JP2010527774A - ガス流からガス成分を回収するための方法及び吸収剤組成物 - Google Patents

Abstract

入来ガス流からガス成分を回収するための方法及び装置を開示する。入来ガス流を希薄水性吸収媒体と接触させて、入来ガス流からガス成分の少なくとも一部を吸収して希薄処理ガス流及び濃厚水性吸収媒体を形成する。濃厚水性吸収媒体からガス成分の少なくとも一部を、頭上ガス流及び再生水性吸収媒体を形成するための温度で脱着させる。頭上ガス流の少なくとも一部を処理して凝縮流を回収する。凝縮流の少なくとも一部を用いて加熱流を形成する。加熱流の少なくとも一部を再循環させて脱着工程に戻す。二酸化炭素及び／又は硫化水素を回収するための新規な吸収媒体組成物をも開示する。
【選択図】図２

Description

本発明で使用するセクションの表題は構成的目的のためだけのものであり、いかなる場合にも記載する主題を限定するものと解釈すべきでない。
〔優先権〕
この出願は、その内容全体を参照によって本明細書に引用したものとする2007年5月29日に出願した米国特許出願第60/940,529号の利益を主張する。
〔分野〕
この明細書は、一般的に、入来ガス流からガス成分を回収するための方法及び装置に関する。

以下のパラグラフは、その中で論じるいずれもが先行技術又は当業者の知識の一部であると承認するものではない。

ガス汚染物質の環境への放出に関する政府規制はますます厳しくなっている。入来ガス流からガス汚染物質を除去するための従来の方法及び装置は、典型的に高いエネルギー需要に悩まされる。

以下の序論は、如何なる発明をも定義するものではなく、読者をこの明細書に案内することを意図する。以下又はこの文書の他の部分で述べる装置要素又は方法工程のコンビネーション又はサブコンビネーションに１つ以上の発明が属することがある。発明者は、請求項にこのような他の発明を記載しないということだけでは、この明細書で開示するいずれもの発明に対する自身の権利を棄却又は放棄しない。
本明細書に記載の入来ガス流からガス成分を回収するための方法の一態様は、入来ガス流を希薄(lean)水性吸収媒体と接触させて、入来ガス流からガス成分の少なくとも一部を吸収して希薄処理ガス流及び濃厚(rich)水性吸収媒体を形成する工程を含む。この方法は、前記濃厚水性吸収媒体から前記ガス成分の少なくとも一部を、頭上ガス流及び再生水性吸収媒体を形成するための温度で脱着させる工程をさらに含む。この方法は、前記頭上ガス流の少なくとも一部を処理して第１凝縮流を回収する工程をさらに含む。この方法は、前記第１凝縮流の少なくとも一部を用いて加熱流を形成する工程をさらに含む。この方法は、前記加熱流の少なくとも一部を再循環させて前記脱着工程に戻す工程をさらに含む。

一態様では、熱は、入来ガス流から加熱流に移動する。
別の態様では、熱は、頭上ガス流から加熱流に移動する。
さらに別の態様では、本方法は、水蒸気を導入して脱着工程に熱を供給し、かつ復水(steam condensate)を形成する工程及び前記復水をフラッシュさせてフラッシュ水蒸気を形成する工程をさらに含み、このとき熱は、フラッシュ水蒸気から加熱流に移動する。
さらなる態様では、熱は、再生水性吸収媒体から加熱流に移動する。
一態様では、加熱流が第１凝縮流を含む。
別の態様では、加熱流が、前記第１凝縮流の少なくとも一部が前記希薄水性吸収媒体と混合して濃厚水性吸収媒体を形成するように、前記第１凝縮流の少なくとも一部を前記接触工程に供給することによって得られた濃厚水性吸収媒体を含む。

さらなる別の態様では、本方法は、前記希薄処理ガス流の少なくとも一部を処理して第２凝縮流を回収する工程をさらに含み、このとき加熱流は、前記第１凝縮流の少なくとも一部を前記第２凝縮流の少なくとも一部と混合して混合凝縮流を形成することによって得られた混合凝縮流を含む。
一態様では、前記加熱流は、前記第１凝縮流の少なくとも一部が前記希薄水性吸収媒体と混合して濃厚水性吸収媒体を形成し、これが引き続きフラッシュされて濃厚蒸気流と半希薄水性吸収媒体を形成するように、前記第１凝縮流の少なくとも一部を前記接触工程に供給することによって得られた濃厚蒸気流と半希薄水性吸収媒体を含む。
別の態様では、熱は、入来ガス流から前記濃厚水性吸収媒体又は前記半希薄水性吸収媒体の少なくとも１つに移動する。

さらに別の態様では、熱は、前記頭上ガス流から前記濃厚水性吸収媒体又は前記半希薄水性吸収媒体の少なくとも１つに移動する。
さらなる態様では、本方法は、水蒸気を導入して脱着工程に熱を供給し、かつ復水を形成する工程及び前記復水をフラッシュさせてフラッシュ水蒸気を形成する工程をさらに含み、このとき熱は、前記フラッシュ水蒸気から前記濃厚水性吸収媒体又は前記半希薄水性吸収媒体の少なくとも１つに移動する。
なおさらなる態様では、熱は、前記再生水性吸収媒体から前記濃厚水性吸収媒体又は前記半希薄水性吸収媒体の少なくとも１つに移動する。

一態様では、前記加熱流は、前記第１凝縮流の少なくとも一部が前記希薄水性吸収媒体と混合して濃厚水性吸収媒体を形成し、これが引き続き第１濃厚水性吸収媒体部分と第２濃厚水性吸収媒体部分に分割されるように、前記第１凝縮流の少なくとも一部を前記接触工程に供給することによって得られた第１濃厚水性吸収媒体部分と第２濃厚水性吸収媒体部分を含む。
別の態様では、熱は、入来ガス流から前記濃厚水性吸収媒体、前記第１濃厚水性吸収媒体部分又は前記第２濃厚水性吸収媒体部分の少なくとも１つに移動する。
さらに別の態様では、熱は、頭上ガス流から前記濃厚水性吸収媒体、前記第１濃厚水性吸収媒体部分又は前記第２濃厚水性吸収媒体部分の少なくとも１つに移動する。

さらなる態様では、本方法は、水蒸気を導入して前記脱着工程に熱を供給し、かつ復水を形成する工程及び前記復水をフラッシュさせてフラッシュ水蒸気を形成する工程をさらに含み、このとき熱は、前記フラッシュ水蒸気から前記濃厚水性吸収媒体、前記第１濃厚水性吸収媒体部分又は前記第２濃厚水性吸収媒体部分の少なくとも１つに移動する。
なおさらなる態様では、熱は、再生水性吸収媒体から前記濃厚水性吸収媒体、前記第１濃厚水性吸収媒体部分又は前記第２濃厚水性吸収媒体部分の少なくとも１つに移動する。
一態様では、本方法は、前記希薄処理ガス流の少なくとも一部を処理して第２凝縮流を回収する工程をさらに含み、かつ前記加熱流は、前記第１凝縮流の少なくとも一部を前記第２凝縮流の少なくとも一部と混合して混合凝縮流を形成し、引き続き前記混合凝縮流を第１混合凝縮流部分と第２混合凝縮流部分に分割することによって得られた第１混合凝縮流部分と第２混合凝縮流部分を含む。

別の態様では、熱は、入来ガス流から前記混合凝縮流、前記第１混合凝縮流部分又は前記第２混合凝縮流部分の少なくとも１つに移動する。
さらに別の態様では、熱は、頭上ガス流から前記混合凝縮流、前記第１混合凝縮流部分又は前記第２混合凝縮流部分の少なくとも１つに移動する。
さらなる態様では、本方法は、水蒸気を導入して前記脱着工程に熱を供給し、かつ復水を形成する工程及び前記復水をフラッシュさせてフラッシュ水蒸気を形成する工程をさらに含み、このとき熱は、前記フラッシュ水蒸気から前記混合凝縮流、前記第１混合凝縮流部分又は前記第２混合凝縮流部分の少なくとも１つに移動する。
なおさらなる態様では、熱は、前記再生水性吸収媒体から前記混合凝縮流、前記第１混合凝縮流部分又は前記第２混合凝縮流部分の少なくとも１つに移動する。

一態様では、本方法は、前記再生水性吸収媒体を再循環させて前記接触工程に戻す工程をさらに含む。
別の態様では、前記入来ガス流が燃焼排ガスである。
さらに別の態様では、前記ガス成分が二酸化炭素である。
さらなる実施形態では、前記希薄水性吸収媒体がモノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及び適切な溶媒を含む。
なおさらなる実施形態では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約1.5：１〜約４：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約３モル／リットル〜約９モル／リットルである。

一態様では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約2.5：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約７モル／リットルである。
本明細書に記載の入来ガス流からガス成分を除去するための水性吸収媒体の一態様は、モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及び適切な溶媒を含む。
別の態様では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約1.5：１〜約４：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約３モル／リットル〜約９モル／リットルである。
さらに別の態様では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約2.5：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約７モル／リットルである。

本明細書に記載の水性吸収媒体の製造方法の一態様は、モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及び適切な溶媒を準備する工程を含む。この方法は、前記モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及び適切な溶媒を混合して水性吸収媒体を形成する工程をさらに含む。
別の態様では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約1.5：１〜約４：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約３モル／リットル〜約９モル／リットルである。

さらに別の態様では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約2.5：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約７モル／リットルである。
本明細書に記載の入来ガス流からガス成分を除去するための方法の一態様は、前記入来ガス流を、モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及び適切な溶媒を含む水性吸収媒体と接触させる工程を含む。
別の態様では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約1.5：１〜約４：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約３モル／リットル〜約９モル／リットルである。
さらに別の態様では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約2.5：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約７モル／リットルである。
以下の詳細な説明、図面及び特許請求の範囲を考慮することによって１つ以上の発明のさらなる特徴、利点、及び実施形態が明白になるであろう。さらに、上記序論及び下記詳細な説明は両方とも、請求する本発明の範囲を限定することなく、実施例又はさらなる説明を提供するものであることを理解すべきである。

入来ガス流からガス成分を回収するための従来技術の装置である。 本明細書に記載の第１実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第２実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第３実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第４実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第５実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第６実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第７実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第８実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第９実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第１０実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第11実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第12実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第１１実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第１４実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第１５実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第１６実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第１７実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第１８実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第１９実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第２０実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第２１実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第２２実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第２３実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第２４実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。 本明細書に記載の第２５実施形態の入来ガス流からガス成分を回収するための装置である。

種々の装置又は方法を後述して各請求発明の実施形態の例を提供する。後述する実施形態はいずれの請求発明をも限定せす、いずれの請求発明も後述しない装置又は方法を包含しうる。請求発明は、後述するいずれか１つの装置若しくは方法の全ての特徴を有する装置若しくは方法又は後述する複数若しくは全ての装置に共通する特徴に限定されない。後述する装置又は方法は、いずれの請求発明の実施形態でもないことがある。出願人、発明者及び所有者は、この文書で請求していない後述する装置又は方法で開示されたいずれもの発明の全ての権利を留保し、かついずれもの該発明のこの文書での開示によって、いずれの該発明をも棄却し、放棄し、又は公共の用に供しない。

図１は、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための従来技術の装置100を示す。ライン112の二酸化炭素を多く含んだ入来ガス流が気液接触装置114に供給され、そこでライン116で接触装置114に供給された希薄水性吸収媒体と接触する。入来ガス流112から二酸化炭素が吸収されて希薄処理ガス流を形成し、これがライン118によって接触装置114から出る。溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ140によりライン138で接触装置114から除去される。該濃厚水性吸収媒体138は直交流熱交換器142内で再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱され、引き続きライン146で再生器144に供給される。水蒸気再沸器148から供給された熱による温度で再生器144が作動され、二酸化炭素が濃厚水性吸収媒体から脱着されて頭上ガス流を形成し、それがライン150で再生器144から出る。再生水性吸収媒体がライン164で再生器144から除去される。冷却水154が供給された冷却管152を頭上ガス流150が通過して、頭上ガス流150から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する頭上ガス流がライン156でフラッシュドラム158に送られ、ライン162の凝縮流から二酸化炭素濃厚生成ガス流をライン160に分離する。ライン162の凝縮流は再循環されて再生器144に戻る。
さらに図１を参照すると、水蒸気再沸器148からの熱を用いて、約80℃〜約160℃の範囲の相対的に高い温度で再生器144を作動させる。しかし、凝縮流162は約30℃〜約40℃の温度である。この相対的に冷たい凝縮流162を導入して再生器144へ戻すと、再生器144の作動温度を下げる。従って、濃厚水性吸収媒体から二酸化炭素を効率的に脱着させるのに最適な作動範囲まで温度を戻すため追加の熱が必要である。

本明細書に記載の方法の一態様では、発明者らは再生器の熱負荷（すなわち、再生器を作動させるために必要な外部水蒸気の量）を減らそうと試みた。従って、上述した従来の装置及び方法と異なり、頭上ガス流から回収された凝縮流の少なくとも一部を用いて加熱流を形成し、これを引き続き再循環させて再生器に戻す。一態様では、再循環させて再生器に戻す前に、装置内に既に含まれる熱を加熱流に移す。
一貫性を保つため、図２〜２６で以下に詳述する装置及び方法は、入来ガス流からの二酸化炭素（CO₂）の回収に言及する。しかし、以下に詳述する装置及び方法を用いて、限定するものではないが、硫化水素（H₂S）、二酸化イオウ（SO₂）、塩素（Cl₂）、及びアンモニア（NH₃）などの他のタイプのガス成分をも入来ガス流から回収できることが分かる。さらに、以下に詳述する特有の水性吸収媒体組成物を二酸化炭素及び／又は硫化水素の回収のために使用することができる。

当然のことながら、入来ガスの起源、組成、及び他のパラメーターはかなり変化し、個々の起源に依存するだろう。処理可能な入来ガス流のタイプとしては、限定するものではないが、石炭火力発電所などの火力発電所、天然ガス複合サイクル、天然ガスボイラーからの煙道ガス流、天然ガス、ガス化プラントからのガス流、セメント製造からのガス、改質ガス、合成ガス、精製所排ガス、バイオガス及び空気（例えば、宇宙応用で）が挙げられる。必要な場合、装置に入る前に入来ガス流を前処理することができる（例えば、分留、ろ過、粒子状物質及び他のガス成分を除去するための洗浄、及び他のガスとの混合又は希釈）。従って、化学組成もかなり変化しうる。適切な入来ガス流は典型的に約0.03〜約80体積％の二酸化炭素、特に約１〜約33体積％の二酸化炭素、さらに特に約３〜約15体積％の二酸化炭素を含む。

気液接触装置については、吸収体の特定タイプが部分的に入来ガス流の特有の組成、流速、圧力及び／又は温度によって決まることが分かる。しかし、入来ガス流から二酸化炭素を効率的に除去して水性吸収媒体に吸収させるという目的に相応するいずれの形態の吸収体をも採用することができる。吸収体は本質的に円形又は矩形断面の逆流カラムであり、指定クリーンアップ目標まで二酸化炭素の除去を達成するのに十分な適切な高さと断面積を備える。カラム内部は、クリーンアップ目標を満たすために十分な数のステージ、又はクリーンアップ目標を満たすために十分な数のプレート（バルブ、シーブ、又はバブルキャップ）を備えた明確な構造をもつか又はランダムな充填材の形態であってよい。吸収体カラムの頂部は、水蒸気に同伴する吸収媒体を吸収体区分から回収するという目的のため及びプラント全体の水分平衡を維持するのに役立つ温度で排ガスを冷却するために使用されるデミスター又は排ガススクラッバー区分を含むこともできる。吸収体カラム自体が、次の区分にガスを逃がすが、確実に液体分離して、出ていく希薄ガスから水滴を同伴することができる煙突トレイでそれぞれ分離されたいくつかの区分を含むことができる。

再生器については、濃厚水性吸収媒体から二酸化炭素の少なくとも一部を効率的に脱着させるという目的に相応するいずれのタイプのストリッパーをも採用しうる。ストリッパーは典型的に円形断面のカラムであり、外部供給源の熱を用いて二酸化炭素のストリッピングを行って希薄吸収媒体を与えるのに十分な適切な高さと断面積を備える。例えば、再沸器をストリッピングカラムの底部に連結して水蒸気形態で熱供給を行うことができる。カラム内部は、ストリッピング機能を満たすために十分な数のステージ、又は同ストリッピング機能を満たすために十分な数のプレート（バルブ、シーブ、又はバブルキャップ）を備えた明確な構造をもつか又はランダムな充填材の形態であってよい。

図２は、本明細書に記載の第１実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置200を示す。この実施形態では、加熱流は、頭上ガス流から回収された凝縮流を含む。この実施形態では、入来ガス流、再生水性吸収媒体、及び頭上ガス流からの熱は、再循環されて再生器に戻る前に加熱流へ移動する。しかし、当然のことながら、再循環されて再生器に戻る前に装置内のこれらの流れの少なくとも１つから熱が移動すれば十分である。

ライン212の二酸化炭素を多く含んだ入来ガス流は、熱交換器203内で、頭上ガス流から回収された凝縮流と接触して冷却されうる。これについては以下にさらに詳述する。さらに、必要な場合、気液接触装置214に入る前に、入来ガス流を冷却器204に供給して、入来ガス流の温度を許容しうるレベルまでさらに下げ、引き続きフラッシュドラム205に供給して、過剰の水分をライン206に除去することができる。冷却された入来ガス流が気液接触装置214に供給され、そこでライン216で接触装置214に供給された希薄水性吸収媒体と接触する。入来ガス流から二酸化炭素が吸収されて希薄処理ガス流を形成し、これがライン218で接触装置214から出る。この希薄処理ガス流218が、冷却水222が供給された冷却器220を通過して希薄処理ガス流218から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する希薄処理ガス流がライン224でフラッシュドラム226に送られ、ライン230の凝縮流から、水を失った希薄処理ガス流をライン228に分離する。ライン230の凝縮流は、最終的にポンプ234で再循環されて接触装置214に戻る。所望により、煙突、フレアスタック等を経由して排気する前に、ライン228の前記水を失った希薄処理ガス流をさらに処理してよい。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ240により接触装置214からライン238で除去される。この濃厚水性吸収媒体は、直交流熱交換器242内で再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱され、引き続きライン246で再生器244に供給される。水蒸気再沸器248から与えられた熱による温度で再生器244が作動され、濃厚水性吸収媒体から二酸化炭素が脱着されて頭上ガス流を形成し、これがライン250で再生器244から出る。頭上ガス流250が熱交換器202内で冷却され、引き続き冷却管252に供給される。冷却管252に冷却水254が供給されて頭上ガス流250から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する頭上ガス流がライン256でフラッシュドラム258に送られてライン262の凝縮流から二酸化炭素濃厚生成ガス流をライン260に分離する。ライン262の凝縮流がポンプ263で除去されて熱交換器201に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この凝縮流が熱交換器202に送られ、そこでライン250の頭上ガス流と接触して加熱される。この凝縮流が熱交換器203に送られ、そこでライン212の入来ガス流と接触して加熱され、引き続き再循環されて再生器244に戻る。

再生希薄水性吸収媒体が再生器244からライン264で除去されて水蒸気再沸器248に供給される。水蒸気が水蒸気再沸器にライン266で供給され、復水の形態でライン268で除去される。水蒸気からの熱が再生希薄水性吸収媒体に移動して蒸気流を形成し、これが再循環されてライン270で再生器244に戻り、再生希薄水性吸収媒体はライン272で水蒸気再沸器248から出る。当然のことながら、ライン272の再生希薄水性吸収媒体はライン264の再生希薄水性吸収媒体より二酸化炭素の量が少ない。再生希薄水性吸収媒体はライン272で熱交換器242に送られ、そこでライン238の濃厚水性吸収媒体によって冷却される。この再生希薄水性吸収媒体が熱交換器201に送られ、そこでライン262の凝縮流によって冷却される。必要な場合、冷却水278が供給された冷却器276にライン274で再生水性吸収媒体を送って、接触装置214にとって許容しうるレベルまで該再生水性吸収媒体の温度を下げることができる。再生水性吸収媒体はポンプ236によりライン280で冷却器276から除去され、ライン230の凝縮流と混合される。この再生水性吸収媒体は、最終的に再循環されてライン216で接触装置214に戻る。

図３〜７は、本明細書に記載のさらなる実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置を示す。これらの実施形態では、加熱流は、頭上ガス流から回収された凝縮流の少なくとも一部を、該凝縮流の少なくとも一部が希薄水性吸収媒体と混合して濃厚水性吸収媒体を形成するように送ることによって得られた濃厚水性吸収媒体を含む。以下にさらに詳しく説明するように、入来ガス流、頭上ガス流、再生水性吸収媒体、又は復水をフラッシュさせることによって得られたフラッシュ水蒸気の少なくとも１つからの熱が、再生器に送れれる前に加熱流に移動しうる。

図３は、本明細書に記載の第２実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置300を示す。ライン312の二酸化炭素を多く含んだ入来ガス流が気液接触装置314に供給され、そこでライン316で接触装置314に供給された希薄水性吸収媒体と接触する。必要な場合、接触装置314に入る前に入来ガス流を前処理して（図示せず）温度を下げ、かつ過剰の水分を除去することができる。入来ガス流312から二酸化炭素が吸収されて希薄処理ガス流を形成し、これがライン318で接触装置314から出る。冷却水322が供給された冷却器320を希薄処理ガス流318が通過して、希薄処理ガス流318から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する希薄処理ガス流がライン324でフラッシュドラム326に送られ、ライン330の凝縮流から、水を失った希薄処理ガス流をライン328に分離する。凝縮流は、ポンプ334によりライン330でミキサー332に送られ、最終的にポンプ336により再循環されてライン316で接触装置314に戻る。所望により、煙突、フレアスタック等を経由して排気する前に、ライン328の水を失った希薄処理ガス流をさらに処理することができる。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ340により接触装置314からライン338で除去さされる。この濃厚水性吸収媒体338は、直交流熱交換器342内で再生水性吸収媒体と接触して加熱され、引き続きライン346で再生器344に供給される。水蒸気再沸器348から与えられた熱による温度で再生器344が作動され、二酸化炭素が濃厚水性吸収媒体から脱着されて頭上ガス流を形成し、これがライン350で再生器344から出る。冷却水354が供給された冷却管352を頭上ガス流350が通過して頭上ガス流350から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する頭上ガス流がライン356でフラッシュドラム358に送られ、ライン362の凝縮流から二酸化炭素濃厚生成ガス流をライン360に分離する。凝縮流362はミキサー332に送られ、最終的にポンプ336により再循環されてライン316で接触装置314に戻る。ライン362の頭上ガス流から回収された凝縮流の少なくとも一部が希薄水性吸収媒体と混合して接触装置314に供給されて濃厚水性吸収媒体を形成する。

再生希薄水性吸収媒体が再生器344からライン364で除去されて水蒸気再沸器348に供給される。水蒸気が水蒸気再沸器にライン366で供給され、復水の形態でライン368に除去される。水蒸気からの熱が再生希薄水性吸収媒体に移動して蒸気流（再循環されてライン370で再生器348に戻る）及び再生希薄水性吸収媒体（ライン372で水蒸気再沸器348から出る）を形成する。この再生希薄水性吸収媒体が熱交換器342にライン372で送られ、そこでライン338の濃厚水性吸収媒体で冷却される。必要な場合、冷却水378が供給された冷却器376に再生水性吸収媒体をライン374で送って、再生水性吸収媒体の温度を接触装置314に許容しうるレベルまで下げることができる。再生水性吸収媒体が冷却器376からライン380で除去されてミキサー332に送られ、そこでライン330の凝縮流及びライン362の凝縮流と混合される。再生水性吸収媒体は最終的に再循環されてライン316で接触装置314に戻る。

図４は、本明細書に記載の第３実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置400を示す。第３実施形態は、以下に詳述することを除き、第２実施形態と同一である。
この実施形態では、再生器に入る前に濃厚水性吸収媒体にさらに熱を移すための２つの追加の熱交換器401、402がある。
溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ440により接触装置414からライン438で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器401に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器402に送られ、そこでライン450の頭上ガス流と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器442に送られ、そこで再生水性希薄吸収媒体と接触してさらに加熱され、引き続き再生器444にライン446で供給される。

図５は、本明細書に記載の第４実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置500を示す。第４実施形態は、以下に詳述することを除き、第３実施形態と同一である。
第４実施形態では、再生器に入る前に濃厚水性吸収媒体にさらに熱を移すための追加の熱交換器503がある。必要な場合、本装置は、入来ガス流をさらに冷却するための冷却器504と、接触装置514に入る前に入来ガス流から過剰の水分をライン506に分別するためのフラッシュドラム505とを含むこともできる。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ540により接触装置514からライン538で除去される。この濃厚水性吸収媒体538が熱交換器501に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器503に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器502に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器542に送られ、そこで再生水性希薄吸収媒体と接触してさらに加熱され、引き続きライン546で再生器544に供給される。

図６は、本明細書に記載の第５実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置600を示す。第５実施形態は、以下に詳述することを除き、第３実施形態と同一である。
この実施形態では、再生器に入る前に濃厚水性吸収媒体にさらに熱を移すための追加の熱交換器607と、再沸器から出る復水をフラッシュさせてフラッシュ水蒸気を形成するためのフラッシュドラム608とがある。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ640により接触装置614からライン638で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器601に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器602に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。水蒸気再沸器648から復水がライン668で除去されてフラッシュドラム608に供給され、ライン610のフラッシュ復水からフラッシュ水蒸気をライン609に分離する。濃厚水性吸収媒体が熱交換器607に送られ、そこでライン609のフラッシュ水蒸気と接触してさらに加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器642に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触してさらに加熱され、引き続き再生器644にライン646で供給される。

図７は、本明細書に記載の第６実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置700を示す。第６実施形態は、以下に詳述することを除き、第５実施形態と同一である。
この実施形態では、再生器に入る前に濃厚水性吸収媒体にさらに熱を移すための追加の熱交換器711があり、再生希薄水性吸収媒体は２つの部分772A、772Bに分割され、かつ再生器に入る前に再生希薄水性吸収媒体の一部772Aにさらに熱を移すための追加の熱交換器703がある。本質的に、熱交換器703は既存の水蒸気再沸器748を補助する追加の再沸器として作用する。必要な場合、本装置は、入来ガス流をさらに冷却するための冷却器704と、接触装置714に入る前に入来ガス流から過剰の水分をライン706に分別するためのフラッシュドラム705とを含むこともできる。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ740により接触装置714からライン738で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器711に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器701に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体の一部772Bと接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器702に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。水蒸気再沸器748からライン768で復水が除去されてフラッシュドラム708に供給され、ライン710のフラッシュ復水からフラッシュ水蒸気をライン709に分離する。濃厚水性吸収媒体が熱交換器707に送られ、そこでライン709のフラッシュ水蒸気と接触してさらに加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器742に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体の一部772Bと接触してさらに加熱され、引き続きライン746で再生器744に供給される。

再生希薄水性吸収媒体が再生器744からライン764で除去されて水蒸気再沸器748に供給される。水蒸気がライン766で水蒸気再沸器に供給され、復水の形態でライン768に除去される。水蒸気からの熱が再生希薄水性吸収媒体に移動して蒸気流（再循環されてライン770で再生器748に戻る）及び再生希薄水性吸収媒体（ライン772で水蒸気再沸器748から出る）を形成する。この再生希薄水性吸収媒体が２つの部分772A、772Bに分割される。再生希薄水性吸収媒体の部分772Aは熱交換器703に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱され、引き続き再生器748に供給される。再生希薄水性吸収媒体の部分772Bは熱交換器742に送られ、そこで濃厚水性吸収媒体によって冷却される。再生水性吸収媒体の部分772Bは熱交換器701に送られ、そこで濃厚水性吸収媒体によってさらに冷却される。必要な場合、冷却水778が供給された冷却器776に再生水性吸収媒体の部分772Bを送って、接触装置714にとって許容しうるレベルまで該再生水性吸収媒体の温度を下げることができる。水性吸収媒体が冷却器776から除去されてミキサー732に送られ、そこでライン730の凝縮流及び凝縮流762と混合される。再生水性吸収媒体の部分772Bは、最終的に再循環されてライン716で接触装置714に戻る。

図８は、本明細書に記載の第７実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置800を示す。第７実施形態は、以下に詳述することを除き、第５実施形態と同一である。
この実施形態では、加熱流は、頭上ガス流から回収された凝縮流の少なくとも一部を、該凝縮流の少なくとも一部が希薄水性吸収媒体と混合して濃厚水性吸収媒体を形成し、これが引き続きフラッシュされて濃厚蒸気流と半希薄水性吸収媒体を形成するように接触装置に送ることによって得られた濃厚蒸気流と半希薄水性吸収媒体を含む。この実施形態では、再生水性吸収媒体と、頭上ガス流と、復水をフラッシュさせるて得られたフラッシュ水蒸気とからの熱が、濃厚水性吸収媒体がフラッシュされて濃厚蒸気流と半希薄水性吸収媒体を形成する前に該濃厚水性吸収媒体に移動する。さらに、再生水性吸収媒体からの熱が、半希薄水性吸収媒体が再生器に入る前に該半希薄水性吸収媒体に移動する。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ840により接触装置814からライン838で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器801に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器802に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。水蒸気再沸器848から復水がライン868で除去されてフラッシュドラム808に供給され、ライン810のフラッシュ復水からフラッシュ水蒸気をライン809に分離する。濃厚水性吸収媒体が熱交換器807に送られ、そこでライン809のフラッシュ水蒸気と接触してさらに加熱される。この濃厚水性吸収媒体がフラッシュドラム813に送られ、そこで濃厚蒸気流（ライン815で再生器844に戻される）と半希薄水性吸収媒体（ライン817で熱交換器842に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱され、引き続き再生器844に戻される）に分離される。

図９〜１２は、本明細書に記載のさらなる実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置を示す。これらの実施形態では、加熱流は、頭上ガス流から回収された凝縮流の少なくとも一部を、該凝縮流の少なくとも一部が希薄水性吸収媒体と混合して濃厚水性吸収媒体を形成し、これが引き続き第１濃厚水性吸収媒体部分と第２濃厚水性吸収媒体部分に分割されるように接触装置に送ることによって得られた第１濃厚水性吸収媒体部分と第２濃厚水性吸収媒体部分を含む。以下にさらに詳細に説明するように、入来ガス流、頭上ガス流、再生水性吸収媒体、又は復水をフラッシュさせて得られたフラッシュ水蒸気の少なくとも１つからの熱が、２つの部分に分割される前の濃厚水性吸収媒体、再生器に送られる前の第１濃厚水性吸収媒体部分又は第２濃厚水性吸収媒体部分の少なくとも１つに移動する。

図９は、本明細書に記載の第８実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置900を示す。第８実施形態は、以下に詳述することを除き、第３実施形態と同一である。
この実施形態では、濃厚水性吸収媒体が熱交換器901の直下流で２つの部分938A、938Bに分割される。
溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ940により接触装置914からライン938で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器901に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。次に濃厚水性吸収媒体が２つの部分938A、938Bに分割される。一態様では、約74体積％が部分938Aに向けられ、約26体積％が部分938Bに向けられる。濃厚水性吸収媒体の部分938Aは熱交換器942に送られ、そこで再生水性希薄吸収媒体と接触してさらに加熱され、引き続き再生器944に供給される。濃厚水性吸収媒体の部分938Bは熱交換器902に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱され、引き続き再生器944に供給される。

図１０は、本明細書に記載の第９実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置1000を示す。第９実施形態は、以下に詳述することを除き、第８実施形態と同一である。
この実施形態では、再生器に入る前に濃厚水性吸収媒体の一部1038Bにさらに熱を移すための追加の熱交換器1007と、再沸器から出る復水からフラッシュ水蒸気を形成するためのフラッシュドラム1008とがある。
溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ1040により接触装置1014からライン1038で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器1001に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。次に濃厚水性吸収媒体が２つの部分1038A、1038Bに分割される。一態様では、約73体積％が部分1038Aに向けられ、約27体積％が部分1038Bに向けられる。濃厚水性吸収媒体の部分1038Aは熱交換器1042に送られ、そこで再生水性希薄吸収媒体と接触してさらに加熱され、引き続き再生器1044に供給される。濃厚水性吸収媒体の部分1038Bは熱交換器1002に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。水蒸気再沸器1048から復水がライン1068で除去されてフラッシュドラム1008に供給され、ライン1010のフラッシュ復水からフラッシュ水蒸気をライン1009に分離する。濃厚水性吸収媒体の部分1038Bが熱交換器1007に送られ、そこでライン1009のフラッシュ水蒸気と接触してさらに加熱され、引き続き再生器1044に供給される。

図１１は、本明細書に記載の第１０実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置1100を示す。第１０実施形態は、以下に詳述することを除き、第２実施形態と同一である。
この実施形態では、濃厚水性吸収媒体1138がポンプ1140の直下流で２つの部分1138A、1138Bに分割され、かつ再生器に入る前に濃厚水性吸収媒体の部分1138Bに熱をさらに移すための２つの追加の熱交換器1102、1103がある。必要な場合、本装置1100は、入来ガス流をさらに冷却するための冷却器1104と、接触装置1114に入る前に入来ガス流から過剰の水分をライン1106に分別するためのフラッシュドラム1105を含むこともできる。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ1140により接触装置1114からライン1138で除去される。この濃厚水性吸収媒体が次に２つの部分1138A、1138Bに分割される。一態様では、約78体積％が部分1138Aに向けられ、約22体積％が部分1138Bに向けられる。濃厚水性吸収媒体の部分1138Aは熱交換器1142に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱され、引き続き再生器1144に供給される。濃厚水性吸収媒体の部分1138Bは熱交換器1103に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱される。濃厚水性吸収媒体の部分1138Bが熱交換器1102に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱され、引き続き再生器1144に供給される。

図１２は、本明細書に記載の第１１実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置1200を示す。第１１実施形態は、以下に詳述することを除き、第１０実施形態と同一である。
この実施形態では、再生器に入る前に濃厚水性吸収媒体の部分1238Bに熱をさらに移すための追加の熱交換器1207と、再沸器から出る復水からフラッシュ水蒸気を形成するためのフラッシュドラム1208がある。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ1240により接触装置1214からライン1238で除去される。この濃厚水性吸収媒体が次に２つの部分1238A、1238Bに分割される。一態様では、約79体積％が部分1238Aに向けられ、約21体積％が部分1238Bに向けられる。濃厚水性吸収媒体の部分1238Aは熱交換器1242に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱され、引き続き再生器1244に供給される。濃厚水性吸収媒体の部分1238Bは熱交換器1203に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱される。濃厚水性吸収媒体の部分1138Bが熱交換器1202に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。水蒸気再沸器1248から復水がライン1268で除去されてフラッシュドラム1208に供給され、ライン1210のフラッシュ復水からフラッシュ水蒸気をライン1209に分離する。濃厚水性吸収媒体の部分1238Bが熱交換器1207に送られ、そこでライン1209のフラッシュ水蒸気と接触してさらに加熱され、引き続き再生器1244に供給される。

図１３〜１７は、本明細書に記載のさらなる実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置を示す。これらの実施形態では、加熱流は、頭上ガス流から回収された凝縮流の少なくとも一部を、希薄処理ガス流から回収された凝縮流の少なくとも一部と混合して混合凝縮流を形成することによって得られた混合凝縮流を含む。以下にさらに詳細に説明するように、入来ガス流、頭上ガス流、再生水性吸収媒体、及び復水をフラッシュさせて得られたフラッシュ水蒸気の少なくとも１つからの熱が、加熱流が再循環されて再生器に戻される前に該加熱流に移動する。

図１３は、本明細書に記載の第１２実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置1300を示す。
二酸化炭素を多く含んだ入来ガス流がライン1312で気液接触装置1314に供給され、そこでライン1316で接触装置1314に供給された希薄水性吸収媒体と接触する。必要な場合、接触装置1314に入る前に入来ガス流を前処理して温度を下げ、かつ過剰の水分を除去することができる。入来ガス流1312から二酸化炭素が吸収されて希薄処理ガス流を形成し、これがライン1318で接触装置1314から出る。冷却水1322が供給された冷却器1320を希薄処理ガス流1318が通過して希薄処理ガス流1318から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する希薄処理ガス流がライン1324でフラッシュドラム1326に送られて、ライン1330の凝縮流から、水を失った希薄処理ガス流をライン1328に分離する。以下にさらに詳述するように、ライン1330の凝縮流はポンプ1334でミキサー1332に送られて、頭上ガス流から回収された凝縮流と混合されて混合凝縮流を形成する。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ1340により接触装置1314からライン1338で除去される。この濃厚水性吸収媒体1338は直交流熱交換器1342内で再生水性吸収媒体と接触して加熱され、引き続きライン1346で再生器1344に供給される。水蒸気再沸器1348から与えられた熱による温度で再生器1344が作動され、二酸化炭素が濃厚水性吸収媒体から脱着されて頭上ガス流を形成し、これがライン1350で再生器1344から出る。頭上ガス流は熱交換器1302内で混合凝縮流と接触して冷却される。冷却水1354が供給された冷却管1352を頭上ガス流が通過して頭上ガス流から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する頭上ガス流がライン1356でフラッシュドラム1358に送られて、ライン1362の凝縮流から二酸化炭素濃厚生成ガス流をライン1360に分離する。凝縮流1362はミキサー1332に送られ、そこで凝縮流1330と混合されてライン1319の混合凝縮流を形成する。
ライン1319の混合凝縮流は熱交換器1301に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この混合凝縮流が熱交換器1302に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。以下にさらに詳述するように、混合凝縮流の少なくとも一部は、蒸気流1370で再循環されて再生器1344に戻る。

再生希薄水性吸収媒体が再生器1344からライン1364で除去されて、水蒸気再沸器1348に供給される前にミキサー1321に送られ、そこで混合凝縮流と混合されて補充混合凝縮流1323を形成しうる。水蒸気再沸器に水蒸気がライン1366で供給されて、復水の形態でライン1368に除去される。水蒸気からの熱が補充混合凝縮流1323に移動して蒸気流（再循環されてライン1370で再生器1344に戻る）及び再生希薄水性吸収媒体（ライン1372で水蒸気再沸器1348から出る）を形成する。混合凝縮流の少なくとも一部が蒸気流1370に入り、再循環されて再生器1344に戻る。再生希薄水性吸収媒体は、熱交換器1342にライン1372で送られ、そこでライン1338の濃厚水性吸収媒体によって冷却される。この再生希薄水性吸収媒体が熱交換器1301に送られ、そこで混合凝縮流によってさらに冷却される。必要な場合、冷却水1378が供給された冷却器1376にライン1374で再生水性吸収媒体を送って、該再生水性吸収媒体の温度を接触装置1314にとって許容しうるレベルに下げることができる。この再生水性吸収媒体は、ライン1380で冷却器1376から除去され、最終的にポンプ1336により再循環されてライン1316で接触装置1314に戻る。

図１４は、本明細書に記載の第１３実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置1400を示す。
ライン1412の二酸化炭素を多く含んだ入来ガス流が熱交換器1403内で混合凝縮流と接触して冷却されうる。これについては以下にさらに詳述する。必要な場合、気液接触装置1414に入る前に入来ガス流を冷却器1404に供給して、許容しうるレベルまで温度をさらに下げ、引き続きフラッシュドラム1405に供給して過剰な水分をライン1406に除去することができる。この冷却された入来ガス流が気液接触装置1414に供給され、そこでライン1416で接触装置1414に供給された希薄水性吸収媒体と接触する。入来ガス流1412から二酸化炭素が吸収されて希薄処理ガス流を形成し、これがライン1418で接触装置1414から出る。冷却水1422が供給された冷却器1420を希薄処理ガス流1418が通過して希薄処理ガス流1418から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する希薄処理ガス流がライン1424でフラッシュドラム1426に送られて、ライン1430の凝縮流から、水を失った希薄処理ガス流をライン1428に分離する。以下にさらに詳述するように、ライン1430の凝縮流はポンプ1434でミキサー1432に送られて、頭上ガス流から回収された凝縮流と混合される。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ1440により接触装置1414からライン1438で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器1401に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器1402に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器1442に送られ、そこで再生水性希薄吸収媒体と接触してさらに加熱され、引き続きライン1446で再生器1444に供給される。水蒸気再沸器1448から与えられた熱による温度で再生器1444が作動されて、二酸化炭素が濃厚水性吸収媒体から脱着されて頭上ガス流を形成し、これがライン1450で再生器1444から出る。この頭上ガス流は熱交換器1402内で濃厚水性吸収媒体と接触して冷却される。冷却水1454が供給された冷却管1452を頭上ガス流が通過して、該頭上ガス流から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する頭上ガス流がライン1456でフラッシュドラム1458に送られて、ライン1462の凝縮流から二酸化炭素濃厚生成ガス流をライン1460に分離する。凝縮流1462はミキサー1432に送られ、そこで凝縮流1430と混合されて混合凝縮流を形成する。

この混合凝縮流がライン1419で熱交換器1403に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱される。以下にさらに詳述するように、混合凝縮流の少なくとも一部は蒸気流1470で再循環されて再生器1444に戻る。
再生希薄水性吸収媒体は再生器1444からライン1464で除去されて、水蒸気再沸器1448に入る前にミキサー1421に送られ、そこで混合凝縮流と混合されて補充混合凝縮流1423を形成しうる。水蒸気再沸器に水蒸気がライン1466で供給され、ライン1468に復水の形態で除去される。水蒸気からの熱が補充混合凝縮流1423に移動して蒸気流（再循環されてライン1470で再生器1444に戻る）と再生希薄水性吸収媒体（ライン1472で水蒸気再沸器1448から出る）を形成する。混合凝縮流の少なくとも一部が蒸気流1470に入り、再循環されて再生器1444に戻る。再生希薄水性吸収媒体は熱交換器1442にライン1472で送られ、そこでライン1438の濃厚水性吸収媒体と接触して冷却される。この再生希薄水性吸収媒体が熱交換器1401に送られ、そこで濃厚水性吸収媒体によってさらに冷却される。冷却水1478が供給された冷却器1476にライン1474の再生水性吸収媒体が送られ、該再生水性吸収媒体の温度を接触装置1414にとって許容しうるレベルまで下げる。再生水性吸収媒体は、冷却器1476からライン1480で除去され、最終的にポンプ1436により再循環されてライン1416で接触装置1414に戻る。

図１５は、本明細書に記載の第１４実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置1500を示す。第１４実施形態は、後述することを除き、第１３実施形態と同一である。
この実施形態では、再生器に入る前に混合凝縮流に熱をさらに移すための追加の熱交換器1507と、再沸器1548から出る復水1568からフラッシュ水蒸気1509を形成するためのフラッシュドラム1508がある。
ライン1519の混合凝縮流が熱交換器1503に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱される。復水が水蒸気再沸器1548からライン1568で除去され、フラッシュドラム1508に供給されて、ライン1510のフラッシュ復水からフラッシュ水蒸気をライン1509に分離する。混合凝縮流が熱交換器1507に送られ、そこでライン1509のフラッシュ水蒸気と接触してさらに加熱される。以下にさらに詳述するように、混合凝縮流の少なくとも一部は蒸気流1570で再循環されて再生器1544に戻る。

再生希薄水性吸収媒体が再生器1544からライン1564で除去されて、水蒸気再沸器1548に供給される前にミキサー1521に送られ、そこで混合凝縮流と混合されて補充混合凝縮流1523を形成しうる。水蒸気再沸器に水蒸気がライン1566で供給されて、復水の形態でライン1568に除去される。水蒸気からの熱が補充混合凝縮流1523に移動して蒸気流（再循環されてライン1570で再生器1544に戻る）及び再生希薄水性吸収媒体（ライン1572で水蒸気再沸器1548から出る）を形成する。混合凝縮流の少なくとも一部は蒸気流1570に入り、再循環されて再生器1544に戻る。

図１６は、本明細書に記載の第１５実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置1600を示す。第１５実施形態は、後述することを除き、第１４実施形態と同一である。
この実施形態では、濃厚水性吸収媒体が、熱交換器1601の直下流で２つの部分1638A、1638Bに分割される。
溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ1640により接触装置1614からライン1638で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器1601に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が次に２つの部分1638A、1638Bに分割される。濃厚水性吸収媒体の部分1638Aは熱交換器1642に送られ、そこで再生水性希薄吸収媒体と接触してさらに加熱され、引き続き再生器1644に供給される。濃厚水性吸収媒体の部分1638Bは熱交換器1602に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱され、引き続き再生器1644に供給される。

図１７は、本明細書に記載の第１６実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置1700を示す。
ライン1712の二酸化炭素を多く含んだ入来ガス流は、熱交換器1703内で混合凝縮流と接触して冷却されうる。これについては以下にさらに詳述する。必要な場合、気液接触装置1714に入る前に入来ガス流を冷却器1704に供給して許容しうるレベルまで温度をさらに下げ、引き続きフラッシュドラム1705に供給してライン1706の過剰の水分を除去することができる。冷却された入来ガス流が気液接触装置1714に供給され、そこでライン1716で接触装置1714に供給された希薄水性吸収媒体と接触する。入来ガス流1712から二酸化炭素が吸収されて希薄処理ガス流を形成し、これがライン1718で接触装置1714から出る。冷却水1722が供給された冷却器1720を希薄処理ガス流1718が通過して該希薄処理ガス流1718から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する希薄処理ガス流がライン1724でフラッシュドラム1726に送られ、ライン1730の凝縮流から、水を失った希薄処理ガス流をライン1728に分離する。以下にさらに詳述するように、ライン1730の凝縮流はポンプ1734でミキサー1732に送られて、頭上ガス流から回収された凝縮流と混合される。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ1740により接触装置1714からライン1738で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器1701に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が次に２つの部分1738A、1738Bに分割される。濃厚水性吸収媒体の部分1738Aは熱交換器1742に送られ、そこで再生水性希薄吸収媒体と接触してさらに加熱され、引き続き再生器1744に供給される。濃厚水性吸収媒体の部分1738Bは熱交換器1702に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。水蒸気再沸器1748から復水がライン1768で除去されてフラッシュドラム1708に供給され、ライン1710のフラッシュ復水からフラッシュ水蒸気をライン1709に分離する。濃厚水性吸収媒体の部分1738Bは熱交換器1707に送られ、そこでライン1709のフラッシュ水蒸気と接触してさらに加熱され、引き続き再生器1744に供給される。水蒸気再沸器1748から与えられた熱による温度で再生器1744が作動され、二酸化炭素が濃厚水性吸収媒体から脱着されて頭上ガス流を形成し、これがライン1750で再生器1744から出る。この頭上ガス流は熱交換器1702内で濃厚水性吸収媒体と接触して冷却される。冷却水1754が供給された冷却管1752を頭上ガス流が通過して、該頭上ガス流から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する頭上ガス流がライン1756でフラッシュドラム1758に送られ、ライン1762の凝縮流から二酸化炭素濃厚生成ガス流をライン1760に分離する。凝縮流1762はミキサー1732に送られ、そこで凝縮流1730と混合されて混合凝縮流を形成する。
ライン1719の混合凝縮流が熱交換器1703に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱され、引き続き再生器1744に供給される。

再生希薄水性吸収媒体が再生器1744からライン1764で除去されて水蒸気再沸器1748に供給される。水蒸気再沸器の水蒸気がライン1766で供給され、復水の形態でライン1768に除去される。水蒸気からの熱が再生希薄水性吸収媒体に移動して蒸気流（再循環されてライン1770で再生器1744に戻る）及び再生希薄水性吸収媒体（ライン1772で水蒸気再沸器1748から出る）を形成する。再生希薄水性吸収媒体がライン1772で熱交換器1742に送られ、そこでライン1738Aの濃厚水性吸収媒体の部分と接触して冷却される。必要な場合、再生希薄水性吸収媒体を熱交換器1701に送ることができ、そこで濃厚水性吸収媒体によってさらに冷却される。冷却水1778が供給された冷却器1776にライン1774の再生水性吸収媒体が送られ、接触装置1714にとって許容しうるレベルまで再生水性吸収媒体の温度を下げる。再生水性吸収媒体は冷却器1776からライン1780で除去され、最終的にポンプ1736により再循環されてライン1716で接触装置1714に戻る。

図１８〜２４は、本明細書に記載のさらなる実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置を示す。これらの実施形態では、加熱流は、頭上ガス流から回収された凝縮流の少なくとも一部を、希薄処理ガス流から回収された凝縮流の少なくとも一部と混合して混合凝縮流を形成し、引き続きこの混合凝縮流を第１混合凝縮流部分と第２混合凝縮流部分に分割することによって得られた第１混合凝縮流部分と第２混合凝縮流部分を含む。以下にさらに詳細に説明するように、入来ガス流、頭上ガス流、再生水性吸収媒体、又は復水をフラッシュさせて得られたフラッシュ水蒸気の少なくとも１つからの熱が、２つの部分に分割される前の混合凝縮流、再循環されて再生器に戻る前の第１混合凝縮流部分又は第２混合凝縮流部分の少なくとも１つに移動する。

図１８は、本明細書に記載の第１７実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置1800を示す。
ライン1812の二酸化炭素を多く含んだ入来ガス流は熱交換器1803内で混合凝縮流の部分1819Aと接触して冷却されうる。これについては以下にさらに詳述する。必要な場合、気液接触装置1814に入る前に入来ガス流を冷却器1804に供給して許容しうるレベルまで温度をさらに下げ、引き続きフラッシュドラム1805に供給して過剰な水分をライン1806に除去することができる。冷却された入来ガス流が気液接触装置1814に供給され、そこでライン1816で接触装置1814に供給された希薄水性吸収媒体と接触する。入来ガス流1812から二酸化炭素が吸収されて希薄処理ガス流を形成し、これがライン1818で接触装置1814から出る。冷却水1822が供給された冷却器1820を希薄処理ガス流1818が通過して希薄処理ガス流1818から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する希薄処理ガス流がライン1824でフラッシュドラム1826に送られ、ライン1830の凝縮流から、水を失った希薄処理ガス流をライン1828に分離する。以下にさらに詳述するように、ライン1830の凝縮流がポンプ1834でミキサー1832に送られて、頭上ガス流から回収された凝縮流と混合される。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ1840により接触装置1814からライン1838で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器1802に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器1842に送られ、そこで再生水性希薄吸収媒体と接触してさらに加熱され、引き続きライン1846で再生器1844に供給される。水蒸気再沸器1848から与えられた熱による温度で再生器1844が作動され、二酸化炭素が濃厚水性吸収媒体から脱着されて頭上ガス流を形成し、これがライン1850で再生器1844から出る。この頭上ガス流は熱交換器1802内で濃厚水性吸収媒体と接触して冷却される。冷却水1854が供給された冷却管1852を頭上ガス流が通過して、頭上ガス流から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する頭上ガス流がライン1856でフラッシュドラム1858に送られ、ライン1862の凝縮流から二酸化炭素濃厚生成ガス流をライン1860に分離する。凝縮流1862はミキサー1832に送られ、そこで凝縮流1830と混合されて混合凝縮流を形成する。

ライン1819の混合凝縮流が熱交換器1801に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この混合凝縮流が２つの流れ1819A及び1819Bに分割される。一態様では、約23体積％が部分1819Aに向けられ、約77体積％が部分1819Bに向けられる。混合凝縮流の部分1819Aは熱交換器1803に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱され、引き続き再生器1844に供給される。水蒸気再沸器1848から復水がライン1868で除去され、フラッシュドラム1808に供給されて、ライン1810のフラッシュ復水からフラッシュ水蒸気をライン1809に分離する。混合凝縮流の部分1819Bは熱交換器1807に送られ、そこでライン1809のフラッシュ水蒸気と接触してさらに加熱される。以下にさらに詳述するように、混合凝縮流の少なくとも一部は蒸気流1870で再循環されて再生器1844に戻る。
再生希薄水性吸収媒体が再生器1844からライン1864で除去されて、水蒸気再沸器1848に入る前にミキサー1821に送られ、そこで混合凝縮流の部分1819Bと混合されて補充混合凝縮流1823を形成しうる。水蒸気再沸器に水蒸気がライン1866で供給され、復水の形態でライン1868に除去される。水蒸気からの熱が補充混合凝縮流1823に移動して蒸気流（再循環されてライン1870で再生器1844に戻る）及び再生希薄水性吸収媒体（ライン1872で水蒸気再沸器1848から出る）を形成する。混合凝縮流1819Bの少なくとも一部が蒸気流1870に入り、再循環されて再生器1844に戻る。再生希薄水性吸収媒体が熱交換器1842にライン1872で送られ、そこでライン1838の濃厚水性吸収媒体によって冷却される。再生希薄水性吸収媒体が熱交換器1801に送られ、そこで混合凝縮流1819によってさらに冷却される。必要な場合、冷却水1878が供給された冷却器1876にライン1874で再生水性吸収媒体を送って、再生水性吸収媒体の温度を接触装置1814にとって許容しうるレベルまで下げることができる。再生水性吸収媒体は、ライン1880で冷却器1876から除去され、最終的にポンプ1836により再循環されてライン1816で接触装置1814に戻る。

図１９は、本明細書に記載の第１８実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置1900を示す。
ライン1912の二酸化炭素を多く含んだ入来ガス流は熱交換器1903内で混合凝縮流の部分1919Aと接触して冷却されうる。これについては以下にさらに詳述する。必要な場合、気液接触装置1914に入る前に入来ガス流を冷却器1904に供給して、許容しうるレベルまでさらに温度を下げ、引き続きフラッシュドラム1905に供給してライン1906の過剰の水分を除去することができる。冷却された入来ガス流が気液接触装置1914に供給され、そこでライン1916で接触装置1914に供給された希薄水性吸収媒体と接触する。二酸化炭素が入来ガス流1912から吸収されて希薄処理ガス流を形成し、これがライン1918で接触装置1914から出る。冷却水1922が供給された冷却器1920を希薄処理ガス流1918が通過して希薄処理ガス流1918から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する希薄処理ガス流がライン1924でフラッシュドラム1926に送られ、ライン1930の凝縮流から、水を失った希薄処理ガス流をライン1928に分離する。以下にさらに詳述するように、ライン1930の凝縮流はポンプ1934でミキサー1932に送られて、頭上ガス流から回収された凝縮流と混合される。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ1940により接触装置1914からライン1938で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器1942に送られ、そこで再生水性希薄吸収媒体と接触して加熱され、引き続きライン1946で再生器1944に供給される。水蒸気再沸器1948から与えられた熱による温度で再生器1944が作動され、二酸化炭素が濃厚水性吸収媒体から脱着されて頭上ガス流を形成し、これがライン1950で再生器1944から出る。頭上ガス流は熱交換器1902内で混合凝縮流と接触して冷却される。冷却水1954が供給された冷却管1952を頭上ガス流が通過して頭上ガス流から液体を凝縮する。この凝縮液を含有する頭上ガス流がライン1956でフラッシュドラム1958に送られ、ライン1962の凝縮流から二酸化炭素濃厚生成ガス流をライン1960に分離する。凝縮流1962はミキサー1932に送られ、そこで凝縮流1930と混合されて混合凝縮流を形成する。

ライン1919の混合凝縮流が熱交換器1901に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この混合凝縮流が熱交換器1902に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。この混合凝縮流が２つの流れ1919A及び1919Bに分割される。一態様では、約82.5体積％が部分1919Aに向けられ、約17.5体積％が部分1919Bに向けられる。混合凝縮流の部分1919Aは熱交換器1903に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱される。以下にさらに詳述するように混合凝縮流1919Aの少なくとも一部は再循環されて蒸気流1970で再生器1944に戻る。水蒸気再沸器1948から復水がライン1968で除去されてフラッシュドラム1908に供給され、ライン1910のフラッシュ復水からフラッシュ水蒸気をライン1909に分離する。混合凝縮流の部分1919Bは熱交換器1907に送られ、そこでライン1909のフラッシュ水蒸気と接触してさらに加熱される。以下にさらに詳述するように、混合凝縮流1919Bの少なくとも一部は再循環されて蒸気流1970で再生器1944に戻る。

再生希薄水性吸収媒体が再生器1944からライン1964で除去されて、水蒸気再沸器1948に供給される前にミキサー1921に送られ、そこで混合凝縮流の部分1919A及び混合凝縮流の部分1919Bと混合されて補充混合凝縮流1923を形成しうる。水蒸気再沸器に水蒸気がライン1966で供給され、復水の形態でライン1968に除去される。水蒸気からの熱が補充混合凝縮流1923に移動して蒸気流（再循環されてライン1970で再生器1944に戻る）及び再生希薄水性吸収媒体（ライン1972で水蒸気再沸器1948から出る）を形成する。混合凝縮流1919A、1919Bの少なくとも一部は蒸気流1970に入り、再循環されて再生器1944に戻る。再生希薄水性吸収媒体がライン1972で熱交換器1942に送られ、そこでライン1938の濃厚水性吸収媒体によって冷却される。再生希薄水性吸収媒体が熱交換器1901に送られ、そこで混合凝縮流1919によってさらに冷却される。必要な場合、冷却水1978が供給された冷却器1976にライン1974で再生水性吸収媒体を送って、再生水性吸収媒体の温度を接触装置1914にとって許容しうるレベルまで下げることができる。再生水性吸収媒体は冷却器1976からライン1980で除去され、最終的にポンプ1936により再循環されてライン1916で接触装置1914に戻る。

図２０は、本明細書に記載の第１９実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置2000を示す。第１９実施形態は、以下に詳述することを除き、第１８実施形態と同一である。
この実施形態では、熱交換器2003から出る混合凝縮流の部分2019Aは、水蒸気再沸器2048に供給される（この場合は蒸気流2070によって再生器2044に送り戻される）のではなく直接再生器2044に供給される。

図２１は、本明細書に記載の第２０実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置2100を示す。第２０実施形態は、以下に詳述することを除き、第１９実施形態と同一である。
この実施形態では、再生器2144に入る前に濃厚水性吸収媒体にさらに熱を移すための追加の熱交換器2125があり、かつ混合凝縮流が熱交換器2101の直下流で２つの部分2119A、2119Bに分割される。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ2140により接触装置2114からライン2138で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器2125に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器2142に送られ、そこで再生水性希薄吸収媒体と接触して加熱され、引き続きライン2146で再生器2144に供給される。
ライン2119の混合凝縮流が熱交換器2101に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この混合凝縮流が２つの流れ2119A及び2119Bに分割される。一態様では、約28体積％が部分2119Aに向けられ、約72体積％が部分2119Bに向けられる。混合凝縮流の部分2119Aは熱交換器2103に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱され、引き続き再生器2144に供給される。混合凝縮流の部分2119Bは熱交換器2102に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。水蒸気再沸器2148から復水がライン2168で除去されてフラッシュドラム2108に供給され、ライン2110のフラッシュ復水からフラッシュ水蒸気をライン2109に分離する。混合凝縮流の部分2119Bが熱交換器2107に送られ、そこでライン2109のフラッシュ水蒸気と接触してさらに加熱される。既に上述したように、混合凝縮流2119Bの少なくとも一部は再循環されて蒸気流2170で再生器2144に戻る。

図２２は、本明細書に記載の第２１実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置2200を示す。第２１実施形態は、以下に詳述することを除き、第２０実施形態と同一である。
この実施形態では、混合凝縮流が熱交換器2232の直下流で２つの部分2219A、2219Bに分割される。
混合凝縮流が２つの流れ2219A及び2219Bに分割される。一態様では、約86体積％が部分2219Aに向けられ、約14体積％が部分2219Bに向けられる。混合凝縮流の部分2219Aが熱交換器2203に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱され、引き続き再生器2244に供給される。ライン2219Bの混合凝縮流の部分が熱交換器2201に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この混合凝縮流の部分2219Bが熱交換器2202に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。水蒸気再沸器2248から復水がライン2268で除去されてフラッシュドラム2208に供給され、ライン2210のフラッシュ復水からフラッシュ水蒸気をライン2209に分離する。混合凝縮流の部分2219Bが熱交換器2207に送られ、そこでライン2209のフラッシュ水蒸気と接触してさらに加熱される。既に上述したように、混合凝縮流2219Bの少なくとも一部は再循環されて蒸気流2270で再生器2244に戻る。

図２３は、本明細書に記載の第２２実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置2300を示す。第２２実施形態は、以下に詳述することを除き、第２１実施形態と同一である。
この実施形態では、熱交換器2301を用いて、混合凝縮流の部分2319Bの代わりに濃厚水性吸収媒体に熱を移す。
溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ2340により接触装置2314からライン2338で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器2301に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器2325に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器2342に送られ、そこで再生水性希薄吸収媒体と接触してさらに加熱され、引き続きライン2346で再生器2344に供給される。

混合凝縮流が２つの流れ2319A及び2319Bに分割される。混合凝縮流の部分2319Aが熱交換器2303に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱され、引き続き再生器2344に供給される。この混合凝縮流の部分2319Bが熱交換器2302に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される。水蒸気再沸器2348から復水がライン2368で除去されてフラッシュドラム2308に供給され、ライン2310のフラッシュ復水からフラッシュ水蒸気をライン2309に分離する。混合凝縮流の部分2319Bが熱交換器2307に送られ、そこでライン2309のフラッシュ水蒸気と接触してさらに加熱される。既に上述したように、混合凝縮流2319Bの少なくとも一部は再循環されて蒸気流2370で再生器2344に戻る。

図２４は、本明細書に記載の第２３実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置2400を示す。第２３実施形態は、以下に詳述することを除き、第２２実施形態と同一である。
この実施形態では、濃厚水性吸収媒体が熱交換器2401の直下流で２つの部分2438A、2438Bに分割される。
溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ2440により接触装置2414からライン2438で除去される。この濃厚水性吸収媒体が熱交換器2401に送られ、そこで再生希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。この濃厚水性吸収媒体が次に２つの部分2438A、2438Bに分割される。一態様では、約75体積％が部分2438Aに向けられ、約25体積％が部分2438Bに向けられる。濃厚水性吸収媒体の部分2438Aが熱交換器2442に送られ、そこで再生水性希薄吸収媒体と接触してさらに加熱され、引き続き再生器2444に供給される。この濃厚水性吸収媒体の部分2438Bが熱交換器2425に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱され、引き続き再生器2444に供給される。

図２５は、本明細書に記載の第２４実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置2500を示す。第２４実施形態は、以下に詳述することを除き、第１０実施形態と同一である。
この実施形態では、再沸器を使用しない。代わりに、比較的低圧の水蒸気（例えば、約30〜約103kPa）を生の水蒸気注入2597として直接再生器2544に送ることができる。この低圧水蒸気は、別プラント（例えば、発電プラント）からの廃棄水蒸気又は低圧水蒸気の何らかの他の低グレード源（例えば、高温煙道ガスを用いた熱回収水蒸気発生器、暖房プラントからの過剰水蒸気、廃熱ボイラー、二酸化炭素圧縮からの熱など）であってよい。
頭上ガス流2562から回収された凝縮流、希薄処理ガス流2530から回収された凝縮流及び、必要な場合、入来ガス流2506から回収された凝縮流を混合し（2598）、かつ低圧水蒸気源（例えば、ボイラーシステム）に戻して水分平衡を維持することができる。必要な場合、低圧水蒸気源に送り戻す前に凝縮流2562、2530、2506を処理することができる。

図２６は、本明細書に記載の第２５実施形態の、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための装置2600を示す。第２５実施形態は、以下に詳述することを除き、第７実施形態と同一である。
この実施形態では、濃厚水性吸収媒体が、10％の該吸収媒体流2638Bが再生器2644に入る前に熱交換器2602でさらに加熱されるように分割される前に、濃厚水性吸収媒体にストリッパー頭上ガス流2650からさらに熱を移すための追加の熱交換器2625がある。濃厚水性吸収媒体の残りの90％の流れ2638Aは、再生器2644に入る前に熱交換器2642に送られ、そこで希薄水性吸収媒体によってさらに加熱される。容器2658に蓄積された還流凝縮物が2632で吸収体頭上洗浄水と混合され、混合された還流及び凝縮吸収体頭上蒸気は、熱交換器2603に入る前に熱交換器2601で予熱されるプロセスに戻される。本質的に、熱交換器2603は、既存水蒸気再沸器2648を補助する追加の再沸器として作用する。必要な場合、本装置は、接触装置2614に入る前に入来ガス流をさらに冷却するための冷却器2604と、入来ガス流から過剰の水分をライン2606に分別するためのフラッシュドラム2605を含むこともできる。

溶解した二酸化炭素を含む濃厚水性吸収媒体がポンプ2640により接触装置2614からライン2638で除去される。この濃厚水性吸収媒体は熱交換器2611に送られ、そこで入来ガス流と接触して加熱される。次に濃厚水性吸収媒体は熱交換器2625に送られ、そこで頭上ガス流2650と接触して加熱される。次にこの濃厚吸収媒体の10％は、装置2644に入る前に熱交換器2602に送られ、そこで頭上ガス流と接触して加熱される流れ2638Bに分割される。残りの流れ2638Bは、ライン2646で再生器2644に入る前に熱交換器2642で希薄水性吸収媒体と接触して加熱される。
再生希薄水性吸収媒体が再生器2644から除去され、一部はライン2623で水蒸気再沸器2648に供給され、残りはライン2672で熱交換器2642に供給される。水蒸気再沸器に水蒸気がライン2666で供給されて復水の形態でライン2668に除去される。水蒸気からの熱が再生希薄水性吸収媒体に移動して蒸気流を形成し、これは再循環されてライン2670で再生器2644に戻る。熱交換器2642からの希薄水性吸収媒体は熱交換器2601に供給され、そこでライン2619で供給されたプロセス頭上凝縮物によってさらに冷却される。必要な場合、冷却水2678が供給された冷却器2676に再生水性吸収媒体2672を送って、接触装置2614にとって許容しうるレベルまで該再生水性吸収媒体の温度を下げる。
混合された還流及び吸収体頭上凝縮物はライン2619によって熱交換器2601内で高温希薄水性吸収媒体と接触して予熱される。この混合凝縮物は煙道ガス熱交換器2603内でさらに加熱され、そこで一部は水蒸気に変換される。この水蒸気は次に再生器2644に送られ、さらなる再生エネルギーをもたらすのみならず、プロセス内の水分平衡を維持する。これは究極的に、再沸器2648で必要な水蒸気の量を減らす。

当然のことながら、入来ガス流から二酸化炭素及び／又は硫化水素を回収するための技術上周知のいずれのタイプの水性吸収媒体も本明細書に記載のいずれの新規装置及び方法でも使用することができる。水性吸収媒体としては、限定するものではないが、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、SELEXOL(商標)（ポリエチレングリコールのジメチルエーテル）、ジイソプロパノールアミン、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、ピペラジン、及びスルホランが挙げられる。
本明細書のさらなる態様では、入来ガス流から二酸化炭素及び／又は硫化水素を回収するために使用できる水性吸収媒体について以下に詳述する。当然のことながら、当業者に周知の従来の装置及び方法でも、又は本明細書に記載のいずれの新規な装置及び方法でも水性吸収媒体を使用することができる。

水性吸収媒体は、モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及び適切な溶媒を含む。吸収媒体に適した溶媒には、モノエタノールアミン及びメチルジエタノールアミンを可溶化し、かつ二酸化炭素又は硫化水素の吸収剤として作用する当該溶媒が含まれる。適切な溶媒としては、限定するものではないが、水、メタノール、エタノール、及びそのいずれかの組合せが挙げられる。一態様では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約1.5：１〜約４：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約３モル／リットル〜約９モル／リットルである。なおさらなる態様では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約2.5：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約７モル／リットルである。

本明細書のなおさらなる態様では、入来ガス流から二酸化炭素及び／又は硫化水素を回収するために使用できる水性吸収媒体の製造方法を述べる。この方法は、モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及び適切な溶媒を準備する工程を含む。この方法は、前記モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及び適切な溶媒を混合して水性吸収媒体を形成する工程をさらに含む。一態様では、約1.5：１〜約４：１のモル比でモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンを準備し、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約３モル／リットル〜約９モル／リットルである。なおさらなる態様では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約2.5：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約７モル／リットルである。

なお、さらなる態様では、入来ガス流からガス成分を除去するための方法を述べる。この方法は、前記入来ガス流を、モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及び適切な溶媒を含む水性吸収媒体と接触させる工程を含む。一態様では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約1.5：１〜約４：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約３モル／リットル〜約９モル／リットルである。なおさらなる態様では、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約2.5：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約７モル／リットルである。

〔実施例１〜３２及び３５〜３８に関する一般的情報〕
Regina大学（Regina, Saskatchewan, Canada）の二酸化炭素捕捉のための国際試験センター(ITC)多目的技術開発CO₂捕捉プラント(International Test Center for Carbon Dioxide Capture (ITC) Multi-Purpose Technology Development CO₂ Capture Plant)に基づいたプラント実験及びコンピュータシミュレーションによってデータを得た。このプラントは、天然ガス燃焼ボイラーから得られた煙道ガスから１日１トンのCO₂を生成すると示されている。入来ガス流はいずれのタイプの処理前にも「ウェット基準」で以下の組成を有した：9.574モル％のCO₂、0.909モル％のO₂、72.285モル％のN₂、及び17.232モル％のH₂O。さらに、入来ガス流はいずれの処理前にも「ウェット基準」で以下の条件を有した：入口ガス圧95.36kPa、入口ガス温度150℃及び入口ガス流量10kg-mol/時間。吸収体に入る前に入来ガス流を処理して温度を下げ、過剰の水分を除去した。処理した入来ガス流は以下の組成を有した：11.169モル％のCO₂、1.060モル％のO₂、84.329モル％のN₂、3,442モル％のH₂O。さらに、処理した入来ガス流は以下の条件を有した：入口ガス圧111.325kPa、入口ガス温度36〜40℃、入口ガス流量8.57kg-mol/時間。実施例１〜３２では、再沸器への水蒸気供給圧力が約230〜475kPaの範囲であり、再沸器への水蒸気供給温度が約125〜150℃の範囲であり、再沸器温度が約121℃だった。吸収体効率は90％だった。Bryan Research & Engineering, Bryan, Texas, USAから得たPROMAX(商標)ソフトウェアを用いてコンピュータシミュレーションを行った。

〔実施例１〜２〕
実施例１は、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための従来技術の装置を示す図１に基づいた実際のプラント実験だった。実施例１は、５モル/LのMEA濃度の水性吸収媒体及び14L/分の循環速度を使用した。
実施例２は、入来ガス流から二酸化炭素を回収するための従来技術の装置を示す図１に基づいたコンピュータシミュレーションだった。実施例２も、５モル/LのMEA濃度の水性吸収媒体及び14L/分の循環速度を使用した。
実施例１では、プラント実験が72,890BTU/(生成されたCO₂のlb-mol)の熱負荷をもたらした。実施例２では、対応するコンピュータシミュレーションが70,110BTU/(生成されたCO₂のlb-mol)の熱負荷をもたらした。この相関関係は、コンピュータシミュレーションが実験結果を綿密に予測できることを示す。

〔実施例３〜２４〕
実施例３〜２４は、それぞれ図２〜１６及び１８〜２４に基づいたコンピュータシミュレーションだった。実施例３〜２４は、５モル/LのMEA濃度の水性吸収媒体及び14L/分の循環速度を使用した。
〔実施例２５〜３２〕
実施例２５〜３２は、それぞれ図１、２、９、１２、１７、２２、２３、及び２４に基づいたコンピュータシミュレーションだった。実施例２５〜３２は、５モル/LのMEA〜２モル/LのMDEA濃度の水性吸収媒体及び12〜13L/分の循環速度を使用した。
〔実施例１〜３２の実験結果〕
実施例１〜３２のプラント実験結果及びコンピュータシミュレーション結果を下表に示す。以下に表中の種々の列見出しの説明を列挙する：「熱負荷」列は再生器を作動させるために必要な外部熱を表し；「希薄荷重」列は再生器を出る再生水性吸収媒体中のCO₂の荷重を表し；「濃厚荷重」列は気液接触装置を出る濃厚水性吸収媒体中のCO₂の荷重を表し；「CO₂生成」列は回収されたガス成分を表し；及び「水蒸気消費」列は再沸器を作動させるために必要な水蒸気を表す。

〔実施例３３〜３４に関する一般的情報〕
Estevan, SaskatchewanのBoundary Dam石炭火力発電所に基づいたコンピュータシミュレーションによってデータを得た。このプラントは、石炭火力発電所から得られた煙道ガスから１日４トンのCO₂を生成すると示されている。入来ガス流自体は二酸化炭素と硫化ナトリウムの両方を含有した。従って、吸収体に入る前に入来ガス流を処理して温度を下げ、過剰の水分を除去し、かつ洗浄して硫化ナトリウムを除去した。入来ガス流は以下の組成を有した：14.86モル％のCO₂、5.03モル％のO₂、64.93モル％のN₂、及び15.78モル％のH₂O。さらに、入来ガス流は以下の条件を有した：入口ガス圧111.325kPa、入口ガス温度36℃、及び入口ガス流量10kg-mol/時間。実施例３３〜３４では、再沸器への水蒸気供給圧力が約230〜475kPaの範囲であり、再沸器への水蒸気供給温度が約125〜150℃の範囲であり、再沸器温度が約121℃だった。吸収体効率は90％だった。実施例３３〜３４は５モル/LのMEA〜２モル/LのMDEA濃度の水性吸収媒体及び12〜13L/分の循環速度を使用した。Bryan Research & Engineering, Bryan, Texas, USAから得たPROMAX(商標)ソフトウェアを用いてコンピュータシミュレーションを行った。

〔実施例３３〕
実施例３３は図９に基づいたコンピュータシミュレーションだった。このコンピュータシミュレーションの結果は以下のとおりである：「熱負荷」が35,831BTU/lb-moleであり；「希薄荷重」が0.3168MoI CO₂/MoI水性吸収媒体であり；「濃厚荷重」が0.4662MoI CO₂/MoI水性吸収媒体であり；「CO₂生成」0.910トン/日；及び「水蒸気消費」が0.896kg/kg CO₂である。
〔実施例３４〕
実施例３４は図１７に基づいたコンピュータシミュレーションだった。このコンピュータシミュレーションの結果は以下のとおりである：「熱負荷」が14,716BTU/lb-moleであり；「希薄荷重」が0.3085MoI CO₂/MoI水性吸収媒体であり；「濃厚荷重」が0.4687MoI CO₂/MoI水性吸収媒体であり；「CO₂生成」0.913トン/日；及び「水蒸気消費」が0.368kg/kg CO₂である。
〔実施例３５〕
実施例３５は図２５に基づいたコンピュータシミュレーションだった。実施例３５は５モル/LのMEA濃度の水性吸収媒体及び14L/分の循環速度を使用した。このコンピュータシミュレーションの結果は以下のとおりである：「熱負荷」が40,500BTU/lb-moleであり；「希薄荷重」が0.2609MoI CO₂/MoI水性吸収媒体であり；「濃厚荷重」が0.4766MoI CO₂/MoI水性吸収媒体であり；「CO₂生成」0.912トン/日；及び「水蒸気消費」が1.79kg/kg CO₂である。
〔実施例３６〕
実施例３６は図２５に基づいたコンピュータシミュレーションだった。実施例３６は５モル/LのMEA〜２モル/LのMDEA濃度の水性吸収媒体及び12〜13L/分の循環速度を使用した。このコンピュータシミュレーションの結果は以下のとおりである：「熱負荷」が49,500BTU/lb-moleであり；「希薄荷重」が0.2622MoI CO₂/MoI水性吸収媒体であり；「濃厚荷重」が0.4528MoI CO₂/MoI水性吸収媒体であり；「CO₂生成」0.911トン/日；及び「水蒸気消費」が1.21kg/kg CO₂である。
〔実施例３７〜３８〕
実施例３７〜３８は、図２６に基づいたコンピュータシミュレーション及びプラント実験だった。結果を下表に示す。

本明細書では、添付図面を参照しながら１以上の発明の特定実施形態を詳述したが、各請求発明は当該特定実施形態に限定されず、かつ当業者は添付の特許請求の範囲の定義どおりのいずれの発明の範囲又は精神からも逸脱することなく、当該特定実施形態に種々の変更及び修正を生じさせうることを理解すべきである。

Claims (35)

1. 入来ガス流からガス成分を回収するための方法であって、以下の工程、
   ａ）前記入来ガス流を希薄水性吸収媒体と接触させて、前記入来ガス流から前記ガス成分の少なくとも一部を吸収して希薄処理ガス流及び濃厚水性吸収媒体を形成する工程、
   ｂ）前記濃厚水性吸収媒体から前記ガス成分の少なくとも一部を、頭上ガス流及び再生水性吸収媒体を形成するための温度で脱着させる工程、
   ｃ）前記頭上ガス流の少なくとも一部を処理して第１凝縮流を回収する工程、
   ｄ）前記第１凝縮流の少なくとも一部を用いて加熱流を形成する工程、
   ｅ）前記加熱流の少なくとも一部を再循環させて前記脱着工程に戻す工程、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 熱が、前記入来ガス流から前記加熱流に移動する、請求項１に記載の方法。
3. 熱が、前記頭上ガス流から前記加熱流に移動する、請求項１又は２に記載の方法。
4. 水蒸気を導入して前記脱着工程に熱を供給し、かつ復水を形成する工程及び前記復水をフラッシュさせてフラッシュ水蒸気を形成する工程をさらに含み、熱が、前記フラッシュ水蒸気から前記加熱流に移動する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 熱が、前記再生水性吸収媒体から前記加熱流に移動する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記加熱流が、前記第１凝縮流を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記加熱流が、前記第１凝縮流の少なくとも一部が前記希薄水性吸収媒体と混合して前記濃厚水性吸収媒体を形成するように、前記第１凝縮流の少なくとも一部を前記接触工程に供給することによって得られた前記濃厚水性吸収媒体を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記希薄処理ガス流の少なくとも一部を処理して第２凝縮流を回収する工程をさらに含み、前記加熱流が、前記第１凝縮流の少なくとも一部を前記第２凝縮流の少なくとも一部と混合して混合凝縮流を形成することによって得られた前記混合凝縮流を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記加熱流が、前記第１凝縮流の少なくとも一部が前記希薄水性吸収媒体と混合して前記濃厚水性吸収媒体を形成し、これが引き続きフラッシュされて濃厚蒸気流と半希薄水性吸収媒体を形成するように、前記第１凝縮流の少なくとも一部を前記接触工程に供給することによって得られた前記濃厚蒸気流と前記半希薄水性吸収媒体を含む、請求項１に記載の方法。
10. 熱が、前記入来ガス流から前記濃厚水性吸収媒体又は前記半希薄水性吸収媒体の少なくとも１つに移動する、請求項９に記載の方法。
11. 熱が、前記頭上ガス流から前記濃厚水性吸収媒体又は前記半希薄水性吸収媒体の少なくとも１つに移動する、請求項９又は１０に記載の方法。
12. 水蒸気を導入して前記脱着工程に熱を供給し、かつ復水を形成する工程及び前記復水をフラッシュさせてフラッシュ水蒸気を形成する工程をさらに含み、熱が、前記フラッシュ水蒸気から前記濃厚水性吸収媒体又は前記半希薄水性吸収媒体の少なくとも１つに移動する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 熱が、前記再生水性吸収媒体から前記濃厚水性吸収媒体又は前記半希薄水性吸収媒体の少なくとも１つに移動する、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記加熱流が、前記第１凝縮流の少なくとも一部が前記希薄水性吸収媒体と混合して前記濃厚水性吸収媒体を形成し、これが引き続き第１濃厚水性吸収媒体部分と第２濃厚水性吸収媒体部分に分割されるように、前記第１凝縮流の少なくとも一部を前記接触工程に供給することによって得られた前記第１濃厚水性吸収媒体部分と前記第２濃厚水性吸収媒体部分を含む、請求項１に記載の方法。
15. 熱が、前記入来ガス流から前記濃厚水性吸収媒体、前記第１濃厚水性吸収媒体部分又は前記第２濃厚水性吸収媒体部分の少なくとも１つに移動する、請求項１４に記載の方法。
16. 熱が、頭上ガス流から前記濃厚水性吸収媒体、前記第１濃厚水性吸収媒体部分又は前記第２濃厚水性吸収媒体部分の少なくとも１つに移動する、請求項１４又は１５に記載の方法。
17. 水蒸気を導入して前記脱着工程に熱を供給し、かつ復水を形成する工程及び前記復水をフラッシュさせてフラッシュ水蒸気を形成する工程をさらに含み、熱が、前記フラッシュ水蒸気から前記濃厚水性吸収媒体、前記第１濃厚水性吸収媒体部分又は前記第２濃厚水性吸収媒体部分の少なくとも１つに移動する、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 熱が、前記再生水性吸収媒体から前記濃厚水性吸収媒体、前記第１濃厚水性吸収媒体部分又は前記第２濃厚水性吸収媒体部分の少なくとも１つに移動する、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記希薄処理ガス流の少なくとも一部を処理して第２凝縮流を回収する工程をさらに含み、かつ前記加熱流が、前記第１凝縮流の少なくとも一部を前記第２凝縮流の少なくとも一部と混合して混合凝縮流を形成し、引き続き前記混合凝縮流を第１混合凝縮流部分と第２混合凝縮流部分に分割することによって得られた前記第１混合凝縮流部分と前記第２混合凝縮流部分を含む、請求項１に記載の方法。
20. 熱が、前記入来ガス流から前記混合凝縮流、前記第１混合凝縮流部分又は前記第２混合凝縮流部分の少なくとも１つに移動する、請求項１９に記載の方法。
21. 熱が、前記頭上ガス流から前記混合凝縮流、前記第１混合凝縮流部分又は前記第２混合凝縮流部分の少なくとも１つに移動する、請求項１９又は２０に記載の方法。
22. 水蒸気を導入して前記脱着工程に熱を供給し、かつ復水を形成する工程及び前記復水をフラッシュさせてフラッシュ水蒸気を形成する工程をさらに含み、熱が、前記フラッシュ水蒸気から前記混合凝縮流、前記第１混合凝縮流部分又は前記第２混合凝縮流部分の少なくとも１つに移動する、請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の方法。
23. 熱が、前記再生水性吸収媒体から前記混合凝縮流、前記第１混合凝縮流部分又は前記第２混合凝縮流部分の少なくとも１つに移動する、請求項１９〜２２のいずれか１項に記載の方法。
24. 前記再生水性吸収媒体を再循環させて前記接触工程に戻す工程をさらに含む、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の方法。
25. 前記入来ガス流が燃焼排ガスである、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の方法。
26. 前記ガス成分が二酸化炭素である、請求項１〜２５のいずれか１項に記載の方法。
27. 前記希薄水性吸収媒体がモノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及び適切な溶媒である、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の方法。
28. モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約1.5：１〜約４：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約３モル／リットル〜約９モル／リットルである、請求項２７に記載の方法。
29. モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約2.5：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約７モル／リットルである、請求項２８に記載の方法。
30. 入来ガス流からガス成分を除去するための水性吸収媒体であって、モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及び適切な溶媒を含み、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約1.5：１〜約４：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約３モル／リットル〜約９モル／リットルである、前記水性吸収媒体。
31. モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約2.5：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約７モル／リットルである、請求項３０に記載の水性吸収媒体。
32. 水性吸収媒体の製造方法であって、以下の工程、
    ａ）モノエタノールアミンを準備する工程、
    ｂ）メチルジエタノールアミンを準備する工程、
    ｃ）適切な溶媒を準備する工程、
    ｄ）前記モノエタノールアミン、前記メチルジエタノールアミン及び前記溶媒を混合して前記水性吸収媒体を形成する工程、
    を含み、かつ
    モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約1.5：１〜約４：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約３モル／リットル〜約９モル／リットルであることを特徴とする方法。
33. モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約2.5：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約７モル／リットルである、請求項３２に記載の方法。
34. 入来ガス流からガス成分を除去するための方法であって、前記入来ガス流を、モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及び適切な溶媒を含み、モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約1.5：１〜約４：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約３モル／リットル〜約９モル／リットルである水性吸収媒体と接触させる工程を含む、前記方法。
35. モノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンのモル比が約2.5：１であり、かつモノエタノールアミンとメチルジエタノールアミンの総モル濃度が約７モル／リットルである、請求項３３に記載の方法。

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