JP2015519194A - 排ガスからの汚染物質の再生回収 - Google Patents
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Abstract
Description
除去された凝結液からの除去流の発生
濃厚ガス流からの二酸化硫黄の回収
Claims (64)
- 汚染物質を含有する源ガスの汚染物質ガスを選択的に除去および回収する工程であって、
汚染物質ガス吸収器内に前記源ガスを含む原料ガス流を、前記汚染物質ガスの吸着剤を含む水吸収媒体と接触させ、これによって前記原料ガス流から前記吸収媒体へと汚染物質ガスを吸収させ、さらにそこから汚染物質ガスが取り除かれる排ガス、および汚染物質に富んだ吸収液を生成することと、
前記汚染物質に富んだ吸収液から前記汚染物質を脱着させるために、前記汚染物質に富んだ吸収液を吸収液除去器内の除去流と接触させ、これによって再生汚染物質吸収媒体、および水蒸気および汚染物質ガスを含む第1の除去器ガス廃水を生成することと、
再生吸収媒体を前記吸収液除去器の液排水口から、第1の除去器ガス廃水を前記吸収液除去器の蒸気排気口から引出すことと、
前記第1の除去器ガス廃水を圧縮することと、
前記圧縮された第1の除去器ガス廃水からの熱を、第1の除去器ガス冷却器/凝結器内の冷却媒体へと間接移動することによって、前記圧縮された第1の除去器ガス廃水から水を凝結し、これによって汚染物質を含む凝結液を生成することと、
除去された凝結液、および水蒸気および汚染物質ガスを含有する凝結液除去器ガス廃水を生成するために、前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器から出る前記汚染物質を含む凝結液を凝結液除去器内流と接触させることであって、
前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内の前記圧縮された第1の除去器ガス廃水から熱が移動される冷却媒体が、前記除去された凝結液の少なくとも一部を含み、これによって前記除去された凝結液から、前記吸収液除去器内の前記液排水口における圧力を上回る圧力で蒸気を発生させる、接触させることと、
前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内で前記除去された凝結液から生じた蒸気を、そこから汚染物質を脱着させる汚染物質に富んだ吸収液との接触のために、除去流として前記吸収液除去器に導入することとを含む、工程。 - 前記吸収液除去器が、垂直蒸気/液接触域を含む柱を含み、前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内で発生した蒸気が、前記蒸気/液域の底部に導入され、さらに汚染物質に富んだ吸収液が、前記蒸気/液域の上部に導入される、請求項1に記載の工程。
- 前記第1の除去器ガス廃水が、前記蒸気/液接触域の上部の前記吸収液除去器の前記蒸気排気口から引き出され、再生汚染物質吸収媒体が、前記蒸気/液接触域の底部の前記吸収液除去器の前記液排水口からから引出される、請求項2に記載の工程。
- 前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内で前記除去された凝結液から発生した蒸気が、前記吸収液除去器の前記蒸気/液接触域の底部に導入され、前記蒸気の少なくとも一部が、前記液相を加熱するために前記蒸気/液接触域内で凝結し、これによって前記液相内の前記平衡汚染物質濃度を縮小し、汚染物質を前記蒸気相へと移動する駆動力を増強する、請求項2または3に記載の工程。
- 前記吸収液除去器から再沸器を通して引出された前記再生吸収媒体の一部を循環させることをさらに含み、それが外部源の蒸気によって加熱される、請求項1から4のいずれか一項に記載の工程。
- 前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器から前記吸収液除去器に導入された前記蒸気の温度が、その前記液排水口または前記蒸気/液接触域の底部における前記吸収液除去器内の前記液相の温度よりも、多くて約5℃から約10℃まで高い、請求項1から5のいずれか一項に記載の工程。
- 前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器から前記吸収液除去器に導入された前記蒸気の温度が、その前記液排水口または前記蒸気/液接触域の底部における前記吸収液除去器内の前記液相の温度と、等しいかそれよりも低い、請求項6に記載の工程。
- 前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器から前記吸収液除去器に導入された前記蒸気の温度が、その前記液排水口の前記吸収液除去器内の前記液相の温度とも、前記蒸気/液接触域の底部の前記液相の温度とも、約±10℃以内で異なる、請求項6または7に記載の工程。
- 前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内の対数平均温度差(Δt)が、高くても約10℃、約8℃、約6℃、または約5℃である、請求項1から8のいずれか一項に記載の工程。
- 前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内の対数平均温度差(Δt)が、多くて約1.5℃、約2℃、約3℃、約4℃、または約5℃である、請求項1から9のいずれか一項に記載の工程。
- 前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内の対数平均温度差(Δt)が、約1.5℃から約10℃まで、または約2℃から約9℃まで、または約2.5℃から約8℃までである、請求項1から9のいずれか一項に記載の工程。
- 前記吸収液除去器から出る前記第1の除去器ガス廃水の圧力が、約40から約170kPa絶対圧である、請求項1から11のいずれか一項に記載の工程。
- 前記吸収液除去器の前記第1の除去器ガス廃水の圧縮が、その圧力を約30から約65kPa上昇させる、請求項1から12のいずれか一項に記載の工程。
- 前記吸収液除去器の前記第1の除去器ガス廃水が、蒸気式抽出器の通過によって圧縮され、前記圧縮された第1の除去器ガスが、前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器に導入される、請求項1から13のいずれか一項に記載の工程。
- 最終除去器ガスが、そこに含まれる水蒸気を凝結するためにトリム凝結器を通過し、前記最終除去器ガスが、凝結液除去器ガス廃水と前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器の排出ガスとを結合する流を含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の工程。
- 前記トリム凝結器の凝結液が、凝結液除去器へと回帰される、前記請求項15に記載の工程。
- 前記凝結液除去器の前記除去された凝結液が、(i)凝結水の冷却媒体として、前記第1の除去器ガス廃水から前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器に移動する凝結液流、および前記吸収液除去器へと導入する蒸気の発生と、(ii)本工程から水を除去するための放水流と、を提供するために分割される、請求項1から16のいずれか一項に記載の工程。
- 前記放水流の少なくとも一部が、原料ガス流に対して上流にあたる前記汚染物質ガス吸収器の飽和器において、前記汚染物質を含有する源ガス、または前記原料ガス流に接触し、これによって前記汚染物質ガス吸収器に進入する前記原料ガス流の湿度を上昇させる、請求項17に記載の工程。
- 前記飽和器に進入する前記水流が、本工程から除去される、請求項18に記載の工程。
- 前記再生水吸収媒体が、さらなる前記原料ガス流の流れから汚染物質をさらに吸収するために、前記汚染物質ガス吸収器に再循環される、請求項1から19のいずれか一項に記載の工程。
- 前記再循環された再生水吸収媒体が、前記吸収液除去器から前記汚染物質ガス吸収器への再循環の過程で吸収液交換器を通過し、汚染物質に富んだ吸収液が、前記汚染物質ガス吸収器から前記吸収液除去器への移動の過程で前記交換器を通過し、熱が前記交換器内で再生吸収媒体から汚染物質に富んだ吸収液へと移動する、請求項20に記載の工程。
- そこから汚染物質ガスが除去される前記排ガスが、汚染物質ガス吸収器から進出し、さらに汚染物質ガストリム冷却材を通過することを含み、熱が最終除去器ガス廃水から排出ガスへと移動し、前記最終除去器ガス廃水が凝結液除去器ガス廃水と前記第1の除去器ガス冷却材/凝結器の排出ガスとを結合する流を含む、請求項1から21に記載の工程。
- 前記汚染物質ガストリム冷却材が、前記最終除去器ガス排水流に対して前記トリム凝結器の上流にあたる、請求項16の従属請求項として請求項22に記載の工程。
- 前記汚染物質に富んだ吸収液が、前記汚染物質ガス吸収器と、冷却液への移動によって吸収熱が除去される外部熱交換器との間を循環する、請求項1から23のいずれか一項に記載の工程。
- 前記汚染物質ガス吸収器が垂直対向流ガス/液接触域を含む柱を含み、前記原料ガス流が前記ガス/液接触域の底部に導入され、前記汚染物質ガス吸収媒体が前記ガス/液接触域の上部に導入され、前記排ガスが前記前記ガス/液接触域の上部から除去され、さらに汚染物質に富んだ吸収液が前記ガス/液接触域の底部から除去される、請求項24に記載の工程。
- 前記冷却された循環吸収液が前記ガス/液接触域に回帰される領域の下に間隔を置いて設置された領域内の前記ガス/液接触域から、高温の循環吸収液が除去される、請求項25に記載の工程。
- 前記ガス/液接触域が複数の移動装置を含み、さらに前記冷却された循環吸収液が、少なくとも移動ユニット1つ分の高さの間隔を置いて前記ガス/液接触域の上部の下に設置された領域内の前記ガス/液接触域に回帰される、請求項25または26に記載の工程。
- 前記冷却された循環吸収液が、少なくとも移動ユニット2つ分の高さの間隔を置いて前記ガス/液接触域の上部の下、または少なくとも移動ユニット3つ分の高さの間隔を置いて前記ガス/液接触域の上部の下に設置された領域内の前記ガス/液接触域に回帰される、請求項27に記載の工程。
- 前記高温の循環吸収液が、少なくとも移動ユニット1つ分の高さの間隔を置いて前記冷却された循環吸収液が前記ガス/液接触域に回帰される触域の下の領域内の前記ガス/液接触域から除去される、請求項27または28に記載の工程。
- 前記高温の循環吸収液が、少なくとも移動ユニット2つ分の高さの間隔を置いて前記冷却された循環吸収液が前記ガス/液接触域に回帰される触域の下の領域内の前記ガス/液接触域から除去される、請求項29に記載の工程。
- 前記高温の循環吸収液が、前記ガス/液接触域の底部から大幅に除去される、請求項29または30に記載の工程。
- 前記汚染物質ガスが、SO2、CO2、NOx、H2S、HCl、およびアンモニアからなる群から選択される、請求項1から31のいずれか一項に記載の工程。
- 前記汚染物質ガスが、酸性ガスを含む、請求項1から31のいずれか一項に記載の工程。
- 前記汚染物質ガスが、二酸化硫黄を含む、請求項1から31のいずれか一項に記載の工程。
- 前記原料ガス流の前記汚染物質ガス含有物が、少なくとも約4体積%、または少なくとも約5体積%、または少なくとも約10体積%、または少なくとも約15体積%、または少なくとも約20体積%、または少なくとも約30体積%である、請求項24から34のいずれか一項に記載の工程。
- 前記冷却された循環吸収液が、高くても約40℃の温度で前記ガス/液接触域に回帰される、請求項35に記載の工程。
- 前記高温の循環吸収液が、高くても約50℃の温度で前記ガス/液接触域から除去される、請求項35または36に記載の工程。
- 前記高温の循環吸収液が、約25゜から約35℃の温度で前記ガス/液接触域から除去される、請求項37に記載の工程。
- 前記汚染物質に富んだ吸収液の前方流部分が、前記外部熱交換器の上流にある前記汚染物質ガス吸収器から引出され、前記前方流部分が前記吸収液除去器に導入される、請求項24から38のいずれか一項に記載の工程。
- 汚染物質を含有する源ガスの汚染物質ガスを選択的に除去および回収する工程であって、
汚染物質吸収器内に前記源ガスを含む原料ガス流を、前記汚染物質ガスの吸着剤を含む水吸収媒体と接触させ、これによって前記原料ガス流から前記吸収媒体へと汚染物質を吸収させ、さらにそこから汚染物質が取り除かれる排ガス、および汚染物質に富んだ吸収液を生成することと、
前記汚染物質に富んだ吸収液から前記汚染物質を脱着させるために、前記汚染物質に富んだ吸収液を吸収液除去器内の除去流と接触させ、これによって再生汚染物質吸収媒体、および水蒸気および汚染物質ガスを含む第1の除去器ガス廃水を生成することと、
再生吸収媒体を前記吸収液除去器の液排水口から、第1の除去器ガス廃水を前記吸収液除去器の蒸気排気口から引出すことと、
前記第1の除去器ガス廃水からの熱を、第1の除去器ガス冷却器/凝結器内の冷却媒体へと間接移動することによって、前記第1の除去器ガス廃水から水を凝結し、これによって汚染物質を含む凝結液を生成することと、
除去された凝結液、および水蒸気および汚染物質ガスを含有する凝結液除去器ガス廃水を生成するために、前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器から出る前記汚染物質を含む凝結液を凝結液除去器内流と接触させることであって、
前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内の前記第1の除去器ガス廃水から熱が移動される冷却媒体が、前記除去された凝結液の少なくとも一部を含み、これによって前記除去された凝結液から蒸気を発生させる、接触させることと、
前記吸収液除去器内の前記液排水口における圧力を上回る圧力で、前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内の前記除去された凝結液から発生した蒸気を圧縮することと、
前記圧縮された蒸気を、そこから汚染物質を脱着させる汚染物質に富んだ吸収液との接触のために、除去流として前記吸収液除去器に導入することとを含む、工程。 - 汚染物質を含有する源ガスの汚染物質ガスを選択的に除去および回収する工程であって、
汚染物質吸収器内に前記源ガスを含む原料ガス流を、前記汚染物質ガスの吸着剤を含む水吸収媒体と接触させ、これによって前記原料ガス流から前記吸収媒体へと汚染物質を吸収させ、さらにそこから汚染物質が取り除かれる排ガス、および汚染物質に富んだ吸収液を生成することと、
前記汚染物質に富んだ吸収液から前記汚染物質を脱着させるために、前記汚染物質に富んだ吸収液を吸収液除去器内の除去流と接触させ、これによって再生汚染物質吸収媒体、および水蒸気および汚染物質ガスを含む第1の除去器ガス廃水を生成することと、
再生吸収媒体を前記吸収液除去器の液排水口から、第1の除去器ガス廃水を前記吸収液除去器の蒸気排気口から引出すことと、
前記第1の除去器ガス廃水からの熱を、第1の除去器ガス冷却器/凝結器内の冷却媒体へと間接移動することによって、前記第1の除去器ガス廃水から水を凝結し、これによって汚染物質を含む凝結液を生成することと、
除去された凝結液、および水蒸気および汚染物質ガスを含有する凝結液除去器ガス廃水を生成するために、前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器から出る前記汚染物質を含む凝結液を凝結液除去器内流と接触させることであって、
前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内の前記第1の除去器ガス廃水から熱が移動される冷却媒体が、前記除去された凝結液の少なくとも一部を含み、これによって前記除去された凝結液から蒸気を発生させる、接触させることと、
第1の除去器ガス冷却器/凝結器内の前記除去された凝結液から発生した蒸気を、そこから汚染物質を脱着させる汚染物質に富んだ吸収液との接触のために、除去流として前記吸収液除去器に導入することと、を含む、工程。 - 水飽和圧力よりも低い圧力下、前記ガス前記冷却器/凝結器内の第1の除去器ガスから水蒸気が凝結する温度下で、蒸気が前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内で発生する、請求項41に記載の工程。
- 前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内の前記第1の除去器ガスの圧力よりも低い圧力下で、蒸気が前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器内で発生する、請求項41または42に記載の工程。
- 前記吸収器の前記ガス排気口と、前記第1の除去器ガス冷却器/凝結器の前記ガス吸気口との間の流れの間に、前記第1の除去器ガスが圧縮される、請求項41から43のいずれか一項に記載の工程。
- 前記第1の除去器ガス冷却器の前記蒸気排気口と、前記吸収液除去器の前記蒸気吸気口との間の流れの間に、第1の除去器ガス冷却器/凝結器から発生した蒸気が圧縮される、請求項41から43のいずれか一項に記載の工程。
- 汚染物質を含有する源ガスの汚染物質ガスを選択的に除去する工程であって、
汚染物質ガス吸収器内に前記源ガスを含む原料ガス流を、前記汚染物質ガスの吸着剤を含む水吸収媒体と接触させ、これによって前記原料ガス流から前記吸収媒体へと汚染物質ガスを吸収させ、さらに、そこから汚染物質ガスが取り除かれる排ガス、および汚染物質に富んだ吸収液を生成することと、
前記汚染物質に富んだ吸収液の少なくとも一部を、前記吸収器と、吸収熱が冷却媒体へと移動することによって除去される熱交換器との間に循環させることとを含む、工程。 - 前記吸収液が、前記吸収器と、吸収熱が冷却媒体へと移動することによって除去される外部熱交換器との間を循環する、請求項46に記載の工程。
- 前記汚染物質ガス吸収器が、垂直対向流ガス/液接触域を含む柱を含み、前記原料ガス流が前記ガス/液接触域の底部に導入され、前記汚染物質ガス吸収媒体が前記ガス/液接触域の上部に導入され、前記排ガスが前記ガス/液接触域の上部から除去され、さらに汚染物質に富んだ吸収液が前記ガス/液接触域の底部から除去される、請求項46または47に記載の工程。
- 前記冷却された循環吸収液が前記ガス/液接触域に回帰される領域の下に間隔を置いて設置された領域内の前記ガス/液接触域から、高温の循環吸収液が除去される、請求項48に記載の工程。
- 前記ガス/液接触域が複数の移動装置を含み、さらに前記冷却された循環吸収液が、少なくとも移動ユニット1つ分の高さの間隔を置いて前記ガス/液接触域の上部の下に設置された領域内の前記ガス/液接触域に回帰される、請求項48または49に記載の工程。
- 前記冷却された循環吸収液が、少なくとも移動ユニット2つ分の高さの間隔を置いて前記ガス/液接触域の上部の下、または少なくとも移動ユニット3つ分の高さの間隔を置いて前記ガス/液接触域の上部の下に設置された領域内の前記ガス/液接触域に回帰される、請求項50に記載の工程。
- 前記高温の循環吸収液が、少なくとも移動ユニット1つ分の高さの間隔を置いて前記冷却された循環吸収液が前記ガス/液接触域に回帰される触域の下の領域内の前記ガス/液接触域から除去される、請求項50または51に記載の工程。
- 前記高温の循環吸収液が、少なくとも移動ユニット2つ分の高さの間隔を置いて前記冷却された循環吸収液が前記ガス/液接触域に回帰される触域の下の領域内の前記ガス/液接触域から除去される、請求項52に記載の工程。
- 前記高温の循環吸収液が、少なくとも移動ユニット3つ分の高さの間隔を置いて前記冷却された循環吸収液が前記ガス/液接触域に回帰される触域の下の領域内の前記ガス/液接触域から除去される、請求項53に記載の工程。
- 前記高温の循環吸収液が、前記ガス/液接触域の底部から大幅に除去される、請求項52から54のいずれか一項に記載の工程。
- 前記汚染物質ガスが、SO2、CO2、NOx、H2S、HCl、およびアンモニアからなる群から選択される、請求項46から55のいずれか一項に記載の工程。
- 前記汚染物質ガスが、酸性ガスを含む、請求項46から55のいずれか一項に記載の工程。
- 前記汚染物質ガスが、二酸化硫黄を含む、請求項46から55のいずれか一項に記載の工程。
- 前記原料ガス流の前記汚染物質ガス含有物が、少なくとも約4体積%、または少なくとも約5体積%、または少なくとも約10体積%、または少なくとも約15体積%、または少なくとも約20体積%、または少なくとも約30体積%である、請求項46から58のいずれか一項に記載の工程。
- 前記冷却された循環吸収液が、高くても約40℃の温度で前記ガス/液接触域に回帰される、請求項49から59のいずれか一項に記載の工程。
- 前記高温の循環吸収液が、高くても約50℃の温度で前記ガス/液接触域から除去される、請求項49から60のいずれか一項に記載の工程。
- 高温の循環吸収液が、約25゜から約35℃までの温度で前記ガス/液接触域から除去される、請求項49から61のいずれか一項に記載の工程。
- 前記汚染物質に富んだ吸収液から前記汚染物質を脱着させるために、前記汚染物質に富んだ吸収液を、吸収液除去器内の除去流と接触させ、これによって再生汚染物質吸収媒体、および水蒸気および汚染物質ガスを含む第1の除去器ガス廃水を生成すること、をさらに含む、請求項46から62のいずれか一項に記載の工程。
- 前記汚染物質に富んだ吸収液の前方流部分が、前記外部熱交換器の上流にある前記汚染物質ガス吸収器から引出され、前記前方流部分が前記吸収液除去器に導入される、請求項63に記載の工程。
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