JP2015134334A - リクレーミング装置及び方法、ｃｏ２又はｈ２ｓ又はその双方の回収装置 - Google Patents

リクレーミング装置及び方法、ｃｏ２又はｈ２ｓ又はその双方の回収装置 Download PDF

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敦弘 行本
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Abstract

【課題】吸収液中の劣化物を低濃度で管理しつつ連続して浄化することができるリクレーミング装置及び方法、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の回収装置を提供する。【解決手段】分岐・導入された吸収液１７を劣化物と分離する蒸発器５１と、この蒸発器５１に導入された吸収液１７を循環する循環ラインＬ21に介装され、循環する吸収液１７を加熱し、気化吸収液とＣＯ2とを含む気体状の回収蒸気５２を得る加熱部５３と、蒸発器５１の底部５１ｂで吸収液１７が循環する循環ラインＬ21から、その一部を濃縮液５４として分岐する濃縮液分岐ラインＬ22と、この濃縮液分岐ラインＬ22に介装され、濃縮液５４を冷却する冷却器５５と、冷却後の濃縮液５４中のイオン性劣化物を除去するイオン性劣化物除去部５６と、イオン性劣化物を除去した浄化吸収液１７ｂとして再利用する浄化吸収液排出ラインＬ23と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、リクレーミング装置及び方法、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の回収装置に関するものである。
近年、地球の温暖化の原因として、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ルカノールアミン水溶液などのアミン系ＣＯ２吸収液と接触させ、排ガス中のＣＯ２を除去し回収する方法や、回収されたＣＯ２を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的に研究されている。
従来、特許文献１には、排ガス中のＣＯ２（二酸化炭素）とＳＯｘ（硫黄酸化物）を除去する方法が示されている。この方法は、排ガスに含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を還元して脱硝処理する脱硝工程と、排ガスに含まれるＳＯｘをスラリ中の炭酸カルシウムに接触させて脱硫処理する脱硫工程と、脱硝処理および脱硫処理された排ガスを吸収塔にてアミン系吸収液（アルカノールアミン水溶液）に向流接触させて排ガス中のＣＯ２を吸収液に吸収させる脱ＣＯ２工程と、再生塔にてＣＯ２を吸収したリッチ溶液からＣＯ２を除去したリーン溶液とし、再度吸収塔に戻す吸収液再生工程と、を含む。そして、この方法では、排ガス中の酸素でアルカノールアミンが酸化劣化したり、アルカノールアミンと残存ＮＯｘや残存ＳＯｘとが反応したりすることで生じた熱安定性塩と、排ガスに含まれる煤塵などの固形物とを含む劣化物が吸収液の通過する系内に蓄積される事態を防ぐため、リクレーマにて吸収液を加熱し共存物質をスラッジとして濃縮させて吸収液から劣化物を除去するリクレーミングを行っている。
特開平５−２４５３３９号公報
ところで、従来のリクレーミング装置としては、例えば(減圧)蒸留によるリクレーミング装置、イオン交換樹脂を用いるリクレーミング装置、電気透析を用いるリクレーミング装置等があるが、以下のような問題がある。
例えば(減圧)蒸留法によるリクレーミング装置による提案では、運転性が比較的悪く、特に減圧蒸留の場合には装置コストが大きくなりやすい、という問題がある。また、熱による吸収液の劣化を引き起こす、という問題がある。
また、イオン交換樹脂法や電気透析法を用いるリクレーミング装置だけでは非イオン性の劣化物を除去することができない、という問題がある。また、イオン交換樹脂法を用いるリクレーミング装置では、吸収液成分濃度(ＣＯ2濃度)が高いと能力を十分に発揮できない、という問題がある。そして、一般に大量の水と薬品を消費し、アミンを含み処理が難しい大量の排水を出す、という問題がある。
さらに、電気透析法を用いるリクレーミング装置では、吸収液成分濃度(ＣＯ2濃度)が高い場合、又は劣化物濃度が低い場合又はその両方が当てはまる場合には、電気透析効果を十分に発揮することができない、という問題がある。
上述した種々の問題は、酸性ガス除去装置の大型化に比例して排水量、廃棄物量が増え、リクレーミング装置自体も大型化することから、これまで以上に影響が大きくなることが容易に予想される。
よって、将来の大規模な酸性ガス除去装置への適用を容易にし、かつ吸収液中の劣化物を低濃度で管理しつつ連続して浄化することができるリクレーミング装置の出現が切望されている。
本発明は、前記問題に鑑み、大規模な酸性ガス除去装置への適用を容易にし、かつ吸収液中の劣化物を低濃度で管理しつつ連続して浄化することができるリクレーミング装置及び方法、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の回収装置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、ガス中のＣＯ２又はＨ２Ｓを閉鎖系の回収装置で回収する吸収液の一部を導入ラインにより導入し、前記吸収液に含まれる劣化物を吸収液より分離する蒸発器と、前記蒸発器に導入された前記吸収液を加熱して吸収液とＣＯ２又はＨ２Ｓとを含む回収蒸気を得る加熱部と、前記蒸発器の頂部側から前記回収蒸気を排出する回収蒸気排出ラインと、前記蒸発器の底部側から濃縮液を抜出す濃縮液抜出しラインと、前記濃縮液抜出しラインの一部を分岐した分岐ラインに介装され、前記濃縮液を冷却する冷却器と、冷却後の濃縮液中のイオン性劣化物を除去するイオン性劣化物除去部と、前記イオン性劣化物を除去した浄化濃縮液を浄化された吸収液として再利用することを特徴とするリクレーミング装置にある。
第２の発明は、第１の発明において、前記分岐ラインから分岐され、濃縮廃水を排出する濃縮廃水排出ラインと、前記濃縮廃水排出ラインの分岐部と前記冷却器との間に設けた第１の開閉弁と、を備え、前記第１の開閉弁を閉鎖して劣化物を含む吸収液を蒸発器で濃縮して劣化物を濃縮し、前記劣化物を前記濃縮廃水排出ラインから外部へ排出することを特徴とするリクレーミング装置にある。
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記イオン性劣化物除去部が、電気透析装置又はイオン交換樹脂装置であることを特徴とするリクレーミング装置にある。
第４の発明は、第３の発明において、前記イオン性劣化物除去部が、イオン交換樹脂装置である場合、前記イオン交換樹脂装置に再生薬剤を導入する薬剤導入部と、
導入された薬剤によりイオン交換樹脂を再生した樹脂再生廃液を、浄化吸収液排出ラインから分岐し、前記蒸発器側に再循環する再循環ラインと、を備え、前記吸収液の導入と排出を停止すると共に、前記イオン交換樹脂を再生薬剤で再生し、前記樹脂再生廃水を蒸発器に戻しつつ、該蒸発器で前記樹脂再生廃水を濃縮し、前記イオン交換樹脂を再生することを特徴とするリクレーミング装置にある。
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記イオン性劣化物除去部の後流側に、非イオン性劣化物を分解する紫外線照射部を備えることを特徴とするリクレーミング装置にある。
第６の発明は、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を含有するガスと吸収液とを接触させてＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を除去する吸収塔と、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収した溶液を再生して吸収液とする吸収液再生塔と、前記吸収液再生塔で再生した吸収液の一部を抜出し、吸収液中の共存物質を除去する第１乃至５のいずれか一つのリクレーミング装置とを具備し、前記再生塔で再生した吸収液を前記吸収塔で循環再利用すると共に、前記リクレーミング装置から回収された回収蒸気を再生塔又は吸収塔へ導入することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の回収装置にある。
第７の発明は、ガス中のＣＯ２又はＨ２Ｓを閉鎖系の回収装置で回収する吸収液の一部を導入し、前記吸収液に含まれる劣化物を分離し、吸収液とＣＯ２又はＨ２Ｓとを含む回収蒸気を得る蒸発工程と、蒸発工程からの前記濃縮液を冷却し、冷却後の濃縮液中のイオン性劣化物を除去するイオン性劣化物除去工程と、を備え前記イオン性劣化物を除去した浄化濃縮液を浄化された吸収液として再利用することを特徴とするリクレーミング方法にある。
第８の発明は、第７の発明において、前記吸収液に含まれる劣化物を蒸発器で濃縮し、排出することを特徴とするリクレーミング方法にある。
第９の発明は、第７又は８の発明において、前記イオン性劣化物除去工程が、電気透析又はイオン交換樹脂であることを特徴とするリクレーミング方法にある。
第１０の発明は、第９の発明において、前記イオン性劣化物除去工程が、イオン交換樹脂である場合、前記イオン交換樹脂に再生薬剤を導入し、導入された薬剤によりイオン交換樹脂を再生した樹脂再生廃液を、前記蒸発器側で濃縮し、前記イオン交換樹脂を再生することを特徴とするリクレーミング方法にある。
第１１の発明は、第７乃至１０のいずれか一つの発明において、前記イオン性劣化物除去部の後流側に、非イオン性劣化物を分解する紫外線照射工程を備えることを特徴とするリクレーミング方法にある。
本発明によればＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の回収装置で循環使用する吸収液を一部抜き出して、ほぼ連続して蒸発による回収と、吸収液に含まれるイオン性劣化物の除去を行うので、常に安定した吸収液の液性状を保つことが可能となり、従来よりも安定したＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の回収装置の運転が可能となる。
また、連続的かつ効率的な劣化物の除去が可能となるため、リクレーミング装置の構成要素を小型化でき、大規模なＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の回収装置への適用が容易となる。
図１は、実施例１に係るリクレーミング装置を備えたＣＯ2回収装置の概略図である。 図２は、実施例１に係るリクレーミング装置の概略図である。 図３は、実施例２に係るリクレーミング装置の概略図である。 図４は、実施例３に係るリクレーミング装置の概略図である。 リクレーミング装置の運転時間の経過（横軸）と、吸収液中の劣化物の濃度(左縦軸)及び劣化物生成速度（右縦軸）との関係図である。 図６は、リクレーミング装置の運転時間の経過（横軸）と、吸収液中の有効アミン濃度との関係図である。 図７は、リクレーミング装置の運転時間の経過（横軸）と、吸収液中の劣化物濃度との関係図である。
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
図１は、実施例１に係るリクレーミング装置を備えたＣＯ2回収装置の概略図である。図２は、実施例１に係るリクレーミング装置の概略図である。
本発明のガス中のＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を除去する方法で採用できるプロセスは、特に限定されないが、ＣＯ2を除去する除去装置の一例について図１を参照しつつ説明する。
本発明により処理されるガスとしては、例えば石炭ガス化ガス、合成ガス、コークス炉ガス、石油ガス、天然ガス、燃焼排ガス等を挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、ＣＯ2やＨ2Ｓ等の酸性ガスを含むガスであれば、いずれのガスでもよい。
以下の実施例では、酸性ガスとして、ＣＯ2を含む排ガスについて、説明する。
図１に示すように、実施例１に係るＣＯ2回収装置１０は、ボイラやガスタービン等の産業燃焼設備１３から排出されたＣＯ2とＯ2とを含有する排ガス１４を冷却水１５によって冷却する排ガス冷却装置１６と、冷却されたＣＯ2を含有する排ガス１４とＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液（以下、「吸収液」ともいう。）１７とを接触させて排ガス１４からＣＯ2を除去するＣＯ2回収部１８Ａを有するＣＯ2吸収塔１８と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液（以下、「リッチ溶液」ともいう。）１９からＣＯ2を放出させてＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔２０とを有する。そして、このＣＯ2回収装置１０では、吸収液再生塔２０でＣＯ2を除去した再生ＣＯ2吸収液（以下、「リーン溶液」ともいう。）１７はＣＯ2吸収塔１８でＣＯ2吸収液として再利用する。
なお、図１中、符号１３ａは煙道、１３ｂは煙突、２７ａはスチーム凝縮水である。前記ＣＯ2回収装置は、既設の排ガス源からＣＯ2を回収するために後付で設けられる場合と、新設排ガス源に同時付設される場合とがある。煙突１３ｂ又は煙道１３ａよりＣＯ2回収装置へ排ガスを導くダクト入口部には開閉可能なダンパーを設置し、ＣＯ2回収装置１０の運転時は開放する。また排ガス源は稼動しているが、ＣＯ2回収装置１０の運転を停止した際は閉止するように設定する。
このＣＯ2回収装置１０を用いたＣＯ2回収方法では、まず、ＣＯ2を含んだボイラやガスタービン等の産業燃焼設備１３からの排ガス１４は、排ガス送風機２２により昇圧された後、排ガス冷却装置１６に送られ、ここで冷却水１５により冷却され、ＣＯ2吸収塔１８に送られる。
ＣＯ2吸収塔１８において、排ガス１４は本実施例に係るアミン吸収液であるＣＯ2吸収液１７と向流接触し、排ガス１４中のＣＯ2は、化学反応によりＣＯ2吸収液１７に吸収される。
ＣＯ2回収部１８ＡでＣＯ2が除去された後のＣＯ2除去排ガスは、ＣＯ2吸収塔１８内の水洗部１８Ｂでノズルから供給されるＣＯ2吸収液を含み循環する洗浄水２１と気液接触して、ＣＯ2除去排ガスに同伴するＣＯ2吸収液１７が回収され、その後ＣＯ2が除去された排ガス２３は系外に放出される。
また、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液１９であるリッチ溶液は、リッチ溶液ポンプ２４により昇圧され、リッチ溶液供給ラインＬ1に介装されたリッチ・リーン溶液熱交換器２５において、吸収液再生塔２０で再生されたＣＯ2吸収液１７であるリーン溶液により加熱され、吸収液再生塔２０に供給される。
吸収液再生塔２０の上部から内部に放出されたリッチ溶液１９は、底部から供給される水蒸気により吸熱反応を生じて、大部分のＣＯ2を放出する。吸収液再生塔２０内で一部のＣＯ2を放出したＣＯ2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２０の底部に至る頃には、大部分のＣＯ2が除去されたＣＯ2吸収液（リーン溶液）１７となる。このリーン溶液１７はその一部が再生加熱器２６で水蒸気２７により加熱され、吸収液再生塔２０内部に水蒸気を供給している。
一方、吸収液再生塔２０の塔頂部からは、塔内においてリッチ溶液１９およびセミリーン溶液から放出された水蒸気を伴ったＣＯ2同伴ガス２８が導出され、コンデンサ２９により水蒸気が凝縮され、分離ドラム３０にて水が分離され、ＣＯ2ガス４０が系外に放出されて、別途圧縮器４１により圧縮され、回収される。この圧縮・回収されたＣＯ2ガス４２は、分離ドラム４３を経由した後、例えば石油増進回収法（ＥＯＲ：Enhanced Oil Recovery）を用いて油田中に圧入するか、例えば帯水層へ貯留し、温暖化対策を図っている。なお、ＣＯ2ガスの製品として回収するようにしてもよい。
水蒸気を伴ったＣＯ2同伴ガス２８から分離ドラム３０にて分離・還流された還流水３１は還流水循環ポンプ３５にて吸収液再生塔２０の上部と洗浄水２１側に各々供給される。
再生されたＣＯ2吸収液（リーン溶液）１７は、リッチ溶液供給ラインＬ1とリーン溶液供給ラインＬ2との交差部に介装されたリッチ・リーン溶液熱交換器２５にて、リッチ溶液１９により冷却され、つづいてリーン溶液ポンプ３２にて昇圧され、さらにリーン溶液クーラ３３にて冷却された後、ＣＯ2吸収塔１８内に供給される。なお、この実施の形態では、あくまでその概要を説明するものであり、付属する機器を一部省略して説明している。
吸収液再生塔２０で再生された吸収液１７は、その一部がリーン溶液供給ラインＬ２から導入ラインＬ11で分岐され、リクレーミング装置５０Ａの蒸発器５１に導入され、間接加熱することで、共存物質を分離している。なお、導入ラインＬ11はリーン溶液ポンプ３２の後流に設置してもよい。
図２は、実施例１に係るリクレーミング装置の概略図である。
図２に示すように、本実施例に係るリクレーミング装置５０Ａは、排ガス１４中のＣＯ２を閉鎖系のＣＯ2回収装置で回収する循環する吸収液１７の一部１７aを導入ラインＬ11により導入し、分岐・導入された吸収液１７を熱により連続して蒸発させる蒸発器５１と、この蒸発器５１に導入された吸収液１７を底部から抜出すると共に、再度蒸発器５１内に循環する循環ラインＬ21に介装され、循環する吸収液１７を加熱し、気化吸収液とＣＯ2とを含む気体状の回収蒸気５２を得る加熱部５３と、蒸発器５１の頂部側から、回収蒸気５２を排出する回収蒸気排出ラインＬ12と、蒸発器５１の底部で吸収液１７が循環する循環ラインＬ21から、その一部を濃縮液５４として分岐する濃縮液分岐ラインＬ22と、この濃縮液分岐ラインＬ22に介装され、濃縮液５４を冷却する冷却器５５と、冷却後の濃縮液５４中のイオン性劣化物を除去するイオン性劣化物除去部５６と、イオン性劣化物を除去した浄化吸収液１７ｂとして再利用する浄化吸収液排出ラインＬ23と、を備えるものである。図１中、符号Ｌ24は濃縮液分岐ラインＬ22から濃縮廃水５９を排出する濃縮廃水ライン、Ｖ1及びＶ2は第１及び第２開閉弁、Ｐは循環ポンプ、６０は水である。
本実施例では、循環ラインＬ21に介装された加熱部５３により外部から間接的に吸収液を加熱して蒸発させているが、本発明はこれに限定されず、例えば蒸発器５１の内部に加熱器を挿入して、吸収液を蒸発させるようにしてもよし、水蒸気を直接蒸発器５１に導入して加熱してもよい。また、劣化物と吸収液成分とをより分離するために、蒸発器５１は減圧系としてもよい。
本実施例では、図１に示すＣＯ2回収装置１０の運転中において、吸収液１７の一部１７aを導入ラインＬ11により蒸発器５１に導入し、この分岐・導入された吸収液１７は加熱器５３で加熱される。
この蒸発器５１では、吸収液中の成分であるアミン溶液とＣＯ2の大部分を気化させて除去し、劣化物(イオン性劣化物及び非イオン性劣化物)を濃縮している。
よって、循環ラインＬ21を循環する吸収液１７中には、回収蒸気５２が頂部側から回収されることにより、イオン性劣化物及び非イオン性劣化物を含む劣化物が、徐々に濃縮される。なお、回収蒸気５２は、圧力バランスを考慮し、再生塔２０に戻すことができない場合、吸収塔１８に戻すことも想定される。
この濃縮された濃縮液５４は、濃縮液分岐ラインＬ22に設けた冷却器５５により所定温度まで冷却された後、後流のイオン性劣化物除去部５６に送られここでイオン性劣化物の分離処理がなされる。
このイオン性劣化物除去部５６としては、例えば電気透析装置５６Ａ又はイオン交換樹脂装置５６Ｂを例示することができる。
図２は、イオン性劣化物除去部５６として電気透析装置５６Ａを適用した場合について説明する。
電気透析装置５６Ａは、公知の電気透析膜を用いることができ、濃縮液５４中に溶解するイオン性物質を分離し、精製するようにしている。
<イオン性劣化物の除去操作>
この電気透析装置５６Ａを通過させることによって、吸収液１７中のイオン性劣化物の濃度を低く保つことができる。この結果、蒸発器５１内へのイオン性劣化物の蓄積による沸点上昇を抑えることができ、蒸発器５１の運転期間を長くすることが可能となる。
すなわち、電気透析装置５６Ａを通過する濃縮液５４は、ここで浄化される結果、浄化吸収液１７ｂとして浄化吸収液排出ラインＬ23とを介して、再生された吸収液であるリーン溶液１７として、ＣＯ2吸収塔１８と再生塔２０内を循環することとなる。
そして、ＣＯ2回収装置１０での運転を継続し、リクレーミング操作によって、吸収液の浄化を継続している際、閉鎖系で吸収液を循環再利用するので、電気透析装置５６Ａでは除去できない非イオン性劣化物が吸収液１７中に徐々に蓄積することとなる。
よって、吸収液１７中の非イオン性劣化物の濃度が所定濃度であると判断した際には、非イオン性劣化物の系内からの排出をする操作を実施する。
<非イオン性劣化物の除去操作>
吸収液１７の経時的な分析を実施し、その計測の結果、吸収液中に非イオン性劣化物が蓄積されたと判断したら、冷却器５５前流の第１の開閉弁Ｖ1を閉める。蒸発器５１内に非イオン性劣化物を濃縮させたのち、濃縮廃水ラインＬ24に介装した第２開閉弁Ｖ2を開き、濃縮廃水５９を排出し、廃水処理設備に導入し、ここで廃水処理を行う。
すなわち、蒸発器５１の底部における循環ラインＬ21内での循環運転とすることで、非イオン性物質を濃縮しつつ、所定量を濃縮廃水５９として濃縮液分岐ラインＬ24を介して系内から除去することが可能となる。
ここで、従来では、ケトル型のリクレーマに一定量の吸収液を導入して、加熱器による加熱を一定時間継続して劣化物を濃縮していたので、ケトル型のリクレーマ内に導入された吸収液は時間と共に劣化が進行していた。
これに対し、本実施例によれば、吸収液１７は、加熱部５３を通過する際における接触時間だけ加熱されるので、加熱接触時間の大幅な短縮となり、アミンの熱劣化を抑えられる。
また、蒸発器５１で吸収液成分とＣＯ2ガスとを回収蒸気５２として除去しているので、電気透析装置５６Ａの電気透析膜として、吸収液向けの改良（例えばＣＯ2を含む場合等の改良等）を加えることなく、汎用のものを使用することができる。
また、吸収液の熱による吸収液の劣化を防ぎ、また長期間の連続運転が可能となり単位時間あたりの処理量は少なくなるので、リクレーミング装置の小型化を図ることができる。
また、電気透析装置５６Ａにおいて、除去できない非イオン性物質の濃度が上昇した際には、電気透析装置５６Ａへの導入を一度停止し、蒸発器５１内で循環させることで濃縮でき、濃縮廃水５９として除去することができる。
また、従来のケトル型のリクレーミング装置では、長期間に亙ってリクレーミング運転するには、イオン性劣化物の濃縮による沸点上昇を抑えるため、リクレーミング装置内に導入する吸収液の液保持量を大きくする必要があった。
これに対して、本実施例では、蒸発器５１で回収蒸気５２として大部分の吸収液とＣＯ2とを気化させて除去し、その後吸収液１７中に蓄積したイオン性劣化物を電気透析装置５６Ａで連続して除去するので、コンパクトな装置で吸収液の再生が可能となる。
従来のケトル型のリクレーミング装置では、通常バッチ処理となるので、リクレーミング装置内に導入した吸収液の気化が終了したのち、劣化物を残渣として除去する必要があった。
これに対して、本実施例では、蒸発器５１で回収蒸気５２として大部分の吸収液とＣＯ2とを気化させて除去し、その後吸収液１７中に蓄積したイオン性劣化物を電気透析装置５６Ａで連続して除去するので、コンパクトな装置で吸収液の浄化が可能となる。しかも、非イオン性劣化物の濃縮は、別途、電気透析装置５６Ａへの濃縮液の導入を停止し、蒸発器５１を用いて個別に濃縮し、その後濃縮廃水５９として除去するので、吸収液の熱劣化が小さいと共に、連続しての浄化処理が可能となる。
図５は、リクレーミング装置の運転時間の経過（横軸）と、吸収液中の劣化物の濃度(左縦軸)及び劣化物生成速度（右縦軸）との関係図である。
図５に示すように、運転時間の経過と共に、吸収液中において劣化物が蓄積し、それ自体が新たな劣化物生成の原因となることで、劣化物生成速度は大きくなり、益々劣化物濃度が上昇する。
本実施例では、蒸発器５１で先ず、吸収液成分を気化させて回収し、その後イオン性劣化物をイオン性劣化物除去装置（電気透析装置５６Ａ）５６で連続的に除去しているので、低濃度で劣化物の濃度の管理をすることができ、この結果、劣化物の蓄積がなくなるので、除去する劣化物の総量を減らすことができる。
図６は、リクレーミング装置の運転時間の経過（横軸）と、吸収液中の有効アミン濃度との関係図である。また、図７は、リクレーミング装置の運転時間の経過（横軸）と、吸収液中の劣化物濃度との関係図である。
従来のバッチ処理によるリクレーミング処理（図中破線で示す）では、吸収液の性状(吸収容量、粘度、表面張力等)が一定の割合で変動する。
これに対し、本実施例では、従来では不可能であったリクレーミング装置の連続運転が可能となるので、図中実線で示すように、吸収液の性状を一定に保つことができる。この結果、ＣＯ2ガス回収装置１０の、より安定した運転が可能となる。
図３は、実施例２に係るリクレーミング装置の概略図である。実施例１と同一の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
図３に示すように、本実施例に係るリクレーミング装置５０Ｂは、電気透析装置５６Ａの後流側に、非イオン性劣化物を分解する紫外線照射部７０と、この紫外線照射部７０で分解された非イオン性劣化物の分解物の気体成分７１と、吸収液を含む液体成分７２とに分離する気液分離部７３と、を備えている。
電気透析装置５６Ａで除去されない非イオン性劣化物を紫外線照射部７０で紫外線により分解し、気体成分７１を分離する。その後気体成分は、再生塔２０から排出される例えばＣＯ2と混合して、排出される。
ここで、吸収液１７を分岐ラインで分岐した直後に、そのまま紫外線照射部で処理すると、有効なアミン成分も分解してしまい、ロスとなる。よって、蒸発器５１において、ほとんどの吸収液成分を除去した後では、紫外線照射部７０を通過する液には、有効アミン等の吸収液成分やイオン性の劣化物はほとんど含まれていないので、非イオン性の劣化物のみを効率的に分解することができる。
本実施例によれば、吸収液成分の損失が少なくなると共に、非イオン性劣化物も分解するので、有機廃棄物を含むスラッジの発生をなくすことができる。
図４は、実施例３に係るリクレーミング装置の概略図である。実施例１と同一の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
図４に示すように、本実施例に係るリクレーミング装置５０Ｃは、イオン性劣化物除去部５６として、イオン交換樹脂５６Ｂを用いる場合である。
実施例１では、電気透析装置５６Ａを用いているが、本実施例では、イオン交換樹脂５６Ｂによって、系内のイオン性劣化物濃度を低く保つようにしている。これにより蒸発器５１内への過度の劣化物蓄積による沸点上昇を抑えることができる。これによって、従来法のケトル型のリクレーミング装置と異なり、本リクレーミング装置は連続的な運転ができる。
<非イオン性劣化物の除去操作>
ここで、イオン交換樹脂５６Ｂでは除去できない非イオン性劣化物が蓄積してきたら、冷却器５５前流の第１開閉弁Ｖ1を閉めて、蒸発器５１のみの運転とし、実施例１と同様に操作して濃縮廃水８３としてプロセスから除去することが可能となる。
<イオン交換樹脂の再生操作>
次に、イオン交換樹脂５６Ｂのイオン除去の処理能力が低下した際には、再生薬品８０を薬剤導入部８１からイオン交換樹脂５６Ｂ内に導入し、この投与による樹脂再生廃水８２の排出ラインＬ32を蒸発器５１に接続する。これにより、蒸発器５１を、再生薬品８０を含む廃液の濃縮及び減容化する装置として使用することができる。
また、イオン交換樹脂５６Ｂに特に改良を加えることなく、汎用のものが使用できる。
また、イオン交換樹脂５６Ｂで原理的に除去できないものは、非イオン性劣化物として、実施例１と同様の操作により、蒸発器５１で別途濃縮除去することができる。
また、イオン交換樹脂５６Ｂの薬剤再生を行う場合において、従来では再生で発生する大量の排水を排出していたが、このイオン交換樹脂５６Ｂの再生で発生する樹脂再生廃水８２を蒸発器５１により減容することで、廃水処理における処理コストの大幅削減を図ることができる。
すなわち、イオン交換樹脂５６Ｂの劣化が確認された場合、吸収液１７の導入を導入ラインＬ11に介装した第３開閉弁Ｖ3を閉じて、停止する。
また、再生塔２０側に戻す、回収蒸気排出ラインＬ12に介装した第４開閉弁Ｖ4を閉じる。また、浄化吸収液排出ラインＬ23に介装した第５開閉弁Ｖ5を閉じて、浄化吸収液１７ｂとしての排出を停止する。また、冷却器５５前流の第１の開閉弁Ｖ1を閉じておく。
次に、イオン交換樹脂５６Ｂに再生薬品８１を導入して、樹脂再生廃水８２を蒸発器５１に導入する。そして、循環ラインＬ21で樹脂再生廃水８２を循環させて濃縮する。所定量の濃縮が完了した後、濃縮廃水ラインＬ24に介装した第２開閉弁Ｖ2を開き、濃縮が完了した濃縮廃水８３を排出し、別途設けた廃水処理設備に導入し、ここで廃水処理を行う。
なお、蒸発器５１の頂部には、第６開閉弁Ｖ6を介装した排気ラインＬ33を設け、樹脂再生廃液８２の濃縮時に発生する廃棄蒸気８４を、第６開閉弁Ｖ6を開いて排出する、又は吸収塔へ送る。
１０ ＣＯ2回収装置
５０Ａ〜５０Ｄ リクレーミング装置
５１ 蒸発器
５２ 回収蒸気
５３ 加熱部
５４ 濃縮液
５５ 冷却器
５６ イオン性劣化物除去部
５９ 濃縮廃水

Claims (11)

  1. ガス中のＣＯ２又はＨ２Ｓを閉鎖系の回収装置で回収する吸収液の一部を導入ラインにより導入し、前記吸収液に含まれる劣化物を吸収液より分離する蒸発器と、前記蒸発器に導入された前記吸収液を加熱して吸収液とＣＯ２又はＨ２Ｓとを含む回収蒸気を得る加熱部と、前記蒸発器の頂部側から前記回収蒸気を排出する回収蒸気排出ラインと、前記蒸発器の底部側から濃縮液を抜出す濃縮液抜出しラインと、前記濃縮液抜出しラインの一部を分岐した分岐ラインに介装され、前記濃縮液を冷却する冷却器と、冷却後の濃縮液中のイオン性劣化物を除去するイオン性劣化物除去部と、前記イオン性劣化物を除去した浄化濃縮液を浄化された吸収液として再利用することを特徴とするリクレーミング装置。
  2. 請求項１において、
    前記分岐ラインから分岐され、濃縮廃水を排出する濃縮廃水排出ラインと、
    前記濃縮廃水排出ラインの分岐部と前記冷却器との間に設けた第１の開閉弁と、を備え、
    前記第１の開閉弁を閉鎖して劣化物を含む吸収液を蒸発器で濃縮して劣化物を濃縮し、前記濃縮廃水を前記濃縮廃水排出ラインから外部へ排出することを特徴とするリクレーミング装置。
  3. 請求項１又は２において、
    前記イオン性劣化物除去部が、電気透析装置又はイオン交換樹脂装置であることを特徴とするリクレーミング装置。
  4. 請求項３において、
    前記イオン性劣化物除去部が、イオン交換樹脂装置である場合、
    前記イオン交換樹脂装置に再生薬剤を導入する薬剤導入部と、
    導入された薬剤によりイオン交換樹脂を再生した樹脂再生廃液を、浄化吸収液排出ラインから分岐し、前記蒸発器側に再循環する再循環ラインと、を備え、
    前記吸収液の導入と排出を停止すると共に、
    前記イオン交換樹脂を再生薬剤で再生し、前記樹脂再生廃水を蒸発器に戻しつつ、該蒸発器で前記樹脂再生廃水を濃縮し、前記イオン交換樹脂を再生することを特徴とするリクレーミング装置。
  5. 請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
    前記イオン性劣化物除去部の後流側に、非イオン性劣化物を分解する紫外線照射部を備えることを特徴とするリクレーミング装置。
  6. ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を含有するガスと吸収液とを接触させてＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を除去する吸収塔と、
    ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収した溶液を再生して吸収液とする吸収液再生塔と、
    前記吸収液再生塔で再生した吸収液の一部を抜出し、吸収液中の共存物質を除去する請求項１乃至５のいずれか一つのリクレーミング装置とを具備し、
    前記再生塔で再生した吸収液を前記吸収塔で循環再利用すると共に、前記リクレーミング装置から回収された回収蒸気を再生塔へ導入することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の回収装置。
  7. ガス中のＣＯ２又はＨ２Ｓを閉鎖系の回収装置で回収する吸収液の一部を導入し、前記吸収液に含まれる劣化物を吸収液より分離し、吸収液とＣＯ２又はＨ２Ｓとを含む回収蒸気を得る蒸発工程と、
    前記蒸発工程からの前記濃縮液を冷却し、冷却後の濃縮液中のイオン性劣化物を除去するイオン性劣化物除去工程と、を備え
    前記イオン性劣化物を除去した浄化濃縮液を浄化された吸収液として再利用することを特徴とするリクレーミング方法。
  8. 請求項７において、
    前記吸収液に含まれる劣化物を蒸発器で濃縮し、排出することを特徴とするリクレーミング方法。
  9. 請求項７又は８において、
    前記イオン性劣化物除去工程が、電気透析又はイオン交換樹脂であることを特徴とするリクレーミング方法。
  10. 請求項９において、
    前記イオン性劣化物除去工程が、イオン交換樹脂である場合、
    前記イオン交換樹脂に再生薬剤を導入し、導入された薬剤によりイオン交換樹脂を再生した樹脂再生廃液を、前記蒸発器側で濃縮し、前記イオン交換樹脂を再生することを特徴とするリクレーミング方法。
  11. 請求項７乃至１０のいずれか一つにおいて、
    前記イオン性劣化物除去部の後流側に、非イオン性劣化物を分解する紫外線照射工程を備えることを特徴とするリクレーミング方法。
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