JP6043171B2 - 二酸化炭素回収装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態にかかる二酸化炭素回収装置100の構成を説明するための図である。図1に示すように、二酸化炭素回収装置100は、二酸化炭素分離回収ユニット110と、二酸化炭素圧縮ユニット200とを含んで構成される。
吸収部(吸収塔)120は、例えば、向流型気液接触装置で構成され、二酸化炭素を含有するガスGを吸収液(以下、リーン吸収液Lと称する)に接触させて、リーン吸収液Lに二酸化炭素を吸収させ、二酸化炭素含有吸収液(以下、リッチ吸収液Rと称する)を生成する。
続いて、二酸化炭素分離回収ユニット110における吸収液の流れについて説明する。吸収部120において生成され、吸収部120の底部に貯留されたリッチ吸収液Rは、ポンプ170aによって、送出ライン130を通じて、第1の気液分離部140へ送出される。リッチ吸収液Rは、送出ライン130を通過する間、第3の熱交換部132、第2の熱交換部310、第1の熱交換部320、加熱部134によって加熱され、第1の気液分離部140において気液分離されることで、リーン吸収液Lに再生される。リッチ吸収液Rからリーン吸収液Lへの再生(以下、単に吸収液の再生と称する)については、後に詳述する。
リッチ吸収液Rは、送出ライン130を通過する間、まず、第3の熱交換部132および第2の熱交換部310によって加熱される。そして、リッチ吸収液Rは、第1の熱交換部320によってさらに加熱されることにより、リッチ吸収液R中で吸収剤と二酸化炭素との結合が解除される。すなわち、吸収剤と二酸化炭素との化合物が、吸収剤と、二酸化炭素とに分解される。
通過ライン210は、二酸化炭素分離回収ユニット110を構成する第1の気液分離部140から排出された回収ガスX(二酸化炭素および水蒸気)が通過するライン(配管)である。なお、ここでは、第1の気液分離部140から排出された回収ガスXの温度は、例えば、120℃である。
図2は、第1の熱交換部320と、第2の熱交換部310および第3の熱交換部132との温度(T)−熱量(Q)線を説明するための図である。図2中、第1の熱交換部320のTQ線を実線で示し、第3の熱交換部132および第2の熱交換部310のTQ線を破線で示す。
二酸化炭素回収装置100による吸収液の再生(実施例)と、充填塔を利用した吸収液の再生(比較例)との消費エネルギーの比較を行った結果を表1に示す。比較例においては、圧縮部を設けず、充填塔から排出された回収ガスの熱を回収していない。
120 …吸収部
130 …送出ライン
132 …第3の熱交換部
134 …加熱部
140 …第1の気液分離部
160 …返送ライン
210 …通過ライン
220 …圧縮部
230 …第2の気液分離部
250 …第3の気液分離部
260 …第1の凝縮水導入部
270 …第2の凝縮水導入部
310 …第2の熱交換部
320 …第1の熱交換部
Claims (4)
- 二酸化炭素を含有するガスを吸収液に接触させて、該吸収液に二酸化炭素を吸収させ、二酸化炭素含有吸収液を生成する吸収部と、
前記二酸化炭素含有吸収液を加熱し、当該二酸化炭素含有吸収液から二酸化炭素を放出させて、吸収液、二酸化炭素、および水蒸気の気液混合流体を生成する加熱部と、
前記気液混合流体を、吸収液と、二酸化炭素および水蒸気を含有する回収ガスとに分離する第1の気液分離部と、
前記第1の気液分離部において分離された前記回収ガスが通過する通過ラインと、
前記通過ラインに設けられ、前記回収ガスを圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部の下流側において該圧縮部における前記回収ガスの圧縮に伴って発生する熱を回収し、前記加熱部によって加熱される前の前記二酸化炭素含有吸収液を加熱する第1の熱交換部と、
前記通過ラインに設けられ、前記第1の熱交換部によって熱が回収されることで凝縮した水を回収ガスから分離する第2の気液分離部と、
前記第2の気液分離部の下流側において該第2の気液分離部によって分離された回収ガスの熱を回収し、前記第1の熱交換部によって加熱される前の前記二酸化炭素含有吸収液を加熱する第2の熱交換部と、
を備えたことを特徴とする二酸化炭素回収装置。 - 前記第1の気液分離部において分離された吸収液の熱を回収し、前記第2の熱交換部によって加熱される前の前記二酸化炭素含有吸収液を予熱する第3の熱交換部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の二酸化炭素回収装置。
- 前記通過ラインに設けられ、前記第2の熱交換部によって熱が回収されることで凝縮した水を回収ガスから分離する第3の気液分離部と、
前記第1の気液分離部と、前記吸収部とに接続され、該第1の気液分離部において分離された吸収液が流通する返送ラインと、
前記第3の気液分離部において分離された、凝縮した水を、前記返送ラインにおける前記第3の熱交換部の下流側に導入する第1の凝縮水導入部と、
を備えたことを特徴とする請求項2に記載の二酸化炭素回収装置。 - 前記第2の気液分離部において分離された、凝縮した水を、前記第1の気液分離部によって分離された吸収液に導入する第2の凝縮水導入部を備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の二酸化炭素回収装置。
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