KR101950614B1 - 성분 이동 처리 방법 및 성분 이동 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
콤팩트한 설비로 성분 이동 처리를 실시할 수 있도록 하면서, 흡수액에 대한 대상 성분의 이동을 촉진한다.
가스 이동 처리 방법은, 각 처리 유로(31, 61)에 흡수액을 유통시키면서 그 각 처리 유로(31, 61) 내에서 흡수액의 내외로 가스를 이동시키는 가스 이동 공정과, 가스 이동 공정 후, 각 처리 유로(31, 61)의 출구(31c, 61c)로부터 배출된 흡수액과 가스의 혼합 유체를 대응하는 분리 헤더(23, 43)에 있어서 흡수액과 가스로 기액 분리하는 분리 공정과, 분리 공정에서 분리된 흡수액을 분리 헤더(23, 43)로부터 대응하는 재순환 라인(26, 46)을 통하여 각 처리 유로(31, 61)의 입구(31a, 61a)로 되돌려서 그들 각 처리 유로(31, 61)에 도입하는 순환 공정을 구비한다.
가스 이동 처리 방법은, 각 처리 유로(31, 61)에 흡수액을 유통시키면서 그 각 처리 유로(31, 61) 내에서 흡수액의 내외로 가스를 이동시키는 가스 이동 공정과, 가스 이동 공정 후, 각 처리 유로(31, 61)의 출구(31c, 61c)로부터 배출된 흡수액과 가스의 혼합 유체를 대응하는 분리 헤더(23, 43)에 있어서 흡수액과 가스로 기액 분리하는 분리 공정과, 분리 공정에서 분리된 흡수액을 분리 헤더(23, 43)로부터 대응하는 재순환 라인(26, 46)을 통하여 각 처리 유로(31, 61)의 입구(31a, 61a)로 되돌려서 그들 각 처리 유로(31, 61)에 도입하는 순환 공정을 구비한다.
Description
본 발명은 성분 이동 처리 방법 및 성분 이동 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 흡수(吸收)액에 대해서 대상 성분을 출입시키는 성분 이동 처리 방법으로서, 예를 들면 가스 흡수 방법이나 가스 방출 방법 등의 액체에 대해서 가스를 출입시키는 가스 이동 처리 방법이 알려져 있다. 가스 흡수 방법은 액체에 가스를 흡수시키는 방법이고, 가스 방출 방법은 액체로부터 가스를 방출시키는 방법이다. 그리고, 근년에는, 이와 같은 가스 흡수 또는 가스 방출의 처리를 콤팩트한 설비로 실현하도록, 예를 들면 마이크로채널 장치에 형성된 미세 유로 내에 액체를 흘려서 그 유로 내에서 당해 액체로의 가스의 흡수 또는 당해 액체로부터의 가스의 방출을 행하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 1 참조).
상기 처리는, 모두, 액체와 가스를 큰 기액비로 공존시키지 않으면 안 되는 경우가 많다. 그러나, 상기 미세 유로 내, 즉 현저하게 한정된 공간 내에 있어서 액체와 가스를 큰 기액비로 공존시키면서 이들을 흘리는 것은 사실상 곤란하다.
구체적으로, 가스 흡수 처리에서는, 흡수 능력이 큰 흡수액을 이용하는 경우, 그 흡수 능력을 풀로 활용하기 위해서는 큰 기액비(예를 들면 1000 이상)로 당해 흡수액과 피흡수 가스의 2상류(二相流; 예를 들면 슬러그류나 환상류)를 형성할 필요가 있지만, 미세 유로 내에 있어서 이와 같은 큰 기액비로 양호한 2상류를 형성하는 것은 곤란하다. 따라서, 미세 유로 내에서 흡수 능력이 큰 흡수액에 알맞은 충분한 양의 가스를 흡수시킬 수는 없다.
또한, 가스 방출 처리에서는, 흡수액에 흡수된 가스를 유로 내에서 충분히 방출시키기 위해서는 당해 흡수액과 이 흡수액으로부터 방출되는 가스가 당해 유로 내에서 극히 큰 기액비로 공존할 수 있는 것이 필요하지만, 실제로는 그와 같은 공존은 곤란하다. 그 결과, 기액비가 충분하지는 않아, 미세 유로 내에서 방출되는 가스의 압력을 충분히 낮출 수 없다. 따라서, 흡수액에 흡수된 가스를 미세 유로 내에서 충분히 방출시킬 수는 없다.
이상과 같이 미세 유로 내에서 흡수액과 가스를 큰 기액비로 공존시키면서 이들을 흘릴 수 없기 때문에, 흡수액에 대한 가스 이동을 충분히 진행시킬 수 없다.
또한, 이상과 같은 문제는, 흡수 처리의 한 형태로서 흡수액에 대응하는 추제에 대상 성분을 추출시키는 추출 처리를 미세 유로 내에서 행하는 경우나, 방출 처리의 한 형태로서 대상 성분을 추출한 추제로부터 대상 성분을 방출시키는 처리를 미세 유로 내에서 행하는 경우에 있어서도 마찬가지로 생긴다.
이 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 콤팩트한 설비로 성분 이동 처리를 실시할 수 있도록 하면서, 흡수액에 대한 대상 성분의 이동을 촉진하는 것이 가능한 성분 이동 처리 방법 및 성분 이동 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 성분 이동 처리 방법은, 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 성분 이동 처리 방법으로서, 복수의 미세 유로를 갖는 유로 구조체와, 상기 복수의 미세 유로의 출구에 접속된 분리부와, 상기 분리부와 상기 복수의 미세 유로의 입구를 상호 접속하는 재순환 라인을 구비한 처리 장치를 준비하는 장치 준비 공정과, 상기 각 미세 유로에 흡수액을 유통시키면서 그 각 미세 유로 내에서 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 성분 이동 공정과, 상기 성분 이동 공정 후, 상기 각 미세 유로의 출구로부터 상기 분리부에 배출된 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 분리 공정과, 상기 분리 공정에서 분리한 흡수액을 상기 분리부로부터 상기 재순환 라인을 통하여 상기 각 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 미세 유로에 도입하는 순환 공정을 구비한다.
이 성분 이동 처리 방법에서는, 성분 이동 공정에서 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 처리를 유로 구조체의 각 미세 유로 내에서 행하기 때문에, 콤팩트한 유로 구조체로 성분 이동 처리를 행할 수 있다. 그 결과, 성분 이동 처리를 콤팩트한 처리 장치 또는 처리 설비로 실시할 수 있다. 더욱이, 이 성분 이동 처리 방법에서는, 각 미세 유로 내에서 성분 이동 처리가 행해진 후의 흡수액이 그 각 미세 유로로부터 배출되어서 분리부에서의 분리 공정에 의해 분리되고, 그 분리된 흡수액이 순환 공정에 의해 각 미세 유로의 입구로 되돌려져서 순환된다. 이 때문에, 미세 유로 내에서 흡수액과 대상 성분을 큰 기액비로 공존시키면서 이들을 흘릴 수 없더라도, 각 미세 유로 내에서 흡수액에 대한 성분 이동 처리를 반복하여 행해서 그 흡수액에 대한 성분 이동을 촉진할 수 있다.
상기 성분 이동 처리 방법에 있어서, 상기 성분 이동 공정은, 상기 각 미세 유로에 상기 흡수액과 대상 성분을 서로 접촉한 상태로 유통시켜서 그 각 미세 유로 내에서 흡수액에 대상 성분을 흡수시키는 흡수 공정이어도 된다.
이 구성에서는, 순환 공정에 의해 각 미세 유로에 반복하여 흡수액을 유통시키면서 그 흡수액에 대상 성분을 흡수시킬 수 있다. 이 때문에, 각 미세 유로 내에 있어서 큰 기액비로 양호한 2상류를 형성할 수 없더라도, 흡수액으로의 대상 성분의 흡수를 촉진할 수 있다.
상기 성분 이동 처리 방법에 있어서, 상기 성분 이동 공정은, 상기 각 미세 유로에 대상 성분을 흡수한 흡수액을 유통시켜, 그 각 미세 유로 내에서 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시키는 방출 공정이어도 된다.
이 구성에서는, 순환 공정에 의해 각 미세 유로에 반복하여 흡수액을 유통시키면서 그 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시킬 수 있다. 이 때문에, 각 미세 유로 내에 있어서 흡수액과 그 흡수액으로부터 방출되는 대상 성분이 큰 기액비로 공존할 수 없어서 그 각 미세 유로 내에서 방출 성분의 압력을 충분히 낮출 수 없더라도, 흡수액으로부터의 대상 성분의 방출을 촉진할 수 있다.
상기 성분 이동 처리 방법에 있어서, 상기 장치 준비 공정에서는, 상기 처리 장치로서, 제 1 처리 유닛과 제 2 처리 유닛을 구비하고, 상기 제 1 처리 유닛은, 상기 복수의 미세 유로에 상당하는 복수의 제 1 미세 유로를 구비한 상기 유로 구조체에 상당하는 제 1 유로 구조체와, 상기 분리부에 상당하는 제 1 분리부와, 상기 재순환 라인에 상당하는 제 1 재순환 라인을 갖고, 상기 제 2 처리 유닛은, 상기 복수의 미세 유로에 상당하는 복수의 제 2 미세 유로를 구비한 상기 유로 구조체에 상당하는 제 2 유로 구조체와, 상기 분리부에 상당하는 제 2 분리부와, 상기 재순환 라인에 상당하는 제 2 재순환 라인을 갖는 처리 장치를 준비하며, 상기 성분 이동 공정은, 상기 각 제 1 미세 유로에 흡수액과 대상 성분을 서로 접촉한 상태로 유통시켜서 그 각 제 1 미세 유로 내에서 흡수액에 대상 성분을 흡수시킴과 더불어, 상기 각 제 2 미세 유로에 대상 성분을 흡수한 흡수액을 유통시켜서 그 각 제 2 미세 유로 내에서 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시키는 제 1 흡방출 공정과, 상기 각 제 1 미세 유로에 대상 성분을 흡수한 흡수액을 유통시켜서 그 각 제 1 미세 유로 내에서 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시킴과 더불어, 상기 각 제 2 미세 유로에 흡수액과 대상 성분을 서로 접촉한 상태로 유통시켜서 그 각 제 2 미세 유로 내에서 흡수액에 대상 성분을 흡수시키는 제 2 흡방출 공정을 포함하고, 상기 분리 공정은, 상기 제 1 흡방출 공정 후, 상기 각 제 1 미세 유로의 출구로부터 상기 제 1 분리부에 배출된 대상 성분 흡수 후의 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리함과 더불어, 상기 각 제 2 미세 유로의 출구로부터 상기 제 1 분리부에 배출된 대상 성분 방출 후의 흡수액과 그 흡수액으로부터 방출된 대상 성분의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 제 1 분리 공정과, 상기 제 2 흡방출 공정 후, 상기 각 제 1 미세 유로의 출구로부터 상기 제 1 분리부에 배출된 대상 성분 방출 후의 흡수액과 그 흡수액으로부터 방출된 대상 성분의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리함과 더불어, 상기 각 제 2 미세 유로의 출구로부터 상기 제 2 분리부에 배출된 대상 성분 흡수 후의 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 제 2 분리 공정을 포함하고, 상기 순환 공정은, 상기 제 1 분리 공정에 있어서 상기 제 1 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 제 1 재순환 라인을 통하여 상기 각 제 1 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 제 1 미세 유로에 도입함과 더불어, 상기 제 1 분리 공정에 있어서 상기 제 2 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 제 2 재순환 라인을 통하여 상기 각 제 2 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 제 2 미세 유로에 도입하는 제 1 순환 공정과, 상기 제 2 분리 공정에 있어서 상기 제 1 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 제 1 재순환 라인을 통하여 상기 각 제 1 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 제 1 미세 유로에 도입함과 더불어, 상기 제 2 분리 공정에 있어서 상기 제 2 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 제 2 재순환 라인을 통하여 상기 각 제 2 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 제 2 미세 유로에 도입하는 제 2 순환 공정을 포함하며, 상기 제 1 흡방출 공정, 상기 제 1 분리 공정 및 상기 제 1 순환 공정에 있어서 상기 제 1 처리 유닛에서 대상 성분을 흡수한 흡수액을 상기 제 2 흡방출 공정에 있어서 상기 각 제 1 미세 유로에 유통시켜서 대상 성분을 방출시키고, 상기 제 1 흡방출 공정, 상기 제 1 분리 공정 및 상기 제 1 순환 공정에 있어서 상기 제 2 처리 유닛에서 대상 성분을 방출한 흡수액을 상기 제 2 흡방출 공정에 있어서 상기 각 제 2 미세 유로에 유통시켜서 대상 성분을 흡수시키고, 상기 제 2 흡방출 공정, 상기 제 2 분리 공정 및 상기 제 2 순환 공정에 있어서 상기 제 1 처리 유닛에서 대상 성분을 방출한 흡수액을 상기 제 1 흡방출 공정에 있어서 상기 각 제 1 미세 유로에 유통시켜서 대상 성분을 흡수시키고, 상기 제 2 흡방출 공정, 상기 제 2 분리 공정 및 상기 제 2 순환 공정에 있어서 상기 제 2 처리 유닛에서 대상 성분을 흡수한 흡수액을 상기 제 1 흡방출 공정에 있어서 상기 각 제 2 미세 유로에 유통시켜서 대상 성분을 방출시키도록, 상기 제 1 흡방출 공정, 상기 제 1 분리 공정 및 상기 제 1 순환 공정을 행하는 기간과 상기 제 2 흡방출 공정, 상기 제 2 분리 공정 및 상기 제 2 순환 공정을 행하는 기간을 교대로 마련해도 된다.
이 구성에 의하면, 제 1 처리 유닛과 제 2 처리 유닛에서 대상 성분의 흡수 처리와 방출 처리를 병행해서 실시할 수 있기 때문에, 흡방출 처리 전체로서의 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 이 구성에서는, 각 처리 유닛에 있어서, 흡수 처리에 의해 흡수한 대상 성분의 농도가 증가해서 흡수력이 저하된 흡수액을, 방출 처리에 의해 그 농도를 저하시켜서 흡수력을 회복시켜, 다시 흡수 처리에 제공할 수 있다. 이 때문에, 흡수력이 저하된 흡수액을 흡수 처리에 계속 사용하는 경우에 비해서, 흡수 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 성분 이동 처리 방법에 있어서, 상기 장치 준비 공정에서는, 상기 처리 장치로서 상기 재순환 라인에 탱크가 마련된 처리 장치를 준비하고, 상기 순환 공정에서는, 상기 분리 공정에서 분리된 흡수액을 상기 탱크에서 일시적으로 저류하면서, 그 탱크로부터 상기 각 미세 유로의 입구로 흡수액을 되돌리는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 탱크에서 흡수액을 일시적으로 저류하는 것에 의해, 처리 장치 내에서 순환하는 흡수액의 유지량을 늘릴 수 있다. 이 때문에, 대상 성분의 조성이나 압력 등의 베리에이션에 따라서 적절한 흡수액의 순환량을 설정하기 위한 여유를 가지게 할 수 있다.
상기 성분 이동 처리 방법에 있어서, 상기 대상 성분으로서 CO2를 이용하고, 상기 흡수액으로서 물, 아민계 용제, 아민계 용제의 수용액 및 이온성 액체 중 어느 하나의 액체를 이용해도 된다.
또한, 본 발명에 의한 성분 이동 처리 장치는, 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 성분 이동 처리에 이용하는 성분 이동 처리 장치로서, 흡수액을 유통시키면서 그 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 복수의 미세 유로를 갖는 유로 구조체와, 상기 복수의 미세 유로의 출구에 접속되고, 그 출구로부터 배출된 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 분리부와, 상기 분리부와 상기 복수의 미세 유로의 입구를 상호 접속하는 재순환 라인과, 상기 재순환 라인에 마련되고, 상기 분리부에서 분리한 흡수액을 상기 재순환 라인을 통하여 상기 복수의 미세 유로의 입구로 되돌려, 그들 각 미세 유로로 공급하는 펌프를 구비한다.
이 성분 이동 처리 장치에서는, 상기 성분 이동 처리 방법과 마찬가지의 이유에 의해, 콤팩트한 설비로 성분 이동 처리를 실시할 수 있고 또한 흡수액에 대한 대상 성분의 이동을 촉진할 수 있다는 효과가 얻어진다.
상기 성분 이동 처리 장치에 있어서, 상기 각 미세 유로로 대상 성분을 포함하는 피처리 유체를 공급하는 공급부를 추가로 구비하고, 상기 각 미세 유로는, 흡수액과 상기 공급부로부터 공급된 피처리 유체를 합류시키는 합류부와, 당해 합류부에서 합류한 흡수액과 피처리 유체를 서로 접촉한 상태로 유통시키면서 그 흡수액에 피처리 유체 중의 대상 성분을 흡수시키는 처리를 행하는 처리부를 갖고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 각 미세 유로에 반복하여 흡수액을 유통시키면서, 각 미세 유로의 합류부에 있어서 흡수액과 피처리 유체를 합류시켜서 처리부에서 그 흡수액에 대상 성분을 흡수시킬 수 있다. 이 때문에, 각 미세 유로의 처리부 내에 있어서 큰 기액비로 양호한 2상류를 형성할 수 없더라도, 흡수액으로의 대상 성분의 흡수를 촉진할 수 있다.
상기 성분 이동 처리 장치에 있어서, 상기 각 미세 유로는, 대상 성분을 흡수한 흡수액을 유통시키면서 그 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시키는 처리를 행하는 처리 유로여도 된다.
이 구성에 의하면, 미세 유로로서의 각 처리 유로에 반복하여 흡수액을 유통시키면서, 그 각 처리 유로 내에서 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시킬 수 있다. 이 때문에, 각 처리 유로 내에 있어서 흡수액과 그 흡수액으로부터 방출되는 대상 성분이 큰 기액비로 공존할 수 없어서 그 각 처리 유로 내에서 방출 성분의 압력을 충분히 낮출 수 없더라도, 흡수액으로부터의 대상 성분의 방출을 촉진할 수 있다.
상기 성분 이동 처리 장치에 있어서, 상기 복수의 미세 유로에 상당하는 복수의 제 1 미세 유로를 구비한 상기 유로 구조체에 상당하는 제 1 유로 구조체, 상기 분리부에 상당하는 제 1 분리부, 상기 재순환 라인에 상당하는 제 1 순환 라인 및 상기 펌프에 상당하는 제 1 펌프를 구비한 제 1 처리 유닛과, 상기 복수의 미세 유로에 상당하는 복수의 제 2 미세 유로를 구비한 상기 유로 구조체에 상당하는 제 2 유로 구조체, 상기 분리부에 상당하는 제 2 분리부, 상기 재순환 라인에 상당하는 제 2 순환 라인 및 상기 펌프에 상당하는 제 2 펌프를 구비한 제 2 처리 유닛과, 상기 복수의 제 1 미세 유로의 입구에 이어지는 제 1 피처리 유체 공급 라인과, 상기 복수의 제 2 미세 유로의 입구에 이어지는 제 2 피처리 유체 공급 라인과, 상기 제 1 피처리 유체 공급 라인을 통하여 상기 각 제 1 미세 유로로 피처리 유체를 공급함과 더불어 상기 제 2 피처리 유체 공급 라인을 통한 상기 각 제 2 미세 유로로의 피처리 유체의 공급을 정지하는 상태와, 상기 제 1 피처리 유체 공급 라인을 통한 상기 각 제 1 미세 유로로의 피처리 유체의 공급을 정지함과 더불어 상기 제 2 피처리 유체 공급 라인을 통하여 상기 각 제 2 미세 유로로 피처리 유체를 공급하는 상태를 전환하는 전환 장치를 구비하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 제 1 처리 유닛과 제 2 처리 유닛에서 흡수 처리와 방출 처리를 병행해서 실시할 수 있다. 이 때문에, 흡방출 처리 전체로서의 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 전환 장치에 의한 상기 상태의 전환에 의해, 각 처리 유닛에 있어서, 피처리 유체가 공급되어서 그 피처리 유체로부터 흡수액으로의 대상 성분의 흡수 처리를 흡수액을 순환시키면서 행하는 기간과, 피처리 유체의 공급이 정지되어서 흡수액만을 순환시키면서 그 흡수액으로부터의 대상 성분의 방출 처리를 행하는 기간을 교대로 마련할 수 있다. 이 때문에, 흡수 처리에 의해 흡수한 대상 성분의 농도가 상승해서 흡수력이 저하된 흡수액을, 방출 처리에 의해 그 농도를 저하시켜서 흡수력을 회복시켜, 다시 흡수 처리에 제공할 수 있다. 이 때문에, 흡수 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 성분 이동 처리 장치에 있어서, 상기 재순환 라인 중 상기 분리부와 상기 펌프 사이에 마련되고, 상기 재순환 라인에 흐르는 흡수액을 일시적으로 저류하는 탱크를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 탱크에서 흡수액을 일시적으로 저류하는 것에 의해, 처리 장치 내에서 순환하는 흡수액의 유지량을 늘릴 수 있다. 이 때문에, 대상 성분의 조성이나 압력 등의 베리에이션에 따라서 적절한 흡수액의 순환량을 설정하기 위한 여유를 가지게 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 콤팩트한 설비로 성분 이동 처리를 실시할 수 있음과 더불어, 흡수액에 대한 대상 성분의 이동을 촉진할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 가스 이동 처리 방법에서 이용하는 가스 이동 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 2는 제 1 처리 유닛의 제 1 유로 구조체 및 그것에 장착된 각 헤더의 구성과, 제 2 처리 유닛의 제 2 유로 구조체 및 그것에 장착된 각 헤더의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 유로 구조체를 구성하는 처리 유로 기판의 한쪽 판면을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 처리 유로 기판의 다른 쪽 판면을 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 3에 나타낸 유로 구조체를 구성하는 온도 조절 기판의 평면도이다.
도 6은 가스 흡수 처리를 행한 처리 후 가스 중의 대상 성분의 농도의 경시 변화를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 변형예에 의한 가스 흡수 처리용의 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 변형예에 의한 가스 방출 처리용의 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 제 3 변형예에 의한 가스 흡수 처리용의 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 10은 본 발명의 제 4 변형예에 의한 가스 방출 처리용의 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 2는 제 1 처리 유닛의 제 1 유로 구조체 및 그것에 장착된 각 헤더의 구성과, 제 2 처리 유닛의 제 2 유로 구조체 및 그것에 장착된 각 헤더의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 유로 구조체를 구성하는 처리 유로 기판의 한쪽 판면을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 처리 유로 기판의 다른 쪽 판면을 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 3에 나타낸 유로 구조체를 구성하는 온도 조절 기판의 평면도이다.
도 6은 가스 흡수 처리를 행한 처리 후 가스 중의 대상 성분의 농도의 경시 변화를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 변형예에 의한 가스 흡수 처리용의 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 변형예에 의한 가스 방출 처리용의 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 제 3 변형예에 의한 가스 흡수 처리용의 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 10은 본 발명의 제 4 변형예에 의한 가스 방출 처리용의 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.
본 발명의 일 실시형태에 의한 가스 이동 처리 방법은, 도 1에 나타내는 가스 이동 처리 장치(1)를 이용해서 실시된다. 가스 이동 처리 장치(1)는, 본 발명에 있어서의 처리 장치 및 성분 이동 처리 장치의 일례이다. 이하, 가스 이동 처리 장치(1)를 간단히 처리 장치(1)라고 한다. 본 실시형태에 의한 가스 이동 처리 방법은, 흡수액 밖으로부터 흡수액 내로의 가스의 이동, 즉 흡수액으로의 가스 흡수와, 흡수액 내로부터 흡수액 밖으로의 가스의 이동, 즉 흡수액으로부터의 가스 방출을 병행해서 실시하는 것이다.
우선, 본 실시형태의 가스 이동 처리 방법에서 이용하는 처리 장치(1)의 구성에 대해서 설명한다.
처리 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 처리 유닛(2)과, 제 2 처리 유닛(4)과, 가스 송출 장치(5)와, 제 1 공급 밸브(6)와, 제 1 처리 후 가스 배출 밸브(8)와, 제 1 방출 가스 배출 밸브(10)와, 제 2 공급 밸브(12)와, 제 2 처리 후 가스 배출 밸브(14)와, 제 2 방출 가스 배출 밸브(16)를 구비한다.
제 1 처리 유닛(2) 및 제 2 처리 유닛(4)은, 각각, 가스 흡수 처리와 가스 방출 처리 모두 실시 가능하게 구성되어 있다. 즉, 각 처리 유닛(2, 4)은, 가스 흡수 처리를 실시하는 상태와 가스 방출 처리가 실시되는 상태로 전환되도록 구성되어 있다. 또한, 처리 장치(1)는, 제 1 처리 유닛(2)과 제 2 처리 유닛(4) 중 한쪽에서 가스 흡수 처리가 행해지는 경우에는, 다른 쪽에서 병행해서 가스 방출 처리를 행하도록 되어 있다.
제 1 처리 유닛(2)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 유로 구조체(20)와, 제 1 가스 공급 헤더(21)와, 제 1 흡수액 공급 헤더(22)와, 제 1 분리 헤더(23)와, 제 1 온도 조절 공급 헤더(24)와, 제 1 온도 조절 배출 헤더(25)와, 제 1 재순환 라인(26)과, 제 1 순환 펌프(27)와, 제 1 탱크(28)를 갖는다.
제 1 유로 구조체(20)는, 흡수액을 유통시키면서 그 흡수액에 대한 가스 이동 처리를 행하기 위한 다수의 제 1 처리 유로(31)(도 3 참조)와, 제 1 처리 유로(31)를 흐르는 흡수액의 가스 이동 처리 시의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 유체를 흘리는 다수의 제 1 온도 조절 유로(32)(도 5 참조)를 내부에 갖는다. 상기 가스 이동 처리의 구체예는, 가스 흡수 처리 또는 가스 방출 처리이다. 또한, 제 1 유로 구조체(20)는, 본 발명에 있어서의 유로 구조체의 일례이다. 제 1 처리 유로(31) 및 제 1 온도 조절 유로(32)는, 미세한 유로 지름을 갖는 미세 유로(마이크로채널)이다. 제 1 처리 유로(31)는, 본 발명에 있어서의 제 1 미세 유로 및 미세 유로의 일례이다.
제 1 유로 구조체(20)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 적층되어서 서로 접합된 다수의 기판(34)으로 이루어지는 적층체이다. 상기 다수의 기판(34)에는, 복수의 처리 유로 기판(34a)과, 복수의 온도 조절 기판(34b)과, 복수의 봉지판(34c)이 포함되어 있다. 제 1 유로 구조체(20)에서는, 처리 유로 기판(34a)과 온도 조절 기판(34b)이 그들 사이에 봉지판(34c)을 끼우면서 교대로 반복하여 적층되어 있다.
각 처리 유로 기판(34a)의 한쪽 판면에는, 도 3에 나타내는 바와 같이 복수의 홈(36)이 형성되어 있다. 또한, 각 처리 유로 기판(34a)의 다른 쪽 판면, 즉 상기 한쪽 판면과 반대의 판면에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 한쪽 판면의 복수의 홈(36)에 대응하는 복수의 홈(38)이 형성되어 있다. 각 홈(38)의 종단의 위치에는, 처리 유로 기판(34a)을 두께 방향으로 관통하여, 상기 한쪽 면측의 대응하는 홈(36)과 이어지는 관통 구멍(39)이 마련되어 있다. 그리고, 각 처리 유로 기판(34a)의 한쪽 판면에 형성된 각 홈(36)의 개구가 그 한쪽 판면에 적층된 봉지판(34c)(도 2 참조)에 의해 봉지됨과 더불어, 다른 쪽 판면에 형성된 각 홈(38)의 개구가 그 다른 쪽 판면에 적층된 별도의 봉지판(34c)(도 2 참조)에 의해 봉지되는 것에 의해, 복수의 제 1 처리 유로(31)가 형성되어 있다.
각 제 1 처리 유로(31) 중 상기 홈(36)의 시단에 상당하는 부분이 가스의 입구(31a)(도 3 참조)가 되고 있다. 또한, 각 제 1 처리 유로(31) 중 상기 홈(38)의 시단에 상당하는 부분이 흡수액의 입구(31b)(도 4 참조)가 되고 있다. 또한, 각 제 1 처리 유로(31) 중 상기 홈(36)의 종단에 상당하는 부분이 그 제 1 처리 유로(31)의 출구(31c)(도 3 참조)가 되고 있다. 또한, 각 제 1 처리 유로(31) 중 상기 관통 구멍(39)에 상당하는 부분이, 가스 흡수 처리가 행해질 때에 가스와 흡수액을 합류시키는 합류부(31d)가 되고 있다. 또한, 각 제 1 처리 유로(31) 중 합류부(31d)부터 출구(31c)까지의 부분이, 가스 흡수 처리가 행해질 때에 합류한 흡수액과 가스를 서로 접촉한 상태로 유통시키면서 그 흡수액에 가스를 흡수시키는 처리부(31e)가 되고 있다.
또한, 제 1 처리 유닛(2)에서 가스 방출 처리가 행해질 때에는, 각 제 1 처리 유로(31) 중 흡수액의 입구(31b)로부터 합류부(31d) 및 처리부(31e)를 거쳐서 출구(31c)에 이르는 부분이, 가스를 흡수한 흡수액을 유통시키면서 그 흡수액으로부터 가스를 방출시키는 처리를 행하는 처리 유로가 된다.
각 온도 조절 기판(34b)의 한쪽 판면에는, 도 5에 나타내는 바와 같이 복수의 홈(37)이 형성되어 있다. 각 온도 조절 기판(34b)의 한쪽 판면에 형성된 각 홈(37)의 개구가 그 한쪽 판면에 적층된 봉지판(34c)(도 2 참조)에 의해 봉지되는 것에 의해, 복수의 제 1 온도 조절 유로(32)가 형성되어 있다.
각 제 1 온도 조절 유로(32) 중 온도 조절 기판(34b)의 외연의 한 변에 배치된 일단이 그 제 1 온도 조절 유로(32)의 입구(32a)가 되고 있다. 또한, 각 제 1 온도 조절 유로(32) 중 상기 일단의 반대측의 단부가 그 제 1 온도 조절 유로(32)의 출구(32b)가 되고 있다.
제 1 가스 공급 헤더(21)(도 2 참조)는, 각 제 1 처리 유로(31)(도 3 참조)에 가스를 분배해서 공급하기 위한 것이다. 제 1 가스 공급 헤더(21)는, 제 1 유로 구조체(20) 중 제 1 처리 유로(31)의 가스의 입구(31a)가 마련된 측면에, 모든 제 1 처리 유로(31)의 가스의 입구(31a)를 전체적으로 덮도록 장착되어 있다.
제 1 가스 공급 헤더(21)에는, 제 1 가스 공급 라인(51)(도 1 참조)이 접속되어 있다. 그 제 1 가스 공급 라인(51)에는, 제 1 공급 밸브(6)가 마련되어 있다. 제 1 가스 공급 라인(51)에는, 흡수 처리에 제공하는 피흡수 가스를 송출하는 가스 송출 장치(5)가 접속되어 있다. 가스 송출 장치(5)는, 예를 들면 압축기 또는 블로어이다. 제 1 공급 밸브(6)의 개폐에 의해, 가스 송출 장치(5)로부터 송출된 피흡수 가스가 제 1 가스 공급 라인(51) 및 제 1 가스 공급 헤더(21)를 통하여 제 1 처리 유로(31)로 공급되는 상태와 그 공급이 정지되는 상태가 전환되도록 되어 있다. 한편, 피흡수 가스는, 본 발명에 있어서의 피처리 유체의 일례이다.
제 1 흡수액 공급 헤더(22)(도 2 참조)는, 각 제 1 처리 유로(31)(도 3 참조)에 흡수액을 분배해서 공급하기 위한 것이다. 제 1 흡수액 공급 헤더(22)는, 제 1 유로 구조체(20) 중 제 1 처리 유로(31)의 흡수액의 입구(31b)가 마련된 측면에, 모든 제 1 처리 유로(31)의 흡수액의 입구(31b)를 전체적으로 덮도록 장착되어 있다.
제 1 분리 헤더(23)(도 2 참조)는, 그의 내부에 각 제 1 처리 유로(31)의 출구(31c)(도 3 참조)로부터 처리 후의 흡수액과 가스의 혼합 유체가 배출되는 것이다. 제 1 분리 헤더(23)는, 그의 내부에 배출된 혼합 유체를 정치해서 비중차에 의해 기액 분리한다. 이 제 1 분리 헤더(23)는, 본 발명에 있어서의 분리부 및 제 1 분리부의 일례이다. 제 1 분리 헤더(23)는, 제 1 유로 구조체(20) 중 제 1 처리 유로(31)의 출구(31c)가 마련된 측면에, 모든 제 1 처리 유로(31)의 출구(31c)를 전체적으로 덮도록 장착되어 있다.
제 1 분리 헤더(23)에 있어서 기액 분리한 흡수액이 모이는 당해 제 1 분리 헤더(23)의 하부에는, 제 1 재순환 라인(26)(도 1 참조)의 상류측의 단부가 접속되어 있다. 제 1 재순환 라인(26)은, 본 발명에 있어서의 재순환 라인의 일례이다. 제 1 재순환 라인(26)의 하류측의 단부는, 상기 제 1 흡수액 공급 헤더(22)에 접속되어 있다. 제 1 재순환 라인(26)은, 제 1 분리 헤더(23)에서 분리한 흡수액을 제 1 흡수액 공급 헤더(22)로 유도하는 것이다.
제 1 재순환 라인(26)에는, 흡수액을 일시적으로 저류하는 제 1 탱크(28)(도 1 참조)가 마련되어 있다. 제 1 탱크(28)는, 본 발명에 있어서의 탱크의 일례이다. 또한, 제 1 재순환 라인(26) 중 제 1 탱크(28)의 하류측의 위치에 제 1 순환 펌프(27)가 마련되어 있다. 제 1 순환 펌프(27)에 의해, 제 1 탱크(28)로부터 흡수액이 흡출됨과 더불어, 그 흡수액이 제 1 흡수액 공급 헤더(22)로 보내지고, 각 제 1 처리 유로(31)를 통해서 제 1 분리 헤더(23)로 배출되며, 제 1 분리 헤더(23)로부터 제 1 탱크(28)로 보내진다는 흡수액의 순환이 행해지도록 되어 있다.
제 1 분리 헤더(23)에 있어서 기액 분리한 가스가 모이는 당해 제 1 분리 헤더(23)의 상부에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 처리 후 가스 배출 라인(52)과 제 1 방출 가스 배출 라인(53)이 접속되어 있다. 제 1 처리 후 가스 배출 라인(52)은, 제 1 처리 유로(31)에서 흡수액으로의 가스 흡수 처리가 행해지는 경우에 제 1 분리 헤더(23)에 도입되어서 기액 분리한 흡수 처리 후의 나머지 가스를 제 1 분리 헤더(23)로부터 배출하는 것이다. 이하, 흡수 처리 후의 나머지 가스인 것을 처리 후 가스라고 한다. 제 1 방출 가스 배출 라인(53)은, 제 1 처리 유로(31)에서 흡수액으로부터의 가스 방출 처리가 행해지는 경우에 제 1 분리 헤더(23)에서 기액 분리한 방출 가스를 제 1 분리 헤더(23)로부터 배출하는 것이다.
제 1 처리 후 가스 배출 라인(52)에는, 제 1 처리 후 가스 배출 밸브(8)가 마련되어 있다. 제 1 처리 후 가스 배출 밸브(8)의 개폐에 의해, 제 1 분리 헤더(23)로부터 제 1 처리 후 가스 배출 라인(52)을 통한 처리 후 가스의 배출과 배출 정지가 전환되도록 되어 있다.
또한, 제 1 방출 가스 배출 라인(53)에는, 제 1 방출 가스 배출 밸브(10)가 마련되어 있다. 제 1 방출 가스 배출 밸브(10)의 개폐에 의해, 제 1 분리 헤더(23)로부터 제 1 방출 가스 배출 라인(53)을 통한 방출 가스의 배출과 배출 정지가 전환되도록 되어 있다.
제 1 온도 조절 공급 헤더(24)(도 2 참조)는, 각 제 1 온도 조절 유로(32)(도 5 참조)에 온도 조절 유체를 분배해서 공급하기 위한 것이다. 제 1 온도 조절 공급 헤더(24)는, 제 1 유로 구조체(20) 중 제 1 온도 조절 유로(32)의 입구(32a)가 마련된 측면에, 모든 제 1 온도 조절 유로(32)의 입구(32a)를 전체적으로 덮도록 장착되어 있다. 제 1 온도 조절 공급 헤더(24)에는, 제 1 온도 조절 공급 라인(54)(도 1 참조)이 접속되어 있다. 그 제 1 온도 조절 공급 라인(54)을 통하여 온도 조절 유체가 공급된다.
제 1 온도 조절 배출 헤더(25)(도 2 참조)는, 그의 내부에 각 제 1 온도 조절 유로(32)의 출구(32b)(도 5 참조)로부터 온도 조절 유체가 배출되는 것이다. 제 1 온도 조절 배출 헤더(25)는, 제 1 유로 구조체(20) 중 제 1 온도 조절 유로(32)의 출구(32b)가 마련된 측면에, 모든 제 1 온도 조절 유로(32)의 출구(32b)를 전체적으로 덮도록 장착되어 있다. 제 1 온도 조절 배출 헤더(25)에는, 제 1 온도 조절 배출 라인(55)(도 1 참조)이 접속되어 있다. 제 1 온도 조절 배출 헤더(25)로부터 이 제 1 온도 조절 배출 라인(55)을 통하여 온도 조절 유체가 배출된다.
제 2 처리 유닛(4)(도 1 참조)은, 제 1 처리 유닛(2)과 동일한 구성을 구비한다. 제 2 처리 유닛(4)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 2 유로 구조체(40)와, 제 2 가스 공급 헤더(41)와, 제 2 흡수액 공급 헤더(42)와, 제 2 분리 헤더(43)와, 제 2 온도 조절 공급 헤더(44)와, 제 2 온도 조절 배출 헤더(45)와, 제 2 재순환 라인(46)과, 제 2 순환 펌프(47)와, 제 2 탱크(48)를 갖는다. 제 2 유로 구조체(40), 제 2 가스 공급 헤더(41), 제 2 흡수액 공급 헤더(42), 제 2 분리 헤더(43), 제 2 온도 조절 공급 헤더(44), 제 2 온도 조절 배출 헤더(45), 제 2 재순환 라인(46), 제 2 순환 펌프(47) 및 제 2 탱크(48)의 구성은, 제 1 유로 구조체(20), 제 1 가스 공급 헤더(21), 제 1 흡수액 공급 헤더(22), 제 1 분리 헤더(23), 제 1 온도 조절 공급 헤더(24), 제 1 온도 조절 배출 헤더(25), 제 1 재순환 라인(26), 제 1 순환 펌프(27) 및 제 1 탱크(28)의 대응하는 것의 구성과 동일하다. 한편, 제 2 유로 구조체(40)는, 본 발명에 있어서의 유로 구조체의 일례이다. 또한, 제 2 분리 헤더(43)는, 본 발명에 있어서의 분리부 및 제 2 분리부의 일례이다. 또한, 제 2 재순환 라인(46)은, 본 발명에 있어서의 재순환 라인의 일례이다. 제 2 탱크(48)는, 본 발명에 있어서의 탱크의 일례이다.
제 2 유로 구조체(40)의 내부 구조는, 제 1 유로 구조체(20)의 내부 구조와 동일하다. 즉, 제 2 유로 구조체(40)는, 제 1 처리 유로(31)와 마찬가지의 다수의 제 2 처리 유로(61)(도 3 참조)와, 제 1 온도 조절 유로(32)와 마찬가지의 다수의 제 2 온도 조절 유로(62)(도 5 참조)를 내부에 갖는다. 제 2 처리 유로(61)는, 본 발명에 있어서의 미세 유로 및 제 2 미세 유로의 일례이다.
각 제 2 처리 유로(61)는, 제 1 처리 유로(31)의 가스의 입구(31a), 흡수액의 입구(31b), 출구(31c), 합류부(31d) 및 처리부(31e)와 마찬가지로 형성된 가스의 입구(61a), 흡수액의 입구(61b), 출구(61c), 합류부(61d) 및 처리부(61e)를 갖는다.
제 2 가스 공급 헤더(41)에는, 제 2 가스 공급 라인(71)(도 1 참조)이 접속되어 있다. 그 제 2 가스 공급 라인(71)에 제 2 공급 밸브(12)가 마련되어 있다. 제 2 가스 공급 라인(71)은, 제 1 가스 공급 라인(51)과 마찬가지의 것이다. 제 2 공급 밸브(12)는, 제 1 공급 밸브(6)와 마찬가지의 것이다. 제 2 가스 공급 라인(71)에는, 가스 송출 장치(5)가 접속되어 있다.
제 2 공급 밸브(12)의 개폐에 의해, 가스 송출 장치(5)로부터 송출된 피흡수 가스가 제 2 가스 공급 라인(71) 및 제 2 가스 공급 헤더(41)를 통하여 제 2 처리 유로(61)로 공급되는 상태와 그 공급이 정지되는 상태가 전환되도록 되어 있다. 이 제 2 공급 밸브(12)와 상기 제 1 공급 밸브(6)에 의해, 본 발명의 전환 장치의 일례가 구성되어 있다.
제 2 분리 헤더(43) 중 기액 분리한 가스가 모이는 부분(상부)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 2 처리 후 가스 배출 라인(72)과 제 2 방출 가스 배출 라인(73)이 접속되어 있다. 제 2 처리 후 가스 배출 라인(72)은, 제 1 처리 후 가스 배출 라인(52)과 마찬가지의 것이며, 제 2 방출 가스 배출 라인(73)은, 제 1 방출 가스 배출 라인(53)과 마찬가지의 것이다. 제 2 처리 후 가스 배출 라인(72)에는, 제 1 처리 후 가스 배출 밸브(8)와 마찬가지의 제 2 처리 후 가스 배출 밸브(14)가 마련되어 있다. 제 2 방출 가스 배출 라인(73)에는, 제 1 방출 가스 배출 밸브(10)와 마찬가지의 제 2 방출 가스 배출 밸브(16)가 마련되어 있다.
제 2 온도 조절 공급 헤더(44)에는, 제 1 온도 조절 공급 라인(54)과 마찬가지의 제 2 온도 조절 공급 라인(74)이 접속되어 있다. 또한, 제 2 온도 조절 배출 헤더(45)에는, 제 1 온도 조절 배출 라인(55)과 마찬가지의 제 2 온도 조절 배출 라인(75)이 접속되어 있다.
다음으로, 본 실시형태에 의한 가스 이동 처리 방법에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 의한 가스 이동 처리 방법에서는, 제 1 처리 유닛(2)과 제 2 처리 유닛(4) 중 한쪽 처리 유닛에서 흡수액으로의 가스 흡수 처리를 실시하면서, 병행해서 다른 쪽 처리 유닛에서 흡수액으로부터의 가스 방출 처리를 실시한다. 그리고, 소정 시간 경과마다 양 처리 유닛(2, 4)에서 실시하는 처리를 서로 교체한다.
가스 흡수 처리에 제공하는 피흡수 가스로서, 흡수 대상의 특정 성분인 CO2를 함유하는 혼합 가스를 이용한다. 즉, CO2가 흡수 처리의 대상 성분이다. 또한, 흡수액으로서, 피흡수 가스로부터 CO2만을 흡수하는 성질을 가지는 것을 이용한다. 구체적으로는, 흡수액으로서 물, 아민계 용제, 아민계 용제의 수용액 및 이온성 액체 중 어느 하나의 액체를 이용한다. 또한, 가스 방출 처리에서는, 그 처리 대상의 흡수액으로서 CO2를 흡수한 상기 어느 하나의 액체를 이용한다. 그리고, 가스 방출 처리에서는, 그 흡수액으로부터 방출 가스로서 CO2 가스를 방출시킨다. 이하, 본 실시형태의 가스 이동 처리 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.
우선, 제 1 처리 유닛(2)(도 1 참조)에서는 가스 흡수 처리를 실시하고, 제 2 처리 유닛(4)에서는 가스 방출 처리를 실시하는 것으로 한다. 이 경우, 제 1 공급 밸브(6)를 개방 상태로 함과 더불어, 제 2 공급 밸브(12)를 폐쇄 상태로 한다. 이에 의해, 제 1 가스 공급 라인(51) 및 제 1 가스 공급 헤더(21)를 통하여 제 1 유로 구조체(20) 내의 각 제 1 처리 유로(31)(도 3 참조)로 피흡수 가스가 도입되는 한편, 제 2 유로 구조체(40) 내의 각 제 2 처리 유로(61)로는 피흡수 가스가 도입되지 않는다. 또한, 이 경우, 제 1 처리 후 가스 배출 밸브(8)(도 1 참조)를 개방 상태로 함과 더불어, 제 1 방출 가스 배출 밸브(10)를 폐쇄 상태로 한다. 또한, 제 2 처리 후 가스 배출 밸브(14)를 폐쇄 상태로 함과 더불어, 제 2 방출 가스 배출 밸브(16)를 개방 상태로 한다.
제 1 탱크(28)에는 흡수 처리에 미사용된 흡수액이 저류되고 있다. 제 1 순환 펌프(27)가, 그 제 1 탱크(28)로부터 흡수액을 흡출해서 제 1 흡수액 공급 헤더(22)로 보낸다. 제 1 흡수액 공급 헤더(22)로 보내진 흡수액은, 제 1 유로 구조체(20) 내의 각 제 1 처리 유로(31)(도 3 참조)로 도입된다. 각 제 1 처리 유로(31)에 도입된 흡수액은, 대응하는 각 합류부(31d)에서 혼합 가스와 합류하고, 그 혼합 가스와 접촉한 상태로 처리부(31e)를 하류측으로 흐른다. 예를 들면, 흡수액과 혼합 가스는, 슬러그류 또는 환상류 등의 2상류 상태로 처리부(31e)를 하류측으로 흐른다. 이 각 제 1 처리 유로(31)의 처리부(31e)를 흐르는 과정에 있어서, 피흡수 가스 중의 CO2 가스가 흡수액으로 흡수된다.
흡수액으로의 CO2 가스의 흡수는 발열 반응이기 때문에, 각 제 1 처리 유로(31) 내에서의 가스 흡수에 의해 생긴 열에 의해 흡수액이 승온한다. 그래서, 냉매로서 이용하는 저온의 온도 조절 유체가, 제 1 온도 조절 공급 헤더(24)(도 1 참조)를 통하여 제 1 유로 구조체(20) 내의 각 제 1 온도 조절 유로(32)(도 5 참조)로 도입되고, 그 각 제 1 온도 조절 유로(32)를 흐르는 과정에서 제열(除熱)한다. 이에 의해, 각 제 1 처리 유로(31)의 처리부(31e)(도 3 참조)를 흐르는 흡수액의 승온이 억제된다.
각 제 1 처리 유로(31) 내에서 CO2 가스를 흡수한 흡수액과 그 흡수액에 CO2 가스가 흡수된 후의 처리 후 가스는, 각 제 1 처리 유로(31)의 출구(31c)로부터 제 1 분리 헤더(23) 내로 배출된다. 제 1 분리 헤더(23) 내에 배출된 흡수액과 처리 후 가스의 혼합 유체는, 제 1 분리 헤더(23) 내에 있어서 어느 정도 정치되어, 비중차에 의해 기액 분리된다.
제 1 분리 헤더(23) 내에서 분리된 처리 후 가스는, 제 1 처리 후 가스 배출 밸브(8)(도 1 참조)가 개방 상태이고 또한 제 1 방출 가스 배출 밸브(10)가 폐쇄 상태이기 때문에, 제 1 분리 헤더(23)로부터 제 1 처리 후 가스 배출 라인(52)을 통하여 배출된다.
제 1 분리 헤더(23) 내에서 분리된 흡수액은, 제 1 재순환 라인(26)으로 배출되어서 제 1 탱크(28)에 도입된다. 제 1 탱크(28)에 도입된 흡수액은, 그 제 1 탱크(28) 내에서 일시적으로 저류되고, 그 후, 제 1 재순환 라인(26)을 통하여 제 1 순환 펌프(27)에 의해 제 1 흡수액 공급 헤더(22)로 보내진다. 그에 의해, 이 흡수액은, 각 제 1 처리 유로(31)(도 3 참조)로 재공급된다.
이상과 같이, 흡수액은, 각 제 1 처리 유로(31) 내를 흘러서 가스 흡수를 행하면서, 그 각 제 1 처리 유로(31)로부터 제 1 분리 헤더(23), 제 1 재순환 라인(26) 및 제 1 흡수액 공급 헤더(22)를 거쳐서 순환한다. 이 순환을 반복하는 것에 의해, 각 제 1 처리 유로(31)에서의 흡수액으로의 가스 흡수가 진행되어, 흡수액 중의 대상 성분인 CO2의 농도가 상승한다.
한편, 제 2 처리 유닛(4)(도 1 참조)에서는, 대상 성분인 CO2의 농도가 높은 흡수액이 제 2 탱크(48)에 저류되고 있다. 제 2 순환 펌프(47)가, 그 제 2 탱크(48)로부터 흡수액을 흡출해서 제 2 흡수액 공급 헤더(42)로 보낸다. 제 2 흡수액 공급 헤더(42)로 보내진 흡수액은, 제 2 유로 구조체(40) 내의 각 제 2 처리 유로(61)(도 3 참조)로 도입된다. 각 제 2 처리 유로(61)에 도입된 흡수액은, 그 유로를 하류측으로 흐르면서 CO2 가스를 방출한다.
흡수액으로부터의 CO2 가스의 방출은 흡열 반응이다. 이 때문에, 열매체로서 이용하는 고온의 온도 조절 유체가 제 2 온도 조절 공급 헤더(44)(도 1 참조)를 통하여 제 2 유로 구조체(40) 내의 각 제 2 온도 조절 유로(62)(도 5 참조)로 도입된다. 그리고, 이 온도 조절 유체가, 각 제 2 온도 조절 유로(62)를 흐르는 과정에 있어서, 가스 방출을 위한 반응열을 공급해서 각 제 2 처리 유로(61) 내에서의 가스 방출을 촉진한다.
각 제 2 처리 유로(61)(도 3 참조) 내에서 CO2 가스를 방출한 흡수액과 그 흡수액으로부터 방출된 CO2 가스는, 각 제 2 처리 유로(61)의 출구(61c)로부터 제 2 분리 헤더(43) 내로 배출된다. 이하, 경우에 따라, 흡수액으로부터 방출된 CO2 가스를 「방출 가스」라고 한다. 제 2 분리 헤더(43) 내에 배출된 흡수액과 방출된 CO2 가스의 혼합 유체는, 제 2 분리 헤더(43) 내에 있어서 어느 정도 정치되어, 비중차에 의해 기액 분리된다.
제 2 분리 헤더(43) 내에서 분리된 방출 가스는, 제 2 처리 후 가스 배출 밸브(14)(도 1 참조)가 폐쇄 상태이고 또한 제 2 방출 가스 배출 밸브(16)가 개방 상태이기 때문에, 제 2 분리 헤더(43)로부터 제 2 방출 가스 배출 라인(73)을 통하여 배출된다.
제 2 분리 헤더(43) 내에서 분리된 흡수액은, 제 2 재순환 라인(46)으로 배출되어서 제 2 탱크(48)에 도입된다. 제 2 탱크(48)에 도입된 흡수액은, 그 제 2 탱크(48) 내에서 일시적으로 저류되고, 그 후, 제 2 재순환 라인(46)을 통하여 제 2 순환 펌프(47)에 의해 제 2 흡수액 공급 헤더(42)로 보내진다. 그에 의해, 이 흡수액은, 각 제 2 처리 유로(61)로 재공급된다.
이상과 같이, 흡수액은, 각 제 2 처리 유로(61) 내를 흘러서 가스 방출을 행하면서, 그 각 제 2 처리 유로(61)로부터 제 2 분리 헤더(43), 제 2 재순환 라인(46) 및 제 2 흡수액 공급 헤더(42)를 거쳐서 순환한다. 이 순환을 반복하는 것에 의해, 각 제 2 처리 유로(61) 내에서의 흡수액으로부터의 가스 방출이 진행되어, 흡수액 중의 대상 성분인 CO2의 농도가 저하된다.
그리고, 이상과 같이 제 1 처리 유닛(2)에서 가스 흡수 처리가 행해짐과 더불어 제 2 처리 유닛(4)에서 가스 방출 처리가 행해지는 상태가 소정 시간 경과 후, 그들 처리 유닛(2, 4)에서 행하는 처리를 서로 교체한다.
구체적으로는, 제 1 공급 밸브(6)(도 1 참조)를 폐쇄 상태로 전환함과 더불어, 제 2 공급 밸브(12)를 개방 상태로 전환한다. 또한, 제 1 처리 후 가스 배출 밸브(8)를 폐쇄 상태로 전환함과 더불어, 제 1 방출 가스 배출 밸브(10)를 개방 상태로 전환한다. 또한, 제 2 처리 후 가스 배출 밸브(14)를 개방 상태로 전환함과 더불어, 제 2 방출 가스 배출 밸브(16)를 폐쇄 상태로 전환한다.
이에 의해, 제 1 처리 유닛(2)에 피흡수 가스가 공급되지 않게 되는 한편, 제 2 처리 유닛(4)에 피흡수 가스가 공급되게 된다. 그 결과, 제 1 처리 유닛(2)에서는, 제 1 탱크(28)에 저류된 CO2를 흡수한 흡수액이 순환하고, 상기의 제 2 처리 유닛(4)에서 실시되고 있었던 가스 방출 처리와 마찬가지의 가스 방출 처리가 실시된다. 한편, 제 2 처리 유닛(4)에서는, 제 2 탱크(48)에 저류된 CO2 농도가 저하된 흡수액이 순환하면서, 상기의 제 1 처리 유닛(2)에서 실시되고 있었던 가스 흡수 처리와 마찬가지의 가스 흡수 처리가 실시된다. 제 1 처리 유닛(2)에서 가스 방출 처리가 행해지는 결과, 제 1 분리 헤더(23)에서 기액 분리된 방출 가스가 제 1 방출 가스 배출 라인(53)을 통하여 배출된다. 또한, 제 2 처리 유닛(4)에서 가스 흡수 처리가 행해지는 결과, 제 2 분리 헤더(43)에서 기액 분리된 처리 후 가스가 제 2 처리 후 가스 배출 라인(72)을 통하여 배출된다.
제 1 및 제 2 처리 유닛(2, 4) 사이에서 실시하는 처리를 교체하는 타이밍의 기준이 되는 소정 시간은, 예를 들면 흡수의 대상 성분이 처리 후 가스에 잔존하게 되어서 그 처리 후 가스 중의 대상 성분의 농도가, 가스 공급 라인(51, 71)으로부터 처리 유닛에 공급되는 피흡수 가스 중의 CO2 농도의 10%에 달하는 시간으로 설정한다.
구체적으로, 처리 후 가스 중의 대상 성분의 농도는, 도 6에 나타내는 바와 같이 경시 변화한다. 이 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 가스 흡수 처리가 개시되고 나서 어떤 시간까지는, 처리 후 가스 중의 대상 성분의 농도는 거의 0이다. 즉, 이 시간까지는, 흡수액 중의 대상 성분의 농도가 그다지 높아지지 않아, 흡수액이 높은 흡수력을 유지하고 있다. 이 때문에, 이 시간까지는, 처리 유닛에 공급되는 피흡수 가스 중의 대상 성분이 흡수 처리에 의해 흡수액에 거의 전량 흡수된다. 그리고, 이 시간을 지나면, 흡수액 중의 대상 성분의 농도의 상승에 수반해서 흡수액의 흡수력이 저하된다. 그 결과, 처리 후 가스 중에 대상 성분이 잔존하게 된다. 이대로 흡수 처리를 계속하면, 최종적으로는, 흡수액이 대상 성분을 전혀 흡수할 수 없게 된다. 그 결과, 처리 후 가스 중에 잔존하는 대상 성분의 농도가 처리 유닛에 공급되는 피흡수 가스 중의 대상 성분의 농도 C0와 동등한 농도에 달한다.
그래서, 처리 후 가스 중의 대상 성분의 농도가 피흡수 가스 중의 대상 성분의 농도 C0의 10%에 상당하는 농도 CE에 달하는 경과 시간 τE를 미리 실험 또는 시뮬레이션에 의해 도출해 둔다. 그리고, 그 경과 시간 τE마다 양 처리 유닛(2, 4)에서 실시하는 처리를 서로 반복하여 교체한다. 그 결과, 가스 흡수 처리에 의해 대상 성분의 농도가 상승한 흡수액은, 그 후의 가스 방출 처리에 의해 대상 성분을 방출해서 높은 흡수력을 가지는 상태로 회복되고, 그 후, 다시 가스 흡수 처리에 제공되는 것과 같은 현상이 반복하여 생긴다.
본 실시형태에 의한 가스 이동 처리 방법은, 이상과 같이 해서 행해진다.
본 실시형태에서는, 가스 흡수 처리 및 가스 방출 처리를 각 유로 구조체(20, 40)의 각 처리 유로(31, 61) 내에서 행하기 때문에, 콤팩트한 유로 구조체(20, 40)로 그들의 처리를 행할 수 있다. 그 결과, 그들의 처리를 콤팩트한 처리 장치(1)로 실시할 수 있다. 더욱이, 각 처리 유로(31, 61) 내에서는, 단위 체적 당에서의 흡수액과 가스의 접촉 면적이 커지기 때문에, 가스 흡수의 처리 효율을 높일 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 각 처리 유로(31, 61) 내에서 가스 흡수 처리 또는 가스 방출 처리가 행해진 후의 흡수액이, 그 각 처리 유로(31, 61)로부터 배출되어서 대응하는 분리 헤더(23, 43)에서의 분리 공정에 의해 기액 분리된다. 분리한 흡수액은, 순환 공정에 의해 각 처리 유로(31, 61)의 입구(31b, 61b)로 되돌려져서 순환된다.
가스 흡수 처리에서는, 흡수 능력이 큰 흡수액을 이용하는 경우, 그 흡수 능력을 풀로 활용하기 위해서는 예를 들면 1000 이상의 큰 기액비로 당해 흡수액과 피흡수 가스의 2상류를 형성할 필요가 있다. 상기 2상류는, 예를 들면 슬러그류나 환상류이다. 그러나, 미세 유로 내와 같이 현저하게 한정된 공간 내에 있어서 흡수액과 피흡수 가스를 이와 같은 큰 기액비로 공존시키면서 양호한 2상류를 형성하는 것은 곤란하다. 따라서, 미세 유로에 흡수액을 한 번 유통시키기만 하는 가스 흡수 처리에서는, 흡수 능력이 큰 흡수액에 알맞은 충분한 양의 가스를 흡수시킬 수는 없다.
또한, 가스 방출 처리에서는, 흡수액에 흡수된 대상 성분의 가스를 미세 유로 내에서 충분히 방출시키기 위해서는 당해 흡수액과 이 흡수액으로부터 방출되는 방출 가스가 당해 미세 유로 내에서 극히 큰 기액비로 공존할 수 있는 것이 필요하다. 그러나, 미세 유로 내는 현저하게 한정된 공간이기 때문에, 실제로는 그와 같은 공존은 곤란하다. 그 결과, 기액비가 충분하지는 않아, 미세 유로 내에서 방출되는 가스의 압력을 충분히 낮출 수 없다. 그 때문에, 흡수액에 흡수된 대상 성분의 가스를 미세 유로 내에서 충분히 방출시킬 수는 없다.
이상과 같은 미세 유로 내에서 가스 흡수 처리 또는 가스 방출 처리를 행하는 것에 기인하는 문제에 대한 대책으로서, 본 실시형태에서는, 상기와 같이 흡수액을 순환시키는 것에 의해 각 처리 유로(31, 61)에 반복하여 흡수액을 유통시켜서 반복하여 가스 흡수 처리 또는 가스 방출 처리를 행한다. 이에 의해, 가스 흡수 처리에서는, 각 처리 유로(31, 61) 내에 있어서 큰 기액비로 양호한 2상류를 형성할 수 없더라도, 각 처리 유로(31, 61) 내에서 흡수액으로의 가스 흡수가 반복하여 행해져서 흡수액으로의 가스 흡수를 촉진할 수 있다. 또한, 가스 방출 처리에서는, 각 처리 유로(31, 61) 내에 있어서 흡수액과 그 흡수액으로부터 방출되는 가스가 큰 기액비로 공존할 수 없는 것에 의해 그 각 처리 유로(31, 61) 내에서 방출 가스의 압력을 충분히 낮출 수 없더라도, 각 처리 유로(31, 61) 내에서 흡수액으로부터의 가스 방출이 반복하여 행해지는 것에 의해 흡수액으로부터의 가스 방출을 촉진할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 1 처리 유닛(2)과 제 2 처리 유닛(4)에서 가스 흡수 처리와 가스 방출 처리를 병행해서 실시할 수 있다. 이 때문에, 흡방출 처리 전체로서의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 본 실시형태에서는, 각 처리 유닛(2, 4)에 있어서, 가스 흡수 처리에 의해 흡수한 가스의 농도가 증가해서 흡수력이 저하된 흡수액을, 가스 방출 처리에 의해 그 농도를 저하시켜서 흡수력을 회복시켜, 다시 가스 흡수 처리에 제공할 수 있다. 이 때문에, 흡수력이 저하된 흡수액을 가스 흡수 처리에 계속 사용하는 경우에 비해서, 가스 흡수 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 각 재순환 라인(26, 46)에 마련된 각 탱크(28, 48)에서 흡수액을 일시적으로 저류한다. 이 때문에, 각 처리 유닛(2, 4) 내에서 순환하는 흡수액의 유지량을 늘릴 수 있다. 이 때문에, 가스의 조성이나 압력 등의 베리에이션에 따라서 적절한 흡수액의 순환량을 설정하기 위한 여유를 가지게 할 수 있다.
한편, 이번에 개시된 실시형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시형태의 설명이 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타나며, 또한 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함한다.
처리 장치는, 반드시 제 1 처리 유닛과 제 2 처리 유닛을 구비하고 있지 않아도 된다. 예를 들면, 도 7∼도 10에 나타내는 각 변형예와 같이, 처리 장치(1)는, 단일의 처리 유닛(76)을 구비하고 있어도 된다. 이들 변형예에서는, 단일의 처리 유닛(76)에 있어서 가스 흡수 처리와 가스 방출 처리 중 어느 한쪽만을 실시한다.
도 7에 나타내는 제 1 변형예에 의한 처리 장치(1)는, 가스 흡수 처리용으로 구성되어 있다. 이 제 1 변형예에 의한 처리 장치(1)의 처리 유닛(76)은, 유로 구조체(77)와, 가스 공급 헤더(78)와, 흡수액 공급 헤더(79)와, 분리 헤더(80)와, 온도 조절 공급 헤더(81)와, 온도 조절 배출 헤더(82)와, 재순환 라인(83)과, 순환 펌프(84)를 구비하고 있다. 유로 구조체(77), 가스 공급 헤더(78), 흡수액 공급 헤더(79), 분리 헤더(80), 온도 조절 공급 헤더(81), 온도 조절 배출 헤더(82), 재순환 라인(83) 및 순환 펌프(84)의 구성은, 상기 실시형태에 있어서의 제 1 유로 구조체(20), 제 1 가스 공급 헤더(21), 제 1 흡수액 공급 헤더(22), 제 1 분리 헤더(23), 제 1 온도 조절 공급 헤더(24), 제 1 온도 조절 배출 헤더(25), 제 1 재순환 라인(26) 및 제 1 순환 펌프(27)의 구성과 마찬가지이다. 단, 이 처리 유닛(76)에서는, 흡수액을 저류하는 탱크가 재순환 라인(83)에 마련되어 있지 않다.
가스 공급 헤더(78)에는, 가스 공급 라인(85)이 접속되어 있다. 그 가스 공급 라인(85)에 가스 송출 장치(86)가 마련되어 있다. 가스 공급 라인(85) 및 가스 송출 장치(86)는, 상기 실시형태에 있어서의 제 1 가스 공급 라인(51) 및 가스 송출 장치(5)와 마찬가지의 것이다.
또한, 흡수액 공급 헤더(79)에는, 흡수액 공급 라인(87)이 접속되어 있다. 그 흡수액 공급 라인(87)에 흡수액 공급 펌프(88)가 마련되어 있다. 흡수액 공급 펌프(88)는, 송액 펌프이다. 흡수액 공급 펌프(88)는, 처리 개시 후의 일정 기간에 흡수액 공급 라인(87)을 통하여 흡수액 공급 헤더(79)로 흡수액을 공급한다. 그 후에는, 순환 펌프(84)에 의해 처리 유닛(76) 내에서 흡수액이 순환되어, 상기 실시형태에서의 가스 흡수 처리와 마찬가지의 가스 흡수 처리가 행해진다.
분리 헤더(80)에는, 처리 후 가스 배출 라인(89)이 접속되어 있다. 분리 헤더(80)는, 본 발명에 있어서의 분리부의 일례이다. 처리 후 가스 배출 라인(89)은, 상기 실시형태에 있어서의 제 1 처리 후 가스 배출 라인(52)과 마찬가지의 것이다. 또한, 분리 헤더(80)의 하부에는, 흡수액을 배출하기 위한 흡수액 배출 라인(90)이 접속되어 있다. 이 흡수액 배출 라인(90)에는, 흡수액 배출 밸브(91)가 마련되어 있다. 가스 흡수 처리 중에는, 흡수액 배출 밸브(91)는 폐쇄 상태로 해 둔다. 그리고, 처리 유닛(76)의 계 내로부터 흡수액을 발출할 때에 당해 배출 밸브(91)를 개방 상태로 전환해서 흡수액 배출 라인(90)을 통하여 흡수액을 배출한다.
도 8에 나타내는 제 2 변형예에 의한 처리 장치(1)는, 가스 방출 처리용으로 구성되어 있다. 이 제 2 변형예에 의한 처리 장치(1)의 처리 유닛(76)에는, 피흡수 가스가 공급되지 않는다. 이 때문에, 그 유로 구조체(92)는, 처리 유로(도시하지 않음)로서, 피흡수 가스의 입구, 그 피흡수 가스의 도입로 및 합류부를 구비하고 있지 않은 다수의 미세 유로를 그의 내부에 갖는다. 또한, 이 제 2 변형예의 처리 유닛(76)은, 가스 공급 헤더를 구비하고 있지 않다. 또한, 분리 헤더(80)에는, 방출 가스 배출 라인(93)이 접속되어 있다. 이 방출 가스 배출 라인(93)은, 상기 실시형태에 있어서의 제 1 방출 가스 배출 라인(53)과 마찬가지의 것이다. 당해 제 2 변형예에 의한 처리 장치(1)의 이것 이외의 구성은, 상기 제 1 변형예에 의한 처리 장치(1)의 구성과 마찬가지이다.
이 제 2 변형예에 의한 처리 장치(1)에서는, 처리 개시 후의 일정 기간에, 흡수액 공급 펌프(88)로부터 대상 성분을 포함하는 흡수액이 흡수액 공급 라인(87)을 통하여 흡수액 공급 헤더(79)로 공급된다. 그 후, 순환 펌프(84)에 의해 처리 유닛(76) 내에서 흡수액이 순환되어, 상기 실시형태에서의 가스 방출 처리와 마찬가지의 가스 방출 처리가 행해진다
도 9에 나타내는 제 3 변형예에 의한 처리 장치(1)는, 가스 흡수 처리용으로 구성되어 있다. 이 제 3 변형예에 의한 처리 장치(1)는, 상기 제 1 변형예에 의한 처리 장치(1)로부터 흡수액 공급 라인(87), 흡수액 공급 펌프(88), 흡수액 배출 라인(90) 및 흡수액 배출 밸브(91)를 생략함과 더불어, 흡수액을 저류하는 탱크(94)를 재순환 라인(83)에 마련한 것에 상당한다.
이 제 3 변형예의 처리 장치(1)에서는, 흡수액을 외부로부터 이송하는 것이 아니고, 처리 개시 전에 탱크(94)에 저류한 흡수액만을 처리 유닛(76) 내에서 순환시키면서 상기 실시형태에서의 가스 흡수 처리와 마찬가지의 가스 흡수 처리가 행해진다.
도 10에 나타내는 제 4 변형예에 의한 처리 장치(1)는, 가스 방출 처리용으로 구성되어 있다. 이 제 4 변형예에 의한 처리 장치(1)는, 상기 제 2 변형예에 의한 처리 장치(1)로부터 흡수액 공급 라인(87), 흡수액 공급 펌프(88), 흡수액 배출 라인(90) 및 흡수액 배출 밸브(91)를 생략함과 더불어, 흡수액을 저류하는 탱크(94)를 재순환 라인(83)에 마련한 것에 상당한다.
이 제 4 변형예의 처리 장치(1)에서는, 대상 성분을 포함하는 흡수액을 외부로부터 이송하는 것이 아니고, 처리 개시 전에 대상 성분을 포함하는 흡수액을 탱크(94)에 저류해 둔다. 그리고, 이 제 4 변형예의 처리 장치(1)에서는, 그 탱크(94)에 저류한 흡수액만을 처리 유닛(76) 내에서 순환시키면서 상기 실시형태에서의 가스 방출 처리와 마찬가지의 가스 방출 처리가 행해진다.
또한, 처리 장치는, 탱크를 구비한 가스 흡수 처리 전용의 처리 유닛과, 탱크를 구비한 가스 방출 처리 전용의 처리 유닛을 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 처리 장치에 있어서, 다음과 같이 가스 흡수 처리와 가스 방출 처리를 행하면 된다.
가스 흡수 처리용의 처리 유닛에서 가스 흡수 처리를 소정 시간 실시함과 더불어, 가스 방출 처리용의 처리 유닛에서 가스 방출 처리를 동일한 소정 시간 실시한다. 그 후, 가스 흡수 처리용의 처리 유닛의 탱크에 저류된 흡수액과 가스 방출 처리용의 처리 유닛의 탱크에 저류된 흡수액을 교체한다. 그 후, 가스 흡수 처리용의 처리 유닛에서 가스 흡수 처리를 재개함과 더불어 가스 방출 처리용의 처리 유닛에서 가스 방출 처리를 재개한다.
이 구성에서는, 가스 흡수 처리용의 처리 유닛에서의 흡수 처리에 의해 대상 성분의 농도가 상승해서 흡수력이 저하된 흡수액을, 가스 방출 처리용의 처리 유닛에서의 방출 처리에 의해 대상 성분의 농도를 저하시켜서 흡수력을 회복시킬 수 있다. 그리고, 그 흡수력이 회복된 흡수액을 이용해서 가스 흡수 처리용의 처리 유닛에서 다시 처리 효율이 높은 가스 흡수 처리를 행할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서, 소정 시간 경과마다 각 처리 유닛(2, 4)에서 실시하는 처리를 교체하기 위한 밸브(6, 8, 10, 12, 14, 16)의 개폐의 전환은, 수동으로 행해도 되고, 제어 장치가 소정 시간 경과마다 그들 밸브의 개폐 제어를 자동적으로 행하도록 해도 된다.
또한, 가스 방출 처리에서는, 고온의 온도 조절 유체에 의해 흡수액으로부터의 가스 방출을 위한 반응열을 공급하는 것에 의해 가스 방출을 촉진하는 것에 반드시 한정되지 않는다. 예를 들면, 각 처리 유로 내를 가스 흡수 처리의 경우보다도 낮은 압력으로 감압하는 것에 의해, 흡수액으로부터의 가스 방출을 촉진하는 방법을 채용해도 된다. 예를 들면, 재순환 라인에 있어서 분리부와 탱크 사이에 진공 펌프를 마련하여, 그 진공 펌프에 의해 각 처리 유로 내의 압력이 저하되도록 감압을 행해도 된다.
또한, 가스 흡수 처리에 제공하는 피흡수 가스는, CO2를 흡수 대상의 성분으로서 함유하는 혼합 가스에 반드시 한정되지 않는다. 예를 들면, CO2와는 상이한 성분을 흡수 대상으로서 포함하는 혼합 가스를 피흡수 가스로서 이용해도 된다. 예를 들면, CO를 흡수 대상의 성분으로서 포함하는 혼합 가스를 피흡수 가스로서 이용해도 된다. 또한, H2S나 유기 황 가스, 염화수소 가스, 또는 이산화질소 가스 등의 산성 가스를 흡수 대상의 성분으로서 포함하는 혼합 가스를 피흡수 가스로서 이용해도 된다. 또한, 상기한 각 흡수 대상의 성분이 100%인 가스를 피흡수 가스로서 이용해도 된다.
각 흡수 대상의 성분을 흡수하기 위해서는, 그 성분에 따른 적절한 흡수액을 이용하면 된다. CO의 흡수에는, 예를 들면 1가의 구리 이온의 용액을 흡수액으로서 이용하면 된다. 또한, 상기 산성 가스의 흡수에는, 예를 들면 수산화 나트륨 용액 등의 염기성 용액을 흡수액으로서 이용하면 된다.
또한, 가스 방출 처리에 제공하는 흡수액은, CO2를 흡수한 흡수액에 반드시 한정되지 않는다. 예를 들면, CO2와는 상이한 성분을 방출 대상으로서 포함하는 흡수액을 가스 방출 처리의 대상으로 해도 된다. 구체적으로는, 상기의 흡수 대상의 성분을 포함하는 흡수액을 가스 방출 처리의 대상으로 해도 된다.
또한, 본 발명에 의한 성분 이동 처리는, 가스 흡수 처리나 가스 방출 처리에 반드시 한정되지 않는다.
예를 들면, 흡수액 밖으로부터 흡수액 내로 대상 성분을 이동시키는 처리의 예로서, 가스 흡수 처리 이외에, 흡수액에 대응하는 추제에 피처리 유체로부터 대상 성분을 추출시키는 추출 처리를 들 수 있다. 이 추출 처리에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
추출 처리의 예로서, 예를 들면 인산의 알킬 에스터류에 의한 금속 이온의 추출 처리를 들 수 있다. 이 추출 처리에서는, 추제로서 인산의 알킬 에스터류가 이용되고, 피처리 유체로서 금속 이온의 용액이 이용된다. 또한, 다른 추출 처리의 예로서, 킬레이트제를 이용한 착화합물 형성에 의한 금속 이온의 추출 처리를 들 수 있다. 이 추출 처리에서는, 추제로서 킬레이트제가 이용되고, 피처리 유체로서 금속 이온의 용액이 이용된다.
추출 처리에서는, 추제가 본래 갖는 추출 능력을 미세 유로인 처리 유로 내에서의 성분 이동의 신속화의 효과에 의해 최대화할 수 있다.
또한, 흡수액 내로부터 흡수액 밖으로 대상 성분을 이동시키는 처리의 예로서, 가스 방출 처리 이외에, 대상 성분을 추출한 후의 추제로부터 대상 성분을 방출시키는 처리를 들 수 있다. 이와 같은 처리에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
본 발명은 이하의 태양을 포함한다.
태양 1:
흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 성분 이동 처리 방법으로서,
복수의 미세 유로를 갖는 유로 구조체와, 상기 복수의 미세 유로의 출구에 접속된 분리부와, 상기 분리부와 상기 복수의 미세 유로의 입구를 상호 접속하는 재순환 라인을 구비한 처리 장치를 준비하는 장치 준비 공정과,
상기 각 미세 유로에 흡수액을 유통시키면서 그 각 미세 유로 내에서 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 성분 이동 공정과,
상기 성분 이동 공정 후, 상기 각 미세 유로의 출구로부터 상기 분리부에 배출된 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 분리 공정과,
상기 분리 공정에서 분리한 흡수액을 상기 분리부로부터 상기 재순환 라인을 통하여 상기 각 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 미세 유로에 도입하는 순환 공정을 구비한, 성분 이동 처리 방법.
태양 2:
상기 성분 이동 공정은, 상기 각 미세 유로에 상기 흡수액과 대상 성분을 서로 접촉한 상태로 유통시켜서 그 각 미세 유로 내에서 흡수액에 대상 성분을 흡수시키는 흡수 공정인, 태양 1에 기재된 성분 이동 처리 방법.
태양 3:
상기 성분 이동 공정은, 상기 각 미세 유로에 대상 성분을 흡수한 흡수액을 유통시켜, 그 각 미세 유로 내에서 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시키는 방출 공정인, 태양 1에 기재된 성분 이동 처리 방법.
태양 4:
상기 장치 준비 공정에서는, 상기 처리 장치로서, 제 1 처리 유닛과 제 2 처리 유닛을 구비하고, 상기 제 1 처리 유닛은, 상기 복수의 미세 유로에 상당하는 복수의 제 1 미세 유로를 구비한 상기 유로 구조체에 상당하는 제 1 유로 구조체와, 상기 분리부에 상당하는 제 1 분리부와, 상기 재순환 라인에 상당하는 제 1 재순환 라인을 갖고, 상기 제 2 처리 유닛은, 상기 복수의 미세 유로에 상당하는 복수의 제 2 미세 유로를 구비한 상기 유로 구조체에 상당하는 제 2 유로 구조체와, 상기 분리부에 상당하는 제 2 분리부와, 상기 재순환 라인에 상당하는 제 2 재순환 라인을 갖는 처리 장치를 준비하며,
상기 성분 이동 공정은, 상기 각 제 1 미세 유로에 흡수액과 대상 성분을 서로 접촉한 상태로 유통시켜서 그 각 제 1 미세 유로 내에서 흡수액에 대상 성분을 흡수시킴과 더불어, 상기 각 제 2 미세 유로에 대상 성분을 흡수한 흡수액을 유통시켜서 그 각 제 2 미세 유로 내에서 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시키는 제 1 흡방출 공정과, 상기 각 제 1 미세 유로에 대상 성분을 흡수한 흡수액을 유통시켜서 그 각 제 1 미세 유로 내에서 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시킴과 더불어, 상기 각 제 2 미세 유로에 흡수액과 대상 성분을 서로 접촉한 상태로 유통시켜서 그 각 제 2 미세 유로 내에서 흡수액에 대상 성분을 흡수시키는 제 2 흡방출 공정을 포함하고,
상기 분리 공정은, 상기 제 1 흡방출 공정 후, 상기 각 제 1 미세 유로의 출구로부터 상기 제 1 분리부에 배출된 대상 성분 흡수 후의 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리함과 더불어, 상기 각 제 2 미세 유로의 출구로부터 상기 제 1 분리부에 배출된 대상 성분 방출 후의 흡수액과 그 흡수액으로부터 방출된 대상 성분의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 제 1 분리 공정과, 상기 제 2 흡방출 공정 후, 상기 각 제 1 미세 유로의 출구로부터 상기 제 1 분리부에 배출된 대상 성분 방출 후의 흡수액과 그 흡수액으로부터 방출된 대상 성분의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리함과 더불어, 상기 각 제 2 미세 유로의 출구로부터 상기 제 2 분리부에 배출된 대상 성분 흡수 후의 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 제 2 분리 공정을 포함하고,
상기 순환 공정은, 상기 제 1 분리 공정에 있어서 상기 제 1 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 제 1 재순환 라인을 통하여 상기 각 제 1 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 제 1 미세 유로에 도입함과 더불어, 상기 제 1 분리 공정에 있어서 상기 제 2 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 제 2 재순환 라인을 통하여 상기 각 제 2 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 제 2 미세 유로에 도입하는 제 1 순환 공정과, 상기 제 2 분리 공정에 있어서 상기 제 1 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 제 1 재순환 라인을 통하여 상기 각 제 1 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 제 1 미세 유로에 도입함과 더불어, 상기 제 2 분리 공정에 있어서 상기 제 2 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 제 2 재순환 라인을 통하여 상기 각 제 2 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 제 2 미세 유로에 도입하는 제 2 순환 공정을 포함하며,
상기 제 1 흡방출 공정, 상기 제 1 분리 공정 및 상기 제 1 순환 공정에 있어서 상기 제 1 처리 유닛에서 대상 성분을 흡수한 흡수액을 상기 제 2 흡방출 공정에 있어서 상기 각 제 1 미세 유로에 유통시켜서 대상 성분을 방출시키고, 상기 제 1 흡방출 공정, 상기 제 1 분리 공정 및 상기 제 1 순환 공정에 있어서 상기 제 2 처리 유닛에서 대상 성분을 방출한 흡수액을 상기 제 2 흡방출 공정에 있어서 상기 각 제 2 미세 유로에 유통시켜서 대상 성분을 흡수시키고, 상기 제 2 흡방출 공정, 상기 제 2 분리 공정 및 상기 제 2 순환 공정에 있어서 상기 제 1 처리 유닛에서 대상 성분을 방출한 흡수액을 상기 제 1 흡방출 공정에 있어서 상기 각 제 1 미세 유로에 유통시켜서 대상 성분을 흡수시키고, 상기 제 2 흡방출 공정, 상기 제 2 분리 공정 및 상기 제 2 순환 공정에 있어서 상기 제 2 처리 유닛에서 대상 성분을 흡수한 흡수액을 상기 제 1 흡방출 공정에 있어서 상기 각 제 2 미세 유로에 유통시켜서 대상 성분을 방출시키도록, 상기 제 1 흡방출 공정, 상기 제 1 분리 공정 및 상기 제 1 순환 공정을 행하는 기간과 상기 제 2 흡방출 공정, 상기 제 2 분리 공정 및 상기 제 2 순환 공정을 행하는 기간을 교대로 마련하는, 태양 1에 기재된 성분 이동 처리 방법.
태양 5:
상기 장치 준비 공정에서는, 상기 처리 장치로서 상기 재순환 라인에 탱크가 마련된 처리 장치를 준비하고,
상기 순환 공정에서는, 상기 분리 공정에서 분리된 흡수액을 상기 탱크에서 일시적으로 저류하면서, 그 탱크로부터 상기 각 미세 유로의 입구로 흡수액을 되돌리는, 태양 1∼4 중 어느 하나에 기재된 성분 이동 처리 방법.
태양 6:
상기 대상 성분으로서 CO2를 이용하고,
상기 흡수액으로서 물, 아민계 용제, 아민계 용제의 수용액 및 이온성 액체 중 어느 하나의 액체를 이용하는, 태양 1∼5 중 어느 하나에 기재된 대상 성분 이동 처리 방법.
태양 7:
흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 성분 이동 처리에 이용하는 성분 이동 처리 장치로서,
흡수액을 유통시키면서 그 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 복수의 미세 유로를 갖는 유로 구조체와,
상기 복수의 미세 유로의 출구에 접속되고, 그 출구로부터 배출된 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 분리부와,
상기 분리부와 상기 복수의 미세 유로의 입구를 상호 접속하는 재순환 라인과,
상기 재순환 라인에 마련되고, 상기 분리부에서 분리한 흡수액을 상기 재순환 라인을 통하여 상기 복수의 미세 유로의 입구로 되돌려, 그들 각 미세 유로로 공급하는 펌프를 구비한, 성분 이동 처리 장치.
태양 8:
상기 각 미세 유로로 대상 성분을 포함하는 피처리 유체를 공급하는 공급부를 추가로 구비하고,
상기 각 미세 유로는, 흡수액과 상기 공급부로부터 공급된 피처리 유체를 합류시키는 합류부와, 당해 합류부에서 합류한 흡수액과 피처리 유체를 서로 접촉한 상태로 유통시키면서 그 흡수액에 피처리 유체 중의 대상 성분을 흡수시키는 처리를 행하는 처리부를 갖는, 태양 7에 기재된 성분 이동 처리 장치.
태양 9:
상기 각 미세 유로는, 대상 성분을 흡수한 흡수액을 유통시키면서 그 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시키는 처리를 행하는 처리 유로인, 태양 7 또는 8에 기재된 성분 이동 처리 장치.
태양 10:
상기 복수의 미세 유로에 상당하는 복수의 제 1 미세 유로를 구비한 상기 유로 구조체에 상당하는 제 1 유로 구조체, 상기 분리부에 상당하는 제 1 분리부, 상기 재순환 라인에 상당하는 제 1 순환 라인 및 상기 펌프에 상당하는 제 1 펌프를 구비한 제 1 처리 유닛과,
상기 복수의 미세 유로에 상당하는 복수의 제 2 미세 유로를 구비한 상기 유로 구조체에 상당하는 제 2 유로 구조체, 상기 분리부에 상당하는 제 2 분리부, 상기 재순환 라인에 상당하는 제 2 순환 라인 및 상기 펌프에 상당하는 제 2 펌프를 구비한 제 2 처리 유닛과,
상기 복수의 제 1 미세 유로의 입구에 이어지는 제 1 피처리 유체 공급 라인과,
상기 복수의 제 2 미세 유로의 입구에 이어지는 제 2 피처리 유체 공급 라인과,
상기 제 1 피처리 유체 공급 라인을 통하여 상기 각 제 1 미세 유로로 피처리 유체를 공급함과 더불어 상기 제 2 피처리 유체 공급 라인을 통한 상기 각 제 2 미세 유로로의 피처리 유체의 공급을 정지하는 상태와, 상기 제 1 피처리 유체 공급 라인을 통한 상기 각 제 1 미세 유로로의 피처리 유체의 공급을 정지함과 더불어 상기 제 2 피처리 유체 공급 라인을 통하여 상기 각 제 2 미세 유로로 피처리 유체를 공급하는 상태를 전환하는 전환 장치를 구비하는, 태양 7 또는 8에 기재된 성분 이동 처리 장치.
태양 11:
상기 재순환 라인 중 상기 분리부와 상기 펌프 사이에 마련되고, 상기 재순환 라인에 흐르는 흡수액을 일시적으로 저류하는 탱크를 추가로 구비하는, 태양 7∼10 중 어느 하나에 기재된 성분 이동 처리 장치.
본 출원은 출원일이 2014년 7월 31일인 일본 특허출원, 특원 제2014-155730호를 기초 출원으로 하는 우선권 주장을 수반한다. 특원 제2014-155730호는 참조하는 것에 의해 본 명세서에 도입된다.
1: 가스 이동 처리 장치
2: 제 1 처리 유닛
4: 제 2 처리 유닛
20: 제 1 유로 구조체
23: 제 1 분리 헤더
26: 제 1 재순환 라인
28: 제 1 탱크
31: 제 1 처리 유로
31d: 합류부
31e: 처리부
40: 제 2 유로 구조체
43: 제 2 분리 헤더
46: 제 2 재순환 라인
48: 제 2 탱크
61: 제 2 처리 유로
77, 92: 유로 구조체
80: 분리 헤더
83: 재순환 라인
94: 탱크
2: 제 1 처리 유닛
4: 제 2 처리 유닛
20: 제 1 유로 구조체
23: 제 1 분리 헤더
26: 제 1 재순환 라인
28: 제 1 탱크
31: 제 1 처리 유로
31d: 합류부
31e: 처리부
40: 제 2 유로 구조체
43: 제 2 분리 헤더
46: 제 2 재순환 라인
48: 제 2 탱크
61: 제 2 처리 유로
77, 92: 유로 구조체
80: 분리 헤더
83: 재순환 라인
94: 탱크
Claims (11)
- 흡수(吸收)액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 성분 이동 처리 방법으로서,
복수의 미세 유로를 갖는 유로 구조체와, 상기 복수의 미세 유로의 출구에 접속된 분리부와, 상기 분리부와 상기 복수의 미세 유로의 입구를 상호 접속하는 재순환 라인을 구비한 처리 장치를 준비하는 장치 준비 공정과,
상기 각 미세 유로에 흡수액을 유통시키면서 그 각 미세 유로 내에서 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 성분 이동 공정과,
상기 성분 이동 공정 후, 상기 각 미세 유로의 출구로부터 상기 분리부에 배출된 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 분리 공정과,
상기 분리 공정에서 분리한 흡수액을 상기 분리부로부터 상기 재순환 라인을 통하여 상기 각 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 미세 유로에 도입하는 순환 공정을 구비하고,
상기 성분 이동 공정은, 상기 각 미세 유로에 상기 흡수액과 대상 성분을 서로 접촉한 상태로 유통시켜서 그 각 미세 유로 내에서 흡수액에 대상 성분을 흡수시키는 흡수 공정이고,
상기 순환 공정에서는, 상기 흡수 공정에서 상기 대상 성분을 흡수하여 대상 성분의 농도가 상승한 흡수액으로서 상기 분리 공정에서 분리한 것을 상기 각 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 미세 유로에 도입하고,
상기 흡수 공정, 상기 분리 공정 및 상기 순환 공정을 반복함으로써, 흡수액으로의 상기 대상 성분의 흡수를 진행시켜 흡수액 중의 상기 대상 성분의 농도를 상승시키는, 성분 이동 처리 방법. - 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 성분 이동 처리 방법으로서,
복수의 미세 유로를 갖는 유로 구조체와, 상기 복수의 미세 유로의 출구에 접속된 분리부와, 상기 분리부와 상기 복수의 미세 유로의 입구를 상호 접속하는 재순환 라인을 구비한 처리 장치를 준비하는 장치 준비 공정과,
상기 각 미세 유로에 흡수액을 유통시키면서 그 각 미세 유로 내에서 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 성분 이동 공정과,
상기 성분 이동 공정 후, 상기 각 미세 유로의 출구로부터 상기 분리부에 배출된 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 분리 공정과,
상기 분리 공정에서 분리한 흡수액을 상기 분리부로부터 상기 재순환 라인을 통하여 상기 각 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 미세 유로에 도입하는 순환 공정을 구비하고,
상기 성분 이동 공정은, 상기 각 미세 유로에 대상 성분을 흡수한 흡수액을 유통시켜, 그 각 미세 유로 내에서 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시키는 방출 공정이고,
상기 순환 공정에서는, 상기 방출 공정에서 상기 대상 성분을 방출하여 대상 성분의 농도가 저하된 흡수액으로서 상기 분리 공정에서 분리한 것을 상기 각 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 미세 유로에 도입하고,
상기 방출 공정, 상기 분리 공정 및 상기 순환 공정을 반복함으로써, 흡수액으로부터의 상기 대상 성분의 방출을 진행시켜 흡수액 중의 상기 대상 성분의 농도를 저하시키는, 성분 이동 처리 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 장치 준비 공정에서는, 상기 처리 장치로서, 제 1 처리 유닛과 제 2 처리 유닛을 구비하고, 상기 제 1 처리 유닛은, 상기 복수의 미세 유로에 상당하는 복수의 제 1 미세 유로를 구비한 상기 유로 구조체에 상당하는 제 1 유로 구조체와, 상기 분리부에 상당하는 제 1 분리부와, 상기 재순환 라인에 상당하는 제 1 재순환 라인을 갖고, 상기 제 2 처리 유닛은, 상기 복수의 미세 유로에 상당하는 복수의 제 2 미세 유로를 구비한 상기 유로 구조체에 상당하는 제 2 유로 구조체와, 상기 분리부에 상당하는 제 2 분리부와, 상기 재순환 라인에 상당하는 제 2 재순환 라인을 갖는 처리 장치를 준비하며,
상기 성분 이동 공정은, 상기 각 제 1 미세 유로에 흡수액과 대상 성분을 서로 접촉한 상태로 유통시켜서 그 각 제 1 미세 유로 내에서 흡수액에 대상 성분을 흡수시킴과 더불어, 상기 각 제 2 미세 유로에 대상 성분을 흡수한 흡수액을 유통시켜서 그 각 제 2 미세 유로 내에서 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시키는 제 1 흡방출 공정과, 상기 각 제 1 미세 유로에 대상 성분을 흡수한 흡수액을 유통시켜서 그 각 제 1 미세 유로 내에서 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시킴과 더불어, 상기 각 제 2 미세 유로에 흡수액과 대상 성분을 서로 접촉한 상태로 유통시켜서 그 각 제 2 미세 유로 내에서 흡수액에 대상 성분을 흡수시키는 제 2 흡방출 공정을 포함하고,
상기 분리 공정은, 상기 제 1 흡방출 공정 후, 상기 각 제 1 미세 유로의 출구로부터 상기 제 1 분리부에 배출된 대상 성분 흡수 후의 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리함과 더불어, 상기 각 제 2 미세 유로의 출구로부터 상기 제 1 분리부에 배출된 대상 성분 방출 후의 흡수액과 그 흡수액으로부터 방출된 대상 성분의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 제 1 분리 공정과, 상기 제 2 흡방출 공정 후, 상기 각 제 1 미세 유로의 출구로부터 상기 제 1 분리부에 배출된 대상 성분 방출 후의 흡수액과 그 흡수액으로부터 방출된 대상 성분의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리함과 더불어, 상기 각 제 2 미세 유로의 출구로부터 상기 제 2 분리부에 배출된 대상 성분 흡수 후의 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 제 2 분리 공정을 포함하고,
상기 순환 공정은, 상기 제 1 분리 공정에 있어서 상기 제 1 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 제 1 재순환 라인을 통하여 상기 각 제 1 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 제 1 미세 유로에 도입함과 더불어, 상기 제 1 분리 공정에 있어서 상기 제 2 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 제 2 재순환 라인을 통하여 상기 각 제 2 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 제 2 미세 유로에 도입하는 제 1 순환 공정과, 상기 제 2 분리 공정에 있어서 상기 제 1 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 제 1 재순환 라인을 통하여 상기 각 제 1 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 제 1 미세 유로에 도입함과 더불어, 상기 제 2 분리 공정에 있어서 상기 제 2 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 제 2 재순환 라인을 통하여 상기 각 제 2 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 제 2 미세 유로에 도입하는 제 2 순환 공정을 포함하며,
상기 제 1 흡방출 공정, 상기 제 1 분리 공정 및 상기 제 1 순환 공정에 있어서 상기 제 1 처리 유닛에서 대상 성분을 흡수한 흡수액을 상기 제 2 흡방출 공정에 있어서 상기 각 제 1 미세 유로에 유통시켜서 대상 성분을 방출시키고, 상기 제 1 흡방출 공정, 상기 제 1 분리 공정 및 상기 제 1 순환 공정에 있어서 상기 제 2 처리 유닛에서 대상 성분을 방출한 흡수액을 상기 제 2 흡방출 공정에 있어서 상기 각 제 2 미세 유로에 유통시켜서 대상 성분을 흡수시키고, 상기 제 2 흡방출 공정, 상기 제 2 분리 공정 및 상기 제 2 순환 공정에 있어서 상기 제 1 처리 유닛에서 대상 성분을 방출한 흡수액을 상기 제 1 흡방출 공정에 있어서 상기 각 제 1 미세 유로에 유통시켜서 대상 성분을 흡수시키고, 상기 제 2 흡방출 공정, 상기 제 2 분리 공정 및 상기 제 2 순환 공정에 있어서 상기 제 2 처리 유닛에서 대상 성분을 흡수한 흡수액을 상기 제 1 흡방출 공정에 있어서 상기 각 제 2 미세 유로에 유통시켜서 대상 성분을 방출시키도록, 상기 제 1 흡방출 공정, 상기 제 1 분리 공정 및 상기 제 1 순환 공정을 행하는 기간과 상기 제 2 흡방출 공정, 상기 제 2 분리 공정 및 상기 제 2 순환 공정을 행하는 기간을 교대로 마련하는, 성분 이동 처리 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 장치 준비 공정에서는, 상기 처리 장치로서 상기 재순환 라인에 탱크가 마련된 처리 장치를 준비하고,
상기 순환 공정에서는, 상기 분리 공정에서 분리된 흡수액을 상기 탱크에서 일시적으로 저류하면서, 그 탱크로부터 상기 각 미세 유로의 입구로 흡수액을 되돌리는, 성분 이동 처리 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 대상 성분으로서 CO2를 이용하고,
상기 흡수액으로서 물, 아민계 용제, 아민계 용제의 수용액 및 이온성 액체 중 어느 하나의 액체를 이용하는, 대상 성분 이동 처리 방법. - 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 성분 이동 처리에 이용하는 성분 이동 처리 장치로서,
흡수액을 유통시키면서 그 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 복수의 미세 유로를 갖는 유로 구조체와,
상기 복수의 미세 유로의 출구에 접속되고, 그 출구로부터 배출된 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 분리부와,
상기 분리부와 상기 복수의 미세 유로의 입구를 상호 접속하는 재순환 라인과,
상기 재순환 라인에 마련되고, 상기 분리부에서 분리한 흡수액을 상기 재순환 라인을 통하여 상기 복수의 미세 유로의 입구로 되돌려, 그들 각 미세 유로로 공급하는 펌프와,
상기 각 미세 유로로 대상 성분을 포함하는 피처리 유체를 공급하는 공급부를 구비하고,
상기 각 미세 유로는, 흡수액과 상기 공급부로부터 공급된 피처리 유체를 합류시키는 합류부와, 상기 합류부에서 합류한 흡수액과 피처리 유체를 서로 접촉한 상태로 유통시키면서 그 흡수액에 피처리 유체 중의 대상 성분을 흡수시키는 처리를 행하는 처리부를 갖고,
상기 분리부는, 상기 각 미세 유로의 상기 처리부에서 상기 대상 성분을 흡수하여 대상 성분의 농도가 상승한 흡수액을 상기 혼합 유체에서 분리하고,
상기 재순환 라인은, 상기 대상 성분의 농도가 상승한 흡수액으로서 상기 분리부에서 분리한 것을 상기 각 미세 유로의 입구로 유도하도록 상기 분리부와 상기 각 미세 유로의 입구를 상호 접속하고,
상기 성분 이동 처리 장치는, 상기 각 미세 유로의 상기 처리부에서의 흡수액으로의 상기 대상 성분의 흡수와, 상기 분리부에서의 흡수액의 분리와, 그 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 재순환 라인을 통해 상기 각 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 미세 유로에 흐르게 하는 것을 반복함으로써, 흡수액으로의 상기 대상 성분의 흡수를 진행시켜 흡수액 중의 상기 대상 성분의 농도를 상승시키도록 구성되어 있는 성분 이동 처리 장치. - 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 성분 이동 처리에 이용하는 성분 이동 처리 장치로서,
흡수액을 유통시키면서 그 흡수액의 내외로 대상 성분을 이동시키는 복수의 미세 유로를 갖는 유로 구조체와,
상기 복수의 미세 유로의 출구에 접속되고, 그 출구로부터 배출된 흡수액과 다른 유체의 혼합 유체로부터 흡수액을 분리하는 분리부와,
상기 분리부와 상기 복수의 미세 유로의 입구를 상호 접속하는 재순환 라인과,
상기 재순환 라인에 마련되고, 상기 분리부에서 분리한 흡수액을 상기 재순환 라인을 통하여 상기 복수의 미세 유로의 입구로 되돌려, 그들 각 미세 유로로 공급하는 펌프를 구비하고,
상기 각 미세 유로는, 대상 성분을 흡수한 흡수액을 유통시키면서 그 흡수액으로부터 대상 성분을 방출시키는 처리를 행하는 처리 유로이고,
상기 분리부는, 상기 각 미세 유로에서 상기 대상 성분을 방출하여 대상 성분의 농도가 저하된 흡수액을 상기 혼합 유체에서 분리하고,
상기 재순환 라인은, 상기 대상 성분의 농도가 저하된 흡수액으로서 상기 분리부에서 분리한 것을 상기 각 미세 유로의 입구로 유도하도록 상기 분리부와 상기 각 미세 유로의 입구를 상호 접속하고,
상기 성분 이동 처리 장치는, 상기 각 미세 유로에서의 흡수액에서의 상기 대상 성분의 방출과, 상기 분리부에서의 흡수액의 분리와, 그 분리부에서 분리된 흡수액을 상기 재순환 라인을 통해 상기 각 미세 유로의 입구로 되돌려서 그들 각 미세 유로에 흐르게 하는 것을 반복함으로써, 흡수액으로부터의 상기 대상 성분의 방출을 진행시켜 흡수액 중의 상기 대상 성분의 농도를 저하시키도록 구성되어 있는 성분 이동 처리 장치. - 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 복수의 미세 유로에 상당하는 복수의 제 1 미세 유로를 구비한 상기 유로 구조체에 상당하는 제 1 유로 구조체, 상기 분리부에 상당하는 제 1 분리부, 상기 재순환 라인에 상당하는 제 1 순환 라인 및 상기 펌프에 상당하는 제 1 펌프를 구비한 제 1 처리 유닛과,
상기 복수의 미세 유로에 상당하는 복수의 제 2 미세 유로를 구비한 상기 유로 구조체에 상당하는 제 2 유로 구조체, 상기 분리부에 상당하는 제 2 분리부, 상기 재순환 라인에 상당하는 제 2 순환 라인 및 상기 펌프에 상당하는 제 2 펌프를 구비한 제 2 처리 유닛과,
상기 복수의 제 1 미세 유로의 입구에 이어지는 제 1 피처리 유체 공급 라인과,
상기 복수의 제 2 미세 유로의 입구에 이어지는 제 2 피처리 유체 공급 라인과,
상기 제 1 피처리 유체 공급 라인을 통하여 상기 각 제 1 미세 유로로 피처리 유체를 공급함과 더불어 상기 제 2 피처리 유체 공급 라인을 통한 상기 각 제 2 미세 유로로의 피처리 유체의 공급을 정지하는 상태와, 상기 제 1 피처리 유체 공급 라인을 통한 상기 각 제 1 미세 유로로의 피처리 유체의 공급을 정지함과 더불어 상기 제 2 피처리 유체 공급 라인을 통하여 상기 각 제 2 미세 유로로 피처리 유체를 공급하는 상태를 전환하는 전환 장치를 구비하는, 성분 이동 처리 장치. - 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 재순환 라인 중 상기 분리부와 상기 펌프 사이에 마련되고, 상기 재순환 라인에 흐르는 흡수액을 일시적으로 저류하는 탱크를 추가로 구비하는, 성분 이동 처리 장치. - 삭제
- 삭제
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