JP6925936B2 - 酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法 - Google Patents

酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6925936B2
JP6925936B2 JP2017210569A JP2017210569A JP6925936B2 JP 6925936 B2 JP6925936 B2 JP 6925936B2 JP 2017210569 A JP2017210569 A JP 2017210569A JP 2017210569 A JP2017210569 A JP 2017210569A JP 6925936 B2 JP6925936 B2 JP 6925936B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid gas
tower
gas
condensed water
absorption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017210569A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019081153A (ja
Inventor
琢也 平田
琢也 平田
田中 裕士
裕士 田中
香織 吉田
香織 吉田
遠藤 崇彦
崇彦 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Engineering Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Engineering Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Engineering Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Engineering Ltd
Priority to JP2017210569A priority Critical patent/JP6925936B2/ja
Priority to PCT/JP2018/039520 priority patent/WO2019087900A1/ja
Priority to EP18874215.9A priority patent/EP3705172A4/en
Priority to US16/635,771 priority patent/US11273407B2/en
Priority to CN201880049978.3A priority patent/CN110958911B/zh
Publication of JP2019081153A publication Critical patent/JP2019081153A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6925936B2 publication Critical patent/JP6925936B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1425Regeneration of liquid absorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456Removing acid components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456Removing acid components
    • B01D53/1462Removing mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456Removing acid components
    • B01D53/1475Removing carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/18Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/265Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2252/00Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20Organic absorbents
    • B01D2252/204Amines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Description

本発明は、ガス中に酸性ガスが含まれた酸性ガスを除去する酸性ガスの除去装置及び酸性ガスの除去方法に関する。
例えば石炭やバイオマス等をガス化炉でガス化したガス化ガスに含まれるCO2とH2S、H2S等の酸性ガスを除去する技術として、従来より、アミン吸収液等を用いた化学吸収法が用いられている。化学吸収法としては、アミン系吸収剤を吸収液とし、吸収塔でガス中のCO2を吸収してリッチ溶液とし、その吸収したCO2を含むリッチ溶液を再生塔に導入し、リボイラ等の熱源によりCO2を放散させて、吸収液からCO2を除去したリーン溶液とし、このリーン溶液を再度吸収塔に導入して循環再利用する酸性ガス除去装置の技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。
ガス中にNH3、H2S、HCN等の腐食原因物質が含まれる場合には、吸収塔で吸収液に吸収された例えばNH3、H2S、HCN等の成分が再生塔から排出される出口ガスの冷却時に発生する凝縮水中に蓄積するので、この不純物を含む凝縮水に晒される塔頂凝縮器等装置材の腐食原因となる、という問題がある。
また、吸収塔でCO2と共に、例えばNH3を吸収したリッチ溶液は再生塔に供給され、再生塔に供給されたリッチ溶液からは加熱によりCO2とNH3とを放散し、再生塔出口ガスに含まれる放散されたNH3は再生塔の塔頂での冷却装置の冷却により発生した凝縮水に再吸収される。この結果、再生塔に凝縮水を導入する際、NH3を含んだリッチ溶液が流下し、再生塔流下液から再度NH3が放散するサイクルを繰り返えされる、という問題がある。
上述のサイクルに加えて、吸収塔では例えばNH3を放散したリーン溶液に絶えず連続して導入される未処理ガス中のNH3が新たに吸収されるため、NH3がリッチ溶液から連続的に再生塔内に供給され、再生塔内凝縮水にNH3が蓄積、濃縮されるという問題がある。
この腐食への対応として、1)凝縮水をパージする方法、2)吸収塔上流での水洗等によるNH3の前処理除去方法、3)再生塔上流或いは再生塔出口ガス中の水分の凝縮部への腐食抑制剤を添加する方法、4)凝縮水からのNH3のストリッピング処理方法、5)耐食性材料を採用する方法の種々の対策が行われている。
特開2014−161758号公報
しかしながら、NH3を含む凝縮水のパージ方法では、凝縮水中にはアミン等の吸収液成分も含まれるため、吸収液コストが増加する、という問題がある。さらに、アミン等有害物を含んだ排水を適切に処理する必要があり、その処理対策に費用が必要となる、という問題がある。
吸収塔の上流(前段階)でのNH3の除去や、凝縮水からのNH3のストリッピングを行うためには、別途追加設備を設置する必要があり、設備費用の増大となる、という問題がある。
腐食抑制剤を用いる対策についても抑制剤費用が必要となる、という問題がある。
再生塔内で、リッチ溶液により持ち込まれたNH3の蒸発や凝縮が繰り返しながら滞留するため、凝縮水に濃縮されたNH3を蒸発するのに要する投入熱量が増加する、という問題がある。
本発明は、前記問題に鑑み、例えばガス中にNH3、H2S、HCN等の腐食原因物質が含まれる場合、再生塔での凝縮水中の腐食原因物質の低減が可能となる酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、腐食原因物質、酸性ガスを含有するガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収部を有する酸性ガス吸収塔と、酸性ガスを吸収したリッチ溶液をリボイラの蒸気により再生する吸収液再生塔と、前記酸性ガス吸収塔から前記リッチ溶液を抜出すと共に、前記吸収液再生塔の塔頂部側のリッチ溶液導入部からに導入するリッチ溶液供給ラインと、前記吸収液再生塔で再生された酸性ガスが放散されたリーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から抜出すと共に、前記酸性ガス吸収塔に導入し、酸性ガス吸収液として再利用するリーン溶液供給ラインと、リッチ溶液供給ラインとリーン溶液供給ラインとの交差部に設けたリッチ・リーン溶液熱交換器と、前記再生塔の塔頂部から排出される腐食原因物質、酸性ガスを同伴する同伴ガスから、水分を凝縮する再生塔凝縮部と、を具備し、前記再生塔凝縮部が、前記同伴ガスを再生塔の塔頂部から排出するガス排出ラインと、前記排出ラインに介装された冷却器と、前記冷却器により水蒸気が凝縮された再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する気液分離器と、前記再生塔凝縮水を前記リッチ溶液導入部よりも塔頂部側の凝縮水導入部に還流する還流ラインと、前記還流ラインにより導入した前記再生塔凝縮水を貯留する凝縮水受け部と、前記凝縮水受け部の凝縮水抜出部から前記再生塔凝縮水を抜出し、前記リーン溶液供給ラインに接続する第1の凝縮水抜出ラインと、を具備することを特徴とする酸性ガス除去装置にある。
第2の発明は、第1の発明において、第1の凝縮水抜出ラインによる前記再生塔凝縮水の抜出しの代わりに、前記凝縮水導入部に導入する前の再生塔凝縮水の一部を抜出し、前記リーン溶液供給ラインに接続する第2の凝縮水抜出ラインを具備することを特徴とする酸性ガス除去装置にある。
第3の発明は、第1又は2の発明において、前記酸性ガス吸収塔が前記酸性ガス吸収部のガス流れ後流側に、循環する洗浄水により酸性ガスが除去されたガスを洗浄する洗浄部を備え、前記洗浄水に、前記再生塔凝縮水の一部又は全部を合流することを特徴とする酸性ガス除去装置にある。
第4の発明は、腐食原因物質、酸性ガスを含有するガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収部を有する酸性ガス吸収塔と、酸性ガスを吸収したリッチ溶液をリボイラの蒸気により再生する吸収液再生塔と、前記酸性ガス吸収塔から前記リッチ溶液を抜出すと共に、前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液導入部に導入するリッチ溶液供給ラインと、前記吸収液再生塔で再生された酸性ガスが放散されたリーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から抜出すと共に、前記酸性ガス吸収塔に導入し、酸性ガス吸収液として再利用するリーン溶液供給ラインと、リッチ溶液供給ラインとリーン溶液供給ラインとの交差部に設けたリッチ・リーン溶液熱交換器と、前記再生塔の塔頂部から排出される腐食原因物質、酸性ガスを同伴する同伴ガスから、水分を凝縮する再生塔凝縮部と、を具備し、前記再生塔凝縮部が、前記再生塔のリッチ溶液導入部よりも塔頂部側に設けられ、前記同伴ガスを前記再生塔の内部で冷却水により冷却し、気液分離して再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する濃縮部と、前記再生塔凝縮水を貯留する凝縮水受け部と、前記凝縮水受け部の前記再生塔凝縮水を抜出し、前記再生塔の頂部側に還流水循環ポンプにより循環させる循環ラインと、前記循環ラインに介装され、前記再生塔凝縮水を冷却して冷却水とする冷却器と、前記凝縮水受け部の凝縮水抜出部から、又は前記循環ラインの冷却器と還流水循環ポンプとの間から、前記再生塔凝縮水を抜出し、前記リーン溶液供給ラインに接続する第3の凝縮水抜出ラインと、を具備することを特徴とする酸性ガス除去装置にある。
第5の発明は、第4の発明において、第3の凝縮水抜出ラインによる前記再生塔凝縮水の抜出しの代わりに、前記冷却水の一部を、前記リーン溶液供給ラインに接続する第4の凝縮水抜出ラインと、を具備することを特徴とする酸性ガス除去装置にある。
第6の発明は、腐食原因物質、酸性ガスを含有するガスを酸性ガス吸収塔に導入し、前記ガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収工程と、酸性ガスを吸収したリッチ溶液を吸収液再生塔に導入し、リボイラ蒸気により酸性ガスを再生する吸収液再生工程と、前記酸性ガス吸収液を前記酸性ガス吸収塔と前記吸収液再生塔とを循環ラインにより循環再利用する工程と、吸収液再生工程において、前記吸収液再生塔の外部で分離された腐食原因物質、前記酸性ガスを同伴する同伴ガスから、水分を凝縮する再生塔凝縮工程と、前記同伴ガスを冷却して水蒸気が凝縮された再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する工程と、前記再生塔凝縮水を、前記吸収液再生塔の前記リッチ溶液が導入される位置よりも塔頂部側で還流して貯留する還流工程と、還流された前記再生塔凝縮水を抜出し、前記酸性ガス吸収塔に循環するリーン溶液と腐食原因物質を含む前記再生塔凝縮水とを合流する合流工程と、を有することを特徴とする酸性ガス除去方法にある。
第7の発明は、腐食原因物質、酸性ガスを含有するガスを酸性ガス吸収塔に導入し、前記ガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収工程と、酸性ガスを吸収したリッチ溶液を吸収液再生塔に導入し、リボイラ蒸気により酸性ガスを再生する吸収液再生工程と、酸性ガス吸収液を酸性ガス吸収塔と吸収液再生塔とを循環ラインにより循環再利用する工程と、吸収液再生工程において、前記再生塔の内部の前記リッチ溶液が導入される位置よりも塔頂部側で、水蒸気を伴った腐食原因物質、酸性ガスが同伴される同伴ガスから水分を凝縮する再生塔凝縮工程と、前記再生塔の内部で、前記同伴ガスを冷却して水蒸気が凝縮された再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する工程と、前記再生塔凝縮水を外部に抜出し、冷却して冷却水とし、前記再生塔の塔頂部側から還流する還流工程と、前記再生塔凝縮水を抜出し、吸収塔に循環するリーン溶液と腐食原因物質を含む凝縮水とを合流する工程と、を有することを特徴とする酸性ガス除去方法にある。
第8の発明は、第6又は7の発明において、前記酸性ガス吸収塔が酸性ガス吸収部のガス流れ後流側に、循環する洗浄水により酸性ガスが除去されたガスを洗浄する洗浄工程を有し、前記洗浄水に、前記再生塔凝縮水の一部又は全部を合流することを特徴とする酸性ガス除去方法にある。
本発明によれば、酸性ガス吸収塔に供給されるリーン溶液と再生塔凝縮水との混合により、リーン溶液中の腐食原因物質濃度を高めることにより、酸性ガス吸収塔での未処理ガス中からの新規腐食原因物質の吸収量を低下させ、未処理ガス中の腐食原因物質の再生塔凝縮水への移行量を低減することで、凝縮水中の腐食原因物質濃度の上昇を抑制することができる。この結果、再生塔凝縮水中の腐食原因物質の濃度の低減が可能となり、再生塔の塔頂凝縮部で用いる部材の腐食を防止できる。
図1は、実施例1に係る酸性ガス除去装置の概略図である。 図2は、実施例2に係る酸性ガス除去装置の概略図である。 図3は、実施例3に係る酸性ガス除去装置の概略図である。 図4は、実施例4に係る酸性ガス除去装置の概略図である。 図5は、実施例4に係る他の酸性ガス除去装置の概略図である。 図6は、実施例4に係る他の酸性ガス除去装置の概略図である。
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
図1は、実施例1に係る酸性ガス除去装置の概略図である。本実施例では、酸性ガスとして、二酸化炭素(CO2)を例示し、このCO2を吸収する吸収剤としてCO2吸収剤を用いて、CO2吸収塔において、ガスからCO2を除去し、CO2吸収液を吸収液再生塔で再生する実施例について、説明するが、H2S等の他の酸性ガスについても同様に適用できる。
図1に示すように、本実施例に係る酸性ガス除去装置10Aは、CO2と共に、NH3を含有する導入ガス(以下「ガス」という)11が導入され、ガス中のCO2とCO2吸収液12とを接触させてCO2を除去するCO2吸収部(以下「吸収部」という)13Aを備えたCO2吸収塔(以下「吸収塔」という)13と、CO2を吸収したCO2吸収液12であるリッチ溶液12Aをリボイラ61の蒸気によりCO2吸収液を再生する吸収液再生塔(以下「再生塔」という)14と、吸収塔13からリッチ溶液12Aを抜出すと共に、再生塔14側に導入するリッチ溶液供給ライン50と、再生塔14で再生されたCO2が放散されたCO2吸収液であるリーン溶液12Bを再生塔14から抜出すと共に、吸収塔13に導入し、CO2吸収液として再利用するリーン溶液供給ライン53と、を具備する。CO2吸収液12はCO2を吸収したリッチ溶液12AとCO2を放散したリーン溶液12Bとを、酸性ガス除去装置内で循環再利用している。
この酸性ガス除去装置10Aを用いたCO2回収方法では、まず、NH3、CO2を含んだガス11は、図示しない冷却部において、冷却水により冷却され、吸収塔13に送られる。
吸収塔13において、ガス導入ライン13cにより導入されたガス11はアミン系のCO2吸収成分を含むCO2吸収液12と向流接触し、ガス11中のCO2は、化学反応によりCO2吸収液12に吸収される。吸収塔13でCO2が除去された後のCO2除去排ガス11Aは、デミスタ56にてミストが捕集された後、その後頂部13aから系外に放出される。
また、CO2を吸収したリッチ溶液12Aは、吸収塔13の底部13bからリッチ溶液供給ライン50により抜出され、リッチ溶液ポンプ51により昇圧され、リッチ溶液供給ライン50とリーン溶液供給ライン53との交差部に設けたリッチ・リーン溶液熱交換器52において、再生塔14で再生されたリーン溶液12Bにより加熱され、再生塔14に供給される。
再生塔14の上部近傍のリッチ溶液導入部14aから内部に放出されたリッチ溶液12Aは、底部から供給されるリボイラ61による水蒸気により吸熱反応を生じて、大部分のCO2を放出する。再生塔14内で一部または大部分のCO2を放出したCO2吸収液はセミリーン溶液と呼称される。このセミリーン溶液は、再生塔14の底部14bに至る頃には、ほぼ全てのCO2が除去されたCO2吸収液(リーン溶液)12Bとなる。このリーン溶液12Bはその一部が、飽和水蒸気62が供給されるリボイラ61により加熱され、再生塔14内部に水蒸気を供給している。
一方、再生塔14の塔頂部14cからは、塔内においてリッチ溶液12Aおよびセミリーン溶液から放出された水蒸気を伴ったNH3、CO2を同伴する同伴ガス(以下「同伴ガス」という)41がデミスタ56でミストが捕集された後排出される。
そして、同伴ガス41は、冷却器42により水蒸気が凝縮され、気液分離器43にて再生塔凝縮水(以下「凝縮水」という)44とCO2ガス45とが分離され、分離したCO2ガス45は、例えば石油増進回収法(EOR:Enhanced Oil Recovery)を用いて油田中に圧入するか、帯水層へ貯留し、温暖化対策を図っている。
また、再生されたCO2吸収液(リーン溶液)12Bは、再生塔14の底部14bからリーン溶液供給ライン53により抜き出され、リッチ・リーン溶液熱交換器52にて、リッチ溶液12Aにより冷却され、つづいてリーン溶液ポンプ54にて昇圧され、さらにリーン溶液クーラ55にて冷却された後、吸収塔13内に供給される。なお、この実施例の酸性ガス除去装置の説明では、あくまでその概要を説明するものであり、付属する機器を一部省略して説明している。
本実施例では、再生塔14の塔頂部14cから排出された同伴ガス41から、水分を凝縮する再生塔凝縮部40が再生塔の外部に設けられている。
この再生塔凝縮部40は、同伴ガス41を再生塔14の塔頂部14cから排出する排出ライン40aと、排出ライン40aに介装された冷却器42と、冷却器42により水蒸気が凝縮された凝縮水44とCO2ガス45とを分離する気液分離器43と、凝縮水44を再生塔の頭部側に還流する還流ライン40bと、還流ライン40bに介装された還流水循環ポンプ46とを備えている。
水蒸気を伴ったNH3、同伴ガス41から気液分離器43にて分離・還流された凝縮水44は、還流水循環ポンプ46にて再生塔14のリッチ溶液導入部14aよりも塔頂部14c側の凝縮水導入部14dから導入される。再生塔の凝縮水導入部14dの内部には、凝縮水を受ける凝縮水受け部14eが設置されており、内部に導入される凝縮水44を貯留している。
本実施例では、再生塔14の凝縮水受け部14eの凝縮水抜出部14fから凝縮水44を抜出し、リーン溶液供給ライン53に接続する第1の凝縮水抜出ライン14g−1が設けられている。第1の凝縮水抜出ライン14g−1には開閉弁14hが設けられ、抜出量の調整をしている。
第1の凝縮水抜出ライン14g−1から抜出されたNH3を含む凝縮水44は、リーン溶液供給ライン53の合流部14iにおいて、再生塔14の底部14bから抜出されたリーン溶液12Bに混合し、その後吸収塔13に供給する。
この結果、吸収塔13に供給されるリーン溶液12Bと凝縮水44との混合により、リーン溶液中の腐食原因物質のNH3濃度を高めることにより、吸収塔13での未処理ガス中からの新規NH3の吸収量を低下させ、未処理ガス中のNH3の凝縮水44への移行量を低減することで、凝縮水44中のNH3濃度の上昇を抑制することができる。
この結果、凝縮水44中の腐食原因物質であるNH3の濃度の低減が可能となり、再生塔14の塔頂凝縮部で用いる部材の腐食を防止できる。
凝縮水44は系外に排出せずに、吸収塔13に循環供給されるリーン溶液12Bに混合されるため、アミン等吸収剤成分のロスを防止できるとともに、有害吸収剤成分を含む別途の凝縮水処理が不要となる。
また、再生塔14内に蓄積するNH3量を減少させることで、NH3の蒸発及び凝縮に要する投入熱量(塔底リボイラ及び塔頂コンデンサの熱負荷)を低減できる。
本実施例にかかる酸性ガス除去方法は、腐食原因物質(NH3)、酸性ガスであるCO2を含有するガス11を吸収塔13に導入し、ガス11中のCO2とCO2吸収液12とを接触させてCO2を除去するCO2吸収工程と、CO2を吸収したリッチ溶液12Aを再生塔14に導入し、リボイラ蒸気によりCO2を再生する吸収液再生工程と、CO2吸収液12を吸収塔13と再生塔14とを循環ラインにより循環再利用する工程と、吸収液再生工程において、再生塔14の外部で、分離された腐食原因物質(NH3)、CO2を同伴する同伴ガス41から、水分を凝縮する再生塔凝縮工程と、同伴ガス41を冷却して水蒸気が凝縮された凝縮水44とCO2ガス45とを分離する工程と、凝縮水44を、再生塔14のリッチ溶液12Aが導入されるリッチ溶液導入部14aよりも塔頂部14c側で還流して貯留する還流工程と、還流された凝縮水44を抜出し、吸収塔13に循環するリーン溶液12Bと腐食原因物質を含む凝縮水44とを合流する工程と、を有する。
本酸性ガス除去方法によれば、吸収塔13に供給されるリーン溶液12Bと凝縮水44の混合により、リーン溶液12B中の腐食原因物質のNH3濃度を高めることにより、吸収塔13での未処理ガス中からの新規NH3の吸収量を低下させ、未処理ガス中のNH3の凝縮水44への移行量を低減することで、凝縮水44中のNH3濃度の上昇を抑制することができる。
図2は、実施例2に係る酸性ガス除去装置の概略図である。なお、実施例1の構成と同一構成については、同一符号を付してその重複した説明は省略する。図2に示すように、本実施例に係る酸性ガス除去装置10Bは、実施例1における第1の凝縮水抜出ライン14g−1による凝縮水44の抜出しの代わりに、凝縮水導入部14dに導入する前の凝縮水44の一部を還流ライン40bの分岐部14kから抜出し、リッチ・リーン溶液熱交換器52と吸収塔13との間のリーン溶液供給ライン53に接続する第2の凝縮水抜出ライン14g−2を具備する。
なお、凝縮水44を分岐する分岐部14kは、気液分離器43と還流水循環ポンプ46との間としてもよい。
本酸性ガス除去方法によれば、吸収塔13に供給されるリーン溶液12Bと凝縮水44の混合により、リーン溶液12B中の腐食原因物質のNH3濃度を高めることにより、吸収塔13での未処理ガス中からの新規NH3の吸収量を低下させ、未処理ガス中のNH3の凝縮水44への移行量を低減することで、凝縮水44中のNH3濃度の上昇を抑制することができる。
図3は、実施例3に係る酸性ガス除去装置の概略図である。なお、実施例1の構成と同一構成については、同一符号を付してその重複した説明は省略する。図3に示すように、本実施例に係る酸性ガス除去装置10Cは、実施例1における吸収塔13において、CO2吸収部13Aのガス流れ後流側に、循環する洗浄水20aによりCO2が除去されたガスを洗浄する洗浄部13Bを備えている。
本実施例では、吸収塔13内の洗浄部13Bでノズルから供給されるCO2吸収液を含む循環する洗浄水20aとガスとが気液接触して、CO2が除去されたガスに同伴するCO2吸収剤が洗浄水20aにより回収され、その後頂部から系外に放出される。なお、符号20bは洗浄水循環ライン、20cは洗浄水20aを冷却する冷却器、20dは洗浄水20aを循環する循環ポンプ、20eは洗浄液を貯留する洗浄水貯留部である。
本実施例では、洗浄水20aの循環ライン20bに第1の凝縮水抜出ライン14g−3を接続し、凝縮水44の一部又は全部を合流するようにしている。
本酸性ガス除去方法によれば、吸収塔13の洗浄部13Bを循環する洗浄水20aと凝縮水44の混合により、吸収塔内を落下する洗浄水中の腐食原因物質のNH3濃度を高めることにより、吸収塔13での未処理ガス中からの新規NH3の吸収量を低下させ、未処理ガス中のNH3の凝縮水44への移行量を低減することで、凝縮水44中のNH3濃度の上昇を抑制することができる。
図4は、実施例4に係る酸性ガス除去装置の概略図である。図5及び図6は実施例4に係る他の酸性ガス除去装置の概略図である。なお、実施例1の構成と同一構成については、同一符号を付してその重複した説明は省略する。図4に示すように、本実施例に係る酸性ガス除去装置10D−1は、再生塔14の塔頂部14cから排出される腐食原因物質、酸性ガスを同伴する同伴ガス41から、水分を凝縮する再生塔凝縮部40を備えている。この再生塔凝縮部40は、再生塔14のリッチ溶液導入部14aよりも塔頂部14c側に設けられ、同伴ガス41を再生塔14の内部で冷却水70aにより冷却し、気液分離して凝縮水44とCO2ガス45とを分離する濃縮部70bと、凝縮水44を貯留する凝縮水受け部70cと、凝縮水受け部70cの凝縮水44を抜出し、再生塔14の頂部側に還流水循環ポンプ46により循環させる循環ライン70dと、循環ライン70dに介装され、凝縮水44を外部冷却水CWにより冷却して冷却水70aとする冷却器70eと、凝縮水受け部70cの凝縮水抜出部14fから、凝縮水44を抜出し、リッチ・リーン溶液熱交換器52と吸収塔13との間のリーン溶液供給ライン53に接続する第3の凝縮水抜出ライン14g−3Aと、を具備する。
また、図5に示すように、本実施例に係る酸性ガス除去装置10D−2は、第3の凝縮水抜出ライン14g−3Aを設ける代わりに、循環ライン70dの冷却器70eと還流水循環ポンプ46との間から、凝縮水44を抜出し、リッチ・リーン溶液熱交換器52と吸収塔13との間のリーン溶液供給ライン53に接続する第3の凝縮水抜出ライン14g−3Bを設けるようにしてもよい。
また、図6に示すように、本実施例に係る酸性ガス除去装置10D−3は、第3の凝縮水抜出ライン14g−3A、14g−3Bを設ける代わりに、循環ライン70dの冷却器70eと冷却水導入部70fとの間から、冷却水70aを抜出し、リッチ・リーン溶液熱交換器52と吸収塔13との間のリーン溶液供給ライン53に接続する第4の凝縮水抜出ライン14g−4を設けるようにしてもよい。
本実施例によれば、再生塔14のリッチ溶液導入部14aよりも塔頂部14c側において、腐食原因物質(NH3)、CO2を同伴する同伴ガス41から、水分を凝縮する再生塔凝縮部40を設け、大量の冷却水70aにより、同伴ガス41を冷却し、水分を凝縮し、気液分離している。
本実施例では、塔頂部14cにおける濃縮部70bでの気液接触効率を高くするために、凝縮水受け部70cに回収された凝縮水44を再生塔の塔頂の循環ライン70dに循環させることで、濃縮部70bの気液接触部での凝縮水流量を増やしている。そして、凝縮水44の一部を第3の凝縮水抜出ライン14g−3A、14g−3Bにより抜出し、又は冷却水70aの一部を第4の凝縮水抜出ライン14g−4により抜出し、再生塔14の底部4bから抜き出されたリーン溶液12Bに混合する。
本実施例では、再生塔14の濃縮部70bでの冷却水70aの凝縮水流量を多くすることができ、同伴ガス41との気液接触効率が高まるため、CO2ガスに同伴するアミン等吸収剤成分の凝縮水44への回収効率を高めることができる。
また、第3の凝縮水抜出ライン14g−3A、14g−3B、第4の凝縮水抜出ライン14g−4を設置することにより、吸収塔13に供給されるリーン溶液12Bと凝縮水44(冷却水70a)との混合によりリーン溶液12B中の腐食原因物質のNH3濃度を高めることにより、吸収塔13での未処理ガス中からの新規NH3の吸収量を低下させ、未処理ガス中のNH3の凝縮水44への移行量を低減することで、凝縮水44中のNH3濃度の上昇を抑制することができる。
本実施例にかかる酸性ガス除去方法は、腐食原因物質(NH3)、酸性ガスであるCO2を含有するガス11を吸収塔13に導入し、ガス11中のCO2とCO2吸収液12とを接触させてCO2を除去するCO2吸収工程と、CO2を吸収したリッチ溶液12Bを吸収液再生塔に導入し、リボイラ蒸気によりCO2を再生する吸収液再生工程と、CO2吸収液を吸収塔13と再生塔14とを循環ラインにより循環再利用する工程と、吸収液再生工程において、再生塔14の内部のリッチ溶液12Aが導入されるリッチ溶液導入部14aよりも塔頂部側で、同伴ガス41から水分を凝縮する再生塔凝縮工程と、再生塔14の内部で、同伴ガス41を冷却して水蒸気が凝縮された凝縮水44とCO2ガス45とを分離する工程と、凝縮水44を外部に抜出し、冷却して冷却水とし、再生塔14の塔頂部14c側から還流する還流工程と、凝縮水44を抜出し、吸収塔13に循環するリーン溶液12Bと腐食原因物質を含む凝縮水44とを合流する工程と、を有する。
本酸性ガス除去方法によれば、吸収塔13に供給されるリーン溶液12Bと凝縮水44の混合により、リーン溶液12B中の腐食原因物質のNH3濃度を高めることにより、吸収塔13での未処理ガス中からの新規NH3の吸収量を低下させ、未処理ガス中のNH3の凝縮水44への移行量を低減することで、凝縮水44中のNH3濃度の上昇を抑制することができる。
10A〜10C、10D−1〜10D−3 酸性ガス除去装置
11 導入ガス(ガス)
12 CO2吸収液
12A リッチ溶液
12B リーン溶液
13A CO2吸収部
13 CO2吸収塔
14 吸収液再生塔
41 同伴ガス
42 冷却器
43 気液分離器
44 再生塔凝縮水
45 CO2ガス
46 還流水循環ポンプ
50 リッチ溶液供給ライン
51 リッチ溶液ポンプ
52 リッチ・リーン溶液熱交換器
53 リーン溶液供給ライン

Claims (5)

  1. NH 、酸性ガスを含有するガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収部を有する酸性ガス吸収塔と、
    酸性ガスを吸収したリッチ溶液をリボイラの蒸気により再生する吸収液再生塔と、
    前記酸性ガス吸収塔から前記リッチ溶液を抜出すと共に、前記吸収液再生塔の塔頂部側のリッチ溶液導入部からに導入するリッチ溶液供給ラインと、
    前記吸収液再生塔で再生された酸性ガスが放散されたリーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から抜出すと共に、前記酸性ガス吸収塔に導入し、酸性ガス吸収液として再利用するリーン溶液供給ラインと、
    リッチ溶液供給ラインとリーン溶液供給ラインとの交差部に設けたリッチ・リーン溶液熱交換器と、
    前記吸収液再生塔の塔頂部から排出されるNH 酸性ガスを同伴する同伴ガスから、NH 水分を凝縮する再生塔凝縮部と、を具備し、
    前記再生塔凝縮部が、
    前記同伴ガスを前記吸収液再生塔の塔頂部から排出するガス排出ラインと、
    前記ガス排出ラインに介装された冷却器と、
    前記冷却器によりNH 水蒸気が凝縮された再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する気液分離器と、
    前記再生塔凝縮水を前記リッチ溶液導入部よりも塔頂部側の凝縮水導入部に還流する還流ラインと、
    前記還流ラインにより導入した前記再生塔凝縮水を貯留する凝縮水受け部と、
    前記凝縮水受け部の凝縮水抜出部から前記再生塔凝縮水を抜出し、前記リーン溶液供給ラインに接続する第1の凝縮水抜出ラインと、を具備することを特徴とする酸性ガス除去装置。
  2. 請求項1において、
    第1の凝縮水抜出ラインによる前記再生塔凝縮水の抜出しの代わりに、
    前記凝縮水導入部に導入する前の再生塔凝縮水の一部を抜出し、前記リーン溶液供給ラインに接続する第2の凝縮水抜出ラインを具備することを特徴とする酸性ガス除去装置。
  3. 請求項1又は2において、
    前記酸性ガス吸収塔が前記酸性ガス吸収部のガス流れ後流側に、循環する洗浄水により酸性ガスが除去されたガスを洗浄する洗浄部を備え、
    前記洗浄水に、前記再生塔凝縮水の一部又は全部を合流することを特徴とする酸性ガス除去装置。
  4. NH 、酸性ガスを含有するガスを酸性ガス吸収塔に導入し、前記ガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収工程と、
    酸性ガスを吸収したリッチ溶液を吸収液再生塔に導入し、リボイラ蒸気により酸性ガスを再生する吸収液再生工程と、
    前記酸性ガス吸収液を前記酸性ガス吸収塔と前記吸収液再生塔とを循環ラインにより循環再利用する工程と、
    吸収液再生工程において、前記吸収液再生塔の外部で分離されたNH 、前記酸性ガスを同伴する同伴ガスから、NH 水分を凝縮する再生塔凝縮工程と、
    前記同伴ガスを冷却してNH 水蒸気が凝縮された再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する工程と、
    前記再生塔凝縮水を、前記吸収液再生塔の前記リッチ溶液が導入される位置よりも塔頂部側で還流して貯留する還流工程と、
    還流された前記再生塔凝縮水を抜出し、前記酸性ガス吸収塔に循環するリーン溶液とNH を含む前記再生塔凝縮水とを合流する合流工程と、を有することを特徴とする酸性ガス除去方法。
  5. 請求項において、
    前記酸性ガス吸収塔が酸性ガス吸収部のガス流れ後流側に、循環する洗浄水により酸性ガスが除去されたガスを洗浄する洗浄工程を有し、
    前記洗浄水に、前記再生塔凝縮水の一部又は全部を合流することを特徴とする酸性ガス除去方法。
JP2017210569A 2017-10-31 2017-10-31 酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法 Active JP6925936B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017210569A JP6925936B2 (ja) 2017-10-31 2017-10-31 酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法
PCT/JP2018/039520 WO2019087900A1 (ja) 2017-10-31 2018-10-24 酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法
EP18874215.9A EP3705172A4 (en) 2017-10-31 2018-10-24 DEVICE AND METHOD FOR REMOVING ACID GASES
US16/635,771 US11273407B2 (en) 2017-10-31 2018-10-24 Acid gas removal device and acid gas removal method
CN201880049978.3A CN110958911B (zh) 2017-10-31 2018-10-24 酸性气体除去装置和酸性气体除去方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017210569A JP6925936B2 (ja) 2017-10-31 2017-10-31 酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019081153A JP2019081153A (ja) 2019-05-30
JP6925936B2 true JP6925936B2 (ja) 2021-08-25

Family

ID=66331781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017210569A Active JP6925936B2 (ja) 2017-10-31 2017-10-31 酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11273407B2 (ja)
EP (1) EP3705172A4 (ja)
JP (1) JP6925936B2 (ja)
CN (1) CN110958911B (ja)
WO (1) WO2019087900A1 (ja)

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3101996A (en) * 1961-03-29 1963-08-27 Chemical Construction Corp Process for removal of acid gas from gas streams
US4160810A (en) * 1978-03-07 1979-07-10 Benfield Corporation Removal of acid gases from hot gas mixtures
CA1149583A (en) * 1978-12-28 1983-07-12 Eduard J. Van De Kraats Process and plant for acid gas removal
IT1177325B (it) * 1984-11-26 1987-08-26 Snam Progetti Procedimento per la rimozione selettiva dell'idrogeno solforato da miscele gassose contenenti anche anidride carbonica
CN1007961B (zh) * 1985-05-06 1990-05-16 南京化学工业公司研究院 聚醇醚物理溶剂脱除气体中硫化物和二氧化碳
JP2871334B2 (ja) * 1992-02-27 1999-03-17 関西電力株式会社 燃焼排ガス中の二酸化炭素の除去方法
KR0123107B1 (ko) 1992-02-27 1997-11-12 아끼야마 요시히사 연소배기가스중의 2산화탄소의 제거방법
JP4227676B2 (ja) * 1997-08-29 2009-02-18 三菱重工業株式会社 ガス精製装置
JP3969949B2 (ja) 2000-10-25 2007-09-05 関西電力株式会社 アミン回収方法及び装置並びにこれを備えた脱炭酸ガス装置
US8007570B2 (en) * 2009-03-11 2011-08-30 General Electric Company Systems, methods, and apparatus for capturing CO2 using a solvent
JP5412171B2 (ja) 2009-04-30 2014-02-12 三菱重工業株式会社 合成ガスから酸性ガスを分離する方法および装置
JP2011177685A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Toshiba Corp 浄化装置及び二酸化炭素回収システム
US8491712B2 (en) * 2010-09-13 2013-07-23 General Electric Company Dehydration systems and methods for removing water from a gas
JP5703106B2 (ja) * 2011-04-18 2015-04-15 株式会社東芝 アミン回収システム及び二酸化炭素回収システム
JP5738137B2 (ja) * 2011-09-13 2015-06-17 三菱重工業株式会社 Co2回収装置およびco2回収方法
US9545597B2 (en) * 2011-12-01 2017-01-17 Statoil Petroleum As Continuously stirred tank reactor absorber and flash tank stripper system
JP5959882B2 (ja) * 2012-03-05 2016-08-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼排ガス中の二酸化炭素化学吸収システム
JP5968159B2 (ja) * 2012-08-20 2016-08-10 三菱重工業株式会社 Co2回収装置およびco2回収方法
JP5995746B2 (ja) 2013-02-21 2016-09-21 三菱重工業株式会社 Co2及びh2sを含むガスの回収システム及び方法
JP6581768B2 (ja) 2014-11-04 2019-09-25 三菱重工エンジニアリング株式会社 Co2回収装置およびco2回収方法
CN105642090B (zh) * 2014-12-06 2018-04-10 中国石油化工股份有限公司 一种酸性气处理方法及装置
JP6913604B2 (ja) * 2017-10-27 2021-08-04 株式会社東芝 二酸化炭素分離回収システムおよび二酸化炭素分離回収システムの運転方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11273407B2 (en) 2022-03-15
EP3705172A4 (en) 2021-04-14
US20210113955A1 (en) 2021-04-22
JP2019081153A (ja) 2019-05-30
EP3705172A1 (en) 2020-09-09
WO2019087900A1 (ja) 2019-05-09
CN110958911B (zh) 2022-04-12
CN110958911A (zh) 2020-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012153812A1 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
WO2013039041A1 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
JP6634395B2 (ja) 排ガス処理装置及びそれを用いたco2回収装置
WO2010122830A1 (ja) Co2回収装置及びco2回収方法
US9687774B2 (en) Ammonia capturing by CO2 product liquid in water wash liquid
JP5738137B2 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
TW201240719A (en) Systems and processes for removing volatile degradation products produced in gas purification
WO2014030388A1 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
JP2007190553A (ja) アミン回収方法及び装置並びにこれを備えた脱炭酸ガス装置
WO2015107958A1 (ja) リクレーミング装置及び方法、co2又はh2s又はその双方の回収装置
JP6726039B2 (ja) 酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法
JP6581768B2 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
JP6004821B2 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
KR20140042536A (ko) 이산화 탄소 처리장치
KR20140042997A (ko) 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정 및 시스템
JP6925936B2 (ja) 酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法
JP6811759B2 (ja) Co2回収装置およびco2回収方法
JP2010172894A (ja) アミン回収方法及び装置並びにこれを備えた脱炭酸ガス装置

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20180618

A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20200608

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210423

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210706

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210804

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6925936

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350