WO2021199705A1 - デミスタ、吸収液吸収塔及びデミスタの製造方法 - Google Patents

デミスタ、吸収液吸収塔及びデミスタの製造方法 Download PDF

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demister
demista
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gas
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裕一 由井
奥田　晃久
英紀 栗木
真也 岸本
啓介 岩倉
健康 垂水
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a demista for removing mist in a gas, an absorption liquid absorption tower, and a method for manufacturing the demista.
  • CO 2 absorption tower (hereinafter, simply referred to as "absorption column”.) Contacting the flue gas and the CO 2 absorbing solution in the If, absorbent regenerator for regeneration of CO 2 absorbent that has absorbed CO 2 (hereinafter, simply referred to as “regeneration tower”.) was heated in again to play the CO 2 absorbing solution with dissipating CO 2 CO 2 Various CO 2 recovery devices having a step of circulating in an absorption tower and reusing them have been proposed.
  • a CO 2 absorbing solution containing an absorbent such as alkanolamine is used for countercurrent contact, and CO 2 in the exhaust gas is absorbed by the CO 2 absorbing solution by a chemical reaction (exothermic reaction), and CO The exhaust gas from which 2 has been removed is released to the outside of the system.
  • CO 2 absorbent that has absorbed CO 2 is referred to as rich solution.
  • This rich solution is boosted by a pump, and is heated in a heat exchanger by a high-temperature CO 2 absorbent (lean solution) in which CO 2 is dissipated and regenerated in the regeneration tower, and is supplied to the regeneration tower.
  • a demister that collects mist is arranged at the outlet of the absorption tower in order to prevent the CO 2 absorbing liquid from being discharged to the outside of the system (see, for example, Patent Document 1).
  • the demista is placed at the outlet of the absorption tower through which the gas containing mist flows and the outlet of the regeneration tower. Since the demista is placed in the gas flow path to collect the mist, it becomes a resistance to the gas flow. Therefore, a pressure loss is generated. If the pressure loss of the demister is large, the overall efficiency of the device will decrease. Further, if mist stays in the demista, it causes an increase in pressure loss.
  • the present disclosure for solving the above-mentioned problems is a demister that collects mist containing a CO 2 absorbent, and a plurality of linear structures whose first direction is the axial direction are arranged in the first direction.
  • a first layer arranged in parallel in a second direction orthogonal to each other and a plurality of linear structures having an axial direction different from the first direction are arranged in parallel in a direction orthogonal to the axial direction.
  • the second layer and a plurality of laminated bodies including the second layer are in a demister in which the first direction and the direction orthogonal to the second direction are laminated.
  • the present disclosure for solving the above-mentioned problems is an absorption liquid absorption tower, which is an absorption tower main body to which a gas containing CO 2 is supplied, and an absorption liquid supply unit for supplying an absorption liquid to the absorption tower main body.
  • the demister described above which is arranged downstream of the absorption liquid supply position of the absorption liquid supply portion of the absorption tower main body in the gas flow direction and collects mist containing the absorption liquid containing CO 2. And.
  • the present disclosure for solving the above-mentioned problems is a method for manufacturing a demista, in which a step of setting a mist removal rate, a pressure loss, a thickness, and a collection mist discharge property, a set mist removal rate, and a pressure loss are set. Steps to determine the number of stacks, wire diameter, wire spacing, and amount of displacement between layers, and the set number of stacks, wire diameter, and wire based on the thickness and discharge of collected mist. The steps include stacking the structures and manufacturing a demister based on the spacing between the layers and the amount of displacement between the layers.
  • mist can be collected efficiently.
  • FIG. 1 is a schematic view of a CO2 capture device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the demister.
  • FIG. 3 is a top view of the demister shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the demister shown in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the characteristics of the demister.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the characteristics of the demista.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the characteristics of the demista.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a demista.
  • FIG. 1 is a schematic view of a CO 2 recovery device according to the present embodiment.
  • the CO 2 recovery device of the present embodiment uses a CO 2 absorber as an absorbent for absorbing carbon dioxide (CO 2 ), removes CO 2 from the gas in the CO 2 absorption tower, and absorbs the CO 2 absorbent. Regenerate in the liquid regeneration tower.
  • CO 2 absorber as an absorbent for absorbing carbon dioxide (CO 2 )
  • an introduction gas containing CO 2 (hereinafter referred to as “gas”) 11 is introduced, and CO 2 and CO 2 absorbing liquid 12 in the gas are introduced.
  • the rich solution 12A is extracted from the absorption tower 13 (hereinafter referred to as “regeneration tower”) 14 and the absorption tower 13 to regenerate the CO 2 absorption liquid by the steam of the reboiler 61, and the rich solution 12A is extracted from the absorption tower 13 and placed on the regeneration tower 14 side.
  • the rich solution supply line 50 for introducing the lean solution 12B with withdrawing from the regeneration tower 14 is a CO 2 absorbing solution from which CO 2 has been dissipated reproduced by the regeneration tower 14, it is introduced into the absorption tower 13, CO 2 absorption A lean solution supply line 53 that is reused as a liquid is provided.
  • CO 2 absorbing liquid 12 and a lean solution 12B that dissipate rich solution 12A and CO 2 that has absorbed CO 2, circulating reused in the CO 2 recovery apparatus.
  • the description of the CO 2 recovery device of this embodiment merely describes the outline thereof, and a part of the attached equipment is omitted.
  • the gas 11 containing CO 2 is supplied after being cooled by the cooling water in the cooling unit.
  • Absorption tower 13 and a CO 2 absorbing liquid 12 containing the CO 2 absorbing components of the gas 11 and an amine which is introduced by the gas introduction line 13c is contacted countercurrent, CO 2 in the gas 11, CO 2 by a chemical reaction It is absorbed by the absorbing liquid 12.
  • the demista 110 will be described later.
  • a water washing section 20 is provided between the CO 2 absorbing section 13A and the demista 110 in the absorption tower 13.
  • the water washing unit 20 includes a gas-liquid contact unit 21 and a washing water circulation means 22.
  • the gas-liquid contact portion 21 passes through the CO 2 absorbing portion 13A and brings the gas 11 accompanied by the CO 2 absorbing liquid 12 that has absorbed CO 2 into gas-liquid contact with the washing water to absorb the CO 2 contained in the gas 11.
  • the liquid 12 is collected with washing water.
  • the cleaning liquid circulation means 22 includes a cleaning water tray 23, a circulation line 24, a pump 25, a cleaning water supply unit 26, and a cooling unit 27.
  • the wash water tray 23 is arranged on the gas flow upstream side of the gas-liquid contact portion 21, that is, on the vertical lower side of the gas-liquid contact portion 21.
  • the wash water tray 23 passes through the gas-liquid contact portion 21 and collects the fallen wash water.
  • the circulation line 24 connects the washing water tray 23 and the washing water supply unit 26 outside the absorption tower 13.
  • the pump 25 is installed in the circulation line 24 and conveys the washing water in a predetermined direction.
  • the wash water supply unit 26 and the gas-liquid contact unit 21 are arranged on the downstream side of the gas flow, that is, on the upper side of the gas-liquid contact unit 21 in the vertical direction.
  • the cleaning water supply unit 26 supplies the cleaning liquid supplied by the circulation line 24 into the absorption tower 13. The supplied cleaning liquid falls on the gas-liquid contact portion 21.
  • the cooling unit 27 is installed in the circulation line 24 to cool the washing water.
  • the water washing unit 20 collects the absorbing liquid contained in the gas 11 by supplying the cleaning liquid from above the gas-liquid contact portion, collecting it from below, and circulating it.
  • a part of the cleaning liquid including the absorbing liquid is accompanied by the gas 11. That is, the gas that has passed through the washing unit 20 is accompanied by a mist containing a CO 2 absorbing liquid.
  • the demista 110 collects the mist containing the CO 2 absorbent.
  • the CO 2 recovery device 10 extracts the rich solution 12A that has absorbed CO 2 from the bottom 13b of the absorption tower 13 by the rich solution supply line 50.
  • the CO 2 recovery device 10 boosts the rich solution 12A by the rich solution pump 51, and in the rich lean solution heat exchanger 52 provided at the intersection of the rich solution supply line 50 and the lean solution supply line 53, the regeneration tower 14 After heating with the lean solution 12B regenerated in (1), the solution is supplied to the regeneration tower 14.
  • the rich solution 12A is discharged inside from the rich solution introduction portion 14a near the upper part.
  • the regeneration tower 14 releases most of the CO 2 in the regeneration tower 14 by an endothermic reaction between the rich solution 12A and the water vapor by the reboiler 61 supplied from the bottom.
  • the CO 2 absorbing solution that has released some or most of the CO 2 in the regeneration tower 14 becomes a semi-lean solution.
  • the semi-lean solution reaches the bottom 14b of the regeneration tower 14, it becomes a CO 2 absorbing solution (lean solution) 12B from which almost all CO 2 has been removed.
  • a part of the lean solution 12B is heated by the reboiler 61 to which the saturated steam 62 is supplied, and the steam is supplied to the inside of the regeneration tower 14.
  • a mist of a companion gas (hereinafter referred to as “companion gas”) 41 containing water vapor and CO 2 released from the rich solution 12A and the semi-lean solution as main components was collected by the demista 112 in the tower. After that, it is discharged from the tower top 14c.
  • companion gas hereinafter referred to as “companion gas”.
  • the accompanying gas 41 is supplied to the regeneration tower condensing section 40.
  • the regeneration tower condensing unit 40 condenses water vapor by cooling the accompanying gas with the cooler 42, and separates it into the regeneration tower condensed water (hereinafter referred to as “condensed water”) 44 and the CO 2 gas 45 with the gas-liquid separator 43. do.
  • the regeneration tower condensing section 40 press-fits the separated CO 2 gas 45 into an oil field using, for example, Enhanced Oil Recovery (EOR), or stores it in an aquifer.
  • EOR Enhanced Oil Recovery
  • the regenerated CO 2 absorbent (lean solution) 12B is extracted from the bottom 14b of the regeneration tower 14 by the lean solution supply line 53, and cooled by the rich solution 12A in the rich lean solution heat exchanger 52. Subsequently, the pressure is increased by the lean solution pump 54, further cooled by the lean solution cooler 55, and then supplied into the absorption tower 13.
  • the regeneration tower condensing portion 40 for condensing water from the accompanying gas 41 discharged from the tower top 14c of the regeneration tower 14 is provided outside the regeneration tower.
  • the regeneration tower condensing section 40 includes a discharge line 40a for discharging the accompanying gas 41 from the tower top 14c of the regeneration tower 14, a cooler 42 interposed in the discharge line 40a, and condensation in which water vapor is condensed by the cooler 42.
  • a gas-liquid separator 43 that separates the water 44 and the CO 2 gas 45, a reflux line 40b that refluxes the condensed water 44 to the head side of the regeneration tower, and a reflux water circulation pump 46 interposed in the reflux line 40b. I have.
  • the condensed water 44 separated and refluxed from the accompanying gas 41 by the gas-liquid separator 43 is introduced by the reflux water circulation pump 46 from the condensed water introduction section 14d on the tower top 14c side of the regeneration tower 14 from the rich solution introduction section 14a. Will be done.
  • the gas 11 containing CO 2 is introduced into the absorption tower 13 to remove CO 2 by contacting the CO 2 and CO 2 absorbing liquid 12 in the gas 11.
  • the gas supplied to the absorption tower 13 and in contact with the CO 2 absorption liquid 12 passes through the demister 110 and is discharged to the outside of the system.
  • the CO 2 recovery device 10 introduces the rich solution 12A that has absorbed CO 2 into the regeneration tower 14, and regenerates CO 2 by the reboiler vapor.
  • the companion gas 41 of the regeneration tower 14 passes through the demista 110 and is supplied to the regeneration tower condensing section 40.
  • the CO 2 recovery device 10 circulates and reuses the CO 2 absorbing liquid 12 between the absorption tower 13 and the regeneration tower 14 by a circulation line.
  • CO 2 recovery apparatus 10 is a regeneration tower condenser section 40, the carrier gas 41 to entrain the separated CO 2, to condense the moisture.
  • the CO 2 recovery device 10 cools the accompanying gas 41 to separate the condensed water 44 in which water vapor is condensed and the CO 2 gas 45.
  • the CO 2 recovery device 10 recirculates and supplies the condensed water 44 on the tower top 14c side of the rich solution introduction section 14a into which the rich solution 12A of the regeneration tower 14 is introduced.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the demista.
  • FIG. 3 is a top view of the demister shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the demister shown in FIG.
  • the demista 110 will be described as a case where it is installed in the absorption tower.
  • the demista 110 is arranged on the circular absorption tower main body 112.
  • the absorption tower main body 112 is a flow path of the absorption tower through which the exhaust gas 11A flows.
  • the absorption tower main body 112 of the present embodiment has a cylindrical shape with a circular cross section.
  • the shape of the absorption tower main body 112 is not limited to this, and the cross section may be rectangular, for example.
  • the demista 110 includes a stacking unit 120 and a holding portion 122.
  • the stacking unit 120 has a first layer 130, a second layer 132, a third layer 134, a fourth layer 136, and a fifth layer 138.
  • the first layer 130, the second layer 132, the third layer 134, the fourth layer 136, and the fifth layer 138 are laminated in the traveling direction of the exhaust gas 11A. That is, each layer extends in a plane orthogonal to the traveling direction of the exhaust gas 11A.
  • Each layer of the stacking unit 120 is arranged on the entire inner surface of the absorption tower main body 112, and the exhaust gas 11A passes through each layer when passing through the demister 110.
  • the first layer 130, the second layer 132, the third layer 134, the fourth layer 136, and the fifth layer 138 pass in this order.
  • the first layer 130 and the second layer 132 form one laminated body
  • the third layer 134 and the fourth layer 136 form one laminated body.
  • the structure is such that five layers are laminated, but the number of layers is not limited and may be six or more.
  • the number of layers to be laminated may be an odd number or an even number as in the present embodiment.
  • the laminate unit 120 has the same configuration as the laminate formed by the two layers, and a plurality of laminates are laminated.
  • the odd-numbered layers have the same configuration, and the even-numbered layers have the same configuration.
  • two layers having different structures are alternately laminated, but even if three types of layers are provided and the three types of layers are laminated in order, four or more types of layers are provided and four types are provided. Layers may be laminated in order.
  • the first layer 130 has a plurality of linear structures 142.
  • the structure 142 is a straight rod-shaped member.
  • the structure 142 is formed of a material that is not corroded by the exhaust gas 11A, for example, a resin such as polypropylene or a metal such as stainless steel.
  • a plurality of structures 142 whose first direction is the axial direction are arranged in parallel in the second direction orthogonal to the first direction.
  • the first direction and the second direction are in-plane directions orthogonal to the traveling direction of the exhaust gas 11A.
  • the plurality of structures 142 of the present embodiment have a constant wire diameter da and a constant interval db with adjacent structures. That is, in the first layer 130, structures 142 having the same diameter are arranged at regular intervals.
  • the second layer 132 has a plurality of linear structures 144.
  • the structure 144 is a straight rod-shaped member like the structure 142.
  • the structure 144 is formed of a material that is not corroded by the exhaust gas 11A, for example, a resin such as polypropylene or a metal such as stainless steel.
  • a plurality of structures 144 whose second direction is the axial direction are arranged in parallel in the first direction.
  • the wire diameter and the distance between the plurality of structures 144 and the adjacent structures are constant. That is, in the second layer 132, the structures 144 having the same diameter da are arranged at regular intervals db.
  • a plurality of structures 142 whose first direction is the axial direction are arranged in parallel in the second direction orthogonal to the first direction. ..
  • a plurality of structures 142 whose second direction is the axial direction are arranged in parallel in the first direction.
  • the laminated body unit 120 is arranged so that the structures 142 and 144 of two adjacent layers are orthogonal to each other in the axial direction. That is, in the laminated body unit 120, the laminated body composed of two layers has a grid structure with the structures 142 and 144. Further, in the laminated body unit 120 of the present embodiment, the arrangement positions of the structures 142 of the first layer 130, the third layer 134, and the fifth layer 138 are the same on the plane orthogonal to the traveling direction of the exhaust gas 11A. In the laminated body unit 120 of the present embodiment, the arrangement positions of the structures 144 of the second layer 132 and the fourth layer 136 are the same on the plane orthogonal to the traveling direction of the exhaust gas 11A. The thickness of the laminated body unit 120 is dc in the length of the exhaust gas 11A in the traveling direction.
  • the holding portion 122 is arranged on the entire circumference of the outer periphery of the laminated body unit 120.
  • the holding portion 122 is fixed to the absorption tower main body 112 and supports the laminated body unit 120.
  • the holding portion 122 may be supported by a rib provided on the inner wall of the absorption tower main body 112, or may be supported by screwing or the like.
  • the structure 150 is arranged corresponding to each layer.
  • the structure 150 is formed of a material that is not corroded by the exhaust gas 11A, for example, a resin such as polypropylene or a metal such as stainless steel.
  • the structure 150 is preferably formed of the same material as the structures 142 and 144 and manufactured integrally.
  • the structure 150 is arranged in all layers of the laminated body unit 120.
  • the structure 150 is fixed to the structure 150 of the adjacent layer. As a fixing method, it may be melted and fixed, or it may be fixed to each other by an adhesive or welding.
  • the structure 150 is connected to the ends of the plurality of structures 142 and 144 of the arranged layers, and holds the plurality of structures 142 and 144 of each layer in predetermined positions.
  • the arrangement positions of the structures 142 of the first layer 130, the third layer 134, and the fifth layer 138 are the same on the plane orthogonal to the traveling direction of the exhaust gas 11A.
  • the structure is such that the arrangement positions of the structures 144 of the second layer 132 and the fourth layer 136 are the same, but the structure is not limited to this.
  • the laminated body unit 120 may shift the arrangement positions of the structures 142 of the first layer 130, the third layer 134, and the fifth layer 138 on the plane orthogonal to the traveling direction of the exhaust gas 11A between the layers. Further, the laminated body unit 120 may shift the arrangement positions of the structures 144 of the second layer 132 and the fourth layer 136 on the plane orthogonal to the traveling direction of the exhaust gas 11A between the layers.
  • the demista 110 can efficiently collect mist by shifting the position of the structure between the layers of the laminated body unit 120.
  • the pressure loss of the demista 110 increases by shifting the position of the structure between the layers of the laminated body unit 120.
  • the demister 110 is provided with a laminated body unit 120, and the demister performance can be easily controlled by forming a grid structure with the structures 142 and 144 of the adjacent two-layer laminated body. As a result, the pressure loss can be controlled with high accuracy.
  • FIG. 5 to 7 are explanatory views showing an example of the characteristics of the demista.
  • FIG. 5 is a graph showing the results of evaluating the relationship between the pressure loss and the mist removal rate when the particle size of the mist contained in the accompanying gas is 7.5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • FIG. 6 is a graph showing the results of evaluating the relationship between the pressure loss and the mist removal rate when the particle size of the mist contained in the accompanying gas is 3 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less.
  • FIG. 7 is a graph showing the results of evaluating the relationship between the pressure loss and the mist removal rate when the particle size of the mist contained in the accompanying gas is 0.5 ⁇ m or more and 1.0 ⁇ m or less. In each of FIGS.
  • the horizontal axis represents the pressure loss (kPa) and the vertical axis represents the mist removal rate (%).
  • the mist removal rate is the amount of mist (moisture) removed by passing through the demister 110.
  • the mist removal rate (%) is calculated by ((the number of invading water particles-the number of water particles after passing through the demista) / (the number of invading water particles)) ⁇ 100.
  • the graphs shown in FIGS. 5 to 7 are evaluations in which the mist removal rate is evaluated by changing the number of layers and the thickness of the structure and setting the pressure loss as various values with the demister of the well girder structure of the present embodiment. The result is shown.
  • the mist removal rate was evaluated by setting the pressure loss as various values even in the demister having the conventional structure.
  • the demister of the comparative example has a structure in which the structures for collecting mist are not arranged in an aligned manner.
  • the demista 110 has a correlation between the pressure loss and the mist removal rate. It can be seen that the correlation is similar to that of the conventional structure.
  • the demister 110 of the present embodiment is a demister having the required mist removal rate and pressure loss performance by designing the laminated body unit 120 based on the target mist removal rate and pressure loss. Further, the demister 110 can calculate the pressure loss of the demister with high accuracy by forming a grid structure in which layers having a constant wire diameter and spacing are stacked. As a result, the demista 110 that realizes the mist removal rate that is the target at the time of design can be designed and manufactured with high accuracy.
  • the CO 2 recovery device 10 can realize the required mist removal rate while reducing the pressure loss in the demister 110.
  • the thickness dc of the demister 110 can be reduced.
  • the demister 110 can reduce the thickness dc of the demister 110 by increasing the pressure loss per unit thickness.
  • the demista 110 has a structure in which the structures are arranged in parallel in each layer and is orthogonal to each other between the adjacent layers, so that the collected mist can be suppressed from being stored in the laminated body unit 120. That is, the demista 110 can be configured to be less likely to be clogged. As a result, it is possible to suppress fluctuations in pressure loss during use, and stable operation becomes possible.
  • the demista 110 shifts the position of the plane orthogonal to the gas flow direction of the structures arranged in the same direction of the adjacent laminated bodies. That is, it is preferable that the position of the structure of the demista 110 is deviated from at least one other laminated body in the direction in which the structures are arranged. As a result, the pressure loss per thickness dc of the demister 110 can be increased, and the thickness of the demister 110 can be reduced.
  • the demista 110 can adjust the porosity or the space occupancy of the structure by adjusting the diameter da and the interval db of the structure.
  • the demister 110 can reduce the occurrence of clogging in the layer by increasing the porosity.
  • the wire diameter da of the plurality of structures 142 and 144 and the distance db from the adjacent structures are constant, but the present invention is not limited thereto.
  • a plurality of structures 142 and 144 may be arranged in parallel, and may include structures having different wire diameters da or may include structures having different distances db.
  • the constant wire diameter and interval are constant values that allow a difference caused by an error during manufacturing.
  • the laminated body is not limited to having a two-layer structure, and a structure in which three or more layers are laminated may be used. For example, in the case of a three-layer structure, the axial directions of the structures of each layer may be different by 30 °.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a demista.
  • the process shown in FIG. 8 may be executed by the worker or by detecting the input data of the processing device and the manufacturing device.
  • the demista manufacturing method determines the mist removal rate (step S12).
  • the demista manufacturing method calculates the pressure loss based on the mist removal rate and the data (step S14).
  • the method for manufacturing the demister determines whether or not the thickness of the demister is limited (step S16).
  • the demister manufacturing method sets the thickness based on the limitation (step S18) and sets the discharge property of the collected mist (step S20). ..
  • the discharge property of the collected mist is the ease of discharging the mist collected by the laminated body unit to the outside of the demista.
  • the thickness is set based on the limitation, and the discharge property of the collected mist is set within the range that can be set by the thickness.
  • the demista manufacturing method sets the dischargeability of the collected mist (step S22) and sets the thickness based on the limitation (step S24). ..
  • the discharge property of the collection mist is set, and the thickness is set within a range that satisfies the discharge property of the collection mist.
  • the wire diameter, the porosity, the thickness of the demister, and the amount of displacement between layers are calculated based on the design conditions (step S28). That is, the set mist removal rate, pressure loss, thickness, the number of layers of the demista that satisfy the discharge property of the collected mist, the wire diameter (diameter) of the structure of each layer, the porosity, the thickness of the demister, and the layers. Calculate the amount of deviation of the structure of. By determining the wire diameter (diameter) and porosity of the structure, the spacing between the structures can be calculated.
  • the demista is manufactured based on the design value (step S30).
  • the demista can be manufactured, for example, by a three-dimensional modeling apparatus. It can also be manufactured by arranging the structure at a designed position and fixing it.
  • the demista is manufactured by designing the number of laminated body units, wire diameter, deviation amount, etc. of the grid structure, and manufacturing based on the design. As a result, it is possible to manufacture a demister close to the designed numerical value with high accuracy. As a result, it is possible to obtain a demister whose pressure loss is close to the design value and whose mist removal rate satisfies the target. Further, by manufacturing with a three-dimensional modeling apparatus, it is possible to automatically manufacture a structure having a constant interval with high accuracy. Further, it is preferable that the wire diameter and the interval in one layer are constant as in the above embodiment from the viewpoint of ease of design and ease of manufacture, but they may be different depending on the position.
  • CO 2 recovery device 11 Introduced gas (gas) 12 CO 2 Absorbent 12A Rich Solution 12B Lean Solution 13A CO 2 Absorber 13 CO 2 Absorption Tower 14 Absorption Liquid Regeneration Tower 41 Accompanying Gas 42 Cooler 43 Gas-Liquid Separator 44 Regeneration Tower Condensed Water 45 CO 2 Gas 46 Reflux Water Circulation Pump 50 Rich solution supply line 51 Rich solution pump 52 Rich lean solution heat exchanger 53 Lean solution supply line 100, 110 Demista 112 Absorption tower body 120 Laminated unit 122 Holding part 130 1st layer 132 2nd layer 134 3rd layer 136 4th layer 138 5th layer 150, 142, 144 Structure da Diameter db Interval dc Thickness

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Abstract

効率よくミストを捕集することができるデミスタ、吸収液吸収塔及びデミスタの製造方法を提供する。デミスタは、ＣＯ２吸収液を含有するミストを捕集するデミスタであって、第１方向が軸方向となる複数の線状の構造体が、第１方向に直交する第２方向に並列に配置された第１層と、第１方向とは異なる方向が軸方向となる複数の線状の構造体が、当該軸方向に直交する方向に並列に配置された第２層と、を含む複数の積層体が第１方向及び第２方向に直交する方向に積層される。

Description

デミスタ、吸収液吸収塔及びデミスタの製造方法
　本発明は、ガス中のミストを除去するデミスタ、吸収液吸収塔及びデミスタの製造方法に関する。
　近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、ＣＯ2による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ2の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラやガスタービン等、産業設備の燃焼排ガスをアミン系ＣＯ2吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ2を除去・回収する方法および回収されたＣＯ2を大気へ放出することなく貯蔵する排ガス処理システムが精力的に研究されている。
　ＣＯ2吸収液を用い、燃焼排ガスからＣＯ2を除去・回収する工程としては、ＣＯ2吸収塔（以下、単に「吸収塔」ともいう。）において燃焼排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させる工程と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔（以下、単に「再生塔」ともいう。）において加熱し、ＣＯ2を放散させるとともにＣＯ2吸収液を再生して再びＣＯ2吸収塔に循環して再利用する工程とを有するＣＯ2回収装置が種々提案されている。
　この吸収塔では、例えばアルカノールアミン等の吸収剤を含むＣＯ2吸収液を用いて、向流接触し、排ガス中のＣＯ2は、化学反応（発熱反応）によりＣＯ2吸収液に吸収され、ＣＯ2が除去された排ガスは系外に放出される。ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液はリッチ溶液とも呼称される。このリッチ溶液はポンプにより昇圧され、再生塔でＣＯ2が放散し再生した高温のＣＯ2吸収液（リーン溶液）により、熱交換器において加熱され、再生塔に供給される。
　ＣＯ２回収装置では、ＣＯ2吸収液が系外に排出されることを抑制するために、吸収塔の出口にミストを捕集するデミスタを配置している（例えば特許文献１参照）。
特開２０１４－５００号公報
　ここで、デミスタは、ミストが含まれるガスが流れる吸収塔出口や、再生塔の出口に配置される。デミスタは、ミストを捕集するために、ガスの流路に配置されるため、ガス流れの抵抗となる。そのため、圧力損失を発生させる。デミスタの圧力損失が大きいと、装置の全体の効率が低下する。また、デミスタにミストが滞留すると、圧力損失の増加の原因となる。
　本発明は、上記問題に鑑み、効率よくミストを捕集することができるデミスタ、吸収液吸収塔及びデミスタの製造方法を提供することを課題とする。
　上述した課題を解決するための本開示は、ＣＯ２吸収液を含有するミストを捕集するデミスタであって、第１方向が軸方向となる複数の線状の構造体が、第１方向に直交する第２方向に並列に配置された第１層と、前記第１方向とは異なる方向が軸方向となる複数の線状の構造体が、当該軸方向に直交する方向に並列に配置された第２層と、を含む複数の積層体が前記第１方向及び前記第２方向に直交する方向に積層されたデミスタにある。
　上述した課題を解決するための本開示は、吸収液吸収塔であって、ＣＯ２を含有するガスが供給される吸収塔本体と、前記吸収塔本体に、吸収液を供給する吸収液供給部と、前記吸収塔本体の前記吸収液供給部の吸収液供給位置よりも前記ガスの流れ方向下流側に配置され、ＣＯ２を含有する吸収液を含有するミストを捕集する上記に記載のデミスタと、を備える。
　上述した課題を解決するための本開示は、デミスタの製造方法であって、ミスト除去率、圧力損失、厚さ、捕集ミストの排出性を設定するステップと、設定したミスト除去率、圧力損失、厚さ、捕集ミストの排出性に基づいて、井桁構造の構造体の積層数、線径、線の間隔、各層間のずれ量を決定するステップと、設定した積層数、線径、線の間隔、各層間のずれ量に基づいて、構造体を積層し、デミスタを製造するステップと、を含む。
　本発明によれば、効率よく、ミストを捕集することができる。
図１は、本実施形態に係るＣＯ2回収装置の概略図である。 図２は、デミスタの概略構成を示す斜視図である。 図３は、図２に示すデミスタの上面図である。 図４は、図２に示すデミスタの断面図である。 図５は、デミスタの特性の一例を示す説明図である。 図６は、デミスタの特性の一例を示す説明図である。 図７は、デミスタの特性の一例を示す説明図である。 図８は、デミスタの製造方法の一例を示すフローチャートである。
　以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
　図１は、本実施形態に係るＣＯ2回収装置の概略図である。本実施形態のＣＯ2回収装置は、二酸化炭素（ＣＯ2）を吸収する吸収剤としてＣＯ2吸収剤を用いて、ＣＯ2吸収塔において、ガスからＣＯ2を除去し、ＣＯ2吸収液を吸収液再生塔で再生する。
　図１に示すように、本実施形態に係るＣＯ２回収装置１０は、ＣＯ2を含有する導入ガス（以下「ガス」という）１１が導入され、ガス中のＣＯ2とＣＯ2吸収液１２とを接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収部（以下「吸収部」という）１３Ａを備えたＣＯ2吸収塔（以下「吸収塔」という）１３と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液１２であるリッチ溶液１２Ａをリボイラ６１の蒸気によりＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔（以下「再生塔」という）１４と、吸収塔１３からリッチ溶液１２Ａを抜出すと共に、再生塔１４側に導入するリッチ溶液供給ライン５０と、再生塔１４で再生されたＣＯ2が放散されたＣＯ2吸収液であるリーン溶液１２Ｂを再生塔１４から抜出すと共に、吸収塔１３に導入し、ＣＯ2吸収液として再利用するリーン溶液供給ライン５３と、を具備する。ＣＯ2吸収液１２は、ＣＯ2を吸収したリッチ溶液１２ＡとＣＯ2を放散したリーン溶液１２Ｂとを、ＣＯ２回収装置内で循環再利用している。なお、この実施形態のＣＯ２回収装置の説明では、あくまでその概要を説明するものであり、付属する機器を一部省略して説明している。
　吸収塔１３は、ＣＯ2を含んだガス１１は、冷却部において、冷却水により冷却された後、供給される。吸収塔１３は、ガス導入ライン１３ｃにより導入されたガス１１とアミン系のＣＯ2吸収成分を含むＣＯ2吸収液１２とを向流接触させ、ガス１１中のＣＯ2は、化学反応によりＣＯ2吸収液１２に吸収させる。吸収塔１３は、ＣＯ2が除去された後のＣＯ2除去排ガス１１Ａを、デミスタ１１０にてミスト捕集させた後、頂部１３ａから系外に放出する。デミスタ１１０については、後述する。
　吸収塔１３内のＣＯ2吸収部１３Ａとデミスタ１１０との間に、水洗部２０を設けている。水洗部２０は、気液接触部２１と、洗浄水循環手段２２と、を含む。気液接触部２１は、ＣＯ2吸収部１３Ａを通過して、ＣＯ２を吸収したＣＯ2吸収液１２が同伴するガス１１と、洗浄水とを気液接触させ、ガス１１に含まれるＣＯ2吸収液１２を洗浄水で捕集する。洗浄液循環手段２２は、洗浄水受け皿２３と、循環ライン２４と、ポンプ２５と、洗浄水供給部２６と、冷却部２７と、を含む。洗浄水受け皿２３は、気液接触部２１のガス流れ上流側、つまり、気液接触部２１の鉛直方向下側に配置される。洗浄水受け皿２３は、気液接触部２１を通過して、落下した洗浄水を捕集する。循環ライン２４は、吸収塔１３の外で、洗浄水受け皿２３と洗浄水供給部２６とを接続する。ポンプ２５は、循環ライン２４に設置され、洗浄水を所定方向に搬送する。洗浄水供給部２６と、気液接触部２１のガス流れ下流側、つまり、気液接触部２１の鉛直方向上側に配置される。洗浄水供給部２６は、循環ライン２４で供給される洗浄液を吸収塔１３内に供給する。供給された洗浄液は、気液接触部２１に落下する。洗浄水供給部２６は、例えば、スプレー上に洗浄液を噴射して供給する。冷却部２７は、循環ライン２４に設置され、洗浄水を冷却する。水洗部２０は、以上のように、洗浄液を気液接触部の上から供給し、下から回収して循環させることで、ガス１１に含まれている吸収液を捕集する。なお、水洗部２０を通過したガスは、吸収液を含む洗浄液の一部がガス１１と同伴する。つまり、水洗部２０を通過したガスには、ＣＯ２吸収液を含むミストが同伴する。デミスタ１１０は、ＣＯ２吸収液を含むミストを捕集する。
　また、ＣＯ２回収装置１０は、吸収塔１３の底部１３ｂからリッチ溶液供給ライン５０により、ＣＯ2を吸収したリッチ溶液１２Ａを抜き出す。ＣＯ２回収装置１０は、リッチ溶液１２Ａをリッチ溶液ポンプ５１により昇圧し、リッチ溶液供給ライン５０とリーン溶液供給ライン５３との交差部に設けたリッチ・リーン溶液熱交換器５２において、再生塔１４で再生されたリーン溶液１２Ｂにより加熱した後、再生塔１４に供給する。
　再生塔１４は、上部近傍のリッチ溶液導入部１４ａから内部にリッチ溶液１２Ａが放出される。再生塔１４は、リッチ溶液１２Ａと、底部から供給されるリボイラ６１による水蒸気との間の吸熱反応で、再生塔１４内で大部分のＣＯ2を放出させる。再生塔１４内で一部または大部分のＣＯ2を放出したＣＯ2吸収液は、セミリーン溶液となる。このセミリーン溶液は、再生塔１４の底部１４ｂに至る頃には、ほぼ全てのＣＯ2が除去されたＣＯ2吸収液（リーン溶液）１２Ｂとなる。リッチ溶液１２Ａは、リーン溶液１２Ｂの一部が、飽和水蒸気６２が供給されるリボイラ６１により加熱され、再生塔１４内部に水蒸気を供給している。
　また、再生塔１４は、塔内においてリッチ溶液１２Ａおよびセミリーン溶液から放出された水蒸気とＣＯ2を主成分とする同伴ガス（以下「同伴ガス」という）４１がデミスタ１１２でミストが捕集された後、塔頂部１４ｃから排出される。
　再生塔凝縮部４０は、同伴ガス４１が供給される。再生塔凝縮部４０は、冷却器４２で同伴ガスを冷却することで水蒸気を凝縮し、気液分離器４３で再生塔凝縮水（以下「凝縮水」という）４４とＣＯ2ガス４５とに分離する。再生塔凝縮部４０は、分離したＣＯ2ガス４５を例えば石油増進回収法（ＥＯＲ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｏｉｌ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）を用いて油田中に圧入するか、帯水層へ貯留する。
　また、再生されたＣＯ2吸収液（リーン溶液）１２Ｂは、再生塔１４の底部１４ｂからリーン溶液供給ライン５３により抜き出され、リッチ・リーン溶液熱交換器５２にて、リッチ溶液１２Ａにより冷却され、つづいてリーン溶液ポンプ５４にて昇圧され、さらにリーン溶液クーラ５５にて冷却された後、吸収塔１３内に供給される。
　本実施形態では、再生塔１４の塔頂部１４ｃから排出された同伴ガス４１から、水分を凝縮する再生塔凝縮部４０が再生塔の外部に設けられている。この再生塔凝縮部４０は、同伴ガス４１を再生塔１４の塔頂部１４ｃから排出する排出ライン４０ａと、排出ライン４０ａに介装された冷却器４２と、冷却器４２により水蒸気が凝縮された凝縮水４４とＣＯ2ガス４５とを分離する気液分離器４３と、凝縮水４４を再生塔の頭部側に還流する還流ライン４０ｂと、還流ライン４０ｂに介装された還流水循環ポンプ４６とを備えている。同伴ガス４１から気液分離器４３にて分離・還流された凝縮水４４は、還流水循環ポンプ４６にて再生塔１４のリッチ溶液導入部１４ａよりも塔頂部１４ｃ側の凝縮水導入部１４ｄから導入される。
　ＣＯ2回収装置１０は、ＣＯ2を含有するガス１１を吸収塔１３に導入し、ガス１１中のＣＯ2とＣＯ2吸収液１２とを接触させてＣＯ2を除去する。吸収塔１３に供給されＣＯ2吸収液１２と接触したガスは、デミスタ１１０を通過し系外に排出される。また、ＣＯ2回収装置１０は、ＣＯ2を吸収したリッチ溶液１２Ａを再生塔１４に導入し、リボイラ蒸気によりＣＯ2を再生する。再生塔１４の同伴ガス４１は、デミスタ１１０を通過し、再生塔凝縮部４０に供給される。ＣＯ2回収装置１０は、ＣＯ2吸収液１２を吸収塔１３と再生塔１４とを循環ラインにより循環再利用する。ＣＯ2回収装置１０は、再生塔凝縮部４０で、分離されたＣＯ2を同伴する同伴ガス４１から、水分を凝縮する。ＣＯ2回収装置１０は、同伴ガス４１を冷却して水蒸気が凝縮された凝縮水４４とＣＯ2ガス４５とを分離する。ＣＯ2回収装置１０は、凝縮水４４を、再生塔１４のリッチ溶液１２Ａが導入されるリッチ溶液導入部１４ａよりも塔頂部１４ｃ側で還流して供給する。
　図２は、デミスタの概略構成を示す斜視図である。図３は、図２に示すデミスタの上面図である。図４は、図２に示すデミスタの断面図である。以下、デミスタ１１０について、吸収塔に設置した場合として説明する。デミスタ１１０は、円形の吸収塔本体１１２に配置される。吸収塔本体１１２は、排ガス１１Ａが流れる吸収塔の流路である。本実施形態の吸収塔本体１１２は、断面が円形の円筒形状である。なお、吸収塔本体１１２の形状はこれに限定されず、例えば断面が矩形でもよい。
　デミスタ１１０は、積層ユニット１２０と保持部１２２とを含む。積層ユニット１２０は、第１層１３０、第２層１３２、第３層１３４、第４層１３６、第５層１３８と、を有する。積層ユニット１２０は、第１層１３０、第２層１３２、第３層１３４、第４層１３６及び第５層１３８が、排ガス１１Ａの進行方向に積層されている。つまり、各層は、排ガス１１Ａの進行方向に直交する面に延びている。積層ユニット１２０の各層は、吸収塔本体１１２の内面の全面に配置され、排ガス１１Ａは、デミスタ１１０の通過時に各層を通過する。本実施形態では、第１層１３０、第２層１３２、第３層１３４、第４層１３６、第５層１３８の順で通過する。本実施形態のデミスタ１１０は、第１層１３０と第２層１３２とが１つの積層体、第３層１３４と第４層１３６とが１つの積層体となる。本実施形態では、５つの層が積層された構造としたが、積層数は、限定されず、６層以上でもよい。デミスタ１１０は、積層する層の数が、本実施形態のように、奇数でもよいが、偶数でもよい。積層体ユニット１２０は、２つの層で形成される積層体が同様の構成であり、複数の積層体が積層される。つまり、積層体ユニット１２０は、奇数の層が、同様の構成となり、偶数の層が同様の構成となる。なお、本実施形態では、構造が異なる２つの層を交互に積層させたが、３種類の層を設け、３種類の層を順番に積層させても、４種類以上の層を設け、４種類の層を順番に積層させてもよい。
　第１層１３０は、複数の線状の構造体１４２を有する。構造体１４２は、直線の棒状の部材である。構造体１４２は、排ガス１１Ａで腐食しない材料、例えば、ポリプロピレン等の樹脂や、ステンレス等の金属で形成される。第１層１３０は、第１方向が軸方向となる複数の構造体１４２が、第１方向に直交する第２方向に並列に配置されている。第１方向及び第２方向は、排ガス１１Ａの進行方向に直交する面内の方向である。本実施形態の複数の構造体１４２は、線径ｄａ、隣接する構造体との間隔ｄｂが一定である。つまり、第１層１３０は、径が同じ構造体１４２が一定の間隔で配置される。
　第２層１３２は、複数の線状の構造体１４４を有する。構造体１４４は、構造体１４２と同様に、直線の棒状の部材である。構造体１４４は、排ガス１１Ａで腐食しない材料、例えば、ポリプロピレン等の樹脂や、ステンレス等の金属で形成される。第２層１３２は、第２方向が軸方向となる複数の構造体１４４が第１方向に並列に配置される。複数の構造体１４４は、線径、隣接する構造体との間隔が一定である。つまり、第２層１３２は、径ｄａが同じ構造体１４４が一定の間隔ｄｂで配置される。
　第３層１３４、第５層１３８は、第１層１３０と同様に、第１方向が軸方向となる複数の構造体１４２が、第１方向に直交する第２方向に並列に配置されている。第４層１３６は、第２層１３２と同様に、第２方向が軸方向となる複数の構造体１４２が、第１方向に並列に配置されている。
　積層体ユニット１２０は、隣接する２つの層の構造体１４２と構造体１４４とが、直交する方向がそれぞれの軸方向となる向きで配置される。つまり積層体ユニット１２０は、２つの層で構成される積層体が、構造体１４２、１４４で井桁構造となる。また、本実施形態の積層体ユニット１２０は、排ガス１１Ａの進行方向に直交する面における、第１層１３０、第３層１３４、第５層１３８の構造体１４２の配置位置が同じ位置となる。本実施形態の積層体ユニット１２０は、排ガス１１Ａの進行方向に直交する面における、第２層１３２、第４層１３６の構造体１４４の配置位置が同じ位置となる。積層体ユニット１２０は、排ガス１１Ａの進行方向の長さが、厚みｄｃとなる。
　保持部１２２は、積層体ユニット１２０の外周の全周に配置されている。保持部１２２は、吸収塔本体１１２に固定され、積層体ユニット１２０を支持する。保持部１２２は、吸収塔本体１１２の内壁に設けられたリブで支持されても、ねじ止め等で支持されてもよい。
　保持部１２２は、各層に対応して構造体１５０が配置される。構造体１５０は、排ガス１１Ａで腐食しない材料、例えば、ポリプロピレン等の樹脂や、ステンレス等の金属で形成される。構造体１５０は、構造体１４２、１４４と同じ材料で形成し、一体で製造することが好ましい。構造体１５０は、積層体ユニット１２０の全ての層に配置される。構造体１５０は、隣接する層の構造体１５０に対して固定される。固定方法は、溶融して固定してもよいし、接着剤や溶接で互いに固定してもよい。構造体１５０は、配置されている層の複数の構造体１４２、１４４の端部と連結し、各層の複数の構造体１４２、１４４を所定の位置に保持する。
　ここで、本実施形態の積層体ユニット１２０は、排ガス１１Ａの進行方向に直交する面における、第１層１３０、第３層１３４、第５層１３８の構造体１４２の配置位置が同じ位置となり、第２層１３２、第４層１３６の構造体１４４の配置位置が同じ位置となる構造としたが、これに限定されない。積層体ユニット１２０は、排ガス１１Ａの進行方向に直交する面における、第１層１３０、第３層１３４、第５層１３８の構造体１４２の配置位置を層間でずらしてもよい。また、積層体ユニット１２０は、排ガス１１Ａの進行方向に直交する面における、第２層１３２、第４層１３６の構造体１４４の配置位置を層間でずらしてもよい。
　デミスタ１１０は、積層体ユニット１２０の層間で構造体の位置をずらすことで、ミストを効率よく捕集することができる。なお、デミスタ１１０は、積層体ユニット１２０の層間で構造体の位置をずらすことで圧力損失は上昇する。
　デミスタ１１０は、積層体ユニット１２０を設け、隣接する２層の積層体の構造体１４２、１４４で井桁構造とすることで、デミスタの性能を制御しやすくできる。これにより、圧力損失を高い精度でコントロールすることができる。
　図５から図７は、デミスタの特性の一例を示す説明図である。図５は、同伴ガスに含まれるミストの粒径を７．５μｍ以上１０μｍ以下とした場合の、圧力損失とミスト除去率との関係を評価した結果を示すグラフである。図６は、同伴ガスに含まれるミストの粒径を３μｍ以上４μｍ以下とした場合の、圧力損失とミスト除去率との関係を評価した結果を示すグラフである。図７は、同伴ガスに含まれるミストの粒径を０．５μｍ以上１．０μｍ以下とした場合の、圧力損失とミスト除去率との関係を評価した結果を示すグラフである。図５から図７は、いずれも横軸を圧力損失（ｋＰａ）とし、縦軸をミスト除去率（％）とする。ここで、ミスト除去率とは、デミスタ１１０を通過することで除去されるミスト（水分）の量である。ミスト除去率（％）は、（（侵入する水粒子数－デミスタ通過後の水粒子数）／（侵入する水粒子数））×１００で、算出される。図５から図７に示すグラフは、本実施形態の井桁構造のデミスタで、積層数や、構造体の厚みを変化させて、圧力損失を種々の値として、ミスト除去率の評価を行った評価結果を示している。また、比較例として従来構造のデミスタにおいても圧力損失を種々の値としてミスト除去率の評価を行った。なお、比較例のデミスタは、ミストを捕集する構造物が、整列して配置されていない構造である。
　図５から図７に示すように、デミスタ１１０は、圧力損失とミスト除去率とに相関関係があることがわかる。従来構造とも同様の相関であることがわかる。本実施形態のデミスタ１１０は、目的のミスト除去率と圧力損失に基づいて、積層体ユニット１２０を設計することで、必要なミスト除去率、圧力損失の性能を備えるデミスタとなる。また、デミスタ１１０は、構造体の線径、間隔が一定の層を重ねた井桁構造とすることで、デミスタの圧力損失を高い精度で算出することができる。これにより、設計時に目的となるミスト除去率を実現するデミスタ１１０を高い精度で設計、製造することができる。デミスタ１１０のミスト除去性能の精度を高くできることで、製造誤差等で加味する余裕幅を小さくすることができる。これにより、ＣＯ２回収装置１０は、デミスタ１１０での圧力損失をより小さくしつつ、必要なミスト除去率を実現することができる。デミスタ１１０の圧力損失を小さくできることで、デミスタ１１０の厚みｄｃを小さくすることができる。また、デミスタ１１０は、単位厚さ当たりの圧力損失を大きくすることで、デミスタ１１０の厚みｄｃを薄くすることができる。
　また、デミスタ１１０は、各層がそれぞれ並行に構造体が配置され、かつ、隣接する層間で直交する井桁構造とすることで、捕集したミストが積層体ユニット１２０内に貯留することを抑制できる。つまり、デミスタ１１０を目詰まりしにくい構造とすることができる。これにより、使用時に圧力損失が変動することを抑制でき、安定した運転が可能となる。
　また、上述したように、デミスタ１１０は、隣接する積層体の同じ方向に配置された構造体のガスの流れ方向に直交する面の位置をずらすことが好ましい。つまり、デミスタ１１０は、積層体の構造体の位置が、少なくとも１つの他の積層体に対して、構造体が並んでいる方向においてずれていることが好ましい。これにより、デミスタ１１０の厚みｄｃ当たりの圧力損失を高くすることができ、デミスタ１１０の厚みを薄くすることができる。
　また、デミスタ１１０は、構造体の径ｄａと間隔ｄｂを調整することで、空隙率または構造体の空間占有率を調整することができる。デミスタ１１０は、空隙率を高くすることで、その層における目詰まりの発生を低減することができる。
　本実施形態の積層体ユニット１３０は、複数の構造体１４２、１４４の線径ｄａ、隣接する構造体との間隔ｄｂを、それぞれ一定としたが、本発明はこれに限定されない。複数の構造体１４２、１４４がそれぞれ並列に配置されていればよく、線径ｄａが異なる構造体が含まれていても、間隔ｄｂが異なる距離となる構造体が含まれていてもよい。なお、本実施形態のように、線径と間隔を一定とすることで、製造しやすくでき、設計しやすくでき、性能を安定させることができる。また、ここで、線径、間隔が一定とは、製造時の誤差で生じる差を許容した値での一定である。また、上述したように、積層体を２層構造とすることに限定されず、層を３層以上積層させた構造としてもよい。例えば、３層構造とする場合、各層の構造体の軸方向を３０°ずつ異なる向きとすればよい。
　次に、デミスタの製造方法について、説明する。図８は、デミスタの製造方法の一例を示すフローチャートである。図８に示す処理は、作業員が各作業を実行しても、処理装置、製造装置が入力されたデータを検出して、実行してもよい。
　デミスタの製造方法は、ミスト除去率を決定する（ステップＳ１２）。デミスタの製造方法は、ミスト除去率とデータに基づいて、圧力損失を算出する（ステップＳ１４）。デミスタの製造方法は、デミスタの厚みに制限があるかを判定する（ステップＳ１６）。
　デミスタの製造方法は、デミスタの厚みに制限がある（ステップＳ１６でＹｅｓ）と判定した場合、制限に基づいて厚みを設定し（ステップＳ１８）、捕集ミストの排出性を設定する（ステップＳ２０）。捕集ミストの排出性とは、積層体ユニットで捕集したミストのデミスタの外への排出のしやすさである。デミスタの製造方法は、制限に基づいて厚みを設定し、その厚みで設定できる範囲で捕集ミストの排出性を設定する。
　デミスタの製造方法は、デミスタの厚みに制限がない（ステップＳ１６でＮｏ）と判定した場合、捕集ミストの排出性を設定し（ステップＳ２２）、制限に基づいて厚みを設定する（ステップＳ２４）。デミスタの製造方法は、捕集ミストの排出性を設定し、捕集ミストの排出性を満たす範囲で、厚みを設定する。
　デミスタの製造方法は、厚さと捕集ミストの排出性を設定したら、設計条件に基づいて、線径、空隙率、デミスタの厚み、層間のずれ量を算出する（ステップＳ２８）。つまり、設定されるミスト除去率、圧力損失、厚さ、捕集ミストの排出性を満たす、デミスタの層の積層数、各層の構造体の線径（径）、空隙率、デミスタの厚み、層間の構造体のずれ量を算出する。構造体の線径（径）と空隙率を決定することで、構造体の間隔を算出することができる。
　デミスタの製造方法は、設計値に基づいてデミスタを製造する（ステップＳ３０）。デミスタは、例えば、三次元造形装置で製造することができる。また、構造体を設計された位置に配置し、固定することでも製造することができる。
　デミスタの製造方法は、井桁構造の積層体ユニットの積層数、線径、ずれ量等を設計し、設計に基づいて、製造する。これにより、設計した数値に近いデミスタを高精度に製造することができる。これにより、設計値に圧力損失が近く、かつ、ミスト除去率が目標を満足するデミスタとすることができる。また、三次元造形装置で製造することで、間隔が一定の構造体を自動でかつ高い精度で製造することができる。また、１つの層での線径、間隔は、上記実施形態のように一定とすることが、設計のしやすさ、製造のしやすさから好ましいが、位置によって異なるようにしてもよい。
　１０　ＣＯ２回収装置
　１１　導入ガス（ガス）
　１２　ＣＯ2吸収液
　１２Ａ　リッチ溶液
　１２Ｂ　リーン溶液
　１３Ａ　ＣＯ2吸収部
　１３　ＣＯ2吸収塔
　１４　吸収液再生塔
　４１　同伴ガス
　４２　冷却器
　４３　気液分離器
　４４　再生塔凝縮水
　４５　ＣＯ2ガス
　４６　還流水循環ポンプ
　５０　リッチ溶液供給ライン
　５１　リッチ溶液ポンプ
　５２　リッチ・リーン溶液熱交換器
　５３　リーン溶液供給ライン
　１００、１１０　デミスタ
　１１２　吸収塔本体
　１２０　積層体ユニット
　１２２　保持部
　１３０　第１層
　１３２　第２層
　１３４　第３層
　１３６　第４層
　１３８　第５層
　１５０、１４２、１４４　構造体
　ｄａ　径
　ｄｂ　間隔
　ｄｃ　厚さ

Claims (7)

  1. 　ＣＯ２吸収液を含有するミストを捕集するデミスタであって、
    　第１方向が軸方向となる複数の線状の構造体が、第１方向に直交する第２方向に並列に配置された第１層と、前記第１方向とは異なる方向が軸方向となる複数の線状の構造体が、当該軸方向に直交する方向に並列に配置された第２層と、を含む複数の積層体が前記第１方向及び前記第２方向に直交する方向に積層されたデミスタ。
  2. 　前記第１層は、構造体の線径、隣接する構造体との間隔が一定であり、
    　前記第２層は、構造体の線径、隣接する構造体との間隔が一定である請求項１に記載のデミスタ。
  3. 　前記第２層は、構造体が、前記第２方向が軸方向となる請求項１または請求項２に記載のデミスタ。
  4. 　前記第１層は、少なくとも１つの他の積層体の第１層の構造体に対して、第２方向における構造体の位置がずれている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデミスタ。
  5. 　前記積層体の周囲に配置され、前記第１層及び前記第２層の構造体の端部を支持する保持部をさらに有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のデミスタ。
  6. 　ＣＯ２を含有するガスが供給される吸収塔本体と、
    　前記吸収塔本体に、吸収液を供給する吸収液供給部と、
    　前記吸収塔本体の前記吸収液供給部の吸収液供給位置よりも前記ガスの流れ方向下流側に配置され、ＣＯ２を含有する吸収液を含有するミストを捕集する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のデミスタと、を備える吸収液吸収塔。
  7. 　ミスト除去率、圧力損失、厚さ、捕集ミストの排出性を設定するステップと、
    　設定したミスト除去率、圧力損失、厚さ、捕集ミストの排出性に基づいて、井桁構造の構造体の積層数、線径、線の間隔、各層間のずれ量を決定するステップと、
    　設定した積層数、線径、線の間隔、各層間のずれ量に基づいて、構造体を積層し、デミスタを製造するステップと、を含むデミスタの製造方法。
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