JP6649736B2 - ガス捕集プラント - Google Patents
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Description
多様なガス捕集方法の中で、最近、二酸化炭素を捕集するために、吸収液を利用した化学吸収法が大容量の二酸化炭素捕集に適していることが広く知られるようになってきた。化学吸収法を利用したガス捕集プラントは、火力発電所やボイラ設備から放出される二酸化炭素を吸収塔で吸収液に吸収させ、二酸化炭素を吸収した飽和吸収液を再生塔で加熱して二酸化炭素を含む再生ガスを吸収液から分離する(例えば、特許文献1,2参照)。
従来のガス捕集プラントは、吸収塔内に設置された整流器で二酸化炭素と吸収液が接触するようにし、この時、吸収液が整流器内の充填物を通る時に発生する偏流現象を防止するために、充填物間に吸収液を中心に集める装置を設置するか、気体を均等に分散させるための分散板を吸収塔の上部に設置していた。つまり、吸収塔の上部構造を改善して気体と液体の偏流現象を防止した。しかし、吸収塔下部で気体の速い線速度と吸収液の落下液滴による異常現象を制御することが困難であった。
従来のリボイラには、ケトル(KETTLE)形式のリボイラ、またはサーモサイフォン(THERMOCYPHON)形式のリボイラが使用された。
ケトル形式のリボイラは、その内部が隔壁によって第1、2部分に分離されており、第1部分にはヒーターや熱交換器が配置され、第2部分は吸収液排出口が形成された。気体を含有する吸収液が上部から供給されると、リボイラ内部の吸収液の水位が高くなる。この時、吸収液は、ヒーターや熱交換器によって加熱され、気体は、吸収液から分離して上部に移動する。吸収液が供給し続けられると、気体は除去され、気体を少し含有している吸収液は、隔壁を越えて第2部分に流れ、吸収液排出口を通じてリボイラから排出される。ケトル形式のリボイラは、混合液の落下液滴が作り出す液体波動と沸騰現象によって水面が波うつため、精密な吸収液の水位調節が難しくなるという問題点があった。
また、ケトル形式のリボイラとサーモサイフォン形式のリボイラは、全て混合液の供給経路と混合液から分離したガスの排出経路が同一である。従って、加熱によって泡が発生すると、泡によって混合液がヒーターや熱交換器に到達することができなくなる。この状態が持続すれば、再生塔内の混合液の水位が異常に高くなり、吸収塔と再生塔の作動を中止せざるを得なくなる問題点があった。
従来のガス捕集プラントによると、還流器内の凝縮水の水位調節のために、凝縮器と還流器とを分離して配置した。これにより、ガス捕集プラントの全体体積が大きくなり、設置のために多くの空間を確保しなければならいという問題点があった。また、還流器と凝縮器とが分離されているので、還流器と凝縮器との間で熱的損失が大きくなる問題点もあった。
また、他の目的とするところは、凝縮器と還流器とを一つのハウジングに設置することで、設置空間を縮小し、熱的損失を防止するガス捕集プラントを提供することにある。
吸収反応セパレータは、対象ガスが吸収液チャンバーから出る出口とリッチ吸収液が吸収液チャンバーに入る入口とを分離する構造であることが好ましい。
吸収塔ハウジングの上段部には、目標ガスが除去された処理ガスを吸収塔ハウジングの外部に排出するための処理ガス流出口が形成され、吸収塔ハウジングの下段部には、リッチ吸収液を再生塔に供給するための吸収塔流出口が形成されることが好ましい。
リッチ吸収液タンクの下部にはリッチ吸収液流出口が形成され、再生塔ハウジングの下部にはリッチ吸収液流出口と連通したリッチ吸収液流入口が形成され、リッチ吸収液タンク内のリッチ吸収液は、リッチ吸収液流出口とリッチ吸収液流入口を通じてリボイラに供給されることが好ましい。
再生塔セパレータは、再生塔整流器を通過したリッチ吸収液がリッチ吸収液タンクを通じてのみリボイラに供給されるようにし、リボイラで発生した再生ガスを直接リボイラ外部に排出することが好ましい。
再生塔セパレータは、リッチ吸収液連結ラインと再生塔ハウジングとの連結部位の下部で再生塔ハウジングを仕切って配置され、少なくとも一つの第2ガス流動孔が形成された第2装着プレートと、第2装着プレートの上面に装着され、その上面は第2屋根によって塞がれている中空の柱状の第2本体と、第2本体の側面に形成され、第2本体の内部と外部とを流体が流れるように連通する少なくとも一つの第2ガス迂回ポートとを含み、少なくとも一つの第2ガス流動孔は、第2装着プレート下部の再生塔ハウジングの内部と第2本体の内部を流体が流れるように連通されることが好ましい。
リーン吸収液連結ラインと再生塔ハウジングとの連結部位は、リボイラと第2装着プレートとの間に位置することが好ましい。
リボイラは、作動流体を流す第1循環ラインと、リーン吸収液、リッチ吸収液および/または再生ガスを流す第2循環ラインとを含み、第1循環ラインと第2循環ラインは互いに近接して形成され、第1循環ラインを流れる作動流体と第2循環ラインを流れるリーン吸収液、リッチ吸収液および/または再生ガスは、互いに混じり合うことなく互いに熱交換されることが好ましい。
リボイラは、電流の供給を受けて発熱する電気熱線を含むことがよい。
還流器は、一つのハウジングの下部に形成され、凝縮水が一時的に保存される凝縮水チャンバーと、凝縮器と凝縮水チャンバーとの間の一つのハウジング内部に配置され、凝縮器を通過する凝縮水を凝縮水チャンバーに供給し、凝縮水から蒸発した蒸発ガスを凝縮水チャンバー外部に排出する還流セパレータとを含むことが好ましい。
還流セパレータは、蒸発ガスが凝縮水チャンバーから出る出口と凝縮器を通過した凝縮水が凝縮水チャンバーに入る入口とを分離する構造であることが好ましい。
第3装着プレート上部の一つのハウジングには、再生ガスから分離された目標ガスをガス凝縮装置の外部に排出するための目標ガス排出口が形成されることが好ましい。
一つのハウジングの下部には、凝縮水を再生塔に再び供給するための凝縮水流出口が形成され、一つのハウジングの上部には、再生塔から再生ガスの供給を受けるための再生ガス流入口が形成されることが好ましい。
また、再生塔でリボイラに供給される混合液の経路とリボイラから排出されるガスの経路とを分離してガスを含有する吸収液からガスを安定して分離することができる。従って、ガス分離工程を安定して行うことができ、ガス分離効率も向上する。
さらに、吸収塔で対象ガスが吸収液チャンバーから出る出口とリッチ吸収液が吸収液チャンバーに入る入口とを分離して吸収液の水位制御を容易にし、吸収液で気泡の発生を抑制することができる。
本明細書および特許請求の範囲において「リーン吸収液」とは、再生対象であるガスを少なく含有する吸収液、またはガスが分離された吸収液を意味する。
本明細書および特許請求の範囲において「再生」とは、吸収液からガスを分離することを意味する。
本明細書および特許請求の範囲において「再生ガス」とは、吸収液から分離されたガスを意味する。
本明細書および特許請求の範囲において「対象ガス」とは、再生対象であるガス、つまり、再生前のガスを意味する。
本明細書および特許請求の範囲において「目標ガス」とは、対象ガスから分離して捕集されるガスを意味する。
本明細書および特許請求の範囲において「処理ガス」とは、対象ガスが吸収液に溶解して残ったガスを意味する。
本明細書および特許請求の範囲において「蒸発ガス」とは、凝縮水で蒸発したガスを意味する。
本明細書および特許請求の範囲において「上側」、「上部」または「上段」は、「一側」、「一段部」、「一側部」または「一段」を含み、「下側」、「下部」または「下段」は、「他側」、「他段部」、「他側部」または「他段」を含むと解釈されるべきである。
また、本発明の実施例は、二酸化炭素を回収するための化学吸収法だけでなく、気液分離工程に汎用的に使用することができるガス補修方法であり、吸収液にガスを吸収させた後、吸収液を加熱してガスを分離する全ての化学吸収法に使用することができる。従って、本発明の範囲を二酸化炭素を回収するための化学吸収法に使用するガス捕集プラントに限定してはならない。
図1は、本発明の実施例に係るガス捕集プラントの概略図であり、図2は、本発明の実施例に係る吸収反応セパレータの概略図であり、図3は、本発明の実施例に係るリボイリング装置の概略図であり、図4は、本発明の実施例に係る再生塔セパレータの概略図であり、図5は、本発明の実施例に係るガス凝縮装置の概略図である。
図1に示したとおり、本発明の実施例に係るガス捕集プラント1は、吸収塔10、再生塔100、そしてガス凝縮装置200を含む。
吸収塔10は、再生が必要な(つまり、分離物質が含まれた)対象ガスをリーン吸収液に溶解してリッチ吸収液を生成するもので、吸収塔ハウジング2を含む。
吸収塔ハウジング2は、その内部に空間が形成され、空間には、上部から下部まで順次にリーン吸収液供給機12、プレート14、吸収塔整流器20、そして吸収反応セパレータ30が配置される。吸収塔ハウジング2の下部、つまり、吸収反応セパレータ30の下には吸収液チャンバー9が形成される。
プレート14は、リーン吸収液供給機12下部の吸収塔ハウジング2内部に装着される。プレート14は、吸収塔ハウジング2を横切って装着され、少なくとも一つの貫通孔16がプレート14に形成される。吸収塔ハウジング2の下部に落下するリーン吸収液は、プレート14と貫通孔16によって吸収塔ハウジング2の内部に均等に分散される。
吸収塔整流器20は、プレート14の下部の吸収塔ハウジング2内部に配置されている。吸収塔整流器20は、細長いワイヤーを不規則な形状により合わして形成してもよいが、これに限定されない。これとは違って、吸収塔整流器20では、空隙率の大きいフォームプラスチックが使用されてもよい。吸収塔整流器20は、リーン吸収液の流れを一定に整流する。また、吸収塔整流器20を通過するリーン吸収液と対象ガスは、互いに会って対象ガスがリーン吸収液に溶解してリッチ吸収液が生成される。
第1装着プレート34は、吸収塔整流器20の下部で吸収塔ハウジング2を横切って配置される。第1装着プレート34には、少なくとも一つの第1ガス流動孔36と第1液体供給管40が形成されている。
第1本体32は、第1装着プレート34の上面に装着され、上方向に延長している。第1本体32の上面は、第1屋根39によって塞がれており、上部から落下するリッチ吸収液が第1本体32の内部に入れず、第1装着プレート34上に溜まり、第1装着プレート34上に溜まっているリッチ吸収液は、第1液体供給管40を通じて吸収液チャンバー9に供給される。この時、第1液体供給管40は、吸収液チャンバー9の下部に吸収塔ハウジング2の底付近まで延長している。従って、リッチ吸収液は、吸収液チャンバー9に一時的に保存されるリッチ吸収液の水面下に供給され、それにより、吸収液チャンバー9に一時的に保存されたリッチ吸収液の水面に大きな揺動が発生せず、水位調節が容易になる。
少なくとも一つの第1ガス迂回ポート38は、第1本体32の側面に形成され、第1本体32の内部と外部とを流体が流れるように連通する。少なくとも一つの第1ガス迂回ポート38は、第1装着プレート34から設定された高さに形成され、第1装着プレート34の上に溜まっているリッチ吸収液が第1ガス迂回ポート38を通じて第1本体32の内部に入ることを防止する。
吸収塔ハウジング2には、処理ガス流出口4、対象ガス流入口6、そして吸収塔流出口8がさらに形成されている。
処理ガス流出口4は、吸収液に溶解して残った処理ガスを吸収塔10の外部に排出するもので、吸収塔ハウジング2の上部に形成されている。
対象ガス流入口6は、再生が必要な対象ガスを吸収塔10に供給するためのもので、吸収塔ハウジング2の下部、つまり、吸収液チャンバー9に形成されている。従って、吸収液チャンバー9に供給された対象ガスは、吸収反応セパレータ30、吸収塔整流器20を通りながら吸収液に溶解され、処理ガスは、吸収塔ハウジング2の上部の処理ガス流出口4を通じて吸収塔10の外部に排出する。
一方、リッチ吸収液ライン50とリーン吸収液ライン60には、それぞれ第1、第2ポンプ52、62が装着され、リッチ吸収液とリーン吸収液をポンピングする。また、リッチ吸収液ライン50とリーン吸収液ライン60には、少なくとも一つの熱交換器70、80が配置され、リーン吸収液とリッチ吸収液を互いに熱交換させる。
リーン吸収液は、リーン吸収液供給機12を通じて吸収塔10の上部に供給され、対象ガスは、対象ガス流入口6を通じて吸収液チャンバー9に供給される。リーン吸収液は、重力によって吸収塔10の下部に移動し、対象ガスは、吸収反応セパレータ30の第1ガス流動孔36と第1ガス迂回ポート38を通じて吸収液チャンバー9から出て行って吸収塔10の上部に移動する。リーン吸収液と対象ガスは、吸収塔整流器20で会って対象ガスがリーン吸収液に溶解してリッチ吸収液が生成される。
また、吸収液に溶解して残った処理ガスは、吸収塔10の上部に移動して処理ガス流出口4を通じて吸収塔10の外部に排出する。
図1に示したとおり、本発明の実施例に係る再生塔100は、再生塔ハウジング102を含む。
再生塔ハウジング102は、その内部に空間が形成され、空間には、上部から下部まで順次に第1リッチ吸収液供給機112、第1再生塔整流器120、第2リッチ吸収液供給機132および第2再生塔整流器140が配置される。また、再生塔ハウジング102の上段には再生ガス流出口104が形成され、再生塔ハウジング102の下段にはリッチ吸収液流入口106が形成されている。
プレート114は、第1リッチ吸収液供給機112下部の再生塔ハウジング102内部に装着される。プレート114は、再生塔ハウジング102を横切って装着され、少なくとも一つの貫通孔116がプレート114に形成される。再生塔ハウジング102の下部に落下するリッチ吸収液および/または凝縮水は、プレート114と貫通孔116によって再生塔ハウジング102の内部に均等に分散される。
第1再生塔整流器120は、プレート114下部の再生塔ハウジング102内部に配置されている。第1再生塔整流器120は、細長いワイヤーを不規則な形状により合わして形成してもよいが、これに限定されない。これとは違って、第1再生塔整流器120では、空隙率の大きいフォームプラスチックが使用されてもよい。第1再生塔整流器120は、リッチ吸収液および/または凝縮水の流れを一定に整流する。
第2リッチ吸収液供給機132に供給されるリッチ吸収液は、第1リッチ吸収液供給機112に供給されるリッチ吸収液と同一であっても異なってもよい。
プレート134は、第2リッチ吸収液供給機132下部の再生塔ハウジング102内部に装着される。プレート134は、再生塔ハウジング102を横切って装着され、少なくとも一つの貫通孔136がプレート134に形成される。再生塔ハウジング102の下部に落下するリッチ吸収液および/または凝縮水は、プレート134と貫通孔136によって再生塔ハウジング102の内部に均等に分散される。
第2再生塔整流器140は、プレート134下部の再生塔ハウジング102内部に配置されている。第2再生塔整流器140は、細長いワイヤーを不規則な形状により合わして形成してもよいが、これに限定されない。これとは違って、第2再生塔整流器140では、空隙率の大きいフォームプラスチックが使用されてもよい。第2再生塔整流器140は、第1リッチ吸収液供給機112から供給されるリッチ吸収液および/または凝縮水の流れを一定に整流し、第2リッチ吸収液供給機132から供給されるリッチ吸収液の流れを一定に整流する。
リッチ吸収液タンク160は、図3に示したとおり、リッチ吸収液連結ライン152を通じて再生塔ハウジング102に流体が流れるように連通し、第2再生塔整流器140を通過したリッチ吸収液および/または凝縮水は、リッチ吸収液連結ライン152を通じてリッチ吸収液タンク160に供給される。リッチ吸収液タンク160の下部には、リッチ吸収液流出口162が形成されている。
リボイラ170は、第2再生塔整流器140下部の再生塔ハウジング102内部に装着され、再生塔ハウジング102の底から設定間隔ほど上部に位置する。リボイラ170は、リッチ吸収液を沸騰させてリッチ吸収液から再生ガスを分離する。リボイラ170は、リッチ吸収液流入口106、第1作動媒体流入口172、第1循環ライン176、第2循環ライン178、そして第1作動媒体流出口174を含む。
第1作動媒体流入口172は、再生塔ハウジング102のリボイラ170に対応する位置に形成され、リボイラ170に作動媒体を供給する。作動媒体は、発電所やボイラ設備で発生する水蒸気であってもよいが、これに限定されない。
第1循環ライン176は、リボイラ170内に形成され、第1作動媒体流入口172を通じて供給された作動媒体は、第1循環ライン176内で流れる。第1循環ライン176は、再生塔ハウジング102の内部と流体が流れるように連通していない。
第2循環ライン178は、リボイラ170内に形成され、第1循環ライン176に近接して形成される。通常、リボイラ170内で第1循環ライン176を除いた部分は、第2循環ライン178となる。第2循環ライン178は、再生塔ハウジング102内部と流体が流れるように連通しており、再生塔ハウジング102に供給されたリッチ吸収液の水位が高くなれば、リッチ吸収液は第2循環ライン178内にある。この時、第2循環ライン178内のリッチ吸収液は、第1循環ライン176を流れる作動流体と熱交換して加熱される。従って、リッチ吸収液から再生ガスが分離し、リボイラ170の上部にはリーン吸収液が位置する。また、リッチ吸収液から分離された再生ガスは、再生塔ハウジング102の上部に移動する。
ここでは、リボイラ170が作動媒体との熱交換を通じてリッチ吸収液を加熱する熱交換器であることを例示したが、これに限定されない。リボイラ170では、電流の供給を受けて発熱する電気熱線を含んでもよい。
再生塔セパレータ150は、第2再生塔整流器140とリボイラ170との間の再生塔ハウジング102の内部に装着され、リボイラ170へのリッチ吸収液の供給経路とリボイラ170で発生した再生ガスの排出経路とを分離する。このような目的のために、再生塔セパレータ150は、図4に示したとおり、第2装着プレート190、第2本体192、そして第2ガス迂回ポート196を含む。
第2装着プレート190は、リッチ吸収液連結ライン152と再生塔ハウジング102との連結部位の下部で、再生塔ハウジング102を横切って配置される。第2装着プレート190には、少なくとも一つの第2ガス流動孔194が形成されている。
少なくとも一つの第2ガス迂回ポート196は、第2本体192の側面に形成され、第2本体192の内部と外部とを流体が流れるように連通する。少なくとも一つの第2ガス迂回ポート196は、第2装着プレート190から設定された高さに形成され、第2装着プレート190の上に溜まっているリッチ吸収液が第2ガス迂回ポート196を通じて第2本体192の内部に入ることを防止する。つまり、リッチ吸収液連結ライン152の垂直位置は、少なくとも一つの第2ガス迂回ポート196の垂直位置よりさらに低く位置する。
リーン吸収液タンク180は、図3に示したとおり、リーン吸収液連結ライン154を通じて再生塔ハウジング102に流体が流れるように連通して、リボイラ170で再生ガスが分離されたリーン吸収液は、リーン吸収液連結ライン154を通じてリーン吸収液タンク180に流れる。リーン吸収液連結ライン154と再生塔ハウジング102との連結部位は、第2装着プレート190とリボイラ170との間に位置する。従って、リボイラ170で再生が完了したリッチ吸収液は、再生塔セパレータ150に供給されず、リーン吸収液タンク180に供給される。
吸収塔10から第1リッチ吸収液供給機112または第2リッチ吸収液供給機132を通じてリッチ吸収液が再生塔ハウジング102内に供給されれば、リッチ吸収液は、重力によって下に移動する。この時、リッチ吸収液の流れは、第1再生塔整流器120または第2再生塔整流器140によって整流される。
リッチ吸収液は、図3の実線矢印に示したとおり、第2屋根198によって第2本体192内部に移動せず第2装着プレート190に移動して、第2装着プレート190の上面に溜まる。第2装着プレート190上面に溜まっているリッチ吸収液の表面高さがリッチ吸収液連結ライン152の最下段高さより高くなれば、リッチ吸収液は、リッチ吸収液連結ライン152を通じてリッチ吸収液タンク160に供給され、リッチ吸収液流出口162およびリッチ吸収液流入口106を通じて再生塔ハウジング102に供給される。
一方、リッチ吸収液がリボイラ170に供給し続けられることにより、再生ガスが分離されたリーン吸収液の水位は高くなり続ける。リーン吸収液の表面高さがリーン吸収液連結ライン154の最下段高さより高くなれば、リーン吸収液は、リーン吸収液連結ライン154を通じてリーン吸収液タンク180に供給される。リーン吸収液タンク180に供給されたリーン吸収液は、リーン吸収液流出口182を通じて吸収塔10に再び供給される。
図5に示したとおり、本発明の実施例に係るガス凝縮装置200は、ハウジング202を含む。
ハウジング202は、その内部に空間が形成され、空間の上部には凝縮器210が設置され、空間の下部には還流器220が設置される。
第2作動媒体流入口212は、ハウジング202の凝縮器210に対応する位置に形成され、凝縮器210に作動媒体を供給する。作動媒体は、冷却水であってもよいが、これに限定されない。
第3循環ライン216は、凝縮器210内に形成され、第2作動媒体流入口212を通じて供給された作動媒体は、第3循環ライン216内で流れる。第3循環ライン216は、ハウジング202の内部と流体が流れるように連通していない。
第4循環ライン218は、凝縮器210内に形成され、第3循環ライン216に近接して形成される。通常、凝縮器210内で第3循環ライン216を除いた部分は、第4循環ライン218となる。第4循環ライン218は、ハウジング202内部と流体が流れるように連通しており、ハウジング102に供給された再生ガスは、第4循環ライン218を通過する。この時、第4循環ライン218内の再生ガスは、第3循環ライン216を流れる作動流体と熱交換して凝縮される。従って、目標ガスが凝縮水から分離して、凝縮水は還流器220に供給される。
還流器220は、図5に示したとおり、凝縮水チャンバー250と還流セパレータ230とを含む。
凝縮水チャンバー250は、ハウジング202の下部に形成され、凝縮水を一時的に保存する。
還流セパレータ230は、凝縮器210と凝縮水チャンバー250との間のハウジング202内部に配置されている。還流セパレータ230は、凝縮水チャンバー250に供給される凝縮水の入口と凝縮水チャンバー250から出る蒸発ガスの出口とを分離する。このような目的のために、還流セパレータ230は、図5に示したとおり、第3装着プレート232、第3本体234、そして第3ガス迂回ポート238を含む。
第3本体234は、第3装着プレート232の上面に装着され、上方向に延長している。第3本体234の上面は、第3屋根240によって塞がれており、上部から落下する凝縮水が第3本体234の内部に入られず、第3装着プレート232上に溜まり、第3装着プレート232上に溜まっている凝縮水は、第2液体供給管242を通じて凝縮水チャンバー250に供給される。この時、第2液体供給管242は、凝縮水チャンバー250の下部にハウジング202の底付近まで延長している。従って、凝縮水は、凝縮水チャンバー250に一時的に保存される凝縮水の水面下に供給され、それにより、凝縮水チャンバー250に一時的に保存された凝縮水の水面に大きな揺動が発生せず、水位調節が容易になる。
また、第3本体234は、少なくとも一つの第3ガス流動孔236を全て囲むように形成され、凝縮水が第3本体234を通じて凝縮水チャンバー250に一時的に保存される凝縮水の水面に向かって直接供給されることを防止する。
ハウジング202には、再生ガス流入口204、凝縮水流出口206、そして目標ガス排出口208がさらに形成されている。
再生ガス流入口204は、ハウジング202の上段部に形成され、再生塔ハウジング102の再生ガス流出口104と流体が流れるように連通している。従って、再生塔100で発生した再生ガスは、再生ガス流出口104と再生ガス流入口204を連結する再生ガスライン107を通じてハウジング202の上段部に供給される。
凝縮水流出口206は、ハウジング202の下段部に形成され、凝縮水ライン109を通じて第1リッチ吸収液供給機112に連結している。従って、凝縮水チャンバー250に一時的に保存された凝縮水は、凝縮水流出口206および凝縮水ライン109を通じて再生塔100に再び供給される。凝縮水ライン109には、第3ポンプ111が装着され、凝縮水チャンバー250の凝縮水をポンピングする。
再生ガスは、再生ガス流入口204を通じてガス凝縮装置200の上部に供給される。ガス凝縮装置200に供給された再生ガスは、ガス凝縮装置200の下部に移動しながら凝縮器210を通過する。この時、再生ガスは、凝縮器210で凝縮されて凝縮水と目標ガスとに分離される。
また、凝縮水チャンバー250に一時的に保存された凝縮水から蒸発ガスが蒸発する。蒸発ガスは、還流セパレータ230の第3ガス流動孔236と第3ガス迂回ポート238を通じて凝縮水チャンバー250から出て、凝縮器210で再び凝縮される。この時、凝縮水が凝縮水チャンバー250に供給される経路と蒸発ガスが凝縮水チャンバー250から出る経路とが分離しているので、凝縮水と蒸発ガスとの間の移動干渉をなくし、蒸発ガスの再凝縮を容易にする。
一方、凝縮水チャンバー250に一時的に保存された凝縮水は、凝縮水ライン109を通じて再生塔100に再び供給される。
2:吸収塔ハウジング
4:処理ガス流出口
6:対象ガス流入口
8:吸収塔流出口
9:吸収液チャンバー
10:吸収塔
12:リーン吸収液供給機
14,114,134:プレート
16,116,136:貫通孔
20:吸収塔整流器
30:吸収反応セパレータ
32:第1本体
34:第1装着プレート
36:第1ガス流動孔
38:第1ガス迂回ポート
39:第1屋根
40:第1液体供給管
50:リッチ吸収液ライン
52:第1ポンプ
60:リーン吸収液ライン
62:第2ポンプ
70,80:熱交換器
100:再生塔
102:再生塔ハウジング
104:再生ガス流出口
106:リッチ吸収液流入口
107:再生ガスライン
109:凝縮水ライン
111:第3ポンプ
112:第1リッチ吸収液供給機
120:第1再生塔整流器
132:第2リッチ吸収液供給機
140:第2再生塔整流器
150:再生塔セパレータ
152:リッチ吸収液連結ライン
154:リーン吸収液連結ライン
160:リッチ吸収液タンク
162:リッチ吸収液流出口
170:リボイラ
172:第1作動媒体流入口
174:第1作動媒体流出口
176:第1循環ライン
178:第2循環ライン
180:リーン吸収液タンク
182:リーン吸収液流出口
184:支持プレート
190:第2装着プレート
192:第2本体
194:第2ガス流動孔
196:第2ガス迂回ポート
198:第2屋根
200:ガス凝縮装置
202:ハウジング
204:再生ガス流入口
206:凝縮水流出口
208:目標ガス排出口
210:凝縮器
212:第2作動媒体流入口
214:第2作動媒体流出口
216:第3循環ライン
218:第4循環ライン
220:還流器
230:還流セパレータ
232:第3装着プレート
234:第3本体
236:第3ガス流動孔
238:第3ガス迂回ポート
240:第3屋根
242:第2液体供給管
250:凝縮水チャンバー
Claims (20)
- 再生が必要な対象ガスをリーン吸収液に溶解してリッチ吸収液を生成する吸収塔と、
前記吸収塔で生成されたリッチ吸収液を沸騰させて再生ガスを分離したリーン吸収液を生成し、生成されたリーン吸収液は再び吸収塔に供給する再生塔と、
前記再生塔から供給を受けた再生ガスを凝縮させて凝縮水と目標ガスとを分離し、分離された凝縮水は前記再生塔に供給し、分離された目標ガスは外部に排出するガス凝縮装置と、を含み、
前記ガス凝縮装置は、一つのハウジング内に配置された凝縮器と還流器とを含み、前記凝縮器は、還流器の上部に配置されると共に、
前記再生塔は、
再生塔ハウジングと、
前記再生塔ハウジングの上部に位置し、リッチ吸収液を再生塔ハウジングの内部に供給するリッチ吸収液供給機と、
前記再生塔ハウジングの内部で前記リッチ吸収液供給機の下に位置し、再生塔ハウジングの下部に供給されるリッチ吸収液の流れを整流する再生塔整流器と、
前記再生塔ハウジングの内部で前記再生塔整流器の下に位置し、リッチ吸収液を沸騰させて再生ガスをリッチ吸収液から分離させるリボイラと、
リッチ吸収液を一時的に保存するリッチ吸収液タンクと、
前記再生塔整流器から供給されるリッチ吸収液を前記リッチ吸収液タンクに供給し、前記リボイラで発生した再生ガスを前記リボイラ外部に排出する、前記リボイラと前記再生塔整流器との間の再生塔ハウジング内部に配置された再生塔セパレータと、
前記リボイラで再生ガスが分離されたリーン吸収液を受けて一時的に保存するリーン吸収液タンクと、
を含むことを特徴とするガス捕集プラント。 - 前記吸収塔は、
吸収塔ハウジングと、
前記吸収塔ハウジング内の上部に位置し、リーン吸収液を前記吸収塔ハウジング内部に供給するリーン吸収液供給機と、
前記吸収塔ハウジング内部で前記リーン吸収液供給機の下に位置し、吸収塔ハウジングの下部に供給されるリーン吸収液の流れを整流する吸収塔整流器と、
前記吸収塔ハウジング内部で前記吸収塔整流器の下に位置し、対象ガスが溶解したリッチ吸収液が一時的に保存される吸収液チャンバーと、
前記吸収塔整流器と前記吸収液チャンバーとの間の吸収塔ハウジング内部に配置される吸収反応セパレータと、を含み、
前記対象ガスは、前記吸収液チャンバーに捕集されることを特徴とする請求項1に記載のガス捕集プラント。 - 前記吸収反応セパレータは、対象ガスが前記吸収液チャンバーから出る出口とリッチ吸収液が前記吸収液チャンバーに入る入口とを分離する構造であることを特徴とする請求項2に記載のガス捕集プラント。
- 前記吸収反応セパレータは、
前記吸収塔整流器と前記吸収液チャンバーとの間で前記吸収塔ハウジングを仕切って配置され、少なくとも一つの第1ガス流動孔が形成された第1装着プレートと、
前記第1装着プレートの上面に装着され、その上面は第1屋根によって塞がれている中空の柱状の第1本体と、
前記第1本体の側面に形成され、第1本体の内部と外部とを流体が流れるように連通する少なくとも一つの第1ガス迂回ポートと、
前記第1装着プレートから下方向に延長して形成され、吸収液を吸収液チャンバーに供給する第1液体供給管と、を含み、
前記少なくとも一つの第1ガス流動孔は、前記第1装着プレート下部の前記吸収塔ハウジングの内部と前記第1本体の内部を流体が流れるように連通されたことを特徴とする請求項3に記載のガス捕集プラント。 - 前記吸収塔ハウジングの上段部には、目標ガスが除去された処理ガスを吸収塔ハウジングの外部に排出するための処理ガス流出口が形成され、前記吸収塔ハウジングの下段部には、リッチ吸収液を再生塔に供給するための吸収塔流出口が形成されたことを特徴とする請求項2に記載のガス捕集プラント。
- 前記リボイラは、前記リッチ吸収液タンクを通じてのみリッチ吸収液の供給を受けることを特徴とする請求項1に記載のガス捕集プラント。
- 前記リッチ吸収液タンクの下部にはリッチ吸収液流出口が形成され、前記再生塔ハウジングの下部には前記リッチ吸収液流出口と連通したリッチ吸収液流入口が形成され、前記リッチ吸収液タンク内のリッチ吸収液は、リッチ吸収液流出口とリッチ吸収液流入口を通じて前記リボイラに供給されることを特徴とする請求項6に記載のガス捕集プラント。
- 前記再生塔ハウジングは、リッチ吸収液連結ラインを通じて流体が流入するように前記リッチ吸収液タンクと連結され、リーン吸収液連結ラインを通じてリーン吸収液タンクと連結され、前記リッチ吸収液連結ラインと前記再生塔ハウジングとの連結部位は、前記リーン吸収液連結ラインと前記再生塔ハウジングとの連結部位より上側に位置したことを特徴とする請求項6に記載のガス捕集プラント。
- 前記再生塔セパレータは、前記再生塔整流器を通過したリッチ吸収液がリッチ吸収液タンクを通じてのみ前記リボイラに供給されるようにし、前記リボイラで発生した再生ガスを直接前記リボイラ外部に排出することを特徴とする請求項8に記載のガス捕集プラント。
- 前記再生塔セパレータは、
前記リッチ吸収液連結ラインと前記再生塔ハウジングとの連結部位の下部で前記再生塔ハウジングを仕切って配置され、少なくとも一つの第2ガス流動孔が形成された第2装着プレートと、
前記第2装着プレートの上面に装着され、その上面は第2屋根によって塞がれている中空の柱状の第2本体と、
前記第2本体の側面に形成され、第2本体の内部と外部とを流体が流れるように連通する少なくとも一つの第2ガス迂回ポートと、を含み、
前記少なくとも一つの第2ガス流動孔は、前記第2装着プレート下部の前記再生塔ハウジングの内部と前記第2本体の内部を流体が流れるように連通されたことを特徴とする請求項9に記載のガス捕集プラント。 - 前記リボイラで発生した再生ガスは、前記少なくとも一つの第2ガス流動孔と前記少なくとも一つの第2ガス迂回ポートを通じてのみ前記第2装着プレート上部の再生塔ハウジング内部に供給されることを特徴とする請求項10に記載のガス捕集プラント。
- 前記リーン吸収液連結ラインと前記再生塔ハウジングとの連結部位は、前記リボイラと第2装着プレートとの間に位置することを特徴とする請求項10に記載のガス捕集プラント。
- 前記リボイラは、
作動流体を流す第1循環ラインと、
前記リーン吸収液、リッチ吸収液および/または再生ガスを流す第2循環ラインと、を含み、
前記第1循環ラインと第2循環ラインは互いに近接して形成され、第1循環ラインを流れる作動流体と前記第2循環ラインを流れるリーン吸収液、リッチ吸収液および/または再生ガスは、互いに混じり合うことなく互いに熱交換されることを特徴とする請求項1に記載のガス捕集プラント。 - 前記リボイラは、電流の供給を受けて発熱する電気熱線を含むことを特徴とする請求項1に記載のガス捕集プラント。
- 前記リーン吸収液タンクの下部には、リーン吸収液を前記吸収塔に再び供給するためのリーン吸収液流出口が形成され、前記再生塔ハウジングの上部には、再生ガスをガス凝縮装置に供給するための再生ガス流出口が形成されたことを特徴とする請求項1に記載のガス捕集プラント。
- 前記還流器は、
前記一つのハウジングの下部に形成され、凝縮水が一時的に保存される凝縮水チャンバーと、
前記凝縮器と前記凝縮水チャンバーとの間の一つのハウジング内部に配置され、前記凝縮器を通過する凝縮水を前記凝縮水チャンバーに供給し、前記凝縮水から蒸発した蒸発ガスを前記凝縮水チャンバー外部に排出する還流セパレータと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のガス捕集プラント。 - 前記還流セパレータは、前記蒸発ガスが凝縮水チャンバーから出る出口と凝縮器を通過した凝縮水が前記凝縮水チャンバーに入る入口とを分離する構造であることを特徴とする請求項16に記載のガス捕集プラント。
- 前記還流セパレータは、
前記凝縮器と前記凝縮水チャンバーとの間で前記一つのハウジングを仕切って配置され、少なくとも一つの第3ガス流動孔が形成された第3装着プレートと、
前記第3装着プレートの上面に装着され、その上面は第3屋根によって塞がれている中空の柱状の第3本体と、
前記第3本体の側面に形成され、第3本体の内部と外部とを流体が流れるように連通する一つ以上の第3ガス迂回ポートと、
前記第3装着プレートから下方向に延長して形成され、凝縮水を凝縮水チャンバーに供給する第2液体供給管と、を含み、
前記少なくとも一つの第3ガス流動孔は、前記第3装着プレート下部の前記一つのハウジングの内部と前記第3本体の内部を流体が流れるように連通されたことを特徴とする請求項17に記載のガス捕集プラント。 - 前記第3装着プレート上部の前記一つのハウジングには、前記再生ガスから分離された目標ガスをガス凝縮装置の外部に排出するための目標ガス排出口が形成されたことを特徴とする請求項18に記載のガス捕集プラント。
- 前記一つのハウジングの下部には、凝縮水を前記再生塔に再び供給するための凝縮水流出口が形成され、前記一つのハウジングの上部には、再生塔から再生ガスの供給を受けるための再生ガス流入口が形成されたことを特徴とする請求項16に記載のガス捕集プラント。
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