CN116322939A - 再生装置、气体处理装置、再生方法及气体处理方法 - Google Patents
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Abstract
再生装置是对通过吸收酸性化合物而处于相分离状态的处理液进行加热，从而使所述酸性化合物释放来再生所述处理液的装置。该再生装置包括：收容所述处理液的容器；以及将所述容器内的空间分隔为第一空间和第二空间的第一壁部。所述第一空间包括：加热区域，接收从所述容器的外部供应的所述处理液并且配置有对所述处理液进行加热的加热部；以及静置区域，从所述加热区域接收通过所述加热部的加热而释放所述酸性化合物后的所述处理液。所述第二空间是能够将释放所述酸性化合物后的所述处理液排出的空间。在所述第一壁部形成有使处于所述静置区域的所述处理液流入至所述第二空间的开口。
Description
技术领域
本发明涉及一种再生装置、气体处理装置、再生方法及气体处理方法。
背景技术
以往，已知一种通过使包含酸性化合物的被处理气体与处理液接触，从而分离该酸性化合物的技术。作为此种技术，已知例如下述非专利文献1中所记载的那样，使用液相分离为酸性化合物的含有率高的第一相部分(例如胺相)和酸性化合物的含有率低的第二相部分(例如醚相)的处理液的技术。
下述非专利文献2中记载的气体处理装置具备：吸收器，使处理液吸收被处理气体中的酸性化合物；再生器，通过加热使酸性化合物从处理液脱离；以及循环路径，使处理液从吸收器导入至再生器并且使处理液从再生器回流至吸收器。在该装置中，将在吸收器内相分离的处理液不分离为第一相部分和第二相部分两种液体而供应至再生器。如此，通过将相分离液不分离为两种液体而供应至再生器，从而增大第一相部分与第二相部分的接触面积，据此促进处理液的再生(酸性化合物的放出)。
关于基于第一相部分(例如胺相)与第二相部分(例如醚相)的接触面积增大的处理液的再生促进，通过第二相部分的再生胺的提取作用如下所述地进行说明。在相分离液中，酸性化合物大多存在于第一相部分。具体而言，当酸性化合物为CO2，处理液为一级胺时，酸性化合物以RNH3 ++RNHCOO-等形态存在于第一相部分内。
如果这些被加热，通过RNH3 ++RNHCOO-→2RNH2+CO2等反应，分离为再生胺(RNH2)和CO2，实现处理液的再生。此时，再生胺被提取到第二相部分。据此，第一相部分内的分离反应在上述反应式中易于向右进行，CO2容易放出。此种利用第二相部分的再生胺的提取作用由于在第一相部分与第二相部分之间的液-液界面进行，因此通过增大它们的接触面积可促进CO2的放出。
在非专利文献2中，通过将相分离的处理液不分离为两种液体而供应至再生器来增大第一相部分与第二相部分的接触界面，能够促进酸性化合物的放出。但是，在非专利文献2中，当将再生后的处理液从再生器回流至吸收器时，存在再生前的相分离状态的处理液混入的可能性，在这一点上还有改善的余地。
非专利文献1：Hiroshi Machida et al.，“Development of phase separationsolvent for CO2 capture by aqueous(amine+ether)solution”，Journal of ChemicalThermodynamics，(美)，Elsevier Ltd.，2017，Vol.113，p.64-70
非专利文献2：Hiroshi Machida et al.，“Low temperature swing process forCO2 absorption-desorption using phase separation CO2 capture solvent”，International Journal of Greenhouse Gas Control，(美)，Elsevier Ltd.，2018，Vol.75，p.1-7
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够促进酸性化合物的放出并且选择性地抽出再生后的处理液的再生装置及再生方法、具备该再生装置的气体处理装置以及实施该再生方法的气体处理方法。
本发明一个方面所涉及的再生装置是对通过吸收酸性化合物而处于相分离状态的处理液进行加热，从而使所述酸性化合物释放来再生所述处理液的装置。该再生装置包括：容器，收容所述处理液；以及第一壁部，将所述容器内的空间分隔为第一空间和第二空间。所述第一空间包括：加热区域，接收从所述容器的外部供应的所述处理液并且配置有对所述处理液进行加热的加热部；以及静置区域，从所述加热区域接收通过所述加热部的加热而释放所述酸性化合物后的所述处理液。所述第二空间是能够将释放所述酸性化合物后的所述处理液排出至所述容器外的空间。在所述第一壁部形成有使处于所述静置区域的所述处理液流入至所述第二空间的开口。
本发明另一个方面所涉及的气体处理装置包括：吸收装置，通过使被处理气体与处理液接触，使所述处理液吸收所述被处理气体中包含的酸性化合物；以及上述再生装置。
本发明又一个方面所涉及的再生方法包括以下步骤：将通过吸收酸性化合物而相分离的处理液供应至容器内的第一空间；通过对供应至所述第一空间的所述处理液进行加热，使所述酸性化合物从所述处理液释放；以及使释放所述酸性化合物后的所述处理液在所述第一空间静置后，通过形成于分隔所述第一空间和第二空间的壁部的开口，使所述处理液从所述第一空间流入至所述第二空间。
本发明又一个方面所涉及的气体处理方法包括以下步骤：通过在吸收装置中使包含酸性化合物的被处理气体与处理液接触，使所述处理液吸收所述酸性化合物来使所述处理液相分离；将相分离后的所述处理液从所述吸收装置输送至再生装置；以及在所述再生装置中实施上述再生方法，将释放酸性化合物后的所述处理液从所述再生装置抽出并回流至所述吸收装置。
附图说明
图1是示意性地表示第一实施方式所涉及的气体处理装置的结构的图。
图2是示意性地表示第一实施方式中的吸收装置的结构的图。
图3是示意性地表示第一实施方式所涉及的再生装置的结构的图。
图4是示意性地表示第二实施方式所涉及的再生装置的结构的图。
图5是示意性地表示第三实施方式所涉及的再生装置的结构的图。
图6是示意性地表示第四实施方式所涉及的再生装置的结构的图。
图7是示意性地表示其他实施方式中的吸收装置的结构的图。
图8是示意性地表示其他实施方式中的吸收装置的结构的图。
图9是用于说明其他实施方式所涉及的再生装置的结构的示意图。
图10是用于说明其他实施方式所涉及的再生装置的结构的示意图。
图11是用于说明其他实施方式所涉及的再生装置的结构的示意图。
图12是用于说明其他实施方式所涉及的再生装置的结构的示意图。
图13是用于说明其他实施方式所涉及的再生装置的结构的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。另外，以下实施方式是将本发明加以具体化的一例，并不具有限定本发明的技术范围的性质。
(第一实施方式)
<气体处理装置>
首先，基于图1说明第一实施方式所涉及的气体处理装置1。气体处理装置1是通过使例如含CO2气体等被处理气体与处理液L1接触，从而将该被处理气体中含有的酸性化合物分离的装置。首先，对气体处理装置1中使用的处理液L1详细地进行说明。
处理液L1是能够可逆地吸收、释放CO2等酸性化合物的液体，通过吸收酸性化合物而从单一相的状态变化为两相分离的状态，并且通过释放酸性化合物而从两相分离的状态恢复至单一相的状态。处理液L1例如为包含水、胺化合物及有机溶剂的碱性吸收液。作为一例，优选胺化合物为30wt％、有机溶剂为60wt％、水为10wt％。
作为胺化合物，例如可列举：2-氨基乙醇(MEA)、2-(2-氨基乙氧基)乙醇(AEE)等一级胺；例如2-(甲氨基)乙醇(MAE)、2-(乙氨基)乙醇(EAE)、2-(丁氨基)乙醇(BAE)等二级胺；或例如三乙醇胺(TEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、四甲基乙二胺(TEMED)、五甲基二乙烯三胺(PMDETA)、六甲基三亚乙基四胺、双(2-二甲基氨基乙基)醚等三级胺等。
作为有机溶剂，例如可列举1-丁醇、1-戊醇、辛醇、二乙二醇二乙醚(DEGDEE)、或二乙二醇二甲醚(DEGDME)等，也可混合使用该些中的多种。
根据非专利文献1，如果适当选择胺化合物及有机化合物的组合，则成为通过吸收酸性化合物而两相分离为酸性化合物的含有率高的相和酸性化合物的含有率低的相的吸收液。
接下来，说明气体处理装置1的结构。如图1所示，气体处理装置1主要具备吸收装置10、再生装置20、循环路径30、热交换器40及热泵60。
在吸收装置10中，被处理气体与处理液L1接触，从而该被处理气体中包含的酸性化合物(例如CO2)被处理液L1吸收。吸收装置10中的酸性化合物的吸收为放热反应。
如图1所示，在吸收装置10连接有供应被处理气体的气体供应路径11、将处理后的气体排出的气体排出路径12、用于将吸收CO2后的处理液L1输送至再生装置20的第一流路31、以及用于将释放出CO2后的再生后的处理液L1从再生装置20返送至吸收装置10的第二流路32。由第一流路31和第二流路32形成循环路径30。
气体供应路径11连接于吸收装置10的底部，气体排出路径12连接于吸收装置10的上部。第一流路31的上游端侧的部位分支为两条流路(第一支路31A、第二支路31B)，各支路31A、31B连接于吸收装置10的底部。而且，在各支路31A、31B设置有输液泵53、33。第二流路32的下游端连接于吸收装置10的上部。在第二流路32也设置有输液泵51。吸收装置10的内部结构将于下文详细叙述。
再生装置20是对通过吸收酸性化合物而处于相分离状态的处理液L1进行加热，从而将该酸性化合物从处理液L1释放而再生处理液L1的装置。从处理液L1的酸性化合物的释放为吸热反应。在再生装置20中，如果处理液L1被加热，则不仅释放酸性化合物，处理液L1中包含的水的一部分也会蒸发。
如图1所示，在再生装置20连接有第一流路31的下游端和第二流路32的上游端。第一流路31连接于再生装置20的底部，使从吸收装置10导出的处理液L1导入至再生装置20内。第二流路32也连接于再生装置20的底部，第二流路32使处理液L1从再生装置20导出。
在再生装置20连接有供应路径21。供应路径21将在再生装置20内获得的酸性化合物(例如CO2)输送至供应目的地。在供应路径21设有将酸性化合物的气体与水蒸气的混合气体冷却的冷凝器22。如果混合气体被冷却，则水蒸气冷凝，因此能够将水蒸气从酸性化合物的气体中分离。分离后的水蒸气通过回流路径24回流至再生装置20。作为冷凝器22，可以利用使用河水等廉价冷却水的热交换器。再生装置20的内部结构将于下文中详细叙述。
热交换器40连接于第一流路31及第二流路32，使在流经第一流路31的处理液L1与流经第二流路32的处理液L1之间进行热交换。热交换器40例如由板式热交换器等构成，可由能够在温度差相对较小的流体间进行热交换的微通道热交换器构成。据此，提高能量效率。
热泵60是将吸收装置10中产生的反应热输送至再生装置20的热输送单元。如图1所示，热泵60具备装有冷媒的闭环状的循环流路65、以及分别设于该循环流路65的压缩机62、蒸发器61、膨胀机构64及冷凝器63。
蒸发器61包括传热管，被配置在吸收装置10内。在吸收装置10内，发生处理液L1吸收CO2的放热反应。该反应热被赋予流经蒸发器61内的液态冷媒。流经蒸发器61内的液态冷媒通过该热而得以加热并蒸发。
气态冷媒由压缩机62压缩后，流入至冷凝器63内。冷凝器63包括传热管，被配置在再生装置20内。在再生装置20内，发生从处理液L1释放CO2的吸热反应。流经冷凝器63内的气态冷媒通过该吸热反应产生的冷热而冷凝。此时，利用冷凝器63，处理液L1被加热。即，冷凝器63作为对处理液L1进行加热的加热部发挥功能。冷凝后的液态冷媒通过膨胀机构64膨胀而减压，并流入至蒸发器61。如此，通过冷媒的循环，吸收装置10的反应热输送至再生装置20。
<吸收装置>
接下来，基于图2更详细地说明吸收装置10的结构。另外，以下为便于说明，上下表示铅直方向，横向表示水平方向。如图2所示，吸收装置10包括作为横宽的罐的容器13、第一壁部18、第二壁部19、气体供应部17及处理液供应部14。
在容器13内设有固定蒸发器61的传热管的管板15。该传热管呈横宽的U字形状，两端部分别固定于管板15。通过管板15，容器13内的空间被分隔为用于供热泵60的冷媒出入的出入空间S8、以及储存处理液L1的储存空间S9。蒸发器61的传热管被配置在储存空间S9。
另外，如上所述，通过使用横置的罐(例如壶型等)作为容器13，即便在试图进一步延长蒸发器61的传热管来扩大传热面积的情况下，也能够通过增大容器13的横向尺寸来应对。在容器13为纵长的情况下，有时因高度的限制等而难以将传热面积扩大至一定程度以上，但在使用横宽的罐的情况下没有此种限制。因此，可自由设定传热面积，确保所需的传热面积。
出入空间S8被分隔板16分隔为入口空间S1和出口空间S2。从循环流路65流入至入口空间S1的液态冷媒从一端侧的开口流入至蒸发器61的传热管内，从该一端流向另一端。此时，液态冷媒接收酸性化合物的吸收反应的热而蒸发。其后，气态的冷媒通过出口空间S2流出至循环流路65。
第一壁部18在容器13内竖立设置于容器13的底部，将储存空间S9中的第一空间S3和第二空间S4相互隔开。如图2所示，蒸发器61、气体供应部17及处理液供应部14分别被配置在第一空间S3。在本实施方式中，在第一壁部18中的高度方向上的中央部或其下侧，具体而言为最下部形成有液体可流通的开口G1。
第二壁部19相对于第一壁部18在蒸发器61的相反侧竖立设置于容器13的底部，将储存空间S9中的第二空间S4和第三空间S5相互分隔。从第一壁部18观察，第二壁部19位于管板15的相反侧，与该第一壁部18之间隔开间隔(第二空间S4)而设置。第二壁部19与第一壁部18大致平行，其上端相对于第一壁部18的上端位于下侧(容器13的底部侧)。
在容器13的底部中的面对第二空间S4的部位设有第一流出口25，在该底部中的面对第三空间S5的部位设有第二流出口26。第一支路31A的一端连接于第一流出口25，第二支路31B的一端连接于第二流出口26。
气体供应部17是用于将包含酸性化合物的被处理气体供应至容器13内(第一空间S3)的喷嘴，被配置在容器13的底部。更具体而言，气体供应部17位于蒸发器61的传热管的下侧，并且以将气体喷出口朝向上侧的状态被配置。在本实施方式中，气体供应部17沿着容器13的底部隔开间隔配置有多个，气体供应路径11的下游端分支而连接于各气体供应部17。
气体供应部17的气体喷出口位于处理液L1的液面的下侧。据此，喷出后的气体成为气泡而在处理液L1内上浮，处理液L1基于其作用而被搅拌。其结果，能够促进从处理液L1向热泵60的冷媒(流经蒸发器61的传热管内的冷媒)的传热，并且还能够改善被处理气体与处理液L1的气液接触来促进酸性化合物的吸收。此外，也可以将气体喷出口朝向蒸发器61的传热管侧，在该情况下，从处理液L1向所述冷媒的传热进一步得到促进。
处理液供应部14用于将从再生装置20(图1)回流的处理液L1供应至容器13内(第一空间S3)。在处理液供应部14连接有第二流路32的下游端。如图2所示，处理液供应部14沿着横向延伸，并且多个液体供应口沿着横向隔开间隔而被设置。处理液供应部14以将液体供应口朝向下侧的状态配置于蒸发器61的传热管的上侧(处理液L1的液面的上侧)。处理液供应部14的液体供应口在第一空间S3的正上方开口，但也可以在第一空间S3内开口。
<再生装置>
接下来，基于图3对再生装置20的结构详细地进行说明。如图3所示，再生装置20具备作为横宽的罐的容器35、第一壁部39及处理液供应部38。
容器35用于收容从吸收装置10(图2)输送来的处理液L1。另外，在本实施方式中，容器35为横置的罐(例如壶型等)的理由与吸收装置10的情况相同，是因为考虑了有助于处理液L1与热泵60的冷媒之间的热交换的传热面积的设定自由度。
第一壁部39在容器35内竖立设置于容器35的底部，将容器35内的空间分隔为第一空间S12和第二空间S13。第一空间S12包括：被供应处理液L1并且配置有对该处理液L1进行加热的加热部(冷凝器63)的加热区域R1；以及通过加热而释放酸性化合物后的处理液L1暂时滞留的静置区域R2。加热区域R1是接收从容器35的外部供应至第一空间S12的处理液L1的第一容纳区域。静置区域R2是从加热区域R1接收加热区域R1内的处理液L1中的至少释放酸性化合物后的处理液L1的第二容纳区域。第二空间S13是用于将释放酸性化合物后的处理液L1排出的空间，设有处理液L1的流出口42。
在容器35内设有固定冷凝器63的传热管的管板36。该传热管供与处理液L1进行热交换的冷媒(加热用介质)流动，呈横宽的U字形状并且两端部分别固定于管板36。通过该管板36，用于供热泵60的冷媒出入的出入空间S10与第一空间S12被隔开。加热区域R1是第一空间S12中配置有冷凝器63的传热管的区域，静置区域R2是与加热区域R1相邻的区域并且是第一空间S12中未配置该传热管的区域(该传热管的U字底部与第一壁部39之间的区域)。
出入空间S10通过分隔板37被分隔为入口空间S6及出口空间S7。从循环流路65流入至入口空间S6的气态冷媒从一端侧的开口流入至冷凝器63的传热管内，并从该一端流向另一端。此时，通过处理液L1从冷媒受热，由此酸性化合物从该处理液L1释放，冷媒冷凝。其后，液态冷媒通过出口空间S7流出至循环流路65。
处理液供应部38是将从吸收装置10送来的再生前的处理液L1供应至加热区域R1的喷嘴，连接有第一流路31的下游端。本实施方式中的处理液供应部38被配置在容器35的底部侧。更具体而言，处理液供应部38在冷凝器63的下侧沿着容器35的底面延伸，并且多个供应口(喷嘴喷出口)互相隔开间隔而被设置。各供应口朝向上侧(冷凝器63侧)，从该供应口朝向冷凝器63的传热管供应处理液L1。
在第一壁部39形成有使处于静置区域R2的处理液L1流入至第二空间S13的开口39A。如图3所示，开口39A以至少一部分在高度方向上与冷凝器63的传热管重叠的方式，形成于第一壁部39中的高度方向上的中央部或相对于该中央部位于容器35的底部侧的部位。通过设置该开口39A，如以下说明所示，在再生装置20内，能够容易地将再生后的处理液L1从再生前的处理液L1分离。
<气体处理方法、再生方法>
接下来，对本实施方式所涉及的气体处理方法及再生方法进行说明。在本方法中，通过以下方式，使处理液L1吸收被处理气体中包含的酸性化合物(例如CO2)，并且通过加热使酸性化合物从该处理液L1释放。
首先，在吸收装置10中，包含酸性化合物的被处理气体与处理液L1接触。据此，该酸性化合物被处理液L1吸收，处理液L1相分离。具体而言，在吸收装置10的储存空间S9中储存有处理液L1的状态下，被处理气体从气体供应部17供应至第一空间S3。
据此，气泡状的被处理气体与处理液L1接触，被处理气体中的酸性化合物被处理液L1吸收。具体而言，当酸性化合物为CO2且处理液L1包含一级胺时，如2RNH2+CO2→RNH3 ++RNHCOO-等反应式所示，发生CO2的吸收反应。另外，由于被处理气体中除了包含CO2等酸性化合物以外，还包含氮气等其他气体成分，因此即便酸性化合物的吸收进展，利用气泡状的被处理气体所实现的处理液L1的搅拌效果也得以维持。
据此，处理液L1在第一空间S3中，分离为酸性化合物的含有率高的第一液相部分(例如胺相)和酸性化合物的含有率低的第二液相部分(例如醚相)。在本实施方式中，比重按照第一液相部分、第二液相部分的顺序变小。
比重小的第二液相部分从第一壁部18的上端溢出而流入至第二空间S4，比重大的第一液相部分通过第一壁部18的开口G1流入至第二空间S4。进一步，第二液相部分从第二壁部19的上端溢出而流入至第三空间S5。
如此，能够在容器13内分离处理液L1的第一液相部分和第二液相部分。并且，第一液相部分从第一流出口25流出至第一支路31A，第二液相部分从第二流出口26流出至第二支路31B。据此，能够将输送至再生装置20的处理液L1中的两种液相部分的体积流量比维持为恒定。
接下来，将相分离后的处理液L1从吸收装置10输送至再生装置20。具体而言，通过输液泵53、33将第一液相部分及第二液相部分输送至再生装置20。此时，两种液相部分在第一流路31的中途(第一支路31A与第二支路31B的汇流点)被混合，成为两相状态而流入至再生装置20。此外，再生前的处理液L1在流入再生装置20之前，在热交换器40中通过与再生后的处理液L1的热交换而被加热。
接下来，在再生装置20中加热处理液L1，并且将通过加热而释放酸性化合物后的处理液L1从再生装置20抽出并使其回流至吸收装置10。在该再生步骤中，实施以下说明的本实施方式所涉及的再生方法。
在本再生方法中，首先，将通过吸收酸性化合物而相分离的处理液L1从第一流路31供应至容器35内的第一空间S12。具体而言，将成为两相状态的处理液L1从处理液供应部38的喷嘴喷出口喷出至加热区域R1。
接下来，通过与流经冷凝器63内的冷媒的热交换加热供应至加热区域R1的处理液L1，从而使酸性化合物从处理液L1释放。释放酸性化合物后的处理液L1主要位于第一液相部分(例如胺相)与第二液相部分(例如醚相)之间。此时，在加热区域R1中，通过释放出的酸性化合物的气泡或处理液L1的射流而处理液L1被搅拌，与此相对，在静置区域R2中难以发生搅拌。
因此，释放酸性化合物后的处理液L1在静置区域R2中不受搅拌的影响而积存。据此，在静置区域R2中，由于再生后的处理液L1的高度位置稳定，因此释放酸性化合物后的处理液L1在与开口39A的高度位置大致一致的位置静止。并且，再生后的处理液L1通过开口39A从第一空间S12的静置区域R2流入至第二空间S13。其后，再生后的处理液L1从流出口42流出至再生装置20外，经由第二流路32回流至吸收装置10。
如上所述，在本实施方式中，通过在再生装置20中对相分离状态的处理液L1进行加热来释放酸性化合物，能够使处理液L1再生。在该再生处理中，由于利用从处理液L1释放的气态的酸性化合物(例如CO2)搅拌混合处理液L1，因此第一液相部分(例如胺相)与第二液相部分(例如醚相)的接触界面增大，能够促进酸性化合物的放出。此外，在本实施方式中，释放酸性化合物后的再生后的处理液L1积存在静置区域R2后，能够通过第一壁部39的开口39A流入至第二空间S13。据此，能够容易地将再生后的处理液L1从再生前的处理液L1分离，能够将再生后的处理液L1从再生装置20中选择性地抽出。
(第二实施方式)
基于图4对第二实施方式所涉及的再生装置20A进行说明。第二实施方式所涉及的再生装置20A基本上具备与第一实施方式所涉及的再生装置20相同的结构且起到相同的效果，但处理液供应部38的位置不同。以下，仅对与第一实施方式不同的点进行说明。
在第二实施方式中，处理液供应部38被配置在容器35的顶部侧。具体而言，处理液供应部38位于处理液L1的液面的上侧，以将喷嘴喷出口朝向下侧(冷凝器63的传热管侧)的状态配置于容器35内。在本实施方式中，能够利用处理液L1的射流撞击液面时的作用，将处理液L1进行搅拌混合。
(第三实施方式)
基于图5对第三实施方式所涉及的再生装置20B进行说明。第三实施方式所涉及的再生装置20B基本上具备与第二实施方式所涉及的再生装置20A相同的结构且起到相同的效果，但在具备第二壁部43及回流路径44的点上与第二实施方式不同。以下，仅对与第二实施方式不同的点进行说明。
第二壁部43在容器35内竖立设置于容器35的底部，在容器35内的空间中分隔第二空间S13和第三空间S14。第二壁部43与第一壁部39大致平行，从第一壁部39观察，位于管板36的相反侧。即，第二壁部43相对于第一壁部39位于加热部(冷凝器63)的相反侧。第二壁部43包括使液体从第二空间S13溢出至第三空间S14的上端，该上端相对于第一壁部39的上端位于下侧(容器35的底部侧)。
回流路径44是用于使液体从第三空间S14回流至第一空间S12的路径。如图5所示，回流路径44的上游端连接于容器35的底部中面对第三空间S14的部位，下游端连接于第一流路31中的下游端附近的部位(或相对于热交换器40位于下游侧的部位)。此外，在回流路径44设置有输液泵45。
根据第三实施方式，例如即便醚相等第二液相部分通过开口39A流入至第二空间S13，通过使该第二液相部分从第二壁部43的上端溢出至第三空间S14，也能够容易地将其从第二空间S13内的再生后的处理液L1分离。并且，通过使溢出至第三空间S14的第二液相部分通过回流路径44返送至第一空间S12，能够抑制再生前的处理液L1中的各液相部分的比率(例如醚相与胺相的比率)发生变动。另外，在本实施方式中，如图3所示，处理液供应部38也可以配置在容器35的底部侧。
(第四实施方式)
接下来，基于图6对第四实施方式所涉及的再生装置20C进行说明。第四实施方式所涉及的再生装置20C基本上具备与第三实施方式所涉及的再生装置20B相同的结构且起到相同的效果，但第一壁部39中的开口39A的位置与第三实施方式不同。以下，仅对与第三实施方式不同的点进行况明。
如图6所示，第四实施方式中的开口39A形成于第一壁部39中的高度方向上的最下部。在该情况下，也能够使再生后的处理液L1通过开口39A从第一空间S12流入至第二空间S13。
在第一空间S12中，在再生后的处理液L1的上下存在再生前的处理液L1的各液相部分(例如醚相和胺相)，但在对再生装置20的处理液L1的供应量明显较少的情况下，也可能在再生后的处理液L1的下侧不存在比重大的液相部分(例如胺相)。在该情况下，由于再生后的处理液L1处于容器35的底部附近，因此能够使再生后的处理液L1通过形成于最下部的开口39A流入至第二空间S13。
另外，在第四实施方式中，如图3所示，处理液供应部38也可以配置在容器35的底部侧。此外，也可以省略第二壁部43、回流路径44及输液泵45。
本次公开的实施方式在所有的点上为例示，不应解释为用于限定。本发明的范围不是通过所述的说明来表示，而是通过权利要求来表示，并包含与权利要求均等的意思及范围内的所有变更。因此，以下实施方式也包含于本发明的范围内。
所述实施方式并不限定于具备作为横置的罐的容器13的吸收装置10，例如图7所示，也可以使用具备塔型容器71的吸收装置10A。在该情况下，气体供应路径11连接于容器71的下部，气体排出路径12连接于容器71的顶部。此外，第一流路31的各支路(第一支路31A、第二支路31B)分别连接于容器71的底部，第二流路32连接于容器71的上部。
在容器71的底面竖立地设置有第二壁部19，通过该第二壁部19分隔为第二空间S4及第三空间S5。此外，设有从上侧覆盖第三空间S5的盖构件19A。在容器71内，从第二流路32供应的处理液L1流下，因此吸收酸性化合物而流下至塔底部的处理液L1储存于第二空间S4。其后，比重小的第一液相部分从第二壁部19的上端溢出至第三空间S5，从而第一液相部分与第二液相部分分离。然后，各液相部分通过第一支路31A和第二支路31B从吸收装置10A抽出，分别被进行流量调节并输送至再生装置20。
此外，也可以如图8的吸收装置10B那样，处理液L1的分离用罐72配置于容器71的下侧，并且分离用罐72经由回收路径73连接于容器71的底部。此外，也可以在分离用罐72内从底部竖立设置第二壁部19，通过该第二壁部19，底部内侧的空间被分隔为第二空间S4和第三空间S5。在该情况下，吸收酸性化合物而流入至分离用罐72内的处理液L1储存于分离用罐72的第二空间S4，该处理液L1的第一液相部分(上相部分)从第二壁部19的上端溢出至第三空间S5。然后，各液相部分通过第一支路31A和第二支路31B从分离用罐72抽出，分别被进行流量调节并输送至再生装置20。
如图9～图12所示，再生装置的第一壁部39也可以包含一对壁构件(第一壁构件81、第二壁构件82)，在该情况下，开口39A由两个壁构件之间的间隙形成。在图9中，第一壁构件81竖立设置于容器35的底部，并且第二壁构件82与容器35的底部隔开间隔而配置于第一壁构件81的后侧(冷凝器63的相反侧)，且第一壁构件81的上端部和第二壁构件82的下端部在高度方向上部分重叠。图10是图9中的第一壁构件81和第二壁构件82的位置前后互换的图。即，在图10中，第一壁构件81竖立设置于容器35的底部，并且第二壁构件82与容器35的底部隔开间隔而配置于第一壁构件81的前侧(与第一壁构件81相比更靠近冷凝器63的一侧)，且第一壁构件81的上端部和第二壁构件82的下端部在高度方向上部分重叠。图11是图9中的两个壁构件以端部彼此不重叠的方式配置的图。图12是图10中的两个壁构件以端部彼此不重叠的方式配置的图。
在第一实施方式中，例示了开口39A形成于第一壁部39中的高度方向上的中央部或相对于该中央部位于容器35的底部侧的部位的情况，但并不限定于此。如图13所示，开口39A也可形成于第一壁部39中的高度方向上的中央部C1或相对于中央部C1位于上端侧(容器35的底部的相反侧)的部位。根据该结构，在再生后的处理液L1根据处理液L1的组成或液面高度的位置而位于第一壁部39的上端侧的情况下，也能够使再生后的处理液L1流入至第二空间S13。
在第一实施方式中，对在气体处理装置1设有热泵60的情况进行了说明，但也可以省略该热泵60。在该情况下，作为代替热泵60的冷凝器63的加热部，也可以使用利用电、蒸气或燃烧器等任意热源对从再生装置20抽出至外部的处理液L1进行加热的结构。
在此，对所述实施方式进行概述。
本发明一个方面所涉及的再生装置是对通过吸收酸性化合物而处于相分离状态的处理液进行加热，从而使所述酸性化合物释放来再生所述处理液的装置。该再生装置包括：容器，收容所述处理液；以及第一壁部，将所述容器内的空间分隔为第一空间和第二空间。所述第一空间包括：加热区域，接收从所述容器的外部供应的所述处理液并且配置有对所述处理液进行加热的加热部；以及静置区域，从所述加热区域接收通过所述加热部的加热而释放所述酸性化合物后的所述处理液。所述第二空间是能够将释放所述酸性化合物后的所述处理液排出至所述容器外的空间。在所述第一壁部形成有使处于所述静置区域的所述处理液流入至所述第二空间的开口。
在该再生装置中，能够通过对相分离状态的处理液进行加热来释放酸性化合物，使该处理液再生。在该再生处理中，在加热区域中，由于利用从处理液释放的酸性化合物对该处理液进行搅拌混合，因此处理液的第一液相部分与第二液相部分的接触界面增大。据此，由于从处理液的酸性化合物的释放得到促进，因此能够从被处理气体去除酸性化合物。此外，在本装置中，将释放酸性化合物后的再生后的处理液暂时容纳于静置区域后，能够通过第一壁部的开口使其流入至第二空间。据此，能够容易地将再生后的处理液从再生前的处理液中分离，将再生后的处理液选择性地从再生前的处理液中抽出。
(2)在上述再生装置中，所述第一壁部可以竖立设置于所述容器的底部。所述开口可以形成于所述第一壁部中的高度方向上的中央部或相对于所述中央部位于所述底部侧的部位。
根据该结构，由于第一壁部的开口的高度位置接近再生后的处理液的高度位置，因此能够容易地使再生后的处理液流入至第二空间。
(3)在上述再生装置中，所述开口可以形成于所述第一壁部中的所述高度方向上的最下部。
在容器内的第一空间中，多数情况下存在再生前的处理液的各液相，但在对该容器的处理液的供应量明显较少的情况下，也可能会在第一空间内不形成明确的两相的液-液界面。根据上述结构，即便在此种情况下，也能够容易地使再生后的处理液流入至第二空间。
(4)在上述再生装置中，所述第一壁部可以竖立设置于所述容器的底部。所述开口可以形成于所述第一壁部中的高度方向上的中央部或相对于所述中央部位于上端侧的部位。
根据该结构，即便在再生后的处理液根据处理液的组成或液面高度而位于第一壁部的高度方向上的中央部或其上端侧的情况下，也能够容易地使再生后的处理液流入至第二空间。
(5)上述再生装置也可以还包括：处理液供应部，将所述处理液供应至所述加热区域。所述处理液供应部可以被配置在所述容器的底部侧或顶部侧。
根据该结构，能够有效地对储存于容器的处理液进行搅拌混合。具体而言，当处理液供应部配置于容器的底部侧时，从积存于容器内的处理液的内部供应处理液，因此利用此时的流动作用对该处理液进行搅拌混合。据此，能够增大第一液相部分与第二液相部分的接触界面。另一方面，当处理液供应部配置于容器的项部侧时，能够利用向处理液的液面供应处理液时的作用，对该处理液进行搅拌混合。
(6)在上述再生装置中，所述加热部可以包括供与所述处理液进行热交换的加热用介质流动并且被配置在所述加热区域的传热管。在所述处理液供应部可以设有向所述传热管供应所述处理液的供应口。
根据该结构，容易发生从加热用介质向处理液的传热，可以促进处理液的再生。
(7)上述再生装置也可以还包括：第二壁部，在所述容器内的空间分隔所述第二空间和第三空间。所述第二壁部可以竖立设置于所述容器的底部，并且包含使液体从所述第二空间溢出至所述第三空间的上端。
根据该结构，即便在再生前的处理液(相分离液)中的比重较小的液相部分流入至第二空间的情况下，也能够通过使该液相部分溢出至第三空间来容易地从再生后的处理液中分离。
(8)上述再生装置也可以还包括：回流路径，用于使液体从所述第三空间回流至所述第一空间。
根据该结构，通过使溢出至第三空间的液相部分通过回流路径返送至第一空间，能够抑制再生前的处理液(相分离液)中的各液相部分的比率发生变动。
(9)所述实施方式所涉及的气体处理装置包括：吸收装置，通过使被处理气体与处理液接触，使所述处理液吸收所述被处理气体中包含的酸性化合物；以及上述再生装置。
(10)所述实施方式所涉及的再生方法包括以下步骤：将通过吸收酸性化合物而相分离的处理液供应至容器内的第一空间；通过对供应至所述第一空间的所述处理液进行加热，使所述酸性化合物从所述处理液释放；以及使释放所述酸性化合物后的所述处理液暂时滞留于所述第一空间后，通过形成于分隔所述第一空间和第二空间的壁部的开口，使所述处理液从所述第一空间流入至所述第二空间。
根据该方法，利用通过加热而从处理液释放的酸性化合物对该处理液进行搅拌混合，增大第一液相部分与第二液相部分的接触界面，从而能够促进酸性化合物的放出。此外，将释放酸性化合物后的处理液静置于第一空间后，通过壁部的开口使其从第一空间流入至第二空间，由此能够容易地将再生后的处理液从再生前的处理液中分离，选择性地抽出再生后的处理液。
本发明另一个方面所涉及的气体处理方法包括以下步骤：通过在吸收装置中使包含酸性化合物的被处理气体与处理液接触，使所述处理液吸收所述酸性化合物来使所述处理液相分离；将相分离后的所述处理液从所述吸收装置输送至再生装置；以及在所述再生装置中实施上述再生方法，将释放酸性化合物后的所述处理液从所述再生装置抽出并回流至所述吸收装置。
由以上说明明确，可提供一种能够促进酸性化合物的放出并且选择性地抽出再生后的处理液的再生装置及再生方法、具备该再生装置的气体处理装置以及实施该再生方法的气体处理方法。
Claims (11)
1.一种再生装置，对通过吸收酸性化合物而处于相分离状态的处理液进行加热，从而使所述酸性化合物释放来再生所述处理液，其特征在于包括：
容器，收容所述处理液；以及
第一壁部，将所述容器内的空间分隔为第一空间和第二空间，其中，
所述第一空间包括：加热区域，接收从所述容器的外部供应的所述处理液并且配置有对所述处理液进行加热的加热部；以及静置区域，从所述加热区域接收通过所述加热部的加热而释放所述酸性化合物后的所述处理液，
所述第二空间是能够将释放所述酸性化合物后的所述处理液排出至所述容器外的空间，
在所述第一壁部形成有使处于所述静置区域的所述处理液流入至所述第二空间的开口。
2.根据权利要求1所述的再生装置，其特征在于：
所述第一壁部竖立设置于所述容器的底部，
所述开口形成于所述第一壁部中的高度方向上的中央部或相对于所述中央部位于所述底部侧的部位。
3.根据权利要求2所述的再生装置，其特征在于：
所述开口形成于所述第一壁部中的所述高度方向上的最下部。
4.根据权利要求1所述的再生装置，其特征在于：
所述第一壁部竖立设置于所述容器的底部，
所述开口形成于所述第一壁部中的高度方向上的中央部或相对于所述中央部位于上端侧的部位。
5.根据权利要求1所述的再生装置，其特征在于还包括：
处理液供应部，将所述处理液供应至所述加热区域，
所述处理液供应部被配置在所述容器的底部侧或顶部侧。
6.根据权利要求5所述的再生装置，其特征在于：
所述加热部包括供与所述处理液进行热交换的加热用介质流动并且被配置在所述加热区域的传热管，
在所述处理液供应部设有向所述传热管供应所述处理液的供应口。
7.根据权利要求1所述的再生装置，其特征在于还包括：
第二壁部，在所述容器内的空间分隔所述第二空间和第三空间，
所述第二壁部竖立设置于所述容器的底部，并且包含使液体从所述第二空间溢出至所述第三空间的上端。
8.根据权利要求7所述的再生装置，其特征在于还包括：
回流路径，用于使液体从所述第三空间回流至所述第一空间。
9.一种气体处理装置，其特征在于包括：
吸收装置，通过使被处理气体与处理液接触，使所述处理液吸收所述被处理气体中包含的酸性化合物；以及
权利要求1至8中任一项所述的再生装置。
10.一利再生方法，其特征在于包括以下步骤：
将通过吸收酸性化合物而相分离的处理液供应至容器内的第一空间；
通过对供应至所述第一空间的所述处理液进行加热，使所述酸性化合物从所述处理液释放；以及
使释放所述酸性化合物后的所述处理液暂时滞留于所述第一空间后，通过形成于分隔所述第一空间和第二空间的壁部的开口，使所述处理液从所述第一空间流入至所述第二空间。
11.一种气体处理方法，其特征在于包括以下步骤：
通过在吸收装置中使包含酸性化合物的被处理气体与处理液接触，使所述处理液吸收所述酸性化合物来使所述处理液相分离；
将相分离后的所述处理液从所述吸收装置输送至再生装置；以及
在所述再生装置中实施权利要求10所述的再生方法，将释放酸性化合物后的所述处理液从所述再生装置抽出并回流至所述吸收装置。
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