JP2013013876A - Co2回収装置及び回収方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】再生塔を必要とすることなく、CO吸収液の再生が可能なものであって、装置の小型化が図れ、しかも建設コストを削減する。
【解決手段】処理対象ガスにCO吸収液を接触させて処理対象ガス中のCOを吸収するCO吸収塔1と、CO吸収塔に連通され、CO吸収塔から払い出されるCO吸収液に水蒸気を接触させてCO吸収液からCOを分離させる気泡槽8と、気泡槽に連通され、気泡槽から払い出されるCO吸収液を加熱してCO吸収液からCOを分離させるリボイラ13と、気泡槽とリボイラとを連通し、リボイラ内でCO吸収液を加熱するときに生じるCOと水蒸気を気泡槽内のCO吸収液中へ導くガス供給配管14とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明はCO回収装置及び回収方法におけるアミン炭酸塩の再生に関する。
従来、高炉ガス、ボイラ排ガス、天然ガス、石油分解ガスなどでCOを回収する場合、モノエタノールアミン(MEA)などのCO吸収液を用い、まず吸収塔でCOを吸収させ、このCO吸収液を再生塔まで導き、水蒸気に接触させてCOを放散させて再生し、以下これを繰り返しながら循環使用する技術が知られている。
例えば、下記の特許文献1に記載されている技術である。
ここで、図4を参照しながら、従来のアミン炭酸塩の再生について説明する。
この図において、符号101はCO吸収塔、102は再生塔を示す。
COを含む処理対象ガスを、配管111を介してCO吸収塔101の内部に塔底部から流入させる。CO吸収塔101では、処理対象ガスが塔内の充填槽にて、塔頂部から給液されたアミン炭酸塩からなるCO吸収液と接触し、発熱反応を伴いながらガス中のCOがCO吸収液に吸収される。COを吸収してCO濃度が濃くリッチ状態となったCO吸収液は、熱交換器112aが介装された配管112を介して、CO吸収塔101から再生塔102へ送られる。
再生塔102では、CO吸収液は、塔底部に設置されたリボイラ113から加えられる水蒸気のエネルギーにより分解される。このとき、生じるCOは水蒸気とともに、塔頂部から配管114を介して凝縮器114aへ送られる。凝縮器114aでは、水蒸気が凝縮・分離される。凝縮された水蒸気は液体の状態で、気液分離槽を兼ねたタンク115の底部からポンプ116aにより配管116を介して再生塔102へ戻される。また、COはタンク115の塔頂部から系外に払い出される。
このように再生塔102では、水蒸気がアミン炭酸塩からなるCO吸収液の分解する機能、CO吸収液へ顕熱を供給する機能、およびCOを再生塔から外部へ運び出す機能の3つの機能を果たす。
再生塔102内で分解されて、CO濃度が薄くリーン状態となったCO吸収液は、塔底部から、熱交換器112a、ポンプ117a、熱交換器117bがそれぞれ介装された配管117を介してCO吸収塔101へ戻される。
なお、CO吸収塔101では、COが除去された処理対象ガスが配管118を介して外部へ払い出される。
なお、図4の再生塔102には、一般的に充填槽を利用した充填塔が用いられるが、その他、泡鐘槽を利用した泡鐘搭が用いられることもある。
次に、図5を用いて従来技術の再生塔102内の様子を説明する。
蒸留の場合は、x−yチャートを用い、トレー塔などの段数計算に利用される。ここでは、x−yチャートの代わりにC−yチャートを用いる。Cはローディングであり、単位はmolCO/molアミンである。yはガス中のCO分圧であり、単位はmolfrである。
再生塔102の上部には、CO吸収塔101からCOリッチ状態となったCO吸収液が流入する。このCO吸収液の状態を図4、図5において符号Aで示す。このCOリッチ状態のCO吸収液は、再生塔102内を下降しながらCOを放散し、次第に再生塔の操作線120に沿ってCO濃度が下がりBの状態になる。そして、Bの状態のCO吸収液はリボイラ113に至り、ここで加熱されることでCO濃度がさらに下がりCの状態に至る。すなわち、CO吸収液はCO濃度が薄くリーン状態となる。
ここで、CO吸収液がBの状態からCの状態に至るとき、リボイラ113の段効率が100%であるから、Bから水平線となって延びる物質収支線121と、Cから垂直へ立ち上がる垂直線122とは、CO−アミン吸収液(CO吸収液)の気液平衡線123で交わる。この点が図5においてDである。
ここで操作線について説明を行う。
CO吸収液中のCO濃度変化をdC、水蒸気中のCO濃度変化をdyとすると、 CO吸収液が失うCO量と水蒸気が得るCO量は等しいから(1)式が成立する。
Figure 2013013876
したがって、操作線の傾きdy/dCは液ガス化比L/Vに等しい。
もし、水蒸気が凝縮を伴わない場合は、操作線124のように直線となる。
しかし、実際には、アミン炭酸塩の分解及び液顕熱変化に起因して水蒸気の凝縮が起こるため、操作線120のような下に凸の曲線となる。なお、操作線125は仮想曲線であり、操作線120と125で、全体の操作線を表す。
次に、式2にHTU(総括移動高さ)とNTU(総括移動単位数)の式を示す。
Figure 2013013876
微分区間において操作線と平衡線は直線とみなせるので、微分区間では、(3)式が成立する
Figure 2013013876
充填槽におけるNTU合計量は(4)式となる。
Figure 2013013876
Figure 2013013876
従来法においては(2)〜(5)式を用いて規則充填物のHTU=2〜3mを得る。
特開2005−254212号公報
上述した従来のCO回収装置では、CO吸収液の再生に再生塔を用いており、再生塔は高さが10mにも達するものもあるため、装置全体が大型化する、あるいは建設コストが嵩むという問題があった。
本発明者らは、鋭意研究を行った結果、分解反応を伴う蒸留系において、比揮発度が5以上の吸収液を使用した場合に、再生塔を必要とすることなく吸収液の再生が可能なことを見出した。
すなわち、比揮発度の大きい吸収液を使用する場合には再生塔の負荷が小さくなるため、この性質を利用し、再生塔を必要とすることなく、かつデルタローディングを損なわずにCOを回収することを見出した。
ここで、デルタローディング及び比揮発度を、以下のように定義する。
本明細書では、吸収塔から再生手段(CO吸収液再生手段)へ送られる、COを多量に含むCO吸収液をリッチ状態のCO吸収液と言い、このときのCO濃度をリッチローディング(以下CR)という。
これに対し、再生手段から吸収塔へ送られる、COを少量含むCO吸収液をリーン状態のCO吸収液と言い、このときのCO濃度をリーンローディング(以下CL)という。
このリッチローディングとリーンローディングの差をデルタローディング(以下、dC)と定義する。
なお、再生塔を循環するCO吸収液循環量はデルタローディングで決定される。
また、ある成分の分圧Pとその成分の液中濃度xについてP/xで表される値を揮発度といい、2成分の揮発度k1,k2に対してk1/k2と表される値を比揮発度と定義する。
すなわち、本発明は、高い比揮発度のCO吸収液を利用することにより、再生塔を必要とすることなく、CO吸収液の再生が可能なものであって、装置の小型化が図れ、しかも建設コストを削減することができるCO回収装置及び回収方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の請求項1に係るCO回収装置は、COを含む複数成分の処理対象ガスからCOを分離回収するCO回収装置であって、前記処理対象ガスにCO吸収液を接触させて前記処理対象ガス中のCOを吸収するCO吸収塔と、前記CO吸収塔に連通され、該CO吸収塔から払い出されるCOリッチ状態のCO吸収液に水蒸気を接触させて該CO吸収液からCOを分離させる気泡槽と、該気泡槽に連通され、気泡槽から払い出されるCO吸収液を加熱して該CO吸収液からCOを分離させるリボイラと、前記気泡槽と前記リボイラとを連通し、前記リボイラ内でCO吸収液を加熱するときに生じるCOと水蒸気を前記気泡槽内のCO吸収液中へ導くガス供給配管と、を備えることを特徴とする。
上記CO回収装置によれば、CO吸収塔にて、COを回収しようとする処理対象ガスがCO吸収液に接触すると処理対象ガス中のCOが吸収収される。また、CO吸収塔内のCOリッチ状態のCO吸収液は気泡槽へ導かれる。ここでは、水蒸気が接触してCO吸収液からCOが分離される。また、気泡槽内のCO吸収液はリボイラへ導かれる。ここでは、CO吸収液が加熱されてCO吸収液からCOが分離される。また、リボイラ内でCO吸収液が加熱されるときに生じるCOと水蒸気は、ガス供給配管を介して気泡槽内のCO吸収液中へ導かれる。このように気泡槽とリボイラの組み合わせによって、再生塔を必要とすることなく、CO吸収液の再生が可能となる。
また、本発明の請求項2に係るCO回収装置は、前記リボイラの後段には、該リボイラに連通され、リボイラから払い出されるCO吸収液を加熱して該CO吸収液からCOを分離させる補助リボイラが配備されていることを特徴とする。
この場合、リボイラ内のCO吸収液は補助リボイラへ導かれる。ここでは、CO吸収液が加熱されてCO吸収液からCOが分離される。これにより、リッチ状態のCO吸収液のCO濃度がより濃くなり、もって、大きなデルタローディングが得られる。
また、本発明の請求項3に係るCO回収装置は、前記リボイラと前記補助リボイラとを連通し、前記補助リボイラ内でCO吸収液を加熱するときに生じるCOと水蒸気を前記リボイラへ導くガス移送管を備えることを特徴とする。
この場合、補助リボイラ内でCO吸収液が加熱されるときに生じるCOと水蒸気は、専用のガス移送管を介してリボイラへ導かれる。このように、補助リボイラから生じる気体が専用のガス移送管を介してリボイラへ導かれるため、ガス移送管を有さず、リボイラから補助リボイラへCO吸収液を移送する配管と、逆に補助リボイラからリボイラへCO等の気体を移送する配管を共用する場合に比べ、それら媒体の移送効率が良くなり、その分、リッチ状態のCO吸収液のCO濃度がより一層濃くなる。
また、本発明の請求項4に係るCO回収方法は、COを含む複数成分の処理対象ガスからCOを分離回収するCO回収方法であって、CO吸収塔にて前記処理対象ガスに圧力が0.3MPaGの条件下で比揮発度5以上のCO吸収液を接触させて前記処理対象ガス中のCOを吸収する工程と、前記CO吸収塔に連通される気泡槽にて、前記CO吸収塔から払い出されるCOリッチ状態のCO吸収液に水蒸気を接触させて該CO吸収液からCOを分離させる第1のCO分離工程と、該気泡槽に連通されるリボリラにて、気泡槽から払い出されるCO吸収液を加熱して該CO吸収液からCOを分離させる第2のCO分離工程と、を備えることを特徴とする。
この場合、本願の請求項1〜3のいずれか一項に記載のCO回収装置を用いたCO回収方法が好適に行える。
本願の請求項1に係る発明によれば、再生塔を用いることなく、気泡槽とリボイラによって、CO吸収液の再生が可能となる。また、再生塔を用いる場合に比べ、装置全体の小型化が図れ、かつ建設コストを削減することができる。
本願の請求項2に係る発明によれば、リッチ状態のCO吸収液のCO濃度をより濃くすることができ、これにより、大きなデルタローディングを得ることができる。
本願の請求項3に係る発明によれば、リッチ状態のCO吸収液のCO濃度をより一層濃くすることができ、これにより、より大きなデルタローディングを得ることができる。
本願の請求項4に係る発明によれば、本願発明に係るCO回収装置を用いたCO回収方法が好適に実施できる。
本発明に係るCO回収装置の第1実施形態を示す構成図である。 本発明の実施形態の気泡槽及びリボイラ内のCO吸収液の様子を可視化したC−yチャートである。 本発明に係るCO回収装置の第2実施形態を示す構成図である。 従来のCO回収装置の一例を示す構成図である。 従来の再生塔内のCO吸収液の様子を可視化したC−yチャートである。
以下に添付する図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。
〈第1実施形態〉
図1は本発明に係るCO回収装置の第1実施形態を示す。図において符号1はCO吸収塔を示す。このCO吸収塔1の塔底部には原料ガス入口1Aと、COリッチ状態のCO吸収液を払い出すリッチ吸収液出口1Bが形成されている。原料ガス入口1Aには原料ガス供給配管2が接続され、リッチ吸収液出口1Bにはリッチ吸収液払い出し配管3が接続されている。CO吸収塔1の塔頂部にはCOリーン状態のCO吸収液を戻し入れるリーン吸収液入口1Cと、原料ガス出口1Dが形成されている。リーン吸収液入口1Cにはリーン吸収液戻し配管4が接続され、原料ガス出口1Dには原料ガス払い出し管5が接続されている。原料ガス払い出し管5には処理ガスコンデンセートクーラ6が介装されている。
CO吸収塔1では、リーン吸収液入口1Cから供給されるリッチ状態のCO吸収液が塔内の充填層を下方へ通過する際に、原料ガス入り口1Aから供給される原料ガス(処理対象ガス)と接触し、発熱反応を伴いながら原料ガス中のCOを吸収してリッチ状態のCO吸収液になる。そして、このリッチ状態のCO吸収液はリッチ吸収液出口1Bから払い出される。また、COを分離された原料ガスは原料ガス出口1Dから払い出される。
なお、ここではリーン吸収液、リッチ吸収液はそれぞれCO濃度を基準とするものであり、COが所定濃度未満となっているCO吸収液をリーン吸収液、COが所定濃度以上となっているCO吸収液をリッチ吸収液と呼ぶ。
CO吸収塔1から延びるリッチ吸収液払い出し配管3は、ポンプ3A及び熱交換器7を介装されて、その先端が気泡槽8へ接続される。気泡槽8には、所定高さまでCO吸収液が貯留される。
気泡槽8の略中央であってリッチ吸収液の液面より下方位置にはリッチ吸収液入口8Aが形成され、このリッチ吸収液入口8Aには前記リッチ吸収液払い出し配管3が接続されている。気泡槽8の塔頂部にはガス出口8Bが形成され、このガス出口8BにはCO払い出し配管9が接続されている。CO払い出し配管9には、COコンデンセートクーラ10並びに電磁弁11が気泡槽8から先端側へ向けて順に介装されている。
気泡槽8の槽底部には吸収液出口8Cが形成され、吸収液出口8Cには吸収液払い出し配管12が接続されている。吸収液払い出し配管12の先端はリボイラ13に接続されている。また、気泡槽8にはリボイラ13の頂部から延びるガス供給配管14が、気泡槽8の頂部から下方に向けて挿入され、その先端14AがCO吸収液の液面より下がって底部近傍にまで達するように配置されている。
気泡槽8では、ガス供給配管の先端14Aから供給される蒸気及びCOガスが、CO吸収液中を上昇することによって、気泡槽8の内部に貯留されたリッチ状態のCO吸収液からCOの分解が促進される。つまり、気泡槽8では、ガス供給配管の先端14Aから供給されるガスによるバブリング効果によってCOの分解が促進される。分解されたCOはキャリアスチームとして作用する水蒸気とともに、CO払い出し配管9を介して気泡槽8の外部へ排出される。
リボイラ13では内部に加熱用コイル13Aが組み込まれており、この加熱用コイル13Aに蒸気配管15から水蒸気が供給されると、リボイラ内に貯留されているCO吸収液であるアミン炭酸塩が分解され、CO及び水蒸気が生じるとともに、CO吸収液はリーン状態となる。COと水蒸気はリボイラ13の上部のガス出口13Bに接続されたガス供給配管14を介して前記気泡槽8へ送られる。また、リーン状態のCO吸収液は、リボイラ13の底部の吸収液出口13Cに接続されたリーン吸収液戻し配管4から該リーン吸収液戻し配管4に介装されたポンプ4Aによってリボイラ13の外部へ払い出される。
リボイラ13から延びるリーン吸収液戻し配管4の先端は前記CO吸収塔1へ接続されている。リーン吸収液戻し配管4とリッチ吸収液払い出し配管3とが交差する箇所にはリーン状態のCO吸収液の熱によってリッチ状態のCO吸収液を加熱する前記熱交換器7が介装され、さらにリーン吸収液払い出し配管の熱交換器7よりもCO吸収塔1側にはアフタークーラ16が介装されている。
次に、前記CO回収装置の作用について説明する。
なお、ここでは、圧力が0.3MPaGの条件下で比揮発度が5以上のCO吸収液を使用するのが前提である。
処理対象である原料ガスは、原料ガス供給配管2内を流れてCO吸収塔1に流入し、CO吸収塔1の塔頂部にリーン吸収液戻し配管4から供されるリーン状態のCO吸収液と塔内の充填槽で接触し、発熱反応を伴いながら、CO吸収液によってCOを吸収される。
COを除去された原料ガスは、塔頂部から原料ガス払い出し管5を介して塔外へ払い出される。このとき、処理ガスコンデンセートクーラ6によって所定温度まで冷却される。
一方、COを吸収してリッチ状態となったCO吸収液は、ポンプ3Aによって昇圧されてリッチ吸収液払い出し配管3内を流れ、熱交換器7を介してリーン状態のCO吸収液により加熱された後、気泡槽8まで移送される。ここで、リッチ状態のCO吸収液は、リボイラ13からガス供給配管14を介して供されるCOと水蒸気とが混合した気泡により攪拌されながら加熱されることとなり、このときのバブリング効果によってCOの分解が促進される。分解されたCOは、リボイラ13から供されるキャリア作用をなす水蒸気とともにCO払い出し配管9を通じて槽外へ払い出される。そして、払い出されたCOは、COコンデンセートクーラ10によって所定温度まで冷却された後、所定箇所まで移送される。
なお、気泡槽8から槽外へ払い出された水蒸気分は、図示しない水供給管から液体の形で気泡槽8あるいはリボイラ13内に補給される。
一方、気泡槽8内のCO吸収液は、吸収液払い出し配管12を通じてリボイラ13へ移送される。リボイラ13では、前記気泡槽8にて分解されなかった残りのアミン炭酸塩が、水蒸気を熱源とする加熱用コイル13Aの熱によって分解される。このリボイラ13における分解率は100%近くになる。ここで発生するCOと水蒸気は、前述したようにガス供給配管14を通じて前記気泡槽8のCO吸収液の液中まで移送される。一方、分解されて濃度が所定値未満となったリーン状態のCO吸収液は、ポンプ4Aにより昇圧されてリーン吸収液戻し配管4内を流れ、熱交換器7、並びにアフタークーラ16により所定温度まで冷却され、再びCO吸収塔1へ移送される。
このときの気泡槽及びリボイラ内のCO吸収液の様子を図2に示す。図2は比揮発度が10のCO吸収液を使用したときの例、比揮発度が5のCO吸収液(例えば、第二級アミン、または第三級アミン)を使用したときの例、比揮発度が2のCO吸収液を使用したときの参考例をそれぞれ示す。
比揮発度が2程度の低い値のとき、ローディングの値が高くなってもCO分圧(y)の値が高くならず気液平衡線は横になだらかに伸びる直線状となる。一方、比揮発度が5あるいは10と高くなるにつれて、気液平衡線22,23は上方への凸が大きくなる曲線状となる。
例えば、比揮発度5のCO吸収液を使用した場合を例に挙げてCO吸収液の状態を説明すると、気泡槽8のリッチ吸収液入口8Aには、CO吸収塔1側からCOリッチ状態となったCO吸収液が流入する。このCO吸収液の状態を図2において符号Fで示す。このCOリッチ状態のCO吸収液は、気泡槽8にてCOと水蒸気とが混合した気泡により攪拌されながら加熱されることとなり、Gの状態に至る。Gの状態になったCO吸収液は、ここからリボイラ13に至り、ここで蒸気加熱されることでCO濃度がさらに下がりHの状態に至る。すなわち、CO吸収液はCO濃度が薄くリーン状態となる。
ここで、CO吸収液がFの状態からGの状態に至るとき、気泡槽8の段効率が100%であるから、Fから水平線となって延びる物質収支線24と、Gから垂直へ立ち上がる垂直線25とは、CO−アミン吸収液の気液平衡線22で交わる。この点が図2においてIである。
また、CO吸収液がGの状態からHの状態に至るとき、リボイラ13の段効率が100%であるから、Gから水平線となって延びる物質収支線26と、Hから垂直へ立ち上がる垂直線27とは、CO−アミン吸収液の気液平衡線22で交わる。この点が図2においてJである。
なお、比揮発度が10のときでも気泡槽とリボイラとを組み合わせた2段でCO吸収液を、リッチ状態からリーン状態へ戻すことが可能となる。
この図から明らかように、比揮発度が5以上のCO吸収液を使用すれば、気泡槽8とリボイラ13を2段組み合わせただけで、従前のCO回収装置で使用していた大型の再生塔を備えなくとも、同程度のアミン炭酸塩の分解性能が得られることがわかる。
一方、比揮発度が2のCO吸収液を使用する場合には、気泡槽とリボイラを5段に渡って組み合わせなければならず、大型の再生塔を使用しないメリットが薄れる。
このようにCOガス処理装置によれば、大型の再生塔を備えなくても、リッチ状態のCO吸収液を、気泡槽とリボイラとを通過させることにより、アミン炭酸塩を好適に分解することができ、所定効率のCO回収を図りながら装置の小型化、並びに建設コストを削減することができる。
〈第2実施形態〉
図3は、本発明の第2実施形態のCO回収装置を示す。なお、説明を簡略化するため、第1実施形態で用いた構成要素と同一の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
ここでは、前記第1実施形態と異なるところは、気泡槽8の後段にリボイラを直列に2段接続した点である。
すなわち、この第2実施形態では、リボイラ13(第2実施形態ではこれを主リボイラと呼ぶ)の後段にさらに補助リボイラ20を備える。この補助リボイラ20は加熱用コイル20Aを備えていて、加熱用コイル20Aには蒸気配管21から水蒸気が供給される。
主リボイラ13の底部から延びる吸収液払い出し配管22は補助リボイラ20に接続されている。また、補助リボイラ20の頂部から延びるガス供給配管23は、主リボイラ13の底部まで延びている。
第2実施形態のCO2回収装置では、加熱用コイル20Aに蒸気配管21から水蒸気が供給されると、補助リボイラ20内に貯留されているCO吸収液であるアミン炭酸塩が分解され、CO及び水蒸気が生じるとともに、CO吸収液がリーン状態に戻る。COと水蒸気は補助リボイラ20の上部のガス供給配管23を介して主リボイラ13へ送られる。また、補助リボイラ20内にあるリーン状態のCO吸収液は、底部に接続されたリーン吸収液戻し配管4からCO吸収塔側へ戻される。
このように、気泡槽8、主リボイラ13、補助リボイラ20の3段階の分解過程を経て、アミン炭酸塩が分解されることなり、図2中Cbで示す例の破線で示すように、前述した第1の実施形態のCO回収装置の例に比べ、CO吸収液のCO濃度をより濃くすることができ、これにより、COの高い回収率が得られる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更等も含まれる。
例えば、前記実施形態では、圧力が0.3MPaGの条件下で比揮発度が5あるいは10のCO吸収液を使用する例を説明したが、これに限られることなく、比揮発度が5以上のCO吸収液を使用すれば足りる。比揮発度が5未満のものを用いると、従前の再生塔の同程度のCO回収率を得るためには、気泡槽とリボイラを4段に渡って組み合わせなければならず、再生塔を使用しないメリットが損なわれる。
〈実施例〉
図3に示すCO回収装置を用いた実施例について説明する。
22%のCOを含み、温度35℃、圧力12、5kPaGである原料ガス80Nm3/hを、原料ガス供給配管2を介してCO吸収塔1の塔底部へ供給する。
このとき、CO吸収塔1の塔頂から温度35℃,流量282kg/hのリーン状態にあるCO吸収液を供給し、充填層で接触させる。このとき、発熱反応を伴いながらCRが0.55となるまでCO吸収液によってCOが吸収される。
その後、CO吸収液はリッチ状態になってポンプ4Aによりリッチ吸収液払い出し配管3を介して移送され、熱交換器7にて100℃まで加熱される。
その後、リッチ状態のCO吸収液は、気泡槽8に入り、ここで、主リボイラ13、補助リボイラ20から発生した水蒸気によりバブリングが行われる。
このとき、気泡槽8にて加熱が行われると同時に、バブリングの効果によりCOの分解が促進される。
CO吸収液は、その後、主リボイラ13並びに補助リボイラ20へと移送し、これらリボイラ内でも加熱によってさらにCOが分解される。
結局、気泡槽8、主リボイラ13、補助リボイラ20の効果によって、CRが0.55であったCO吸収液は、CLが0.1、ΔCが0.45となるまでCOの分解が促進される。
なお、従前のCO回収装置では、再生塔およびリボイラにてCOの分解が行われるが、CRが0.55であったリッチ吸収液は、CLが0.18、ΔCが0.37となるにとどまる。
1 CO吸収塔
2 原料ガス供給配管
3 リッチ吸収液払い出し配管
3A ポンプ
4 リーン吸収液戻し配管4
5 原料ガス払い出し管5
7 熱交換器
8 気泡槽
9 CO払い出し配管
12 吸収液払い出し配管
13 (主)リボイラ
13A 加熱用コイル
14 ガス供給配管
14A ガス供給配管の先端
15 蒸気配管
20 補助リボイラ
21 蒸気配管
22 吸収液払い出し配管
23 ガス供給配管

Claims (4)

  1. COを含む複数成分の処理対象ガスからCOを分離回収するCO回収装置であって、
    前記処理対象ガスにCO吸収液を接触させて前記処理対象ガス中のCOを吸収するCO吸収塔と、
    前記CO吸収塔に連通され、該CO吸収塔から払い出されるCOリッチ状態のCO吸収液に水蒸気を接触させて該CO吸収液からCOを分離させる気泡槽と、
    該気泡槽に連通され、気泡槽から払い出されるCO吸収液を加熱して該CO吸収液からCOを分離させるリボイラと、
    前記気泡槽と前記リボイラとを連通し、前記リボイラ内でCO吸収液を加熱するときに生じるCOと水蒸気を前記気泡槽内のCO吸収液中へ導くガス供給配管と、
    を備えることを特徴とするCO回収装置。
  2. 前記リボイラの後段には、該リボイラに連通され、リボイラから払い出されるCO吸収液を加熱して該CO吸収液からCOを分離させる補助リボイラが配備されていることを特徴とする請求項1に記載のCO回収装置。
  3. 前記リボイラと前記補助リボイラとを連通し、前記補助リボイラ内でCO吸収液を加熱するときに生じるCOと水蒸気を前記リボイラへ導くガス移送管を備えることを特徴とする請求項2に記載のCO回収装置。
  4. COを含む複数成分の処理対象ガスからCOを分離回収するCO回収方法であって、
    CO吸収塔にて前記処理対象ガスに圧力が0.3MPaGの条件下で比揮発度5以上のCO吸収液を接触させて前記処理対象ガス中のCOを吸収する工程と、
    前記CO吸収塔に連通される気泡槽にて、前記CO吸収塔から払い出されるCOリッチ状態のCO吸収液に水蒸気を接触させて該CO吸収液からCOを分離させる第1のCO分離工程と、
    該気泡槽に連通されるリボリラにて、気泡槽から払い出されるCO吸収液を加熱して該CO吸収液からCOを分離させる第2のCO2分離工程と、
    を備えることを特徴とするCO回収方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150071082A (ko) * 2013-12-17 2015-06-26 재단법인 포항산업과학연구원 이산화탄소 회수장치
CN104896873A (zh) * 2015-06-17 2015-09-09 镇江索普天辰碳回收有限公司 改进的一体化食品级、工业级co2回收装置及回收工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04126514A (ja) * 1990-09-19 1992-04-27 Hitachi Ltd 気体の分離濃縮方法
JP2003327981A (ja) * 2002-05-09 2003-11-19 Ebara Corp ガス精製装置、及び、発電システム
WO2004076031A1 (ja) * 2003-02-04 2004-09-10 Nippon Steel Corporation 二酸化炭素の分離回収方法および装置
JP2006205165A (ja) * 2005-01-28 2006-08-10 Inst Fr Petrole 精製排ガスに含まれる溶媒の抜出しを含む燃焼排ガスの脱炭酸方法
JP2007222847A (ja) * 2006-02-27 2007-09-06 Mitsubishi Materials Corp ガスの分離回収方法及びその装置並びにその分離回収に用いられる吸収液
JP2009519828A (ja) * 2005-12-19 2009-05-21 フルオー・テクノロジーズ・コーポレイシヨン 統合圧縮機/ストリッパーの構成および方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04126514A (ja) * 1990-09-19 1992-04-27 Hitachi Ltd 気体の分離濃縮方法
JP2003327981A (ja) * 2002-05-09 2003-11-19 Ebara Corp ガス精製装置、及び、発電システム
WO2004076031A1 (ja) * 2003-02-04 2004-09-10 Nippon Steel Corporation 二酸化炭素の分離回収方法および装置
JP2006205165A (ja) * 2005-01-28 2006-08-10 Inst Fr Petrole 精製排ガスに含まれる溶媒の抜出しを含む燃焼排ガスの脱炭酸方法
JP2009519828A (ja) * 2005-12-19 2009-05-21 フルオー・テクノロジーズ・コーポレイシヨン 統合圧縮機/ストリッパーの構成および方法
JP2007222847A (ja) * 2006-02-27 2007-09-06 Mitsubishi Materials Corp ガスの分離回収方法及びその装置並びにその分離回収に用いられる吸収液

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150071082A (ko) * 2013-12-17 2015-06-26 재단법인 포항산업과학연구원 이산화탄소 회수장치
KR102138662B1 (ko) 2013-12-17 2020-07-28 재단법인 포항산업과학연구원 이산화탄소 회수장치
CN104896873A (zh) * 2015-06-17 2015-09-09 镇江索普天辰碳回收有限公司 改进的一体化食品级、工业级co2回收装置及回收工艺

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