WO2019168180A1 - Co2回収装置及びco2回収方法 - Google Patents
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Definitions
- the rich solution 19 released to the inside from the side surface upper part 20a side of the absorption liquid regeneration tower 20 generates an endothermic reaction by the water vapor supplied from the bottom part 20b side, and desorbs and releases most of the CO 2 .
- the CO 2 absorbent that has released a part or most of CO 2 in the absorbent regeneration tower 20 is called a semi-lean solution.
- This semi-lean solution becomes the lean solution 17 of the CO 2 absorbent from which almost all CO 2 has been removed by the time it reaches the bottom 20b of the absorbent regeneration tower 20.
- a part of this lean solution 17 is heated by a reboiler 26 with saturated steam 26 a, and steam for desorbing CO 2 is supplied into the absorbing liquid regeneration tower 20.
- the recovery rate can be further improved by using the compressor condensate 43 compressed by a compressor with zero or very little CO 2 absorbent remaining.
- Table 1 shows an example of an annual schedule for recovering CO 2 in exhaust gas using a CO 2 recovery device, but the present invention is not limited to this.
- the reclaimer operation twice a year will be described as an example.
- a part of the lean solution 17 is extracted as the lean extract 17a to the reclaiming apparatus 50 for 1 to 4 weeks in June and December, and the reclaimer operation is performed.
- FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration of the CO 2 recovery device according to the second embodiment.
- symbol is attached
- CO 2 recovery apparatus 10B according to this embodiment is interposed a flash drum 60 to the third compressor condensate line L 33.
- the flash drum 60 removes the CO 2 gas in the condenser compressed water 43, prevents the introduction of gas components in the reclaimer operation, and improves the recovery efficiency of the CO 2 absorbent.
- a compressor condensate 43 is separated by the compressor condensate line L 30 from condensate drum 44, as a system outside the supply water 43B as water to be used in the system out of the system aspect Will be described.
- the extra-system supply water 43B used outside the system is used by the system utility.
- the supply water for the steam for the saturated steam 27 supplied to the reboiler 26 and the makeup water for the cooling water used in the cooling tower are used. Used as When used outside the system, it is necessary to reduce the discharge amount from the amount of moisture brought into the exhaust gas 11 introduced into the absorption tower 18.
- a liquid level meter L is installed in the bottom liquid reservoir of the bottom 18a of the absorption tower 18 to monitor the liquid level. Thereby, the liquid level in a bottom part liquid reservoir part can be maintained appropriately. As a result, the amount of water taken from the outside can be reduced in the CO 2 recovery device.
- the water content in the exhaust gas 11 introduced into the absorption tower 18 is 7.3 Vol% and the inlet gas temperature (t 1 ) is 40 ° C.
- the water is discharged from the tower top 18 b of the absorption tower 18.
- the outlet gas temperature (t 2 ) of the exhaust gas 11A is 38 ° C., water of 0.8 Vol% of the exhaust gas is obtained.
- the water content in the exhaust gas 11 introduced into the absorption tower 18 is 7.3 Vol%, and the inlet gas temperature (t 1 ) is 40 ° C., the outlet gas temperature (t 2 ) of the exhaust gas 11A discharged from the tower top 18b of the absorption tower 18 is 41 ° C., and the moisture content of the exhaust gas 11A on the outlet side is
- the amount of water in the exhaust gas 11 to be introduced is kept constant so as to be constant.
- temperature and the amount of moisture are examples, and this invention is not limited to this.
- the extra-system supply water 43B for example, it can be used as an alternative or a part of makeup water for utility equipment which is a peripheral device.
- a removal device such as an ion exchange resin is installed.
- the CO 2 absorbent contained in a very small amount in the condenser compressed water 43 can be removed.
Abstract
Description
この圧縮機凝縮水を、システム系内の吸収液再生(リクレーマ)処理のリクレーミング水として利用する場合には、圧縮機凝縮水中にCO2吸収液成分がほとんど含まれていないので、リクレーマ処理の際のリクレーミング残渣中のCO2吸収液成分の回収効率が向上する。また圧縮機凝縮水を、システム系内のポンプ設備で利用する場合には、不純物が含まれていないので、ポンプシール水として好適に用いることができる。
図1に示すように、実施例1に係るCO2回収装置10Aは、例えばボイラやガスタービン等から排出されたCO2を含有する排ガス11を冷却水15によって冷却する排ガス冷却塔(以下、「冷却塔」ともいう。)16と、冷却されたCO2を含有する排ガス11とCO2を吸収するCO2吸収液(以下、「吸収液」ともいう。)17と、を接触させて排ガス11中からCO2を除去するCO2回収部18Aを有するCO2吸収塔(以下、「吸収塔」ともいう。)18と、CO2を吸収したCO2吸収液(以下、「リッチ溶液」ともいう。)19からCO2を放出させてCO2吸収液17を再生する吸収液再生塔(以下、「再生塔」ともいう。)20と、を有する。そして、このCO2回収装置10Aでは、吸収液再生塔20でCO2を除去した再生CO2吸収液(以下、「リーン溶液」ともいう。)17はCO2吸収塔18に送られ、CO2吸収液として循環再利用する。
以下、本実施例1では、凝縮水ドラム44からの圧縮機凝縮水ラインL30で分離される圧縮機凝縮水43を、システム系内で利用される水としての系内供給水43Aとして利用する態様について説明する。
システム系内で利用する水は、CO2回収装置10Aのシステム系内の水バランスを考慮する必要がある。系内供給水43Aを利用する場合には、第2開閉弁V2、第3~第9開閉弁V3~V9を閉鎖する。そして、系内供給水43Aを、吸収塔18の洗浄部18Bを循環する洗浄水循環ラインL7に、第1圧縮機凝縮水ラインL31の端部を接続する。そして、系内供給水43Aと洗浄水21とを合流させて、洗浄水21中の水分割合を増加し、洗浄水21中の吸収剤濃度を下げるようにしている。
ところで、CO2回収運転を連続運転していくと、CO2吸収液中の不純物の存在割合が増加する。この劣化物を除去するためのCO2吸収液再生運転(リクレーマ操作)を定期的に行うことが必要となる。このリクレーマ運転操作は、CO2回収運転と併用して行うことができる。このリクレーマ運転操作を行う際に、凝縮器圧縮水43をリクレーミング水として利用する。
図2に示すように、系内供給水43Aをリクレーマ操作のリクレーミング水として利用する場合には、第1、第2及び第9開閉弁V1、V2、V9を閉鎖し、第3開閉弁V3を開放し、第3圧縮機凝縮水ラインL33によりリクレーマ51内に圧縮機凝縮水43をリクレーマ水として導入する。また、第4開閉弁V4を開放してリクレーマ51の内部にリーン抜出液17aを供給すると共に、第5開閉弁V5を開放してリクレーマ51の内部にアルカリ剤52aをアルカリ剤供給部52から供給し、第6開閉弁V6を開放してリクレーマ51の内部に還流水31aを供給し、蒸気供給ラインL15に飽和水蒸気56を通すことで、供給されたリーン抜出液17a及び供給水(圧縮機凝縮水43及び還流水31a)を、例えば120~150℃に非接触で熱交換して加熱する。すると、リーン抜出液17aに含有されている不揮発性物質である劣化物が、アルカリ剤52aとの塩を生成して吸収剤と分離され、リクレーマ残渣54が濃縮される。
この回収操作は、CO2吸収液を構成するCO2吸収剤を回収する初期回収操作(回収初期)と、CO2吸収液を構成するCO2吸収剤を仕上げ回収する後期回収操作(回収後期)とに分けられる。
回収初期は、リクレーマ51への供給水として、還流水31aと圧縮機凝縮水43とが用いられる。
図3に示すように、供給水43Aをリクレーマ操作の回収初期のリクレーミング水として利用する場合には、第1、第2、第4及び第9開閉弁V1、V2、V4、V9を閉鎖し、第3開閉弁V3及び第7開閉弁V7を開放したままで、系内供給水43A及び還流水31aをリクレーマ51内に圧縮機凝縮水43として導入し、残渣液中の残存するCO2吸収剤を回収蒸気53に同伴させて、回収する。
回収後期は、リクレーマ51への供給水として、圧縮機凝縮水43のみを用いる。
図4に示すように、リクレーマ操作の回収後期のリクレーミング水として利用する場合には、図3の場合からさらに第6開閉弁V6を閉鎖し、還流水31aの供給を停止し、リクレーマ51内に圧縮機凝縮水43のみを導入し、リクレーマ残渣水中にごく微量残存するCO2吸収剤を回収蒸気53に同伴させて、回収する。
CO2吸収剤の回収が終了した後は、図5に示すように、図4の場合からさらに第3開閉弁V3を閉鎖し、圧縮機凝縮水43のリクレーマ51への供給を停止すると共に、第4圧縮機凝縮水ラインL34の第9開閉弁V9を開放し、還流水ドラム30に圧縮機凝縮水43を系内供給水として供給し、水バランスを保持するようにしている。そして、残渣排出ラインL14の第8開閉弁V8を開放すると共に図示しない残渣排出ポンプを稼働することで、リクレーマ残渣54がリクレーマ51の外部に排出される。
システム系外で利用する場合には、吸収塔18に導入される排ガス11中の水分の持ち込み量より、排出量を少なくする必要がある。
11 CO2を含有する排ガス
16 排ガス冷却塔
17 CO2吸収液
18 CO2回収部
20 吸収液再生塔
Claims (8)
- CO2を含有する排ガスとCO2吸収液とを接触させて、前記排ガスからCO2を除去するCO2吸収塔と、
CO2を吸収したリッチ溶液からCO2を分離して、リーン溶液として前記CO2吸収液を再生する吸収液再生塔と、
前記吸収液再生塔の塔頂部から排出されるCO2同伴ガスを排出するガス排出ラインと、
前記ガス排出ラインに設けられ、前記CO2同伴ガス中の水分を還流水として分離する還流水ドラムと、
前記還流水ドラムで分離したCO2ガスを排出する分離ガス排出ラインと、
前記分離ガス排出ラインに設けられ、分離したCO2ガスを圧縮する圧縮機と、
前記分離ガス排出ラインに設けられ、分離したCO2ガス中の水分を圧縮機凝縮水として分離する凝縮水ドラムと、
前記凝縮水ドラムに接続され、前記凝縮水ドラムから分離した前記圧縮機凝縮水を、系内供給水又は系外供給水として供給する圧縮機凝縮水ラインと、を具備することを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項1において、
前記系内供給水が、前記CO2吸収塔の洗浄部の洗浄水、ポンプシール水又はリクレーミング装置へのリクレーミング水のいずれかであることを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項1において、
前記圧縮機凝縮水ラインの端部が、前記CO2吸収液を再生するリクレーミング装置に接続されていると共に、
前記リクレーミング装置は、
前記吸収液再生塔で再生された前記リーン溶液の一部を分抜する分岐ラインと、
抜出したリーン抜出液を導入して貯留するリクレーマと、
前記リクレーマ内部にアルカリ剤をアルカリ供給ラインにより供給するアルカリ剤供給部と、
前記リクレーマ内部に還流水を供給する還流水供給ラインと、
前記リクレーマから排出する回収蒸気を前記吸収液再生塔の底部側に導入する回収蒸気排出ラインと、
前記リクレーマ内部を加熱する加熱部と、を備えることを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項3において、
前記リクレーミング装置でリクレーマ操作を実施する際、
前記CO2吸収液の再生が完了した後、
前記リーン溶液の一部を分抜する前記分岐ラインのラインを閉鎖し、前記リクレーマ内への前記リーン抜出液の導入を停止し、前記CO2吸収液を構成するCO2吸収剤を回収する初期回収操作と、
前記還流水を供給する前記還流水供給ラインのラインを閉鎖し、前記リクレーマ内への前記還流水の導入を停止し、前記CO2吸収液を構成するCO2吸収剤を仕上げ回収する後期回収操作と、を実施することを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項3において、
前記リクレーミング装置に導入する前記圧縮機凝縮水中のガスを分離するフラッシュドラムを備えることを特徴とするCO2回収装置。 - 請求項1において、
前記圧縮機凝縮水を、前記系外供給水として利用する際、
前記CO2吸収塔へ導入される排ガスの温度を計測する入口温度計と、
前記CO2吸収塔から排出される前記排出ガスの温度を計測する出口温度計と、を備え、
前記排出ガスの出口温度を排ガスの入口温度よりも下げて運転することを特徴とするCO2回収装置。 - CO2を含有する排ガスとCO2吸収液とを接触させて、前記排ガスからCO2を除去するCO2吸収塔と、CO2を吸収したCO2吸収液であるリッチ溶液からCO2を分離してCO2吸収液をリーン溶液として再生する吸収液再生塔とを用い、前記吸収液再生塔でCO2が除去されたCO2吸収液を前記CO2吸収塔で循環再利用するCO2回収方法であって、
前記吸収液再生塔の塔頂部から排出されるCO2同伴ガス中の水分を還流水として分離する工程と、
還流水ドラムで分離したCO2ガスを圧縮する圧縮工程と、
圧縮されたCO2ガス中の水分を圧縮機凝縮水として分離する工程と、を有し、
前記圧縮機凝縮水を、系内供給水又は系外供給水として利用することを特徴とするCO2回収方法。 - 請求項7において、
リクレーミング装置で還流水と前記圧縮機凝縮水とを用いて前記CO2吸収液のリクレーマ操作を実施する際、
前記CO2吸収液の再生が完了した後、
前記リーン溶液の一部のリーン抜出液の前記リクレーミング装置への導入を停止し、前記CO2吸収液を構成するCO2吸収剤を回収する初期回収操作と、
前記還流水の前記リクレーミング装置への導入を停止し、前記圧縮機凝縮水で前記CO2吸収液を構成するCO2吸収剤を仕上げ回収する後期回収操作と、を実施することを特徴とするCO2回収方法。
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