JP2011136258A - Ｃｏ２回収装置およびｃｏ２回収方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】脱炭酸排ガスに残存する塩基性アミン化合物類の濃度をより一層低減する。
【解決手段】排ガス１０１と塩基性アミン化合物吸収液１０３とを接触させて排ガス中のＣＯ２を塩基性アミン化合物吸収液に吸収させるＣＯ２吸収部２１、およびＣＯ２吸収部でＣＯ２を除去された脱炭酸排ガス１０１Ａと循環する洗浄水１０４とを接触させて脱炭酸排ガスに同伴する塩基性アミン化合物類を水洗除去する水洗部２２を有する吸収塔２と、ＣＯ２を吸収した塩基性アミン化合物吸収液からＣＯ２を放出させる再生塔３とを備えるＣＯ２回収装置において、水洗部の洗浄水１０４を濃縮し、濃縮する際に発生する凝縮水を水洗部２２に返送する濃縮部２４を備える。
【選択図】図１
【解決手段】排ガス１０１と塩基性アミン化合物吸収液１０３とを接触させて排ガス中のＣＯ２を塩基性アミン化合物吸収液に吸収させるＣＯ２吸収部２１、およびＣＯ２吸収部でＣＯ２を除去された脱炭酸排ガス１０１Ａと循環する洗浄水１０４とを接触させて脱炭酸排ガスに同伴する塩基性アミン化合物類を水洗除去する水洗部２２を有する吸収塔２と、ＣＯ２を吸収した塩基性アミン化合物吸収液からＣＯ２を放出させる再生塔３とを備えるＣＯ２回収装置において、水洗部の洗浄水１０４を濃縮し、濃縮する際に発生する凝縮水を水洗部２２に返送する濃縮部２４を備える。
【選択図】図１
Description
本発明は、吸収液と接触してＣＯ２を除去された脱炭酸排ガスに残存して放出される塩基性アミン化合物類の濃度を低減するＣＯ２回収装置およびＣＯ２回収方法に関する。
地球の温暖化現象の原因の一つとして、ＣＯ２による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ２の発生源としては、化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い、大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの排ガスをアミン化合物水溶液などのアミン系吸収液と接触させ、排ガス中のＣＯ２を除去し回収する方法が精力的に研究されている。
このような吸収液を用いて排ガスからＣＯ２を回収する場合、ＣＯ２が回収された脱炭酸排ガスにアミン化合物が同伴してしまう。そして、アミン化合物による大気汚染が発生する事態を防ぐため、脱炭酸排ガスと共に放出されるアミン化合物の放出量を低減する必要がある。
従来、特許文献１では、吸収液との気液接触によりＣＯ２が吸収除去された脱炭酸排ガスに対して洗浄水を気液接触させることで、脱炭酸排ガスに同伴されたアミン化合物を回収する水洗部を複数段設け、この複数段の水洗部にて、順次、脱炭酸排ガスに同伴するアミンの回収処理を行うことが示されている。この特許文献１の洗浄水は、ＣＯ２を吸収したアミン系吸収液からＣＯ２を除去してアミン系吸収液を再生する処理において、ＣＯ２に含まれる水分を凝縮して分離した凝縮水が用いられている。
また、従来、特許文献２では、吸収液との気液接触によりＣＯ２が吸収除去された脱炭酸排ガスを冷却する冷却部と、冷却部で凝縮した凝縮水と脱炭酸排ガスとを向流接触させる接触部を設けたものが示されている。さらに、特許文献２では、吸収液との気液接触によりＣＯ２が吸収除去された脱炭酸排ガスに対して洗浄水を気液接触させることで、脱炭酸排ガスに同伴されたアミン化合物を回収する水洗部を設けたものが示され、洗浄水は、ＣＯ２が回収される前の排ガスを冷却する冷却塔で凝縮された凝縮水が用いられている。
しかしながら、近年では、環境保全の見地から、脱炭酸排ガスに残存して放出される吸収液成分の濃度をより一層低減することが望まれている。特に、将来予想される処理ガス流量の多い火力発電所などの排ガスに対して、ＣＯ２回収装置を設置する場合、排ガスの放出量が多量であることから、脱炭酸排ガスに残存して放出される吸収液成分の放出量が増加する傾向にあり、放出される吸収液成分の濃度をより一層低減することが必要である。
本発明は上述した課題を解決するものであり、脱炭酸排ガスに残存して放出される塩基性アミン化合物類の濃度をより一層低減することのできるＣＯ２回収装置およびＣＯ２回収方法を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明のＣＯ２回収装置では、排ガスと塩基性アミン化合物吸収液とを接触させて前記排ガス中のＣＯ２を前記塩基性アミン化合物吸収液に吸収させるＣＯ２吸収部、および前記ＣＯ２吸収部でＣＯ２を吸収された脱炭酸排ガスと循環する洗浄水とを接触させて前記脱炭酸排ガスに同伴する塩基性アミン化合物類を水洗除去する水洗部を有する吸収塔と、ＣＯ２を吸収した前記塩基性アミン化合物吸収液からＣＯ２を放出させる再生塔と、を備えるＣＯ２回収装置において、前記水洗部の洗浄水を濃縮し、濃縮する際に発生する凝縮水を前記水洗部に返送する濃縮部を備えることを特徴とする。
このＣＯ２回収装置によれば、水洗部の洗浄水を濃縮する際、発生する凝縮水を水洗部に返送することにより、水洗部で循環する洗浄水の塩基性アミン化合物類の液中濃度が低減されるので、洗浄水の洗浄効率が向上する。このため、脱炭酸排ガス中の塩基性アミン化合物類の濃度を低減でき、脱炭酸排ガスに残存して放出される塩基性アミン化合物類の濃度をより一層低減できる。
また、本発明のＣＯ２回収装置では、前記水洗部が前記脱炭酸排ガスを上昇通過させる経路で複数段に設けられ、前記濃縮部は、最上段の前記水洗部の洗浄水を一部排出して濃縮し、濃縮液を前記脱炭酸排ガスが通過する前段の前記水洗部に、凝縮水を最上段の前記水洗部に返送することを特徴とする。
このＣＯ２回収装置によれば、最上段の水洗部の洗浄水を濃縮する際に発生する凝縮水を最上段の水洗部に返送することで、最上段の水洗部に循環する洗浄水の塩基性アミン化合物類の液中濃度が低減されるので、最上段の水洗部での洗浄水の洗浄効率が向上する。このため、脱炭酸排ガス中の塩基性アミン化合物類の濃度をさらに低減でき、脱炭酸排ガスに残存して放出される塩基性アミン化合物類の濃度をより一層低減できる。
上述の目的を達成するために、本発明のＣＯ２回収方法では、排ガスと塩基性アミン化合物吸収液とを接触させて前記排ガス中のＣＯ２を前記塩基性アミン化合物吸収液に吸収させる工程と、ＣＯ２を除去された脱炭酸排ガスと循環する洗浄水とを接触させて前記脱炭酸排ガスに同伴する塩基性アミン化合物類を水洗除去する工程と、ＣＯ２を吸収した前記塩基性アミン化合物吸収液からＣＯ２を放出させる工程と、を含むＣＯ２回収方法において、前記洗浄水を濃縮し、濃縮する際に発生する凝縮水を前記洗浄水による水洗工程に返送する工程を含むことを特徴とする。
このＣＯ２回収方法によれば、脱炭酸排ガスに洗浄水を接触させて脱炭酸排ガスに同伴する塩基性アミン化合物類を水洗除去する工程の洗浄水を濃縮し、濃縮する際に発生する凝縮水を洗浄水による水洗工程に返送することにより、循環する洗浄水の塩基性アミン化合物類の液中濃度が低減されるので、洗浄水の洗浄効率が向上する。このため、脱炭酸排ガス中の塩基性アミン化合物類の濃度を低減でき、脱炭酸排ガスに残存して放出される塩基性アミン化合物類の濃度をより一層低減できる。
また、本発明のＣＯ２回収方法では、ＣＯ２を除去された脱炭酸排ガスに洗浄水を接触させて前記脱炭酸排ガスに同伴する塩基性アミン化合物類を水洗除去する前記工程を、前記脱炭酸排ガスを上昇通過させる過程にて複数段で行い、前記洗浄水を濃縮する工程では、最上段の水洗工程の洗浄水を濃縮し、濃縮液を前記脱炭酸排ガスが通過する前段の水洗工程に、凝縮水を最上段の水洗工程に返送することを特徴とする。
このＣＯ２回収方法によれば、洗浄水を濃縮する際に発生する凝縮水を最上段の水洗工程に返送することで、最上段洗浄工程で循環する洗浄水の塩基性アミン化合物類の液中濃度が低減されるので、最上段洗浄工程での洗浄水の洗浄効率が向上する。このため、脱炭酸排ガス中の塩基性アミン化合物類の濃度をさらに低減でき、脱炭酸排ガスに残存して放出される塩基性アミン化合物類の濃度をより一層低減できる。
本発明によれば、脱炭酸排ガスに残存して放出される塩基性アミン化合物類の濃度をより一層低減できる。
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
［実施の形態１］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係るＣＯ２回収装置の概略図である。
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係るＣＯ２回収装置の概略図である。
図１に示すように、ＣＯ２回収装置は、例えば、ボイラなどの産業設備（図示せず）から排出される排ガス１０１を、冷却水１０２により冷却する冷却塔１と、排ガス１０１に、ＣＯ２を吸収する塩基性アミン化合物の水溶液である塩基性アミン化合物吸収液１０３のリーン溶液１０３ａを向流接触させて排ガス１０１中のＣＯ２を塩基性アミン化合物吸収液１０３に吸収させ、ＣＯ２を除去した排ガス１０１を排出する吸収塔２と、ＣＯ２を吸収した塩基性アミン化合物吸収液１０３のリッチ溶液１０３ｂからＣＯ２を放出してリーン溶液１０３ａに再生する再生塔３とを備える。
冷却塔１は、ＣＯ２を含有する排ガス１０１が、排ガス送風機（図示せず）により昇圧されて内部に送られ、ここで冷却水１０２と向流接触させて排ガス１０１を冷却する。
冷却水１０２は、冷却塔１内の下部に溜まっており、冷却水循環ポンプ１ａにより冷却塔１の外部の冷却水管１ｂを経て冷却塔１内の上部に供給される。そして、冷却水１０２は、冷却塔１内の上部に設けられたノズル１ｃから流下されつつ、冷却塔１内の下部に至る過程に設けられた充填層１ｄの位置で、上昇する排ガス１０１と向流接触する。また、冷却水管１ｂには、冷却器１ｅが設けられており、冷却水１０２を排ガス１０１の温度よりも低い温度まで冷却することで、冷却塔１内で排ガス１０１中の水分の一部が凝縮し、凝縮水となる。この冷却塔１にて冷却された排ガス１０１は、排ガス管１ｆを経て冷却塔１から排出され吸収塔２に供給される。
吸収塔２は、その下半部にＣＯ２吸収部２１、上半部に水洗部２２、その外部に濃縮部２４を有している。ＣＯ２吸収部２１は、冷却塔１から供給された排ガス１０１と、塩基性アミン化合物吸収液１０３のリーン溶液１０３ａとを向流接触させ、排ガス１０１中のＣＯ２を塩基性アミン化合物吸収液１０３に吸収させる。
塩基性アミン化合物吸収液１０３のリーン溶液１０３ａは、再生塔３から供給され、ノズル２１ａから流下されつつ、吸収塔２の下部に至る過程に設けられた充填層２１ｂの位置で、上昇する排ガス１０１と向流接触した後、ＣＯ２を吸収したリッチ溶液１０３ｂとなり吸収塔２の底部に貯留される。そして、吸収塔２の底部に貯留された塩基性アミン化合物吸収液１０３のリッチ溶液１０３ｂは、吸収塔２の外部のリッチ溶液管２１ｃに設けられたリッチ溶液排出ポンプ２１ｄにより圧送されて再生塔３に供給される。また、ＣＯ２を除去された脱炭酸排ガス１０１Ａは、上昇しつつデミスタ２１ｅを通過し、同伴するミスト状の塩基性アミン化合物吸収液１０３が回収される。
水洗部２２は、ＣＯ２吸収部２１にてＣＯ２を除去された脱炭酸排ガス１０１Ａと、洗浄水１０４とを向流接触させ、脱炭酸排ガス１０１Ａに同伴された塩基性アミン化合物類を洗浄水１０４で除去し、塩基性アミン化合物類が除去された脱炭酸アミン排ガス１０１ＢをＣＯ２回収装置（吸収塔２）外に排出するようにしている。
洗浄水１０４は、ノズル２２ａから流下されつつ、下方に至る過程に設けられた充填層２２ｂの位置で、上昇する脱炭酸排ガス１０１Ａと向流接触した後、水洗部液受２２ｃに貯留される。そして、水洗部液受２２ｃに貯留された洗浄水１０４は、吸収塔２の外部の洗浄水管２２ｄに設けられた洗浄水循環ポンプ２２ｅにより圧送循環されつつ冷却器２２ｆで冷却されてノズル２２ａから再び流下される。すなわち、洗浄水１０４は、脱炭酸排ガス１０１Ａと向流接触しながら塩基性アミン化合物類を脱炭酸排ガス１０１Ａから除去しつつ循環されている。なお、脱炭酸排ガス１０１Ａは、塩基性アミン化合物類を洗浄水１０４により除去されて脱炭酸アミン排ガス１０１Ｂとされた後、さらに上昇しつつデミスタ２２ｇを通過し、同伴するミスト状の洗浄水１０４が回収される。なお、塩基性アミン化合物類には、吸収液として使用する塩基性アミン化合物そのもの以外に、分解により生じた低分子量の塩基性アミン化合物も含まれる。
水洗部２２には、再生塔３にて塩基性アミン化合物吸収液１０３より分離されたＣＯ２ガスを冷却した際の凝縮水（※１）、または冷却塔１にて排ガス１０１を冷却する際の凝縮水（※２）が、洗浄水１０４として冷却器２２ｆ前の洗浄水管２２ｄに一部供給される。また、水洗部２２の水洗部液受２２ｃで溢れた洗浄水１０４は、吸収塔２の外部のオーバーフロー管２２ｈに排出され、ＣＯ２吸収部２１の底に供給される。
濃縮部２４は、水洗部２２で循環する洗浄水１０４を吸収塔２の外部に一部排出して濃縮する。濃縮部２４は、水洗部２２の洗浄水管２２ｄにおける洗浄水排出ポンプ２２ｅと冷却器２２ｆとの間に排出管２４ａを介して接続されていると共に、水洗部２２の水洗部液受２２ｃに戻管２４ｂを介して接続され、さらにＣＯ２吸収部２１（オーバーフロー管２２ｈ）に戻管２４ｃを介して接続されている。なお、戻管２４ｃは、ＣＯ２吸収部２１の底部に直接接続されていてもよい。
濃縮部２４には、多重効用蒸発装置と、蒸気圧縮式濃縮装置とのいずれかが望ましい。多重効用蒸発装置は、洗浄水１０４を蒸発缶にて貯留しつつ加熱して蒸発させ、濃縮された洗浄水１０４を次の蒸発缶に供給すると共に蒸気を次の蒸発缶での加熱源として用い、蒸発缶を複数設けたものである。
蒸気圧縮式濃縮装置は、蒸発缶で発生した蒸気を圧縮機で加圧して、温度を高くすることにより、加熱用熱源として利用するものであり、濃縮の際の動力消費量を低減できるものである。
このような濃縮部２４は、排出管２４ａを介して洗浄水排出ポンプ２２ｅで圧送された洗浄水１０４が供給されることで、この洗浄水１０４を濃縮し、濃縮した洗浄水１０４を戻管２４ｃを介して、ＣＯ２吸収部２１に返送する。濃縮の際に発生する凝縮水は、戻管２４ｂを介して、水洗部液受２２ｃに返送することにより、洗浄水１０４中の塩基性アミン濃度を低減することが可能となる。
再生塔３は、その下半部に吸収液再生部３１を有している。吸収液再生部３１は、塩基性アミン化合物吸収液１０３を、リッチ溶液１０３ｂからＣＯ２を回収してリーン溶液１０３ａとして再生することで、ＣＯ２を吸収した塩基性アミン化合物吸収液１０３からＣＯ２を放出させる。
塩基性アミン化合物吸収液１０３のリッチ溶液１０３ｂは、吸収塔２におけるＣＯ２吸収部２１のリッチ溶液管２１ｃから供給されノズル３１ａから流下される。そして、リッチ溶液１０３ｂは、再生塔３の下部に至る過程に設けられた下部充填層３１ｂを通過しつつ、再生塔３の下部に接続された再生加熱器３１ｃによる吸熱反応により、ほぼ全てのＣＯ２が放出されたリーン溶液１０３ａとなり再生塔３内の底部に貯留される。再生塔３の下部には、副再生装置３１ｄが接続されており、リーン溶液１０３ａの一部を加熱することにより、劣化物などが濃縮されてスラッジとして回収すると共に、発生する蒸気は再生塔３の下部に戻される。そして、再生塔３の下部に貯留されたリーン溶液１０３ａは、リーン溶液管３１ｅに設けられたリーン溶液排出ポンプ３１ｆにより圧送されて吸収塔２に供給される過程で、リッチ溶液管２１ｃを経て再生塔３に供給される過程のリッチ溶液１０３ｂとリッチ・リーン熱交換器４により熱交換され、かつ冷却器３１ｇで冷却される。
一方、放出されたＣＯ２は、再生塔３内を上昇し、上部充填層３１ｈを経て、再生塔３の頂部より排出される。このとき、ＣＯ２には水分が含まれているため、ＣＯ２排出ライン３２ａに設けられたコンデンサ３２ｂにおいて冷却することにより、ＣＯ２に含まれる水分を凝縮し、この凝縮水１０６とＣＯ２とをＣＯ２分離器３２ｃによって分離する。凝縮水１０６と分離された高純度のＣＯ２はＣＯ２放出ライン３２ｄから脱炭酸プロセス系外へと放出され、後の工程において利用または処分される。凝縮水１０６は、凝縮水ポンプ３２ｅにより輸送され、その一部は再生塔還流水ライン３２ｆを経て再生塔３の塔頂のノズル３２ｇから再生塔３内に供給される。この凝縮水１０６は、アミン濃度が非常に低いため、水洗部２２の補給水として使用可能である。
このように、上述した実施の形態１のＣＯ２回収装置では、ＣＯ２を含有する排ガス１０１と塩基性アミン化合物吸収液１０３とを接触させて排ガス１０１中のＣＯ２を塩基性アミン化合物吸収液１０３に吸収させるＣＯ２吸収部２１、およびＣＯ２吸収部２１でＣＯ２を除去された脱炭酸排ガス１０１Ａと循環する洗浄水１０４とを接触させて脱炭酸排ガス１０１Ａに同伴する塩基性アミン化合物類を水洗除去する水洗部２２を有する吸収塔２と、ＣＯ２を吸収した塩基性アミン化合物吸収液１０３からＣＯ２を放出させる再生塔３とを備えたものである。そして、このＣＯ２回収装置において、水洗部２２の洗浄水１０４を取り出して濃縮し、濃縮液をＣＯ２吸収部２１に、濃縮する際に発生する凝縮水を水洗部２２に返送する濃縮部２４を備えている。
このＣＯ２回収装置によれば、水洗部２２の洗浄水１０４を濃縮し、凝縮水を水洗部２２に返送することで、水洗部２２に循環する洗浄水１０４の塩基性アミン化合物類の液中濃度がおよそ１／１０に低減されるので、洗浄水１０４の洗浄効率が向上する。このため、脱炭酸排ガス１０１Ａ中の塩基性アミン化合物類の濃度をおよそ１／１０に低減でき、脱炭酸排ガス１０１Ａに残存して放出される塩基性アミン化合物類の濃度をより一層低減することが可能になる。
実施の形態１のＣＯ２回収方法では、ＣＯ２を含有する排ガス１０１と塩基性アミン化合物吸収液１０３とを接触させて排ガス１０１中のＣＯ２を除去する工程と、ＣＯ２を除去された脱炭酸排ガス１０１Ａと循環する洗浄水１０４とを接触させて脱炭酸排ガス１０１Ａに同伴する塩基性アミン化合物類を水洗除去する工程と、ＣＯ２を吸収した塩基性アミン化合物吸収液１０３からＣＯ２を放出させる工程とを含む。そして、このＣＯ２回収方法において、洗浄水１０４を取り出して濃縮し、濃縮液をＣＯ２の吸収工程に、濃縮する際に発生する凝縮水を洗浄水１０４による水洗工程に返送する工程を含む。
このＣＯ２回収方法によれば、ＣＯ２を除去された脱炭酸排ガス１０１Ａに洗浄水１０４を接触させて脱炭酸排ガス１０１Ａに同伴する塩基性アミン化合物類を除去する工程の洗浄水１０４を濃縮し、濃縮液をＣＯ２の吸収工程に、凝縮水を水洗工程に返送することで、洗浄水１０４の塩基性アミン化合物類の液中濃度がおよそ１／１０に低減されるので、洗浄水１０４の洗浄効率が向上する。このため、脱炭酸排ガス１０１Ａ中の塩基性アミン化合物類の濃度をおよそ１／１０に低減でき、脱炭酸排ガス１０１Ａに残存して放出される塩基性アミン化合物類の濃度をより一層低減することが可能になる。
［実施の形態２］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図２は、実施の形態２に係るＣＯ２回収装置の概略図である。
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図２は、実施の形態２に係るＣＯ２回収装置の概略図である。
図２に示すように、実施の形態２のＣＯ２回収装置は、上述した実施の形態１のＣＯ２回収装置に対し、水洗部２２が排ガス（脱炭酸排ガス）１０１を上昇通過させる経路で複数段に設けられ、濃縮部２４が、最上段の第二水洗部２２Ｂの洗浄水１０４Ｂを濃縮し、濃縮液を下段の第一水洗部２２Ａに、濃縮する際に発生する凝縮水を最上段の第二水洗部２２Ｂに返送するように構成されている。そして、実施の形態２のＣＯ２回収装置の他の構成は、上述した実施の形態１のＣＯ２回収装置と同じであることから、同一符号を付してその説明を省略する。
水洗部２２は、本実施の形態では第一水洗部２２Ａと第二水洗部２２Ｂとが、脱炭酸排ガス１０１Ａを上昇通過させる経路で２段で配置されている。下段側の第一水洗部２２Ａは、ＣＯ２吸収部２１にてＣＯ２を除去された脱炭酸排ガス１０１Ａと、洗浄水１０４Ａとを向流接触させ、脱炭酸排ガス１０１に同伴された塩基性アミン化合物類を洗浄水１０４Ａで除去するようにしている。
洗浄水１０４Ａは、ノズル２２Ａａから流下されつつ、下方に至る過程に設けられた充填層２２Ａｂの位置で、上昇する脱炭酸排ガス１０１Ａと向流接触した後、水洗部液受２２Ａｃに貯留される。そして、水洗部液受２２Ａｃに貯留された洗浄水１０４Ａは、吸収塔２の外部の洗浄水管２２Ａｄに介装された洗浄水排出ポンプ２２Ａｅにより圧送循環されつつ冷却器２２Ａｆで冷却されてノズル２２Ａａから再び流下される。すなわち、洗浄水１０４Ａは、脱炭酸排ガス１０１と向流接触しながら塩基性アミン化合物類を脱炭酸排ガス１０１Ａから除去しつつ循環されている。なお、脱炭酸排ガス１０１Ａは、塩基性アミン化合物類を洗浄水１０４Ａにより除去された後、さらに上昇しつつデミスタ２２Ａｇを通過し、同伴するミスト状の洗浄水１０４が回収される。
上段側の第二水洗部２２Ｂは、第一水洗部２２Ａを経て上昇する脱炭酸排ガス１０１Ａと、洗浄水１０４Ｂとを向流接触させ、脱炭酸排ガス１０１Ａに同伴された塩基性アミン化合物類を洗浄水１０４でさらに除去し、塩基性アミン化合物類が除去された脱炭酸アミン排ガス１０１ＢをＣＯ２回収装置（吸収塔２）外に排出するようにしている。
洗浄水１０４Ｂは、ノズル２２Ｂａから流下されつつ、下方に至る過程に設けられた充填層２２Ｂｂの位置で、上昇する脱炭酸排ガス１０１Ａと向流接触した後、水洗部液受２２Ｂｃに貯留される。そして、水洗部液受２２Ｂｃに貯留された洗浄水１０４Ｂは、吸収塔２の外部の洗浄水管２２Ｂｄに介装された洗浄水排出ポンプ２２Ｂｅにより圧送循環されつつ冷却器２２Ｂｆで冷却されてノズル２２Ｂａから再び流下される。すなわち、洗浄水１０４Ｂは、脱炭酸排ガス１０１と向流接触しながら塩基性アミン化合物類を脱炭酸排ガス１０１Ａから除去しつつ循環されている。なお、脱炭酸アミン排ガス１０１Ｂは、塩基性アミン化合物類を洗浄水１０４Ｂにより除去された後、さらに上昇しつつデミスタ２２Ｂｇを通過し、同伴するミスト状の洗浄水１０４Ｂが回収される。
第二水洗部２２Ｂには、再生塔３にて塩基性アミン化合物吸収液１０３より分離されたＣＯ２ガスを冷却した際の凝縮水（※１）、または冷却塔１にて排ガス１０１を冷却する際の凝縮水（※２）が、洗浄水１０４Ｂとして冷却器２２Ｂｆ前の洗浄水管２２Ｂｄに一部供給される。また、第二水洗部２２Ｂの水洗部液受２２Ｂｃで溢れた洗浄水１０４Ｂは、吸収塔２の外部のオーバーフロー管２２Ｂｈに排出され、第一水洗部２２Ａの水洗部液受２２Ａｃに供給される。また、第一水洗部２２Ａの水洗部液受２２Ａｃで溢れた洗浄水１０４Ａは、吸収塔２の外部のオーバーフロー管２２Ａｈに排出され、ＣＯ２吸収部２１の底に供給される。なお、水洗部２２は、２段以上あってもよい。
濃縮部２４は、最上段の第二水洗部２２Ｂで循環する洗浄水１０４Ｂを吸収塔２の外部に一部排出して濃縮する。濃縮部２４は、第二水洗部２２Ｂの洗浄水管２２Ｂｄにおける洗浄水排出ポンプ２２Ｂｅと冷却器２２Ｂｆとの間に排出管２４ａを介して接続されていると共に、第二水洗部２２Ｂの水洗部液受２２Ｂｃに戻管２４ｂを介して接続され、かつ第一水洗部２２Ａの水洗部液受２２Ａｃに戻管２４ｃを介して接続されている。
濃縮部２４には、多重効用蒸発装置と、蒸気圧縮式濃縮装置とのいずれかが望ましい。多重効用蒸発装置は、洗浄水１０４Ｂを蒸発缶にて貯留しつつ加熱して蒸発させ、濃縮された洗浄水１０４Ｂを次の蒸発缶に供給すると共に蒸気を次の蒸発缶での加熱源として用い、蒸発缶を複数設けたものである。
蒸気圧縮式濃縮装置は、蒸発缶で発生した蒸気を圧縮機で加圧して、温度を高くすることにより、加熱用熱源として利用するものであり、濃縮の際の動力消費量を低減できるものである。
このような濃縮部２４は、排出管２４ａを介して洗浄水排出ポンプ２２ｅで圧送された洗浄水１０４Ｂが供給されることで、この洗浄水１０４Ｂを濃縮し、濃縮液を戻管２４ｃを介して第一水洗部２２Ａに返送し、凝縮水を戻管２４ｂを介して第二水洗部２２Ｂに返送する。
このように、上述した実施の形態２のＣＯ２回収装置では、水洗部２２が脱炭酸排ガス１０１Ａを上昇通過させる経路で複数段に設けられ、濃縮部２４は、最上段の第二水洗部２２Ｂの洗浄水１０４Ｂを一部排出して濃縮し、濃縮液を戻管２４ｃを介して脱炭酸排ガス１０１Ａが通過する前段の第一水洗部２２Ａに返送し、凝縮水を戻管２４ｂを介して最上段の第二水洗部２２Ｂに返送する。
このＣＯ２回収装置によれば、最上段の第二水洗部２２Ｂの洗浄水１０４Ｂを濃縮して凝縮水を戻管２４ｂを介して第二水洗部２２Ｂに返送することで、第二水洗部２２Ｂに循環する洗浄水１０４の塩基性アミン化合物類の液中濃度が低減されるので、第二水洗部２２Ｂ洗浄効率が向上する。このため、脱炭酸排ガス１０１Ａ中の塩基性アミン化合物類の濃度をさらに低減でき、脱炭酸排ガス１０１Ａに残存して放出される塩基性アミン化合物類の濃度をより一層低減することが可能になる。一方、濃縮液は戻管２４ｃを介して、第一水洗部２２Ａに返送することにより、第一水洗部２２Ａからの抜き出し流量が増加することから、第一水洗部２２Ａの循環水中の塩基性アミン化合物類の濃度が低下するため、第二水洗部２２Ｂに持ち込まれる脱炭酸排ガス中の塩基性アミン化合物濃度が低下することとなる。なお、濃縮液をＣＯ２吸収部２１に返送することも、脱炭酸排ガス中の塩基性アミン化合物類の濃度を低減することに有効である。
実施の形態２のＣＯ２回収方法では、ＣＯ２を除去された脱炭酸排ガス１０１Ａに洗浄水１０４を接触させて脱炭酸排ガス１０１Ａに同伴する塩基性アミン化合物類を水洗除去する工程を、脱炭酸排ガス１０１Ａを上昇通過させる過程にて複数段で行い、洗浄水１０４を濃縮する工程では、最上段の水洗工程（第二水洗部２２Ｂ）の洗浄水１０４Ｂを濃縮し、濃縮液を下段（脱炭酸排ガス１０１Ａが通過する前段）の水洗工程（水洗部２２Ａ）に、凝縮水を最上段の水洗工程（第二水洗部２２Ｂ）に返送する工程を含む。
このＣＯ２回収方法によれば、凝縮水を最上段の水洗工程に返送することで、最上段の水洗工程に循環する洗浄水１０４の塩基性アミン化合物類の液中濃度が低減されるので、最上段の水洗工程の洗浄効率が向上する。このため、脱炭酸排ガス１０１Ａ中の塩基性アミン化合物類の濃度をさらに低減でき、脱炭酸排ガス１０１Ａに残存して放出される塩基性アミン化合物類の濃度をより一層低減することが可能になる。
以上のように、本発明に係るＣＯ２回収装置およびＣＯ２回収方法は、脱炭酸排ガスに残存する塩基性アミン化合物類の濃度をより一層低減することに適している。
１ 冷却塔
２ 吸収塔
２１ ＣＯ２吸収部
２２ 水洗部
２２ａ ノズル
２２ｂ 充填層
２２ｃ 水洗部液受
２２ｄ 洗浄水管
２２ｅ 洗浄水排出ポンプ
２２ｆ 冷却器
２２ｇ デミスタ
２２ｈ オーバーフロー管
２２Ａ 第一水洗部
２２Ａａ ノズル
２２Ａｂ 充填層
２２Ａｃ 水洗部液受
２２Ａｄ 洗浄水管
２２Ａｅ 洗浄水排出ポンプ
２２Ａｆ 冷却器
２２Ａｇ デミスタ
２２Ａｈ オーバーフロー管
２２Ｂ 第二水洗部
２２Ｂａ ノズル
２２Ｂｂ 充填層
２２Ｂｃ 水洗部液受
２２Ｂｄ 洗浄水管
２２Ｂｅ 洗浄水排出ポンプ
２２Ｂｆ 冷却器
２２Ｂｇ デミスタ
２２Ｂｈ オーバーフロー管
２４ 濃縮部
２４ａ 排出管
２４ｂ 戻管
２４ｃ 戻管
３ 再生塔
４ リッチ・リーン熱交換器
１０１ 排ガス
１０１Ａ 脱炭酸排ガス
１０１Ｂ 脱炭酸アミン排ガス
１０２ 冷却水
１０３ 塩基性アミン化合物吸収液
１０３ａ リーン溶液
１０３ｂ リッチ溶液
１０４（１０４Ａ，１０４Ｂ） 洗浄水
２ 吸収塔
２１ ＣＯ２吸収部
２２ 水洗部
２２ａ ノズル
２２ｂ 充填層
２２ｃ 水洗部液受
２２ｄ 洗浄水管
２２ｅ 洗浄水排出ポンプ
２２ｆ 冷却器
２２ｇ デミスタ
２２ｈ オーバーフロー管
２２Ａ 第一水洗部
２２Ａａ ノズル
２２Ａｂ 充填層
２２Ａｃ 水洗部液受
２２Ａｄ 洗浄水管
２２Ａｅ 洗浄水排出ポンプ
２２Ａｆ 冷却器
２２Ａｇ デミスタ
２２Ａｈ オーバーフロー管
２２Ｂ 第二水洗部
２２Ｂａ ノズル
２２Ｂｂ 充填層
２２Ｂｃ 水洗部液受
２２Ｂｄ 洗浄水管
２２Ｂｅ 洗浄水排出ポンプ
２２Ｂｆ 冷却器
２２Ｂｇ デミスタ
２２Ｂｈ オーバーフロー管
２４ 濃縮部
２４ａ 排出管
２４ｂ 戻管
２４ｃ 戻管
３ 再生塔
４ リッチ・リーン熱交換器
１０１ 排ガス
１０１Ａ 脱炭酸排ガス
１０１Ｂ 脱炭酸アミン排ガス
１０２ 冷却水
１０３ 塩基性アミン化合物吸収液
１０３ａ リーン溶液
１０３ｂ リッチ溶液
１０４（１０４Ａ，１０４Ｂ） 洗浄水
Claims (4)
- 排ガスと塩基性アミン化合物吸収液とを接触させて前記排ガス中のＣＯ２を前記塩基性アミン化合物吸収液に吸収させるＣＯ２吸収部、および前記ＣＯ２吸収部でＣＯ２を吸収された脱炭酸排ガスと循環する洗浄水とを接触させて前記脱炭酸排ガスに同伴する塩基性アミン化合物類を水洗除去する水洗部を有する吸収塔と、
ＣＯ２を吸収した前記塩基性アミン化合物吸収液からＣＯ２を放出させる再生塔と、
を備えるＣＯ２回収装置において、
前記水洗部の洗浄水を濃縮し、濃縮する際に発生する凝縮水を前記水洗部に返送する濃縮部を備えることを特徴とするＣＯ２回収装置。 - 前記水洗部が前記脱炭酸排ガスを上昇通過させる経路で複数段に設けられ、前記濃縮部は、最上段の前記水洗部の洗浄水を一部排出して濃縮し、濃縮液を前記脱炭酸排ガスが通過する前段の前記水洗部に、凝縮水を最上段の前記水洗部に返送することを特徴とする請求項１に記載のＣＯ２回収装置。
- 排ガスと塩基性アミン化合物吸収液とを接触させて前記排ガス中のＣＯ２を前記塩基性アミン化合物吸収液に吸収させる工程と、
ＣＯ２を除去された脱炭酸排ガスと循環する洗浄水とを接触させて前記脱炭酸排ガスに同伴する塩基性アミン化合物類を水洗除去する工程と、
ＣＯ２を吸収した前記塩基性アミン化合物吸収液からＣＯ２を放出させる工程と、
を含むＣＯ２回収方法において、
前記洗浄水を濃縮し、濃縮する際に発生する凝縮水を前記洗浄水による水洗工程に返送する工程を含むことを特徴とするＣＯ２回収方法。 - ＣＯ２を除去された脱炭酸排ガスに洗浄水を接触させて前記脱炭酸排ガスに同伴する塩基性アミン化合物類を水洗除去する前記工程を、前記脱炭酸排ガスを上昇通過させる過程にて複数段で行い、前記洗浄水を濃縮する工程では、最上段の水洗工程の洗浄水を濃縮し、濃縮液を前記脱炭酸排ガスが通過する前段の水洗工程に、凝縮水を最上段の水洗工程に返送することを特徴とする請求項３に記載のＣＯ２回収方法。
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