JPH09262432A - 脱炭酸塔排ガス中の塩基性アミン化合物の回収方法 - Google Patents

脱炭酸塔排ガス中の塩基性アミン化合物の回収方法

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JPH09262432A
JPH09262432A JP8076495A JP7649596A JPH09262432A JP H09262432 A JPH09262432 A JP H09262432A JP 8076495 A JP8076495 A JP 8076495A JP 7649596 A JP7649596 A JP 7649596A JP H09262432 A JPH09262432 A JP H09262432A
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Tomio Mimura
富雄 三村
Yoshiyuki Shimayoshi
淑進 嶋吉
Shigeaki Mitsuoka
薫明 光岡
Yuji Tanaka
裕士 田中
Masaki Iijima
正樹 飯島
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二酸化炭素含有ガスを塩基性アミン化合物水
溶液に接触させて二酸化炭素を吸収除去する際に排出さ
れる脱炭酸塔排ガスから、効率的に塩基性アミン化合物
を回収することができる方法を提供すること。 【解決手段】 二酸化炭素吸収部とアミン回収部を有す
る脱炭酸塔と脱炭酸塔排出ガス側後流に設けられたデミ
スタとからなる二酸化炭素吸収処理装置を使用し、二酸
化炭素を含むガスを二酸化炭素吸収部に供給し、塩基性
アミン化合物を含む吸収液により二酸化炭素を吸収し、
吸収後のガスをアミン回収部において洗浄水と20〜6
0℃で気液接触させ、同伴する塩基性アミン化合物の一
部を水相に回収したのち脱炭酸塔排ガスとして排出し、
該脱炭酸塔排ガスを20〜60℃でデミスタを通過させ
ることにより残留する塩基性アミン化合物を捕集するこ
とを特徴とする塩基性アミン化合物の回収方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は二酸化炭素を含むガ
ス中の二酸化炭素を塩基性アミン化合物により吸収除去
する脱炭酸プロセスにおける塩基性アミン化合物の回収
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、火力発電設備やボイラ設備では多
量の石炭、重油あるいは超重質油を燃料に用いており、
大気汚染防止及び地球環境の清浄化の見地から、二酸化
硫黄を主とする硫黄酸化物、窒素酸化物、二酸化炭素等
の排出に関する量的、濃度的抑制が問題になっている。
二酸化炭素の排出に関しては、LNGなどを燃料に用い
た場合も問題になる。最近フロンやメタンガスと共に地
球の温暖化の見地から、二酸化炭素排出の抑制が検討さ
れている。そのため、例えばPSA(圧力スイング)
法、膜分離濃縮方法及び塩基性化合物との反応による固
定化、植物の同化作用による固定化、分離精製後液化な
いし固形化する方法、水添により再燃料化する方法等が
検討されている。
【0003】これらの中で塩基性アミン化合物との反応
による方法が実用性が高く、例えば特開平6−8691
1号公報には、アミン系化合物の水溶液を用いて脱硫、
脱炭酸を同時に行う方法が提案されている。この方法で
は、アミンと二酸化炭素との反応が発熱反応であるため
に、吸収液の温度が上がりアミンの蒸気圧が高くなる。
そのため、ガスに同伴されるアミンの量が増加するの
で、アミン回収部を設けて水と気液接触させ同伴するア
ミンの一部を水相に回収している。しかしながら、回収
部で気液接触させる水の温度が高いので、アミンが排出
ガスに同伴して系外に放出されるために、運転コストが
かかったり、放出されるアミンが大気汚染問題を引き起
こす恐れがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
に鑑み、二酸化炭素含有ガスを塩基性アミン化合物水溶
液に接触させて二酸化炭素を吸収除去する際に排出され
る脱炭酸塔排ガスから、効率的に塩基性アミン化合物を
回収することができる方法を提供しようとするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題に
つき鋭意検討した結果、二酸化炭素を吸収した後のガス
をアミン回収部において特定の温度で水と接触させたの
ち、特定の温度でデミスタを通すことによりアミン化合
物を効率よく捕集できることを見出し、本発明を完成し
た。すなわち本発明は、下部に二酸化炭素吸収部と上部
にアミン回収部を有する脱炭酸塔と脱炭酸塔排出ガス側
後流に設けられたデミスタとからなる二酸化炭素吸収処
理装置により二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を吸収
除去するに際し、二酸化炭素を含むガスを二酸化炭素吸
収部に供給し、塩基性アミン化合物を含む吸収液により
二酸化炭素を吸収し、吸収後のガスをアミン回収部にお
いて洗浄水と20〜60℃、好ましくは20〜50℃で
気液接触させ、同伴する塩基性アミン化合物の一部を水
相に回収したのち脱炭酸塔排ガスとして排出し、該脱炭
酸塔排ガスを20〜60℃でデミスタを通過させること
により残留する塩基性アミン化合物を捕集することを特
徴とする塩基性アミン化合物の回収方法である。
【0006】本発明において処理対象となる二酸化炭素
を含むガスは、特殊なガスではなく燃料用のガスであっ
ても、燃料の燃焼排ガスであってもよく、本発明の方法
はその他様々な二酸化炭素含有ガスの処理プロセスに適
用できる。対象となるガスは水分や硫黄酸化物、窒素酸
化物、酸素あるいはその他の酸性ガスを含んでいてもよ
い。処理対象ガスは加圧状態でも、減圧状態でもよく、
温度は低温であっても、高温であってもよく、特に制限
はない。好ましくは常圧の燃焼排ガスである。
【0007】本発明において使用する塩基性アミン化合
物(アミンと略称する)の例としては、モノエタノール
アミン、ジエタノールアミン、ブチルエタノールアミン
のようなヒドロキシアミン類、ジメチルアミノエタノー
ル、メチルピロリドンのような三級アミン類、2−アミ
ノ−2−メチル−1−プロパノールのようなヒンダード
アミン類、メチルアミノカルボン酸のようなアミノ酸類
又はこれらの混合物が挙げられる。これらの塩基性アミ
ン化合物は通常水溶液の形で吸収液として使用される。
なお、必要によりメタノール、ポリエチレングリコー
ル、スルフォラン等を併用してもよい。
【0008】脱炭酸塔における二酸化炭素吸収部とアミ
ン回収部は、充填塔であっても棚段塔であってもよい。
アミン回収部で回収されたアミン水溶液は、吸収液と共
に二酸化炭素吸収部の塔頂に加えられる。アミンを含む
吸収液は、二酸化炭素と反応してアミンの炭酸錯体を生
じるが、加熱することにより分解して二酸化炭素を放出
しアミンを再生する。再生された吸収液はそのまま脱炭
酸工程にリサイクルして使用することができる。再生塔
上部から放出された二酸化炭素は水分を伴うので、コン
デンサにより冷却されて二酸化炭素と水に分離され、水
は前記脱炭酸塔のアミン回収部の洗浄用の水に使用され
る。
【0009】一方、前述のように脱炭酸工程ではアミン
吸収液が二酸化炭素を吸収して発熱するので(例えば、
二酸化炭素吸収部入口でのガス温度が約60℃の場合、
吸収部出口ガス温度は80℃程度となる)、吸収液中の
アミンの蒸気圧が高くなり、ガスに同伴されるアミンの
量が増加する。このため、アミン回収部において洗浄水
と特定の温度で気液接触させ、同伴するアミンの一部を
水相に回収し、さらに残りのガスをアミン回収部の後流
に設けたアミン捕集用デミスタを特定の温度で通過させ
て同伴するアミンを捕集する。
【0010】しかし、アミン回収部において気液接触さ
せる水の温度が60℃より高いと、デミスタによるアミ
ンの捕集が十分ではなく、約70ppm以上のアミンが
ガスに同伴され系外に放出される。しかしながら洗浄水
の温度を下げ、上部アミン回収部の気液接触温度を20
〜60℃、好ましくは20〜50℃とすることにより、
デミスタ通過後のガスに同伴されるアミンの量が著しく
減少され20ppm以下になることが分かった。なお、
通常の場合、洗浄水の温度、気液接触温度及びガスの温
度はほぼ同一となる。
【0011】これは単に上部アミン回収部における、希
薄アミン水溶液の蒸気圧が減少したためだけでないこと
は、アミン回収部出口の同伴アミン量とデミスタ出口か
ら系外に放出されるアミン量とを比較することにより容
易に分かる。すなわち、後述の実施例に示すように、ア
ミン回収部出口の同伴アミン量は65℃で300pp
m、45℃で100ppmであった場合、デミスタでの
アミン捕集率は前者で約77%、後者で約90%であ
り、本発明の場合、デミスタでのアミン捕集率が著しく
高いことがわかる。
【0012】これは、アミン回収部の気液接触温度を2
0〜60℃とすることにより、ミストの粒径が、再飛散
が起こらない範囲内で適度に大きくなったり、ミストの
粘度が高くなるために全体として捕集効率が向上するも
のと考えられる。デミスタにおける処理温度とアミン回
収部の気液接触温度は全く同一である必要はなく、それ
ぞれが上記温度範囲に入っていればよい。しかし、冷却
する温度が20℃以下では経済的に不利である。
【0013】デミスタ(ミストセパレータとも言う)
は、通常の二段傾斜板型、波型、涙滴型又は金網型のも
のが使用できるが、好ましくは金網型のものである。さ
らに、金網型は、細い繊維状の層状のものが好ましい。
デミスタはまた冷却できる構造のものであってもよい。
【0014】捕集された後のミストは、デミスタ底部に
集められ、そのままか又はさらに水等に溶解されて脱炭
酸塔あるいは再生塔に供給し、再利用することができ
る。この結果、系外に排出されるアミンの量を従来の1
/5〜1/30に低下させることが可能となった。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図により説明す
る。図1は本発明の方法を適用した脱炭酸処理プロセス
の概要を示す説明図である。二酸化炭素を含む燃焼排ガ
ス1を、脱炭酸塔2の下部に設けられた二酸化炭素吸収
部3に供給し、アミン吸収液を3の頂部より供給し、気
液接触により、排ガス中の二酸化炭素を吸収する。残り
のガスはアミン回収部4を上昇し、4の頂部から供給さ
れる水と20〜60℃、好ましくは20〜50℃で気液
接触させて、同伴するアミンを水相に回収する。脱炭酸
塔2の排出ガス5は、脱炭酸塔2の後流に設けられたデ
ミスタ6に導かれ、上記温度でデミスタ6を通過させ、
アミンをミストの形で捕集し、残ガス7が大気放出され
る。捕集されたアミンは捕集アミン14として排出さ
れ、そのままか又はさらに水等に溶解されて脱炭酸塔あ
るいは再生塔に供給し、再利用される。
【0016】一方、二酸化炭素を吸収したアミン吸収液
は、再生された吸収液と熱交換器8により加熱され、再
生塔9に供給され、80〜150℃に加熱されて二酸化
炭素を放出し再生される。再生されたアミン吸収液は、
熱交換器8により冷却されて、二酸化炭素吸収部3の頂
部にリサイクルされる。
【0017】再生塔9の頂部から放出された二酸化炭素
は水分で飽和されており、コンデンサ10により冷却さ
れ、分離器11により水を分離する。分離された水12
の一部は再生塔9に還流され、残りは冷却器13により
所定の温度に冷却されアミン回収部4に供給される。
【0018】
【実施例】以下、実施例により本発明の方法をさらに具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。 (実施例1)二酸化炭素10%を含む燃焼排ガス500
Nm3 /hrを、脱炭酸塔の二酸化炭素吸収部に供給
し、モノエタノールアミン30重量%の水溶液とガス/
液比2で60℃で接触させ、二酸化炭素を吸収させた。
二酸化炭素吸収後の排ガス(約80℃)は、アミン回収
部で、洗浄水と45℃で気液接触させ(45℃の洗浄水
で洗浄)、アミンの一部を水相に回収した。脱炭酸塔排
ガスは、脱炭酸塔の後流水平部に設置されたデミスタ
(ステンレス製ガラスウール層ワイヤメッシュ型、層厚
み200mm)を45℃で通過させ、ここでアミンを含
むミストを捕集した後、大気に放出した。
【0019】脱炭酸塔における二酸化炭素吸収率は約9
0%であった。また、脱炭酸塔出口の排ガス中のアミン
濃度は100ppmであったが、デミスタ出口の排ガス
中のアミン濃度は10ppmで、一定であった。
【0020】(比較例1)アミン回収部で気液接触する
水の温度が65℃である他は実施例1と同様に行った。
脱炭酸塔出口の排ガス中のアミン濃度は300ppmで
あり、デミスタ出口の排ガス中のアミン濃度は70pp
mと高かった(デミスタ通過温度65℃)。
【0021】実施例1及び比較例1の結果をまとめると
表1のとおりであり、アミン回収部での温度を低く抑え
ることにより、デミスタでのアミン捕集率も向上し、デ
ミスタ出口でのアミン濃度を十分低く抑えることができ
ることがわかる。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、脱炭酸塔から大気に放
出される排ガス中のアミンの濃度を大幅に低下すること
が可能であり、運転コスト及び大気汚染が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を適用した二酸化炭素吸収処理プ
ロセスの概略説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 光岡 薫明 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 田中 裕士 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 飯島 正樹 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部に二酸化炭素吸収部と上部にアミン
    回収部を有する脱炭酸塔と脱炭酸塔排出ガス側後流に設
    けられたデミスタとからなる二酸化炭素吸収処理装置に
    より二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を吸収除去する
    に際し、二酸化炭素を含むガスを二酸化炭素吸収部に供
    給し、塩基性アミン化合物を含む吸収液により二酸化炭
    素を吸収し、吸収後のガスをアミン回収部において洗浄
    水と20〜60℃で気液接触させ、同伴する塩基性アミ
    ン化合物の一部を水相に回収したのち脱炭酸塔排ガスと
    して排出し、該脱炭酸塔排ガスを20〜60℃でデミス
    タを通過させることにより残留する塩基性アミン化合物
    を捕集することを特徴とする塩基性アミン化合物の回収
    方法。
  2. 【請求項2】 洗浄水と気液接触させる温度が20〜5
    0℃である請求項1に記載の塩基性アミン化合物の回収
    方法。
JP8076495A 1996-03-29 1996-03-29 脱炭酸塔排ガス中の塩基性アミン化合物の回収方法 Pending JPH09262432A (ja)

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