(57)【要約】      （修正有）【課題】酸性ガス吸収剤に含まれる酸性ガス吸収性化合物および溶媒等の放散を効果的に防止し、周囲環境へ悪影響を及ぼすことなく、安全で経済的かつ安定的に酸性ガスを除去できる装置及び方法の提供。【解決手段】酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸収剤との接触によって酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する吸収器１と、この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて酸性ガス吸収剤を再生する再生器２とを有し、再生器で再生した酸性ガス吸収剤を吸収器にて再利用する酸性ガスの除去装置であって、吸収器から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに除去剤を接触させ、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する除去器３、及び又は再生器から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する除去器４を具備してなることを特徴とする酸性ガスの除去装置、及び酸性ガスの除去方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸収剤との接触によって、この酸性ガス吸収剤に酸性ガスを吸収させることにより、前記の酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する吸収器と、
この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて、この酸性ガス吸収剤を再生する再生器とを有し、
前記再生器で再生した前記酸性ガス吸収剤を前記吸収器にて再利用する酸性ガスの除去装置であって、
前記吸収器から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第一の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する第一の除去器、および／または
前記再生器から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第二の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する第二の除去器を具備してなることを特徴とする、酸性ガスの除去装置。
【請求項２】
前記第一の除去剤を循環させながら、前記酸性ガス吸収剤が含まれるガスと前記第一の除去剤との接触を行う第一の循環装置、および／または
前記第二の除去剤を循環させながら、前記酸性ガス吸収剤が含まれるガスと前記第二の除去剤との接触を行う第二の循環装置をさらに具備する、請求項１に記載の酸性ガス除去装置。
【請求項３】
前記第一の除去器から排出されたガスを分析する第一の分析器、および／または
前記第二の除去器から排出されたガスを分析する第二の分析器をさらに具備する、請求項１または２に記載の酸性ガス除去装置。
【請求項４】
前記第一の分析器から取得された分析結果をもとに、前記第一の除去器への前記第一の除去剤の供給量を制御する第一の制御装置、および／または
前記第二の分析器から取得された分析結果をもとに、前記第二の除去器への前記第二の除去剤の供給量を制御する第二の制御装置をさらに具備する、請求項３に記載の酸性ガス除去装置。
【請求項５】
酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸収剤とを接触させて、この酸性ガス吸収剤に酸性ガスを吸収させることによって、前記酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する工程（イ）と、
この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて、この酸性ガス吸収剤を再生する工程（ロ）を含み、
前記工程（ロ）で再生した前記酸性ガス吸収剤を前記工程（イ）にて再利用する酸性ガスの除去方法であって、
前記工程（イ）から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第一の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する工程（ハ）、および／または
前記工程（ロ）から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第二の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する工程（ニ）を含むことを特徴とする、酸性ガスの除去方法。
【請求項６】
前記第一の除去剤を循環させながら、前記酸性ガス吸収剤が含まれるガスと前記第一の除去剤との接触を行う第一の循環工程（ホ）、および／または
前記第二の除去剤を循環させながら、前記酸性ガス吸収剤が含まれるガスと前記第二の除去剤との接触を行う第二の循環工程（へ）をさらに含む、請求項５に記載の酸性ガスの除去方法。
【請求項７】
前記工程（ハ）から排出されたガスを分析する第一の分析工程（ト）、および／または
前記工程（ニ）から排出されたガスを分析する第二の分析工程（チ）をさらに含む、請求項５または６に記載の酸性ガスの除去方法。
【請求項８】
前記第一の分析工程（ト）から取得された分析結果をもとに、前記第一の除去剤の供給量を制御する第一の制御工程（リ）、および／または
前記第二の分析工程（チ）から取得された分析結果をもとに、前記第二の除去剤の供給量を制御する第二の制御工程（ヌ）をさらに含む、請求項７に記載の酸性ガスの除去方法。
【請求項９】
前記酸性ガス吸収剤は、アミン系、シリコーンオイルないしイオン性液体の少なくとも一種または複数を含むものである、請求項５〜８のいずれか１項に記載の酸性ガスの除去方法。
【請求項１０】
前記の第一の除去剤および／または第二の除去剤は、水酸基以外の官能基のｐＫａが７以下である水溶性高分子と水とを含むものである、請求項５〜９のいずれか１項に記載の酸性ガスの除去方法。
【請求項１１】
前記の第一の除去剤および／または第二の除去剤は、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、セルロースナノファイバー、カルボキシビニルポリマー、水溶性多糖類およびこれらのアルカリ金属塩からなる群からなる水溶性高分子から選ばれたものである、請求項５〜１０のいずれか１項に記載の酸性ガスの除去方法。
【請求項１２】
前記の第一の除去剤および／または第二の除去剤は、前記水溶性高分子の濃度が０．００１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下のものである、請求項１０または１１に記載の酸性ガスの除去方法。
【請求項１３】
酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸収剤との接触によって、この酸性ガス吸収剤に酸性ガスを吸収させることにより、前記の酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する吸収器と、
前記吸収器から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第一の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する第一の除去器とが、共通の容器内に収納された、酸性ガス除去装置用の吸収器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、酸性ガスの除去装置および酸性ガスの除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地球温暖化に対する有効な対策として、二酸化炭素回収貯蔵技術（ＣＣＳ）が注目されている。特に火力発電所や製鉄所等の設備に対して、二酸化炭素を含む排出ガスと吸収溶媒とを接触させて二酸化炭素を分離、回収する方法が検討されている。吸収溶媒には、シリコーンオイルやアミン系溶液、イオン性溶液等が挙げられる。しかしながら、外部へ放散される二酸化炭素を分離した排出ガスは吸収溶媒成分を含んでおり、環境への影響が懸念されている。そこで、吸収溶媒の外部への放散量を低減させる技術が求められている（特許文献１および引用文献２）。
【０００３】
放散する吸収溶媒の状態には、ガス状ないし超微粒子状の溶媒（粒径１０−１０ｍ以下）とミスト状の溶媒（粒径：１０−９〜１０−６ｍ）があると考えられている。一般的に、気体中に存在する溶媒の濃度は粒径（半径）の三乗に比例すると言われており、そのことから、ガス状ないし超微粒子状の溶媒よりもミスト状の溶媒の方が、気体中の溶媒濃度に与える影響が著しく大きい。そのため、ミスト状の溶媒の放散を抑制することが、溶媒の放散濃度の抑制に効果的であると考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２７４８４６号公報
【特許文献２】特許第６０４５６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酸性ガスを含むガスから酸性ガスを分離、回収する技術として、酸性ガス吸収剤を用いるものがある。そのような技術の一つとして、酸性ガスを吸収剤に吸収させる工程、および酸性ガスを吸収した吸収剤から酸性ガスを放出させる工程を採用し、酸性ガスの分離、回収する装置が実用化されている。
【０００６】
これらの技術では、条件変化により、酸性ガスの吸収または放出を行う化合物と溶媒とを含む吸収剤を、酸性ガスの吸収工程および酸性ガスの放出工程に循環させることが行われている。この吸収工程および放出工程においては、分離するガス成分中に上記化合物および溶媒（吸収剤の劣化成分が含まれる場合もある）が飛沫同伴して装置外へ放散する可能性がある。
【０００７】
これは、前記工程を安定、経済的かつ安全に運用させるための阻害要因の一つである。
【０００８】
酸性ガス除去装置を環境に対しても安全に運用するためには、分離したガス成分中に吸収剤飛沫同伴して装置外に放散することを抑制する必要がある。
【０００９】
本発明は、第一に、酸性ガス除去装置の吸収器と再生器から飛沫同伴する吸収剤を除去する除去器を設けて、ガス中に飛沫同伴する吸収剤のミストを大幅に除去（トラップ）すると共に、前記吸収剤の除去率を安価でかつ容易に向上させる酸性ガス除去装置および方法を提供することを課題とする。第二に、酸性ガス除去装置から放散する吸収剤を抑制することで、酸性ガスの吸収工程および放出工程を効率的、経済的かつ安定的に実施して、環境面に対しても安全に運用できる酸性ガス除去装置および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】
【００１０】
本発明の実施形態による酸性ガスの除去装置は、
酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸収剤との接触によって、この酸性ガス吸収剤に酸性ガスを吸収させることにより、前記の酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する吸収器と、
この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて、この酸性ガス吸収剤を再生する再生器とを有し、
前記再生器で再生した前記酸性ガス吸収剤を前記吸収器にて再利用する酸性ガスの除去装置であって、
前記吸収器から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第一の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する第一の除去器、および／または
前記再生器から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第二の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する第二の除去器を具備してなること、を特徴とする。
【００１１】
また、本発明の実施形態による酸性ガスの除去方法は、
酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸収剤とを接触させて、この酸性ガス吸収剤に酸性ガスを吸収させることによって、前記酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する工程（イ）と、
この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて、この酸性ガス吸収剤を再生する工程（ロ）を含み、
前記工程（ロ）で再生した前記酸性ガス吸収剤を前記工程（イ）にて再利用する酸性ガスの除去方法であって、
前記工程（イ）から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第一の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する工程（ハ）、および／または
前記工程（ロ）から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第二の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する工程（ニ）を含むこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施形態による酸性ガスの除去装置ならびに酸性ガスの除去方法によれば、酸性ガス吸収剤に含まれる酸性ガス吸収性化合物および溶媒等の放散を効果的に防止することができる。したがって、周囲環境へ悪影響を及ぼすことなく、かつ安全に酸性ガスを除去することができる。そして、経済的、効率的、安定的に、酸性ガスを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一の実施形態による酸性ガス除去装置の概略図
【図２】第二の実施形態による酸性ガス除去装置の概略図
【図３】第三の実施形態による酸性ガス除去装置の概略図
【図４】除去剤の添加効果を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態を、必要に応じて、図面を参照して説明する。なお、本発明は下記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、下記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除することができる。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせることができる。
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、必要に応じ図面を参照しながら詳細に説明する。  
＜酸性ガスの除去装置＞
図１は、本発明の好ましい実施形態による酸性ガスの除去装置の概要を示す図面である。
【００１６】
図１に示される本発明の実施形態による酸性ガス除去装置は、
酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸収剤との接触によって、この酸性ガス吸収剤に酸性ガスを吸収させることにより、前記の酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する吸収器１と、
この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて、この酸性ガス吸収剤を再生する再生器２とを有し、
前記再生器２で再生した前記酸性ガス吸収剤を前記吸収器１にて再利用する酸性ガスの除去装置であって、
前記吸収器１から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第一の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する第一の除去器３、および／または
前記再生器から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第二の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する第二の除去器４を具備してなるもの、である。
【００１７】
ここで、「および／または」との規定から明らかな通り、本発明による酸性ガスの除去装置は、吸収器１および再生器２に加えて、さらに
第一の除去器３および第二の除去器４の両方を具備してなる実施形態（以下、第一の実施形態という場合がある）と、
第一の除去器３を具備し、第二の除去器４を具備しない実施形態（以下、第二の実施形態という場合がある）と、
第一の除去器３を具備せず、第二の除去器４を具備する実施形態（以下、第三の実施形態という場合がある）の、三形態を包含する。
【００１８】
<<酸性ガス除去装置（基本的構成）>>
図１に示される本発明の実施形態による酸性ガス除去装置においては、酸性ガスを含むガス（例えば、火力発電所等から排出される燃焼排ガスのような二酸化炭素を含むガス）が、ガス導入口５を通って吸収器１の下部へ導かれる。この酸性ガスを含むガスは、吸収器１に導入された後、吸収器１の上部の吸収剤供給口６から供給された酸性ガス吸収剤と、吸収器１の内部で接触する。ここで、吸収器１に供給される吸収剤としては、酸性ガスの吸収作用を有する化合物と溶媒とを含む溶液状のものを挙げることができる。そのような吸収剤としては、上記酸性ガスの吸収剤を用いることができ、例えば、酸性ガスが二酸化炭素である場合には、酸性ガス吸収作用を有する化合物としては、好ましくは、アミン化合物を用いることができ、溶媒としては、好ましくは、水、アミン系溶媒、シリコーンオイルないしイオン性液体等の溶媒を用いることができ、必要に応じて、酸化防止剤やｐＨ調整剤等の補助資材等を含む、液状の吸収剤を用いることができる。
【００１９】
吸収器１に供給される酸性ガス吸収剤は、再生器２（詳細後記）で再生されたものであって、吸収剤に吸収されている酸性ガス量が低いものである。このような吸収されている酸性ガス量が少ない吸収剤溶液を、本明細書において「吸収リーン液」という場合がある。
【００２０】
吸収器１の内部で、酸性ガスを含むガスと吸収剤とが接触することで、酸性ガスが吸収剤に吸収されて、酸性ガスを含むガスから酸性ガス除去される。ここで、酸性ガスを吸収して、吸収している酸性ガス量が多い吸収剤溶液を、本明細書において「吸収リッチ液」という場合がある。
【００２１】
酸性ガスを吸収した吸収剤（吸収リッチ液）は、吸収器１の下部の吸収剤排出口７から抜き出されて、再生器２へ送られる。なお、吸収器１から再生器２への途中には、必要に応じて、熱交換器８および／または加熱器９を配置して、吸収剤（吸収リッチ液）を加熱することが好ましい。
【００２２】
再生器２の上部の吸収剤供給口１０から供給された吸収剤（吸収リッチ液）は、再生器２の内部での加熱によって、吸収していた酸性ガスを放出して、酸性ガス吸収能が高い吸収リーン液へと変化する。即ち、吸収剤（吸収リッチ液）から酸性ガスが脱離され、吸収剤の再生（吸収リーン液への変化）がなされる。
【００２３】
吸収剤供給口１０から供給された吸収剤（吸収リッチ液）の加熱は、再生器２の下部に貯まった吸収剤（吸収リーン液）を加熱するリボイラ１１を設け、ここで吸収剤（吸収リッチ液）を蒸気化し、その蒸気を導入口１２から再生器２に導入し、この蒸気と吸収剤（吸収リッチ液）とを接触させることによって行うことが好ましい。
【００２４】
再生器２で再生された吸収剤（吸収リーン液）は、再生器２の下部の吸収剤排出口１３から抜き出されて、吸収器１へ送られる。なお、再生器２から吸収器１への途中には、必要に応じて、ポンプ１４、熱交換器８および冷却器１５を配置して、吸収剤（吸収リーン液）を冷却することが好ましい。
【００２５】
このように再生器２で再生された吸収剤（吸収リーン液）は、吸収剤供給口６から吸収器１に導入され、再び酸性ガスの除去に用いられる。
【００２６】
ガス導入口５から吸収器１に導入された酸性ガスを含むガスは、吸収器１に供給された吸収剤（吸収リーン液）と接触することで、このガス中の酸性ガスが除去される。このとき、酸性ガスを含むガスと吸収剤（吸収リーン液）との接触効率の向上のために、吸収器内に充填物を設け、これを酸性ガスを含むガスと向流接触させることが、一般的でありかつ好ましい。
【００２７】
吸収剤（吸収リーン液）と接触後のガス（即ち、酸性ガスが除去されたガス）は、ガス排出口１６を経て吸収器１の外部へ排出される。この吸収器１から排出されたガスは、最終的には、通常、系外に排出されるが、このガス中に吸収剤が存在する場合に、その吸収剤の系外への放散を防止するために、第一の除去器３が配置されている。この第一の除去器３では、吸収器１から排出されたガスに、第一の除去剤を接触させて、このガスに飛沫同伴された吸収剤を除去することが行われる。
【００２８】
ここで、第一の除去器３では、ガス状ないしミスト状の酸性ガス吸収作用を有する化合物ならびに溶媒を除去することができ、そして、場合により、上記化合物以外の他の化合物ないし成分（例えば、上記の酸性ガス吸収作用を有する化合物や溶媒の分解物、反応物等の劣化成分等）をも除去することができる。したがって、本願明細書において、「酸性ガス吸収剤を除去する」とは、酸性ガス吸収作用を有する化合物のみを除去する場合のみに限定されず、溶媒成分ならびにこれらの化合物や溶媒以外の他の化合物ないし成分等も除去される場合をも意味する。
【００２９】
一方、再生器２からは、吸収剤と接触後のガスが、ガス排出口１７を経て再生器２の外部へ排出される。この再生器２から排出されたガスは、最終的には、通常、系外に排出されるが、このガス中に吸収剤が存在する場合に、その吸収剤の系外への放散を防止するために、第二の除去器４が配置されている。この第二の除去器４では、再生器２から排出されたガスに、第二の除去剤を接触させて、このガスに飛沫同伴された吸収剤を除去することが行われる。ここで、第二の除去器４では、ガス状ないしミスト状の酸性ガス吸収作用を有する化合物ならびに溶媒を除去することができ、そして、場合により、上記化合物以外の他の化合物ないし成分（例えば、上記の酸性ガス吸収作用を有する化合物や溶媒の分解物、反応物等の劣化成分等）をも除去することもできる。したがって、本願明細書において、「酸性ガス吸収剤を除去する」とは、酸性ガス吸収作用を有する化合物のみを除去する場合のみに限定されず、溶媒成分ならびにこれらの化合物や溶媒以外の他の化合物ないし成分等も除去される場合をも意味する。
【００３０】
<<吸収器および第一の除去器（特に、第二の実施形態について）>>
図２は、吸収器１００から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第一の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する第一の除去器３００を具備してなる、酸性ガスの除去装置の好ましい一具体例（第二の実施形態）の要部を示すものである。
【００３１】
図１に示される酸性ガス除去装置では、第一の除去器３が、吸収器１と離れた場所に、吸収器１と独立して配置されているが、この図２に示される酸性ガス除去装置では、第一の除去器３００が、吸収器１００と隣接して、吸収器１００の後段に配置されている。
【００３２】
この装置の場合、図２に示されるように、吸収器１００および除去器３００を共通の一つの容器内に収容することもできるので、装置のコンパクト化、低コスト化、高効率化などを図ることができるので好ましい。
【００３３】
吸収器１００の最適な運転温度条件と除去器３００の最適な運転温度条件とは、重複ないし近似していることから、吸収器１００と除去器３００とを共通の容器内に収納に収容することができる。これにより、特に装置のコンパクト化を図ることができる。そればかりでなく、吸収器１００と除去器３００とを同一容器内に収容した場合には、吸収器１００および除去器３００の両方の温度管理を容易にかつ低エネルギーで行うことができる。
【００３４】
図２に示される好ましい具体例においては、酸性ガスを含むガスが、吸収器１００の下部のガス導入口１０１を通って吸収器１００へ導入される。一方、吸収剤が、吸収器１００の上部の吸収剤供給口１０２を通って、吸収器１００（吸収リーン液）へ供給される。
【００３５】
ここで、吸収器１００に供給される吸収剤（吸収リーン液）としては、酸性ガスの吸収剤を用いることができ、例えば、酸性ガスが二酸化炭素である場合には、酸性ガス吸収作用を有する化合物としては、好ましくは、アミン化合物を用いることがき、溶媒としては、好ましくは、水、アミン系溶媒、シリコーンオイルないしイオン性液体等の溶媒を用いることができ、必要に応じて、酸化防止剤やｐＨ調整剤等の補助資材等を含む液状の吸収剤を用いることができる。
【００３６】
吸収器１００の内部に導入された酸性ガスを含むガスと吸収剤（吸収リーン液）とを、吸収器１００の内部で接触させる。このとき、吸収剤を、霧状で、酸性ガスを含むガスに接触させることが好ましい。それにより、吸収剤と酸性ガスとの接触を効率的に行うことができる。
【００３７】
吸収器１００の内部で酸性ガスを含むガスと吸収剤（吸収リーン液）とが接触することで、酸性ガスが吸収剤に吸収されて、酸性ガスを含むガスから酸性ガス除去される。
【００３８】
酸性ガスを吸収した吸収剤（吸収リッチ液）は、吸収器１００の下部の吸収剤排出口１０３から抜き出されて、図１に示されるような再生器２あるいは図３に示されるような再生器２００へ送ることができる。なお、吸収器１００から再生器２、２００への途中には、図１と同様に、必要に応じて、熱交換器および／または加熱器（図示せず）等を配置することができる。
【００３９】
吸収器１０１において酸性ガスが除去されたガスは、第一の除去器３００へと移動する。このとき、酸性ガスが除去されたガス中には、ガス状ないしミスト状の酸性ガス吸収剤等が存在していることがある。そこで、除去器３００へと移動する酸性ガス吸収剤等の量を低減するために、必要に応じて、吸収器１００と除去器３００との間に捕集器１０４を設けることができる。この捕集器１０４では、比較的粒径が大きい酸性ガス吸収剤などの一部を捕集し、それらを吸収器１００の内部に落下させて、酸性ガス吸収剤を再び酸性ガスと接触させることができる。
【００４０】
第一の除去器３００では、吸収器１００から排出されたガスに、第一の除去剤を接触させて、このガスに飛沫同伴された吸収剤を除去することが行われる。このとき、酸性ガスを含むガスと第一の除去剤との接触効率の向上のために、除去器内に充填物を設け、これを酸性ガスを含むガスと向流接触させることが、一般的でありかつ好ましい。
【００４１】
この第一の除去器３００では、第一の除去剤を接触させて、ガス状ないしミスト状の酸性ガス吸収作用を有する化合物ならびに溶媒を除去することができ、そして、場合により、上記化合物以外の他の化合物ないし成分（例えば、上記の酸性ガス吸収作用を有する化合物や溶媒の分解物、反応物等の劣化成分等）をも除去することができる。第一の除去剤は、例えば除去剤保有タンク３０１から第一の除去器３００へ供給することができる。
【００４２】
本発明の実施形態による酸性ガス除去装置は、前記の第一の除去剤を循環させて、前記の吸収剤が含まれるガスと第一の除去剤との接触を繰り返し行う、第一の循環装置を具備するものが好ましい。そのような第一の循環装置の好ましい具体例としては、例えば、図２に示されるような、第一の除去器３００の下部に集められた液状の第一の除去剤を、第一の除去器３００から外部へ取り出し、それを第一の除去器３００の内部に再び導入する循環ライン３０２を具備してなるものを挙げることができる。このように第一の除去剤を循環させ、再利用することによって、前記の吸収剤が含まれるガスと第一の除去剤との接触をより効果的、効率的に行うことができ、第一の除去剤の必要量を低減することができる。そして、第一の除去剤を循環させ再利用することにより、第一の除去剤の酸性ガス吸収剤等の濃度が次第に上昇し、その結果、第一の除去剤と酸性ガス吸収剤等との親和性がより向上して、第一の除去剤の除去作用の更なる向上がなされることがある。
【００４３】
循環ライン３０２の途中には、必要に応じて、ポンプ３０３、冷却器３０４、水（好ましくは、純水）の供給口３０５、第一の除去剤の排出口３０６を設けることができる。これにより、第一の除去剤の循環量（第一の除去器３００への供給量）や、第一の除去剤の量、温度、濃度などの制御を容易に行うことができるので好ましい。排出口３０６から排出された第一の除去剤は、必要に応じて、吸収器１００に導入したり、廃棄処理することができる。
【００４４】
また、第一の除去器３００の内部には、必要に応じて、捕集器３０７を設けることができる。この捕集器３０７では、吸収剤ならびに第一の除去剤など捕集し、それらを第一の除去器３００の内部に落下させて、再び酸性ガス吸収剤が含まれるガスとの接触に用いることができる。また、第一の除去器３００の外部へ放出される吸収剤ならびに第一の除去剤などの量を更に低減することができる。
【００４５】
ここで、第一の除去剤としては、好ましくは、例えば、平均分子量が９００以上で、水酸基以外の官能基のｐＫａが７以下である水溶性高分子と水とを含むものを挙げることができる。また、水溶性高分子としては、好ましくは、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、セルロースナノファイバー、カルボキシビニルポリマー、水溶性多糖類、またはこれらのアルカリ金属塩から少なくとも一つまたは複数を挙げることができる。なお、第一の除去剤に含まれる上記水溶性高分子の濃度は、例えば、０．００１ｗｔ．％以上、１ｗｔ．％以下であることが望ましい。
【００４６】
ここで、上述したような除去剤を用いることで放散する酸性ガス吸収剤の濃度が低減することは、確認されている（図４参照）。
【００４７】
第一の除去剤との接触によって酸性ガス吸収剤が除去された酸性ガスは、第一の除去器３００の外へ排出される。この排出されるガス中に酸性ガス吸収剤が含まれていないことを確認するために、必要に応じて、第一の除去器３００から排出されたガスをモニタリングする第一の分析器３０８を設けることが好ましい。このモニタリングにより、環境への影響等を考慮して、ガス排出の抑制や停止、装置の運転状況の制御（例えば、除去液循環量の最適化、除去液濃度や温度の最適化等）を行うことができる。好ましく第一の分析器３０８としては、例えば、プロトン移動反応質量分析計（ＰＴＲ−ＭＳ）や赤外分光光度計（ＩＲ）、ガスクロマトグラフィー質量分析法（ＧＣＭＳ）を挙げることができる。
【００４８】
さらに、必要に応じて、第一の分析器３０８から取得された分析結果をもとに、第一の除去器３００への第一の除去剤の供給量を制御する第一の制御装置３０９をさらに設けることが好ましい。この第一の制御装置３０９は、除去剤保有タンク３０１に収容された除去剤の、第一の除去器３００への供給量を制御することができる。例えば、第一の分析器３０８によって、排出ガス中に酸性ガス吸収剤の存在が確認された場合、もしくは所定の規定値を超えた場合、第一の制御装置３０９で制御されたバルブ３１０の開操作を指示して、除去剤保有タンク３０１からの第一の除去剤を、除去器３００の例えばその底部に溜まっている除去液に供給することが好ましい。外部からの第一の除去剤の供給によって、濃度が高められた第一の除去剤は、酸性ガス吸収剤との親和性がさらに向上したものである。これによって、ミスト状の酸性ガス吸収剤が、より効率的かつ確実に第一の除去剤にトラップされ、その結果、装置外への酸性ガス吸収剤等の放散が確実に防止ないし抑制される。
【００４９】
<<再生器および第二の除去器（特に、第三の実施形態について）>>
図３は、再生器２００から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第二の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する第二の除去器４００を具備してなる、酸性ガスの除去装置の好ましい一具体例（第三の実施形態）の要部を示すものである。
【００５０】
図３に示される好ましい具体例においては、例えば図１に示されるような吸収器１あるいは図２に示されるような吸収器２００から取得された吸収剤（吸収リッチ液）が、再生器２００の上部の吸収剤供給口２０１から、再生器２００の内部に供給される。この供給された吸収剤（吸収リッチ液）は、再生器２００の内部での加熱によって、吸収していた酸性ガスを放出して、酸性ガス吸収能が高い吸収リーン液へと変化する。即ち、吸収剤（吸収リッチ液）から酸性ガスが脱離され、吸収剤の再生（吸収リーン液への変化）がなされる。
【００５１】
ここで、再生器２００に供給される吸収剤（吸収リッチ液）としては、酸性ガスの吸収剤を用いることができ、例えば、酸性ガスが二酸化炭素である場合には、酸性ガス吸収作用を有する化合物としては、好ましくは、アミン化合物を用いることがき、溶媒としては、好ましくは、水、アミン系溶媒、シリコーンオイルないしイオン性液体等の溶媒を用いることができ、必要に応じて、酸化防止剤やｐＨ調整剤等の補助資材等を含む液状の吸収剤を用いることができる。
【００５２】
吸収剤供給口２０１から供給された吸収剤（吸収リッチ液）の加熱は、再生器２００の下部に貯まった吸収剤（吸収リッチ液）を加熱するリボイラ２０２を設け、ここで吸収剤（吸収リッチ液）を蒸気化し、その蒸気を導入口２０３から再生器２００に導入し、この蒸気と吸収剤（吸収リッチ液）とを接触させることによって行うことが好ましい。
【００５３】
再生器２００で再生された吸収剤（吸収リーン液）は、再生器２００の下部の吸収剤排出口２０４から抜き出されて、吸収器１あるいは吸収器１００へ送ることができる。なお、再生器２００から吸収器１、１００への途中には、必要に応じて、ポンプ、熱交換器および冷却器（図示せず）を配置して、吸収剤（吸収リーン液）を冷却することが好ましい。
【００５４】
このように再生器２００で再生された吸収剤（吸収リーン液）は、吸収剤供給口６、１０２から吸収器１や吸収器１００に導入され、再び酸性ガスの除去に用いることができる。
【００５５】
再生器２００において、吸収剤から離脱した酸性ガス中には、ガス状ないしミスト状の酸性ガス吸収剤や溶媒等が存在していることがある。そこで、必要に応じて、再生器２００の内部に捕集器２０５を設けることができる。この捕集器２０５では、比較的粒径が大きい酸性ガス吸収剤などの一部を捕集し、それらを再生器２００の内部に落下させて、再び加熱用の蒸気と接触させることができる。
【００５６】
再生器２００において脱離した酸性ガスは、第二の除去器４００へと移動する。再生器２００から第二の除去器４００への途中には、必要に応じて、冷却器２０６を配置することができる
第二の除去器４００では、再生器２００から排出されたガスに、第二の除去剤を接触させて、このガスに飛沫同伴された吸収剤を除去することが行われる。このとき、酸性ガスを含むガスと第二の除去剤との接触効率の向上のために、除去器内に充填物を設け、これを酸性ガスを含むガスと向流接触させることが、一般的でありかつ好ましい。
【００５７】
この第二の除去器４００では、第二の除去剤を接触させて、ガス状ないしミスト状の酸性ガス吸収作用を有する化合物ならびに溶媒を除去することができ、そして、場合により、上記化合物以外の他の化合物ないし成分（例えば、上記の酸性ガス吸収作用を有する化合物や溶媒の分解物、反応物等の劣化成分等）をも除去することができる。第二の除去剤は、例えば除去剤保有タンク４０１から第二の除去器４００へ供給することができる。
【００５８】
本発明の実施形態による酸性ガス除去装置は、前記の第二の除去剤を循環させながら、前記の酸性ガスと第二の除去剤との接触を行う、第二の循環装置を具備するものが好ましい。そのような第二の循環装置の好ましい具体例としては、例えば、図３に示されるような、第二の除去器４００の下部に集められた液状の第二の除去剤を、第二の除去器４００から外部へ取り出し、それを第二の除去器４００の内部に再び導入する循環ライン４０２を具備してなるものを挙げることができる。このように第二の除去剤を循環させ、再利用することによって、前記の酸性ガスと第二の除去剤との接触をより効果的、効率的に行うことができ、第二の除去剤の必要量を低減することができる。そして、第二の除去剤を循環させ再利用することにより、第二の除去剤の酸性ガス吸収剤等の濃度が次第に上昇し、その結果、第二の除去剤と酸性ガス吸収剤等との親和性がより向上して、第二の除去剤の除去作用の更なる向上がなされることがある。
【００５９】
循環ライン４０２の途中には、必要に応じて、ポンプ４０３、冷却器４０４、水（好ましくは、純水）の供給口４０５、第二の除去剤の排出口４０６を設けることができる。これにより、第二の除去剤の循環量（第二除去器４００への供給量）や、第二の除去剤の量、温度、濃度などの制御を容易に行うことができるので好ましい。排出口４０６から排出された第二の除去剤は、必要に応じて、吸収器１００に導入したり、廃棄処理することができる。
【００６０】
また、第二の除去器４００の内部には、必要に応じて、捕集器４０７を設けることができる。この捕集器４０７では、吸収剤ならびに第二の除去剤などを捕集し、それらを第二の除去器４００の内部に落下させて、再び酸性ガス吸収剤が含まれるガスとの接触に用いることができる。また、第二の除去器４００の外部へ放出される吸収剤ならびに第二の除去剤などの量を更に低減することができる。
【００６１】
ここで、第二の除去剤としては、好ましくは、例えば、平均分子量が９００以上で、水酸基以外の官能基のｐＫａが７以上である水溶性高分子と水とを含むものを挙げることができる。また、水溶性高分子としては、好ましくは、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、セルロースナノファイバー、カルボキシビニルポリマー、水溶性多糖類、またはこれらのアルカリ金属塩から少なくとも一つまたは複数を挙げることができる。なお、第二の除去剤に含まれる上記水溶性高分子の濃度は、例えば、０．００１ｗｔ．％以上、１ｗｔ．％以下であることが望ましい。
【００６２】
ここで、上述したような除去剤を用いることで放散する酸性ガス吸収剤の濃度が低減することは、確認されている（図４参照）。
【００６３】
第二の除去剤との接触によって酸性ガス吸収剤が除去された酸性ガスは、第二の除去器４００の外へ排出される。この排出されるガス中に酸性ガス吸収剤が含まれていないことを確認するために、必要に応じて、第二の除去器４００から排出されたガスをモニタリングする第二の分析器４０８を設けることが好ましい。このモニタリングにより、環境への影響等を考慮して、ガス排出の抑制や停止、装置の運転状況の制御（例えば、除去液循環量の最適化、除去液濃度や温度の最適化等）を行うことができる。好ましい第二の分析器４０８としては、例えば、プロトン移動反応質量分析計（ＰＴＲ−ＭＳ）や赤外分光光度計（ＩＲ）、ガスクロマトグラフィー質量分析法（ＧＣＭＳ）を挙げることができる。
【００６４】
さらに、必要に応じて、第二の分析器４０８から取得された分析結果をもとに、第二の除去器４００への第二の除去剤の供給量を制御する第二の制御装置４０９をさらに設けることが好ましい。この第二の制御装置４０９は、除去剤保有タンク４０１に収容された除去剤の、第二の除去器４００への供給量を制御することができる。例えば、第二の分析器４０８によって、排出ガス中に酸性ガス吸収剤の存在が確認された場合、もしくは所定の規定値を超えた場合、第二の制御装置４０９で制御されたバルブ４１０の開操作を指示して、除去剤保有タンク４０１からの第二の除去剤を、除去器４００の例えばその底部に溜まっている除去液に供給することが好ましい。外部からの第二の除去剤の供給によって、濃度が高められた第二の除去剤は、酸性ガス吸収剤との親和性がさらに向上したものである。これによって、ミスト状の酸性ガス吸収剤が、より効率的かつ確実に第二の除去剤にトラップされ、その結果、装置外への酸性ガス吸収剤等の放散が確実に防止ないし抑制される。
【００６５】
<<第一の実施形態>>
本発明の好ましい実施形態による酸性ガス除去装置（第一の実施形態）は、例えば、図１に示される吸収器１および再生器２に加えて、除去器３および除去器４の両方を具備してなる酸性ガスの除去装置に相当するものであり、あるいは図２に示される除去器３００および図３に示される除去器４００の両方を具備してなる酸性ガスに相当するものである。
【００６６】
これらの除去器３、３００、除去器４、４００、酸性ガス吸収剤、除去剤等は、前記ならびに図１〜３に詳細に示されるものをそのまま用いることができる。また、場合により、改変を加えたうえで用いることができる。
【００６７】
さらに、この第一の実施形態による酸性ガス除去装置は、必要に応じて、前記ならびに図１〜３に詳細に示された分析器３０８、４０８、制御装置３０９、４０９、制御バルブ３１０、４１０等を、そのまま、あるいは場合により、改変を加えたうえで用いることができる。
【００６８】
さらに、この第一の実施形態による酸性ガス除去装置は、必要に応じて、前記ならびに図１〜３に詳細に示されたその他の装置等（例えば、除去剤保有タンク３０１、４０１、循環装置、循環ライン３０２、４０２、熱交換器８、加熱器９、リボイラ１１、２０２、ポンプ１４、３０３、４０３、冷却器１５、３０４、２０６、４０４、捕集器１０４、２０５、３０７、４０７、各供給口や排出口等）を、そのまま、あるいは場合により、改変を加えたうえで用いることができる。
【００６９】
また、この第一の実施形態による酸性ガス除去装置は、前記ならびに図１〜３に詳細に示されたその装置等を、場合により省略することができる。例えば、除去剤保有タンク３０１と除去剤保有タンク４０１との共用化に伴う省略などを行うことができる。
【００７０】
この第三の実施形態においては、例えば、除去器３（３００）および除去器４（４００）を、それぞれの条件等に応じて、別個に作動状態を定めて、それぞれ別々に制御することができる。また、除去器３（３００）および除去器４（４００）の両除去器をリンクさせ、協調的に制御することができる。
【００７１】
＜酸性ガスの除去方法＞
本発明の実施形態による酸性ガスの除去方法は、
酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸収剤とを接触させて、この酸性ガス吸収剤に酸性ガスを吸収させることによって、前記酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する工程（イ）と、
この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて、この酸性ガス吸収剤を再生する工程（ロ）を含み、
前記工程（ロ）で再生した前記酸性ガス吸収剤を前記工程（イ）にて再利用する酸性ガスの除去方法であって、
前記工程（イ）から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第一の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する工程（ハ）、および／または
前記工程（ロ）から排出された酸性ガス吸収剤が含まれるガスに、第二の除去剤を接触させて、このガス中の酸性ガス吸収剤を除去する工程（ニ）を含むこと、を特徴とする。
【００７２】
ここで、「および／または」との規定から明らかな通り、本発明による酸性ガスの除去方法は、工程（イ）および工程（ロ）に加えて、さらに
工程（ハ）および工程（ニ）の両工程を含む実施形態（第一の実施形態）、
工程（ハ）を含み、工程（ニ）を含まない実施形態（第二の実施形態）、
工程（ハ）を含まず、工程（ニ）を含む実施形態（第三の実施形態）の、三形態を包含する。
【００７３】
工程（イ）の酸性ガスとしては、例えば、二酸化炭素（ＣＯ２）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、硫化カルボニル（ＣＯＳ）を挙げることができる。酸性ガスを含有するガスの典型例としては、例えば、火力発電所等から排出される燃焼排ガスのような二酸化炭素を含むガスを挙げることができる。
【００７４】
また、酸性ガス吸収剤としては、上記酸性ガスの吸収剤を用いることができ、例えば、酸性ガスが二酸化炭素である場合には、酸性ガス吸収作用を有する化合物としては、好ましくは、アミン化合物を用いることがき、溶媒としては、好ましくは、水、アミン系溶媒、リコーンオイルないしイオン性液体等の溶媒を用いることができ、必要に応じて、酸化防止剤やｐＨ調整剤等の補助資材等を含む液状の吸収剤を用いることができる。
【００７５】
本発明の実施形態による酸性ガスの除去方法は、上記の通りに、工程（イ）〜工程（ニ）を含むものである。
【００７６】
このような本発明の実施形態による酸性ガスの除去方法は、さらに好ましい態様として、
前記第一の除去剤を循環させながら、前記酸性ガス吸収剤が含まれるガスと前記第一の除去剤との接触を行う第一の循環工程（ホ）、および／または
前記第二の除去剤を循環させながら、前記酸性ガス吸収剤が含まれるガスと前記第二の除去剤との接触を行う第二の循環工程（へ）をさらに含む酸性ガスの除去方法、を包含し、
より好ましい態様として、
前記第一の分析工程（ト）から取得された分析結果をもとに、前記第一の除去剤の供給量を制御する第一の制御工程（リ）、および／または
前記第二の分析工程（チ）から取得された分析結果をもとに、前記第二の除去剤の供給量を制御する第二の制御工程（ヌ）をさらに含む酸性ガスの除去方法、を包含する。
【００７７】
このような本発明の実施形態による酸性ガスの除去方法の実施は、好ましくは、前記ならびに図１〜３に詳細に示される酸性ガス除去装置を用いることができる。
【００７８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７９】
１、１００：吸収器、２、２００：再生器、３、３００：第一の除去器、４、４００：第二の除去器、５、１０１：ガス導入口、６、１０２：吸収剤供給口、７、１０３：吸収剤排出口、８：熱交換器、９：加熱器、１０、２０１：吸収剤供給口、１１、２０２：リボイラ、１２、２０３：蒸気導入口、１３、２０４：吸収剤排出口、１４：ポンプ、１５：冷却器、１６：ガス排出口、１７：ガス排出口、１０４：捕集器、２０５：捕集器、２０６：冷却器、３０１：除去剤保有タンク、３０２：循環ライン、３０３：ポンプ、３０４：冷却器、３０５：水の供給口、３０６：第一の除去剤の排出口、３０７：捕集器、３０８：第一の分析器、３０９：第一の制御装置、３１０：制御バルブ、４０１：除去剤保有タンク、４０２：循環ライン、４０３：ポンプ、４０４：冷却器、４０５：水の供給口、４０６：第二の除去剤の排出口、４０７：捕集器、４０８：第二の分析器、４０９：第二の制御装置、４１０：制御バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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