JP2014161758A - Ｃｏ２及びｈ２ｓを含むガスの回収システム及び方法 - Google Patents

Ｃｏ２及びｈ２ｓを含むガスの回収システム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システム及び方法を提供する。
【解決手段】 リッチ溶液供給ラインＬ1と、リーン溶液供給ラインＬ2との交差部Ａに介装され、吸収塔１３の塔底部１３ｃから抜き出したＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液（リッチ溶液１２Ａ）と再生吸収液(リーン溶液１２Ｂ)とを熱交換する第１の熱交換器１６と、セミリッチ溶液供給ラインＬ3と、リーン溶液供給ラインから分岐部Ｃで分岐した分岐ラインＬ4との交差部Ｂに介装され、吸収塔の塔中段近傍から抜き出したＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収したセミリッチ溶液１２Ｃとリーン溶液１２Ｂとを熱交換する第２の熱交換器１７と、熱交換後のリーン溶液を供給する分岐ラインＬ4をリーン溶液供給ラインＬ2と合流させる合流部Ｄと、前記リーン溶液供給ラインＬ2に介装され、リーン溶液１２Ｂの分配量を調整する流量調整弁３１と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば石炭やバイオマス等をガス化炉によりガス化して得られるガス化ガスに含まれるＣＯ2とＨ2ＳからＨ2Ｓを効率よく回収するＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システム及び方法に関する。
石炭やバイオマス等をガス化炉でガス化したガス化ガスに含まれるＣＯ2とＨ2Ｓ等の酸性ガスを除去する技術として、従来より、化学吸収法（例えば、アミン吸収液（例えば（Ｎ−メチルジエタノールアミン：ＭＤＥＡ等の吸収液利用））や物理吸収法（例えば、ポリエチレングリコール・ジメチルエーテルを用いるＳｅｌｅｘｏｌ吸収液利用)が提案されている。
ところで、ＩＧＣＣ（石炭ガス化複合発電）技術のようなシステムの場合、以下のような要求がある。
１） 発電システムにおいて、大気汚染物質であるＳＯＸの排出を規制値未満とするために、ＳＯＸの発生源となるＨ2Ｓの除去が必要となる。一方で、発電効率を上昇させる効果があるため、ＣＯ2は極力回収しないことが望ましい。
２） 回収したＨ2Ｓ含有ガス（オフガス）流量が少なく、Ｈ2Ｓ濃度が高い方が、回収ガスから化製品を製造する場合やＨ2Ｓを処理する場合に有利であり、Ｈ2Ｓを選択的に回収できることが望ましい。
３） ＩＧＣＣにＣＯシフトとＣＣＳ(二酸化炭素回収・貯留)とを組み合わせたシステムでは、ＣＯ2回収プロセスで回収したＣＯ2中のＨ2Ｓ濃度を規定値（例えば１０〜２０ｐｐｍ）程度に抑える必要がある。
４） 発電効率を向上させるためには、スチーム等の熱エネルギーの使用量は少ないほど好ましい。
すなわち、ＣＯ2とＨ2Ｓとを含むガスから、Ｈ2Ｓを熱エネルギーの面で効率的、かつ選択的に分離することが求められている。
そこで、従来では、放圧容器（再生塔上段）で溶解成分を一部放散させた吸収液の一部を、吸収塔の最上部より下方から供給する省エネプロセスの提案がある（特許文献１）。
しかしながら、特許文献１の技術では、Ｈ2Ｓを含まないガスからのＣＯ2回収に適用する場合は有効であるが、ＣＯ2とＨ2Ｓとを含有するガスからのＨ2Ｓの選択回収に適用する場合は、吸収塔の下方の吸収液中のＨ2Ｓ濃度が高くなることで、Ｈ2Ｓ吸収速度が大幅に低下するため、Ｈ2Ｓ除去率、Ｈ2Ｓ選択性が低下し、所望の除去率を得るためには逆に熱エネルギーの増大を招いてしまう、という問題がある。
そこで、本発明者等は、吸収液の一部を吸収塔の吸収部の途中から抜き出し、ＣＯ2やＨ2Ｓを比較的低濃度で吸収している当該吸収液を、再生塔の再生部の途中に供給することを先に提案した（特許文献２）。
特開２０１０−１２００１３号公報 特開２０１２−１１０８３５号公報
特許文献２の提案では、Ｈ2Ｓの選択吸収性を向上させるとともに、再生熱エネルギー消費量を従来のプロセスよりも、約１０％程度低減することができるが、さらなる消費熱エネルギーの低減が求められる。
よって、化学吸収プロセスにおいて、ＣＯ2とＨ2Ｓとを含むガスから、ＣＯ2の吸収とは別にＨ2Ｓを熱エネルギーの面で効率的、かつ選択的に分離することができるシステムの出現が切望されている。
本発明は、前記問題に鑑み、例えば石炭やバイオマス等をガス化炉によりガス化して得られるガス化ガスに含まれるＨ2Ｓを効率よく回収するＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システム及び方法を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスを導入ガスとし、該導入ガスとＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収する吸収液とを接触させて前記導入ガスからＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収させる吸収塔と、ＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液を前記吸収塔の塔底部から抜き出し、リッチ溶液供給ラインを介して塔頂部側より導入し、リボイラの熱によりＣＯ2及びＨ2Ｓを放出させて吸収液を再生する吸収液再生塔と、再生された再生吸収液を吸収塔に戻すリーン溶液供給ラインと、吸収塔の塔中段近傍からＣＯ2及びＨ2Ｓの一部を吸収した吸収液を抜き出し、抜き出した吸収液を前記再生塔の塔中段近傍に導入するセミリッチ溶液供給ラインと、前記リッチ溶液供給ラインと、前記リーン溶液供給ラインとの交差部に介装され、吸収塔の塔底部から抜き出したＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液と再生吸収液とを熱交換する第１の熱交換器と、前記セミリッチ溶液供給ラインと、前記リーン溶液供給ラインの分岐部で分岐した分岐ラインとの交差部に介装され、吸収塔の塔中段近傍から抜き出したＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液と再生吸収液とを熱交換する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器での熱交換後のリーン溶液を供給する分岐ラインをリーン溶液供給ラインと合流させる合流部と、前記リーン溶液供給ラインに介装され、リーン溶液の分配量を調整する流量調整弁と、を具備することを特徴とするＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システムにある。
第２の発明は、第１の発明において、リッチ溶液供給ラインに介装された前記第１の熱交換器の前流側で、前記リッチ溶液供給ライン側から前記セミリッチ溶液供給ライン側にリッチ溶液をバイパスさせ、前記第２の熱交換器に前記リッチ溶液を導入する第１のバイパスラインと、前記セミリッチ溶液供給ラインに介装された前記第２の熱交換器の後流側で、前記セミリッチ溶液供給ライン側から前記リッチ溶液供給ライン側にバイパスさせて熱交換したリッチ溶液を、前記リッチ溶液供給ラインへ戻す第２のバイパスラインと、導入するガス種情報により、バイパスラインを切り替える制御を実施する制御装置と、前記セミリッチ溶液供給ラインの抜き出し側に設けられ、前記制御装置からの指令により、前記セミリッチ溶液の抜き出しを停止する流量調整弁と、を具備することを特徴とするＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システムにある。
第３の発明は、ＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスを導入ガスからＣＯ2及びＨ2Ｓを回収する吸収塔と再生塔とを用いたＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収方法であって、前記導入ガスからＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収させる吸収塔の塔中段近傍から吸収液の一部を抜き出し、吸収塔の下方に流下する吸収液の流量を低減させ、吸収塔の塔底部から抜き出した吸収液を再生塔の塔頂部近傍から導入させると共に、吸収塔の塔中段近傍から抜き出した吸収液を、再生塔の塔中段近傍に導入して再生すると共に、前記塔底部から抜き出した吸収液と、再生塔からのリーン溶液とを第１の熱交換器を用いて熱交換すると共に、前記第１の熱交換器の前流側でリーン溶液を分岐し、この分岐したリーン溶液と、吸収塔の塔中段近傍から抜き出した吸収液とを、第２の熱交換器を用いて熱交換し、この熱交換後のリーン溶液を、前記第１の熱交換器で熱交換したリーン溶液と合流し、合流リーン溶液を吸収塔へ導入し、再利用することを特徴とするＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収方法にある。
第４の発明は、第３の発明において、セミリッチ溶液を抜き出さない運転時において、第２の熱交換器へリッチ溶液を導入するバイパスラインを設け、リッチ溶液の一部を第２の熱交換器へ導入し、分岐したリーン溶液により第２の熱交換器で熱交換を行うことを特徴とするＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収方法にある。
本発明によれば、吸収塔の塔中段近傍から吸収液の一部をセミリッチ溶液供給ラインにより抜き出すようにして、吸収塔の下方に流下する吸収液の流量を低減させることで、Ｈ2Ｓの吸収量をほとんど低下させることなく、ＣＯ2吸収量を低下させ、Ｈ2Ｓの選択分離性の向上を図ると共に、再生塔におけるリボイラ熱量の低減を図る。
そして、リーン溶液供給ラインを流れる再生された吸収液を分岐させ、リーン溶液供給ラインに介装された１の熱交換器では導入されるリッチ溶液を熱交換し、分岐部で分岐した分岐ライン側に、リーン溶液の一部を流入させ、分岐ラインに介装された第２の熱交換器でセミリッチ溶液を熱交換し、第１及び第２の熱交換器のコンパクト化を図るようにしている。
図１は、実施例１に係るＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システムの概略図である。 図２は、実施例１に係る他のＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システムの概略図である。 図３は、実施例２に係るＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システムの概略図である。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
本発明による実施例に係るＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システムについて、図面を参照して説明する。図１は、実施例１に係るＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システムの概略図である。図２は、実施例１に係る他のＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システムの概略図である。
図１に示すように、本実施例に係るＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システム１０Ａは、例えば石炭やバイオマス等をガス化するガス化炉等から得られたＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガス化ガスを導入ガス１１とし、該導入ガス１１とＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収する吸収液１２とを接触させて前記導入ガス１１からＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収させる吸収塔１３と、ＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液（リッチ溶液）１２Ａを吸収塔１３の塔底部１３ｃより抜き出すと共に、リッチ溶液供給ラインＬ1を介して塔頂部１４ａより導入し、リボイラ１５の熱によりＣＯ2及びＨ2Ｓを放出させて吸収液１２を再生する吸収液再生塔（以下「再生塔」という）１４と、再生された吸収液（リーン溶液）１２Ｂを再生塔１４の塔底部１４ｃより抜き出し、吸収塔１３の塔頂部１３ａに戻すリーン溶液供給ラインＬ2と、吸収塔１３の塔中段１３ｂ近傍からＣＯ2及びＨ2Ｓの一部を吸収した吸収液（セミリッチ溶液）１２Ｃを抜き出し、抜き出したセミリッチ溶液１２Ｃを再生塔１４の塔中段１４ｂ近傍に導入するセミリッチ溶液供給ラインＬ3と、前記リッチ溶液供給ラインＬ1と、リーン溶液供給ラインＬ2との交差部Ａに介装され、吸収塔１３の塔底部１３ｃから抜き出したＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液（リッチ溶液１２Ａ）と再生吸収液(リーン溶液１２Ｂ)とを熱交換する第１の熱交換器１６と、セミリッチ溶液供給ラインＬ3と、リーン溶液供給ラインの分岐部Ｃで分岐した分岐ラインＬ4との交差部Ｂに介装され、吸収塔１３の塔中段１３ｂ近傍から抜き出したＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液であるセミリッチ溶液１２Ｃとリーン溶液１２Ｂとを熱交換する第２の熱交換器１７と、第２の熱交換器１７での熱交換後のリーン溶液１２Ｂを供給する分岐ラインＬ4をリーン溶液供給ラインＬ2と合流させる合流部Ｄと、前記リーン溶液供給ラインＬ2に介装され、リーン溶液１２Ｂの分配量を調整する流量調整弁３１と、を具備するものである。
このシステムでは、前記再生塔１４でＣＯ2及びＨ2Ｓを除去し、再生された吸収液（リーン溶液）１２Ｂは吸収液１２として再利用される。
このＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システム１０Ａを用いた精製方法では、石炭やバイオマス等をガス化するガス化炉で得られたガス化ガスは、ガス冷却装置（図示せず）に送られ、ここで冷却水により冷却され、導入ガス１１として吸収塔１３に導入される。
吸収塔１３は、塔内部に充填部１３Ａ、１３Ｂが設けられ、これらの充填部１３Ａ、１３Ｂを通過する際、導入ガス１１と吸収液１２との対向流接触効率を向上させている。なお、充填部は複数設けてもよく、充填法以外に、例えばスプレー法、液柱法、棚段法等により導入ガス１１と吸収液１２とを対向流接触させるようにしている。
前記吸収塔１３において、導入ガス１１は例えばアミン系の吸収液１２と対向流接触し、導入ガス１１中のＣＯ2及びＨ2Ｓは、化学反応により吸収液１２に吸収され、ＣＯ2及びＨ2Ｓが除去された浄化ガス２１は系外に放出される。ＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液は「リッチ溶液」１２Ａとも呼称される。このリッチ溶液１２Ａは、リッチ溶液ポンプ（図示せず）を介し、交差部Ａに設けた第１の熱交換器１６において、再生塔１４で再生されたリーン溶液１２Ｂと熱交換することで加熱され、再生塔１４の塔頂部１４ａ側に供給される。
この塔頂部１４ａ側から導入されたリッチ溶液１２Ａは、充填部１４Ａ、１４Ｂを有する再生塔１４の塔頂部１４ａ近傍から塔内に図示しない噴霧手段等により導入され、塔内を流下する際に、リボイラ１５からの水蒸気２２による吸熱反応を生じて、大部分のＣＯ2及びＨ2Ｓを放出し、再生される。再生塔１４内で一部または大部分のＣＯ2及びＨ2Ｓを放出した吸収液は「セミリーン溶液」と呼称される。このセミリーン溶液は、吸収液再生塔１４下部に至る頃には、ほぼ全てのＣＯ2及びＨ2Ｓが除去された吸収液となる。このほぼ全てのＣＯ2及びＨ2Ｓが除去されることにより再生された吸収液は「リーン溶液」１２Ｂと呼称される。このリーン溶液１２Ｂはリボイラ１５で飽和水蒸気２３により間接的に加熱され、水蒸気２２を発生して、再生塔１４の底部側に戻されている。
また、再生塔１４の塔頂部１４ａからは塔内においてリッチ溶液１２Ａ及びセミリッチ溶液１２Ｃから放出された水蒸気を伴ったＣＯ2及びＨ2Ｓガス２５が導出され、コンデンサ２６により水蒸気が凝縮され、分離ドラム２７にて水２８が分離され、ＣＯ2及びＨ2Ｓガス２９が系外に放出されて回収される。分離ドラム２７にて分離された水２８は再生塔１４の塔頂部１４ａに供給される。
ここで、抜き出されたセミリッチ溶液１２Ｃは、交差部Ｂに設けた第２の熱交換器１７により、再生塔１４の塔底部１４ｃより排出される高温のリーン溶液１２Ｂとの熱交換により加熱され、再生塔１４の塔中段１４ｂ近傍、より好ましくは塔中段１４ｂより下方側に供給する。
ここで、本実施例では、リーン溶液供給ラインＬ2を流れるリーン溶液１２Ｂを分岐させ、リーン溶液供給ラインＬ2に介装された第１の熱交換器１６ではそのまま流れるリッチ溶液１２Ａと熱交換させている。これに対し、分岐部Ｃで分岐した分岐ラインＬ4側には、リーン溶液１２Ｂの一部を流入させ、分岐ラインＬ4に介装された第２の熱交換器１７でセミリッチ溶液１２Ｃを熱交換している。
なお、リーン溶液１２Ｂの分配量は流量調整弁３１により行うようにして、セミリッチ溶液１２Ｃの抜き出し量に応じて適宜変更される。
このように、本実施例では、再生された吸収液（リーン溶液）１２Ｂは、並列して設けられた第１の熱交換器１６及び第２の熱交換器１７に導入される。
そして、第１の熱交換器１６では、リッチ溶液１２Ａと熱交換し、リッチ溶液１２Ａを加温するようにしている。また、第２の熱交換器１７ではセミリッチ溶液１２Ｃと熱交換し、セミリッチ溶液１２Ｃを加温するようにしている。
なお、冷却されたリーン溶液１２Ｂは、その後合流部Ｄで合流され、つづいてリーンソルベントポンプ（図示せず）にて昇圧され、さらにリーンソルベントクーラ３０にて冷却された後、再び吸収塔１３に供給され、吸収液１２として再利用される。
このように、本実施例では、従来の特許文献２の提案の直列型配置によりリッチ溶液１２Ａとセミリッチ溶液１２Ｃとを熱交換するのではなく、並列型配置によりリーン溶液１２Ｂで熱交換するので、第１の熱交換器１６及び第２の熱交換器１７の熱交換容量を、従来よりコンパクトにすることができる。
この結果、本実施例のように、並列型の熱交換器設置とすることで、ΔＴの偏りを低減し、熱交換器での交換熱量を増加させるようにしている。
なお、熱交換器１６、１７に供給される高温流体のリーン溶液１２Ｂと、低温流体のリッチ溶液１２Ａ及びセミリッチ溶液１２Ｃの流量の差が±１０％以内とすることが好ましい。
ここで、分岐量の流量の調整は、流量調整弁３１を用いて行い、通常はリッチ溶液１２Ａとリーン溶液１２Ｂとの流量と同じになるようにその開度を調節するようにしている。
ここで、ボイラに供給する燃料の種類により、導入ガス１１のガス組成が変動するので、図２に示すＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システム１０Ｂのように、このガス種情報４３を制御装置４２で取得し、この情報に基づき、抜出弁４１の開度を調整して、セミリッチ溶液１２Ｃの抜き出し量を適宜変更するようにすることができる。
また、熱交換の後の再生塔１４の塔中段１４ｂ近傍より導入されるＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液（セミリッチ溶液）１２Ｃの温度は、第２の熱交換器１７での熱交換の後の再生塔１４の塔頂部１４ａより導入されるＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液（リッチ溶液）１２Ａの温度と、同等又は同等以上となるようにしている。
これは、再生塔１４の塔頂部１４ａより塔中段１４ｂ部分はリボイラ１５からの上記水蒸気２２の熱によりその温度が高くなっているので、ここに導入されるセミリッチ溶液１２Ｃは、その熱損失が発生しないように、塔頂部１４ａ側よりも温度を同等以上とする必要があるからである。
本実施例では、吸収塔１３の最上段より下方側の塔中段１３ｂ近傍から吸収液１２の一部をセミリッチ溶液供給ラインＬ3により抜き出すようにしている。なお、抜き出し量は、導入される導入ガス１１の温度、圧力、流量、ＣＯ2濃度、Ｈ2Ｓ濃度等を測定し、これらの条件を総合的に判断して最適な抜き出し位置や抜き出し量を決定するようにしている。
ところで、導入ガス１１中のＨ2Ｓと共にＣＯ2は、吸収塔１３内ではＨ2Ｓ及びＣＯ2ともに吸収液１２により吸収されている。
本発明のように、吸収塔１３の塔中段１３ｂ近傍から吸収液１２の一部をセミリッチ溶液供給ラインＬ3により抜き出すようにして、吸収塔１３の下方に流下する吸収液の流量を低減させることで、Ｈ2Ｓはガス側の物質移動、ＣＯ2は液側の物質移動が支配的であることから、ＣＯ2の方がより吸収速度が低下する。
これにより、ＣＯ2吸収量が低下、すなわち吸収液中のＣＯ2濃度が低下する分、Ｈ2Ｓの吸収量は増加する。
吸収液の流量の低下によるＨ2Ｓ吸収量の低下を考慮しても、Ｈ2Ｓ吸収量はほとんど低下しない。よって、Ｈ2Ｓの選択性の向上を図ることができる。
［試験例］
表１は実施例の並列型配置型熱交換器回収システムと、従来例の直列配置型熱交換器による回収システムにおける、各々の再生塔のリボイラの負荷、第１の熱交換器１６の負荷、第２の熱交換器１７の負荷についての比較である。
従来例（特許文献２）は、第１の熱交換器（リッチ溶液熱交換器）１６及び第２の熱交換器（セミリッチ溶液熱交換器）１７でリッチ溶液１２Ａとセミリッチ溶液１２Ｃとを、リーン溶液１２Ｂで熱交換するものである。
従来例（特許部件２）のプロセスは、リッチ溶液１２Ａとリーン溶液１２Ｂ、セミリッチ溶液１２Ｃとリーン溶液１２Ｂの熱交換を直列型で個別に行うものであるが、リーン溶液１２Ｂに対してリッチ溶液１２Ａ、セミリッチ溶液１２Ｃの流量が少ない（半分程度）ため、ΔＴに偏りが生じ、熱交換器での交換熱量が十分ではなかった。
これに対し、本実施例では、熱交換器を複合型にすることで、ΔＴの偏りを低減し、熱交換器での交換熱量を増加させるようにしている。
Figure 2014161758
表１に示すように、本実施例の回収システムでは、従来例に較べて、リボイラ負荷の低減を図ることができた。
本発明による実施例に係るＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システムについて、図面を参照して説明する。図３は、実施例２に係るＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システムの概略図である。
図３に示すように、本実施例に係るＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システム１０Ｃは、リッチ溶液供給ラインＬ1に介装された第１の熱交換器１６の前流側の分岐部Ｅで、リッチ溶液供給ラインＬ2側からセミリッチ溶液供給ラインＬ3側にリッチ溶液１２Ａを抜き出しバイパスさせ、第２の熱交換器１７にリッチ溶液１２Ａを導入する第１のバイパスラインＬ11と、セミリッチ溶液供給ラインＬ3に介装された第２の熱交換器１７の後流側で、セミリッチ溶液供給ラインＬ3側から分岐部Ｆでリッチ溶液供給ラインＬ1側にバイパスさせて熱交換したリッチ溶液１２Ａをリッチ溶液供給ラインＬ1へ合流部Ｇで戻す第２のバイパスラインＬ12と、導入するガス種情報４３により、バイパスラインを切り替える制御を実施する制御装置４２と、セミリッチ溶液供給ラインＬ3の抜き出し側に設けられ、制御装置４２からの指令により、セミリッチ溶液１２Ｃの抜き出しを停止する流量調整弁４１と、を具備する。
なお、図中符号４４及び４５は、第１のバイパスラインＬ11と第２のバイパスラインＬ12とに各々介装された開閉弁である。
例えばボイラへ供給する燃料の相違によるガス種の変動があった場合やプラント立ち上げ時においては、セミリッチ溶液１２Ｃを吸収塔１３の途中から抜き出さない運転を行う場合がある。
このような運転状態のときに、リッチ溶液１２Ａが塔底部１３ｃから抜き出されるが、その抜出量は、セミリッチ溶液１２Ｃの抜き出し停止分だけ増大する。
実施例１のように、第１の熱交換器１６と第２の熱交換器１７とを並列配置として、各々の熱交換器へのリーン溶液１２Ｂの供給量を所定の分配割合で運転するとして設計している場合、熱交換器の容量をコンパクトとしているので、熱交換不足となる。
そこで、本実施例のように、セミリッチ溶液１２Ｃを抜き出さない場合には、セミリッチ溶液１２Ｃを熱交換させる第２の熱交換器１７に、リッチ溶液１２Ａを導入し、第２の熱交換器１７に供給するリーン溶液１２Ｂを用いて、リッチ溶液１２Ａを熱交換できるように、バイパスライン（第１のバイパスラインＬ11及び第２のバイパスラインＬ12）を設けている。
この結果、リッチ溶液１２Ａ及びセミリッチ溶液１２Ｃの抜き出し運転時においては、第１及び第２の熱交換器１６、１７を用いて各々熱交換されるので、実施例１と同様に従来のような直列型とは異なり、交換熱量が増加し、再生塔１４における消費熱エネルギーの低減を図ることができる。
また、セミリッチ溶液１２Ｃを抜き出さない運転時においても、バイパスラインでリッチ溶液１２Ａの一部を第２の熱交換器１７へ導入することで、実施例１で設けた第１の熱交換器１６の容量のままで、十分な交換熱量が得られることとなる。
図３においては、流量調整弁４１を閉じて、セミリッチ溶液１２Ｃの抜き出しを停止している。そして弁４４及び４５を開放し、第１のバイパスラインＬ11及び１のバイパスラインＬ11及び第２のバイパスラインＬ12にリッチ溶液１２Ａの一部を導入し、第２の熱交換器１７において、分岐部Ｃで分岐したリーン溶液１２Ｂにより熱交換を行うようにしている。熱交換後のリッチ溶液１２Ａは第２のバイパスラインＬ12を介して合流部Ｇに導入され、ここで第１の熱交換器１６で熱交換されたリッチ溶液１２Ａと合流し、その後再生塔１４の塔頂部１４ａ側に導入し、再生処理がなされるようにしている。
この結果、セミリッチ溶液１２Ｃを抜き出さない（リッチ溶液１２Ａのみの抜き出し）の運転時も，実施例１と同様に第１及び第２の熱交換器１６、１７を用いて、十分な交換熱量が得られることとなる。
本実施例を採用することで、リーン溶液１２Ｂからの熱回収量が増加し、これにともなって、リーンソルベントクーラ３０の負荷の低減を図ることができる。
１０Ａ〜１０Ｃ ＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システム
１１ 導入ガス
１２ 吸収液
１２Ａ リッチ溶液
１２Ｂ リーン溶液
１２Ｃ セミリッチ溶液
１３ 吸収塔
１４ 吸収液再生塔（再生塔）
１５ リボイラ
１６ 第１の熱交換器
１７ 第２の熱交換器

Claims (4)

  1. ＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスを導入ガスとし、該導入ガスとＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収する吸収液とを接触させて前記導入ガスからＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収させる吸収塔と、
    ＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液を前記吸収塔の塔底部から抜き出し、リッチ溶液供給ラインを介して塔頂部側より導入し、リボイラの熱によりＣＯ2及びＨ2Ｓを放出させて吸収液を再生する吸収液再生塔と、
    再生された再生吸収液を吸収塔に戻すリーン溶液供給ラインと、
    吸収塔の塔中段近傍からＣＯ2及びＨ2Ｓの一部を吸収した吸収液を抜き出し、抜き出した吸収液を前記再生塔の塔中段近傍に導入するセミリッチ溶液供給ラインと、
    前記リッチ溶液供給ラインと、前記リーン溶液供給ラインとの交差部に介装され、吸収塔の塔底部から抜き出したＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液と再生吸収液とを熱交換する第１の熱交換器と、
    前記セミリッチ溶液供給ラインと、前記リーン溶液供給ラインの分岐部で分岐した分岐ラインとの交差部に介装され、吸収塔の塔中段近傍から抜き出したＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収した吸収液と再生吸収液とを熱交換する第２の熱交換器と、
    前記第２の熱交換器での熱交換後のリーン溶液を供給する分岐ラインをリーン溶液供給ラインと合流させる合流部と、
    前記リーン溶液供給ラインに介装され、リーン溶液の分配量を調整する流量調整弁と、を具備することを特徴とするＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システム。
  2. 請求項１において、
    リッチ溶液供給ラインに介装された前記第１の熱交換器の前流側で、前記リッチ溶液供給ライン側から前記セミリッチ溶液供給ライン側にリッチ溶液をバイパスさせ、前記第２の熱交換器に前記リッチ溶液を導入する第１のバイパスラインと、
    前記セミリッチ溶液供給ラインに介装された前記第２の熱交換器の後流側で、前記セミリッチ溶液供給ライン側から前記リッチ溶液供給ライン側にバイパスさせて熱交換したリッチ溶液を、前記リッチ溶液供給ラインへ戻す第２のバイパスラインと、
    導入するガス種情報により、バイパスラインを切り替える制御を実施する制御装置と、
    前記セミリッチ溶液供給ラインの抜き出し側に設けられ、前記制御装置からの指令により、前記セミリッチ溶液の抜き出しを停止する流量調整弁と、を具備することを特徴とするＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収システム。
  3. ＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスを導入ガスからＣＯ2及びＨ2Ｓを回収する吸収塔と再生塔とを用いたＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収方法であって、
    前記導入ガスからＣＯ2及びＨ2Ｓを吸収させる吸収塔の塔中段近傍から吸収液の一部を抜き出し、吸収塔の下方に流下する吸収液の流量を低減させ、
    吸収塔の塔底部から抜き出した吸収液を再生塔の塔頂部近傍から導入させると共に、吸収塔の塔中段近傍から抜き出した吸収液を、再生塔の塔中段近傍に導入して再生すると共に、
    前記塔底部から抜き出した吸収液と、再生塔からのリーン溶液とを第１の熱交換器を用いて熱交換すると共に、
    前記第１の熱交換器の前流側でリーン溶液を分岐し、この分岐したリーン溶液と、吸収塔の塔中段近傍から抜き出した吸収液とを、第２の熱交換器を用いて熱交換し、この熱交換後のリーン溶液を、前記第１の熱交換器で熱交換したリーン溶液と合流し、合流リーン溶液を吸収塔へ導入し、再利用することを特徴とするＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収方法。
  4. 請求項３において、
    セミリッチ溶液を抜き出さない運転時において、第２の熱交換器へリッチ溶液を導入するバイパスラインを設け、リッチ溶液の一部を第２の熱交換器へ導入し、分岐したリーン溶液により第２の熱交換器で熱交換を行うことを特徴とするＣＯ2及びＨ2Ｓを含むガスの回収方法。


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