JP2017056383A - Carbon dioxide recovery device and carbon dioxide recovery method - Google Patents
Carbon dioxide recovery device and carbon dioxide recovery method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017056383A JP2017056383A JP2015181156A JP2015181156A JP2017056383A JP 2017056383 A JP2017056383 A JP 2017056383A JP 2015181156 A JP2015181156 A JP 2015181156A JP 2015181156 A JP2015181156 A JP 2015181156A JP 2017056383 A JP2017056383 A JP 2017056383A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- absorption
- gas
- absorption tower
- towers
- tower
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a carbon dioxide recovery device and a carbon dioxide recovery method.
発電所や製鉄所などの燃焼排ガスに含まれるCO2が大気中に放出されることで温室効果をもたらし、地球温暖化の大きな原因となっていると考えられている。地球温暖化問題に対する有効な対策として、例えば、発電所などから排出される燃焼排ガス中のCO2を分離して回収し、回収されたCO2を大気へ放散することなく地中に貯留することで、大気へのCO2排出量を削減できるCO2分離回収・貯留(CCS:Carbon dioxide Capture and Storage)の導入が推進されている。 It is considered that CO 2 contained in combustion exhaust gas from power plants, steelworks, etc. is released into the atmosphere, resulting in a greenhouse effect and a major cause of global warming. As an effective measure against the global warming problem, for example, separating and recovering CO 2 in combustion exhaust gas discharged from a power plant, etc., and storing the recovered CO 2 in the ground without releasing it to the atmosphere in, CO 2 separation and recovery and storage can be reduced CO 2 emissions to the atmosphere: the introduction of (CCS Carbon dioxide Capture and Storage) is promoted.
CO2を含有する排ガスからCO2を分離回収する技術として、アミノ基含有化合物(アミン系化合物)を含む吸収液を用いる方法が検討されてきた。具体的には、排ガスとアミノ基含有化合物を含む吸収液を接触させて、排ガス中のCO2を吸収液に吸収させる吸収塔と、CO2を吸収した吸収液を加熱して、吸収液からCO2を放出させる再生塔とを備えるCO2回収装置が知られている。しかし、吸収液を用いて排ガスからCO2を分離回収する方法では、再生塔において吸収液を再生するために加熱を行う必要があり、エネルギー損失が大きくなる。 As a technique for separating and recovering CO 2 from exhaust gas containing CO 2 , a method using an absorbing liquid containing an amino group-containing compound (amine compound) has been studied. Specifically, the absorption liquid containing the exhaust gas and the amino group-containing compound is brought into contact to absorb the CO 2 in the exhaust gas into the absorption liquid, and the absorption liquid that has absorbed the CO 2 is heated. There is known a CO 2 recovery device including a regeneration tower for releasing CO 2 . However, in the method of separating and recovering CO 2 from the exhaust gas using the absorbing liquid, it is necessary to perform heating in order to regenerate the absorbing liquid in the regeneration tower, resulting in a large energy loss.
そこで、エネルギー損失を抑えつつ、排ガスからCO2を分離回収する方法として、塩基性イオン交換樹脂などの固体アミンで形成された固体のCO2吸収材やCO2吸着剤などを用いる方法の開発も進められている。このようなCO2吸収材などを用いて排ガスからCO2を分離回収する方法として、CO2をアミンと反応させて吸着したCO2吸着剤が充填された反応塔内に高温の水蒸気を導入して、CO2吸着剤を加熱することで、CO2吸着剤からCO2を解離させ、CO2吸着剤がCO2を吸着できるような状態に再生している。そして、CO2吸着剤の再生後、反応塔にCO2を含有する排ガスを供給して、CO2吸着剤にCO2を吸着させ、CO2の吸着と、CO2吸着剤の再生とを交互に繰り返し行っている(特許文献1参照)。 Therefore, as a method for separating and recovering CO 2 from exhaust gas while suppressing energy loss, development of a method using a solid CO 2 absorbent or CO 2 adsorbent formed with a solid amine such as a basic ion exchange resin is also possible. It is being advanced. As a method for separating and recovering CO 2 from exhaust gas using such a CO 2 absorbent, etc., high-temperature steam is introduced into a reaction tower filled with a CO 2 adsorbent adsorbed by reacting CO 2 with an amine. Te, by heating the CO 2 adsorbent, to dissociate CO 2 from the CO 2 adsorbent, CO 2 adsorbent is playing like state capable of adsorbing CO 2. Then, alternating after the reproduction of the CO 2 adsorbent, and supplies the exhaust gas containing CO 2 into the reaction tower, adsorbing the CO 2 in the CO 2 adsorbent, and adsorption of CO 2, and regeneration of the CO 2 adsorbent (See Patent Document 1).
しかし、このようなCO2吸収材を用いて排ガスからCO2を分離回収する方法では、CO2吸収材を加熱してCO2を解離させた後、CO2吸収材を乾燥させてCO2吸収材に凝縮した水を除去する必要がある。そのため、従来の方法では、CO2吸収材の加熱および乾燥に余分にエネルギーを消費する。また、CO2吸収材は熱伝導性が低いため、CO2吸収材を加熱または冷却する際に所定の温度に達するまでに長い時間を要し、CO2吸収材の再生に時間を要する。さらに、CO2吸収材の加熱が繰り返し行われることにより、CO2吸収材の劣化が早まる可能性もある。 However, such a CO 2 absorber how the CO 2 is separated and recovered from the exhaust gas by using, after dissociation of CO 2 by heating the CO 2 absorbent material, drying the CO 2 absorbing material CO 2 absorption It is necessary to remove water condensed on the material. Therefore, in the conventional method, extra energy is consumed for heating and drying the CO 2 absorbent. Further, the CO 2 absorbing material has low thermal conductivity, it takes a long time to reach a predetermined temperature when heating or cooling the CO 2 absorbent material, it takes time for reproduction of the CO 2 absorbing material. Furthermore, the CO 2 absorbent may be rapidly deteriorated by repeatedly heating the CO 2 absorbent.
そのため、CO2吸収材を用いたCO2回収方法の更なる利用を図る上では、CO2を吸収したCO2吸収材の再生を効率良く行いつつ、排ガスなど被処理ガス中のCO2を安定して連続して吸収できる必要がある。 Therefore, in achieving further use of a CO 2 recovery method using the CO 2 absorbing material, while performing efficiently regeneration of the CO 2 absorbing material that has absorbed CO 2, stabilize the CO 2 of the exhaust gas such as the process gas Therefore, it is necessary to be able to absorb continuously.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、CO2吸収材の再生を効率良く行うと共に、被処理ガス中のCO2を安定して連続して吸収することができるCO2回収装置およびCO2回収方法を提供することである。 Accordingly, the problem to be solved by the present invention is that a CO 2 recovery device and CO 2 that can efficiently regenerate the CO 2 absorbent and stably and continuously absorb CO 2 in the gas to be treated. It is to provide a recovery method.
一の実施形態による二酸化炭素回収装置は、CO2を含有する被処理ガスからCO2を除去するCO2回収装置であって、前記被処理ガス中のCO2を吸収させると共に、吸収されたCO2を脱離させる吸収材が収容された、複数の吸収塔を具備してなる吸収部と、前記複数の吸収塔内の圧力を低減する吸引部と、前記被処理ガスを前記複数の吸収塔に供給するガス供給ラインと、蒸気を前記複数の吸収塔に供給する蒸気供給ラインと、を具備してなり、前記複数の吸収塔のうちの一つ以上の吸収塔において、前記被処理ガス中のCO2を前記吸収材に吸収させると共に、前記複数の吸収塔のうちの他の一つ以上の吸収塔において、前記吸引部および蒸気を用いて、前記吸収材に吸収されたCO2を脱離させ、前記吸収材を再生させる。 CO carbon dioxide recovery apparatus according to an embodiment is a CO 2 recovery device for removing CO 2 from a gas to be treated containing CO 2, which causes absorption of CO 2 in the treated gas was absorbed An absorption part containing a plurality of absorption towers in which an absorbing material for desorbing 2 is housed, a suction part for reducing the pressure in the plurality of absorption towers, and the gas to be treated to the plurality of absorption towers A gas supply line for supplying to the plurality of absorption towers, and a steam supply line for supplying steam to the plurality of absorption towers. In one or more absorption towers of the plurality of absorption towers, the CO 2 causes absorbed by the absorbent material, leaving the other one or more of the absorption column of the plurality of the absorption tower, by using the suction unit and vapor, the CO 2 which is absorbed by the absorbent material And release the absorbent.
別の実施形態によるCO2回収方法は、被処理ガス中のCO2を吸収させると共に、吸収されたCO2を脱離させる吸収材が収容された、複数の吸収塔を具備してなる吸収部を具備してなるCO2回収装置を用いて、前記複数の吸収塔のうちの一つ以上の吸収塔に前記被処理ガスを供給して、前記被処理ガス中のCO2を前記吸収材に吸収させると共に、前記複数の吸収塔のうちの他の一つ以上の吸収塔の前記吸収材から吸収されたCO2を脱離させて前記吸収材を再生するCO2回収方法であって、前記被処理ガスを、前記吸収塔に供給して、前記被処理ガス中のCO2を前記吸収材に吸収させる吸収工程と、前記吸収材に吸収されたCO2を脱離させる放出工程と、を含み、前記放出工程は、前記吸収塔にCO2ガスを供給して、前記吸収塔内に残留する前記被処理ガスを前記吸収塔から排出する洗浄工程と、前記吸収塔内のガスを吸引して塔内の圧力を下げると共に、前記吸収塔に蒸気を供給して前記吸収塔内のCO2分圧を下げ、前記吸収材に吸収されたCO2を脱離させる再生工程と、前記吸収塔内にパージガスを供給して前記吸収塔内から前記蒸気を排出し、前記吸収塔内の圧力を常圧に戻す洗浄昇圧工程と、を含み、前記吸収工程および前記放出工程を前記複数の吸収塔で繰り返し行い、前記複数の吸収塔のうちの一つ以上の吸収塔では前記吸収工程を行い、他の一つ以上の吸収塔では前記放出工程を行い、前記被処理ガスの前記吸収部への供給を連続的に行う。 A CO 2 recovery method according to another embodiment includes an absorption section comprising a plurality of absorption towers that absorbs CO 2 in a gas to be treated and contains an absorbent that desorbs absorbed CO 2. The CO 2 recovery device is used to supply the gas to be processed to one or more of the plurality of absorption towers, and CO 2 in the gas to be processed is used as the absorbent. A CO 2 recovery method for regenerating the absorber by absorbing and desorbing CO 2 absorbed from the absorber of one or more other absorption towers of the plurality of absorption towers, An absorption step of supplying a gas to be treated to the absorption tower, and absorbing the CO 2 in the gas to be treated by the absorber; and a releasing step of desorbing the CO 2 absorbed by the absorber. The release step includes supplying CO 2 gas to the absorption tower; A cleaning step of discharging the gas to be treated remaining in the absorption tower from the absorption tower, and reducing the pressure in the tower by sucking the gas in the absorption tower and supplying steam to the absorption tower Reducing the CO 2 partial pressure in the absorption tower and desorbing CO 2 absorbed by the absorbent; supplying a purge gas into the absorption tower to discharge the vapor from the absorption tower; Washing pressure raising step for returning the pressure in the absorption tower to normal pressure, and repeatedly performing the absorption step and the discharge step in the plurality of absorption towers, and in one or more absorption towers of the plurality of absorption towers The absorption step is performed, the discharge step is performed in one or more other absorption towers, and the gas to be treated is continuously supplied to the absorption section.
本発明によれば、CO2吸収材の再生を効率良く行うと共に、被処理ガス中のCO2を安定して連続して吸収することができる。 According to the present invention, the regeneration of the CO 2 absorbing material efficiently conducts, can be absorbed continuously CO 2 to be treated in the gas stably.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[第1の実施形態]
第1の実施形態による二酸化炭素(CO2)回収装置について、図面を参照して説明する。図1は、第1の実施形態によるCO2回収装置の構成を示す概略図である。図1に示すように、CO2回収装置10Aは、吸収部11A、真空ポンプ(吸引部)12、冷却器(冷却部)13、気液分離器(気液分離部)14、CO2タンク(CO2供給部)15、加熱器(加熱部)16、制御部17、ガス供給ラインL11−1〜L11−3、CO2ガス供給ラインL12−1〜L12−3、蒸気供給ラインL13−1〜L13−3、パージガス供給ラインL14−1〜L14−3、およびガス排出ラインL15−1、L15−2を有する。
[First Embodiment]
A carbon dioxide (CO 2 ) recovery apparatus according to a first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the CO 2 recovery apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the CO 2 recovery apparatus 10A includes an
ガス供給ラインL11−1〜L11−3は、被処理ガスである、CO2を含有する排ガス21を、吸収部11の吸収塔22Aまたは吸収塔22Bに供給している。ガス供給ラインL11−1は、その途中からガス供給ラインL11−2、L11−3に分岐し、ガス供給ラインL11−2は吸収塔22Aに接続され、ガス供給ラインL11−3は吸収塔22Bに接続されている。排ガス21は、ガス供給ラインL11−1からガス供給ラインL11−2またはガス供給ラインL11−3を通って、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bに供給される。排ガス21は、CO2を含有する排気ガスであり、例えば、火力発電所などのボイラやガスタービンなどから排出される燃焼排ガス、製鉄所で発生するプロセス排ガスなどである。また、ガス供給ラインL11−2には調節弁V11−2が設けられ、ガス供給ラインL11−3には調節弁V11−3が設けられ、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bに供給されるガス量は、調節弁V11−2、V11−3により調整される。
The gas supply lines L11-1 to L11-3 supply the
吸収部11Aは、吸収塔22A、22Bを備えている。吸収塔22A、22Bは、吸収材23A、23Bを内部に収容している。吸収材23A、23Bは、排ガス21中のCO2を吸収させると共に、吸収されたCO2を脱離させることができるものである。吸収材23A、23Bとしては、CO2分圧の低いガスからでも十分にCO2を吸収できる固体の吸収材料が用いられる。CO2分圧の低いガスとしては、例えば、1気圧以下のガスである。CO2の吸収量としては、例えば、3mmol/g以上であることが好ましい。吸収材23A、23Bとしては、例えば、CO2の吸収および放出できるアミノ基含有化合物(アミン系化合物)を多孔体の表面または細孔内に担持させた材料、多孔体自身がCO2の吸収および放出が可能である材料を用いることができる。
前記多孔体としては、ゼオライト、活性炭、シリカゲル、アルミナ、シリカ、イオン交換樹脂、多孔質樹脂、金属有機構造体(MOF:Metal organic frameworks)、有機構造体(COF:Covalent organic frameworks)など複数の細孔を有する多孔質材料などが用いられる。これらの中でも、MOFまたはCOFは、細孔表面積が大きく、CO2吸収量の増大が期待でき、多孔体として用いるのに特に好ましい。多孔体の形状は、ペレット状、板状、または粒状などが挙げられる。多孔体は、含浸法、混練法、ゾルゲル法、イオン交換法、または蒸着法などを用いて形成することができる。多孔体の平均細孔径は、多孔体に担持されたアミン系化合物と、排ガス21中のCO2との接触頻度が向上し、CO2の吸収が促進できると共に、吸収されたCO2の脱離の性能を上げられるため、50nm以下であることが好ましい。
Examples of the porous body include zeolite, activated carbon, silica gel, alumina, silica, ion exchange resin, porous resin, metal organic structures (MOF), and organic structures (COF: Covalent organic frameworks). A porous material having pores is used. Among these, MOF or COF is particularly preferable for use as a porous body because it has a large pore surface area and can be expected to increase CO 2 absorption. Examples of the shape of the porous body include a pellet shape, a plate shape, and a granular shape. The porous body can be formed using an impregnation method, a kneading method, a sol-gel method, an ion exchange method, an evaporation method, or the like. The average pore diameter of the porous body is such that the contact frequency between the amine compound supported on the porous body and CO 2 in the
前記アミノ基含有化合物としては、モノエタノールアミンやメチルジエタノールアミン、イソプロパノールアミンなどのアルカノールアミン類や、エチレンジアミンなどのアルキルジアミン類、ポリエチレンイミンなどのアミノ基を有するポリマーなどが挙げられる。アミノ基含有化合物の多孔体への担持方法としては、例えば含浸法などを用いることができる。 Examples of the amino group-containing compound include alkanolamines such as monoethanolamine, methyldiethanolamine, and isopropanolamine, alkyldiamines such as ethylenediamine, and polymers having amino groups such as polyethyleneimine. As a method for supporting the amino group-containing compound on the porous body, for example, an impregnation method can be used.
前記多孔体自身がCO2の吸収および放出が可能である材料としては、活性炭などの細孔を有する多孔質の炭素材料からなる吸収材や、オープンメタルサイトを有するMOFなどが挙げられる。オープンメタルサイトを有するMOFとしては、例えば、“O. M. Yaghi et al., PNAS, 2009, 106, 49, 20637”に開示されているような、MOFなどを用いることができる。なお、炭素材料とは、炭素から構成された材料または炭素を含有する任意の材料をいう。 Examples of the material that the porous body itself can absorb and release CO 2 include an absorbent made of a porous carbon material having pores such as activated carbon, and an MOF having an open metal site. As the MOF having an open metal site, for example, MOF as disclosed in “OM Yaghi et al., PNAS, 2009, 106, 49, 20637” can be used. The carbon material refers to a material composed of carbon or an arbitrary material containing carbon.
吸収塔22A、22B内で、排ガス21に含まれるCO2が除去されたCO2除去排ガス24は、ガス排出ラインL15−1またはガス排出ラインL15−2を通って、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bから排出される。ガス排出ラインL15−1には調節弁V15−1が設けられ、ガス排出ラインL15−2には調節弁V15−2が設けられ、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bから排出されるガス(本実施形態では、CO2除去排ガス24、CO2ガス25)の排出量は、調節弁V15−1、V15−2により調整される。
CO2ガス供給ラインL12−1〜L12−3は、CO2ガス25を吸収塔22Aまたは吸収塔22Bに供給している。CO2ガス供給ラインL12−1は、CO2ガス供給ラインL12−1の途中でCO2ガス供給ラインL12−2、L12−3に分岐している。吸収塔22AはCO2ガス供給ラインL12−2と接続され、吸収塔22BはCO2ガス供給ラインL12−3と接続されている。CO2ガス供給ラインL12−1は、CO2タンク15と接続されており、CO2タンク15内に貯蔵されているCO2ガス25は、CO2ガス供給ラインL12−1からCO2ガス供給ラインL12−2またはCO2ガス供給ラインL12−3を通って、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bに供給される。また、CO2ガス供給ラインL12−2には調節弁V12−1が設けられ、CO2ガス供給ラインL12−3には調節弁V12−2が設けられ、吸収塔22Aまたは吸収塔22BへのCO2の供給量は、調節弁V12−1、V12−2により調整される。
The CO 2 gas supply lines L12-1 to L12-3 supply the CO 2 gas 25 to the
蒸気供給ラインL13−1〜L13−3は、蒸気26を吸収塔22Aまたは吸収塔22Bに供給している。蒸気供給ラインL13−1は、気液分離器14に接続され、蒸気供給ラインL13−1の途中で蒸気供給ラインL13−2、L13−3に分岐している。蒸気供給ラインL13−1は、気液分離器14から供給される水27を加熱器16で加熱させて生じた蒸気26を蒸気供給ラインL13−2、L13−3に供給している。加熱器16としては、例えばリボイラーなどを用いることができる。吸収塔22Aは蒸気供給ラインL13−2と接続され、吸収塔22Bは蒸気供給ラインL13−3と接続されている。気液分離器14内の水27は、蒸気供給ラインL13―1を通って、加熱器16で加熱されて蒸気26になった後、蒸気供給ラインL13―1から蒸気供給ラインL13−2または蒸気供給ラインL13−3を通って、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bに供給される。また、蒸気供給ラインL13−2には調節弁V13−1が設けられ、蒸気供給ラインL13−3には調節弁V13−2が設けられ、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bへの蒸気の供給量は、調節弁V13−1、V13−2により調整される。
The steam supply lines L13-1 to L13-3 supply the
また、本実施形態では、蒸気26として、水27を加熱して生じた水蒸気を用いており、蒸気26は、後述するように、第2ガス排出ラインL16−1、L16−2に排出された後、冷却されて水27に戻され、得られた水27を気液分離器14で気液分離して再利用している。
In the present embodiment, water vapor generated by heating the
水27を加熱器16または冷却器13で蒸発、凝縮するために多大なエネルギーが必要となるため、蒸発熱の小さい溶媒を蒸発させて生じる蒸気を用いることが好ましい。蒸発熱の小さい溶媒として、例えば、エタノール、メタノールなどのアルコール、トルエン、アセトンなどの揮発性溶媒などを用いることができる。また、蒸発熱の小さい溶媒として、アルコール、トルエン、アセトンなどの他に、吸収材に影響を及ぼさず、CO2との分離が容易であり、かつ蒸発熱の小さい溶媒であれば用いることができる。このような蒸発熱の小さい溶媒を使用すれば、溶媒を加熱器16で加熱するときに必要なエネルギーを削減できると共に、蒸気26を冷却器13で冷却し凝縮するときの発熱量も小さくなるため冷却器13の運転エネルギーも削減することができる。そのため、蒸気26の生成に用いられる溶媒として、蒸発熱の小さい溶媒を用いることで、蒸気26の生成および凝縮に必要なエネルギーを抑制することができる。
Since a large amount of energy is required to evaporate and condense the
パージガス供給ラインL14−1〜L14−3は、パージガス28を吸収塔22Aまたは吸収塔22Bに供給している。パージガス供給ラインL14−1は、その途中でパージガス供給ラインL14−2、L14−3に分岐している。吸収塔22Aはパージガス供給ラインL14−2と接続され、吸収塔22Bはパージガス供給ラインL14−3と接続されている。パージガス28は、パージガス供給ラインL14−1からパージガス供給ラインL14−2またはパージガス供給ラインL14−3を通って、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bに供給される。また、パージガス供給ラインL14−2には調節弁V14−1が設けられ、パージガス供給ラインL14−3には調節弁V14−2が設けられ、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bへのパージガス28の供給量は、調節弁V14−1、V14−2により調整される。
The purge gas supply lines L14-1 to L14-3 supply the
なお、本実施形態では、パージガス28をパージガス供給ラインL14−1またはパージガス供給ラインL14−2を介して、直接、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bに供給するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、パージガス供給ラインL14−1は、CO2ガス供給ラインL12−1と接続して、CO2ガス供給ラインL12−2またはCO2ガス供給ラインL12−3を通して、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bにパージガス28を供給してもよい。
In the present embodiment, the
第2ガス排出ラインL16−1〜L16−3は、吸収塔22A、22B内に供給された気体(本実施形態では、蒸気26またはパージガス28)を排出している。吸収塔22Aは第2ガス排出ラインL16−1と接続され、吸収塔22Bは第2ガス排出ラインL16−2と接続されている。吸収塔22A、22B内に供給された蒸気26またはパージガス28は、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bから第2ガス排出ラインL16−1または第2ガス排出ラインL16−2を通って、第2ガス排出ラインL16−3に排出される。第2ガス排出ラインL16−1には調節弁V16−1が設けられ、第2ガス排出ラインL16−2には調節弁V16−2が設けられ、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bから排出される気体(本実施形態では、蒸気26またはパージガス28)の排出量は、調節弁V16−1、V16−2により調整される。
The second gas discharge lines L16-1 to L16-3 discharge the gas (in this embodiment, the
第2ガス排出ラインL16−3には、真空ポンプ12および冷却器13が設けられている。真空ポンプ12は、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bの塔内を真空引きして、塔内の圧力を低減させる。吸収塔22Aまたは吸収塔22Bの塔内を真空引きする際には、真空ポンプ12を稼働させて、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bの塔内の気体を第2ガス排出ラインL16−1または第2ガス排出ラインL16−2を通って第2ガス排出ラインL16−3に吸引する。吸収塔22Aまたは吸収塔22Bから排出された蒸気26またはパージガス28は、冷却器13で冷却された後、気液分離器14に供給され、気液分離される。蒸気26が冷却されて生じた水27は、蒸気供給ラインL13−1に供給され、パージガス28は、放出ラインL17を介して外部に放出される。
A
なお、本実施形態では、真空ポンプ12は、第2ガス排出ラインL16−3に設けているが、放出ラインL17に設けられていてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、吸収材23A、23Bに吸収されたCO2は、真空ポンプ12により吸収塔22Aまたは吸収塔22Bの塔内の圧力を低減することで吸収材23A、23Bから脱離させ、蒸気26に同伴させて放出される。このとき、蒸気26に同伴して吸収材23A、23Bから放出されたCO2は、放出ラインL17からCO2循環ラインL18に供給して、CO2タンク15に回収される。また、放出ラインL17には調節弁V17が設けられ、CO2循環ラインL18には調節弁V18が設けられ、パージガス28の放出、および吸収塔22Aまたは吸収塔22Bから放出されたCO2の回収は、調節弁V17、V18の開度を調整することにより行われる。
In the present embodiment, the CO 2 absorbed by the
吸収塔22A、22Bには、塔内の圧力を測定するため、圧力計31A、31Bが設けられている。
In the
ガス供給ラインL11−1、ガス排出ラインL15−1、L15−2、第2ガス排出ラインL16−1、L16−2には、CO2濃度計(CO2濃度測定部)32A〜32Dが設けられ、それぞれのラインを流れるガス中のCO2濃度が測定される。 The gas supply line L11-1, the gas discharge lines L15-1, L15-2, and the second gas discharge lines L16-1, L16-2 are provided with CO 2 concentration meters (CO 2 concentration measuring units) 32A to 32D. , The CO 2 concentration in the gas flowing through each line is measured.
制御部17は、真空ポンプ12、圧力計31A、31B、CO2濃度計32A〜32D、上記各調節弁などCO2回収装置10Aを構成する各部材に接続されており、真空ポンプ12およびそれぞれの上記調節弁は、制御部17により制御されている。これにより、制御部17は、CO2濃度計32A、32Bの測定結果により得られたCO2除去排ガス24中のCO2濃度に応じて、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bに供給される排ガス21、CO2除去排ガス24、水27、蒸気26、またはパージガス28の供給量、ならびにそれぞれの吸収塔22A、22B内の圧力を個別に調整することができる。
本実施形態では、制御部17は、排ガス21を吸収塔22Aまたは吸収塔22Bの何れかに交互に供給させて、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bの一方の吸収塔で排ガス21中のCO2を吸収材23Aに吸収させて除去すると共に、他方の吸収塔には排ガス21を供給しないように調整する。また、吸収材23Aまたは吸収材23BがCO2を吸収して吸収材23Aまたは吸収材23Bの吸収性能が低下している場合などには、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bに、CO2ガス25、蒸気26、またはパージガス28を供給して、吸収材23Bに吸収されたCO2を脱離させ、吸収材23Bの再生が行われる。
In the present embodiment, the
(CO2回収装置10Aを用いた排ガス21AのCO2回収方法)
次に、CO2回収装置10Aを用いて排ガス21AのCO2を回収するための運転方法の一例について説明する。図2は、吸収塔22Aおよび吸収塔22Bの工程の一例を示す説明図であり、図4、図5、図7、および図9は、CO2回収装置10A内の調節弁の開閉状態と気体の流れを示す説明図である。図4、図5、図7、および図9中、調節弁のバルブを白抜きで表示しているものは、調節弁を開放していることを意味し、調節弁のバルブを黒抜きで表示しているものは、調節弁を閉じていることを意味し、気体の流れは太線で示す。なお、図4、図5、図7、および図9では、吸収塔22B側においてガスなどの供給量などを制御するために用いられる調節弁の開閉状態と気体の流れは省略する。
(CO 2 recovery method for exhaust gas 21A with CO 2 recovery apparatus 10A)
Next, an example of an operation method for recovering CO 2 of the exhaust gas 21A using the CO 2 recovery apparatus 10A will be described. FIG. 2 is an explanatory view showing an example of the steps of the
図2に示すように、吸収塔22Aに排ガス21を供給して、排ガス21中のCO2を吸収材23Aに吸収させる(吸収工程S11)と共に、吸収塔22Bでは、吸収材23Bに吸収されたCO2を脱離させ、吸収材23Bを再生している(放出工程S12)。一方、吸収塔22Aで吸収工程S11を行っている場合には、吸収塔22Bでは放出工程S12が行われ、吸収塔22Aで放出工程S12を行っている場合には、吸収塔22Bでは吸収工程S11が行われている。なお、運転開始時など、吸収材23Bの吸収性能が低下していない場合などには、吸収塔22Bで放出工程S12は行わなくてもよい。
As shown in FIG. 2, the
吸収塔22Aで吸収工程S11が行われる場合について説明する。図3は、吸収工程S11の一例を示すフローチャートである。図3に示すように、排ガス21を吸収塔22Aに供給して、排ガス21中のCO2を吸収材23Aに吸収させ、排ガス21からCO2を除去する(ステップS31)。
A case where the absorption step S11 is performed in the
具体的には、まず、全ての調節弁が閉じられている状態で、制御部17は、図4に示すように、調節弁V11−1、V15−1を開放して、排ガス21をガス供給ラインL11−1、L11−2を通して、吸収塔22Aに供給する。排ガス21は吸収塔22Aに供給されると、排ガス21が吸収塔22A内の吸収材23Aを通過する際に、排ガス21中のCO2が吸収材23Aに吸収され、排ガス21からCO2が除去される。CO2が除去されたCO2除去排ガス24は、吸収塔22Aからガス排出ラインL15−1を通って、系外に排出される。
Specifically, first, with all the control valves closed, the
吸収工程S11では、吸収塔22A内を加圧または加熱する必要がないため、吸収塔22A内の圧力は常圧付近で行うことができると共に、吸収塔22A内の温度は常温付近または排ガス温度付近で行うことができる。そのため、吸収工程S11では、吸収塔22A内の加圧もしくは減圧、または吸収塔22A内を加熱もしくは冷却することで生じるエネルギー損失を抑制することができる。また、本明細書において、常圧付近とは、例えば、常圧から±10KPaの誤差範囲内をいい、常温付近とは、常温を含む所定の温度範囲内であり、一般的には常温よりも高い温度を含む意味に解釈でき、排ガス温度付近とは、排ガス温度を含む所定の温度範囲内であり、一般的には排ガス温度よりも低い温度を含む意味に解釈できる。
In the absorption step S11, since there is no need to pressurize or heat the
次に、CO2除去排ガス24中のCO2濃度をCO2濃度計32Bで測定する(ステップS32)。制御部17は、CO2濃度計32BのCO2濃度の測定結果より、CO2除去排ガス24のCO2濃度が第1の所定値以下か否かを判断する(ステップS33)。なお、本明細書において、第1の所定値とは、吸収材23Aが飽和状態(例えば、約85%まで飽和した状態)に近く、吸収材23AがCO2吸収能力を十分に発揮できていないといえるCO2濃度の値をいう。また、この第1の所定値は、プラント設備などで目標とするCO2回収率によって異なる。
Next, the CO 2 concentration in the CO 2
制御部17は、CO2除去排ガス24のCO2濃度が第1の所定値以下と判断したら(ステップS33:Yes)、吸収材23Aの吸収性能はまだ飽和状態に達していないと判断し、吸収塔22Aへの排ガス21の導入を継続する。
When the
一方、CO2除去排ガス24のCO2濃度が第1の所定値よりも高いと判断したら(ステップS33:No)、吸収材23Aの吸収性能は飽和状態に達していると判断し、調節弁V11−1を閉じて、吸収工程S11を停止し、図2に示す放出工程(ステップS12)に切り替える。
On the other hand, if it is determined that the CO 2 concentration of the CO 2
放出工程(ステップS12)では、吸収材23Aに吸収されたCO2を脱離させ、吸収材23Aを再生する。 In the release step (step S12), CO 2 absorbed by the absorbent 23A is desorbed to regenerate the absorbent 23A.
放出工程S12について具体的に説明する。まず、制御部17は、図5に示すように、調節弁V12−1を開放して、吸収塔22AにCO2ガス25を供給して、吸収塔22A内に残留する排ガス21、CO2除去排ガス24などを吸収塔22Aの外部に排出する(洗浄工程S21)。
The discharge step S12 will be specifically described. First, as shown in FIG. 5, the
図6は、洗浄工程S21の一例を示すフローチャートである。図6に示すように、CO2ガス25を吸収塔22Aに供給し、吸収塔22A内に残留する排ガス21、CO2除去排ガス24などをCO2ガス25と共に吸収塔22A内からガス排出ラインL15−1を通って、外部に排出する(ステップS41)。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the cleaning step S21. As shown in FIG. 6, the CO 2 gas 25 is supplied to the
これにより、吸収塔22A内に残存していたCO2除去排ガス24など不要なガス成分は、塔内から排出されるため、吸収塔22A内のCO2濃度が高められる。そのため、後段の再生工程(ステップS22)で、高濃度のCO2を回収することができる。また、洗浄工程S21において、CO2ガス25を多く吸収塔22A内に供給するほど、吸収塔22A内に残存する不要なガス成分が排出されて、吸収塔22A内のCO2濃度は上昇するが、CO2が外部に排出される量が増大し、CO2の回収率が低下するため、目的のCO2濃度、CO2回収率に合わせて、CO2ガス25の供給量を適宜調節することが好ましい。
As a result, unnecessary gas components such as the CO 2
次に、制御部17は、吸収塔22Aから排出されるCO2ガス25中のCO2濃度をCO2濃度計32Bで測定し(ステップS42)、CO2濃度が第2の所定値以下か否か判断する(ステップS43)。なお、本明細書において、第2の所定値とは、吸収塔22A内に残留するガス成分が十分に排出され、吸収材23Aが飽和状態(例えば、約85%まで飽和した状態)に近く、吸収塔22A内のCO2濃度が十分高い値をいう。また、この第2の所定値は、プラント設備などで目標とするCO2回収率及びCO2濃度によって変わる。
Next, the
制御部17は、吸収塔22Aから排出されるCO2ガス25のCO2濃度が第2の所定値以下の場合(ステップS44:Yes)、吸収塔22A内に残留するガス成分がまだ吸収塔22Aから排出されている状態にあるため、吸収塔22A内にガス成分が残留し、吸収塔22A内のCO2濃度が十分高まっていないと判断し、CO2ガス25の吸収塔22Aへの供給を継続する。
When the CO 2 concentration of the CO 2 gas 25 discharged from the
一方、吸収塔22Aから排出されるCO2ガス25のCO2濃度が第2の所定値よりも高い場合(ステップS43:No)、吸収塔22A内に残留するガス成分の大部分が吸収塔22Aから排出され、吸収塔22A内のCO2濃度が十分高まったと判断し、調節弁V12−1、V15−1を閉じて、図2に示す再生工程(ステップS22)に移行する。
On the other hand, when the CO 2 concentration of the CO 2 gas 25 discharged from the
再生工程(ステップS22)では、図7に示すように、真空ポンプ12を稼働して、調節弁V13−1、V16−1を開放し、吸収塔22A内のCO2ガス25などガス成分を吸引して塔内の圧力を下げる。また、吸収塔22Aに蒸気26を供給して、吸収塔22A内のCO2分圧を下げる。これにより、吸収材23Aに吸収されたCO2を脱離させる。
In the regeneration process (step S22), as shown in FIG. 7, the
図8は、再生工程S22の一例を示すフローチャートである。図8に示すように、真空ポンプ12を稼働すると共に、蒸気26を吸収塔22A内に供給する(ステップS51)。真空ポンプ12により吸収塔22A内を真空引きして、吸収塔22A内のガス成分を吸引し、吸収塔22A内の圧力を下げる。吸収塔22A内の圧力は、常圧以下であることが好ましいが、高真空状態(例えば、1×10−3〜1kPa未満程度)にまで吸収塔22A内の圧力を低下させる必要はなく、例えば、吸収塔22A内を、1.0〜50kPa程度の真空状態でよい。また、吸収塔22A内に供給された蒸気26により吸収塔22A内のCO2分圧を下げる。これにより、吸収塔22A内のCO2分圧がほぼゼロとなることで、吸収材23Aに吸収されたCO2が脱離され、吸収材23AからCO2を放出させることができる。また、真空ポンプ12により吸収塔22A内の圧力を下げる際、吸収塔22A内に導入した蒸気26が凝縮しない程度の圧力にまで下げるようにすることが好ましい。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the regeneration step S22. As shown in FIG. 8, while operating the
吸収塔22A内に供給される蒸気26は、気液分離器14から供給された水27が加熱器16で加熱されて生成されたものが用いられ、蒸気供給ラインL13−1、L13−2を通って、吸収塔22Aに供給される。
The
再生工程(ステップS22)では、吸収塔22A内の温度は、上記吸収工程S11と同程度で行われることが好ましく、吸収塔22A内の温度は、例えば、常温付近、または排ガス温度付近とすることが好ましい。再生工程S22では、吸収塔22A内を加熱または冷却する必要がないため、吸収塔22A内を加熱または冷却することで生じるエネルギー損失を抑制することができる。
In the regeneration step (step S22), the temperature in the
吸収材23Aから放出されたCO2と蒸気26との混合気体33は、第2ガス排出ラインL16−1、L16−3を通って、冷却器13で冷却され、蒸気26は凝縮して水27に戻される。その後、水27は、気液分離器14で混合気体33中のCO2と分離される。気液分離器14で分離された水27は、蒸気供給ラインL13−1を通って、加熱器16で再び加熱され、蒸気26となって、吸収塔22Aに供給される。
The
制御部17は、調節弁V18を開放することで、気液分離器14で分離されたCO2ガス25は、放出ラインL17、CO2循環ラインL18を通って、CO2タンク15に供給され、保存される。
The
次に、吸収塔22Aから排出される混合気体33中のCO2濃度をCO2濃度計32Dで測定し(ステップS52)、制御部17は、混合気体33中のCO2濃度が第3の所定値以下か否か判断する(ステップS53)。第3の所定値とは、吸収材23Aが排ガス21中のCO2を吸収するのに有効に用いることができるまで吸収材23Aに吸収されていたCO2が放出され、蒸気26に含まれているCO2濃度の低い値をいい、吸収材23Aが排ガス21中のCO2を吸収するのに有効に用いるためには、吸収材23Aに残るCO2は、極力少ないことが好ましいため、蒸気26中のCO2濃度が0の場合でもよい。
Next, the CO 2 concentration in the
制御部17は、蒸気26中のCO2濃度が第3の所定値以下でない場合(ステップS53:No)には、吸収材23Aは再生されていないと判断し、真空ポンプ12による吸収塔22A内の真空引きと、吸収塔22A内への蒸気26の供給とを継続する。一方、蒸気26中のCO2濃度が第3の所定値以下である場合(ステップS53:Yes)には、吸収材23AからCO2が十分放出され、吸収材23Aが再生されたと判断し、調節弁V13−1、V16−1、およびV18を閉じて、図2に示す洗浄昇圧工程(ステップS23)に移行する。
When the CO 2 concentration in the
洗浄昇圧工程(ステップS23)では、図9に示すように、調節弁V14−1、V16−1、V17を開放し、吸収塔22A内にパージガス28を供給して吸収塔22A内から蒸気26を排出し、吸収塔22A内の圧力を常圧に戻している。パージガス28として、窒素ガスなどの不活性ガスまたは空気などを用いることができる。
In the washing pressure increasing step (step S23), as shown in FIG. 9, the control valves V14-1, V16-1, and V17 are opened, the
図10は、洗浄昇圧工程S23の一例を示すフローチャートである。図10に示すように、パージガス28を、パージガス供給ラインL14−1、L14−2を通して吸収塔22A内に供給する(ステップS61)。パージガス28を吸収塔22A内に供給することにより、吸収塔22A内に残留する蒸気26がパージガス28と共に吸収塔22Aから排出され、塔内は、パージガス28で満たされる。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of the cleaning boosting step S23. As shown in FIG. 10, the
蒸気26とパージガス28との混合気体34は、第2ガス排出ラインL16−1、L16−3を通って、冷却器13で冷却された後、気液分離器14に送られる。気液分離器14に供給された混合気体34中のパージガス28は、放出ラインL17を通って系外に放出される。また、吸収塔22A内に残留していた蒸気26は、冷却器13で冷却されて水27となり、この冷却器13で生じた水27は、気液分離器14から蒸気供給ラインL13−1を通って加熱器16で蒸気26に変換された後、吸収塔22Aに再利用されるため、系外に放出されることを軽減することができる。
The
次に、吸収塔22A内にパージガス28を供給して塔内の蒸気26を排出した後、圧力計31Aにより吸収塔22A内の圧力を測定し(ステップS62)、吸収塔22A内の圧力が常圧に戻っていない場合(ステップS63:No)には、パージガス28の吸収塔22A内への供給を継続する。一方、吸収塔22A内の圧力が常圧に戻っている場合(ステップS63:YES)には、調節弁V16−1、V17を閉じ、吸収塔22A内をパージガス28で充満させた後、調節弁V14−1を閉じ、パージガス28の吸収塔22A内への供給を停止する。
Next, after supplying the
一方、図2に示すように、吸収塔22Bでは、吸収塔22Aで吸収工程S11を行っている間、吸収材23Bに吸収されたCO2を脱離させ、吸収材23Bを再生している(放出工程S12)。その後、吸収塔22Aで放出工程S12が行われる間、吸収塔22Bでは、排ガス21を吸収塔22B内に供給して排ガス21中のCO2を除去する(吸収工程S11)。吸収塔22B側で行われる吸収工程S11および放出工程S12の内容については、上記の吸収塔22Aで行う吸収工程S11および放出工程S12と同様であるため、説明は省略する。
On the other hand, as shown in FIG. 2, in the
本実施形態では、吸収工程S11および放出工程S12は、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bで同時に行っているが、異なるタイミングで別々で行ってもよい。
In the present embodiment, the absorption step S11 and the release step S12 are performed simultaneously in the
このように、一方の吸収塔22Aが吸収工程S11を行っている間、他方の吸収塔22Bでは放出工程S12が行われ、一方の吸収塔22Aが吸収工程S11から放出工程S12に切り替えたときに、他方の吸収塔22Bは放出工程S12から吸収工程S11に切り替え、これら吸収工程S11および放出工程S12が交互に繰り返し行われ、吸収部11に排ガス21を連続的に供給し、排ガス21中のCO2を回収することができる。
Thus, while one
よって、本実施形態によれば、CO2回収装置10Aは、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bで、吸収工程S11および放出工程S12を交互に繰り返し行い、吸収塔22Aまたは吸収塔22Bの何れかが排ガス21中のCO2を塔内で吸収して除去することができる。また、吸収材23Aおよび吸収材23Bに吸収されたCO2を放出して再生する際、再生工程S22において、真空引きによる吸収塔22A内の圧力低下と、吸収塔22A内への蒸気26の供給によるCO2分圧の低下とを併用して、吸収塔22A内のCO2分圧を低下させることにより、吸収材23Aまたは吸収材23Bに吸収されたCO2を脱離させることができる。そのため、吸収材23Aまたは吸収材23BからCO2を脱離させるために加熱処理を施すなど温度変化によるエネルギー損失について考慮する必要が無いため、低エネルギーで吸収材23A、23Bの再生を行うことができる。したがって、本実施形態によれば、CO2回収装置10Aは、CO2を吸収したCO2吸収材の再生を効率良く行うことができると共に、排ガス21中のCO2を安定して連続して吸収することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the CO 2 recovery apparatus 10A repeats the absorption step S11 and the release step S12 alternately in the
また、吸収材23A、23Bを再生する際、吸収塔内の圧力を下げずに吸収塔内に蒸気を導入するような一般的な蒸気導入法を用いる場合、吸収材に凝縮した水を除去するため、乾燥処理を行い、吸収材を乾燥させる必要がある。これに対し、本実施形態によれば、CO2回収装置10Aは、吸収材23A、23Bを再生する際に、真空引きにより、蒸気26が凝縮しない程度に圧力を下げながら、蒸気26を吸収塔22A、22B内に供給することにより、一般的な蒸気導入法で必要とされる乾燥処理を省略することができる。また、再生時に加熱処理を行う必要がないため、加熱処理の繰り返しによるCO2吸収材の劣化を防止することができると共に、吸収材23A、23Bが所定の温度まで加熱または冷却されるまでに要する時間を省略することができ、CO2吸収材の再生に要する時間の短縮を図ることができる。
Further, when regenerating the
さらに、本実施形態によれば、CO2回収装置10Aは、上記のように、真空引きによる吸収塔22A内の圧力低下と、吸収塔22A内への蒸気26の供給によるCO2分圧の低下とを併用することにより、吸収材23A、23Bに吸収されたCO2を脱離させている。そのため、本実施形態によれば、CO2脱離のために吸収塔22A、22B内を高真空状態(例えば、1×10−3〜1kPa程度)にまで減圧する必要が無く、高真空状態にまで減圧するために要するエネルギーを抑制することができると共にコストを低減することができる。
Further, according to the present embodiment, the CO 2 recovery apparatus 10A, as described above, reduces the pressure in the
なお、本実施形態においては、CO2回収装置10Aは、制御部17を備え、CO2回収装置10Aの運転を制御して、吸収塔22A、22Bの吸収工程S11および放出工程S12を制御しているが、制御部17を備えなくてもよく、吸収塔22A、22Bの吸収工程S11および放出工程S12の制御を手動で行ってもよい。
In the present embodiment, the CO 2 recovery device 10A includes the
(第2の実施形態)
第2の実施形態によるCO2回収装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。本実施形態によるCO2回収装置では、吸収部が吸収塔を3つ備えるようにしたものである。図11は、第2の実施形態によるCO2回収装置の構成を示す概略図である。図11に示すように、CO2回収装置10Bは、3つの吸収塔22A〜22Cを備える吸収部11Bと、CO2除去排ガス供給ラインL21−1〜L21−3とを備えている。
(Second Embodiment)
A CO 2 recovery device according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as the said embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. In the CO 2 recovery apparatus according to the present embodiment, the absorption section includes three absorption towers. FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of the CO 2 recovery device according to the second embodiment. As shown in FIG. 11, the CO 2 recovery device 10B includes an
吸収塔22Cは、吸収塔22A、22Bと同様、ガス供給ラインL11−4、CO2ガス供給ラインL12−4、蒸気供給ラインL13−4、パージガス供給ラインL14−4、ガス排出ラインL15−3、および第2ガス排出ラインL16−4などがそれぞれ接続されている。また、これらのライン上には、調節弁V11−3、V12−3、V13−3、V14−3、V15−3、またはV16−3が設けられ、それぞれのライン上を流れる気体などの流量を調整している。
Similarly to the
CO2除去排ガス供給ラインL21−1〜L21−3は、ガス排出ラインL15−1〜L15−3のいずれかのラインから分岐して設けられ、ガス供給ラインL11−2〜L11−4のいずれかのラインに接続されている。本実施形態では、CO2除去排ガス供給ラインL21−1は、ガス排出ラインL15−1から分岐してガス供給ラインL11−3に接続され、CO2除去排ガス供給ラインL21−2は、ガス排出ラインL15−2から分岐してガス供給ラインL11−4に接続され、CO2除去排ガス供給ラインL21−3は、ガス排出ラインL15−3から分岐してガス供給ラインL11−2に接続されている。 The CO 2 removal exhaust gas supply lines L21-1 to L21-3 are branched from any one of the gas discharge lines L15-1 to L15-3, and any one of the gas supply lines L11-2 to L11-4 is provided. Connected to the line. In the present embodiment, the CO 2 removal exhaust gas supply line L21-1 is branched from the gas discharge line L15-1 and connected to the gas supply line L11-3, and the CO 2 removal exhaust gas supply line L21-2 is a gas discharge line. A branch from L15-2 is connected to the gas supply line L11-4, and a CO 2 removal exhaust gas supply line L21-3 is branched from the gas discharge line L15-3 and connected to the gas supply line L11-2.
CO2除去排ガス供給ラインL21−1〜L21−3には、調節弁V21−1〜V21−3がそれぞれ設けられ、ガス排出ラインL15−1〜L15−3に供給されるCO2除去排ガス24のガス量は、調節弁V21−1〜V21−3により調整される。
Control valves V21-1 to V21-3 are provided in the CO 2 removal exhaust gas supply lines L21-1 to L21-3, respectively, and the CO 2
また、CO2除去排ガス供給ラインL21−1〜L21−3には、逆流防止弁(逆止弁)41−1〜41−3のいずれかの逆止弁が設けられている。これにより、ガス供給ラインL11−2〜L11−4のいずれかのラインを流れる排ガス21がCO2除去排ガス供給ラインL21−1〜L21−3に侵入して、CO2除去排ガス供給ラインL21−1〜L21−3内を流れるCO2除去排ガス24が、ガス排出ラインL15−1〜L15−3側に逆流することを防止することができる。
The CO 2 removal exhaust gas supply lines L21-1 to L21-3 are provided with any one of the check valves (check valves) 41-1 to 41-3. Thereby, the
本実施形態では、調節弁V21−1〜V21−3は、CO2除去排ガス供給ラインL21−1〜L21−3のガス排出ラインL15−1〜L15−3側、すなわち、CO2除去排ガス供給ラインL21−1〜L21−3の上流側に設けられている。逆止弁41−1〜41−3は、CO2除去排ガス供給ラインL21−1〜L21−3のガス供給ラインL11−2〜L11−4側、すなわち、CO2除去排ガス供給ラインL21−1〜L21−3の下流側に設けられている。調節弁V21−1〜V21−3は、逆止弁41−1〜41−3よりもCO2除去排ガス供給ラインL21−1〜L21−3の上流側に設けられていれば、その設置場所は限定されない。 In this embodiment, regulating valve V21-1~V21-3 a gas discharge line L15-1~L15-3 side of the CO 2 reducing gas supply line L21-1~L21-3, i.e., the CO 2 reducing gas supply line It is provided on the upstream side of L21-1 to L21-3. The check valve 41-1~41-3 a gas supply line L11-2~L11-4 side of the CO 2 reducing gas supply line L21-1~L21-3, i.e., the CO 2 reducing gas supply line L21-1~ It is provided on the downstream side of L21-3. If the control valves V21-1 to V21-3 are provided on the upstream side of the CO 2 removal exhaust gas supply lines L21-1 to L21-3 with respect to the check valves 41-1 to 41-3, the installation location thereof is It is not limited.
本実施形態では、吸収塔22A〜22Cの何れか2つの吸収塔に排ガス21が直列に流れ、吸収塔22A〜22Cの何れか2つの吸収塔で連続して吸収工程S11が行われ、排ガス21中のCO2の吸収を行いつつ、残りの1つの吸収塔で放出工程S12が行われる。このように、CO2吸収性能が低下した吸収材を含む吸収塔を再生させるサイクルが繰り返されている。なお、吸収工程S11および放出工程S12は、上記第1の実施形態と同様に行われる。
In the present embodiment, the
図12は、吸収塔22A〜22Cの工程の一例を示すフローチャートであり、図13〜図15は、CO2回収装置10B内の調節弁の開閉状態と気体の流れを示す説明図である。なお、図13〜図15中、調節弁のバルブを白抜きで表示しているものは、調節弁を開放していることを意味し、調節弁のバルブを黒抜きで表示しているものは、調節弁を閉じていることを意味し、排ガス21およびCO2除去排ガス24の流れは太線で示す。また、図13では、吸収塔22C側においてガスなどの供給量などを制御するために用いられる調節弁の開閉状態と気体の流れは省略し、図14では、吸収塔22A側においてガスなどの供給量などを制御するために用いられる調節弁の開閉状態と気体の流れは省略し、図15では、吸収塔22B側においてガスなどの供給量などを制御するために用いられる調節弁の開閉状態と気体の流れは省略する。
FIG. 12 is a flowchart showing an example of the steps of the absorption towers 22A to 22C, and FIGS. 13 to 15 are explanatory diagrams showing the open / close state of the control valve in the CO 2 recovery apparatus 10B and the gas flow. In FIG. 13 to FIG. 15, the control valve that is indicated by white means that the control valve is open, and the control valve that is indicated by black is indicated. This means that the control valve is closed, and the flows of the
図12に示すように、吸収塔22Aおよび吸収塔22Bで吸収工程S11が行われ、吸収塔22Cで放出工程S12が行われる。このとき、排ガス21は、吸収塔22Aおよび吸収塔22Bにこの順に連続して直列で流れ、吸収塔22Aで、一段目の吸収工程S11が行われ、吸収塔22Bで、二段目の吸収工程S11が行われる。
As shown in FIG. 12, the absorption step S11 is performed in the
図13に示すように、排ガス21をガス供給ラインL11−1、L11−2を通して、吸収塔22Aに供給し、排ガス21中のCO2を吸収材23Aに吸収させる(吸収工程S11(一段目))。そして、吸収塔22Aからガス排出ラインL15−1に排出されたCO2除去排ガス24は、ガス排出ラインL15−1からCO2除去排ガス供給ラインL21−1を通って、ガス供給ラインL11−3に送られ、吸収塔22Bに供給される。吸収塔22Bで、CO2除去排ガス24中に残留しているCO2を吸収材23Bに吸収させる(吸収工程S11(二段目))。これにより、CO2除去排ガス24中に残留するCO2の含有量は、さらに小さくできる。その後、CO2除去排ガス24は、吸収塔22Bからガス排出ラインL15−2を通って、外部に排出される。
As shown in FIG. 13, the
吸収塔22Aは、吸収塔22Bよりも排ガス21の流れ方向の上流側に位置し、吸収塔22Aでは、吸収塔22Bよりも先に吸収工程S11が行われているため、吸収塔22Aの吸収材23Aは、吸収塔22B内の吸収材23Bよりも先にCO2吸収性能が低下する。
The
そこで、次に、吸収塔22AのCO2吸収性能が低下した場合には、吸収塔22Bでは吸収工程S11を継続して行いつつ、吸収塔22Aは吸収工程S11から放出工程S12に切り替え、吸収塔22Cが新たに放出工程S12から吸収工程S11に切り替えられる。
Therefore, next, when the CO 2 absorption performance of the
図14に示すように、排ガス21をガス供給ラインL11−1、L11−3を通して、吸収塔22Bに供給して、排ガス21中のCO2を吸収材23Bに吸収させる(吸収工程S11(一段目))。そして、吸収材23Bから排出されたCO2除去排ガス24は、ガス排出ラインL15−2からCO2除去排ガス供給ラインL21−2を通って、ガス供給ラインL11−4に送られ、吸収塔22Cに供給される。吸収塔22Cで、CO2除去排ガス24中に残留しているCO2を吸収材23Cに吸収させる(吸収工程S11(二段目))。これにより、CO2除去排ガス24中に残留するCO2の含有量は、さらに小さくできる。その後、CO2除去排ガス24は、吸収塔22Cからガス排出ラインL15−3を通って、外部に排出される。
As shown in FIG. 14, the
吸収塔22Bは、吸収塔22Cよりも排ガス21の流れ方向の上流側に位置し、吸収塔22Bでは、吸収塔22Cよりも先に吸収工程S11が行われているため、吸収塔22Bの吸収材23Bは、吸収塔22C内の吸収材23Cよりも先にCO2吸収性能が低下する。
The
そこで、次に、吸収塔22BのCO2吸収性能が低下した場合には、吸収塔22Cでは吸収工程S11を継続して行いつつ、吸収塔22Bは吸収工程S11から放出工程S12に切り替え、吸収塔22Aが新たに放出工程S12から吸収工程S11に切り替えられる。
Therefore, next, when the CO 2 absorption performance of the
図15に示すように、排ガス21をガス供給ラインL11−1、L11−4を通して、吸収塔22Cに供給して、排ガス21中のCO2を吸収材23Cに吸収させる(吸収工程S11(一段目))。そして、吸収材23Cから排出されたCO2除去排ガス24は、CO2除去排ガス供給ラインL21−3を通って、ガス供給ラインL11−2に送られ、吸収塔22Aに供給される。吸収塔22Aで、CO2除去排ガス24中に残留しているCO2を吸収材23Aに吸収させる(吸収工程S11(二段目))。これにより、CO2除去排ガス24中に残留するCO2の含有量は、さらに小さくできる。その後、CO2除去排ガス24は、吸収塔22Aからガス排出ラインL15−2を通って、外部に排出される。
As shown in FIG. 15, the
吸収塔22Cは、吸収塔22Aよりも排ガス21の流れ方向の上流側に位置し、吸収塔22Cでは、吸収塔22Aよりも先に吸収工程S11が行われているため、吸収塔22Cの吸収材23Cは、吸収塔22A内の吸収材23Aよりも先にCO2吸収性能が低下する。吸収塔22CのCO2吸収性能が低下した場合には、図13に示すように、吸収塔22Aでは吸収工程S11を継続して行いつつ、吸収塔22Cは吸収工程S11から放出工程S12に切り替えて、新たに吸収塔22Bが放出工程S12から吸収工程S11に切り替える。
The
このように、CO2回収装置10Bでは、吸収塔22A〜22Cのいずれか2つの吸収塔の中でも、最初に吸収工程S11に切り替えられた吸収塔のCO2吸収性能が低下した場合には、放出工程S12に切り替える。その際、後に吸収工程S11に切り替えられた吸収塔ではまだCO2吸収性能が低下していないため、そのまま吸収工程S11を行うと共に、放出工程S12でCO2吸収性能が回復した吸収塔を新たに放出工程S12から吸収工程S11に切り替える。以上の通り、吸収塔22A〜22Cの間で、このようなサイクルが繰り返し行われる。 As described above, in the CO 2 recovery apparatus 10B, among any two absorption towers of the absorption towers 22A to 22C, when the CO 2 absorption performance of the absorption tower first switched to the absorption step S11 is lowered, the release is performed. Switch to step S12. At that time, since the CO 2 absorption performance has not been lowered yet in the absorption tower that has been switched to the absorption process S11 later, the absorption process S11 is performed as it is, and a new absorption tower whose CO 2 absorption performance has been recovered in the release process S12 is newly added. Switching from the discharge step S12 to the absorption step S11. As described above, such a cycle is repeatedly performed between the absorption towers 22A to 22C.
したがって、本実施形態によれば、CO2除去排ガス供給ラインL21−1〜L21−3を介して、吸収塔22A〜22Cの何れか2つの吸収塔に、排ガス21が直列に流れるように構成されている。よって、本実施形態によれば、同時期に、吸収塔22A〜22Cの何れか2つで吸収工程S11を行うことができるため、排ガス21中のCO2の回収率を向上させることができる。また、一般に、吸収塔で用いられる吸収材は、CO2吸収容量が限界になる前に、吸収材の再生処理を施すが、本実施形態では、常時、吸収塔22A〜22Cのうちの何れか2つの吸収塔で吸収工程S11が行われているため、2つの吸収塔のうち、最初に吸収工程S11に切り替えた吸収塔の吸収材のCO2吸収容量が限界になるまで、排ガス21中のCO2の吸収に使用するまでことができる。
Therefore, according to the present embodiment, the
(第3の実施形態)
第3の実施形態によるCO2回収装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。本実施形態によるCO2回収装置では、吸収部が吸収塔を4つ備えるようにしたものである。図16は、第3の実施形態によるCO2回収装置の構成を示す概略図である。図16に示すように、CO2回収装置10Cでは、吸収部11Cは、4つの吸収塔22A〜22Dを備えている。
(Third embodiment)
A CO 2 recovery device according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as the said embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. In the CO 2 recovery apparatus according to the present embodiment, the absorption section includes four absorption towers. FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a configuration of a CO 2 recovery device according to the third embodiment. As shown in FIG. 16, in the CO 2 recovery apparatus 10C, the
吸収塔22Dには、ガス供給ラインL11−5、CO2ガス供給ラインL12−5、蒸気供給ラインL13−5、パージガス供給ラインL14−5、ガス排出ラインL15−4、および第2ガス排出ラインL16−5がそれぞれ接続されている。また、これらのライン上には調節弁V11−4、V12−4、V13−4、V14−4、V15−4、またはV16−4が設けられ、それぞれのライン上を流れる気体等の流量を調整している。
The
本実施形態では、吸収塔22A〜22Dの何れか1つの吸収塔で吸収工程S11が行われる。残りの3つの吸収塔では、放出工程S12の洗浄工程S21と、再生工程S22と、洗浄昇圧工程S23との何れかが行われる。そのため、吸収塔22A〜22Dの何れか1つの吸収塔で排ガス21中のCO2の吸収を行いつつ、残りの3つの吸収塔で放出工程S12が行われ、CO2吸収性能が低下した吸収材を含む吸収塔を回復させるサイクルが繰り返されている。
In the present embodiment, the absorption step S11 is performed in any one of the absorption towers 22A to 22D. In the remaining three absorption towers, any of the cleaning step S21 of the discharge step S12, the regeneration step S22, and the cleaning boosting step S23 is performed. Therefore, while absorbing CO 2 in the
図17は、吸収塔22A〜22Dの各工程の一例を示すフローチャートである。図17に示すように、吸収塔22Aで吸収工程S11が行われ、吸収塔22B〜22Dで放出工程S12が行われている。吸収塔22B〜22Dのうち、吸収塔22Bでは洗浄工程S21が行われ、吸収塔22Cでは再生工程S22が行われ、吸収塔22Dでは洗浄昇圧工程S23が行われる。
FIG. 17 is a flowchart showing an example of each step of the absorption towers 22A to 22D. As shown in FIG. 17, the absorption step S11 is performed in the
吸収塔22AのCO2吸収性能が低下した場合には、吸収塔22Aは洗浄工程S21に移行すると共に、吸収塔22Bは再生工程S22に移行し、吸収塔22Cは洗浄昇圧工程S23に移行し、吸収塔22Dが新たに吸収工程S11に切り替える。
When the CO 2 absorption performance of the
次に、吸収塔22DのCO2吸収性能が低下した場合には、吸収塔22Dは洗浄工程S21に移行する。このとき、吸収塔22Aは再生工程S22に移行し、吸収塔22Bは洗浄昇圧工程S23に移行し、吸収塔22Cは新たに吸収工程S11に切り替えられる。
Next, when the CO 2 absorption performance of the
次に、吸収塔22CのCO2吸収性能が低下した場合には、吸収塔22Cは洗浄工程S21に移行する。このとき、吸収塔22Aは洗浄昇圧工程S23に移行し、吸収塔22Dは再生工程S22に移行し、吸収塔22Cは新たに吸収工程S11に切り替えられる。
Next, when the CO 2 absorption performance of the
このように、CO2回収装置10Cでは、吸収塔22A〜22Dの何れか1つの吸収塔が吸収工程S11を行い、残りの3つの吸収塔で放出工程S12の三つの工程(洗浄工程S21、再生工程S22、洗浄昇圧工程S23)の何れかを行い、吸収工程S11が行われていた吸収塔を放出工程S12に切り替える際、放出工程S12の洗浄昇圧工程S23でCO2吸収性能の回復が完了した吸収塔を新たに吸収工程S11に切り替え、吸収塔22A〜22Dの間でこのようなサイクルが繰り返される。 As described above, in the CO 2 recovery apparatus 10C, any one of the absorption towers 22A to 22D performs the absorption process S11, and the remaining three absorption towers include the three processes (the washing process S21, the regeneration process). When the absorption tower where the absorption step S11 has been performed is switched to the release step S12 by performing any one of the step S22 and the washing step-up step S23), the recovery of the CO 2 absorption performance is completed in the washing step-up step S23 of the release step S12. The absorption tower is newly switched to the absorption step S11, and such a cycle is repeated between the absorption towers 22A to 22D.
よって、本実施形態によれば、複数の吸収塔22A〜22Dで、吸収工程S11、洗浄工程S21、再生工程S22、および洗浄昇圧工程S23の4つの工程の何れかを行うようにすることにより、それぞれの工程の処理時間に合わせて、各吸収塔22A〜22Dで行われる工程を次の工程に移行させることができる。通常、吸収塔で吸収工程S11と放出工程S12の三つの工程(洗浄工程S21、再生工程S22、洗浄昇圧工程S23)とは、それぞれの工程が完了するまでに要する時間が異なる。本実施形態によれば、それぞれの吸収塔22A〜22Dで行われる、吸収工程S11および放出工程S12の三つの工程(洗浄工程S21、再生工程S22、洗浄昇圧工程S23)の組み合わせを最適化することにより、各吸収塔22A〜22Dにおいてそれぞれ次の工程を行うための待機時間の短縮化を図ることができる。例えば、吸収工程S11が他の工程に比べて最も遅く終了する場合には、吸収工程S11は吸収塔22A〜22Dのうちの3つの吸収塔で行われ、放出工程S12(例えば、再生工程S22)は残りの1つの吸収塔で行われるように調整することができる。
Therefore, according to the present embodiment, by performing any one of the four steps of the absorption step S11, the cleaning step S21, the regeneration step S22, and the cleaning boosting step S23 in the plurality of
したがって、本実施形態によれば、吸収塔22A〜22Dで行われる工程の組み合わせを最適化して、各吸収塔22A〜22Dにおいてそれぞれ次の工程を行うための待機時間を短縮することにより、排ガス21中のCO2の回収と、CO2を吸収された吸収材の回復とを効率良く行うことができる。
Therefore, according to the present embodiment, the
なお、本実施形態では、放出工程S12の三つの工程(洗浄工程S21、再生工程S22、洗浄昇圧工程S23)がそれぞれ異なる吸収塔で行われている場合について説明したが、放出工程S12を構成する三つの工程のうちの何れか二つの工程を一緒に行うようにしてもよい。例えば、3つの吸収塔のうちの何れかの吸収塔では洗浄工程S21を行い、残りの吸収塔では再生工程S22と洗浄昇圧工程S23とを行うようにしてもよい。また、3つの吸収塔のうちの何れかの吸収塔では、洗浄工程S21および再生工程S22を行い、残りの吸収塔では洗浄昇圧工程S23を行うようにしてもよい。 In the present embodiment, the case where the three steps of the discharge step S12 (the cleaning step S21, the regeneration step S22, and the cleaning step-up step S23) are performed in different absorption towers has been described, but the discharge step S12 is configured. Any two of the three steps may be performed together. For example, the washing step S21 may be performed in any one of the three absorption towers, and the regeneration step S22 and the washing pressure increasing step S23 may be performed in the remaining absorption towers. Further, the washing step S21 and the regeneration step S22 may be performed in any one of the three absorption towers, and the washing pressure increasing step S23 may be performed in the remaining absorption towers.
上記の各実施形態においては、吸収部が2〜4つの吸収塔を備えている場合について説明したが、これに限定されず、さらに複数備えていてもよい。 In each of the above-described embodiments, the case where the absorption unit includes 2 to 4 absorption towers has been described. However, the present invention is not limited thereto, and a plurality of absorption towers may be provided.
上記の各実施形態においては、被処理ガスがCO2を含む排ガス21である場合について説明したが、本実施形態によれば、CO2以外に、H2S、COS、CS2、NH3、またはHCNなど他の酸性ガスを含んでいても同様に適用することができる。
In each of the above embodiments, the case where the gas to be treated is the
以上の通り、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されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。 As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various combinations, omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10A〜10C CO2回収装置
11A〜11D 吸収部
12 真空ポンプ(吸引部)
13 冷却器(冷却部)
14 気液分離器(気液分離部)
15 CO2タンク(CO2供給部)
16 加熱器(加熱部)
17 制御部
21 排ガス
22A〜22D 吸収塔
23A〜23D 吸収材
24 CO2除去排ガス
25 CO2ガス
26 蒸気
27 水
28 パージガス
31A〜31D 圧力計
32A〜32D CO2濃度計(CO2濃度測定部)
33、34 混合気体
41−1〜41−3 逆流防止弁
L11−1〜L11−5 ガス供給ライン
L12−1〜L12−5 CO2ガス供給ライン
L13−1〜L13−5 蒸気供給ライン
L14−1〜L14−5 パージガス供給ライン
L15−1〜L15−4 ガス排出ライン
L16−1〜L16−5 第2ガス排出ライン
L17 放出ライン
L18 CO2循環ライン
L21−1〜L21−3 CO2除去排ガス供給ライン
V11−1〜V11−4、V12−1〜V12−4、V13−1〜V13−4、V14−1〜V14−4、V15−1〜V15−4、V16−1〜V16−4、V17、V18、V21−1〜V21−3 調節弁
10A to 10C CO 2 recovery device 11A to
13 Cooler (cooling part)
14 Gas-liquid separator (gas-liquid separator)
15 CO 2 tank (CO 2 supply part)
16 Heater (heating unit)
17
33 and 34 mixed gas 41-1~41-3 check valve L11-1~L11-5 gas supply line L12-1~L12-5 CO 2 gas supply line L13-1~L13-5 steam supply line L14-1 ~L14-5 purge gas supply line L15-1~L15-4 gas discharge line L16-1~L16-5 second gas discharge line L17 discharge line L18 CO 2 circulation line L21-1~L21-3 CO 2 flue gas supply line V11-1 to V11-4, V12-1 to V12-4, V13-1 to V13-4, V14-1 to V14-4, V15-1 to V15-4, V16-1 to V16-4, V17, V18, V21-1 to V21-3 Regulating valve
Claims (15)
前記被処理ガス中のCO2を吸収させると共に、吸収されたCO2を脱離させる吸収材が収容された、複数の吸収塔を具備してなる吸収部と、
前記複数の吸収塔内の圧力を低減する吸引部と、
前記被処理ガスを前記複数の吸収塔に供給するガス供給ラインと、
蒸気を前記複数の吸収塔に供給する蒸気供給ラインと、
を具備してなり、
前記複数の吸収塔のうちの一つ以上の吸収塔において、前記被処理ガス中のCO2を前記吸収材に吸収させると共に、前記複数の吸収塔のうちの他の一つ以上の吸収塔において、前記吸引部および蒸気を用いて、前記吸収材に吸収されたCO2を脱離させ、前記吸収材を再生させることを特徴とする、二酸化炭素回収装置。 A CO 2 recovery device for removing CO 2 from a gas to be treated containing CO 2,
An absorption part comprising a plurality of absorption towers, in which an absorbing material for absorbing CO 2 in the gas to be treated and absorbing the absorbed CO 2 is housed;
A suction section for reducing the pressure in the plurality of absorption towers;
A gas supply line for supplying the gas to be treated to the plurality of absorption towers;
A steam supply line for supplying steam to the plurality of absorption towers;
Comprising
In one or more absorption towers of the plurality of absorption towers, the absorbent material absorbs CO 2 in the gas to be treated, and in one or more other absorption towers of the plurality of absorption towers The carbon dioxide recovery apparatus, wherein the absorbent is regenerated by desorbing CO 2 absorbed by the absorbent using the suction part and steam.
前記ガス排出ラインに設けられた、前記複数の吸収塔から排出された被処理ガスまたはCO2ガスのCO2濃度を測定するCO2濃度測定部と、
をさらに具備してなり、
前記制御部は、前記複数の吸収塔から排出された被処理ガス中のCO2濃度が、第1の所定値よりも高い場合には、前記被処理ガスの供給を停止すると共に、他の前記複数の吸収塔に前記被処理ガスを供給する、請求項1〜4の何れか1項に記載の二酸化炭素回収装置。 A gas discharge line for discharging the gas to be treated from which CO 2 has been removed by the plurality of absorption towers or the CO 2 gas supplied to the plurality of absorption towers;
Wherein provided in the gas discharge line, and CO 2 concentration measuring unit that measures the CO 2 concentration of the gas to be treated or CO 2 gas discharged from the plurality of absorption tower,
Further comprising
When the CO 2 concentration in the gas to be processed discharged from the plurality of absorption towers is higher than the first predetermined value, the control unit stops supplying the gas to be processed and The carbon dioxide recovery apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the gas to be treated is supplied to a plurality of absorption towers.
前記混合気体を冷却する冷却部と、
前記蒸気供給ラインに接続された、冷却された混合気体をCO2と水とに気液分離する気液分離部と、
前記気液分離部で生じた前記水を加熱して蒸気にする加熱部と、
前記気液分離部で生じたCO2を貯蔵するCO2供給部と、
をさらに具備してなる、請求項1〜6の何れか1項に記載の二酸化炭素回収装置。 A second gas discharge line from which CO 2 desorbed from the absorbent or a mixed gas containing steam is discharged;
A cooling unit for cooling the mixed gas;
A gas-liquid separator connected to the steam supply line for gas-liquid separation of the cooled mixed gas into CO 2 and water;
A heating unit that heats the water generated in the gas-liquid separation unit into steam;
A CO 2 supply unit for storing CO 2 generated in the gas-liquid separation unit;
The carbon dioxide recovery apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
前記被処理ガスを、前記吸収塔に供給して、前記被処理ガス中のCO2を前記吸収材に吸収させる吸収工程と、
前記吸収材に吸収されたCO2を脱離させる放出工程と、を含み、
前記放出工程は、
前記吸収塔にCO2ガスを供給して、前記吸収塔内に残留する前記被処理ガスを前記吸収塔から排出する洗浄工程と、
前記吸収塔内のガスを吸引して塔内の圧力を下げると共に、前記吸収塔に蒸気を供給して前記吸収塔内のCO2分圧を下げ、前記吸収材に吸収されたCO2を脱離させる再生工程と、
前記吸収塔内にパージガスを供給して前記吸収塔内から前記蒸気を排出し、前記吸収塔内の圧力を常圧に戻す洗浄昇圧工程と、
を含み、
前記吸収工程および前記放出工程を前記複数の吸収塔で繰り返し行い、前記複数の吸収塔のうちの一つ以上の吸収塔では前記吸収工程を行い、他の一つ以上の吸収塔では前記放出工程を行い、前記被処理ガスの前記吸収部への供給を連続的に行うことを特徴とする、二酸化炭素回収方法。 Using a CO 2 recovery apparatus comprising an absorption part comprising a plurality of absorption towers, in which an absorbent that absorbs CO 2 in the gas to be treated and absorbs the absorbed CO 2 is accommodated. The gas to be treated is supplied to one or more absorption towers of the plurality of absorption towers so that CO 2 in the gas to be treated is absorbed by the absorbent, and among the plurality of absorption towers A CO 2 recovery method for regenerating the absorbent by desorbing CO 2 absorbed from the absorbent of one or more other absorption towers,
An absorption step of supplying the gas to be treated to the absorption tower and absorbing the CO 2 in the gas to be treated by the absorbent;
Desorbing CO 2 absorbed by the absorbent, and
The releasing step includes
A cleaning step of supplying CO 2 gas to the absorption tower and discharging the gas to be treated remaining in the absorption tower from the absorption tower;
The gas in the absorption tower is sucked to lower the pressure in the tower, and steam is supplied to the absorption tower to lower the partial pressure of CO 2 in the absorption tower to remove the CO 2 absorbed by the absorbent. A regeneration process to separate,
A cleaning and boosting step of supplying a purge gas into the absorption tower to discharge the vapor from the absorption tower and returning the pressure in the absorption tower to normal pressure,
Including
The absorption step and the release step are repeatedly performed in the plurality of absorption towers, the absorption step is performed in one or more of the plurality of absorption towers, and the discharge step is performed in one or more other absorption towers. And continuously supplying the gas to be treated to the absorption section.
前記吸収工程を行っている前記吸収塔のうち、何れか一つの前記吸収塔内の前記吸収材のCO2吸収性能が飽和状態になった場合、CO2吸収性能が飽和状態になった吸収材を含む吸収塔を前記吸収工程から前記放出工程に切り替えると共に、前記放出工程を行っていた前記吸収塔のうちの少なくとも一つの前記吸収塔を前記吸収工程に切り替える、請求項10または11に記載の二酸化炭素回収方法。 Performing the absorption step in two or more of the absorption towers arranged in series, and performing the release step in the other absorption tower,
The absorption of said absorption tower which is performing the process, if the CO 2 absorption performance of any one of the absorber of the absorption tower is saturated, absorbent CO 2 absorption performance is saturated The absorption tower including the above is switched from the absorption process to the release process, and at least one of the absorption towers that has been performing the release process is switched to the absorption process. Carbon dioxide recovery method.
CO2吸収性能が飽和状態になった吸収材を含む前記吸収塔を前記吸収工程から前記放出工程に切り替える際、前記洗浄工程を行っていた吸収塔を前記再生工程に移行し、前記再生工程を行っていた吸収塔を前記洗浄昇圧工程に移行し、前記洗浄昇圧工程を行っていた吸収塔を前記吸収工程に移行する、請求項10または11記載の二酸化炭素回収方法。 The absorption process is performed in one or more of the absorption towers, the discharge process is performed in three or more of the absorption towers, and the cleaning process, the regeneration process, and the cleaning pressure increasing process are performed in three or more of the absorption towers. Do one of the following
When switching the absorption tower containing the absorbent in which the CO 2 absorption performance is saturated from the absorption process to the release process, the absorption tower that has been performing the washing process is transferred to the regeneration process, and the regeneration process is performed. The carbon dioxide recovery method according to claim 10 or 11, wherein the absorption tower that has been used is transferred to the washing pressure raising step, and the absorption tower that has been subjected to the washing pressure raising step is transferred to the absorption step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015181156A JP2017056383A (en) | 2015-09-14 | 2015-09-14 | Carbon dioxide recovery device and carbon dioxide recovery method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015181156A JP2017056383A (en) | 2015-09-14 | 2015-09-14 | Carbon dioxide recovery device and carbon dioxide recovery method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017056383A true JP2017056383A (en) | 2017-03-23 |
Family
ID=58389330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015181156A Pending JP2017056383A (en) | 2015-09-14 | 2015-09-14 | Carbon dioxide recovery device and carbon dioxide recovery method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017056383A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108911002A (en) * | 2018-08-27 | 2018-11-30 | 美丽国土(北京)生态环境工程技术研究院有限公司 | Vacuum decarburization system |
CN115501746A (en) * | 2022-08-24 | 2022-12-23 | 常熟理工学院 | Method and system for carrying out decarburization and cooperative conversion on refinery flue gas |
WO2024157938A1 (en) * | 2023-01-26 | 2024-08-02 | 国立大学法人茨城大学 | Carbon dioxide recovery method and carbon dioxide recovery device |
-
2015
- 2015-09-14 JP JP2015181156A patent/JP2017056383A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108911002A (en) * | 2018-08-27 | 2018-11-30 | 美丽国土(北京)生态环境工程技术研究院有限公司 | Vacuum decarburization system |
CN115501746A (en) * | 2022-08-24 | 2022-12-23 | 常熟理工学院 | Method and system for carrying out decarburization and cooperative conversion on refinery flue gas |
CN115501746B (en) * | 2022-08-24 | 2024-04-19 | 常熟理工学院 | Method and system for decarbonizing and cooperatively converting refinery gas by using refinery flue gas |
WO2024157938A1 (en) * | 2023-01-26 | 2024-08-02 | 国立大学法人茨城大学 | Carbon dioxide recovery method and carbon dioxide recovery device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2010277084B2 (en) | Carbon Dioxide Separation Method and Apparatus | |
JP6107695B2 (en) | Carbon dioxide recovery device and carbon dioxide recovery method | |
US11358097B2 (en) | Gas recovery and concentration device | |
JP6575050B2 (en) | Carbon dioxide recovery method and recovery apparatus | |
AU2012265736B2 (en) | Carbon dioxide separating and capturing apparatus | |
WO2013084402A1 (en) | Method and apparatus for separating hydrogen sulfide and hydrogen production system using same | |
JP6834515B2 (en) | Carbon dioxide recovery method and recovery device | |
KR101444186B1 (en) | Purification device of biogas and purification method thereof | |
JP7203401B2 (en) | Carbon dioxide capture device | |
CA2858803A1 (en) | Carbon dioxide chemical absorption system installed with vapor recompression equipment | |
JP2017056383A (en) | Carbon dioxide recovery device and carbon dioxide recovery method | |
NO20240672A1 (en) | Carbon dioxide capturing apparatus and capturing method | |
JP2021035654A (en) | Co2 separation method and facility | |
EP2781249A1 (en) | Carbon dioxide capture equipment | |
KR102077344B1 (en) | Apparatus for carbon dioxide separation and removal | |
AU2017215892A1 (en) | Carbon dioxide recovery system and carbon dioxide separation and recovery system | |
JP2007014919A (en) | Exhaust gas treatment device and exhaust gas treatment system | |
JP7236888B2 (en) | Operation method of vacuum desorption type volatile organic compound recovery equipment | |
JP2012071290A (en) | Method and apparatus for recovering carbon dioxide | |
JP2009249571A (en) | Method for eliminating hydrogen sulfide contained in biogas | |
WO2023145721A1 (en) | Co2 recovery method and co2 recovery device | |
JP5606469B2 (en) | Carbon dioxide recovery apparatus and method | |
JP2019069417A (en) | Method and installation for recovering carbon dioxide from exhaust gas | |
KR20220128444A (en) | Methods and systems for reducing the concentration of amines in wash liquids used in industrial processing | |
JP2010264441A (en) | Adsorbent for dehydrating water-soluble organic compound-containing fluid and apparatus for dehydrating water-soluble organic compound-containing fluid by using the adsorbent |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20171127 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20171128 |