JPS61138515A - ガスからco↓2及び/或はh↓2sを除去する方法 - Google Patents

ガスからco↓2及び/或はh↓2sを除去する方法

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JPS61138515A
JPS61138515A JP60275239A JP27523985A JPS61138515A JP S61138515 A JPS61138515 A JP S61138515A JP 60275239 A JP60275239 A JP 60275239A JP 27523985 A JP27523985 A JP 27523985A JP S61138515 A JPS61138515 A JP S61138515A
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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    • B01D53/1406Multiple stage absorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456Removing acid components
    • B01D53/1462Removing mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
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    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

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】 (技術分野) 本発明は、メチルジェタノールアミンを含有する水性液
状吸収剤により、ガスからCo2及び/或はH2Sを除
去する方法に係る。
(公知技術) アルカノールアミン水溶液によりガスから002及び/
或はH2Sを除去することは、例えば西独特許2551
?17号明細書よりすでに公知である。この公知方法は
たしかにその経済性の点ですぐれては(・るが、必ずし
もすべての点で満足すべきものではな(・。
(発明の構[+ 然るに、CO□及び/或はH2Sな含有するガスをアル
カメールアミン含有水性液状吸収列で処理してCo、及
び/或はH2Sを除去する方法において、L記のCO2
及び/或はH2S含有ガスを第1吸収段階におし・て4
0°乃至100”Cの温度で20乃至70重量%のメチ
ルジェタノールアミン含有水性液状吸収剤で処理し、第
1吸収段階における頂部より得られるガスを第2吸収段
@に給送し、ここで30゜乃至90℃の温度において、
第1吸収段階に給送されろ液状吸収剤におけろよりもC
O2及び/或はH2S含亙量の少なし・、20乃至70
重量%のメチルジェタノールアミン含有水性液状吸収剤
により処理して更にCO□及rJ:/或はH2Sを除去
し、第2吸収段階の頂部から処理されたガスを排出し、
第2吸収段階の底部から得られるCO2及び/或はH2
S帯有水性液状吸収剤を第1吸収段階に給送し、第1吸
収段階の下方部分から得られるCO2及び/或はH2S
帯有水性液状吸収剤を再生するため少くとも2段のフラ
ッシュ処理段階において7ラノシユ処理に附し、この最
終段フラッシュ処理段階における圧力を大気圧より低く
維持し、この場合の最終段7ラノシユ処理段階における
減圧を相接続した機械的減圧装置と水蒸気放散装置とに
より生起せしめ、最終段フラッシュ処理段階底部におい
て得られる液状吸収剤を第1吸収段階に返還し、最終段
及び/或は前段のフラッシュ処理段階底部において得ら
れる液状吸収剤を更に再生するために放散内に給送し、
この放散内の底部において得られる再生液状吸収剤を第
2吸収段階に返還することを′#微とする有利な方法が
見出された。
上記本発明方法の好ましい実施態様においては、第2吸
収段階の頂部から及び/或はフラッシュ処す■段階から
、及び/或は放散内から排出されるガスに含有される水
分による水分損失を補給するために、前段の7ラノシユ
処理段階の底部において、この水分損失@に相当する量
の水蒸気を給送する。
本発明の更に好ましい実施態様においては、水蒸気放散
装置は機械的減圧装置の後段に接続される。この場合、
フラッシュ処理段階の頂部から排出されるガスは、上述
の水蒸気放散装置からの水蒸気と共に、前段のフラッシ
ュ処理段階の底部に給送されることが好まし℃・。
この本発明方法を実施するに当り、CO2及び/或はH
2Sの含有量が少なし・再生液状吸収剤が得られ、これ
により少量の液状吸収剤を循環使用することが可能とな
る。従って、液状吸収剤を給送するためのエネルギ消費
量の節減が達成されろ。同時にこのような処理態様によ
り装置が簡略化され、設備投資額も少額となる。本発明
の利点は、更にガス洗浄のための水のコストが簡単な方
法で管理され得る点にある。ガス洗浄用水のコスト管理
のほかに、同時にそのためのP量コストの規制も行うこ
とができ、従ってガス洗浄における熱全規制のための熱
交換器も小規模のものとし或は場合により全廃すること
も可能となる。
本発明方法により処理されるべきガスは、例えば石炭気
fヒガス、コークス炉ガス、天然ガス、合成ガスである
このようなガスには一般にCO□分が1乃至90モル%
、ことに2乃至90モル%、将に5乃至60モル%含ま
れても・ろ。CO2のほかに酸ガスとしてのガスは、H
2Sを廠mに、例えば1モルppm乃至50モル%、こ
とにlO0モルpp乃至40モル%含■する。
溶媒として、本発明方法では20乃至70重歇%、こと
に30乃至65重量%、特に40乃至60重型幅のメチ
ルジェタノールアミンを含有する水性液状吸収剤が使用
される。一般的にメチルジェタノールアミン水溶液、例
えば工業的純度のメチルジェタノールアミン水溶液が使
用されろ。好ましし・本発明実施態様においては、0.
05乃至1モル/l。
ことに0.1乃至0.8モル/ 1 S特に0.1乃至
0.6モル/lの1級アミン乃至アルカ/−ルアミン、
例えばモノエタノールアミン、或はことに2級アミン乃
至アルカノールアミン、例えばメチルモノエタノールア
ミン、特に好ましいものとしてピペラジンを追加的に含
有するものが使用される。
20乃至70重量%のメチルジェタノールアミンを含有
する水性液状吸収剤は、更に物理的溶剤を含有すること
もできる。適当な物理的溶媒としては、例えばN−メチ
ルピロリドン、テトラメチレンスルホン、メタノール、
オリゴエチレング11コールジアルキルエーテル、例え
ばオリゴエチレンクIJコールメチルイソプロピルエー
テル(5KPASOLV MPK ) 、オリコ°エチ
レングリコール・ンメチルエーテル(sgLaxor、
 )などが挙げられろ。このような物理的溶媒は、液状
吸収剤中にj−5℃・て一般的に1乃至60重M%、こ
とに10乃至50重徽%、特に20乃至40重量%含有
される。
本発明方法は以下に述べるようにして実施される。まず
CO2及び/或はH2S含有ガスをメチルジェタノール
アミンを含有する液状吸収剤と共に第1吸収段階に給送
する。この場合、第1吸収段階は40’乃至ioo”c
、ことに50°乃至90℃,符に60’乃至90”Cの
温度に維持される。処理されるべきガスは、第1吸収段
階にSし・て下方部分、好ましくは下方3分の1の部分
にお(゛て導入され、第1段階の上方部分、好ましくは
上方3分のlの部分から導入される液状吸収剤と対向流
になされることが望ましい。第1吸収段階の頂部におい
て得られるガスは、第2吸収段階に給送され、ごこで3
0°乃至90゛C1ことに40°乃至80”01特に5
0゜乃至80℃の温度において、第1吸収段階に給送さ
れる液状吸収剤におけるよりもCO2及び/或はH2S
含有量の少ない、メチルジェタノールアミ/含有液状吸
収剤で処理し、CO7及び/或はH2Sを更に除去する
。第2吸収段階についても、処理されるべきガスは下方
部分、ことに下方3分の1の部分において、上方部分、
ことに上方3分の1の部分から第2吸収段階に給送され
ろ液状吸収剤に対し対向流として給送される。ここで処
理されたガスは第2吸収段階頂部から排出されろ。第2
吸収段階底部にお見・て得られるCo、及び/或はH2
S帯有液状吸収剤は、再l吸収段階頂部に給送される。
第1及び第2吸収段階においては、一般に5乃至120
バール、ことに10乃至100バール、詩に20乃至9
0バールの圧力が使用される。この場合、第1段階と第
2段階では、異なる圧力を使用することができる。しか
しながら、第1及び第2吸収段階では、同じ圧力、或は
ほぼ同様の圧力、例えば吸収段@にお℃・て生起する圧
力損失がその圧力差によりもたらされる程度に近し・圧
力で処理されるのが好まし℃・。吸収段階におし・では
、充填塔咬は棚段塔の如き吸収カラムを使用することが
好まし℃・。酸ガスのCO,及び/或はH2Sを帯有し
た液状吸収剤は第1吸収段階においてその下方部分、こ
とに下方3分の1の部分、特に底部から排出されろこと
が望ましし・。
it吸収段階から排出されろ上記液状吸収剤は、その再
生のため少くとも2段の、好ましくは2乃至3段の、こ
とに2或は3段のフラッシュ処理段階に給送され、その
最終段7ラノシユ処理段階にお見・では大気圧より低(
・圧力下に処理されろ。この減圧は相接続された機械的
減圧装置及び水蒸気放散装置により生起せしめられ、ま
たこの減圧と共に、場合により第2吸収段階の頂部、及
びフラッシュ処理段階ならびに放敗圏において排出され
るガスに含有される水分による水分損失を補給するため
((、最終段前段の7ラノシユ処理段階の頂部において
損失水分に相当する宿の水蒸気が給送される。この場合
最終段7ラソシユ処理段階は、0.3乃至約1バール、
ことに0.4乃至約1バール、待に0.6乃至約0゜9
バールの圧力に維持されることが好ましし゛、上記機械
的減圧装置としては、例えば真空ポンプ、ことにコ/プ
レノサ、例えばスクリュ一式フノブレツサ、遠心式コン
プレッサの妬き装置が使用される。1記水蒸気放散装置
は機械的減圧装置の後段に接続することが好ましい。
フラッシュ処理段階は、一般に35°乃至100”C。
ことに45°乃至90℃1時に55°乃至85℃の温度
に維持するのが好ましく゛。
第2吸収段階の頂部、及びフラッシュ処理段階ならびに
放散内において排出されるガスに含有される水分により
生ずろ水分損失を補給するため、最終段前段の底部に損
失水分に相当する量の水蒸気を給送することが好ましい
。一般に排出ガス中に含有される水分はほとんどが水蒸
気として排出されろ。最終段前段の7ラノシユ処理段階
の底部には、低圧、中圧或は高圧の、例えば1.5乃至
100バールの水蒸気が給送される。低圧の、例えば1
.5乃至10](−ルの、ことに1.5乃至5バールの
水蒸気を使用するのが好ましく・。この程度の低[E水
蒸気が操作しやすいからである。
最終段7ラノシユ処理段階における底部から排出される
ガスは、そのまま大気中に放出されるか、或はその前段
の7ラノシユ処理段階から排出されるガスと混合して再
処理に附されろ。好ましし・本発明方法の実施態様にお
し・ては、水蒸気散散装置は機械的減圧装置の後段に接
続され、最終段フラッシュ処理段階の頂部から排出され
るガスが、水蒸気放散装置からの水蒸気と共に、最終段
前段の7ラノシユ処理段階の底部に給送されることであ
る。
最終段前段の7ラノシユ処理段階の底部に水蒸気が給送
される場合には、水蒸気放散装置は処理中の損失水分を
補給するに必要な量の水蒸気で駆動される。しかしなが
ら、水分損失を補給するに足らない量の水蒸気で上記水
蒸気放散装置を駆動し、水分損失を補給するに不足する
徹の水蒸気を追加的に最終段前段のフラッシュ処理段階
の底部に給送することも可能である。水蒸気放散装置を
駆動するため、中圧或は高圧の水蒸気を使用することが
できる。中圧水蒸気、例えば5乃至20バールの、こと
に5乃至10バールの水蒸気を使用するのが好ましい。
最終段前段の7ラノシユ処理段階は、約1乃至30バー
ル、ことに約1乃至25バール、特に約1乃至20バー
ルの圧力において操作される。
7ラノシユ処理は、例えばカラムとして構成されるフラ
ッシュ蒸留槽を使用して行われる。
最終段の7ラノシユ処理段階の頂部において酸ガスCO
2及び/或はH2Sを含有するガスは、そのM+!段の
フラッシュ処理段階頂部から排出されろガスと合併して
、或は水蒸気放散装置を駆動する水蒸気と共f1上記前
段フラッシュ処理段階の底部に給送することが望ましい
最終段フラッシュ処理段階頂部において得られる液状吸
収剤は、フラッシュ処理段階におし・てすでに大量の、
例えば50%以上、ことに60%以上のCO□及び/或
はH2Sを放出しており、洗浄用液体として第1吸収段
階に返還され、この場合その頂部に給送するのが好まし
い。なお最終段フラッシュ処理段階及び/或はその前段
の7ラノシユ処理段階において得られる液状吸収剤は、
更に再生するためストリッピング、すなわち放散処理の
ための放散内に給送し、なおこれに含有されている酸ガ
スCO□及び/或はH2Sを除去する。上述した処理の
好ましい実施態様にお見・ては、最終段7ラノシユ段階
の底部において得られる液状吸収剤は全部i1吸収段階
に返還され、その前段のフラッシュ処理段階の底部にお
し・て得られる液状吸収剤の1部分が更に再生のために
放散内に給送されろ、っ更に好ましい実施態様において
は、最終段フラッシュ処理段階底部において得られる液
状吸収剤の1部分が洗浄剤としてil吸収段階に返還さ
れ、最終フラッシュ処理段階底部において得られる液状
吸収剤の残余の部分は更に再生を行うため放散内に給送
されろ。更にまた、最終フラッシュ処理段階において得
られる液状吸収剤の1部分を洗浄剤として里l吸収段階
に返還し、最終段フラッシュ処理段階底部におし・て得
られる液状吸収剤の残余部分と、その前段のフラツンユ
処理段階底部において得られる液状吸収剤の1部分とを
更に再生するために紋散圏に給送することも可能である
第1吸収段階に返還されるべき液流と放散圏に給送され
る液流との量割合は、一般的に10:1乃至1:2)こ
とに5:1乃至l:1である。放散開底部において得ら
れるべき、水蒸気のほかにCO。
及び/或はH2Sを大量に含有するガスは系外に排出さ
れることができる。しかしながら、この水蒸気のほかに
CO,及び/或はH2Sを含有するガスは、系内水分損
失を軽減するため、最終段前段のフラッシュ処理段階の
下方部分、ことに下半部、ことに下方3分の1の部分に
返還されろことが好ましい。放散圏としては、ストリッ
ピングカラム、ことに充填塔或は棚段塔を使用すること
が好ましい。
一般に放散カラムは、85°乃至115℃、ことに85
゜乃至110℃S特に90°乃至110“Cの温度にお
いて操作されろ。
放敞圏底部において得られる再生液状吸収剤は第2吸収
段階に返還されるが、ことにその頂部に給送することが
好ましい。
以下において添附図面を参照しつつ本発明の実施例につ
き更に具体的に説明する。
CO2及び/或はI(、Sを含有するガス、例えば酸ガ
スとしてCO2を含有する合成ガスは、加圧下に導管l
を経て第1吸収カラム2のサンプjなわち底部に給送さ
れる。同時に液状吸収剤として20乃至70重t%のメ
チルジェタノールアミン水溶液が導管5を経て第1吸収
カラムの頂部に給送されろ。第1吸収カラムの頂部に1
5(・て得られる予備洗浄されたガスは精洗浄のため導
管3を経て第2吸収カラム6の底部に給送される。同時
に、放散カラム22から得られ、実質的に酸ガスを含有
しない液状吸収剤と1−ての20乃至70重N%のメチ
ルジェタノールアミン水溶液が、導管20を経て、第2
吸収カラム6の頂部に給送される。第2吸収カラム6に
おいて洗浄処理されたガスは、その頂部から導管7を経
て排出される。第2吸収カラム底部において得られる酸
ガス帯有液状吸収剤は、最終段フラッシュ装置かも得ら
れる液状吸収剤と合併して、導管14及び5を経てat
吸収カラム2の頂部に給送される。第1吸収カラム2の
底部において得られるCO,及び/或はH2S帯有液状
吸収剤は、導管4を経て第1段フラッシュ蒸留槽8に至
り、例えばパルプにより、ことにタービンによりフラッ
シュ処理に附される。これにより液状吸収剤から放散さ
れたガスは、導管26を経て排出され、熱交換器27及
び分離器28を通過した後導管25かも放出される。ま
た上記分離器28において分離された液体は導管18か
も排出される。部分的にフラッシュ処理された液状吸収
剤は、フラッシュ蒸留槽8の底部から導管9を経て排出
され、本発明第1実施例においては、パルプ16が閉じ
られパルプ17が開かれることにより、もっばら導管1
0を経て第2フラツシユ蒸留槽11に至り、ここで機械
的減圧装置29と水蒸気放散装置15により大気圧より
僅かに低(・圧力、例えば0.5バールに維持された状
態で膨張せしめられる。この水蒸気放散装置には、損失
水分を補給するために必要な量の水蒸気が導管32を経
て給送される。フラッシュ蒸留槽11の頂部から排出さ
れるガスは、水蒸気放散装置15かもの水蒸気と共に、
導管33を経て第1フラツシユ蒸留槽8の底部に給送さ
れる。フラッシュ蒸留槽11の底部から導管12により
排出されるフラッシュ処理された液状吸収剤の一部分は
、導管13及び5を経て第1吸収カラム2の頂部に、そ
の他の部分は導管23を経て放散カラム22の頂部に給
送される。
本発明の第2実施例によれば、パルプ17を閉じ、パル
プ16を開くことにより、導管9を経てフラッシュ蒸留
槽8かも排出される部分的フラッシュ処理された液状吸
収剤の一部分は導管10を経て7ラノシユ蒸留槽11に
、また残りの部分は導管31及び23を経て放散カラム
22に給送される。フラッシュ蒸留槽11の底部から導
管12を経て排出される液状吸収剤は、この第2実施例
によれば、すべて導管13及び5を経て第1吸収カラム
2の頂部に返還される。
放散カラム22の底部において得られる再生処理済吸収
剤は、熱交換器19及び21を通過し導管20により第
2吸収カラム6に返Mされる。枚数カラム22の頂部に
おいて得られるCO□及び/或はH2S含有廃ガスは導
管24によりフラッシュ蒸留槽8の下方部分に給送する
のが望ましい。しか1−ながら、フラッシュ蒸留槽へ給
送することなく、この放散カラム22の頂部からそのま
ま系外に排出することもできる。
以下の実施例により本発明を更に具体的に説明する0 相接続された211Hの吸収カラム、相接続された2個
のフラッシュ蒸留槽及び1個の放散カラムをイTjろ図
示のガス洗浄装置を使用して本発明方法を実施した。上
記吸収カラムにはco2含有合成ガスと液状吸収剤とし
て50重量%のメチルジェタノールアミン水溶液とを9
800 kmol / h給送してガス洗浄を行った。
浄化されるべき合成ガスは28バールの圧力下に$1吸
収カラムの底部に給送される。浄化されるべきガスは、
スチームリフオーマ−に由来するガスであって、以下の
妬き組成のものである。
co218.3容量% C!0     0.4容量% H261,0容量% N2     20 、0容量% CH40、l容咀% Ar      O,2容置% 液状吸収剤の温度は、第1吸収カラムに流入する時点に
おいて60℃であった。第2吸収カラムに給送される液
状吸収剤の温度は75℃であった。
第2吸収カラム頂部から排出される浄化合成ガスは以下
の如き組成であった。
CO20,01容量% Co      O,5容置% N274.6 容置% N224.5  容量% OH,0,2容量% Ar      O,3容量% 第1吸収カラム底部から排出されろ液状吸収41は、第
1フラッシュ蒸留槽中において5バールの圧力下にフラ
ッシュ処理に附された。第1フラツシユ蒸留槽頂部から
は1150 kmol / hの量で吸収剤から釈放さ
れたガスが排出された。第1フラッシュ蒸留槽底部から
排出される液状吸収剤は、そのまま水蒸気放散装置及び
減圧装置により0.7バールの減圧に維持された第27
ラノシユ蒸留槽中に給送され、フラッシュ処理に附され
た。第2フラッシュ蒸留槽底部において得られる処理済
液状吸収剤は、その3/4量が第1吸収カラムに返還さ
れ、残余分は放散カラムで再生処理に附され、しかる後
に第2吸収カラムに返還された。
この新規な本発明方法によれば、吸収カラムの径を著し
く縮小し、薫だ交換板体数を減少することができ、これ
によりガス洗浄コストを著しく廉価Kjることかできる
【図面の簡単な説明】
添附図面は本発明方法を実施するための装置の1実施例
を示すものであって、主要部と符号との対応関係は以下
の通りである。 l・・・CO,及び/或はH2S含亙ガス、2・・・第
1吸収段階、6・・・第2吸収段階、8・自フラッシュ
処理段階、11・・・最終段フラッシュ処理段階、15
・・・水蒸気放散装置、22・・・放牧圏、27・・・
熱交換器、28・・・分離器、29・・・機械的減圧装
置特許出願人   バスフ ァクチェンゲゼルシャフト

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)CO_2及び/或はH_2S含有ガスからアルカ
    ノールアミン含有水性液状吸収剤によりCO_2及び/
    或はH_2Sを除去する方法において、第1吸収段階で
    CO_2及び/或はH_2S含有ガスを40°乃至10
    0℃の温度において20乃至70重量%のメチルジエタ
    ノールアミン含有水性液状吸収剤により処理し、この第
    1吸収段階において頂部から得られるガスを第2吸収段
    階に給送し、ここで30°乃至90℃の温度において、
    第1吸収段階に給送される液状吸収剤におけるよりもC
    O_2及び/或はH_2S含有量の少ない、20乃至7
    0重量%のメチルジエタノールアミン含有水性液状吸収
    剤により処理して更にCO_2及び/或はH_2Sを除
    去し、第2吸収段階において頂部から処理されたガスを
    排出し、第2吸収段階において底部から得られるCO_
    2及び/或はH_2S帯有水性液状吸収剤を第1吸収段
    階の頂部に給送し、第1吸収段階の下方部分から得られ
    るCO_2及び/或はH_2S帯有水性液状吸収剤を再
    生のため少くとも2段のフラッシュ処理段階において処
    理し、この場合最終段のフラッシュ処理段階は大気圧に
    比し低い圧力下に操作され、この最終段フラッシュ処理
    段階における減圧は相接続された減圧装置及び水蒸気放
    散装置によりもたらされ、最終段フラッシュ処理段階の
    底部において得られる液状吸収剤は第1吸収段階に返還
    され、更に最終段及び/或はその前段のフラッシュ処理
    段階の底部において得られる液状吸収剤を放散圏に給送
    して更に再生処理し、この放散圏の底部において得られ
    る再生液状吸収剤が第2吸収段階に返還されることを特
    徴とする方法。
  2. (2)特許請求の範囲(1)による方法において、第2
    吸収段階において、及び/或はフラッシュ処理段階から
    、及び/或は放散圏から排出されるガスに含有される水
    分に基因する損失水分を補給するために、最終段前段の
    フラッシュ処理装置に対し損失水分に相当する量の水蒸
    気を給送することを特徴とする方法。
  3. (3)特許請求の範囲(1)或は(2)による方法にお
    いて、水蒸気放散装置が機械的減圧装置の後段に接続さ
    れていることを特徴とする方法。
  4. (4)特許請求の範囲(3)による方法において、最終
    段フラッシュ処理段階の頂部において排出されるガスが
    、上述の水蒸気放散装置からの水蒸気と共に、その前段
    のフラッシュ処理段階における底部に給送されることを
    特徴とする方法。
JP60275239A 1984-12-11 1985-12-09 ガスからco↓2及び/或はh↓2sを除去する方法 Granted JPS61138515A (ja)

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