KR102074325B1 - 방출 처리 장치 및 방출 처리 방법 - Google Patents

방출 처리 장치 및 방출 처리 방법 Download PDF

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아키라 마츠오카
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

특정 기체 성분을 흡수한 흡수액인 농후 흡수액으로부터 상기 특정 기체 성분을 방출시키기 위한 방출 처리 장치이며, 상기 농후 흡수액을 공급하는 농후 흡수액 공급부로부터 상기 농후 흡수액을 받아들이도록 상기 농후 흡수액 공급부에 접속됨과 함께 상기 농후 흡수액보다도 비점이 낮고 또한 상기 농후 흡수액에 대하여 비상용성인 유리제를 공급하는 유리제 공급부로부터 상기 유리제를 받아들이도록 상기 유리제 공급부에 접속된 방출 유로를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비하고, 상기 방출 유로는, 받아들인 상기 농후 흡수액이 유동하면서 상기 특정 기체 성분을 방출하도록 당해 농후 흡수액을 유도하는 마이크로 채널이고, 상기 방출 유로는, 상기 특정 기체 성분이 상기 농후 흡수액으로부터 유리되어 상기 유리제의 증기로 이동하도록 상기 농후 흡수액과 상기 유리제의 증기를 서로 접촉시킨 상태에서 유도하는 처리 유로부를 갖는다.

Description

방출 처리 장치 및 방출 처리 방법
본 발명은, 방출 처리 장치 및 방출 처리 방법에 관한 것이다.
종래, 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액으로부터 특정 기체 성분을 방출시키기 위한 방출 처리 장치가 알려져 있다. 예를 들어, 하기 특허문헌 1에는, 그러한 방출 처리 장치의 일례가 개시되어 있다.
특허문헌 1에는, 특정 기체 성분으로서의 CO2를 회수하기 위한 CO2 회수 장치의 일부로서 방출 처리 장치가 개시되어 있다. 이 특허문헌 1의 CO2 회수 장치에서는, 흡수탑에서 CO2 함유 가스로부터 흡수액에 CO2를 흡수시켜, 그 CO2를 흡수한 흡수액으로부터 재생탑을 사용한 방출 처리 장치에서 CO2를 방출시켜서 CO2를 회수하게 되어 있다.
구체적으로, 재생탑에는 흡수탑에서 CO2를 흡수한 흡수액인 농후 용액이 공급되어, 그 재생탑 내에서 상부로부터 농후 용액이 살포된다. 재생탑 내에는, 충전층이 설치되어 있다. 재생탑 내에서 살포된 농후 용액은, 이 충전층 내를 통과하여 하강하고, 그 과정에서 당해 농후 용액으로부터 CO2가 유리된다. 이에 의해, 농후 용액은, 거의 모든 CO2가 제거된 흡수액인 희박 용액(재생액)이 되고, 당해 희박 용액은 재생탑 내의 저부에 고인다.
재생탑 내의 저부에 고인 희박 용액의 적어도 일부는, 재생 가열기에 유도되어, 그 재생 가열기에 있어서 가열되어서 증발하고, 그 후, 재생탑 내의 하부로 되돌려진다. 재생탑 내의 하부로 되돌려진 희박 용액의 증기는, 재생탑 내에서 상승하고, 하강하는 농후 용액과 접촉하여 농후 용액으로부터 CO2를 유리시킨다. 이에 의해, 농후 용액으로부터 CO2가 방출된다. 재생탑은, 그 정상부로부터 재생 처리 후의 기체가 배출되도록 되어 있다. 이 재생탑으로부터 배출되는 기체는, 상기 증기와 농후 용액으로부터 유리된 CO2의 혼합 기체이다. 재생탑으로부터 배출된 혼합 기체는, 콘덴서에 도입된다. 콘덴서에서는 혼합 기체 중의 증기만이 응축되어 분리되고, 나머지 CO2는 콘덴서로부터 배출되어 회수된다.
그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 농후 용액으로부터 특정 기체 성분으로서의 CO2를 방출시키는 방출 처리에 요하는 에너지가 증대함과 함께, 방출 처리의 효율이 나쁘다는 문제가 있다. 그 이유는 이하와 같다.
특허문헌 1에서는, 재생 가열기에서 생성한 희박 용액의 증기를 사용하여 재생탑에서 농후 용액으로부터 CO2를 유리시키고 있다. 희박 용액을 기화시켜서 재생탑에서의 농후 용액으로부터의 CO2의 유리에 필요한 증기를 얻기 위해서는 재생 가열기에서 큰 열량을 요한다. 이로 인해, CO2의 방출 처리에 요하는 에너지가 증대된다.
또한, 재생탑 내에서 농후 용액으로부터 유리된 CO2는, 그 농후 용액과 접촉한 증기로 이동하는데, 이 CO2의 이동 속도에 의해 방출 처리의 효율이 좌우된다. 그러나, 재생탑 내와 같이 용적이 큰 공간에서는, 농후 용액과 증기의 단위 체적당의 접촉 면적이 작기 때문에, 농후 용액으로부터 증기로의 CO2의 이동 속도를 향상시키는 것은 어렵다. 그 결과, CO2의 방출 처리의 효율을 향상시키는 것이 어려워진다.
일본 특허 공개 제2008-62165호 공보
본 발명의 목적은, 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액으로부터 그 특정 기체 성분을 방출시키는 처리에 요하는 에너지를 저감 가능하고 또한 특정 기체 성분의 방출 처리의 효율을 향상 가능한 방출 처리 장치 및 방출 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 국면에 따르는 방출 처리 장치는, 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액인 농후 흡수액으로부터 상기 특정 기체 성분을 방출시키기 위한 방출 처리 장치이며, 상기 농후 흡수액을 공급하는 농후 흡수액 공급부로부터 상기 농후 흡수액을 받아들이도록 상기 농후 흡수액 공급부에 접속됨과 함께 상기 농후 흡수액보다도 비점이 낮고 또한 상기 농후 흡수액에 대하여 비상용성인 유리제를 공급하는 유리제 공급부로부터 상기 유리제를 받아들이도록 상기 유리제 공급부에 접속된 방출 유로를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비하고, 상기 방출 유로는, 받아들인 상기 농후 흡수액이 유동하면서 상기 특정 기체 성분을 방출하도록 당해 농후 흡수액을 유도하는 마이크로 채널이고, 상기 방출 유로는, 상기 특정 기체 성분이 상기 농후 흡수액으로부터 유리되어 상기 유리제의 증기로 이동하도록 상기 농후 흡수액과 상기 유리제의 증기를 서로 접촉시킨 상태에서 유도하는 처리 유로부를 갖는다.
본 발명의 다른 국면에 따르는 방출 처리 방법은, 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액인 농후 흡수액으로부터 상기 특정 기체 성분을 방출시키기 위한 방출 처리 방법이며, 상기 농후 흡수액이 상기 특정 기체 성분을 방출하면서 유동하도록 당해 농후 흡수액을 유도하는 마이크로 채널이며, 상기 농후 흡수액과 상기 농후 흡수액보다도 비점이 낮고 또한 상기 농후 흡수액에 대하여 비상용성인 유리제의 증기를 서로 접촉한 상태에서 유통시키는 것이 가능한 처리 유로부를 구비한 방출 유로를 내부에 갖는 유로 구조체를 준비하는 준비 공정과, 상기 처리 유로부에 상기 농후 흡수액과 상기 유리제의 증기를 서로 접촉한 상태에서 유통시킴으로써 상기 농후 흡수액으로부터 상기 특정 기체 성분을 유리시켜서 그 특정 기체 성분을 상기 유리제의 증기로 이동시키는 유리 처리 공정을 구비한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 방출 처리 장치를 포함하는 흡수 분리 장치의 모식도이다.
도 2는, 방출 처리 장치의 방출 처리부의 개략적인 사시도이다.
도 3은, 도 2에 도시한 방출 처리부의 유로 구조체를 구성하는 방출 유로 기판의 한쪽 판면을 도시하는 평면도이다.
도 4는, 도 3에 도시한 방출 유로 기판의 반대측 판면을 도시하는 평면도이다.
도 5는, 도 2에 도시한 방출 처리부의 유로 구조체를 구성하는 열 매체 유로 기판의 평면도이다.
도 6은, 기화 처리 공정 및 유리 처리 공정을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은, 본 발명의 일 변형예에 의한 방출 처리 장치를 포함하는 흡수 분리 장치의 모식도이다.
도 8은, 도 7에 나타낸 방출 처리 장치의 유로 구조체 내의 방출 유로에 있어서의 유리 처리 공정을 설명하기 위한 모식도이다.
먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 방출 처리 장치(3)에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 의한 방출 처리 장치(3)(도 1 참조)는, 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액인 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분을 방출시키는 처리를 행하는 장치이다. 방출 처리 장치(3)는 특정 기체 성분을 함유하는 처리 가스로부터 흡수액에 특정 기체 성분을 흡수시키고, 그 후, 흡수액으로부터 특정 기체 성분을 방출시켜서 회수하는 흡수 분리 장치(1)의 일부를 구성하고 있다.
흡수 분리 장치(1)는 도 1에 도시한 바와 같이, 흡수탑(2)과, 방출 처리 장치(3)와, 열 교환기(6)와, 제1 펌프(9)와, 제2 펌프(10)를 구비한다.
흡수탑(2)은, 특정 기체 성분을 함유하는 처리 가스로부터 흡수액에 특정 기체 성분을 흡수시키는 처리를 행하는 것이다. 흡수탑(2) 내의 상하 방향 중간 영역에는, 충전층(12)이 설치되어 있다. 흡수탑(2) 내에 있어서의 충전층(12)의 상측 영역, 즉 흡수탑(2) 내의 상부 영역에는, 흡수액을 살포하는 살포부(14)가 설치되어 있다. 또한, 흡수탑(2) 내에 있어서의 충전층(12)의 하측 영역, 즉 흡수탑(2) 내의 하부 영역에 처리 가스가 도입되도록 되어 있다.
흡수탑(2) 내에서 살포부(14)로부터 흡수액이 살포되어, 그 살포된 흡수액은 충전층(12) 내를 통과하여 강하하면서, 흡수탑(2) 내의 하부 영역으로부터 상승하는 처리 가스와 접촉한다. 이 접촉에 의해, 처리 가스로부터 흡수액에 특정 기체 성분이 흡수된다. 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액은, 흡수탑(2) 내의 저부에 고이고, 당해 흡수탑(2) 내로부터 배출되도록 되어 있다. 이하, 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액을 농후 흡수액이라고 칭한다.
한편, 흡수액에 특정 기체 성분을 흡수된 후의 처리 가스인 오프 가스는, 상승하여 흡수탑(2)의 정상부로부터 배출되도록 되어 있다.
농후 흡수액을 배출하는 흡수탑(2)의 저부 배출부는, 관로를 개재하여 열 교환기(6)에 접속되어 있다. 흡수탑(2)의 저부 배출부와 열 교환기(6)를 연결하는 관로에는, 흡수탑(2)으로부터 배출된 농후 흡수액을 열 교환기(6)측에 보내는 제1 펌프(9)가 설치되어 있다. 제1 펌프(9)는 관로, 열 교환기(6) 및 후술하는 농후 흡수액 도입 헤더(34)를 거쳐서 유로 구조체(32) 내의 방출 유로(50)에 접속되어 있다. 이 제1 펌프(9)는 농후 흡수액을, 관로, 열 교환기(6) 및 후술하는 농후 흡수액 도입 헤더(34)를 거쳐서 유로 구조체(32) 내의 방출 유로(50)에 공급하는 농후 흡수액 공급부이다.
열 교환기(6)는 농후 흡수액과, 후술하는 바와 같이 방출 처리부(4)에서 특정 기체 성분이 유리됨으로써 그 특정 기체 성분의 농도가 저하된 희박 흡수액 사이에서의 열 교환을 행하는 것이다. 열 교환기(6)에서는, 열 교환에 의해 농후 흡수액을 가열하도록 되어 있다.
열 교환기(6)의 희박 흡수액의 출구는, 관로를 개재하여 흡수탑(2)의 살포부(14)에 연결되어 있다. 이에 의해, 열 교환기(6)로부터 배출된 희박 흡수액은, 흡수탑(2)에 공급되어 살포부(14)로부터 흡수액으로서 흡수탑(2) 내에 살포되도록 되어 있다.
열 교환기(6)의 농후 흡수액의 출구는, 관로를 개재하여 방출 처리부(4)에 연결되어 있다. 이에 의해, 열 교환기(6)로부터 배출된 농후 흡수액은, 방출 처리부(4)에 공급되도록 되어 있다.
방출 처리 장치(3)는, 열 교환기(6)로부터 당해 방출 처리 장치(3)의 방출 처리부(4)에 보내지는 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분을 방출시켜서 그 특정 기체 성분을 회수하기 위한 처리를 행한다. 이 방출 처리 장치(3)는, 방출 처리부(4)와, 응축기(8)를 구비한다.
방출 처리부(4)는, 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분을 유리시켜서 그 특정 기체 성분을 유리제 중으로 이동시킴으로써 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 방출 처리를 행하는 것이다. 바꾸어 말하면, 방출 처리부(4)는 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분을 방출시켜서 그 농후 흡수액을 특정 기체 성분의 농도가 저하된 희박 흡수액으로 재생하는 기능을 갖는다.
방출 처리부(4)는 도 2에 도시한 바와 같이, 유로 구조체(32)와, 농후 흡수액 도입 헤더(34)와, 유리제 도입 헤더(36)와, 분리 헤더(38)와, 열 매체 도입 헤더(40)와, 열 매체 배출 헤더(42)를 갖는다.
유로 구조체(32)는, 농후 흡수액을 유통시키면서 그 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분을 방출시키는 다수의 방출 유로(50)(도 3 참조)와, 열 매체를 유통시켜서, 방출 유로(50) 중 후술하는 합류 유체 유로부(54)를 흐르는 유체를 가열하기 위한 열을 공급하는 다수의 열 매체 유로(56)(도 5 참조)를 내부에 갖는다. 방출 유로(50)와 열 매체 유로(56)는 미소한 유로 직경을 갖는 마이크로 채널이다. 또한, 열 매체 유로(56)는, 본 발명에 있어서의 열 공급부 및 처리 유로용 열 공급부의 일례이다.
유로 구조체(32)는 도 2에 도시한 바와 같이, 예를 들어 스테인리스강을 포함하는 다수의 판이 적층되어서 서로 접합됨으로써 형성된 적층체를 포함한다. 유로 구조체(32)를 구성하는 다수의 판에는, 복수의 방출 유로 기판(44)과, 복수의 열 매체 유로 기판(45)과, 복수의 밀봉판(46)이 포함된다. 유로 구조체(32)에서는, 방출 유로 기판(44)과 열 매체 유로 기판(45)이 그들 사이에 밀봉판(46)을 끼우면서 교대로 반복 적층되어 있다.
각 방출 유로 기판(44)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 방출 유로(50)가 병렬로 배치된 상태에서 형성된다. 각 방출 유로(50)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 수납 유로부(51)와, 제2 수납 유로부(52)와, 합류부(53)와, 합류 유체 유로부(54)를 갖는다.
제1 수납 유로부(51)는, 농후 흡수액이 도입되어서 그 농후 흡수액을 합류부(53)에 유도하는 유로이다. 제2 수납 유로부(52)는, 유리제가 도입되어서 그 유리제를 합류부(53)에 유도하는 유로이다. 합류부(53)는, 제1 수납 유로부(51)의 하류측의 단부와 제2 수납 유로부(52)의 하류측의 단부에 연결되어 있다. 합류부(53)는, 제1 수납 유로부(51)로부터 농후 흡수액을 받아들이는 동시에 제2 수납 유로부(52)로부터 유리제를 받아들여서 그것들의 농후 흡수액과 유리제를 합류시키는 부분이다. 합류 유체 유로부(54)는, 합류부(53)의 하류측에 연결되어 있다. 합류 유체 유로부(54)는, 합류부(53)로부터 당해 합류 유체 유로부(54)에 유입한 농후 흡수액과 유리제를 서로 접촉한 상태에서 유통시키면서, 유리제를 기화시키는 기화 처리와, 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분을 유리시켜서 유리제 증기 속으로 이동시키는 유리 처리가 행해지는 유로이다.
도 6에서는, 방출 유로(50)를 모식적으로 도시하고 있다. 이 도 6에 나타내고 있는 바와 같이, 합류 유체 유로부(54)는, 합류부(53)에 연결되는 상류측의 기화 유로부(54b)와, 그 기화 유로부(54b)의 하류측에 연결되는 유리 유로부(54c)를 갖는다. 기화 유로부(54b)는 합류부(53)에서 합류한 농후 흡수액과 유리제의 합류 유체를 그 합류부(53)로부터 받아들이도록 당해 합류부(53)의 하류측에 연결된다. 기화 유로부(54b)는 받아들인 상기 합류 유체 속의 유리제가 기화하여 당해 유리제의 증기를 발생시킬 만한 열을 열 매체 유로(56)로부터 받도록 구성되어 있다. 즉, 기화 유로부(54b)는 공급되는 열에 의해 유리제를 기화시켜서 유리제의 증기를 발생시키는 기화 처리가 행해지는 부분이다. 유리 유로부(54c)는 유리 처리가 행해지는 부분이다. 구체적으로는, 유리 유로부(54c)는 기화 유로부(54b)로부터 당해 유리 유로부(54c)에 유입한 농후 흡수액과 유리제 증기를, 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분이 유리되어 유리제 증기 속으로 이동하도록 그 농후 흡수액과 유리제 증기가 서로 접촉한 상태에서 유통시키는 부분이다. 유리 유로부(54c)는, 본 발명에 있어서의 처리 유로부의 일례이다.
각 방출 유로 기판(44)의 한쪽 판면에는, 제각기 제1 수납 유로부(51)에 대응한 형상의 미셍한 복수의 홈과, 각 합류 유체 유로부(54)에 대응한 형상의 미셍한 복수의 홈이 형성되어 있다. 당해 한쪽 판면에 있어서의 그것들의 홈의 개구가 이 한쪽 판면에 적층된 밀봉판(46)(도 2 참조)에 의해 밀봉됨으로써, 각 제1 수납 유로부(51) 및 각 합류 유체 유로부(54)가 형성되어 있다.
또한, 각 방출 유로 기판(44)의 상기 한쪽 판면과 반대측의 판면에는, 각 제2 수납 유로부(52)에 대응한 형상의 미셍한 복수의 홈이 형성되어 있다. 이 반대측의 판면에 있어서의 그것들의 홈의 개구가 이 반대측의 판면에 적층된 밀봉판(46)(도 2 참조)에 의해 밀봉됨으로써, 각 제2 수납 유로부(52)가 형성되어 있다.
각 방출 유로 기판(44)에는, 각 합류부(53)에 대응한 형상의 복수의 관통 구멍이 상기 한쪽 판면으로부터 상기 반대측의 판면으로 당해 방출 유로 기판(44)을 두께 방향으로 관통하도록 형성되어 있다. 그 각 관통 구멍에 의해 각 합류부(53)가 형성되어 있다.
각 제1 수납 유로부(51)는, 농후 흡수액을 받아들이는 제1 도입구(51a)를 그 상류측의 단부에 갖는다. 각 제2 수납 유로부(52)는, 유리제를 받아들이는 제2 도입구(52a)를 그 상류측의 단부에 갖는다. 또한, 각 합류 유체 유로부(54)는, 유리 처리 후의 희박 흡수액과 유리제 증기를 유출시키는 유출구(54a)를 그 하류측의 말단에 갖는다. 각 제1 도입구(51a), 각 제2 도입구(52a) 및 각 유출구(54a)는 유로 구조체(32)의 각각 대응하는 측면에 있어서 개구되어 있다.
각 열 매체 유로 기판(45)에는, 도 5에 도시하는 것처럼 복수의 열 매체 유로(56)가 병렬로 배치된 상태에서 형성된다. 각 열 매체 유로(56)는, 사행 형상을 갖는다. 각 열 매체 유로 기판(45)의 한쪽 판면에는, 각 열 매체 유로(56)에 대응한 형상의 미셍한 복수의 홈이 형성되어 있다. 이 한쪽 판면에 있어서의 그것들의 홈의 개구가 이 판면에 적층된 밀봉판(46)(도 2 참조)에 의해 밀봉됨으로써, 각 열 매체 유로(56)가 형성되어 있다.
유로 구조체(32)에서는, 방출 유로 기판(44)과 열 매체 유로 기판(45)이 그들 사이에 밀봉판(46)을 끼우면서 교대로 적층되어 있음으로써, 각 방출 유로 기판(44)에 형성된 복수의 방출 유로(50)와 각 열 매체 유로 기판(45)에 형성된 복수의 열 매체 유로(56)가 각 판의 적층 방향에 있어서 교대로 배열되어 있다. 상기 적층 방향에 있어서 인접하는 방출 유로(50)와 열 매체 유로(56)는, 당해 방출 유로(50)를 흐르는 혼합 유체와 당해 열 매체 유로(56)를 흐르는 열 매체가 서로 열 교환 가능한 거리를 그들 사이에 두고 인접하여 배치되어 있다. 각 열 매체 유로(56)는, 열 매체를 받아들이는 도입구(56a)를 그 상류측의 단부에 갖는다. 또한, 각 열 매체 유로(56)는, 열 매체를 유출시키는 유출구(56b)를 그 하류측의 단부에 갖는다. 각 도입구(56a) 및 각 유출구(56b)는 유로 구조체(32)의 각각 대응하는 측면에 있어서 개구하고 있다.
농후 흡수액 도입 헤더(34)(도 2 참조)는, 각 방출 유로(50)(도 3 참조)의 제1 도입구(51a)에 농후 흡수액을 분배하여 공급하기 위한 것이다. 농후 흡수액 도입 헤더(34)는, 유로 구조체(32) 내의 모든 방출 유로(50)의 제1 도입구(51a)를 일괄하여 덮도록 그 제1 도입구(51a)가 형성된 유로 구조체(32)의 측면에 설치되어 있다. 농후 흡수액 도입 헤더(34)는, 관로를 개재하여 열 교환기(6)의 농후 흡수액의 출구와 연결되어 있다. 농후 흡수액 도입 헤더(34)는, 열 교환기(6)로부터 배출된 농후 흡수액이 당해 농후 흡수액 도입 헤더(34)에 공급되도록 되어 있다.
유리제 도입 헤더(36)(도 2 참조)는, 각 방출 유로(50)(도 3 참조)의 제2 도입구(52a)에 액상의 유리제를 분배하여 공급하기 위한 것이다. 유리제 도입 헤더(36)는, 유로 구조체(32) 내의 모든 방출 유로(50)의 제2 도입구(52a)를 일괄하여 덮도록 그 제2 도입구(52a)가 형성된 유로 구조체(32)의 측면에 설치되어 있다.
분리 헤더(38)(도 2 참조)는, 각 유출구(54a)(도 3 참조)로부터 유출한 희박 흡수액과 유리제 증기의 혼합 유체를 기액 분리시키는 것이다. 분리 헤더(38)는 유로 구조체(32) 내의 모든 방출 유로(50)의 유출구(54a)를 일괄하여 덮도록 그 유출구(54a)가 형성된 유로 구조체(32)의 측면에 설치되어 있다. 분리 헤더(38)의 내부 공간에는, 각 유출구(54a)로부터 혼합 유체가 배출되도록 되어 있다. 이 내부 공간에 있어서 혼합 유체가 희박 흡수액과 유리제 증기에 비중 차에 의해 기액 분리되도록 되어 있다.
분리 헤더(38)의 하부에는, 당해 분리 헤더(38) 내에서 분리된 희박 흡수액을 배출하기 위한 하부 출구가 설치되어 있다. 이 하부 출구는, 관로를 개재하여 열 교환기(6)(도 1 참조)에 연결되어 있다. 이에 의해, 하부 출구로부터 배출된 희박 흡수액은, 관로를 통하여 열 교환기(6)에 유도되도록 되어 있다.
또한, 분리 헤더(38)의 상부에는, 당해 분리 헤더(38) 내에서 분리된 유리제 증기를 배출하기 위한 상부 출구가 설치되어 있다. 이 상부 출구는, 관로를 개재하여 응축기(8)(도 1 참조)에 연결되어 있다. 이에 의해, 상부 출구로부터 배출된 유리제 증기는, 관로를 통하여 응축기(8)에 유도되도록 되어 있다.
열 매체 도입 헤더(40)(도 2 참조)는, 각 열 매체 유로(56)(도 5 참조)의 도입구(56a)에 열 매체를 분배하여 공급하기 위한 것이다. 열 매체 도입 헤더(40)는 유로 구조체(32) 내의 모든 열 매체 유로(56)의 도입구(56a)를 일괄하여 덮도록 그 도입구(56a)가 형성된 유로 구조체(32)의 측면에 설치되어 있다. 열 매체 도입 헤더(40)에는, 열 매체의 공급 배관이 접속되어 있다. 이 공급 배관으로부터 열 매체 도입 헤더(40)에 열 매체가 공급되도록 되어 있다.
열 매체 배출 헤더(42)(도 2 참조)는, 유로 구조체(32) 내에서의 가열에 사용되어 각 열 매체 유로(56)(도 5 참조)의 유출구(56b)로부터 유출하는 사용 후의 열 매체를 받는 것이다. 열 매체 배출 헤더(42)는, 유로 구조체(32) 내의 모든 열 매체 유로(56)의 유출구(56b)를 일괄하여 덮도록 그 유출구(56b)가 형성된 유로 구조체(32)의 측면에 설치되어 있다. 열 매체 배출 헤더(42)에는, 열 매체의 배출 배관이 접속되어 있다. 열 매체 배출 헤더(42) 내에 배출된 사용 후의 열 매체는 그 배출 배관을 통하여 배출되도록 되어 있다.
응축기(8)(도 1 참조)는, 도입된 유리제 증기를 냉각하여 응축시키는 것이다. 이 응축기(8)에 있어서의 유리제의 응축에 의해, 유리제 증기에 혼합되어 있었던 특정 기체 성분이 분리된다. 응축기(8)의 저부에는, 응축한 액상의 유리제를 배출하기 위한 저부 출구가 설치되어 있다. 이 저부 출구는, 관로를 개재하여 방출 처리부(4)의 유리제 도입 헤더(36)에 연결되어 있다. 즉, 응축기(8)는 관로 및 유리제 도입 헤더(36)를 개재하여 유로 구조체(32) 내의 방출 유로(50)에 접속되어 있다. 이에 의해, 응축기(8)로부터 배출된 액상의 유리제는, 유리제 도입 헤더(36)에 보내지도록 되어 있다. 또한, 응축기(8)의 상부에는, 분리한 특정 기체 성분을 배출하기 위한 상부 출구가 설치되어 있다. 응축기(8)는 유리제를, 관로 및 유리제 도입 헤더(36)를 거쳐서 유로 구조체(32) 내의 방출 유로(50)에 공급하는 유리제 공급부이다.
이어서, 본 실시 형태에 의한 특정 기체 성분의 방출 처리 방법에 대하여 설명한다.
본 실시 형태의 방출 처리 방법은, 상기한 구성의 방출 처리 장치(3)를 갖는 흡수 분리 장치(1)를 준비하고, 이 준비한 흡수 분리 장치(1)의 방출 처리 장치(3)를 사용하여 방출 처리를 행한다. 구체적으로는, 본 실시 형태의 방출 처리 방법은, 흡수 분리 장치(1)의 흡수탑(2)에 있어서 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액인 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분을 방출시킨다. 특정 기체 성분은, 예를 들어 CO2이고, 흡수액은, 예를 들어 아민계 수용액이다.
흡수탑(2)에서는, 살포부(14)로부터 살포된 흡수액이 충전층(12) 내를 통과하여 강하하면서, 흡수탑(2) 내의 하부 영역에 도입된 처리 가스가 충전층(12) 내를 통과하여 상승하고, 그 과정에서 흡수액과 처리 가스가 서로 접촉함으로써 처리 가스로부터 흡수액에 특정 기체 성분이 흡수된다. 흡수액에 특정 기체 성분이 흡수된 후의 처리 가스인 오프 가스는, 흡수탑(2)의 정상부로부터 배출된다. 특정 기체 성분을 흡수한 후의 흡수액인 농후 흡수액은, 흡수탑(2) 내의 저부에 고이고, 그 저부로부터 배출되어서 제1 펌프(9)에 의해 열 교환기(6)로 보내진다. 흡수탑(2)으로부터 배출되어서 열 교환기(6)에 보내지는 농후 흡수액의 온도는, 흡수탑(2) 내에서의 처리 가스로부터 흡수액으로의 특정 기체 성분의 흡수 반응에 의해 발생하는 열에 의해 70℃ 정도로 되어 있다.
열 교환기(6)에서는, 농후 흡수액과, 후술하는 바와 같이 방출 처리부(4)의 분리 헤더(38)로부터 배출되는 희박 흡수액 사이에서의 열 교환이 행해진다. 희박 흡수액의 온도는 약 120℃이다. 농후 흡수액은, 이 희박 흡수액 사이에서의 열 교환에 의해 120℃ 근방의 온도까지 가열되고, 그 후, 방출 처리부(4)에 보내진다. 한편, 희박 흡수액은, 열 교환에 의해 냉각되고, 그 후, 흡수탑(2)의 살포부(14)로 흡수 처리에 사용하는 흡수액으로서 공급된다.
방출 처리부(4)에서는, 이상과 같이 하여 보내져 온 농후 흡수액에 대하여 특정 기체 성분을 방출시키는 방출 처리를 행한다. 이하, 이 방출 처리 방법에 대하여 설명한다.
농후 흡수액은, 농후 흡수액 도입 헤더(34)(도 2 참조)에 도입되고, 그 농후 흡수액 도입 헤더(34)로부터 각 방출 유로(50)(도 3 참조)의 제1 수납 유로부(51)에 분배되어 도입된다. 또한, 유리제 도입 헤더(36)(도 2 참조)에는, 액상의 유리제가 공급된다. 유리제 도입 헤더(36)에 공급된 액상의 유리제는, 그 유리제 도입 헤더(36)로부터 각 방출 유로(50)의 제2 수납 유로부(52)(도 3 참조)에 분배되어 도입된다.
유리제는, 후술하는 바와 같이 증기의 상태에서 농후 흡수액과 접촉함으로써 그 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분을 유리시켜서 당해 유리제의 증기 속으로 그 특정 기체 성분을 이동시키는 매체로서 사용할 수 있는 것이다. 구체적으로는, 유리제는 흡수액(농후 흡수액)보다도 비점이 낮고 또한 흡수액에 대하여 비상용성의 액체이다. 흡수액으로서 아민계 수용액을 사용하는 경우에는, 유리제로서, 예를 들어 헥산, 헵탄, 옥탄 또는 톨루엔 등의 유기 용제가 사용된다.
열 매체 도입 헤더(40)(도 2 참조)에는, 고온의 열 매체가 공급된다. 이 공급된 열 매체는, 열 매체 도입 헤더(40)로부터 각 열 매체 유로(56)(도 5 참조)에 분배되어 도입된다.
제1 수납 유로부(51)에 도입된 농후 흡수액과 제2 수납 유로부(52)에 도입된 액상의 유리제는, 합류부(53)(도 3 참조)에서 합류하고, 서로 접촉한 상태에서 합류 유체 유로부(54)로 흐른다. 본 실시 형태에서는, 농후 흡수액과 유리제는, 합류 유체 유로부(54)를 슬러그류의 상태에서 흐른다. 합류 유체 유로부(54) 중 상류측의 기화 유로부(54b)(도 6 참조)에서는, 슬러그류 중에 있어서의 액상의 유리제가 열 매체 유로(56)(도 5 참조)를 흐르는 열 매체로부터 공급되는 열에 의해 가열되어서 기화하고, 유리제 증기가 된다. 이에 의해, 서로 접촉한 농후 흡수액의 슬래그와 유리제 증기의 슬래그를 포함하는 슬러그류가, 기화 유로부(54b)로부터 하류측의 유리 유로부(54c)(도 6 참조)로 흐른다. 농후 흡수액과 유리제 증기의 슬러그류가 유리 유로부(54c)를 흐르는 과정에 있어서, 농후 흡수액의 슬래그로부터 특정 기체 성분(CO2)이 유리되고, 그 유리된 특정 기체 성분이 농후 흡수액의 슬래그와 접촉하고 있는 유리제 증기의 슬래그 중에 양쪽 슬래그 사이의 접촉 계면을 통하여 이동하는 유리 처리가 행해진다.
구체적으로, 유리제 증기 중의 특정 기체 성분의 분압은 농후 흡수액 중의 특정 기체 성분의 분압보다도 낮기 때문에, 유리제 증기의 슬래그와 농후 흡수액의 슬래그가 서로 접촉한 상태에서는, 특정 기체 성분의 분압이 높은 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분이 유리되어 특정 기체 성분의 분압이 낮은 유리제 증기 속으로 이동한다. 또한, 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 유리는, 흡열 반응이다. 이로 인해, 열 매체 유로(56)를 흐르는 열 매체로부터 유리 유로부(54c)를 흐르는 농후 흡수액에 열이 공급됨으로써 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 유리가 촉진된다. 이상과 같은 유리 처리에 의해, 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 방출이 이루어진다.
농후 흡수액은, 유리 처리에 의해, 특정 기체 성분의 농도가 저하된 희박 흡수액이 된다. 그리고, 이 희박 흡수액과, 특정 기체 성분을 함유하는 유리제 증기의 혼합 유체가, 각 방출 유로(50)의 유출구(54a)로부터 분리 헤더(38)의 내부 공간에 흐른다. 분리 헤더(38)(도 2 참조)의 내부 공간에 유입한 혼합 유체는, 비중 차에 의해, 특정 기체 성분을 함유하는 유리제 증기와 희박 흡수액으로 기액 분리된다. 이에 의해, 특정 기체 성분을 함유하는 유리제 증기가 분리 헤더(38)의 상부 출구로부터 배출되어, 희박 흡수액이 분리 헤더(38)의 하부 출구로부터 배출된다.
분리 헤더(38)의 하부 출구로부터 배출된 희박 흡수액은, 제2 펌프(10)에 의해 열 교환기(6)에 보내져서 상술한 바와 같이 농후 흡수액과의 열 교환에 사용된 후, 흡수탑(2)의 살포부(14)에 공급된다.
분리 헤더(38)의 상부 출구로부터 배출된 특정 기체 성분을 함유하는 유리제 증기는, 응축기(8)에 도입된다. 그리고, 특정 기체 성분을 함유하는 유리제 증기는, 응축기(8)에 있어서 냉각됨으로써, 그 중 유리제 증기만이 응축하여 액상의 유리제가 된다. 이 응축한 액상의 유리제는, 응축기(8)로부터 방출 처리부(4)의 유리제 도입 헤더(36)로 흘러, 그 유리제 도입 헤더(36)로부터 각 방출 유로(50)의 제2 수납 유로부(52)에 도입된다. 한편, 응축기(8)에 있어서 유리제 증기가 응축함으로써 특정 기체 성분만이 남고, 그 특정 기체 성분은, 응축기(8)로부터 배출되어서 회수된다.
이상과 같이 하여 본 실시 형태에 의한 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 방출 처리가 행해진다.
본 실시 형태에서는, 방출 유로(50)의 유리 유로부(54c)가, 농후 흡수액과 그 농후 흡수액보다도 비점이 낮고 또한 그 농후 흡수액에 대하여 비상용성인 유리제의 증기를, 특정 기체 성분이 농후 흡수액으로부터 유리되어 유리제의 증기로 이동하도록 농후 흡수액과 유리제의 증기가 서로 접촉한 상태에서 유통시킨다. 이로 인해, 흡수액의 기화에 필요한 열량보다도 작은 열량으로 기화시킨 유리제의 증기를 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 유리에 사용할 수 있다. 이로 인해, 흡수액을 기화시킨 증기를 사용하여 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분을 유리시키는 종래의 구성에 비하여, 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 방출 처리에 요하는 에너지를 저감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 마이크로 채널인 방출 유로(50)의 유리 유로부(54c)가 농후 흡수액과 유리제의 증기를 서로 접촉시킨 상태에서 유통시키기 때문에, 농후 흡수액과 유리제의 증기의 단위 체적당의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 농후 흡수액으로부터 유리제의 증기로의 그것들 사이의 접촉 계면을 통한 특정 기체 성분의 이동 효율을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 방출 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 유로 구조체(32) 내의 열 매체 유로(56)로부터 공급되는 열에 의해, 유로 구조체(32) 내의 방출 유로(50)의 기화 유로부(54b)를 흐르는 유리제를 기화시켜서 그 유리제의 증기를 발생시킬 수 있다. 이로 인해, 유로 구조체의 외부에서 유리제를 가열하여 유리제의 증기를 발생시키는 가열 장치를 구비하는 방출 처리 장치에 비하여, 방출 처리 장치(3)를 소형화할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 유로 구조체(32) 내의 열 매체 유로(56)로부터 공급되는 열에 의해, 유리 유로부(54c)를 흐르는 농후 흡수액을 가열할 수 있다. 이로 인해, 유리 유로부(54c)를 흐르는 농후 흡수액을 가열하여 그 농후 흡수액으로부터의 CO2의 유리를 촉진할 수 있다.
또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아닌 청구범위에 의해 나타나고, 또한, 청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함한다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 처리 가스부터 흡수액에 특정 기체 성분을 흡수시키는 흡수 장치로서 흡수탑을 사용했지만, 흡수탑 이외의 흡수 장치를 사용해도 된다.
또한, 분리 대상인 특정 기체 성분은, 반드시 CO2에 한정되지 않고, 다른 기체 성분이어도 된다. 그 경우, 흡수액으로서, 그 분리 대상의 기체 성분을 선택적으로 흡수 가능한 흡수액을 사용하고, 그 흡수액보다도 비점이 낮고 또한 그 흡수액과 상용하지 않는 유리제를 흡수액으로부터의 기체 성분의 유리 처리에 사용하면 된다.
또한, 유로 구조체 내에서 합류 유체 유로부를 흐르는 유체로 열을 공급하는 열 공급부는, 반드시 상기와 같은 열 매체 유로에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기화 유로부 및 유리 유로부를 흐르는 합류 유체 속의 유리제와 열 교환 가능하게 되도록 유로 구조체 내의 기화 유로부 및 유리 유로부에 대응하는 영역에 설치되어 외부로부터 공급된 열을 유지하는 열 유지재를 열 공급부로서 설치해도 된다. 또한, 기화 유로부에 열을 공급하는 열 공급부와, 유리 유로부에 열을 공급하는 열 공급부가, 각각 독립하여 설치되어 있어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 기화 유로부 및 유리 유로부에 있어서, 유리제와 농후 흡수액이 슬러그류의 형태로 흐르는 것처럼 나타냈지만, 반드시 이 형태로 흐르는 것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 기화 유로부 및 유리 유로부에 있어서, 유리제와 농후 흡수액이 2층류의 형태로 흐르는 것이어도 된다. 이 경우에도, 유리제의 기화와 유리제 증기에 의한 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 유리를, 상기 실시 형태와 동일하게 실시할 수 있다.
또한, 반드시 방출 처리 장치의 유로 구조체 내에서 액상의 유리제를 기화시키지 않아도 된다. 예를 들어, 유로 구조체의 외부에서 유리제를 기화시켜서 유리제 증기를 생성하고, 그 생성된 유리제 증기를 유로 구조체 내의 방출 유로로 공급해도 된다. 도 7에는, 이러한 변형예에 의한 방출 처리 장치(3)가 사용된 흡수 분리 장치(1)의 일례가 나타나 있다. 또한, 도 8은, 당해 변형예에 있어서 유로 구조체(32) 내의 방출 유로(50)에서 행해지는 유리 처리 공정을 설명하기 위한 모식도이다.
이 변형예에 의한 방출 처리 장치(3)의 유리제 공급부는, 방출 처리부(4)의 외부에 설치되고, 유리제를 기화시켜서 그 유리제의 증기를 생성하는 기화 장치(60)를 구비한다. 기화 장치(60)는, 응축기(8)와 방출 처리부(4)의 유리제 도입 헤더(36)를 연결하는 관로에 설치되어 있다. 기화 장치(60)는, 응축기(8)로부터 배출된 응축 유리제를 가열함으로써 기화시키는 것이다. 기화 장치(60)에 의해 기화됨으로써 생성된 유리제 증기가 유리제 도입 헤더(36)에 공급되고, 그 유리제 도입 헤더(36)로부터 유로 구조체(32) 내의 각 방출 유로(50)(도 3 참조)의 제2 수납 유로부(52)에 유리제 증기가 분배되어서 도입되도록 되어 있다.
각 방출 유로(50)의 합류부(53)에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 수납 유로부(51)로부터 유입한 농후 흡수액에 제2 수납 유로부(52)로부터 유입한 유리제 증기가 합류한다. 그리고, 그 합류한 농후 흡수액과 유리제 증기는, 합류부(53)로부터 합류 유체 유로부(54)에 유입하고, 그 합류 유체 유로부(54)를 흐르면서 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분이 유리되어 유리제 증기 속으로 이동하는 유리 처리가 행해진다. 즉, 이 변형예에서는, 합류 유체 유로부(54) 전체가 유리 처리 공정을 행하는 유리 유로부(54c)로 되어 있다. 바꾸어 말하면, 유리 유로부(54c)가 합류부(53)에 직접 연결되어 있다.
이 변형예에서는, 유로 구조체(32)의 외부의 기화 장치(60)에서 생성된 유리제의 증기를 제2 수납 유로부(52)을 통하여 합류부(53)에 유입시켜서 그 합류부(53)에 제1 수납 유로부(51)로부터 유입한 농후 흡수액과 합류시킬 수 있다. 액상의 유리제는, 기화하여 증기가 됨으로써 체적이 현저하게 증대되기 때문에, 가령 방출 유로에 액상의 유리제를 도입하고 나서 기화시키는 경우에는, 농후 흡수액에 대한 유리제의 증기의 혼합 비율의 조절이 어려워진다. 이에 비해, 이 변형예에서는, 유로 구조체(32)의 외부에서 생성된 유리제의 증기를 방출 유로(50) 내에 도입하므로, 그 도입하는 유리제의 증기의 양을 유로 구조체(32)의 외부에서 조절할 수 있고, 농후 흡수액에 대한 유리제의 증기의 혼합 비율을 용이하게 조절할 수 있다.
[실시 형태 및 변형예의 개요]
상기 실시 형태 및 상기 변형예를 통합하면, 이하와 같다.
상기 실시 형태 및 상기 변형예에 의한 방출 처리 장치는, 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액인 농후 흡수액으로부터 상기 특정 기체 성분을 방출시키기 위한 방출 처리 장치이며, 상기 농후 흡수액을 공급하는 농후 흡수액 공급부로부터 상기 농후 흡수액을 받아들이도록 상기 농후 흡수액 공급부에 접속됨과 함께 상기 농후 흡수액보다도 비점이 낮고 또한 상기 농후 흡수액에 대하여 비상용성인 유리제를 공급하는 유리제 공급부로부터 상기 유리제를 받아들이도록 상기 유리제 공급부에 접속된 방출 유로를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비하고, 상기 방출 유로는, 받아들인 상기 농후 흡수액이 유동하면서 상기 특정 기체 성분을 방출하도록 당해 농후 흡수액을 유도하는 마이크로 채널이고, 상기 방출 유로는, 상기 특정 기체 성분이 상기 농후 흡수액으로부터 유리되어 상기 유리제의 증기로 이동하도록 상기 농후 흡수액과 상기 유리제의 증기를 서로 접촉시킨 상태에서 유도하는 처리 유로부를 갖는다.
이 방출 처리 장치에서는, 방출 유로의 처리 유로부가, 농후 흡수액과 그 농후 흡수액보다도 비점이 낮고 또한 그 농후 흡수액에 대하여 비상용성인 유리제의 증기를, 특정 기체 성분이 농후 흡수액으로부터 유리되어 유리제의 증기로 이동하도록 농후 흡수액과 유리제의 증기가 서로 접촉한 상태에서 유통시킨다. 이로 인해, 흡수액의 기화에 필요한 열량보다도 작은 열량으로 기화시킨 유리제의 증기를 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 유리에 사용할 수 있다. 이로 인해, 흡수액을 기화시킨 증기를 사용하여 농후 흡수액으로부터 특정 기체 성분을 유리시키는 종래의 구성에 비하여, 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 방출 처리에 요하는 에너지를 저감할 수 있다. 또한, 이 방출 처리 장치에서는, 마이크로 채널인 방출 유로의 처리 유로부가, 농후 흡수액과 유리제의 증기를 서로 접촉시킨 상태에서 유통시킨다. 이로 인해, 농후 흡수액과 유리제의 증기의 단위 체적당의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 농후 흡수액으로부터 유리제의 증기로의 그것들 사이의 접촉 계면을 개재한 특정 기체 성분의 이동 효율을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 방출 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 방출 처리 장치에 있어서, 상기 유로 구조체는, 상기 방출 유로로 열을 공급하는 열 공급부를 내부에 갖고, 상기 방출 유로는, 상기 농후 흡수액 공급부로부터 상기 농후 흡수액을 받아들이는 제1 수납 유로부와, 상기 유리제 공급부로부터 액상의 상기 유리제를 받아들이는 제2 수납 유로부와, 상기 제1 수납 유로부로부터 상기 농후 흡수액을 받아들이는 동시에 상기 제2 수납 유로부에서 액상의 상기 유리제를 받아들여서 그것들의 농후 흡수액과 액상의 유리제를 합류시키도록 상기 제1 수납 유로부의 하류측의 단부 및 상기 제2 수납 유로부의 하류측의 단부에 연결되는 합류부와, 상기 합류부에서 합류한 상기 농후 흡수액과 상기 유리제의 합류 유체를 그 합류부에서 받아들이도록 당해 합류부의 하류측에 연결됨과 함께, 상기 처리 유로부의 상류측의 단부에 연결되고, 받아들인 상기 합류 유체 속의 상기 유리제가 기화하여 당해 유리제의 증기를 발생시킬 만한 열을 상기 열 공급부로부터 받아, 그 발생한 유리제의 증기와 상기 농후 흡수액을 상기 처리 유로부로 유도하는 기화 유로부를 갖고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 유로 구조체 내의 열 공급부로부터 공급되는 열에 의해, 유로 구조체 내의 방출 유로의 기화 유로부를 흐르는 유리제를 기화시켜서 그 유리제의 증기를 발생시킬 수 있다. 이로 인해, 유로 구조체의 외부에서 유리제를 가열하여 유리제의 증기를 발생시키는 가열 장치를 구비하는 방출 처리 장치에 비하여, 방출 처리 장치를 소형화할 수 있다.
상기 방출 처리 장치에 있어서, 상기 유리제 공급부는, 상기 유로 구조체의 외부에 설치되고, 액상의 상기 유리제를 기화시켜서 그 유리제의 증기를 생성하는 기화 장치를 구비하고, 상기 방출 유로는, 상기 농후 흡수액 공급부로부터 상기 농후 흡수액을 받아들이는 제1 수납 유로부와, 상기 기화 장치에 의해 생성된 상기 유리제의 증기를 받아들이도록 상기 기화 장치에 연결되는 제2 수납 유로부와, 상기 제1 수납 유로부로부터 상기 농후 흡수액을 받아들이는 동시에 상기 제2 수납 유로부로부터 상기 유리제의 증기를 받아들여서 그것들의 농후 흡수액과 유리제의 증기를 합류시키도록 상기 제1 수납 유로부의 하류측의 단부 및 상기 제2 수납 유로부의 하류측의 단부에 연결됨과 함께, 상기 처리 유로부의 상류측의 단부에 연결되고, 상기 농후 흡수액과 상기 유리제의 증기의 합류 유체를 상기 처리 유로부로 유도하는 합류부를 갖고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 유로 구조체의 외부의 기화 장치에서 생성한 유리제의 증기를 제2 수납 유로부를 통하여 합류부에 유입시켜서 그 합류부에 제1 수납 유로부로부터 유입된 농후 흡수액과 합류시킬 수 있다. 액상의 유리제는, 기화하여 증기가 됨으로써 체적이 현저하게 증대하기 때문에, 가령 방출 유로에 액상의 유리제를 도입하고 나서 기화시키는 경우에는, 농후 흡수액에 대한 유리제의 증기의 혼합 비율 조절이 어려워진다. 이에 비해, 본 구성에서는, 유로 구조체의 외부에서 생성된 유리제의 증기를 방출 유로 내에 도입하므로, 그 도입하는 유리제의 증기의 양을 유로 구조체의 외부에서 조절할 수 있다. 이로 인해, 농후 흡수액에 대한 유리제의 증기의 혼합 비율을 용이하게 조절할 수 있다.
상기 유로 구조체를 구비하는 구성에 있어서, 상기 유로 구조체는, 상기 처리 유로부를 흐르는 상기 농후 흡수액을 가열하기 위한 열을 상기 처리 유로부로 공급하는 처리 유로용 열 공급부를 내부에 갖는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 처리 유로부를 흐르는 농후 흡수액을 가열하여 그 농후 흡수액으로부터의 CO2의 유리를 촉진할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태 및 상기 변형예에 의한 방출 처리 방법은, 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액인 농후 흡수액으로부터 상기 특정 기체 성분을 방출시키기 위한 방출 처리 방법이며, 상기 농후 흡수액이 상기 특정 기체 성분을 방출하면서 유동하도록 당해 농후 흡수액을 유도하는 마이크로 채널이며, 상기 농후 흡수액과 상기 농후 흡수액보다도 비점이 낮고 또한 상기 농후 흡수액에 대하여 비상용성인 유리제의 증기를 서로 접촉한 상태에서 유통시키는 것이 가능한 처리 유로부를 구비한 방출 유로를 내부에 갖는 유로 구조체를 준비하는 준비 공정과, 상기 처리 유로부에 상기 농후 흡수액과 상기 유리제의 증기를 서로 접촉한 상태에서 유통시킴으로써 상기 농후 흡수액으로부터 상기 특정 기체 성분을 유리시켜서 그 특정 기체 성분을 상기 유리제의 증기로 이동시키는 유리 처리 공정을 구비한다.
이 방출 처리 방법에서는, 상기 방출 처리 장치의 경우와 동일한 이유에 의해, 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 방출 처리에 요하는 에너지를 저감할 수 있음과 함께, 농후 흡수액으로부터의 특정 기체 성분의 방출 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 방출 처리 방법에 있어서, 상기 준비 공정에서는, 상기 유로 구조체로서, 상기 방출 유로가 상기 처리 유로부에 더하여, 제1 수납 유로부와, 제2 수납 유로부와, 상기 제1 수납 유로부 및 상기 제2 수납 유로부에 연결되는 합류부와, 상기 합류부에 연결됨과 함께 상기 처리 유로부에 연결되는 기화 유로부를 구비하고 있는 동시에, 상기 방출 유로로 열을 공급 가능한 열 공급부가 내부에 설치된 유로 구조체를 준비하고, 상기 방출 처리 방법은, 상기 제1 수납 유로부에 상기 농후 흡수액을 도입함과 함께 상기 제2 수납 유로부에 액상의 상기 유리제를 도입하는 도입 공정과, 상기 합류부에 있어서 상기 제1 수납 유로부에서 유입한 상기 농후 흡수액과 상기 제2 수납 유로부에서 유입한 액상의 상기 유리제를 합류시키는 합류 공정과, 상기 합류부에서 합류한 상기 농후 흡수액과 액상의 상기 유리제의 합류 유체를 상기 기화 유로부에 유통시키면서 그 합류 유체 속의 상기 유리제를 상기 열 공급부로부터 공급되는 열에 의해 기화시켜서 상기 유리제의 증기를 발생시키고, 그 발생한 유리제의 증기와 상기 농후 흡수액을 상기 처리 유로부로 유도하는 기화 처리 공정을 더 구비하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 방출 유로와 열 공급부를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비한 상기 방출 처리 장치의 경우와 동일한 이유에 의해, 방출 처리 장치를 소형화할 수 있다.
상기 방출 처리 방법에 있어서, 상기 준비 공정에서는, 상기 유로 구조체로서, 상기 방출 유로가 상기 처리 유로부에 더하여, 제1 수납 유로부와, 제2 수납 유로부와, 상기 제1 수납 유로부 및 상기 제2 수납 유로부에 연결됨과 함께 상기 처리 유로부에 연결되는 합류부를 구비하고 있는 유로 구조체를 준비하고, 상기 방출 처리 방법은, 상기 유로 구조체의 외부에서 액상의 상기 유리제를 기화시킴으로써 유리제의 증기를 생성하는 증기 생성 공정과, 상기 제1 수납 유로부에 상기 농후 흡수액을 도입함과 함께 상기 제2 수납 유로부에 상기 증기 생성 공정에서 생성된 상기 유리제의 증기를 도입하는 도입 공정과, 상기 합류부에 있어서 상기 제1 수납 유로부에서 유입한 상기 농후 흡수액과 상기 제2 수납 유로부에서 유입한 상기 유리제의 증기를 합류시켜서 상기 처리 유로부로 유도하는 합류 공정을 더 구비하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 유로 구조체의 외부에 설치된 기화 장치를 구비하는 상기 방출 처리 장치의 경우와 동일한 이유에 의해, 농후 흡수액에 대한 유리제의 증기의 혼합 비율을 용이하게 조절할 수 있다.
상기 방출 처리 방법에 있어서, 상기 준비 공정에서는, 상기 유로 구조체로서, 상기 처리 유로부로 열을 공급하는 처리 유로용 열 공급부를 내부에 갖는 유로 구조체를 준비하고, 상기 유리 처리 공정에서는, 상기 처리 유로용 열 공급부로부터 공급되는 열에 의해 상기 농후 흡수액을 가열하면서 그 농후 흡수액을 상기 처리 유로부로 유통시키는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 처리 유로부를 흐르는 농후 흡수액을 가열하여 그 농후 흡수액으로부터의 CO2의 유리를 촉진할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태 및 상기 변형예에 의하면, 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액으로부터 그 특정 기체 성분을 방출시키는 처리에 요하는 에너지를 저감할 수 있음과 함께, 특정 기체 성분의 방출 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액인 농후 흡수액으로부터 상기 특정 기체 성분을 방출시키기 위한 방출 처리 장치이며,
    상기 농후 흡수액을 공급하는 농후 흡수액 공급부로부터 상기 농후 흡수액을 받아들이도록 상기 농후 흡수액 공급부에 접속됨과 함께 상기 농후 흡수액보다도 비점이 낮고 또한 상기 농후 흡수액에 대하여 비상용성인 유리제를 공급하는 유리제 공급부로부터 상기 유리제를 받아들이도록 상기 유리제 공급부에 접속된 방출 유로와, 상기 방출 유로에 열을 공급하는 열 공급부인 열 매체를 유통시키는 열 매체 유로를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비하고,
    상기 방출 유로는, 받아들인 상기 농후 흡수액이 유동하면서 상기 특정 기체 성분을 방출하도록 당해 농후 흡수액을 유도하는 마이크로 채널이고,
    상기 방출 유로는, 상기 특정 기체 성분이 상기 농후 흡수액으로부터 유리되어 상기 유리제의 증기로 이동하도록 상기 농후 흡수액과 상기 유리제의 증기를 서로 접촉시킨 상태에서 유도하는 처리 유로부와, 상기 농후 흡수액 공급부로부터 상기 농후 흡수액을 받아들이는 제1 수납 유로부와, 상기 유리제 공급부로부터 액상의 상기 유리제를 받아들이는 제2 수납 유로부와, 상기 제1 수납 유로부로부터 상기 농후 흡수액을 받아들이는 동시에 상기 제2수납 유로부에서 액상의 상기 유리제를 받아들여서 그것들의 농후 흡수액과 액상의 유리제를 합류시키도록 상기 제1 수납 유로부의 하류측의 단부 및 상기 제2 수납 유로부의 하류측의 단부에 연결되는 합류부와, 상기 합류부에서 합류한 상기 농후 흡수액과 상기 유리제의 합류 유체를 그 합류부에서 받아들이도록 당해 합류부의 하류측에 연결됨과 함께, 상기 처리 유로부의 상류측의 단부에 연결되고, 받아들인 상기 합류 유체 속의 상기 유리제가 기화하여 당해 유리제의 증기를 발생시킬 만한 열을 상기 열 공급부로부터 받아, 그 발생한 유리제의 증기와 상기 농후 흡수액을 상기 처리 유로부로 유도하는 기화 유로부를 갖고,
    상기 유로 구조체는, 상기 방출 유로가 형성된 방출 유로 기판과, 상기 열 매체 유로가 형성된 열 매체 유로 기판을 갖고,
    상기 열 매체 유로 기판은, 상기 열 매체 유로가 상기 방출 유로에 대해 그 열 매체 유로를 흐르는 상기 열 매체와 상기 방출 유로를 흐르는 유체가 열교환 가능한 거리에서 인접하고, 상기 기화 유로부를 흐르는 상기 합류 유체 중 액상의 상기 유리제가 상기 열 매체 유로를 흐르는 상기 열 매체로부터 공급되는 열에 의해 기화하도록 상기 방출 유로 기판과 적층되어 있는, 방출 처리 장치.
  2. 제1항에 기재된 방출 처리 장치에 있어서,
    상기 유로 구조체는, 상기 처리 유로부를 흐르는 상기 농후 흡수액을 가열하기 위한 열을 상기 처리 유로부에 공급하는 처리 유로용 열 공급부를 내부에 갖는 방출 처리 장치.
  3. 특정 기체 성분을 흡수한 흡수액인 농후 흡수액으로부터 상기 특정 기체 성분을 방출시키기 위한 방출 처리 방법이며,
    상기 농후 흡수액이 상기 특정 기체 성분을 방출하면서 유동하도록 당해 농후 흡수액을 유도하는 마이크로 채널인 방출 유로와, 상기 방출 유로에 열을 공급 가능한 열 공급부인 열 매체를 유통시키는 열 매체 유로가 내부에 설치된 유로 구조체이며, 상기 방출 유로는, 상기 농후 흡수액과 상기 농후 흡수액보다도 비점이 낮고 또한 상기 농후 흡수액에 대하여 비상용성인 유리제의 증기를 서로 접촉한 상태에서 유통시키는 것이 가능한 처리 유로부와, 제1 수납 유로부와, 제2 수납 유로부와, 상기 제1 수납 유로부 및 상기 제2 수납 유로부에 연결되는 합류부와, 상기 합류부에 연결됨과 함께 상기 처리 유로부에 연결되는 기화 유로부를 구비하는 유로 구조체를 준비하는 준비 공정과,
    상기 제1 수납 유로부에 상기 농후 흡수액을 도입함과 함께 상기 제2 수납 유로부에 액상의 상기 유리제를 도입하는 도입 공정과,
    상기 합류부에 있어서 상기 제1 수납 유로부에서 유입한 상기 농후 흡수액과 상기 제2 수납 유로부에서 유입한 액상의 상기 유리제를 합류시키는 합류 공정과,
    상기 합류부에서 합류한 상기 농후 흡수액과 액상의 상기 유리제의 합류 유체를 상기 기화 유로부에 유통시키면서 그 합류 유체 속의 상기 유리제를 상기 열 공급부로부터 공급되는 열에 의해 기화시켜서 상기 유리제의 증기를 발생시켜, 그 발생한 유리제의 증기와 상기 농후 흡수액을 상기 처리 유로부로 유도하는 기화 처리 공정과,
    상기 처리 유로부에 상기 농후 흡수액과 상기 유리제의 증기를 서로 접촉한 상태에서 유통시킴으로써 상기 농후 흡수액으로부터 상기 특정 기체 성분을 유리시켜서 그 특정 기체 성분을 상기 유리제의 증기로 이동시키는 유리 처리 공정을 구비하고,
    상기 준비 공정에서 준비하는 상기 유로 구조체는, 상기 방출 유로가 형성된 방출 유로 기판과, 상기 열 매체 유로가 형성된 열 매체 유로 기판이며 상기 열 매체 유로가 상기 방출 유로에 대해 그 열 매체 유로를 흐르는 상기 열 매체와 상기 방출 유로를 흐르는 유체가 열교환 가능한 거리에서 인접하도록 상기 방출 유로 기판과 적층된 열 매체 유로 기판을 갖고,
    상기 기화 처리 공정에서는, 상기 기화 유로부를 흐르는 상기 합류 유체 중 액상의 상기 유리제를, 상기 열 매체 유로를 흐르는 상기 열 매체로부터 공급되는 열에 의해 기화시키는, 방출 처리 방법.
  4. 제3항에 기재된 방출 처리 방법에 있어서,
    상기 준비 공정에서는, 상기 유로 구조체로서, 상기 처리 유로부에 열을 공급하는 처리 유로용 열 공급부를 내부에 갖는 유로 구조체를 준비하고,
    상기 유리 처리 공정에서는, 상기 처리 유로용 열 공급부로부터 공급되는 열에 의해 상기 농후 흡수액을 가열하면서 그 농후 흡수액을 상기 처리 유로부에 유통시키는, 방출 처리 방법.
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