JP6740364B2 - Co2回収装置及びco2回収方法 - Google Patents
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Description
なお、本実施例において、第1のリッチ溶液熱交換器22−1に供給する熱交換用の熱媒体29として、実施例1と同様に蒸気凝縮水送給ラインL32により、気液分離器33で分離された蒸気凝縮水34を用いるようにしてもよい。
本発明の実施例1〜8の効果を確認する試験を行った。
即ち、従来技術のように、吸収塔13から、再生塔16に導入するリッチ溶液14をリッチ・リーン溶液熱交換器21のみを用いた場合の再生塔16におけるリボイラ31の必要熱量を1、リーン溶液冷却器30の必要冷却量を1とし、図3〜10に示す実施例のCO2回収装置10C〜10Jに示す装置を用いて、リッチ・リーン溶液熱交換器21の後段側の第1の分岐部A−1において、リッチ溶液14の一部を分岐し、第1のリッチ溶液熱交換器22−1で予熱した後、再生塔16のセミリーン溶液15aと同一温度となるように導入した場合におけるリボイラ31の熱量、リーン溶液冷却器30の冷却効率を較べた。
11 CO2含有排ガス
12 CO2吸収液
13 CO2吸収塔
14 リッチ溶液
14a 分岐したリッチ溶液
15 リーン溶液
15a セミリーン溶液
16 吸収液再生塔
L11 リッチ溶液供給ライン
L12 リーン溶液供給ライン
L13-1 第1のリッチ溶液分岐ライン
L13-2 第2のリッチ溶液分岐ライン
21 リッチ・リーン溶液熱交換器
22−1 第1のリッチ溶液熱交換器
22−2 第2のリッチ溶液熱交換器
23−1 第1の流量制御装置
23−2 第2の流量制御装置
A−1 第1の分岐部
A−2 第2の分岐部
B−1 第1の供給位置
B−2 第2の供給位置
Claims (12)
- CO2を含有するCO2含有排ガスとCO2吸収液とを接触させて、前記CO2含有排ガスからCO2を除去するCO2吸収塔と、
CO2を吸収したリッチ溶液からCO2を分離して、リーン溶液としてCO2吸収液を再生する吸収液再生塔と、
前記リッチ溶液を前記CO2吸収塔の底部から前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部に供給するリッチ溶液供給ラインと、
前記リッチ溶液と前記リーン溶液とを熱交換するリッチ・リーン溶液熱交換器と、
前記吸収液再生塔と、前記吸収液再生塔から供給された前記リーン溶液が前記CO2吸収塔から供給された全ての前記リッチ溶液と最初に熱交換を行う前記リッチ・リーン溶液熱交換器と、の間に設けられる前記リッチ溶液供給ラインの第1の分岐部において、前記リッチ溶液の一部を分岐させ、該分岐したリッチ溶液を前記吸収液再生塔の前記頂部側よりも底部側の側壁の第1の供給位置で供給する第1のリッチ溶液分岐ラインと、
前記第1のリッチ溶液分岐ラインに設けられ、前記第1の分岐部で分岐したリッチ溶液を予熱する第1のリッチ溶液熱交換器と、
前記第1のリッチ溶液分岐ラインの前記第1の分岐部と前記第1のリッチ溶液熱交換器との間に設けられ、前記第1のリッチ溶液熱交換器において前記リッチ溶液が所定温度に予熱されるように、前記第1の分岐部で分岐したリッチ溶液の流量を制御する第1の流量制御装置と、を具備することを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項1において、
前記第1のリッチ溶液熱交換器の熱交換媒体が、前記吸収液再生塔に備えるリボイラからの蒸気凝縮水であることを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項1において、
前記吸収液再生塔内で前記CO2吸収液を再生する第1段再生部及び該第1段再生部の下側に位置する第2段再生部を含み、
前記第1段再生部によって前記リッチ溶液から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第1の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を抜出した位置よりも下段側で前記第2段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記吸収液再生塔の前記第1のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第1のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と前記分岐したリッチ溶液とが混合する第1の混合部とを、具備することを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項3において、
前記リーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から前記CO2吸収塔の頂部側のリーンリッチ溶液供給部に供給するリーン溶液供給ラインを有し、
前記リーン溶液供給ラインの前記吸収液再生塔の底部と前記リッチ・リーン溶液熱交換器との間において、前記リーン溶液供給ラインと前記第1のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第1のリーン・セミリーン溶液熱交換器を設けることを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項1において、
前記吸収液再生塔内で前記CO2吸収液を再生する第1段再生部、該第1段再生部の下側に位置する第2段再生部、及び該第2段再生部の下側に位置する第3段再生部を含み、
前記第1段再生部によって前記リッチ溶液から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第1の液貯留部からセミリーン溶液の全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第2段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記第1のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第1のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と前記分岐したリッチ溶液とが混合する第1の混合部と、
前記第2段再生部によって前記セミリーン溶液から一部のCO2がさらに除去されたセミリーン溶液を貯留する第2の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第3段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第2のセミリーン溶液抜出ラインと、を具備することを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項1において、
前記吸収液再生塔内で前記CO2吸収液を再生する第1段再生部、該第1段再生部の下側に位置する第2段再生部、及び該第2段再生部の下側に位置する第3段再生部を含み、
前記第1段再生部によって前記リッチ溶液から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第1の液貯留部からセミリーン溶液の全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第2段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記第2段再生部によって前記セミリーン溶液から一部のCO2がさらに除去されたセミリーン溶液を貯留する第2の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第3段再生部の上部に供給する供給位置に供給する第2のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記第2のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第1のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と分岐したリッチ溶液とが混合する第2の混合部と、を具備することを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項1において、
前記第1の分岐部と前記吸収液再生塔との間に設けられる第2の分岐部をさらに有し、
前記第2の分岐部で、前記リッチ溶液の一部をさらに分岐させ、該分岐したリッチ溶液を前記吸収液再生塔の前記頂部側のリッチ溶液供給部よりも底部側で、且つ前記第1のリッチ溶液分岐ラインよりも頂部側の側壁の第2の供給位置で供給する第2のリッチ溶液分岐ラインと、
前記第2のリッチ溶液分岐ラインに設けられ、前記第2の分岐部で分岐したリッチ溶液を予熱する第2のリッチ溶液熱交換器と、
前記第2のリッチ溶液分岐ラインの前記第2の分岐部と前記第2のリッチ溶液熱交換器との間に設けられ、前記第2の分岐部で分岐したリッチ溶液の流量を制御する第2の流量制御装置と、を具備することを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項6において、
前記第1の分岐部と前記吸収液再生塔との間に設けられる第2の分岐部をさらに有し、
前記第2の分岐部で、前記リッチ溶液の一部をさらに分岐させ、該分岐したリッチ溶液を前記吸収液再生塔の前記頂部側のリッチ溶液供給部よりも底部側で、且つ前記第1のリッチ溶液分岐ラインよりも頂部側の側壁のいずれかに供給する第2のリッチ溶液分岐ラインと、
前記第2のリッチ溶液分岐ラインに設けられ、前記第2の分岐部で分岐したリッチ溶液を予熱する第2のリッチ溶液熱交換器と、
前記第2のリッチ溶液分岐ラインの前記第2の分岐部と前記第2のリッチ溶液熱交換器との間に設けられ、前記第2の分岐部で分岐したリッチ溶液の流量を制御する第2の流量制御装置と、
前記第1のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第2のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と分岐したリッチ溶液とが混合する第1の混合部と、を具備することを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項1において、
前記吸収液再生塔内で前記CO2吸収液を再生する第1段再生部、該第1段再生部の下側に位置する第2段再生部、及び該第2段再生部の下側に位置する第3段再生部を含み、
前記第1段再生部によって前記リッチ溶液から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第1の液貯留部からセミリーン溶液の全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第2段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記第1のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第1のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と前記分岐したリッチ溶液とが混合する第1の混合部と、
前記第2段再生部によって前記セミリーン溶液から一部のCO2がさらに除去されたセミリーン溶液を貯留する第2の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第3段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第2のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記リーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から前記CO2吸収塔に供給するリーン溶液供給ラインを有し、前記リーン溶液供給ラインの前記吸収液再生塔の底部と前記リッチ・リーン溶液熱交換器との間に設けられ、前記リーン溶液供給ラインと前記第1のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第1のリーン・セミリーン溶液熱交換器と、
前記リーン溶液供給ラインと前記第2のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第2のリーン・セミリーン溶液熱交換器と、を具備することを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項1において、
前記吸収液再生塔内で前記CO2吸収液を再生する第1段再生部、該第1段再生部の下側に位置する第2段再生部、及び該第2段再生部の下側に位置する第3段再生部を含み、
前記第1段再生部によって前記リッチ溶液から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第1の液貯留部からセミリーン溶液の全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第2段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記第2段再生部によって前記セミリーン溶液から一部のCO2がさらに除去されたセミリーン溶液を貯留する第2の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第3段再生部の上部に供給する供給位置に供給する第2のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記第2のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第1のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と分岐したリッチ溶液とが混合する第2の混合部と、
前記リーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から前記CO2吸収塔に供給するリーン溶液供給ラインを有し、前記リーン溶液供給ラインの前記吸収液再生塔の底部と前記リッチ・リーン溶液熱交換器との間に設けられ、前記リーン溶液供給ラインと前記第1のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第1のリーン・セミリーン溶液熱交換器と、
前記リーン溶液供給ラインと前記第2のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第2のリーン・セミリーン溶液熱交換器と、を具備することを特徴とするCO2回収装置。 - CO2を含有するCO2含有排ガスとCO2吸収液とを接触させて、前記CO2含有排ガスからCO2を除去するCO2吸収塔と、CO2を吸収したCO2吸収液であるリッチ溶液からCO2を分離してCO2吸収液をリーン溶液として再生する吸収液再生塔とを用い、前記吸収液再生塔でCO2が除去されたCO2吸収液を前記CO2吸収塔で循環再利用するCO2回収方法であって、
前記吸収液再生塔から供給された前記リーン溶液が前記CO2吸収塔から供給された全ての前記リッチ溶液と最初に熱交換する第1の熱交換段階と、
前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部、及び該リッチ溶液供給部の下側に位置する側壁に供給するために、前記第1の熱交換段階で熱交換されたリッチ溶液を分岐する段階と、
前記側壁の供給位置に供給する分岐したリッチ溶液を、熱交換により予熱する第2の熱交換段階と、を有し、
前記第1の熱交換段階で熱交換されたリッチ溶液を分岐する段階において、
前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部から供給されCO2が一部除去されたリッチ溶液の温度と、
前記吸収液再生塔の側壁から供給された分岐したリッチ溶液の温度とが、同一、またはCO2が一部除去されたリッチ溶液の温度の方が高い温度となるように、前記第2の熱交換段階で熱交換されるリッチ溶液の分岐量を調整することを特徴とするCO2回収方法。 - 請求項11において、
前記側壁に供給されるリッチ溶液を予熱する熱媒体が、前記吸収液再生塔からの蒸気凝縮水であることを特徴とするCO2回収方法。
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