JP6912197B2 - 排ガスからの汚染物質の再生回収 - Google Patents
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Description
ストリッピングスチームを発生させるためのエネルギー源を提供するために、吸収液ストリッパ30からの1次ストリッパガス排出物33を、1次ストリッパガス排出物の圧力を増加させるのに適切な装置において圧縮する。適切な装置としては、機械圧縮器及び熱圧縮器(すなわち、スチームジェットエジェクタ)が挙げられる。図1で示されるように、1次ストリッパガス排出物は、好適にはスチームジェットエジェクタ36を通過することによって圧縮される。接触式硫酸プラントの排ガスから二酸化硫黄が回収される場合、三酸化硫黄の吸収熱回収において発生するスチームが、エジェクタの駆動スチームを提供し得る。
本発明の過程は、接触式硫酸プラントの排ガスからの二酸化硫黄の回収に適する。しかしながら、本過程は、比較的濃厚な二酸化硫黄ガスストリームを発生させる動作を含む、二酸化硫黄の回収を必要とする他の過程動作に適用することができる。供給ガスから二酸化硫黄を吸収する反応は、一般的に発熱性であるので、本過程が、ガスストリームを含む、例えば2〜4容量%以上の二酸化硫黄を含有する濃厚ガスから二酸化硫黄を回収するために使用される場合、吸収器においてかなりの反応熱が発生し、二酸化硫黄含有量は、10容量%、15容量%、20容量%、25容量%、30容量%、40容量%の高さに、またはさらに高くなり得る。例えば、二酸化硫黄濃度は、少なくとも約4容量%、または少なくとも約5容量%、または少なくとも約10容量%、または少なくとも約15容量%、または少なくとも約20容量%、または少なくとも約30容量%であり得る。
図8は、タンデムに動作する2つの別個の吸収回路及びストリッピング回路間で汚染物質ガスの吸収負荷を分けることによって、かなりのエネルギーの節減と同時に大幅に低い排出の達成が実現されるシステムを例示する。図8に関連して説明されるように、本過程は、二酸化硫黄の回収に適用される。しかしながら、本過程は、吸収したガスと溶媒、一般的に水との間に揮発度の総計差がある吸収液を生成するために、水性システムにおいて吸収を受ける他のガスの回収に適用することができる。そのような吸収システムでは、同時係属の米国特許出願第13/283,671号で開示されるように、吸収反応は、一般的に、非ゼロ次である。図10及び図11で例示されるように、吸収器における任意の所与のL/G及び溶媒とSO2との比率で、吸収器の排気ガス中の残留SO2濃度は、スチームと、SO2が吸収液から回収されるストリッパとの比率によって変動する。図12で例示されるように、その理由は、スチームとストリッパとの比率が低下するにつれて、吸収器に再循環される再生した吸収媒体中の残留SO2濃度が増加し、それによって、SO2を吸収するための駆動力が低減することにある。ガス流に対して直列である2つの吸収器の間で吸収負荷を分けることで、二酸化硫黄の大部分を、第1の濃厚ガス吸収器における適度のL/G及び溶媒とSO2との比率で、供給ガスから除去することを可能にし、非常に低減された二酸化硫黄含有量を有する希薄ガスを生成するが、一般的に、排出基準を満たす、及び/または目標の硫黄収率を満たすレベルまでは低減されない。次いで、許容可能な残留設計目標の濃度まで下がった、残りの二酸化硫黄が、同じく比較的適度のL/Gであるが比較的高い吸着剤とSO2との比率で、ガス流の方向で濃厚ガス吸収器の下流の希薄ガス吸収器において希薄ガスから除去され得る。
表A
(a)表に記載されたL/Gの値は、吸収媒体が20重量%のNaリンゴ酸塩を含有した場合の過程に関するものであり、この見出しで表される関係について、L/Gは、リンゴ酸塩含有量の変化に対して比例的に調整される
をプロットする。
Claims (12)
- 原料ガスから汚染物質ガスを除去し、前記汚染物質ガスを回収するためのプロセスであって、
前記原料ガスを含む供給ガスストリームを、濃厚ガス吸収器において、汚染物質ガスの吸着剤を含む濃厚ガス水性吸収媒体と接触させ、それによって、汚染物質ガスを前記供給ガスストリームから前記吸収媒体に吸収し、そして、汚染物質ガスが除去された希薄ガス及び吸着した汚染物質を含有する濃厚吸収液を生成することと、
前記濃厚ガス吸収器を出る前記希薄ガスを、希薄ガス吸収器において、前記汚染物質ガスの吸着剤を含む希薄ガス水性吸収媒体と接触させ、それによって、残留汚染物質ガスを前記希薄ガスから前記希薄ガス吸収媒体に吸収し、そして、追加的な汚染物質ガスが除去された排気ガス、及び吸着した汚染物質を含有する希薄吸収液を生成することと、
前記濃厚吸収液を濃厚液ストリッパにおいて加熱して、前記濃厚液から前記汚染物質を脱着させ、それによって、前記濃厚液ストリッパから、再生した濃厚ガス吸収媒体及び濃厚液ストリッパガス排出物を生成することであって、前記濃厚液ストリッパガス排出物は、水蒸気及び汚染物質ガスを含むことと、
前記希薄吸収液を、希薄液ストリッパにおいて加熱して、前記希薄液から汚染物質ガスを脱着させ、それによって、前記希薄液ストリッパから、再生した希薄ガス吸収媒体及び希薄液ストリッパガス排出物を生成することであって、前記希薄液ストリッパガス排出物は、水蒸気及び前記汚染物質ガスを含むことと、
前記供給ガスのさらなる流れから汚染物質ガスを除去するために、前記再生した濃厚ガス吸収媒体を前記濃厚ガス吸収器に再循環させ、そして、希薄ガスのさらなる流れから汚染物質ガスを除去するために、前記再生した希薄ガス吸収媒体を前記希薄ガス吸収器に再循環させることと、を含み、
前記汚染物質ガスは、二酸化硫黄を含み、
前記濃厚液ストリッパにおいて前記濃厚吸収液を加熱することは、前記濃厚吸収液をストリッピングスチームと接触させることを含み、
前記希薄液ストリッパにおいて前記希薄吸収液を加熱することは、前記希薄吸収液を、前記希薄液ストリッパにおいて、ストリッピングスチームと接触させることを含み、
前記希薄液ストリッパガス排出物の少なくとも一部は、前記濃厚液ストリッパに供給され、
前記プロセスの全スチーム需要は、前記供給ガス中に1000〜2000ppmのSO2レベルで前記供給ガス中に15lbs/lb.SO2以下、前記供給ガス中に2000ppm〜2容量%のSO2レベルで前記供給ガス中に8lbs/lb.SO2以下、前記供給ガス中に2〜4容量%のSO2レベルで前記供給ガス中に4lbs/lb.SO2以下、及び前記供給ガス中に4容量%を超えるSO2レベルで前記供給ガス中に3lbs/lb.SO2以下であって、
前記汚染物質ガスの吸着剤は、多塩基カルボン酸又はその塩を含む、プロセス。 - 前記濃厚ガス吸収器において前記供給ガスから除去される汚染物質ガスは、前記供給ガスに含有される前記汚染物質ガスの合計の少なくとも85%を占める、請求項1に記載のプロセス。
- 前記濃厚ガス吸収器を出る前記希薄ガスの汚染物質ガス含有量は、0.5容量%以下である、請求項1又は2のいずれかに記載のプロセス。
- 前記汚染物質ガスは、さらに、CO2、NOx、H2S、HCl、及びアンモニアから成る群から選択されるガスを含む、請求項1〜3のいずれかに記載のプロセス。
- 前記濃厚液ストリッパを出る前記再生した濃厚ガス吸収媒体の二酸化硫黄含有量は、0.8〜15重量%である、請求項1に記載のプロセス。
- 前記濃厚液ストリッパの中へ導入されるスチームの、前記濃厚ガス吸収器の中へ流れ及び前記原料ガスを含む前記供給ガスストリーム内に存在する前記二酸化硫黄に対する質量比は、0.2〜8である、請求項1に記載のプロセス。
- 前記供給ガスは、4容量%〜40容量%の二酸化硫黄を含有し、前記濃厚液ストリッパからの前記濃厚液ストリッパガス排出物の二酸化硫黄含有量は、40容量%〜60容量%であり、前記再生した濃厚ガス吸収媒体の二酸化硫黄含有量は、1.5〜8重量%である、請求項1から6のいずれかに記載のプロセス。
- 前記濃厚液ストリッパに進入するスチームの、前記濃厚ガス吸収器に進入し及び前記原料ガスを含む前記供給ガスストリーム内に存在するSO2に対する比率は、前記供給ガス中に1000〜2000ppmのSO2レベルで4〜15lbs/lb.SO2、前記供給ガス中に2000ppm〜2容量%のSO2レベルで1.5〜8lbs/lb.SO2、前記供給ガス中に2容量%〜4容量%のSO2レベルで1〜4lbs/lb.SO2、及び前記供給ガス中に4容量%を超えるSO2レベルで、1〜3lbs/lb.SO2である、請求項1〜7のいずれかに記載のプロセス。
- 前記再生した希薄ガス吸収媒体の二酸化硫黄含有量は、0.5重量%以下である、請求項1〜8のいずれかに記載のプロセス。
- 前記希薄ガス吸収器における液体/ガス質量比は、0.8以下である、請求項1〜9のいずれかに記載のプロセス。
- 原料ガスから汚染物質ガスを除去し、前記汚染物質ガスを回収するためのプロセスであって、
前記原料ガスを含む供給ガスストリームを、濃厚ガス吸収器において、汚染物質ガスの吸着剤を含む濃厚ガス水性吸収媒体と接触させ、それによって、汚染物質ガスを前記供給ガスストリームから前記吸収媒体に吸収し、そして、汚染物質ガスが除去された希薄ガス及び吸着した汚染物質を含有する濃厚吸収液を生成することと、
前記濃厚ガス吸収器を出る前記希薄ガスを、希薄ガス吸収器において、前記汚染物質ガスの吸着剤を含む希薄ガス水性吸収媒体と接触させ、それによって、残留汚染物質ガスを前記希薄ガスから前記希薄ガス吸収媒体に吸収し、そして、追加的な汚染物質ガスが除去された排気ガス、及び吸着した汚染物質を含有する希薄吸収液を生成することと、
前記濃厚吸収液を濃厚液ストリッパにおいて加熱して、前記濃厚液から前記汚染物質を脱着させ、それによって、前記濃厚液ストリッパから、再生した濃厚ガス吸収媒体及び濃厚液ストリッパガス排出物を生成することであって、前記濃厚液ストリッパガス排出物は、水蒸気及び汚染物質ガスを含むことと、
前記希薄吸収液を、希薄液ストリッパにおいて加熱して、前記希薄液から汚染物質ガスを脱着させ、それによって、前記希薄液ストリッパから、再生した希薄ガス吸収媒体及び希薄液ストリッパガス排出物を生成することであって、前記希薄液ストリッパガス排出物は、水蒸気及び前記汚染物質ガスを含むことと、
前記供給ガスのさらなる流れから汚染物質ガスを除去するために、前記再生した濃厚ガス吸収媒体を前記濃厚ガス吸収器に再循環させ、そして、希薄ガスのさらなる流れから汚染物質ガスを除去するために、前記再生した希薄ガス吸収媒体を前記希薄ガス吸収器に再循環させることと、を含み、
前記濃厚液ストリッパガス排出物、前記希薄液ストリッパガス排出物、またはそれらの組み合わせを含むストリッパ過程ガスから水を凝縮するために、ストリッパ過程ガス冷却器/凝縮器において前記ストリッパ過程ガスから冷却媒体に間接的に熱移動し、それによって、汚染物質含有凝縮液を生成することと、
前記ストリッパ過程ガス冷却器/凝縮器を出る前記汚染物質含有凝縮液を、凝縮液ストリッパにおいてスチームと接触させ、ストリップした凝縮液と水蒸気及び汚染物質を含有する凝縮液ストリッパガス排出物とを生成することと、
ここで、前記ストリッパ過程ガス冷却器/凝縮器において前記ストリッパ過程ガスから熱が移動される前記冷却媒体は、前記ストリップした凝縮液の少なくとも一部分を含み、それによって、前記ストリップした凝縮液からスチームを発生させ、及び、
前記ストリッパ過程ガス冷却器/凝縮器において発生したスチームを、そこから汚染物質を脱着させるための汚染物質含有吸収液との接触のためのストリッピングスチームとして、前記濃厚液ストリッパの中へ、前記希薄液ストリッパの中へ、または前記濃厚液ストリッパ及び前記希薄液ストリッパの双方の中へ導入することと、を含み、
前記汚染物質ガスは、二酸化硫黄を含み、
前記濃厚液ストリッパにおいて前記濃厚吸収液を加熱することは、前記濃厚吸収液をストリッピングスチームと接触させることを含み、
前記希薄液ストリッパにおいて前記希薄吸収液を加熱することは、前記希薄吸収液を、前記希薄液ストリッパにおいて、ストリッピングスチームと接触させることを含み、
前記希薄液ストリッパガス排出物の少なくとも一部は、前記濃厚液ストリッパに供給され、
前記プロセスの全スチーム需要は、前記供給ガス中に1000〜2000ppmのSO2レベルで前記供給ガス中に15lbs/lb.SO2以下、前記供給ガス中に2000ppm〜2容量%のSO2レベルで前記供給ガス中に8lbs/lb.SO2以下、前記供給ガス中に2〜4容量%のSO2レベルで前記供給ガス中に4lbs/lb.SO2以下、及び前記供給ガス中に4容量%を超えるSO2レベルで前記供給ガス中に3lbs/lb.SO2以下であって、
前記汚染物質ガスの吸着剤は、多塩基カルボン酸又はその塩を含む、プロセス。 - 前記吸着剤は、リンゴ酸塩を含み、前記濃厚ガス吸収器を出る前記濃厚吸収液又は前記濃厚液ストリッパを出る再生した濃厚ガス吸収媒体のpHは、3.4〜4.2の値に維持される、請求項1に記載のプロセス。
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