WO2013132789A1 - 燃焼排ガス中の二酸化炭素化学吸収システム - Google Patents

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秀昭 東
島村　潤
小林　和樹
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バブコック日立株式会社
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    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • the present invention relates to a system for chemically absorbing carbon dioxide (CO 2 ) from combustion exhaust gas generated in a combustion apparatus such as a boiler. More specifically, the present invention relates to a structure of a regeneration tower of a CO 2 chemical absorption system and a system configuration of peripheral equipment for the regeneration tower.
  • CO 2 carbon dioxide
  • a thermal power generation facility and a boiler facility burn a large amount of fuel such as coal and heavy oil, so a large amount of carbon dioxide is generated. From the standpoint of air pollution and global warming, suppression of mass emission of carbon dioxide (hereinafter abbreviated as CO 2 ) into the atmosphere is being promoted in each country.
  • CO 2 carbon dioxide
  • One embodiment of a power plant including a conventional CO 2 chemical absorption system is shown in FIG.
  • a power plant generally includes at least a boiler 1, a denitration device 2, an air heater 3, an electric dust collector 4, a desulfurization device 5, a press clubber 10, a CO 2 absorption tower 20, a regeneration tower 40, and a reboiler 60.
  • Nitrogen oxides are removed from the combustion exhaust gas such as coal discharged from the boiler 1 by the denitration device 2, and then cooled to, for example, 120 to 170 ° C. by heat exchange by the air heater 3. From the exhaust gas that has passed through the air heater 3, dust in the exhaust gas is removed by the electric dust collector 4, and sulfur oxide (SO 2 ) is removed by the desulfurizer 5.
  • the exit flue gas desulfurizer 5 may be of SO 2 is about several tens of ppm remaining, to the CO 2 absorbing liquid CO 2 absorption tower 20 is prevented from being deteriorated by the residual SO 2, Residual SO 2 is reduced as much as possible (for example, 10 ppm or less) by a press clubber 10 installed as a pretreatment facility for the CO 2 chemical absorption facility.
  • the CO 2 absorption tower 20 includes at least a packed bed 21, an absorbing liquid supply unit 22, a washing unit 24, a washing water supply unit 25, a mist eliminator 26, a washing water reservoir 27, a cooler 28, and a washing pump 29.
  • the temperature of the combustion exhaust gas from which CO 2 has been removed rises due to the heat generated during CO 2 absorption.
  • the water washing section 24 the combustion exhaust gas from which CO 2 has been removed is cooled and the mist accompanying the gas is removed.
  • the flush water cooled by the cooler 28 is circulated and used by the flush pump 29.
  • the mist eliminator 26 installed at the upper part of the water washing section 24 removes the accompanying mist that could not be removed by the water washing section.
  • the combustion exhaust gas subjected to such a removal process is discharged out of the system as a process gas 37 (de-CO 2 gas).
  • Absorbent that has absorbed CO 2 (CO 2 may be referred to as a rich solution.) Is withdrawn by the absorption tower 20 portion of the liquid reservoir from the pump 33, is heated by the heat exchanger 34, then regeneration tower 40 Sent to.
  • the regeneration tower 40 the CO 2 rich liquid is supplied from the supply unit 42 to the packed bed 41.
  • the absorption liquid vapor is supplied to the packed bed 41 from the reboiler 60 through the vapor supply pipe 65 to the bottom of the regeneration tower 40.
  • the rich liquid and the absorption liquid vapor come into gas-liquid contact, and the CO 2 gas is released from the CO 2 rich liquid.
  • the mist is removed by the water washing section 43 and the CO 2 gas is cooled.
  • the mist eliminator 45 installed in the upper part of the water washing unit 43 removes the accompanying mist that could not be removed by the water washing unit.
  • the mist-removed CO 2 gas 46 is discharged from the upper part of the regeneration tower 40. After that, the water vapor accompanying the CO 2 gas is cooled by the cooler 47, separated into gas and condensed water (reflux water) by the reflux water drum 48, and the CO 2 gas is a CO 2 liquefaction facility (not shown in the figure). To be introduced. Condensed water (refluxed water) is supplied to the flush water supply unit 44 by the drain pump 50.
  • the CO 2 absorption liquid from which CO 2 has been desorbed (sometimes referred to as lean liquid) is stored in the regeneration tower liquid reservoir 51, and a part of the CO 2 absorption liquid passes through the reboiler liquid supply pipe 52 to the reboiler 60.
  • Sent. A heat transfer tube or the like is installed inside the reboiler 60. Absorbed liquid vapor is generated inside the reboiler 60 by indirect heating of the CO 2 absorbent with water vapor 62 supplied through the steam supply pipe, and the absorption The liquid vapor is supplied to the regeneration tower 40 through the absorption liquid vapor supply pipe 65 described above.
  • the water vapor used in the reboiler 60 is condensed in the heat transfer tube and recovered as drain water.
  • the lean liquid stored in the liquid storage section at the bottom of the regeneration tower 40 is cooled by the heat exchanger 34 and the cooler 30 through the liquid discharge pipe 66, and then supplied to the CO 2 absorption tower.
  • the reflux water returned from the CO 2 separation drum (reflux water drum) 48 to the regeneration tower 40 is brought into direct contact with the gas in the water washing section 43, and then dropped into the packed bed 41 from the reboiler 60. A part of the supplied absorption liquid vapor is condensed. For this reason, there is a waste of unnecessary heating up to the reflux water that does not need to be heated.
  • the object of the present invention is to reduce the energy consumption of the CO 2 chemical absorption system as a whole by effectively utilizing the absorption liquid vapor supplied from the reboiler while maintaining the gas cooling capability and amine mist removal capability of the reflux water. There is to do.
  • CO 2 absorption tower for separation of carbon dioxide (CO 2) CO 2 from absorbing the combustion exhaust gas to the CO 2 absorbing solution mainly composed of aqueous alkanolamine solution in the combustion exhaust gas, Regenerator for the CO 2 from the absorbed CO 2 absorbing solution by releasing the CO 2 gas to play CO 2 absorbing solution, A cooler for condensing water vapor accompanying the separated CO 2 gas discharged from the top of the regeneration tower to obtain reflux water, Piping for returning a part or all of the reflux water obtained in the cooler to the top of the regeneration tower and distributing it in the regeneration tower; A collection board for collecting the reflux water distributed on the top of the regenerative tower packed bed, A pipe for sending the regenerated CO 2 absorbent from the bottom of the regeneration tower to the top of the absorption tower, and a pipe for joining the reflux water collected by the recovery panel to the pipe for sending the regenerated CO 2 absorbent Having CO 2 chemical absorption system.
  • CO 2 absorption tower for separation of carbon dioxide (CO 2) CO 2 from absorbing the combustion exhaust gas to
  • CO 2 absorption tower for separation of carbon dioxide (CO 2) CO 2 from absorbing the combustion exhaust gas to the CO 2 absorbing solution mainly composed of aqueous alkanolamine solution in the combustion exhaust gas, Regenerator for the CO 2 from the absorbed CO 2 absorbing solution by releasing the CO 2 gas to play CO 2 absorbing solution, A cooler for condensing water vapor accompanying the separated CO 2 gas discharged from the top of the regeneration tower to obtain reflux water, A pipe for returning a part of the reflux water obtained by the cooler to the top of the regeneration tower and distributing it in the regeneration tower, Means for measuring the temperature of the upper part of the regenerator packed bed and controlling the flow rate of the reflux water distributed in the regenerator so that the temperature becomes a predetermined value; Piping for sending the regenerated CO 2 absorbing liquid from the bottom of the regenerating tower to the top of the absorbing tower, and piping for joining the remainder of the reflux water obtained in the cooler to the piping for sending the regenerated CO 2 absorbing liquid CO 2 chemical absorption system with.
  • a process of separating CO 2 from combustion exhaust gas by absorbing carbon dioxide (CO 2 ) in the combustion exhaust gas into a CO 2 absorbent containing alkanolamine aqueous solution as a main component Step of reproducing the CO 2 absorbing liquid CO 2 from the absorbed CO 2 absorbing solution by releasing the CO 2 gas, A step of condensing water vapor accompanying the separated CO 2 gas to obtain reflux water, Removing the absorbing solution mist entrained portion of the reflux water obtained by condensation or by spraying to the CO 2 gas separated in the regeneration process a total, in and the CO 2 gas cooled CO 2 gas,
  • a CO 2 chemical absorption method comprising a step of collecting the distributed reflux water so that the reflux water is not involved in the regeneration step, and a step of mixing the recovered reflux water with the regenerated CO 2 absorbent.
  • a process of separating CO 2 from combustion exhaust gas by absorbing carbon dioxide (CO 2 ) in the combustion exhaust gas into a CO 2 absorbent containing alkanolamine aqueous solution as a main component Step of reproducing the CO 2 absorbing liquid CO 2 from the absorbed CO 2 absorbing solution by releasing the CO 2 gas, A step of condensing water vapor accompanying the separated CO 2 gas to obtain reflux water, Removing the absorbing solution mist accompanying by spraying a portion of the reflux water obtained by condensing the CO 2 gas separated in the regeneration step, the and the CO 2 gas cooled CO 2 gas, Measure the temperature of the CO 2 gas released in the regeneration process, control the flow rate of the reflux water to be distributed so that the temperature reaches a predetermined value, and regenerate the remainder of the reflux water obtained by condensation 2 CO 2 chemical absorption method that has the process of mixing with the absorbing solution.
  • CO 2 carbon dioxide
  • the absorption liquid vapor that needs to be supplied from the reboiler 40 to the regeneration tower 20 can be reduced.
  • the amount of water vapor supplied from the power plant steam system to the reboiler can be reduced. That is, by reducing the amount of reflux water dropped into the packed bed for CO 2 separation, the amount of heat of the absorption liquid vapor supplied from the reboiler is given only to the CO 2 rich liquid, and as a result, the reflux water is heated. It is possible to reduce the amount of heat. Therefore, the energy loss as the whole power plant when the CO 2 chemical absorption system of the present invention is installed can be reduced.
  • FIG. 1 is a system diagram of a CO 2 chemical absorption system showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an apparatus system diagram of a CO 2 chemical absorption system showing another embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a system diagram showing the configuration of a conventional CO 2 chemical absorption system.
  • FIG. 1 One embodiment of a CO 2 chemical absorption system according to the present invention is shown in FIG. The difference from the conventional system shown in FIG. 3 is that a reflux water recovery board 70 is provided immediately below the washing section filler 43 in the regeneration tower 40, and the recovered liquid is piped 66 from the regeneration tower 40 to the absorption tower 20. It was to return to.
  • a reflux water recovery board 70 is provided immediately below the washing section filler 43 in the regeneration tower 40, and the recovered liquid is piped 66 from the regeneration tower 40 to the absorption tower 20. It was to return to.
  • the absorption liquid vapor supplied from the reboiler 60 passes through the absorption liquid recovery board 51 and is sent to the packed bed 41. Therefore, the absorption liquid vapor and the CO 2 rich liquid come into direct contact, and the CO 2 gas is released from the CO 2 rich liquid.
  • the water vapor accompanying the separated CO 2 gas passes through the reflux water recovery board 70 and is supplied to the water washing section 43 where it is cooled and the amine mist is removed. The mist is further removed by the mist eliminator 45 and discharged from the regeneration tower 40.
  • the discharged gas is cooled by the cooler 47 and separated into gas and condensed water.
  • the CO 2 gas is sent out of the system, and the condensed water (reflux water) is returned to the system.
  • the reflux water separated by the reflux water drum 48 is distributed from the flush water supply unit 44 in the regeneration tower via the pump 50, and is used for gas cooling and amine mist removal in the flush unit 43. Thereafter, the reflux water is collected by a collection board 70 provided on the top of the packed bed 41 (preferably, a position above the supply unit 42). The recovered reflux water is combined with the absorbing solution through the pipe 66 before the cooler 30. By doing so, the water balance of the entire system is maintained.
  • a resistor 71 such as a pump 73 and a valve 74 and a liquid storage drum are installed in the pipe 71 from the reflux water recovery panel 70 to the junction with the lean liquid as necessary.
  • the reflux water and the absorption liquid are merged before the cooler 30, but the place where the absorption liquid is merged is any part of the lean liquid line from the reboiler 60 outlet to the absorption tower 20 inlet. You can also.
  • FIG. 3 Another embodiment of the CO 2 chemical absorption system according to the present invention is shown in FIG.
  • the difference from the conventional system of FIG. 3 is that, as a supply pipe for the reflux water from the CO 2 recovery drum 48, in addition to the supply line to the flush section filler 43, the cooler is not passed through the packed bed 41.
  • a line 73 for supplying the pipe 66 before 30 is installed, and a thermometer 72 is installed above the packed bed 41, and the valves 74 and 75 are adjusted so that the temperature of the thermometer becomes a predetermined value. 73 and the amount of reflux water supplied to the flush water supply unit 44 are adjusted.
  • the absorption liquid vapor supplied from the reboiler 60 passes through the absorption liquid recovery board 51 and is sent to the packed bed 41. Therefore, the absorption liquid vapor and the CO 2 rich liquid come into direct contact, and the CO 2 gas is released from the CO 2 rich liquid.
  • the water vapor accompanying the separated CO 2 gas is supplied to the water washing section 43, cooled, and the amine mist is removed. The mist is further removed by the mist eliminator 45 and discharged from the regeneration tower 40.
  • the discharged gas is cooled by the cooler 47 and separated into gas and condensed water. In the reflux water drum 48, the CO 2 gas is sent out of the system, and the condensed water (reflux water) is returned to the system.
  • the liquid temperature is measured by a thermometer 72 provided on the top of the packed bed 41, and the amount of reflux water distributed from the flush water supply unit 44 is controlled so that this temperature becomes, for example, 100 ° C.
  • the flowing water does not pass through the packed bed 41 and is returned to the absorption liquid line 66 via the line 73. By doing so, the water balance of the entire system is maintained.
  • the piping from the reflux water drum 48 to the flush water supply unit 44 and the piping 73 from the reflux water drum 48 to the junction with the lean liquid are provided with a resistor such as a valve and a liquid storage drum as necessary.
  • the reflux water and the absorption liquid are merged before the cooler 30, but the place where the absorption liquid is merged is any part of the lean liquid line from the reboiler 60 outlet to the absorption tower 20 inlet. You can also.
  • the recovery board 42 is not provided. However, if necessary, a recovery board 42 is further provided in the same manner as in the embodiment shown in FIG.
  • the flow rate-controlled reflux water may be merged with the lean liquid.

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Abstract

　燃焼排ガス中の二酸化炭素（CO2）をアルカノールアミン水溶液を主成分とするCO2吸収液に吸収して燃焼排ガスからCO2を分離するためのCO2吸収塔、　CO2を吸収したCO2吸収液からCO2ガスを離脱させてCO2吸収液を再生するための再生塔、　再生塔頂部から排出される離脱CO2ガスに同伴する水蒸気を凝縮させて還流水を得るための冷却器、　冷却器で得られる還流水の一部または全部を再生塔頂部に戻し再生塔内に撒布するための配管、　再生塔充填層の上部に撒布した還流水を回収するための回収盤、　再生塔底部から吸収塔頂部に再生されたCO2吸収液を送るための配管、および　回収盤で回収された還流水を再生されたCO2吸収液を送るための配管に合流させるための配管を有するCO2化学吸収システム。

Description

燃焼排ガス中の二酸化炭素化学吸収システム
　本発明は、ボイラなどの燃焼装置で発生する燃焼排ガスから二酸化炭素（CO2）を化学吸収するシステムに関する。より詳細に、本発明は、CO2化学吸収システムの再生塔の構造及び再生塔周辺機器の系統構成に関するものである。
　火力発電設備やボイラ設備では多量の石炭及び重油等の燃料を燃やすので多量の二酸化炭素が発生する。大気汚染や地球温暖化の見地から、二酸化炭素(以下CO2と略す)の大気への大量排出の抑制が各国で進められている。CO2の分離回収技術のひとつとして、アルカノールアミン水溶液をCO2 吸収液として用いた化学吸収法が広く知られている。従来のCO2化学吸収システムを含む発電プラントの一実施形態を図３に示す。発電プラントは、一般に、ボイラ1、脱硝装置2、エアヒータ3、電気集塵装置4、脱硫装置5、プレスクラバー10、CO2吸収塔20、再生塔40およびリボイラ60で少なくとも構成される。ボイラ1から排出される石炭等の燃焼排ガスは、脱硝装置2で窒素酸化物が除去され、その後、エアヒータ３のよる熱交換で例えば120～170℃に冷却される。エアヒータ3を通過した排ガスは電気集塵機4で排ガス中の煤塵が除去され、脱硫装置5で硫黄酸化物(SO2)が除去される。脱硫装置5の出口排ガス中には数十ppm程度のSO2が残存することがあるので、CO2吸収塔20内のCO2吸収液が該残存SO2により劣化するのを防止するために、CO2化学吸収設備の前処理設備として設置されるプレスクラバー10で残存SO2を極力低減(例えば10ppm以下)させる。
　CO2吸収塔20は、充填層21、吸収液供給部22、水洗部24、水洗水供給部25、ミストエリミネータ26、水洗水溜め部27、冷却器28および水洗ポンプ29で少なくとも構成される。排ガス中に含まれるCO2は、充填層21において、CO2吸収塔20上部の吸収液供給部22から供給されるCO2吸収液との気液接触により、CO2吸収液に吸収される。CO2吸収時に発生する熱によりCO2が除去された燃焼排ガスの温度が上がる。水洗部24で、CO2が除去された燃焼排ガスの冷却及び該ガスに同伴するミストが除去される。また、冷却器28によって冷却された水洗水は、水洗ポンプ29によって循環使用される。水洗部24上部に設置されたミストエリミネータ26により、水洗部で除去し切れなかった同伴ミストが除去される。このような除去処理がなされた燃焼排ガスは、処理ガス37(脱CO2ガス)として系外に排出される。
　CO2を吸収した吸収液（CO2リッチ液と呼ぶことがある。）は、吸収塔20下部の液溜めからポンプ33により抜き出され、熱交換器34によって昇温され、その後、再生塔40に送られる。再生塔40内では、CO2リッチ液が供給部42から充填層41に供給される。一方、再生塔40底部には、リボイラ60から蒸気供給配管65を介して吸収液蒸気が充填層41に供給される。充填層41において、リッチ液と吸収液蒸気とが気液接触し、CO2リッチ液からCO2ガスが離脱される。離脱したCO2ガスには吸収液ミストが同伴されることがあるので、水洗部43で該ミストを除去し且つCO2ガスを冷却する。水洗部43上部に設置されたミストエリミネータ45によって水洗部で除去しきれなかった同伴ミストを除去する。ミスト除去されたCO2ガス46は再生塔40上部より排出される。その後、CO2ガスに同伴される水蒸気は冷却器47によって冷却され、還流水ドラム48でガスと凝縮水（還流水）に分離され、CO2ガスは(図に示していない)CO2液化設備へ導入される。凝縮水（還流水）はドレンポンプ50によって水洗水供給部44に供給される。
　一方、CO2が脱離されたCO2吸収液（リーン液と呼ぶことがある。）は、再生塔液溜め部51に溜められ、その一部がリボイラ液供給配管52を通ってリボイラ60に送られる。リボイラ60内部には伝熱管等が設置されており、蒸気供給配管を通って供給される水蒸気62でCO2吸収液が間接加熱されることによりリボイラ60内部で吸収液蒸気が発生し、該吸収液蒸気が前述の吸収液蒸気供給配管65を通って再生塔40に供給される。リボイラ60にて使用した水蒸気は伝熱管中で凝縮しドレン水として回収される。再生塔40底部の液溜め部に溜められたリーン液は、液抜出し配管66を介して、熱交換器34及び冷却器30によって冷やされ、その後、CO2吸収塔に供給される。
　従来の再生塔40では、CO2分離ドラム（還流水ドラム）48から再生塔40に戻される還流水が水洗部43にてガスと直接接触し、その後、充填層41に滴下し、リボイラ60から供給される吸収液蒸気の一部を凝縮させる。そのために、本来加熱する必要の無い還流水まで不必要に加熱されるという無駄があった。
　上記従来技術では、ガスを冷却した後の還流水が充填層においてリボイラから供給される吸収液蒸気と直接接触することで、本来CO2離脱反応に使われるべきリボイラからの熱エネルギーの一部を還流水加熱に使っていた。
　本発明の課題は、上記還流水の持つガス冷却能力とアミンミスト除去能力を維持しつつ、リボイラから供給される吸収液蒸気を有効利用し、CO2化学吸収システム全体としてのエネルギー消費量を削減することにある。
　上記課題を達成するため、本願で特許請求される発明は、以下のとおりである。
〔１〕　燃焼排ガス中の二酸化炭素（CO2）をアルカノールアミン水溶液を主成分とするCO2吸収液に吸収して燃焼排ガスからCO2を分離するためのCO2吸収塔、
　CO2を吸収したCO2吸収液からCO2ガスを離脱させてCO2吸収液を再生するための再生塔、
　再生塔頂部から排出される離脱CO2ガスに同伴する水蒸気を凝縮させて還流水を得るための冷却器、
　冷却器で得られる還流水の一部または全部を再生塔頂部に戻し再生塔内に撒布するための配管、
　再生塔充填層の上部に撒布した還流水を回収するための回収盤、
　再生塔底部から吸収塔頂部に再生されたCO2吸収液を送るための配管、および
　回収盤で回収された還流水を再生されたCO2吸収液を送るための配管に合流させるための配管
を有するCO2化学吸収システム。
〔２〕　燃焼排ガス中の二酸化炭素（CO2）をアルカノールアミン水溶液を主成分とするCO2吸収液に吸収して燃焼排ガスからCO2を分離するためのCO2吸収塔、
　CO2を吸収したCO2吸収液からCO2ガスを離脱させてCO2吸収液を再生するための再生塔、
　再生塔頂部から排出される離脱CO2ガスに同伴する水蒸気を凝縮させて還流水を得るための冷却器、
　冷却器で得られる還流水の一部を再生塔頂部に戻し再生塔内に撒布するための配管、
　再生塔充填層の上部の温度を測定し、該温度が所定値となるように、再生塔内に撒布する還流水の流量を制御する手段、
　再生塔底部から吸収塔頂部に再生されたCO2吸収液を送るための配管、および
　冷却器で得られる還流水の残部を再生されたCO2吸収液を送るための配管に合流させるための配管
を有するCO2化学吸収システム。
〔３〕　燃焼排ガス中の二酸化炭素（CO2）をアルカノールアミン水溶液を主成分とするCO2吸収液に吸収して燃焼排ガスからCO2を分離する工程、
　CO2を吸収したCO2吸収液からCO2ガスを離脱させてCO2吸収液を再生する工程、
　離脱したCO2ガスに同伴する水蒸気を凝縮させて還流水を得る工程、
　凝縮させて得られる還流水の一部または全部を再生工程で離脱したCO2ガスに撒布して、CO2ガスを冷やし且つ該CO2ガスに同伴する吸収液ミストを除去する工程、
　撒布した還流水が回収して再生工程で還流水が関与しないようにする工程、および
　回収した還流水を再生したCO2吸収液に混ぜ合わせる工程
を有するCO2化学吸収方法。
〔４〕　燃焼排ガス中の二酸化炭素（CO2）をアルカノールアミン水溶液を主成分とするCO2吸収液に吸収して燃焼排ガスからCO2を分離する工程、
　CO2を吸収したCO2吸収液からCO2ガスを離脱させてCO2吸収液を再生する工程、
　離脱したCO2ガスに同伴する水蒸気を凝縮させて還流水を得る工程、
　凝縮させて得られる還流水の一部を再生工程で離脱したCO2ガスに撒布して、CO2ガスを冷やし且つ該CO2ガスに同伴する吸収液ミストを除去する工程、
　再生工程で離脱されたCO2ガスの温度を測定し、該温度が所定値となるように、撒布する還流水の流量を制御する工程、および
　凝縮させて得られる還流水の残部を再生したCO2吸収液に混ぜ合わせる工程
を有するCO2化学吸収方法。
　本発明によれば、リボイラ40から再生塔20へ供給する必要のある吸収液蒸気を低減できるため、結果として発電所蒸気系統からリボイラへ供給する水蒸気量を低減することができる。すなわち、CO2離脱用の充填層への還流水滴下量を低減することにより、リボイラから供給される吸収液蒸気の熱量がCO2リッチ液にのみ与えられることになり、結果として還流水を加熱していた分の熱量を削減することができる。そのため、本発明のCO2化学吸収システムを設置した場合の発電所全体としてのエネルギーロスを低減することができる。
本発明の一実施形態を示すCO2化学吸収システムの装置系統図。 本発明の他の一実施形態を示すCO2化学吸収システムの装置系統図。 従来のCO2化学吸収システムの構成を示す装置系統図。
　本発明に係るCO2化学吸収システムの一実施形態を図１に示す。図３に示す従来システムとの相違点は、再生塔40内の水洗部充填材43の直下に還流水回収盤70を設け、ここで回収した液を再生塔40から吸収塔20への配管66に戻すようにしたことである。
　リボイラ60から供給された吸収液蒸気は吸収液回収盤51を通過し、充填層41に送られる。そこで、吸収液蒸気とCO2リッチ液とが直接接触し、CO2リッチ液からCO2ガスが離脱する。離脱したCO2ガスと同伴された水蒸気は還流水回収盤70を通過して水洗部43に供給され、冷却され、アミンミストが除かれる。ミストエリミネータ45にてさらにミスト除去され、再生塔40から排出される。排出されたガスは冷却器47にて冷却され、ガスと凝縮水に分離される。還流水ドラム48にてCO2ガスはシステム外に送られ、凝縮水（還流水）はシステム内に戻される。還流水ドラム48にて分離された還流水はポンプ50を経て再生塔内の水洗水供給部44から撒布され、水洗部43にてガス冷却およびアミンミスト除去に使われる。その後、還流水は充填層41の上部（好ましくは、供給部42より上の位置）に設けた回収盤70にて回収される。回収された還流水は冷却器30手前の配管66で吸収液と合流させる。このようにすることでシステム全体の水バランスが維持される。ここで、還流水回収盤70からリーン液との合流部までの配管71には必要に応じてポンプ73および弁74などの抵抗体および液溜めドラムが設置される。なお、本実施例では、還流水と吸収液を冷却器30手前で合流させているが、吸収液と合流させる場所はリボイラ60出口から吸収塔20入口までのリーン液ラインの何れの箇所とすることもできる。
　本発明に係るCO2化学吸収システムの他の一実施形態を図２に示す。図３の従来のシステムとの相違点は、CO2回収ドラム48からの還流水の供給配管として、水洗部充填材43への供給ラインのほかに、充填層41を通過せずに、冷却器30の手前の配管66に供給するライン73が設置され、また充填層41上部に温度計72が設置され、該温度計の温度が所定値になるように、バルブ74、75を調整し、ライン73および水洗水供給部44への還流水の供給量を調整するようにしたことである。
　リボイラ60から供給された吸収液蒸気は吸収液回収盤51を通過し、充填層41に送られる。そこで、吸収液蒸気とCO2リッチ液とが直接接触し、CO2リッチ液からCO2ガスが離脱する。離脱したCO2ガスと同伴された水蒸気は水洗部43に供給され、冷却され、アミンミストが除かれる。ミストエリミネータ45にてさらにミスト除去され、再生塔40から排出される。排出されたガスは冷却器47にて冷却され、ガスと凝縮水に分離される。還流水ドラム48にてCO2ガスはシステム外に送られ、凝縮水（還流水）はシステム内に戻される。このとき、充填層41上部に設けられた温度計72において液温度が測定され、この温度が例えば100℃となるように水洗水供給部44から撒布される還流水量を制御し、余剰分の還流水は充填層41を通過せずにライン73を経由して吸収液ライン66に戻される。このようにすることでシステム全体の水バランスは維持される。ここで、還流水ドラム48から水洗水供給部44への配管および還流水ドラム48からリーン液との合流部までの配管73には必要に応じて弁などの抵抗体および液溜めドラムが設置される。なお本実施例では、還流水と吸収液を冷却器30手前で合流させているが、吸収液と合流させる場所はリボイラ60出口から吸収塔20入口までのリーン液ラインの何れの箇所とすることもできる。
　図２に示す実施形態では回収盤42を設けていないが、必要に応じて、図１に示す実施形態と同様に回収盤42をさらに設けて、回収盤42で回収した還流水と弁75で流量制御された還流水とをリーン液に合流させてもよい。
20‥吸収液、30‥冷却器、40‥再生塔、41‥充填層、43‥水洗部充填材、51‥吸収液回収盤、60‥リボイラ、70‥還流水回収盤、72‥温度計、74、75‥バルブ

Claims (4)

  1. 　燃焼排ガス中の二酸化炭素（CO2）をアルカノールアミン水溶液を主成分とするCO2吸収液に吸収して燃焼排ガスからCO2を分離するためのCO2吸収塔、
    　CO2を吸収したCO2吸収液からCO2ガスを離脱させてCO2吸収液を再生するための再生塔、
    　再生塔頂部から排出される離脱CO2ガスに同伴する水蒸気を凝縮させて還流水を得るための冷却器、
    　冷却器で得られる還流水の一部または全部を再生塔頂部に戻し再生塔内に撒布するための配管、
    　再生塔充填層の上部に撒布した還流水を回収するための回収盤、
    　再生塔底部から吸収塔頂部に再生されたCO2吸収液を送るための配管、および
    　回収盤で回収された還流水を再生されたCO2吸収液を送るための配管に合流させるための配管
    を有するCO2化学吸収システム。
  2. 　燃焼排ガス中の二酸化炭素（CO2）をアルカノールアミン水溶液を主成分とするCO2吸収液に吸収して燃焼排ガスからCO2を分離するためのCO2吸収塔、
    　CO2を吸収したCO2吸収液からCO2ガスを離脱させてCO2吸収液を再生するための再生塔、
    　再生塔頂部から排出される離脱CO2ガスに同伴する水蒸気を凝縮させて還流水を得るための冷却器、
    　冷却器で得られる還流水の一部を再生塔頂部に戻し再生塔内に撒布するための配管、
    　再生塔充填層の上部の温度を測定し、該温度が所定値となるように、再生塔内に撒布する還流水の流量を制御する手段、
    　再生塔底部から吸収塔頂部に再生されたCO2吸収液を送るための配管、および
    　冷却器で得られる還流水の残部を再生されたCO2吸収液を送るための配管に合流させるための配管
    を有するCO2化学吸収システム。
  3. 　燃焼排ガス中の二酸化炭素（CO2）をアルカノールアミン水溶液を主成分とするCO2吸収液に吸収して燃焼排ガスからCO2を分離する工程、
    　CO2を吸収したCO2吸収液からCO2ガスを離脱させてCO2吸収液を再生する工程、
    　離脱したCO2ガスに同伴する水蒸気を凝縮させて還流水を得る工程、
    　凝縮させて得られる還流水の一部または全部を再生工程で離脱したCO2ガスに撒布して、CO2ガスを冷やし且つ該CO2ガスに同伴する吸収液ミストを除去する工程、
    　撒布した還流水が回収して再生工程で還流水が関与しないようにする工程、および
    　回収した還流水を再生したCO2吸収液に混ぜ合わせる工程
    を有するCO2化学吸収方法。
  4. 　燃焼排ガス中の二酸化炭素（CO2）をアルカノールアミン水溶液を主成分とするCO2吸収液に吸収して燃焼排ガスからCO2を分離する工程、
    　CO2を吸収したCO2吸収液からCO2ガスを離脱させてCO2吸収液を再生する工程、
    　離脱したCO2ガスに同伴する水蒸気を凝縮させて還流水を得る工程、
    　凝縮させて得られる還流水の一部を再生工程で離脱したCO2ガスに撒布して、CO2ガスを冷やし且つ該CO2ガスに同伴する吸収液ミストを除去する工程、
    　再生工程で離脱されたCO2ガスの温度を測定し、該温度が所定値となるように、撒布する還流水の流量を制御する工程、および
    　凝縮させて得られる還流水の残部を再生したCO2吸収液に混ぜ合わせる工程
    を有するCO2化学吸収方法。
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