JP2018001085A - 酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法 - Google Patents

酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2018001085A
JP2018001085A JP2016130744A JP2016130744A JP2018001085A JP 2018001085 A JP2018001085 A JP 2018001085A JP 2016130744 A JP2016130744 A JP 2016130744A JP 2016130744 A JP2016130744 A JP 2016130744A JP 2018001085 A JP2018001085 A JP 2018001085A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
exhaust gas
absorption
unit
cleaning
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.)
Granted
Application number
JP2016130744A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6726039B2 (ja
Inventor
哲也 綛田
Tetsuya Kaseda
哲也 綛田
己思人 藤田
Kishito Fujita
己思人 藤田
満 宇田津
Mitsuru Udatsu
満 宇田津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2016130744A priority Critical patent/JP6726039B2/ja
Priority to US15/634,679 priority patent/US10596514B2/en
Priority to GB1710321.9A priority patent/GB2553637B/en
Priority to AU2017204427A priority patent/AU2017204427B2/en
Priority to CN201710521081.3A priority patent/CN107551785B/zh
Publication of JP2018001085A publication Critical patent/JP2018001085A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6726039B2 publication Critical patent/JP6726039B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456Removing acid components
    • B01D53/1462Removing mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1425Regeneration of liquid absorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456Removing acid components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456Removing acid components
    • B01D53/1475Removing carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/18Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2252/00Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20Organic absorbents
    • B01D2252/204Amines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/30Sulfur compounds
    • B01D2257/304Hydrogen sulfide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/30Sulfur compounds
    • B01D2257/308Carbonoxysulfide COS
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/40Nitrogen compounds
    • B01D2257/408Cyanides, e.g. hydrogen cyanide (HCH)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/02Other waste gases
    • B01D2258/0283Flue gases
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

【課題】吸収部排ガスまたは再生部排ガス中の吸収液成分の回収効率を向上させることができる酸性ガス回収装置を提供する。【解決手段】実施の形態による酸性ガス回収装置1は、吸収部排ガス3を排出する吸収部21と、再生部排ガス8を排出する再生部31と、を備えている。再生部排ガス8は圧縮部50において圧縮される。吸収部排ガス3、または圧縮部50で圧縮される前の再生部排ガス8は、第1洗浄部60において第1洗浄液11で洗浄される。圧縮部50での再生部排ガス8の圧縮により生成された圧縮凝縮液10は、一端が圧縮部50に接続された第1圧縮凝縮液ライン101を介して第1洗浄液11に混入される。【選択図】図1

Description

本発明の実施の形態は、酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法に関する。
火力発電所や製鉄所などのプラントから排出されるプラント排ガスは、温室効果をもたらす二酸化炭素(CO)を含有している。このため、このようなプラント排ガスを大気中に排出させることは、地球温暖化の原因の1つにな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、プラント排ガスから二酸化炭素を分離して回収する二酸化炭素回収貯留システム(CCS:Carbon dioxide Capture and Storage)が知られている。このシステムでは、二酸化炭素を吸収可能な吸収液が用いられて、プラント排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる。
より具体的には、二酸化炭素回収貯留システムは、吸収部と再生部とを備えている。このうち吸収部では、プラント排ガスと吸収液とを気液接触させ、プラント排ガス中の二酸化炭素を吸収液に吸収させる。再生部では、二酸化炭素を吸収した吸収液を加熱し、吸収液から二酸化炭素を放出させて回収している。そして、回収された二酸化炭素は、地中などに貯留される。このようにして、大気への二酸化炭素の排出量の削減を図っている。
吸収液としては、弱酸性の二酸化炭素を効率良く吸収するために、アルカリ性のアミン溶液を用いることが好適である。このため、プラント排ガスが、二酸化炭素以外の酸性ガスである硫化水素(HS)、硫化カルボニル(COS)、二硫化炭素(CS)、シアン化水素(HCN)を含有する場合には、これらの酸性ガスを吸収することもできる。
吸収部において二酸化炭素が除去されたプラント排ガスは、吸収部排ガスとして吸収部から排出される。この吸収部排ガスは、吸収部から排出されるときに、吸収液成分を同伴する。このため、吸収液成分が大気中に放散され、近隣の環境に悪影響を及ぼすことが危惧されている。
このようなことから、吸収部から排出された吸収部排ガスを洗浄水(例えば純水)で洗浄する洗浄部が設けられる場合がある。この場合、吸収部排ガスが洗浄水と気液接触し、吸収部排ガス中の吸収液成分が洗浄水に回収され、吸収部排ガスから吸収液成分を除去することができる。洗浄水は洗浄部内を循環し、吸収部排ガスの洗浄は連続的に行われる。このような洗浄部は、再生部から排出された再生部排ガスを洗浄する場合もある。
しかしながら、洗浄部において洗浄水が吸収部排ガスを連続的に洗浄することにより、洗浄水中に吸収液成分が蓄積されていき、洗浄水の洗浄効果が低下し得る。そこで、洗浄水のメイクアップとして、洗浄水の一部を新液(純水など)で連続的に置換することが行われている。この場合、メイクアップした分だけ、吸収液成分が蓄積された洗浄水は抜き出されて廃棄される。このため、洗浄水のメイクアップのために、新液の使用量が増大するとともに洗浄水の廃棄量が増大し、運転コストが増大し得る。
このようなことに対処するために、再生部から排出された再生部排ガスの冷却時に生成される凝縮水を洗浄水として用いる方法が知られている。このことにより、洗浄水として用いていた純水を凝縮水で代用することができ、純水の使用量を低減することができる。また、再生部排ガスは二酸化炭素を含有しているため、凝縮水が弱酸性となって凝縮水のpHが小さくなり、純水で洗浄するよりも高い洗浄効果が期待できる。
しかしながら、再生部排ガスは吸収液成分をも含んでいるため、再生部排ガスから凝縮された凝縮水はアルカリ性の吸収液成分を含有する。このことにより、凝縮水のpHが中性に近づき、吸収部排ガス中の吸収液成分の回収効率向上が限定的となることが問題として挙げられる。
特開2004−323339号公報 特開2002−126439号公報
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、吸収部排ガスまたは再生部排ガス中の吸収液成分の回収効率を向上させることができる酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法を提供することを目的とする。
実施の形態による酸性ガス回収装置は、プラント排ガスに含有される酸性ガスを吸収液に吸収させて、プラント排ガスを吸収部排ガスとして排出する吸収部と、吸収部で酸性ガスを吸収した吸収液から酸性ガスを放出させて再生部排ガスとして排出する再生部と、を備えている。再生部排ガスは、圧縮部において圧縮される。吸収部排ガス、または圧縮部で圧縮される前の再生部排ガスは、第1洗浄部において第1洗浄液で洗浄される。圧縮部での再生部排ガスの圧縮により生成された圧縮凝縮液は、一端が圧縮部に接続された第1圧縮凝縮液ラインを介して第1洗浄液に混入される。
また、実施の形態による酸性ガス回収方法は、プラント排ガスに含有される酸性ガスを吸収液に吸収させて、プラント排ガスを吸収部排ガスとして排出する吸収工程と、吸収工程で酸性ガスを吸収した吸収液から酸性ガスを放出させて再生部排ガスとして排出する再生工程と、を備えている。また、酸性ガス回収方法は、再生工程で排出された再生部排ガスを圧縮部で圧縮する圧縮工程と、圧縮工程にて生成された圧縮凝縮液を圧縮部から排出して第1洗浄液に混入させる混入工程と、を備えている。吸収部排ガス、または圧縮工程で圧縮される前の再生部排ガスは、圧縮凝縮液が混入された第1洗浄液で洗浄される。
本発明によれば、吸収部排ガスまたは再生部排ガス中の吸収液成分の回収効率を向上させることができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態における酸性ガス回収装置を示す図である。 図2は、本発明の第2の実施の形態における酸性ガス回収装置を示す図である。 図3は、本発明の第3の実施の形態における酸性ガス回収装置を示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態における酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法について説明する。
(第1の実施の形態)
まず、図1を用いて、本発明の第1の実施の形態における酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法について説明する。なお、本実施の形態では、酸性ガス回収装置の一例として、二酸化炭素(酸性ガスの一例)を含有するプラント排ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置について説明する。
図1に示すように、二酸化炭素回収装置1は、吸収部21を有する吸収塔20と、再生部31を有する再生塔30と、を備えている。このうち吸収部21は、プラント排ガス2に含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させて、当該プラント排ガス2を吸収部排ガス3として排出する。この吸収部21から、二酸化炭素を吸収液に吸収させたプラント排ガス2が、吸収部排ガス3として排出される。再生部31は、吸収部21から供給される吸収液であって、吸収部21で二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放出させる。放出された二酸化炭素は再生部排ガス8として再生部31から排出される。すなわち、再生部31から、吸収液から放出された二酸化炭素が蒸気と共に再生部排ガス8として排出される。
吸収液は、吸収塔20と再生塔30とを循環し、吸収塔20の吸収部21において二酸化炭素を吸収してリッチ液4となり、再生塔30の再生部31において二酸化炭素を放出してリーン液5となる。なお、吸収液に含まれる化合物の一例としては、モノエタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノールのようなアルコール性水酸基含有1級アミン類、ジエタノールアミン、2−メチルアミノエタノールのようなアルコール性水酸基含有2級アミン類、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミンのようなアルコール性水酸基含有3級アミン類、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジエチレントリアミンのようなポリエチレンポリアミン類、ピペラジン類、ピペリジン類、ピロリジン類のような環状アミン類、キシリレンジアミンのようなポリアミン類、メチルアミノカルボン酸のようなアミノ酸類等及びこれらの混合物を用いることができる。これらのアミン化合物は通常10〜70重量%の水溶液として使用される。また、吸収液には二酸化炭素吸収促進剤或いは腐食防止剤、更には、その他の媒体としてメタノール、ポリエチレングリコール、スルフォラン等を加えることができる。
吸収塔20は、吸収部21の上方に設けられた液分散器22を更に有している。液分散器22は、再生塔30から供給されるリーン液5を吸収部21に向けて分散落下させる。
吸収塔20の下部には、二酸化炭素を含有するプラント排ガス2が、送風機(図示せず)によって供給され、吸収塔20内を吸収部21に向かって上昇する。一方、再生塔30からのリーン液5が液分散器22に供給されて分散落下し、吸収部21に供給される。吸収部21は、向流型気液接触装置として構成されており、吸収部21において、プラント排ガス2とリーン液5とが気液接触する。このことにより、プラント排ガス2に含有される二酸化炭素がリーン液5に吸収されてリッチ液4が生成される。
リーン液5と気液接触したプラント排ガス2は、二酸化炭素が除去されて、吸収部排ガス3として吸収部21から排出されて、吸収塔20内を更に上昇する。吸収部21において生成されたリッチ液4は、吸収塔20の底部に一端貯留され、当該底部から排出される。
吸収塔20と再生塔30との間には熱交換器40が設けられている。吸収塔20と熱交換器40との間にはリッチ液ポンプ41が設けられており、吸収塔20から排出されたリッチ液4は、リッチ液ポンプ41によって熱交換器40を介して再生塔30に供給される。熱交換器40は、吸収塔20から再生塔30に供給されるリッチ液4を、再生塔30から吸収塔20に供給されるリーン液5と熱交換させる。このことにより、リーン液5が熱源となって、リッチ液4が所望の温度まで加熱される。言い換えると、リッチ液4が冷熱源となって、リーン液5が所望の温度まで冷却される。
再生塔30は、再生部31の上方に設けられた液分散器32を有している。液分散器32は、吸収塔20から供給されるリッチ液4を再生部31に向けて分散落下させる。
再生塔30には、リボイラー42が連結されている。このリボイラー42は、加熱媒体6によって再生塔30内のリーン液5を加熱する。より具体的には、リボイラー42には、再生塔30の底部から排出されるリーン液5の一部が供給されるとともに、例えばタービン(図示せず)などの外部から加熱媒体6としての高温の蒸気が供給される。リボイラー42に供給されたリーン液5は、加熱媒体6と熱交換する。このことにより、加熱媒体6が熱源となって、リーン液5が加熱される。言い換えると、リーン液5が冷熱源となって、加熱媒体6が冷却される。例えば、加熱媒体6が、タービンから供給される高温の蒸気である場合には、加熱媒体6はリーン液5によって冷却されて凝縮される。凝縮された加熱媒体6は液化し、液化された加熱媒体6を以下では加熱液6aと称する。なお、加熱媒体6は、タービンからの高温の蒸気に限られることはない。
再生塔30の下部には、リボイラー42から蒸気7が供給され、再生塔30内を再生部31に向って上昇する。一方、吸収塔20からのリッチ液4は、液分散器32に供給されて分散落下し、再生部31に供給される。再生部31は、向流型気液接触装置として構成されており、再生部31において、リッチ液4と蒸気7とが気液接触する。このことにより、リッチ液4から二酸化炭素が放出されてリーン液5が生成される。すなわち、再生塔30において、二酸化炭素が放出されることにより吸収液が再生される。
リッチ液4と気液接触した蒸気7は、二酸化炭素を同伴して、再生部排ガス8として再生塔30の上部から排出される。再生部31において生成されたリーン液5は、再生塔30の底部から排出される。
再生塔30と熱交換器40との間には、リーン液ポンプ43が設けられている。再生塔30から排出されたリーン液5は、リーン液ポンプ43によって上述した熱交換器40を介して吸収塔20に供給される。熱交換器40は、上述したように、再生塔30から吸収塔20に供給されるリーン液5を、吸収塔20から再生塔30に供給されるリッチ液4と熱交換させて冷却する。また、熱交換器40と吸収塔20との間には、リーン液冷却器44が設けられている。リーン液冷却器44は、外部から冷却液(冷却水)が供給され、熱交換器40において冷却されたリーン液5を所望の温度まで更に冷却する。
リーン液冷却器44において冷却されたリーン液5は、吸収塔20の液分散器22に供給されて分散落下し、吸収部21に供給される。吸収部21において、リーン液5はプラント排ガス2と気液接触して、プラント排ガス2に含有される二酸化炭素がリーン液5に吸収されてリッチ液4となる。このようにして、二酸化炭素回収装置1は、吸収液がリーン液5となる状態とリッチ液4となる状態とを繰り返しながら循環するように構成されている。
図1に示す二酸化炭素回収装置1は、再生塔30の頂部から排出された再生部排ガス8を冷却するガス冷却器45と、気液分離器46と、を更に備えている。より具体的には、再生塔30の頂部から再生塔排ガスライン47が延びて気液分離器46に連結されている。ガス冷却器45は、この再生塔排ガスライン47に設けられている。ガス冷却器45には、再生塔30の頂部から排出された再生部排ガス8が供給されるとともに、外部から冷却液(冷却水)が供給され、ガス冷却器45において、再生部排ガス8に含有される蒸気が凝縮されて、冷却凝縮液9が生成される。気液分離器46は、ガス冷却器45により生成された冷却凝縮液9を再生部排ガス8から分離する。このようにして、再生部排ガス8は、含有される水分を低減して、気液分離器46から排出されるとともに、分離された冷却凝縮液9が排出される。気液分離器46と再生塔30とは、凝縮液ポンプ48を含む冷却凝縮液ライン49によって連結されており、気液分離器46から排出された冷却凝縮液9は、再生塔30の後述する再生塔洗浄部80の液分散器82に供給される。
気液分離器46から排出された再生部排ガス8は、圧縮機50(圧縮部)によって圧縮される。圧縮された再生部排ガス8は、二酸化炭素濃度の高いガスとなり、圧縮機50から排出されて、図示しない設備に供給されて貯蔵される。一方、圧縮機50において、再生部排ガス8の圧縮時に、再生部排ガス8に含有されていた蒸気が凝縮され、圧縮凝縮液10が生成される。生成された圧縮凝縮液10は、圧縮機50から排出され、後述する第1圧縮凝縮液ライン101を介して後述する第1吸収塔洗浄部60に供給される。
本実施の形態による吸収塔20は、吸収部21から排出された吸収部排ガス3を洗浄する第1吸収塔洗浄部60(第1洗浄部)と、第1吸収塔洗浄部60において洗浄された吸収部排ガス3を更に洗浄する第2吸収塔洗浄部70(第2洗浄部)と、を更に有している。このうち第1吸収塔洗浄部60は、吸収部21から排出された吸収部排ガス3を第1吸収塔洗浄液11(第1洗浄液)で洗浄して、吸収部排ガス3に同伴する吸収液成分を回収する。第2吸収塔洗浄部70は、第1吸収塔洗浄部60から排出された吸収部排ガス3を第2吸収塔洗浄液12(第2洗浄液)で洗浄して、吸収部排ガス3に同伴する吸収液成分を更に回収する。
第1吸収塔洗浄部60は、液分散器22の上方に設けられた第1回収部61と、第1回収部61の上方に設けられた第1液分散器62と、第1回収部61の下方に設けられた第1洗浄液貯留部63と、を含んでいる。このうち、第1回収部61は、第1吸収塔洗浄液11と吸収部排ガス3とを気液接触させて吸収部排ガス3に同伴する吸収液成分を回収する。第1液分散器62は、第1吸収塔洗浄液11を第1回収部61に向けて分散落下させる。第1洗浄液貯留部63は、第1回収部61から流下する第1吸収塔洗浄液11を貯留する。第1洗浄液貯留部63は、液分散器22よりも上方に配置されている。
第1洗浄液貯留部63には、第1吸収塔洗浄液11を循環させる第1循環ライン64が連結されている。第1循環ライン64は、第1循環ポンプ65を含んでおり、第1洗浄液貯留部63に貯留されている第1吸収塔洗浄液11を抜き出して第1液分散器62に供給し、第1吸収塔洗浄液11を循環させる。第1液分散器62に供給された第1吸収塔洗浄液11は、分散落下して第1回収部61に供給される。
このような構成により、吸収部21から上昇する吸収部排ガス3が第1回収部61に供給され、第1液分散器62から分散落下した第1吸収塔洗浄液11が第1回収部61に供給される。第1回収部61は、向流型気液接触装置として構成されており、第1回収部61において、吸収部排ガス3と第1吸収塔洗浄液11とが気液接触して、吸収部排ガス3に同伴する吸収液成分が第1吸収塔洗浄液11に吸収されて回収される。このようにして、吸収部排ガス3が洗浄される。第1回収部61において吸収部排ガス3を洗浄した第1吸収塔洗浄液11は、第1回収部61から流下して第1洗浄液貯留部63に貯留される。第1吸収塔洗浄液11により洗浄された吸収部排ガス3は、吸収塔20内を更に上昇する。
第1吸収塔洗浄部60は、第1新液供給部66を更に含んでいる。図1に示す形態では、この第1新液供給部66は、第1循環ライン64に新液N1(例えば純水)を供給するラインとして構成されている。また、第1循環ライン64は、第1吸収塔洗浄液11の一部を抜き出し可能に構成されている。このようにして、第1吸収塔洗浄部60は、吸収液成分が蓄積された第1吸収塔洗浄液11を新液N1に入れ替えるメイクアップが可能に構成されている。
本実施の形態では、第1吸収塔洗浄部60の第1吸収塔洗浄液11の一部が、洗浄液混入ライン90によって吸収液に混入される。この洗浄液混入ライン90は、第1吸収塔洗浄部60の第1洗浄液貯留部63から吸収塔20のうちの吸収部21の下方部分に延びている。このような構成により、第1洗浄液貯留部63に貯留された第1吸収塔洗浄液11の一部が、洗浄液混入ライン90を通って、吸収塔20の下部に供給され、吸収部21から流下したリッチ液4に混入する。
第2吸収塔洗浄部70は、第1吸収塔洗浄部60の第1液分散器21bの上方に設けられた第2回収部71と、第2回収部71の上方に設けられた第2液分散器72と、第2回収部71の下方に設けられた第2洗浄液貯留部73と、を含んでいる。このうち、第2回収部71は、第2吸収塔洗浄液12と吸収部排ガス3とを気液接触させて吸収部排ガス3に同伴する吸収液成分を回収する。第2液分散器72は、第2吸収塔洗浄液12を第2回収部71に向けて分散落下させる。第2洗浄液貯留部73は、第2回収部71から流下する第2吸収塔洗浄液12を貯留する。第2洗浄液貯留部73は、第1液分散器62よりも上方に配置されている。
第2吸収塔洗浄部70には、第2吸収塔洗浄液12を循環させる第2循環ライン74が連結されている。すなわち、第2循環ライン74は、第2循環ポンプ75を含んでおり、第2洗浄液貯留部73に貯留されている第2吸収塔洗浄液12を抜き出して第2液分散器72に供給し、第2吸収塔洗浄液12を循環させる。第2液分散器72に供給された第2吸収塔洗浄液12は、分散落下して第2回収部71に供給される。
このような構成により、第1吸収塔洗浄部60から上昇する吸収部排ガス3が第2回収部71に供給され、第2液分散器72から分散落下した第2吸収塔洗浄液12が第2回収部71に供給される。第2回収部71は、向流型気液接触装置として構成されており、第2回収部71において、吸収部排ガス3と第2吸収塔洗浄液12とが気液接触して、吸収部排ガス3に同伴する吸収液成分が第2吸収塔洗浄液12に吸収されて回収される。このようにして、吸収部排ガス3が洗浄される。第2回収部71において吸収部排ガス3を洗浄した第2吸収塔洗浄液12は、第2回収部71から流下して第2洗浄液貯留部73に貯留される。第2吸収塔洗浄液12により洗浄された吸収部排ガス3は、吸収塔20内を更に上昇し、吸収塔20の頂部から大気に排出される。
第2吸収塔洗浄部70は、第2新液供給部76を更に含んでいる。図1に示す形態では、この第2新液供給部76は、第2循環ライン74に新液N2(例えば純水)を供給するラインとして構成されている。また、第2循環ライン74は、第2吸収塔洗浄液12の一部を抜き出し可能に構成されている。このようにして、第2吸収塔洗浄部70は、吸収液成分が蓄積された第2吸収塔洗浄液12を新液N2に入れ替えるメイクアップが可能に構成されている。
ところで、液分散器22と第1洗浄液貯留部63との間には、吸収部排ガス3に同伴する吸収液のミストを捕捉する第1デミスター91が設けられている。第1液分散器62と第2洗浄液貯留部73との間には、吸収部排ガス3に同伴する吸収液のミストおよび第1吸収塔洗浄液11のミストを捕捉する第2デミスター92が設けられている。第2吸収塔洗浄部70の第2液分散器72の上方には、吸収部排ガス3に同伴する吸収液のミスト、第1吸収塔洗浄液11のミストおよび第2吸収塔洗浄液12のミストを捕捉する第3デミスター93が設けられている。
図1に示すように、再生塔30は、再生部31から排出された再生部排ガス8を洗浄する再生塔洗浄部80を更に有している。この再生塔洗浄部80は、気液分離器46から供給された冷却凝縮液9を再生部排ガス8を洗浄して、再生部排ガス8に同伴する吸収液成分を回収する。
再生塔洗浄部80は、液分散器32の上方に設けられた再生塔回収部81と、再生塔回収部81の上方に設けられた液分散器82と、を含んでいる。このうち再生塔回収部81は、再生部排ガス8と冷却凝縮液9とを気液接触させて再生部排ガス8に同伴する吸収液成分を回収する。液分散器82は、冷却凝縮液ライン49から供給された冷却凝縮液9を再生塔回収部81に向けて分散落下させる。
このような構成により、再生部31から上昇する再生部排ガス8が再生塔回収部81に供給される。一方、気液分離器46から液分散器82に冷却凝縮液9が供給され、液分散器82から分散落下した冷却凝縮液9が再生塔回収部81に供給される。再生塔回収部81は、向流型気液接触装置として構成されており、再生塔回収部81において、再生部排ガス8と冷却凝縮液9とが気液接触して、再生部排ガス8に同伴する吸収液成分が冷却凝縮液9に吸収されて回収される。このようにして、再生部排ガス8が洗浄される。再生塔回収部81において再生部排ガス8を洗浄した冷却凝縮液9は、再生塔回収部81から流下して再生部31に供給され、リッチ液4と混合される。冷却凝縮液9により洗浄された再生部排ガス8は、再生塔30内を上昇し、再生塔30の頂部から排出される。
液分散器32と再生塔回収部81との間には、再生部排ガス8に同伴する吸収液のミストを捕捉する第4デミスター94が設けられている。液分散器82の上方には、再生部排ガス8に同伴する吸収液のミストおよび冷却凝縮液9のミストを捕捉する第5デミスター95が設けられている。
本実施の形態では、図1に示すように、圧縮機50から排出された圧縮凝縮液10は、第1圧縮凝縮液ライン101を介して第1吸収塔洗浄部60の第1吸収塔洗浄液11および第2吸収塔洗浄部70の第2吸収塔洗浄液12に混入される。すなわち、第1圧縮凝縮液ライン101は、一端が圧縮機50に接続されるとともに他端が第1吸収塔洗浄部60の第1循環ライン64に接続され、圧縮機50の出口部と第1循環ライン64とを連結しており、圧縮凝縮液10が第1循環ライン64に供給される。第1循環ライン64に供給された圧縮凝縮液10は、第1循環ライン64を流れる第1吸収塔洗浄液11に混入される。また、圧縮凝縮液は、第2圧縮凝縮液ライン102を介して第2吸収塔洗浄部70の第2吸収塔洗浄液12に混入される。より具体的には、第2圧縮凝縮液ライン102は、第1圧縮凝縮液ライン101のうち減圧部103(後述)と第1循環ライン64との間の部分から分岐するように、第2吸収塔洗浄部70の第2循環ライン74に連結されている。このようにして、圧縮凝縮液10は、第1圧縮凝縮液ライン101および第2圧縮凝縮液ライン102を介して第2循環ライン74に供給される。第2循環ライン74に供給された圧縮凝縮液10は、第2循環ライン74を流れる第2吸収塔洗浄液12に混入される。
本実施の形態では、第1圧縮凝縮液ライン101は、圧縮凝縮液10を減圧する減圧部103と、圧縮機50と減圧部103との間に設けられた希釈液供給部104と、を有している。
このうち減圧部103は、圧縮機50から排出された比較的高圧の圧縮凝縮液10の圧力を低くして、圧縮凝縮液10の圧力と、第1循環ライン64内の第1吸収塔洗浄液11の圧力または第2循環ライン74内の第2吸収塔洗浄液12の圧力との差を低減する。また、減圧部103では、圧縮凝縮液10の減圧時に、二酸化炭素と蒸気を含有する凝縮液ガス13が発生する。発生した凝縮液ガス13は、ガス戻りライン105を介して、再生部排ガス8に混入される。より具体的には、減圧部103から、再生塔排ガスライン47のうち再生塔30とガス冷却器45との間の部分にガス戻りライン105が延びており、凝縮液ガス13が当該部分を流れる再生部排ガス8に混入される。なお、減圧部103は、減圧された圧縮凝縮液10が第1循環ライン64および第2循環ライン74にスムースに供給可能な程度であって、各循環ライン64、74内の吸収塔洗浄液11、12の循環流れを阻害しない程度に、圧縮凝縮液10を減圧することが好適である。また、ガス戻りライン105は、減圧部103で発生した凝縮液ガス13をスムースにガス冷却器45に供給するためのポンプ(図示せず)を含んでいてもよい。
希釈液供給部104は、圧縮凝縮液10を希釈する希釈液14(例えば、純水)を圧縮凝縮液10に混入するようになっている。図1に示す形態では、希釈液供給部104は、第1圧縮凝縮液ライン101のうち圧縮機50と減圧部103との間の部分に合流するように連結されたラインとして構成されており、当該部分に、希釈液14が供給されて圧縮凝縮液10に混入される。希釈液供給部104は、希釈液14をスムースに第1圧縮凝縮液ライン101に供給するためのポンプ(図示せず)を含んでいてもよい。
また、図1に示すように、第1圧縮凝縮液ライン101は、リボイラー42からの加熱液6aが供給される補給液供給部106を含んでいる。図1に示す形態では、補給液供給部106は、第1圧縮凝縮液ライン101のうち第2圧縮凝縮液ライン102が分岐する分岐点に合流するように連結されたラインとして構成されている。そして、補給液供給部106には、リボイラー42から、リーン液5を加熱して凝縮した加熱液6aが供給される。この加熱液6aが補給液15として第1圧縮凝縮液ライン101に供給されて、圧縮凝縮液10に混入され、その後、吸収塔洗浄液11、12に混入される。また、補給液供給部106には、後述する脱塩塔107から、吸収塔20に供給される前のプラント排ガス2の脱塩処理時に生成された脱塩凝縮液16が供給されるとともに、後述する排ガス冷却塔108から、当該プラント排ガス2の冷却処理時に生成された排ガス凝縮液17が供給される。これらの脱塩凝縮液16および排ガス凝縮液17は、加熱液6aと同様に圧縮凝縮液10に混入され、その後、吸収塔洗浄液11、12に混入される。
ところで、吸収塔20に供給されるプラント排ガス2は、特に限定されるものではない。例えば火力発電所や製鉄所などから排出される燃焼排ガスであってもよい。本実施の形態では、図1に示すように、プラント排ガス2は、吸収塔20に供給される前に排ガス処理部において処理される。排ガス処理部としては、特に限られるものではないが、例えば、脱塩塔107が挙げられる。脱塩塔107では、吸収部21に供給される前のプラント排ガス2を脱塩処理する。脱塩処理時に、プラント排ガス2に含有される蒸気が凝縮されて、脱塩凝縮液16(処理部排出液)が生成される。生成された脱塩凝縮液16は、脱塩塔107から排出されて、上述した補給液供給部106に供給される。
排ガス処理部の他の例としては、脱硫塔(図示せず)が挙げられる。脱硫塔では、吸収部21に供給される前のプラント排ガス2を、脱硫液(処理部排出液)を用いて脱硫処理する。脱硫処理を行った脱硫液は、脱硫塔から排出されて、上述した補給液供給部106に供給される。脱硫液は、例えば純水を用いることが好適である。
また、図1に示すように、脱塩塔107と吸収塔20との間には、排ガス処理部の他の例としての排ガス冷却塔108が設けられている。この排ガス冷却塔108は、脱塩塔107により脱塩処理されたプラント排ガス2であって、吸収部21に供給される前のプラント排ガス2を冷却処理する。冷却処理時に、プラント排ガス2に含有される蒸気が凝縮されて、排ガス凝縮液17(処理部排出液)が生成される。生成された排ガス凝縮液17は、排ガス冷却塔108から排出されて、上述した補給液供給部106に供給される。
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
二酸化炭素回収装置1を運転している間、再生部31から排出された再生部排ガス8はガス冷却器45に供給されて冷却される。冷却された再生部排ガス8は、気液分離器46に供給され、気液分離器46において再生部排ガス8から冷却凝縮液9が分離される。冷却凝縮液9が分離された再生部排ガス8は、気液分離器46から圧縮機50に供給されて圧縮される。再生部排ガス8の圧縮時に、再生部排ガス8に含有されていた蒸気が凝縮され、圧縮凝縮液10が生成される。
ここで、圧縮機50から排出された圧縮凝縮液10の吸収液成分濃度は低くなる。すなわち、再生塔30から排出された再生部排ガス8に同伴していた吸収液成分の一部は、ガス冷却器45において生成される冷却凝縮液9に吸収され、吸収液成分を吸収した冷却凝縮液9が気液分離器46において再生部排ガス8から分離される。このことにより、圧縮機50に供給された再生部排ガス8の吸収液成分の同伴量は、ガス冷却器45に供給される前の再生部排ガス8の吸収液成分の同伴量より少なくなる。このため、圧縮機50から排出される圧縮凝縮液10の吸収液成分濃度を、気液分離器46から排出される冷却凝縮液9の吸収液成分濃度よりも低くすることができる。
また、圧縮機50から排出された圧縮凝縮液10の二酸化炭素濃度は高くなる。すなわち、圧縮機50内の再生部排ガス8の圧力は、ガス冷却器45や気液分離器46内の再生部排ガス8の圧力よりも高い。このため、圧縮機50から排出される圧縮凝縮液10の二酸化炭素濃度を、気液分離器46から排出される冷却凝縮液9の二酸化炭素濃度よりも高くすることができ、圧縮凝縮液10のpHを低くすることができる。
圧縮機50から排出された圧縮凝縮液10は、第1圧縮凝縮液ライン101を通って第1吸収塔洗浄部60の第1循環ライン64および第2吸収塔洗浄部70の第2循環ライン74に供給される。この際、高圧の圧縮凝縮液10は、減圧部103において減圧される。このことにより、圧縮凝縮液10の圧力と、第1循環ライン64内の第1吸収塔洗浄液11の圧力または第2循環ライン74内の第2吸収塔洗浄液12の圧力との差が低減され、各循環ライン64、74内の吸収塔洗浄液11、12の循環の流れが乱されることを防止できる。
圧縮凝縮液10の減圧時には、圧縮凝縮液10から凝縮液ガス13が発生する。発生した凝縮液ガス13は、ガス戻りライン105を通って再生部排ガス8に混入され、ガス冷却器45に供給されて冷却される。このことにより、凝縮液ガス13に含有されている蒸気が凝縮されて冷却凝縮液9が生成され、気液分離器46からの冷却凝縮液9の排出量を増大させることができる。また、凝縮液ガス13は、二酸化炭素を含有しているため、再生部排ガス8に混入させることにより、二酸化炭素が大気に放出されることを防止できる。
第1循環ライン64に供給された圧縮凝縮液10は、第1循環ライン64内の第1吸収塔洗浄液11に混入され、第1吸収塔洗浄部60の第1回収部61において、吸収部排ガス3を洗浄する。上述したように、圧縮凝縮液10の吸収液成分濃度は低いため、圧縮凝縮液10が混入した第1吸収塔洗浄液11の吸収液成分濃度を低くすることができる。また、圧縮凝縮液10のpHが低いため、圧縮凝縮液10が混入した第1吸収塔洗浄液11のpHを低くすることができる。このようにして、第1吸収塔洗浄部60において、洗浄時に吸収部排ガス3に同伴するアルカリ性の吸収液成分を効率良く回収することができる。
第1回収部61において吸収部排ガス3を洗浄した第1吸収塔洗浄液11は、第1洗浄液貯留部63に貯留される。貯留された第1吸収塔洗浄液11の一部は、第1循環ライン64を通って第1液分散器62に供給されるが、他の一部は、洗浄液混入ライン90を通って吸収塔20の下部に供給されてリッチ液4に混入される。このことにより、吸収液成分が蓄積された第1吸収塔洗浄液11を、吸収液として用いることができる。この場合、第1吸収塔洗浄液11をメイクアップのために廃棄する量を低減することができる。
第2循環ライン74に供給された圧縮凝縮液10は、第2循環ライン74内の第2吸収塔洗浄液12に混入され、第2吸収塔洗浄部70の第2回収部71において、第1回収部61から排出された吸収部排ガス3を洗浄する。上述したように、圧縮凝縮液10の吸収液成分濃度は低いため、圧縮凝縮液10が混入した第2吸収塔洗浄液12の吸収液成分濃度を低くすることができる。また、圧縮凝縮液10のpHが低いため、圧縮凝縮液10が混入した第2吸収塔洗浄液12のpHを低くすることができる。このようにして、第2吸収塔洗浄部70において、洗浄時に吸収部排ガス3に同伴するアルカリ性の吸収液成分を効率良く回収することができる。
第2回収部71において吸収部排ガス3を洗浄した第2吸収塔洗浄液12は、第2洗浄液貯留部73に貯留される。貯留された第2吸収塔洗浄液12は、第2循環ライン74を通って第2液分散器72に供給される。
ところで、本実施の形態では、減圧後の圧縮凝縮液10の二酸化炭素濃度の低下を抑制するために、希釈液供給部104から第1圧縮凝縮液ライン101に希釈液14が供給されて、減圧前の圧縮凝縮液10に混入される。この場合、減圧前の圧縮凝縮液10の二酸化炭素濃度を低下させることができ、減圧時に、圧縮凝縮液10から二酸化炭素が放出されることを抑制することができる。このため、減圧後の圧縮凝縮液10の二酸化炭素濃度を高めることができ、第1吸収塔洗浄液11および第2吸収塔洗浄液12のpHを高めることができる。この結果、第1吸収塔洗浄部60および第2吸収塔洗浄部70において、洗浄時に吸収部排ガス3に同伴するアルカリ性の吸収液成分を効率良く回収することができる。また、希釈液14の混入によって、第1吸収塔洗浄液11および第2吸収塔洗浄液12の液量を増大させることができる。
また、本実施の形態では、上述したように、圧縮凝縮液10が第1吸収塔洗浄液11および第2吸収塔洗浄液12に混入される。このことにより、圧縮凝縮液10を、第1新液供給部66および第2新液供給部76から供給される新液N1、N2の代用とすることができる。このため、第1吸収塔洗浄部60および第2吸収塔洗浄部70における新液N1、N2の使用量を低減することができるとともに、運転コストを低減することができる。また、圧縮機50から排出される圧縮凝縮液10を吸収塔洗浄液11、12として用いることができ、圧縮凝縮液10の廃棄を回避することができる。なお、圧縮凝縮液10の排出量が過剰な場合には、圧縮凝縮液10の一部は、吸収塔洗浄液11、12に混入されることなく抜き出されて廃棄されてもよい。
また、本実施の形態では、第1圧縮凝縮液ライン101が補給液供給部106を含んでいる。このことにより、リボイラーからの加熱液6a、脱塩塔107からの脱塩凝縮液16、および排ガス冷却塔108からの排ガス凝縮液17を、補給液15として、補給液供給部106から減圧後の圧縮凝縮液10に混入させることができる。このため、吸収塔洗浄液11、12の液量を増大させることができる。また、これらの液6a、15、16を、新液N1、N2の代用とすることもでき、新液N1、N2の使用量をより一層低減して運転コストをより一層低減することができる。
また、二酸化炭素回収装置1の運転中、第1吸収塔洗浄液11のメイクアップのために、第1吸収塔洗浄液11の一部が抜き出されて廃棄される。第1吸収塔洗浄液11の抜き出し量を、圧縮凝縮液10の混入量と補給液15の混入量との合計混入量と同等にできる場合には、第1新液供給部66から第1循環ライン64への新液N1の供給を不要にすることができる。当該合計混入量が当該抜き出し量よりも少ない場合には、第1新液供給部66から第1循環ライン64に新液N1が供給されることが好適である。このことにより、第1吸収塔洗浄液11の液量を確保しながらメイクアップをすることができ、第1吸収塔洗浄部60における吸収液成分の回収効率の低下を抑制できる。第2吸収塔洗浄部70においても同様のメイクアップをすることができるが、ここでは詳細な説明は省略する。
このように本実施の形態によれば、圧縮機50から排出された圧縮凝縮液10が、第1圧縮凝縮液ライン101を通って第1吸収塔洗浄液11に混入される。この圧縮凝縮液10の吸収成分濃度は低いため、第1吸収塔洗浄液11の吸収液成分濃度を低くすることができる。このため、第1吸収塔洗浄部60において、洗浄時に吸収部排ガス3に同伴する吸収液成分を効率良く回収することができる。この結果、吸収部排ガス3中の吸収液成分の回収効率を向上させることができる。とりわけ本実施の形態によれば、圧縮凝縮液10が第2吸収塔洗浄液12にも混入されるため、第2吸収塔洗浄部70においても、吸収部排ガス3に同伴する吸収液成分を効率良く回収することができる。このため、吸収部排ガス3中の吸収液成分の回収効率をより一層向上させることができる。
なお、上述した本実施の形態においては、第1吸収塔洗浄部60が、第1吸収塔洗浄液11を貯留する第1洗浄液貯留部63と、第1吸収塔洗浄液11を循環させる第1循環ライン64と、を有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、吸収部排ガス3を洗浄した第1吸収塔洗浄液11は、第1回収部61から吸収部21に流下させるようにしてもよい。この場合、圧縮凝縮液10は、第1吸収塔洗浄部60の第1液分散器21bに供給されて、第1吸収塔洗浄液11に混入させるようにしてもよい。
また、上述した本実施の形態においては、第1吸収塔洗浄液11および第2吸収塔洗浄液12の両方に圧縮凝縮液10が混入される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、圧縮凝縮液10は、第1吸収塔洗浄液11および第2吸収塔洗浄液12のいずれか一方に混入され、他方に混入されないようにしてもよい。例えば、図1に示す第2吸収塔洗浄部70の第2回収部71が、第1吸収塔洗浄部60の第1回収部61の下方に配置され、第2圧縮凝縮液ライン102が設けられていなくてもよい。この場合、第2吸収塔洗浄部70が、第1吸収塔洗浄部60で洗浄される前の吸収部排ガス3を、圧縮凝縮液10が混入されない第2吸収塔洗浄液12で洗浄する。そして、第1吸収塔洗浄部60が、第2吸収塔洗浄部70で洗浄された吸収部排ガス3を、圧縮凝縮液10が混入された第1吸収塔洗浄液11で洗浄する。このことにより、第1吸収塔洗浄液11の洗浄能力を第2吸収塔洗浄液12の洗浄能力より高めることができるため、第2吸収塔洗浄部70で洗浄された吸収部排ガス3であっても、第1吸収塔洗浄部60で効果的に洗浄して吸収液成分を回収することができる。
また、上述した本実施の形態においては、吸収塔20が、第1吸収塔洗浄部60と第2吸収塔洗浄部70とを有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第1吸収塔洗浄部60および第2吸収塔洗浄部70は、吸収塔20とは別塔で設けられていてもよく、第1吸収塔洗浄部60および第2吸収塔洗浄部70同士が別塔で設けられていてもよい。
また、上述した本実施の形態においては、第1吸収塔洗浄部60において洗浄された吸収部排ガス3が、第2吸収塔洗浄部70において更に洗浄される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、吸収部排ガス3の吸収液成分が、第1吸収塔洗浄部60において十分に回収可能であれば、第2吸収塔洗浄部70は省略してもよい。
また、上述した本実施の形態においては、圧縮凝縮液10に、リボイラー42からの加熱液6a、脱塩塔107からの脱塩凝縮液16および排ガス冷却塔108からの排ガス凝縮液17が混入される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、加熱液6a、脱塩凝縮液16および排ガス凝縮液17のうちの少なくとも一つが圧縮凝縮液10に混入されるようにしてもよい。この場合においても、新液N1、N2の使用量を低減することができる。
また、上述した本実施の形態においては、減圧部103において発生した凝縮液ガス13が、ガス戻りライン105によって、ガス冷却器45に供給される前の再生部排ガス8に混入される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、凝縮液ガス13は、圧縮機50に供給される前の再生部排ガス8であれば、ガス冷却器45により冷却された後の再生部排ガス8に混入されるようにしてもよい。
さらに、上述した本実施の形態においては、プラント排ガス2が、二酸化炭素を含有するガスである例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、プラント排ガス2は、二酸化炭素を含有しない他の成分を含有するガス、例えば、酸性ガスであれば、硫化水素(HS)、硫化カルボニル(COS)、二硫化炭素(CS)、シアン化水素(HCN)を含有するガス、またはアンモニア(NH)を含むガスであってもよい。
(第2の実施の形態)
次に、図2を用いて、第2の実施の形態における酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法について説明する。
図2に示す第2の実施の形態においては、第1循環ラインが、第1吸収塔洗浄液を貯留する洗浄液タンクを含み、第1圧縮凝縮液ラインが洗浄液タンクに連結されている点が主に異なり、他の構成は、図1に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図2において、図1に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施の形態においては、図2に示すように、第1吸収塔洗浄部60の第1循環ライン64は、第1吸収塔洗浄液11を貯留する洗浄液タンク109を含んでいる。第1圧縮凝縮液ライン101は、この洗浄液タンク109に連結されており、圧縮機50から排出された圧縮凝縮液10が洗浄液タンク109に供給される。一方、この洗浄液タンク109には、第1洗浄液貯留部63から第1吸収塔洗浄液11が供給される。このようにして、洗浄液タンク109内に供給された圧縮凝縮液10が、第1吸収塔洗浄液11に混入される。洗浄液タンク109内の第1吸収塔洗浄液11は、第1循環ポンプ65によって抜き出されて第1液分散器62に供給される。なお、第1洗浄液貯留部63内の第1吸収塔洗浄液11は、所定の液面レベルに達した場合に第1洗浄液貯留部63から洗浄液タンク109に供給されるようにしてもよく、あるいは、図示しないポンプによって、第1洗浄液貯留部63内の第1吸収塔洗浄液11が抜き出されて洗浄液タンク109に供給されるようにしてもよい。
図2に示すように、本実施の形態においては、第1新液供給部66は、新液N1を洗浄液タンク109に供給するように構成されている。しかしながら、これに限られることはなく、第1新液供給部66は、新液N1を洗浄液タンク109ではなく、第1循環ライン64に供給するように構成されていてもよい。
このように本実施の形態によれば、第1循環ライン64の洗浄液タンク109に第1圧縮凝縮液ライン101が連結され、第1圧縮凝縮液ライン101からの圧縮凝縮液10は、洗浄液タンク109内で第1吸収塔洗浄液11に混入される。このことにより、第1吸収塔洗浄液11に圧縮凝縮液10が偏って混入されることを抑制でき、圧縮凝縮液10の第1吸収塔洗浄液11への混入を均等化させることができる。このため、第1吸収塔洗浄部60において、洗浄時に吸収部排ガス3に同伴する吸収液成分を効率良く回収することができる。
(第3の実施の形態)
次に、図3を用いて、第3の実施の形態における酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法について説明する。
図3に示す第3の実施の形態においては、圧縮凝縮液が、再生塔洗浄部の冷却凝縮液に混入される点が主に異なり、他の構成は、図1に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図3において、図1に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図3に示すように、本実施の形態においては、第1圧縮凝縮液ライン101は、圧縮機50の出口部と冷却凝縮液ライン49とを連結している。このことにより、圧縮機50から排出された圧縮凝縮液10は、第1圧縮凝縮液ライン101を介して再生塔洗浄部80(第1洗浄部)の再生塔洗浄液として機能する冷却凝縮液9(第1洗浄液)に混入される。再生塔洗浄部80は、圧縮凝縮液10が混入された冷却凝縮液9で、圧縮機50で圧縮される前(より具体的には再生塔30から排出される前)の再生部排ガス8を洗浄して、再生部排ガス8に同伴する吸収液成分を回収する。
このように本実施の形態によれば、圧縮機50から排出された圧縮凝縮液10が、第1圧縮凝縮液ライン101を通って冷却凝縮液9に混入される。この圧縮凝縮液10の吸収成分濃度は低いため、圧縮凝縮液10が混入した冷却凝縮液9の吸収液成分濃度を低くすることができる。このため、再生塔洗浄部80において、洗浄時に再生部排ガス8に同伴する吸収液成分を効率良く回収することができる。この結果、再生部排ガス8中の吸収液成分の回収効率を向上させることができる。
なお、上述した本実施の形態においては、第1圧縮凝縮液ライン101が、冷却凝縮液ライン49に連結されている例について説明したが、第1圧縮凝縮液ライン101が、冷却凝縮液ライン49だけではなく、第1吸収塔洗浄部60の第1循環ライン64および第2吸収塔洗浄部70の第2循環ライン74のうちの少なくとも一方にも連結されていてもよい。この場合、圧縮凝縮液10を、冷却凝縮液9だけでなく、第1吸収塔洗浄液11および/または第2吸収塔洗浄液12に混入することができ、吸収部排ガス3および再生部排ガス8中の吸収液成分の回収効率を向上させることができる。
また、上述した本実施の形態においては、補給液供給部106によって、リボイラー42からの加熱液6a、脱塩塔107からの脱塩凝縮液16、および排ガス冷却塔108からの排ガス凝縮液17のうちの少なくとも一つが、圧縮凝縮液10に混入されるようにしてもよい。
また、上述した本実施の形態においては、再生塔洗浄部80の再生塔回収部81において再生部排ガス8を洗浄した冷却凝縮液9が、再生塔回収部81から流下して再生部31に供給される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、再生塔洗浄部80が、図1に示す第1洗浄液貯留部63のような貯留部と、第1循環ライン64のような循環ライン(図示せず)と、を有し、冷却凝縮液9を循環させるようにしてもよい。この場合には、圧縮凝縮液10が冷却凝縮液9に混入されることにより、圧縮凝縮液10を、冷却凝縮液9の液量を増大させることができる。
また、上述した本実施の形態において、再生塔洗浄部80の上方に、他の洗浄部(図示せず)が設けられて、再生塔洗浄部80において洗浄された再生部排ガス8が、当該他の洗浄部において更に洗浄されるようにしてもよい。この場合には、再生部排ガス8に同伴する吸収液成分を更に回収することができる。
以上述べた実施の形態によれば、吸収部排ガスまたは再生部排ガス中の吸収液成分の回収効率を向上させることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施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、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。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。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。
1 二酸化炭素回収装置
2 プラント排ガス
3 吸収部排ガス
4 リッチ液
5 リーン液
6 加熱媒体
6a 加熱液
8 再生部排ガス
9 冷却凝縮液
10 圧縮凝縮液
11 第1吸収塔洗浄液
12 第2吸収塔洗浄液
13 凝縮液ガス
14 希釈液
16 脱塩凝縮液
17 排ガス凝縮液
21 吸収部
30 再生塔
31 再生部
42 リボイラー
50 圧縮機
60 第1吸収塔洗浄部
64 第1循環ライン
70 第2吸収塔洗浄部
80 再生塔洗浄部
90 洗浄液混入ライン
101 第1圧縮凝縮液ライン
102 第2圧縮凝縮液ライン
103 減圧部
104 希釈液供給部
105 ガス戻りライン
107 脱塩塔
108 排ガス冷却塔
109 洗浄液タンク

Claims (7)

  1. プラント排ガスに含有される酸性ガスを吸収液に吸収させて、当該プラント排ガスを吸収部排ガスとして排出する吸収部と、
    前記吸収部で前記酸性ガスを吸収した前記吸収液から前記酸性ガスを放出させて再生部排ガスとして排出する再生部と、
    前記再生部排ガスを圧縮する圧縮部と、
    前記吸収部排ガス、または前記圧縮部で圧縮される前の前記再生部排ガスを第1洗浄液で洗浄する第1洗浄部と、
    一端が前記圧縮部に接続され、当該圧縮部での前記再生部排ガスの圧縮により生成された圧縮凝縮液を前記第1洗浄液に混入させる第1圧縮凝縮液ラインと、を備えた、酸性ガス回収装置。
  2. 前記第1圧縮凝縮液ラインは、前記圧縮凝縮液を減圧する減圧部と、前記圧縮部と前記減圧部との間に設けられ、前記圧縮凝縮液を希釈する希釈液を前記圧縮凝縮液に混入する希釈液供給部と、を有している、請求項1に記載の酸性ガス回収装置。
  3. 前記減圧部において前記圧縮凝縮液の減圧時に発生した凝縮液ガスを前記再生部排ガスに混入させるガス戻りラインを更に備えた、請求項2に記載の酸性ガス回収装置。
  4. 前記再生部内の前記吸収液を、加熱媒体によって加熱するリボイラー、を更に備え、
    前記第1洗浄液に、前記吸収液を加熱した前記加熱媒体が混入される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の酸性ガス回収装置。
  5. 前記吸収部に供給される前の前記プラント排ガスを処理するとともに処理部排出液を排出する排ガス処理部を、更に備え、
    前記第1洗浄液に、前記プラント排ガスから排出された前記処理部排出液が混入される、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の酸性ガス回収装置。
  6. 前記第1洗浄部は、前記吸収部排ガスを洗浄するように構成されており、
    前記酸性ガス回収装置は、前記第1洗浄部で洗浄される前の前記吸収部排ガス、または前記第1洗浄部において洗浄された前記吸収部排ガスを、第2洗浄液で洗浄する第2洗浄部を更に備えた、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の酸性ガス回収装置。
  7. プラント排ガスに含有される酸性ガスを吸収液に吸収させて、当該プラント排ガスを吸収部排ガスとして排出する吸収工程と、
    前記吸収工程で前記酸性ガスを吸収した前記吸収液から前記酸性ガスを放出させて再生部排ガスとして排出する再生工程と、
    前記再生工程で排出された前記再生部排ガスを圧縮部で圧縮する圧縮工程と、
    前記圧縮工程にて生成された圧縮凝縮液を前記圧縮部から排出して第1洗浄液に混入させる混入工程と、
    前記吸収部排ガス、または前記圧縮工程で圧縮される前の前記再生部排ガスを、前記圧縮凝縮液が混入された前記第1洗浄液で洗浄する洗浄工程と、を備えた、酸性ガス回収方法。
JP2016130744A 2016-06-30 2016-06-30 酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法 Active JP6726039B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016130744A JP6726039B2 (ja) 2016-06-30 2016-06-30 酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法
US15/634,679 US10596514B2 (en) 2016-06-30 2017-06-27 Acid-gas capturing apparatus and acid gas capturing method
GB1710321.9A GB2553637B (en) 2016-06-30 2017-06-28 Acid-gas capturing apparatus and acid gas capturing method
AU2017204427A AU2017204427B2 (en) 2016-06-30 2017-06-29 Acid-gas capturing apparatus and acid gas capturing method
CN201710521081.3A CN107551785B (zh) 2016-06-30 2017-06-30 酸性气体回收装置及酸性气体回收方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016130744A JP6726039B2 (ja) 2016-06-30 2016-06-30 酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018001085A true JP2018001085A (ja) 2018-01-11
JP6726039B2 JP6726039B2 (ja) 2020-07-22

Family

ID=59523664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016130744A Active JP6726039B2 (ja) 2016-06-30 2016-06-30 酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10596514B2 (ja)
JP (1) JP6726039B2 (ja)
CN (1) CN107551785B (ja)
AU (1) AU2017204427B2 (ja)
GB (1) GB2553637B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020075540A1 (ja) * 2018-10-10 2020-04-16 三菱重工エンジニアリング株式会社 Co2回収装置及びco2回収方法
JP2021020193A (ja) * 2019-07-30 2021-02-18 株式会社東芝 二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN209530519U (zh) * 2017-12-19 2019-10-25 斗山重工业建设有限公司 能够提高脱硫效率的湿法脱硫装置
JP7402031B2 (ja) * 2019-12-09 2023-12-20 株式会社東芝 二酸化炭素回収システム及びその運転方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012223661A (ja) * 2011-04-14 2012-11-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Co2回収システム及びco2ガス含有水分の回収方法
JP2013059727A (ja) * 2011-09-13 2013-04-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Co2回収装置およびco2回収方法
JP2014004578A (ja) * 2012-05-30 2014-01-16 Toshiba Corp 二酸化炭素回収システムおよびその運転方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3969949B2 (ja) 2000-10-25 2007-09-05 関西電力株式会社 アミン回収方法及び装置並びにこれを備えた脱炭酸ガス装置
JP4274846B2 (ja) 2003-04-30 2009-06-10 三菱重工業株式会社 二酸化炭素の回収方法及びそのシステム
NO333144B1 (no) * 2006-11-24 2013-03-18 Aker Clean Carbon As Fremgangsmåte og regenerator for regenerering av absorbent som har absorbert CO2
CN101270304B (zh) * 2008-05-09 2011-01-12 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司 焦炉煤气净化工艺
FR2938454B1 (fr) * 2008-11-20 2014-08-22 Inst Francais Du Petrole Procede de desacidification d'un gaz par une solution absorbante aux amines, avec section de lavage a l'eau
JP5665022B2 (ja) * 2010-03-31 2015-02-04 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 二酸化炭素ガス回収装置
CN102133499A (zh) * 2011-03-03 2011-07-27 杨东 一种烟气中酸性气体捕集系统和方法
CN102502631B (zh) * 2011-09-30 2013-04-03 清华大学 基于不同灵活运行模式的燃烧后碳捕集电厂控制方法
EP2786793B1 (en) * 2011-12-01 2017-10-18 Kabushiki Kaisha Toshiba, Inc. Carbon dioxide recovery device, carbon dioxide recovery method, and amine compound recovery method
JP5901296B2 (ja) * 2012-01-06 2016-04-06 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Co2化学吸収システム
CN103446848B (zh) 2012-05-30 2015-09-16 株式会社东芝 二氧化碳回收系统及其操作方法
JP6064771B2 (ja) 2013-04-26 2017-01-25 株式会社Ihi 二酸化炭素の回収方法及び回収装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012223661A (ja) * 2011-04-14 2012-11-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Co2回収システム及びco2ガス含有水分の回収方法
JP2013059727A (ja) * 2011-09-13 2013-04-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Co2回収装置およびco2回収方法
JP2014004578A (ja) * 2012-05-30 2014-01-16 Toshiba Corp 二酸化炭素回収システムおよびその運転方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020075540A1 (ja) * 2018-10-10 2020-04-16 三菱重工エンジニアリング株式会社 Co2回収装置及びco2回収方法
JPWO2020075540A1 (ja) * 2018-10-10 2021-09-02 三菱重工エンジニアリング株式会社 Co2回収装置及びco2回収方法
JP7011731B2 (ja) 2018-10-10 2022-01-27 三菱重工エンジニアリング株式会社 Co2回収装置及びco2回収方法
JP2021020193A (ja) * 2019-07-30 2021-02-18 株式会社東芝 二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法

Also Published As

Publication number Publication date
GB2553637A (en) 2018-03-14
US10596514B2 (en) 2020-03-24
GB201710321D0 (en) 2017-08-09
CN107551785A (zh) 2018-01-09
CN107551785B (zh) 2021-08-17
JP6726039B2 (ja) 2020-07-22
US20180001253A1 (en) 2018-01-04
AU2017204427B2 (en) 2018-09-27
AU2017204427A1 (en) 2018-01-18
GB2553637B (en) 2020-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6239519B2 (ja) 脱硫装置およびそこで発生した凝縮水の使用方法
WO2012153812A1 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
JP5402842B2 (ja) 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
JP6392099B2 (ja) 二酸化炭素回収システム
JP5968159B2 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
US9901875B2 (en) Reclaiming device, method, and recovery unit of CO2, H2S, or both of CO2 and H2S
CN107551785B (zh) 酸性气体回收装置及酸性气体回收方法
JPWO2014057567A1 (ja) 排ガス処理システム及び方法
JP6634395B2 (ja) 排ガス処理装置及びそれを用いたco2回収装置
JP5738137B2 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
JP2013059726A (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
JP2016215105A (ja) 二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法
JP7019022B2 (ja) Co2回収装置及びco2回収方法
JP5232361B2 (ja) Co2回収装置及びco2回収方法
JP6581768B2 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
JP6004821B2 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
JP6811759B2 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
JP6845744B2 (ja) 二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法
JP6806833B2 (ja) 二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法
CN106163637B (zh) 用于从气流中、尤其烟气流中分离二氧化碳的方法和分离设备,包括冷却水回路

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20171130

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20171201

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200109

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200529

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200626

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6726039

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150