JP2011104489A - 吸着塔 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガスに含まれる特定の成分を吸着する吸着塔50であって、吸着剤59が内部に充填されるシェル51と、吸着剤59と熱交換を行う熱媒が流れる複数のチューブ56と、シェル51を上下に貫通するように設けられ、ガスの流通と吸着剤59の充填および回収とを可能にする開口部と、を備え、複数のチューブ56は、シェル51の内部を横断するように配設されており、シェル51の内部は、ガスが上または下へ流れると共に、ガスの流路の大きさが上から下まで略一定である。
【選択図】図7
Description
合されて、該シェルの内部に配設される複数のチューブと、前記シェルの前記管板部分に設けられる、前記ガスが流通する開口部と、を備え、前記複数のチューブは、前記シェルの外側で各チューブの端部に連結された管路を介して供給される冷媒が通液されるものであってもよい。
される。なお、脱湿ガス冷却器6は、熱交換器であり、CO2分離回収設備30から出る使用済み脱CO2ガスと脱水設備20から出る脱水済の原料排ガスとの間で熱交換を行う。この二酸化炭素分離回収システム1は、低圧、低温プロセスを基調としており、全てのプロセスにおいて0.05MPa以下、0〜65℃、より好ましくは10〜40℃である。
吸着剤が水を脱着して再生される際に要する再生熱とが全量交換されて、各系の水吸着装置の吸着塔の温度が約40℃前後に保持されるように設計されている。吸着中の水吸着塔ユニット22Aと再生中の水吸着塔ユニット22Bとの間に配される循環水回路23は、吸着工程にある水吸着塔ユニット22Aの発熱と再生工程にある水吸着塔ユニット22Bの吸熱とを、水吸着塔ユニット22A,Bに内置される伝熱管内を流れる循環水で間接的に熱交換させる。なお、循環水は、循環ポンプ24によって循環水ライン内を強制的に循環される。これにより、水吸着塔ユニット22Aと水吸着塔ユニット22Bとが互いに同一温度領域に保持される。設計上、吸着中の吸着塔と再生中の吸着塔の温度は概ね同一温度であればよく、循環ポンプ24による入熱により再生中の水吸着塔の温度が少しでも高くなるように考慮する他は、特段の制御を行っていない。すなわち、循環水回路23は、吸着中の水吸着塔と再生中の水吸着塔とが切り替わっても、循環ポンプ24を出た循環水が再生中の水吸着塔を通過したのちに循環水クーラ25を通過し、吸着中の水吸着塔を通過して再び循環ポンプ24に戻る経路が形成されるように、三方弁5A,5B,6A,6Bが設けられている。各弁の開閉状態を下記の表1に示す。
る。これらの制御は、脱水設備20に設けられた図示しない制御盤のシーケンサによって執り行われる。
る。このため、吸脱着特性を維持するためには、吸着塔を冷却又は加熱して、一定の温度に保持する必要がある。特に、CO2吸着塔ユニット31A,Bは、TSA(Thermal Swing Adsorption)方式を採用しているため、吸着工程における温度は0〜40℃、脱着工程における温度は20〜65℃となり、概ね吸着工程で約15℃、再生工程で約40℃となるように制御される。吸着剤が約40℃に加熱されることで、吸着されていた二酸化炭素が分離する。この動作温度から明らかなように、CO2分離回収プロセスでは脱水プロセスと異なり、発熱を伴う吸着工程におけるCO2吸着塔の温度と吸熱を伴う脱着工程におけるCO2吸着塔の温度とが大きく開いている。そこで、CO2分離回収設備30は、二酸化炭素を吸脱着する際の熱源を自給するためにヒートポンプシステム32を備えており、冷凍機36、凝縮器34、膨張弁37、蒸発器35などで構成されるヒートポンプユニット33を配することで、吸着中のCO2吸着塔の熱を脱着中のCO2吸着塔へ効率的に送ることが可能なようになっている。このヒートポンプユニット33の冷媒はフロン系のR−134aである。これにより、発熱を伴う吸着中のCO2吸着塔が冷却され、吸熱を伴う脱着中のCO2吸着塔が加熱されて、各々の動作温度が保たれる。
であるため、溶液吸収法や化学吸着法におけるカリやアミン等の吸収剤又は吸着剤成分の混入を許容値に制御することは、経済的要素を勘案すると困難である。一方、上記二酸化炭素分離回収システム1であれば、化学的分離法を使用せず、物理的な分離法を使用しているため、製品CO2ガス中の不純物を抑制し、食品添加用その他に対しても広く適用可能な品質を確保できる。
51,101・・シェル部
52,53・・チャンネル部
54,104・・反応室
55・・水室
56,106・・フィンチューブ
57・・支持板
58・・管板
59・・物理吸着剤
110・・フランジ
111・・ジョイント
Claims (4)
- ガスに含まれる特定の成分を吸着する吸着塔であって、
前記特定の成分を吸着する吸着剤が内部に充填されるシェルと、
前記シェルの内部に設けられ、前記吸着剤と熱交換を行う熱媒が流れる複数のチューブと、
前記シェルを上下に貫通するように設けられ、該シェル内に前記ガスを流通させると共に前記吸着剤の充填および回収を可能にする開口部と、を備え、
前記複数のチューブは、前記シェルの内部を横断するように配設されており、
前記シェルの内部は、前記開口を介して流通する前記ガスが上または下へ流れると共に、該ガスの流路の大きさが上から下まで略一定である、
吸着塔。 - 前記シェルの内部は、該シェルが方形の筐体で構成されることにより、該ガスの流路の大きさが上から下まで略一定となる、
請求項1に記載の吸着塔。 - 前記シェルの内部は、複数の部屋に区画されており、
前記開口部は、前記シェル内の部屋毎に該シェルを上下に貫通するように設けられ、該シェル内の各部屋に前記ガスを流通させると共に前記吸着剤の部屋毎の充填および回収を可能にする、
請求項1または2に記載の吸着塔。 - ガスに含まれる特定の成分を吸着する吸着塔であって、
前記特定の成分を吸着する吸着剤が充填されるシェルと、
前記シェルの両端に設けられた管板部分に接合されて、該シェルの内部に配設される複数のチューブと、
前記シェルの前記管板部分に設けられる、前記ガスが流通する開口部と、を備え、
前記複数のチューブは、前記シェルの外側で各チューブの端部に連結された管路を介して供給される冷媒が通液される、
吸着塔。
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