WO2002034369A1 - Procede et appareil de recuperation d'amine et systeme d'elimination de dioxyde de carbone comprenant l'appareil - Google Patents

Description

明 細 書 ァミン回収方法及び装置並びにこれを備えた脱炭酸ガス装置 技術分野

本発明はァミン回収方法及び装置並びにこれを備えた脱炭酸ガス装置に関する

背景技術

近年、 火力発電設備ゃボイラ設備では多量の石炭、 重油或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、 二酸化炭素等の放出に関する量的、 濃度的抑制が 問題となっている。 なかでも、 最近、 二酸化炭素については、 フロンガスやメタ ンガスとともに地球温暖化の見地から、 その排出の抑制が検討されている。 この ため、 例えば、 P S A (圧力スウィング） 法、 膜分離法及び塩基性化合物による 反応吸収などの二酸化炭素除去方法が検討されている。

これらのうち、 塩基性化合物による二酸化炭素の除去方法の例としては、 特開 5 - 1 8 4 8 6 6号公報 （関連米国特許 5 3 1 8 7 5 8号） にアミン化合物 （以 下、 単にァミンとも称する） の水溶液を二酸化炭素の吸収液として用いることに より、 脱炭酸を行うという方法が提案されている。 この方法においては、 二酸化 炭素とアミン化合物との反応が発熱反応であるため、 二酸化炭素吸収部における 吸収液温度が上昇してァミンの蒸気圧が高くなる。 即ち、 温度上昇によって多く のアミン含有吸収液が蒸発することから、 脱炭酸ガスに同伴するアミン化合物の 量が増加する。 このため、 吸収塔に水洗部を設け、 この水洗部において脱炭酸ガ スと洗浄水とを気液接触させることにより、 脱炭酸ガスに同伴するアミン化合物 を液相に回収していた。

具体的には、 上記特開 5— 1 8 4 8 6 6号公報では第 2図及び第 3図に示すよ うな脱炭酸ガス装置を開示している。

第 2図において、 1は吸収塔、 2は二酸化炭素吸収部、 3は水洗部、 4は排ガ ス供給部、 6は吸収液供給口、 7はノズル、 8は水洗部における液保留部、 9は 循環ポンプ、 1 0は冷却器、 1 1はノズル、 1 2は吸収液排出口、 1 3はブロア 、 1 4は排ガス供給口、 1 5は排ガス冷却器、 1 6は循環ポンプ、 1 7は冷却器 、 1 8はノズル、 1 9は排出ラインである。

詳細な説明は省略するが、 排ガス供給口 1 4から供給された燃焼排ガスは、 冷 却塔 1 5で冷却された後に吸収塔 1に供給され、 この吸収塔 1の二酸化炭素吸収 部 2において、 吸収液供給口 6からノズル 7を介して供給された吸収液と向流接 角虫させられる。 その結果、 嫘焼排ガス中の二酸化炭素が吸収液により吸収除去さ れる。 二酸化炭素を吸収した負荷吸収液は、 吸収液排出口 1 2から図示しない再 生塔へ送られ、 ここで再生されて再び吸収液供給口 1 6から吸収塔 1へと供給さ れ o

一方、 二酸化炭素吸収部 2で脱炭酸された燃焼排ガス （脱炭酸排ガス） は、.二 酸化炭素吸収部 2における二酸化炭素とアミン化合物との発熱反応による温度上 昇のため、 多くのァミン蒸気を同伴した状態で上昇し、 液保留部 8を通って水洗 部 3へと向かう。 そして、 水洗部 3では、 液保留部 8の保留水が循環ポンプ 9に よって輸送され、 冷ま P器 1 0で冷却された後にノズル 1 1から洗浄水として水洗 部 3に供給される。 その結果、 この洗浄水と脱炭酸排ガスとが水洗部 3において 向流接触することにより、 脱炭酸排ガス中のアミン化合物が液相に回収される。 第 3図は再生塔還流水を利用することによってアミン回収能力を向上させたこ とを特徵とするものである。 第 3図において、 2 1は吸収塔、 2 2は二酸化炭素 吸収部、 2 3は水洗部、 2 4は排ガス供給口、 2 5は排ガス排出口、 2 6は吸収 液供給口、 2 7はノズル、 2 8は再生塔還流抜き出し水供給口、 2 9はノズル、 3 0は冷却器、 3 1はノズル、 3 2は充塡部、 3 3は循環ポンプ、 3 4は補給水 供給ライン、 3 5は吸収液排出ポンプ、 3 6は熱交換器、 3 7は冷却器、 3 8は 再生塔、 3 9はノズル、 4 0は下部充塡部、 4 1はリボイラ、 4 2は上部充塡部 、 4 3は還流水ポンプ、 4 4は二酸化炭素分離器、 4 5は二酸化炭素排出ライン 、 4 6は冷却器、 4 7はノズル、 4 8は還流水供給ライン、 4 9は燃焼ガス供給 ブロアである。

詳細な説明は省略する力く、 燃焼ガス供給ブロア 4 9によって供給された燃焼排 ガスは、 冷却塔 3 0で冷却された後に吸収塔 2 1に供給され、 この吸収塔 2 1の 二酸化炭素吸収部 2 2において、 吸収液供給口 2 6からノズル 2 7を介して供給 された吸収液と向流接触させられる。 その結果、 燃焼排ガス中の二酸化炭素が吸 収液により吸収除去される。 二酸化炭素を吸収した負荷吸収液は、 吸収液排出口 1 2から吸収液排出ポンプ 3 5によって再生塔 3 8へ送られ、 ここで再生されて 再び吸収液供給口 2 6力、ら吸収塔 2 1へと供給される。

一方、 二酸化炭素吸収部 2 2で脱炭酸された燃焼排ガス （脱炭酸排ガス） は、 二酸化炭素吸収部 2 2における二酸化炭素とアミン化合物との発熱反応による温 度上昇のため、 多くのアミン蒸気を同伴した状態で上昇し、 水洗部 2 3へと向か う。 そして、 水洗部 2 3では、 洗浄水として抜き出された再生塔還流水の一部が 、 再生塔還流抜き出し水供給口 2 8からノズル 2 9を介して水洗部 2 3に供給さ れる。 その結果、 この洗浄水と脱炭酸排ガスとが水洗部 2 3において向流接触す ることにより、 脱炭酸排ガス中のァミン化合物が液相に回収される。

しかしながら、 特に第 2図に示す上記従来の脱炭酸ガス装置では、 水洗部が一 段であるが故に洗浄水によって回収されたアミンの濃度が高くなるため、 ァミン の回収が不充分となり、 アミンが脱炭酸排ガスに同伴されて脱炭酸プロセス系外 に放出される。 このため、 ァミンが無駄になり、 運転コストの増大等を引き起こ す恐れがあつた。

従って、 本発明は上記の問題点に鑑み、 ァミン化合物含有吸収液により、 二酸 化炭素を含むガスから二酸化炭素を除去する脱炭酸プロセスにおいて、 脱炭酸排 ガスに同伴されるアミン化合物を効率的に回収することができるアミン回収方法 及び装置並びにこれを備えた脱炭酸ガス装置を提供することを課題とする。 発明の開示

上記課題を解決する第 1発明の第 1発明のァミン回収方法は、 二酸化炭素吸収 部においてァミン化合物を含有する吸収液との気液接触により二酸化炭素が吸収 除去された脱炭酸排ガスに対し、 水洗部において洗浄水と気液接触させることよ り、 前記脱炭酸排ガスに同伴するアミン化合物を回収するアミン回収方法におい て、 前記水洗部を複数段構成とし、 これら複数段の水洗部において、 順次、 前記脱 炭酸排ガスに同伴するァミン化合物の回収処理を行うことを特徴とする。

従って、 この第 1発明のァミ ン回収方法によれば、 水洗部を複数段構成とし、 これら複数段の水洗部において、 順次、 前記脱炭酸排ガスに同伴するァミン化合 物の回収処理を行うことにより、 脱炭酸排ガスに同伴されるァミン化合物を非常 に効率良く回収することができ、 運転コストの低減が可能となる。

また、 第 2発明のァミ ン回収方法は、 第 1発明のァミ ン回収方法において、 再生塔還流水を洗浄水として前記水洗部に供給することを特徴とする。

従って、 この第 2発明のァミ ン回収方法によれば、 水洗部の洗浄水に含まれる ァミン濃度が低減されてァミン回収能力が更に向上する。

また、 第 3発明のァミン回収方法は、 第 1又は第 2発明のァミン回収方法にお いて、

後段の水洗部から洗浄水を抜き出して前段の水洗部へ供給することを特徵とす る。

従って、 この第 3発明のァミン回収方法によれば、 前段の水洗部の洗浄水に含 まれるアミン濃度が低減されて前段の水洗部におけるアミン回収能力が向上し、 また、 これに伴って後段の水洗部の洗浄水に含まれるアミン濃度も更に低減する ことにもなり、 全体としてアミン回収能力が更に向上する。

また、 第 4発明のァミ ン回収方法は、 第 1， 第 2又は第 3発明のァミ ン回収方 法において、

二酸化炭素吸収部及び各段の水洗部の出口にデミスタを設け、 これらのデミス 夕によって脱炭酸排ガスに同伴する吸収液ミストゃ洗浄水ミストを除去すること を特徴とする。

従って、 この第 4発明のァミン回収方法によれば、 二酸化炭素吸収部に供給さ れる吸収液ミストの一部や各段の水洗部に供給される洗浄水ミストの一部が脱炭 酸排ガスとともに系外へ放出されて水分ゃァミン化合物が口スするのを防止する ことができる。

また、 第 5発明のァミ ン回収装置は、 二酸化炭素吸収部においてァミ ン化合物 を含有する吸収液との気液接触により二酸化炭素が吸収除去された脱炭酸排ガス に対し、 水洗部において洗浄水と気液接触させることより、 前記脱炭酸排ガスに 同伴するァミン化合物を回収するように構成したアミン回収装置において、 前記水洗部を複数段構成とし、 これら複数段の水洗部において、 順次、 前記脱 炭酸排ガスに同伴するアミン化合物の回収処理を行うようにしたことを特徵とす る。

従って、 この第 5発明のァミン回収装置によれば、 水洗部を複数段構成とし、 これら複数段の水洗部において、 順次、 前記脱炭酸排ガスに同伴するァミン化合 物の回収処理を行うようにしたことにより、 脱炭酸排ガスに同伴されるアミン化 合物を非常に効率良く回収することができ、 運転コストの低減が可能となる。 また、 第 6発明のァミン回収装置は、 第 5発明のァミン回収装置において、 再生塔還流水を洗浄水として前記水洗部に供給するように構成したことを特徴 とする。

従って、 この第 6発明のァミン回収装置によれば、 水洗部の洗浄水に含まれる 了ミン濃度が低減されてァミン回収能力が更に向上する。

また、 第 7発明のァミン回収装置は、 第 5又は第 6発明のァミン回収装置にお いて、

後段の水洗部から洗浄水を抜き出して前段の水洗部へ供給するように構成した ことを特徴とする。

従って、 この第 7発明のァミン回収装置によれば、 前段の水洗部の洗浄水に含 まれるアミン濃度が低減されて前段の水洗部におけるアミン回収能力が向上し、 また、 これに伴つて後段の水洗部の洗浄水に含まれるァミン濃度も更に低減する ことにもなり、 全体としてアミン回収能力が更に向上する。

また、 第 8発明のァミン回収装置は、 第 5， 第 6又は第 7発明のァミン回収装 置において、

二酸化炭素吸収部及び各段の水洗部の出口にデミスタを設け、 これらのデミス タによつて脱炭酸排ガスに同伴する吸収液ミストや洗浄水ミストを除去するよう に構成したことを特徴とする。

従って、 この第 8発明のァミン回収装置によれば、 二酸化炭素吸収部に供給さ れる吸収液ミストの一部や各段の水洗部に供給される洗浄水ミストの一部が脱炭 酸排ガスとともに系外へ放出されて水分ゃァミン化合物がロスするのを防止する ことができる。

また、 第 9発明の脱炭酸ガス装置は、 第 5， 第 6， 第 7又は第 8発明のァミン 回収装置を吸収塔に備えたことを特徴とする。

従って、 この第 9発明の脱炭酸ガス装置は、 第 1 5 , 第 6， 第 7又は第 8発明 のアミン回収装置を吸収塔に備えたことにより、 アミン化合物の回収能力が高く て運転コストの安価な装置となる。 図面の簡単な説明

第 1図は本発明の実施の形態に係る脱炭酸ガス装置の主要部を示す構成図であ るである。

第 2図は従来の脱炭酸ガス装置の主要部を示す構成図である。

第 3図は従来の脱炭酸ガス装置の主要部を示す構成図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

第 1図は本発明の実施の形態に係る脱炭酸ガス装置の主要部を示す構成図であ る。 第 1図に示すように、 本実施の形態の脱炭酸ガス装置では、 吸収塔 6 1と、 再生塔 6 2と、 冷却塔 6 3とを備えている。

そして、 詳細は後述するが、 本実施の形態の脱炭酸ガス装置では吸収塔 6 1の 水洗部を一段水洗部 6 4と二段水洗部 6 5の二段構成としたこと、 二段水洗部 6 5の洗浄水を抜き出して一段水洗部 6 4に供給すること、 再生塔還流水を洗浄水 として二段水洗部に供給すること、 二酸化炭素吸収部 7 3、 一段水洗部 6 4及び 二段水洗部 6 5の出口にデミスタ 8 3， 8 4， 8 5を設置したことなどを特徴と している。

詳述すると、 火力発電設備ゃボイラ設備などにおいて発生した燃焼排ガスは、 排ガス供給ライン 6 6を介して冷却塔 6 3に供給される。 冷却塔 6 3の底部 6 7 には水が保留されており、 この水が循環ポンプ 6 8によって汲み上げられ、 熱交 換器 6 9で冷却された後にノズル 7 0から充塡部 7 1へ供給される。 その結果、 充塡部 7 1において、 燃焼排ガスが、 ノズル 7 0から放散された冷却水と向流接 触して冷却される。 その後、 燃焼排ガスは排ガス供給ライン 7 2を介して吸収塔 6 1の下部に設けられた二酸化炭素吸収部 7 3に供給される。

吸収塔 6 1に供給された燃焼排ガスは図中に点線の矢印で示すように吸収塔内 を上昇していく。 一方、 再生塔 6 2の底部 7 6に保留されている再生吸収液 （ァ ミン化合物の水溶液） 、 吸収液供給ライン 7 4に設けられた吸収液供給ポンプ 7 7により輸送され、 熱交換器 7 8及び熱交換器 7 9において冷却された後、 二 酸化炭素吸収部 7 3の出口に設けられたノズル 7 5から二酸化炭素吸収部 7 3へ と供給される。 その結果、 二酸化炭素吸収部 7 3において、 燃焼排ガスと吸収液 とが気液接触 （向流接触） するため、 燃焼排ガス中に含まれる二酸化炭素が吸収 液中に吸収されて除去される。

なお、 吸収液に含まれるァミン化合物としては、 モノエタノールァミン、 2— アミノー 2—メチル— 1—プロパノールのようなアルコール性水酸基含有 1級ァ ミ ン類、 ジエタノールァミ ン、 2—メチルアミノエ夕ノールのようなアルコール 性水酸基含有 2級ァミン類、 トリエタノールァミン、 N—メチルジェタノールァ ミ ンのようなアルコ一ル性水酸基含有 3級ァミン類、 エチレンジァミン、 トリエ チレンジァミ ン、 ジエチレントリァミンのようなポリエチレンポリアミ ン類、 ピ ペラジン類、 ピぺリジン類、 ピ口リジン類のような環状ァミ ン類、 キシリ レンジ アミ ンのようなポリアミ ン類、 メチルアミノカルボン酸のようなアミノ酸類等及 びこれらの混合物が挙げられる。 これらのアミン類は通常 1 0〜7 0重量％の水 溶液として使用される。 また、 吸収液には二酸化炭素吸収促進剤或いは腐食防止 剤、 更には、 その他の媒体としてメタノール、 ポリエチレングリコール、 スルフ オラン等を加えることができる。

二酸化炭素を吸収した負荷吸収液は、 流下して吸収塔底部 8 0に保留された後 、 吸収液排出ライン 8 6に設けられた吸収液排出ポンプ 8 7により排出され、 熱 交換器 7 8において再生吸収液と熱交換して加熱された後、 再生塔 6 2の下部充 塡部 8 8の出口に設けられたノズル 8 9から放散され、 下部充塡部 8 8を流下し て再生塔底部 7 6に保留される。

再生塔底部 7 6に保留された負荷吸収液はリボイラ 9 0において供給スティー ムにより例えば 1 2 0 °C程度に加熱される。 その結果、 負荷吸収液中の二酸化炭 素が放出されて吸収液が再生される。 この再生吸収液は再生塔底部 7 6に保留さ れ、 再び、 吸収塔 6 1の二酸化炭素吸収部 7 3へと供給される。 つまり、 吸収液 は循環使用されており、 口スが無いかぎり外部へ排出したり外部から供給したり する必要はない。 一方、 放出された二酸化炭素は図中に点線の矢印で示すように 上昇し、 下部充塡部 8 8及び上部充塡部 9 1を経て再生塔頂部 1 1 1の二酸化炭 素排出ライン 9 3から再生塔外へと排出される。

このとき二酸化炭素には水分が含まれているため、 二酸化炭素排出ライン 9 3 に設けられたコンデンサ （冷却器） 9 4において冷却することにより、 二酸化炭 素に含まれる水分を凝縮し、 この凝縮水と二酸化炭素とを二酸化炭素分離器 9 5 によつて分離する。 凝縮水と分離された高純度の二酸化炭素は二酸化炭素放出ラ イン 9 6から脱炭酸プロセス系外 （以下、 単に系外という） へと放出され、 後の 工程において利用又処分される。 凝縮水は循環ポンプ 9 6によって輸送され、 そ の一部は再生塔還流水供給ライン 9 7側へと抜き出される。 この再生塔還流抜き 出し水は熱交換器 9 8で冷却された後、 二段水洗部 6 5の出口に設けられたノズ ル 9 9から二段水洗部 6 5の頂部へ洗浄水として供給される。 この再生塔還流抜 き出し水はアミン濃度が非常に低い。 前記凝縮水の残りは再生塔 6 2に還流され る。 即ち、 還流ライン 1 0 0を介してノズル 9 2から上部充塡部 9 1の項部へと 供給され、 流下して再生塔底部 7 6に保留される。

一方、 吸収塔 6 1の二酸化炭素吸収部 7 3において二酸化炭素が除去された燃 焼排ガス （脱炭酸排ガス） は、 二酸化炭素吸収部 7 3の出口に設けられたデミス 夕 8 3を経て一段水洗部 6 4へと流人する。 このとき脱炭酸排ガスには多くのァ ミン蒸気が同伴されている。 つまり、 二酸化炭素吸収部 7 3での二酸化炭素とァ ミン化合物との発熱反応によって温度が上昇するため、 多くの吸収液が蒸発して 脱炭酸排ガスとともに上昇していく。 なお、 このときの脱炭酸排ガスに同伴する 水分は後述する水洗部での洗浄水の供耠源となる。 一段水洗部 6 4に流入する脱 炭酸排ガスの温度は例えば約 5 0〜8 0 °Cとなる。

デミスタ 8 3では脱炭酸排ガスに同伴する吸収液ミストを除去する。 つまり、 ノズル 7 5からは吸収液がミストとなつて放散される力^ この吸収液ミストの一 部が脱炭酸排ガスに同伴して上昇してしまう。 従って、 このまま吸収液ミストが 脱炭酸排ガスとともに吸収塔外に放出されてしまうと、 アミン化合物のロスにな つてしまう。 そこで、 二酸化炭素吸収部出口にデミスタ 8 3を設けて脱炭酸排ガ スに同伴する吸収液ミストを除去するようにしている。 デミスタ 8 3で除去した 水分 （吸収液） は流下して吸収塔底部 8 8に保留される。

そして、 一段水洗部 6 4では、 この一段水洗部 6 4における液保留部 8 1の保 留水が、 循環ライン 1 0 1に設けられた循環ポンプ 1 G 2により輸送され、 熱交 換器 1 0 3で冷却された後、 一段水洗部 6 4の出口に設けられたノズル i 0 4か ら一段水洗部 6 4の頂部へ洗浄水として供給される。 その結果、 この洗浄水と脱 炭酸排ガスとがー段水洗部 6 4において向流接触することにより、 脱炭酸排ガス の温度が低下して脱炭酸排ガスに同伴する水蒸気が凝縮するとともに同脱炭酸排 ガスに同伴するアミン化合物が回収される。 このときの凝縮水及び放散された洗 浄水は流下して液保留部 8 1に保留される。

液保留部 8 1の保留水は一定水位に維持されるようになっている。 即ち、 液保 留部 8 1の保留水が増加して一定水位以上になると、 保留水排出ライン 1 0 5を 介して吸収塔底部 8 0へとオーバフロ一されるようになつている。 なお、 ポンプ よって液保留部 8 1の保留水を吸収塔底部 8 0へ輸送するようにしてもよい。 一段水洗部 6 4では脱炭酸排ガスに同伴するアミン化合物の大部分が回収され る力 このとき液保留部 8 1の保留水 （洗浄水） 中のアミン濃度は高くなる。 こ のため、 気液平衡の関係からァミン蒸気圧が高くなり、 これ以上は脱炭酸排ガス 中のアミン濃度を低減させることができない。 即ち、 水洗部が一段だけでは脱炭 酸排ガス中のアミン濃度を充分に低減させることができない。 そこで、 本実施の 形態では水洗部を一段水洗部 6 4と二段水洗部 6 5の二段構成としている。 一段 水洗部 6 4においてアミン回収された脱炭酸排ガスは、 一段水洗部 6 4の出口に 設けられたデミスタ 8 4を経て二段水洗部 6 5へと流れる。

デミスタ 8 4では脱炭酸排ガスに同伴する洗浄水ミストを除去する。 つまり、 ノズル 1 0 4からは洗浄水がミストとなつて放散されるが、 この洗浄水ミストの 一部が脱炭酸排ガスに同伴して上昇してしまう。 従って、 このまま洗浄水ミスト が脱炭酸排ガスとともに吸収塔外に放出されてしまうと、 アミン化合物のロスに なってしまう。 そこで、 一段水洗部出口にもデミスタ 8 4を設けて脱炭酸排ガス に同伴する洗浄水ミストを除去するようにしている。 デミスタ 8 3で除去した水 分 （洗浄水） は流下して液保留部 8 1に保留される。

二段水洗部 6 5では、 この二段水洗部 6 5における液保留部 8 2の保留水が、 循環ライン 1 0 6に設けられた循環ポンプ 1 0 7により輸送され、 熱交換器 9 8 で冷却された後、 二段水洗部 6 5の出口に設けられたノズル 9 9から二段水洗部 6 5の頂部へ洗浄水として供給される。 なお、 この洗浄水には再生塔側から供給 されてきた再生塔還流抜き出し水も合流する。 その結果、 これらの洗浄水と脱炭 酸排ガスとが二段水洗部 6 5において向流接触することにより、 脱炭酸排ガスに 同伴されてきたァミン化合物が回収される。

一段水洗部 6 4において脱炭酸排ガスに同伴するァミン化合物の大部分が回収 されるため、 二段水洗部 6 5では液保留部 8 2のアミン濃度、 即ち、 ノズル 9 9 から供給する洗浄水中に含まれるアミン濃度が非常に低い状態で維持される。 こ のため、 二段水洗部 6 5では気液平衡の関係から脱炭酸排ガス中のアミン濃度が 充分に低減される。 即ち、 二段水洗部 6 5では、 一段水洗部 6 4から放出された 脱炭酸排ガスから更にアミン化合物を回収することができ、 脱炭酸排ガス中のァ ミン濃度を充分に低減させることができる。

しかも、 二段水洗部 6 5の洗浄水が抜き出されて一段水洗部 6 4に供給される ようになつている。 具体的には、 液保留部 8 2の保留水 （洗浄水） の一部が抜き 出されて、 一段水洗部 6 4の液保留部 8 1へ供給されるようになつている。 つま り、 液保留部 8 2でも一定水位に維持されるようになっており、 液保留部 8 2の 保留水が増加して一定水位以上になると、 保留水排出ライン 1 0 8を介して液保 留部 8 1へとォ一バフ口一される。 なお、 これに限定するものではなく、 ポンプ よって液保留部 8 2の保留水 （洗浄水） を液保留部 8 1へ供給するようにしても. よい。

二段水洗部 6 5においてアミン回収された脱炭酸排ガスは、 二段水洗部 6 5 © 出口に設けられたデミスタ 8 5を経て吸収塔頂部 1 0 9のガス放出ライン 1 1 0 から系外に放出される。 この系外に放出される脱炭酸排ガス中に含まれるアミン 濃度は、 非常に小さな値となる。 デミスタ 8 5では脱炭酸排ガスに同伴する洗浄水ミストを除去する。 つまり、 ノズル 9 9からは洗浄水がミストとなつて放散されるが、 この洗浄水ミストの一 部が脱炭酸排ガスに同伴して上昇してしまう。 従って、 このまま洗浄水ミストが 脱炭酸排ガスとともに吸収塔外に放出されてしまうと、 ァミン化合物のロスにな つてしまう。 そこで、 二段水洗部出口にもデミスタ 8 5を設けて脱炭酸排ガスに 同伴する洗浄水ミストを除去するようにしている。 デミスタ 8 5で除去した水分 は流下して液保留部 8 2に保留される。

なお、 排ガス供給ライン 7 2から燃焼排ガスとともに吸収塔内に持ち込まれる 水分量と、 ガス放出ライン 1 1 0から脱炭酸排ガスとともに吸収塔外に持ち出さ れる水分量とを等しく して水バランスが維持されるように熱交換器 9 8の冷却能 力などを調整して、 口スが無いかぎり外部への排水や外部からの給水が不要とな るようにしている。

また、 ガス放出ライン 1 1 0から放出される脱炭酸排ガスの温度は二段水洗部 6 5の入口側と同じになるように熱交換器 9 8の冷却能力などを調整している。 つまり、 この場合には、 二段水洗部 6 5の出入口温度が同じであるため、 二段水 洗部 6 5での脱炭酸排ガス中の水蒸気の凝縮はなく、 液保留部 8 2では再生塔還 流抜き出し水の水量分だけが溢れて、 一段水洗部 6 4の液保留部 8 1に供給され ることになる。 な 、 必ずしもこれに限定するものではなく、 二段水洗部 6 5の 出口温度が入口温度よりも低くなるように調整して、 二段水洗部 6 5でも脱炭酸 排ガス中の水分の凝縮が生じるようにし、 この凝縮水の水量分が液保留部 8 2で 溢れて一段水洗部 6 4の液保留部 8 1に供給されるようにしてもよい。

以上、 詳細に説明したように、 本実施の形態によれば、 水洗部を一段水洗部 6 4と二段水洗部 6 5の二段構成とすることにより、 脱炭酸排ガスに対して、 一段 水洗部 6 4でアミン回収処理をした後、 更に、 二段水洗部 6 5でもアミン回収処 理をするようにしたため、 脱炭酸排ガスに同伴されるアミン化合物を非常に効率 良く回収することができ、 運転コス卜の低減が可能となる。

付言すると、 水洗部を一段構成としたまま高さだけを高く しても、 アミン化合 物の回収性能は向上する力^ 水洗部における洗浄水中のアミン濃度が高くなるた め、 どうしても、 気液平衡上、 脱炭酸排ガス中のァミン濃度を充分に低くするこ とはできない。 このことからも、 水洗部を二段構成とすることが非常に有効な手 段であることが分かる。

また、 本実施の形態によれば、 二段水洗部 6 5の洗浄水を抜き出して一段水洗 部 δ 4に供給するようにしたことにより、 一段水洗部 6 4の洗浄水に含まれるァ ミン濃度が低減されて一段水洗部 6 4におけるアミン回収能力が向上し、 また、 これに伴って二段水洗部 6 5の洗浄水に含まれるアミン濃度も更に低減すること にもなり、 全体としてアミン回収能力が更に向上する。

また、 本実施の形態によれば、 再生塔還流水を洗浄水として二段水洗部 6 5に 供給することにより、 二段水洗部 6 5の洗浄水に含まれるアミン濃度が更に低減 されるため、 二段水洗部 6 5におけるァミン回収能力が更に向上する。 更には、 この二段水洗部 6 5の洗浄水が抜き出されて一段水洗部 6 4に供給されることに より、 一段水洗部 6 4の洗浄水のアミン濃度も低減されるため、 一段水洗部 6 4 におけるアミン回収能力も向上する。

なお、 上記のように再生塔還流水は二段水洗部 6 5に供給し、 この二段水洗部 6 5の洗浄水を抜き出して一段水洗部 6 4に供給するようにすることが望ましい が、 必ずしもこれに限定するものではなく、 再生塔還流水を二段水洗部 6 5と一 段水洗部 6 4とに同時に供給するようにしてもよい。

また、 本実施の形態によれば、 二酸化炭素吸収部.7 3、 一段水洗部 6 4及び二 段水洗部 6 5の出口にデミスタ 8 3， 8 4 , 8 5を設置したことにより、 二酸化 炭素吸収部 7 3に供給される吸収液ミス卜の一部や一段水洗部 6 4及び二段水洗 部 6 5に供給される洗浄水ミストの一部が脱炭酸排ガスとともに吸収塔外へ放出 されて水分ゃァミン化合物がロスするのを防止することができる。

そして、 上記のようなァミン回収装置を備えた脱炭酸ガス装置は、 ァミン化合 物の回収能力が高くて運転コス卜の安価な装置となる。

なお、 一段水洗部 6 4及び二段水洗部 6 5は充填塔にあっても、 棚段塔であつ てもよい。

また、 上記実施の形態では水洗部を二段構成としているが、 必ずしもこれに限 定するものではなく、 水洗部を三段以上の複数段構成としてもよい。 この場合に も、 ァミン化合物を含む脱炭酸排ガスに対して、 前段 （脱炭酸排ガス流の上流段 ) の水洗部でアミン回収処理をした後、 更に、 後段 （脱炭酸排ガス流の下流段） の水洗部でもアミン回収処理を行う。 即ち、 複数段の水洗部において、 順次、 脱 炭酸排ガスに同伴するァミン化合物の回収処理を行う。 また、 この場合には、 複 数段の水洗部のうちの最も後段の水洗部に再生塔還流抜き出し水を供給するとと もに、 この最も後段の水洗部から、 その前段の水洗部へ、 更に、 その前段の水洗 部へと、 順次、 洗浄水を抜き出して供給するようにすればよい。

また、 上記実施の形態では燃料の燃焼排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収する 場合を例に挙げて説明したが、 これに限定するものではなく、 脱炭酸処理の対象 となる二酸化炭素含有ガスとしては、 燃料用ガスなどのプロセスガスであっても よく、 その他様々なガスが適用できる。 また、 脱炭酸処理の対象となる二酸化炭 素含有ガスの圧力は加圧であっても、 常圧であってもよく、 温度は低温であって も、 高温であつもよく、 特に制限はない。 好ましくは、 常圧の燃焼排ガスである

[具体的な実験例の説明]

ここで、 実験例により本発明を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。

く実験例〉

本発明の方法として次のような実験を行った。 即ち、 二酸化炭素 1 0 %を含む 燃焼排ガス 3 0 NmVh を吸収塔 6 1の二酸化炭素吸収部 7 3に供給し、 アルコ一 ル性水酸基含有 2級ァミンの水溶液 （吸収液） と向流接触させて二酸化炭素を吸 収した。 残りの脱炭酸排ガスを二酸化炭素吸収部出口のデミスタ 8 3に供給後、 一段水洗部 6 4にて洗浄水と液/ガス比 2. 21/Nm³で向流接触させ、 一段水洗部出 口のデミスタ 8 4を通過させた。 更に、 二段水洗部 6 5にて脱炭酸排ガスを洗浄 水と液ノガス比 2. 21/Nm³で向流接触させ、 二段水洗部出口のデミスタ 8 5を通過 させた後に系外へ放出した。 この際、 一段水洗部出口ガス温度及び二段水洗部出 口ガス温度が共に 4 6 °Cとなるように運転するとともに、 二段水洗部 6 5には再 生塔還流抜き出し水を 1. 11/hで供給し、 二段水洗部 6 5の洗浄水を抜き出して一 段水洗部 6 4に供給した。 その結果、 吸収塔 6 1から系外に放出された脱炭酸排 ガス中のァミン濃度は 8 ppmであった。 <比較例 1 >

従来法として、 上記実験例において水洗部を一段とし、 再生塔還流抜き出し水 を一段水洗部に供給する他は、 上記実験例と同様に実施した。 その結果、 吸収塔 6 1から系外に放出された脱炭酸排ガス中のアミン濃度は 2 5 pm と上記実施例 に比較して高かった。

く比較例 2〉 '

上記実験例において、 二段水洗部抜き出し液 （洗浄水） を一段水洗部 6 4に供 給せず、 その他は上記実験例と同様に実施した。 その結果、 吸収塔から系外に放 出された脱炭酸排ガス中のァミン濃度は 1 1 ppm であった。 この値は上記比較例 1と比較すると充分に低い値であるが、 上記実験例と比較すると高い値であった 。 このことから、 二段水洗部 6 5の洗浄水を抜き出して一段水洗部 6 4に供給す ることの有効性が確認できた。

上記実験例と上記比較例 ί, 2の結果をまとめると、 [表 1 ] のとおりである 。 水洗部を二段構成にすることにより、 系外に放出されるアミン濃度を充分に低 く抑えることができ、 また、 二段水洗部 6 5の洗浄水を抜き出して一段水洗部 6 4に供給すれば更に系外に放出されるァミン濃度を低く抑えることができる。

[表 1 ] 比較例 1 比較例 2

—段水洗部液ガス比（1/Nm³) 2. 2 2. 2 2. 2

一段水洗部出口ガス温度 （°C) 46 46 46

二段水洗部液ガス比（ 1/Nm³ ) 2. 2 2. 2

二段水洗部出口ガス温度 （°C) 46 46

再生塔還流抜き出し水流量 ( 1 /h) 1. 1 1. 1 1. 1

二段水洗部抜き出し液の

一段水洗部への供耠 有

ニ酸ィヒ炭素吸収塔出口ガス中の

ァミン濃度 ( p p m) 8 25 11 産業上の利用可能性

以上のように本発明はァミン回収方法及び装置並びにこれを備えた脱炭酸ガス 装置に関するものであり、 ァミン化合物含有吸収液により、 二酸化炭素を含むガ スから二酸化炭素を除去する脱炭酸プロセスにおいて、 脱炭酸排ガスに同伴する アミン化合物を回収する場合に適用して有用なものである。

Claims

請求の範囲

1 . 二酸化炭素吸収部においてァミン化合物を含有する吸収液との気液接触 により二酸化炭素が吸収除去された脱炭酸排ガスに対し、 水洗部において洗浄水 と気液接触させることより、 前記脱炭酸排ガスに同伴するアミン化合物を回収す るアミン回収方法において、

前記水洗部を複数段構成とし、 これら複数段の水洗部において、 順次、 前記脱 炭酸排ガスに同伴するァミン化合物の回収処理を行うことを特徵とするアミン回 収方法。

2 . 請求の範囲第 1項に記載するァミン回収方法において、

再生塔還流水を洗浄水として前記水洗部に供給することを特徴とするアミン回 収方法。

3 . 請求の範囲第 1項又は第 2項に記載するアミン回収方法において、 後段の水洗部から洗浄水を抜き出して前段の水洗部へ供給することを特徴とす るアミン回収方法。

4 . 請求の範囲第 1項， 第 2項又は第 3項に記載するァミン回収方法におい て、

二酸化炭素吸収部及び各段の水洗部の出口にデミスタを設け、 これらのデミス 夕によって脱炭酸排ガスに同伴する吸収液ミストゃ洗浄水ミストを除去すること を特徴とするアミン回収方法。

5 . 二酸化炭素吸収部においてァミン化合物を含有する吸収液との気液接触 により二酸化炭素が吸収除去された脱炭酸排ガスに対し、 水洗部において洗浄水 と気液接触させることより、 前記脱炭酸排ガスに同伴するァミン化合物を回収す るように構成したアミン回収装置において、

前記水洗部を複数段構成とし、 これら複数段の水洗部において、 順次、 前記脱 炭酸排ガスに同伴するアミン化合物の回収処理を行うようにしたことを特徵とす るアミ ン回収装置。

6 . 請求の範囲第 5項に記載するアミン回収装置において、

再生塔還流水を洗浄水として前記水洗部に供給するように構成したことを特徴 とするアミン回収装置。

7 . 請求の範囲第 5項又は第 6項に記載するアミン回収装置において、 後段の水洗部から洗浄水を抜き出して前段の水洗部へ供給するように構成した ことを特徴とするアミン回収装置。

8 . 請求の範囲第 5項， 第 6項又は第 7項に記載するアミン回収装置におい て、

二酸化炭素吸収部及び各段の水洗部の出口にデミスタを設け、 これらのデミス 夕によって脱炭酸排ガスに同伴する吸収液ミストや洗浄水ミストを除去するよう に構成したことを特徵とするァミン回収装置。

9 . 請求の範囲第 5項， 第 6項， 第 7項又は第 8項に記載するァミン回収装 置を吸収塔に備えたことを特徵とする脱炭酸ガス装置。