JPH04126514A - 気体の分離濃縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気体の分離濃縮方法に係り、特に、液体を用い
た吸収法に関する。

〔従来の技術〕

液体を用いた吸収法による気体の分離濃縮操作は工業プ
ロセスにおける重要な単位操作であり。

天然ガスからのＨ２Ｓ　、　ＣＯ２１ＣＯＳの分離、合
成ガスからのＨ２Ｓ、ＣＯ２の分離等に活用されている
。また、近年、化石燃料の燃焼に起因するＣＯ２ガスが
大気中のＣＯ２ガス濃度を増加させ地球温暖化を引き起
こす可能性が高いことが指摘され、各種燃焼器からのＣ
Ｏ２排出量低減の必要性が議論されている。液体を用い
た吸収法は燃焼器からのＣＯ２排出量低減の有力な手段
となると考えられる。

この種技術に関するものには、例えば、オイルアンド　
ガス　ジャーナル、８２．（１９８４年）第８７頁から
第９２頁（Ｏｉｌ＆Ｇａｓ　Ｊｏｕｒｎａｌ、　８２　
。

８７　（１９８４））　　が挙げられる。本文献では、
モノエタノールアミン水溶液を用いて燃焼排ガス等から
）ＣＯｚを分離濃縮する方法について論じている。その
基本フローを第５図に示す。第５図において、ＣＯｚ含
有ガスは吸収器１において吸収液（モノエタノールアミ
ンの１８〜２０ｗｔ％水溶液）と接触しＣＯ２の大部は
吸収液に溶解する。続いて、ＣＯ２溶解吸収液は脱気器
２に送られ、ここで吸収液加熱器４で加熱されてＣＯ２
を放出し吸収液は再生される。吸収液は水溶液であるた
め放出ＣＯ２には水蒸気が含まれ、これは冷却した凝縮
され吸収液に戻される。要は、本方式は吸収液のＣＯ２
溶解度の温度差を利用したもので、分離エネルギとして
熱エネルギを使用するものである。そこで、分離エネル
ギを低減するためには熱の有効利用が必要で、第５図で
は、脱気器２で加熱され再生された吸収液と吸収器１か
ら脱気器２に送られる吸収液との間で熱回収熱交３を介
して熱交換することにより、熱の有効利用を図っている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

吸収法による気体分離技術では、熱の有効利用が重要で
、上記技術においては再生後の吸収液からの熱（顕熱）
の回収に考慮されている。しかし、上記技術では脱気器
２において蒸発する水が持ち出す蒸発潜熱の吸収につい
て考慮がなされていない。例えば、ＣＯ２ガスを分離す
るにあたり、モノエタノールアミンの１８〜２０ｗｔ％
水溶液を吸収液に用い脱気器が９０℃で操作された場合
、吸収液の水蒸気圧は約４００ｍｍＨｇにも達し、脱気
器からは大量の水が大量の蒸発潜熱と共に持ち出される
。

本発明は、吸収法によるガス分離技術において、脱気工
程（吸収液再生工程）で水が持ち出す潜熱を回収有効利
用し、省エネルギなシステムを実現することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、吸収法による気体分離方法において。

その脱気工程（吸収液再生工程）で水が持ち出す潜熱を
、吸収工程（吸収器）から脱気工程に送られる吸収液の
加熱に利用する。

〔作用〕

本発明では、従来利用されなかった、脱気工程で蒸発潜
熱として放出される熱を、吸収工程（吸収器）から脱気
工程に送られる吸収液の加熱に有効利用できるため、省
エネルギなシステムが実現する。

〔実施例〕

以下に具体的実施例を挙げて、本発明の詳細な説明する
。

なお、ＣＯ２ガスを分離するに当たっては、吸収剤とし
て、モノエタノールアミン・ジェタノールアミン等のア
ルカノールアミン類、炭酸カリウム・炭酸ナトリウム等
のアルカリ金属の炭酸塩、　　　　　・等を含む水溶液
が良好に適用できる。しかし、本発明はこれらの材料に
限定されるものではないし。

本発明による分離物質はＣＯｘガスにのみ限定されるも
のでない。

〈実施例１〉 第１図は、本発明の一実施態様を示す本発明の方法によ
°る気体分離装置のフローである。装置は吸収器１．脱
気器２、両者を結ぶＣＯｚ含有液ライン、再生液ライン
さらにはＣＯ２ガスライン等より構成される。脱気器２
は複数の脱気室６からなり、各脱気室には吸収液予熱熱
交７と再生液流路８が設けられる。吸収器１からのＣＯ
２含有吸収液は脱気室６の吸収液予熱熱交７をシリーズ
に（第１図においては左端から右端へ）流れて吸収剤加
熱器４入り、ここで加熱された後、再び脱気器２に入り
、再生液流路８を加熱前と逆方向に（第１図で右端から
左端へ）シリーズに流れ吸収器１へ戻る。脱気器２の各
脱気室では、再生液流路８の再生液からＣＯ２ガスが放
出されると同時に水が蒸発し、水蒸気は吸収液予熱熱交
７を介してＣＯ２含有吸収液を加熱して自らは凝縮して
再生液に混入する。ＣＯ２含有吸収液は、脱気室６をシ
リーズに流れる間に、順次、加熱され、再生液は逆方向
に流れる間に、順次、冷却される。脱気室６放出された
ＣＯｚガスと吸収液予熱熱交７で凝縮しなかった水蒸気
はライン３１により再生液と同方向にシリーズに脱気室
を流れ、水蒸気の潜熱の吸収が行なわれる。ＣＯ２ガス
は最終的にはエゼクタ９等で脱気器２外へ引き抜かれ、
吸収液への再溶解が防止される。

以上の方法では、吸収液の再生工程で蒸発潜熱として放
出される熱が回収され、再び、再生工程に有効に利用さ
れる。

〈実施例２〉 第２図は、本発明の他の実施態様を示す本発明の方法に
よるガス分離装置の系統図である。脱気器２内の脱気室
６内に凝縮水トレーを設け、潜熱を回収して生成した凝
縮水を脱気室６内で再生液に混合すること無く脱気器２
外へ抜き出し吸収器１に補給する点で、第１図の実施例
１と異なる。

再生工程において濃縮された吸収液が得られ、濃縮吸収
液のＣ０２溶解度が小さいので、ＣＯ２の放出度（吸収
液の再生の度合い）が向上する。

〈実施例３〉 第３図は、実施例１の変形例である。第３図では、ＣＯ
２含有液の一部が熱交換器３ｏによりＣＯ２含有ガスに
より余熱され、脱気器２内のシリーズに配列された吸収
液予熱熱交７の途中から投入される。

〈実施例４〉 第４図は、本発明の他の実施例の方法によるガス分離装
置のフローである。

第４図で、ＣＯ２含有ガスは吸収器１において吸収液に
吸収され、続いて、ＣＯ２含有吸収液は脱気器２で加熱
されてＣＯ２を放出する。

ＣＯ２と共に放出される水蒸気は潜熱回収熱交３２にお
いて吸収器１から脱気器２に送られる吸収液との間で熱
交換し、蒸発潜熱が吸収液の予熱に回収利用される。さ
らに、予熱吸収液は脱気器２で加熱され、再生された吸
収液と顕熱回収熱交３で熱交換することによりさらに加
熱されて脱気器２に送られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、液体吸収剤により気体を吸収する工程
と吸収液を加熱して再生する工程からなる吸収法による
気体の分離濃縮法において、吸収液再生工程で使用する
熱エネルギの回収再利用が効果的に行われ、省エネルギ
な気体の分離濃縮方法が実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の吸収法気体分離装置の系統
図、第２図は従来技術による分離現象を示す系統図、第
３図および第４図は本発明の他の実施例を示す本発明に
よる吸収法気体分離装置の系統図、第５図は従来技術に
よる吸収法気体分離装置の系統図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体吸収剤により気体を吸収する工程と吸収液を加
   熱して再生する工程からなる吸収法による気体の分離濃
   縮法において、 吸収液再生工程で生成する水蒸気の潜熱を回収して吸収
   液の再生のための熱源とすることを特徴とする気体の分
   離濃縮方法。 ２、請求項１において、脱気器が吸収液予熱熱交と再生
   液流路を持つ複数の脱気室からなり、吸収器からのＣＯ
   ＿２含有吸収液は、複数の前記脱気室の吸収液予熱熱交
   をシリーズに流れて吸収液加熱器に入り、ここで加熱さ
   れた後、再び、前記脱気器に入つて前記再生液流路を加
   熱前と逆方向にシリーズに流れて前記吸収器へ戻り、前
   記脱気室から放出されたＣＯ＿２ガスと吸収液予熱熱交
   で凝縮しなかつた水蒸気は再生液と同方向にシリーズに
   前記脱気室を流れる気体の分離濃縮方法。 ３、請求項２において、前記脱気室内に凝縮水トレーを
   設け潜熱を吸収して生成した凝縮水を前記脱気室内で再
   生液に混合すること無く前記脱気器外へ抜き出し前記吸
   収器に補給する気体の分離濃縮方法。 ４、請求項２において、ＣＯ＿２含有液の一部を前記脱
   気器内にシリーズに配列された吸収液予熱熱交の途中か
   ら投入する気体の分離濃縮方法。 ５、請求項１において、ＣＯ＿２と共に放出される水蒸
   気と前記吸収器から前記脱気器に送られる吸収液との間
   で熱交換して蒸発潜熱を吸収液の予熱に回収利用し、予
   熱吸収液は前記脱気器で加熱再生された吸収液と熱交換
   することによりさらに加熱して脱気器に送る方法。