JP2010207727A - Apparatus and method for purifying gas - Google Patents

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JP2010207727A JP2009056808A JP2009056808A JP2010207727A JP 2010207727 A JP2010207727 A JP 2010207727A JP 2009056808 A JP2009056808 A JP 2009056808A JP 2009056808 A JP2009056808 A JP 2009056808A JP 2010207727 A JP2010207727 A JP 2010207727A
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Naoyuki Uejima
直幸 上島
Naoki Ogawa
尚樹 小川
涼吉 ▲濱▼口
Ryokichi Hamaguchi
Toru Eito
徹 栄藤
Takao Tanaka
崇雄 田中
Ichiro Watanabe
一郎 渡邉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact-sized apparatus for purifying a gas having an improved capability of concentrating CO<SB>2</SB>, and a method of purifying a gas. <P>SOLUTION: The apparatus 10 for purifying a gas includes a first static mixer 13-1 that mixes a beer-fermentation gas 11A comprising CO<SB>2</SB>and air with absorption water 12 to separate the CO<SB>2</SB>from the beer-fermentation gas 11A, a first absorption column 14-1 that causes a beer-fermentation gas 11B to further contact the absorption water 12 to separate the air and CO<SB>2</SB>, a first stripping column 15-1 that releases the CO<SB>2</SB>in the absorption water 12, a second static mixer 13-2 that further mixes the CO<SB>2</SB>gas 16A released from the first stripping column 15-1 with the absorption water 12 to separate the CO<SB>2</SB>from the CO<SB>2</SB>gas 16A, a second absorption column 14-2 that separates the CO<SB>2</SB>gas 16B into air and CO<SB>2</SB>, and a second stripping column 15-2 that releases the CO<SB>2</SB>in the absorption water 12. By releasing the CO<SB>2</SB>absorbed again in the absorption water 12, a CO<SB>2</SB>gas 16C wherein the CO<SB>2</SB>is further concentrated to a higher concentration can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばビール生産工程で発生するビール発酵ガスから高純度に濃縮した二酸化炭素(CO2)を精製するガス精製装置及びガス精製方法に関する。 The present invention relates to a gas purification apparatus and a gas purification method for purifying carbon dioxide (CO 2 ) concentrated to a high purity from beer fermentation gas generated in a beer production process, for example.

下水処理場、食品工場、ビール製造工場、家畜の飼育場等で生じる有機系廃棄物、例えば、汚泥、生ごみ、し尿等を、タンク内などで嫌気処理が行われ、発酵させることによって生物学的に処理すると、メタン(CH4)、CO2、硫化水素(H2S)等からなるメタン発酵ガス(消化ガス)が発生する。この消化ガスの主成分はCO2とCH4であるが、CH4を例えば60%程度、CO2を例えば30〜40%程度含有し、その他、H2S等を含んでいる。近年、かかる消化ガスなどバイオ発酵して生成されたガスをエネルギー源として有効利用することが検討されている。 Biologically, organic waste generated in sewage treatment plants, food factories, beer factories, livestock farms, etc., such as sludge, garbage, human waste, etc., is anaerobically treated in a tank and fermented. When the treatment is performed, methane fermentation gas (digestion gas) composed of methane (CH 4 ), CO 2 , hydrogen sulfide (H 2 S), etc. is generated. The main components of this digestion gas are CO 2 and CH 4 , which contains CH 4, for example, about 60%, CO 2, for example, about 30-40%, and also contains H 2 S and the like. In recent years, it has been studied to effectively use a gas produced by biofermentation such as digestion gas as an energy source.

また、ビール生産工程において発酵タンクからバイオ発酵して生成されたビール発酵ガスには、主成分としてCO2と空気が含有されている。このビール発酵ガスからCO2を分離して取り出して濃縮する方法として、例えば、アミン系の吸収液にCO2を吸収させ、吸収液に溶解させたCO2を回収し、精製する化学吸収法を用いたガス精製装置を採用することが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。 In addition, beer fermentation gas produced by biofermentation from a fermentation tank in the beer production process contains CO 2 and air as main components. As a method for concentrating removed by separating the CO 2 from the beer fermentation gas, for example, to absorb CO 2 absorption liquid amine, the CO 2 dissolved in the absorption liquid is collected and chemical absorption method of purifying It has been proposed to employ the gas purification apparatus used (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

また、CO2を分離する方法としては、アミン系の吸収液を用いた化学吸収法の他に、高圧下で水等にCO2を吸収する物理吸収法、ゼオライト等の吸着剤を用いた吸着法などがある。 As a method for separating CO 2 , in addition to a chemical absorption method using an amine-based absorption liquid, a physical absorption method in which CO 2 is absorbed in water or the like under high pressure, an adsorption using an adsorbent such as zeolite. There are laws.

特開平10−15334号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-15334 特開2006−299105号公報JP 2006-299105 A

ここで、例えばビール生産工程の発酵タンクから排出されるガスは、発酵後半では、CO2濃度が高いためCO2を回収して精製されるが、発酵前半では、CO2濃度が低いため、CO2は回収されずに大気中に排出されている。このCO2濃度が低いガスについてもCO2を濃縮することにより既存のCO2精製装置を用いてCO2の精製、再利用を図ることが可能となる。 Here, for example, the gas discharged from the fermentation tank beer production process, in the second half fermentation, although the CO 2 concentration is purified of CO 2 is recovered due to the high, the fermentation early, because the CO 2 concentration is low, CO 2 is discharged into the atmosphere without being recovered. Purification of CO 2 The CO 2 concentration using the existing CO 2 purification apparatus by concentrating the CO 2 also low gas, it is possible to achieve the reuse.

しかしながら、発酵タンクから排出される発酵ガスを精製し、再利用するためには、濃縮したCO2濃度を例えば99.5%以上と非常に高い純度でのCO2の分離、濃縮性能が要求される、という問題がある。 However, in order to purify and reuse the fermentation gas discharged from the fermentation tank, it is necessary to separate and concentrate CO 2 with a very high purity, for example, a concentrated CO 2 concentration of 99.5% or more. There is a problem that.

また、物理吸収法では、発酵ガス中に含まれているCO2を吸収塔で水吸収によって除去するため、吸収塔の塔高を高くするなど装置を大型化する必要があり、また、化学吸収法は中小規模のガス処理には不向きであり、経済性等が悪い、という問題がある。 In addition, in the physical absorption method, CO 2 contained in the fermentation gas is removed by water absorption in the absorption tower, so it is necessary to increase the size of the apparatus such as increasing the height of the absorption tower, and chemical absorption. The law is not suitable for small and medium-sized gas processing, and there is a problem that the economy is not good.

更に、吸着法では、CO2濃度を例えば99.5%以上の高純度にまで濃縮することが困難、という問題がある。 Furthermore, the adsorption method has a problem that it is difficult to concentrate the CO 2 concentration to a high purity of, for example, 99.5% or more.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、CO2の濃縮性能を向上させると共に、小型化を図ったガス精製装置及びガス精製方法を提供することを課題とする。 The present invention was made in view of the above problems, it improves the concentration performance of the CO 2, and to provide a gas purifier and a gas purification method downsized.

上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、水への溶解度がCO2より小さいガス成分と、CO2とを含有するCO2含有ガスを吸収水に混合し、前記吸収水中にCO2を溶解させ、前記CO2含有ガスからCO2を分離する第1の混合手段と、前記第1の混合手段により前記吸収水と混合した後のCO2含有ガスを更に吸収水と接触させて前記CO2含有ガス中のCO2を前記吸収水に溶解させ、前記水への溶解度がCO2より小さいガス成分とCO2とを分離する第1の吸収塔との何れか一方又は両方と、前記第1の吸収塔で前記CO2含有ガス中のCO2を吸収した吸収水中のCO2を放散する第1の放散塔と、前記第1の放散塔から放散されたCO2ガスを更に吸収水に混合し、前記吸収水中にCO2を溶解させ、前記CO2ガスからCO2を分離する第2の混合手段と、前記第2の混合手段により前記吸収水と混合した後のCO2含有ガスを更に吸収水と接触させて前記CO2含有ガス中のCO2を前記吸収水に溶解させ、前記水への溶解度がCO2より小さいガス成分とCO2とを分離する第2の吸収塔との何れか一方又は両方と、前記第2の混合手段又は前記第2の吸収塔でCO2を吸収した前記吸収水中のCO2を放散する第2の放散塔と、を有し、前記第2の放散塔から放散されるCO2ガス中のCO2を高純度とすることを特徴とするガス精製装置にある。 The first aspect of the present invention to solve the above problems, the water solubility of CO 2 is less than the gas component, the CO 2 containing gas containing the CO 2 is mixed with the absorption water, the absorption water the dissolved CO 2, contact a first mixing means for separating the CO 2 from the CO 2 containing gas, and further absorb water CO 2 containing gas after mixing with the absorbent water by the first mixing means is not the CO 2 of the CO 2 containing gas is dissolved in the absorption water, either one or both of the first absorption tower solubility in the water to separate and the CO 2 CO 2 smaller gas component When a first diffusion column to dissipate CO 2 absorption water that has absorbed CO 2 in the CO 2 containing gas in the first absorption tower, the CO 2 gas diffused from the first stripping column further mixed to absorb water, dissolved CO 2 in the absorption water, from the CO 2 gas Said second mixing means, the CO 2 of the second mixture by further contact with the absorption water CO 2 containing gas after mixing with the absorbent water by means the CO 2 containing gas to separate the CO 2 One or both of a second absorption tower which dissolves in water and separates the gas component having a solubility in water smaller than CO 2 and CO 2 , the second mixing means or the second a second diffusion column to dissipate CO 2 of the absorbent water that has absorbed CO 2 in the absorption tower, have, to the CO 2 in the CO 2 gas is dissipated from the second stripping column and high purity It is in the gas purification apparatus characterized by this.

第2の発明は、第1の発明において、前記第1の混合手段と前記第1の吸収塔と前記第1の放散塔とから構成される第1の濃縮装置と、前記第2の混合手段と前記第2の吸収塔と前記第2の放散塔とから構成される第2の濃縮装置との何れか一方または両方の装置を有することを特徴とするガス精製装置にある。   According to a second invention, in the first invention, a first concentrator comprising the first mixing means, the first absorption tower, and the first stripping tower, and the second mixing means. And a second concentrating device composed of the second absorption tower and the second stripping tower, or both of them.

第3の発明は、第1又は2の発明において、前記第1の混合手段及び前記第2の混合手段が、スタティックミキサ又はラインミキサであることを特徴とするガス精製装置にある。   A third invention is the gas purification apparatus according to the first or second invention, wherein the first mixing means and the second mixing means are static mixers or line mixers.

第4の発明は、第1乃至3の何れか一つの発明において、前記第1の吸収塔が、充填層を備えた充填塔、又は棚板を備えた棚段塔であることを特徴とするガス精製装置にある。   According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the first absorption tower is a packed tower provided with a packed bed or a plate tower provided with a shelf board. It is in the gas purifier.

第5の発明は、第1乃至4の何れか一つの発明において、前記第2の吸収塔が、スプレー塔、スクラバー、濡れ壁塔、気泡塔又は気泡攪拌塔の何れか一つであることを特徴とするガス精製装置にある。   According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the second absorption tower is any one of a spray tower, a scrubber, a wet wall tower, a bubble tower, or a bubble stirring tower. It is in the gas purification device that features it.

第6の発明は、第1乃至5の何れか一つの発明において、前記第1の放散塔及び前記第2の放散塔においてCO2が放散された吸収水を前記第1の吸収塔及び前記第2の吸収塔に各々循環させる第1の吸収水循環ライン及び第2の吸収水循環ラインを有することを特徴とするガス精製装置にある。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the absorption water in which CO 2 is diffused in the first diffusion tower and the second diffusion tower is used as the first absorption tower and the second absorption tower. The gas purifier includes a first absorption water circulation line and a second absorption water circulation line that are circulated through the two absorption towers.

第7の発明は、第1及至6の何れか一つの発明において、前記第2の混合手段又は前記第2の吸収塔において、吸収水に吸収されなかった非吸収ガスを前記第1の混合手段又は前記第1の吸収塔の上流側へ返送する非吸収ガス返送ラインを有することを特徴とするガス精製装置にある。   According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, in the second mixing means or the second absorption tower, non-absorbed gas that has not been absorbed by absorbed water is added to the first mixing means. Alternatively, the gas purifier includes a non-absorbing gas return line that returns to the upstream side of the first absorption tower.

第8の発明は、第1乃至7の何れか一つの発明において、前記水への溶解度がCO2より小さいガス成分が、空気、CH4、N2、O2、H2、Heの少なくとも一つを含んでなるものであることを特徴とするガス精製装置にある。 According to an eighth invention, in any one of the first to seventh inventions, the gas component having a solubility in water smaller than CO 2 is at least one of air, CH 4 , N 2 , O 2 , H 2 , and He. The gas purifier is characterized by comprising a gas.

第9の発明は、第1乃至8の何れか一つの発明において、前記CO2含有ガスが、バイオ発酵して生成されたビール発酵ガスであることを特徴とするガス精製装置にある。 A ninth invention is the gas purification apparatus according to any one of the first to eighth inventions, wherein the CO 2 -containing gas is a beer fermentation gas produced by biofermentation.

第10の発明は、第1及至9の何れか一つの発明において、前記第1の吸収塔又は前記第2の吸収塔の何れか一方又は両方において前記CO2含有ガスを前記第1の吸収塔又は前記第2の吸収塔の何れか一方又は両方の塔上部から導入すると共に、CO2を吸収した吸収水を前記第1の吸収塔又は前記第2の吸収塔の何れか一方又は両方の塔底部側から抜出すことを特徴とするガス精製装置にある。 According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, the CO 2 -containing gas is introduced into the first absorption tower in either one or both of the first absorption tower and the second absorption tower. Alternatively, either one of or both of the second absorption towers are introduced from the upper part of both towers, and CO 2 -absorbed water is absorbed in either or both of the first absorption tower or the second absorption tower. The gas purification apparatus is characterized by being extracted from the bottom side.

第11の発明は、水への溶解度がCO2より小さいガス成分と、CO2とを含有するCO2含有ガスを吸収水に混合し、前記吸収水中にCO2を溶解させ、前記CO2含有ガスからCO2を分離する第1の混合工程と、前記吸収水と混合した後のCO2含有ガスを更に吸収水と接触させて前記CO2含有ガス中のCO2を前記吸収水に溶解させ、前記水への溶解度がCO2より小さいガス成分とCO2とを分離する第1のCO2吸収工程との何れか一方又は両方の工程と、前記CO2含有ガス中のCO2を吸収した吸収水中のCO2を放散する第1のCO2ガス放散工程と、前記第1のCO2ガス放散工程により放散されたCO2ガスを更に吸収水に混合し、前記吸収水中にCO2を溶解させ、前記CO2ガスからCO2を分離する第2の混合工程と、前記吸収水と混合した後のCO2含有ガスを更に吸収水と接触させて前記CO2含有ガス中のCO2を前記吸収水に溶解させ、前記水への溶解度がCO2より小さいガス成分とCO2とを分離する第2のCO2吸収工程との何れか一方又は両方の工程と、前記第2のCO2ガス混合工程又は前記第2のCO2吸収工程によりCO2を吸収した前記吸収水中のCO2を放散する第2のCO2ガス放散工程とを含み、前記第2のCO2ガス放散工程から放散されるCO2ガス中のCO2を高純度とすることを特徴とするガス精製方法にある。 An eleventh invention, the water solubility of CO 2 is less than the gas component, the CO 2 containing gas containing the CO 2 mixed with absorbing water, dissolved CO 2 in the absorption water, the CO 2 content a first mixing step of separating CO 2 from gas, dissolved CO 2 in the absorption water mixed with by further contact with the absorption water containing CO 2 gas after the CO 2 containing gas to the absorbing water , solubility in the water is absorbed and either or both of the steps, the CO 2 of the CO 2 containing gas of the first CO 2 absorption step to separate and the CO 2 CO 2 smaller gas component a first CO 2 gas stripping step to dissipate absorbed water CO 2, the first CO 2 mixed with further absorb water dissipated CO 2 gas by the gas stripping step, dissolved CO 2 in the absorption water is a second mixing step of separating CO 2 from the CO 2 gas, wherein Is further contacted with absorbing water CO 2 containing gas after mixing with Osamumizu by dissolving CO 2 in the CO 2 containing gas into the absorbing water, solubility in the water CO 2 is less than the gas component and the CO The absorbed water in which CO 2 is absorbed by the one or both of the second CO 2 absorption step for separating 2 and the second CO 2 gas mixing step or the second CO 2 absorption step. and a second CO 2 gas stripping step to dissipate the CO 2, the gas purification, characterized in that the CO 2 in the CO 2 gas is dissipated from the second CO 2 gas stripping step with high purity Is in the way.

第12の発明は、第11の発明において、前記第1の混合工程と前記第1のCO2吸収工程と前記第1のCO2ガス放散工程とから構成される第1の濃縮工程と、前記第2の混合工程と前記第2のCO2吸収工程と前記第2のCO2ガス放散工程とから構成される第2の濃縮工程との何れか一方または両方の工程を有することを特徴とするガス精製方法にある。 In a twelfth aspect based on the eleventh aspect, the first concentration step comprising the first mixing step, the first CO 2 absorption step, and the first CO 2 gas diffusion step, and having either one or both steps of the second concentration step composed of a second mixing step and the second CO 2 absorption step and the second CO 2 gas stripping step In the gas purification method.

第13の発明は、第11又は12の発明において、前記第1の混合工程及び前記第2の混合工程が、スタティックミキサ又はラインミキサを用いて前記CO2含有ガスを前記吸収水に混合させることを特徴とするガス精製方法にある。 In a thirteenth aspect based on the eleventh or twelfth aspect, the first mixing step and the second mixing step mix the CO 2 -containing gas with the absorbed water using a static mixer or a line mixer. The gas purification method is characterized by the following.

第14の発明は、第11乃至13の何れか一つの発明において、前記第1のCO2吸収工程が、充填層を備えた充填塔、又は棚板を備えた棚段塔を用いることを特徴とするガス精製方法にある。 A fourteenth invention is characterized in that, in any one of the eleventh to thirteenth inventions, the first CO 2 absorption step uses a packed tower provided with a packed bed or a plate tower provided with a shelf board. It is in the gas purification method.

第15の発明は、第11乃至14の何れか一つの発明において、前記第2のCO2吸収工程が、スプレー塔、スクラバー、濡れ壁塔、気泡塔又は気泡攪拌塔の何れか一つを用いることを特徴とするガス精製方法にある。 In a fifteenth aspect based on any one of the eleventh to fourteenth aspects, the second CO 2 absorption step uses any one of a spray tower, a scrubber, a wet wall tower, a bubble tower, or a bubble stirring tower. In the gas purification method characterized by this.

第16の発明は、第11乃至15の何れか一つの発明において、前記第1のCO2ガス放散工程及び前記第2のCO2ガス放散工程においてCO2が放散された吸収水を前記第1のCO2吸収工程及び前記第2のCO2吸収工程において用いる前記吸収水として各々循環させることを特徴とするガス精製方法にある。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in any one of the eleventh to fifteenth aspects, the absorbed water in which CO 2 is diffused in the first CO 2 gas diffusion step and the second CO 2 gas diffusion step is used in the first aspect. In the gas purification method, the absorbed water used in the CO 2 absorption step and the second CO 2 absorption step is circulated.

第17の発明は、第11及至16の何れか一つの発明において、前記第2の混合手段又は前記第2の吸収塔において、吸収水に吸収されなかった非吸収ガスを前記第1の混合手段又は前記第1の吸収塔の上流側へ返送して再度、処理することを特徴とするガス精製方法にある。   According to a seventeenth aspect of the present invention, in any one of the eleventh to sixteenth aspects of the present invention, in the second mixing means or the second absorption tower, non-absorbed gas that has not been absorbed by absorbed water is removed from the first mixing means. Alternatively, the gas purification method is characterized by returning to the upstream side of the first absorption tower and processing again.

第18の発明は、第11乃至17の何れか一つの発明において、前記水への溶解度がCO2より小さいガス成分が、空気、CH4、N2、O2、H2、Heの少なくとも一つを含んでなるものであることを特徴とするガス精製方法にある。 According to an eighteenth aspect of the present invention, in any one of the eleventh to seventeenth aspects, the gas component whose solubility in water is smaller than CO 2 is at least one of air, CH 4 , N 2 , O 2 , H 2 , and He. The gas purification method is characterized by comprising a gas.

第19の発明は、第11乃至18の何れか一つの発明において、前記CO2含有ガスが、バイオ発酵して生成されたビール発酵ガスであることを特徴とするガス精製方法にある。 A nineteenth invention is the gas purification method according to any one of the eleventh to eighteenth inventions, wherein the CO 2 -containing gas is a beer fermentation gas produced by biofermentation.

第20の発明は、第11及至19の何れか一つの発明において、前記第1のCO2吸収工程又は第2のCO2吸収工程の何れか一方又は両方において前記CO2含有ガスを吸収塔の塔上部から導入すると共に、CO2を吸収した吸収水を前記吸収塔の塔底部側から抜出すことを特徴とするガス精製方法にある。 In a twentieth aspect of the present invention, in any one of the eleventh to nineteenth aspects, the CO 2 -containing gas is removed from the absorption tower in one or both of the first CO 2 absorption step and the second CO 2 absorption step. The gas purification method is characterized in that it is introduced from the top of the tower and the absorbed water having absorbed CO 2 is extracted from the tower bottom side of the absorption tower.

本実施例に係るガス精製装置によれば、第1の混合手段及び第1の吸収塔と、第1の放散塔とにおいて、水への溶解度がCO2より小さいガス成分と、CO2とを含有するCO2含有ガス中のCO2を吸収水中に吸収し、前記吸収水中に吸収したCO2を放散することで、回収されたCO2ガス中のCO2濃度を高くすることができる。そして、第2の混合手段、第2の吸収塔の何れか一方または両方と、第2の放散塔において、回収されたCO2ガスを、再度、吸収水中に吸収することで、前記吸収水中にはCO2を更に高濃度に濃縮して吸収することができる。この吸収水中に吸収されたCO2を再度、放散することで、更に高濃度に濃縮された高純度のCO2ガスを得ることができる。よって、本発明に係るガス精製装置を用いることで、前記CO2含有ガス中のCO2を2段濃縮し、高純度のCO2ガスを回収することができる。 According to the gas purification system according to the present embodiment, a first mixing means and the first absorption tower, in a first stripping column, and the solubility in water CO 2 smaller gas component, and a CO 2 of CO 2 CO 2 containing gas containing absorbed into absorbing water, by dissipating the CO 2 absorbed into the absorbing water, it is possible to increase the CO 2 concentration of CO 2 in the gas recovered. Then, the second mixing means, and either or both of the second absorption tower, in the second stripping column, the recovered CO 2 gas, again, to absorb the absorbed water, the absorbed water Can absorb CO 2 at a higher concentration. By releasing again the CO 2 absorbed in the absorbed water, a high-purity CO 2 gas concentrated to a higher concentration can be obtained. Therefore, by using the gas purifier according to the present invention, the CO 2 and CO 2 containing gas and two-stage concentrating, it is possible to recover high purity CO 2 gas.

また、本実施例に係るガス精製装置は、少なくとも第1の混合手段を設け、前記第1の混合手段と前記第1の吸収塔とを組み合わせたハイブリッド吸収システムとするものである。よって、前記第1の吸収塔には予め吸収水にCO2含有ガス中の一部のCO2を溶解させ、吸収水と混合した後のCO2含有ガスを供給することで、前記第1の吸収塔内において前記CO2含有ガス中のCO2の吸収水への吸収負荷を軽減することができるため、前記第1の吸収塔の塔高を従来よりも低くすることができ、装置の小型化を図ることができる。 Moreover, the gas purification apparatus according to the present embodiment is a hybrid absorption system in which at least a first mixing unit is provided and the first mixing unit and the first absorption tower are combined. Therefore, a part of CO 2 in the CO 2 -containing gas is dissolved in the absorption water in advance in the first absorption tower, and the first absorption tower is mixed with the absorption water to supply the CO 2 -containing gas. Since the absorption load on the absorption water of CO 2 in the CO 2 -containing gas in the CO 2 -containing gas can be reduced in the absorption tower, the tower height of the first absorption tower can be made lower than before, and the size of the apparatus can be reduced. Can be achieved.

図1は、本発明の実施例に係るガス精製装置の構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a gas purification apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施例に係るガス精製装置の他の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing another configuration of the gas purification apparatus according to the embodiment of the present invention.

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、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
図1に示すように、本発明の実施例に係るガス精製装置10は、CO2と空気を含有するビール発酵ガス11Aを吸収水12に混合し、吸収水12中にCO2を溶解させ、ビール発酵ガス11AからCO2を分離する第1のスタティックミキサ(第1の混合手段)13−1と、第1のスタティックミキサ13−1により吸収水12と混合した後のビール発酵ガス11Bを更に吸収水12と接触させてビール発酵ガス11B中のCO2を吸収水12に溶解させ、空気とCO2とを分離する第1の吸収塔14−1と、第1の吸収塔14−1でCO2を吸収した吸収水12中のCO2を放散する第1の放散塔15−1と、第1の放散塔15−1から放散されたCO2ガス16Aを更に吸収水12に混合し、吸収水12中にCO2を溶解させ、CO2ガス16AからCO2を分離する第2のスタティックミキサ(第2の混合手段)13−2と、第1の放散塔15−1から放散されたCO2ガス16を吸収水12と接触させてCO2ガス16A中のCO2を吸収水12に溶解させ、吸収水12に吸収されなかった空気とCO2とを分離する第2の吸収塔14−2と、第2の吸収塔14−2でCO2を吸収した吸収水12中のCO2を放散する第2の放散塔15−2と、を有するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range.
As shown in FIG. 1, the gas purification apparatus 10 according to the embodiment of the present invention mixes beer fermentation gas 11A containing CO 2 and air with absorbed water 12, dissolves CO 2 in the absorbed water 12, A first static mixer (first mixing means) 13-1 that separates CO 2 from the beer fermentation gas 11 A, and the beer fermentation gas 11 B after being mixed with the absorbed water 12 by the first static mixer 13-1 are further added. in contact with the absorbing water 12 dissolved CO 2 in the beer fermentation gases 11B to absorb water 12, the first absorption tower 14-1 for separating the air and CO 2, in the first absorption tower 14 - a first diffusion column 15-1 for dissipating CO 2 in the absorption water 12 that has absorbed CO 2, further mixed to absorb water 12 CO 2 gas 16A that is dissipated from the first stripping column 15-1, during the absorption water 12 to dissolve the CO 2, CO 2 gas 1 A second static mixer (second mixing means) 13-2 for separating the CO 2 from A, with the CO 2 gas 16 that is dissipated into contact with the absorbed water 12 from the first stripping column 15-1 CO 2 CO 2 in the gas 16A is dissolved in the absorption water 12, and the second absorption tower 14-2 that separates the CO 2 from the air that has not been absorbed by the absorption water 12, and the second absorption tower 14-2 is used for CO. And a second diffusion tower 15-2 that diffuses CO 2 in the absorption water 12 that has absorbed 2 .

即ち、本発明の実施例に係るガス精製装置10は、第1の濃縮装置Aと、第2の濃縮装置Bとで構成されている。第1の濃縮装置Aは、第1のスタティックミキサ(第1の混合手段)13−1と第1の吸収塔14−1と第1の放散塔15−1とから構成されている。また、第2の濃縮装置Bは、第2のスタティックミキサ(第2の混合手段)13−2と第2の吸収塔14−2と第2の放散塔15−2とから構成されている。   That is, the gas purification apparatus 10 according to the embodiment of the present invention includes the first concentrator A and the second concentrator B. The first concentrator A includes a first static mixer (first mixing means) 13-1, a first absorption tower 14-1, and a first diffusion tower 15-1. The second concentrator B is composed of a second static mixer (second mixing means) 13-2, a second absorption tower 14-2, and a second stripping tower 15-2.

尚、本実施例では、CO2含有ガスとしてビール生産工程においてバイオ発酵して生成されるCO2、空気、を含有するビール発酵ガス11Aを用いて説明する。
また、前記ガス精製装置は、既設のビール生産工程において発酵タンクなどのガス源からバイオ発酵して生成されたビール発酵ガス11Aを回収するために後付で設けられる場合と、新設排ガス源に同時付設される場合とがある。
In the present embodiment, the beer fermentation gas 11A containing CO 2 and air produced by biofermentation in the beer production process as the CO 2 containing gas will be described.
In addition, the gas purification device is provided in the retrofit to recover the beer fermentation gas 11A produced by biofermentation from a gas source such as a fermentation tank in an existing beer production process, and simultaneously with a new exhaust gas source. May be attached.

本実施例に係るガス精製装置10は、生成されたビール発酵ガス11AからCO2を分離し、CO2ガス16Aを生成する第1の濃縮工程Iと、CO2ガス16AのCO2濃度を更に高濃度に濃縮し、CO2ガス16Cを生成する第2の濃縮工程IIとからなる。
また、第1の濃縮工程Iは、ビール発酵ガス11Aを圧縮する第1のガス圧縮工程I−1と、第1のスタティックミキサ13−1で構成される第1の混合工程I−2A及び第1の吸収塔14−1で構成される第1のCO2ガス吸収工程I−2Bとからなる第1の吸収工程I−2と、第1の放散塔15−1からなる第1のCO2ガス放散工程I−3とで構成される。
また、第2の濃縮工程IIは、第1のCO2ガス放散工程I−3から回収されるCO2ガス16Aを圧縮する第2のガス圧縮工程II−1と、第2のスタティックミキサ13−2で構成される第2の混合工程II−2A及び第2の吸収塔14−2で構成される第2のCO2ガス吸収工程II−2Bとからなる第2の吸収工程II−2と、第2の放散塔15−2からなる第2のCO2ガス放散工程II−3とで構成される。
Gas purifier 10 according to this embodiment, the CO 2 is separated from the produced beer fermentation gas 11A, the first concentration step I to produce a CO 2 gas 16A, further the CO 2 concentration of CO 2 gas 16A It consists of a second concentration step II that concentrates to a high concentration and produces CO 2 gas 16C.
In addition, the first concentration step I includes a first mixing step I-2A and a first mixing step I-2A configured by a first gas compression step I-1 for compressing the beer fermentation gas 11A and a first static mixer 13-1. first and absorption step I-2 consisting of a first CO 2 gas absorption step I-2B composed of one of the absorption tower 14-1, first CO 2 of a first stripping column 15-1 It is comprised with the gas diffusion process I-3.
The second concentration step II includes a second gas compression step II-1 for compressing the CO 2 gas 16A recovered from the first CO 2 gas emission step I-3, and a second static mixer 13-. A second absorption step II-2 consisting of a second mixing step II-2A constituted by 2 and a second CO 2 gas absorption step II-2B constituted by the second absorption tower 14-2; composed of the second CO 2 gas stripping step II-3 of a second stripping column 15-2.

(第1の濃縮工程I)
第1の濃縮工程Iは、上述のように、第1のガス圧縮工程I−1、第1の吸収工程I−2及び第1のCO2ガス放散工程I−3とからなる。
(First concentration step I)
As described above, the first concentration step I includes the first gas compression step I-1, the first absorption step I-2, and the first CO 2 gas diffusion step I-3.

(第1のガス圧縮工程I−1)
ビール発酵ガス11Aは、例えばビール生産工程においてバイオ発酵して生成され、主成分として空気、CO2等を含有している。ビール生産工程において排出される空気、CO2を含有するビール発酵ガス11Aはガスフィルタ(デミスタ組込型)22に送られ、除塵及びミスト除去された後、ガス圧縮機23−1に導入され、ガス圧縮機23−1により昇圧される。昇圧されたビール発酵ガス11Aはガスクーラ24−1に送られ、冷却水により冷却された後、第1のスタティックミキサ13−1に送給される。
(First gas compression step I-1)
Beer Fermentation gas 11A is generated, for example by bio-fermentation in the beer production process, air containing CO 2 or the like as a main component. The beer fermentation gas 11A containing air and CO 2 discharged in the beer production process is sent to a gas filter (demister built-in type) 22, and after dust removal and mist removal, it is introduced into the gas compressor 23-1, The pressure is increased by the gas compressor 23-1. The pressurized beer fermentation gas 11A is sent to the gas cooler 24-1, cooled by cooling water, and then fed to the first static mixer 13-1.

ガス圧縮機23−1としてはレシプロ式等が使用される。ガス圧力検出器25−1においてビール発酵ガス11Aの圧力を検出し、還流通路26−1に設けた開閉弁V1の開閉を調整することによりガス圧縮機23−1の出口のビール発酵ガス11Aの一部をガス圧縮機23−1の入口に還流させる。ビール発酵ガス11Aの一部を還流させることで、ビール発酵ガス11Aの流量変動に対応して制御することができる。また、開閉弁V2は、ガス精製装置10の停止時などに第1のスタティックミキサ13−1へのビール発酵ガス11Aの供給を遮断する弁である。   A reciprocating type or the like is used as the gas compressor 23-1. The pressure of the beer fermentation gas 11A is detected by the gas pressure detector 25-1, and the opening and closing of the on-off valve V1 provided in the reflux passage 26-1 is adjusted to thereby adjust the beer fermentation gas 11A at the outlet of the gas compressor 23-1. A part is refluxed to the inlet of the gas compressor 23-1. By recirculating a part of the beer fermentation gas 11A, the beer fermentation gas 11A can be controlled in accordance with the flow rate fluctuation. The on-off valve V2 is a valve that shuts off the supply of the beer fermentation gas 11A to the first static mixer 13-1 when the gas purification apparatus 10 is stopped.

(第1の吸収工程I−2)
第1の吸収工程I−2は、上述の通り、第1のスタティックミキサ13−1で構成される第1の混合工程I−2Aと、吸収塔14で構成されるCO2ガス吸収工程I−2Bとで構成されている。
第1のスタティックミキサ13−1では、ビール発酵ガス11A中のCO2を選択的に吸収水12に溶解して分離する。この第1のスタティックミキサ13−1での操作圧力を高くするほどCO2の溶解度は高くなり、CO2の吸収効率は上がるが、操作圧力が高くなるとガス圧縮機23−1の電力使用量が上昇して運転コストが高くなるため、例えば0.6MPaG以下の圧力まで、ガス圧縮機23−1で加圧している。そのため、ガス圧縮機23−1で加圧されたビール発酵ガス11Aは昇温するため、ガスクーラ24−1で常温まで冷却した後、第1のスタティックミキサ13−1に送給するようにしている。
(First absorption step I-2)
As described above, the first absorption process I-2 includes the first mixing process I-2A configured by the first static mixer 13-1 and the CO 2 gas absorption process I- configured by the absorption tower 14. 2B.
In the first static mixer 13-1, CO 2 in the beer fermentation gas 11A is selectively dissolved in the absorption water 12 and separated. The higher the operating pressure in the first static mixer 13-1, the higher the CO 2 solubility and the higher the CO 2 absorption efficiency. However, when the operating pressure increases, the power consumption of the gas compressor 23-1 increases. Since it rises and the operating cost increases, for example, the gas compressor 23-1 is pressurized to a pressure of 0.6 MPaG or less. Therefore, since the beer fermentation gas 11A pressurized by the gas compressor 23-1 rises in temperature, the beer fermentation gas 11A is cooled to room temperature by the gas cooler 24-1, and then fed to the first static mixer 13-1. .

ビール発酵ガス11A中のCO2は、後述のように、第1のスタティックミキサ13−1及び第1の吸収塔14−1において吸収水12中に吸収するようにしている。第1のスタティックミキサ13−1及び第1の吸収塔14−1において吸収水12中にCO2を吸収するCO2吸収工程では、圧力の高い条件下で、CO2を吸収水12中に吸収するようにしている。 As will be described later, CO 2 in the beer fermentation gas 11A is absorbed into the absorbed water 12 in the first static mixer 13-1 and the first absorption tower 14-1. The CO 2 absorption step for absorbing the CO 2 in the absorbing water 12 in the first static mixer 13-1 and the first absorption column 14-1, a high pressure conditions, the absorption of CO 2 in the absorbing water 12 Like to do.

ここで、表1はガス成分について溶解度を示したものである。また、この表1は、圧力1atmで濃度100%の場合の各気体の溶解度を示したものである。水に対する溶解度は、ガス成分、温度、及び各々のガスの分圧により異なるが、表1に示すように、溶解度は温度が低くなるほど大きい。また、溶解度はガス分圧に比例し、ガス分圧が高くなるほど大きくなる。表1では、一例としてCO2、CH4、N2及びO2の溶解度を示しているが、CO2は、CH4、N2、O2、H2、Heなど他のガス成分よりも水に対する溶解度が1桁以上大きい。 Here, Table 1 shows the solubility of the gas component. Table 1 shows the solubility of each gas when the pressure is 1 atm and the concentration is 100%. The solubility in water varies depending on the gas component, temperature, and partial pressure of each gas, but as shown in Table 1, the solubility increases as the temperature decreases. The solubility is proportional to the gas partial pressure, and increases as the gas partial pressure increases. In Table 1, the solubility of CO 2 , CH 4 , N 2 and O 2 is shown as an example, but CO 2 is more water than other gas components such as CH 4 , N 2 , O 2 , H 2 and He. Solubility in

Figure 2010207727
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よって、ビール発酵ガス11Aを吸収水12に気液接触させると、CO2の溶解量がCH4、N2、O2、H2、Heなど他のガス成分の溶解量よりも大きいため、CO2をCH4、N2、O2、H2、Heなど他のガス成分と分離することができる。従って、第1の吸収工程を第1のスタティックミキサ13−1等の簡易吸収設備と第1の吸収塔14−1とを組み合わせたハイブリッド方式とすることにより、スタティックミキサ又は吸収塔の何れか一方のみを用いる場合に比べてビール発酵ガス11A中のCO2を吸収水12中に効率よく吸収することができる。 Therefore, when the beer fermentation gas 11A is brought into gas-liquid contact with the absorption water 12, the dissolved amount of CO 2 is larger than the dissolved amount of other gas components such as CH 4 , N 2 , O 2 , H 2 and He. 2 can be separated from other gas components such as CH 4 , N 2 , O 2 , H 2 , and He. Therefore, either the static mixer or the absorption tower is obtained by adopting a hybrid system in which the first absorption process is a combination of the simple absorption equipment such as the first static mixer 13-1 and the first absorption tower 14-1. CO 2 in the beer fermentation gas 11A can be efficiently absorbed in the absorbed water 12 as compared with the case where only the slag is used.

また、後述するように、第2のスタティックミキサ13−2及び第2の吸収塔14−2からなる第2の吸収工程II−2は、第1のスタティックミキサ13−1及び第1の吸収塔14−1からなる第1の吸収工程I−2よりもCO2の吸収水12への吸収効率を低くしている。吸収水12中にCO2を吸収すると、吸収水12のpHが下がり、逆に吸収水12中にCO2を吸収し難くなる。また、吸収水12中にCO2を吸収することができても他のガス成分も同時に吸収されると、吸収水12中から放散されるガス中には、CO2以外に他のガス成分も多く含有されることになるため、第2の放散塔15−2から回収されるCO2ガス16C中のCO2の純度が低くなる。すなわち、第2の吸収工程においてCO2の吸収効率を第1の吸収工程よりも小さくすることで、吸収水12中のpHの低下を抑えることができるため、CO2と他のガス成分との水への溶解度の差によりCO2を効率よく吸収水12中に吸収させることができる。 Moreover, as will be described later, the second absorption step II-2 including the second static mixer 13-2 and the second absorption tower 14-2 includes the first static mixer 13-1 and the first absorption tower. The absorption efficiency of CO 2 into the absorption water 12 is lower than that of the first absorption step I-2 made of 14-1. When CO 2 is absorbed into the absorption water 12, the pH of the absorption water 12 decreases, and conversely, it becomes difficult to absorb CO 2 into the absorption water 12. Also, if other gas components be able to absorb the CO 2 in the absorbing water 12 is absorbed at the same time, the gas to be dissipated from the absorbing water 12, other gas components other than CO 2 since that is to be contained many, the purity of the CO 2 in the CO 2 gas 16C recovered from the second stripping column 15-2 is lowered. That is, since the decrease in pH in the absorbed water 12 can be suppressed by making the absorption efficiency of CO 2 smaller in the second absorption step than in the first absorption step, the CO 2 and other gas components Due to the difference in solubility in water, CO 2 can be efficiently absorbed in the absorbed water 12.

よって、第1のスタティックミキサ13−1及び第1の吸収塔14−1からなる第1の吸収工程では、後述するように、ビール発酵ガス11Aを吸収水12中に高効率で吸収するようにしている。そして、第2のスタティックミキサ13−2及び第2の吸収塔14−2からなる第2の吸収工程II−2では、前記第1の吸収工程I−2におけるCO2の吸収水12への吸収効率よりもCO2の吸収水12への吸収効率を低くしている。この結果、第2の吸収工程II−2では、CO2ガス16A中に含まれるCO2を優先的に吸収させることができ、吸収水12中に吸収したCO2を再度放散することで、高濃度に濃縮され、高純度化したCO2ガス16Cを得ることができる。 Therefore, in the first absorption process including the first static mixer 13-1 and the first absorption tower 14-1, the beer fermentation gas 11A is absorbed into the absorption water 12 with high efficiency, as will be described later. ing. The second in absorption step II-2 consisting of a second static mixer 13-2 and the second absorption tower 14-2, absorption into the absorption water 12 of CO 2 in the first absorption step I-2 The absorption efficiency of CO 2 into the absorption water 12 is lower than the efficiency. As a result, in the second absorption step II-2, the CO 2 contained in the CO 2 gas 16A can be preferentially absorbed, by dissipating the CO 2 absorbed into the absorbing water 12 again, a high The concentrated CO 2 gas 16C can be obtained by concentration to a concentration.

(第1の混合工程I−2A)
第1のスタティックミキサ13−1に送給されたビール発酵ガス11Aは、第1のスタティックミキサ13−1において、ビール発酵ガス11Aは本体13a内に供給される吸収水12と混合される。
第1のスタティックミキサ13−1は、駆動部のない静止型混合器で、ビール発酵ガス11Aと吸収水12を送入すると管内に内蔵したエレメントの撹拌効果により、気泡を微細化して吸収水12中に均一分散することができる。吸収水12とビール発酵ガス11Aを第1のスタティックミキサ13−1に送入し、第1のスタティックミキサ13−1の本体13a内において、ビール発酵ガス11Aと吸収水12とを激しく気液接触させることで、ビール発酵ガス11A中のCO2の一部を吸収水12に吸収させることができ、ビール発酵ガス11AからCO2の一部を除去することができる。
(First mixing step I-2A)
The beer fermentation gas 11A fed to the first static mixer 13-1 is mixed with the absorbed water 12 supplied into the main body 13a in the first static mixer 13-1.
The first static mixer 13-1 is a static mixer without a drive unit. When the beer fermentation gas 11 </ b> A and the absorption water 12 are fed, the bubbles are refined by the stirring effect of the element built in the pipe, and the absorption water 12. It can be uniformly dispersed in. Absorbed water 12 and beer fermentation gas 11A are fed into first static mixer 13-1, and beer fermentation gas 11A and absorbed water 12 are vigorously gas-liquid contacted within main body 13a of first static mixer 13-1. As a result, a part of CO 2 in the beer fermentation gas 11A can be absorbed by the absorption water 12, and a part of the CO 2 can be removed from the beer fermentation gas 11A.

また、吸収水12の温度が低いほどCO2の溶解度が高くなるため、吸収には吸収水クーラ27−1で冷却した10℃から20℃程度の低温の吸収水12を第1の吸収塔14−1に送給する吸収水循環ライン28−1から分岐した第一の吸収水抜出しライン29−1を介して第1のスタティックミキサ13−1へ供給する。 In addition, since the solubility of CO 2 increases as the temperature of the absorption water 12 decreases, the absorption water 12 having a low temperature of about 10 ° C. to 20 ° C. cooled by the absorption water cooler 27-1 is used for absorption in the first absorption tower 14. -1 is supplied to the first static mixer 13-1 via the first absorbed water extraction line 29-1 branched from the absorbed water circulation line 28-1.

また、本実施例に係るガス精製装置10においては、混合手段として第1のスタティックミキサ13−1を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、簡易吸収設備としてラインミキサ、ベンチュリスクラバなど他の形式のものも適用することができる。これらの簡易吸収設備を用いてビール発酵ガス11Aと吸収水12とを混合し、吸収水12中にCO2を溶解させ、ビール発酵ガス11A中のCO2と、空気など他のガス成分とを分離することができるものであれば同様に用いることができる。 Moreover, in the gas purification apparatus 10 which concerns on a present Example, although the 1st static mixer 13-1 is used as a mixing means, this invention is not limited to this, A line mixer as a simple absorption equipment, Other types such as a venturi scrubber can also be applied. Using these simple absorption equipment by mixing beer fermentation gas 11A and absorbing water 12, dissolved CO 2 in the absorbent solution 12, and CO 2 in the beer fermentation gas 11A, and the other gas components such as air Any material that can be separated can be used similarly.

第1のスタティックミキサ13−1は、コンパクトで、かつ効率良くビール発酵ガス11A中のCO2を吸収することができるが、第1のスタティックミキサ13−1のみではビール発酵ガス11A中のCO2を完全に吸収することは困難であるため、第1のスタティックミキサ13−1から排出されるビール発酵ガス11B中には、CO2が一部残留する。 The first static mixer 13-1 is compact, and it is possible to efficiently absorb the CO 2 in the beer fermentation gas 11A, CO in the only first static mixer 13-1 beer fermentation gas 11A 2 Since it is difficult to completely absorb the CO 2 , a part of CO 2 remains in the beer fermentation gas 11B discharged from the first static mixer 13-1.

(第1のCO2吸収工程I−2B)
第1のスタティックミキサ13−1でCO2が一部除去された後のビール発酵ガス11Bは、第1の吸収塔14−1に送給される。第1の吸収塔14−1の塔頂部31−1から吸収水12が供給され、第1の吸収塔14−1内の水洗部14Aで塔底から導入されるビール発酵ガス11Bとノズル32−1から供給される吸収水12とが気液接触して、ビール発酵ガス11B中に残留したCO2をほぼ完全に吸収水12に吸収することができ、第1の吸収塔14−1の塔頂部31−1に至るころには、ビール発酵ガス11B中に残留するCO2を除去することができる。
(First CO 2 absorption step I-2B)
The beer fermentation gas 11B from which CO 2 has been partially removed by the first static mixer 13-1 is fed to the first absorption tower 14-1. Absorbed water 12 is supplied from the tower top portion 31-1 of the first absorption tower 14-1, and the beer fermentation gas 11B and nozzle 32- The absorption water 12 supplied from 1 is brought into gas-liquid contact, so that CO 2 remaining in the beer fermentation gas 11B can be almost completely absorbed into the absorption water 12, and the tower of the first absorption tower 14-1 Around the top portion 31-1, CO 2 remaining in the beer fermentation gas 11B can be removed.

また、本実施例では、第1の吸収塔14−1においてビール発酵ガス11Bが塔底部34−1側から塔頂部31−1側に向かって流れるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1の吸収塔14−1においてビール発酵ガス11Bを第1の吸収塔14−1の塔上部側近傍から導入すると共に、CO2を吸収したリッチ溶液35−1を第1の吸収塔14−1の塔底部34−1側から抜出すようにしてもよい。 In the present embodiment, the beer fermentation gas 11B flows from the tower bottom 34-1 side toward the tower top 31-1 side in the first absorption tower 14-1, but the present invention is limited to this. In the first absorption tower 14-1, the beer fermentation gas 11B is introduced from the vicinity of the upper part of the first absorption tower 14-1, and the rich solution 35-1 that has absorbed CO 2 is used in the first absorption tower 14-1. You may make it extract from the tower bottom part 34-1 side of one absorption tower 14-1.

このため、第1の吸収塔14−1の塔頂部31−1からはほとんどCO2を含まない空気33−1が非吸収ガスとして排出される。 For this reason, the air 33-1 containing almost no CO 2 is discharged as a non-absorbing gas from the top 31-1 of the first absorption tower 14-1.

また、第1の吸収塔14−1には第1のスタティックミキサ13−1において予め吸収水12にビール発酵ガス11A中の一部のCO2を溶解させ、吸収水12と混合した後のビール発酵ガス11Bを供給することで、第1の吸収塔14−1内においてビール発酵ガス11B中に残留するCO2の吸収水12への吸収負荷を軽減することができるため、第1の吸収塔14−1の塔高を従来よりも低くすることができ、装置の小型化を図ることができる。 In the first absorption tower 14-1, beer after a part of CO 2 in the beer fermentation gas 11 A is dissolved in the absorption water 12 in the first static mixer 13-1 and mixed with the absorption water 12. By supplying the fermentation gas 11B, the absorption load on the absorption water 12 of CO 2 remaining in the beer fermentation gas 11B in the first absorption tower 14-1 can be reduced, so the first absorption tower The tower height of 14-1 can be made lower than before, and the apparatus can be downsized.

また、第1の吸収塔14−1内に供給された吸収水12はビール発酵ガス11Bと気液接触してビール発酵ガス11B中に残留するCO2を吸収した後、第1の吸収塔14−1の塔底部34−1でリッチ溶液35−1として回収される。 Further, the absorption water 12 supplied into the first absorption tower 14-1 is in gas-liquid contact with the beer fermentation gas 11B and absorbs CO 2 remaining in the beer fermentation gas 11B, and then the first absorption tower 14 is used. -1 is recovered as a rich solution 35-1 at the bottom 34-1.

また、第1の吸収塔14−1は後述する第2の吸収塔14−2よりもCO2の吸収水12への吸収効率が高いものを用いている。これは、CO2をできるだけ高い効率で回収して第2の吸収工程に供給するためである。本実施例に係るガス精製装置10においては、第1の吸収塔14−1としては充填層を備えた充填塔を採用している。第1の吸収塔14−1に充填塔方式のものを採用することで、第1の吸収塔14−1は後述する第2の吸収塔14−2よりもCO2を吸収水12へ高効率で吸収することができる。また、第2の吸収工程では、前記第1の吸収工程よりもCO2の吸収効率を低くしている。この結果、CO2ガス16A中に含まれるCO2を優先的に吸収させることができ、高濃度に濃縮され、高純度のCO2ガス16Cを得ることができる。 The first absorption tower 14-1 are used as a high absorption efficiency of the absorption water 12 of CO 2 than the second absorption tower 14-2 to be described later. This is because CO 2 is recovered with the highest possible efficiency and supplied to the second absorption step. In the gas purification apparatus 10 according to the present embodiment, a packed tower having a packed bed is employed as the first absorption tower 14-1. By adopting a packed tower system as the first absorption tower 14-1, the first absorption tower 14-1 is more efficient in absorbing CO 2 into the absorption water 12 than the second absorption tower 14-2 described later. Can be absorbed. In the second absorption step, the CO 2 absorption efficiency is lower than that in the first absorption step. As a result, the CO 2 contained in the CO 2 gas 16A can be preferentially absorbed, is highly concentrated, it is possible to obtain a high purity CO 2 gas 16C.

また、第1の吸収塔14−1は、充填塔方式のものの他、第2の吸収塔14−2よりもCO2の吸収水12への吸収効率が高いものであればよく、例えば棚板を備えた棚段塔など他の形式のものを採用するようにしてもよい。 The first absorption tower 14-1, others of packed column type, as long as the high absorption efficiency of the absorption water 12 of CO 2 than the second absorption tower 14-2, for example, shelves Other types such as a shelf tower equipped with the above may be adopted.

また、第1のスタティックミキサ13−1及び第1の吸収塔14−1において安定してCO2を吸収水12に吸収させるため、第1の吸収塔14−1は圧力制御計25−2により開閉弁V3の開閉を調節して一定の圧力に保持するようにする。 Further, in order to stably absorb CO 2 in the absorption water 12 in the first static mixer 13-1 and the first absorption tower 14-1, the first absorption tower 14-1 is controlled by a pressure controller 25-2. The opening and closing of the on-off valve V3 is adjusted to maintain a constant pressure.

また、第1の吸収塔14−1の塔底部34−1には液位調節計36−1が設けられており、液位調節計36−1により塔底部34−1のリッチ溶液35−1の液位が一定となるように開閉弁V4の開閉を調節し、制御する。   Further, a liquid level controller 36-1 is provided in the tower bottom 34-1 of the first absorption tower 14-1, and the rich solution 35-1 in the tower bottom 34-1 is provided by the liquid level controller 36-1. The opening / closing of the on-off valve V4 is adjusted and controlled so that the liquid level becomes constant.

また、塔底部34−1に回収されたリッチ溶液35−1はリッチ溶液送給ライン37−1より抜出されて第1の放散塔15−1の塔頂部38−1から塔内に供給される。   The rich solution 35-1 recovered in the tower bottom 34-1 is extracted from the rich solution feed line 37-1, and is supplied from the tower top 38-1 of the first stripping tower 15-1 into the tower. The

(第1のCO2ガス放散工程I−3)
第1の放散塔15−1の塔頂部38−1からノズル39−1で塔内部に放出されたリッチ溶液35−1は、第1の放散塔15−1の本体15a内で減圧処理してリッチ溶液35−1中に溶解しているCO2をリッチ溶液35−1から除去する。第1の放散塔15−1の本体15a内で第1の吸収塔14−1よりも低い圧力、あるいは大気圧レベルまで減圧する。減圧処理することにより、リッチ溶液35−1中に溶解していたガスが放散するが、CO2の溶解度が他のガス成分より高いため、CO2を主成分とするガスを放散させることができる。
(First CO 2 gas diffusion step I-3)
The rich solution 35-1 discharged from the tower top portion 38-1 of the first diffusion tower 15-1 into the tower by the nozzle 39-1 is subjected to a decompression process in the main body 15a of the first diffusion tower 15-1. The CO 2 dissolved in the rich solution 35-1 is removed from the rich solution 35-1. The pressure in the main body 15a of the first diffusion tower 15-1 is reduced to a pressure lower than that of the first absorption tower 14-1 or an atmospheric pressure level. By vacuum processing will be stripped gas which has been dissolved in the rich solvent 35-1, since the solubility of CO 2 is higher than the other gas components, it can be dissipated gas mainly composed of CO 2 .

よって、第1の放散塔15−1の塔頂部38−1からは塔内においてリッチ溶液35−1から放出され、分離したCO2ガス16Aがガス排出ライン42−1を介して回収される。また、ビール発酵ガス11Bには、主成分としてCO2と空気が含有されているため、第1の放散塔15−1から排出されるCO2ガス16Aに空気を多少含有して排出される。このCO2ガス16Aは、通常、精製・再利用する際の要求純度(例えば、99.5vol%程度)には達しないため、CO2ガス16Aは第2のスタティックミキサ13−2及び第2の吸収塔14−2からなる第2の吸収工程において、CO2ガス16A中のCO2の濃縮操作を行なうことによりCO2ガス16A中の空気など他のガス成分を分離し、更にCO2を高濃度に濃縮することができる。これにより、CO2ガス16Aは、通常、精製・再利用する際の要求純度(例えば、99.5vol%程度)を満たすことができる。 Therefore, the rich solution 35-1 is discharged from the tower top 38-1 of the first diffusion tower 15-1 in the tower, and the separated CO 2 gas 16A is recovered via the gas discharge line 42-1. In addition, since the beer fermentation gas 11B contains CO 2 and air as main components, the CO 2 gas 16A discharged from the first diffusion tower 15-1 contains some air and is discharged. The CO 2 gas 16A is normally required purity of the purification and recycling (e.g., about 99.5 vol%) because it does not reach the, CO 2 gas 16A is the second static mixer 13-2 and the second in the second absorption step consisting absorption column 14-2, separating the other gas components such as air in the CO 2 gas 16A by performing a concentration operation of CO 2 in the CO 2 gas 16A, a higher the CO 2 It can be concentrated to a concentration. Thereby, the CO 2 gas 16A can usually satisfy the required purity (for example, about 99.5 vol%) when purifying and reusing.

リッチ溶液35−1中に溶解しているCO2を除去する方法として、これに限定されるものではなく、リッチ溶液35−1中のCO2ガスを分離し、リッチ溶液35−1からCO2を除去し、吸収水として吸収水12を再生することができるものであればよい。 As a method for removing CO 2 dissolved in the rich solvent 35-1, it is not limited thereto, to separate the CO 2 gas in the rich solvent 35-1, CO 2 from the rich solution 35-1 As long as the water can be removed and the absorbed water 12 can be regenerated as absorbed water.

また、第1の放散塔15−1の内部には液面計測計43−1が設けられており、液面計測計43−1により第1の放散塔15−1内のリッチ溶液35−1の溶液量を測定する。   Further, a liquid level meter 43-1 is provided inside the first diffusion tower 15-1, and the rich solution 35-1 in the first diffusion tower 15-1 is provided by the liquid level meter 43-1. Measure the amount of solution.

また、第1の放散塔15−1でCO2など吸収水12中に溶解したガスを放散し、再生された吸収水12は吸収水ポンプ44−1により吸収水循環ライン28−1に抜出される。そして、抜出された吸収水12は吸収効率を上げるために吸収水クーラ27−1にて冷却水により10℃から20℃程度まで冷却された後、第1の放散塔15−1の上部に供給され、循環使用される。吸収水クーラ27−1の冷媒に用いられる冷却水としては、例えばチリングユニットから供給される冷水などが用いられる。 Further, gas dissolved in the absorption water 12 such as CO 2 is diffused in the first diffusion tower 15-1, and the regenerated absorption water 12 is extracted to the absorption water circulation line 28-1 by the absorption water pump 44-1. . The extracted absorbed water 12 is cooled from about 10 ° C. to about 20 ° C. by cooling water in an absorption water cooler 27-1 in order to increase the absorption efficiency, and is then placed above the first diffusion tower 15-1. Supplied and recycled. As the cooling water used for the refrigerant of the absorption water cooler 27-1, for example, cold water supplied from a chilling unit is used.

また、吸収水クーラ27−1にて冷却された水12の一部は、上述のように第一の吸収水抜出しライン29−1より抜出して第1のスタティックミキサ13−1に送給してビール発酵ガス11A中のCO2を吸収水12に溶解させるために用いる。 Further, a part of the water 12 cooled by the absorption water cooler 27-1 is extracted from the first absorption water extraction line 29-1 and supplied to the first static mixer 13-1 as described above. Used to dissolve CO 2 in the beer fermentation gas 11A in the absorption water 12.

また、吸収水循環ライン28−1には、吸収水12の一部を抜出す第二の吸収水抜出しライン29−2を設け、第1の放散塔15−1には、後述する吸収水循環ライン28−2から抜出した吸収水12を第1の放散塔15−1内に送給する第二の吸収水抜出しライン29−4を設ける。吸収水12は第1の放散塔15−1と吸収水循環ライン28−1とを循環して再利用されるものであるが、ビール発酵ガス11A中には、いろいろな微量の不純物が混入しており、装置内への不純物の蓄積防止、及び吸収水12の水質維持のため、吸収水12を徐々に入替していく必要がある。そのため、第二の吸収水抜出しライン29−2より吸収水12の一部をブロー水46として抜出し、後述のように第二の吸収水抜出しライン29−4より抜出された吸収水12の一部を第1の放散塔15−1内に送給し、第1の放散塔15−1と吸収水循環ライン28−1とに吸収水12を循環させる。   The absorption water circulation line 28-1 is provided with a second absorption water extraction line 29-2 for extracting a part of the absorption water 12, and the first diffusion tower 15-1 has an absorption water circulation line 28 described later. -2 is provided with a second absorption water extraction line 29-4 for feeding the absorption water 12 extracted from -2 into the first diffusion tower 15-1. The absorbed water 12 is recycled through the first diffusion tower 15-1 and the absorbed water circulation line 28-1, but various trace amounts of impurities are mixed in the beer fermentation gas 11A. In order to prevent the accumulation of impurities in the apparatus and to maintain the water quality of the absorbed water 12, it is necessary to gradually replace the absorbed water 12. Therefore, a part of the absorption water 12 is extracted as blow water 46 from the second absorption water extraction line 29-2, and one of the absorption water 12 extracted from the second absorption water extraction line 29-4 as will be described later. The part is fed into the first stripping tower 15-1, and the absorption water 12 is circulated through the first stripping tower 15-1 and the absorption water circulation line 28-1.

また、第二の吸収水抜出しライン29−2には、開閉弁V5を設け、開閉弁V5を調整することにより第二の吸収水抜出しライン29−2よりブロー水46として抜出す吸収水12の液量を調整する。   In addition, the second absorption water extraction line 29-2 is provided with an opening / closing valve V5, and the absorption water 12 extracted as the blow water 46 from the second absorption water extraction line 29-2 by adjusting the opening / closing valve V5. Adjust the liquid volume.

(第2の濃縮工程II)
第2の濃縮工程IIは、上述のような第1の濃縮工程Iと同様の工程であり、第2のガス圧縮工程II−1、第2の吸収工程II−2及び第2のCO2ガス放散工程II−3とからなる。
第2のガス圧縮工程II−1、第2のCO2吸収工程II−2及び第2のCO2ガス放散工程II−3は、上述のような第1のガス圧縮工程I−1、第1の吸収工程I−2及びCO2ガス放散工程I−3と同様の操作を繰り返し行なうものである。
(Second concentration step II)
The second concentration step II is the same as the first concentration step I as described above, and the second gas compression step II-1, the second absorption step II-2, and the second CO 2 gas. It consists of a diffusion process II-3.
The second gas compression step II-1, the second CO 2 absorption step II-2, and the second CO 2 gas emission step II-3 are the first gas compression step I-1 and the first one as described above. The same operations as those in the absorption step I-2 and the CO 2 gas emission step I-3 are repeated.

(第2のガス圧縮工程II−1、第2の吸収工程II−2及び第2のCO2ガス放散工程II−3)
第1の放散塔15−1で減圧して放散されたCO2ガス16Aは、ガス圧縮機23−2で再度加圧して、第2のスタティックミキサ13−2において、CO2ガス16A中のCO2の一部が吸収水12に吸収される。そして、CO2ガス16AからCO2の一部を除去したCO2ガス16Bは、第2の吸収塔14−2においてCO2ガス16B中に残留するCO2を吸収水12中に吸収させることができる。
(Second Gas Compression Step II-1, Second Absorption Step II-2, and Second CO 2 Gas Dissipation Step II-3)
The first CO 2 gas 16A which is dissipated in vacuo at stripping tower 15-1 is pressed again pressurized with a gas compressor 23-2, in the second static mixer 13-2, CO in the CO 2 gas 16A Part of 2 is absorbed by the absorption water 12. The CO 2 gas 16B obtained by removing a part of CO 2 from the CO 2 gas 16A can absorb the CO 2 remaining in the CO 2 gas 16B in the absorption water 12 in the second absorption tower 14-2. it can.

また、第2の吸収塔14−2は第1の吸収塔14−1よりもCO2の吸収水12への吸収効率が低いものを用いている。これは、吸収水12中にCO2を吸収しすぎると、吸収水12のpHが下がり、逆に吸収水12中にCO2を吸収し難くなるためである。また、吸収水12中にCO2を吸収することができても他のガス成分も同時に吸収されると、吸収水12中から放散されるガス中には、CO2以外に他のガス成分も多く含有されるため、第2の放散塔15−2から回収されるCO2ガス16C中のCO2の純度が低くなる。更に、第2の吸収工程においてCO2の吸収効率を第1の吸収工程よりも小さくすると、吸収水12中のpHの低下を抑えることができるため、CO2と他のガス成分との水への溶解度の差によりCO2を効率よく吸収水12中に吸収させることができるためである。 Further, the second absorption tower 14-2 are used as a low absorption efficiency of the absorption water 12 of CO 2 than in the first absorption tower 14-1. This is because, if CO 2 is excessively absorbed in the absorbed water 12, the pH of the absorbed water 12 is lowered, and conversely, it is difficult to absorb CO 2 in the absorbed water 12. Also, if other gas components be able to absorb the CO 2 in the absorbing water 12 is absorbed at the same time, the gas to be dissipated from the absorbing water 12, other gas components other than CO 2 since contained many, the purity of the CO 2 in the CO 2 gas 16C recovered from the second stripping column 15-2 is lowered. Furthermore, if the absorption efficiency of CO 2 in the second absorption step is made smaller than that in the first absorption step, a decrease in pH in the absorbed water 12 can be suppressed, so that the water of CO 2 and other gas components can be reduced. This is because CO 2 can be efficiently absorbed in the absorption water 12 due to the difference in solubility.

本実施例に係るガス精製装置10においては、第2の吸収塔14−2としては、例えばスプレー塔、スクラバー、濡れ壁塔、気泡塔、気泡攪拌塔などの形式のものを採用する。あるいは吸収塔内の吸収圧力を低下させる方式のものを採用する。例えば気泡塔は、気泡塔内に吸収水12を充填して、気泡塔の塔底からビール発酵ガス16Bをガス分散器を用いて小さな気泡にして吹き込み、ビール発酵ガス16Bを気泡塔内の吸収水12中に連続的に気泡群として分散させることにより気液界面積を増大し、気液間の物質移動を行うものであり、気泡が吸収水12中を上昇する間に気液接触を行ってCO2を吸収するものである。そして、充填塔あるいは棚段塔と同様、吸収水12は塔頂部から供給され、塔底部から抜出されて第2の放散塔15−2に送給される。また、気泡塔の構成としては、上記の気泡塔の他に、エアリフト、多段式気泡塔、充填気泡塔、懸濁気泡塔等の形式などもあるが、いずれの形式も使用可能である。また、気泡攪拌塔は、攪拌機を備えた気泡攪拌塔にビール発酵ガス16Bを吹き込み、攪拌翼により小気泡に細分して均一に分散させる形式のものである。 In the gas purification apparatus 10 according to the present embodiment, as the second absorption tower 14-2, for example, a spray tower, a scrubber, a wet wall tower, a bubble tower, a bubble stirring tower, or the like is employed. Or the thing of the system which reduces the absorption pressure in an absorption tower is employ | adopted. For example, in the bubble column, the absorption water 12 is filled in the bubble column, and the beer fermentation gas 16B is blown into small bubbles using a gas disperser from the bottom of the bubble column, and the beer fermentation gas 16B is absorbed in the bubble column. The gas-liquid interfacial area is increased by continuously dispersing the bubbles in the water 12 as a group of bubbles, and mass transfer between the gas and liquid is performed, and gas-liquid contact is performed while the bubbles rise in the absorbed water 12. it is intended to absorb the CO 2 Te. And the absorption water 12 is supplied from the tower top part similarly to a packed tower or a plate tower, is extracted from the tower bottom part, and is sent to the 2nd stripping tower 15-2. In addition to the above-mentioned bubble tower, the bubble tower may be in the form of an air lift, a multistage bubble tower, a packed bubble tower, a suspension bubble tower, or the like, but any form can be used. The bubble stirring tower is of a type in which beer fermentation gas 16B is blown into a bubble stirring tower equipped with a stirrer, and is finely divided into small bubbles by a stirring blade.

第2の吸収塔14−2にスプレー塔、スクラバー、濡れ壁塔、気泡塔、気泡攪拌塔などの形式のものを採用することで、第2の吸収塔14−2は第1の吸収塔14−1よりもCO2の吸収水12への吸収効率を低くすることができ、吸収水12中のpHの低下を抑えることができる。このため、CO2と他のガス成分との水への溶解度の差によりCO2を効率よく吸収水12中に吸収させることができる。 By adopting a spray tower, a scrubber, a wet wall tower, a bubble tower, a bubble stirring tower, or the like for the second absorption tower 14-2, the second absorption tower 14-2 is replaced with the first absorption tower 14-2. The absorption efficiency of CO 2 into the absorbed water 12 can be made lower than −1, and a decrease in pH in the absorbed water 12 can be suppressed. Therefore, it is possible to absorb the CO 2 in efficiently absorbing water 12 by the difference of solubility in water and CO 2 and other gas components.

そして、第2の放散塔15−2においてリッチ溶液35−2中に吸収されているCO2は放散され、CO2ガス16Cとして回収するものである。これにより、第2の放散塔15−2から放散され、高濃度に濃縮された高純度のCO2ガス16Cを得ることができる。 Then, CO 2 absorbed in the rich solution 35-2 in the second diffusion tower 15-2 is diffused and recovered as CO 2 gas 16C. Thereby, it is possible to obtain the high-purity CO 2 gas 16C diffused from the second stripping tower 15-2 and concentrated to a high concentration.

このCO2吸収とCO2ガス放散を行なう操作を2段階で行い、ビール発酵ガス11AからCO2を高濃度に濃縮し、CO2ガス16Cを得る2段濃縮により、第2の放散塔15−2から回収されるCO2ガス16C中のCO2濃度は、第1のスタティックミキサ13−1及び第1の吸収塔14−1によりCO2吸収とCO2ガス放散を行なう1段濃縮よりも更に高くなり、CO2を精製・再利用する際の要求純度(例えば、99.5vol%程度)を満たすことができる。 The operation of performing CO 2 absorption and CO 2 gas diffusion is performed in two stages, and CO 2 is concentrated to a high concentration from the beer fermentation gas 11A to obtain the CO 2 gas 16C. The CO 2 concentration in the CO 2 gas 16C recovered from 2 is further increased than the one-stage concentration in which CO 2 absorption and CO 2 gas diffusion are performed by the first static mixer 13-1 and the first absorption tower 14-1. The required purity (for example, about 99.5 vol%) when purifying and reusing CO 2 can be satisfied.

また、第1の吸収塔14−1及び第2の吸収塔14−2には予め吸収水12中に一部のCO2を溶解させた後のガスを供給し、第1の吸収塔14−1及び第2の吸収塔14−2内においてガス中に残存するCO2を吸収するようにしている。このため、ビール発酵ガス11A又はCO2ガス16A中のCO2の吸収水12への吸収負荷を軽減することができるため、第1の吸収塔14−1及び第2の吸収塔14−2の塔高を従来よりも低くすることができ、装置の小型化を図ることができる。 The first absorption tower 14-1 and the second absorption tower 14-2 are supplied with a gas obtained by dissolving a part of CO 2 in the absorption water 12 in advance, so that the first absorption tower 14- CO 2 remaining in the gas is absorbed in the first and second absorption towers 14-2. Therefore, it is possible to reduce the absorption load to absorb water 12 CO 2 in the beer fermentation gas 11A or CO 2 gas 16A, the first absorption tower 14-1 and the second absorption tower 14-2 The tower height can be made lower than before, and the apparatus can be miniaturized.

また、第2の吸収塔14−2の塔頂部31−2から排出される空気(非吸収ガス)33−2は、ガス組成に応じてそのまま大気中に放出してもよいが、第2の吸収塔14−2においては、CO2ガス16B中のCO2の水12への吸収効率が低いものを用いているため、空気33−2中にはCO2が比較的多く含有されているため、第1のスタティックミキサ13−1より上流側にある第1の濃縮工程(I)のガスフィルタ(デミスタ組込型)21の上流側に非吸収ガス返送ライン49より返送して再度、処理するようにしてもよい。また、第2の吸収塔14−2において、吸収水12に吸収されなかった空気33−2を第1のスタティックミキサ13−1の下流側であって第1の吸収塔14−1の上流側に返送するようにしてもよい。 Further, the air (non-absorbed gas) 33-2 discharged from the tower top 31-2 of the second absorption tower 14-2 may be released as it is into the atmosphere according to the gas composition. In the absorption tower 14-2, since the absorption efficiency of the CO 2 in the CO 2 gas 16B into the water 12 is low, the air 33-2 contains a relatively large amount of CO 2 . Then, return to the upstream side of the gas filter (demister built-in type) 21 in the first concentration step (I) upstream of the first static mixer 13-1 from the non-absorbing gas return line 49 and process again. You may do it. Further, in the second absorption tower 14-2, the air 33-2 that has not been absorbed by the absorption water 12 is located downstream of the first static mixer 13-1 and upstream of the first absorption tower 14-1. You may make it return to.

また、本実施例に係るガス精製装置10においては、第2のスタティックミキサ13−2と第2の吸収塔14−2との両方を設けているため、第2の吸収塔14−2より排出される空気33−2を非吸収ガス返送ライン49を介して第1のスタティックミキサ13−1より上流側に返送するようにしているが、第2の吸収工程が第2のスタティックミキサ13−2のみから構成されている場合、第2のスタティックミキサ13−2から排出される空気を非吸収ガス返送ライン49を介して第1のスタティックミキサ13−1より上流側に返送するようにしてもよい。また、第2のスタティックミキサ13−2から排出される空気を第1のスタティックミキサ13−1の下流側であって第1の吸収塔14−1の上流側に返送するようにしてもよい。   Further, in the gas purification apparatus 10 according to the present embodiment, since both the second static mixer 13-2 and the second absorption tower 14-2 are provided, the exhaust gas is discharged from the second absorption tower 14-2. The air 33-2 is returned to the upstream side of the first static mixer 13-1 via the non-absorbing gas return line 49, but the second absorption step is performed by the second static mixer 13-2. In this case, the air discharged from the second static mixer 13-2 may be returned upstream from the first static mixer 13-1 via the non-absorbing gas return line 49. . Further, the air discharged from the second static mixer 13-2 may be returned to the downstream side of the first static mixer 13-1 and the upstream side of the first absorption tower 14-1.

また、本実施例に係るガス精製装置10においては、第2のガス圧縮工程においてガス圧縮機23−2でCO2ガス16Aを再度加圧するようにしているが、非吸収ガスである空気33−2のガス性状及びCO2ガス16Aのガス性状などの装置性能が要求値を満たす場合には、第2の吸収工程(II−2)の操作圧力を第1の吸収工程(I−2)の操作圧力よりも下げ、第1の放散塔15−1を第2の吸収塔14−2とほぼ同じ圧力で運用するようにしてもよい。これにより、ガス圧縮機23−2の設置を省略することができるため、電力使用量を低減することができる。 In the gas purification apparatus 10 according to the present embodiment, the CO 2 gas 16A is pressurized again by the gas compressor 23-2 in the second gas compression step, but the air 33-, which is a non-absorbing gas, is used. When the apparatus performance such as the gas property of 2 and the gas property of the CO 2 gas 16A satisfies the required values, the operation pressure of the second absorption step (II-2) is set to that of the first absorption step (I-2). The operating pressure may be lowered, and the first diffusion tower 15-1 may be operated at substantially the same pressure as the second absorption tower 14-2. Thereby, since the installation of the gas compressor 23-2 can be omitted, the amount of electric power used can be reduced.

また、本実施例に係るガス精製装置10においては、第2の吸収工程II−2に第2のスタティックミキサ13−2及び第2の吸収塔14−2の両方を用いているが、第2の吸収工程II−2が、それほど高度のCO2の分離性能を要求しない場合には、図2に示すように、第2の吸収工程II−2では、第2のスタティックミキサ13−2等の簡易吸収設備を設置しないで第2の吸収塔14−2のみを設けるようにしてもよい。又は第2の吸収塔14−2を設置しないで第2のスタティックミキサ13−2等の簡易吸収設備のみを設けるようにしてもよい。 Moreover, in the gas purification apparatus 10 according to the present embodiment, both the second static mixer 13-2 and the second absorption tower 14-2 are used in the second absorption step II-2. absorption step II-2 is, when not much require a high degree of CO 2 separation performance, as shown in FIG. 2, in the second absorption step II-2, such as the second static mixer 13-2 You may make it provide only the 2nd absorption tower 14-2, without installing simple absorption equipment. Or you may make it provide only simple absorption equipment, such as the 2nd static mixer 13-2, without installing the 2nd absorption tower 14-2.

また、本実施例では、第2の吸収塔14−2においてCO2ガス16Bが塔底部34−2側から塔頂部31−2側に向かって流れるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第2の吸収塔14−2においてCO2ガス16Bを第2の吸収塔14−2の塔上部側近傍から導入すると共に、CO2を吸収したリッチ溶液35−2を第2の吸収塔14−2の塔底部34−2側から抜出すようにしてもよい。 In the present embodiment, the CO 2 gas 16B flows in the second absorption tower 14-2 from the tower bottom 34-2 side toward the tower top 31-2 side, but the present invention is limited to this. In the second absorption tower 14-2, the CO 2 gas 16B is introduced from the vicinity of the upper portion of the second absorption tower 14-2, and the rich solution 35-2 that has absorbed CO 2 is introduced into the second absorption tower 14-2. You may make it extract from the tower bottom part 34-2 side of the 2nd absorption tower 14-2.

また、本実施例においては、吸収水循環ライン28−2には、吸収水12の一部を抜出す第2の吸収水抜出しライン29−4を設け、第2の放散塔15−2には、水12を第2の放散塔15−2内に送給する吸収水補給ライン48を設ける。吸収水12は第2の放散塔15−2と吸収水循環ライン28−2とを循環して再利用されるものであるが、CO2ガス11A中に、いろいろな微量の不純物が混入していると、装置内への不純物の蓄積防止及び吸収水12の水質維持のため、吸収水12を徐々に入替していく必要がある。そのため、第2の吸収水抜出しライン29−4より吸収水12の一部を抜出し、上述のように、第1の放散塔15−1内に送給する。また、新しい新鮮な吸収水12を補給水47として吸収水補給ライン48より第2の放散塔15−2内に送給し、第2の放散塔15−2と吸収水循環ライン28−2とに吸収水12を循環させる。 In the present embodiment, the absorption water circulation line 28-2 is provided with a second absorption water extraction line 29-4 for extracting a part of the absorption water 12, and the second diffusion tower 15-2 includes An absorption water replenishment line 48 for supplying the water 12 into the second diffusion tower 15-2 is provided. The absorption water 12 is recycled through the second diffusion tower 15-2 and the absorption water circulation line 28-2, but various trace amounts of impurities are mixed in the CO 2 gas 11A. In order to prevent the accumulation of impurities in the apparatus and to maintain the water quality of the absorbed water 12, it is necessary to gradually replace the absorbed water 12. Therefore, a part of the absorption water 12 is extracted from the second absorption water extraction line 29-4 and is fed into the first diffusion tower 15-1 as described above. In addition, fresh fresh absorbed water 12 is supplied as make-up water 47 into the second stripping tower 15-2 from the absorbent water supply line 48, and is supplied to the second stripping tower 15-2 and the absorbed water circulation line 28-2. The absorption water 12 is circulated.

すなわち、第2の放散塔15−2には系外から吸収水12を補給して、第2の吸収塔14−2を循環する吸収水12の一部は第1の放散塔15−1へ送給し、第1の吸収塔14−1を循環する吸収水12の一部を系外へブロー水46として排出することにより、合理的な吸収水12の補給及び系外へのブローを行なうことができる。   That is, the absorption water 12 is replenished to the second diffusion tower 15-2 from outside the system, and a part of the absorption water 12 circulating in the second absorption tower 14-2 is sent to the first diffusion tower 15-1. By supplying and discharging a part of the absorption water 12 circulating through the first absorption tower 14-1 to the outside as the blow water 46, the replenishment of the absorption water 12 and the blowing outside the system are performed. be able to.

(試験例)
また、本実施例に係るガス精製装置10を用いて空気とCO2とを混合して所定の濃度に調製したCO2含有ガスを2段濃縮した試験結果を表2に示す。
第1のCO2吸収工程は、第1のスタティックミキサ及び第1の吸収塔のハイブリッド方式とした。また、第2のCO2吸収工程は、第2の吸収塔のみとした。
(Test example)
In addition, Table 2 shows the test results obtained by concentrating the CO 2 -containing gas prepared to a predetermined concentration by mixing air and CO 2 using the gas purification apparatus 10 according to this example in two stages.
The first CO 2 absorption step was a hybrid system of the first static mixer and the first absorption tower. In addition, the second CO 2 absorption step was performed only for the second absorption tower.

Figure 2010207727
Figure 2010207727

表2に示すように、第1の吸収塔から排出される非吸収ガスの空気濃度は80vol%程度であり、第1の放散塔から放出され、回収されたCO2ガスのCO2濃度は98vol%程度であった。また、第2の吸収塔から排出される非吸収ガスの空気濃度は20vol%程度であり、第2の放散塔から放出され、回収されたCO2ガスのCO2濃度は99.7vol%程度であった。 As shown in Table 2, the air concentration of the non-absorbing gas discharged from the first absorption tower is about 80 vol%, and the CO 2 concentration of the CO 2 gas discharged from the first diffusion tower and recovered is 98 vol. %. Moreover, the air concentration of the non-absorbing gas discharged from the second absorption tower is about 20 vol%, and the CO 2 concentration of the CO 2 gas discharged from the second diffusion tower and recovered is about 99.7 vol%. there were.

よって、本実施例に係るガス精製装置10を用いれば、ビール発酵ガス11AからCO2ガスのCO2濃度が99.7vol%程度のCO2ガス16Cを第2の放散塔15−2から回収することができる。 Therefore, the use of the gas purification device 10 according to the present embodiment, CO 2 concentration in the CO 2 gas from the beer fermentation gas 11A is recovered CO 2 gas 16C about 99.7Vol% from the second stripping column 15-2 be able to.

以上述べたように、本実施例に係るガス精製装置10においては、吸収液として水を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アルカリ性吸収液など、ビール発酵ガス11A中のCO2を吸収できるものであれば吸収液として使用することができる。例えば、アミン系溶液をベースとするCO2吸収液を用い、CO2吸収液とビール発酵ガス11Aとを交向流接触させることで、ビール発酵ガス11A中のCO2は、化学反応(R−NH2+H2O+CO2→R−NH3HCO3)によりCO2吸収液に吸収させることができる。 As described above, in the gas purification apparatus 10 according to the present embodiment, the description has been made using water as the absorbent, but the present invention is not limited to this, and the beer fermentation gas 11A such as an alkaline absorbent is used. Any one that can absorb CO 2 therein can be used as an absorbing solution. For example, using a CO 2 absorbing solution based on amine-based solution and a CO 2 absorbing solution and beer fermentation gas 11A is contacted交向flow, CO 2 in the beer fermentation gas 11A, the chemical reaction (R- NH 2 + H 2 O + CO 2 → R—NH 3 HCO 3 ) can be absorbed in the CO 2 absorbent.

また、本実施例に係るガス精製装置10においては、水への溶解度の小さいガス成分として空気の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、水への溶解度の小さいガス成分としてCH4、N2、O2、H2、Heを回収する場合についても同様に用いることができる。 Further, in the gas purification apparatus 10 according to the present embodiment, the case where air is used as the gas component having a low solubility in water has been described. However, the present invention is not limited to this, and a gas having a low solubility in water. The same applies to the case of recovering CH 4 , N 2 , O 2 , H 2 , and He as components.

また、ガスクーラ24−1、24−2、吸収水クーラ27−1、27−2でビール発酵ガス11A及び16Aと、吸収水12を熱交換する低温の媒体として、冷却水を用いているが、冷却水に限定されるものではなく、低温であれば、水道水や工場排水などを用いてもよい。   Moreover, although the cooler is used as a low-temperature medium which heat-exchanges beer fermentation gas 11A and 16A and absorption water 12 with gas cooler 24-1, 24-2, absorption water cooler 27-1, 27-2, It is not limited to cooling water, and tap water or factory waste water may be used as long as the temperature is low.

以上、本実施例に係るガス精製装置10は、ビール発酵ガス11A中の一部のCO2を吸収水12中に溶解させ、ビール発酵ガス11AからCO2を分離する第1のスタティックミキサ13−1と、ビール発酵ガス11B中に残留するCO2を吸収水12に溶解させ、空気とCO2とを分離する第1の吸収塔14−1と、CO2を吸収した吸収水12中のCO2を放散する第1の放散塔15−1と、第1の放散塔15−1から放散されたCO2ガス16Aを更に吸収水12に混合し、吸収水12中にCO2ガス16A中のCO2を分離する第2のスタティックミキサ13−2と、CO2ガス16B中に残留するCO2を吸収水12に溶解させ、空気とCO2とを分離する第2の吸収塔14−2と、CO2を吸収した吸収水12中のCO2を放散する第2の放散塔15−2とを有し、ビール発酵ガス11A中のCO2を2段濃縮するものである。また、本実施例に係るガス精製装置10は、コンパクトで、ある程度のレベルまでの処理に適した簡易吸収設備である第1のスタティックミキサ13−1、第2のスタティックミキサ13−2に、第1の吸収塔14−1、第2の吸収塔14−2を各々組み合わせたハイブリッド吸収システムとするものである。 As described above, the gas purification apparatus 10 according to the present embodiment dissolves a part of CO 2 in the beer fermentation gas 11A in the absorption water 12 and separates CO 2 from the beer fermentation gas 11A. 1, CO 2 remaining in the beer fermentation gas 11B is dissolved in the absorption water 12, the first absorption tower 14-1 for separating air and CO 2 , CO in the absorption water 12 that has absorbed CO 2 a first diffusion column 15-1 to dissipate 2, the first CO 2 gas 16A that is dissipated from the desorption column 15-1 and further mixed to absorb water 12, in the CO 2 gas 16A in the absorbing water 12 A second static mixer 13-2 for separating CO 2 , a second absorption tower 14-2 for dissolving CO 2 remaining in the CO 2 gas 16B in the absorption water 12 and separating air and CO 2. , second to dissipate CO 2 absorption water in 12 that has absorbed CO 2 The diffusion tower 15-2 and the CO 2 in the beer fermentation gas 11A are concentrated in two stages. In addition, the gas purifying apparatus 10 according to the present embodiment is compact and includes a first static mixer 13-1 and a second static mixer 13-2, which are simple absorption facilities suitable for processing up to a certain level. The first absorption tower 14-1 and the second absorption tower 14-2 are combined to form a hybrid absorption system.

よって、本実施例に係るガス精製装置10によれば、第1のスタティックミキサ13−1及び第1の吸収塔14−1と、第1の放散塔15−1とにおいて、ビール発酵ガス11A中のCO2を吸収水12中に吸収し、吸収水12中に吸収したCO2を放散することで、回収されたCO2ガス16A中のCO2濃度を高くすることができる。そして、回収されたCO2ガス16Aを、第2のスタティックミキサ13−2及び第2の吸収塔14−2と、第2の放散塔15−2とにおいて吸収水12中にCO2を更に高濃度に濃縮して吸収することができる。この吸収水12中に吸収されたCO2を再度、放散することで、更に高濃度に濃縮された高純度のCO2ガス16Cを得ることができる。
従って、ビール発酵ガス11A中のCO2を2段濃縮することにより、第2の放散塔15−2から回収されるCO2ガス16C中のCO2濃度は、第1のスタティックミキサ13−1及び第1の吸収塔14−1と、第1の放散塔15−1とのみで行なう1段濃縮よりも更に高くすることができるため、回収されたCO2は精製・再利用する際の要求純度(例えば、99.5vol%程度)を満たすことができる。
Therefore, according to the gas purification apparatus 10 which concerns on a present Example, in the 1st static mixer 13-1, the 1st absorption tower 14-1, and the 1st stripping tower 15-1, in beer fermentation gas 11A. the CO 2 is absorbed in the absorbing water 12, by dissipating the CO 2 absorbed into the absorbing water 12, it is possible to increase the CO 2 concentration in the recovered CO 2 gas 16A. Then, the recovered CO 2 gas 16A, a second static mixer 13-2 and the second absorption tower 14-2, a higher the CO 2 in the absorbing water 12 in the second stripping column 15-2 Prefecture It can be absorbed by concentration. By releasing again the CO 2 absorbed in the absorption water 12, it is possible to obtain a high-purity CO 2 gas 16C that is further concentrated to a high concentration.
Therefore, by concentrating the CO 2 in the beer fermentation gas 11A 2 stage, CO 2 concentration in the CO 2 gas 16C recovered from the second stripping column 15-2, and a first static mixer 13-1 Since it can be made higher than the one-stage concentration performed only by the first absorption tower 14-1 and the first stripping tower 15-1, the recovered CO 2 has a required purity for purification and reuse. (For example, about 99.5 vol%) can be satisfied.

また、第1の吸収塔14−1、第2の吸収塔14−2には予め吸収水12中に一部のCO2を溶させ、吸収水12と混合した後のCO2含有ガス11Bを供給することで、第1の吸収塔14−1、第2の吸収塔14−2内においてガス中に残留するCO2の吸収水12への吸収負荷を軽減することができるため、第1の吸収塔14−1、第2の吸収塔14−2の塔高を従来よりも低くすることができ、装置の小型化を図ることができる。 Further, in the first absorption tower 14-1 and the second absorption tower 14-2, a part of CO 2 is dissolved in the absorption water 12 in advance, and the CO 2 containing gas 11B after mixing with the absorption water 12 is supplied. By supplying, the absorption load on the absorption water 12 of CO 2 remaining in the gas in the first absorption tower 14-1 and the second absorption tower 14-2 can be reduced. The tower heights of the absorption tower 14-1 and the second absorption tower 14-2 can be made lower than before, and the apparatus can be downsized.

また、本実施例に係るガス精製装置10においては、第1の濃縮工程Iと第2の濃縮工程IIとで構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、CO2ガスの濃縮割合に応じて濃縮工程を設ける数を適宜変更してもよい。また、本発明の実施例に係るガス精製装置10は、第1の濃縮装置Aと第2の濃縮装置Bとで構成されているが、第1の濃縮装置Aと第2の濃縮装置Bとの何れか一方のみを設置するようにしてもよい。 Further, the gas purification apparatus 10 according to the present embodiment includes the first concentration step I and the second concentration step II, but the present invention is not limited to this, and CO 2 gas. The number of concentration steps may be changed as appropriate according to the concentration ratio. Moreover, although the gas purification apparatus 10 which concerns on the Example of this invention is comprised by the 1st concentrator A and the 2nd concentrator B, the 1st concentrator A and the 2nd concentrator B, Only one of them may be installed.

本実施例に係るガス精製装置10においては、CO2含有ガスとしてビール発酵工程においてバイオ発酵して生成されるビール発酵ガスを用いて説明したが、本発明に係るガス精製装置はこれに限定されるものではなく、メタン発酵工程においてバイオ発酵して生成される消化ガスなどCO2含有ガス中のCO2とCH4など他のガス成分とを分離するのに用いることも可能である。 In the gas purification apparatus 10 according to the present embodiment, the beer fermentation gas generated by biofermentation in the beer fermentation process is described as the CO 2 -containing gas, but the gas purification apparatus according to the present invention is limited to this. However, it can also be used to separate CO 2 and other gas components such as CH 4 in gas containing CO 2 such as digestion gas produced by biofermentation in the methane fermentation process.

以上のように、本発明に係るガス精製装置及びガス精製方法は、バイオ発酵して生成されるビール発酵ガスなどのCO2含有ガスから高濃度のCO2ガスを得ることに用いるのに適している。 As described above, the gas purification apparatus and the gas purification method according to the present invention are suitable for use in obtaining high-concentration CO 2 gas from a CO 2 -containing gas such as beer fermentation gas produced by biofermentation. Yes.

10 ガス精製装置
A 第1の濃縮装置
B 第2の濃縮装置
11A、11B ビール発酵ガス
12 吸収水
13−1 第1のスタティックミキサ(混合手段)
13−2 第2のスタティックミキサ(混合手段)
14−1 第1の吸収塔
14−2 第2の吸収塔
15−1 第1の放散塔
15−2 第2の放散塔
16A〜16C CO2ガス
22 ガスフィルタ(デミスタ組込型)
23−1、23−2 ガス圧縮機
24−1、24−2 ガスクーラ
25−1〜25−4 ガス圧力検出器
26−1、26−2 還流通路
27−1、27−2 吸収水クーラ
28−1、28−2 吸収水循環ライン
29−1、29−3 第一の吸収水抜出しライン
29−2、29−4 第二の吸収水抜出しライン
31−1、31−2、38−1、38−2 塔頂部
32−1、32−2、39−1、39−2 ノズル
33−1、33−2 空気(非吸収ガス)
34−1、34−2 塔底部
35−1、35−2 リッチ溶液
36−1、36−2 液位調節計
37−1、37−2 リッチ溶液送給ライン
42−1、42−2 ガス排出ライン
43−1、43−2 液面計測計
44−1、44−2 吸収水ポンプ
46 ブロー水
47 補給水
48 吸収水補給ライン
49 非吸収ガス返送ライン
V1〜V5、V11〜V16 開閉弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gas refiner A 1st concentrator B 2nd concentrator 11A, 11B Beer fermentation gas 12 Absorbed water 13-1 1st static mixer (mixing means)
13-2 Second static mixer (mixing means)
14-1 first absorption tower 14-2 second absorption tower 15-1 first diffusion tower 15-2 second desorption column 16A - 16C CO 2 gas 22 gas filter (demister embedded)
23-1, 23-2 Gas compressor 24-1, 24-2 Gas cooler 25-1 to 25-4 Gas pressure detector 26-1, 26-2 Reflux passage 27-1, 27-2 Absorbing water cooler 28- DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 28-2 Absorption water circulation line 29-1, 29-3 1st absorption water extraction line 29-2, 29-4 2nd absorption water extraction line 31-1, 31-2, 38-1, 38- 2 Tower top 32-1, 32-2, 39-1, 39-2 Nozzle 33-1, 33-2 Air (non-absorbing gas)
34-1 and 34-2 Tower bottom 35-1 and 35-2 Rich solution 36-1 and 36-2 Liquid level controller 37-1 and 37-2 Rich solution feed line 42-1 and 42-2 Gas discharge Lines 43-1, 43-2 Liquid level meter 44-1, 44-2 Absorbing water pump 46 Blow water 47 Make-up water 48 Absorbing water replenishment line 49 Non-absorbing gas return line V1 to V5, V11 to V16

Claims (20)

水への溶解度がCO2より小さいガス成分と、CO2とを含有するCO2含有ガスを吸収水に混合し、前記吸収水中にCO2を溶解させ、前記CO2含有ガスからCO2を分離する第1の混合手段と、前記第1の混合手段により前記吸収水と混合した後のCO2含有ガスを更に吸収水と接触させて前記CO2含有ガス中のCO2を前記吸収水に溶解させ、前記水への溶解度がCO2より小さいガス成分とCO2とを分離する第1の吸収塔との何れか一方又は両方と、
前記第1の吸収塔で前記CO2含有ガス中のCO2を吸収した吸収水中のCO2を放散する第1の放散塔と、
前記第1の放散塔から放散されたCO2ガスを更に吸収水に混合し、前記吸収水中にCO2を溶解させ、前記CO2ガスからCO2を分離する第2の混合手段と、前記第2の混合手段により前記吸収水と混合した後のCO2含有ガスを更に吸収水と接触させて前記CO2含有ガス中のCO2を前記吸収水に溶解させ、前記水への溶解度がCO2より小さいガス成分とCO2とを分離する第2の吸収塔との何れか一方又は両方と、
前記第2の混合手段又は前記第2の吸収塔でCO2を吸収した前記吸収水中のCO2を放散する第2の放散塔と、を有し、
前記第2の放散塔から放散されるCO2ガス中のCO2を高純度とすることを特徴とするガス精製装置。
And solubility in water CO 2 is less than the gas component, the CO 2 containing gas containing the CO 2 mixed with absorbing water, dissolved CO 2 in the absorption water, the CO 2 from the CO 2 containing gas separation to a first mixing means, dissolved CO 2 in the first mixture was further contacted with absorbing water CO 2 containing gas after mixing with the absorbent water by means the CO 2 containing gas to the absorbing water One or both of the first absorption tower for separating the gas component and CO 2 having a solubility in water smaller than CO 2 ,
A first stripping tower for stripping CO 2 in absorbed water that has absorbed CO 2 in the CO 2 -containing gas in the first absorption tower;
Mixed with further absorb water dissipated CO 2 gas from the first stripping column, the dissolved CO 2 absorption water, and a second mixing means for separating the CO 2 from the CO 2 gas, the second the CO 2 containing gas after mixing with the absorbent water by second mixing means is further contacted with absorbing water to dissolve CO 2 of the CO 2 containing gas into the absorbing water, solubility in the water CO 2 One or both of a second absorber that separates the smaller gas component and CO 2 ;
A second stripping tower for stripping CO 2 in the absorbed water that has absorbed CO 2 by the second mixing means or the second absorption tower,
Gas purification system characterized by the CO 2 in CO 2 in the gas is dissipated from the second stripping column and high purity.
請求項1において、
前記第1の混合手段と前記第1の吸収塔と前記第1の放散塔とから構成される第1の濃縮装置と、前記第2の混合手段と前記第2の吸収塔と前記第2の放散塔とから構成される第2の濃縮装置との何れか一方または両方の装置を有することを特徴とするガス精製装置。
In claim 1,
A first concentrating device comprising the first mixing means, the first absorption tower, and the first stripping tower; the second mixing means; the second absorption tower; and the second absorption tower. A gas purifier having one or both of a second concentrating device composed of a stripping tower.
請求項1又は2において、
前記第1の混合手段及び前記第2の混合手段が、スタティックミキサ又はラインミキサであることを特徴とするガス精製装置。
In claim 1 or 2,
The gas purification apparatus, wherein the first mixing unit and the second mixing unit are a static mixer or a line mixer.
請求項1乃至3の何れか一つにおいて、
前記第1の吸収塔が、充填層を備えた充填塔、又は棚板を備えた棚段塔であることを特徴とするガス精製装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The gas purification apparatus, wherein the first absorption tower is a packed tower provided with a packed bed or a plate tower provided with a shelf board.
請求項1乃至4の何れか一つにおいて、
前記第2の吸収塔が、スプレー塔、スクラバー、濡れ壁塔、気泡塔又は気泡攪拌塔の何れか一つであることを特徴とするガス精製装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The gas purification apparatus, wherein the second absorption tower is any one of a spray tower, a scrubber, a wet wall tower, a bubble tower, or a bubble stirring tower.
請求項1乃至5の何れか一つにおいて、
前記第1の放散塔及び前記第2の放散塔においてCO2が放散された吸収水を前記第1の吸収塔及び前記第2の吸収塔に各々循環させる第1の吸収水循環ライン及び第2の吸収水循環ラインを有することを特徴とするガス精製装置。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
A first absorption water circulation line and a second absorption water for circulating the absorption water in which CO 2 is diffused in the first diffusion tower and the second diffusion tower to the first absorption tower and the second absorption tower, respectively; A gas purifier having an absorption water circulation line.
請求項1及至6の何れか一つにおいて、
前記第2の混合手段又は前記第2の吸収塔において、吸収水に吸収されなかった非吸収ガスを前記第1の混合手段又は前記第1の吸収塔の上流側へ返送する非吸収ガス返送ラインを有することを特徴とするガス精製装置。
In any one of claims 1 to 6,
In the second mixing means or the second absorption tower, a non-absorbing gas return line for returning the non-absorbing gas that has not been absorbed by the absorption water to the upstream side of the first mixing means or the first absorption tower. A gas purifier characterized by comprising:
請求項1乃至7の何れか一つにおいて、
前記水への溶解度がCO2より小さいガス成分が、空気、CH4、N2、O2、H2、Heの少なくとも一つを含んでなるものであることを特徴とするガス精製装置。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The gas purification apparatus, wherein the gas component having a solubility in water smaller than CO 2 comprises at least one of air, CH 4 , N 2 , O 2 , H 2 , and He.
請求項1乃至8の何れか一つにおいて、
前記CO2含有ガスが、バイオ発酵して生成されたビール発酵ガスであることを特徴とするガス精製装置。
In any one of Claims 1 thru | or 8,
The gas purification apparatus, wherein the CO 2 -containing gas is a beer fermentation gas produced by biofermentation.
請求項1及至9の何れか一つにおいて、
前記第1の吸収塔又は前記第2の吸収塔の何れか一方又は両方において前記CO2含有ガスを前記第1の吸収塔又は前記第2の吸収塔の何れか一方又は両方の塔上部から導入すると共に、CO2を吸収した吸収水を前記第1の吸収塔又は前記第2の吸収塔の何れか一方又は両方の塔底部側から抜出すことを特徴とするガス精製装置。
In any one of claims 1 to 9,
In either one or both of the first absorption tower and the second absorption tower, the CO 2 -containing gas is introduced from the upper part of either or both of the first absorption tower and the second absorption tower. In addition, the gas purifier is characterized in that the absorbed water that has absorbed CO 2 is withdrawn from the bottom side of either one or both of the first absorption tower and the second absorption tower.
水への溶解度がCO2より小さいガス成分と、CO2とを含有するCO2含有ガスを吸収水に混合し、前記吸収水中にCO2を溶解させ、前記CO2含有ガスからCO2を分離する第1の混合工程と、前記吸収水と混合した後のCO2含有ガスを更に吸収水と接触させて前記CO2含有ガス中のCO2を前記吸収水に溶解させ、前記水への溶解度がCO2より小さいガス成分とCO2とを分離する第1のCO2吸収工程との何れか一方又は両方の工程と、
前記CO2含有ガス中のCO2を吸収した吸収水中のCO2を放散する第1のCO2ガス放散工程と、
前記第1のCO2ガス放散工程により放散されたCO2ガスを更に吸収水に混合し、前記吸収水中にCO2を溶解させ、前記CO2ガスからCO2を分離する第2の混合工程と、前記吸収水と混合した後のCO2含有ガスを更に吸収水と接触させて前記CO2含有ガス中のCO2を前記吸収水に溶解させ、前記水への溶解度がCO2より小さいガス成分とCO2とを分離する第2のCO2吸収工程との何れか一方又は両方の工程と、
前記第2のCO2ガス混合工程又は前記第2のCO2吸収工程によりCO2を吸収した前記吸収水中のCO2を放散する第2のCO2ガス放散工程とを含み、
前記第2のCO2ガス放散工程から放散されるCO2ガス中のCO2を高純度とすることを特徴とするガス精製方法。
And solubility in water CO 2 is less than the gas component, the CO 2 containing gas containing the CO 2 mixed with absorbing water, dissolved CO 2 in the absorption water, the CO 2 from the CO 2 containing gas separation a first mixing step, the CO 2 of the CO 2 containing gas is contacted with further absorb water CO 2 containing gas after mixing with the absorbent solution is dissolved in the absorption water, solubility in the water to be One or both of the first CO 2 absorption step for separating the CO 2 from the gas component having a gas content smaller than CO 2 ;
A first CO 2 gas releasing step for releasing CO 2 in absorbed water that has absorbed CO 2 in the CO 2 -containing gas;
Mixed with further absorb water dissipated CO 2 gas by the first CO 2 gas stripping step, the absorbed water to dissolve the CO 2, and a second mixing step of separating CO 2 from the CO 2 gas , said CO 2 containing gas after mixing with the absorption water further into contact with the absorbed water by dissolving CO 2 in the CO 2 containing gas into the absorbing water solubility CO 2 is less than the gas component to the water And / or a second CO 2 absorption step for separating CO 2 and CO 2 ;
A second CO 2 gas releasing step for releasing CO 2 in the absorbed water that has absorbed CO 2 by the second CO 2 gas mixing step or the second CO 2 absorption step,
Gas purification method, characterized in that the CO 2 in the CO 2 gas is dissipated from the second CO 2 gas stripping step and high purity.
請求項11において、
前記第1の混合工程と前記第1のCO2吸収工程と前記第1のCO2ガス放散工程とから構成される第1の濃縮工程と、
前記第2の混合工程と前記第2のCO2吸収工程と前記第2のCO2ガス放散工程とから構成される第2の濃縮工程との何れか一方または両方の工程を有することを特徴とするガス精製方法。
In claim 11,
A first concentration step comprising the first mixing step, the first CO 2 absorption step, and the first CO 2 gas diffusion step;
The method includes any one or both of a second concentration step including the second mixing step, the second CO 2 absorption step, and the second CO 2 gas release step. Gas purification method.
請求項11又は12において、
前記第1の混合工程及び前記第2の混合工程が、スタティックミキサ又はラインミキサを用いて前記CO2含有ガスを前記吸収水に混合させることを特徴とするガス精製方法。
In claim 11 or 12,
The gas purification method, wherein in the first mixing step and the second mixing step, the CO 2 -containing gas is mixed with the absorbed water using a static mixer or a line mixer.
請求項11乃至13の何れか一つにおいて、
前記第1のCO2吸収工程が、充填層を備えた充填塔、又は棚板を備えた棚段塔を用いることを特徴とするガス精製方法。
In any one of Claims 11 thru | or 13,
The gas purification method according to claim 1, wherein the first CO 2 absorption step uses a packed tower provided with a packed bed or a plate tower provided with a shelf board.
請求項11乃至14の何れか一つにおいて、
前記第2のCO2吸収工程が、スプレー塔、スクラバー、濡れ壁塔、気泡塔又は気泡攪拌塔の何れか一つを用いることを特徴とするガス精製方法。
In any one of Claims 11 thru | or 14,
The gas purification method characterized in that the second CO 2 absorption step uses any one of a spray tower, a scrubber, a wet wall tower, a bubble tower or a bubble stirring tower.
請求項11乃至15の何れか一つにおいて、
前記第1のCO2ガス放散工程及び前記第2のCO2ガス放散工程においてCO2が放散された吸収水を前記第1のCO2吸収工程及び前記第2のCO2吸収工程において用いる前記吸収水として各々循環させることを特徴とするガス精製方法。
In any one of Claims 11 thru | or 15,
The absorption used in the first CO 2 absorption step and the second CO 2 absorption step is the absorbed water from which CO 2 has been released in the first CO 2 gas diffusion step and the second CO 2 gas emission step. A gas purification method characterized by circulating each as water.
請求項11及至16の何れか一つにおいて、
前記第2の混合手段又は前記第2の吸収塔において、吸収水に吸収されなかった非吸収ガスを前記第1の混合手段又は前記第1の吸収塔の上流側へ返送して再度、処理することを特徴とするガス精製方法。
In any one of claims 11 to 16,
In the second mixing means or the second absorption tower, the non-absorbed gas that has not been absorbed by the absorption water is returned to the upstream side of the first mixing means or the first absorption tower and processed again. A gas purification method characterized by the above.
請求項11乃至17の何れか一つにおいて、
前記水への溶解度がCO2より小さいガス成分が、空気、CH4、N2、O2、H2、Heの少なくとも一つを含んでなるものであることを特徴とするガス精製方法。
In any one of Claims 11 thru | or 17,
A gas purification method, wherein the gas component having a solubility in water smaller than CO 2 comprises at least one of air, CH 4 , N 2 , O 2 , H 2 , and He.
請求項11乃至18の何れか一つにおいて、
前記CO2含有ガスが、バイオ発酵して生成されたビール発酵ガスであることを特徴とするガス精製方法。
In any one of claims 11 to 18,
The gas purification method, wherein the CO 2 -containing gas is a beer fermentation gas produced by biofermentation.
請求項11及至19の何れか一つにおいて、
前記第1のCO2吸収工程又は第2のCO2吸収工程の何れか一方又は両方において前記CO2含有ガスを吸収塔の塔上部から導入すると共に、CO2を吸収した吸収水を前記吸収塔の塔底部側から抜出すことを特徴とするガス精製方法。
In any one of claims 11 to 19,
In either one or both of the first CO 2 absorption step and the second CO 2 absorption step, the CO 2 -containing gas is introduced from the upper part of the absorption tower, and absorbed water that has absorbed CO 2 is supplied to the absorption tower. A gas purification method, wherein the gas is extracted from the bottom of the column.
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