JP2024023131A - Carbon dioxide recovery device - Google Patents

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宗治 藤川
Muneharu Fujikawa
健一 宍田
Kenichi Shishida
弘樹 藤平
Hiroki Fujihira
和宏 佐藤
Kazuhiro Sato
竜生 伊藤
Ryusei Ito
恭平 釼持
Kyohei Kemmochi
遥 西畑
Haruka Nishihata
滋敏 ▲高▼橋
Shigetoshi Takahashi
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Takuma Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon dioxide recovery device which can suppress energy cost.
SOLUTION: A carbon dioxide recovery device 1A makes an absorbing liquid absorb carbon dioxide included in carbon dioxide containing gas, and heats the absorbing liquid absorbing carbon dioxide to desorb and recover carbon dioxide. The carbon dioxide recovery device 1A includes a process tower 10 containing the absorbing liquid, and a heater 65A which heats, by heat exchange with exhaust gas, the absorbing liquid to 40-90°C which allows the absorbing liquid to desorb carbon dioxide.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

特許法第30条第2項適用申請有り 発行者名:公益社団法人 全国都市清掃会議 刊行物名:都市清掃、第75巻、第365号、第64頁 発行年月日:令和4年1月1日Application for application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Publisher name: National Urban Cleaning Council Public Interest Incorporated Association Publication name: Urban Cleaning, Volume 75, No. 365, Page 64 Publication date: January 2020 1st day of the month

本発明は、二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させ、二酸化炭素を吸収した吸収液を加熱することによって二酸化炭素を放散させて回収する二酸化炭素回収装置、及び二酸化炭素回収方法に関する。 The present invention relates to a carbon dioxide recovery device and a carbon dioxide recovery method, which make an absorption liquid absorb carbon dioxide contained in a carbon dioxide-containing gas, and heat the absorption liquid that has absorbed carbon dioxide to diffuse and recover carbon dioxide. Regarding.

二酸化炭素の回収方法として、例えば、塩基性化合物による反応吸収を利用する化学吸収法が知られている。化学吸収法において、ガスに含まれる二酸化炭素とアミン系の吸収液とを吸収塔で接触させ、二酸化炭素を吸収した吸収液を吸収塔から再生塔へと送り、再生塔で吸収液から二酸化炭素を放散させて回収する二酸化炭素回収装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 As a method for recovering carbon dioxide, for example, a chemical absorption method that utilizes reaction absorption by a basic compound is known. In the chemical absorption method, carbon dioxide contained in the gas is brought into contact with an amine-based absorption liquid in an absorption tower, the absorption liquid that has absorbed carbon dioxide is sent from the absorption tower to a regeneration tower, and the regeneration tower extracts carbon dioxide from the absorption liquid. A carbon dioxide recovery device that diffuses and recovers carbon dioxide is known (for example, see Patent Document 1).

特許文献1に記載された二酸化炭素回収装置において、再生塔の下部にはスチームを熱源とするリボイラが設けられており、リボイラにより吸収液が加熱されることによって吸収液から二酸化炭素が放散される。 In the carbon dioxide recovery device described in Patent Document 1, a reboiler that uses steam as a heat source is provided at the bottom of the regeneration tower, and carbon dioxide is released from the absorption liquid by heating the absorption liquid by the reboiler. .

特開平11-267442号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-267442

特許文献1に記載の二酸化炭素回収装置において、二酸化炭素の放散は、スチームを熱源とするリボイラによる加熱によって行われるため、スチームを発生させるのに要する熱エネルギー、吸収液の温度上昇に要する熱エネルギー、吸収液から二酸化炭素を放散させるのに要する熱エネルギー、吸収液の水分蒸発による熱損失を補うための熱エネルギー等が必要である。従って、吸収した二酸化炭素の放散に要するエネルギーが大きく、エネルギーコストが嵩むという問題があった。 In the carbon dioxide recovery device described in Patent Document 1, carbon dioxide is dissipated by heating by a reboiler that uses steam as a heat source, so the thermal energy required to generate steam and the thermal energy required to raise the temperature of the absorption liquid are , thermal energy required to dissipate carbon dioxide from the absorption liquid, thermal energy to compensate for heat loss due to water evaporation of the absorption liquid, etc. Therefore, there is a problem in that a large amount of energy is required to dissipate the absorbed carbon dioxide, leading to an increase in energy costs.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、エネルギーコストを低く抑えることができる二酸化炭素回収装置、及び二酸化炭素回収方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a carbon dioxide recovery device and a carbon dioxide recovery method that can keep energy costs low.

上記課題を解決するための本発明に係る二酸化炭素回収装置の特徴構成は、
二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱することによって前記二酸化炭素を放散させて回収する二酸化炭素回収装置であって、
前記吸収液を収容する処理塔と、
前記吸収液を、排ガスとの熱交換により、前記二酸化炭素を放散可能な40~90℃に加熱する加熱器と、
を備えることにある。
The characteristic configuration of the carbon dioxide recovery device according to the present invention for solving the above problems is as follows:
A carbon dioxide recovery device that causes an absorption liquid to absorb carbon dioxide contained in a carbon dioxide-containing gas, and heats the absorption liquid that has absorbed the carbon dioxide to diffuse and recover the carbon dioxide,
a treatment tower containing the absorption liquid;
a heater that heats the absorption liquid to a temperature of 40 to 90°C at which the carbon dioxide can be dissipated by heat exchange with exhaust gas;
The goal is to prepare for

本構成の二酸化炭素回収装置によれば、吸収した二酸化炭素を40~90℃で放散可能な吸収液が用いられ、排ガスとの熱交換により、当該吸収液が加熱器によって加熱される。ここで、排ガスは、通常は大気放出されて廃棄されるが、廃棄される際の排ガス温度は140~170℃程度である。このように、吸収液の二酸化炭素を放散可能な温度(40~90℃)と、廃棄される際の排ガス温度(140~170℃)との間に十分な温度差があるため、吸収液を排ガスとの熱交換で加熱器により40~90℃に加熱することができ、処理塔において吸収液から二酸化炭素を放散させて回収することができる。従って、通常は大気放出されて廃棄されている排ガスの廃熱によっても二酸化炭素を回収することができ、廃熱の有効利用によってエネルギーコストを低く抑えることができる。 According to the carbon dioxide recovery device of this configuration, an absorption liquid capable of dissipating absorbed carbon dioxide at a temperature of 40 to 90° C. is used, and the absorption liquid is heated by a heater through heat exchange with exhaust gas. Here, the exhaust gas is normally discharged into the atmosphere and disposed of, and the temperature of the exhaust gas at the time of disposal is about 140 to 170°C. In this way, there is a sufficient temperature difference between the temperature at which the absorption liquid can dissipate carbon dioxide (40 to 90 degrees Celsius) and the exhaust gas temperature at the time of disposal (140 to 170 degrees Celsius). It can be heated to 40 to 90°C by a heater through heat exchange with exhaust gas, and carbon dioxide can be diffused and recovered from the absorption liquid in a treatment tower. Therefore, carbon dioxide can also be recovered from the waste heat of the exhaust gas, which is normally released into the atmosphere and discarded, and energy costs can be kept low by effectively utilizing the waste heat.

本発明に係る二酸化炭素回収装置において、
前記処理塔は、前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔と、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させる再生塔とを含み、
前記吸収塔と前記再生塔との間で前記吸収液が循環されるように前記吸収塔と前記再生塔とが接続されるとともに、前記吸収塔から前記再生塔に供給される前記吸収液を加熱するように前記加熱器が配設されることが好ましい。
In the carbon dioxide recovery device according to the present invention,
The treatment tower includes an absorption tower that absorbs the carbon dioxide into the absorption liquid, and a regeneration tower that diffuses the carbon dioxide from the absorption liquid that has absorbed the carbon dioxide,
The absorption tower and the regeneration tower are connected so that the absorption liquid is circulated between the absorption tower and the regeneration tower, and the absorption liquid supplied from the absorption tower to the regeneration tower is heated. It is preferable that the heater is arranged so as to.

本構成の二酸化炭素回収装置によれば、吸収塔及び再生塔によって二酸化炭素の吸収及び放散が連続的に行われるとともに、吸収塔から再生塔に供給される吸収液が、排ガスの廃熱を熱源とする加熱器によって加熱されるので、吸収した二酸化炭素の放散に要するエネルギーを低く抑えつつ、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。 According to the carbon dioxide recovery device with this configuration, the absorption tower and the regeneration tower continuously absorb and dissipate carbon dioxide, and the absorption liquid supplied from the absorption tower to the regeneration tower uses the waste heat of the exhaust gas as a heat source. Since the carbon dioxide is heated by a heater, the carbon dioxide recovery efficiency can be improved while keeping the energy required for dissipating the absorbed carbon dioxide low.

本発明に係る二酸化炭素回収装置において、
前記処理塔は、前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔と、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させる再生塔とを含み、
前記吸収塔と前記再生塔との間で前記吸収液が循環されるように前記吸収塔と前記再生塔とが接続されるとともに、前記再生塔と前記加熱器との間で前記吸収液が循環されるように前記再生塔と前記加熱器とが接続されることが好ましい。
In the carbon dioxide recovery device according to the present invention,
The treatment tower includes an absorption tower that absorbs the carbon dioxide into the absorption liquid, and a regeneration tower that diffuses the carbon dioxide from the absorption liquid that has absorbed the carbon dioxide,
The absorption tower and the regeneration tower are connected so that the absorption liquid is circulated between the absorption tower and the regeneration tower, and the absorption liquid is circulated between the regeneration tower and the heater. It is preferable that the regeneration tower and the heater are connected so that the regeneration tower and the heater are connected.

本構成の二酸化炭素回収装置によれば、吸収塔及び再生塔によって二酸化炭素の吸収及び放散が連続的に行われるとともに、再生塔と加熱器との間で循環される吸収液が、排ガスの廃熱を熱源とする加熱器によって加熱されるので、吸収した二酸化炭素の放散に要するエネルギーを低く抑えつつ、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。 According to the carbon dioxide recovery device with this configuration, the absorption tower and the regeneration tower continuously absorb and dissipate carbon dioxide, and the absorption liquid circulated between the regeneration tower and the heater is used as waste gas. Since it is heated by a heater that uses heat as a heat source, it is possible to improve the carbon dioxide recovery efficiency while keeping the energy required to dissipate absorbed carbon dioxide low.

本発明に係る二酸化炭素回収装置において、
前記再生塔内を減圧する減圧手段を備えることが好ましい。
In the carbon dioxide recovery device according to the present invention,
It is preferable to include a pressure reducing means for reducing the pressure inside the regeneration tower.

本構成の二酸化炭素回収装置によれば、吸収液に対する加熱器による加熱と、吸収液に対する減圧手段による減圧との相乗効果により、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができるとともに、二酸化炭素を十分に吸収できる状態に吸収液を再生することができる。 According to the carbon dioxide recovery device having this configuration, the synergistic effect of the heating of the absorption liquid by the heater and the pressure reduction of the absorption liquid by the pressure reduction means makes it possible to further improve the carbon dioxide recovery efficiency and to reduce the amount of carbon dioxide. The absorption liquid can be regenerated to a state where it can be sufficiently absorbed.

本発明に係る二酸化炭素回収装置において、
前記加熱器は、前記排ガスが外側表面に接触されるとともに、熱媒が内部に通流される伝熱管を備え、
前記伝熱管の外側表面温度が前記排ガスの露点よりも高くなるように設定されることが好ましい。
In the carbon dioxide recovery device according to the present invention,
The heater includes a heat exchanger tube through which the exhaust gas is brought into contact with an outer surface and a heat medium is passed through the inside,
It is preferable that the outer surface temperature of the heat exchanger tube is set higher than the dew point of the exhaust gas.

本構成の二酸化炭素回収装置によれば、伝熱管の外側表面温度が排ガスの露点よりも高くなるように設定されるので、伝熱管の外側表面付近は排ガスとの接触による腐食性成分の蒸発が支配的な雰囲気となり、結露による腐食性成分含有液滴が発生するのを未然に防ぐことができる。従って、加熱器のケーシング等への腐食対策(例えば、耐腐食塗装やフッ素樹脂ライニング等)が不要又は簡略化できるという利点がある。 According to the carbon dioxide recovery device with this configuration, the temperature of the outer surface of the heat transfer tube is set to be higher than the dew point of the exhaust gas, so corrosive components are not evaporated near the outer surface of the heat transfer tube due to contact with the exhaust gas. This creates a dominant atmosphere, and can prevent the generation of droplets containing corrosive components due to dew condensation. Therefore, there is an advantage that corrosion countermeasures (for example, anti-corrosion coating, fluororesin lining, etc.) for the casing of the heater or the like are unnecessary or can be simplified.

本発明に係る二酸化炭素回収装置において、
前記加熱器は、前記排ガスが外側表面に接触されるとともに、熱媒が内部に通流される伝熱管を備え、
前記伝熱管は、耐腐食性の材料で構成され、
前記伝熱管の外側表面温度が前記排ガスの露点以下となるように設定されることが好ましい。
In the carbon dioxide recovery device according to the present invention,
The heater includes a heat exchanger tube through which the exhaust gas is brought into contact with an outer surface and a heat medium is passed through the inside,
The heat exchanger tube is made of a corrosion-resistant material,
It is preferable that the outer surface temperature of the heat exchanger tube is set to be equal to or lower than the dew point of the exhaust gas.

本構成の二酸化炭素回収装置によれば、耐腐食性の材料を用いて露点以下の温度まで熱回収を行うことができるため、二酸化炭素回収装置における熱媒(水蒸気等)の使用量を大幅に減少させることができる。さらに、排ガス中の水分の凝縮温度以下まで熱回収を行うことで水の潜熱分の熱エネルギーも回収することができ、効果がより大きくなる。 According to the carbon dioxide recovery device with this configuration, heat can be recovered to temperatures below the dew point using corrosion-resistant materials, so the amount of heat medium (steam, etc.) used in the carbon dioxide recovery device can be significantly reduced. can be reduced. Furthermore, by performing heat recovery to a temperature below the condensation temperature of water in the exhaust gas, thermal energy corresponding to the latent heat of water can also be recovered, making the effect even greater.

次に、上記課題を解決するための本発明に係る二酸化炭素回収方法の特徴構成は、
二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収工程と、
前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を、排ガスとの熱交換により、前記二酸化炭素を放散可能な40~90℃に加熱することによって前記二酸化炭素を放散させて回収する回収工程と、
を包含することにある。
Next, the characteristic configuration of the carbon dioxide recovery method according to the present invention for solving the above problems is as follows:
an absorption step in which carbon dioxide contained in the carbon dioxide-containing gas is absorbed into an absorption liquid;
A recovery step of dissipating and recovering the carbon dioxide by heating the absorption liquid that has absorbed the carbon dioxide to a temperature of 40 to 90° C. at which the carbon dioxide can be dissipated through heat exchange with exhaust gas;
The goal is to include the following.

本構成の二酸化炭素回収方法によれば、吸収工程において吸収した二酸化炭素を40~90℃で放散可能な吸収液が用いられ、排ガスとの熱交換により、当該吸収液が回収工程において加熱される。ここで、排ガスは、通常は大気放出されて廃棄されるが、廃棄される際の排ガス温度は140~170℃程度である。このように、吸収液の二酸化炭素を放散可能な温度(40~90℃)と、廃棄される際の排ガス温度(140~170℃)との間に十分な温度差があるため、回収工程において吸収液を排ガスとの熱交換で40~90℃に加熱することができ、吸収液から二酸化炭素を放散させて回収することができる。従って、通常は大気放出されて廃棄されている排ガスの廃熱によっても二酸化炭素を回収することができ、廃熱の有効利用によってエネルギーコストを低く抑えることができる。 According to the carbon dioxide recovery method of this configuration, an absorption liquid capable of dissipating carbon dioxide absorbed in the absorption process at 40 to 90°C is used, and the absorption liquid is heated in the recovery process by heat exchange with exhaust gas. . Here, the exhaust gas is normally discharged into the atmosphere and disposed of, and the temperature of the exhaust gas at the time of disposal is about 140 to 170°C. In this way, there is a sufficient temperature difference between the temperature at which carbon dioxide can be dissipated from the absorption liquid (40 to 90 degrees Celsius) and the exhaust gas temperature at the time of disposal (140 to 170 degrees Celsius). The absorption liquid can be heated to 40 to 90°C by heat exchange with exhaust gas, and carbon dioxide can be diffused and recovered from the absorption liquid. Therefore, carbon dioxide can also be recovered from the waste heat of the exhaust gas, which is normally released into the atmosphere and discarded, and energy costs can be kept low by effectively utilizing the waste heat.

図1は、本発明の第一実施形態に係る二酸化炭素回収装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery device according to a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第二実施形態に係る二酸化炭素回収装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery device according to a second embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第三実施形態に係る二酸化炭素回収装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery device according to a third embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第四実施形態に係る二酸化炭素回収装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery device according to a fourth embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第五実施形態に係る二酸化炭素回収装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery device according to a fifth embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第六実施形態に係る二酸化炭素回収装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery device according to a sixth embodiment of the present invention. 図7は、本発明の第七実施形態に係る二酸化炭素回収装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery device according to a seventh embodiment of the present invention.

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、バイオマス発電施設における排ガス処理設備で処理された排ガスから二酸化炭素を回収する例を挙げて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。なお、バイオマス発電施設において燃焼させるバイオマス燃料とは、化石燃料以外の植物や農産物等の自然界の有機性資源から抽出した生物由来の燃料である。具体的には、バイオマス燃料として、例えば、廃棄木材、間伐材、流木、草類、生活廃棄物、汚泥、家畜の糞尿、エネルギー作物(農作物)、これらを原料としたリサイクル燃料(ペレットやチップ)等が挙げられる。 The present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the following embodiments will be described using an example in which carbon dioxide is recovered from exhaust gas treated by exhaust gas treatment equipment in a biomass power generation facility. However, the present invention is not intended to be limited to the embodiments described below or the configurations described in the drawings. Note that the biomass fuel burned in the biomass power generation facility is a biological fuel extracted from organic resources in the natural world such as plants and agricultural products other than fossil fuels. Specifically, biomass fuels include waste wood, thinned wood, driftwood, grass, domestic waste, sludge, livestock manure, energy crops (agricultural crops), and recycled fuels made from these materials (pellets and chips). etc.

〔第一実施形態〕
図1は、本発明の第一実施形態に係る二酸化炭素回収装置1Aの概略構成を示すブロック図である。図1に示す二酸化炭素回収装置1Aは、バイオマス発電施設において排ガス処理設備200で処理された排ガス(二酸化炭素含有ガス)に含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させ、二酸化炭素を吸収した吸収液を加熱することによって二酸化炭素を放散させて回収するように構成されている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery apparatus 1A according to a first embodiment of the present invention. The carbon dioxide recovery device 1A shown in FIG. 1 causes an absorption liquid to absorb carbon dioxide contained in exhaust gas (carbon dioxide-containing gas) treated by an exhaust gas treatment equipment 200 in a biomass power generation facility, and then absorbs the absorption liquid that has absorbed carbon dioxide. It is configured to dissipate and recover carbon dioxide by heating.

<排ガス処理設備>
排ガス処理設備200は、バグフィルタや誘引通風機等を含む設備である。排ガス処理設備200においては、燃焼炉でのバイオマス燃料の燃焼に伴い発生した排ガスが、誘引通風機による誘引作用によりバグフィルタに導入されて除塵処理される。
<Exhaust gas treatment equipment>
The exhaust gas treatment equipment 200 is equipment that includes a bag filter, an induced draft fan, and the like. In the exhaust gas treatment facility 200, exhaust gas generated as a result of combustion of biomass fuel in a combustion furnace is introduced into a bag filter by an induced draft fan and subjected to dust removal treatment.

<吸収液>
吸収液は、吸収した二酸化炭素を、40~90℃で放散することができるものであればよく、特に限定されものではないが、例えば、特開2021-154236号公報や、特開2021-154237号公報に開示された非水系の二酸化炭素吸収液を用いることができる。
<Absorption liquid>
The absorption liquid is not particularly limited as long as it can diffuse absorbed carbon dioxide at 40 to 90°C, but for example, Japanese Patent Application Publication No. 2021-154236 and Japanese Patent Application Publication No. 2021-154237 The non-aqueous carbon dioxide absorption liquid disclosed in the above publication can be used.

<二酸化炭素回収装置>
図1に示すように、二酸化炭素回収装置1Aは、吸収液を収容する処理塔10を備えている。
<Carbon dioxide recovery device>
As shown in FIG. 1, the carbon dioxide recovery device 1A includes a treatment tower 10 that accommodates an absorption liquid.

<処理塔>
処理塔10は、二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔3と、二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放散させる再生塔5とを含む。
<Processing tower>
The treatment tower 10 includes an absorption tower 3 that causes an absorption liquid to absorb carbon dioxide, and a regeneration tower 5 that diffuses carbon dioxide from the absorption liquid that has absorbed carbon dioxide.

<吸収塔>
吸収塔3は、二酸化炭素を吸収液に吸収させることができる構造のものであればよく、特に限定されるものではなく、公知の構造のものを用いることができる。吸収塔3において、下部にはガス導入口11が設けられ、頂部にはガス排出口13が設けられ、底部には吸収液排出口15が設けられ、上部には吸収液導入口17が設けられている。
<Absorption tower>
The absorption tower 3 may have any structure as long as it can absorb carbon dioxide into the absorption liquid, and is not particularly limited, and any known structure may be used. In the absorption tower 3, a gas inlet 11 is provided at the bottom, a gas outlet 13 is provided at the top, an absorbent outlet 15 is provided at the bottom, and an absorbent inlet 17 is provided at the top. ing.

<再生塔>
再生塔5は、二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放散させることができる構造のものであればよく、特に限定されるものではなく、公知の構造のものを用いることができる。再生塔5において、上部には吸収液導入口21が設けられ、底部には、吸収液排出口23が設けられ、頂部にはガス排出口25が設けられている。
<Regeneration Tower>
The regeneration tower 5 is not particularly limited as long as it has a structure that can diffuse carbon dioxide from the absorption liquid that has absorbed carbon dioxide, and a known structure can be used. In the regeneration tower 5, an absorption liquid inlet 21 is provided at the top, an absorption liquid outlet 23 is provided at the bottom, and a gas exhaust port 25 is provided at the top.

吸収塔3のガス導入口11と排ガス処理設備200とは、排ガス供給管31によって接続されている。吸収塔3のガス排出口13には、ガス排出管33が接続されている。再生塔5のガス排出口25には、ガス排出管35が接続されている。 The gas inlet 11 of the absorption tower 3 and the exhaust gas treatment equipment 200 are connected by an exhaust gas supply pipe 31. A gas exhaust pipe 33 is connected to the gas exhaust port 13 of the absorption tower 3 . A gas exhaust pipe 35 is connected to the gas exhaust port 25 of the regeneration tower 5 .

吸収塔3の吸収液排出口15と再生塔5の吸収液導入口21とは、吸収液供給管41によって接続されている。吸収塔3の吸収液導入口17と再生塔5の吸収液排出口23とは、吸収液還流管43によって接続されている。こうして、吸収塔3と再生塔5との間で吸収液が循環されるように吸収塔3と再生塔5とが吸収液供給管41及び吸収液還流管43によって接続される。 The absorption liquid outlet 15 of the absorption tower 3 and the absorption liquid inlet 21 of the regeneration tower 5 are connected by an absorption liquid supply pipe 41. The absorption liquid inlet 17 of the absorption tower 3 and the absorption liquid outlet 23 of the regeneration tower 5 are connected by an absorption liquid reflux pipe 43. In this way, the absorption tower 3 and the regeneration tower 5 are connected by the absorption liquid supply pipe 41 and the absorption liquid reflux pipe 43 so that the absorption liquid is circulated between the absorption tower 3 and the regeneration tower 5.

排ガス供給管31の途中には、前処理設備45が配設されている。前処理設備45は、薬剤を添加した洗浄水と排ガスとの気液接触により、排ガスを湿式処理にて洗浄するように構成されている。前処理設備45において、排ガス中の硫黄酸化物や酸性ガス成分、ダイオキシン、重金属類等の有害物質の殆どは、洗浄水によって排ガスから分離・除去されるとともに、排ガスが二酸化炭素の吸収に適した温度にまで減温される。なお、前処理設備45において、噴霧後にpHが弱酸性になった洗浄水を中和してから再度噴霧して気液接触により酸性ガスの除去を行うようにしてもよい。 A pretreatment facility 45 is provided in the middle of the exhaust gas supply pipe 31 . The pretreatment equipment 45 is configured to wet-process the exhaust gas by bringing the cleaning water added with chemicals into gas-liquid contact with the exhaust gas. In the pretreatment equipment 45, most of the harmful substances such as sulfur oxides, acidic gas components, dioxins, and heavy metals in the exhaust gas are separated and removed from the exhaust gas by washing water, and the exhaust gas is made suitable for absorbing carbon dioxide. The temperature is reduced to In addition, in the pretreatment equipment 45, the cleaning water whose pH has become slightly acidic after spraying may be neutralized and then sprayed again to remove the acidic gas by gas-liquid contact.

吸収液供給管41には、ポンプ51が介設されている。吸収塔3に収容されている吸収液は、ポンプ51の作動により、吸収液供給管41を介して再生塔5に供給される。吸収液還流管43には、ポンプ53が介設されている。再生塔5に収容されている吸収液は、ポンプ53の作動により、吸収液還流管43を介して吸収塔3に環流される。 A pump 51 is installed in the absorption liquid supply pipe 41 . The absorption liquid contained in the absorption tower 3 is supplied to the regeneration tower 5 via the absorption liquid supply pipe 41 by operation of the pump 51. A pump 53 is installed in the absorption liquid reflux pipe 43 . The absorption liquid contained in the regeneration tower 5 is refluxed to the absorption tower 3 via the absorption liquid reflux pipe 43 by the operation of the pump 53.

<減圧手段>
ガス排出管35には、本発明の減圧手段として機能するポンプ55が介設されている。再生塔5の内部は、ポンプ55の作動により、減圧される。
<Decompression means>
A pump 55 that functions as a pressure reducing means of the present invention is interposed in the gas exhaust pipe 35. The pressure inside the regeneration tower 5 is reduced by the operation of the pump 55.

二酸化炭素回収装置1Aは、吸収塔3から再生塔5に供給される吸収液を昇温する昇温器60、及び昇温器60によって昇温された吸収液を加熱する加熱器65Aをさらに備えている。 The carbon dioxide recovery device 1A further includes a temperature riser 60 that heats up the absorption liquid supplied from the absorption tower 3 to the regeneration tower 5, and a heater 65A that heats the absorption liquid heated by the temperature riser 60. ing.

<昇温器>
昇温器60は、吸収液供給管41に介設される第1熱交換器71と、吸収液還流管43に介設される第2熱交換器72とを備えている。昇温器60においては、第1熱交換器71と第2熱交換器72との間で熱媒(例えば、空気や水等)が通流することにより、吸収液供給管41を流れる吸収液と、吸収液還流管43を流れる吸収液との間で熱交換が行われ、吸収液供給管41を流れる吸収液が昇温されるように構成されている。
<Heating device>
The temperature riser 60 includes a first heat exchanger 71 interposed in the absorption liquid supply pipe 41 and a second heat exchanger 72 interposed in the absorption liquid reflux pipe 43. In the temperature riser 60, a heat medium (for example, air or water) flows between the first heat exchanger 71 and the second heat exchanger 72, thereby increasing the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41. Heat exchange is performed between the absorbent liquid and the absorbent liquid flowing through the absorbent liquid return pipe 43, and the temperature of the absorbent liquid flowing through the absorbent liquid supply pipe 41 is increased.

<加熱器>
加熱器65Aは、吸収液供給管41における第1熱交換器71の吸収液流れ下流側に介設される第3熱交換器73と、排ガス供給管31における前処理設備45の排ガス流れ上流側に介設される第4熱交換器74とを備えている。加熱器65Aにおいては、第3熱交換器73と第4熱交換器74との間で熱媒(例えば、空気や水等)が通流することにより、吸収液供給管41を流れる吸収液と、排ガス供給管31を流れる排ガスとの間で熱交換が行われ、吸収液供給管41を流れる、昇温器60(第1熱交換器71)で昇温された後の吸収液が加熱されるように構成されている。
<Heating device>
The heater 65A is connected to a third heat exchanger 73 that is installed downstream of the first heat exchanger 71 in the absorption liquid supply pipe 41, and on the exhaust gas flow upstream side of the pretreatment equipment 45 in the exhaust gas supply pipe 31. A fourth heat exchanger 74 is provided. In the heater 65A, a heat medium (for example, air, water, etc.) flows between the third heat exchanger 73 and the fourth heat exchanger 74, so that the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 and , heat exchange is performed with the exhaust gas flowing through the exhaust gas supply pipe 31, and the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 and heated by the temperature riser 60 (first heat exchanger 71) is heated. It is configured to

第4熱交換器74は、排ガスが外側表面に接触されるとともに、熱媒が内部に通流される伝熱管を備えて構成されている。第4熱交換器74においては、排ガス量や排ガス温度の変動域で排ガス量が最も少ない、及び/又は排ガス温度が最も低い、という条件においても、伝熱管における排ガスと接触する伝熱管の外側表面温度が露点よりも高くなるように、伝熱管の長さ、管径、厚さ、材質等が設定されている。ここで、露点とは、特に、硫酸ガスが硫酸となって結露する温度のことである。 The fourth heat exchanger 74 is configured to include a heat exchanger tube whose outer surface is brought into contact with the exhaust gas and through which a heat medium flows inside. In the fourth heat exchanger 74, the outer surface of the heat exchanger tube that comes into contact with the exhaust gas in the heat exchanger tube, even under the condition that the exhaust gas amount is the smallest and/or the exhaust gas temperature is the lowest in the fluctuating range of the exhaust gas amount and exhaust gas temperature. The length, tube diameter, thickness, material, etc. of the heat transfer tube are set so that the temperature is higher than the dew point. Here, the dew point specifically refers to the temperature at which sulfuric acid gas turns into sulfuric acid and condenses.

第4熱交換器74においては、伝熱管の外側表面温度が排ガスの露点よりも高くなるように設定されるので、伝熱管の外側表面付近は排ガスとの接触による腐食性成分の蒸発が支配的な雰囲気となり、結露による腐食性成分含有液滴が発生するのを未然に防ぐことができる。従って、第4熱交換器74のケーシング等への腐食対策(例えば、耐腐食塗装やフッ素樹脂ライニング等)が不要又は簡略化できるという利点がある。 In the fourth heat exchanger 74, the temperature of the outer surface of the heat exchanger tube is set to be higher than the dew point of the exhaust gas, so evaporation of corrosive components due to contact with the exhaust gas is dominant near the outer surface of the heat exchanger tube. This creates a safe atmosphere and prevents the generation of droplets containing corrosive components due to dew condensation. Therefore, there is an advantage that countermeasures against corrosion (for example, corrosion-resistant coating, fluororesin lining, etc.) for the casing of the fourth heat exchanger 74 are unnecessary or can be simplified.

第4熱交換器74における伝熱管の材料としては、例えばステンレス、ハステロイ、インコネル等の耐腐食金属や、例えばフッ素樹脂等の非金属材料が挙げられる。フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)等が挙げられる。 Examples of the material for the heat exchanger tubes in the fourth heat exchanger 74 include corrosion-resistant metals such as stainless steel, Hastelloy, and Inconel, and nonmetallic materials such as fluororesin. Examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymer (FEP), and tetrafluoroethylene/ethylene copolymer. Examples include polymer (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), and the like.

伝熱管として用いられるフッ素樹脂チューブの厚みは、0.5~2.0mmであることが好ましく、1.0~1.5mmであることがより好ましい。フッ素樹脂チューブの厚みが上記数値範囲内であれば、伝熱管の高い伝熱性能を維持することができる。 The thickness of the fluororesin tube used as the heat exchanger tube is preferably 0.5 to 2.0 mm, more preferably 1.0 to 1.5 mm. If the thickness of the fluororesin tube is within the above numerical range, the high heat transfer performance of the heat transfer tube can be maintained.

フッ素樹脂チューブの外径は、熱媒が気体である場合はφ10~φ100mmであることが好ましく、φ18~φ30mmあることがより好ましい。また、熱媒が液体である場合は、φ4~φ15mmであることが好ましく、φ8~φ13mmであることがより好ましい。外径が上記数値範囲内であれば、圧力損失の影響を受けにくく、伝熱管は良好な耐圧強度を有するものとなる。 When the heat medium is a gas, the outer diameter of the fluororesin tube is preferably φ10 to φ100 mm, more preferably φ18 to φ30 mm. Further, when the heat medium is a liquid, the diameter is preferably 4 to 15 mm, more preferably 8 to 13 mm. If the outer diameter is within the above numerical range, the heat exchanger tube will be less susceptible to pressure loss and will have good pressure resistance.

以上に述べたように構成される二酸化炭素回収装置1Aにおいては、吸収塔3での吸収工程と、再生塔5での回収工程とが連続的に行われるとともに、回収工程の実施に際して昇温工程及び加熱工程が行われる。 In the carbon dioxide recovery device 1A configured as described above, the absorption process in the absorption tower 3 and the recovery process in the regeneration tower 5 are performed continuously, and a temperature raising process is performed when implementing the recovery process. and a heating step.

<吸収工程>
排ガス処理設備200から送り出される除塵処理された排ガスは、前処理設備45に送り込まれ、前処理設備45で有害物質が除去された後に、排ガス供給管31を介して吸収塔3の内部に送り込まれる。吸収塔3の内部に送り込まれた排ガスは、吸収液と気液接触する。これにより、排ガスに含まれる二酸化炭素が吸収液に吸収される。二酸化炭素を吸収した処理液は、吸収塔3の下部に貯留される。一方、二酸化炭素が除去された排ガスは、ガス排出管33を介して吸収塔3の外部に排出される。なお、「二酸化炭素が除去された排ガス」とは、「含まれている二酸化炭素の全部が取り除かれた排ガス」と、「含まれている二酸化炭素の一部が取り除かれた排ガス」との両方を包含するものである。
<Absorption process>
The dust-removed exhaust gas sent out from the exhaust gas treatment equipment 200 is sent to the pretreatment equipment 45, where harmful substances are removed, and then sent into the absorption tower 3 via the exhaust gas supply pipe 31. . The exhaust gas sent into the absorption tower 3 comes into gas-liquid contact with the absorption liquid. As a result, carbon dioxide contained in the exhaust gas is absorbed into the absorption liquid. The treated liquid that has absorbed carbon dioxide is stored in the lower part of the absorption tower 3. On the other hand, the exhaust gas from which carbon dioxide has been removed is discharged to the outside of the absorption tower 3 via the gas discharge pipe 33. Note that "exhaust gas from which carbon dioxide has been removed" refers to both "exhaust gas from which all of the carbon dioxide contained in it has been removed" and "exhaust gas from which some of the contained carbon dioxide has been removed." This includes:

<昇温工程、加熱工程>
吸収塔3の下部に貯留されている吸収液は、ポンプ51の作動により、吸収液供給管41を介して再生塔5に供給される。この際、吸収塔3から再生塔5に向かって吸収液供給管41を流れる吸収液は、昇温器60(第1熱交換器71)によって昇温された後、加熱器65Aによって40~90℃に加熱される。こうして、後述する再生工程を実施する前段階において、処理液を加熱することにより、再生工程での二酸化炭素の放散効率を向上することができる。
<Temperature raising process, heating process>
The absorption liquid stored in the lower part of the absorption tower 3 is supplied to the regeneration tower 5 via the absorption liquid supply pipe 41 by operation of the pump 51. At this time, the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 from the absorption tower 3 toward the regeneration tower 5 is heated by a temperature riser 60 (first heat exchanger 71), and then heated to a temperature of 40 to 90 heated to ℃. In this way, by heating the treatment liquid before performing the regeneration step described below, it is possible to improve the carbon dioxide diffusion efficiency in the regeneration step.

<再生工程>
再生塔5の内部は、減圧手段として機能するポンプ55によって減圧されている(減圧工程)。加熱器65Aによって加熱された吸収液は、減圧下にある再生塔5の内部に供給される。再生塔5においては、吸収液に対する加熱器65Aによる加熱と、吸収液に対する減圧手段(ポンプ55)による減圧との相乗効果により、吸収液から二酸化炭素が効率よく放散される。こうして、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができるとともに、二酸化炭素を十分に吸収できる状態に吸収液を再生することができる。
<Regeneration process>
The inside of the regeneration tower 5 is depressurized by a pump 55 that functions as a decompression means (depressurization step). The absorption liquid heated by the heater 65A is supplied to the inside of the regeneration tower 5 under reduced pressure. In the regeneration tower 5, carbon dioxide is efficiently diffused from the absorption liquid due to the synergistic effect of the heating of the absorption liquid by the heater 65A and the pressure reduction of the absorption liquid by the pressure reduction means (pump 55). In this way, the carbon dioxide recovery efficiency can be further improved, and the absorption liquid can be regenerated to a state where carbon dioxide can be sufficiently absorbed.

再生工程において、二酸化炭素が放散されて二酸化炭素を十分に吸収できる状態に再生された再生塔5内の吸収液は、ポンプ53の作動により、吸収液還流管43を介して吸収塔3に環流される。この際、第1熱交換器71と第2熱交換器72との間においては、吸収塔3から再生塔5に向かって吸収液供給管41を流れる吸収液と、再生塔5から吸収塔3に向かって吸収液還流管43を流れる吸収液との間で熱交換が行われる。これにより、吸収塔3から再生塔5に向かって吸収液供給管41を流れる吸収液が冷熱源となって、再生塔5から吸収塔3に向かって吸収液還流管43を流れる吸収液が第2熱交換器72によって冷却される。 In the regeneration process, the absorption liquid in the regeneration tower 5, which has been regenerated into a state in which carbon dioxide is diffused and can sufficiently absorb carbon dioxide, is refluxed to the absorption tower 3 via the absorption liquid reflux pipe 43 by the operation of the pump 53. be done. At this time, between the first heat exchanger 71 and the second heat exchanger 72, the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 from the absorption tower 3 toward the regeneration tower 5 and the absorption liquid flowing from the regeneration tower 5 to the absorption tower 3 Heat exchange is performed between the absorbent and the absorbent flowing through the absorbent reflux pipe 43 toward the absorbent. As a result, the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 from the absorption tower 3 toward the regeneration tower 5 becomes a source of cold heat, and the absorption liquid flowing through the absorption liquid reflux pipe 43 from the regeneration tower 5 toward the absorption tower 3 becomes the first. 2 is cooled by a heat exchanger 72.

第一実施形態の二酸化炭素回収装置1Aによれば、吸収した二酸化炭素を40~90℃で放散可能な吸収液が用いられ、排ガスとの熱交換により、当該吸収液が加熱器65Aによって加熱される。ここで、排ガスは、通常は大気放出されて廃棄されるが、廃棄される際の排ガス温度は140~170℃程度である。このように、吸収液の二酸化炭素を放散可能な温度(40~90℃)と、廃棄される際の排ガス温度(140~170℃)との間に十分な温度差があるため、吸収液を排ガスとの熱交換で加熱器65Aにより40~90℃に加熱することができ、再生塔5において吸収液から二酸化炭素を放散させて回収することができる。従って、通常は大気放出されて廃棄されている排ガスの廃熱によっても二酸化炭素を回収することができ、廃熱の有効利用によってエネルギーコストを低く抑えることができる。 According to the carbon dioxide recovery device 1A of the first embodiment, an absorption liquid capable of dissipating absorbed carbon dioxide at a temperature of 40 to 90°C is used, and the absorption liquid is heated by the heater 65A through heat exchange with the exhaust gas. Ru. Here, the exhaust gas is normally discharged into the atmosphere and disposed of, and the temperature of the exhaust gas at the time of disposal is about 140 to 170°C. In this way, there is a sufficient temperature difference between the temperature at which the absorption liquid can dissipate carbon dioxide (40 to 90 degrees Celsius) and the exhaust gas temperature at the time of disposal (140 to 170 degrees Celsius). It can be heated to 40 to 90° C. by the heater 65A through heat exchange with the exhaust gas, and carbon dioxide can be diffused and recovered from the absorption liquid in the regeneration tower 5. Therefore, carbon dioxide can also be recovered from the waste heat of the exhaust gas, which is normally released into the atmosphere and discarded, and energy costs can be kept low by effectively utilizing the waste heat.

また、二酸化炭素回収装置1Aによれば、吸収塔3及び再生塔5によって二酸化炭素の吸収及び放散が連続的に行われるとともに、吸収塔3から再生塔5に供給される吸収液が、排ガスの廃熱を熱源とする加熱器65Aによって加熱されるので、吸収した二酸化炭素の放散に要するエネルギーを低く抑えつつ、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。 Further, according to the carbon dioxide recovery device 1A, absorption and dissipation of carbon dioxide are continuously performed by the absorption tower 3 and the regeneration tower 5, and the absorption liquid supplied from the absorption tower 3 to the regeneration tower 5 is Since it is heated by the heater 65A using waste heat as a heat source, it is possible to improve the recovery efficiency of carbon dioxide while keeping the energy required for dissipating the absorbed carbon dioxide low.

〔第二実施形態〕
図2は、本発明の第二実施形態に係る二酸化炭素回収装置1Bの概略構成を示すブロック図である。第二実施形態において、第一実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第二実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
[Second embodiment]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery device 1B according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, parts that are the same as or similar to those in the first embodiment are given the same reference numerals in the figures, and detailed explanations thereof are omitted.The following description focuses on parts unique to the second embodiment. Let me explain.

第二実施形態の二酸化炭素回収装置1Bにおいて、加熱器65Bは、再生塔5に付設されるリボイラ80を備えている。リボイラ80には、吸収液抜き管81及び吸収液戻し管83が接続されている。吸収液抜き管81は、吸収液還流管43から分岐する形態でリボイラ80に接続されるように配設されている。吸収液戻し管83は、リボイラ80と再生塔5の下部とを接続するように配設されている。また、リボイラ80には、排ガス処理設備200から送り出される除塵処理された排ガスが導入・導出されるように接続されている。加熱器65Bにおいては、吸収液抜き管81を介してリボイラ80に導入された吸収液と、排ガス供給管31を介してリボイラ80に導入された排ガスとの間で熱交換が行われ、排ガスの熱を吸収した吸収液が吸収液戻し管83を介して再生塔5の内部に戻されることにより、再生塔5内の吸収液を加熱するように構成されている。 In the carbon dioxide recovery apparatus 1B of the second embodiment, the heater 65B includes a reboiler 80 attached to the regeneration tower 5. An absorption liquid drain pipe 81 and an absorption liquid return pipe 83 are connected to the reboiler 80 . The absorption liquid drain pipe 81 is arranged so as to be connected to the reboiler 80 in a form that branches from the absorption liquid reflux pipe 43 . The absorption liquid return pipe 83 is arranged to connect the reboiler 80 and the lower part of the regeneration tower 5. Further, the reboiler 80 is connected so that the exhaust gas that has been subjected to dust removal treatment and sent out from the exhaust gas treatment equipment 200 is introduced and led out. In the heater 65B, heat exchange is performed between the absorption liquid introduced into the reboiler 80 via the absorption liquid extraction pipe 81 and the exhaust gas introduced into the reboiler 80 via the exhaust gas supply pipe 31, and the exhaust gas is removed. The absorption liquid that has absorbed heat is returned to the inside of the regeneration tower 5 via the absorption liquid return pipe 83, thereby heating the absorption liquid in the regeneration tower 5.

以上に述べたように構成される二酸化炭素回収装置1Bにおいては、吸収塔3での吸収工程と、再生塔5での回収工程とが連続的に行われるとともに、回収工程の実施に際して昇温工程及び加熱工程が行われる。 In the carbon dioxide recovery device 1B configured as described above, the absorption process in the absorption tower 3 and the recovery process in the regeneration tower 5 are performed continuously, and a temperature raising process is performed when implementing the recovery process. and a heating step.

<吸収工程>
排ガス処理設備200から送り出される除塵処理された排ガスは、リボイラ80を経由して前処理設備45に送り込まれ、前処理設備45で有害物質が除去された後に、排ガス供給管31を介して吸収塔3の内部に送り込まれる。吸収塔3の内部に送り込まれた排ガスは、吸収液と気液接触する。これにより、排ガスに含まれる二酸化炭素が吸収液に吸収される。二酸化炭素を吸収した処理液は、吸収塔3の下部に貯留される。一方、二酸化炭素が除去された排ガスは、ガス排出管33を介して吸収塔3の外部に排出される。
<Absorption process>
The dust-removed exhaust gas sent out from the exhaust gas treatment equipment 200 is sent to the pretreatment equipment 45 via the reboiler 80, and after harmful substances are removed in the pretreatment equipment 45, it is sent to the absorption tower via the exhaust gas supply pipe 31. It is sent inside 3. The exhaust gas sent into the absorption tower 3 comes into gas-liquid contact with the absorption liquid. As a result, carbon dioxide contained in the exhaust gas is absorbed into the absorption liquid. The treated liquid that has absorbed carbon dioxide is stored in the lower part of the absorption tower 3. On the other hand, the exhaust gas from which carbon dioxide has been removed is discharged to the outside of the absorption tower 3 via the gas discharge pipe 33.

<昇温工程、加熱工程>
吸収塔3の下部に貯留されている吸収液は、ポンプ51の作動により、吸収液供給管41を介して再生塔5に供給される。この際、吸収塔3から再生塔5に向かって吸収液供給管41を流れる吸収液は、昇温器60(第1熱交換器71)によって昇温された後、再生塔5の内部に送り込まれる。再生塔5の内部の吸収液は、加熱器65Bによって40~90℃に加熱される。こうして、後述する再生工程を実施する前段階において、処理液を加熱することにより、再生工程での二酸化炭素の放散効率を向上することができる。
<Temperature raising process, heating process>
The absorption liquid stored in the lower part of the absorption tower 3 is supplied to the regeneration tower 5 via the absorption liquid supply pipe 41 by operation of the pump 51. At this time, the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 from the absorption tower 3 toward the regeneration tower 5 is heated by the temperature riser 60 (first heat exchanger 71), and then sent into the regeneration tower 5. It will be done. The absorption liquid inside the regeneration tower 5 is heated to 40 to 90° C. by the heater 65B. In this way, by heating the treatment liquid before performing the regeneration step described below, it is possible to improve the carbon dioxide diffusion efficiency in the regeneration step.

<再生工程>
再生塔5の内部は、減圧手段として機能するポンプ55によって減圧されている(減圧工程)。再生塔5においては、吸収液に対する加熱器65Bによる加熱と、吸収液に対する減圧手段(ポンプ55)による減圧との相乗効果により、吸収液から二酸化炭素が効率よく放散される。こうして、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができるとともに、二酸化炭素を十分に吸収できる状態に吸収液を再生することができる。
<Regeneration process>
The inside of the regeneration tower 5 is depressurized by a pump 55 that functions as a decompression means (depressurization step). In the regeneration tower 5, carbon dioxide is efficiently diffused from the absorption liquid due to the synergistic effect of the heating of the absorption liquid by the heater 65B and the pressure reduction of the absorption liquid by the pressure reduction means (pump 55). In this way, the carbon dioxide recovery efficiency can be further improved, and the absorption liquid can be regenerated to a state where carbon dioxide can be sufficiently absorbed.

再生工程において、二酸化炭素が放散されて二酸化炭素を十分に吸収できる状態に再生された再生塔5の内部の吸収液は、ポンプ53の作動により、吸収液還流管43を介して吸収塔3に環流される。この際、第1熱交換器71と第2熱交換器72との間においては、吸収塔3から再生塔5に向かって吸収液供給管41を流れる吸収液と、再生塔5から吸収塔3に向かって吸収液還流管43を流れる吸収液との間で熱交換が行われる。これにより、吸収塔3から再生塔5に向かって吸収液供給管41を流れる吸収液が冷熱源となって、再生塔5から吸収塔3に向かって吸収液還流管43を流れる吸収液が第2熱交換器72によって冷却される。 In the regeneration process, the absorption liquid inside the regeneration tower 5, which has been regenerated into a state in which carbon dioxide is diffused and can sufficiently absorb carbon dioxide, is returned to the absorption tower 3 through the absorption liquid reflux pipe 43 by the operation of the pump 53. It is recycled. At this time, between the first heat exchanger 71 and the second heat exchanger 72, the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 from the absorption tower 3 toward the regeneration tower 5 and the absorption liquid flowing from the regeneration tower 5 to the absorption tower 3 Heat exchange is performed between the absorbent and the absorbent flowing through the absorbent reflux pipe 43 toward the absorbent. As a result, the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 from the absorption tower 3 toward the regeneration tower 5 becomes a source of cold heat, and the absorption liquid flowing through the absorption liquid reflux pipe 43 from the regeneration tower 5 toward the absorption tower 3 becomes the first. 2 is cooled by a heat exchanger 72.

第二実施形態の二酸化炭素回収装置1Bにおいても、第一実施形態の二酸化炭素回収装置1Aと同様に、吸収した二酸化炭素を40~90℃で放散可能な吸収液が用いられ、排ガスとの熱交換により、当該吸収液が加熱器65Bによって40~90℃に加熱される。従って、第二実施形態においても、第一実施形態と同様に、廃熱の有効利用によってエネルギーコストを低く抑えることができる。 Similarly to the carbon dioxide recovery device 1A of the first embodiment, the carbon dioxide recovery device 1B of the second embodiment uses an absorption liquid that can dissipate absorbed carbon dioxide at a temperature of 40 to 90°C. Due to the exchange, the absorption liquid is heated to 40 to 90° C. by the heater 65B. Therefore, in the second embodiment as well, energy costs can be kept low by effectively utilizing waste heat, similarly to the first embodiment.

〔第三実施形態〕
図3は、本発明の第三実施形態に係る二酸化炭素回収装置1Cの概略構成を示すブロック図である。第三実施形態において、第二実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第三実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
[Third embodiment]
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery device 1C according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, parts that are the same as or similar to those in the second embodiment are given the same reference numerals in the figures, and detailed explanations thereof are omitted.The following description focuses on parts unique to the third embodiment. Let me explain.

第三実施形態の二酸化炭素回収装置1Cにおいて、加熱器65Cは、再生塔5の下部に装着される伝熱ジャケット85を備えている。伝熱ジャケット85には、排ガス処理設備200から送り出される除塵処理された排ガスが導入・導出されるように排ガス供給管31が接続されている。加熱器65Cにおいては、伝熱ジャケット85の内部を排ガスが通って出ていく間に、再生塔5の内部の吸収液と再生塔5の伝熱ジャケット85に導入された排ガスとの間で熱交換が行われ、再生塔5の内部の吸収液を加熱するように構成されている。 In the carbon dioxide recovery apparatus 1C of the third embodiment, the heater 65C includes a heat transfer jacket 85 attached to the lower part of the regeneration tower 5. The exhaust gas supply pipe 31 is connected to the heat transfer jacket 85 so that the exhaust gas that has been subjected to dust removal treatment and sent out from the exhaust gas treatment equipment 200 is introduced and led out. In the heater 65C, while the exhaust gas passes through the heat transfer jacket 85 and exits, heat is generated between the absorption liquid inside the regeneration tower 5 and the exhaust gas introduced into the heat transfer jacket 85 of the regeneration tower 5. The exchange is performed to heat the absorption liquid inside the regeneration tower 5.

第三実施形態の二酸化炭素回収装置1Cにおいては、加熱器65Cの構造が第二実施形態の二酸化炭素回収装置1Bにおける加熱器65Bと異なるのみで、それ以外については二酸化炭素回収装置1Bと基本的に同様の構成である。従って、第三実施形態によっても、第二実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 In the carbon dioxide recovery device 1C of the third embodiment, the only difference is the structure of the heater 65C from the heater 65B in the carbon dioxide recovery device 1B of the second embodiment, and other than that, the structure is basically the same as that of the carbon dioxide recovery device 1B. It has a similar configuration. Therefore, the third embodiment can also provide the same effects as the second embodiment.

〔第四実施形態〕
図4は、本発明の第四実施形態に係る二酸化炭素回収装置1Dの概略構成を示すブロック図である。第四実施形態において、上記各実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付しており、上記各実施形態と重複する部分については説明を省略することとする。
[Fourth embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery device 1D according to a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the same or similar parts as in each of the above embodiments are denoted by the same reference numerals in the drawings, and descriptions of parts that overlap with those in each of the above embodiments will be omitted.

図4に示すように、第四実施形態の二酸化炭素回収装置1Dは、吸収液を収容する単塔式の処理塔100を備えている。処理塔100においては、当該処理塔100の内部において吸収液と排ガスとの接触が行われ、二酸化炭素の回収が、当該処理塔100の内部での吸収液に対する二酸化炭素の吸収/放散を利用して行われるように構成されている。 As shown in FIG. 4, the carbon dioxide recovery apparatus 1D of the fourth embodiment includes a single-column treatment tower 100 that accommodates an absorption liquid. In the treatment tower 100, the absorption liquid and the exhaust gas are brought into contact inside the treatment tower 100, and carbon dioxide is recovered by utilizing the absorption/dissipation of carbon dioxide with respect to the absorption liquid inside the treatment tower 100. is configured to take place.

<処理塔>
処理塔100は、吸収液を循環させずに吸収液に対する二酸化炭素の吸収/放散を単一の塔内でバッチ処理できる構造のものであればよく、特に限定されるものではなく、公知の構造のものを用いることができる。処理塔100において、下部にはガス導入口101が設けられ、頂部にはガス排出口103が設けられている。底部には吸収液排出口105が設けられ、下部にはガス導入口101と相反する位置に吸収液導入口107が設けられている。
<Processing tower>
The treatment tower 100 may have any structure as long as it can perform batch processing of absorption/dissipation of carbon dioxide in the absorption liquid in a single tower without circulating the absorption liquid, and is not particularly limited, and may have a known structure. can be used. In the processing tower 100, a gas inlet 101 is provided at the bottom, and a gas outlet 103 is provided at the top. An absorbent liquid outlet 105 is provided at the bottom, and an absorbent liquid inlet 107 is provided at a position opposite to the gas inlet 101 at the bottom.

処理塔100のガス導入口101と排ガス処理設備200とは、排ガス供給管31によって接続されている。処理塔100のガス排出口103には、ガス排出管35が接続されている。 The gas inlet 101 of the treatment tower 100 and the exhaust gas treatment equipment 200 are connected by an exhaust gas supply pipe 31. A gas exhaust pipe 35 is connected to the gas exhaust port 103 of the processing tower 100 .

第四実施形態の二酸化炭素回収装置1Dにおいて、加熱器65Dは、再生塔5に付設されるリボイラ80を備えている。リボイラ80には、吸収液抜き管81及び吸収液戻し管83が接続されている。吸収液抜き管81は、吸収液排出口105とリボイラ80とを接続するように配設されている。吸収液戻し管83は、リボイラ80と吸収液導入口107とを接続するように配設されている。また、リボイラ80には、排ガス処理設備200から送り出される除塵処理された排ガスが排ガス流路切替手段110を介して導入・導出されるように接続されている。加熱器65Dにおいては、吸収液抜き管81を介してリボイラ80に導入された吸収液と、排ガス供給管31を介してリボイラ80に導入された排ガスとの間で熱交換が行われ、排ガスの熱を吸収した吸収液が吸収液戻し管83を介して処理塔100の内部に戻されることにより、処理塔100の内部の吸収液を加熱するように構成されている。 In the carbon dioxide recovery apparatus 1D of the fourth embodiment, the heater 65D includes a reboiler 80 attached to the regeneration tower 5. An absorption liquid drain pipe 81 and an absorption liquid return pipe 83 are connected to the reboiler 80 . The absorption liquid drain pipe 81 is arranged to connect the absorption liquid discharge port 105 and the reboiler 80. The absorption liquid return pipe 83 is arranged to connect the reboiler 80 and the absorption liquid introduction port 107. Further, the reboiler 80 is connected so that the exhaust gas that has been subjected to dust removal treatment and sent out from the exhaust gas treatment equipment 200 is introduced and led out via the exhaust gas flow path switching means 110. In the heater 65D, heat exchange is performed between the absorption liquid introduced into the reboiler 80 via the absorption liquid extraction pipe 81 and the exhaust gas introduced into the reboiler 80 via the exhaust gas supply pipe 31, and the exhaust gas is The absorption liquid that has absorbed heat is returned to the inside of the processing tower 100 via the absorption liquid return pipe 83, thereby heating the absorption liquid inside the processing tower 100.

図示による詳細説明は省略するが、図4に示す排ガス流路切替手段110は、排ガス供給管31に適宜に組み込まれる所要の開閉弁の開閉状態の組み合わせにより、排ガス処理設備200から送り出される除塵後の排ガスを、処理塔100へと供給する状態と、リボイラ80に対し導入・導出する状態とを切り替えるように構成されている。 Although detailed explanation with illustrations will be omitted, the exhaust gas flow path switching means 110 shown in FIG. It is configured to switch between a state in which the exhaust gas is supplied to the processing tower 100 and a state in which it is introduced into and led out from the reboiler 80.

以上に述べたように構成される二酸化炭素回収装置1Dにおいては、単塔式の処理塔100において、吸収工程と回収工程とが交互に行われる。 In the carbon dioxide recovery apparatus 1D configured as described above, the absorption process and the recovery process are performed alternately in the single-column treatment tower 100.

<吸収工程>
吸収工程は、排ガス流路切替手段110により、排ガス処理設備200から送り出される排ガスを処理塔100へと供給するように切り替えられた状態で行われる。排ガス処理設備200から送り出される除塵処理後の排ガスは、前処理設備45での前処理を経て排ガス供給管31を介して吸収塔3の内部に送り込まれる。吸収塔3の内部に送り込まれた排ガスは、吸収液と気液接触する。これにより、排ガスに含まれる二酸化炭素が吸収液に吸収される。一方、二酸化炭素が除去された排ガスは、ポンプ55の作動により、ガス排出管35を介して処理塔100の外部に排出される。
<Absorption process>
The absorption process is performed in a state where the exhaust gas flow path switching means 110 is switched to supply the exhaust gas sent out from the exhaust gas treatment equipment 200 to the treatment tower 100. The dust-removed exhaust gas sent out from the exhaust gas treatment equipment 200 is pretreated in the pretreatment equipment 45 and then sent into the absorption tower 3 via the exhaust gas supply pipe 31 . The exhaust gas sent into the absorption tower 3 comes into gas-liquid contact with the absorption liquid. As a result, carbon dioxide contained in the exhaust gas is absorbed into the absorption liquid. On the other hand, the exhaust gas from which carbon dioxide has been removed is discharged to the outside of the treatment tower 100 via the gas discharge pipe 35 by the operation of the pump 55.

<再生工程(減圧工程、加熱工程)>
吸収工程は、排ガス流路切替手段110により、排ガス処理設備200から送り出される排ガスをリボイラ80に対し導入・導出するように切り替えられた状態で行われる。処理塔100の内部は、減圧手段として機能するポンプ55によって減圧されている(減圧工程)。処理塔100の内部の吸収液は、加熱器65Dによって40~90℃に加熱される。こうして、処理塔100においては、吸収液に対する加熱器65Dによる加熱と、吸収液に対する減圧手段(ポンプ55)による減圧との相乗効果により、吸収液から二酸化炭素が効率よく放散される。こうして、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができるとともに、二酸化炭素を十分に吸収できる状態に吸収液を再生することができる。
<Regeneration process (depressurization process, heating process)>
The absorption process is performed in a state where the exhaust gas flow path switching means 110 is switched to introduce and lead out the exhaust gas sent out from the exhaust gas treatment equipment 200 into and out of the reboiler 80 . The inside of the treatment tower 100 is depressurized by a pump 55 that functions as a decompression means (depressurization step). The absorption liquid inside the treatment tower 100 is heated to 40 to 90° C. by the heater 65D. In this manner, in the treatment tower 100, carbon dioxide is efficiently diffused from the absorption liquid due to the synergistic effect of the heating of the absorption liquid by the heater 65D and the pressure reduction of the absorption liquid by the pressure reduction means (pump 55). In this way, the carbon dioxide recovery efficiency can be further improved, and the absorption liquid can be regenerated to a state where carbon dioxide can be sufficiently absorbed.

第四実施形態の二酸化炭素回収装置1Dによれば、単塔式の処理塔100を用いたバッチ処理により、上記二酸化炭素回収装置1A~1Cよりも簡易な構成で二酸化炭素を回収することができる。 According to the carbon dioxide recovery device 1D of the fourth embodiment, carbon dioxide can be recovered with a simpler configuration than the carbon dioxide recovery devices 1A to 1C described above through batch processing using the single-column type processing tower 100. .

〔第五実施形態〕
図5は、本発明の第五実施形態に係る二酸化炭素回収装置1Eの概略構成を示すブロック図である。第五実施形態において、第四実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第五実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
[Fifth embodiment]
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery device 1E according to a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, parts that are the same as or similar to those in the fourth embodiment are given the same reference numerals in the figures, and detailed explanations thereof are omitted.The following description focuses on parts unique to the fifth embodiment. Let me explain.

第五実施形態の二酸化炭素回収装置1Eにおいて、加熱器65Eは、処理塔100の下部に装着される伝熱ジャケット85を備えている。排ガス流路切替手段110は、排ガス処理設備200から送り出される除塵後の排ガスを、処理塔100へと供給する状態と、伝熱ジャケット85に対し導入・導出する状態とを切り替えるように構成されている。 In the carbon dioxide recovery device 1E of the fifth embodiment, the heater 65E includes a heat transfer jacket 85 attached to the lower part of the treatment tower 100. The exhaust gas flow path switching means 110 is configured to switch between a state in which the exhaust gas after dust removal sent out from the exhaust gas treatment equipment 200 is supplied to the treatment tower 100 and a state in which it is introduced into and led out from the heat transfer jacket 85. There is.

第五実施形態の二酸化炭素回収装置1Eにおいては、加熱器65Eの構造が第四実施形態の二酸化炭素回収装置1Dにおける加熱器65Dと異なるのみで、それ以外については二酸化炭素回収装置1Dと基本的に同様の構成である。従って、第五実施形態によっても、第四実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 In the carbon dioxide recovery device 1E of the fifth embodiment, the structure of the heater 65E is only different from the heater 65D in the carbon dioxide recovery device 1D of the fourth embodiment, and other than that, the structure is basically the same as that of the carbon dioxide recovery device 1D. It has a similar configuration. Therefore, the fifth embodiment can also provide the same effects as the fourth embodiment.

〔第六実施形態〕
図6は、本発明の第六実施形態に係る二酸化炭素回収装置1Fの概略構成を示すブロック図である。第六実施形態において、第一実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第六実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
[Sixth embodiment]
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery apparatus 1F according to a sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, parts that are the same as or similar to those in the first embodiment are given the same reference numerals in the figures, and detailed explanations thereof are omitted.The following description focuses on parts unique to the sixth embodiment. Let me explain.

図1に示すように、第一実施形態の二酸化炭素回収装置1Aにおいて、昇温器60は、第1熱交換器71と第2熱交換器72との2つの熱交換器を備え、第1熱交換器71と第2熱交換器72との間で熱媒(例えば、空気や水等)が通流することにより、吸収液供給管41を流れる吸収液と、吸収液還流管43を流れる吸収液との間で熱交換が行われ、吸収液供給管41を流れる吸収液が昇温されるように構成されている。これに対し、図6に示すように、第六実施形態の二酸化炭素回収装置1Fにおいて、昇温器60は、吸収液供給管41と吸収液還流管43との間で熱交換可能にそれら吸収液供給管41及び吸収液還流管43に介設される単一の熱交換器70を備えている。この熱交換器70においては、吸収液供給管41を流れる吸収液と、吸収液還流管43を流れる吸収液との間で直接的に熱交換が行われ、吸収液供給管41を流れる吸収液が昇温されるように構成されている。このような第六実施形態の二酸化炭素回収装置1Fによっても、第一実施形態の二酸化炭素回収装置1Aと同様の作用効果を得ることができる。 As shown in FIG. 1, in the carbon dioxide recovery apparatus 1A of the first embodiment, the temperature riser 60 includes two heat exchangers, a first heat exchanger 71 and a second heat exchanger 72. A heat medium (for example, air or water) flows between the heat exchanger 71 and the second heat exchanger 72, so that the absorption liquid flows through the absorption liquid supply pipe 41 and the absorption liquid return pipe 43. It is configured such that heat exchange is performed with the absorption liquid, and the temperature of the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 is increased. On the other hand, as shown in FIG. 6, in the carbon dioxide recovery apparatus 1F of the sixth embodiment, the temperature riser 60 allows heat exchange between the absorption liquid supply pipe 41 and the absorption liquid return pipe 43. A single heat exchanger 70 is provided between the liquid supply pipe 41 and the absorption liquid return pipe 43. In this heat exchanger 70, heat exchange is directly performed between the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 and the absorption liquid flowing through the absorption liquid return pipe 43. is configured such that the temperature is increased. The carbon dioxide recovery device 1F of the sixth embodiment can also provide the same effects as the carbon dioxide recovery device 1A of the first embodiment.

〔第七実施形態〕
図7は、本発明の第七実施形態に係る二酸化炭素回収装置1Gの概略構成を示すブロック図である。第七実施形態において、第六実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第七実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
[Seventh embodiment]
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide recovery device 1G according to the seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, parts that are the same as or similar to those in the sixth embodiment are given the same reference numerals in the figures, and detailed explanations thereof are omitted.The following description focuses on parts unique to the seventh embodiment. Let me explain.

図6に示すように、第六実施形態の二酸化炭素回収装置1Fにおいて、加熱器65Aは、第3熱交換器73と第4熱交換器74との2つの熱交換器を備え、第3熱交換器73と第4熱交換器74との間で熱媒(例えば、空気や水等)が通流することにより、吸収液供給管41を流れる吸収液と、排ガス供給管31を流れる排ガスとの間で熱交換が行われ、吸収液供給管41を流れる、昇温器60(熱交換器70)で昇温された後の吸収液が加熱されるように構成されている。これに対し、図7に示すように、第七実施形態の二酸化炭素回収装置1Gにおいて、加熱器65Aは、吸収液供給管41と排ガス供給管31との間で熱交換可能にそれら吸収液供給管41及び排ガス供給管31に介設される単一の熱交換器75を備えている。この熱交換器75においては、吸収液供給管41を流れる吸収液と、排ガス供給管31を流れる排ガスとの間で直接的に熱交換が行われ、吸収液供給管41を流れる、昇温器60(熱交換器70)で昇温された後の吸収液が加熱されるように構成されている。このような第七実施形態の二酸化炭素回収装置1Gによっても、第六実施形態の二酸化炭素回収装置1Fと同様の作用効果を得ることができる。 As shown in FIG. 6, in the carbon dioxide recovery apparatus 1F of the sixth embodiment, the heater 65A includes two heat exchangers, a third heat exchanger 73 and a fourth heat exchanger 74. By flowing a heat medium (for example, air or water) between the exchanger 73 and the fourth heat exchanger 74, the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 and the exhaust gas flowing through the exhaust gas supply pipe 31 are separated. Heat exchange is performed between them, and the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 and heated by the temperature riser 60 (heat exchanger 70) is heated. On the other hand, as shown in FIG. 7, in the carbon dioxide recovery apparatus 1G of the seventh embodiment, the heater 65A supplies the absorption liquid to the absorption liquid supply pipe 41 and the exhaust gas supply pipe 31 so that heat can be exchanged between the absorption liquid supply pipe 41 and the exhaust gas supply pipe 31. A single heat exchanger 75 is provided between the pipe 41 and the exhaust gas supply pipe 31. In this heat exchanger 75, heat exchange is directly performed between the absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe 41 and the exhaust gas flowing through the exhaust gas supply pipe 31. 60 (heat exchanger 70), the absorption liquid is heated after being heated. The carbon dioxide recovery device 1G of the seventh embodiment can also provide the same effects as the carbon dioxide recovery device 1F of the sixth embodiment.

以上、本発明の二酸化炭素回収装置、及び二酸化炭素回収方法について、複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施形態に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 As above, the carbon dioxide recovery device and carbon dioxide recovery method of the present invention have been described based on a plurality of embodiments, but the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiments. The configuration may be modified as appropriate without departing from the spirit of the invention, such as by appropriately combining the described configurations.

上記各実施形態において、本発明の減圧手段として機能するポンプ55を省略する態様もある。 In each of the embodiments described above, there is also a mode in which the pump 55 functioning as the pressure reducing means of the present invention is omitted.

第一実施形態においては、第4熱交換器74における伝熱管の外側表面温度が排ガスの露点よりも高くなるように設定される例を示したが、第4熱交換器74において、排ガスの露点以下の温度になるまで熱交換を行う態様もある。この場合、伝熱管としては、耐腐食性の材料で構成されるものを用いるのが好ましい。耐腐食性の材料を用いて露点以下の温度まで熱回収を行うことで二酸化炭素回収装置1Aにおける熱媒(水蒸気等)の使用量を大幅に減少させることができる。さらに、排ガス中の水分の凝縮温度以下まで熱回収を行うことで水の潜熱分の熱エネルギーも回収することができ、効果がより大きくなる。また、排ガス処理設備200から前処理設備45へと導入される排ガスから十分に熱回収していない場合、前処理設備45での湿式処理による排ガスの冷却に多くの冷却水が必要であるが、露点以下の温度まで熱回収を行うことで、前処理設備45で行われる湿式処理での負荷を低減することができる。 In the first embodiment, an example was shown in which the outer surface temperature of the heat transfer tube in the fourth heat exchanger 74 is set to be higher than the dew point of the exhaust gas. There is also a mode in which heat exchange is performed until the temperature reaches the temperature below. In this case, it is preferable to use a heat exchanger tube made of a corrosion-resistant material. By recovering heat to a temperature below the dew point using a corrosion-resistant material, the amount of heat medium (steam, etc.) used in the carbon dioxide recovery device 1A can be significantly reduced. Furthermore, by performing heat recovery to a temperature below the condensation temperature of water in the exhaust gas, thermal energy corresponding to the latent heat of water can also be recovered, making the effect even greater. Furthermore, if sufficient heat is not recovered from the exhaust gas introduced from the exhaust gas treatment equipment 200 to the pretreatment equipment 45, a large amount of cooling water is required to cool the exhaust gas by wet treatment in the pretreatment equipment 45. By performing heat recovery to a temperature below the dew point, it is possible to reduce the load on the wet treatment performed in the pretreatment equipment 45.

本発明の二酸化炭素回収装置、及び二酸化炭素回収方法は、例えば、火力発電施設、製鉄所、石油精製施設等において、化石燃料の燃焼によって発生した排ガスに含まれる二酸化炭素、水素製造施設において、オフガスの燃焼によって発生した排ガスに含まれる二酸化炭素、一般廃棄物焼却施設において、廃棄物の燃焼によって発生した排ガスに含まれる二酸化炭素、バイオマス発電施設において、バイオマス燃料の燃焼によって発生した排ガスに含まれる二酸化炭素等を分離回収する用途において利用可能である。 The carbon dioxide capture device and the carbon dioxide capture method of the present invention can be used, for example, in thermal power generation facilities, steel plants, oil refineries, etc., to collect carbon dioxide contained in exhaust gas generated by combustion of fossil fuels, and in hydrogen production facilities, to remove off-gas Carbon dioxide contained in the exhaust gas generated from the combustion of waste at general waste incineration facilities; Carbon dioxide contained in the exhaust gas generated from the combustion of biomass fuel at biomass power generation facilities. It can be used for separating and recovering carbon, etc.

1A~1G 二酸化炭素回収装置
3 吸収塔
5 再生塔
10 処理塔
55 減圧手段
65A~65E 加熱器
100 処理塔
1A to 1G Carbon dioxide recovery device 3 Absorption tower 5 Regeneration tower 10 Treatment tower 55 Pressure reduction means 65A to 65E Heater 100 Treatment tower

Claims (4)

二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱することによって前記二酸化炭素を放散させて回収する二酸化炭素回収装置であって、
前記吸収液を収容し、前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収液を収容し、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させる再生塔と、
前記吸収塔と前記再生塔との間で前記吸収液が循環されるように前記吸収塔と前記再生塔とを接続する吸収液供給管及び吸収液還流管と、
前記吸収塔から前記再生塔に向かって前記吸収液供給管を流れる前記吸収液を、前記再生塔から前記吸収塔に向かって前記吸収液還流管を流れる前記吸収液との熱交換によって昇温させる昇温器と、
前記吸収液供給管を流れる、前記昇温器で昇温された後の前記吸収液を、除塵処理された排ガスとの熱交換により、前記二酸化炭素を放散可能な40~90℃に加熱する加熱器と、
を備える二酸化炭素回収装置。
A carbon dioxide recovery device that causes an absorption liquid to absorb carbon dioxide contained in a carbon dioxide-containing gas, and heats the absorption liquid that has absorbed the carbon dioxide to diffuse and recover the carbon dioxide,
an absorption tower that accommodates the absorption liquid and causes the carbon dioxide to be absorbed into the absorption liquid;
a regeneration tower that accommodates the absorption liquid and diffuses the carbon dioxide from the absorption liquid that has absorbed the carbon dioxide;
an absorption liquid supply pipe and an absorption liquid reflux pipe that connect the absorption tower and the regeneration tower so that the absorption liquid is circulated between the absorption tower and the regeneration tower;
The absorption liquid flowing through the absorption liquid supply pipe from the absorption tower toward the regeneration tower is heated by heat exchange with the absorption liquid flowing through the absorption liquid reflux pipe from the regeneration tower toward the absorption tower. A heating device,
Heating the absorption liquid that flows through the absorption liquid supply pipe and has been heated by the temperature riser to a temperature of 40 to 90°C at which the carbon dioxide can be dissipated by heat exchange with the dust-removed exhaust gas. The vessel and
A carbon dioxide recovery device equipped with
前記除塵処理された後に湿式処理にて洗浄された排ガスが前記二酸化炭素含有ガスとして前記吸収塔に送り込まれ、
前記加熱器は、前記湿式処理される前の排ガスとの間で熱交換を行う請求項1に記載の二酸化炭素回収装置。
After the dust removal treatment, the exhaust gas cleaned by wet treatment is sent to the absorption tower as the carbon dioxide-containing gas,
The carbon dioxide recovery apparatus according to claim 1, wherein the heater exchanges heat with the exhaust gas before being wet-treated.
前記加熱器は、排ガスが外側表面に接触されるとともに、熱媒が内部に通流される、耐腐食性の材料で構成される伝熱管を備え、前記伝熱管の外側表面温度が排ガスの露点以下となるまで熱交換を行う請求項2に記載の二酸化炭素回収装置。 The heater includes a heat exchanger tube made of a corrosion-resistant material, the outer surface of which is brought into contact with the exhaust gas, and a heat medium is passed through the interior of the heater, and the outer surface temperature of the heat exchanger tube is lower than or equal to the dew point of the exhaust gas. The carbon dioxide recovery device according to claim 2, wherein the heat exchange is performed until the carbon dioxide recovery device becomes . 前記加熱器は、さらに、排ガス中の水分の凝縮温度以下まで熱交換を行う請求項3に記載の二酸化炭素回収装置。 The carbon dioxide recovery device according to claim 3, wherein the heater further performs heat exchange to a temperature below the condensation temperature of moisture in the exhaust gas.
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