ＣＯ２回収装置およびＣＯ２回収方法
【課題】脱炭酸排ガスに残存して放出されるアミン化合物類の濃度をより一層低減することのできるＣＯ2回収装置およびＣＯ2回収方法を提供する。
【解決手段】ＣＯ2含有排ガス１１ＡとＣＯ2吸収液１２とを接触させてＣＯ2を除去して浄化排ガス１１ＢとするＣＯ2吸収塔１３と、ＣＯ2吸収液からＣＯ2を分離してＣＯ2吸収液１２を再生する吸収液再生塔１４と、吸収液再生塔１４でＣＯ2が除去されたリーン溶液１２ＢをＣＯ2吸収塔１３で再利用するＣＯ2回収装置であって、ＣＯ2吸収塔１３の前流側に、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスを冷却する冷却塔７０を設け、前記ＣＯ2吸収塔から排出される浄化排ガス１１Ｂの温度（Ｔ2）を、前記冷却塔で冷却されたＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガス１１Ａの温度（Ｔ1）より低く設定する（Ｔ1＞Ｔ2）と共に、前記吸収液再生塔１４から排出される水蒸気を凝縮した凝縮水４４を蒸発部９０で蒸発させる。
【解決手段】ＣＯ2含有排ガス１１ＡとＣＯ2吸収液１２とを接触させてＣＯ2を除去して浄化排ガス１１ＢとするＣＯ2吸収塔１３と、ＣＯ2吸収液からＣＯ2を分離してＣＯ2吸収液１２を再生する吸収液再生塔１４と、吸収液再生塔１４でＣＯ2が除去されたリーン溶液１２ＢをＣＯ2吸収塔１３で再利用するＣＯ2回収装置であって、ＣＯ2吸収塔１３の前流側に、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスを冷却する冷却塔７０を設け、前記ＣＯ2吸収塔から排出される浄化排ガス１１Ｂの温度（Ｔ2）を、前記冷却塔で冷却されたＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガス１１Ａの温度（Ｔ1）より低く設定する（Ｔ1＞Ｔ2）と共に、前記吸収液再生塔１４から排出される水蒸気を凝縮した凝縮水４４を蒸発部９０で蒸発させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収液と接触してＣＯ2を除去された脱炭酸排ガスに残存して放出されるアミン化合物類の濃度を低減するＣＯ2回収装置およびＣＯ2回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、ボイラの排ガスをアミン化合物水溶液などのアミン系吸収液と接触させ、排ガス中のＣＯ2を除去し回収する方法が精力的に研究されている。
【０００３】
このような吸収液を用いて排ガスからＣＯ2を回収する場合、ＣＯ2が回収された脱炭酸排ガスに吸収液や吸収液由来のアミン化合物類が同伴してしまう。そして、アミン化合物類による大気汚染が発生する事態を防ぐため、脱炭酸排ガスと共に放出されるアミン化合物類の放出量を低減する必要がある。
【０００４】
従来、特許文献１では、吸収液との気液接触によりＣＯ2が吸収除去された脱炭酸排ガスに対して洗浄液を気液接触させることで、脱炭酸排ガスに同伴されたアミン化合物を回収する水洗部を複数段設け、この複数段の水洗部にて、順次、脱炭酸排ガスに同伴するアミンの回収処理を行うことが示されている。この特許文献１の洗浄液は、ＣＯ2を吸収したアミン系吸収液からＣＯ2を放散させてアミン系吸収液を再生する処理において、ＣＯ2に含まれる水分を凝縮して分離した凝縮水が用いられている。
【０００５】
また、従来、特許文献２では、吸収液との気液接触によりＣＯ2が吸収除去された脱炭酸排ガスを冷却する冷却部と、冷却部で凝縮した凝縮水と脱炭酸排ガスとを向流接触させる接触部を設けたものが示されている。さらに、特許文献２では、吸収液との気液接触によりＣＯ2が吸収除去された脱炭酸排ガスに対して洗浄液を気液接触させることで、脱炭酸排ガスに同伴されたアミン化合物を回収する水洗部を設けたものが示され、洗浄液は、ＣＯ2が回収される前の排ガスを冷却する冷却塔で凝縮された凝縮水が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１２６４３９号公報
【特許文献２】特開平８−８０４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年では、環境保全の見地から、脱炭酸排ガスに残存して放出される吸収液成分の濃度をより一層低減することが望まれている。特に、将来予想される処理ガス流量の多い火力発電所などの排ガスに対して、ＣＯ2回収装置を設置する場合、排ガスの放出量が多量であることから、脱炭酸排ガスに残存して放出される吸収液成分の放出量が増加する傾向にあり、放出される吸収液成分の濃度をより一層低減することが必要である。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するものであり、脱炭酸排ガスに残存して放出されるアミン化合物類の濃度をより一層低減することのできるＣＯ2回収装置およびＣＯ2回収方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させてＣＯ2を除去して浄化排ガスとするＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を分離してＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔と、前記吸収液再生塔でＣＯ2が除去されたリーン溶液をＣＯ2吸収塔で再利用するＣＯ2回収装置であって、ＣＯ2吸収塔の前流側に、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスを冷却する冷却塔を設け、前記ＣＯ2吸収塔から排出される浄化排ガスの温度（Ｔ2）を、前記冷却塔で冷却されたＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスの温度（Ｔ1）より低く設定する（Ｔ1＞Ｔ2）と共に、前記吸収液再生塔から排出される水蒸気を凝縮した凝縮水を蒸発部で蒸発させることを特徴とするＣＯ2回収装置にある。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記ＣＯ2吸収塔が、ＣＯ2吸収液によりＣＯ2含有排ガス中のＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収部と、前記ＣＯ2吸収部のガス流れ後流側に設けられ、洗浄液によりＣＯ2除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ2吸収液を回収する水洗部と、前記水洗部で回収されたＣＯ2吸収液を含む洗浄液を前記水洗部の頂部側から供給して循環・洗浄する洗浄液循環ラインと、前記洗浄液循環ラインから、ＣＯ2吸収液を含む洗浄液の一部を抜出液として抜出す抜出しラインと、前記抜出液からガス成分を分離しつつＣＯ2吸収液を濃縮する濃縮部とを具備することを特徴とするＣＯ2回収装置にある。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、前記濃縮部が、抜き出し水を加熱する濃縮塔と、濃縮塔から分離した濃縮液をＣＯ2吸収塔へ戻す濃縮液返送ラインと濃縮塔で分離されたガス成分に含まれる揮発性成分を酸処理して回収する酸洗浄塔とを具備することを特徴とするＣＯ2回収装置にある。
【００１２】
第４の発明は、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を分離してＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔とを用い、前記吸収液再生塔でＣＯ2が除去されたリーン溶液をＣＯ2吸収塔で再利用するＣＯ2回収方法であって、ＣＯ2吸収塔の前流側に、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスを冷却する冷却塔を設け、前記ＣＯ2吸収塔から排出される浄化排ガスの温度（Ｔ2）を、前記冷却塔で冷却されたＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスの温度（Ｔ1）より低く（Ｔ1＞Ｔ2）設定すると共に、吸収液再生塔から排出される水蒸気を凝縮した凝縮水を蒸発部で蒸発させることを特徴とするＣＯ2回収方法にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、脱炭酸排ガスに残存して放出される吸収液のアミン化合物類の濃度をより一層低減できると共に、回収した吸収液を濃縮して再利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施例１に係るＣＯ2回収装置の概略図である。
【図２】図２は、実施例２に係るＣＯ2回収装置の概略図である。
【図３】図３は、実施例２に係る他のＣＯ2回収装置の概略図である。
【図４】図４は、実施例２に係る他のＣＯ2回収装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１６】
本発明による実施例に係るＣＯ2回収装置について、図面を参照して説明する。図１は、実施例１に係るＣＯ2回収装置の概略図である。
図１に示すように、本実施例に係るＣＯ2回収装置１０Ａは、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガス１１ＡとＣＯ2吸収液（リーン溶液１２Ｂ）とを接触させてＣＯ2を除去して浄化排ガス１１ＢとするＣＯ2吸収塔（以下「吸収塔」ともいう）１３と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液（リッチ溶液１２Ａ）を再生する吸収液再生塔１４と、前記吸収液再生塔（以下「再生塔」ともいう）１４でＣＯ2が除去されたリーン溶液１２ＢをＣＯ2吸収塔１３で再利用するＣＯ2回収装置であって、前記ＣＯ2吸収塔１３が、ＣＯ2吸収液１２（リーン溶液１２Ｂ）でＣＯ2含有排ガス１１Ａ中のＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収部１３Ａと、前記ＣＯ2吸収部１３Ａの上部（ガス流れ後流）側に設けられ、ＣＯ2除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ2吸収液１２を回収する第１水洗部１３Ｂ1及び第２水洗部１３Ｂ2からなる水洗部１３Ｂと、前記塔頂側の第２水洗部１３Ｂ2で回収されたＣＯ2吸収液１２を含む洗浄液２０を前記水洗部１３Ｂの頂部側から直接循環する洗浄液循環ラインＬ1と、前記洗浄液循環ラインＬ1から、ＣＯ2吸収液１２を含む洗浄液２０の一部を抜出液２１として抜出す抜出しラインＬ2と、抜出液２１からガス成分（水蒸気）２４を分離しつつＣＯ2吸収液を濃縮する濃縮部２２と、前記濃縮部２２で濃縮した濃縮液２３を第１水洗部１３Ｂ1側に送給する濃縮液送給ラインＬ3と、前記吸収液再生塔１４から排出される水蒸気を分離ドラム４３で分離・凝縮した凝縮水４４を蒸発させる蒸発部９０と、濃縮部２２で分離されたガス成分（水蒸気）２４を、蒸発部９０に送給するガスラインＬ4と、を具備するものである。
なお、第１水洗部１３Ｂ1においても、洗浄液循環ラインＬ1とにより洗浄液２０が循環されている。
なお、図示していないが、第１水洗部からの抜出液は吸収液１２に合流される。
【００１７】
また、本実施例に係るＣＯ2回収装置１０Ａは、ＣＯ2含有排ガス１１ＡをＣＯ2吸収塔１３内に導入するＣＯ2含有排ガス供給ラインＬ11及びＣＯ2吸収塔１３から排出される浄化排ガス１１Ｂを排出する浄化排ガス排出ラインＬ12に各々温度計８１、８２を設け、各々におけるガス温度（Ｔ1、Ｔ2）を計測している。
そして、計測の結果、図示しない制御装置により、水洗部１３Ｂ出口の浄化排ガス１１Ｂのガス温度（Ｔ2）を、ＣＯ2吸収塔１３入口のガス温度（Ｔ1）よりも低く設定する（Ｔ1＞Ｔ2）ように制御している。
【００１８】
この結果、ＣＯ2吸収塔１３の出口の浄化排ガス１１Ｂのガス温度（Ｔ2）を、導入するＣＯ2含有排ガス１１Ａのガス温度（Ｔ1）よりも下げることで、凝縮水量を増加させることができ、この結果水洗部１３Ｂでの液中のアミン濃度が低下し、アミン蒸気圧が小さくなり、ＣＯ2吸収液（アミン溶液等）の同伴量の低減を図り、外部への放出を削減することができる。
【００１９】
ここで、前記吸収塔１３では、ＣＯ2含有排ガス１１Ａは、ＣＯ2吸収塔１３の下部側に設けられたＣＯ2吸収部１３Ａにおいて、例えばアルカノールアミンをベースとするＣＯ2吸収液１２と対向流接触し、ＣＯ2含有排ガス１１Ａ中のＣＯ2は、化学反応（Ｒ−ＮＨ2＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｒ−ＮＨ3ＨＣＯ3）によりＣＯ2吸収液１２に吸収される。
【００２０】
そしてＣＯ2除去後のＣＯ2除去排ガスは、チムニートレイ１６を介して水洗部１３Ｂ側へ上昇し、水洗部１３Ｂの頂部側から供給される洗浄液２０と気液接触して、ＣＯ2除去排ガスに同伴するＣＯ2吸収液１２を回収する。
その後、ＣＯ2吸収液１２が除去されたＣＯ2吸収液除去排ガス１１Ｂは、ＣＯ2吸収塔１３の頂部１３Ｃから外部へ排出される。なお、符号７３はガス中のミストを捕捉するミストエリミネータを図示する。
【００２１】
ＣＯ2を吸収したリッチ溶液１２Ａは、リッチ溶液供給管５０に介装されたリッチソルベントポンプ５１により昇圧され、リッチ・リーン溶液熱交換器５２において、吸収液再生塔１４で再生されたリーン溶液１２Ｂにより加熱され、吸収液再生塔１４の頂部側に供給される。
【００２２】
前記再生塔１４の頂部側から塔内部に放出されたリッチ溶液１２Ａは、塔底部からの水蒸気による加熱により、大部分のＣＯ2を放出する。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１２は「セミリーン溶液」と呼称される。この図示しないセミリーン溶液は、再生塔１４底部に流下する頃には、ほぼ全てのＣＯ2が除去されたリーン溶液１２Ｂとなる。このリーン溶液１２Ｂは循環ラインＬ20に介装された再生加熱器６１で飽和水蒸気６２により加熱される。加熱後の飽和水蒸気６２は水蒸気凝縮水６３となる。
【００２３】
一方、再生塔１４の塔頂部１４Ａからは塔内においてリッチ溶液１２Ａ及び図示しないセミリーン溶液から逸散された水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１が放出される。
そして、水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１がガス排出ラインＬ21により導出され、ガス排出ラインＬ21に介装されたコンデンサ４２により水蒸気が凝縮され、分離ドラム４３にて凝縮水４４が分離され、ＣＯ2ガス４５が系外に放出されて、別途圧縮回収等の後処理がなされる。
分離ドラム４３にて分離された凝縮水４４は凝縮水ラインＬ22Aに介装された凝縮水循環ポンプ４６にて吸収液再生塔１４の上部に供給される。
なお、図示していないが、一部の凝縮水４４はＣＯ2吸収液１２の洗浄液２０として水洗部１３Ｂの頂部側に供給され、ＣＯ2除去排ガスに同伴するＣＯ2吸収液１２の吸収に用いている。
【００２４】
再生されたＣＯ2吸収液（リーン溶液１２Ｂ）はリーン溶液供給管５３を介してリーン溶液ポンプ５４によりＣＯ2吸収塔１３側に送られ、ＣＯ2吸収液１２として循環利用される。
よって、ＣＯ2吸収液１２は、ＣＯ2吸収塔１３と吸収液再生塔１４とを循環する閉鎖経路を形成し、ＣＯ2吸収塔１３のＣＯ2吸収部１３Ａで再利用される。なお、必要に応じて図示しない補給ラインによりＣＯ2吸収液１２は供給され、また必要に応じて図示しないリクレーマによりＣＯ2吸収液を再生するようにしている。
【００２５】
また、ＣＯ2吸収塔１３に供給されるＣＯ2含有排ガス１１Ａは、その前段側に設けられた冷却塔７０において、冷却水７１により冷却され、その後ＣＯ2吸収塔１３内に導入される。なお、符号７２は循環ポンプ、７４は冷却器、Ｌ10は冷却水循環ライン、Ｌ11はＣＯ2含有排ガス供給ライン、Ｌ12は浄化排ガス排出ラインを各々図示する。
【００２６】
このように、ＣＯ2吸収塔１３と吸収液再生塔１４とを循環利用されるＣＯ2吸収液１２は、水洗部１３Ｂにおいて、ＣＯ2が除去されたＣＯ2除去排ガスと、洗浄液２０とを向流接触させ、ＣＯ2除去排ガスに同伴されたＣＯ2吸収液１２を洗浄液２０で吸収除去し、吸収塔１３の外部への放散を防止している。
【００２７】
この洗浄液２０に吸収除去されたＣＯ2吸収液１２を再利用するために、本実施例では濃縮部２２を設け、記濃縮部２２で濃縮した濃縮液２３を送給する濃縮液送給ラインＬ3を介して水洗部１３Ｂ側に返送し、ＣＯ2吸収液１２を濃縮利用するようにしている。
【００２８】
本実施例では、ＣＯ2含有排ガス供給ラインＬ11及び浄化排ガス排出ラインＬ12に各々温度計８１、８２を設け、各々のガス温度（Ｔ1、Ｔ2）を計測している。
そして、計測の結果、図示しない制御装置により、水洗部１３Ｂ出口の浄化排ガス１１Ｂのガス温度（Ｔ2）を冷却塔出口のガス温度（Ｔ1）よりも低く（Ｔ1＞Ｔ2）設定するように制御している。
【００２９】
この結果、ＣＯ2吸収塔１３の出口の浄化排ガス１１Ｂのガス温度（Ｔ2）を下げることで、凝縮水量を増加させることができ、この結果水洗部１３での液中のアミン濃度が低下し、アミン蒸気圧が小さくなり、ＣＯ2吸収液（アミン溶液等）の同伴量の低減を図り、外部への放出を削減することができる。
【００３０】
ここで、浄化排ガス１１Ｂのガス温度（Ｔ2）を４０℃から３５℃に低下させた場合、浄化排ガス１１Ｂのガス中のアミン化合物濃度比は、４０℃の場合を１とすると、３５℃の場合には０．５と低下することが確認された。
【００３１】
このように、吸収塔１３出口のガス温度（Ｔ2）を下げることで、凝縮水量が増えるため、本実施例では、吸収液再生塔１４における塔頂部１４Ａから排出される水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１から水分を分離する分離ドラム４３で凝縮させた凝縮水４４を、凝縮水ラインＬ22Bにより、蒸発部９０へ送給し、ここで、水蒸気９１として蒸発させて、ＣＯ2回収設備の系内の水バランスを保つようにしている。これにより水蒸気９１として系外へ排出することで、ＣＯ2回収設備の排水量を低減できる。Ｌ5は、水蒸気９１の排出ラインである。Ｌ6は，蒸留部９０の液を洗浄液循環ラインＬ1に供給する液戻しラインである。
【００３２】
ここで、この蒸発部９０に供給する凝縮水４４は熱交換器９２により加熱されている。この熱交換器の熱源としては、再生塔１４の頂部から排出される水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１、再生塔１４から吸収塔１３に送給され、リッチ・リーン溶液熱交換器５２で熱交換されたリーン溶液１２Ｂ又は再生加熱器６１で凝縮された水蒸気凝縮水６３のいずれかを用いることができ、凝縮水４４を例えば６０〜９０度程度まで加熱するようにしている。
【００３３】
また、蒸発部９０に送給される凝縮水４４は、吸収液再生塔１４の塔頂部１４Ａから分離された水蒸気であるので、吸収液成分である塩基性成分（アミン）濃度が極めて低いものであるので、水蒸気９１としてそのまま系外へ排出させることが可能となる。
【００３４】
また、本実施例では、水洗部１３Ｂの内の塔頂部側の第２水洗部１３Ｂ2を循環する洗浄液２０の一部を抜き出し、濃縮部２２で濃縮して濃縮液２３とし、この濃縮液２３を第１水洗部１３Ｂ1の水溜まり部に戻すようにするので、洗浄液２０中の揮発性成分を洗浄液２０から分離することができ、水洗部１３の水洗能力の向上を図ることができる。
【００３５】
また、濃縮部２２で濃縮した濃縮液２３を第１水洗部１３Ｂ1側に戻すことにより、ＣＯ2吸収塔１３内で水のマスバランスが保たれるため、吸収液再生塔１４に余分な水分が入らず、ＣＯ2分離に必要なスチーム量を少なくすることができる。
なお、凝縮水発生による水バランスの崩れは、濃縮部２２での洗浄液２０の濃縮により解消され、併せて、この洗浄液の濃縮において、洗浄液中の揮発性成分を洗浄液から放散させて分離できるため、水洗部での水洗能力の向上を図ることができることとなる。
【００３６】
ここで、濃縮部２２においては、例えば蒸発装置や蒸気圧縮式濃縮装置等を用いることができる。蒸発装置は、洗浄液２０を蒸発缶にて貯留しつつ加熱して蒸発させ、濃縮された濃縮液２３を次の蒸発缶に供給すると共に、水蒸気２４を次の蒸発缶での加熱源として用い、蒸発缶を複数設けたものを例示することができる。
【００３７】
また、蒸気圧縮式濃縮装置は、蒸発缶で発生した水蒸気２４を圧縮機で加圧して、温度を高くすることにより、加熱用熱源として利用するものであり、濃縮の際の動力消費量を低減できるものである。
【実施例２】
【００３８】
図２は、実施例２に係るＣＯ2回収装置の概略図である。図３及び４は、実施例２に係る他のＣＯ2回収装置の概略図である。なお、図１に示す実施例１に係るＣＯ2回収装置１０Ａと同一の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
図２に示すように、本実施例のＣＯ2回収装置１０Ｂでは、濃縮部２２で分離されるガス成分２４中に含有される揮発性成分を酸処理して回収する揮発性成分回収部である酸洗浄塔２７が設けられており、濃縮部２２から分離されるガス成分２４中の揮発性成分を回収・除去するようにしている。
【００３９】
酸洗浄塔２７には、酸供給部２８から酸２９が添加され、硫酸塩として酸処理液２９Ａ中で回収され、供給ラインＬ8を介して廃液処理部３０で処理している。
ここで投入する酸２９としては、例えば硫酸を用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、酸２９としては、硫酸以外に、塩酸、リン酸、ホウ酸、炭酸、シュウ酸等を挙げることができる。
【００４０】
ここで、濃縮部２２としては、洗浄液２０の一部の抜き出し水を加熱するものであればいずれでも良いが、図３に示すような濃縮塔２２Ａと、図４に示すような濃縮塔２２Ｂを例示することができる。
【００４１】
図３は、濃縮液２３を加熱することで、洗浄液を濃縮する濃縮塔２２Ａを備えたＣＯ2回収装置であり、図４は外部から加熱空気９４を導入することで、洗浄液を濃縮する濃縮塔２２Ｂを備えたＣＯ2回収装置である。
【００４２】
図３に示す濃縮塔２２Ａでは、濃縮された濃縮液２３を循環する循環ラインＬ30に熱交換器９３が介装されており、濃縮液２３を加熱するようにしている。この熱交換器９３の加熱源としては、再生塔１４の塔頂部１４Ａから排出される水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１、再生塔１４から吸収塔１３に送給され、リッチ・リーン溶液熱交換器５２で熱交換されたリーン溶液１２Ｂ又は再生加熱器６１で凝縮された水蒸気凝縮水６３のいずれかを用いることができ、濃縮液２３を例えば６０〜９０度程度まで加熱するようにしている。
【００４３】
また、本実施例は、濃縮塔２２Ａの頂部からガス成分２４が導出される供給ラインＬ4Aには、分離ドラム２２Ｃが設けられており、ガス成分２４中から水分及び吸収液を分離することで、水分及び吸収液の外部への同伴を防止し、系外への水分及び吸収液の逸散を防止している。分離ドラム２２Ｃで分離されたガス成分２４は供給ラインＬ4Bを介して酸洗浄塔２７に供給され、ここで酸処理される。なお、分離ドラム２２Ｃで分離された液は、供給ラインＬ4Dを介して、濃縮塔２２Ａに戻される。
【００４４】
図４に示す濃縮塔２２Ｂでは、内部に空気９４を吹き込み、この空気９４に揮発性成分を同伴させ、外部へ排出するようにしている。
空気９４に同伴されない吸収液を含む洗浄液は、濃縮液２３として、第１水洗部１３Ｂ1に供給される。揮発性成分の同伴を容易にするために、空気９４を図示しない熱交換器により加熱させるようにしてもよい。
【００４５】
揮発性成分を含む空気は、酸洗浄塔２７に送られ、ここで酸洗浄されて揮発性成分を除去した後、蒸発部９０に送られる。なお、このガス成分２４を、濃縮塔２２Ｂへ供給して、水蒸気を発生させる空気９４として使用するようにしてもよい。
【００４６】
以上、説明したように、本発明によれば、脱炭酸排ガスに残存して放出されるアミン化合物類の濃度をより一層低減できると共に、濃縮した吸収液を再度有効利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０Ａ、１０Ｂ ＣＯ2回収装置
１１Ａ ＣＯ2含有排ガス
１２ ＣＯ2吸収液
１２Ａ リッチ溶液
１２Ｂ リーン溶液
１３ ＣＯ2吸収塔（吸収塔）
１４ 吸収液再生塔（再生塔）
２０ 洗浄液
２１ 抜出液
２２ 濃縮部
２３ 濃縮液
２４ ガス成分
９０ 蒸発部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収液と接触してＣＯ2を除去された脱炭酸排ガスに残存して放出されるアミン化合物類の濃度を低減するＣＯ2回収装置およびＣＯ2回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、ボイラの排ガスをアミン化合物水溶液などのアミン系吸収液と接触させ、排ガス中のＣＯ2を除去し回収する方法が精力的に研究されている。
【０００３】
このような吸収液を用いて排ガスからＣＯ2を回収する場合、ＣＯ2が回収された脱炭酸排ガスに吸収液や吸収液由来のアミン化合物類が同伴してしまう。そして、アミン化合物類による大気汚染が発生する事態を防ぐため、脱炭酸排ガスと共に放出されるアミン化合物類の放出量を低減する必要がある。
【０００４】
従来、特許文献１では、吸収液との気液接触によりＣＯ2が吸収除去された脱炭酸排ガスに対して洗浄液を気液接触させることで、脱炭酸排ガスに同伴されたアミン化合物を回収する水洗部を複数段設け、この複数段の水洗部にて、順次、脱炭酸排ガスに同伴するアミンの回収処理を行うことが示されている。この特許文献１の洗浄液は、ＣＯ2を吸収したアミン系吸収液からＣＯ2を放散させてアミン系吸収液を再生する処理において、ＣＯ2に含まれる水分を凝縮して分離した凝縮水が用いられている。
【０００５】
また、従来、特許文献２では、吸収液との気液接触によりＣＯ2が吸収除去された脱炭酸排ガスを冷却する冷却部と、冷却部で凝縮した凝縮水と脱炭酸排ガスとを向流接触させる接触部を設けたものが示されている。さらに、特許文献２では、吸収液との気液接触によりＣＯ2が吸収除去された脱炭酸排ガスに対して洗浄液を気液接触させることで、脱炭酸排ガスに同伴されたアミン化合物を回収する水洗部を設けたものが示され、洗浄液は、ＣＯ2が回収される前の排ガスを冷却する冷却塔で凝縮された凝縮水が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１２６４３９号公報
【特許文献２】特開平８−８０４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年では、環境保全の見地から、脱炭酸排ガスに残存して放出される吸収液成分の濃度をより一層低減することが望まれている。特に、将来予想される処理ガス流量の多い火力発電所などの排ガスに対して、ＣＯ2回収装置を設置する場合、排ガスの放出量が多量であることから、脱炭酸排ガスに残存して放出される吸収液成分の放出量が増加する傾向にあり、放出される吸収液成分の濃度をより一層低減することが必要である。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するものであり、脱炭酸排ガスに残存して放出されるアミン化合物類の濃度をより一層低減することのできるＣＯ2回収装置およびＣＯ2回収方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させてＣＯ2を除去して浄化排ガスとするＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を分離してＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔と、前記吸収液再生塔でＣＯ2が除去されたリーン溶液をＣＯ2吸収塔で再利用するＣＯ2回収装置であって、ＣＯ2吸収塔の前流側に、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスを冷却する冷却塔を設け、前記ＣＯ2吸収塔から排出される浄化排ガスの温度（Ｔ2）を、前記冷却塔で冷却されたＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスの温度（Ｔ1）より低く設定する（Ｔ1＞Ｔ2）と共に、前記吸収液再生塔から排出される水蒸気を凝縮した凝縮水を蒸発部で蒸発させることを特徴とするＣＯ2回収装置にある。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記ＣＯ2吸収塔が、ＣＯ2吸収液によりＣＯ2含有排ガス中のＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収部と、前記ＣＯ2吸収部のガス流れ後流側に設けられ、洗浄液によりＣＯ2除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ2吸収液を回収する水洗部と、前記水洗部で回収されたＣＯ2吸収液を含む洗浄液を前記水洗部の頂部側から供給して循環・洗浄する洗浄液循環ラインと、前記洗浄液循環ラインから、ＣＯ2吸収液を含む洗浄液の一部を抜出液として抜出す抜出しラインと、前記抜出液からガス成分を分離しつつＣＯ2吸収液を濃縮する濃縮部とを具備することを特徴とするＣＯ2回収装置にある。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、前記濃縮部が、抜き出し水を加熱する濃縮塔と、濃縮塔から分離した濃縮液をＣＯ2吸収塔へ戻す濃縮液返送ラインと濃縮塔で分離されたガス成分に含まれる揮発性成分を酸処理して回収する酸洗浄塔とを具備することを特徴とするＣＯ2回収装置にある。
【００１２】
第４の発明は、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を分離してＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔とを用い、前記吸収液再生塔でＣＯ2が除去されたリーン溶液をＣＯ2吸収塔で再利用するＣＯ2回収方法であって、ＣＯ2吸収塔の前流側に、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスを冷却する冷却塔を設け、前記ＣＯ2吸収塔から排出される浄化排ガスの温度（Ｔ2）を、前記冷却塔で冷却されたＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスの温度（Ｔ1）より低く（Ｔ1＞Ｔ2）設定すると共に、吸収液再生塔から排出される水蒸気を凝縮した凝縮水を蒸発部で蒸発させることを特徴とするＣＯ2回収方法にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、脱炭酸排ガスに残存して放出される吸収液のアミン化合物類の濃度をより一層低減できると共に、回収した吸収液を濃縮して再利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施例１に係るＣＯ2回収装置の概略図である。
【図２】図２は、実施例２に係るＣＯ2回収装置の概略図である。
【図３】図３は、実施例２に係る他のＣＯ2回収装置の概略図である。
【図４】図４は、実施例２に係る他のＣＯ2回収装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１６】
本発明による実施例に係るＣＯ2回収装置について、図面を参照して説明する。図１は、実施例１に係るＣＯ2回収装置の概略図である。
図１に示すように、本実施例に係るＣＯ2回収装置１０Ａは、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガス１１ＡとＣＯ2吸収液（リーン溶液１２Ｂ）とを接触させてＣＯ2を除去して浄化排ガス１１ＢとするＣＯ2吸収塔（以下「吸収塔」ともいう）１３と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液（リッチ溶液１２Ａ）を再生する吸収液再生塔１４と、前記吸収液再生塔（以下「再生塔」ともいう）１４でＣＯ2が除去されたリーン溶液１２ＢをＣＯ2吸収塔１３で再利用するＣＯ2回収装置であって、前記ＣＯ2吸収塔１３が、ＣＯ2吸収液１２（リーン溶液１２Ｂ）でＣＯ2含有排ガス１１Ａ中のＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収部１３Ａと、前記ＣＯ2吸収部１３Ａの上部（ガス流れ後流）側に設けられ、ＣＯ2除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ2吸収液１２を回収する第１水洗部１３Ｂ1及び第２水洗部１３Ｂ2からなる水洗部１３Ｂと、前記塔頂側の第２水洗部１３Ｂ2で回収されたＣＯ2吸収液１２を含む洗浄液２０を前記水洗部１３Ｂの頂部側から直接循環する洗浄液循環ラインＬ1と、前記洗浄液循環ラインＬ1から、ＣＯ2吸収液１２を含む洗浄液２０の一部を抜出液２１として抜出す抜出しラインＬ2と、抜出液２１からガス成分（水蒸気）２４を分離しつつＣＯ2吸収液を濃縮する濃縮部２２と、前記濃縮部２２で濃縮した濃縮液２３を第１水洗部１３Ｂ1側に送給する濃縮液送給ラインＬ3と、前記吸収液再生塔１４から排出される水蒸気を分離ドラム４３で分離・凝縮した凝縮水４４を蒸発させる蒸発部９０と、濃縮部２２で分離されたガス成分（水蒸気）２４を、蒸発部９０に送給するガスラインＬ4と、を具備するものである。
なお、第１水洗部１３Ｂ1においても、洗浄液循環ラインＬ1とにより洗浄液２０が循環されている。
なお、図示していないが、第１水洗部からの抜出液は吸収液１２に合流される。
【００１７】
また、本実施例に係るＣＯ2回収装置１０Ａは、ＣＯ2含有排ガス１１ＡをＣＯ2吸収塔１３内に導入するＣＯ2含有排ガス供給ラインＬ11及びＣＯ2吸収塔１３から排出される浄化排ガス１１Ｂを排出する浄化排ガス排出ラインＬ12に各々温度計８１、８２を設け、各々におけるガス温度（Ｔ1、Ｔ2）を計測している。
そして、計測の結果、図示しない制御装置により、水洗部１３Ｂ出口の浄化排ガス１１Ｂのガス温度（Ｔ2）を、ＣＯ2吸収塔１３入口のガス温度（Ｔ1）よりも低く設定する（Ｔ1＞Ｔ2）ように制御している。
【００１８】
この結果、ＣＯ2吸収塔１３の出口の浄化排ガス１１Ｂのガス温度（Ｔ2）を、導入するＣＯ2含有排ガス１１Ａのガス温度（Ｔ1）よりも下げることで、凝縮水量を増加させることができ、この結果水洗部１３Ｂでの液中のアミン濃度が低下し、アミン蒸気圧が小さくなり、ＣＯ2吸収液（アミン溶液等）の同伴量の低減を図り、外部への放出を削減することができる。
【００１９】
ここで、前記吸収塔１３では、ＣＯ2含有排ガス１１Ａは、ＣＯ2吸収塔１３の下部側に設けられたＣＯ2吸収部１３Ａにおいて、例えばアルカノールアミンをベースとするＣＯ2吸収液１２と対向流接触し、ＣＯ2含有排ガス１１Ａ中のＣＯ2は、化学反応（Ｒ−ＮＨ2＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｒ−ＮＨ3ＨＣＯ3）によりＣＯ2吸収液１２に吸収される。
【００２０】
そしてＣＯ2除去後のＣＯ2除去排ガスは、チムニートレイ１６を介して水洗部１３Ｂ側へ上昇し、水洗部１３Ｂの頂部側から供給される洗浄液２０と気液接触して、ＣＯ2除去排ガスに同伴するＣＯ2吸収液１２を回収する。
その後、ＣＯ2吸収液１２が除去されたＣＯ2吸収液除去排ガス１１Ｂは、ＣＯ2吸収塔１３の頂部１３Ｃから外部へ排出される。なお、符号７３はガス中のミストを捕捉するミストエリミネータを図示する。
【００２１】
ＣＯ2を吸収したリッチ溶液１２Ａは、リッチ溶液供給管５０に介装されたリッチソルベントポンプ５１により昇圧され、リッチ・リーン溶液熱交換器５２において、吸収液再生塔１４で再生されたリーン溶液１２Ｂにより加熱され、吸収液再生塔１４の頂部側に供給される。
【００２２】
前記再生塔１４の頂部側から塔内部に放出されたリッチ溶液１２Ａは、塔底部からの水蒸気による加熱により、大部分のＣＯ2を放出する。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１２は「セミリーン溶液」と呼称される。この図示しないセミリーン溶液は、再生塔１４底部に流下する頃には、ほぼ全てのＣＯ2が除去されたリーン溶液１２Ｂとなる。このリーン溶液１２Ｂは循環ラインＬ20に介装された再生加熱器６１で飽和水蒸気６２により加熱される。加熱後の飽和水蒸気６２は水蒸気凝縮水６３となる。
【００２３】
一方、再生塔１４の塔頂部１４Ａからは塔内においてリッチ溶液１２Ａ及び図示しないセミリーン溶液から逸散された水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１が放出される。
そして、水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１がガス排出ラインＬ21により導出され、ガス排出ラインＬ21に介装されたコンデンサ４２により水蒸気が凝縮され、分離ドラム４３にて凝縮水４４が分離され、ＣＯ2ガス４５が系外に放出されて、別途圧縮回収等の後処理がなされる。
分離ドラム４３にて分離された凝縮水４４は凝縮水ラインＬ22Aに介装された凝縮水循環ポンプ４６にて吸収液再生塔１４の上部に供給される。
なお、図示していないが、一部の凝縮水４４はＣＯ2吸収液１２の洗浄液２０として水洗部１３Ｂの頂部側に供給され、ＣＯ2除去排ガスに同伴するＣＯ2吸収液１２の吸収に用いている。
【００２４】
再生されたＣＯ2吸収液（リーン溶液１２Ｂ）はリーン溶液供給管５３を介してリーン溶液ポンプ５４によりＣＯ2吸収塔１３側に送られ、ＣＯ2吸収液１２として循環利用される。
よって、ＣＯ2吸収液１２は、ＣＯ2吸収塔１３と吸収液再生塔１４とを循環する閉鎖経路を形成し、ＣＯ2吸収塔１３のＣＯ2吸収部１３Ａで再利用される。なお、必要に応じて図示しない補給ラインによりＣＯ2吸収液１２は供給され、また必要に応じて図示しないリクレーマによりＣＯ2吸収液を再生するようにしている。
【００２５】
また、ＣＯ2吸収塔１３に供給されるＣＯ2含有排ガス１１Ａは、その前段側に設けられた冷却塔７０において、冷却水７１により冷却され、その後ＣＯ2吸収塔１３内に導入される。なお、符号７２は循環ポンプ、７４は冷却器、Ｌ10は冷却水循環ライン、Ｌ11はＣＯ2含有排ガス供給ライン、Ｌ12は浄化排ガス排出ラインを各々図示する。
【００２６】
このように、ＣＯ2吸収塔１３と吸収液再生塔１４とを循環利用されるＣＯ2吸収液１２は、水洗部１３Ｂにおいて、ＣＯ2が除去されたＣＯ2除去排ガスと、洗浄液２０とを向流接触させ、ＣＯ2除去排ガスに同伴されたＣＯ2吸収液１２を洗浄液２０で吸収除去し、吸収塔１３の外部への放散を防止している。
【００２７】
この洗浄液２０に吸収除去されたＣＯ2吸収液１２を再利用するために、本実施例では濃縮部２２を設け、記濃縮部２２で濃縮した濃縮液２３を送給する濃縮液送給ラインＬ3を介して水洗部１３Ｂ側に返送し、ＣＯ2吸収液１２を濃縮利用するようにしている。
【００２８】
本実施例では、ＣＯ2含有排ガス供給ラインＬ11及び浄化排ガス排出ラインＬ12に各々温度計８１、８２を設け、各々のガス温度（Ｔ1、Ｔ2）を計測している。
そして、計測の結果、図示しない制御装置により、水洗部１３Ｂ出口の浄化排ガス１１Ｂのガス温度（Ｔ2）を冷却塔出口のガス温度（Ｔ1）よりも低く（Ｔ1＞Ｔ2）設定するように制御している。
【００２９】
この結果、ＣＯ2吸収塔１３の出口の浄化排ガス１１Ｂのガス温度（Ｔ2）を下げることで、凝縮水量を増加させることができ、この結果水洗部１３での液中のアミン濃度が低下し、アミン蒸気圧が小さくなり、ＣＯ2吸収液（アミン溶液等）の同伴量の低減を図り、外部への放出を削減することができる。
【００３０】
ここで、浄化排ガス１１Ｂのガス温度（Ｔ2）を４０℃から３５℃に低下させた場合、浄化排ガス１１Ｂのガス中のアミン化合物濃度比は、４０℃の場合を１とすると、３５℃の場合には０．５と低下することが確認された。
【００３１】
このように、吸収塔１３出口のガス温度（Ｔ2）を下げることで、凝縮水量が増えるため、本実施例では、吸収液再生塔１４における塔頂部１４Ａから排出される水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１から水分を分離する分離ドラム４３で凝縮させた凝縮水４４を、凝縮水ラインＬ22Bにより、蒸発部９０へ送給し、ここで、水蒸気９１として蒸発させて、ＣＯ2回収設備の系内の水バランスを保つようにしている。これにより水蒸気９１として系外へ排出することで、ＣＯ2回収設備の排水量を低減できる。Ｌ5は、水蒸気９１の排出ラインである。Ｌ6は，蒸留部９０の液を洗浄液循環ラインＬ1に供給する液戻しラインである。
【００３２】
ここで、この蒸発部９０に供給する凝縮水４４は熱交換器９２により加熱されている。この熱交換器の熱源としては、再生塔１４の頂部から排出される水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１、再生塔１４から吸収塔１３に送給され、リッチ・リーン溶液熱交換器５２で熱交換されたリーン溶液１２Ｂ又は再生加熱器６１で凝縮された水蒸気凝縮水６３のいずれかを用いることができ、凝縮水４４を例えば６０〜９０度程度まで加熱するようにしている。
【００３３】
また、蒸発部９０に送給される凝縮水４４は、吸収液再生塔１４の塔頂部１４Ａから分離された水蒸気であるので、吸収液成分である塩基性成分（アミン）濃度が極めて低いものであるので、水蒸気９１としてそのまま系外へ排出させることが可能となる。
【００３４】
また、本実施例では、水洗部１３Ｂの内の塔頂部側の第２水洗部１３Ｂ2を循環する洗浄液２０の一部を抜き出し、濃縮部２２で濃縮して濃縮液２３とし、この濃縮液２３を第１水洗部１３Ｂ1の水溜まり部に戻すようにするので、洗浄液２０中の揮発性成分を洗浄液２０から分離することができ、水洗部１３の水洗能力の向上を図ることができる。
【００３５】
また、濃縮部２２で濃縮した濃縮液２３を第１水洗部１３Ｂ1側に戻すことにより、ＣＯ2吸収塔１３内で水のマスバランスが保たれるため、吸収液再生塔１４に余分な水分が入らず、ＣＯ2分離に必要なスチーム量を少なくすることができる。
なお、凝縮水発生による水バランスの崩れは、濃縮部２２での洗浄液２０の濃縮により解消され、併せて、この洗浄液の濃縮において、洗浄液中の揮発性成分を洗浄液から放散させて分離できるため、水洗部での水洗能力の向上を図ることができることとなる。
【００３６】
ここで、濃縮部２２においては、例えば蒸発装置や蒸気圧縮式濃縮装置等を用いることができる。蒸発装置は、洗浄液２０を蒸発缶にて貯留しつつ加熱して蒸発させ、濃縮された濃縮液２３を次の蒸発缶に供給すると共に、水蒸気２４を次の蒸発缶での加熱源として用い、蒸発缶を複数設けたものを例示することができる。
【００３７】
また、蒸気圧縮式濃縮装置は、蒸発缶で発生した水蒸気２４を圧縮機で加圧して、温度を高くすることにより、加熱用熱源として利用するものであり、濃縮の際の動力消費量を低減できるものである。
【実施例２】
【００３８】
図２は、実施例２に係るＣＯ2回収装置の概略図である。図３及び４は、実施例２に係る他のＣＯ2回収装置の概略図である。なお、図１に示す実施例１に係るＣＯ2回収装置１０Ａと同一の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
図２に示すように、本実施例のＣＯ2回収装置１０Ｂでは、濃縮部２２で分離されるガス成分２４中に含有される揮発性成分を酸処理して回収する揮発性成分回収部である酸洗浄塔２７が設けられており、濃縮部２２から分離されるガス成分２４中の揮発性成分を回収・除去するようにしている。
【００３９】
酸洗浄塔２７には、酸供給部２８から酸２９が添加され、硫酸塩として酸処理液２９Ａ中で回収され、供給ラインＬ8を介して廃液処理部３０で処理している。
ここで投入する酸２９としては、例えば硫酸を用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、酸２９としては、硫酸以外に、塩酸、リン酸、ホウ酸、炭酸、シュウ酸等を挙げることができる。
【００４０】
ここで、濃縮部２２としては、洗浄液２０の一部の抜き出し水を加熱するものであればいずれでも良いが、図３に示すような濃縮塔２２Ａと、図４に示すような濃縮塔２２Ｂを例示することができる。
【００４１】
図３は、濃縮液２３を加熱することで、洗浄液を濃縮する濃縮塔２２Ａを備えたＣＯ2回収装置であり、図４は外部から加熱空気９４を導入することで、洗浄液を濃縮する濃縮塔２２Ｂを備えたＣＯ2回収装置である。
【００４２】
図３に示す濃縮塔２２Ａでは、濃縮された濃縮液２３を循環する循環ラインＬ30に熱交換器９３が介装されており、濃縮液２３を加熱するようにしている。この熱交換器９３の加熱源としては、再生塔１４の塔頂部１４Ａから排出される水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１、再生塔１４から吸収塔１３に送給され、リッチ・リーン溶液熱交換器５２で熱交換されたリーン溶液１２Ｂ又は再生加熱器６１で凝縮された水蒸気凝縮水６３のいずれかを用いることができ、濃縮液２３を例えば６０〜９０度程度まで加熱するようにしている。
【００４３】
また、本実施例は、濃縮塔２２Ａの頂部からガス成分２４が導出される供給ラインＬ4Aには、分離ドラム２２Ｃが設けられており、ガス成分２４中から水分及び吸収液を分離することで、水分及び吸収液の外部への同伴を防止し、系外への水分及び吸収液の逸散を防止している。分離ドラム２２Ｃで分離されたガス成分２４は供給ラインＬ4Bを介して酸洗浄塔２７に供給され、ここで酸処理される。なお、分離ドラム２２Ｃで分離された液は、供給ラインＬ4Dを介して、濃縮塔２２Ａに戻される。
【００４４】
図４に示す濃縮塔２２Ｂでは、内部に空気９４を吹き込み、この空気９４に揮発性成分を同伴させ、外部へ排出するようにしている。
空気９４に同伴されない吸収液を含む洗浄液は、濃縮液２３として、第１水洗部１３Ｂ1に供給される。揮発性成分の同伴を容易にするために、空気９４を図示しない熱交換器により加熱させるようにしてもよい。
【００４５】
揮発性成分を含む空気は、酸洗浄塔２７に送られ、ここで酸洗浄されて揮発性成分を除去した後、蒸発部９０に送られる。なお、このガス成分２４を、濃縮塔２２Ｂへ供給して、水蒸気を発生させる空気９４として使用するようにしてもよい。
【００４６】
以上、説明したように、本発明によれば、脱炭酸排ガスに残存して放出されるアミン化合物類の濃度をより一層低減できると共に、濃縮した吸収液を再度有効利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０Ａ、１０Ｂ ＣＯ2回収装置
１１Ａ ＣＯ2含有排ガス
１２ ＣＯ2吸収液
１２Ａ リッチ溶液
１２Ｂ リーン溶液
１３ ＣＯ2吸収塔（吸収塔）
１４ 吸収液再生塔（再生塔）
２０ 洗浄液
２１ 抜出液
２２ 濃縮部
２３ 濃縮液
２４ ガス成分
９０ 蒸発部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させてＣＯ2を除去して浄化排ガスとするＣＯ2吸収塔と、
ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を分離してＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔と、
前記吸収液再生塔でＣＯ2が除去されたリーン溶液をＣＯ2吸収塔で再利用するＣＯ2回収装置であって、
ＣＯ2吸収塔の前流側に、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスを冷却する冷却塔を設け、
前記ＣＯ2吸収塔から排出される浄化排ガスの温度（Ｔ2）を、前記冷却塔で冷却されたＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスの温度（Ｔ1）より低く設定する（Ｔ1＞Ｔ2）と共に、
前記吸収液再生塔から排出される水蒸気を凝縮した凝縮水を蒸発部で蒸発させることを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ＣＯ2吸収塔が、
ＣＯ2吸収液によりＣＯ2含有排ガス中のＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収部と、
前記ＣＯ2吸収部のガス流れ後流側に設けられ、洗浄液によりＣＯ2除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ2吸収液を回収する水洗部と、
前記水洗部で回収されたＣＯ2吸収液を含む洗浄液を前記水洗部の頂部側から供給して循環・洗浄する洗浄液循環ラインと、
前記洗浄液循環ラインから、ＣＯ2吸収液を含む洗浄液の一部を抜出液として抜出す抜出しラインと、
前記抜出液からガス成分を分離しつつＣＯ2吸収液を濃縮する濃縮部とを具備することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記濃縮部が、
抜き出し水を加熱する濃縮塔と、
濃縮塔から分離した濃縮液をＣＯ2吸収塔へ戻す濃縮液返送ラインと
濃縮塔で分離されたガス成分に含まれる揮発性成分を酸処理して回収する酸洗浄塔とを具備することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項４】
ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を分離してＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔とを用い、前記吸収液再生塔でＣＯ2が除去されたリーン溶液をＣＯ2吸収塔で再利用するＣＯ2回収方法であって、
ＣＯ2吸収塔の前流側に、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスを冷却する冷却塔を設け、前記ＣＯ2吸収塔から排出される浄化排ガスの温度（Ｔ2）を、前記冷却塔で冷却されたＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスの温度（Ｔ1）より低く（Ｔ1＞Ｔ2）設定すると共に、吸収液再生塔から排出される水蒸気を凝縮した凝縮水を蒸発部で蒸発させることを特徴とするＣＯ2回収方法。
【請求項１】
ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させてＣＯ2を除去して浄化排ガスとするＣＯ2吸収塔と、
ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を分離してＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔と、
前記吸収液再生塔でＣＯ2が除去されたリーン溶液をＣＯ2吸収塔で再利用するＣＯ2回収装置であって、
ＣＯ2吸収塔の前流側に、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスを冷却する冷却塔を設け、
前記ＣＯ2吸収塔から排出される浄化排ガスの温度（Ｔ2）を、前記冷却塔で冷却されたＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスの温度（Ｔ1）より低く設定する（Ｔ1＞Ｔ2）と共に、
前記吸収液再生塔から排出される水蒸気を凝縮した凝縮水を蒸発部で蒸発させることを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ＣＯ2吸収塔が、
ＣＯ2吸収液によりＣＯ2含有排ガス中のＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収部と、
前記ＣＯ2吸収部のガス流れ後流側に設けられ、洗浄液によりＣＯ2除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ2吸収液を回収する水洗部と、
前記水洗部で回収されたＣＯ2吸収液を含む洗浄液を前記水洗部の頂部側から供給して循環・洗浄する洗浄液循環ラインと、
前記洗浄液循環ラインから、ＣＯ2吸収液を含む洗浄液の一部を抜出液として抜出す抜出しラインと、
前記抜出液からガス成分を分離しつつＣＯ2吸収液を濃縮する濃縮部とを具備することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記濃縮部が、
抜き出し水を加熱する濃縮塔と、
濃縮塔から分離した濃縮液をＣＯ2吸収塔へ戻す濃縮液返送ラインと
濃縮塔で分離されたガス成分に含まれる揮発性成分を酸処理して回収する酸洗浄塔とを具備することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項４】
ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を分離してＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔とを用い、前記吸収液再生塔でＣＯ2が除去されたリーン溶液をＣＯ2吸収塔で再利用するＣＯ2回収方法であって、
ＣＯ2吸収塔の前流側に、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスを冷却する冷却塔を設け、前記ＣＯ2吸収塔から排出される浄化排ガスの温度（Ｔ2）を、前記冷却塔で冷却されたＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスの温度（Ｔ1）より低く（Ｔ1＞Ｔ2）設定すると共に、吸収液再生塔から排出される水蒸気を凝縮した凝縮水を蒸発部で蒸発させることを特徴とするＣＯ2回収方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５９７２６（Ｐ２０１３−５９７２６Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９８８２（Ｐ２０１１−１９９８８２）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【Ｆターム（参考）】
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