JP2014004578A - 二酸化炭素回収システムおよびその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吸収液成分の析出による配管の閉塞を防止することが可能な二酸化炭素回収システムおよびその運転方法を提供する。
【解決手段】実施形態による二酸化炭素回収システムは、二酸化炭素を含有するガスと吸収液を接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液と、二酸化炭素濃度が低下した前記ガスを排出する吸収塔を備える。さらに、前記システムは、前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させ、二酸化炭素濃度が低下した前記吸収液と、前記二酸化炭素を含有するガスを排出する再生塔を備える。さらに、前記システムは、前記吸収塔または前記再生塔から排出されて吸収塔凝縮器または再生塔凝縮器を通過した前記ガスを冷却することで、前記ガス中の吸収液成分を凝縮または昇華させ、前記吸収液成分の凝縮または昇華により生成された液体状または固体状の生成物を洗浄液により除去する第１の吸収液成分洗浄装置を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、二酸化炭素回収システムおよびその運転方法に関する。

近年、地球温暖化問題に対する有効な対策として、二酸化炭素（ＣＯ_２）回収貯留技術が注目されている。例えば、火力発電所で発生する燃焼排ガスや、製鉄所で発生するプロセス排ガスなどを対象に、これらの排ガス中の二酸化炭素を吸収液により回収する手法が検討されている。吸収液の例としては、アミン系水溶液などが挙げられる。

具体的には、排ガスと吸収液を接触させて、排ガス中の二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、二酸化炭素を吸収した吸収液を加熱して、吸収液から二酸化炭素を放出させる再生塔とを備える二酸化炭素回収システムが知られている。再生塔において再生された吸収液は、吸収塔に供給され再使用される。本システムでは、吸収塔における二酸化炭素の吸収と、再生塔における二酸化酸素の放出とを繰り返すことにより、排ガス中の二酸化炭素を分離・回収する。

特開２０１１−１１５７２４号公報

吸収塔や再生塔から排出されるガスは、通常、気体状または液体状（ミスト状）の吸収液成分を含有している。吸収液の種類によっては、吸収塔凝縮器や再生塔凝縮器の下流の配管内に、この吸収液成分が析出することがある。この場合、配管内の差圧が上昇してシステムの運転継続ができなくなったり、計測機器の誤測定などが生じてしまう。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、吸収液成分の析出による配管の閉塞を防止することが可能な二酸化炭素回収システムおよびその運転方法を提供することである。

一の実施形態による二酸化炭素回収システムは、二酸化炭素を含有するガスと吸収液を接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液と、二酸化炭素濃度が低下した前記ガスを排出する吸収塔と、前記吸収塔から排出された前記ガス中の水蒸気を凝縮させる吸収塔凝縮器とを備える。さらに、前記システムは、前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させ、二酸化炭素濃度が低下した前記吸収液と、前記二酸化炭素を含有するガスを排出する再生塔と、前記再生塔から排出された前記ガス中の水蒸気を凝縮させる再生塔凝縮器とを備える。さらに、前記システムは、前記吸収塔凝縮器または前記再生塔凝縮器を通過した前記ガスを冷却することで、前記ガス中の吸収液成分を凝縮または昇華させ、前記吸収液成分の凝縮または昇華により生成された液体状または固体状の生成物を洗浄液により除去する第１の吸収液成分洗浄装置を備える。

第１実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。 第１実施形態の追加アミン洗浄装置の構造を示す概略図である。 第１実施形態の第１変形例の追加アミン洗浄装置の構造を示す概略図である。 第１実施形態の第２変形例の追加アミン洗浄装置の構造を示す概略図である。 第２実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。 第３実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。 第１実施形態の第３変形例の二酸化炭素回収システムの一部の構成を示す概略図である。 第１実施形態の第４変形例の二酸化炭素回収システムの一部の構成を示す概略図である。 第１実施形態の第５変形例の二酸化炭素回収システムの一部の構成を示す概略図である。 第１実施形態の第６変形例の二酸化炭素回収システムの一部の構成を示す概略図である。 第３実施形態の第１変形例の二酸化炭素回収システムの一部の構成を示す概略図である。 第３実施形態の第２変形例の二酸化炭素回収システムの一部の構成を示す概略図である。 第３実施形態の第３変形例の二酸化炭素回収システムの一部の構成を示す概略図である。 第３実施形態の第４変形例の二酸化炭素回収システムの一部の構成を示す概略図である。 第１実施形態の第７変形例の追加アミン洗浄装置の構造を示す概略図である。 第１実施形態の第８変形例の追加アミン洗浄装置の構造を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

図１の二酸化炭素回収システムは、吸収塔１と、ガス供給口２と、再生塔３と、リボイラー４と、アミン洗浄器５と、吸収塔凝縮器６と、再生塔凝縮器７と、減圧弁８と、追加アミン洗浄装置９とを備えている。

吸収塔１は、二酸化炭素を含有する処理対象ガスを導入するためのガス供給口２を備えている。処理対象ガスの例としては、火力発電所で発生した燃焼排ガスや、製鉄所で発生したプロセス排ガスなどが挙げられる。

吸収塔１は、ガス供給口２から導入された処理対象ガスと吸収液を接触させる。その結果、吸収塔１からは、二酸化炭素を吸収した吸収液と、ガス供給口２からの導入時よりも二酸化炭素濃度が低下した処理対象ガスが排出される。以下、このガスを処理済みガスと呼ぶ。吸収液の例としては、アミン系水溶液のほか、アミノ酸含有水溶液や、アルカリ性水溶液や、イオン性液体とその水溶液などが挙げられる。吸収塔１は例えば、交流型気液接触方式の充填塔または棚段塔である。

吸収塔１から排出された処理済みガスは、吸収塔１の上部に設置されたアミン洗浄器５と、アミン洗浄器５の下流に設置された吸収塔凝縮器６を順に通過する。アミン洗浄器５は、処理済みガスに同伴している吸収液成分を除去する。また、吸収塔凝縮器６は、主に処理済みガス中の水蒸気を凝縮させる。吸収塔凝縮器６で発生した凝縮水は、吸収塔凝縮水ライン１３を通り吸収塔１などに戻される。一方、吸収塔凝縮器６にて凝縮しなかったガスは、吸収塔凝縮器排出ガスライン１４を通り系外に排出される。

また、吸収塔１から排出された吸収液（リッチ液）は、リッチ液ライン１１を通り再生塔３内に上部から導入され、再生塔３内を流下する。また、再生塔３には、リボイラー４で吸収液を加熱することにより発生した水蒸気と二酸化炭素が供給される。これらのガスは、再生塔３内を上昇しながら吸収液と気液接触する。その結果、吸収液から二酸化炭素が放出され、再生塔３からは、再生塔３への導入時よりも二酸化炭素濃度が低下した吸収液と、放出された二酸化炭素を含有するガスが排出される。

再生塔３から排出されたガスは、再生塔３の上部に設置された再生塔凝縮器７を通過する。再生塔凝縮器７は、このガス中の水蒸気を凝縮させる。再生塔凝縮器７で発生した凝縮水は、再生塔凝縮水ライン１５を通り再生塔３などに戻される。一方、再生塔凝縮器７にて凝縮しなかったガスは、再生塔凝縮器排出ガスライン１６上の減圧弁８と追加アミン洗浄装置９とを通過した後、系外に排出される。減圧弁８と追加アミン洗浄装置９の詳細については、後述する。

アミン洗浄器５と追加アミン洗浄装置９はいずれも、洗浄対象のガス中のアミン成分を洗浄除去する構成要素である。ただし、追加アミン洗浄装置９は、アミン洗浄器５よりも低温でガスを冷却することにより、アミン蒸気圧をより低下させ、アミン濃度をより低減させることが可能である。アミン洗浄器５と追加アミン洗浄装置９はそれぞれ、第２の吸収液成分洗浄装置と第１の吸収液成分洗浄装置の例である。

また、再生塔３から排出された吸収液（リーン液）は、リーン液ライン１２を通り吸収塔１内に導入され再使用される。このように、図１の二酸化炭素回収システムは、吸収塔１における二酸化炭素の吸収と、再生塔３における二酸化酸素の放出とを繰り返すことにより、処理対象ガス中の二酸化炭素を分離・回収する。

１）追加アミン洗浄装置９の詳細（１）
次に、図２を参照し、追加アミン洗浄装置９の詳細について説明する。

図２は、第１実施形態の追加アミン洗浄装置９の構造を示す概略図である。

追加アミン洗浄装置９は、気液接触部２２、ガス供給口２３、ガス排出口２４、洗浄液供給口２５、および洗浄液排出口２６を備える気液接触塔２１と、冷却管入口２８および冷却管出口２９を備える冷却管２７と、洗浄液排出口３２、温度制御器３３、および洗浄液計測器３４を備える循環ライン３１とを備えている。

再生塔凝縮器７を通過したガスは、ガス供給口２３から気液接触塔２１内に導入され、ガス排出口２４から排出される。一方、洗浄液は、洗浄液供給口２５から気液接触塔２１内に導入され、気液接触塔２１の上部から下部へと落下し、気液接触塔２１の底部で保持された後、その一部が洗浄液排出口２６から排出される。気液接触塔２１から排出された洗浄液は、循環ライン３１を通り気液接触塔２１の上部へと戻され、気液接触塔２１内に導入され再使用される、あるいは循環ライン３１の洗浄液排出口３２から排出される。また、冷却水は、冷却管入口２８から気液接触塔２１内の冷却管２７に供給され、気液接触塔２１内のガスを冷却した後、冷却管出口２９から排出される。

気液接触塔２１は、再生塔凝縮器７からのガスと洗浄液を気液接触部２２にて接触させる。この際、ガス中の吸収液成分は、冷却管２７の冷却伝面近傍で冷却されて凝縮または昇華する。その結果、吸収液成分から液体状または固体状の生成物が生成される。生成物の例としては、アミンと二酸化炭素を含有する生成物、アミノ酸と二酸化炭素を含有する生成物、アルカリ炭酸塩を含有する生成物などが挙げられる。

その後、液体状の生成物は、洗浄液と共に気液接触塔２１の底部へと落下する。また、固体状の生成物は、冷却管２７の冷却伝面に付着した後、落下してくる洗浄液に溶解し、洗浄液と共に気液接触塔２１の底部へと落下する。このように、本実施形態では、ガス中の吸収液成分が、液体状または固体状の生成物となって除去される。気液接触塔２１は、冷却伝面を備えるガス流路の例である。

なお、冷却伝面に付着した生成物は、洗浄液の勢いによって冷却伝面から剥がれ落ちる場合もある。この剥がれ落ちた生成物は、その後洗浄液に溶解するか、気液接触部２１の底部に沈殿することとなる。この沈殿物は、フィルタリングにより除去するようにしてもよい。

また、冷却伝面に付着した生成物を洗い流すため、また気液接触部２２にてガスと洗浄液を効率よく気液接触させるため、循環ライン３１により戻された洗浄液は、気液接触塔２１の上部からシャワー状に噴射することが望ましい。あるいは、気液接触部２２に充填材を装荷するなどして、効率的な気液接触を実現してもよい。

洗浄液の例としては、リボイラー凝縮水、フィードガス凝縮水、吸収塔凝縮水、再生塔凝縮液、メイクアップ水、洗浄用専用水、放散アミン回収後排水、未使用、使用中、使用済の吸収液などが挙げられる。洗浄液として吸収液を使用する場合には、気液接触部２２でのガスと洗浄液との気液接触の際に、ガスに同伴する吸収液成分の少なくとも一部が、洗浄液に溶解して除去されることとなる。これは、洗浄液として、吸収液成分を吸収することが可能な、吸収液以外の液体を使用する場合にも同様である。

２）追加アミン洗浄装置９の詳細（２）
次に、引き続き図２を参照し、追加アミン洗浄装置９のさらなる詳細について説明する。

温度制御器３３は、循環ライン３１内の洗浄液の温度を制御する装置である。温度制御器３３は、例えば、気液接触の際の洗浄液の温度が外気温度よりも低くなるよう、洗浄液の温度を制御する。理由は、気液接触の際の洗浄液の温度が外気温度よりも高いと、ガス排出口２４から排出されたガス中に残存する吸収液成分が、その後の温度低下により凝縮または昇華し、ガス排出口２４の下流の配管を閉塞させるおそれがあるからである。これとは逆に、温度制御器３３は、冷却伝面に付着した生成物を溶解しやすくするため、洗浄液の温度を高温に設定してもよい。

なお、温度制御器３３は、循環ライン３１内の洗浄液の温度を制御する代わりに、気液接触塔２１の底部に滞留している洗浄液の温度を制御してもよい。

洗浄液計測器３４は、循環ライン３１内の洗浄液中に溶解している上記生成物の濃度を計測する装置である。本実施形態では、洗浄液計測器３４により洗浄液中の生成物の濃度を監視し、これを洗浄液管理に利用する。例えば、生成物の濃度が設定値に達したら、洗浄液を循環ライン３１の洗浄液排出口３２から排出するようにする。

なお、洗浄液計測器３４は、生成物の濃度の代わりに、生成物の濃度により変動する数量を計測してもよい。この数量も、濃度と同様に洗浄液管理に利用可能である。このような数量の例としては、洗浄液のｐＨ、密度、電気伝導度などが挙げられる。

また、洗浄液計測器３４は、循環ライン３１内の洗浄液の代わりに、気液接触塔２１の底部に滞留している洗浄液の上記濃度や上記数量を計測してもよい。

また、洗浄液排出口３２から排出する洗浄液は、アミンなどの吸収液成分を多く含有しているため、吸収液として再利用するようにしてもよい。ただし、洗浄液中の吸収液成分の濃度は、一般に、本来の吸収液中の吸収液成分の濃度よりも低いため、洗浄液は、本来の吸収液と混合して再利用することが望ましい。

次に、図１の再生塔凝縮器７、減圧弁８、および追加アミン洗浄装置９の詳細について説明する。

図１に示すように、追加アミン洗浄装置９が再生塔凝縮器７の下流に設置されている場合には、再生塔凝縮器７は、ガス中の全部の水蒸気を凝縮させる全凝縮器ではなく、ガス中の一部の水蒸気のみを凝縮させる部分凝縮器としてもよい。理由は、再生塔凝縮器７から排出されたガスは、再び追加アミン洗浄装置９で洗浄液にさらされて、当該ガス中の水蒸気は水となるからである。

減圧弁８は、再生塔凝縮器７と追加アミン洗浄装置９との間の配管（再生塔凝縮器排出ガスライン１６）に設けられている。再生塔３から排出されるガスの圧力は、一般に大気圧よりも高圧であるため、減圧弁８は、このガスの圧力を低下させるために使用される。

減圧弁８でガスの圧力を低下させると、断熱膨張によりガスの温度が低下する。本実施形態では、このガス中の吸収液成分を凝縮または昇華させるために、冷却管２７による冷却作用だけでなく、減圧弁８での断熱膨張による冷却作用も利用してもよい。ただし、この場合には、ガスが追加アミン洗浄装置９に到達する前に凝縮や昇華が生じることを抑制するために、減圧弁８と追加アミン洗浄装置９との間の配管の長さをできるだけ短く設定することが望ましい。

３）第１実施形態の変形例
次に、図３と図４を参照し、第１実施形態の変形例について説明する。図３と図４はそれぞれ、第１実施形態の第１、第２変形例の追加アミン洗浄装置９の構造を示す概略図である。

図２では、冷却管２７が、らせん状の形状を有している。このような形状には、冷却管２７とガスとの接触面積が広くなるという利点がある。冷却管２７の形状は、らせん状以外の形状でもよいが、ガスとの接触面積が広くなる形状とすることが望ましい。このような冷却管２７の一例を、図３に示す。図３の冷却管２７は、複数の折れ曲がり部分のある形状を有している。

また、図２では、ガス供給口２３が気液接触塔２１の下部に設置され、ガス排出口２４が気液接触塔２１の上部に設置されている。よって、気液接触塔２１内のガスの流れは、上昇流となる。これに対し、図４に示すように、ガス供給口２３を気液接触塔２１の上部に設置し、ガス排出口２４を気液接触塔２１の下部に設置してもよい。この場合、気液接触塔２１内のガスの流れは、下降流となる。図２と図４のいずれの構造を採用するかは、例えば、ガス、洗浄液、吸収液成分の種類や、気液接触塔２１の構造などに応じて決定することが望ましい。

４）第１実施形態の効果
最後に、第１実施形態の効果について説明する。

以上のように、本実施形態では、再生塔凝縮器７を通過したガスを冷却して吸収液成分を凝縮または昇華させ、その結果生成された液体状または固体状の生成物を洗浄液により除去する。よって、本実施形態によれば、再生塔３から排出されたガス中の吸収液成分の析出による配管の閉塞を防止することが可能となる。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

図１と図５の二酸化炭素回収システムの違いは、減圧弁８の有無である。図１のシステムでは、減圧弁８でガスの圧力を低下させると、断熱膨張によりガスの温度が低下する。そのため、追加アミン洗浄装置９を設置しないと、減圧弁８の下流の配管のいずれかの場所で、ガス中の吸収液成分が析出し配管が閉塞されるおそれがある。そこで、図１のシステムでは、減圧弁８の下流に追加アミン洗浄装置９を設置して、配管の閉塞を防止している。

一方、図５のシステムは、減圧弁８を備えていない。よって、減圧弁８でのガス圧低下に起因する配管の閉塞は問題とならない。しかしながら、図５のシステムでも、例えば、何らかの理由で再生塔凝縮器７の下流の配管が部分的に冷える箇所が存在する場合に、この箇所近傍での吸収液成分の析出が問題となる。このような場合には、図５のシステムでも、再生塔凝縮器７の下流に追加アミン洗浄装置９を設置することで、配管の閉塞を防止することができる。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、再生塔凝縮器７を通過したガスを冷却して吸収液成分を凝縮または昇華させ、その結果生成された液体状または固体状の生成物を洗浄液により除去する。よって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、再生塔３から排出されたガス中の吸収液成分の析出による配管の閉塞を防止することが可能となる。

（第３実施形態）
図６は、第３実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

図６のシステムでは、追加アミン洗浄装置９が、再生塔凝縮器７の下流ではなく、吸収塔凝縮器６の下流に設置されている。一般に、吸収塔凝縮器６から排出されるガス中の吸収液成分の濃度は、再生塔凝縮器７から排出されるガス中の吸収液成分の濃度よりは低いものの、吸収液成分の析出は起こり得る。そこで、図６のシステムでは、吸収塔凝縮器６の下流に追加アミン洗浄装置９を設置して、吸収塔凝縮器６の下流での配管の閉塞を防止している。

なお、図６のシステムでは、吸収塔凝縮器６と追加アミン洗浄装置９との間の配管に、減圧弁を設置してもよい。また、図６のシステムでは、吸収塔凝縮器６を部分凝縮器としてもよい。

本実施形態では、吸収塔凝縮器６を通過したガスを冷却して吸収液成分を凝縮または昇華させ、その結果生成された液体状または固体状の生成物を洗浄液により除去する。よって、本実施形態によれば、吸収塔１から排出されたガス中の吸収液成分の析出による配管の閉塞を防止することが可能となる。

（第１、第３実施形態の変形例）
次に、図７〜図１６を参照し、第１、第３実施形態の変形例について説明する。

図７〜図１０はそれぞれ、第１実施形態の第３〜第６変形例の二酸化炭素回収システムの一部の構成を示す概略図である。

図７の追加アミン洗浄装置９は、再生塔凝縮器７よりも低温でガスを冷却することにより、アミン蒸気圧を低下させ、アミン濃度を低減させる。また、図７では、再生塔凝縮器７と追加アミン洗浄装置９との間の再生塔凝縮器排出ガスライン１６が、水平部分を有さない構造となっており、具体的には、下降管となっている。減圧弁８と追加アミン洗浄装置９との間では、断熱膨張による温度低下に起因して固形分が発生しやすい。しかしながら、図７の再生塔凝縮器排出ガスライン１６は下降管であるため、この固形分が管内に滞留することを抑制することができる。また、図７では、追加アミン洗浄装置９からの排出ガスが流通する洗浄装置排出ガスライン１７が上昇管となっており、固形分が重力の作用により追加アミン洗浄装置９から排出されにくくなっている。

また、図８では、再生塔凝縮器７と減圧弁８との間の再生塔凝縮器排出ガスライン１６が、逆Ｕ字管となっており、減圧弁８と追加アミン洗浄装置９との間の再生塔凝縮器排出ガスライン１６が、下降管となっている。このような構成には、再生塔凝縮器７内で生じた固形分が、重力の作用により再生塔凝縮器７から排出されにくいという利点がある。

なお、図７、図８において、減圧弁８は、再生塔凝縮器排出ガスライン１６上ではなく洗浄装置排出ガスライン１７上に配置してもよい（図９、図１０を参照）。

図１１〜図１４はそれぞれ、第３実施形態の第１〜第４変形例の二酸化炭素回収システムの一部の構成を示す概略図である。

図１１の追加アミン洗浄装置９は、吸収塔凝縮器６よりも低温でガスを冷却することにより、アミン蒸気圧を低下させ、アミン濃度を低減させる。また、図１１では、吸収塔凝縮器６と追加アミン洗浄装置９との間の吸収塔凝縮器排出ガスライン１４が、水平部分を有さない構造となっており、具体的には、下降管となっている。吸収塔凝縮器６と追加アミン洗浄装置９との間では、外気への放熱等により管が冷えることで固形分が発生することがある。しかしながら、図１１の吸収塔凝縮器排出ガスライン１４は下降管であるため、この固形分が管内に滞留することを抑制することができる。また、図１１では、追加アミン洗浄装置９からの排出ガスが流通する洗浄装置排出ガスライン１８が上昇管となっており、固形分が重力の作用により追加アミン洗浄装置９から排出されにくくなっている。

また、図１２では、吸収塔凝縮器６と追加アミン洗浄装置９との間の吸収塔凝縮器排出ガスライン１４が、逆Ｕ字管となっている。このような構成には、吸収塔凝縮器６内で生じた固形分が、重力の作用により吸収塔凝縮器７から排出されにくいという利点がある。

また、図１３では、吸収塔凝縮器排出ガスライン１４が上昇管となっており、吸収塔凝縮器６と追加アミン洗浄装置９との間の吸収塔凝縮器排出ガスライン１４上にアミン洗浄器５が配置されている。すなわち、図１３では、アミン洗浄器５と追加アミン洗浄装置９が直列に配置されている。図１３の追加アミン洗浄装置９は、アミン洗浄器５よりも低温でガスを冷却することにより、アミン蒸気圧を低下させ、アミン濃度を低減させる。

また、図１４では、吸収塔１から排出された処理済みガスを吸収塔凝縮器６に供給する処理済みガスライン１９上に、アミン洗浄器５と追加アミン洗浄装置９が直列に配置されている。図１３の追加アミン洗浄装置９は、アミン洗浄器５の下流側に配置されており、アミン洗浄器５よりも低温でガスを冷却することにより、アミン蒸気圧を低下させ、アミン濃度を低減させる。

図１５と図１６はそれぞれ、第１実施形態の第７、第８変形例の追加アミン洗浄装置９の構造を示す概略図である。

図１５では、ガス供給口２３用の配管が下降管となっており、この配管の先端が気液接触塔２１の底部付近に位置している。このような構成によれば、ガス供給口２３用の配管内に固形分が積層することを抑制することができる。また、この配管の先端が底部付近に位置することで、気液接触塔２１内での気液接触を効率的に行うことができる。

また、図１６では、ガス供給口２３用の配管が上昇管となっており、この配管の先端が気液接触塔２１の底部付近に位置している。このような構成によれば、ガス供給口２３用の配管内に固形分が積層することを抑制することができる。また、この配管の先端が底部付近に位置することで、気液接触塔２１内での気液接触を効率的に行うことができる。なお、図１６では、ガス供給口２３用の配管の先端付近に、ガスを気液接触塔２１内に拡散させやすくするための凹状の部材が配置されている。

以上のように、図７〜図１６に示す変形例によれば、洗浄前のガスや洗浄後のガスの配管を水平部分を有さない構造にすることにより、固形分の滞留や積層などを抑制することが可能となる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、吸収液成分の析出による配管の閉塞を防止することが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１：吸収塔、２：ガス供給口、３：再生塔、４：リボイラー、５：アミン洗浄器、
６：吸収塔凝縮器、７：再生塔凝縮器、８：減圧弁、９：追加アミン洗浄装置、
１１：リッチ液ライン、１２：リーン液ライン、
１３：吸収塔凝縮水ライン、１４：吸収塔凝縮器排出ガスライン、
１５：再生塔凝縮水ライン、１６：再生塔凝縮器排出ガスライン、
１７、１８：洗浄装置排出ガスライン、１９：処理済みガスライン、
２１：気液接触塔、２２：気液接触部、２３：ガス供給口、２４：ガス排出口、
２５：洗浄液供給口、２６：洗浄液排出口、
２７：冷却管、２８：冷却管入口、２９：冷却管出口、
３１：循環ライン、３２：洗浄液排出口、３３：温度制御器、３４：洗浄液計測器

Claims (12)

1. 二酸化炭素を含有するガスと吸収液を接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液と、二酸化炭素濃度が低下した前記ガスを排出する吸収塔と、
   前記吸収塔から排出された前記ガス中の水蒸気を凝縮させる吸収塔凝縮器と、
   前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させ、二酸化炭素濃度が低下した前記吸収液と、前記二酸化炭素を含有するガスを排出する再生塔と、
   前記再生塔から排出された前記ガス中の水蒸気を凝縮させる再生塔凝縮器と、
   前記吸収塔凝縮器または前記再生塔凝縮器を通過した前記ガスを冷却することで、前記ガス中の吸収液成分を凝縮または昇華させ、前記吸収液成分の凝縮または昇華により生成された液体状または固体状の生成物を洗浄液により除去する第１の吸収液成分洗浄装置と、
   を備える二酸化炭素回収システム。
2. 前記第１の吸収液成分洗浄装置は、前記ガスの流路に、前記ガスを冷却するための冷却伝面を備える、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
3. 前記第１の吸収液成分洗浄装置は、前記冷却伝面に付着した前記生成物の少なくとも一部を前記洗浄液に溶解させて除去する、請求項２に記載の二酸化炭素回収システム。
4. 前記第１の吸収液成分洗浄装置は、前記ガスと前記洗浄液を接触させ、前記ガスに同伴する前記吸収液成分の少なくとも一部を前記洗浄液に溶解させて除去する、請求項１から３のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。
5. さらに、前記吸収塔凝縮器または前記再生塔凝縮器と前記第１の吸収液成分洗浄装置との間の配管に設けられた減圧弁を備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。
6. 前記第１の吸収液成分洗浄装置は、部分凝縮器である前記吸収塔凝縮器または前記再生塔凝縮器を通過した前記ガスを処理対象とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。
7. 前記第１の吸収液成分洗浄装置は、
   前記ガスと前記洗浄液を接触させる気液接触塔と、
   前記気液接触部内の前記ガスを冷却するための冷却管と、
   前記気液接触塔から排出された前記洗浄液を前記気液接触塔内に再供給する循環ラインと、を備える請求項１から６のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。
8. 前記第１の吸収液成分洗浄装置は、前記洗浄液の温度を制御する温度制御器を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。
9. 前記第１の吸収液成分洗浄装置は、前記洗浄液中に溶解している前記生成物の濃度、または前記濃度により変動する数量を計測する計測器を備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。
10. 前記吸収塔凝縮器または前記再生塔凝縮器と前記第１の吸収液成分洗浄装置との間の配管は、少なくとも前記第１の吸収液成分洗浄装置、前記吸収塔凝縮器、または前記再生塔凝縮器の付近において、下降管部分または上昇管部分を含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。
11. 前記第１の吸収液成分洗浄装置は、前記吸収液成分を洗浄除去する第２の吸収液成分洗浄装置の下流側に位置し、前記第２の吸収液成分洗浄装置と直列に配置されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。
12. 二酸化炭素を含有するガスと吸収液を接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液と、二酸化炭素濃度が低下した前記ガスを排出する吸収塔と、
    前記吸収塔から排出された前記ガス中の水蒸気を凝縮させる吸収塔凝縮器と、
    前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させ、二酸化炭素濃度が低下した前記吸収液と、前記二酸化炭素を含有するガスを排出する再生塔と、
    前記再生塔から排出された前記ガス中の水蒸気を凝縮させる再生塔凝縮器と、
    を備える二酸化炭素回収システムの運転方法であって、
    前記吸収塔凝縮器または前記再生塔凝縮器を通過した前記ガスを冷却することで、前記ガス中の吸収液成分を凝縮または昇華させ、
    前記吸収液成分の凝縮または昇華により生成された液体状または固体状の生成物を洗浄液により除去する、
    二酸化炭素回収システムの運転方法。

Images