WO2017033821A1 - ガス処理システム及びガス処理方法 - Google Patents

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啓 岸本
亮 松岡
基秀 前田
真 西村
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株式会社神戸製鋼所
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Definitions

  • the present invention relates to a gas processing system and a gas processing method.
  • a gas processing system that separates an acidic compound from an acid compound that generates an acid by being dissolved in water such as carbon dioxide and hydrogen sulfide using an alkaline processing liquid such as an amine solution that absorbs the acidic compound is known. Yes (see, for example, Patent Document 1).
  • the gas treatment system described in Patent Document 1 can absorb the acidic compound again by heating the treatment liquid that has absorbed the acidic compound and desorbing the acidic compound by bringing the treatment liquid into contact with the gas to be treated. And a regenerator for reproducing in a proper state.
  • the acidic compound is separated and recovered by heating the treatment liquid that has absorbed the acidic compound, but water vapor is generated from the heated treatment liquid together with the acidic compound gas.
  • the conventional gas treatment system recovers only the gas of the acidic compound by cooling the gas generated from the treatment liquid in the regenerator and condensing the water vapor, refluxing the condensed water to the regenerator, and processing Prevent liquid concentration. Therefore, in the conventional gas treatment system, it is necessary to reheat not only the treatment liquid that has absorbed the acidic compound newly supplied to the regenerator but also the condensed water, and the energy consumption is relatively large.
  • the heat absorption is performed between the treatment liquid supplied from the absorber to the regenerator and the treatment liquid refluxed from the regenerator to the absorber, thereby absorbing the acidic compound.
  • the amount of energy required to heat the liquid is reduced.
  • the treatment liquid that has absorbed the acidic compound by the absorber is separated into the first phase portion and the second phase portion, and only the first phase portion is introduced into the regenerator, By reducing the absolute amount of the processing liquid to be heated by the regenerator, the amount of energy required for regenerating the processing liquid is further reduced.
  • the present invention has been made in view of the above disadvantages, and an object of the present invention is to provide a gas processing system and a gas processing method capable of separating an acidic compound in a gas to be processed with less energy than before.
  • the invention made in order to solve the above-mentioned problems is a gas treatment for separating the acidic compound from the gas to be treated containing the acidic compound by using a treatment liquid that phase-separates by absorption of the acidic compound that generates an acid upon dissolution in water.
  • an absorber for bringing the gas to be treated into contact with the treatment liquid, and the treatment liquid in contact with the gas to be treated, the first phase portion having a high content of the acidic compound and the content of the acidic compound being small.
  • a liquid separator that separates into a second phase portion, a regenerator that heats the first phase portion separated by the liquid separator and releases the acidic compound from the first phase portion, and a liquid separator
  • a circulation mechanism for circulating the separated second-phase portion and the treatment liquid from which the acidic compound has been released by the regenerator as a treatment liquid for contacting the gas to be treated with the absorber, and a treatment liquid discharged from the absorber And acid From the treated gas after compound separation, characterized in that it comprises a heat-transfer device to transfer heat to the regenerator of the processing solution.
  • This gas treatment system includes a heat transfer device for transferring heat from the treatment liquid discharged from the absorber and the gas to be treated after separation of acidic compounds to the treatment liquid of the regenerator.
  • the “treatment liquid discharged from the absorber” means an absorption liquid that is discharged from the absorber and then supplied to the regenerator or refluxed to the absorber, and is absorbed by the liquid separator. It shall contain liquid.
  • a steam separator that separates the gas generated by heating the treatment liquid of the regenerator into steam and acidic compound gas, a steam compressor that compresses the steam separated by the steam separator, and a steam compressor that compresses the steam.
  • steam mechanism which has a condenser which heat-exchanges the water vapor
  • the circulation mechanism may include a heat exchanger that exchanges heat between the first phase portion separated by the liquid separator and the treatment liquid from which the acidic compound has been released by the regenerator.
  • the circulation mechanism is necessary in the regenerator by having a heat exchanger that exchanges heat between the first phase portion separated by the liquid separator and the treatment liquid from which the acidic compound has been released by the regenerator. It is possible to further reduce the heat energy.
  • the portion may be a three-fluid heat exchanger that exchanges heat with the acidic compound gas compressed by the gas compressor.
  • the three-fluid heat in which the heat exchanger exchanges heat between the treatment liquid discharged from the absorber and the first phase portion separated by the liquid separator with the acidic compound gas compressed by the gas compressor By being an exchanger, it is possible to recover heat from the gas of the acidic compound that is released. Therefore, the energy consumption of this gas processing system can be further reduced.
  • the heat transfer device may transfer heat from the absorbent before separation by the liquid separator. In this way, the heat transfer device can perform heat recovery from the absorbing liquid relatively efficiently at one place by transferring heat from the absorbing liquid before separation by the liquid separator. The heat energy required in the vessel can be reduced relatively easily.
  • the heat transfer device may transfer heat from the first phase portion and the second phase portion separated by the liquid separator.
  • the heat transfer device can recover most of the reaction heat in the absorber by transferring heat from the first phase portion and the second phase portion separated by the liquid separator, it is necessary in the regenerator. It is possible to further reduce the heat energy.
  • Another invention made to solve the above-described problems includes a step of bringing a gas to be treated containing the acidic compound into contact with a treatment liquid that is phase-separated by absorption of the acidic compound that generates an acid upon dissolution in water; Separating the treatment liquid in contact with the treatment gas into a first phase portion having a high content of the acidic compound and a second phase portion having a low content of the acidic compound, and heating the first phase portion; Releasing the acidic compound from the first phase portion, and reusing the processing liquid that has released the second phase portion and the acidic compound as a processing liquid that contacts the gas to be processed in the contacting step.
  • a heat treatment device moves heat recovered from the treatment liquid in contact with the gas to be treated and the gas to be treated after separation of the acidic compound by a heat transfer device for heating the first phase portion. And further comprising the step.
  • the gas processing method includes a step of moving heat recovered from the processing liquid in contact with the processing target gas and the processing target gas after separation of the acidic compound by a heat transfer device for heating the first phase portion. Since the thermal energy discarded outside the system can be reduced, acidic compounds in the gas to be treated can be separated with less energy than in the past.
  • the gas treatment system and the gas treatment method of the present invention can separate acidic compounds in the gas to be treated with less energy than in the past.
  • FIG. 1 It is a mimetic diagram showing the composition of the gas treatment system which is one embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows the structure of the gas processing system which is embodiment different from FIG. 1 of this invention. It is a schematic diagram which shows the structure of the gas processing system which is embodiment different from FIG.1 and FIG.2 of this invention. It is a schematic diagram which shows the structure of the gas processing system which is embodiment different from FIG. 1 thru
  • the gas treatment system of FIG. 1 is a gas treatment system that separates an acidic compound from a gas to be treated containing an acidic compound using a treatment liquid that phase-separates by absorption of the acidic compound that generates an acid upon dissolution in water.
  • This gas processing system includes an absorber 1, a liquid separator 2, a regenerator 3, a circulation mechanism 4 (piping system), and a heat transfer device 5.
  • the absorber 1 brings the gas to be processed into contact with the processing liquid.
  • the liquid separator 2 separates the treatment liquid in contact with the gas to be treated into a first phase portion having a high content of acidic compounds and a second phase portion having a low content of acidic compounds.
  • the regenerator 3 releases an acidic compound from the first phase portion separated by the liquid separator 2 by heating.
  • the circulation mechanism 4 circulates the second phase portion separated by the liquid separator 2 and the treatment liquid from which the acidic compound has been released by the regenerator 3 as the treatment liquid for bringing the gas to be treated into contact with the absorber 1.
  • the heat transfer device 5 moves the heat recovered from the processing liquid discharged from the absorber 1 and the gas to be processed after separation of the acidic compound for heating the processing liquid in the regenerator 3.
  • the gas treatment system is attached to the regenerator 3, a condenser 6 that condenses water vapor in the gas generated in the regenerator 3 and recirculates it to the regenerator 3, and a reboiler that heats the absorbent stored in the regenerator 3. 7 is further provided.
  • the reboiler 7 may be arranged so as to heat the absorbing liquid inside the regenerator 3, but as shown in the figure, the absorbing liquid is drawn out from the regenerator 3 and heated by the reboiler 7 and then returned to the regenerator 3.
  • the heating channel 8 can be disposed.
  • the acidic compound separated by the gas treatment system is not particularly limited as long as the aqueous solution becomes acidic, and examples thereof include hydrogen chloride, carbon dioxide, sulfur dioxide, and carbon disulfide.
  • Examples of the absorbent used by the gas treatment system include an alkaline absorbent containing water, an amine compound, and an organic solvent.
  • Examples of amine compounds include 1,3-diaminopropane (DMA), 2-aminoethanol (MEA), DL-2-amino-1-propanol (AP), 2- (2-aminoethoxy) ethanol (AEE), 2- (methylamino) ethanol (MEA), 2- (ethylamino) ethanol (EAE), 2- (butylamino) ethanol (BAE), (R) -4-amino-2-methyl-1-butanol (AMB) Etc.
  • DMA 1,3-diaminopropane
  • MEA 2-aminoethanol
  • AP DL-2-amino-1-propanol
  • AEE 2- (2-aminoethoxy) ethanol
  • MEA 2- (methylamino) ethanol
  • EAE 2- (ethylamino) ethanol
  • BAE butylamino) ethanol
  • R -4-amino-2-methyl-1-butanol
  • organic solvent examples include 1-butanol, 1-pentanol, octanol, diethylene glycol diethyl ether (DEGDEE), diethylene glycol dimethyl ether (DEGDME), and the like.
  • gas to be processed by the gas processing system examples include industrial exhaust gas, natural gas, and hydrogen gas. That is, the gas treatment system can be used for the purpose of removing harmful substances from the gas discharged to the atmosphere, or for the purpose of removing impurities in the gas used as fuel or the like.
  • the absorber 1 makes the absorption liquid absorb the acidic compound in the gas to be processed by bringing the gas to be processed into contact with the absorption liquid, and discharges the gas to be processed from which the acidic compound has been removed.
  • Such an absorber 1 may be any as long as it allows continuous contact between the gas to be treated and the absorbing liquid.
  • the absorber 1 for example, one that sprays the absorbing liquid on the flow path of the gas to be processed, or one that causes the absorbing liquid to flow down through the filler disposed in the flow path of the gas to be processed can be used.
  • the absorber 1 may be one that introduces the gas to be processed and the absorption liquid into a large number of fine flow paths and merges the fine flow path of the gas to be processed and the fine flow paths of the absorption liquid, respectively. it can.
  • the absorption of acidic compounds in the absorber 1 is an exothermic reaction.
  • the acidic compound is carbon dioxide
  • the calorific value per 1 ton of carbon dioxide absorbed is about 1.8 GJ. This reaction heat generated in the absorber 1 raises the temperatures of the gas to be processed and the absorption liquid.
  • the liquid separator 2 may be anything as long as it can separate the absorption liquid into a first phase part having a high content of acidic compounds and a second phase part having a low content of acidic compounds, for example, A container for separating the specific gravity of the absorbent, a device for centrifuging the absorbent, and the like can be used.
  • the regenerator 3 stores the absorbing liquid, and the stored absorbing liquid is heated by the reboiler 7 so that the acidic substance is desorbed from the absorbing liquid and the water in the absorbing liquid is evaporated and discharged.
  • the desorption of the acidic substance is an endothermic reaction, and the endothermic amount per 1 ton of carbon dioxide released is about 1.8 GJ / t-CO 2, which is equal to the calorific value in the absorber 1.
  • the gas processing system converts the energy of about 3.25 GJ / t-CO 2 in terms of the amount of carbon dioxide emission per ton. Consumed in the reboiler 7.
  • the circulation mechanism 4 has a first flow path L1, a second flow path L2, a third flow path L3, and a fourth flow path L4.
  • the first flow path L1 extracts the absorbent from the absorber 1 and supplies it to the liquid separator 2.
  • the second flow path L ⁇ b> 2 supplies the first phase portion separated by the liquid separator 2 to the regenerator 3.
  • the third flow path L3 recirculates the processing liquid from the regenerator 3 to the absorber 1.
  • the fourth flow path L4 is introduced into the third flow path L3 in order to return the second phase portion separated by the liquid separator 2 to the absorber 1.
  • the circulation mechanism 4 is disposed across the second flow path L2 and the third flow path L3, and includes a first phase portion separated by the liquid separator 2 and a treatment liquid from which the acidic compound has been released by the regenerator 3. It has a main heat exchanger 9 that exchanges heat between them.
  • this main heat exchanger 9 a well-known thing, such as a plate heat exchanger, can be used, for example.
  • energy efficiency can be improved by using as the main heat exchanger 9 a microchannel heat exchanger capable of exchanging heat between fluids having a relatively small temperature difference.
  • the circulation mechanism 4 includes an absorption liquid cooler 10 that is disposed on the downstream side (the absorber 1 side) of the connection point of the fourth flow path L4 of the third flow path L3 and cools the processing liquid that passes therethrough.
  • an absorption liquid cooler 10 that is disposed on the downstream side (the absorber 1 side) of the connection point of the fourth flow path L4 of the third flow path L3 and cools the processing liquid that passes therethrough.
  • the absorbing liquid cooler 10 for example, a heat exchanger using inexpensive cooling water such as river water can be used.
  • Heat transfer device 5 examples include a vapor compression heat pump that moves heat by evaporation and condensation of a heat medium, a magnetic heat pump that moves heat using a refrigerant that generates heat and absorbs heat due to changes in magnetic flux, and heat using the Peltier effect.
  • a known device such as a semiconductor heat pump to be moved can be used.
  • the heat transfer device 5 includes a liquid recovery heat exchanger HX1, a gas recovery heat exchanger HX2, an output heat exchanger HX3, a heat medium compressor Cx, and an expansion valve Vx. It can be a heat pump.
  • the liquid recovery heat exchanger HX1 is disposed in the first flow path L1 closer to the absorber 1 than the liquid separator 2, and is processed before being separated by the liquid separator 2 discharged from the absorber 1. Heat is recovered from the liquid to a heating medium.
  • the gas recovery heat exchanger HX2 recovers heat to the heat medium from the gas to be processed after the acidic compound separation, that is, the processed gas discharged from the absorber 1.
  • the output heat exchanger HX3 is disposed on the downstream side of the reboiler 7 in the heating flow path 8, and heats the absorbing liquid including the first phase portion stored in the regenerator 3 with a heat medium.
  • the heat medium compressor Cx compresses the heat medium heat recovered by the liquid recovery heat exchanger HX1 and the gas recovery heat exchanger HX2.
  • the expansion valve Vx depressurizes the heat medium that has released heat in the output heat exchanger HX3.
  • the amount of heat recovered by the liquid recovery heat exchanger HX1 is such that the temperature of the absorption liquid flowing out from the absorber 1 is 60 ° C., and the temperature of the absorption liquid at the outlet of the liquid recovery heat exchanger HX 1 is 45 ° C. (minimum heat exchange temperature difference 10 ° C).
  • the amount of heat recovered by the gas recovery heat exchanger HX2 is such that the temperature of the gas to be processed introduced into the absorber 1 is 45 ° C., and the temperature of the gas to be processed (treated gas) flowing out from the absorber 1 is 55 ° C.
  • the temperature of the gas to be treated at the outlet of the gas recovery heat exchanger HX2 is set to 45 ° C. (minimum heat exchange temperature difference 10 ° C.).
  • the amount of heat that the output heat exchanger HX3 can give to the absorption liquid of the regenerator 3 is substantially equal to the sum of the amount of heat recovered by the liquid recovery heat exchanger HX1 and the amount of heat recovered by the gas recovery heat exchanger HX2, and the amount of carbon dioxide absorbed It is about 1.8 GJ / t-CO 2 in terms of 1 t.
  • the amount of energy consumed by the heat medium compressor Cx is about 0.6 GJ / t-CO 2 in terms of the amount of absorbed carbon dioxide per ton.
  • the heat transfer device 5 reduces the energy consumption of this gas processing system by about 1.2 GJ / t-CO 2 in terms of the amount of carbon dioxide absorbed per ton compared to the energy consumption of the conventional gas processing system. it can.
  • liquid recovery heat exchanger HX1 the gas recovery heat exchanger HX2 and the output heat exchanger HX3 of the heat transfer device 5
  • those having a known configuration such as a plate heat exchanger can be used.
  • energy efficiency can be further improved by using a microchannel heat exchanger capable of exchanging heat between fluids having a relatively small temperature difference.
  • the conventional gas processing system of this gas processing system when the minimum heat exchange temperature difference among the liquid recovery heat exchanger HX1, the gas recovery heat exchanger HX2 and the output heat exchanger HX3 is 3 ° C., the conventional gas processing system of this gas processing system The amount of energy consumption reduced with respect to the carbon dioxide increases to about 1.3 GJ / t-CO 2 in terms of the amount of absorbed carbon oxide per 1 ton.
  • the gas treatment method according to another embodiment of the present invention is a method for separating an acidic compound from a gas to be treated containing an acidic compound using a treatment liquid that phase-separates by absorption of an acidic compound that generates an acid upon dissolution in water. Therefore, it can be implemented using the gas processing apparatus of FIG.
  • a treatment gas containing an acidic compound is brought into contact with a treatment liquid that undergoes phase separation by absorption of an acidic compound that generates an acid upon dissolution in water;
  • the treatment liquid is acidic from the first phase portion by heating.
  • a step of releasing the compound, wherein the second phase portion and the treatment liquid that has released the acidic compound are reused in the absorber 1 as a treatment liquid in which the treatment gas is brought into contact with the treatment liquid in the contact step.
  • the method further includes the step of moving the heat recovered from the processing liquid in contact with the processing target gas and the processing target gas after separation of the acidic compound by the heat transfer device 5 for heating the first phase portion.
  • the gas treatment system has a main heat exchanger 9 in which the circulation mechanism 4 exchanges heat between the first phase portion of the absorption liquid separated by the liquid separator 2 and the treatment liquid from which the acidic compound has been released by the regenerator 3. .
  • the heat energy required in order to heat the process liquid supplied from the 2nd flow path L2 to the temperature in the regenerator 3 with the regenerator 3 (reboiler 7) can be reduced.
  • the heat transfer device 5 recovers heat from the absorber 1 side of the main heat exchanger 9 by the liquid recovery heat exchanger HX1. Therefore, heat can be recovered relatively efficiently from the absorption liquid heated in the regenerator 3, and the heat energy required in the regenerator 3 can be further reduced.
  • the heat transfer device 5 recovers heat from the absorber 1 side rather than the liquid separator 2 by the liquid recovery heat exchanger HX1. Thereby, since the reaction heat in the absorber 1 can be reused comparatively efficiently, the thermal energy required by the reboiler 7 can be further reduced.
  • the gas treatment system of FIG. 2 is a gas treatment system that separates an acidic compound from a gas to be treated containing an acidic compound using a treatment liquid that phase-separates by absorption of the acidic compound that generates an acid upon dissolution in water.
  • This gas processing system includes an absorber 1, a liquid separator 2, a regenerator 3, a circulation mechanism 4a, and a heat transfer device 5.
  • the absorber 1 makes a to-be-processed gas contact a process liquid.
  • the liquid separator 2 separates the treatment liquid into a first phase portion having a high content of acidic compounds and a second phase portion having a low content of acidic compounds.
  • the regenerator 3 releases an acidic compound from the first phase portion separated by the liquid separator 2 by heating.
  • the circulation mechanism 4 a circulates the second phase portion separated by the liquid separator 2 and the treatment liquid from which the acidic compound has been released by the regenerator 3 as a treatment liquid for bringing the gas to be treated into contact with the absorber 1.
  • the heat transfer device 5 moves heat from the processing liquid discharged from the absorber 1 and the gas to be processed after separation of the acidic compound to the processing liquid of the regenerator 3.
  • the gas treatment system includes a water reflux mechanism 11 that condenses water vapor in a gas generated by heating the treatment liquid in the regenerator 3 and recirculates the recycle to the regenerator 3, and a reboiler 7 that heats the absorption liquid stored in the regenerator 3.
  • a heating channel 8 is further provided.
  • the water reflux mechanism 11 has a water vapor separator 12, a water vapor compressor 13, and a condenser 14.
  • the water vapor separator 12 separates the gas generated from the regenerator 3 into water vapor and acidic compound gas.
  • the steam compressor 13 compresses the steam separated by the steam separator 12.
  • the condenser 14 heat-exchanges the steam compressed by the steam compressor 13 with the treatment liquid in the regenerator 3 (heating channel 8), and refluxes it to the regenerator 3.
  • the gas processing system includes a gas compressor 15 that compresses the gas of the acidic compound discharged from the regenerator 3 and separated by the water vapor separator 12, and an expansion that converts the expansion force of the gas of the acidic compound into rotational energy. And a device 16.
  • the configurations of the absorber 1, the liquid separator 2, the regenerator 3, the heat transfer device 5, and the reboiler 7 in the gas processing system of FIG. 2 are the same as those of the absorber 1, the liquid separator 2, and the regenerator 3 in the gas processing system of FIG.
  • the configurations of the heat transfer device 5 and the reboiler 7 are the same.
  • the same components as those of the gas processing system of FIG. 2 the same components as those of the gas processing system of FIG.
  • the acidic compound, absorption liquid, and to-be-processed gas in the gas processing system of FIG. 2 can be made the same as the acidic compound, absorption liquid, and to-be-processed gas in the gas processing system of FIG.
  • the circulation mechanism 4a includes a first flow path L1, a second flow path L2, a third flow path L3, and a fourth flow path L4.
  • the first flow path L1 extracts the absorbent from the absorber 1 and supplies it to the liquid separator 2.
  • the second flow path L ⁇ b> 2 supplies the first phase portion separated by the liquid separator 2 to the regenerator 3.
  • the third flow path L3 recirculates the processing liquid from the regenerator 3 to the absorber 1.
  • the fourth flow path L4 is introduced into the third flow path L3 in order to return the second phase portion separated by the liquid separator 2 to the absorber 1.
  • the circulation mechanism 4a is disposed across the second flow path L2 and the third flow path L3, and includes a first phase portion separated by the liquid separator 2 and a treatment liquid from which the acidic compound has been released by the regenerator 3. Exchange heat between them.
  • the circulation mechanism 4 a is a main heat exchanger 9 a that is a three-fluid heat exchanger that exchanges heat between the first phase portion separated by the liquid separator 2 and the acidic compound gas compressed by the gas compressor 15.
  • the circulation mechanism 4a includes an absorption liquid cooler 10 that is disposed on the downstream side (the absorber 1 side) of the connection point of the fourth flow path L4 of the third flow path L3 and cools the processing liquid that passes therethrough. .
  • the water vapor separator 12 condenses the water vapor in the gas by adiabatically expanding the gas generated in the regenerator 3 to separate water and the acidic compound. Subsequently, the water vapor separator 12 heats the separated water and the acidic compound by heat generated by adiabatic expansion. Thereby, the water once condensed is evaporated again to become water vapor.
  • the steam compressor 13 compresses the steam whose pressure has decreased in the steam separator 12 and pressurizes the regenerator 3 to a pressure at which it can be recirculated.
  • the water vapor adiabatically compressed by the water vapor compressor 13 has a higher temperature than the absorbing liquid inside the regenerator 3.
  • the condenser 14 is a condenser that condenses the sensible heat and latent heat of the steam adiabatically compressed by the steam compressor 13 by delivering it to the absorption liquid in the heating flow path 8, and thereby the steam is recirculated to the regenerator 3.
  • the liquid has a possible pressure.
  • the gas processing system uses the thermal energy of the acidic compound gas released from the regenerator 3 to heat the first phase portion of the absorbing liquid in the main heat exchanger 9a, and further in the expander 16 the gas compressor 15 and the like. It is recovered as motive energy that can be used in
  • the gas processing system includes a water reflux mechanism having a water vapor separator 12, a water vapor compressor 13, and a condenser 14, so that most of the heat energy of water vapor generated by heating the processing liquid in the regenerator 3 is recirculated to the regenerator 3. Can be made. Therefore, the gas treatment system can separate the acidic compound gas with less energy.
  • the main heat exchanger 9a is a three-fluid heat exchanger, and heat is recovered from the gas of the acidic compound that is released to the absorption liquid that is supplied to the regenerator 3 through the second flow path L2. It can be performed. Thereby, energy consumption can be reduced more.
  • the gas treatment system of FIG. 3 is a gas treatment system that separates an acidic compound from a gas to be treated containing an acidic compound using a treatment liquid that phase-separates by absorption of the acidic compound that generates an acid when dissolved in water.
  • the gas treatment system includes an absorber 1, a liquid separator 2, a regenerator 3, a circulation mechanism 4a, and a heat transfer device 5a.
  • the absorber 1 makes a to-be-processed gas contact a process liquid.
  • the liquid separator 2 separates the treatment liquid into a first phase portion having a high content of acidic compounds and a second phase portion having a low content of acidic compounds.
  • the regenerator 3 releases an acidic compound from the first phase portion separated by the liquid separator 2 by heating.
  • the circulation mechanism 4 a circulates the second phase portion separated by the liquid separator 2 and the treatment liquid from which the acidic compound has been released by the regenerator 3 as a treatment liquid for bringing the gas to be treated into contact with the absorber 1.
  • the heat transfer device 5a moves heat from the treatment liquid discharged from the absorber 1 and the gas to be treated after separation of the acidic compound to the treatment liquid of the regenerator 3.
  • the gas treatment system includes a water reflux mechanism 11 that condenses water vapor in a gas generated by heating the treatment liquid in the regenerator 3 and recirculates the recycle to the regenerator 3, and a reboiler 7 that heats the absorption liquid stored in the regenerator 3.
  • a heating channel 8 is further provided.
  • the water reflux mechanism 11 has a water vapor separator 12, a water vapor compressor 13, and a condenser 14.
  • the water vapor separator 12 separates the gas generated from the regenerator 3 into water vapor and acidic compound gas.
  • the steam compressor 13 compresses the steam separated by the steam separator 12.
  • the condenser 14 heat-exchanges the steam compressed by the steam compressor 13 with the treatment liquid in the regenerator 3 (heating channel 8), and refluxes it to the regenerator 3.
  • the gas processing system includes a gas compressor 15 that compresses the gas of the acidic compound discharged from the regenerator 3 and separated by the water vapor separator 12, and an expansion that converts the expansion force of the gas of the acidic compound into rotational energy. And a device 16.
  • the heat transfer device 5a includes a first liquid recovery heat exchanger HX4, a second liquid recovery heat exchanger HX5, a gas recovery heat exchanger HX2, an output heat exchanger HX3, A medium compressor Cx and an expansion valve Vx can be provided.
  • the first liquid recovery heat exchanger HX4 is disposed closer to the regenerator 3 than the liquid separator 2 and closer to the absorber 1 than the main heat exchanger 9a of the second flow path L2. Heat is recovered in the heat medium from the first phase portion of the treatment liquid separated by the separator 2.
  • the second liquid recovery heat exchanger HX5 is disposed in the fourth flow path L4 on the downstream side of the liquid separator 2, and recovers heat to the heat medium from the second phase portion of the processing liquid separated by the liquid separator 2. .
  • the gas recovery heat exchanger HX2 recovers heat from the gas to be treated after separation of the acidic compound to a heat medium.
  • the output heat exchanger HX3 is disposed in the heating flow path 8 and heats the absorption liquid including the first phase portion stored in the regenerator 3 with a heat medium.
  • the heat medium compressor Cx compresses the heat medium recovered by the first liquid recovery heat exchanger HX4 and the second liquid recovery heat exchanger HX5.
  • the expansion valve Vx depressurizes the heat medium that has released heat in the output heat exchanger HX3.
  • the total heat quantity that can be recovered by the first liquid recovery heat exchanger HX4 and the second liquid recovery heat exchanger HX5 is approximately the amount of heat recovered by the liquid recovery heat exchanger HX1 of the gas processing system of FIG. equal.
  • the energy consumption of the gas processing system of FIG. 3 is the same as the energy consumption of the gas processing system of FIG.
  • the gas treatment system of FIG. 4 is a gas treatment system that separates an acidic compound from a gas to be treated containing an acidic compound using a treatment liquid that phase-separates by absorption of the acidic compound that generates an acid upon dissolution in water.
  • This gas treatment system includes an absorber 1, a liquid separator 2, a regenerator 3, a circulation mechanism 4b, and a heat transfer device 5b.
  • the absorber 1 makes a to-be-processed gas contact a process liquid.
  • the liquid separator 2 separates the treatment liquid into a first phase portion having a high content of acidic compounds and a second phase portion having a low content of acidic compounds.
  • the regenerator 3 releases an acidic compound from the first phase portion separated by the liquid separator 2 by heating.
  • the circulation mechanism 4 b circulates the second phase portion separated by the liquid separator 2 and the treatment liquid from which the acidic compound has been released by the regenerator 3 as a treatment liquid for bringing the gas to be treated into contact with the absorber 1.
  • the heat transfer device 5b transfers heat from the processing liquid discharged from the absorber 1 and the gas to be processed after separation of the acidic compound to the processing liquid of the regenerator 3.
  • the gas treatment system includes a water reflux mechanism 11 that condenses water vapor in a gas generated by heating the treatment liquid in the regenerator 3 and recirculates the recycle to the regenerator 3, and a reboiler 7 that heats the absorption liquid stored in the regenerator 3.
  • a heating channel 8 is further provided.
  • the water reflux mechanism 11 includes a water vapor separator 12 that separates the gas generated from the regenerator 3 into water vapor and acidic compound gas, a water vapor compressor 13 that compresses the water vapor separated by the water vapor separator 12, and a water vapor compressor 13.
  • a condenser 14 that exchanges heat with the treatment liquid in the regenerator 3 (heating channel 8) and recirculates the water vapor compressed in step 1 to the regenerator 3.
  • the gas processing system includes a gas compressor 15 that compresses the gas of the acidic compound discharged from the regenerator 3 and separated by the water vapor separator 12, and an expansion that converts the expansion force of the gas of the acidic compound into rotational energy. And a device 16.
  • the configuration of the absorber 1, the liquid separator 2, the regenerator 3, the reboiler 7, the water reflux mechanism 11, the gas compressor 15 and the expander 16 in the gas processing system of FIG. 4 is the same as that of the absorber 1 in the gas processing system of FIG.
  • the configurations of the liquid separator 2, the regenerator 3, the reboiler 7, the water reflux mechanism 11, the gas compressor 15, and the expander 16 are the same. Therefore, in the description of the gas processing system of FIG. 4, the same components as those of the gas processing system of FIG.
  • the acidic compound, absorption liquid, and to-be-processed gas in the gas processing system of FIG. 4 can be made the same as the acidic compound, absorption liquid, and to-be-processed gas in the gas processing system of FIG.
  • the circulation mechanism 4b includes a first flow path L1, a second flow path L2, a third flow path L3, and a fourth flow path L4.
  • the first flow path L ⁇ b> 1 extracts the absorbent from the absorber 1 and supplies it to the liquid separator 2.
  • the second flow path L ⁇ b> 2 supplies the first phase portion separated by the liquid separator 2 to the regenerator 3.
  • the third flow path L3 recirculates the processing liquid from the regenerator 3 to the absorber 1.
  • the fourth flow path L4 is introduced into the third flow path L3 in order to return the second phase portion separated by the liquid separator 2 to the absorber 1.
  • the circulation mechanism 4b is disposed across the first flow path L1 and the third flow path L3, and between the processing liquid discharged from the absorber 1 and the processing liquid from which the acidic compound has been released by the regenerator 3. Exchange heat.
  • the circulation mechanism 4b includes a main heat exchanger 9a that is a three-fluid heat exchanger that exchanges heat between the treatment liquid discharged from the absorber 1 and the acidic compound gas compressed by the gas compressor 15. .
  • the circulation mechanism 4b includes an absorption liquid cooler 10 that is disposed on the downstream side (the absorber 1 side) of the third flow path L3 from the connection point of the fourth flow path L4 and cools the processing liquid that passes therethrough. .
  • the heat transfer device 5b can include a liquid recovery heat exchanger HX6, a gas recovery heat exchanger HX2, an output heat exchanger HX3, a heat medium compressor Cx, and an expansion valve Vx.
  • the liquid recovery heat exchanger HX6 is disposed closer to the absorber 1 than the main heat exchanger 9a of the first flow path L1, and recovers heat from the absorption liquid discharged from the absorber 1 to a heat medium.
  • the gas recovery heat exchanger HX2 recovers heat from the gas to be treated after separation of the acidic compound to a heat medium.
  • the output heat exchanger HX3 is disposed in the heating flow path 8 and heats the absorption liquid including the first phase portion stored in the regenerator 3 with a heat medium.
  • the heat medium compressor Cx compresses the heat medium recovered by the liquid recovery heat exchanger HX6 and the gas recovery heat exchanger HX2.
  • the expansion valve Vx depressurizes the heat medium that has released heat in the output heat exchanger HX3.
  • the amount of heat that can be recovered by the liquid recovery heat exchanger HX6 is substantially equal to the amount of heat recovered by the liquid recovery heat exchanger HX1 of the gas processing system of FIG.
  • the gas treatment system of FIG. 5 is a gas treatment system that separates an acidic compound from a gas to be treated containing an acidic compound using a treatment liquid that phase-separates by absorption of the acidic compound that generates an acid upon dissolution in water.
  • This gas treatment system includes an absorber 1, a liquid separator 2, a regenerator 3, a circulation mechanism 4b, and a heat transfer device 5c.
  • the absorber 1 brings the gas to be processed into contact with the processing liquid.
  • the liquid separator 2 separates the treatment liquid into a first phase portion having a high content of acidic compounds and a second phase portion having a low content of acidic compounds.
  • the regenerator 3 releases an acidic compound from the first phase portion separated by the liquid separator 2 by heating.
  • the circulation mechanism 4 b circulates the second phase portion separated by the liquid separator 2 and the treatment liquid from which the acidic compound has been released by the regenerator 3 as a treatment liquid for bringing the gas to be treated into contact with the absorber 1.
  • the heat transfer device 5c moves heat from the treatment liquid discharged from the absorber 1 and the gas to be treated after separation of the acidic compound to the treatment liquid of the regenerator 3.
  • the gas treatment system includes a water reflux mechanism 11 that condenses water vapor in a gas generated by heating the treatment liquid in the regenerator 3 and recirculates the recycle to the regenerator 3, and a reboiler 7 that heats the absorption liquid stored in the regenerator 3.
  • a heating channel 8 is further provided.
  • the water reflux mechanism 11 includes a water vapor separator 12 that separates the gas generated from the regenerator 3 into water vapor and acidic compound gas, a water vapor compressor 13 that compresses the water vapor separated by the water vapor separator 12, and a water vapor compressor 13.
  • a condenser 14 that exchanges heat with the treatment liquid in the regenerator 3 (heating channel 8) and recirculates the water vapor compressed in step 1 to the regenerator 3.
  • the gas processing system includes a gas compressor 15 that compresses the gas of the acidic compound discharged from the regenerator 3 and separated by the water vapor separator 12, and an expansion that converts the expansion force of the gas of the acidic compound into rotational energy. And a device 16.
  • the configuration of the absorber 1, the liquid separator 2, the regenerator 3, the circulation mechanism 4b, the reboiler 7, the water reflux mechanism 11, the gas compressor 15 and the expander 16 in the gas processing system of FIG. The configuration of the absorber 1, the liquid separator 2, the regenerator 3, the circulation mechanism 4b, the reboiler 7, the water reflux mechanism 11, the gas compressor 15 and the expander 16 in FIG. Therefore, in the description of the gas processing system in FIG. 5, the same components as those in the gas processing system in FIG. Moreover, the acidic compound, absorption liquid, and to-be-processed gas in the gas processing system of FIG. 5 can be made the same as the acidic compound, absorption liquid, and to-be-processed gas in the gas processing system of FIG.
  • the heat transfer device 5c includes a first liquid recovery heat exchanger HX7, a second liquid recovery heat exchanger HX8, a gas recovery heat exchanger HX2, an output heat exchanger HX3, a heat medium compressor Cx, and an expansion valve. And Vx.
  • the first liquid recovery heat exchanger HX7 is disposed closer to the absorber 1 than the main heat exchanger 9a of the third flow path L3, and recovers heat from the absorption liquid to the heat medium.
  • the second liquid recovery heat exchanger HX8 is disposed in the fourth flow path L4 and recovers heat from the second phase portion of the absorbent separated by the liquid separator 2.
  • the gas recovery heat exchanger HX2 recovers heat from the gas to be treated after separation of the acidic compound to a heat medium.
  • the output heat exchanger HX3 is disposed in the heating flow path 8 and heats the absorption liquid including the first phase portion stored in the regenerator 3 with a heat medium.
  • the heat medium compressor Cx compresses the heat medium heat recovered by the first liquid recovery heat exchanger HX7, the second liquid recovery heat exchanger HX8, and the gas recovery heat exchanger HX2.
  • the expansion valve Vx depressurizes the heat medium that has released heat in the output heat exchanger HX3.
  • the gas treatment system only needs to have a heat transfer device that transfers heat from the treatment liquid discharged from the absorber and the gas to be treated after separation of the acidic compound to the treatment liquid of the regenerator. It is optional to combine heat recovery from the heat transfer device with heat recovery from the gas or water vapor of the acidic compound released from the regenerator.
  • the gas processing system may have a plurality of heat transfer devices, a heat transfer device for recovering heat from the processing liquid discharged from the absorber, and a heat transfer device for recovering heat from the gas to be processed after separation of acidic compounds. May be provided.
  • the arrangement of the output heat exchanger of the heat transfer device and the reboiler or condenser is arbitrary, and may be arranged in parallel instead of in series. Further, the output heat exchanger, the reboiler, and the condenser may be provided inside the regenerator.
  • the gas processing system may further include an expander that converts thermal energy remaining in the gas to be processed after heat recovery by the heat transfer device into power and recovers it.
  • the gas treatment system of the present invention can be suitably used for separation of acidic compounds from various gases, particularly separation of carbon dioxide from gases.

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Abstract

ガス処理システムは、吸収器、液分離器、再生器、循環機構、熱移動装置を備える。吸収器は処理液に被処理ガスを接触させる。液分離器は被処理ガスと接触した処理液を酸性化合物の含有率が大きい第１相部分及び酸性化合物の含有率が小さい第２相部分に分離する。再生器は第１相部分を加熱して第１相部分から酸性化合物を放出させる。循環機構は第２相部分及び再生器で酸性化合物を放出した処理液を、吸収器に被処理ガスを接触させる処理液として循環させる。熱移送装置は吸収器から排出される処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスから、再生器の処理液へ熱を移動させる。

Description

ガス処理システム及びガス処理方法
　本発明は、ガス処理システム及びガス処理方法に関する。
　例えば二酸化炭素、硫化水素等の水に溶けることで酸を生じる酸性化合物を含むガスから、酸性化合物を吸収するアミン溶液等のアルカリ性の処理液を用いて酸性化合物を分離するガス処理システムが公知である（例えば特許文献１参照）。
　特許文献１に記載のガス処理システムは、処理液と被処理ガスとを接触させる吸収器と、酸性化合物を吸収した処理液を加熱して酸性化合物を脱離させることにより再度酸性化合物を吸収可能な状態に再生する再生器とを備えている。
　このように、従来のガス処理システムでは、酸性化合物を吸収した処理液を加熱することにより酸性化合物を分離させて回収するが、加熱した処理液からは酸性化合物のガスと共に水蒸気が発生する。このため、従来のガス処理システムは、再生器中の処理液から発生するガスを冷却して水蒸気を凝縮させることにより、酸性化合物のガスだけを回収し、凝縮水を再生器に還流させ、処理液の濃縮を防止する。従って、従来のガス処理システムでは、再生器に新たに供給される酸性化合物を吸収した処理液だけでなく、凝縮水も再加熱する必要があり、エネルギー消費が比較的大きい。
　そこで、従来のガス処理システムでは、吸収器から再生器に供給される処理液と、再生器から吸収器に還流される処理液との間で熱交換を行うことにより、酸性化合物を吸収した処理液を加熱するために必要とされるエネルギー量を低減している。
　また、処理液として、酸性化合物の吸収により相対的に酸性化合物の含有率が大きい第１相部分と酸性化合物の含有率が小さい第２相部分とに分離可能な処理液を用いることが提案されている（例えば特許文献２参照）。
　特許文献２に記載のガス処理システムでは、吸収器で酸性化合物を吸収した処理液を第１相部分と第２相部分とに分離し、第１相部分のみを再生器に導入することで、再生器で加熱すべき処理液の絶対量を減少させて、処理液の再生に必要とされるエネルギー量をさらに低減している。
　しかしながら、第１相部分と第２相部分とに分離可能な処理液を用いる従来のガス処理システムでも、酸性化物の分離に必要とされるエネルギー量が十分に小さいとは言えず、さらなる省エネルギー化が求められている。
日本国特開２０１１－９８３４０号公報 日本国特開２０１２－５２５２５３号公報
　本発明は、上記不都合に鑑みてなされたもので、従来よりも少ないエネルギーで被処理ガス中の酸性化合物を分離できるガス処理システム及びガス処理方法を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するためになされた発明は、水への溶解で酸を生じる酸性化合物の吸収により相分離する処理液を用い、前記酸性化合物を含む被処理ガスから前記酸性化合物を分離するガス処理システムであって、前記処理液に被処理ガスを接触させる吸収器と、前記被処理ガスと接触した処理液を前記酸性化合物の含有率が大きい第１相部分及び前記酸性化合物の含有率が小さい第２相部分に分離する液分離器と、前記液分離器で分離した前記第１相部分を加熱して、前記第１相部分から前記酸性化合物を放出させる再生器と、前記液分離器で分離した前記第２相部分及び前記再生器で前記酸性化合物を放出した処理液を、前記吸収器に被処理ガスを接触させる処理液として循環する循環機構と、前記吸収器から排出される処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスから、前記再生器の処理液へ熱を移動させる熱移送装置とを備えることを特徴とする。
　このガス処理システムは、前記吸収器から排出される処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスから再生器の処理液へ熱を移動させる熱移送装置を備える。これにより、ガス処理システムは、系外に廃棄される熱エネルギーを低減できるので、従来よりも少ないエネルギーで被処理ガス中の酸性化合物を分離できる。なお、「吸収器から排出される処理液」とは、吸収器から排出された後、再生器に供給又は吸収器に還流されるまでの吸収液を意味し、液分離器で分離された吸収液を含むものとする。
　前記再生器の処理液の加熱により生じる気体を水蒸気と酸性化合物ガスとに分離する蒸気分離器と、前記蒸気分離器で分離された水蒸気を圧縮する水蒸気圧縮機と、この水蒸気圧縮機で圧縮された水蒸気を前記再生器の処理液と熱交換させる凝縮器とを有し、前記凝縮器で凝縮した水を前記再生器に還流する水還流機構をさらに備えるとよい。このように、前記蒸気分離器、水蒸気圧縮機及び凝縮器を有する水還流機構をさらに備えることによって、少ないエネルギーで酸性化合物ガスを分離できるので、ガス処理システムの消費エネルギーをさらに低減できる。
　前記循環機構が、前記液分離器で分離した前記第１相部分と前記再生器で前記酸性化合物を放出した処理液との間で熱交換する熱交換器を有するとよい。このように、前記循環機構が、前記液分離器で分離した第１相部分と再生器で酸性化合物を放出した処理液との間で熱交換する熱交換器を有することによって、再生器で必要とされる熱エネルギーをより低減できる。
　前記再生器で放出された前記酸性化合物のガスを圧縮するガス圧縮器をさらに備え、前記熱交換器が、前記吸収器から排出される処理液と、前記液分離器で分離した前記第１相部分とを、前記ガス圧縮器で圧縮された酸性化合物ガスと熱交換させる３流体熱交換器であるとよい。このように、前記熱交換器が、吸収器から排出される処理液と、液分離器で分離した第１相部分とを、ガス圧縮器で圧縮された酸性化合物ガスと熱交換させる３流体熱交換器であることによって、放出される酸性化合物のガスからも熱回収を行うことができる。そのため、このガス処理システムの消費エネルギーをより低減できる。
　前記熱移送装置が、前記液分離器で分離する前の吸収液から熱を移動させるとよい。このように、前記熱移送装置が、前記液分離器で分離する前の吸収液から熱を移動させることによって、吸収液からの熱回収を１箇所で比較的効率よく行うことができるので、再生器で必要とされる熱エネルギーを比較的容易に低減できる。
　前記熱移送装置が、前記液分離器で分離した前記第１相部分及び前記第２相部分から熱を移動させるとよい。このように、前記熱移送装置が、前記液分離器で分離した第１相部分及び第２相部分から熱を移動させることによって、吸収器における反応熱の多くを回収できるので、再生器で必要とされる熱エネルギーをより低減できる。
　前記課題を解決するためになされた別の発明は、水への溶解で酸を生じる酸性化合物の吸収により相分離する処理液に、前記酸性化合物を含む被処理ガスを接触させる工程と、前記被処理ガスと接触した処理液を、前記酸性化合物の含有率が大きい第１相部分及び前記酸性化合物の含有率が小さい第２相部分に分離する工程と、前記第１相部分を加熱して、前記第１相部分から前記酸性化合物を放出させる工程とを備え、前記第２相部分及び前記酸性化合物を放出した処理液を、前記接触させる工程で前記被処理ガスを接触させる処理液として再利用するガス処理方法であって、前記被処理ガスと接触した処理液及び前記酸性化合物分離後の被処理ガスからそれぞれ回収した熱を、前記第１相部分の加熱のために熱移送装置により移動させる工程をさらに備えることを特徴とする。
　このガス処理方法は、前記被処理ガスと接触した処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスから回収した熱を、第１相部分の加熱のために熱移送装置により移動させる工程を備えることによって、系外に廃棄される熱エネルギーを低減できるので、従来よりも少ないエネルギーで被処理ガス中の酸性化合物を分離できる。
　上述のように、本発明のガス処理システム及びガス処理方法は、従来よりも少ないエネルギーで被処理ガス中の酸性化合物を分離できる
本発明の一実施形態であるガス処理システムの構成を示す模式図である。 本発明の図１とは異なる実施形態であるガス処理システムの構成を示す模式図である。 本発明の図１及び図２とは異なる実施形態であるガス処理システムの構成を示す模式図である。 本発明の図１乃至図３とは異なる実施形態であるガス処理システムの構成を示す模式図である。 本発明の図１乃至図４とは異なる実施形態であるガス処理システムの構成を示す模式図である。
　以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
［第一実施形態］
　図１のガス処理システムは、水への溶解で酸を生じる酸性化合物の吸収により相分離する処理液を用い、酸性化合物を含む被処理ガスから酸性化合物を分離するガス処理システムである。
　このガス処理システムは、吸収器１と、液分離器２と、再生器３と、循環機構４（配管系統）と、熱移送装置５とを備える。吸収器１は、処理液に被処理ガスを接触させる。液分離器２は、被処理ガスと接触した処理液を酸性化合物の含有率が大きい第１相部分及び酸性化合物の含有率が小さい第２相部分に分離する。再生器３は、液分離器２で分離した第１相部分から加熱により酸性化合物を放出する。循環機構４は、液分離器２で分離した第２相部分及び再生器３で酸性化合物を放出した処理液を吸収器１に被処理ガスを接触させる処理液として循環させる。熱移送装置５は、吸収器１から排出される処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスから回収した熱を、再生器３の処理液の加熱のために移動させる。
　また、ガス処理システムは、再生器３に付随して、再生器３で生じる気体中の水蒸気を凝縮させて再生器３に還流させるコンデンサ６と、再生器３が貯留する吸収液を加熱するリボイラ７とをさらに備える。リボイラ７は、再生器３の内部で吸収液を加熱するよう配設してもよいが、図示するように、再生器３から吸収液を外部に抜き出してリボイラ７で加熱後に再生器３に還流させる加熱流路８に配設できる。なお、コンデンサ６としては、川水等の安価な冷却水を用いた熱交換器を用いることができる。また、リボイラ７としては、例えば電気、蒸気、バーナー等任意の熱源により直接又は間接的に吸収液を加熱するものを用いることができる。
（酸性化合物）
　ガス処理システムが分離する酸性化合物としては、水溶液が酸性となるものであれば特に限定されないが、例えば塩化水素、二酸化炭素、二酸化硫黄、二硫化炭素等が挙げられる。
（吸収液）
　ガス処理システムが用いる吸収液としては、例えば水、アミン化合物及び有機溶剤を含むアルカリ性の吸収液が挙げられる。
　アミン化合物としては、例えば１，３－ジアミノプロパン（ＤＭＡ）、２－アミノエタノール（ＭＥＡ）、ＤＬ－２－アミノ－１－プロパノール（ＡＰ）、２－（２－アミノエトキシ）エタノール（ＡＥＥ）、２－（メチルアミノ）エタノール（ＭＥＡ）、２－（エチルアモノ）エタノール（ＥＡＥ）、２－（ブチルアミノ）エタノール（ＢＡＥ）、（Ｒ）－４－アミノ－２－メチル－１－ブタノール（ＡＭＢ）等を挙げることができる。
　有機溶剤としては、例えば１－ブタノール、１－ペンタノール、オクタノール、ジエチレングリコールジエチルエーテル（ＤＥＧＤＥＥ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＥＧＤＭＥ）等を挙げることができる。
（被処理ガス）
　ガス処理システムで処理する被処理ガスとしては、例えば産業排ガス、天然ガス、水素ガス等が挙げられる。つまり、ガス処理システムは、大気に排出されるガスから有害物質を除去する目的や、例えば燃料等として使用されるガス中の不純物を除去する目的で使用できる。
＜吸収器＞
　吸収器１は、被処理ガスと吸収液とを接触させることにより、被処理ガス中の酸性化合物を吸収液に吸収させ、酸性化合物が除去された被処理ガスを排出する。
　このような吸収器１としては、被処理ガスと吸収液とを連続的に接触させられるものであればよい。吸収器１は、例えば被処理ガスの流路に吸収液を噴霧するもの、被処理ガスの流路に配置される充填剤を伝って吸収液を流下させるものを用いることができる。更に、吸収器１は、被処理ガス及び吸収液をそれぞれ多数の微細な流路に導入して被処理ガスの微細流路と吸収液の微細流路とをそれぞれ合流させるもの等を用いることができる。
　なお、吸収器１における酸性化合物の吸収は発熱反応である。酸性化合物が二酸化炭素である場合、二酸化炭素の吸収量１ｔ当たりの発熱量は約１．８ＧＪである。吸収器１において発生するこの反応熱は、被処理ガス及び吸収液の温度を上昇させる。
＜液分離器＞
　液分離器２は、吸収液の層分離を促進して、酸性化合物の含有率が大きい第１相部分と酸性化合物の含有率が小さい第２相部分とに分離できるものであればよく、例えば吸収液を比重分離する容器、吸収液を遠心分離する装置等を用いることができる。
＜再生器＞
　再生器３は、吸収液を貯留し、貯留する吸収液がリボイラ７によって加熱されることで吸収液から酸性物質を脱離させると共に吸収液中の水を蒸発させて排出する。なお、この酸性物質の脱離は吸熱反応であり、二酸化炭素の放出量１ｔ当たりの吸熱量は、吸収器１における発熱量と等しい約１．８ＧＪ／ｔ－ＣＯ２ である。
　また、再生器３からは、二酸化炭素と共に水蒸気が再生器３内の吸収液の温度（例えば１２０℃）と等しい温度で放出されるので、コンデンサ６において水蒸気を凝縮させて水分を再生器３に還流させる。このため、この低温（例えば４５℃）の凝縮水を再生器３内の吸収液と等しい温度まで再加熱する必要がある。つまり、水蒸気の蒸発潜熱及び凝縮水と再生器３内の吸収液との温度差分の顕熱は、コンデンサ６において廃棄され、同じ熱量が吸熱反応の熱量と共にリボイラ７の負荷となる。このコンデンサ６において廃棄される熱量は、二酸化炭素の放出量１ｔ当たりに換算して約１．４５ＧＪ／ｔ－ＣＯ２である。
　従って、ガス処理システムは、熱移送装置５を用いない場合、すなわち従来のガス処理システムの場合には、二酸化炭素の放出量１ｔ当たりに換算して約３．２５ＧＪ／ｔ－ＣＯ２のエネルギーをリボイラ７において消費する。
＜循環機構＞
　循環機構４は、第１流路Ｌ１と、第２流路Ｌ２と、第３流路Ｌ３と、第４流路Ｌ４とを有する。第１流路Ｌ１は、吸収器１から吸収液を抜き出して、液分離器２に供給する。第２流路Ｌ２は、液分離器２で分離した第１相部分を再生器３に供給する。第３流路Ｌ３は、再生器３から処理液を吸収器１に還流させる。第４流路Ｌ４は、液分離器２で分離した第２相部分を吸収器１に還流させるために第３流路Ｌ３に導入する。
　また、循環機構４は、第２流路Ｌ２及び第３流路Ｌ３に跨って配設され、液分離器２で分離した第１相部分と再生器３で酸性化合物を放出した処理液との間で熱交換する主熱交換器９を有する。この主熱交換器９としては、例えばプレート熱交換器等、周知の構成のものを用いることができる。また、主熱交換器９として、温度差が比較的小さい流体間での熱交換が可能なマイクロチャネル熱交換器を用いることで、エネルギー効率を向上できる。
　さらに、循環機構４は、第３流路Ｌ３の第４流路Ｌ４の接続点よりも下流側（吸収器１側）に配設され、通過する処理液を冷却する吸収液冷却器１０を有する。この吸収液冷却器１０としては、例えば川水等の安価な冷却水を用いた熱交換器等を用いることができる。
＜熱移送装置＞
　熱移送装置５としては、例えば熱媒の蒸発及び凝縮により熱を移動させる蒸気圧縮ヒートポンプ、磁束の変化により発熱及び吸熱する冷媒を用いて熱を移動させる磁気ヒートポンプ、ペルティエ効果を利用して熱を移動させる半導体ヒートポンプ等の公知の装置を用いることができる。
　具体的には、熱移送装置５は、液回収熱交換器ＨＸ１と、ガス回収熱交換器ＨＸ２と、出力熱交換器ＨＸ３と、熱媒圧縮機Ｃｘと、膨張弁Ｖｘと、を有する蒸気圧縮ヒートポンプとすることができる。ここで、液回収熱交換器ＨＸ１は、液分離器２よりも吸収器１側の第１流路Ｌ１に配設され、吸収器１から排出された液分離器２で分離される前の処理液から熱媒に熱を回収する。ガス回収熱交換器ＨＸ２は、酸性化合物分離後の被処理ガス、つまり吸収器１から排出される処理済ガスから熱媒に熱回収する。出力熱交換器ＨＸ３は、加熱流路８のリボイラ７の下流側に配設され、再生器３に貯留される第１相部分を含む吸収液を熱媒により加熱する。熱媒圧縮機Ｃｘは、液回収熱交換器ＨＸ１及びガス回収熱交換器ＨＸ２で熱回収した熱媒を圧縮する。膨張弁Ｖｘは、出力熱交換器ＨＸ３で熱を放出した熱媒を減圧する。
　液回収熱交換器ＨＸ１で回収される熱量は、吸収器１から流出する吸収液の温度を６０℃、液回収熱交換器ＨＸ１の出口における吸収液の温度を４５℃（最少熱交換温度差１０℃）とする。
　また、ガス回収熱交換器ＨＸ２で回収される熱量は、吸収器１に導入される被処理ガスの温度を４５℃、吸収器１から流出する被処理ガス（処理済ガス）の温度を５５℃、ガス回収熱交換器ＨＸ２の出口における被処理ガスの温度を４５℃（最少熱交換温度差１０℃）とする。
　出力熱交換器ＨＸ３が再生器３の吸収液に与えることができる熱量は、液回収熱交換器ＨＸ１による回収熱量及びガス回収熱交換器ＨＸ２による回収熱量の合計に略等しく、二酸化炭素の吸収量１ｔ当たりに換算して約１．８ＧＪ／ｔ－ＣＯ２である。
　一方、熱媒圧縮機Ｃｘが消費するエネルギー量は、二酸化炭素の吸収量１ｔ当たりに換算して約０．６ＧＪ／ｔ－ＣＯ２である。
　従って、熱移送装置５は、このガス処理システムの消費エネルギーを、従来のガス処理システムの消費エネルギーに比べて、二酸化炭素の吸収量１ｔ当たりに換算して約１．２ＧＪ／ｔ－ＣＯ２低減できる。
　熱移送装置５の液回収熱交換器ＨＸ１、ガス回収熱交換器ＨＸ２及び出力熱交換器ＨＸ３としては、例えばプレート熱交換器等、周知の構成のものを用いることができる。また、温度差が比較的小さい流体間での熱交換が可能なマイクロチャネル熱交換器を用いることで、エネルギー効率をより向上できる。
　図１のガス処理システムにおいて、液回収熱交換器ＨＸ１、ガス回収熱交換器ＨＸ２及び出力熱交換器ＨＸ３の最少熱交換温度差を３℃とした場合、このガス処理システムの従来のガス処理システムに対する消費エネルギー低減量は、酸化炭素の吸収量１ｔ当たりに換算して約１．３ＧＪ／ｔ－ＣＯ２に増大する。
＜ガス処理方法＞
　本発明に係る別の実施形態のガス処理方法は、水への溶解で酸を生じる酸性化合物の吸収により相分離する処理液を用い、酸性化合物を含む被処理ガスから酸性化合物を分離する方法であって、図１のガス処理装置を使用して実施できる。
　このガス処理方法は、吸収器１において、水への溶解で酸を生じる酸性化合物の吸収により相分離する処理液に酸性化合物を含む被処理ガスを接触させる工程と、液分離器２において、被処理ガスと接触した処理液を酸性化合物の含有率が大きい第１相部分及び酸性化合物の含有率が小さい第２相部分に分離する工程と、再生器３において、第１相部分から加熱により酸性化合物を放出する工程とを備え、第２相部分及び酸性化合物を放出した処理液を上記の接触させる工程で被処理ガスを接触させる処理液として吸収器１で再利用するガス処理方法であり、被処理ガスと接触した処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスからそれぞれ回収した熱を、第１相部分の加熱のために、熱移送装置５により移動させる工程をさらに備える。
＜利点＞
　このガス処理システム及びガス処理方法は、被処理ガスと接触した処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスから再生器３の処理液へ熱を移動させることによって、系外に廃棄される熱エネルギーを低減できる。そのため、従来よりも少ないエネルギーで被処理ガス中の酸性化合物を分離できる。
　ガス処理システムは、循環機構４が、液分離器２で分離した吸収液の第１相部分と再生器３で酸性化合物を放出した処理液との間で熱交換する主熱交換器９を有する。これにより、再生器３（リボイラ７）で第２流路Ｌ２から供給される処理液を再生器３内の温度まで加熱するために必要とされる熱エネルギーを低減できる。
　ガス処理システムは、熱移送装置５が、液回収熱交換器ＨＸ１で主熱交換器９よりも吸収器１側から熱を回収する。よって、再生器３で加熱された吸収液から比較的効率よく熱回収でき、再生器３で必要とされる熱エネルギーをさらに低減できる。
　ガス処理システムは、熱移送装置５が、液回収熱交換器ＨＸ１で液分離器２よりも吸収器１側から熱を回収する。これにより、吸収器１における反応熱を比較的効率よく再利用できるので、リボイラ７で必要とされる熱エネルギーをさらに低減できる。
［第二実施形態］
　図２のガス処理システムは、水への溶解で酸を生じる酸性化合物の吸収により相分離する処理液を用い、酸性化合物を含む被処理ガスから酸性化合物を分離するガス処理システムである。
　このガス処理システムは、吸収器１と、液分離器２と、再生器３と、循環機構４ａと、熱移送装置５とを備える。ここで、吸収器１は、処理液に被処理ガスを接触させる。液分離器２は、処理液を酸性化合物の含有率が大きい第１相部分及び酸性化合物の含有率が小さい第２相部分に分離する。再生器３は、液分離器２で分離した第１相部分から加熱により酸性化合物を放出する。循環機構４ａは、液分離器２で分離した第２相部分及び再生器３で酸性化合物を放出した処理液を吸収器１に被処理ガスを接触させる処理液として循環させる。熱移送装置５は、吸収器１から排出される処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスから再生器３の処理液へ熱を移動させる。
　ガス処理システムは、再生器３で処理液の加熱により生じる気体中の水蒸気を凝縮させて再生器３に還流する水還流機構１１と、再生器３が貯留する吸収液を加熱するリボイラ７を有する加熱流路８とをさらに備える。
　水還流機構１１は、水蒸気分離器１２と、水蒸気圧縮機１３と、凝縮器１４とを有する。水蒸気分離器１２は、再生器３から生じる気体を水蒸気と酸性化合物ガスとに分離する。水蒸気圧縮機１３は、水蒸気分離器１２で分離された水蒸気を圧縮する。凝縮器１４は、水蒸気圧縮機１３で圧縮された水蒸気を再生器３（加熱流路８）の処理液とで熱交換させて再生器３に還流する。
　加えて、ガス処理システムは、再生器３で放出され、水蒸気分離器１２で分離された酸性化合物のガスを圧縮するガス圧縮器１５と、酸性化合物のガスの膨張力を回転エネルギーに変換する膨張器１６とをさらに備える。
　図２のガス処理システムにおける吸収器１、液分離器２、再生器３、熱移送装置５及びリボイラ７の構成は、図１のガス処理システムにおける吸収器１、液分離器２、再生器３、熱移送装置５及びリボイラ７の構成と同様である。このため、図２のガス処理システムの説明において、図１のガス処理システムと同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。また、図２のガス処理システムにおける酸性化合物、吸収液及び被処理ガスは、図１のガス処理システムにおける酸性化合物、吸収液及び被処理ガスと同様にすることができる。
＜循環機構＞
　このガス処理システムにおいて、循環機構４ａは、第１流路Ｌ１と、第２流路Ｌ２と、第３流路Ｌ３と、第４流路Ｌ４とを有する。第１流路Ｌ１は、吸収器１から吸収液を抜き出して、液分離器２に供給する。第２流路Ｌ２は、液分離器２で分離した第１相部分を再生器３に供給する。第３流路Ｌ３は、再生器３から処理液を吸収器１に還流させる。第４流路Ｌ４は、液分離器２で分離した第２相部分を吸収器１に還流させるために第３流路Ｌ３に導入する。
　また、循環機構４ａは、第２流路Ｌ２及び第３流路Ｌ３に跨って配設され、液分離器２で分離した第１相部分と再生器３で酸性化合物を放出した処理液との間で熱交換する。これと共に、循環機構４ａは、液分離器２で分離した第１相部分とガス圧縮器１５で圧縮された酸性化合物ガスとの間でも熱交換させる３流体熱交換器である主熱交換器９ａを有する。
　さらに、循環機構４ａは、第３流路Ｌ３の第４流路Ｌ４の接続点よりも下流側（吸収器１側）に配設され、通過する処理液を冷却する吸収液冷却器１０を有する。
（水蒸気分離器）
　水蒸気分離器１２は、再生器３で生じる気体を断熱膨張させることにより気体中の水蒸気を凝縮させて水と酸性化合物とを分離する。続いて、水蒸気分離器１２は、分離した水と酸性化合物とをそれぞれ断熱膨張により生じた熱により加熱する。これにより、一旦凝縮した水は、再度蒸発して水蒸気になる。
（水蒸気圧縮機）
　水蒸気圧縮機１３は、水蒸気分離器１２において圧力が低下した水蒸気を圧縮して、再生器３に還流可能な圧力まで加圧する。水蒸気圧縮機１３で断熱圧縮された水蒸気は、再生器３の内部の吸収液よりも高温となる。
（凝縮器）
　凝縮器１４は、水蒸気圧縮機１３で断熱圧縮された水蒸気の顕熱及び潜熱を加熱流路８の吸収液に受け渡すことによって凝縮させる凝縮器であり、これにより水蒸気は、再生器３に還流可能な圧力を有する液体となる。
　ガス処理システムは、再生器３から放出される酸性化合物のガスが有する熱エネルギーを、主熱交換器９ａにおいて吸収液の第１相部分の加熱に用い、さらに膨張器１６においてガス圧縮器１５等で使用できる動力エネルギーとして回収する。
＜利点＞
　ガス処理システムは、水蒸気分離器１２、水蒸気圧縮機１３及び凝縮器１４を有する水還流機構を備えることによって、再生器３で処理液の加熱により生じる水蒸気の熱エネルギーの多くを再生器３に還流させることができる。従って、ガス処理システムは、より少ないエネルギーで酸性化合物ガスを分離できる。
　また、ガス処理システムは、主熱交換器９ａが３流体熱交換器であり、放出される酸性化合物のガスからも第２流路Ｌ２を介して再生器３に供給される吸収液に熱回収を行うことができる。これにより、消費エネルギーをより低減できる。
［第三実施形態］
　図３のガス処理システムは、水への溶解で酸を生じる酸性化合物の吸収により相分離する処理液を用い、酸性化合物を含む被処理ガスから酸性化合物を分離するガス処理システムである。
　ガス処理システムは、吸収器１と、液分離器２と、再生器３と、循環機構４ａと、熱移送装置５ａとを備える。ここで、吸収器１は、処理液に被処理ガスを接触させる。液分離器２は、処理液を酸性化合物の含有率が大きい第１相部分及び酸性化合物の含有率が小さい第２相部分に分離する。再生器３は、液分離器２で分離した第１相部分から加熱により酸性化合物を放出する。循環機構４ａは、液分離器２で分離した第２相部分及び再生器３で酸性化合物を放出した処理液を吸収器１に被処理ガスを接触させる処理液として循環させる。熱移送装置５ａは、吸収器１から排出される処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスから再生器３の処理液へ熱を移動させる。
　ガス処理システムは、再生器３で処理液の加熱により生じる気体中の水蒸気を凝縮させて再生器３に還流する水還流機構１１と、再生器３が貯留する吸収液を加熱するリボイラ７を有する加熱流路８とをさらに備える。
　水還流機構１１は、水蒸気分離器１２と、水蒸気圧縮機１３と、凝縮器１４とを有する。ここで、水蒸気分離器１２は、再生器３から生じる気体を水蒸気と酸性化合物ガスとに分離する。水蒸気圧縮機１３は、水蒸気分離器１２で分離された水蒸気を圧縮する。凝縮器１４は、水蒸気圧縮機１３で圧縮された水蒸気を再生器３（加熱流路８）の処理液とで熱交換させて再生器３に還流する。
　加えて、ガス処理システムは、再生器３で放出され、水蒸気分離器１２で分離された酸性化合物のガスを圧縮するガス圧縮器１５と、酸性化合物のガスの膨張力を回転エネルギーに変換する膨張器１６とをさらに備える。
　図３のガス処理システムにおける吸収器１、液分離器２、再生器３、循環機構４ａ、リボイラ７、水還流機構１１、ガス圧縮器１５及び膨張器１６の構成は、図２のガス処理システムにおける吸収器１、液分離器２、再生器３、循環機構４ａ、リボイラ７、水還流機構１１、ガス圧縮器１５及び膨張器１６の構成と同様である。このため、図３のガス処理システムの説明において、図２のガス処理システムと同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。また、図３のガス処理システムにおける酸性化合物、吸収液及び被処理ガスは、図２のガス処理システムにおける酸性化合物、吸収液及び被処理ガスと同様にすることができる。
＜熱移送装置＞
　図３のガス処理システムにおいて、熱移送装置５ａは、第１液回収熱交換器ＨＸ４と、第２液回収熱交換器ＨＸ５と、ガス回収熱交換器ＨＸ２と、出力熱交換器ＨＸ３と、熱媒圧縮機Ｃｘと、膨張弁Ｖｘとを有するものにできる。ここで、第１液回収熱交換器ＨＸ４は、液分離器２よりも再生器３側であって、第２流路Ｌ２の主熱交換器９ａよりも吸収器１側に配設され、液分離器２で分離した処理液の第１相部分から熱媒に熱を回収する。第２液回収熱交換器ＨＸ５は、液分離器２の下流側の第４流路Ｌ４に配設され、液分離器２で分離した処理液の第２相部分から熱媒に熱を回収する。ガス回収熱交換器ＨＸ２は、酸性化合物分離後の被処理ガスから熱媒に熱回収する。出力熱交換器ＨＸ３は、加熱流路８に配設され、再生器３に貯留される第１相部分を含む吸収液を熱媒により加熱する。熱媒圧縮機Ｃｘは、第１液回収熱交換器ＨＸ４及び第２液回収熱交換器ＨＸ５で熱回収した熱媒を圧縮する。膨張弁Ｖｘは、出力熱交換器ＨＸ３で熱を放出した熱媒を減圧する。
　図３のガス処理システムにおいて、第１液回収熱交換器ＨＸ４及び第２液回収熱交換器ＨＸ５で回収できる計熱量は、図３のガス処理システムの液回収熱交換器ＨＸ１による回収熱量と略等しい。このため、図３のガス処理システムの消費エネルギーは、図４のガス処理システムの消費エネルギーと同様である。
［第四実施形態］
　図４のガス処理システムは、水への溶解で酸を生じる酸性化合物の吸収により相分離する処理液を用い、酸性化合物を含む被処理ガスから酸性化合物を分離するガス処理システムである。
　このガス処理システムは、吸収器１と、液分離器２と、再生器３と、循環機構４ｂと、熱移送装置５ｂと、を備える。ここで、吸収器１は、処理液に被処理ガスを接触させる。液分離器２は、処理液を酸性化合物の含有率が大きい第１相部分及び酸性化合物の含有率が小さい第２相部分に分離する。再生器３は、液分離器２で分離した第１相部分から加熱により酸性化合物を放出する。循環機構４ｂは、液分離器２で分離した第２相部分及び再生器３で酸性化合物を放出した処理液を吸収器１に被処理ガスを接触させる処理液として循環させる。熱移送装置５ｂは、吸収器１から排出される処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスから再生器３の処理液へ熱を移動させる。
　ガス処理システムは、再生器３で処理液の加熱により生じる気体中の水蒸気を凝縮させて再生器３に還流する水還流機構１１と、再生器３が貯留する吸収液を加熱するリボイラ７を有する加熱流路８とをさらに備える。
　水還流機構１１は、再生器３から生じる気体を水蒸気と酸性化合物ガスとに分離する水蒸気分離器１２と、水蒸気分離器１２で分離された水蒸気を圧縮する水蒸気圧縮機１３と、水蒸気圧縮機１３で圧縮された水蒸気を再生器３（加熱流路８）の処理液とで熱交換させて再生器３に還流する凝縮器１４とを有する。
　加えて、ガス処理システムは、再生器３で放出され、水蒸気分離器１２で分離された酸性化合物のガスを圧縮するガス圧縮器１５と、酸性化合物のガスの膨張力を回転エネルギーに変換する膨張器１６とをさらに備える。
　図４のガス処理システムにおける吸収器１、液分離器２、再生器３、リボイラ７、水還流機構１１、ガス圧縮器１５及び膨張器１６の構成は、図２のガス処理システムにおける吸収器１、液分離器２、再生器３、リボイラ７、水還流機構１１、ガス圧縮器１５及び膨張器１６の構成と同様である。このため、図４のガス処理システムの説明において、図２のガス処理システムと同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。また、図４のガス処理システムにおける酸性化合物、吸収液及び被処理ガスは、図２のガス処理システムにおける酸性化合物、吸収液及び被処理ガスと同様にすることができる。
＜循環機構＞
　このガス処理システムにおいて、循環機構４ｂは、第１流路Ｌ１と、第２流路Ｌ２と、第３流路Ｌ３と、第４流路Ｌ４とを有する。ここで、第１流路Ｌ１は、吸収器１から吸収液を抜き出して、液分離器２に供給する。第２流路Ｌ２は、液分離器２で分離した第１相部分を再生器３に供給する。第３流路Ｌ３は、再生器３から処理液を吸収器１に還流させる。第４流路Ｌ４は、液分離器２で分離した第２相部分を吸収器１に還流させるために第３流路Ｌ３に導入する。
　また、循環機構４ｂは、第１流路Ｌ１及び第３流路Ｌ３に跨って配設され、吸収器１から排出される処理液と再生器３で酸性化合物を放出した処理液との間で熱交換する。これと共に、循環機構４ｂは、吸収器１から排出される処理液とガス圧縮器１５で圧縮された酸性化合物ガスとの間でも熱交換させる３流体熱交換器である主熱交換器９ａを有する。
　さらに、循環機構４ｂは、第３流路Ｌ３の第４流路Ｌ４の接続点よりも下流側（吸収器１側）に配設され、通過する処理液を冷却する吸収液冷却器１０を有する。
＜熱移送装置＞
　熱移送装置５ｂは、液回収熱交換器ＨＸ６と、ガス回収熱交換器ＨＸ２と、出力熱交換器ＨＸ３と、熱媒圧縮機Ｃｘと、膨張弁Ｖｘとを有するものにできる。ここで、液回収熱交換器ＨＸ６は、第１流路Ｌ１の主熱交換器９ａよりも吸収器１側に配設され、吸収器１から排出される吸収液から熱媒に熱回収する。ガス回収熱交換器ＨＸ２は、酸性化合物分離後の被処理ガスから熱媒に熱回収する。出力熱交換器ＨＸ３は、加熱流路８に配設され、再生器３に貯留される第１相部分を含む吸収液を熱媒により加熱する。熱媒圧縮機Ｃｘは、液回収熱交換器ＨＸ６及びガス回収熱交換器ＨＸ２で熱回収した熱媒を圧縮する。膨張弁Ｖｘは、出力熱交換器ＨＸ３で熱を放出した熱媒を減圧する。
　図４のガス処理システムにおいて、液回収熱交換器ＨＸ６で回収できる熱量は、図１のガス処理システムの液回収熱交換器ＨＸ１による回収熱量と略等しい。
［第五実施形態］
　図５のガス処理システムは、水への溶解で酸を生じる酸性化合物の吸収により相分離する処理液を用い、酸性化合物を含む被処理ガスから酸性化合物を分離するガス処理システムである。
　このガス処理システムは、吸収器１と、液分離器２と、再生器３と、循環機構４ｂと、熱移送装置５ｃと、を備える。吸収器１は、処理液に被処理ガスを接触させる。液分離器２は、処理液を酸性化合物の含有率が大きい第１相部分及び酸性化合物の含有率が小さい第２相部分に分離する。再生器３は、液分離器２で分離した第１相部分から加熱により酸性化合物を放出する。循環機構４ｂは、液分離器２で分離した第２相部分及び再生器３で酸性化合物を放出した処理液を吸収器１に被処理ガスを接触させる処理液として循環させる。熱移送装置５ｃは、吸収器１から排出される処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスから再生器３の処理液へ熱を移動させる。
　ガス処理システムは、再生器３で処理液の加熱により生じる気体中の水蒸気を凝縮させて再生器３に還流する水還流機構１１と、再生器３が貯留する吸収液を加熱するリボイラ７を有する加熱流路８とをさらに備える。
　水還流機構１１は、再生器３から生じる気体を水蒸気と酸性化合物ガスとに分離する水蒸気分離器１２と、水蒸気分離器１２で分離された水蒸気を圧縮する水蒸気圧縮機１３と、水蒸気圧縮機１３で圧縮された水蒸気を再生器３（加熱流路８）の処理液とで熱交換させて再生器３に還流する凝縮器１４とを有する。
　加えて、ガス処理システムは、再生器３で放出され、水蒸気分離器１２で分離された酸性化合物のガスを圧縮するガス圧縮器１５と、酸性化合物のガスの膨張力を回転エネルギーに変換する膨張器１６とをさらに備える。
　図５のガス処理システムにおける吸収器１、液分離器２、再生器３、循環機構４ｂ、リボイラ７、水還流機構１１、ガス圧縮器１５及び膨張器１６の構成は、図４のガス処理システムにおける吸収器１、液分離器２、再生器３、循環機構４ｂ、リボイラ７、水還流機構１１、ガス圧縮器１５及び膨張器１６の構成と同様である。このため、図５のガス処理システムの説明において、図４のガス処理システムと同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。また、図５のガス処理システムにおける酸性化合物、吸収液及び被処理ガスは、図２のガス処理システムにおける酸性化合物、吸収液及び被処理ガスと同様にすることができる。
＜熱移送装置＞
　熱移送装置５ｃは、第１液回収熱交換器ＨＸ７と、第２液回収熱交換器ＨＸ８と、ガス回収熱交換器ＨＸ２と、出力熱交換器ＨＸ３と、熱媒圧縮機Ｃｘと、膨張弁Ｖｘとを有するものにできる。ここで、第１液回収熱交換器ＨＸ７は、第３流路Ｌ３の主熱交換器９ａよりも吸収器１側に配設され、吸収液から熱媒に熱回収する。第２液回収熱交換器ＨＸ８は、第４流路Ｌ４に配設され、液分離器２で分離した吸収液の第２相部分から熱回収する。ガス回収熱交換器ＨＸ２は、酸性化合物分離後の被処理ガスから熱媒に熱回収する。出力熱交換器ＨＸ３は、加熱流路８に配設され、再生器３に貯留される第１相部分を含む吸収液を熱媒により加熱する。熱媒圧縮機Ｃｘは、第１液回収熱交換器ＨＸ７、第２液回収熱交換器ＨＸ８及びガス回収熱交換器ＨＸ２で熱回収した熱媒を圧縮する。膨張弁Ｖｘは、出力熱交換器ＨＸ３で熱を放出した熱媒を減圧する。
［その他の実施形態］
　前述した記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、各実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
　ガス処理システムは、吸収器から排出される処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスから再生器の処理液へ熱を移動させる熱移送装置を有するものであればよい。この熱移送装置による熱回収に、再生器から放出される酸性化合物のガスや水蒸気からの熱回収を組合せることは任意である。
　また、ガス処理システムは、複数の熱移送装置を有してもよく、吸収器から排出される処理液から熱回収する熱移送装置と酸性化合物分離後の被処理ガスから熱回収する熱移送装置とを備えるものであってもよい。
　また、ガス処理システムにおいて、熱移送装置の出力熱交換器とリボイラや凝縮器との配置は任意であり、直列ではなく並列に配設してもよい。また、出力熱交換器とリボイラや凝縮器は、再生器の内部に設けられてもよい。
　また、ガス処理システムは、熱移送装置によって熱回収した後の被処理ガスに残留する熱エネルギーを動力に変換して回収する膨張器をさらに有してもよい。
　本発明のガス処理システムは、各種のガスからの酸性化合物の分離、特にガスからの二酸化炭素の分離に好適に利用できる。
　本出願は２０１５年８月２１日出願の日本国特許出願（特願２０１５－１６３８６７）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１　吸収器
２　液分離器
３　再生器
４，４ａ，４ｂ　循環機構
５，５ａ，５ｂ，５ｃ　熱移送装置
６　コンデンサ
７　リボイラ
８　加熱流路
９，９ａ　主熱交換器
１０　吸収液冷却器
１１　水還流機構
１２　水蒸気分離器
１３　水蒸気圧縮機
１４　凝縮器
１５　ガス圧縮器
１６　膨張器
Ｌ１　第１流路
Ｌ２　第２流路
Ｌ３　第３流路
Ｌ４　第４流路
ＨＸ１，ＨＸ４，ＨＸ５，ＨＸ６，ＨＸ７，ＨＸ８　液回収熱交換器
ＨＸ２　ガス回収熱交換器
ＨＸ３　出力熱交換器
Ｃｘ　熱媒圧縮機
Ｖｘ　膨張弁

Claims (8)

  1. 　水への溶解で酸を生じる酸性化合物の吸収により相分離する処理液を用い、前記酸性化合物を含む被処理ガスから前記酸性化合物を分離するガス処理システムであって、
    　前記処理液に被処理ガスを接触させる吸収器と、
    　前記被処理ガスと接触した処理液を前記酸性化合物の含有率が大きい第１相部分及び前記酸性化合物の含有率が小さい第２相部分に分離する液分離器と、
    　前記液分離器で分離した前記第１相部分を加熱して、前記第１相部分から前記酸性化合物を放出させる再生器と、
    　前記液分離器で分離した前記第２相部分及び前記再生器で前記酸性化合物を放出した処理液を、前記吸収器に被処理ガスを接触させる処理液として循環する循環機構と、
    　前記吸収器から排出される処理液及び酸性化合物分離後の被処理ガスから、前記再生器の処理液へ熱を移動させる熱移送装置と
    を備えることを特徴とするガス処理システム。
  2. 　前記再生器の処理液の加熱により生じる気体を水蒸気と酸性化合物ガスとに分離する蒸気分離器と、前記蒸気分離器で分離された水蒸気を圧縮する水蒸気圧縮機と、この水蒸気圧縮機で圧縮された水蒸気を前記再生器の処理液と熱交換させる凝縮器とを有し、前記凝縮器で凝縮した水を前記再生器に還流する水還流機構をさらに備える請求項１に記載のガス処理システム。
  3. 　前記循環機構が、前記液分離器で分離した前記第１相部分と前記再生器で前記酸性化合物を放出した処理液との間で熱交換する熱交換器を有する請求項１に記載のガス処理システム。
  4. 　前記循環機構が、前記液分離器で分離した前記第１相部分と前記再生器で前記酸性化合物を放出した処理液との間で熱交換する熱交換器を有する請求項２に記載のガス処理システム。
  5. 　前記再生器で放出された前記酸性化合物のガスを圧縮するガス圧縮器をさらに備え、
    　前記熱交換器が、前記吸収器から排出される処理液と、前記液分離器で分離した前記第１相部分とを、前記ガス圧縮器で圧縮された酸性化合物ガスと熱交換させる３流体熱交換器である請求項３又は請求項４に記載のガス処理システム。
  6. 　前記熱移送装置が、前記液分離器で分離する前の吸収液から熱を移動させる請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガス処理システム。
  7. 　前記熱移送装置が、前記液分離器で分離した前記第１相部分及び前記第２相部分から熱を移動させる請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガス処理システム。
  8. 　水への溶解で酸を生じる酸性化合物の吸収により相分離する処理液に、前記酸性化合物を含む被処理ガスを接触させる工程と、
    　前記被処理ガスと接触した処理液を、前記酸性化合物の含有率が大きい第１相部分及び前記酸性化合物の含有率が小さい第２相部分に分離する工程と、
    　前記第１相部分を加熱して、前記第１相部分から前記酸性化合物を放出させる工程と
    を備え、
    　前記第２相部分及び前記酸性化合物を放出した処理液を、前記接触させる工程で前記被処理ガスを接触させる処理液として再利用するガス処理方法であって、
    　前記被処理ガスと接触した処理液及び前記酸性化合物分離後の被処理ガスからそれぞれ回収した熱を、前記第１相部分の加熱のために熱移送装置により移動させる工程をさらに備えることを特徴とするガス処理方法。
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