汽的情况下，加热介质6因被贫液5冷却而冷凝。冷凝的加热介质6液化，以下将液化的加热介质6称为加热液6a。再者，加热介质6并不局限于来自汽轮机的高温蒸汽。
从再沸器42向再生塔30的下部供给蒸汽7，使其在再生塔30内朝向再生部31上升。另一方面，将来自吸收塔20的富液4供给到液体分散器32，使其分散落下，供给到再生部31。再生部31作为对流型气液接触装置而构成，在再生部31中，富液4和蒸汽7进行气液接触。由此，从富液4放出二氧化碳，生成贫液5。也就是说，在再生塔30中，通过放出二氧化碳而使吸收液再生。
将与富液4进行了气液接触的蒸汽7伴随二氧化碳作为再生部废气8从再生塔30的上部排出。将再生部31中生成的贫液5从再生塔30的底部排出。
在再生塔30与热交换器40之间设有贫液泵43。通过贫液泵43将从再生塔30排出的贫液5经由上述热交换器40供给到吸收塔20。热交换器40如上述那样，将从再生塔30供给到吸收塔20的贫液5与从吸收塔20供给到再生塔30的富液4进行热交换而进行冷却。此外，在热交换器40与吸收塔20之间，设有贫液冷却器44。贫液冷却器44从外部被供给冷却液(冷却水)，将在热交换器40中被冷却的贫液5进一步冷却到所希望的温度。
将贫液冷却器44中被冷却的贫液5供给到吸收塔20的液体分散器22，使其分散落下，供给到吸收部21。在吸收部21中，贫液5与工厂废气2进行气液接触，含在工厂废气2中的二氧化碳被贫液5吸收，成为富液4。如此，二氧化碳回收装置1以吸收液成为贫液5的状态和成为富液4的状态一边重复一边循环的方式构成。
图1所示的二氧化碳回收装置1进一步具备：对从再生塔30的顶部排出的再生部废气8进行冷却的气体冷却器45、和气液分离器46。更具体地讲，再生塔废气管路47从再生塔30的顶部延伸地与气液分离器46连接。气体冷却器45设在该再生塔废气管路47中。向气体冷却器45中供给从再生塔30的顶部排出的再生部废气8，同时从外部被供给冷却液(冷却水)，在气体冷却器45中，含在再生部废气8中的蒸汽被冷凝，生成冷却冷凝液9。气液分离器46将通过气体冷却器45而生成的冷却冷凝液9从再生部废气8中分离。这样一来，再生部废气8中，含有的水分被减低后从气液分离器46排出，同时将分离的冷却冷凝液9排出。气液分离器46和再生塔30通过包含冷凝液泵48的冷却冷凝液管路49连接在一起，将从气液分离器46排出的冷却冷凝液9供给到再生塔30的后述的再生塔清洗部80的液体分散器82。
从气液分离器46排出的再生部废气8被压缩机50(压缩部)压缩。被压缩的再生部废气8成为二氧化碳浓度高的气体，然后从压缩机50排出，供给到未图示的设备进行储存。另一方面，在压缩机50中，在再生部废气8的压缩时，含在再生部废气8中的蒸汽被冷凝，生成压缩冷凝液10。将生成的压缩冷凝液10从压缩机50排出，经由后述的第1压缩冷凝液管路101供给到后述的第1吸收塔清洗部60。
本实施方式的吸收塔20进一步具有：对从吸收部21排出的吸收部废气3进行清洗的第1吸收塔清洗部60(第1清洗部)、和对在第1吸收塔清洗部60中被清洗的吸收部废气3进一步进行清洗的第2吸收塔清洗部70(第2清洗部)。其中第1吸收塔清洗部60用第1吸收塔清洗液11(第1清洗液)对从吸收部21排出的吸收部废气3进行清洗，并回收伴随吸收部废气3的吸收液成分。第2吸收塔清洗部70用第2吸收塔清洗液12(第2清洗液)对从第1吸收塔清洗部60排出的吸收部废气3进行清洗，并进一步回收伴随吸收部废气3的吸收液成分。
第1吸收塔清洗部60包含设在液体分散器22的上方的第1回收部61、设在第1回收部61的上方的第1液体分散器62、和设在第1回收部61的下方的第1清洗液储存部63。其中，第1回收部61回收使第1吸收塔清洗液11与吸收部废气3气液接触而伴随吸收部废气3的吸收液成分。第1液体分散器62使第1吸收塔清洗液11朝向第1回收部61分散落下。第1清洗液储存部63储存从第1回收部61流下的第1吸收塔清洗液11。第1清洗液储存部63与液体分散器22相比设在上方。
在第1清洗液储存部63上，连接有使第1吸收塔清洗液11循环的第1循环管路64。第1循环管路64包含第1循环泵65，将储存在第1清洗液储存部63中的第1吸收塔清洗液11抽出供给到第1液体分散器62，使第1吸收塔清洗液11循环。使供给到第1液体分散器62的第1吸收塔清洗液11分散落下而供给到第1回收部61。
通过这样的构成，将从吸收部21上升的吸收部废气3供给到第1回收部61，将从第1液体分散器62分散落下的第1吸收塔清洗液11供给到第1回收部61。第1回收部61作为对流型气液接触装置而构成，在第1回收部61中，吸收部废气3和第1吸收塔清洗液11进行气液接触，伴随吸收部废气3的吸收液成分被第1吸收塔清洗液11吸收而回收。如此，对吸收部废气3进行清洗。在第1回收部61中清洗了吸收部废气3的第1吸收塔清洗液11从第1回收部61流下，储存在第1清洗液储存部63中。被第1吸收塔清洗液11清洗的吸收部废气3在吸收塔20内进一步上升。
第1吸收塔清洗部60进一步包含第1新液供给部66。在图1所示的方式中，该第1新液供给部66作为向第1循环管路64供给新液N1(例如纯水)的管路而构成。此外，第1循环管路64以可抽出第1吸收塔清洗液11的一部分的方式构成。这样，第1吸收塔清洗部60以可进行将蓄积了吸收液成分的第1吸收塔清洗液11替换成新液N1的补充(make-up)的方式构成。
本实施方式中，第1吸收塔清洗部60的第1吸收塔清洗液11的一部分通过清洗液混入管路90混入吸收液中。该清洗液混入管路90从第1吸收塔清洗部60的第1清洗液储存部63延伸至吸收塔20中的吸收部21的下方部分。通过这样的构成，将储存在第1清洗液储存部63中的第1吸收塔清洗液11的一部分通过清洗液混入管路90供给到吸收塔20的下部，混入从吸收部21流下的富液4中。
第2吸收塔清洗部70包含：设在第1吸收塔清洗部60的第1液体分散器21b上方的第2回收部71、设在第2回收部71上方的第2液体分散器72、设在第2回收部71下方的第2清洗液储存部73。其中，第2回收部71回收使第2吸收塔清洗液12和吸收部废气3气液接触而伴随吸收部废气3的吸收液成分。第2液体分散器72使第2吸收塔清洗液12朝向第2回收部71分散落下。第2清洗液储存部73储存从第2回收部71流下的第2吸收塔清洗液12。第2清洗液储存部73与第1液体分散器62相比设置在上方。
在第2吸收塔清洗部70上，连接有使第2吸收塔清洗液12循环的第2循环管路74。也就是说，第2循环管路74包含第2循环泵75，抽出储存在第2清洗液储存部73中的第2吸收塔清洗液12，供给到第2液体分散器72，使第2吸收塔清洗液12循环。使供给到第2液体分散器72的第2吸收塔清洗液12分散落下而供给到第2回收部71。
通过这样的构成，将从第1吸收塔清洗部60上升的吸收部废气3供给到第2回收部71，将从第2液体分散器72分散落下的第2吸收塔清洗液12供给到第2回收部71。第2回收部71作为对流型气液接触装置而构成，在第2回收部71中，吸收部废气3和第2吸收塔清洗液12进行气液接触，使伴随吸收部废气3的吸收液成分被第2吸收塔清洗液12吸收而进行回收。由此，对吸收部废气3进行清洗。将在第2回收部71中对吸收部废气3进行了清洗的第2吸收塔清洗液12从第2回收部71流下，储存在第2清洗液储存部73中。被第2吸收塔清洗液12清洗的吸收部废气3在吸收塔20内进一步上升，从吸收塔20的顶部排放到大气中。
第2吸收塔清洗部70进一步包含第2新液供给部76。在图1所示的方式中，该第2新液供给部76作为向第2循环管路74供给新液N2(例如纯水)的管路而构成。此外，第2循环管路74以可抽出第2吸收塔清洗液12的一部分的方式构成。如此，第2吸收塔清洗部70以可进行将蓄积了吸收液成分的第2吸收塔清洗液12替换成新液N2的补充的方式构成。
可是，在液体分散器22与第1清洗液储存部63之间，设有对伴随吸收部废气3的吸收液的雾沫进行捕捉的第1防雾装置91。在第1液体分散器62与第2清洗液储存部73之间，设有对伴随吸收部废气3的吸收液的雾沫及第1吸收塔清洗液11的雾沫进行捕捉的第2防雾装置92。在第2吸收塔清洗部70的第2液体分散器72上方，设有对伴随吸收部废气3的吸收液的雾沫、第1吸收塔清洗液11的雾沫及第2吸收塔清洗液12的雾沫进行捕捉的第3防雾装置93。
如图1所示的那样，再生塔30进一步具有对从再生部31排出的再生部废气8进行清洗的再生塔清洗部80。该再生塔清洗部80用从气液分离器46供给的冷却冷凝液9对再生部废气8进行清洗，回收伴随再生部废气8的吸收液成分。
再生塔清洗部80包含设在液体分散器32上方的再生塔回收部81、设在再生塔回收部81上方的液体分散器82。其中再生塔回收部81通过使再生部废气8和冷却冷凝液9气液接触而回收伴随再生部废气8的吸收液成分。液体分散器82使从冷却冷凝液管路49供给的冷却冷凝液9朝向再生塔回收部81分散落下。
通过这样的构成，将从再生部31上升的再生部废气8供给到再生塔回收部81。另一方面，从气液分离器46将冷却冷凝液9供给到液体分散器82，将从液体分散器82分散落下的冷却冷凝液9供给到再生塔回收部81。再生塔回收部81作为对流型气液接触装置而构成，在再生塔回收部81中，再生部废气8和冷却冷凝液9进行气液接触，使伴随再生部废气8的吸收液成分被冷却冷凝液9吸收而进行回收。如此，对再生部废气8进行清洗。将在再生塔回收部81中对再生部废气8进行了清洗的冷却冷凝液9从再生塔回收部81流下，供给到再生部31，与富液4混合。被冷却冷凝液9清洗的再生部废气8在再生塔30内上升，从再生塔30的顶部排出。
在液体分散器32与再生塔回收部81之间，设有对伴随再生部废气8的吸收液的雾沫进行捕捉的第4防雾装置94。在液体分散器82上方，设有对伴随再生部废气8的吸收液的雾沫及冷却冷凝液9的雾沫进行捕捉的第5防雾装置95。
本实施方式中，如图1所示的那样，将从压缩机50排出的压缩冷凝液10经由第1压缩冷凝液管路101混入第1吸收塔清洗部60的第1吸收塔清洗液11中及第2吸收塔清洗部70的第2吸收塔清洗液12中。也就是说，第1压缩冷凝液管路101一端与压缩机50连接，同时另一端与第1吸收塔清洗部60的第1循环管路64连接，将压缩机50的出口部与第1循环管路64连接，将压缩冷凝液10供给到第1循环管路64。被供给到第1循环管路64的压缩冷凝液10混入沿第1循环管路64流动的第1吸收塔清洗液11中。此外，将压缩冷凝液经由第2压缩冷凝液管路102混入第2吸收塔清洗部70的第2吸收塔清洗液12中。更具体地讲，第2压缩冷凝液管路102以从第1压缩冷凝液管路101中的减压部103(后述)与第1循环管路64之间的部分分支的方式，与第2吸收塔清洗部70的第2循环管路74连接。如此，将压缩冷凝液10经由第1压缩冷凝液管路101及第2压缩冷凝液管路102供给到第2循环管路74。被供给到第2循环管路74的压缩冷凝液10混入沿第2循环管路74流动的第2吸收塔清洗液12中。
本实施方式中，第1压缩冷凝液管路101具有对压缩冷凝液10进行减压的减压部103、和设在压缩机50与减压部103之间的稀释液供给部104。
其中减压部103降低从压缩机50排出的比较高压的压缩冷凝液10的压力，使压缩冷凝液10的压力与第1循环管路64内的第1吸收塔清洗液11的压力或第2循环管路74内的第2吸收塔清洗液12的压力的差减小。此外，在减压部103中，在对压缩冷凝液10减压时，产生含有二氧化碳和蒸汽的冷凝液气体13。产生的冷凝液气体13经由气体返回管路105混入再生部废气8中。更具体地讲，气体返回管路105从减压部103向再生塔废气管路47中的再生塔30与气体冷却器45之间的部分延伸，冷凝液气体13混入沿该部分流动的再生部废气8中。再者，关于减压部103，最好以可将被减压的压缩冷凝液10顺利地供给到第1循环管路64及第2循环管路74的程度、即不阻碍各循环管路64、74内的吸收塔清洗液11、12的循环流动的程度，对压缩冷凝液10进行减压。此外，气体返回管路105也可以包含用于将减压部103中产生的冷凝液气体13顺利地供给到气体冷却器45的泵(未图示)。
稀释液供给部104可将对压缩冷凝液10进行稀释的稀释液14(例如纯水)混入压缩冷凝液10中。在图1所示的方式中，稀释液供给部104作为以在第1压缩冷凝液管路101中的压缩机50与减压部103之间的部分中合流的方式连接的管路而构成，向该部分供给稀释液14，混入压缩冷凝液10中。稀释液供给部104也可以包含用于将稀释液14顺利地供给到第1压缩冷凝液管路101的泵(未图示)。
此外，如图1所示的那样，第1压缩冷凝液管路101包含用于供给来自再沸器42的加热液6a的补给液供给部106。在图1所示的方式中，补给液供给部106作为以在第1压缩冷凝液管路101中的第2压缩冷凝液管路102分支的分支点合流的方式连接的管路而构成。而且，从再沸器42向补给液供给部106供给通过加热贫液5而冷凝的加热液6a。将该加热液6a作为补给液15供给到第1压缩冷凝液管路101，混入压缩冷凝液10中，然后混入吸收塔清洗液11、12中。此外，从后述的脱盐塔107向补给液供给部106供给在供给吸收塔20之前的工厂废气2的脱盐处理时生成的脱盐冷凝液16，同时从后述的废气冷却塔108供给在该工厂废气2的冷却处理时生成的废气冷凝液17。将这些脱盐冷凝液16及废气冷凝液17与加热液6a同样地混入压缩冷凝液10中，然后混入吸收塔清洗液11、12中。
可是，供给到吸收塔20的工厂废气2没有特别的限定。例如也可以是从火力发电站及炼铁厂等排放的燃烧废气。在本实施方式中，如图1所示的那样，工厂废气2在供给到吸收塔20前在废气处理部中进行处理。作为废气处理部没有特别的限定，例如可列举脱盐塔107。在脱盐塔107中，对供给到吸收部21前的工厂废气2进行脱盐处理。脱盐处理时，将含在工厂废气2中的蒸汽冷凝，生成脱盐冷凝液16(处理部排出液)。将生成的脱盐冷凝液16从脱盐塔107排出，供给上述的补给液供给部106。
作为废气处理部的其它例子，可列举脱硫塔(未图示)。在脱硫塔中，采用脱硫液(处理部排放液)对供给到吸收部21前的工厂废气2进行脱硫处理。将进行了脱硫处理的脱硫液从脱硫塔排出，供给上述的补给液供给部106。脱硫液适合使用例如纯水。
此外，如图1所示的那样，在脱盐塔107与吸收塔20之间，设有作为废气处理部的另一个例子的废气冷却塔108。该废气冷却塔108对被脱盐塔107脱盐处理过的工厂废气2、即供给到吸收部21前的工厂废气2进行冷却处理。在冷却处理时，对含在工厂废气2中的蒸汽进行冷凝，生成废气冷凝液17(处理部排放液)。将生成的废气冷凝液17从废气冷却塔108排出，供给到上述的补给液供给部106。
接着，对具有这样的构成的本实施方式的作用进行说明。
在二氧化碳回收装置1运转的期间，将从再生部31排出的再生部废气8供给到气体冷却器45进行冷却。将被冷却的再生部废气8供给到气液分离器46，在气液分离器46中从再生部废气8中分离冷却冷凝液9。将分离了冷却冷凝液9的再生部废气8从气液分离器46供给到压缩机50进行压缩。在压缩再生部废气8时，对含在再生部废气8中的蒸汽进行冷凝，生成压缩冷凝液10。
这里，从压缩机50排出的压缩冷凝液10的吸收液成分浓度降低。也就是说，从再生塔30排出的伴随再生部废气8的吸收液成分的一部分被气体冷却器45中生成的冷却冷凝液9吸收，在气液分离器46中将吸收了吸收液成分的冷却冷凝液9从再生部废气8中分离。由此，供给到压缩机50的再生部废气8的吸收液成分的伴随量小于供给到气体冷却器45前的再生部废气8的吸收液成分的伴随量。因此，能够使从压缩机50排出的压缩冷凝液10的吸收液成分浓度低于从气液分离器46排出的冷却冷凝液9的吸收液成分浓度。
此外，从压缩机50排出的压缩冷凝液10中的二氧化碳浓度增高。也就是说，压缩机50内的再生部废气8的压力高于气体冷却器45及气液分离器46内的再生部废气8的压力。因此，能够使从压缩机50排出的压缩冷凝液10中的二氧化碳浓度高于从气液分离器46排出的冷却冷凝液9中的二氧化碳浓度，能够降低压缩冷凝液10的pH。
从压缩机50排出的压缩冷凝液10通过第1压缩冷凝液管路101供给到第1吸收塔清洗部60的第1循环管路64及第2吸收塔清洗部70的第2循环管路74。此时，高压的压缩冷凝液10在减压部103中被减压。由此，可减小压缩冷凝液10的压力与第1循环管路64内的第1吸收塔清洗液11的压力或第2循环管路74内的第2吸收塔清洗液12的压力的差，能够防止各循环管路64、74内的吸收塔清洗液11、12的循环流动产生混乱。
在对压缩冷凝液10进行减压时，从压缩冷凝液10产生冷凝液气体13。产生的冷凝液气体13通过气体返回管路105混入再生部废气8中，供给到气体冷却器45进行冷却。由此，含在冷凝液气体13中的蒸汽被冷凝，生成冷却冷凝液9，能够使来自气液分离器46的冷却冷凝液9的排放量增大。此外，冷凝液气体13由于含有二氧化碳，所以通过混入再生部废气8中，能够防止向大气中放出二氧化碳。
将供给到第1循环管路64的压缩冷凝液10混入第1循环管路64内的第1吸收塔清洗液11中，在第1吸收塔清洗部60的第1回收部61中，对吸收部废气3进行清洗。如上述那样，由于压缩冷凝液10中的吸收液成分浓度低，所以能够降低压缩冷凝液10混入的第1吸收塔清洗液11中的吸收液成分浓度。此外，由于压缩冷凝液10的pH低，所以能够降低压缩冷凝液10混入的第1吸收塔清洗液11的pH。这样，在第1吸收塔清洗部60中，能够高效率地回收清洗时伴随吸收部废气3的碱性的吸收液成分。
将在第1回收部61中对吸收部废气3进行了清洗的第1吸收塔清洗液11储存在第1清洗液储存部63中。将储存的第1吸收塔清洗液11的一部分通过第1循环管路64供给到第1液体分散器62，但将另一部分通过清洗液混入管路90供给到吸收塔20的下部，混入富液4中。由此，可使用蓄积了吸收液成分的第1吸收塔清洗液11作为吸收液。在此种情况下，能够降低用于补充而废弃的第1吸收塔清洗液11的量。
将供给到第2循环管路74的压缩冷凝液10混入第2循环管路74内的第2吸收塔清洗液12中，在第2吸收塔清洗部70的第2回收部71中，对从第1回收部61排出的吸收部废气3进行清洗。如上述那样，由于压缩冷凝液10中的吸收液成分浓度低，所以能够降低压缩冷凝液10混入的第2吸收塔清洗液12中的吸收液成分浓度。此外，由于压缩冷凝液10的pH低，所以能够降低压缩冷凝液10混入的第2吸收塔清洗液12的pH。这样，在第2吸收塔清洗部70中，能够高效率地回收清洗时伴随吸收部废气3的碱性的吸收液成分。
将在第2回收部71中对吸收部废气3进行了清洗的第2吸收塔清洗液12存储在第2清洗液储存部73中。将储存的第2吸收塔清洗液12通过第2循环管路74供给到第2液体分散器72。
可是，本实施方式中，为了抑制减压后的压缩冷凝液10中的二氧化碳浓度的下降，从稀释液供给部104向第1压缩冷凝液管路101供给稀释液14，混入减压前的压缩冷凝液10中。在此种情况下，能够降低减压前的压缩冷凝液10中的二氧化碳浓度，能够抑制减压时从压缩冷凝液10放出二氧化碳。因此，能够提高减压后的压缩冷凝液10中的二氧化碳浓度，能够提高第1吸收塔清洗液11及第2吸收塔清洗液12的pH。其结果是，在第1吸收塔清洗部60及第2吸收塔清洗部70中，能够高效率地回收清洗时伴随吸收部废气3的碱性的吸收液成分。此外，通过混入稀释液14，能够使第1吸收塔清洗液11及第2吸收塔清洗液12的液量增大。
此外，本实施方式中，如上述那样，使压缩冷凝液10混入第1吸收塔清洗液11及第2吸收塔清洗液12中。由此，可将压缩冷凝液10作为从第1新液供给部66及第2新液供给部76供给的新液N1、N2的代用液。因此，能够降低第1吸收塔清洗部60及第2吸收塔清洗部70中的新液N1、N2的使用量，同时降低运转成本。此外，能够将从压缩机50排出的压缩冷凝液10作为吸收塔清洗液11、12使用，能够避免压缩冷凝液10的废弃。再者，在压缩冷凝液10的排放量过剩的情况下，也可以将压缩冷凝液10的一部分不混入吸收塔清洗液11、12而抽出废弃掉。
此外，本实施方式中，第1压缩冷凝液管路101包含补给液供给部106。由此，能够使来自再沸器的加热液6a、来自脱盐塔107的脱盐冷凝液16及来自废气冷却塔108的废气冷凝液17作为补给液15从补给液供给部106混入减压后的压缩冷凝液10中。因此，能够使吸收塔清洗液11、12的液量增大。此外，还能将这些液6a、15、16作为新液N1、N2的代用液，从而进一步降低新液N1、N2的使用量，进一步降低运转成本。
此外，在二氧化碳回收装置1的运转中，为了补充吸收塔清洗液11，将吸收塔清洗液11的一部分抽出废弃掉。在第1吸收塔清洗液11的抽出量与压缩冷凝液10的混入量和补给液15的混入量的合计混入量同等的情况下，可不需要从第1新液供给部66向第1循环管路64供给新液N1。在该合计混入量小于该抽出量的情况下，适合从第1新液供给部66向第1循环管路64供给新液N1。由此，能够在确保第1吸收塔清洗液11的液量的同时进行补充，能够抑制第1吸收塔清洗部60中的吸收液成分的回收效率的下降。即使在第2吸收塔清洗部70中也能进行同样的补充，但这里将详细的说明省略。
这样，根据本实施方式，从压缩机50排出的压缩冷凝液10通过第1压缩冷凝液管路101混入第1吸收塔清洗液11中。因该压缩冷凝液10中的吸收成分浓度低，而能够降低第1吸收塔清洗液11中的吸收液成分浓度。因此，在第1吸收塔清洗部60中，能够高效率地回收清洗时伴随吸收部废气3的吸收液成分。其结果是，能够提高吸收部废气3中的吸收液成分的回收效率。特别是根据本实施方式，由于压缩冷凝液10也混入第2吸收塔清洗液12中，所以即使在第2吸收塔清洗部70中，也能够高效率地回收伴随吸收部废气3的吸收液成分。因此，可进一步提高吸收部废气3中的吸收液成分的回收效率。
再者，在上述本实施方式中，对第1吸收塔清洗部60具有储存第1吸收塔清洗液11的第1清洗液储存部63和使第1吸收塔清洗液11循环的第1循环管路64的例子进行了说明。但是，并不局限于此。例如，也可以使对吸收部废气3进行了清洗的第1吸收塔清洗液11从第1回收部61向吸收部21流下。在此种情况下，也可以将压缩冷凝液10供给到第1吸收塔清洗部60的第1液体分散器21b，混入第1吸收塔清洗液11中。
此外，在上述本实施方式中，对将压缩冷凝液10混入第1吸收塔清洗液11及第2吸收塔清洗液12双方中的例子进行了说明。但是，并不局限于此，压缩冷凝液10也可以混入在第1吸收塔清洗液11及第2吸收塔清洗液12中的任一方中，而不混入另一方。例如，图1所示的第2吸收塔清洗部70的第2回收部71也可以被设置在第1吸收塔清洗部60的第1回收部61的下方，不设置第2压缩冷凝液管路102。在此种情况下，第2吸收塔清洗部70通过未混入压缩冷凝液10的第2吸收塔清洗液12对用第1吸收塔清洗部60清洗之前的吸收部废气3进行清洗。然后，第1吸收塔清洗部60用混入有压缩冷凝液10的第1吸收塔清洗液11对被第2吸收塔清洗部70清洗了的吸收部废气3进行清洗。由此，能够使第1吸收塔清洗液11的清洗能力高于第2吸收塔清洗液12的清洗能力，因此即使是被第2吸收塔清洗部70清洗的吸收部废气3，也能用第1吸收塔清洗部60进行有效的清洗，回收吸收液成分。
此外，在上述本实施方式中，对吸收塔20具有第1吸收塔清洗部60和第2吸收塔清洗部70的例子进行了说明。但是，并不局限于此，第1吸收塔清洗部60及第2吸收塔清洗部70也可以设在与吸收塔20分离的另一塔中，第1吸收塔清洗部60及第2吸收塔清洗部70彼此也可以设在分别的塔中。
此外，在上述本实施方式中，对在第2吸收塔清洗部70中对被第1吸收塔清洗部60清洗过的吸收部废气3进一步进行清洗的例子进行了说明。但是，并不局限于此。例如，如果吸收部废气3的吸收液成分在第1吸收塔清洗部60中能充分回收，则也可以将第2吸收塔清洗部70省略。
此外，在上述本实施方式中，对将来自再沸器42的加热液6a、来自脱盐塔107的脱盐冷凝液16及来自废气冷却塔108的废气冷凝液17混入压缩冷凝液10中的例子进行了说明。但是，并不局限于此，也可以将加热液6a、脱盐冷凝液16及废气冷凝液17中的至少一种混入压缩冷凝液10中。即使在此种情况下，也能够降低新液N1、N2的使用量。
此外，在上述本实施方式中，对将减压部103中发生的冷凝液气体13通过气体返回管路105混入在供给到气体冷却器45之前的再生部废气8中的例子进行了说明。但是，并不局限于此，如果是供给到压缩机50前的再生部废气8，则也可以将冷凝液气体13混入被气体冷却器45冷却后的再生部废气8中。
另外，在上述本实施方式中，对工厂废气2为含有二氧化碳的气体的例子进行了说明。但是，并不局限于此，工厂废气2也可以是不含二氧化碳而含有其它成分的气体，例如如果是酸性气体，则也可以是含有硫化氢(H2S)、硫化羰(COS)、二硫化碳(CS2)、氰化氢(HCN)的气体，或是含有氨(NH3)的气体。
(第2实施方式)
接着，参照图2对第2实施方式中的酸性气体回收装置及酸性气体回收方法进行说明。
在图2所示的第2实施方式中，主要的不同之处在于第1循环管路包含储存第1吸收塔清洗液的清洗液罐，第1压缩冷凝液管路与清洗液罐连接，其它的构成与图1所示的第1实施方式大致相同。再者，在图2中，对于与图1所示的第1实施方式相同的部分标注相同的符号，并将详细的说明省略。
在本实施方式中，如图2所示的那样，第1吸收塔清洗部60的第1循环管路64包含用于储存第1吸收塔清洗液11的清洗液罐109。第1压缩冷凝液管路101与该清洗液罐109连接，将从压缩机50排出的压缩冷凝液10供给到清洗液罐109。另一方面，从第1清洗液储存部63向该清洗液罐109供给第1吸收塔清洗液11。如此，使供给到清洗液罐109内的压缩冷凝液10混入第1吸收塔清洗液11中。通过第1循环泵65抽出清洗液罐109内的第1吸收塔清洗液11，供给到第1液体分散器62。再者，第1清洗液储存部63内的第1吸收塔清洗液11，在达到规定的液面水平时也可以从第1清洗液储存部63供给到清洗液罐109，或者也可以通过未图示的泵抽出第1清洗液储存部63内的第1吸收塔清洗液11，供给到清洗液罐109。
如图2所示的那样，在本实施方式中，第1新液供给部66以将新液N1供给到清洗液罐109的方式构成。但是，并不局限于此，第1新液供给部66也可以以不仅向清洗液罐109供给新液N1、而且还向第1循环管路64供给的方式构成。
这样根据本实施方式，在第1循环管路64的清洗液罐109上连接第1压缩冷凝液管路101，来自第1压缩冷凝液管路101的压缩冷凝液10在清洗液罐109内混入第1吸收塔清洗液11中。由此，能够抑制压缩冷凝液10不均匀地向第1吸收塔清洗液11混入，能够使压缩冷凝液10向第1吸收塔清洗液11的混入均等化。因此，在第1吸收塔清洗部60中，能够高效率地回收清洗时伴随吸收部废气3的吸收液成分。
(第3实施方式)
接着，参照图3对第3实施方式中的酸性气体回收装置及酸性气体回收方法进行说明。
在图3所示的第3实施方式中，主要的不同之处在于使压缩冷凝液混入再生塔清洗部的冷却冷凝液中，其它的构成与图1所示的第1实施方式大致相同。再者，在图3中，对于与图1所示的第1实施方式相同的部分标注相同的符号，并将详细的说明省略。
如图3所示的那样，在本实施方式中，第1压缩冷凝液管路101将压缩机50的出口部和冷却冷凝液管路49连接。由此，从压缩机50排出的压缩冷凝液10经由第1压缩冷凝液管路101混入作为再生塔清洗部80(第1清洗部)的再生塔清洗液而发挥作用的冷却冷凝液9(第1清洗液)中。再生塔清洗部80通过混入了压缩冷凝液10的冷却冷凝液9，对被压缩机50压缩之前(更具体地讲从再生塔30排出之前)的再生部废气8进行清洗，回收伴随再生部废气8的吸收液成分。
这样根据本实施方式，从压缩机50排出的压缩冷凝液10通过第1压缩冷凝液管路101混入冷却冷凝液9中。因该压缩冷凝液10中的吸收成分浓度低，从而能够降低压缩冷凝液10混入的冷却冷凝液9中的吸收液成分浓度。因此，在再生塔清洗部80中，能够高效率地回收清洗时伴随再生部废气8的吸收液成分。其结果是，能够提高再生部废气8中的吸收液成分的回收效率。
再者，在上述本实施方式中，对第1压缩冷凝液管路101与冷却冷凝液管路49连接的例子进行了说明，但是第1压缩冷凝液管路101也可以不仅与冷却冷凝液管路49连接，而且与第1吸收塔清洗部60的第1循环管路64及第2吸收塔清洗部70的第2循环管路74中的至少一方连接。在此种情况下，不仅能将压缩冷凝液10混入冷却冷凝液9中，而且还能混入第1吸收塔清洗液11及/或第2吸收塔清洗液12中，能够提高吸收部废气3及再生部废气8中的吸收液成分的回收效率。
此外，在上述本实施方式中，通过补给液供给部106，也可以将来自再沸器42的加热液6a、来自脱盐塔107的脱盐冷凝液16及来自废气冷却塔108的废气冷凝液17中的至少一种混入压缩冷凝液10中。
此外，在上述本实施方式中，对将在再生塔清洗部80的再生塔回收部81中清洗了再生部废气8的冷却冷凝液9从再生塔回收部81流下，供给到再生部31的例子进行了说明。但是，并不局限于此，再生塔清洗部80通过具有图1所示的第1清洗液储存部63那样的储存部、第1循环管路64那样的循环管路(未图示)，也可以使冷却冷凝液9循环。在此种情况下，通过将压缩冷凝液10混入冷却冷凝液9中，能够使压缩冷凝液10增大冷却冷凝液9的液量。
此外，在上述本实施方式中，也可以在再生塔清洗部80上方设置另一清洗部(未图示)，在该另一清洗部对在再生塔清洗部80中清洗了的再生部废气8进一步进行清洗。在此种情况下，可进一步回收伴随再生部废气8的吸收液成分。
根据以上所述的实施方式，能够提高吸收部废气或再生部废气中的吸收液成分的回收效率。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而示出的，其意图并非限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和其变形包含于发明的范围、主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其均等的范围内。此外，当然，也可在本发明的主旨的范围内，将这些实施方式部分地适宜组合。
符号说明
1－二氧化碳回收装置，2－工厂废气，3－吸收部废气，4－富液，5－贫液，6－加热介质，6a－加热液，8－再生部废气，9－冷却冷凝液，10－压缩冷凝液，11－第1吸收塔清洗液，12－第2吸收塔清洗液，13－冷凝液气体，14－稀释液，16－脱盐冷凝液，17－废气冷凝液，21－吸收部，30－再生塔，31－再生部，42－再沸器，50－压缩机，60－第1吸收塔清洗部，64－第1循环管路，70－第2吸收塔清洗部，80－再生塔清洗部，90－清洗液混入管路，101－第1压缩冷凝液管路，102－第2压缩冷凝液管路，103－减压部，104－稀释液供给部，105－气体返回管路，107－脱盐塔，108－废气冷却塔，109－清洗液罐。

Claims (5)

1.一种酸性气体回收装置，其具备：
吸收部，使含在工厂废气中的酸性气体吸收在吸收液中，将所述工厂废气作为吸收部废气排出；
再生部，从在所述吸收部中吸收了所述酸性气体的所述吸收液中放出所述酸性气体，使其作为再生部废气排出；
压缩部，对所述再生部废气进行压缩；
第1清洗部，用第1清洗液对所述吸收部废气、或在所述压缩部中被压缩之前的所述再生部废气进行清洗；和
第1压缩冷凝液管路，一端与所述压缩部连接，将该压缩部中通过所述再生部废气的压缩而生成的压缩冷凝液混入所述第1清洗液中，
所述第1压缩冷凝液管路具有：对所述压缩冷凝液进行减压的减压部；设在所述压缩部与所述减压部之间的、将稀释所述压缩冷凝液的稀释液混入所述压缩冷凝液中的稀释液供给部，
所述酸性气体回收装置进一步具备将所述减压部中在所述压缩冷凝液的减压时产生的冷凝液气体混入所述再生部废气中的气体返回管路。
2.根据权利要求1所述的酸性气体回收装置，其中，进一步具备通过加热介质对所述再生部内的所述吸收液进行加热的再沸器，在所述第1清洗液中混入将所述吸收液加热了的所述加热介质。
3.根据权利要求1或2所述的酸性气体回收装置，其中，进一步具备对供给到所述吸收部之前的所述工厂废气进行处理、同时将处理部排出液排出的废气处理部，在所述第1清洗液中，混入从所述工厂废气排出的所述处理部排出液。
4.根据权利要求1或2所述的酸性气体回收装置，其中，
所述第1清洗部以对所述吸收部废气进行清洗的方式构成；
所述酸性气体回收装置进一步具备用第2清洗液对用所述第1清洗部清洗之前的所述吸收部废气、或在所述第1清洗部中清洗了的所述吸收部废气进行清洗的第2清洗部。
5.一种酸性气体回收方法，其具备：
吸收工序，使含在工厂废气中的酸性气体吸收在吸收液中，将该工厂废气作为吸收部废气排出；
再生工序，从在所述吸收工序中吸收了所述酸性气体的所述吸收液中将所述酸性气体放出，作为再生部废气排出；
压缩工序，通过压缩部对所述再生工序中排出的所述再生部废气进行压缩；
混入工序，将所述压缩工序中生成的压缩冷凝液从所述压缩部排出，混入第1清洗液中；和
清洗工序，用混入有所述压缩冷凝液的所述第1清洗液对所述吸收部废气、或在所述压缩工序中被压缩之前的所述再生部废气进行清洗，
并进一步具备气体返回工序，将所述压缩冷凝液的减压时产生的冷凝液气体混入所述再生部废气中。
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