JP2008238113A - Ｃｏ２回収装置及び廃棄物処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排ガス中のＣＯ₂等 を除去する際に発生する廃棄物中の有機系廃棄物と無機系廃棄物とを別々に、効率的に処理可能としたＣＯ₂回収装置及び廃棄物処理方法を提供する。
【解決手段】本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａは、ＣＯ₂含有ガスからＣＯ₂を除去する吸収塔１００６と、リッチ溶液１００７を再生する再生塔１００８と、再生塔１００８でＣＯ₂を除去したリーン溶液１００９を吸収塔１００６で再利用するＣＯ₂回収装置であって、リーン溶液１００９の一部を抜出すリーン溶液抜出しライン１１と、抜出されたリーン溶液１００９中に残存する固形物を固液分離する固液分離部１２と、前記固形物が除去されたリーン溶液１００９Ｂ中の無機系主体廃棄物をイオン交換する陰イオン交換部１３と、無機系主体廃棄物が除去されたリーン溶液１００９Ｃ中の有機系廃棄物を除去する第一のリクレーマ１０４０−１とを有してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、排ガス中のＣＯ₂等 を除去する際に発生する廃棄物を処理するＣＯ₂回収装置及び廃棄物処理方法に関する。

近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、ＣＯ₂による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ₂の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排ガスをアミン系ＣＯ₂吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ₂を除去、回収する方法及び回収されたＣＯ₂を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的に研究されている。

また、前記のようなＣＯ₂吸収液を用い、燃焼排ガスからＣＯ₂を除去・回収する工程としては、吸収塔において燃焼排ガスとＣＯ₂吸収液とを接触させる工程、ＣＯ₂を吸収した吸収液を再生塔において加熱し、ＣＯ₂を遊離させると共に吸収液を再生して再び吸収塔に循環して再使用するものが採用されている（例えば、特許文献１参照）。

従来のＣＯ₂回収装置１０００Ａは、図４に示すように、例えばボイラ等の産業設備１００１から排出されたＣＯ₂を含有する排ガス１００２を冷却塔１００４において冷却水１００３によって冷却し、冷却されたＣＯ₂を含有する排ガス１００２を吸収塔１００６において、アルカノールアミンをベースとするＣＯ₂吸収液１００５と向流接触し、排ガス１００２中のＣＯ₂はＣＯ₂吸収液１００５に吸収され、前記排ガス１００２からＣＯ₂を除去する。そして、ＣＯ₂を吸収したＣＯ₂吸収液（リッチ溶液）１００７は、再生塔１００８においてＣＯ₂を放出し、再生塔１００８下部に至る頃には、大部分のＣＯ₂が除去され、リーン溶液１００９として、ＣＯ₂吸収液１００５を再生するものである。この再生されたＣＯ₂吸収液１００５が再び吸収塔１００６に送給され、再利用されるものである。

また、前記従来のＣＯ₂回収装置１０００Ａにおいては、脱硫工程で除去されずに残存するＳＯx等が、脱ＣＯ₂ 工程においてＣＯ₂吸収液１００５中に含まれるアルカノールアミンと反応し熱安定性塩を生じるだけでなく、排ガス中のＣＯ₂を回収する際、酸素によりアミンが劣化し熱安定性塩を生じ、リーン溶液１００９中に含まれてしまう。この熱安定塩は、リッチ溶液１００７からリーン溶液１００９を再生する過程で、通常の条件下では除去されないため、リーン溶液１００９が循環することにより系内に徐々に蓄積されてしまう。そのため、前記従来のＣＯ₂回収装置１０００Ａは、再生塔１００８において生成されたリーン溶液１００９中に残存する塩等の劣化物を加熱濃縮し、除去するリクレーマ１０４０を具備してなる。リーン溶液供給ライン１０２２上に再生塔１００８で生成されたリーン溶液１００９を抜出しライン１０４１に抜出し、前記リクレーマ１０４０において、リーン溶液１００９中に残存する塩等の劣化物を除去するようにしていた。リーン溶液１００９は、例えば１３０〜１５０℃に加熱し、リーン溶液１００９から気化されたＣＯ₂吸収液は再生塔１００８底部に送給していた。また、前記リクレーマ１０４０中の底部に濃縮される廃棄物には、有機物の他にと無機物が含まれ、有機物と無機物とが混合した混合廃棄物である。この混合廃棄物１０５１は、例えばポンプ等を用い、廃棄物排出ライン１０５２を介して廃棄物燃焼装置１０５３に送給し排出するようにしていた。

また、前記従来のＣＯ₂回収装置１０００Ｂにおいては、図５に示すように、前記吸収塔１００６と前記再生塔１００８との間にイオン交換塔１０２３を設け、前記リーン溶液１００９の一部を抜き出し前記イオン交換塔１０２３においてイオン交換した後、リーン溶液供給ライン１０２２に戻すようにしていた（例えば、特許文献２参照）。

特許第３７１６１９５号公報 米国特許第４６２４８３９号明細書

しかしながら、前記従来のＣＯ₂回収装置１０００Ａでは、前記リクレーマ１０４０から排出される混合廃棄物１０５１は、有機物と共に無機物が含まれているため、廃棄物燃焼装置１０５３として特殊な装置を用いて焼却処理することが必要であり、コストが増大する、という問題がある。

また、前記従来のＣＯ₂回収装置１０００Ｂでは、前記イオン交換塔１０２３と前記リクレーマ１０４０とが別のラインに設置されているため、前記イオン交換塔１０２３に前記リーン溶液１００９の一部を抜き出すだけでは、抜出した分の一部の前記リーン溶液１００９しかイオン交換することができず、循環している全前記リーン溶液１００９中の無機酸を十分に除去することはできない。

そのため、前記リクレーマ１０４０に抜き出す前記リーン溶液１００９には、無機酸が残存し、無機物と有機物の分離が不十分となり、前記リクレーマ１０４０で混合廃棄物中の有機系廃棄物と無機系廃棄物とをまとめて処理しなければならない、という問題がある。

また、循環している前記リーン溶液１００９全量をイオン交換工程へ抜き出して処理する場合、前記リーン溶液１００９中の無機酸は高度に除去することができるが、前記イオン交換塔１０２３を大型化する必要がある、という問題ある。

また、今後、更にＣＯ₂回収装置が大型化し、処理するＣＯ₂回収量が１日当たり例えば１０００ｔ以上となると、前記リクレーマ１０４０の容量も大型化する必要があるため、従来のＣＯ₂回収装置が大型化し、コストが増大する、という問題ある。

本発明は、前記問題に鑑み、排ガス中のＣＯ₂等 を除去する際に発生する廃棄物中の有機系廃棄物と無機系廃棄物とを別々に、効率的に処理可能としたＣＯ₂回収装置及び廃棄物処理方法を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ＣＯ₂を含有するガスとＣＯ₂吸収液とを接触させてＣＯ₂を除去する吸収塔と、ＣＯ₂を吸収したリッチ溶液を再生し熱交換する再生塔と、該再生塔でＣＯ₂を除去したリーン溶液を前記吸収塔で再利用するＣＯ₂回収装置であって、前記再生塔で生成される前記リーン溶液の一部を抜出すリーン溶液抜出しラインと、前記リーン溶液抜出しラインにおいて抜出された前記リーン溶液中の無機酸及び有機酸をイオン交換により、除去する陰イオン交換部と、無機酸及び有機酸が除去されたリーン溶液中の有機系廃棄物を除去すると共に、ＣＯ₂吸収液を前記再生塔に回収する第一のリクレーマとを有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記陰イオン交換部の上流側に設けられ、前記リーン溶液抜出しラインにおいて抜出された前記リーン溶液中に残存する固形物を固液分離する固液分離部を有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置にある。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記固液分離部において固形物が除去された前記リーン溶液を前記固液分離部の上流側に戻す第一のリサイクルラインを有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置にある。

第４の発明は、第１乃至第３の何れか一つの発明において、前記陰イオン交換部において無機酸及び有機酸が除去されたリーン溶液を前記固液分離部と前記陰イオン交換部との間に戻す第二のリサイクルラインを有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置にある。

第５の発明は、第１乃至第４の何れか一つの発明において、前記陰イオン交換部にアルカリ剤を供給するアルカリ溶液供給部と、前記アルカリ剤により無機酸及び有機酸が溶出した無機系主体廃棄物を含む溶液を排出する無機系主体廃棄物排出ラインとを有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置にある。

第６の発明は、第５の発明において、前記アルカリ溶液供給部から前記陰イオン交換部に供給された前記アルカリ剤によって分離された前記無機系主体廃棄物を含む溶液に硫酸を供給する硫酸供給部を有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置にある。

第７の発明は、第６の発明において、前記硫酸が供給された無機系主体廃棄物を含む溶液に水を供給する水供給部を有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置にある。

第８の発明は、第７の発明において、前記硫酸供給部と前記水供給部との間の前記無機系主体廃棄物排出ラインに設けられ、前記硫酸が供給された無機系主体廃棄物を含む溶液中に残存する有機系廃棄物を除去する第二のリクレーマを有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置にある。

第９の発明は、第６の発明において、前記硫酸供給部の後流側に設けられ、前記硫酸が供給された無機系主体廃棄物を含む溶液中に残存する有機系廃棄物を有機物酸化剤供給部より供給された有機物酸化剤により酸化処理を行う酸化処理槽を有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置にある。

第１０の発明は、第１乃至第９の何れか一つの発明において、前記リーン溶液抜出しラインの前記リーン溶液の一部を抜出す位置が、前記吸収塔の直前、前記リッチ溶液と前記リーン溶液とを相互に熱交換する熱交換器と該熱交換器と前記吸収塔との間に設けた冷却器との間、又は前記熱交換器と前記再生塔との間の何れかであることを特徴とするＣＯ₂回収装置にある。

第１１の発明は、第１乃至第１０の何れか一つの発明において、前記固液分離部と前記陰イオン交換部との間に、前記固液部分離部において固形物が除去された前記リーン溶液中の濁り度合を計測する濁度計を有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置にある。

第１２の発明は、ＣＯ₂を含有するガスとＣＯ₂吸収液とを接触させてＣＯ₂を除去する吸収塔と、ＣＯ₂を吸収したリッチ溶液を再生し熱交換する再生塔と、該再生塔でＣＯ₂を除去したリーン溶液を前記吸収塔で再利用する廃棄物処理方法であって、前記リーン溶液の一部を抜出し、陰イオン交換部において無機酸及び有機酸をイオン交換して除去し、第一のリクレーマを用いて無機酸及び有機酸が除去されたリーン溶液中の有機系廃棄物を除去すると共に、ＣＯ₂吸収液を前記再生塔に回収することを特徴とする廃棄物処理方法にある。

第１３の発明は、第１２の発明において、前記リーン溶液の一部を抜出した前記リーン溶液中の無機酸及び有機酸をイオン交換して除去する前に、予め前記リーン溶液中に残存する固形物を固液分離し、除去することを特徴とする廃棄物処理方法にある。

第１４の発明は、第１２又は第１３の発明において、前記陰イオン交換部にアルカリ剤を添加し、無機酸及び有機酸が塩となって溶出した無機系主体廃棄物を含む溶液に、硫酸を添加してｐＨ調製した後水で希釈し、基準値以下として放出することを特徴とする廃棄物処理方法にある。

第１５の発明は、第１２乃至第１４の何れか一つの発明において、前記陰イオン交換部にアルカリ剤を添加し、無機酸及び有機酸が塩となって溶出した無機系主体廃棄物を含む溶液に、硫酸を添加してｐＨ調製し、第二のリクレーマを用いて無機系主体廃棄物を含む溶液中に残存する有機系廃棄物を更に除去することを特徴とする廃棄物処理方法にある。

第１６の発明は、第１２乃至第１５の発明の何れか一つにおいて、前記陰イオン交換部にアルカリ剤を添加し、無機酸及び有機酸が塩となって溶出した無機系主体廃棄物を含む溶液に、硫酸を添加してｐＨ調製し、酸化処理槽に所定量を溜めた後、前記酸化処理槽に有機物酸化剤を添加し、無機系主体廃棄物を含む溶液中に残存する有機系廃棄物を酸化処理し、更に除去することを特徴とする廃棄物処理方法にある。

本発明によれば、前記陰イオン交換部と前記リクレーマとを直列に配置しているため、一部抜出した前記リーン溶液中の無機酸及び有機酸をイオン交換により除去し、リクレーマで前記有機系廃棄物を処理することで、コンパクトな設備で効率的に混合廃棄物中の前記有機系廃棄物と前記無機系主体廃棄物とを別々に分別処理することができる。
また、廃棄物焼却装置での焼却処理は前記有機系廃棄物のみを対象とすることができるため、廃棄物の処理量を低減することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明による実施例１に係るＣＯ₂回収装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例１に係るＣＯ₂回収装置の概略図であり、図中、前記図４に示したＣＯ₂回収装置と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
また、図中、図４に示す産業設備１００１と冷却塔１００４は省略し、吸収塔１００６と再生塔１００８とその間のリーン溶液１００９の循環系統を示す。

図１に示すように、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａは、ＣＯ₂を含有するガスとＣＯ₂吸収液１００５とを接触させてＣＯ₂を除去する吸収塔１００６と、ＣＯ₂を吸収したリッチ溶液１００７を再生し熱交換する再生塔１００８と、該再生塔１００８でＣＯ₂を除去したリーン溶液１００９を前記吸収塔１００６で再利用するＣＯ₂回収装置であって、前記再生塔１００８で生成される前記リーン溶液１００９の一部を抜出すリーン溶液抜出しライン１１と、前記リーン溶液抜出しライン１１において抜出された前記リーン溶液１００９Ａ中に残存する固形物を固液分離する固液分離部１２と、前記固液分離部１２において固形物が除去された前記リーン溶液１００９Ｂ中の無機酸及び有機酸をイオン交換により、除去する陰イオン交換部１３と、無機酸及び有機酸が除去されたリーン溶液１００９Ｃ中の有機系廃棄物を除去すると共に、ＣＯ₂吸収液を前記再生塔１００８に回収する第一のリクレーマ１０４０−１とを有してなるものである。
ここで、本発明において、有機酸とは、酸性を示す有機化合物をいう。

本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａにおいて、前記リーン溶液抜出しライン１１を前記吸収塔１００６の直前に設け、前記リーン溶液１００９の一部を抜き出すようにしている。この前記リーン溶液抜出しライン１１より抜出された前記リーン溶液１００９Ａ中に固形物を含有する前記リーン溶液１００９を前記リーン溶液１００９Ａとする。

そして、前記リーン溶液抜出しライン１１より抜出された前記リーン溶液１００９Ａは、前記リーン溶液抜出しライン１１を介して前記固液分離部１２に供給される。

前記固液分離部１２において、前記リーン溶液１００９Ａ中に残存する固形物を固液分離し、前記リーン溶液１００９Ａ中から前記固形物を除去することができる。また、前記リーン溶液１００９Ａ中から固形物を除去された前記リーン溶液１００９Ａをリーン溶液１００９Ｂとする。また、前記固形物として、例えば排ガス等から排出される煤塵等がある。

また、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａでは、前記固液分離部１２の後流側に前記固液分離部１２において前記リーン溶液１００９Ａ中から固形物が除去された前記リーン溶液１００９Ｂを前記固液分離部１２の上流側に戻す第一のリサイクルライン１４を有するようにしている。

前記第一のリサイクルライン１４により前記リーン溶液１００９Ｂを前記固液分離部１２の上流側に戻すことにより、再度、前記固液分離部１２で前記リーン溶液１００９Ｂ中に残存する固形物を除去することができるため、前記リーン溶液１００９Ｂ中に残存する固形物をより確実に除去することができる。

また、前記第一のリサイクルライン１４により前記リーン溶液１００９Ｂを抜き出す回数は、特に限定されるものではなく、前記リーン溶液１００９Ｂ中に残存する固形物を確実に除去するまで何回でも前記リーン溶液１００９Ｂを抜き出すようにしてよい。

また、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａでは、前記固液分離部１２と前記陰イオン交換部１３との間に、前記固液分離部１２において固形物が除去された前記リーン溶液１００９Ｂ中の濁り度合を計測する濁度計１５を有するようにしている。

前記濁度計１５で前記リーン溶液１００９Ｂ中の濁り度合を計測することで、前記固液分離部１２で前記固形物の除去具合を確認することができる。前記濁度計１５の測定結果により、前記リーン溶液１００９Ｂを前記第一のリサイクルライン１４を介して再度前記固液分離部１２で前記固形物を除去するか、前記陰イオン交換部１３に送給するか決定することができる。

また、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａでは、前記リーン溶液１００９Ｂ中の無機酸及び有機酸とイオン交換する陰イオン交換部１３を有するようにしている。ここで、前記陰イオン交換部１３には陰イオン交換樹脂が充填されている。

前記リーン溶液１００９Ｂ中の無機酸及び有機酸は酸性であるから、前記陰イオン交換部１３内に充填されている陰イオン交換樹脂に付着しイオン交換される。これにより、前記リーン溶液１００９Ｂ中から無機酸及び有機酸を除去することができる。また、前記リーン溶液１００９Ｂ中から無機酸及び有機酸が除去されたリーン溶液１００９Ｂをリーン溶液１００９Ｃとする。

また、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａでは、前記陰イオン交換部１３の後流側に前記陰イオン交換部１３において無機酸及び有機酸が除去されたリーン溶液１００９Ｃを前記固液分離部１２と前記陰イオン交換部１３との間に戻す第二のリサイクルライン１６を有するようにしている。

前記第二のリサイクルライン１６により前記リーン溶液１００９Ｃを前記固液分離部１２と前記陰イオン交換部１３との間に戻すことにより、再度、前記陰イオン交換部１３で前記リーン溶液１００９Ｃ中に残存する無機酸及び有機酸を除去することができるため、前記リーン溶液１００９Ｃ中に残存する無機酸及び有機酸を確実に除去することができる。

また、前記第二のリサイクルライン１６により前記リーン溶液１００９Ｃを抜き出す回数は、特に限定されるものではなく、前記リーン溶液１００９Ｃ中に残存する無機酸及び有機酸を確実に除去するまで何回でも前記リーン溶液１００９Ｃを抜き出すようにしてよい。

また、本発明に於ける有機酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、２−メチルプロピオン酸、シュウ酸、酒石酸、酪酸、吉草酸、コハク酸、クエン酸、マレイン酸、グルタミン酸、ベンゼンスルホン酸等のスルホン酸類、ベンゼンスルフィン酸，パラトルエンスルフィン酸等のスルフィン酸類等がある。

また、無機酸としては、塩酸、臭酸、ヨウ素酸、弗酸等のハロゲン化水素、硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、ホウ酸、珪酸及びリン酸、ポリリン酸、亜リン酸等のリン酸類が挙げられる。

また、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａでは、前記陰イオン交換部１３に例えば水酸化ナトリウム水溶液１７等のアルカリ剤を供給するアルカリ溶液供給部１８と、無機酸及び有機酸が溶出した無機系主体廃棄物を含む溶液１９を排出する無機系主体廃棄物排出ライン２０とを有するようにしている。

前記陰イオン交換部１３に充填されている前記陰イオン交換樹脂を再生する際には、前記陰イオン交換部１３に水酸化ナトリウム水溶液１７を供給することにより、無機酸及び有機酸を陰イオン交換樹脂から分離し、溶液中に溶出することができる。これにより、陰イオン交換樹脂を再生すると共に、前記陰イオン交換部１３から排出された無機酸及び有機酸が溶出した前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９を無機系主体廃棄物排出ライン２０を介して回収し、無機酸及び有機酸を含む前記無機系主体廃棄物のみを処理することができる。

また、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａでは、前記アルカリ溶液供給部１８から前記陰イオン交換部１３に供給された前記水酸化ナトリウム水溶液１７によって分離された前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９に硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）２１を供給する硫酸供給部２２を有するようにしている。

前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９は、前記水酸化ナトリウム水溶液１７であり、塩基性であるため、前記硫酸供給部２２より前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９に前記硫酸２１を供給することにより、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９のｐＨを調整することができる。これにより、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９のｐＨを例えば７．０とし中性溶液とすることができる。

また、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａでは、前記硫酸供給部２２より前記硫酸２１を供給された後の前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９に前記水２３を供給する水供給部２４を有するようにしている。

前記水供給部２４より前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９に前記水２３を供給することにより、ｐＨ調整した前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９を希釈し、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中のＣＯＤ値を下げることができるため、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９のＣＯＤ値を基準値以下として放流することができる。

また、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａでは、前記陰イオン交換部１３でイオン交換された前記無機系主体廃棄物が除去されたリーン溶液１００９Ｃ中の有機系廃棄物を除去すると共に、ＣＯ₂吸収液を前記再生塔１００８に回収する第一のリクレーマ１０４０−１を有するようにしている。

また、リーン溶液１００９Ｃ中の有機系廃棄物の内、酸性の有機化合物は前記陰イオン交換部１３において除去されているため、本実施例において、リーン溶液１００９Ｃ中に残存する有機系廃棄物とは、中性の有機化合物、塩基性の有機化合物のことをいう。

前記第一のリクレーマ１０４０−１に送給された無機酸及び有機酸が除去されたリーン溶液１００９Ｃは、前記第一のリクレーマ１０４０−１において、飽和スチーム供給ライン１０４５から供給される飽和スチーム１０４６により前記リクレーマ１０４０内のスチーム供給管１０５０を介して前記無機系主体廃棄物が除去されたリーン溶液１００９Ｃは加熱される。

また、前記リーン溶液１００９Ｃ中のＣＯ₂吸収液は、中性の有機化合物、塩基性の有機化合物である前記有機系廃棄物２５に比べて沸点は低く、例えば１３５℃で気化する。

このＣＯ₂吸収液と中性の有機化合物、塩基性の有機化合物との沸点差により、前記第一のリクレーマ１０４０−１内で気化されたＣＯ₂吸収液１０４７は、スチームと共に気化ＣＯ₂吸収液供給ライン１０４８を介して前記再生塔１００８の塔底部に送給される。

また、前記リーン溶液１００９が加熱されることで、前記リーン溶液１００９中の有機系廃棄物２５が前記第一のリクレーマ１０４０−１内底部に濃縮される。この加熱濃縮された有機系廃棄物２５は前記第一のリクレーマ１０４０−１から抜き出され、有機系廃棄物排出ライン２６を介して廃棄物焼却装置２７に送給される。

前記廃棄物焼却装置２７での焼却処理は、有機系廃棄物２５のみを対象とすることができる。このため、前記廃棄物焼却装置２７は、図４、５に示すような従来のＣＯ₂回収装置１０００Ａ、１０００Ｂの廃棄物燃焼装置１０５３に比べて、廃棄物の処理量を例えば４０％程度の低減を図ることができる。

また、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａでは、前記リーン溶液抜出しライン１１の
前記リーン溶液１００９の一部を抜出す位置は、冷却器１０２１の後流側で前記吸収塔１００６の直前としているが、本発明はこれに限定されるものではない。前記リーン溶液抜出しライン１１の前記リーン溶液１００９の一部を抜出す位置は、例えば、前記熱交換器１０１３と前記冷却器１０２１と間、又は前記熱交換器１０１３の上流側のように前記リッチ溶液１００７と前記リーン溶液１００９とを相互に熱交換する熱交換器１０１３の前後の位置の何れかとしてもよい。

また、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａでは、前記冷却器１０２１の後流側で前記吸収塔１００６の直前の前記リーン溶液１００９の温度は、例えば４０℃程度であり、前記熱交換器１０１３と前記冷却器１０２１と間の前記リーン溶液１００９の温度は、例えば６０℃程度であり、前記熱交換器１０１３の上流側の前記リーン溶液１００９の温度は、１２０℃程度である。

ここで、前記固液分離部１２に用いる図示しない固液分離用フィルタや前記陰イオン交換部１３内の前記陰イオン交換樹脂が劣化等するのを避けるため、前記固液分離部１２に供給する溶液は低温であるのが好ましい。

そのため、前記熱交換器１０１３と前記冷却器１０２１と間の前記リーン溶液１００９、又は前記熱交換器１０１３の上流側の前記リーン溶液１００９を用いる場合には、前記リーン溶液抜出しライン１１に前記固液分離部１２の上流側で冷却器を別途設け、抜出された前記リーン溶液１００９Ａの温度を例えば４０℃〜５０℃以下にまで冷却した後、前記固液分離部１２に送給することが必要である。

従って、前記リーン溶液１００９の抜き出し位置としては、前記リーン溶液１００９の温度が低い前記冷却器１０２１の後流で前記吸収塔１００６の直前の位置とするのが好ましい。

このように、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ａによれば、前記リーン溶液抜出しライン１１で抜出された一部の前記リーン溶液１００９ＡのみのＣＯ₂吸収液だけを用い、前記陰イオン交換部１３と前記第一のリクレーマ１０４０−１とを直列に配置することで、イオン交換により前記有機酸、前記無機酸を除去した後、イオン交換した前記リーン溶液１００９Ａ中に残存する前記有機系廃棄物２５を処理することができる。また、イオン交換して除去された前記有機酸、前記無機酸の前記無機系主体廃棄物を処理することができるため、コンパクトな設備で効率的に有機系廃棄物２５と前記無機系廃棄物とを別々に分離し、処理することが可能である。

また、前記廃棄物焼却装置２７での焼却処理は有機系廃棄物のみを対象とすることができるため、廃棄物の処理量を低減することができる。

この結果、例えばＣＯ₂回収量が１日当たり例えば１０００ｔ以上のＣＯ₂回収装置の場合でも、装置を大型化することなく、混合廃棄物中の有機系廃棄物と無機系廃棄物とを別々に、効率的に処理することができる。

本発明による実施例２に係るＣＯ₂回収装置について、図２を参照して説明する。
図２は、本実施例に係るＣＯ₂回収装置の構成を示す概略図である。
本実施例に係るＣＯ₂回収装置は、実施例１に係るＣＯ₂回収装置の構成と同様であるため、同一部材には同一の符号を付して重複した説明は省略する。
また、図１と同様に、図中、図４に示す産業設備１００１と冷却塔１００４は省略し、吸収塔１００６と再生塔１００８とその間のリーン溶液１００９の循環系統を示す。
図２に示すように、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ｂは、図１に示すＣＯ₂回収装置１０Ａの無機系主体廃棄物排出ライン２０に設けられ、前記硫酸２１が供給された後の無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に残存する有機系廃棄物２５を除去する第二のリクレーマ１０４０−２を更に有してなるものである。

本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ｂでは、第一の無機系主体廃棄物排出ライン２０−１を介して排出された前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９に前記硫酸２１を供給し、ｐＨ調整を行ない、例えば中性となるようにしている。そして、前記硫酸２１によりｐＨ調整を行なった前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９を前記第二のリクレーマ１０４０−２に送給するようにしている。

前記第二のリクレーマ１０４０−２において、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９は、飽和スチーム供給ライン１０４５から供給される飽和スチーム１０４６により前記第二のリクレーマ１０４０−２内のスチーム供給管１０５０を介して前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９は加熱される。

これにより、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に残存する有機系廃棄物２５は蒸発し、第二の有機系廃棄物排出ライン２６−２を介して廃棄物焼却装置２７に送給され、
前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に残存する有機系廃棄物２５を除去することができる。

そして、第二の有機系廃棄物排出ライン２６−２を介して廃棄物焼却装置２７に送給された前記有機系廃棄物２５は、前記廃棄物焼却装置２７において処理される。

前記廃棄物焼却装置２７での焼却処理は、前記第一のリクレーマ１０４０−１及び前記第二のリクレーマ１０４０−２から回収された有機系廃棄物２５のみを対象とすることができる。このため、前記廃棄物焼却装置２７は、図４、５に示すような従来のＣＯ₂回収装置１０００Ａ、１０００Ｂの廃棄物燃焼装置１０５３に比べて、廃棄物の処理量を例えば３５％程度の低減を図ることができる。

また、前記第二のリクレーマ１０４０−２内で前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９を蒸留することにより残存していた有機系廃棄物２５の除余された前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９は、前記第二のリクレーマ１０４０−２から第二の無機系主体廃棄物排出ライン２０−２を介して排出される。

また、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ｂでは、前記第二のリクレーマ１０４０−２より排出される前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９に前記水２３を供給する水供給部２４を有するようにしている。

前記水供給部２４より前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９に前記水２３を供給することにより、前記第二のリクレーマ１０４０−２より排出された前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９を希釈し、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中のＣＯＤ値を下げることができるため、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９のＣＯＤ値を基準値以下として放流することができる。

また、前記水供給部２４より供給される前記水２３の水量は、第二のリクレーマ１０４０−２において前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に残存する有機系廃棄物２５を除去されているため、前記無機系主体廃棄物を希釈するために必要な水量で足りる。このため、前記水供給部２４より供給される前記水２３の水量は、実施例１に係るＣＯ₂回収装置１０Ａで前記水供給部２４から供給される前記水２３の水量に比べて、前記水２３の水量を例えば３５％程度低減することができる。

このように、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ｂによれば、前記硫酸供給部２２と前記水供給部２４との間の前記無機系主体廃棄物排出ライン２０に配置した前記第二のリクレーマ１０４０−２で前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に残存する有機系廃棄物２５を除去することができる。これにより、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に有機系廃棄物２５が残存している場合においても前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９から残存する有機系廃棄物２５を除去することができる。

また、前記水供給部２４より供給される前記水２３の水量は、前記無機系主体廃棄物を希釈するために必要な水量で足りるため、実施例１に係るＣＯ₂回収装置１０Ａよりも前記水供給部２４から供給される前記水２３の水量を低減することができる。

本発明による実施例３に係るＣＯ₂回収装置について、図３を参照して説明する。
図３は、本実施例に係るＣＯ₂回収装置の構成を示す概略図である。
本実施例に係るＣＯ₂回収装置は、実施例１に係るＣＯ₂回収装置の構成と同様であるため、同一部材には同一の符号を付して重複した説明は省略する。
また、図１と同様に、図中、図４に示す産業設備１００１と冷却塔１００４は省略し、吸収塔１００６と再生塔１００８とその間のリーン溶液１００９の循環系統を示す。
図３に示すように、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ｃは、硫酸供給部２２の後流側に設けられ、硫酸２１が供給された後の無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に残存する有機系廃棄物２５を有機物酸化剤供給部３０より供給された有機物酸化剤３１により酸化処理を行う酸化処理槽３２を更に有してなるものである。
尚、本実施例では、前記無機系主体廃棄物及び前記有機物酸化剤３１を一括処理することができるため、図１に示すＣＯ₂回収装置１０Ａの水供給部２４は除かれている。

ここで、本実施例において、有機物酸化剤とは、有機系化合物を分解する酸化剤のことをいう。

本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ｃでは、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９に前記硫酸２１を供給し、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９のｐＨ調整を行ない、例えば中性となるようにしている。前記硫酸２１によりｐＨ調整を行なった前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９を前記酸化処理槽３２に送給するようにしている。

前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９は、前記酸化処理槽３２において所定量まで溜められる。そして、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９が前記酸化処理槽３２に所定量溜められた後、前記有機物酸化剤供給部３０より前記有機物酸化剤３１を記酸化処理槽３２に供給するようにしている。

前記有機物酸化剤３１により、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に残存する有機系廃棄物２５は酸化されるため、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に残存する有機系廃棄物２５を分解処理することができる。

また、前記酸化処理槽３２内では、前記有機物酸化剤３１を添加することにより、例えば、下記式のフェントン反応が行なわれている。過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）に２価の鉄（Ｆｅ（II））が作用することで、ＯＨラジカル（・ＯＨ）が生成され、このＯＨラジカル（・ＯＨ）の強い酸化力によって有機系廃棄物２５は分解される。
Ｆｅ²⁺ ＋ Ｈ₂Ｏ₂ → Ｆｅ²⁺ ＋ ＯＨ^- ＋ ・ＯＨ・・・（１）

よって、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に前記有機物酸化剤３１を添加することにより、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に残存する有機系廃棄物２５を分解処理することができる。

前記廃棄物焼却装置２７での焼却処理は、前記第一のリクレーマ１０４０−１から回収された有機系廃棄物２５のみを対象とすることができる。このため、前記廃棄物焼却装置２７は、図４、５に示すような従来のＣＯ₂回収装置１０００Ａ、１０００Ｂの廃棄物燃焼装置１０５３に比べて、廃棄物の処理量を例えば４０％程度の低減を図ることができる。

そして、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に残存する有機系廃棄物２５を前記有機物酸化剤３１によって分解処理された後、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９のＣＯＤ値を基準値以下として放流することができる。

また、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ｃでは、前記酸化処理槽３２内で前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９のＣＯＤ値を所定の基準値以下にまで下げることができるため、図１に示すような前記水供給部２４より前記水２３を供給する必要がない。

このように、本実施例に係るＣＯ₂回収装置１０Ｃによれば、前記硫酸供給部２２の後流側に配置した前記酸化処理槽３２に前記有機物酸化剤３１を添加することにより前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に残存する有機系廃棄物２５を酸化処理することができる。これにより、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９中に有機系廃棄物２５が残存している場合においても前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９から残存する有機系廃棄物２５を除去することができる。

また、前記酸化処理槽３２内で前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９のＣＯＤ値を所定の基準値以下にまで下げることができるため、図１に示すような前記水供給部２４を設けることなく、前記無機系主体廃棄物を含む溶液１９のＣＯＤ値を所定の基準値以下として放流することができる。

以上のように、本発明に係るＣＯ₂回収装置及び廃棄物処理方法は、前記陰イオン交換部と前記リクレーマとを直列に配置し、一部抜出したリーン溶液中の無機酸及び有機酸をイオン交換により除去した後、リクレーマで有機系廃棄物を処理することで、有機系廃棄物と無機系主体廃棄物との分別処理を可能とし、廃棄物焼却装置での廃棄物の処理量の低減を図ったＣＯ₂回収装置のリーン溶液中の混合廃棄物の処理に用いて適している。

本発明の実施例１に係るＣＯ₂回収装置の概略図である。 本発明の実施例２に係るＣＯ₂回収装置の概略図である。 本発明の実施例３に係るＣＯ₂回収装置の概略図である。 従来のＣＯ₂回収装置の概略図である。 従来の他のＣＯ₂回収装置の概略図である。

符号の説明

１０Ａ〜１０Ｃ ＣＯ₂回収装置
１１ リーン溶液抜出しライン
１２ 固液分離部
１３ 陰イオン交換部
１４ 第一のリサイクルライン
１５ 濁度計
１６ 第二のリサイクルライン
１７ 水酸化ナトリウム水溶液
１８ アルカリ溶液供給部
１９ 無機系主体廃棄物を含む溶液
２０ 無機系主体廃棄物排出ライン
２１ 硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）
２２ 硫酸供給部
２３ 水
２４ 水供給部
２５ 有機系廃棄物
２６ 有機系廃棄物排出ライン
２７ 廃棄物焼却装置
３０ 有機物酸化剤供給部
３１ 有機物酸化剤
３２ 酸化処理槽
１００５ ＣＯ₂吸収液
１００６ 吸収塔
１００７ リッチ溶液
１００８ 再生塔
１００９ リーン溶液
１０２２ リーン溶液供給ライン
１０４０−１ 第一のリクレーマ
１０４０−２ 第二のリクレーマ

Claims (16)

1. ＣＯ₂を含有するガスとＣＯ₂吸収液とを接触させてＣＯ₂を除去する吸収塔と、ＣＯ₂を吸収したリッチ溶液を再生し熱交換する再生塔と、該再生塔でＣＯ₂を除去したリーン溶液を前記吸収塔で再利用するＣＯ₂回収装置であって、
   前記再生塔で生成される前記リーン溶液の一部を抜出すリーン溶液抜出しラインと、
   前記リーン溶液抜出しラインにおいて抜出された前記リーン溶液中の無機酸及び有機酸をイオン交換により、除去する陰イオン交換部と、
   無機酸及び有機酸が除去されたリーン溶液中の有機系廃棄物を除去すると共に、ＣＯ₂吸収液を前記再生塔に回収する第一のリクレーマとを有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置。
2. 請求項１において、
   前記陰イオン交換部の上流側に設けられ、前記リーン溶液抜出しラインにおいて抜出された前記リーン溶液中に残存する固形物を固液分離する固液分離部を有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記固液分離部において固形物が除去された前記リーン溶液を前記固液分離部の上流側に戻す第一のリサイクルラインを有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
   前記陰イオン交換部において無機酸及び有機酸が除去されたリーン溶液を前記固液分離部と前記陰イオン交換部との間に戻す第二のリサイクルラインを有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一つにおいて、
   前記陰イオン交換部にアルカリ剤を供給するアルカリ溶液供給部と、
   前記アルカリ剤により無機酸及び有機酸が溶出した無機系主体廃棄物を含む溶液を排出する無機系主体廃棄物排出ラインとを有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置。
6. 請求項５において、
   前記アルカリ溶液供給部から前記陰イオン交換部に供給された前記アルカリ剤によって分離された前記無機系主体廃棄物を含む溶液に硫酸を供給する硫酸供給部を有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置。
7. 請求項６において、
   前記硫酸が供給された無機系主体廃棄物を含む溶液に水を供給する水供給部を有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置。
8. 請求項７において、
   前記硫酸供給部と前記水供給部との間の前記無機系主体廃棄物排出ラインに設けられ、
   前記硫酸が供給された無機系主体廃棄物を含む溶液中に残存する有機系廃棄物を除去する第二のリクレーマを有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置。
9. 請求項６において、
   前記硫酸供給部の後流側に設けられ、
   前記硫酸が供給された無機系主体廃棄物を含む溶液中に残存する有機系廃棄物を有機物酸化剤供給部より供給された有機物酸化剤により酸化処理を行う酸化処理槽を有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置。
10. 請求項１乃至９の何れか一つにおいて、
    前記リーン溶液抜出しラインの前記リーン溶液の一部を抜出す位置が、前記吸収塔の直前、前記リッチ溶液と前記リーン溶液とを相互に熱交換する熱交換器と該熱交換器と前記吸収塔との間に設けた冷却器との間、又は前記熱交換器と前記再生塔との間の何れかであることを特徴とするＣＯ₂回収装置。
11. 請求項１乃至１０の何れか一つにおいて、
    前記固液分離部と前記陰イオン交換部との間に、前記固液部分離部において固形物が除去された前記リーン溶液中の濁り度合を計測する濁度計を有してなることを特徴とするＣＯ₂回収装置。
12. ＣＯ₂を含有するガスとＣＯ₂吸収液とを接触させてＣＯ₂を除去する吸収塔と、ＣＯ₂を吸収したリッチ溶液を再生し熱交換する再生塔と、該再生塔でＣＯ₂を除去したリーン溶液を前記吸収塔で再利用する廃棄物処理方法であって、
    前記リーン溶液の一部を抜出し、陰イオン交換部において無機酸及び有機酸をイオン交換して除去し、第一のリクレーマを用いて無機酸及び有機酸が除去されたリーン溶液中の有機系廃棄物を除去すると共に、ＣＯ₂吸収液を前記再生塔に回収することを特徴とする廃棄物処理方法。
13. 請求項１２において、
    前記リーン溶液の一部を抜出した前記リーン溶液中の無機酸及び有機酸をイオン交換して除去する前に、予め前記リーン溶液中に残存する固形物を固液分離し、除去することを特徴とする廃棄物処理方法。
14. 請求項１２又は１３において、
    前記陰イオン交換部にアルカリ剤を添加し、無機酸及び有機酸が塩となって溶出した無機系主体廃棄物を含む溶液に、硫酸を添加してｐＨ調製した後水で希釈し、基準値以下として放出することを特徴とする廃棄物処理方法。
15. 請求項１２乃至１４の何れか一つにおいて、
    前記陰イオン交換部にアルカリ剤を添加し、無機酸及び有機酸が塩となって溶出した無機系主体廃棄物を含む溶液に、硫酸を添加してｐＨ調製し、第二のリクレーマを用いて無機系主体廃棄物を含む溶液中に残存する有機系廃棄物を更に除去することを特徴とする廃棄物処理方法。
16. 請求項１２乃至１５の何れか一つにおいて、
    前記陰イオン交換部にアルカリ剤を添加し、無機酸及び有機酸が塩となって溶出した無機系主体廃棄物を含む溶液に、硫酸を添加してｐＨ調製し、酸化処理槽に所定量を溜めた後、前記酸化処理槽に有機物酸化剤を添加し、無機系主体廃棄物を含む溶液中に残存する有機系廃棄物を酸化処理し、更に除去することを特徴とする廃棄物処理方法。

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