以下、図面を参照して、本発明の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
Hereinafter, the carbon dioxide recovery system and the operation method of the carbon dioxide recovery system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
まず、図1および図2を用いて、本発明の第1の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
(First Embodiment)
First, the carbon dioxide recovery system and the operation method of the carbon dioxide recovery system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1に示すように、二酸化炭素回収システム1は、燃焼排ガス2に含有される二酸化炭素を、アミンを含有する吸収液に吸収させる吸収塔20と、吸収塔20から供給される二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放出させて、吸収液を再生する再生塔30と、を備えている。吸収塔20において二酸化炭素を吸収液に吸収させた燃焼排ガス2は、脱炭酸燃焼排ガス3(後述)として吸収塔20から排出される。また、再生塔30から二酸化炭素が蒸気と共に二酸化炭素含有ガス8(二酸化炭素含有蒸気)として排出される。なお、吸収塔20に供給される燃焼排ガス2は、特に限定されるものではないが、例えば火力発電所のボイラー(図示せず)の燃焼排ガスや、プロセス排ガス等であってもよく、必要に応じて冷却処理後に吸収塔20に供給されるようにしてもよい。
As shown in FIG. 1, the carbon dioxide recovery system 1 absorbs carbon dioxide contained in combustion exhaust gas 2 into an absorption tower 20 containing an amine, and carbon dioxide supplied from the absorption tower 20. It is provided with a regeneration tower 30 that regenerates the absorbed liquid by releasing carbon dioxide from the absorbed liquid. The combustion exhaust gas 2 in which carbon dioxide is absorbed by the absorption liquid in the absorption tower 20 is discharged from the absorption tower 20 as the decarboxylated combustion exhaust gas 3 (described later). Further, carbon dioxide is discharged from the regeneration tower 30 together with steam as carbon dioxide-containing gas 8 (carbon dioxide-containing steam). The combustion exhaust gas 2 supplied to the absorption tower 20 is not particularly limited, but may be, for example, combustion exhaust gas from a boiler (not shown) of a thermal power plant, process exhaust gas, or the like, and is necessary. Accordingly, it may be supplied to the absorption tower 20 after the cooling treatment.
吸収液は、吸収塔20と再生塔30とを循環し、吸収塔20において二酸化炭素を吸収してリッチ液4となり、再生塔30において二酸化炭素を放出してリーン液5となる。吸収液には、特に限られるものではないが、例えば、モノエタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノールのようなアルコール性水酸基含有1級アミン類、ジエタノールアミン、2−メチルアミノエタノールのようなアルコール性水酸基含有2級アミン類、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミンのようなアルコール性水酸基含有3級アミン類、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジエチレントリアミンのようなポリエチレンポリアミン類、ピペラジン類、ピペリジン類、ピロリジン類のような環状アミン類、キシリレンジアミンのようなポリアミン類、メチルアミノカルボン酸のようなアミノ酸類等及びこれらの混合物を用いることができる。これらのアミン化合物は通常10〜70重量%の水溶液として使用される。また、吸収液には二酸化炭素吸収促進剤あるいは腐食防止剤、更には、その他の媒体としてメタノール、ポリエチレングリコール、スルフォラン等を加えることができる。
The absorption liquid circulates between the absorption tower 20 and the regeneration tower 30, absorbs carbon dioxide in the absorption tower 20 to become the rich liquid 4, and releases carbon dioxide in the regeneration tower 30 to become the lean liquid 5. The absorption liquid is not particularly limited, but for example, monoethanolamine, alcoholic hydroxyl group-containing primary amines such as 2-amino-2-methyl-1-propanol, diethanolamine, and 2-methylaminoethanol. Alcoholic hydroxyl group-containing secondary amines such as triethanolamine, alcoholic hydroxyl group-containing tertiary amines such as N-methyldiethanolamine, polyethylene polyamines such as ethylenediamine, triethylenediamine, diethylenetriamine, piperazins, piperidines, etc. Cyclic amines such as pyrrolidines, polyamines such as xylylene diamine, amino acids such as methylaminocarboxylic acid and the like, and mixtures thereof can be used. These amine compounds are usually used as an aqueous solution of 10 to 70% by weight. Further, a carbon dioxide absorption promoter or a corrosion inhibitor, and methanol, polyethylene glycol, sulfolane and the like can be added as other media to the absorption liquid.
吸収塔20は、二酸化炭素回収部20a(充填層または棚段、以下、充填層等と記す)と、二酸化炭素回収部20aの上方に設けられた液分散器20bと、二酸化炭素回収部20aおよび液分散器20bを収容する吸収塔容器20cと、を有している。
The absorption tower 20 includes a carbon dioxide recovery unit 20a (packed layer or shelf stage, hereinafter referred to as a packed layer, etc.), a liquid disperser 20b provided above the carbon dioxide recovery unit 20a, a carbon dioxide recovery unit 20a, and the carbon dioxide recovery unit 20a. It has an absorption tower container 20c for accommodating the liquid disperser 20b.
二酸化炭素回収部20aは、向流型気液接触装置として構成されている。すなわち、二酸化炭素回収部20aは、一例として充填層等からなり、充填された充填物や粒子等の気液接触面積を増やすための内部構造物の表面に再生塔30から供給されるリーン液5を流下させながら、燃焼排ガス2に含有される二酸化炭素と気液接触させ、この二酸化炭素をリーン液5に吸収させるようになっている。言い換えると、燃焼排ガス2から二酸化炭素が回収(または除去)される。液分散器20bは、リーン液5を二酸化炭素回収部20aに向けて分散させて落下させ、二酸化炭素回収部20aの表面にリーン液5を供給する。液分散器20bに供給されるリーン液5の圧力は吸収塔20内の圧力に対してそれほど高くない圧力であり、液分散器20bは、実質的には強制的ではなく主に重力の作用によってリーン液5を二酸化炭素回収部20aに落下させる。吸収塔容器20cには、二酸化炭素回収部20aおよび液分散器20bとともに、後述する第1洗浄部21、第2洗浄部22、第3洗浄部23、および各デミスター81、82、83、84が収容されている。吸収塔容器20cは、吸収塔容器20cの下部から燃焼排ガス2を受け入れ、燃焼排ガス2を吸収塔容器20cの頂部から、後述する脱炭酸燃焼排ガス3として排出するようになっている。
The carbon dioxide recovery unit 20a is configured as a countercurrent gas-liquid contact device. That is, the carbon dioxide recovery unit 20a is composed of a packed layer or the like as an example, and the lean liquid 5 supplied from the regeneration tower 30 to the surface of the internal structure for increasing the gas-liquid contact area of the filled filling or particles. Is brought into gas-liquid contact with carbon dioxide contained in the combustion exhaust gas 2 while flowing down, and this carbon dioxide is absorbed by the lean liquid 5. In other words, carbon dioxide is recovered (or removed) from the combustion exhaust gas 2. The liquid disperser 20b disperses and drops the lean liquid 5 toward the carbon dioxide recovery unit 20a, and supplies the lean liquid 5 to the surface of the carbon dioxide recovery unit 20a. The pressure of the lean liquid 5 supplied to the liquid disperser 20b is not so high with respect to the pressure in the absorption tower 20, and the liquid disperser 20b is not substantially compulsory but mainly by the action of gravity. The lean liquid 5 is dropped onto the carbon dioxide recovery unit 20a. In the absorption tower container 20c, the carbon dioxide recovery unit 20a and the liquid disperser 20b, as well as the first cleaning unit 21, the second cleaning unit 22, the third cleaning unit 23, and the demisters 81, 82, 83, 84, which will be described later, are contained in the absorption tower container 20c. It is contained. The absorption tower container 20c receives the combustion exhaust gas 2 from the lower part of the absorption tower container 20c, and discharges the combustion exhaust gas 2 from the top of the absorption tower container 20c as the decarbonized combustion exhaust gas 3 described later.
吸収塔20の下部には、上述したボイラーなどの二酸化炭素回収システム1の外部から排出された二酸化炭素を含有する燃焼排ガス2が、送風機Bによって供給される。供給された燃焼排ガス2は、吸収塔20内を二酸化炭素回収部20aに向かって上昇する。一方、再生塔30からのリーン液5が液分散器20bに供給されて落下し、二酸化炭素回収部20aに供給されてその表面を流下する。二酸化炭素回収部20aにおいて、燃焼排ガス2とリーン液5とが気液接触して、燃焼排ガス2に含有される二酸化炭素がリーン液5に吸収されてリッチ液4が生成される。
At the lower part of the absorption tower 20, the combustion exhaust gas 2 containing carbon dioxide discharged from the outside of the carbon dioxide recovery system 1 such as the boiler described above is supplied by the blower B. The supplied combustion exhaust gas 2 rises in the absorption tower 20 toward the carbon dioxide recovery unit 20a. On the other hand, the lean liquid 5 from the regeneration tower 30 is supplied to the liquid disperser 20b and falls, is supplied to the carbon dioxide recovery unit 20a, and flows down the surface thereof. In the carbon dioxide recovery unit 20a, the combustion exhaust gas 2 and the lean liquid 5 come into gas-liquid contact, and the carbon dioxide contained in the combustion exhaust gas 2 is absorbed by the lean liquid 5 to generate the rich liquid 4.
生成されたリッチ液4は、吸収塔容器20cの下部に一端貯留され、当該下部から排出される。リーン液5と気液接触した燃焼排ガス2は、二酸化炭素が回収されて、脱炭酸燃焼排ガス3として二酸化炭素回収部20aから吸収塔20内を更に上昇する。
The generated rich liquid 4 is once stored in the lower part of the absorption tower container 20c and discharged from the lower part. In the combustion exhaust gas 2 in contact with the lean liquid 5, carbon dioxide is recovered, and the carbon dioxide recovery unit 20a further rises in the absorption tower 20 as the decarboxylated combustion exhaust gas 3.
吸収塔20と再生塔30との間には熱交換器31が設けられている。吸収塔20と熱交換器31との間にはリッチ液用ポンプ32が設けられており、吸収塔20から排出されたリッチ液4は、リッチ液用ポンプ32によって熱交換器31を介して再生塔30に供給される。熱交換器31は、吸収塔20から再生塔30に供給されるリッチ液4を、再生塔30から吸収塔20に供給されるリーン液5と熱交換させる。このことにより、リーン液5が熱源となって、リッチ液4が所望の温度まで加熱される。言い換えると、リッチ液4が冷熱源となって、リーン液5が所望の温度まで冷却される。
A heat exchanger 31 is provided between the absorption tower 20 and the regeneration tower 30. A rich liquid pump 32 is provided between the absorption tower 20 and the heat exchanger 31, and the rich liquid 4 discharged from the absorption tower 20 is regenerated by the rich liquid pump 32 via the heat exchanger 31. It is supplied to the tower 30. The heat exchanger 31 causes the rich liquid 4 supplied from the absorption tower 20 to the regeneration tower 30 to exchange heat with the lean liquid 5 supplied from the regeneration tower 30 to the absorption tower 20. As a result, the lean liquid 5 serves as a heat source, and the rich liquid 4 is heated to a desired temperature. In other words, the rich liquid 4 serves as a cooling heat source, and the lean liquid 5 is cooled to a desired temperature.
再生塔30は、アミン再生部30a(充填層等)と、アミン再生部30aの上方に設けられた液分散器30bと、アミン再生部30aおよび液分散器30bを収容する再生塔容器30cと、を有している。このうちアミン再生部30aは、向流型気液接触装置として構成されている。すなわち、アミン再生部30aは、一例として充填層等からなり、充填された充填物や粒子等の気液接触面積を増やすための内部構造物の表面に吸収塔20から供給されるリッチ液4を流下させながら、後述する蒸気7と気液接触させ、リッチ液4から二酸化炭素を放出させるようになっている。液分散器30bに供給されるリッチ液4の圧力は再生塔30内の圧力に対してそれほど高くない圧力であり、液分散器30bは、リッチ液4をアミン再生部30aに向けて分散させて落下させ、アミン再生部30aの表面にリッチ液4を供給する。液分散器30bに供給されるリッチ液4の圧力は高くないため、液分散器30bは、実質的には強制的ではなく主に重力の作用によってリッチ液4をアミン再生部30aに落下させる。再生塔容器30cには、アミン再生部30aおよび液分散器30bとともに、後述する再生塔洗浄部37、および各デミスター86、87が収容されている。再生塔容器30cは、リッチ液4から放出された二酸化炭素含有ガス8を、再生塔容器30cの頂部から排出するようになっている。
The regeneration tower 30 includes an amine regeneration unit 30a (filled layer or the like), a liquid disperser 30b provided above the amine regeneration unit 30a, a regeneration tower container 30c containing the amine regeneration unit 30a and the liquid disperser 30b, and the like. have. Of these, the amine regeneration unit 30a is configured as a countercurrent gas-liquid contact device. That is, the amine regeneration unit 30a is composed of a packed bed or the like as an example, and the rich liquid 4 supplied from the absorption tower 20 is applied to the surface of the internal structure for increasing the gas-liquid contact area of the packed filler or particles. While flowing down, it is brought into gas-liquid contact with the steam 7 described later, and carbon dioxide is released from the rich liquid 4. The pressure of the rich liquid 4 supplied to the liquid disperser 30b is not so high with respect to the pressure in the regeneration tower 30, and the liquid disperser 30b disperses the rich liquid 4 toward the amine regeneration unit 30a. It is dropped to supply the rich liquid 4 to the surface of the amine regeneration unit 30a. Since the pressure of the rich liquid 4 supplied to the liquid disperser 30b is not high, the liquid disperser 30b drops the rich liquid 4 onto the amine regeneration unit 30a mainly by the action of gravity rather than being substantially compulsory. The regeneration tower container 30c contains the amine regeneration unit 30a and the liquid disperser 30b, as well as the regeneration tower cleaning unit 37, which will be described later, and the demisters 86 and 87, respectively. The regeneration tower container 30c is adapted to discharge the carbon dioxide-containing gas 8 released from the rich liquid 4 from the top of the regeneration tower container 30c.
再生塔30には、リボイラー33が連結されている。このリボイラー33は、加熱媒体6によって、再生塔30から供給されるリーン液5を加熱して蒸気7を発生させ、発生した蒸気7を再生塔30に供給する。より具体的には、リボイラー33には、再生塔30の下部から排出されるリーン液5の一部が供給されるとともに、例えばタービン(図示せず)などの外部から加熱媒体6としての高温の蒸気が供給される。リボイラー33に供給されたリーン液5は、加熱媒体6と熱交換することによって加熱されて、リーン液5から蒸気7が生成される。生成された蒸気7は再生塔30の下部に供給され、再生塔30内のリーン液5を加熱する。なお、加熱媒体6は、タービンからの高温の蒸気に限られることはない。
A reboiler 33 is connected to the regeneration tower 30. The reboiler 33 heats the lean liquid 5 supplied from the regeneration tower 30 by the heating medium 6 to generate steam 7, and supplies the generated steam 7 to the regeneration tower 30. More specifically, the reboiler 33 is supplied with a part of the lean liquid 5 discharged from the lower part of the regeneration tower 30, and has a high temperature as a heating medium 6 from the outside such as a turbine (not shown). Steam is supplied. The lean liquid 5 supplied to the reboiler 33 is heated by exchanging heat with the heating medium 6, and steam 7 is generated from the lean liquid 5. The generated steam 7 is supplied to the lower part of the regeneration tower 30 and heats the lean liquid 5 in the regeneration tower 30. The heating medium 6 is not limited to the high-temperature steam from the turbine.
再生塔30の下部には、リボイラー33から蒸気7が供給され、再生塔30内をアミン再生部30aに向って上昇する。一方、吸収塔20からのリッチ液4は、液分散器30bに供給されて落下し、アミン再生部30aに供給されてその表面を流下する。アミン再生部30aにおいて、リッチ液4と蒸気7とが気液接触して、リッチ液4から二酸化炭素ガスを放出してリーン液5が生成される。このようにして再生塔30において吸収液が再生される。
Steam 7 is supplied from the reboiler 33 to the lower part of the regeneration tower 30, and rises in the regeneration tower 30 toward the amine regeneration section 30a. On the other hand, the rich liquid 4 from the absorption tower 20 is supplied to the liquid disperser 30b and drops, is supplied to the amine regeneration unit 30a, and flows down the surface thereof. In the amine regeneration unit 30a, the rich liquid 4 and the steam 7 are in gas-liquid contact, and carbon dioxide gas is released from the rich liquid 4 to generate a lean liquid 5. In this way, the absorption liquid is regenerated in the regeneration tower 30.
生成されたリーン液5は、再生塔30の下部から排出され、リッチ液4と気液接触した蒸気7は、二酸化炭素を含有して、二酸化炭素含有ガス8として再生塔30の頂部から排出される。排出される二酸化炭素含有ガス8には蒸気も含有される。
The generated lean liquid 5 is discharged from the lower part of the regeneration tower 30, and the vapor 7 in gas-liquid contact with the rich liquid 4 contains carbon dioxide and is discharged from the top of the regeneration tower 30 as carbon dioxide-containing gas 8. To. The carbon dioxide-containing gas 8 emitted also contains steam.
再生塔30と熱交換器31との間には、リーン液用ポンプ34が設けられている。再生塔30から排出されたリーン液5は、リーン液用ポンプ34によって上述した熱交換器31を介して吸収塔20に供給される。熱交換器31は、上述したように、再生塔30から吸収塔20に供給されるリーン液5を、吸収塔20から再生塔30に供給されるリッチ液4と熱交換させて冷却する。また、熱交換器31と吸収塔20との間には、リーン液用冷却器35が設けられている。リーン液用冷却器35は、外部から冷却水(例えば、クリーングタワーの冷却水や、海水)等の冷却媒体が供給され、熱交換器31において冷却されたリーン液5を所望の温度まで更に冷却する。
A lean liquid pump 34 is provided between the regeneration tower 30 and the heat exchanger 31. The lean liquid 5 discharged from the regeneration tower 30 is supplied to the absorption tower 20 by the lean liquid pump 34 via the heat exchanger 31 described above. As described above, the heat exchanger 31 cools the lean liquid 5 supplied from the regeneration tower 30 to the absorption tower 20 by heat exchange with the rich liquid 4 supplied from the absorption tower 20 to the regeneration tower 30. Further, a lean liquid cooler 35 is provided between the heat exchanger 31 and the absorption tower 20. The lean liquid cooler 35 is supplied with a cooling medium such as cooling water (for example, cooling water of a cleaning tower or seawater) from the outside, and further cools the lean liquid 5 cooled in the heat exchanger 31 to a desired temperature. do.
リーン液用冷却器35において冷却されたリーン液5は、吸収塔20の液分散器20bに供給されて落下し、二酸化炭素回収部20aに供給されてその表面を流下する。二酸化炭素回収部20aにおいて、リーン液5は燃焼排ガス2と気液接触して燃焼排ガス2に含有される二酸化炭素がリーン液5に吸収されてリッチ液4となる。このようにして、二酸化炭素回収システム1では、吸収液がリーン液5となる状態とリッチ液4となる状態とを繰り返しながら循環するようになっている。
The lean liquid 5 cooled in the lean liquid cooler 35 is supplied to the liquid disperser 20b of the absorption tower 20 and falls, is supplied to the carbon dioxide recovery unit 20a, and flows down the surface thereof. In the carbon dioxide recovery unit 20a, the lean liquid 5 comes into gas-liquid contact with the combustion exhaust gas 2, and the carbon dioxide contained in the combustion exhaust gas 2 is absorbed by the lean liquid 5 to become the rich liquid 4. In this way, in the carbon dioxide recovery system 1, the absorption liquid is circulated while repeating the state of becoming the lean liquid 5 and the state of becoming the rich liquid 4.
図1に示す二酸化炭素回収システム1は、再生塔30の頂部から排出された二酸化炭素含有ガス8を冷却して蒸気を凝縮して凝縮水9を生成するガス用冷却器40と、ガス用冷却器40により生成された凝縮水9を二酸化炭素含有ガス8から分離する気液分離器41と、を更に備えている。このようにして、二酸化炭素含有ガス8に含有される水分が低減され、二酸化炭素含有ガス8が、二酸化炭素ガス10として気液分離器41から排出されて、図示しない設備に供給されて貯蔵される。一方、気液分離器41において分離された凝縮水9は、凝縮水用ポンプ42によって再生塔30に供給され、吸収液に混入される。なお、ガス用冷却器40には、外部から、二酸化炭素含有ガス8を冷却するための冷却媒体(例えば、クリーングタワーの冷却水や、海水)が供給されるようになっている。
The carbon dioxide recovery system 1 shown in FIG. 1 includes a gas cooler 40 that cools the carbon dioxide-containing gas 8 discharged from the top of the regeneration tower 30 and condenses steam to generate condensed water 9, and gas cooling. Further, a gas-liquid separator 41 for separating the condensed water 9 generated by the vessel 40 from the carbon dioxide-containing gas 8 is provided. In this way, the water content in the carbon dioxide-containing gas 8 is reduced, and the carbon dioxide-containing gas 8 is discharged as the carbon dioxide gas 10 from the gas-liquid separator 41, and is supplied to and stored in equipment (not shown). To. On the other hand, the condensed water 9 separated in the gas-liquid separator 41 is supplied to the regeneration tower 30 by the condensed water pump 42 and mixed with the absorbing liquid. The gas cooler 40 is supplied with a cooling medium for cooling the carbon dioxide-containing gas 8 (for example, cooling water of a cleaning tower or seawater) from the outside.
ところで、吸収塔20内には、第1洗浄部21と、第2洗浄部22と、第3洗浄部23と、が設けられている、このうち第1洗浄部21は、二酸化炭素回収部20aから排出された脱炭酸燃焼排ガス3を第1洗浄液11(第1洗浄水)で洗浄して、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴する吸収液成分であるアミンを回収する。第2洗浄部22は、第1洗浄部21から排出された脱炭酸燃焼排ガス3を、第2洗浄液12(第2洗浄水)で洗浄して、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するアミンを回収する。第3洗浄部23は、第2洗浄部22から排出された脱炭酸燃焼排ガス3を、第3洗浄液13(第3洗浄水)で洗浄して、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するアミンを回収する。このうち第1洗浄部21は、液分散器20bの上方に設けられ、第2洗浄部22は、第1洗浄部21の上方に設けられ、第3洗浄部23は、第2洗浄部22の上方に設けられている。
By the way, a first cleaning unit 21, a second cleaning unit 22, and a third cleaning unit 23 are provided in the absorption tower 20, of which the first cleaning unit 21 is a carbon dioxide recovery unit 20a. The decarbonated combustion exhaust gas 3 discharged from the above is washed with the first cleaning liquid 11 (first cleaning water) to recover the amine which is an absorption liquid component accompanying the decarbonized combustion exhaust gas 3. The second cleaning unit 22 cleans the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the first cleaning unit 21 with the second cleaning liquid 12 (second cleaning water), and recovers the amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3. .. The third cleaning unit 23 cleans the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the second cleaning unit 22 with the third cleaning liquid 13 (third cleaning water), and recovers the amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3. .. Of these, the first cleaning unit 21 is provided above the liquid disperser 20b, the second cleaning unit 22 is provided above the first cleaning unit 21, and the third cleaning unit 23 is the second cleaning unit 22. It is provided above.
第1洗浄部21は、第1回収空間21dと、第1回収空間21dの上方に設けられた第1噴射器21eと、第1回収空間21dの下方に設けられた第1受け部21cと、を有している、
The first cleaning section 21 includes a first recovery space 21d, a first injector 21e provided above the first recovery space 21d, and a first receiving section 21c provided below the first recovery space 21d. have,
第1回収空間21dは、第1圧力で供給されて第1噴射器21eから噴射された第1洗浄液11がミストの状態で自由落下(すなわち、空間内の構造物等の表面に接触することがないまま落下)しながら、第1受け部21cを通過して上昇する脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触する空間であって、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するアミン(主として、ミスト状アミン、吸収液のミスト)を回収する空間である。第1回収空間21dは、第1噴射器21eから第1受け部21cにわたって形成されている。
In the first recovery space 21d, the first cleaning liquid 11 supplied at the first pressure and ejected from the first injector 21e may freely fall in a mist state (that is, come into contact with the surface of a structure or the like in the space). A space that comes into gas-liquid contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3 that rises through the first receiving portion 21c while falling (falling without being present), and is an amine (mainly mist-like amine, absorbed) that accompanies the decarboxylated combustion exhaust gas 3. It is a space to collect liquid mist). The first recovery space 21d is formed from the first injector 21e to the first receiving portion 21c.
本実施の形態では、第1噴射器21eと第1受け部21cとの間には、第1洗浄液11が表面を流下しながら脱炭酸燃焼排ガス3と接触させるための充填層や棚段等の構造物は設けられていない。すなわち、第1噴射器21eと第1受け部21cとの間には、第1洗浄液11が表面を流下するような構造物等の部材は設けられておらず、第1噴射器21eから第1受け部21cにわたって第1回収空間21dが形成されていることにより、第1回収空間21dは、第1洗浄液11が自由落下しながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触するように構成されている。第1噴射器21eから噴射された第1洗浄液11のミストは、脱炭酸燃焼排ガス3が上昇する第1回収空間21dを落下して、第1受け部21cに直接的に達するようになっている。すなわち、第1回収空間21dを通過した第1洗浄液11は、直接的に第1受け部21cにより受け取られるように構成されている。落下している間、第1洗浄液11が脱炭酸燃焼排ガス3と接触し、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンが第1洗浄液11に衝突して回収される。
In the present embodiment, between the first injector 21e and the first receiving portion 21c, a packed layer, a shelf, or the like for allowing the first cleaning liquid 11 to come into contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3 while flowing down the surface is provided. No structure is provided. That is, no member such as a structure for the first cleaning liquid 11 to flow down the surface is provided between the first injector 21e and the first receiving portion 21c, and the first injector 21e to the first. Since the first recovery space 21d is formed over the receiving portion 21c, the first recovery space 21d is configured so that the first cleaning liquid 11 freely falls and comes into gas-liquid contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3. The mist of the first cleaning liquid 11 injected from the first injector 21e falls in the first recovery space 21d where the decarboxylated combustion exhaust gas 3 rises and reaches the first receiving portion 21c directly. .. That is, the first cleaning liquid 11 that has passed through the first recovery space 21d is configured to be directly received by the first receiving portion 21c. During the fall, the first cleaning liquid 11 comes into contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3, and the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 collides with the first cleaning liquid 11 and is recovered.
第1噴射器21eは、第1圧力で供給される第1洗浄液11を第1回収空間21dに向けて噴射して落下させる。第1噴射器21eは、複数のスプレーノズル孔(図示せず)を含み、後述する第1循環ポンプ51によって圧力が高められて第1圧力で供給された第1洗浄液11をスプレーノズル孔から噴射(スプレー)する。これにより、第1洗浄液11は、ミスト状となって第1噴射器21eから高速噴射され、第1回収空間21dに均等に行き渡りながら自由落下する。すなわち、第1噴射器21eは、第1洗浄液11に鉛直方向の速度成分として第1鉛直方向初速度を与えて第1回収空間21d内を鉛直方向の速度成分を持たせて強制的に自由落下させる(噴射する)。
The first injector 21e injects the first cleaning liquid 11 supplied at the first pressure toward the first recovery space 21d and drops it. The first injector 21e includes a plurality of spray nozzle holes (not shown), and the pressure is increased by the first circulation pump 51 described later to inject the first cleaning liquid 11 supplied at the first pressure from the spray nozzle holes. (Spray). As a result, the first cleaning liquid 11 becomes a mist and is jetted at high speed from the first injector 21e, and freely falls while evenly distributed in the first recovery space 21d. That is, the first injector 21e gives the first cleaning liquid 11 the initial velocity component in the vertical direction as the velocity component in the vertical direction, and gives the first recovery space 21d a velocity component in the vertical direction to forcibly fall freely. Let (spray).
第1受け部21cは、第1回収空間21dを落下した第1洗浄液11を受け取って貯留するとともに、二酸化炭素回収部20aから排出されて上昇する脱炭酸燃焼排ガス3が通過可能に構成されている。すなわち、第1受け部21cは、第1洗浄液11を受け取って貯留する受け部本体と、受け部本体の間に設けられた、脱炭酸燃焼排ガス3が通過する開口部と、開口部を上方から覆い、第1洗浄液11が開口部を通過することを防止するためのカバーと、によって構成されている。
The first receiving unit 21c is configured to receive and store the first cleaning liquid 11 that has fallen in the first recovery space 21d, and to allow the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the carbon dioxide recovery unit 20a and rising to pass through. .. That is, the first receiving portion 21c has an opening provided between the receiving portion main body that receives and stores the first cleaning liquid 11 and the receiving portion main body through which the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passes, and the opening from above. It is composed of a cover and a cover for preventing the first cleaning liquid 11 from passing through the opening.
第1洗浄部21には、第1洗浄液11を循環させる第1循環ライン50が連結されている。すなわち、第1循環ライン50には、第1循環ポンプ51が設けられており、第1受け部21cに貯留されている第1洗浄液11を抜き出して第1噴射器21eに第1圧力となるように供給し、第1洗浄液11を循環させる。
A first circulation line 50 for circulating the first cleaning liquid 11 is connected to the first cleaning unit 21. That is, the first circulation pump 51 is provided in the first circulation line 50 so that the first cleaning liquid 11 stored in the first receiving portion 21c is taken out and the first pressure is applied to the first injector 21e. The first cleaning liquid 11 is circulated.
第2洗浄部22は、第2回収部22a(充填層等)と、第2回収部22aの上方に設けられた第2洗浄液分散器22bと、第2回収部22aの下方に設けられた第2受け部22cと、を有している。
The second cleaning unit 22 is provided below the second collecting unit 22a (packed bed or the like), the second cleaning liquid disperser 22b provided above the second collecting unit 22a, and the second collecting unit 22a. It has two receiving portions 22c.
第2回収部22aは、向流型気液接触装置として構成されている。すなわち、第2回収部22aは、一例として充填層等からなり、充填された充填物や粒子等の気液接触面積を増やすための内部構造物の表面に第2洗浄液12を流下させながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触させて脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するアミン(主としてガス状アミン)を回収し、脱炭酸燃焼排ガス3からアミンを除去する。第2洗浄液分散器22bは、第2圧力で供給される第2洗浄液12を第2回収部22aに向けて分散させて落下させ、第2回収部22aの内部にある構造物の表面を流下するように第2洗浄液12を供給する。第2圧力は、第1洗浄部21の第1噴射器21eに供給される第1洗浄液11の圧力である第1圧力よりも低い。第2洗浄液分散器22bに供給される第2洗浄液12の圧力(第2圧力)は、吸収塔20内の圧力に対してそれほど高くない圧力である。第2洗浄液分散器22bが分散させる第2洗浄液12に与える鉛直方向の速度成分である第2鉛直方向初速度は、第1洗浄部21の第1噴射器21eが第1洗浄液11に与える鉛直方向の速度成分である第1鉛直方向初速度よりも小さい。実質的には第2洗浄液12に与えられる鉛直方向の速度成分である第2鉛直方向初速度はほぼ0(ゼロ)であり、第2洗浄液分散器22bは、重力の作用によって非強制的に第2洗浄液12を第2回収部22aに自由落下させる。第2受け部22cは、第2回収部22aで内部構造物の表面を流下した第2洗浄液12を受け取って貯留するとともに、第1洗浄部21の第1回収空間21dから排出されて上昇する脱炭酸燃焼排ガス3が通過可能に構成されている。第2受け部22cは、第1受け部21cと同様に構成されている。
The second recovery unit 22a is configured as a countercurrent gas-liquid contact device. That is, the second recovery unit 22a is composed of a packing layer or the like as an example, and decarboxylates while flowing the second cleaning liquid 12 onto the surface of the internal structure for increasing the gas-liquid contact area of the filled filling or particles. The amine (mainly gaseous amine) accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is recovered by contacting the combustion exhaust gas 3 with gas and liquid, and the amine is removed from the decarboxylated combustion exhaust gas 3. The second cleaning liquid disperser 22b disperses and drops the second cleaning liquid 12 supplied by the second pressure toward the second recovery unit 22a, and flows down the surface of the structure inside the second recovery unit 22a. The second cleaning liquid 12 is supplied as described above. The second pressure is lower than the first pressure, which is the pressure of the first cleaning liquid 11 supplied to the first injector 21e of the first cleaning unit 21. The pressure (second pressure) of the second cleaning liquid 12 supplied to the second cleaning liquid disperser 22b is a pressure that is not so high with respect to the pressure in the absorption tower 20. The second vertical initial velocity, which is a vertical velocity component given to the second cleaning liquid 12 dispersed by the second cleaning liquid disperser 22b, is the vertical direction given to the first cleaning liquid 11 by the first injector 21e of the first cleaning unit 21. It is smaller than the first vertical initial velocity, which is the velocity component of. The second vertical initial velocity, which is substantially the vertical velocity component given to the second cleaning liquid 12, is almost 0 (zero), and the second cleaning liquid disperser 22b is non-forced by the action of gravity. 2 The cleaning liquid 12 is freely dropped onto the second recovery unit 22a. The second receiving unit 22c receives and stores the second cleaning liquid 12 that has flowed down the surface of the internal structure in the second collecting unit 22a, and is discharged from the first collecting space 21d of the first cleaning unit 21 to rise. It is configured so that the carbonic acid combustion exhaust gas 3 can pass through. The second receiving portion 22c is configured in the same manner as the first receiving portion 21c.
第2洗浄部22には、第2洗浄液12を循環させる第2循環ライン54が連結されている。すなわち、第2循環ライン54には、第2循環ポンプ55が設けられており、第2受け部22cに貯留されている第2洗浄液12を抜き出して第2洗浄液分散器22bに供給し、第2洗浄液12を循環させる。
A second circulation line 54 for circulating the second cleaning liquid 12 is connected to the second cleaning unit 22. That is, the second circulation pump 55 is provided in the second circulation line 54, and the second cleaning liquid 12 stored in the second receiving portion 22c is taken out and supplied to the second cleaning liquid disperser 22b to be supplied to the second cleaning liquid disperser 22b. The cleaning liquid 12 is circulated.
本実施の形態では、第2循環ライン54に、第2洗浄液12を冷却する第2洗浄液冷却器56が設けられている。第2洗浄液冷却器56には、第2洗浄液12を冷却するための冷却媒体として、二酸化炭素回収システム1の外部から冷却媒体(例えば、クリーングタワーの冷却水や、海水)が供給される。このようにして、第2洗浄液冷却器56は、第2循環ライン54を流れる第2洗浄液12を冷却するようになっており、第2洗浄液12の温度を、第1洗浄液11の温度よりも低くしている。なお、第2洗浄液12の温度と第1洗浄液11の温度は、ほぼ同等となるように構成してもよい。
In the present embodiment, the second circulation line 54 is provided with a second cleaning liquid cooler 56 for cooling the second cleaning liquid 12. The second cleaning liquid cooler 56 is supplied with a cooling medium (for example, cooling water of the cleaning tower or seawater) from the outside of the carbon dioxide recovery system 1 as a cooling medium for cooling the second cleaning liquid 12. In this way, the second cleaning liquid cooler 56 cools the second cleaning liquid 12 flowing through the second circulation line 54, and the temperature of the second cleaning liquid 12 is lower than the temperature of the first cleaning liquid 11. is doing. The temperature of the second cleaning liquid 12 and the temperature of the first cleaning liquid 11 may be configured to be substantially the same.
第3洗浄部23は、第3回収部23a(充填層等)と、第3回収部23aの上方に設けられた第3洗浄液分散器23bと、第3回収部23aの下方に設けられた第3受け部23cと、を有している。
The third cleaning unit 23 includes a third collecting unit 23a (packed bed and the like), a third cleaning liquid disperser 23b provided above the third collecting unit 23a, and a third cleaning unit 23a provided below the third collecting unit 23a. It has 3 receiving portions 23c and.
第3回収部23aは、向流型気液接触装置として構成されている。すなわち、第3回収部23aは、一例として充填層等からなり、充填された充填物や粒子等の気液接触面積を増やすための内部構造物の表面に第3洗浄液13を流下させながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触させて脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するアミン(主としてガス状アミン)を回収し、脱炭酸燃焼排ガス3からアミンを除去する。第3洗浄液分散器23bは、第3圧力で供給される第3洗浄液13を第3回収部23aに向けて分散させて落下させ、第3回収部23aの内部にある構造物の表面を流下するように第3洗浄液13を供給する。第3圧力は、第1洗浄部21の第1噴射器21eに供給される第1洗浄液11の圧力である第1圧力よりも低い。第3洗浄液分散器23bに供給される第3洗浄液13の圧力(第3圧力)は、吸収塔20内の圧力に対してそれほど高くない圧力である。第3洗浄液分散器23bが分散させる第3洗浄液13に与える鉛直方向の速度成分である第3鉛直方向初速度は、第1洗浄部21の第1噴射器21eが第1洗浄液11に与える鉛直方向の速度成分である第1鉛直方向初速度よりも小さい。実質的には第3洗浄液13に与えられる鉛直方向の速度成分である第3鉛直方向初速度はほぼ0(ゼロ)であり、第3洗浄液分散器23bは、重力の作用によって非強制的に第3洗浄液13を第3回収部23aに自由落下させる。第3受け部23cは、第3回収部23aで内部構造物の表面を流下した第3洗浄液13を受け取って貯留するとともに、第2洗浄部22の第2回収部22aから排出されて上昇する脱炭酸燃焼排ガス3が通過可能に構成されている。第3受け部23cは、第1受け部21cおよび第2受け部22cと同様に構成されている。第3洗浄液分散器23bに供給される第3洗浄液13の圧力である第3圧力は、例えば、第2洗浄液分散器22bに供給される第2洗浄液12の圧力である第2圧力と等しくすることができる。同様に、第3洗浄液分散器23bが分散させる第3洗浄液13に与える鉛直方向の速度成分である第3鉛直方向初速度を、第2洗浄液分散器22bが分散させる第2洗浄液12に与える鉛直方向の速度成分である第2鉛直方向初速度と等しくなるように構成することもできる。
The third recovery unit 23a is configured as a countercurrent gas-liquid contact device. That is, the third recovery unit 23a is composed of a filling layer or the like as an example, and decarboxylates while flowing the third cleaning liquid 13 onto the surface of the internal structure for increasing the gas-liquid contact area of the filled filling or particles. The amine (mainly gaseous amine) accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is recovered by contacting the combustion exhaust gas 3 with gas and liquid, and the amine is removed from the decarboxylated combustion exhaust gas 3. The third cleaning liquid disperser 23b disperses and drops the third cleaning liquid 13 supplied at the third pressure toward the third recovery unit 23a, and flows down the surface of the structure inside the third recovery unit 23a. The third cleaning liquid 13 is supplied as described above. The third pressure is lower than the first pressure, which is the pressure of the first cleaning liquid 11 supplied to the first injector 21e of the first cleaning unit 21. The pressure (third pressure) of the third cleaning liquid 13 supplied to the third cleaning liquid disperser 23b is a pressure that is not so high with respect to the pressure in the absorption tower 20. The third vertical initial velocity, which is a vertical velocity component given to the third cleaning liquid 13 dispersed by the third cleaning liquid disperser 23b, is the vertical direction given to the first cleaning liquid 11 by the first injector 21e of the first cleaning unit 21. It is smaller than the first vertical initial velocity, which is the velocity component of. The third vertical initial velocity, which is substantially the vertical velocity component given to the third cleaning liquid 13, is almost 0 (zero), and the third cleaning liquid disperser 23b is not forced to be the third by the action of gravity. 3 The cleaning liquid 13 is freely dropped onto the third recovery unit 23a. The third receiving unit 23c receives and stores the third cleaning liquid 13 that has flowed down the surface of the internal structure in the third collecting unit 23a, and is discharged from the second collecting unit 22a of the second cleaning unit 22 to rise. It is configured so that the carbonic acid combustion exhaust gas 3 can pass through. The third receiving portion 23c is configured in the same manner as the first receiving portion 21c and the second receiving portion 22c. The third pressure, which is the pressure of the third cleaning liquid 13 supplied to the third cleaning liquid disperser 23b, should be equal to, for example, the second pressure, which is the pressure of the second cleaning liquid 12 supplied to the second cleaning liquid disperser 22b. Can be done. Similarly, the vertical initial velocity, which is the vertical velocity component given to the third cleaning liquid 13 dispersed by the third cleaning liquid disperser 23b, is given to the second cleaning liquid 12 dispersed by the second cleaning liquid disperser 22b. It can also be configured to be equal to the initial velocity component in the second vertical direction.
第3洗浄部23には、第3洗浄液13を循環させる第3循環ライン57が連結されている。すなわち、第3循環ライン57には、第3循環ポンプ58が設けられており、第3受け部23cに貯留されている第3洗浄液13を抜き出して第3洗浄液分散器23bに供給し、第3洗浄液13を循環させる。
A third circulation line 57 for circulating the third cleaning liquid 13 is connected to the third cleaning unit 23. That is, the third circulation pump 58 is provided in the third circulation line 57, and the third cleaning liquid 13 stored in the third receiving portion 23c is taken out and supplied to the third cleaning liquid disperser 23b to be supplied to the third cleaning liquid disperser 23b. The cleaning liquid 13 is circulated.
本実施の形態では、第3循環ライン57に、第3洗浄液13を冷却する第3洗浄液冷却器59が設けられている。第3洗浄液冷却器59には、第3洗浄液13を冷却するための冷却媒体として、二酸化炭素回収システム1の外部から冷却媒体(例えば、クリーングタワーの冷却水や、海水)が供給される。このようにして、第3洗浄液冷却器59は、第3循環ライン57を流れる第3洗浄液13を冷却するようになっている。
In the present embodiment, the third circulation line 57 is provided with a third cleaning liquid cooler 59 for cooling the third cleaning liquid 13. The third cleaning liquid cooler 59 is supplied with a cooling medium (for example, cooling water of the cleaning tower or seawater) from the outside of the carbon dioxide recovery system 1 as a cooling medium for cooling the third cleaning liquid 13. In this way, the third cleaning liquid cooler 59 cools the third cleaning liquid 13 flowing through the third circulation line 57.
ところで、第1洗浄部21の第1噴射器21eから噴射される第1洗浄液11の単位面積・単位時間当たりの流量(第1流量)は、第2洗浄部22の第2洗浄液分散器22bから分散される第2洗浄液12の単位面積・単位時間当たりの流量(第2流量)よりも大きくなっているとともに、第3洗浄部23の第3洗浄液分散器23bの第3洗浄液13の単位面積・単位時間当たりの流量(第3流量)よりも大きくなっている。第1噴射器21eから噴射される第1洗浄液11の流量は、上述した第1循環ポンプ51(流量調整部)により調整される。同様に、第2洗浄液分散器22bから分散される第2洗浄液12の流量は、上述した第2循環ポンプ55により調整され、第3洗浄液分散器23bから分散される第3洗浄液13の流量は、上述した第3循環ポンプ58により調整される。
By the way, the flow rate (first flow rate) per unit area and unit time of the first cleaning liquid 11 ejected from the first injector 21e of the first cleaning unit 21 is from the second cleaning liquid disperser 22b of the second cleaning unit 22. The unit area of the second cleaning liquid 12 to be dispersed, which is larger than the flow rate per unit time (second flow rate), and the unit area of the third cleaning liquid 13 of the third cleaning liquid disperser 23b of the third cleaning unit 23. It is larger than the flow rate per unit time (third flow rate). The flow rate of the first cleaning liquid 11 injected from the first injector 21e is adjusted by the above-mentioned first circulation pump 51 (flow rate adjusting unit). Similarly, the flow rate of the second cleaning liquid 12 dispersed from the second cleaning liquid disperser 22b is adjusted by the above-mentioned second circulation pump 55, and the flow rate of the third cleaning liquid 13 dispersed from the third cleaning liquid disperser 23b is set. It is adjusted by the third circulation pump 58 described above.
なお、ここで示した単位面積とは、第1噴射器21eが第1洗浄液11を噴射する水平断面積(または第1洗浄部21の水平断面積)、第2洗浄液分散器22bが第2洗浄液12を分散する水平断面積(または第2洗浄部22の水平断面積)、および第3洗浄液分散器23bが第3洗浄液13を分散する水平断面積(または第2洗浄部22の水平断面積)に対する単位面積である。本実施の形態においては第1洗浄部21、第2洗浄部22および第3洗浄部23の水平断面積は実質的に等しいため各洗浄部(第1洗浄部21、第2洗浄部22および第3洗浄部23)の水平断面積の違いは考慮せず、単位時間当たりの流量により第1流量、第2流量および第3流量を設定しても構わない。
The unit area shown here is the horizontal cross-sectional area where the first injector 21e injects the first cleaning liquid 11 (or the horizontal cross-sectional area of the first cleaning unit 21), and the second cleaning liquid disperser 22b is the second cleaning liquid. A horizontal cross-sectional area that disperses 12 (or a horizontal cross-sectional area of the second cleaning unit 22), and a horizontal cross-sectional area that the third cleaning liquid disperser 23b disperses the third cleaning liquid 13 (or a horizontal cross-sectional area of the second cleaning unit 22). Is the unit area for. In the present embodiment, since the horizontal cross-sectional areas of the first cleaning unit 21, the second cleaning unit 22 and the third cleaning unit 23 are substantially the same, each cleaning unit (first cleaning unit 21, second cleaning unit 22 and second cleaning unit 22) The first flow rate, the second flow rate, and the third flow rate may be set according to the flow rate per unit time without considering the difference in the horizontal cross-sectional area of the cleaning unit 23).
各洗浄部21〜23の水平断面積が異なる場合も含めて一般化すると、例えば、第1噴射器21eから噴射される第1洗浄液11の単位面積・単位時間当たりの流量(第1流量)を、300L/分/m2以上とし、第2洗浄液分散器22bから分散される第2洗浄液12の単位面積・単位時間当たりの流量(第2流量)および第3洗浄液分散器23bから分散される第3洗浄液13の単位面積・単位時間当たりの流量(第3流量)を、50L/分/m2〜150L/分/m2(図2に示す通常流量範囲)としてもよい。
If generalized including the case where the horizontal cross-sectional areas of the cleaning units 21 to 23 are different, for example, the flow rate per unit area and unit time (first flow rate) of the first cleaning liquid 11 injected from the first injector 21e can be obtained. , 300 L / min / m 2 or more, the unit area of the second cleaning liquid 12 distributed from the second cleaning liquid disperser 22b, the flow rate per unit time (second flow rate), and the second flow rate dispersed from the third cleaning liquid disperser 23b. 3 The flow rate per unit area / unit time (third flow rate) of the cleaning liquid 13 may be 50 L / min / m 2 to 150 L / min / m 2 (normal flow rate range shown in FIG. 2).
第1洗浄部21の第1噴射器21eに供給される第1洗浄液11の第1圧力(第1噴射器21e内の圧力)は、第2洗浄部22の第2洗浄液分散器22bに供給される第2洗浄液12の第2圧力(第2洗浄液分散器22b内の圧力)よりも高くなっているとともに、第3洗浄部23の第3洗浄液分散器23bに供給される第3洗浄液13の第3圧力(第3洗浄液分散器23b内の圧力)よりも高くなっている。第1噴射器21eに供給される第1洗浄液11の第1圧力は、上述した第1循環ポンプ51(圧力調整部)により調整される。同様に、第2洗浄液分散器22bに供給される第2洗浄液12の第2圧力は、上述した第2循環ポンプ55により調整され、第3洗浄液分散器23bに供給される第3洗浄液13の第3圧力は、上述した第3循環ポンプ58により調整される。例えば、第1噴射器21eに供給される第1洗浄液11の第1圧力は、0.1MPa〜0.8MPaとしてもよい。第2洗浄液分散器22bに供給される第2洗浄液12の第2圧力および第3洗浄液分散器23bに供給される第3洗浄液13の第3圧力は、0.1MPa以下であってもよい。例えば、第1循環ポンプ51、第2循環ポンプ55および第3循環ポンプ58の吐出圧を、第1噴射器21e、第2洗浄液分散器22bおよび第3洗浄液分散器23bまでのそれぞれの揚程(水頭)を考慮して設定することにより、第1圧力、第2圧力および第3圧力をそれぞれ上記のように適切に設定することができる。
The first pressure (pressure in the first injector 21e) of the first cleaning liquid 11 supplied to the first injector 21e of the first cleaning unit 21 is supplied to the second cleaning liquid disperser 22b of the second cleaning unit 22. The pressure is higher than the second pressure (pressure in the second cleaning liquid disperser 22b) of the second cleaning liquid 12, and the third cleaning liquid 13 supplied to the third cleaning liquid disperser 23b of the third cleaning unit 23. It is higher than the 3 pressure (pressure in the 3rd cleaning liquid disperser 23b). The first pressure of the first cleaning liquid 11 supplied to the first injector 21e is adjusted by the above-mentioned first circulation pump 51 (pressure adjusting unit). Similarly, the second pressure of the second cleaning liquid 12 supplied to the second cleaning liquid disperser 22b is adjusted by the above-mentioned second circulation pump 55, and the third cleaning liquid 13 supplied to the third cleaning liquid disperser 23b. The three pressures are adjusted by the third circulation pump 58 described above. For example, the first pressure of the first cleaning liquid 11 supplied to the first injector 21e may be 0.1 MPa to 0.8 MPa. The second pressure of the second cleaning liquid 12 supplied to the second cleaning liquid disperser 22b and the third pressure of the third cleaning liquid 13 supplied to the third cleaning liquid disperser 23b may be 0.1 MPa or less. For example, the discharge pressures of the first circulation pump 51, the second circulation pump 55, and the third circulation pump 58 are lifted to the first injector 21e, the second cleaning liquid disperser 22b, and the third cleaning liquid disperser 23b, respectively (water head). ), The first pressure, the second pressure, and the third pressure can be appropriately set as described above.
第1洗浄部21の第1噴射器21eから噴射される第1洗浄液11の粒径は、小さい方がよい。同一流量で考えた場合、第1洗浄液11のミストの粒径を小さくした方が、ミストの個数を増やすことができるからである。この場合、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンへの物理的な衝突確率を高めることができる。例えば、この第1洗浄液11の中心粒径を、100μm〜1000μm、好ましくは200μm〜800μmとしてもよい。上述した第1噴射器21eのスプレーノズル孔は、このような中心粒径を有する第1洗浄液11のミストを形成可能に構成されている。ここで中心粒径とは、第1噴射器21eから噴射される第1洗浄液11の粒径の平均値としている。中心粒径については、粒径の平均値のほか、中央値や、もしくはこれらの平均値や中央値に加えて分散や画標準偏差などをさらに用いた関数などにより適宜定義しても構わない。
The particle size of the first cleaning liquid 11 ejected from the first injector 21e of the first cleaning unit 21 should be small. This is because the number of mists can be increased by reducing the particle size of the mist of the first cleaning liquid 11 when considered at the same flow rate. In this case, the probability of physical collision with the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be increased. For example, the central particle size of the first cleaning liquid 11 may be 100 μm to 1000 μm, preferably 200 μm to 800 μm. The spray nozzle hole of the first injector 21e described above is configured to be able to form a mist of the first cleaning liquid 11 having such a central particle size. Here, the central particle size is the average value of the particle size of the first cleaning liquid 11 ejected from the first injector 21e. The central particle size may be appropriately defined by a median value in addition to the average value of the particle size, or a function using the average value and the median value, as well as the variance and the standard deviation of the image.
ところで、二酸化炭素回収部20aの上方には、回収部出口デミスター81が設けられている。より詳細には、回収部出口デミスター81は、二酸化炭素回収部20aと第1洗浄部21との間(液分散器20bと第1受け部21cとの間)に設けられている。このことにより、二酸化炭素回収部20aから排出された脱炭酸燃焼排ガス3は、回収部出口デミスター81を通過して上昇する。回収部出口デミスター81は、通過する脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト(主としてミスト状アミン)を捕捉する。
By the way, above the carbon dioxide recovery unit 20a, a recovery unit outlet demister 81 is provided. More specifically, the recovery unit outlet demister 81 is provided between the carbon dioxide recovery unit 20a and the first cleaning unit 21 (between the liquid disperser 20b and the first receiving unit 21c). As a result, the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the carbon dioxide recovery unit 20a passes through the recovery unit outlet demister 81 and rises. The recovery unit outlet demister 81 captures mist (mainly mist-like amine) accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passing through.
第1洗浄部21の上方には、第1洗浄部出口デミスター82が設けられている。より詳細には、第1洗浄部出口デミスター82は、第1洗浄部21と第2洗浄部22との間(第1噴射器21eと第2受け部22cとの間)に設けられている。このことにより、第1洗浄部21から排出された脱炭酸燃焼排ガス3は、第1洗浄部出口デミスター82を通過して上昇する。第1洗浄部出口デミスター82は、通過する脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト(主としてミスト状アミンおよび第1洗浄液11のミスト)を捕捉する。
A first cleaning unit outlet demister 82 is provided above the first cleaning unit 21. More specifically, the first cleaning unit outlet demister 82 is provided between the first cleaning unit 21 and the second cleaning unit 22 (between the first injector 21e and the second receiving unit 22c). As a result, the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the first cleaning unit 21 passes through the first cleaning unit outlet demister 82 and rises. The first cleaning unit outlet demister 82 captures mist (mainly mist-like amine and mist of the first cleaning liquid 11) accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passing through.
第2洗浄部22の上方には、第2洗浄部出口デミスター83が設けられている。より詳細には、第2洗浄部出口デミスター83は、第2洗浄部22と第3洗浄部23との間(第2洗浄液分散器22bと第3受け部23cとの間)に設けられている。このことにより、第2洗浄部22から排出された脱炭酸燃焼排ガス3は、第3洗浄部出口デミスター84を通過して上昇する。第2洗浄部出口デミスター83は、通過する脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト(主としてミスト状アミンおよび第2洗浄液12のミスト)を捕捉する。
A second cleaning unit outlet demister 83 is provided above the second cleaning unit 22. More specifically, the second cleaning unit outlet demister 83 is provided between the second cleaning unit 22 and the third cleaning unit 23 (between the second cleaning liquid disperser 22b and the third receiving unit 23c). .. As a result, the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the second cleaning unit 22 passes through the third cleaning unit outlet demister 84 and rises. The second cleaning unit outlet demister 83 captures the mist (mainly the mist-like amine and the mist of the second cleaning liquid 12) accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passing through.
第3洗浄部23の上方には、第3洗浄部出口デミスター84が設けられている。より詳細には、第3洗浄部出口デミスター84は、第3洗浄部23の第3洗浄液分散器23bの上方(第3洗浄液分散器23bと吸収塔容器20cの頂部との間)に設けられている。このことにより、第3洗浄部23から排出された脱炭酸燃焼排ガス3は、第3洗浄部出口デミスター84を通過して上昇する。第3洗浄部出口デミスター84は、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト(主としてミスト状アミンおよび第3洗浄液13のミスト)を捕捉する。
A third cleaning unit outlet demister 84 is provided above the third cleaning unit 23. More specifically, the third cleaning unit outlet demister 84 is provided above the third cleaning liquid disperser 23b of the third cleaning unit 23 (between the third cleaning liquid disperser 23b and the top of the absorption tower container 20c). There is. As a result, the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the third cleaning unit 23 passes through the third cleaning unit outlet demister 84 and rises. The third cleaning unit outlet demister 84 captures mist (mainly mist-like amine and mist of the third cleaning liquid 13) accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3.
本実施の形態では、第3洗浄部出口デミスター84は、第2洗浄部出口デミスター83よりも疎に形成されている。
In the present embodiment, the third cleaning unit outlet demister 84 is formed more sparsely than the second cleaning unit outlet demister 83.
デミスターが疎または密に形成されているということは、例えば、デミスターの空間率で説明することができる。より具体的には、デミスターの空間率の大小をデミスターの疎または密に対応させてもよい。この場合、第3洗浄部出口デミスター84が第2洗浄部出口デミスター83よりも疎に形成されているということは、第3洗浄部出口デミスター84の空間率が、第2洗浄部出口デミスター83の空間率よりも大きくなっていることと同義となる。このことにより、第3洗浄部出口デミスター84のうち脱炭酸燃焼排ガス3が通過する空間が増え、脱炭酸燃焼排ガス3が通過しやすくなっている。このため、脱炭酸燃焼排ガス3の流れに生じる圧力損失を低減することができる。例えば、第2洗浄部出口デミスター83および第3洗浄部出口デミスター84がメッシュ状のデミスターである場合には、第3洗浄部出口デミスター84のメッシュを、第2洗浄部出口デミスター83のメッシュよりも粗くしてもよい。同様にして、第3洗浄部出口デミスター84は、第1洗浄部出口デミスター82よりも疎に形成されていてもよい。
The fact that demisters are sparsely or densely formed can be explained, for example, by the porosity of demisters. More specifically, the magnitude of the porosity of the demister may be made to correspond sparsely or densely with the demister. In this case, the fact that the third cleaning unit outlet demister 84 is formed more sparsely than the second cleaning unit outlet demister 83 means that the porosity of the third cleaning unit outlet demister 84 is that of the second cleaning unit outlet demister 83. It is synonymous with being larger than the porosity. As a result, the space through which the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passes is increased in the third cleaning unit outlet demister 84, and the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can easily pass through. Therefore, the pressure loss generated in the flow of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be reduced. For example, when the second cleaning unit outlet demister 83 and the third cleaning unit outlet demister 84 are mesh-shaped demisters, the mesh of the third cleaning unit outlet demister 84 is larger than the mesh of the second cleaning unit outlet demister 83. It may be rough. Similarly, the third cleaning unit outlet demister 84 may be formed more sparsely than the first cleaning unit outlet demister 82.
また、デミスターが疎または密に形成されているということは、例えば、デミスターによるミストの除去(または回収)率特性で説明することもできる。より具体的には、所定の粒径範囲(例えば、0.1μm〜10μm)におけるミストの除去率でデミスターの特性が示されている場合には、除去率の大小をデミスターの疎または密に対応させてもよい。この場合、第3洗浄部出口デミスター84が第2洗浄部出口デミスター83よりも疎に形成されているということは、第3洗浄部出口デミスター84における所定の粒径範囲のミストの除去率が、第2洗浄部出口デミスター83の除去率よりも小さいことと同義となる。
The fact that the demisters are sparsely or densely formed can also be explained, for example, by the mist removal (or recovery) rate characteristics of the demisters. More specifically, when the characteristics of the demister are shown by the removal rate of mist in a predetermined particle size range (for example, 0.1 μm to 10 μm), the magnitude of the removal rate corresponds to the sparse or dense of the demister. You may let me. In this case, the fact that the third cleaning unit outlet demister 84 is formed more sparsely than the second cleaning unit outlet demister 83 means that the removal rate of mist in the predetermined particle size range in the third cleaning unit outlet demister 84 is determined. It is synonymous with being smaller than the removal rate of the second cleaning unit outlet demister 83.
また、本実施の形態では、回収部出口デミスター81は、第3洗浄部出口デミスター84と同様に、第1洗浄部出口デミスター82および/または第2洗浄部出口デミスター83よりも疎に形成されていてもよい。
Further, in the present embodiment, the recovery unit outlet demister 81 is formed more sparsely than the first cleaning unit outlet demister 82 and / or the second cleaning unit outlet demister 83, similarly to the third cleaning unit outlet demister 84. You may.
また、図1に示すように、再生塔30は、上述したアミン再生部30aから排出された二酸化炭素含有ガス8を、凝縮水9で洗浄して、二酸化炭素含有ガス8に同伴するアミンを回収する再生塔洗浄部37を有している。再生塔洗浄部37は、アミン再生部30aの上方に設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, the regeneration tower 30 washes the carbon dioxide-containing gas 8 discharged from the amine regeneration unit 30a described above with condensed water 9 to recover the amine accompanying the carbon dioxide-containing gas 8. It has a regeneration tower cleaning unit 37 to be used. The regeneration tower cleaning unit 37 is provided above the amine regeneration unit 30a.
再生塔洗浄部37は、再生塔回収部37a(充填層等)と、再生塔回収部37aの上方に設けられた液分散器37bと、を有している。このうち再生塔回収部37aは、向流型気液接触装置として構成されている。すなわち、再生塔回収部37aは、一例として充填層等からなり、充填された充填物や粒子等の気液接触面積を増やすための内部構造物の表面に凝縮水9を流下させながら二酸化炭素含有ガス8と気液接触させて二酸化炭素含有ガス8からアミンを回収する。液分散器37bは、凝縮水9を再生塔回収部37aに向けて分散させて落下させ、再生塔回収部37aの表面に凝縮水9を供給する。液分散器37bは、強制的ではなく重力の作用で、凝縮水9を落下させる。
The regeneration tower cleaning unit 37 has a regeneration tower recovery unit 37a (filled bed or the like) and a liquid disperser 37b provided above the regeneration tower recovery unit 37a. Of these, the regeneration tower recovery unit 37a is configured as a countercurrent gas-liquid contact device. That is, the regeneration tower recovery unit 37a is composed of a filling layer or the like as an example, and contains carbon dioxide while flowing condensed water 9 down on the surface of an internal structure for increasing the gas-liquid contact area of the filled filling or particles. The amine is recovered from the carbon dioxide-containing gas 8 by gas-liquid contact with the gas 8. The liquid disperser 37b disperses and drops the condensed water 9 toward the regeneration tower recovery unit 37a, and supplies the condensed water 9 to the surface of the regeneration tower recovery unit 37a. The liquid disperser 37b drops the condensed water 9 by the action of gravity rather than compulsion.
ところで、再生塔30のアミン再生部30aの上方には、第1再生塔デミスター86が設けられている。より詳細には、第1再生塔デミスター86は、アミン再生部30aと再生塔洗浄部37との間(液分散器30bと再生塔回収部37aとの間)に設けられている。このことにより、アミン再生部30aから排出された二酸化炭素含有ガス8は、第1再生塔デミスター86を通過して上昇する。第1再生塔デミスター86は、通過する二酸化炭素含有ガス8に同伴するミスト(主としてミスト状アミン)を捕捉する。
By the way, a first regeneration tower demister 86 is provided above the amine regeneration portion 30a of the regeneration tower 30. More specifically, the first regeneration tower demister 86 is provided between the amine regeneration unit 30a and the regeneration tower cleaning unit 37 (between the liquid disperser 30b and the regeneration tower recovery unit 37a). As a result, the carbon dioxide-containing gas 8 discharged from the amine regeneration unit 30a passes through the first regeneration tower demister 86 and rises. The first regeneration tower demister 86 captures mist (mainly mist-like amine) accompanying the passing carbon dioxide-containing gas 8.
再生塔洗浄部37の上方には、第2再生塔デミスター87が設けられている。より詳細には、第2再生塔デミスター87は、再生塔洗浄部37の液分散器37bの上方(液分散器37bと再生塔容器30cの頂部との間)に設けられている。このことにより、再生塔洗浄部37から排出された二酸化炭素含有ガス8は、第2再生塔デミスター87を通過して上昇する。第2再生塔デミスター87は、通過する二酸化炭素含有ガス8に同伴するミスト状アミンや凝縮水9のミストを捕捉する。
A second regeneration tower demister 87 is provided above the regeneration tower cleaning unit 37. More specifically, the second regeneration tower demister 87 is provided above the liquid disperser 37b of the regeneration tower cleaning unit 37 (between the liquid disperser 37b and the top of the regeneration tower container 30c). As a result, the carbon dioxide-containing gas 8 discharged from the regeneration tower cleaning unit 37 passes through the second regeneration tower demister 87 and rises. The second regeneration tower demister 87 captures the mist-like amine and the mist of the condensed water 9 accompanying the passing carbon dioxide-containing gas 8.
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用、すなわち二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration, that is, the operation method of the carbon dioxide capture system will be described.
図1に示す二酸化炭素回収システムの運転中、吸収塔20の二酸化炭素回収部20aにおいて、リーン液用冷却器35から供給されたリーン液5は液分散器20bから分散落下して、二酸化炭素回収部20aの表面を流下しながら燃焼排ガス2と気液接触する。燃焼排ガス2に含有される二酸化炭素は、リーン液5に吸収される。燃焼排ガス2は、脱炭酸燃焼排ガス3として二酸化炭素回収部20aから排出される。排出された脱炭酸燃焼排ガス3は、吸収塔容器20c内を上昇し、回収部出口デミスター81を通過する。
During the operation of the carbon dioxide recovery system shown in FIG. 1, in the carbon dioxide recovery unit 20a of the absorption tower 20, the lean liquid 5 supplied from the lean liquid cooler 35 is dispersed and dropped from the liquid disperser 20b to recover carbon dioxide. While flowing down the surface of the portion 20a, it comes into gas-liquid contact with the combustion exhaust gas 2. The carbon dioxide contained in the combustion exhaust gas 2 is absorbed by the lean liquid 5. The combustion exhaust gas 2 is discharged from the carbon dioxide recovery unit 20a as the decarboxylated combustion exhaust gas 3. The discharged decarboxylated combustion exhaust gas 3 rises in the absorption tower container 20c and passes through the recovery unit outlet demister 81.
回収部出口デミスター81では、主として、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンのうち粒径が大きいミスト状アミンが捕捉される。
The recovery unit outlet demister 81 mainly captures the mist-like amine having a large particle size among the mist-like amines accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3.
すなわち、回収部出口デミスター81は、液分散器20bの直上に設けられており、二酸化炭素回収部20aから排出された脱炭酸燃焼排ガス3が最初に通過するデミスターになっている。このため、回収部出口デミスター81を通過する脱炭酸燃焼排ガス3には粒径が比較的大きいミスト状アミンが同伴している可能性がある。粒径が大きいミスト状アミンが第1洗浄部21に達すると、第1洗浄液11のアミン濃度が高まり、第1洗浄液11の洗浄能力が大きく低下する恐れがある。このため、回収部出口デミスター81は、粒径が大きいミスト状アミンを回収することを目的として設けられている。このことから、回収部出口デミスター81は、上述したように疎に形成されている。この場合、回収部出口デミスター81を通過する脱炭酸燃焼排ガス3の流れに生じる圧力損失を低減することができる。
That is, the recovery unit outlet demister 81 is provided directly above the liquid disperser 20b, and is a demister through which the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the carbon dioxide recovery unit 20a first passes. Therefore, there is a possibility that the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passing through the recovery unit outlet demister 81 is accompanied by a mist-like amine having a relatively large particle size. When the mist-like amine having a large particle size reaches the first cleaning unit 21, the amine concentration of the first cleaning liquid 11 may increase, and the cleaning capacity of the first cleaning liquid 11 may be significantly reduced. Therefore, the recovery unit outlet demister 81 is provided for the purpose of recovering a mist-like amine having a large particle size. For this reason, the recovery unit outlet demister 81 is sparsely formed as described above. In this case, it is possible to reduce the pressure loss generated in the flow of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passing through the recovery unit outlet demister 81.
回収部出口デミスター81を通過した脱炭酸燃焼排ガス3は、第1洗浄部21の第1受け部21cを通過して第1回収空間21dに達する。
The decarboxylated combustion exhaust gas 3 that has passed through the recovery section outlet demister 81 passes through the first receiving section 21c of the first cleaning section 21 and reaches the first recovery space 21d.
一方、第1受け部21cに貯留された第1洗浄液11は、第1循環ポンプ51によって第1受け部21cから抜き出され、第1循環ライン50を通って第1噴射器21eに第2圧力や第3圧力よりも高い第1圧力で供給される。本実施の形態では、第1循環ライン50には、後述する加熱器52、53(図3、図4参照)や冷却器などは設けられていないことから、第1循環ライン50を通過する第1洗浄液11は、積極的に加熱も冷却もされていない。
On the other hand, the first cleaning liquid 11 stored in the first receiving portion 21c is withdrawn from the first receiving portion 21c by the first circulation pump 51, passes through the first circulation line 50, and exerts a second pressure on the first injector 21e. It is supplied at a first pressure higher than the third pressure. In the present embodiment, since the first circulation line 50 is not provided with the heaters 52, 53 (see FIGS. 3 and 4) and the cooler described later, the first circulation line 50 passes through the first circulation line 50. 1 The cleaning liquid 11 is neither actively heated nor cooled.
第1洗浄液11は、第1噴射器21eのスプレーノズル孔から噴射されて第1回収空間21d内を落下し、第1受け部21cに直接的に達する。この間、第1洗浄液11はミストの状態で落下しながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触し、脱炭酸燃焼排ガス3が第1洗浄液11で洗浄される。このことにより、主として、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンが第1洗浄液11に回収される。第1受け部21cに達した第1洗浄液11は、第1受け部21cに受け取られて貯留される。
The first cleaning liquid 11 is sprayed from the spray nozzle hole of the first injector 21e, falls in the first recovery space 21d, and reaches the first receiving portion 21c directly. During this time, the first cleaning liquid 11 comes into gas-liquid contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3 while falling in a mist state, and the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is washed with the first cleaning liquid 11. As a result, the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is mainly recovered in the first cleaning liquid 11. The first cleaning liquid 11 that has reached the first receiving portion 21c is received and stored in the first receiving portion 21c.
ここで、二酸化炭素回収システム1において、脱炭酸燃焼排ガス3を洗浄する際の一般的な課題について説明する。
Here, in the carbon dioxide capture system 1, a general problem when cleaning the decarboxylated combustion exhaust gas 3 will be described.
一般に、二酸化炭素回収システム1において、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するアミンを回収するために、表面に洗浄液を流下させる充填層や棚段が設けられる場合がある。この場合、脱炭酸燃焼排ガス3と洗浄液との接触面積が増加し、効率良くアミンを回収することが可能になる。
Generally, in the carbon dioxide recovery system 1, in order to recover the amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3, a packed layer or a shelf for allowing the cleaning liquid to flow down may be provided on the surface. In this case, the contact area between the decarboxylated combustion exhaust gas 3 and the cleaning liquid increases, and the amine can be efficiently recovered.
脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するアミンは、ガス状アミンとミスト状アミンとに大別される。このうちガス状アミンは、洗浄液と充填層等を用いた洗浄で回収されやすい。一方、ミスト状アミンは、洗浄液と充填層等を用いた洗浄では回収されにくい。ミスト状アミンは、デミスターで捕捉されやすいが、ミストの粒径が5μm以下になるとデミスターでも捕捉されにくくなる。
The amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is roughly classified into a gaseous amine and a mist amine. Of these, gaseous amines are easily recovered by washing with a washing liquid and a packed bed. On the other hand, mist-like amines are difficult to recover by washing with a washing liquid and a packed bed. The mist-like amine is easily trapped by the demister, but it becomes difficult to be trapped by the demister when the particle size of the mist is 5 μm or less.
そこで、本実施の形態では、洗浄液をミスト化することで、ミスト状アミンの回収効率の向上を図っている。すなわち、本実施の形態では、第1洗浄部21の第1噴射器21eに供給される第1洗浄液11の圧力が高められ、第1噴射器21eのスプレーノズル孔から第1洗浄液11が、(噴射直後は特に)高速で噴射される。このことにより、第1洗浄液11のミストが、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンに物理的に衝突し、ミスト状アミンが第1洗浄液11のミストに捕捉されて回収される。ミスト状アミンを回収した第1洗浄液11は第1受け部21cに落下する。このようにして、洗浄液と充填層等を用いた洗浄では捕捉されにくいミスト状アミンが、第1洗浄液11に回収され、脱炭酸燃焼排ガス3が効率良く洗浄される。
Therefore, in the present embodiment, the recovery efficiency of the mist-like amine is improved by turning the cleaning liquid into a mist. That is, in the present embodiment, the pressure of the first cleaning liquid 11 supplied to the first injector 21e of the first cleaning unit 21 is increased, and the first cleaning liquid 11 is (1) from the spray nozzle hole of the first injector 21e. It is injected at high speed (especially immediately after injection). As a result, the mist of the first cleaning liquid 11 physically collides with the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3, and the mist-like amine is captured and recovered by the mist of the first cleaning liquid 11. The first cleaning liquid 11 from which the mist-like amine is recovered falls onto the first receiving portion 21c. In this way, the mist-like amine that is difficult to be captured by cleaning using the cleaning liquid and the packed bed or the like is recovered in the first cleaning liquid 11, and the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is efficiently washed.
また、上述したように、第1噴射器21eから噴射された第1洗浄液11は、充填層等が設けられていない第1回収空間21d内を構造物等の表面に接触することなく自由落下する。この場合、第1洗浄液11のミストが、構造物等の部材に衝突することなく、第1受け部21cに直接的に達するため、第1洗浄液11のミストが微細化されることを防止できる。
Further, as described above, the first cleaning liquid 11 ejected from the first injector 21e freely falls in the first recovery space 21d in which the packed layer or the like is not provided without contacting the surface of the structure or the like. .. In this case, since the mist of the first cleaning liquid 11 directly reaches the first receiving portion 21c without colliding with a member such as a structure, it is possible to prevent the mist of the first cleaning liquid 11 from being miniaturized.
すなわち、第1洗浄部21が、第2洗浄部22または第3洗浄部23のように充填層等により構成される回収部(後述する図9に示す第1回収部21a)を有している場合、第1噴射器21eから高速で噴射された第1洗浄液11のミストが充填層等に衝突し、微細化される。この場合、第1洗浄液11のミストの粒径が小さくなり、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴しやすくなる。このため、アミンを回収した第1洗浄液11が脱炭酸燃焼排ガス3に同伴して大気に排出されることになり、洗浄効率が低下するという問題がある。
That is, the first cleaning unit 21 has a recovery unit (first recovery unit 21a shown in FIG. 9 to be described later) composed of a packed bed or the like like the second cleaning unit 22 or the third cleaning unit 23. In this case, the mist of the first cleaning liquid 11 ejected from the first injector 21e at high speed collides with the packed bed or the like and is made finer. In this case, the particle size of the mist of the first cleaning liquid 11 becomes small, and it becomes easy to accompany the decarboxylated combustion exhaust gas 3. Therefore, the first cleaning liquid 11 from which the amine has been recovered is discharged to the atmosphere along with the decarboxylated combustion exhaust gas 3, which causes a problem that the cleaning efficiency is lowered.
しかしながら、本実施の形態では、第1噴射器21eの下方に第1回収空間21dが形成されており、充填層等の構造物等の部材が設けられていない。このため、第1洗浄液11のミストが微細化されることを防止でき、洗浄効率の低下を防止できる。例えば、第1噴射器21eから第1受け部21cまでの距離を少なくとも1m以上、好ましくは1.5m以上にすることで、十分な第1回収空間21dを設けることができる。この場合、第1洗浄液11のミストが第1受け部21cに達する際には減速することができ、第1受け部21cに衝突して微細化されることを防止できる。
However, in the present embodiment, the first recovery space 21d is formed below the first injector 21e, and no member such as a structure such as a packed bed is provided. Therefore, it is possible to prevent the mist of the first cleaning liquid 11 from being miniaturized, and it is possible to prevent a decrease in cleaning efficiency. For example, by setting the distance from the first injector 21e to the first receiving portion 21c to at least 1 m or more, preferably 1.5 m or more, a sufficient first recovery space 21d can be provided. In this case, when the mist of the first cleaning liquid 11 reaches the first receiving portion 21c, the speed can be reduced, and it is possible to prevent the mist from colliding with the first receiving portion 21c and becoming finer.
ところで、脱炭酸燃焼排ガス3の洗浄効率の向上には、第1洗浄液11のミストの噴射速度や粒径も寄与し得る。このため、第1噴射器21eに供給される第1洗浄液11の第1圧力は、例えば、0.1MPa〜0.8MPaに高められていることが好ましい。第1洗浄液11の第1圧力を0.1MPa以上にすることにより、第1洗浄液11のミストの噴射速度を高めることができる。一方、第1洗浄液11の第1圧力を0.8MPa以下にすることにより、噴射された第1洗浄液11のミストの粒径が、ブロードになる(広い粒径分布を持つ)ことを防止でき、洗浄性能を安定化させることができる。また、第1循環ポンプ51の容量(必要動力)の増大を抑制でき、運転コストの増大を抑制できる。
By the way, the injection speed and particle size of the mist of the first cleaning liquid 11 can also contribute to the improvement of the cleaning efficiency of the decarboxylated combustion exhaust gas 3. Therefore, it is preferable that the first pressure of the first cleaning liquid 11 supplied to the first injector 21e is increased to, for example, 0.1 MPa to 0.8 MPa. By setting the first pressure of the first cleaning liquid 11 to 0.1 MPa or more, the mist injection speed of the first cleaning liquid 11 can be increased. On the other hand, by setting the first pressure of the first cleaning liquid 11 to 0.8 MPa or less, it is possible to prevent the particle size of the mist of the sprayed first cleaning liquid 11 from becoming broad (having a wide particle size distribution). Cleaning performance can be stabilized. Further, the increase in the capacity (required power) of the first circulation pump 51 can be suppressed, and the increase in the operating cost can be suppressed.
噴射される第1洗浄液11の中心粒径は、100μm〜1000μm、特に200μm〜800μmであることが好ましい。ここで、中心粒径を100μm以上にすることにより、脱炭酸燃焼排ガス3の流れにアミンを含有する第1洗浄液11のミストが同伴して、洗浄効率が低下することを防止できる。第1洗浄液11のミストが脱炭酸燃焼排ガス3に同伴することをより一層防止するためには、第1噴射器21eから噴射される第1洗浄液11の粒径を、200μm以上にしてもよい。一方、中心粒径を1000μm以下にすることにより、第1洗浄液11のミストの粒径を小さくすることができ、第1洗浄液11のミストの個数を増やして、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンへの衝突確率を高めることができる。脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンへの衝突確率をより一層高めるためには、第1噴射器21eから噴射される第1洗浄液11の粒径を、800μm以下にしてもよい。
The central particle size of the first cleaning liquid 11 to be sprayed is preferably 100 μm to 1000 μm, particularly preferably 200 μm to 800 μm. Here, by setting the central particle size to 100 μm or more, it is possible to prevent the flow of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 from being accompanied by the mist of the first cleaning liquid 11 containing an amine and reducing the cleaning efficiency. In order to further prevent the mist of the first cleaning liquid 11 from being accompanied by the decarboxylated combustion exhaust gas 3, the particle size of the first cleaning liquid 11 injected from the first injector 21e may be 200 μm or more. On the other hand, by setting the central particle size to 1000 μm or less, the particle size of the mist of the first cleaning liquid 11 can be reduced, the number of mists of the first cleaning liquid 11 is increased, and the mist accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is increased. The probability of collision with the state amine can be increased. In order to further increase the probability of collision with the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3, the particle size of the first cleaning liquid 11 injected from the first injector 21e may be 800 μm or less.
また、第1噴射器21eから噴射される第1洗浄液11の単位面積・単位時間当たりの流量(第1流量)は、300L/分/m2以上にしてもよい。ここで、第2洗浄部22の第2洗浄液分散器22bから分散される第2洗浄液12の単位面積・単位時間当たりの流量(第2流量)は、50L/分/m2〜150L/分/m2に設定されている。第3洗浄液13の単位面積・単位時間当たりの流量(第3流量)も同様である。第2洗浄液分散器22bから分散される第2洗浄液12は、充填層等により構成される第2回収部22aの表面を流下しながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触する。このため、第2洗浄液12の単位面積・単位時間当たりの流量を150L/分/m2より大きくしても、脱炭酸燃焼排ガス3の洗浄効率向上への貢献は限られてしまう。また必要以上に第2洗浄液12の流量を増大させることは第2循環ポンプ55の容量を増大させ、運転コストを増大させることになり、好ましくない。しかしながら、第1洗浄部21では、充填層等の部材を設けずに、第1噴射器21eから噴射された第1洗浄液11をミストの状態で脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触させている。このことにより、第1洗浄液11の単位面積・単位時間当たりの流量を増大させることは、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンへの物理的な衝突確率を高めることに寄与することができ、脱炭酸燃焼排ガス3の洗浄効率を高めることができる。このことが、図2に示されている。
Further, the flow rate (first flow rate) per unit area / unit time of the first cleaning liquid 11 injected from the first injector 21e may be 300 L / min / m 2 or more. Here, the flow rate (second flow rate) per unit area / unit time of the second cleaning liquid 12 dispersed from the second cleaning liquid disperser 22b of the second cleaning unit 22 is 50 L / min / m 2 to 150 L / min / min. It is set to m 2. The same applies to the unit area of the third cleaning liquid 13 and the flow rate per unit time (third flow rate). The second cleaning liquid 12 dispersed from the second cleaning liquid disperser 22b comes into gas-liquid contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3 while flowing down the surface of the second recovery unit 22a composed of a packed bed or the like. Therefore, even if the flow rate per unit area and unit time of the second cleaning liquid 12 is larger than 150 L / min / m 2 , the contribution to the improvement of the cleaning efficiency of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is limited. Further, increasing the flow rate of the second cleaning liquid 12 more than necessary increases the capacity of the second circulation pump 55 and increases the operating cost, which is not preferable. However, in the first cleaning unit 21, the first cleaning liquid 11 injected from the first injector 21e is brought into gas-liquid contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3 in a mist state without providing a member such as a packed bed. Thereby, increasing the flow rate per unit area and unit time of the first cleaning liquid 11 can contribute to increasing the physical collision probability with the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3. , The cleaning efficiency of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be improved. This is shown in FIG.
図2は、第1洗浄液11の流量と、ミスト状アミンの回収効率との関係を示したグラフである。このデータは、以下に示す試験条件下で得られた。
・試験装置内径(吸収塔容器20cの内径に相当)・・・157mm
・処理ガス流速(脱炭酸燃焼排ガス3の流速に相当)・・・0.7m/s
・ミスト状アミン個数濃度(粒径0.61μm〜0.95μm)
・・・約10000個/cc
・洗浄水ミスト中心粒径・・・約0.5mm
・噴射圧力・・・0.2MPa
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the flow rate of the first cleaning liquid 11 and the recovery efficiency of the mist-like amine. This data was obtained under the test conditions shown below.
-Test equipment inner diameter (corresponding to the inner diameter of the absorption tower container 20c): 157 mm
-Processed gas flow rate (corresponding to the flow rate of decarboxylated combustion exhaust gas 3): 0.7 m / s
-Mist-like amine number concentration (particle size 0.61 μm to 0.95 μm)
・ ・ ・ Approximately 10,000 pieces / cc
・ Washing water mist center particle size ・ ・ ・ Approximately 0.5mm
・ Injection pressure ・ ・ ・ 0.2MPa
図2に示されているように、第2洗浄液12や第3洗浄液13の通常流量範囲では、回収効率は低いが、この範囲を超えると回収効率は増大していく。流量が300L/分/m2以上になると回収効率が70%を越え、ミスト状アミンの回収効率を高めることができる。
As shown in FIG. 2, the recovery efficiency is low in the normal flow rate range of the second cleaning liquid 12 and the third cleaning liquid 13, but the recovery efficiency increases beyond this range. When the flow rate is 300 L / min / m 2 or more, the recovery efficiency exceeds 70%, and the recovery efficiency of mist-like amine can be improved.
また、上述したように、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するアミンは、ガス状アミンとミスト状アミンとに大別されるが、一般的には、ミスト状アミンの方が、アミン量としての比率が多い。このことにより、二酸化炭素回収部20aから排出された脱炭酸燃焼排ガス3を最初に洗浄する第1洗浄液11が第1噴射器21eから噴射してミスト状アミンを回収することにより、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するアミンを効果的に回収することが可能になる。この場合、第2洗浄液12が洗浄する際には、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するアミンの量が低減され、第3洗浄液13が洗浄する際には更に低減される。このため、第1洗浄液11のアミン濃度よりも第2洗浄液12のアミン濃度が低くなり、第2洗浄液12よりも第3洗浄液13のアミン濃度が更に低くなる。
Further, as described above, the amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is roughly classified into a gaseous amine and a mist-like amine, but in general, the mist-like amine has a ratio as an amine amount. There are many. As a result, the first cleaning liquid 11 that first cleans the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the carbon dioxide recovery unit 20a injects from the first injector 21e to recover the mist-like amine, thereby recovering the decarboxylated combustion exhaust gas. It becomes possible to effectively recover the amine associated with 3. In this case, when the second cleaning liquid 12 cleans, the amount of amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is reduced, and when the third cleaning liquid 13 cleans, the amount is further reduced. Therefore, the amine concentration of the second cleaning liquid 12 is lower than the amine concentration of the first cleaning liquid 11, and the amine concentration of the third cleaning liquid 13 is further lower than that of the second cleaning liquid 12.
図1に示すように、第1洗浄液11で洗浄された脱炭酸燃焼排ガス3は、第1洗浄部21の第1回収空間21dから排出される。そして、脱炭酸燃焼排ガス3は、吸収塔容器20c内を更に上昇し、第1洗浄部出口デミスター82を通過する。
As shown in FIG. 1, the decarboxylated combustion exhaust gas 3 washed with the first cleaning liquid 11 is discharged from the first recovery space 21d of the first cleaning unit 21. Then, the decarboxylated combustion exhaust gas 3 further rises in the absorption tower container 20c and passes through the first cleaning unit outlet demister 82.
第1洗浄部出口デミスター82では、主として、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンおよび第1洗浄液11のミストが捕捉される。このうちミスト状アミンについて述べると、第1洗浄部出口デミスター82は、回収部出口デミスター81よりも密に形成されている。このため、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するガス状アミンのうち粒径が大きいミスト状アミンとともに粒径が小さいミスト状アミンが第1洗浄部出口デミスター82に捕捉される。第1回収空間21dで回収しきれなかったミスト状アミンは、第1洗浄部出口デミスター82で捕捉される。
The first cleaning unit outlet demister 82 mainly captures the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 and the mist of the first cleaning liquid 11. Of these, the mist-like amine is formed more densely than the recovery unit outlet demister 81 in the first cleaning unit outlet demister 82. Therefore, among the gaseous amines accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3, the mist-like amine having a large particle size and the mist-like amine having a small particle size are captured by the first cleaning unit outlet demister 82. The mist-like amine that could not be completely recovered in the first recovery space 21d is captured by the first cleaning unit outlet demister 82.
第1洗浄部出口デミスター82を通過した脱炭酸燃焼排ガス3は、第2洗浄部22の第2受け部22cを通過して第2回収部22aに達する。
The decarboxylated combustion exhaust gas 3 that has passed through the first cleaning unit outlet demister 82 passes through the second receiving unit 22c of the second cleaning unit 22 and reaches the second recovery unit 22a.
一方、第2受け部22cに貯留された第2洗浄液12は、第2循環ポンプ55によって第2受け部22cから抜き出され、第2循環ライン54を通って第2洗浄液分散器22bに供給される。この間、第2洗浄液12は、第2洗浄液冷却器56によって冷却され、第2洗浄液12の温度が、第1洗浄液11の温度よりも低くなる。
On the other hand, the second cleaning liquid 12 stored in the second receiving portion 22c is extracted from the second receiving portion 22c by the second circulation pump 55 and supplied to the second cleaning liquid disperser 22b through the second circulation line 54. To. During this time, the second cleaning liquid 12 is cooled by the second cleaning liquid cooler 56, and the temperature of the second cleaning liquid 12 becomes lower than the temperature of the first cleaning liquid 11.
第2回収部22aにおいて、冷却された第2洗浄液12が第2回収部22aの表面を流下しながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触し、脱炭酸燃焼排ガス3が洗浄される。このことにより、主として、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するガス状アミンが第2洗浄液12に回収される。第2回収部22aにおいて脱炭酸燃焼排ガス3を洗浄した第2洗浄液12は、第2回収部22aから落下して第2受け部22cに受け取られて貯留される。
In the second recovery unit 22a, the cooled second cleaning liquid 12 comes into gas-liquid contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3 while flowing down the surface of the second recovery unit 22a, and the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is cleaned. As a result, the gaseous amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is mainly recovered in the second cleaning liquid 12. The second cleaning liquid 12 that has washed the decarboxylated combustion exhaust gas 3 in the second recovery unit 22a falls from the second recovery unit 22a, is received by the second receiving unit 22c, and is stored.
第2回収部22aには、冷却された第2洗浄液12が供給されるため、第2回収部22aの温度は第1回収空間21dの温度よりも低くなる。このため、脱炭酸燃焼排ガス3は第2洗浄液12によって冷却され、脱炭酸燃焼排ガス3の温度は低下する。脱炭酸燃焼排ガス3の温度の低下により、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴していた水蒸気が凝縮して、凝縮した水分が、第2洗浄液12に捕捉される。このことにより、第2洗浄液12のアミン濃度が低減する。
Since the cooled second cleaning liquid 12 is supplied to the second recovery unit 22a, the temperature of the second recovery unit 22a is lower than the temperature of the first recovery space 21d. Therefore, the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is cooled by the second cleaning liquid 12, and the temperature of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is lowered. Due to the decrease in temperature of the decarboxylated combustion exhaust gas 3, the water vapor accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is condensed, and the condensed water is captured by the second cleaning liquid 12. As a result, the amine concentration of the second cleaning liquid 12 is reduced.
また、第1洗浄部出口デミスター82で回収しきれなかったミスト状アミンは、第2洗浄部22の第2回収部22aに供給されて、第2回収部22aにおいて冷却される。第2回収部22aでは、凝縮した水分がミスト状アミンにも捕捉される。このことにより、ミスト状アミンの粒径が増大し、ミスト状アミンが、第2回収部22aの上方に設けられた第2洗浄部出口デミスター83で捕捉されやすくなる。
Further, the mist-like amine that could not be completely recovered by the outlet demister 82 of the first cleaning section is supplied to the second recovery section 22a of the second cleaning section 22 and cooled in the second recovery section 22a. In the second recovery unit 22a, the condensed water is also captured by the mist-like amine. As a result, the particle size of the mist-like amine increases, and the mist-like amine is easily captured by the second cleaning unit outlet demister 83 provided above the second recovery unit 22a.
第2洗浄液12で洗浄された脱炭酸燃焼排ガス3は、第2回収部22aから排出されて、吸収塔容器20c内を更に上昇し、第2洗浄部出口デミスター83を通過する。
The decarboxylated combustion exhaust gas 3 washed with the second cleaning liquid 12 is discharged from the second recovery unit 22a, further rises in the absorption tower container 20c, and passes through the second cleaning unit outlet demister 83.
第2洗浄部出口デミスター83では、主として、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンおよび第2洗浄液12のミストが捕捉される。このうちミスト状アミンについて述べると、第2洗浄部出口デミスター83は、回収部出口デミスター81よりも密に形成されている。このため、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するガス状アミンのうち粒径が大きいミスト状アミンとともに粒径が小さいミスト状アミンが第2洗浄部出口デミスター83に捕捉される。第1回収空間21dや第1洗浄部出口デミスター82で回収しきれなかったミスト状アミンは、第2洗浄部出口デミスター83で捕捉される。
The second cleaning unit outlet demister 83 mainly captures the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 and the mist of the second cleaning liquid 12. Of these, the mist-like amine is formed more densely than the recovery unit outlet demister 81 in the second cleaning unit outlet demister 83. Therefore, among the gaseous amines accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3, the mist-like amine having a large particle size and the mist-like amine having a small particle size are captured by the second cleaning unit outlet demister 83. The mist-like amine that could not be completely recovered in the first recovery space 21d or the first cleaning section outlet demister 82 is captured by the second cleaning section outlet demister 83.
第2洗浄部出口デミスター83を通過した脱炭酸燃焼排ガス3は、第3洗浄部23の第3受け部23cを通過して、第3回収部23aに達する。
The decarboxylated combustion exhaust gas 3 that has passed through the second cleaning section outlet demister 83 passes through the third receiving section 23c of the third cleaning section 23 and reaches the third recovery section 23a.
一方、第3受け部23cに貯留された第3洗浄液13は、第3循環ポンプ58によって第3受け部23cから抜き出され、第3循環ライン57を通って第3洗浄液分散器23bに供給される。この間、第3洗浄液13は、第3洗浄液冷却器59によって冷却される。
On the other hand, the third cleaning liquid 13 stored in the third receiving portion 23c is extracted from the third receiving portion 23c by the third circulation pump 58 and supplied to the third cleaning liquid disperser 23b through the third circulation line 57. To. During this time, the third cleaning liquid 13 is cooled by the third cleaning liquid cooler 59.
第3回収部23aにおいて、冷却された第3洗浄液13が第3回収部23aの表面を流下しながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触し、脱炭酸燃焼排ガス3が洗浄される。このことにより、主として、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するガス状アミンが第3洗浄液13に回収される。第3回収部23aにおいて脱炭酸燃焼排ガス3を洗浄した第3洗浄液13は、第3回収部23aから落下して第3受け部23cに受け取られて貯留される。
In the third recovery unit 23a, the cooled third cleaning liquid 13 flows down the surface of the third recovery unit 23a and comes into gas-liquid contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3, and the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is cleaned. As a result, the gaseous amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is mainly recovered in the third cleaning liquid 13. The third cleaning liquid 13 that has washed the decarboxylated combustion exhaust gas 3 in the third recovery unit 23a falls from the third recovery unit 23a, is received by the third receiving unit 23c, and is stored.
また、第3回収部23aに冷却された第3洗浄液13が供給される場合、第3回収部23aの温度は第2洗浄部22の温度よりも低くなる。このため、脱炭酸燃焼排ガス3は第3洗浄液13によって冷却され、脱炭酸燃焼排ガス3の温度は低下する。脱炭酸燃焼排ガス3の温度の低下により、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴していた水蒸気が凝縮して、凝縮した水分が、第3洗浄液13に捕捉される。このことにより、第3洗浄液13のアミン濃度が低減する。
Further, when the cooled third cleaning liquid 13 is supplied to the third recovery unit 23a, the temperature of the third recovery unit 23a is lower than the temperature of the second cleaning unit 22. Therefore, the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is cooled by the third cleaning liquid 13, and the temperature of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is lowered. Due to the decrease in temperature of the decarboxylated combustion exhaust gas 3, the water vapor accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is condensed, and the condensed water is captured by the third cleaning liquid 13. As a result, the amine concentration of the third cleaning liquid 13 is reduced.
また、第1洗浄部21および第2洗浄部22で回収しきれなかったミスト状アミンは、第3洗浄部23の第3回収部23aに供給されて、第3回収部23aにおいて冷却される。第3回収部23aでは、凝縮した水分がミスト状アミンにも捕捉される。このことにより、ミスト状アミンの粒径が増大し、ミスト状アミンが、第3回収部23aの上方に設けられた第3洗浄部出口デミスター84で捕捉されやすくなる。
Further, the mist-like amine that could not be completely recovered by the first cleaning section 21 and the second cleaning section 22 is supplied to the third recovery section 23a of the third cleaning section 23 and cooled in the third recovery section 23a. In the third recovery unit 23a, the condensed water is also captured by the mist-like amine. As a result, the particle size of the mist-like amine is increased, and the mist-like amine is easily captured by the third cleaning unit outlet demister 84 provided above the third recovery unit 23a.
第3洗浄液13で洗浄された脱炭酸燃焼排ガス3は、第3回収部23aから排出されて、吸収塔容器20c内を更に上昇し、第3洗浄部出口デミスター84を通過する。
The decarboxylated combustion exhaust gas 3 washed with the third cleaning liquid 13 is discharged from the third recovery unit 23a, further rises in the absorption tower container 20c, and passes through the third cleaning unit outlet demister 84.
第3洗浄部出口デミスター84では、主として、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンおよび第3洗浄液13のミストが捕捉される。一般的に第3洗浄部出口デミスター84が設けられている目的の一つは、第2洗浄部出口デミスター83のバックアップであり、第2洗浄部出口デミスター83で回収しきれなかったミスト状アミンを捕捉することである。しかしながら、ミスト状アミンは、回収部出口デミスター81や第1洗浄部出口デミスター82、第2洗浄部出口デミスター83で捕捉される。このため、第2洗浄部出口デミスター83で十分にミスト状アミンが捕捉されるとみなせる場合には、第3洗浄部出口デミスター84の捕捉対象を、第3洗浄液13のミストに絞ることができる。第3洗浄液13に由来するミストは、ミスト状アミンに比べると粒径が大きい傾向にある。このため、脱炭酸燃焼排ガス3の圧力損失を考慮して、第3洗浄部出口デミスター84は、疎に形成されている。
The third cleaning unit outlet demister 84 mainly captures the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 and the mist of the third cleaning liquid 13. In general, one of the purposes for which the third cleaning unit outlet demister 84 is provided is to back up the second cleaning unit outlet demister 83, and to remove the mist-like amine that could not be completely recovered by the second cleaning unit outlet demister 83. To capture. However, the mist-like amine is captured by the recovery unit outlet demister 81, the first cleaning unit outlet demister 82, and the second cleaning unit outlet demister 83. Therefore, when it can be considered that the mist-like amine is sufficiently captured by the second cleaning unit outlet demister 83, the target of the third cleaning unit outlet demister 84 can be narrowed down to the mist of the third cleaning liquid 13. The mist derived from the third cleaning liquid 13 tends to have a larger particle size than the mist-like amine. Therefore, in consideration of the pressure loss of the decarboxylated combustion exhaust gas 3, the third cleaning section outlet demister 84 is sparsely formed.
第3洗浄部出口デミスター84を通過した脱炭酸燃焼排ガス3は、吸収塔容器20cの頂部から排出される。
The decarboxylated combustion exhaust gas 3 that has passed through the third cleaning unit outlet demister 84 is discharged from the top of the absorption tower container 20c.
このように本実施の形態によれば、第1洗浄部21が、第1洗浄液11を噴射して落下させる第2噴射器22eを有している。このことにより、第1洗浄液11をミスト化することができ、第1洗浄液11のミストが、二酸化炭素回収部20aから排出された脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンに物理的に衝突することができる。このため、第1洗浄液11にミスト状アミンを効率良く回収することができ、脱炭酸燃焼排ガス3の洗浄効率を向上させることができる。この結果、アミンの大気中への放出量を低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, the first cleaning unit 21 has a second injector 22e that injects and drops the first cleaning liquid 11. As a result, the first cleaning liquid 11 can be turned into mist, and the mist of the first cleaning liquid 11 physically collides with the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the carbon dioxide recovery unit 20a. be able to. Therefore, the mist-like amine can be efficiently recovered in the first cleaning liquid 11, and the cleaning efficiency of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be improved. As a result, the amount of amine released into the atmosphere can be reduced.
また、本実施の形態によれば、第1洗浄部21の第1噴射器21eから第1受け部21cにわたって、第1洗浄液11がミストの状態で自由落下しながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触する第1回収空間21dが形成されている。このことにより、第1噴射器21eから噴射された第1洗浄液11のミストが第1受け部21cに達する前に、構造物等の部材に衝突することを防止できる。このため、第1洗浄液11のミストが微細化されて脱炭酸燃焼排ガス3に同伴することを防止できる。
Further, according to the present embodiment, the decarboxylated combustion exhaust gas 3 and the gas / liquid while the first cleaning liquid 11 freely falls in a mist state from the first injector 21e of the first cleaning unit 21 to the first receiving unit 21c. A first recovery space 21d that comes into contact is formed. This makes it possible to prevent the mist of the first cleaning liquid 11 ejected from the first injector 21e from colliding with a member such as a structure before reaching the first receiving portion 21c. Therefore, it is possible to prevent the mist of the first cleaning liquid 11 from being miniaturized and accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3.
また、本実施の形態によれば、第1洗浄部21の第1噴射器21eから噴射される第1洗浄液11の単位面積・単位時間当たりの流量(第1流量)は、第2洗浄部22の第2洗浄液分散器22bから分散される第2洗浄液12の単位面積・単位時間当たりの流量(第2流量)よりも大きくなっている。このことにより、第1噴射器21eから噴射される第1洗浄液11のミストの個数を増やすことができ、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンへの物理的な衝突確率を高めることができる。このため、ミスト状アミンをより一層効率良く回収することができる。
Further, according to the present embodiment, the flow rate (first flow rate) per unit area and unit time of the first cleaning liquid 11 injected from the first injector 21e of the first cleaning unit 21 is the second cleaning unit 22. It is larger than the flow rate per unit area and unit time (second flow rate) of the second cleaning liquid 12 dispersed from the second cleaning liquid disperser 22b. As a result, the number of mists of the first cleaning liquid 11 injected from the first injector 21e can be increased, and the probability of physical collision with the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be increased. .. Therefore, the mist-like amine can be recovered more efficiently.
また、本実施の形態によれば、第1洗浄部21の第1噴射器21eに供給される第1洗浄液11の第1圧力は、第2洗浄部22の第2洗浄液分散器22bに供給される第2洗浄液12の第2圧力よりも高くなっている。このことにより、第1噴射器21eからの第1洗浄液11のミストの噴射速度のうちの特に鉛直方向の速度成分である第1鉛直方向初速度を高めることができる。このため、第1洗浄液11のミストを第1回収空間21d内に迅速にかつ均一に供給することができ、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンを効率良く回収することができる。また、第1洗浄液11のミストが脱炭酸燃焼排ガス3に同伴することを防止できる。
Further, according to the present embodiment, the first pressure of the first cleaning liquid 11 supplied to the first injector 21e of the first cleaning unit 21 is supplied to the second cleaning liquid disperser 22b of the second cleaning unit 22. It is higher than the second pressure of the second cleaning liquid 12. As a result, it is possible to increase the initial velocity in the first vertical direction, which is a velocity component in the vertical direction, among the injection velocities of the mist of the first cleaning liquid 11 from the first injector 21e. Therefore, the mist of the first cleaning liquid 11 can be quickly and uniformly supplied into the first recovery space 21d, and the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be efficiently recovered. Further, it is possible to prevent the mist of the first cleaning liquid 11 from being accompanied by the decarboxylated combustion exhaust gas 3.
また、本実施の形態によれば、第3洗浄部出口デミスター84が、第2洗浄部出口デミスター83よりも疎に形成されている。このことにより、第3洗浄部出口デミスタ−84でミスト状アミンおよび第3洗浄液13のミストを捕捉しながらも、第3洗浄部出口デミスター84を通過する脱炭酸燃焼排ガス3の流れに生じる圧力損失を低減することができる。この場合、吸収塔20に燃焼排ガス2を供給するための送風機Bの動力を低減することができる。
Further, according to the present embodiment, the third cleaning unit outlet demister 84 is formed more sparsely than the second cleaning unit outlet demister 83. As a result, while the mist-like amine and the mist of the third cleaning liquid 13 are captured by the third cleaning unit outlet demister-84, the pressure loss generated in the flow of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passing through the third cleaning unit outlet demister 84. Can be reduced. In this case, the power of the blower B for supplying the combustion exhaust gas 2 to the absorption tower 20 can be reduced.
また、本実施の形態によれば、回収部出口デミスター81が、第2洗浄部出口デミスター83よりも疎に形成されている。このことにより、回収部出口デミスター81でミスト状アミンを捕捉しながらも、回収部出口デミスター81を通過する脱炭酸燃焼排ガス3の流れに生じる圧力損失を低減することができる。この場合、吸収塔20に燃焼排ガス2を供給するための送風機Bの動力を低減することができる。
Further, according to the present embodiment, the recovery unit outlet demister 81 is formed more sparsely than the second cleaning unit outlet demister 83. As a result, it is possible to reduce the pressure loss generated in the flow of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passing through the recovery unit outlet demister 81 while capturing the mist-like amine by the recovery unit outlet demister 81. In this case, the power of the blower B for supplying the combustion exhaust gas 2 to the absorption tower 20 can be reduced.
なお、上述した本実施の形態においては、回収部出口デミスター81および第3洗浄部出口デミスター84が、第1洗浄部出口デミスター82および第2洗浄部出口デミスター83よりもそれぞれ疎に形成されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、各デミスター81〜84は、同様の空間率または除去率で形成されていてもよい。後述する各実施の形態においても同様である。
In the above-described embodiment, the recovery unit outlet demister 81 and the third cleaning unit outlet demister 84 are formed more sparsely than the first cleaning unit outlet demister 82 and the second cleaning unit outlet demister 83, respectively. An example was explained. However, the present invention is not limited to this, and each demister 81 to 84 may be formed with the same porosity or removal rate. The same applies to each embodiment described later.
また、上述した本実施の形態においては、第1洗浄部21の第1噴射器21eが、圧力が高められた第1洗浄液11がスプレーノズル孔から噴射される、いわゆる1流体ノズルとして構成されている例について説明した。しかしながら、これに限られることはなく、第1洗浄液11を噴射することができれば、第1噴射器21eは、2流体ノズルとして構成されていてもよい。この場合、第1洗浄液11を噴射させることができれば、第1噴射器21eに供給される第1洗浄液11の圧力は、0.1MPaよりも低くてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the first injector 21e of the first cleaning unit 21 is configured as a so-called one fluid nozzle in which the first cleaning liquid 11 with increased pressure is ejected from the spray nozzle hole. I explained an example. However, the present invention is not limited to this, and the first injector 21e may be configured as a two-fluid nozzle as long as the first cleaning liquid 11 can be injected. In this case, if the first cleaning liquid 11 can be sprayed, the pressure of the first cleaning liquid 11 supplied to the first injector 21e may be lower than 0.1 MPa.
(第2の実施の形態)
次に、図3を用いて、本発明の第2の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
(Second embodiment)
Next, the carbon dioxide recovery system and the operation method of the carbon dioxide recovery system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図3に示す第2の実施の形態においては、第1洗浄液を加熱する第1加熱器が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図1および図2に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図3において、図1および図2に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
The second embodiment shown in FIG. 3 is mainly different in that a first heater for heating the first cleaning liquid is provided, and the other configurations are the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. It is almost the same as the form of. In FIG. 3, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施の形態では、図3に示すように、第1循環ライン50に、第1洗浄液11を加熱する第1加熱器52(第1加熱部)が設けられている。第1加熱器52は、第1洗浄液11の温度を、二酸化炭素回収部20aの上端部の温度より高く、かつ第2洗浄液12の温度より高くする。なお、図3に示す形態では、第1加熱器52は、第1循環ライン50において第1循環ポンプ51の下流側(第1噴射器21eの側)に設けられているが、このことに限られることはない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the first circulation line 50 is provided with a first heater 52 (first heating unit) for heating the first cleaning liquid 11. The first heater 52 raises the temperature of the first cleaning liquid 11 to be higher than the temperature of the upper end portion of the carbon dioxide recovery unit 20a and higher than the temperature of the second cleaning liquid 12. In the embodiment shown in FIG. 3, the first heater 52 is provided on the downstream side (the side of the first injector 21e) of the first circulation pump 51 in the first circulation line 50, but this is limited to this. It will never be done.
第1加熱器52において第1洗浄液11を加熱するための熱源は、再生塔30から排出されて熱交換器31を通過したリーン液5になっている。すなわち、本実施の形態では、熱交換器31を通過したリーン液5は、第1加熱器52に供給されて第1洗浄液11を加熱するようになっている。
The heat source for heating the first cleaning liquid 11 in the first heater 52 is the lean liquid 5 discharged from the regeneration tower 30 and passing through the heat exchanger 31. That is, in the present embodiment, the lean liquid 5 that has passed through the heat exchanger 31 is supplied to the first heater 52 to heat the first cleaning liquid 11.
上述したように、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンは、洗浄液と充填層等を用いた洗浄では回収されにくい。このため、本実施の形態では、第1洗浄部21の第1噴射器21eから噴射された第1洗浄液11のミストを、ミスト状アミンに衝突させて、ミスト状アミンを第1洗浄液11のミストに回収している。しかしながら、ミスト状アミンの粒径が小さくなると(例えば、0.5μm以下になると)、ミスト状アミンの回収効率が低下する。このため、ミスト状アミンの回収効率を高めるためには、ミスト状アミンの粒径を大きくすることが効果的である。
As described above, the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is difficult to recover by cleaning using a cleaning liquid and a packed bed or the like. Therefore, in the present embodiment, the mist of the first cleaning liquid 11 ejected from the first injector 21e of the first cleaning unit 21 is made to collide with the mist-like amine, and the mist-like amine is made into the mist of the first cleaning liquid 11. It is collected in. However, when the particle size of the mist-like amine becomes smaller (for example, when it becomes 0.5 μm or less), the recovery efficiency of the mist-like amine decreases. Therefore, in order to increase the recovery efficiency of the mist-like amine, it is effective to increase the particle size of the mist-like amine.
ミスト状アミンの粒径を大きくする方法としては、第2洗浄部22の温度を第1洗浄部21の温度よりも低くして、両者に温度差を拡大させることが考えられる。この場合、第2洗浄部22内を脱炭酸燃焼排ガス3が通過する際に冷却されて、脱炭酸燃焼排ガス3が含有する水蒸気が凝縮し、凝縮した水分がミスト状アミンに捕捉されてミスト状アミンの粒径を増大させることができる。
As a method of increasing the particle size of the mist-like amine, it is conceivable to lower the temperature of the second cleaning unit 22 to be lower than the temperature of the first cleaning unit 21 to widen the temperature difference between the two. In this case, when the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passes through the second cleaning unit 22, it is cooled, the water vapor contained in the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is condensed, and the condensed water is captured by the mist-like amine and becomes mist-like. The particle size of the amine can be increased.
第1洗浄部21の温度よりも第2洗浄部22の温度を低くする方法としては、2つ考えられる。一つ目は、第1洗浄部21を加熱する方法、二つ目は、第2洗浄部22を冷却する方法である。
There are two conceivable methods for lowering the temperature of the second cleaning unit 22 than the temperature of the first cleaning unit 21. The first is a method of heating the first cleaning unit 21, and the second is a method of cooling the second cleaning unit 22.
洗浄液中のアミン蒸気圧を低減することを目的として、洗浄液を冷却することがある。しかしながら、一般的な洗浄液の運用温度が30℃〜40℃程度であるのに対し、冷却された洗浄液の温度は20℃〜30℃程度に留まり、冷却によって得られる温度差は小さくなる。このことから、第2洗浄液12を冷却することによって第1洗浄部21と第2洗浄部22との温度差を拡大させることは困難となる。また、温度差を拡大するために第2洗浄液12を冷却能力の高いチラーなどを用いて冷却した場合には、洗浄液の温度をより一層下げることができるものの、冷却に要するエネルギーが急増してしまう。二酸化炭素回収システム1の大きな課題の一つが、二酸化炭素を回収するために要するエネルギーをいかに低減するかである。このため、脱炭酸燃焼排ガス3を冷却するためのエネルギーが増大することは好ましくない。
The cleaning solution may be cooled for the purpose of reducing the amine vapor pressure in the cleaning solution. However, while the operating temperature of a general cleaning liquid is about 30 ° C. to 40 ° C., the temperature of the cooled cleaning liquid remains at about 20 ° C. to 30 ° C., and the temperature difference obtained by cooling becomes small. For this reason, it is difficult to increase the temperature difference between the first cleaning unit 21 and the second cleaning unit 22 by cooling the second cleaning liquid 12. Further, when the second cleaning liquid 12 is cooled by using a chiller having a high cooling capacity in order to widen the temperature difference, the temperature of the cleaning liquid can be further lowered, but the energy required for cooling increases sharply. .. One of the major issues of the carbon dioxide recovery system 1 is how to reduce the energy required to recover carbon dioxide. Therefore, it is not preferable to increase the energy for cooling the decarboxylated combustion exhaust gas 3.
そこで、本実施の形態では、二酸化炭素回収システム1の外部(周辺設備)での廃熱を活用する。すなわち、通常では常温でまたは冷却されて使用される第1洗浄液11を廃熱で加熱することで第1洗浄液11の温度を高めて、第1洗浄液11と第2洗浄液12との温度差を拡大させている。これにより第1洗浄部21と第2洗浄部22との温度差を拡大させて、第2洗浄部22における凝縮水分量を増大させている。第1洗浄部21の温度は、二酸化炭素回収部20aの上端部での温度よりも5℃〜50℃高いことが好ましく、10℃〜30℃高いことがより一層好ましい。
Therefore, in the present embodiment, waste heat from the outside (peripheral equipment) of the carbon dioxide capture system 1 is utilized. That is, the temperature of the first cleaning liquid 11 is raised by heating the first cleaning liquid 11 which is normally used at room temperature or after being cooled with waste heat, and the temperature difference between the first cleaning liquid 11 and the second cleaning liquid 12 is widened. I'm letting you. As a result, the temperature difference between the first cleaning unit 21 and the second cleaning unit 22 is widened, and the amount of condensed water in the second cleaning unit 22 is increased. The temperature of the first cleaning unit 21 is preferably 5 ° C. to 50 ° C. higher than the temperature at the upper end of the carbon dioxide recovery unit 20a, and even more preferably 10 ° C. to 30 ° C.
また、凝縮によりミスト状アミンの粒径を大きくする他に、凝縮水分を積極的に発生させることで、洗浄液と充填層等を用いた洗浄方法が抱える以下の2つの課題を回旋することができる。まず、洗浄液と充填層等を用いた洗浄方法が抱える課題について説明する。
In addition to increasing the particle size of the mist-like amine by condensation, by actively generating condensed water, the following two problems of the cleaning method using a cleaning liquid and a packed bed can be solved. .. First, the problems of the cleaning method using the cleaning liquid and the packed bed will be described.
[1]充填層表面を流下する洗浄液は偏流しやすい。このことにより、充填層表面の全体が濡れなくなるため(ショートパス発生)、脱炭酸燃焼排ガス3が洗浄液と接触せずに、洗浄されることなく充填層をすり抜けるという課題がある。
[1] The cleaning liquid flowing down the surface of the packed bed tends to flow unevenly. As a result, the entire surface of the packed bed does not get wet (short pass occurs), so that there is a problem that the decarboxylated combustion exhaust gas 3 does not come into contact with the cleaning liquid and slips through the packed layer without being washed.
[2]充填層の表面を流下する洗浄液は、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴されるガス状アミンを吸収するが、その吸収速度は、気液接触界面における洗浄液のアミン濃度と、脱炭酸燃焼排ガス3のアミン濃度とに依存する。すなわち、気液接触界面における洗浄液のアミン濃度を常に低濃度に維持できれば、洗浄液がアミンを吸収する速度を高く維持することができる。しかしながら、気液接触界面における洗浄液のアミン濃度は、脱炭酸燃焼排ガス3中のアミンを吸収することによってすぐに上昇する。そして、洗浄液中のアミンの拡散速度が遅いため、気液接触界面で洗浄液に吸収されたアミンが洗浄液内へ拡散しにくい。このため、気液接触界面における洗浄液のアミン濃度は高濃度で維持され、アミン吸収速度の低下を招くという課題がある。
[2] The cleaning liquid flowing down the surface of the packed bed absorbs the gaseous amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3, and the absorption rate is the amine concentration of the cleaning liquid at the gas-liquid contact interface and the decarboxylated combustion exhaust gas. It depends on the amine concentration of 3. That is, if the amine concentration of the cleaning liquid at the gas-liquid contact interface can always be maintained at a low concentration, the rate at which the cleaning liquid absorbs amine can be maintained high. However, the amine concentration of the cleaning liquid at the gas-liquid contact interface increases immediately by absorbing the amine in the decarboxylated combustion exhaust gas 3. Since the diffusion rate of amines in the cleaning liquid is slow, the amines absorbed in the cleaning liquid at the gas-liquid contact interface are difficult to diffuse into the cleaning liquid. Therefore, there is a problem that the amine concentration of the cleaning liquid at the gas-liquid contact interface is maintained at a high concentration, which causes a decrease in the amine absorption rate.
本実施の形態では、上述したように、凝縮水分を積極的に活用させることで、上述した2つの改題が解決される。
In the present embodiment, as described above, the above-mentioned two title changes are solved by positively utilizing the condensed water.
[1]凝縮は、充填層の空隙を流れる脱炭酸燃焼排ガス3から発生する。脱炭酸燃焼排ガス3は、充填層を均一に流れる。このため、凝縮された水分によって充填層の表面を均一に濡らすことができ、脱炭酸燃焼排ガス3が洗浄されることなく充填層をすり抜けることを抑制できる。
[1] Condensation is generated from the decarboxylated combustion exhaust gas 3 flowing through the voids of the packed bed. The decarboxylated combustion exhaust gas 3 flows uniformly through the packed bed. Therefore, the surface of the packed bed can be uniformly wetted by the condensed water, and the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be prevented from slipping through the packed bed without being washed.
[2]凝縮水分量を増大させることにより、凝縮された水分が洗浄液に捕捉される。このことにより、凝縮が発生している間、洗浄液の気液接触界面が、凝縮された水分によって置き換わる。このため、気液接触界面における洗浄液のアミン濃度を低濃度に維持することができ、アミン吸収速度の低下を抑制することができる。
[2] By increasing the amount of condensed water, the condensed water is captured by the cleaning liquid. This replaces the gas-liquid contact interface of the cleaning liquid with the condensed moisture while the condensation is occurring. Therefore, the amine concentration of the cleaning liquid at the gas-liquid contact interface can be maintained at a low concentration, and the decrease in the amine absorption rate can be suppressed.
このようにして、上述した2つの課題を解決することができ、脱炭酸燃焼排ガス3からのアミンの吸収速度を高めてアミンを効果的に捕捉し、アミンの回収量が低下することを抑制できる。
In this way, the above-mentioned two problems can be solved, the absorption rate of amine from the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be increased, the amine can be effectively captured, and the decrease in the amount of amine recovered can be suppressed. ..
図3に示す本実施の形態では、第1洗浄部21では、第1加熱器52で加熱された第1洗浄液11のミストが第1噴射器21eから噴射されて、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンが回収される。第1洗浄部21で回収しきれなかったミスト状アミンは、第1洗浄液11で加熱され、第2洗浄部22の第2回収部22aに供給されてから冷却される。このことにより、第2回収部22aにおいて、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴する水蒸気から多くの水分が凝縮し、多くの水分がミスト状アミンに捕捉される。このため、ミスト状アミンの粒径が増大し、ミスト状アミンが、第2回収部22aの上方に設けられた第2洗浄部出口デミスター83で捕捉されやすくなる。また、第2回収部22aでは、上述した[1]、[2]の課題が解決されるため、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するガス状アミンも効果的に回収することができる。
In the present embodiment shown in FIG. 3, in the first cleaning unit 21, the mist of the first cleaning liquid 11 heated by the first heater 52 is injected from the first injector 21e and accompanies the decarboxylated combustion exhaust gas 3. Mist-like amine is recovered. The mist-like amine that could not be completely recovered by the first cleaning unit 21 is heated by the first cleaning liquid 11, supplied to the second recovery unit 22a of the second cleaning unit 22, and then cooled. As a result, in the second recovery unit 22a, a large amount of water is condensed from the water vapor accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3, and a large amount of water is captured by the mist-like amine. Therefore, the particle size of the mist-like amine increases, and the mist-like amine is easily captured by the second cleaning unit outlet demister 83 provided above the second recovery unit 22a. Further, in the second recovery unit 22a, since the above-mentioned problems [1] and [2] are solved, the gaseous amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be effectively recovered.
このように本実施の形態によれば、脱炭酸燃焼排ガス3が第1洗浄部21において加熱されるため、第1洗浄部21と第2洗浄部22との温度差を拡大することができる。このことにより、第2洗浄部22において脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンの粒径を増大させることができ、第2洗浄部出口デミスター83によって、ミスト状アミンを効率良く捕捉することができる。とりわけ、本実施の形態では、加熱された第1洗浄液11が噴射されるため、第1回収空間21dを通過する脱炭酸燃焼排ガス3の加熱を均等化させることができる。このため、第1回収空間21dから排出される脱炭酸燃焼排ガス3の温度を均等に上昇させることができ、第2洗浄部22における水分の凝縮を促進させることができる。この結果、脱炭酸燃焼排ガス3の洗浄効率を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is heated in the first cleaning unit 21, the temperature difference between the first cleaning unit 21 and the second cleaning unit 22 can be widened. As a result, the particle size of the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be increased in the second cleaning unit 22, and the mist-like amine can be efficiently captured by the second cleaning unit outlet demister 83. can. In particular, in the present embodiment, since the heated first cleaning liquid 11 is sprayed, it is possible to equalize the heating of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passing through the first recovery space 21d. Therefore, the temperature of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the first recovery space 21d can be uniformly raised, and the condensation of water in the second cleaning unit 22 can be promoted. As a result, the cleaning efficiency of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be improved.
また、本実施の形態によれば、第1加熱器52の熱源は、再生塔30から排出されて熱交換器31を通過したリーン液5になっている。このことにより、第1洗浄液11の温度を、二酸化炭素回収部20aの上端部の温度より高く、かつ第2洗浄液12の温度より高くすることができる。このため、第1洗浄部21と第2洗浄部22との温度差を拡大させることができる。また、このような温度差を拡大させるための熱源に、熱交換器31を通過したリーン液5を使用しているため、廃熱を有効利用することができる。
Further, according to the present embodiment, the heat source of the first heater 52 is the lean liquid 5 discharged from the regeneration tower 30 and passing through the heat exchanger 31. As a result, the temperature of the first cleaning liquid 11 can be made higher than the temperature of the upper end portion of the carbon dioxide recovery unit 20a and higher than the temperature of the second cleaning liquid 12. Therefore, the temperature difference between the first cleaning unit 21 and the second cleaning unit 22 can be increased. Further, since the lean liquid 5 that has passed through the heat exchanger 31 is used as the heat source for expanding such a temperature difference, waste heat can be effectively used.
なお、上述した本実施の形態においては、第1加熱器52の熱源が、再生塔30から排出された熱交換器31を通過したリーン液5になっている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第1加熱器52の熱源は、第1洗浄液11の温度を第2洗浄液12の温度より高くすることができれば、任意である。例えば、リボイラー33から排出された加熱媒体6であってもよく、あるいは、吸収塔20に供給される燃焼排ガス2であってもよい。いずれにおいても、廃熱を有効利用して第1洗浄液11を加熱することができる。このうち燃焼排ガス2は、通常、火力発電所のボイラーから脱硝装置、脱塵装置、脱硫装置などを通過した後に二酸化炭素回収システム1の吸収塔20に供給されて脱炭酸処理される。吸収塔20に供給される前の燃焼排ガス2の温度は、50℃〜90℃程度の熱を有しているため、この廃熱を有効利用することができる。更には、第1加熱器52の熱源は、電気ヒータであってもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the heat source of the first heater 52 is the lean liquid 5 that has passed through the heat exchanger 31 discharged from the regeneration tower 30 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the heat source of the first heater 52 is arbitrary as long as the temperature of the first cleaning liquid 11 can be made higher than the temperature of the second cleaning liquid 12. For example, it may be the heating medium 6 discharged from the reboiler 33, or the combustion exhaust gas 2 supplied to the absorption tower 20. In either case, the first cleaning liquid 11 can be heated by effectively utilizing the waste heat. Of these, the combustion exhaust gas 2 is usually supplied from the boiler of a thermal power plant to the absorption tower 20 of the carbon dioxide recovery system 1 after passing through a denitration device, a dust removal device, a desulfurization device, and the like, and is decarboxylated. Since the temperature of the combustion exhaust gas 2 before being supplied to the absorption tower 20 has heat of about 50 ° C. to 90 ° C., this waste heat can be effectively used. Further, the heat source of the first heater 52 may be an electric heater.
(第3の実施の形態)
次に、図4を用いて、本発明の第3の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
(Third embodiment)
Next, the carbon dioxide recovery system and the operation method of the carbon dioxide recovery system according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図4に示す第3の実施の形態においては、第1加熱器により加熱された第1洗浄液を更に加熱する第2加熱器が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図3に示す第2の実施の形態と略同一である。なお、図4において、図3に示す第2の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
The third embodiment shown in FIG. 4 is mainly different in that a second heater for further heating the first cleaning liquid heated by the first heater is provided, and the other configurations are shown in FIG. It is substantially the same as the second embodiment shown in. In FIG. 4, the same parts as those of the second embodiment shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施の形態では、図4に示すように、第1循環ライン50に、第1加熱器52により加熱された第1洗浄液11を更に加熱する第2加熱器53(第2加熱部)が設けられている。図4に示す形態では、第2加熱器53は、第1循環ライン50において第1加熱器52の下流側(第1噴射器21eの側)に設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a second heater 53 (second heating unit) for further heating the first cleaning liquid 11 heated by the first heater 52 is provided on the first circulation line 50. Has been done. In the embodiment shown in FIG. 4, the second heater 53 is provided on the downstream side (the side of the first injector 21e) of the first heater 52 in the first circulation line 50.
第2加熱器53において第1洗浄液11を加熱するための熱源は、第1加熱器52の熱源とは異なっており、リボイラー33から排出された加熱媒体6になっている。すなわち、本実施の形態では、リボイラー33から排出された加熱媒体6は、第2加熱器53に供給されて、第1加熱器52において加熱された第1洗浄液11を更に加熱するようになっている。リボイラー33を通過した加熱媒体6の温度は、熱交換器31から排出されたリーン液5の温度よりも高いため、この加熱媒体6によって、第1加熱器52で加熱された第1洗浄液11を更に加熱することができる。このため、第1洗浄液11の温度をより一層高くすることができる。
The heat source for heating the first cleaning liquid 11 in the second heater 53 is different from the heat source of the first heater 52, and is the heating medium 6 discharged from the reboiler 33. That is, in the present embodiment, the heating medium 6 discharged from the reboiler 33 is supplied to the second heater 53 to further heat the first cleaning liquid 11 heated in the first heater 52. There is. Since the temperature of the heating medium 6 that has passed through the reboiler 33 is higher than the temperature of the lean liquid 5 discharged from the heat exchanger 31, the heating medium 6 causes the first cleaning liquid 11 heated by the first heater 52 to be heated. It can be further heated. Therefore, the temperature of the first cleaning liquid 11 can be further increased.
このように本実施の形態によれば、第2加熱器53が、第1加熱器52により加熱された第1洗浄液11を更に加熱する。このことにより、第1洗浄液11の温度をより一層高くすることができ、第1洗浄部21と第2洗浄部22との温度差をより一層拡大させることができる。このため、第2洗浄部22において脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンの粒径をより一層増大させることができ、第2洗浄部出口デミスター83によって、ミスト状アミンをより一層効率良く捕捉することができる。この結果、脱炭酸燃焼排ガス3の洗浄効率をより一層向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the second heater 53 further heats the first cleaning liquid 11 heated by the first heater 52. As a result, the temperature of the first cleaning liquid 11 can be further increased, and the temperature difference between the first cleaning unit 21 and the second cleaning unit 22 can be further increased. Therefore, the particle size of the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be further increased in the second cleaning unit 22, and the mist-like amine can be captured more efficiently by the second cleaning unit outlet demister 83. can do. As a result, the cleaning efficiency of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be further improved.
また、本実施の形態によれば、第2加熱器53の熱源は、リボイラー33から排出された加熱媒体6になっている。このことにより、廃熱を有効利用して、第1洗浄部21と第2洗浄部22との温度差を拡大させることができる。
Further, according to the present embodiment, the heat source of the second heater 53 is the heating medium 6 discharged from the reboiler 33. As a result, the temperature difference between the first cleaning unit 21 and the second cleaning unit 22 can be increased by effectively utilizing the waste heat.
なお、上述した本実施の形態においては、第2加熱器53の熱源が、リボイラー33から排出された加熱媒体6になっている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第2加熱器53の熱源は、第1洗浄液11を更に加熱することができれば、任意である。例えば、吸収塔20に供給される燃焼排ガス2であってもよい。更には、第2加熱器53の熱源は、電気ヒータであってもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the heat source of the second heater 53 is the heating medium 6 discharged from the reboiler 33 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the heat source of the second heater 53 is arbitrary as long as the first cleaning liquid 11 can be further heated. For example, it may be the combustion exhaust gas 2 supplied to the absorption tower 20. Further, the heat source of the second heater 53 may be an electric heater.
(第4の実施の形態)
次に、図5を用いて、本発明の第4の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
(Fourth Embodiment)
Next, the carbon dioxide recovery system and the operation method of the carbon dioxide recovery system according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図5に示す第4の実施の形態においては、第2洗浄液の一部を第1洗浄液に混入させる第1バイパスラインが設けられるとともに、第3洗浄液の一部を第2洗浄液に混入させる第2バイパスラインが設けられている点が主に異なり、他の構成は、図3に示す第2の実施の形態と略同一である。なお、図5において、図3に示す第2の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
In the fourth embodiment shown in FIG. 5, a first bypass line for mixing a part of the second cleaning liquid with the first cleaning liquid is provided, and a second bypass line for mixing a part of the third cleaning liquid with the second cleaning liquid is provided. The main difference is that the bypass line is provided, and the other configurations are substantially the same as those of the second embodiment shown in FIG. In FIG. 5, the same parts as those of the second embodiment shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施の形態では、図5に示すように、第2洗浄液12の一部を第1洗浄液11に混入させる第1バイパスライン61が設けられている。図5では、第1バイパスライン61の上流端部(第2洗浄部22の側の端部)は、第2洗浄部22の第2受け部22cに連結されている例が示されている。このことにより、第2受け部22cに貯留されている第2洗浄液12の一部が、第1バイパスライン61に流入するようになっている。第1バイパスライン61の下流端部(第1洗浄部21の側の端部)は、第1洗浄部21の第1受け部21cの上方近傍に配置されている例が示されている。このことにより、第1バイパスライン61を通過した第2洗浄液12が、第1受け部21cに供給されるようになっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a first bypass line 61 for mixing a part of the second cleaning liquid 12 into the first cleaning liquid 11 is provided. FIG. 5 shows an example in which the upstream end portion (the end portion on the side of the second cleaning portion 22) of the first bypass line 61 is connected to the second receiving portion 22c of the second cleaning portion 22. As a result, a part of the second cleaning liquid 12 stored in the second receiving portion 22c flows into the first bypass line 61. An example is shown in which the downstream end portion (the end portion on the side of the first cleaning portion 21) of the first bypass line 61 is arranged in the upper vicinity of the first receiving portion 21c of the first cleaning portion 21. As a result, the second cleaning liquid 12 that has passed through the first bypass line 61 is supplied to the first receiving portion 21c.
第1バイパスライン61には、第1バイパス弁63が設けられていてもよい。例えば、第1バイパス弁63は、第2受け部22cに貯留されている第2洗浄液12の液面レベルに基づいて制御されるようにしてもよい。この場合、第2受け部22cに液面レベル計(図示せず)が設けられ、第2受け部22cに貯留されている第2洗浄液12の液面レベルが、所定の基準レベルより高い場合には、第1バイパス弁63の開度を大きくし、所定の基準レベルより低い場合には第1バイパス弁63の開度を小さくしてもよい。また、第2洗浄液12の液面レベルに応じて、第1バイパス弁63の開度を調整してもよい。
The first bypass line 61 may be provided with a first bypass valve 63. For example, the first bypass valve 63 may be controlled based on the liquid level of the second cleaning liquid 12 stored in the second receiving portion 22c. In this case, when the liquid level meter (not shown) is provided in the second receiving portion 22c and the liquid level of the second cleaning liquid 12 stored in the second receiving portion 22c is higher than a predetermined reference level. May increase the opening degree of the first bypass valve 63 and decrease the opening degree of the first bypass valve 63 when it is lower than a predetermined reference level. Further, the opening degree of the first bypass valve 63 may be adjusted according to the liquid level of the second cleaning liquid 12.
また、本実施の形態では、図5に示すように、第3洗浄液13の一部を第2洗浄液12に混入させる第2バイパスライン62が設けられている。図5では、第2バイパスライン62の上流端部(第3洗浄部23の側の端部)は、第3洗浄部23の第3受け部23cに連結されている例が示されている。このことにより、第3受け部23cに貯留されている第3洗浄液13の一部が、第2バイパスライン62に流入するようになっている。第2バイパスライン62の下流端部(第2洗浄部22の側の端部)は、第2洗浄部22の第2受け部22cの上方近傍に配置されている例が示されている。このことにより、第2バイパスライン62を通過した第3洗浄液13が、第2受け部22cに供給されるようになっている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, a second bypass line 62 for mixing a part of the third cleaning liquid 13 into the second cleaning liquid 12 is provided. FIG. 5 shows an example in which the upstream end portion of the second bypass line 62 (the end portion on the side of the third cleaning portion 23) is connected to the third receiving portion 23c of the third cleaning portion 23. As a result, a part of the third cleaning liquid 13 stored in the third receiving portion 23c flows into the second bypass line 62. An example is shown in which the downstream end portion of the second bypass line 62 (the end portion on the side of the second cleaning portion 22) is arranged in the upper vicinity of the second receiving portion 22c of the second cleaning portion 22. As a result, the third cleaning liquid 13 that has passed through the second bypass line 62 is supplied to the second receiving portion 22c.
第2バイパスライン62には、第2バイパス弁64が設けられていてもよい。例えば、第2バイパス弁64は、第3受け部23cに貯留されている第3洗浄液13の液面レベルに基づいて制御されるようにしてもよい。この場合、第3受け部23cに液面レベル計(図示せず)が設けられ、第3受け部23cに貯留されている第3洗浄液13の液面レベルが、所定の基準レベルより高い場合には、第2バイパス弁64の開度を大きくし、所定の基準レベルより低い場合には第2バイパス弁64の開度を小さくしてもよい。また、第3洗浄液13の液面レベルに応じて、第2バイパス弁64の開度を調整してもよい。
The second bypass line 62 may be provided with a second bypass valve 64. For example, the second bypass valve 64 may be controlled based on the liquid level of the third cleaning liquid 13 stored in the third receiving portion 23c. In this case, when the liquid level meter (not shown) is provided in the third receiving portion 23c and the liquid level of the third cleaning liquid 13 stored in the third receiving portion 23c is higher than a predetermined reference level. May increase the opening degree of the second bypass valve 64 and decrease the opening degree of the second bypass valve 64 when it is lower than a predetermined reference level. Further, the opening degree of the second bypass valve 64 may be adjusted according to the liquid level of the third cleaning liquid 13.
このように本実施の形態によれば、第1バイパスライン61によって、第1洗浄液11よりもアミン濃度が低い第2洗浄液12の一部を第1洗浄液11に混入させることができる。このことにより、第1洗浄液11のアミン濃度を低減することができ、第1洗浄部21において、アミン回収性能が低下することを防止できる。また、第2洗浄液12は、第1洗浄液11として再利用できるため廃棄することを不要にでき、第1洗浄液11に新しい洗浄液を補給する頻度を減らすことができる。
As described above, according to the present embodiment, a part of the second cleaning liquid 12 having an amine concentration lower than that of the first cleaning liquid 11 can be mixed with the first cleaning liquid 11 by the first bypass line 61. As a result, the amine concentration of the first cleaning liquid 11 can be reduced, and the amine recovery performance of the first cleaning unit 21 can be prevented from deteriorating. Further, since the second cleaning liquid 12 can be reused as the first cleaning liquid 11, it is not necessary to dispose of the second cleaning liquid 12, and the frequency of replenishing the first cleaning liquid 11 with new cleaning liquid can be reduced.
また、本実施の形態によれば、第2バイパスライン62によって、第2洗浄液12よりもアミン濃度が低い第3洗浄液13の一部を第2洗浄液12に混入させることができる。このことにより、第2洗浄液12のアミン濃度を低減することができ、第2洗浄部22において、アミン回収性能が低下することを防止できる。また、第3洗浄液13は、第2洗浄液12として再利用できるため廃棄することを不要にでき、第2洗浄液12に新しい洗浄液を補給する頻度を減らすことができる。
Further, according to the present embodiment, a part of the third cleaning liquid 13 having a lower amine concentration than the second cleaning liquid 12 can be mixed with the second cleaning liquid 12 by the second bypass line 62. As a result, the amine concentration of the second cleaning liquid 12 can be reduced, and the amine recovery performance of the second cleaning unit 22 can be prevented from deteriorating. Further, since the third cleaning liquid 13 can be reused as the second cleaning liquid 12, it is not necessary to dispose of the third cleaning liquid 13, and the frequency of replenishing the second cleaning liquid 12 with new cleaning liquid can be reduced.
なお、上述した本実施の形態においては、図5に示すように、第1循環ライン50に第1加熱器52が設けられている例が示されている。しかしながら、このことに限られることはなく、第1加熱器52は設けられていなくてもよい。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 5, an example in which the first heater 52 is provided in the first circulation line 50 is shown. However, the present invention is not limited to this, and the first heater 52 may not be provided.
また、上述した本実施の形態においては、図5に示すように、第3洗浄液13の一部を第2洗浄液12に混入させる第2バイパスライン62が設けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、このような第2バイパスライン62は設けられていなくてもよい。
Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 5, an example in which a second bypass line 62 for mixing a part of the third cleaning liquid 13 into the second cleaning liquid 12 is provided has been described. However, the present invention is not limited to this, and such a second bypass line 62 may not be provided.
(第5の実施の形態)
次に、図6を用いて、本発明の第5の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
(Fifth Embodiment)
Next, the carbon dioxide recovery system and the operation method of the carbon dioxide recovery system according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図6に示す第5の実施の形態においては、第1洗浄液が第1回収部の表面を流下しながら脱炭酸燃焼排ガスを洗浄し、第2洗浄液が回収空間をミストの状態で落下しながら脱炭酸燃焼排ガスを洗浄する点が主に異なり、他の構成は、図1および図2に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図6において、図1および図2に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
In the fifth embodiment shown in FIG. 6, the first cleaning liquid cleans the decarboxylated combustion exhaust gas while flowing down the surface of the first recovery unit, and the second cleaning liquid drops the recovery space in a mist state to remove the exhaust gas. The main difference is that the carbonic acid combustion exhaust gas is cleaned, and the other configurations are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. In FIG. 6, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施の形態では、図6に示すように、概略的には、図1に示す第1洗浄部21が、図1に示す第2洗浄部22の上方に設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, generally, the first cleaning unit 21 shown in FIG. 1 is provided above the second cleaning unit 22 shown in FIG. 1.
より具体的には、第1洗浄部21は、第1回収部21a(充填層等)と、第1回収部21aの上方に設けられた第1洗浄液分散器21bと、を有している。すなわち、第1回収空間21dの代わりに第1回収部21aが設けられ、第1噴射器21eの代わりに第1洗浄液分散器21bが設けられている。第1回収部21aは、第2回収部22aや第3回収部23aと同様に向流型気液接触装置として構成されている。すなわち、第1回収部21aは、一例として充填層等からなり、充填された充填物や粒子等の気液接触面積を増やすための内部構造物の表面に第1洗浄液11を流下させながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触させて脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するアミン(主としてガス状アミン)を回収し、脱炭酸燃焼排ガス3からアミンを除去する。第1洗浄液分散器21bは、第2洗浄液分散器22bや第3洗浄液分散器23bと同様に、第1洗浄液11を第1回収部21aに向けて分散させて落下させ、第1回収部21aの内部にある構造物の表面を流下するように第1洗浄液11を供給する。第1洗浄液分散器21bは、重力の作用によって非強制的に第1洗浄液11を第1回収部21aに自由落下させる。第1回収部21aで内部構造物の表面を流下した第1洗浄液11は第1受け部21cで受け取られて貯留される。
More specifically, the first cleaning unit 21 has a first recovery unit 21a (packed bed or the like) and a first cleaning liquid disperser 21b provided above the first recovery unit 21a. That is, the first recovery unit 21a is provided in place of the first recovery space 21d, and the first cleaning liquid disperser 21b is provided in place of the first injector 21e. The first recovery unit 21a is configured as a countercurrent gas-liquid contact device like the second recovery unit 22a and the third recovery unit 23a. That is, the first recovery unit 21a is composed of a packing layer or the like as an example, and decarboxylates while flowing the first cleaning liquid 11 onto the surface of an internal structure for increasing the gas-liquid contact area of the filled filling or particles. The amine (mainly gaseous amine) accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is recovered by contacting the combustion exhaust gas 3 with gas and liquid, and the amine is removed from the decarboxylated combustion exhaust gas 3. Similar to the second cleaning liquid disperser 22b and the third cleaning liquid disperser 23b, the first cleaning liquid disperser 21b disperses and drops the first cleaning liquid 11 toward the first recovery unit 21a, and drops the first cleaning liquid disperser 21a. The first cleaning liquid 11 is supplied so as to flow down the surface of the internal structure. The first cleaning liquid disperser 21b free-falls the first cleaning liquid 11 onto the first recovery unit 21a by the action of gravity. The first cleaning liquid 11 that has flowed down the surface of the internal structure in the first recovery unit 21a is received and stored in the first receiving unit 21c.
第2洗浄部22は、第2回収空間22dと、第2回収空間22dの上方に設けられた第2噴射器22eと、を有している、
The second cleaning unit 22 has a second recovery space 22d and a second injector 22e provided above the second recovery space 22d.
第2回収空間22dは、第1回収空間21dと同様に、第2噴射器22eから噴射された第2洗浄液12がミストの状態で自由落下(すなわち、空間内の構造物等の表面に接触することがないまま落下)しながら、第2受け部22cを通過して上昇する脱炭酸燃焼排ガス3とが気液接触する空間であって、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するアミン(主として、ミスト状アミン)を回収する空間である。第2回収空間22dは、第2噴射器22eから第2受け部22cにわたって形成されている。第2回収空間22dは、上述した第1洗浄部21の第1回収空間21dと同様に構成されているため、ここでは詳細な説明は省略する。第2噴射器22eは、上述した第1洗浄部21の第1噴射器21eと同様に構成されているため、ここでは詳細な説明は省略する。
In the second recovery space 22d, similarly to the first recovery space 21d, the second cleaning liquid 12 ejected from the second injector 22e freely drops in a mist state (that is, comes into contact with the surface of a structure or the like in the space). It is a space in which the decarboxylated combustion exhaust gas 3 that rises through the second receiving portion 22c and rises in gas-liquid contact while falling without any trouble), and is an amine (mainly mist-like) accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3. It is a space to collect amine). The second recovery space 22d is formed from the second injector 22e to the second receiving portion 22c. Since the second recovery space 22d is configured in the same manner as the first recovery space 21d of the first cleaning unit 21 described above, detailed description thereof will be omitted here. Since the second injector 22e is configured in the same manner as the first injector 21e of the first cleaning unit 21 described above, detailed description thereof will be omitted here.
回収部出口デミスター81を通過した脱炭酸燃焼排ガス3は、第1洗浄部21の第1受け部21cを通過して、第1洗浄部21の第1回収部21aに達する。
The decarboxylated combustion exhaust gas 3 that has passed through the recovery unit outlet demister 81 passes through the first receiving unit 21c of the first cleaning unit 21 and reaches the first recovery unit 21a of the first cleaning unit 21.
一方、第1受け部21cに貯留された第1洗浄液11は、第1循環ポンプ51によって第1受け部21cから抜き出され、第1循環ライン50を通って第1洗浄液分散器21bに供給される。本実施の形態では、第1循環ライン50には、後述する加熱器52、53や冷却器などは設けられていないことから、第1循環ライン50を通過する第1洗浄液11は、積極的に加熱も冷却もされていない。
On the other hand, the first cleaning liquid 11 stored in the first receiving portion 21c is extracted from the first receiving portion 21c by the first circulation pump 51 and supplied to the first cleaning liquid disperser 21b through the first circulation line 50. To. In the present embodiment, since the first circulation line 50 is not provided with the heaters 52, 53 and the cooler described later, the first cleaning liquid 11 passing through the first circulation line 50 is positively used. It is neither heated nor cooled.
第1回収部21aにおいて、第1洗浄液11が第1回収部21aの表面を流下しながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触し、脱炭酸燃焼排ガス3が洗浄される。このことにより、主として、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するガス状アミンが第1洗浄液11に回収される。第1回収部21aにおいて脱炭酸燃焼排ガス3を洗浄した第1洗浄液11は、第1回収部21aから落下して第1受け部21cに受け取られて貯留される。
In the first recovery unit 21a, the first cleaning liquid 11 flows down the surface of the first recovery unit 21a and comes into gas-liquid contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3, and the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is cleaned. As a result, the gaseous amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is mainly recovered in the first cleaning liquid 11. The first cleaning liquid 11 that has washed the decarboxylated combustion exhaust gas 3 in the first recovery unit 21a falls from the first recovery unit 21a, is received by the first receiving unit 21c, and is stored.
第1洗浄液11で洗浄された脱炭酸燃焼排ガス3は、第1回収部21aから排出されて、吸収塔容器20c内を更に上昇し、第1洗浄部出口デミスター82を通過する。
The decarboxylated combustion exhaust gas 3 washed with the first cleaning liquid 11 is discharged from the first recovery unit 21a, further rises in the absorption tower container 20c, and passes through the first cleaning unit outlet demister 82.
第1洗浄部出口デミスター82では、主として、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンおよび第1洗浄液11のミストが捕捉される。第1洗浄部出口デミスター82を通過した脱炭酸燃焼排ガス3は、第2洗浄部22の第2受け部22cを通過して第2回収部22aに達する。
The first cleaning unit outlet demister 82 mainly captures the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 and the mist of the first cleaning liquid 11. The decarboxylated combustion exhaust gas 3 that has passed through the first cleaning unit outlet demister 82 passes through the second receiving unit 22c of the second cleaning unit 22 and reaches the second recovery unit 22a.
一方、第2受け部22cに貯留された第2洗浄液12は、第2循環ポンプ55によって第2受け部22cから抜き出され、第2循環ライン54を通って第2洗浄液分散器22bに供給される。この間、第2洗浄液12は、第2洗浄液冷却器56によって冷却され、第2洗浄液12の温度が、第1洗浄液11の温度よりも低くなる。
On the other hand, the second cleaning liquid 12 stored in the second receiving portion 22c is extracted from the second receiving portion 22c by the second circulation pump 55 and supplied to the second cleaning liquid disperser 22b through the second circulation line 54. To. During this time, the second cleaning liquid 12 is cooled by the second cleaning liquid cooler 56, and the temperature of the second cleaning liquid 12 becomes lower than the temperature of the first cleaning liquid 11.
第2洗浄液12は、第2噴射器22eのスプレーノズル孔から噴射されて第2回収空間22d内を落下し、第2受け部22cに直接的に達する。この間、第2洗浄液12はミストの状態で落下しながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触し、脱炭酸燃焼排ガス3が第2洗浄液12で洗浄される。このことにより、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンが第2洗浄液12に回収される。第2受け部22cに達した第2洗浄液12は、第2受け部22cに受け取られて貯留される。
The second cleaning liquid 12 is sprayed from the spray nozzle hole of the second injector 22e, falls in the second recovery space 22d, and reaches the second receiving portion 22c directly. During this time, the second cleaning liquid 12 comes into gas-liquid contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3 while falling in a mist state, and the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is washed with the second cleaning liquid 12. As a result, the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is recovered in the second cleaning liquid 12. The second cleaning liquid 12 that has reached the second receiving portion 22c is received and stored in the second receiving portion 22c.
第2回収空間22d内では、冷却された第2洗浄液12が第2噴射器22eから噴射されているため、第2回収空間22dの温度は第1回収部21aの温度よりも低くなる。このため、脱炭酸燃焼排ガス3は、第2洗浄液12によって冷却され、脱炭酸燃焼排ガス3の温度は低下する。脱炭酸燃焼排ガス3の温度の低下により、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴していた水蒸気が凝縮して、凝縮した水分が、第2洗浄液12に捕捉される。このことにより、ミスト状アミンの粒径が増大し、ミスト状アミンが、第2回収空間22dの上方に設けられた第2洗浄部出口デミスター83で捕捉される。また、第2回収空間22dでは、冷却された第2洗浄液12が噴射されていることにより、第2回収空間22dを通過する脱炭酸燃焼排ガス3の冷却を均等化させることができる。このため、ミスト状アミンへの凝縮を促進させることができ、ミスト状アミンの粒径の増大を均等化させることができる。さらに、粒径が増大したミスト状アミンを、第2回収空間22dにおいて第2噴射器22eから噴射された第2洗浄液12によって落とすことができるため、回収効率を向上させることができる。
In the second recovery space 22d, the cooled second cleaning liquid 12 is sprayed from the second injector 22e, so that the temperature of the second recovery space 22d is lower than the temperature of the first recovery unit 21a. Therefore, the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is cooled by the second cleaning liquid 12, and the temperature of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is lowered. Due to the decrease in temperature of the decarboxylated combustion exhaust gas 3, the water vapor accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 is condensed, and the condensed water is captured by the second cleaning liquid 12. As a result, the particle size of the mist-like amine increases, and the mist-like amine is captured by the second cleaning unit outlet demister 83 provided above the second recovery space 22d. Further, in the second recovery space 22d, the cooled second cleaning liquid 12 is injected, so that the cooling of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passing through the second recovery space 22d can be equalized. Therefore, the condensation to the mist-like amine can be promoted, and the increase in the particle size of the mist-like amine can be equalized. Further, since the mist-like amine having an increased particle size can be removed by the second cleaning liquid 12 ejected from the second injector 22e in the second recovery space 22d, the recovery efficiency can be improved.
このように本実施の形態によれば、第2洗浄部22が、第2回収空間22dと第2噴射器22eとを有している。このことにより、第2洗浄液12をミスト化することができ、第2洗浄液12のミストが、第1洗浄部21から排出された脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンに物理的に衝突することができる。このため、第2洗浄液12にミスト状アミンを効率良く回収することができ、脱炭酸燃焼排ガス3の洗浄効率を向上させることができる。とりわけ、第2洗浄液12は、第2洗浄液冷却器56によって冷却されているため、脱炭酸燃焼排ガス3の冷却を均等化させることができる。このため、脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンへの凝縮を均等に促進させることができ、ミスト状アミンの粒径の増大を均等化させることができる。この場合、第2洗浄部出口デミスター83において、効率良くミスト状アミンを捕捉することができ、アミンの大気中への放出量を低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, the second cleaning unit 22 has the second recovery space 22d and the second injector 22e. As a result, the second cleaning liquid 12 can be turned into mist, and the mist of the second cleaning liquid 12 physically collides with the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the first cleaning unit 21. be able to. Therefore, the mist-like amine can be efficiently recovered in the second cleaning liquid 12, and the cleaning efficiency of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be improved. In particular, since the second cleaning liquid 12 is cooled by the second cleaning liquid cooler 56, the cooling of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be equalized. Therefore, the condensation on the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be uniformly promoted, and the increase in the particle size of the mist-like amine can be equalized. In this case, the mist-like amine can be efficiently captured by the second cleaning unit outlet demister 83, and the amount of the amine released into the atmosphere can be reduced.
(第6の実施の形態)
次に、図7〜図9を用いて、本発明の第6の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
(Sixth Embodiment)
Next, the carbon dioxide recovery system and the operation method of the carbon dioxide recovery system according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 9.
図7〜図9に示す第6の実施の形態においては、第1洗浄部出口デミスターが設けられていない点が主に異なり、他の構成は、図1および図2に示す第1の実施の形態と略同一である。なお、図7〜図9において、図1および図2に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
The sixth embodiment shown in FIGS. 7 to 9 is mainly different in that the first cleaning unit outlet demister is not provided, and the other configurations are the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. It is almost the same as the form. In FIGS. 7 to 9, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施の形態では、図7に示すように、第1洗浄部21は、表面に第1洗浄液11を流下させながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触させてアミンを回収する第1回収部21a(充填層等)と、第1回収部21aに向けて第1洗浄液11を分散させて落下させる第1洗浄液分散器21bと、を有している。すなわち、第1回収空間21dの代わりに第1回収部21aが設けられ、第1噴射器21eの代わりに第1洗浄液分散器21bが設けられている。第1洗浄部21は、図6に示す第5の実施の形態と同様の構成を有しているため、ここでは詳細な説明は省略する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the first cleaning unit 21 recovers the amine by causing gas-liquid contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3 while flowing the first cleaning liquid 11 onto the surface. It has (a packed bed or the like) and a first cleaning liquid disperser 21b that disperses and drops the first cleaning liquid 11 toward the first recovery unit 21a. That is, the first recovery unit 21a is provided in place of the first recovery space 21d, and the first cleaning liquid disperser 21b is provided in place of the first injector 21e. Since the first cleaning unit 21 has the same configuration as that of the fifth embodiment shown in FIG. 6, detailed description thereof will be omitted here.
また、図7に示すように、第1洗浄部21と第2洗浄部22との間には、図1等に示すような第1洗浄部出口デミスター82が設けられていない。このことにより、第1洗浄部21から排出された脱炭酸燃焼排ガス3は、第2洗浄部22に直接的に供給される。
Further, as shown in FIG. 7, the first cleaning unit outlet demister 82 as shown in FIG. 1 and the like is not provided between the first cleaning unit 21 and the second cleaning unit 22. As a result, the decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the first cleaning unit 21 is directly supplied to the second cleaning unit 22.
そこで、本実施の形態では、デミスターの配列を工夫することで、ミスト状アミンの回収効率の向上を図っている。すなわち、本実施の形態では、回収部出口デミスター81、第2洗浄部出口デミスター83および第3洗浄部出口デミスター84を設けるが、第1洗浄部出口デミスター82は設けていない。
Therefore, in the present embodiment, the recovery efficiency of the mist-like amine is improved by devising the arrangement of the demister. That is, in the present embodiment, the collection unit outlet demister 81, the second cleaning unit outlet demister 83, and the third cleaning unit outlet demister 84 are provided, but the first cleaning unit outlet demister 82 is not provided.
ここで、吸収塔容器20c内における脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンの粒径の変化の特性を、図8を用いて説明する。図8は、吸収塔容器20c内における脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンの粒径の推移を示すグラフである。横軸は、吸収塔容器20c内の高さ位置を無次元数で示している。図8においては、いずれのデミスターも配置していないとともに、各洗浄部21〜23が、内部構造物の表面に洗浄液11〜13を流下させる回収部を有しているという条件での粒径の変化を示している。
Here, the characteristics of the change in the particle size of the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 in the absorption tower container 20c will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a graph showing the transition of the particle size of the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 in the absorption tower container 20c. The horizontal axis indicates the height position in the absorption tower container 20c as a dimensionless number. In FIG. 8, none of the demisters are arranged, and the particle size of each cleaning unit 21 to 23 has a recovery unit for flowing cleaning liquids 11 to 13 on the surface of the internal structure. It shows a change.
脱炭酸燃焼排ガス3に同伴するミスト状アミンは、二酸化炭素回収部20aにおいては、緩やかに粒径が増大する。
The particle size of the mist-like amine accompanying the decarboxylated combustion exhaust gas 3 gradually increases in the carbon dioxide recovery unit 20a.
二酸化炭素回収部20aから排出されて第1洗浄部21に達した脱炭酸燃焼排ガス3は、第1洗浄液11で洗浄されるが、この第1洗浄液11の水分濃度は、リーン液5よりも高い。このため、第1洗浄部21では、気液平衡関係から、水蒸気分圧が二酸化炭素回収部20aよりも高くなる。このことにより、ミスト状アミンへの凝縮が生じ、ミスト状アミンの粒径が増大する。とりわけ、第1洗浄部21では、後述する第2洗浄部22および第3洗浄部23よりも、ミスト状アミンへの凝縮速度が大きくなり、ミスト状アミンの粒径の増大が促進される。
The decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the carbon dioxide recovery unit 20a and reaching the first cleaning unit 21 is cleaned with the first cleaning liquid 11, and the water concentration of the first cleaning liquid 11 is higher than that of the lean liquid 5. .. Therefore, in the first cleaning unit 21, the partial pressure of water vapor is higher than that of the carbon dioxide recovery unit 20a due to the vapor-liquid equilibrium relationship. This causes condensation to the mist-like amine and increases the particle size of the mist-like amine. In particular, in the first cleaning unit 21, the condensation rate to the mist-like amine is higher than that in the second cleaning unit 22 and the third cleaning unit 23, which will be described later, and the increase in the particle size of the mist-like amine is promoted.
第1洗浄部21から排出されて第2洗浄部22に達した脱炭酸燃焼排ガス3は、第2洗浄液12で洗浄されるが、この第2洗浄液12の水分濃度は、第1洗浄液11よりも高い。このため、第2洗浄部22では、気液平衡関係から、水蒸気分圧が第1洗浄部21よりも高くなる。このことにより、ミスト状アミンへの凝縮が生じ、ミスト状アミンの粒径が増大する。しかしながら、第2洗浄部22におけるミスト状アミンの粒径の増大速度は、第1洗浄部21よりも小さくなる。この理由は、第2洗浄部22における水蒸気分圧は第1洗浄部21よりも高くなるものの、第1洗浄部21と第2洗浄部22とで水蒸気分圧の差はそれほど大きくはなく、二酸化炭素回収部20aと第1洗浄部21とでの水蒸気分圧の差よりも小さいことである。また、ミスト状アミンへの凝縮が生じた場合の粒径の増大の程度は、同一凝縮量で比較すると、ミスト状アミンの粒径が大きくなるほど小さくなることも理由として挙げられる。このようにして、第2洗浄部22におけるミスト状アミンの粒径の増大は、第1洗浄部21よりも緩やかになる。
The decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the first cleaning unit 21 and reaching the second cleaning unit 22 is cleaned with the second cleaning liquid 12, but the water concentration of the second cleaning liquid 12 is higher than that of the first cleaning liquid 11. expensive. Therefore, in the second cleaning unit 22, the partial pressure of water vapor is higher than that in the first cleaning unit 21 due to the vapor-liquid equilibrium relationship. This causes condensation to the mist-like amine and increases the particle size of the mist-like amine. However, the rate of increase in the particle size of the mist-like amine in the second cleaning unit 22 is smaller than that in the first cleaning unit 21. The reason for this is that although the partial pressure of water vapor in the second cleaning unit 22 is higher than that of the first cleaning unit 21, the difference in the partial pressure of water vapor between the first cleaning unit 21 and the second cleaning unit 22 is not so large, and carbon dioxide is used. It is smaller than the difference in the partial pressure of water vapor between the carbon recovery unit 20a and the first cleaning unit 21. Another reason is that the degree of increase in particle size when condensation to mist-like amine occurs becomes smaller as the particle size of mist-like amine increases when compared with the same amount of condensation. In this way, the increase in the particle size of the mist-like amine in the second cleaning unit 22 becomes slower than that in the first cleaning unit 21.
第2洗浄部22から排出されて第3洗浄部23に達した脱炭酸燃焼排ガス3は、第3洗浄液13で洗浄されるが、この第3洗浄液13の水分濃度は、第2洗浄液12よりも高い。このため、第3洗浄部23では、気液平衡関係から、水蒸気分圧が第2洗浄部22よりも高くなる。このことにより、ミスト状アミンへの凝縮が生じ、ミスト状アミンの粒径が増大する。しかしながら、第2洗浄部22の説明で述べた理由と同様に、第3洗浄部23におけるミスト状アミンの粒径の増大速度は、第2洗浄部22よりも小さくなる。このため、第3洗浄部23におけるミスト状アミンの粒径の増大は、第2洗浄部22よりも緩やかになる。
The decarboxylated combustion exhaust gas 3 discharged from the second cleaning unit 22 and reaching the third cleaning unit 23 is cleaned with the third cleaning liquid 13, and the water concentration of the third cleaning liquid 13 is higher than that of the second cleaning liquid 12. expensive. Therefore, in the third cleaning unit 23, the partial pressure of water vapor is higher than that in the second cleaning unit 22 due to the vapor-liquid equilibrium relationship. This causes condensation to the mist-like amine and increases the particle size of the mist-like amine. However, for the same reason as described in the explanation of the second cleaning unit 22, the rate of increase in the particle size of the mist-like amine in the third cleaning unit 23 is smaller than that in the second cleaning unit 22. Therefore, the increase in the particle size of the mist-like amine in the third cleaning unit 23 is slower than that in the second cleaning unit 22.
このようなミスト状アミンの粒径の推移に基づいて、本実施の形態では、第1洗浄部出口デミスター82を設けていない。すなわち、図8によれば、第1洗浄部21におけるミスト状アミンの粒径は、概して5μm以下となっており、デミスターでは捕捉されにくい粒径になっている。また、第1洗浄部出口デミスター82を設けない場合には、粒径が小さいミスト状アミンを第2洗浄部22に送り、図8に示すように第2洗浄部22にて粒径を増大させることができる。図8によれば、第2洗浄部22においてミスト状アミンは、概して5μm以上に増大するため、デミスターで捕捉されやすい粒径となるまで成長する。このため、ミスト状アミンを第2洗浄部出口デミスター83で効率良く回収することができる。このように、ミスト状アミンの効率良い回収を考慮して、本実施の形態では、第1洗浄部出口デミスター82は設けられていない。この場合、吸収塔容器20c内における脱炭酸燃焼排ガス3の流れに生じる圧力損失を低減することができ、上述した送風機B(図1参照)の動力を低減することができる。
Based on such a change in the particle size of the mist-like amine, the first cleaning unit outlet demister 82 is not provided in the present embodiment. That is, according to FIG. 8, the particle size of the mist-like amine in the first cleaning unit 21 is generally 5 μm or less, which is a particle size that is difficult to be captured by the demister. When the first cleaning unit outlet demister 82 is not provided, a mist-like amine having a small particle size is sent to the second cleaning unit 22, and the particle size is increased in the second cleaning unit 22 as shown in FIG. be able to. According to FIG. 8, since the mist-like amine increases to 5 μm or more in the second washing section 22, it grows to a particle size that is easily captured by the demister. Therefore, the mist-like amine can be efficiently recovered by the second cleaning unit outlet demister 83. As described above, in consideration of efficient recovery of the mist-like amine, the first cleaning unit outlet demister 82 is not provided in the present embodiment. In this case, the pressure loss generated in the flow of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 in the absorption tower container 20c can be reduced, and the power of the blower B (see FIG. 1) described above can be reduced.
このように本実施の形態によれば、第1洗浄部21と第2洗浄部22との間には、第1洗浄部出口デミスター82が設けられておらず、第1洗浄部21から排出される脱炭酸燃焼排ガス3が、デミスターを通過することなく、第2洗浄部22に直接的に供給される。このことにより、粒径が小さいミスト状アミンを第2洗浄部22に送って成長させ、第2洗浄部22において、デミスターで捕捉されやすくなるまで粒径を増大させることができる。このため、第2洗浄部出口デミスター83において、粒径が増大したミスト状アミンを、効率良く回収することができる。この結果、脱炭酸燃焼排ガス3の洗浄効率を向上させることができ、アミンの大気中への放出量を低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, the first cleaning unit outlet demister 82 is not provided between the first cleaning unit 21 and the second cleaning unit 22, and is discharged from the first cleaning unit 21. The decarboxylated combustion exhaust gas 3 is directly supplied to the second cleaning unit 22 without passing through the demister. As a result, the mist-like amine having a small particle size can be sent to the second cleaning unit 22 to grow, and the particle size can be increased in the second cleaning unit 22 until it is easily captured by the demister. Therefore, the mist-like amine having an increased particle size can be efficiently recovered in the second cleaning unit outlet demister 83. As a result, the cleaning efficiency of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 can be improved, and the amount of amine released into the atmosphere can be reduced.
また、本実施の形態においても、第3洗浄部出口デミスター84が、第2洗浄部出口デミスター83よりも疎に形成されている。このことにより、第3洗浄部出口デミスタ−84でミスト状アミンおよび第3洗浄液13のミストを捕捉しながらも、第3洗浄部出口デミスター84を通過する脱炭酸燃焼排ガス3の流れに生じる圧力損失を低減することができる。この場合、吸収塔20に燃焼排ガス2を供給するための送風機Bの動力を低減することができる。
Further, also in the present embodiment, the third cleaning unit outlet demister 84 is formed more sparsely than the second cleaning unit outlet demister 83. As a result, while the mist-like amine and the mist of the third cleaning liquid 13 are captured by the third cleaning unit outlet demister-84, the pressure loss generated in the flow of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passing through the third cleaning unit outlet demister 84. Can be reduced. In this case, the power of the blower B for supplying the combustion exhaust gas 2 to the absorption tower 20 can be reduced.
また、本実施の形態においても、回収部出口デミスター81が、第2洗浄部出口デミスター83よりも疎に形成されている。このことにより、回収部出口デミスター81でミスト状アミンを捕捉しながらも、回収部出口デミスター81を通過する脱炭酸燃焼排ガス3の流れに生じる圧力損失を低減することができる。この場合、吸収塔20に燃焼排ガス2を供給するための送風機Bの動力を低減することができる。
Further, also in the present embodiment, the recovery unit outlet demister 81 is formed more sparsely than the second cleaning unit outlet demister 83. As a result, it is possible to reduce the pressure loss generated in the flow of the decarboxylated combustion exhaust gas 3 passing through the recovery unit outlet demister 81 while capturing the mist-like amine by the recovery unit outlet demister 81. In this case, the power of the blower B for supplying the combustion exhaust gas 2 to the absorption tower 20 can be reduced.
なお、上述した本実施の形態においては、第1洗浄部21が、表面に第1洗浄液11を流下させながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触させてアミンを回収する第1回収部21aと、第1回収部21aに向けて第1洗浄液11を分散させて落下させる第1洗浄液分散器21bと、を有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図9に示すように、第1洗浄部21は、図1および図2に示す第1の実施の形態と同様に、第1洗浄液11がミストの状態で落下しながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触する第1回収空間21dと、第1回収空間21dに向けて第1洗浄液11を噴射する第1噴射器21eと、を有するように構成してもよい。この場合においても、上述した第6の実施の形態の効果を享受することができる。
In the above-described embodiment, the first cleaning unit 21 has the first recovery unit 21a that recovers the amine by contacting the decarboxylated combustion exhaust gas 3 with the decarboxylated combustion exhaust gas 3 while flowing the first cleaning liquid 11 on the surface. An example having a first cleaning liquid disperser 21b for dispersing and dropping the first cleaning liquid 11 toward the first recovery unit 21a has been described. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 9, in the first cleaning unit 21, the first cleaning liquid 11 is in a mist state, as in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. It is configured to have a first recovery space 21d that comes into gas-liquid contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3 while falling, and a first injector 21e that injects the first cleaning liquid 11 toward the first recovery space 21d. May be good. Even in this case, the effect of the sixth embodiment described above can be enjoyed.
以上述べた実施の形態によれば、燃焼排ガスを洗浄液で洗浄してアミンの大気中への放出量を低減することができる。
According to the above-described embodiment, the combustion exhaust gas can be washed with a cleaning liquid to reduce the amount of amine released into the atmosphere.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。
Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof. Further, as a matter of course, it is also possible to partially and appropriately combine these embodiments within the scope of the gist of the present invention.
例えば、第2の実施の形態〜第5の実施の形態では、第1洗浄部21が、第1洗浄液11がミストの状態で落下しながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触する第1回収空間21dと、第1回収空間21dに向けて第1洗浄液11を噴射する第1噴射器21eと、を有するように構成されている例を示している。しかしながら、図7に示す形態と同様にして、第1洗浄部21が、表面に第1洗浄液11を流下させながら脱炭酸燃焼排ガス3と気液接触させてアミンを回収する第1回収部21aと、第1回収部21aの上方に設けられた第1洗浄液分散器21bと、を有するように構成されていてもよい。この場合においても、各実施の形態の効果を享受することができる。
For example, in the second embodiment to the fifth embodiment, the first collection space where the first cleaning unit 21 comes into gas-liquid contact with the decarboxylated combustion exhaust gas 3 while the first cleaning liquid 11 falls in a mist state. An example is shown which is configured to have a 21d and a first injector 21e that injects the first cleaning liquid 11 toward the first recovery space 21d. However, in the same manner as in the form shown in FIG. 7, the first cleaning unit 21 and the first recovery unit 21a for recovering the amine by contacting the decarboxylated combustion exhaust gas 3 with the decarboxylated combustion exhaust gas 3 while flowing the first cleaning liquid 11 on the surface. , The first cleaning liquid disperser 21b provided above the first recovery unit 21a may be provided. Even in this case, the effects of each embodiment can be enjoyed.
また、第2の実施の形態〜第5の実施の形態では、第1洗浄部21と第2洗浄部22との間に第1洗浄部出口デミスター82が設けられている例を示している。しかしながら、図7および図9に示す形態と同様にして、第1洗浄部出口デミスター82が設けられていなくてもよい。この場合においても、各実施の形態の効果を享受することができる。
Further, in the second embodiment to the fifth embodiment, an example in which the first cleaning unit outlet demister 82 is provided between the first cleaning unit 21 and the second cleaning unit 22 is shown. However, the first cleaning unit outlet demister 82 may not be provided in the same manner as in the modes shown in FIGS. 7 and 9. Even in this case, the effects of each embodiment can be enjoyed.