(57)【要約】【課題】高濃度の二酸化炭素を回収することができるガス処理方法及びガス処理装置を提供することが目的である。【解決手段】二酸化炭素と硫黄化合物とを含む被処理ガスを、二酸化炭素の吸収により相分離する吸収液に接触させることによって、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物を前記吸収液に吸収させる吸収器２２と、前記被処理ガスを接触させた吸収液を、前記吸収液に吸収された二酸化炭素が前記吸収液から放出される温度以上であって、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度未満に加熱することによって、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させる第１放出器２３とを備えるガス処理装置２１を用いる。【選択図】図２
2020195998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素と硫黄化合物とを含む被処理ガスを、二酸化炭素の吸収により相分離する吸収液に接触させることによって、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物を前記吸収液に吸収させる吸収工程と、
前記被処理ガスを接触させた吸収液を、前記吸収液に吸収された二酸化炭素が前記吸収液から放出される温度以上であって、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度未満に加熱することによって、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させる第１放出工程とを備えるガス処理方法。
【請求項２】
前記第１放出工程で、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後、前記第１放出工程後の前記吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収する第１回収工程をさらに備える請求項１に記載のガス処理方法。
【請求項３】
前記第１放出工程で、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後、前記第１放出工程後の前記吸収液を、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度以上に加熱することによって、前記吸収液から前記硫黄化合物を放出させる第２放出工程をさらに備える請求項１に記載のガス処理方法。
【請求項４】
前記第２放出工程で、前記吸収液から前記硫黄化合物を放出させた後、前記第２放出工程後の前記吸収液から、前記第２放出工程で放出されなかった前記硫黄化合物を吸着して回収する第２回収工程をさらに備える請求項３に記載のガス処理方法。
【請求項５】
前記吸収液は、前記硫黄化合物の吸収によっても相分離する吸収液であって、
前記吸収工程では、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の吸収により、前記吸収液が第１相部分と第２相部分とに相分離し、
前記第１相部分における前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率が前記第２相部分における前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率より高く、
前記第２放出工程が、前記第１放出工程で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後の前記第１相部分を加熱する工程である請求項３又は請求項４に記載のガス処理方法。
【請求項６】
前記吸収液は、前記硫黄化合物の吸収によっても相分離する吸収液であって、
前記吸収工程では、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の吸収により、前記吸収液が第１相部分と第２相部分とに相分離し、
前記第１相部分における前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率が前記第２相部分における前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率より高く、
前記第１放出工程の後に、前記第１相部分の少なくとも一部を廃棄し、前記廃棄した第１相部分以外の前記吸収液を、前記吸収工程で前記被処理ガスと接触させる吸収液として使用する工程をさらに備える請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス処理方法。
【請求項７】
二酸化炭素と硫黄化合物とを含む被処理ガスを、二酸化炭素の吸収により相分離する吸収液に接触させることによって、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物を前記吸収液に吸収させる吸収器と、
前記被処理ガスを接触させた吸収液を、前記吸収液に吸収された二酸化炭素が前記吸収液から放出される温度以上であって、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度未満に加熱することによって、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させる第１放出器とを備えるガス処理装置。
【請求項８】
前記第１放出器で前記二酸化炭素を放出させた後の前記吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収する第１回収器をさらに備える請求項７に記載のガス処理装置。
【請求項９】
前記第１放出器で前記二酸化炭素を放出させた後の前記吸収液を、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度以上に加熱することによって、前記吸収液から前記硫黄化合物を放出させる第２放出器をさらに備える請求項７又は請求項８に記載のガス処理装置。
【請求項１０】
前記第２放出器で前記硫黄化合物を放出させた後の前記吸収液から、前記第２放出器で放出されなかった前記硫黄化合物を吸着して回収する第２回収器をさらに備える請求項９に記載のガス処理装置。
【請求項１１】
前記吸収液は、前記硫黄化合物の吸収によっても相分離する吸収液であって、
前記吸収器において、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の吸収により、前記吸収液が第１相部分と第２相部分とに相分離し、
前記第１相部分における前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率が前記第２相部分における前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率より高く、
前記第２放出器は、前記第１放出器で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後の前記第１相部分を加熱する請求項９又は請求項１０に記載のガス処理装置。
【請求項１２】
前記第１回収器及び前記第２回収器は、前記硫黄化合物を吸着可能な吸着剤を備え、
前記吸着剤は、金属吸着剤、樹脂吸着剤、無機吸着剤、及び物理吸着剤からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む請求項８又は請求項１０に記載のガス処理装置。
【請求項１３】
前記第１回収器及び前記第２回収器は、長手方向が水平方向になるように載置した横置、又は長手方向が鉛直方向になるように載置した縦置である請求項８又は請求項１０に記載のガス処理装置。
【請求項１４】
前記吸収液は、前記硫黄化合物の吸収によっても相分離する吸収液であって、
前記吸収器において、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の吸収により、前記吸収液が第１相部分と第２相部分とに相分離し、
前記第１相部分における前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率が前記第２相部分における前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率より高く、
前記第１放出器で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後の前記第１相部分の少なくとも一部を廃棄し、前記廃棄した第１相部分以外の前記吸収液を、前記吸収器で前記被処理ガスと接触させる吸収液として使用する機構をさらに備える請求項７〜１３のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス処理方法、及びガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所排ガス及び高炉副生ガス等の、二酸化炭素（ＣＯ２）を含有する大容量のガス（ＣＯ２含有ガス）からＣＯ２を回収する方法としては、種々の方法があり、例えば、アミン吸収法等の化学吸収法等が挙げられる。化学吸収法とは、アミン水溶液等のアルカリ性水溶液を吸収液として用い、この吸収液にＣＯ２含有ガスを接触させて、ＣＯ２を吸収させた後、ＣＯ２を吸収させた吸収液を加熱して、前記吸収液からＣＯ２を放出させ、この放出したＣＯ２を回収する方法である。
【０００３】
一方で、化学吸収法における吸収液には、通常、ＣＯ２以外の酸性成分も吸収される。具体的には、前記吸収液には、ＣＯ２以外にも、前記ＣＯ２含有ガスに不純物として含まれるＳＯｘ及びＨ２Ｓ等の硫黄化合物も吸収される。このため、ＣＯ２含有ガス中のＣＯ２を吸収させた吸収液から放出されるＣＯ２中には、硫黄化合物が混入されてしまう。また、化学吸収法では、被処理ガスである前記ＣＯ２含有ガスに含まれる成分のうち、前記吸収液に吸収される成分のみを回収し、前記吸収液に吸収されない成分は回収されない。このため、化学吸収法では、ＣＯ２も優先的に回収されるが、前記吸収液に吸収される硫黄化合物も優先的に回収されことになり、回収されたガスにおける硫黄化合物の濃度は、被処理ガスにおける硫黄化合物の濃度より高くなってしまう。
【０００４】
回収されたＣＯ２は、尿素等の化学品の合成、ドライアイス製造、二酸化炭素回収・貯留（Ｃａｒｂｏｎ  ｄｉｏｘｉｄｅ  Ｃａｐｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｓｔｏｒａｇｅ：ＣＣＳ）、及び石油増進回収法（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｏｉｌ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ：ＥＯＲ）等の様々な分野に利用される。回収されたＣＯ２の利用方法として、いずれの方法であっても、回収されたＣＯ２には、配管腐食及び触媒失活等の諸問題を引き起こしうる硫黄化合物の濃度を極力下げることが求められる。また、硫黄化合物は、吸収液に含まれる成分、例えば、アミン等に対する不可逆的な劣化反応を促進させる。このため、化学吸収法によるＣＯ２の回収を長期間にわたって実施すると、吸収液に含まれる成分の劣化が進行して、廃棄する吸収液の量が増える。これに伴い、吸収液を追加する量、いわゆる、メイクアップアミン量が増えてしまう。このメイクアップアミン量を減らすためにも、化学吸収法によってＣＯ２を回収することができるガス処理装置（ＣＯ２回収装置）内に蓄積される硫黄化合物の量が少ないことも求められる。
【０００５】
これらの要求を満たすために、例えば、化学吸収法によるＣＯ２回収装置には、その前段に、脱硫装置が備えられていた。すなわち、前記ＣＯ２回収装置に導入される被処理ガスとして、前記脱硫装置で硫黄酸化物を予め除去したガスを用いることによって、硫黄化合物に係る問題を解消していた。このような技術としては、例えば、特許文献１に記載の脱硫脱炭酸方法等が挙げられる。
【０００６】
特許文献１には、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有するガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて、前記ガス中から硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、前記脱硫工程で脱硫処理されたガスを塩基性吸収液に接触させてガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下になるようにさらに硫黄酸化物を除去し、またガスの温度を５０℃以下に冷却する高度脱硫ガス冷却工程と、前記高度脱硫ガス冷却工程で高度脱硫ガス冷却処理されたガスを塩基性アミン化合物を含む吸収液を接触させて、前記ガス中から二酸化炭素を除去する脱炭酸工程とを含んでなる脱硫脱炭酸方法が記載されている。特許文献１によれば、脱硫処理後のガスに含まれる硫黄酸化物を除去して、脱炭酸吸収液への硫黄酸化物の蓄積を抑制するとともに、脱炭酸工程における排ガスに同伴する吸収液のアミン化合物の量を低減することができる旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−８７８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、化学吸収法によるＣＯ２回収装置の前段に脱硫装置を備えることによって、回収されるＣＯ２中における硫黄化合物の濃度を低下させることができたとしても、脱硫装置の設置は、コストアップにつながる。このことから、ＣＯ２回収装置は、脱硫装置等で被処理ガスから硫黄酸化物等の硫黄化合物を予め除去しなくても、混入される硫黄化合物の濃度が低いＣＯ２を回収できることが望ましい。すなわち、化学吸収法において、硫黄化合物等が含有されているＣＯ２含有ガスをそのまま被処理ガスとして処理しても、高濃度のＣＯ２を回収することができる方法が求められている。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、高濃度の二酸化炭素を回収することができるガス処理方法及びガス処理装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。
【００１１】
本発明の一態様に係るガス処理方法は、二酸化炭素と硫黄化合物とを含む被処理ガスを、二酸化炭素の吸収により相分離する吸収液に接触させることによって、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物を前記吸収液に吸収させる吸収工程と、前記被処理ガスを接触させた吸収液を、前記吸収液に吸収された二酸化炭素が前記吸収液から放出される温度以上であって、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度未満に加熱することによって、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させる第１放出工程とを備えるガス処理方法である。
【００１２】
このような構成によれば、前記吸収工程で、前記被処理ガスを前記吸収液に接触させることにより、前記被処理ガスに含まれる二酸化炭素を前記吸収液に吸収させるとともに、前記被処理ガスに含まれる硫黄化合物も吸収させる。
【００１３】
前記第１放出工程で、この二酸化炭素及び硫黄化合物を吸収させた吸収液を加熱することによって、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させる。この第１放出工程では、前記吸収液を、前記吸収液に吸収された二酸化炭素が前記吸収液から放出される温度以上に加熱するので、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させることができる。この前記吸収液から放出された二酸化炭素は、前記吸収液から分離されるので、回収することができる。
【００１４】
また、前記被処理ガスには、二酸化炭素の吸収により相分離する吸収液に吸収されにくい気体、例えば、窒素等が存在する。前記吸収液に吸収されていない気体は、前記第１放出工程で前記吸収液を加熱しても、放出されない。
【００１５】
さらに、前記第１放出工程における加熱は、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度未満の加熱であるので、被処理ガスに硫黄化合物が含まれていても、硫黄化合物の放出が、充分に抑制される。
【００１６】
よって、前記第１放出工程では、前記吸収液に吸収されにくい気体の放出だけではなく、前記吸収液に吸収される硫黄化合物の放出も充分に抑制される。
【００１７】
以上のことから、前記ガス処理方法は、二酸化炭素だけではなく、硫黄化合物も含む被処理ガスから、二酸化炭素が優先的に放出される。すなわち、前記ガス処理方法において、前記吸収液から放出された気体に、前記吸収液に吸収されにくい気体及び前記硫黄化合物が混入されることを充分に抑制することができる。よって、前記ガス処理方法は、被処理ガスに硫黄化合物が含まれていても、また、脱硫装置等で被処理ガスから硫黄化合物を予め除去しなくても、高濃度の二酸化炭素を回収することができる。
【００１８】
また、化学吸収法によってＣＯ２を回収することができるガス処理装置（ＣＯ２回収装置）では、上述したように、硫黄化合物を含む被処理ガスを処理しても、装置内に蓄積される硫黄化合物が少ないことも求められる。前記ガス処理方法では、二酸化炭素を回収した後の吸収液から前記硫黄化合物を除去する処理を別途行うことで、例えば、以下のような構成により、前記ガス処理方法を実施する装置内の吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積も抑制することができる。
【００１９】
また、前記ガス処理方法において、前記第１放出工程で、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後、前記第１放出工程後の前記吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収する第１回収工程をさらに備える構成としてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、前記第１回収工程で、前記第１放出工程後の前記吸収液、すなわち、二酸化炭素を放出させた後の吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収することができる。よって、このガス処理方法によれば、高濃度の二酸化炭素を回収することができるだけではなく、二酸化炭素回収後の吸収液から硫黄化合物を除去することもできる。このことから、前記吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積も抑制することができる。
【００２１】
また、前記ガス処理方法において、前記第１放出工程で、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後、前記第１放出工程後の前記吸収液を、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度以上に加熱することによって、前記吸収液から前記硫黄化合物を放出させる第２放出工程をさらに備える構成としてもよい。
【００２２】
このような構成によれば、前記第１放出工程後の前記吸収液、すなわち、二酸化炭素を放出させた後の吸収液を、前記第２放出工程で、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度以上に加熱することによって、前記吸収液から、前記硫黄化合物を放出させることができる。よって、このガス処理方法によれば、高濃度の二酸化炭素を回収することができるだけではなく、二酸化炭素回収後の吸収液から硫黄化合物を除去することもできる。このことから、前記吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積も抑制することができる。
【００２３】
また、前記第２放出工程で、前記第１放出工程後の前記吸収液から、前記硫黄化合物の全てを放出できない場合がある。このような場合、前記ガス処理方法では、前記第２放出工程後の前記吸収液から前記硫黄化合物を除去する処理を別途行うことで、例えば、以下のような構成により、前記ガス処理方法を実施する装置内の吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積をさらに抑制することができる。
【００２４】
また、前記ガス処理方法において、前記第２放出工程で、前記吸収液から前記硫黄化合物を放出させた後、前記第２放出工程後の前記吸収液から、前記第２放出工程で放出されなかった前記硫黄化合物を吸着して回収する第２回収工程をさらに備える構成としてもよい。
【００２５】
このような構成によれば、前記第２回収工程で、前記第２放出工程後の前記吸収液、すなわち、硫黄化合物を放出させた後の吸収液から、前記第２放出工程で放出されなかった前記硫黄化合物を吸着して回収することができる。よって、このガス処理方法によれば、高濃度の二酸化炭素を回収することができるだけではなく、二酸化炭素回収後の吸収液から硫黄化合物をより除去することができる。このことから、前記吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積をより抑制することができる。
【００２６】
前記ガス処理方法において、前記第２回収工程を備える理由としては、上述したように、二酸化炭素回収後の吸収液から硫黄化合物をより除去することができることである。より具体的には、前記第２放出工程で前記吸収液から硫黄化合物を除去するほうが、前記第２回収工程での除去より、要するコストが低い傾向がある。このため、前記第２放出工程で前記吸収液から硫黄化合物を除去した後に、前記吸収液に残存する硫黄化合物を第２回収工程で除去することは、前記吸収液から硫黄化合物をより除去することができるだけではなく、コスト面でもメリットがある。また、前記第２放出工程で前記吸収液から硫黄化合物を除去する前に、前記吸収液に含有される硫黄化合物を第１回収工程で予め除去することは、前記吸収液から硫黄化合物をより除去することができる。
【００２７】
また、前記第１回収工程及び前記第２回収工程では、前記吸収液に含まれるアミン等の吸収液成分の劣化物、又は腐食で生じた金属イオン等も除去することができる場合がある。
【００２８】
また、前記ガス処理方法において、前記吸収液は、前記硫黄化合物の吸収によっても相分離する吸収液であって、前記吸収工程では、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の吸収により、前記吸収液が第１相部分と第２相部分とに相分離し、前記第１相部分における前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率が前記第２相部分における前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率より高く、前記第２放出工程が、前記第１放出工程で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後の前記第１相部分を加熱する工程である構成としてもよい。
【００２９】
このような構成によれば、前記吸収工程において、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の吸収により、前記吸収液が、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分と、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率が相対的に低い第２相部分とに相分離する。そして、前記第１放出工程で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後の前記第１相部分であっても、前記第１相部分における前記硫黄化合物の含有率が前記第２相部分における前記硫黄化合物の含有率より高い。前記第２放出工程において、前記硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分を加熱することによって、前記吸収液から前記硫黄化合物を放出させるので、前記吸収液から前記硫黄化合物を効率的に放出することができる。
【００３０】
また、前記ガス処理方法において、前記第１放出工程の後に、前記第１相部分の少なくとも一部を廃棄し、前記廃棄した第１相部分以外の前記吸収液を、前記吸収工程で前記被処理ガスと接触させる吸収液として使用する工程をさらに備える構成としてもよい。
【００３１】
このような構成によれば、前記硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分の少なくとも一部を廃棄することによって、前記硫黄化合物を効率的に廃棄することができる。
【００３２】
また、硫黄化合物は、上述したように、前記吸収液に含まれる成分、例えば、アミン等に対する不可逆的な劣化反応を促進させる。すなわち、硫黄化合物は、吸収液に含まれる成分を劣化させ、この吸収液成分の劣化物を生成させる。このため、二酸化炭素を放出した後の吸収液を、再度、吸収工程で使用すること等によって、前記二酸化炭素の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用すると、前記吸収液に生成される吸収液成分の劣化物の量が増加することになる。このことから、使用済みの吸収液の少なくとも一部を廃棄し、新たな吸収液に交換することになる。この廃棄として、前記硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分を廃棄することによって、前記硫黄化合物を効率的に廃棄することができるだけではなく、この劣化物も効率的に廃棄することができる。
【００３３】
そして、この廃棄した第１相部分以外の前記吸収液を、前記吸収工程で前記被処理ガスと接触させる吸収液として使用することによって、前記硫黄化合物及び前記劣化物の含有率の比較的低い吸収液を使用して、二酸化炭素の回収を行うことができる。
【００３４】
また、二酸化炭素を放出した後の吸収液を、再度、吸収工程で使用すること等によって、前記二酸化炭素の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用しても、その吸収液に残存する前記硫黄化合物及び前記劣化物の量を少ないままに維持することができる。このことから、吸収液の交換頻度を下げることができるとともに、新たな吸収液を追加する量も減らすことができ、吸収液の使用量を減らすことができる。具体的には、前記二酸化炭素の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用する際に、硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分を廃棄し、その廃棄分に相当する量の新たな吸収液を追加することによって、吸収液の使用量を減らすことができる。
【００３５】
本発明の他の一態様に係るガス処理装置は、二酸化炭素と硫黄化合物とを含む被処理ガスを、二酸化炭素の吸収により相分離する吸収液に接触させることによって、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物を前記吸収液に吸収させる吸収器と、前記被処理ガスを接触させた吸収液を、前記吸収液に吸収された二酸化炭素が前記吸収液から放出される温度以上であって、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度未満に加熱することによって、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させる第１放出器とを備えるガス処理装置である。
【００３６】
このような構成によれば、前記吸収器で、二酸化炭素だけではなく、硫黄化合物が前記吸収液に吸収されたとしても、前記第１吸収器で、前記吸収液から、二酸化炭素を優先的に放出できる。また、前記吸収液に吸収されていない気体は、前記第１放出器で前記吸収液を加熱しても、放出されない。よって、前記第１放出器では、前記吸収液に吸収されにくい気体の放出だけではなく、前記吸収液に吸収される硫黄化合物の放出も充分に抑制される。すなわち、前記ガス処理装置では、二酸化炭素だけではなく、硫黄化合物も含む被処理ガスから、二酸化炭素が優先的に放出される。よって、前記被処理ガスから、高濃度の二酸化炭素を回収することができる。
【００３７】
これらのことから、前記ガス処理装置は、被処理ガスに硫黄化合物が含まれていても、また、脱硫装置等で被処理ガスから硫黄化合物を予め除去しなくても、高濃度の二酸化炭素を回収することができる。また、前記ガス処理装置では、二酸化炭素を回収した後の吸収液から前記硫黄化合物を除去する処理を別途行うことで、例えば、以下のような構成により、前記ガス処理装置内の吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積も抑制することができる。
【００３８】
また、前記ガス処理装置において、前記第１放出器で前記二酸化炭素を放出させた後の前記吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収する第１回収器をさらに備える構成としてもよい。
【００３９】
このような構成によれば、前記第１回収器で、前記第１放出器で前記二酸化炭素を放出させた後の前記吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収することができる。よって、このガス処理装置によれば、高濃度の二酸化炭素を回収することができるだけではなく、二酸化炭素回収後の吸収液から硫黄化合物を除去することもできる。このことから、前記吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積も抑制することができる。
【００４０】
また、前記ガス処理装置において、前記第１放出器で前記二酸化炭素を放出させた後の前記吸収液を、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度以上に加熱することによって、前記吸収液から前記硫黄化合物を放出させる第２放出器をさらに備える構成としてもよい。
【００４１】
このような構成によれば、前記第１放出器において、二酸化炭素を放出させた後の吸収液を、前記第２放出器で、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度以上に加熱することによって、前記吸収液から、前記硫黄化合物を放出させることができる。よって、このガス処理装置によれば、高濃度の二酸化炭素を回収することができるだけではなく、二酸化炭素回収後の吸収液から硫黄化合物を除去することもできる。このことから、前記吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積も抑制することができる。
【００４２】
また、前記第２放出器で、前記第１放出器で前記二酸化炭素を放出させた後の前記吸収液から、前記硫黄化合物の全てを放出できない場合がある。このような場合、前記ガス処理装置では、前記第２放出器で前記硫黄化合物を放出させた後の前記吸収液に対して、前記硫黄化合物を除去する処理を別途行うことで、例えば、以下のような構成により、前記ガス処理装置内の吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積をさらに抑制することができる。
【００４３】
また、前記ガス処理装置において、前記第２放出器で前記硫黄化合物を放出させた後の前記吸収液から、前記第２放出器で放出されなかった前記硫黄化合物を吸着して回収する第２回収器をさらに備える構成としてもよい。
【００４４】
このような構成によれば、前記第２回収器で、前記第２放出器で前記硫黄化合物を放出させた後の前記吸収液から、前記第２放出器で放出されなかった前記硫黄化合物を吸着して回収することができる。よって、このガス処理装置によれば、高濃度の二酸化炭素を回収することができるだけではなく、二酸化炭素回収後の吸収液から硫黄化合物をより除去することができる。このことから、前記吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積をより抑制することができる。
【００４５】
前記ガス処理装置において、前記第２回収器を備える理由としては、上述したように、二酸化炭素回収後の吸収液から硫黄化合物をより除去することができることである。より具体的には、前記第２放出器で前記吸収液から硫黄化合物を除去するほうが、前記第２回収器での除去より、要するコストが低い傾向がある。このため、前記第２放出器で前記吸収液から硫黄化合物を除去した後に、前記吸収液に残存する硫黄化合物を第２回収器で除去することは、前記吸収液から硫黄化合物をより除去することができるだけではなく、コスト面でもメリットがある。また、前記第２放出器で前記吸収液から硫黄化合物を除去する前に、前記吸収液に含有される硫黄化合物を前記第１回収器で予め除去することは、前記吸収液から硫黄化合物をより除去することができる。
【００４６】
また、前記第１回収器での処理及び前記第２回収器での処理では、前記吸収液に含まれるアミン等の吸収液成分の劣化物、又は腐食で生じた金属イオン等も除去することができる場合がある。
【００４７】
また、前記ガス処理装置において、前記吸収液は、前記硫黄化合物の吸収によっても相分離する吸収液であって、前記吸収器において、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の吸収により、前記吸収液が第１相部分と第２相部分とに相分離し、前記第１相部分における前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率が前記第２相部分における前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率より高く、前記第２放出器は、前記第１放出器で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後の前記第１相部分を加熱する構成としてもよい。
【００４８】
このような構成によれば、前記第１放出器で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後の前記第１相部分であっても、前記第１相部分における前記硫黄化合物の含有率が前記第２相部分における前記硫黄化合物の含有率より高い。このような硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分を、前記第２放出器で加熱することによって、前記吸収液から前記硫黄化合物を放出させるので、前記吸収液から前記硫黄化合物を効率的に放出することができる。
【００４９】
また、前記第１回収器及び前記第２回収器の少なくとも一方を備える場合、前記第１回収器及び前記第２回収器が、例えば、以下の構成であることが好ましい。
【００５０】
また、前記ガス処理装置において、前記第１回収器及び前記第２回収器は、前記硫黄化合物を吸着可能な吸着剤を備え、前記吸着剤は、金属吸着剤、樹脂吸着剤、無機吸着剤、及び物理吸着剤からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００５１】
このような構成であれば、前記吸収液（前記第１回収器の場合、前記第１放出器で前記二酸化炭素を放出させた後の前記吸収液であり、前記第２回収器の場合、前記第２放出器で前記硫黄化合物を放出させた後の前記吸収液）から、前記硫黄化合物をより効率的に吸着して回収することができる。よって、前記吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積をより抑制することができる。
【００５２】
また、前記ガス処理装置において、前記第１回収器及び前記第２回収器は、長手方向が水平方向になるように載置した横置であってもよいし、長手方向が鉛直方向になるように載置した縦置であってもよい。
【００５３】
また、前記ガス処理装置において、前記第１放出器で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後の前記第１相部分の少なくとも一部を廃棄し、前記廃棄した第１相部分以外の前記吸収液を、前記吸収器で前記被処理ガスと接触させる吸収液として使用する機構をさらに備える構成としてもよい。
【００５４】
このような構成によれば、前記硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分の少なくとも一部を廃棄することによって、前記硫黄化合物を効率的に廃棄することができるだけではなく、この劣化物も効率的に廃棄することができる。そして、この廃棄した第１相部分以外の前記吸収液を、前記吸収器で前記被処理ガスと接触させる吸収液として使用することによって、前記硫黄化合物及び前記劣化物の含有率の比較的低い吸収液を使用して、二酸化炭素の回収を行うことができる。また、二酸化炭素を放出した後の吸収液を、再度、吸収工程で使用すること等によって、前記二酸化炭素の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用しても、その吸収液に残存する前記硫黄化合物及び前記劣化物の量を少ないままに維持することができる。このことから、吸収液の交換頻度を下げることができるとともに、新たな吸収液を追加する量も減らすことができ、吸収液の使用量を減らすことができる。具体的には、前記二酸化炭素の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用する際に、硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分を廃棄し、その廃棄分に相当する量の新たな吸収液を追加することによって、吸収液の使用量を減らすことができる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば、高濃度の二酸化炭素を回収することができるガス処理方法及びガス処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るガス処理方法を説明するための概念図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るガス処理装置の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係るガス処理装置の他の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係るガス処理装置の他の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係るガス処理装置の他の一例を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るガス処理装置の他の一例を示す概略図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係るガス処理装置の他の一例を示す概略図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係るガス処理装置の他の一例を示す概略図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係るガス処理装置の他の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００５８】
本発明の実施形態に係るガス処理方法は、図１に示すように、二酸化炭素（ＣＯ２）の吸収により相分離する吸収液を用い、二酸化炭素と硫黄化合物とを含む被処理ガスから前記二酸化炭素を分離して回収する方法である。なお、図１は、本実施形態に係るガス処理方法を説明するための概念図である。また、図１には、前記硫黄化合物としては、硫黄酸化物（ＳＯｘ）を記載するが、気体状の硫黄化合物であれば、特に限定されず、例えば、硫化水素（Ｈ２Ｓ）であってもよい。
【００５９】
前記ガス処理方法は、図１（ａ）に示すように、二酸化炭素と硫黄化合物とを含む被処理ガスを、二酸化炭素の吸収により相分離する吸収液１１に接触させる。そうすることによって、図１（ｂ）に示すように、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物が前記吸収液１１に吸収される。前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物が吸収された吸収液１１は、第１相部分１２と第２相部分１３とに相分離する。このように、前記吸収液１１に前記被処理ガスを接触させて、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物を吸収させる工程が、吸収工程に相当する。なお、このように相分離された第１相部分１２及び第２相部分１３には、図１（ｂ）に示すように、二酸化炭素及び硫黄化合物が、それぞれの相において、異なる形態で吸収されていてもよい。また、図１（ａ）には、前記吸収液１１に含まれる成分として、第一級アミン（Ｒ−ＮＨ２）を記載するが、二酸化炭素の吸収により相分離する吸収液を構成する成分、すなわち、二酸化炭素と会合し、それにより吸収液の相分離に寄与する成分であれば、特に限定されない。この成分としては、例えば、第一級アミンに限らず、第二級アミン及び第三級アミン等も挙げられる。また、図１（ｂ）及び図１（ｃ）には、前記吸収液１１に含まれる成分として、第一級アミン（Ｒ−ＮＨ２）を用い、前記硫黄化合物が、硫黄酸化物（ＳＯｘ）である場合を例示として、第１相部分１２及び第２相部分１３のそれぞれにおいて、二酸化炭素と第一級アミン（Ｒ−ＮＨ２）との会合状態、及び硫黄化合物と第一級アミン（Ｒ−ＮＨ２）との会合状態を記載しているが、これらに限定されない。
【００６０】
前記ガス処理方法は、前記吸収工程の後に、前記被処理ガスを接触させた吸収液１１（第１相部分１２及び第２相部分１３）を、前記吸収液１１に吸収された二酸化炭素が前記吸収液１１から放出される温度以上であって、前記吸収液１１に吸収された硫黄化合物が前記吸収液１１から放出される温度未満に加熱する。このように加熱することによって、図１（ｃ）に示すように、前記吸収液１１から前記二酸化炭素を放出させる。このように、前記吸収液１１を加熱することによって、前記二酸化炭素を前記吸収液１１から放出させる工程が、第１放出工程に相当する。また、この加熱は、上述したように、前記吸収液１１に吸収された硫黄化合物が前記吸収液１１から放出される温度未満の加熱であるので、図１（ｃ）に示すように、前記吸収液１１に吸収された硫黄化合物は、前記吸収液１１に吸収されたままである。また、前記被処理ガスには、二酸化炭素及び硫黄化合物以外の気体が含有されていても、その気体が、前記吸収工程で、前記吸収液１１に吸収されなければ、この第１放出工程で、放出されることはない。これらのことから、前記第１放出工程では、前記吸収液１１に吸収されにくい気体及び硫黄化合物の放出が充分に抑制される。よって、前記ガス処理方法は、高濃度の二酸化炭素を回収することができる。
【００６１】
前記ガス処理方法は、前記第１放出工程の後に、前記第１放出工程後の吸収液１１を、前記吸収液１１に吸収された硫黄化合物が前記吸収液１１から放出される温度以上に加熱してもよい。そうすることによって、図１（ｄ）に示すように、硫黄化合物も吸収液１１から放出される。このように、前記吸収液１１を加熱することによって、前記硫黄化合物を前記吸収液１１から放出させる工程が、第２放出工程に相当する。このようなガス処理方法によれば、二酸化炭素と硫黄化合物とを個別に回収することができる。
【００６２】
前記被処理ガスとしては、二酸化炭素と硫黄化合物とを含む気体であればよく、このようなガスを被処理ガスとして、前記ガス処理方法で処理することによって、上述したように、高濃度の二酸化炭素を回収することができる。前記被処理ガスには、二酸化炭素及び硫黄化合物以外の気体を含んでいてもよく、この二酸化炭素及び硫黄化合物以外の気体として、例えば、窒素等の、前記吸収液１１に吸収されにくい気体等が挙げられる。前記被処理ガスとしては、具体的には、発電所排ガス及び高炉副生ガス等が挙げられる。
【００６３】
前記吸収液は、上述したように、二酸化炭素の吸収により相分離する吸収液である。また、前記吸収液は、二酸化炭素の吸収だけではなく、硫黄化合物の吸収によって相分離する吸収液であってもよい。前記吸収液としては、例えば、アミン化合物の水溶液等が挙げられ、前記アミン化合物の水溶液には、有機溶剤をさらに含んでいてもよい。すなわち、前記吸収液としては、例えば、アミン化合物、有機溶剤、及び水を含む塩基性の液体等が挙げられる。
【００６４】
前記アミン化合物としては、上述したように、第一級アミンに限定されず、第二級アミン及び第三級アミンも挙げられる。前記第一級アミンとしては、例えば、１，３−ジアミノプロパン（ＤＡＰ：溶解度パラメータ＝１４．６（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２）、２−アミノエタノール（ＭＥＡ：溶解度パラメータ＝１４．３（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２）、ＤＬ−２−アミノ−１−プロパノール（ＡＰ：溶解度パラメータ＝１３．３（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２）、２−（２−アミノエトキシ）エタノール（ＡＥＥ：溶解度パラメータ＝１２．７（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２）、及び（Ｒ）−４−アミノ−２−メチル−１−ブタノール（ＡＭＢ）等が挙げられる。前記第二級アミンとしては、例えば、２−（メチルアミノ）エタノール（ＭＡＥ）、２−（エチルアミノ）エタノール（ＥＡＥ）、及び２−（ブチルアミノ）エタノール（ＢＡＥ）等が挙げられる。前記第三級アミンとしては、例えばトリエタノールアミン（ＴＥＡ）、Ｎ−メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ）、ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）、ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、及びビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル等が挙げられる。前記アミン化合物は、これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６５】
前記有機溶剤としては、例えば、１−ブタノール（溶解度パラメータ＝１１．３（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２）、１−ペンタノール（溶解度パラメータ＝１１．０（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２）、オクタノール、ジエチレングリコールジエチルエーテル（ＤＥＧＤＥＥ）、及びジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＥＧＤＭＥ）等が挙げられる。前記有機溶剤としては、これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６６】
前記吸収液は、前記アミン化合物、前記有機溶剤、及び水以外にも、イオン液体等を含んでいてもよい。
【００６７】
前記吸収液は、アミン化合物、有機溶剤、及び水を含む塩基性の液体である場合、前記アミン化合物の含有率は、２０〜４０質量％であることが好ましい。また、前記有機溶剤の含有率は、４０〜６０質量％であることが好ましい。なお、前記吸収液には、水を含むことが好ましい。前記吸収液としては、例えば、前記アミン化合物が３０質量％、前記有機溶剤が６０質量％、及び水が１０質量％を含有する液体等が挙げられる。
【００６８】
前記吸収液は、前記アミン化合物、前記有機溶剤、及び水を含む塩基性の液体である場合、前記アミン化合物の溶解度パラメータと、前記有機溶剤の溶解度パラメータとが、後述する関係を満たすことが好ましい。なお、溶解度パラメータは、下記式（１）で求められる。
【００６９】
δ＝［（ΔＨ−ＲＴ）／Ｖ］１／２      （１）
式（１）中、δは、溶解度パラメータを示し、ΔＨは、モル蒸発潜熱を示し、Ｒは、ガス定数を示し、Ｔは、絶対温度を示し、Ｖは、モル体積を示す。例えば、この式（１）から、アミン化合物であるＥＡＥ、ＭＡＥ、及び有機溶剤であるＤＥＧＤＭＥの溶解度パラメータを計算すると、それぞれ、１０．９４、１１．５８、及び７．７５となる。
【００７０】
前記吸収液が、前記アミン化合物、前記有機溶剤、及び水を含む塩基性の液体である場合における、二酸化炭素を吸収させた後の吸収液の状態について説明する。前記吸収液として、前記アミン化合物が３０質量％、前記有機溶剤が６０質量％、及び水が１０質量％を含有する液体を用い、前記アミン化合物と前記有機溶剤との組合せを変えて、それぞれの組合せにおける吸収液の状態を観察した。その結果を、表１に示す。なお、表１には、前記アミン化合物の溶解度パラメータと、前記有機溶剤の溶解度パラメータと、前記アミン化合物の溶解度パラメータから前記有機溶剤の溶解度パラメータを減じた値と、二酸化炭素を吸収させた後の吸収液の状態とを示す。表１における「良好」とは、二酸化炭素の吸収前は単一液相であり、二酸化炭素の吸収により二液相に分離したことを示す。また、表１における「混和せず」とは、二酸化炭素の吸収前から二液相状態で単一液相を形成しなかったことを示す。また、表１における「分離せず」とは、二酸化炭素の吸収後でも単一液相であったことを示す。なお、表１に示す、前記アミン化合物の溶解度パラメータ、及び前記有機溶剤の溶解度パラメータは、有効数字の関係で、小数点以下１桁までしか記載していないため、前記アミン化合物の溶解度パラメータから前記有機溶剤の溶解度パラメータを減じた値には、丸め誤差が発生しており、表１に記載の溶解度パラメータの差分にはなっていない場合がある。
【００７１】
【表１】
2020195998.tif 000003
【００７２】
表１からもわかるように、前記吸収液は、アミン化合物、有機溶剤、及び水を含む塩基性の液体である場合、前記アミン化合物の溶解度パラメータから前記有機溶剤の溶解度パラメータを減じた値（溶解度パラメータ差分）が、１．１（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以上４．２（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下であることが好ましい。この値が上記範囲内となるように、前記アミン化合物及び前記有機溶剤を選択することによって、吸収液は、二酸化炭素を吸収することができ、二酸化炭素の吸収前は、１相状態であったものが、二酸化炭素の吸収後は、２相状態となる。すなわち、二酸化炭素の吸収により、相分離される吸収液となる。前記溶解度パラメータ差分が小さすぎると、得られた液体に二酸化炭素を吸収させても、相分離されない傾向がある。また、前記溶解度パラメータ差分が大きすぎると、得られた液体が、二酸化炭素を吸収させる前から２相状態となる傾向がある。この２相状態は、有機溶剤と水との混和が不充分であり、アミン化合物がいずれかの相、例えば、水相のほうに多く含まれることになる。このような状態の液体に、前記被処理ガスを接触させても、前記液体と前記被処理ガスとの接触状態が不均一となり、吸収効率が低下するおそれがある。
【００７３】
前記吸収液は、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される最低温度（硫黄化合物放出可能温度）が、前記吸収液に吸収された二酸化炭素が前記吸収液から放出される最低温度（ＣＯ２放出可能温度）より高い。また、前記吸収液は、前記吸収液に前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物が吸収される最高温度（吸収可能温度）が、前記ＣＯ２放出可能温度より低い。
【００７４】
例えば、前記アミン化合物として、ＥＡＥを３０質量％、前記有機溶剤として、ＤＥＧＤＥＥを６０質量％、水を１０質量％含有させた吸収液を用い、被処理ガスとして、二酸化炭素（ＣＯ２）と、前記硫黄化合物である硫黄酸化物（ＳＯｘ）とを含むガスを用いた場合に、吸収可能温度、ＣＯ２放出可能温度、及び硫黄化合物放出可能温度が、それぞれ、約６０℃、約７０℃、約１２０℃となる場合を想定する。なお、これらの温度は、大気圧近傍の低圧で想定される値であって、高圧になるにつれて、これらの温度は高くなる。このとき、前記吸収液と前記被処理ガスとが共存する状態で、６０℃以下、例えば、０〜６０℃であれば、前記吸収液に、二酸化炭素及び硫黄酸化物が吸収される。すなわち、前記吸収工程における前記吸収液の温度は、０〜６０℃とすることが好ましい。また、二酸化炭素及び硫黄酸化物が吸収された吸収液を、７０℃以上に加熱すると、二酸化炭素が放出され、１２０℃以上に加熱すると、硫黄酸化物も放出される。このことから、前記第１放出工程における前記吸収液の温度は、７０℃以上１２０℃未満とすることが好ましく、前記第２放出工程における前記吸収液の温度は、１２０℃以上とすることが好ましい。
【００７５】
前記吸収液１１は、上述したように、二酸化炭素の吸収だけではなく、硫黄化合物の吸収によって相分離する吸収液であってもよい。そして、この場合、前記吸収液１１は、図１（ｂ）に示すように、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の吸収により、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分１２と、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率が相対的に低い第２相部分１３とに相分離する。
【００７６】
前記第２放出工程は、上述したように、前記第１放出工程で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後の吸収液を加熱すればよい。前記第２放出工程は、前記吸収液全体を加熱してもよいが、前記第１放出工程で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後の前記第１相部分を加熱することが好ましい。この工程としては、例えば、前記第１放出工程で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後、図１（ｃ）に示すような、第１相部分１２を優先的に加熱することによって、図１（ｄ）に示すように、吸収液１１から硫黄化合物を放出する方法等が挙げられる。この方法以外の方法（他の方法）としては、前記第１放出工程で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後、図１（ｃ）に示すような、第１相部分１２の少なくとも一部を取り出し、取り出した第１相部分１２を加熱することによって、前記第１相部分１２から硫黄化合物を放出する方法等も挙げられる。このように、前記第２放出工程において、前記硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分を加熱することによって、前記吸収液から前記硫黄化合物を放出させるので、前記吸収液から前記硫黄化合物を効率的に放出することができる。
【００７７】
前記ガス処理方法は、前記第１放出工程で、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後、前記第１放出工程後の前記吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収する第１回収工程をさらに備える構成であってもよい。
【００７８】
前記第１回収工程は、前記第１放出工程後の前記吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収することができれば、特に限定されない。前記第１回収工程としては、例えば、前記硫黄化合物を吸着可能な吸着剤を収容した回収器に、前記第１放出工程後の前記吸収液を通過させる工程等が挙げられる。この工程は、前記第１放出工程後の前記吸収液が、前記回収器に収容された吸着剤に接触しながら、前記回収器を通過するので、前記第１放出工程後の前記吸収液に含まれる硫黄化合物が、前記吸着剤に吸着される。この硫黄化合物が吸着された吸着剤を回収することによって、前記第１放出工程後の前記吸収液から前記硫黄化合物が回収される。なお、前記第１回収工程で用いる回収器は、第１回収器とも言う。
【００７９】
前記回収器は、前記吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収することができれば、特に限定されない。前記回収器は、例えば、前記吸収液を流動可能な容器と、前記容器に収容された吸着剤とを備える。前記回収器は、長手方向が水平方向になるように載置した横置であっても、長手方向が鉛直方向になるように載置した縦置であってもよく、載置方向には特に限定されない。
【００８０】
前記吸着剤は、前記吸収液に接触することによって、前記吸収液から前記硫黄化合物を吸着することができる吸着剤であれば、特に限定されない。前記吸着剤としては、例えば、金属吸着剤、樹脂吸着剤、無機吸着剤、及び物理吸着剤等が挙げられる。前記吸着剤としては、これら以外にも、脱硫に用いられる吸着剤、例えば、脱硫用吸着剤であれば、用いることができる。前記金属吸着剤としては、例えば、Ｃａ系吸着剤、Ｍｇ系吸着剤、Ｚｎ系吸着剤、Ｆｅ系吸着剤、及びＢａ系吸着剤等が挙げられる。前記金属吸着剤の形態としては、例えば、金属単体であってもよいし、炭酸塩、水酸化物、及び酸化物等であってもよい。また、前記樹脂吸着剤としては、例えば、イオン交換樹脂等が挙げられる。前記無機吸着剤としては、例えば、ゼオライト、及びシリカゲル等が挙げられる。前記物理吸着剤としては、例えば、活性炭等が挙げられる。前記吸着剤としては、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８１】
前記ガス処理方法は、前記第１回収工程をさらに備えることによって、前記第１回収工程で、前記第１放出工程後の前記吸収液、すなわち、二酸化炭素を放出させた後の吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収することができる。このことから、このようなガス処理方法は、高濃度の二酸化炭素を回収することができるだけではなく、二酸化炭素回収後の吸収液から硫黄化合物を除去することもできる。すなわち、このようなガス処理方法は、高濃度の二酸化炭素を回収することができるだけではなく、前記吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積も抑制することができる。
【００８２】
また、前記第２放出工程で、前記第１放出工程後の前記吸収液から、前記硫黄化合物の全てを放出できない場合がある。このような場合、前記ガス処理方法では、前記第２放出工程後の前記吸収液から前記硫黄化合物を除去する処理を別途行うことで、例えば、以下のような構成により、前記ガス処理方法を実施する装置内の吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積をさらに抑制することができる。具体的には、前記ガス処理方法は、前記第２放出工程で、前記吸収液から前記硫黄化合物を放出させた後、前記第２放出工程後の前記吸収液から、前記第２放出工程で放出されなかった前記硫黄化合物を吸着して回収する第２回収工程をさらに備える構成であってもよい。
【００８３】
前記第２回収工程は、前記第２放出工程後の前記吸収液から、前記第２放出工程で放出されなかった前記硫黄化合物を吸着して回収することができれば、特に限定されない。前記第２回収工程は、前記第１放出工程後の前記吸収液の代わりに、前記第２放出工程後の前記吸収液を用いること以外、前記第１回収工程と同様である。なお、前記第２回収工程で用いる回収器は、第２回収器とも言う。この第２回収器は、前記第２放出工程後の前記吸収液から前記硫黄化合物を回収することができれば、特に限定されないが、例えば、前記第１回収器と同様のものが挙げられる。
【００８４】
前記ガス処理方法は、前記第２回収工程をさらに備えることによって、前記第２回収工程で、前記第２放出工程後の前記吸収液、すなわち、硫黄化合物を放出させた後の吸収液から、前記第２放出工程で放出されなかった前記硫黄化合物を吸着して回収することができる。このことから、このようなガス処理方法は、高濃度の二酸化炭素を回収することができるだけではなく、二酸化炭素回収後の吸収液から硫黄化合物を除去することもできる。すなわち、このようなガス処理方法は、高濃度の二酸化炭素を回収することができるだけではなく、前記吸収液に含まれる硫黄化合物の蓄積も抑制することができる。
【００８５】
前記ガス処理方法において、前記第２回収工程を備える理由としては、上述したように、二酸化炭素回収後の吸収液から硫黄化合物をより除去することができることである。より具体的には、前記第２放出工程で前記吸収液から硫黄化合物を除去するほうが、前記第２回収工程での除去より、要するコストが低い傾向がある。このため、前記第２放出工程で前記吸収液から硫黄化合物を除去した後に、前記吸収液に残存する硫黄化合物を第２回収工程で除去することは、前記吸収液から硫黄化合物をより除去することができるだけではなく、コスト面でもメリットがある。また、前記第２放出工程で前記吸収液から硫黄化合物を除去する前に、前記吸収液に含有される硫黄化合物を前記第１回収工程で予め除去すると、前記第２放出工程に供される吸収液に含まれる硫黄化合物の量が減るので、前記吸収液から硫黄化合物をより除去することができる。
【００８６】
前記ガス処理方法は、前記第１回収工程も前記第２回収工程も備えていなくてもよく、また、前記第１回収工程及び前記第２回収工程のいずれか一方又は両方を備えていてもよい。前記第１回収工程及び前記第２回収工程の両方を備えていると、前記吸収液から硫黄化合物をより除去することができる。また、前記第１回収工程及び前記第２回収工程では、用いる吸着剤によっては、前記吸収液に含まれるアミン等の吸収液成分の劣化物、又は腐食で生じた金属イオン等も除去することができる場合がある。具体的には、前記吸着剤として、前記吸収液から前記硫黄化合物を吸着することができるだけではなく、吸収液成分の劣化物も吸着することができる吸着剤を用いると、前記吸収液から、前記硫黄化合物だけではなく、吸収液成分の劣化物も除去することができる。
【００８７】
前記ガス処理方法は、吸収液を循環する循環工程をさらに備える構成であってもよい。前記循環工程としては、例えば、前記第１放出工程の後に、前記第１相部分の少なくとも一部を廃棄する廃棄工程と、前記廃棄した第１相部分以外の前記吸収液を、前記吸収工程で前記被処理ガスと接触させる吸収液として使用する再使用工程を備える工程等が挙げられる。前記廃棄工程で、前記硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分の少なくとも一部を廃棄することによって、前記硫黄化合物を効率的に廃棄することができる。
【００８８】
前記硫黄化合物は、上述したように、前記吸収液に含まれる成分、例えば、アミン等に対する不可逆的な劣化反応を促進させる。すなわち、前記硫黄化合物は、吸収液に含まれる成分を劣化させ、この吸収液成分の劣化物、例えば、アミンの劣化物等を生成させる。このため、二酸化炭素を放出した後の吸収液を、再度、前記吸収工程で使用すること等によって、前記二酸化炭素の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用すると、前記吸収液に生成される吸収液成分の劣化物の量が増加することになる。また、前記二酸化炭素の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用すると、吸収液成分の劣化物の量が増加するだけではなく、グリコール酸、シュウ酸、及びギ酸等の酸も発生する。この吸収液成分の劣化物及び酸は、二酸化炭素を吸収することができない、すなわち、二酸化炭素の回収に作用しないので、少ないことが望まれる。このことから、使用済みの吸収液の少なくとも一部を廃棄し、新たな吸収液に交換することになる。
【００８９】
前記吸収液は、二酸化炭素及び硫黄酸化物の吸収により、上述したように、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分と前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の含有率が相対的に低い第２相部分とに相分離される。第１相部分には、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物だけではなく、前記吸収液成分の劣化物及び酸の含有量も相対的に高い。このことは、第１相部分が、水相であり、その水にアミンが溶解することにより、第１相部分は、アミンがリッチなアミン相であり、第２相部分が、有機溶剤がリッチな有機相であることによると考えられる。このことにより、第１相部分は、相対的に極性が高い。また、前記吸収液成分の劣化物及び酸の多くも、分子内に極性を有することから、極性が相対的に高い第１相部分に優先的に存在することになると考えられる。よって、前記廃棄として、前記硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分を廃棄することによって、前記硫黄化合物を効率的に廃棄することができるだけではなく、この劣化物も効率的に廃棄することができる。
【００９０】
前記再使用工程としては、例えば、前記廃棄工程で廃棄した第１相部分以外の前記吸収液を、図１（ａ）に示す吸収液に投入する方法等が挙げられる。なお、前記廃棄した第１相部分以外の前記吸収液は、前記第２相部分と、廃棄されなかった第１相部分とを含む吸収液である。この方法以外の方法（他の方法）としては、前記第１放出工程の後に、前記第１相部分の少なくとも一部を廃棄し、前記廃棄した第１相部分以外の前記吸収液に対して、前記第２放出工程を行った後の吸収液を、図１（ａ）に示す吸収液に投入する方法等が挙げられる。
【００９１】
このように循環工程を備えることによって、前記廃棄した第１相部分以外の前記吸収液を、前記吸収工程で前記被処理ガスと接触させる吸収液として使用することができ、前記硫黄化合物及び前記劣化物の含有率の比較的低い吸収液を使用して、二酸化炭素の回収を行うことができる。また、二酸化炭素を放出した後の吸収液を、再度、吸収工程で使用すること等によって、前記二酸化炭素の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用しても、その吸収液に残存する前記硫黄化合物及び前記劣化物の量を少ないままに維持することができる。このことから、吸収液の交換頻度を下げることができるとともに、新たな吸収液を追加する量も減らすことができる。よって、吸収液の使用量を減らすことができる。具体的には、前記二酸化炭素の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用する際に、硫黄化合物の含有率が相対的に高い第１相部分を廃棄し、その廃棄分に相当する量の新たな吸収液を追加することによって、吸収液の使用量を減らすことができる。
【００９２】
前記ガス処理方法を実施する装置は、前記吸収工程及び前記第１放出工程を実施できれば、特に限定されず、例えば、二酸化炭素と硫黄化合物とを含む被処理ガスを、二酸化炭素の吸収により相分離する吸収液に接触させることによって、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物を前記吸収液に吸収させる吸収器と、前記被処理ガスを接触させた吸収液を、前記吸収液に吸収された二酸化炭素が前記吸収液から放出される温度以上であって、前記吸収液に吸収された硫黄化合物が前記吸収液から放出される温度未満に加熱することによって、前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させる第１放出器とを備えるガス処理装置等が挙げられる。このようなガス処理装置は、前記吸収器で前記吸収工程を実施し、前記第１放出器で前記第１放出工程を実施することによって、二酸化炭素と硫黄化合物とを含む被処理ガスから、高濃度の二酸化炭素を回収することができる。
【００９３】
前記ガス処理装置は、前記吸収液を用いて、二酸化炭素と硫黄化合物とを含む被処理ガスから、高濃度の二酸化炭素を回収するために利用される。前記ガス処理装置２１としては、具体的には、図２に示すように、吸収器２２と、第１放出器２３と、循環路２４と、熱交換器２５とを備える装置等が挙げられる。なお、図２は、本実施形態に係るガス処理装置の一例を示す概略図である。
【００９４】
前記循環路２４は、前記吸収器２２から吸収液を抜き出して、前記第１放出器２３に導入させる第１流路２６と、前記第１放出器２３から吸収液を抜き出して、前記吸収器２２に還流させる第２流路２７とを含む。なお、前記熱交換器２５は、省略することが可能である。
【００９５】
前記吸収器２２は、被処理ガスを供給するガス供給路３２と、前記吸収器２２での処理後のガスを排出するガス排出路３３と、吸収液を前記第１放出器２３に送るための第１流路２６と、前記第１放出器２３から吸収液を前記吸収器２２に戻すための第２流路２７とが接続されている。前記ガス供給路３２は、前記吸収器２２内に被処理ガスを供給することができる。前記ガス排出路３３は、前記吸収器２２内から、前記被処理ガスを前記吸収液に接触させても吸収されなかったガスを排出することができる。前記第１流路２６は、前記吸収器２２内に溜まった吸収液を抜き出すことができる。前記第２流路２７は、前記第１放出器２３から還流された吸収液を上から流下させることができる。
【００９６】
前記吸収器２２は、被処理ガスと吸収液とを接触させることにより、被処理ガス中の二酸化炭素及び硫黄化合物等の酸性化合物を吸収液に吸収させ、酸性化合物が除去されたガスを排出する。このような吸収器２２は、被処理ガスと吸収液とを連続的に接触させられるものであればよい。前記吸収器２２としては、例えば、被処理ガスの流路に吸収液を噴霧するもの、被処理ガスの流路に配置される充填剤を伝って吸収液を流下させるもの、及び被処理ガス及び吸収液をそれぞれ多数の微細な流路に導入して被処理ガスの微細流路と吸収液の微細流路とをそれぞれ合流させるもの等を用いることができる。なお、吸収液への二酸化炭素及び硫黄化合物の吸収は発熱反応である。
【００９７】
前記第１放出器２３には、前記第１流路２６と、前記第２流路２７とが接続されている。前記第１流路２６は、前記吸収器２２から導出された吸収液を、前記第１放出器２３内に導入させることができる。前記第２流路２７は、前記第１放出器２３内に貯留された吸収液を導出させることができる。
【００９８】
前記第１放出器２３は、吸収液が貯留され、この貯留された吸収液を、前記ＣＯ２放出可能温度以上前記硫黄化合物放出可能温度未満に加熱することによって、二酸化炭素を放出させる。この吸収液からの二酸化炭素の放出、すなわち、吸収液に含まれる成分からの二酸化炭素の脱離は、吸熱反応である。なお、前記第１放出器２３において、前記吸収液を上記のように加熱すると、二酸化炭素が放出されるだけでなく、吸収液に含まれる水も蒸発する。すなわち、前記第１放出器２３では、前記吸収液から、二酸化炭素及び水蒸気が放出される。
【００９９】
前記第１放出器２３には、供給路３５と加熱流路３６とが接続されている。
【０１００】
前記供給路３５は、前記第１放出器２３内で得られた二酸化炭素を供給先に供給する。前記供給路３５には、冷却器３７と二酸化炭素分離器３８とが設けられている。前記冷却器３７は、吸収液から放出した二酸化炭素と水蒸気との混合気体を冷却することによって、水蒸気を凝縮させる。前記二酸化炭素分離器３８は、前記冷却器３７で凝縮された水と、二酸化炭素とを分離する。分離された水蒸気は、前記第１放出器２３に還流される。前記冷却器３７としては、川水等の安価な冷却水を用いた熱交換器を用いることができる。なお、前記冷却器３７及び前記二酸化炭素分離器３８は、省略することが可能である。
【０１０１】
前記加熱流路３６は、一端部が前記第２流路２７に接続されているが、前記第１放出器２３に接続されていてもよい。前記加熱流路３６の他端部は、前記第１放出器２３に接続されている。前記加熱流路３６には、前記第１放出器２３に貯留される吸収液を加熱する加熱器４２が設けられている。前記加熱器４２は、前記第１放出器２３の内部で吸収液を加熱するよう配設してもよいが、図示するように、前記第１放出器２３から外部に抜き出された吸収液を加熱するように構成してもよい。この場合、前記加熱器４２は、加熱後に前記第１放出器２３に還流させる加熱流路３６に配設することができる。なお、前記加熱器４２としては、例えば電気、蒸気、及びバーナ等の任意の熱源により、直接又は間接的に吸収液を加熱するものを用いることができる。
【０１０２】
前記熱交換器２５は、前記第１流路２６及び前記第２流路２７に接続され、前記第１流路２６を流れる吸収液と前記第２流路２７を流れる吸収液との間で熱交換させる。前記熱交換器２５は、例えば、プレート熱交換器等によって構成されるが、温度差が比較的小さい流体間での熱交換が可能なマイクロチャネル熱交換器によって構成され得る。これにより、エネルギ効率を向上することができる。
【０１０３】
前記第２流路２７には、ポンプ４３が設けられている。また、前記第２流路２７には、吸収液排出路４４と、冷却器４５と、吸収液供給路４６とが設けられる。前記吸収液排出路４４は、吸収液を交換する場合等において、ガス処理装置２１から吸収液を排出する。前記冷却器４５は、前記吸収器２２に戻される吸収液を冷却させる。前記吸収液供給路４６は、吸収液を交換する場合等において、吸収液を前記第２流路２７に供給する。なお、前記冷却器４５は、省略することが可能である。
【０１０４】
前記ガス処理装置２１は、前記吸収器２２で前記吸収工程を実施し、前記第１放出器２３で前記第１放出工程を実施することによって、二酸化炭素と硫黄化合物とを含む被処理ガスから、高濃度の二酸化炭素を回収することができる。また、前記ガス処理装置２１は、前記循環路２４で、吸収液を循環させることによって、前記二酸化炭素の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用することができる。
【０１０５】
前記ガス処理方法を実施する他の装置としては、例えば、図３に示すように、前記第１放出器２３から導出させた吸収液から、前記第１相部分の少なくとも一部を分離すること以外、上記ガス処理装置２１と同様のガス処理装置３１等が挙げられる。すなわち、前記第１放出器２３で前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させた後の前記第１相部分の少なくとも一部を廃棄し、前記廃棄した第１相部分以外の前記吸収液を、前記吸収器２２で前記被処理ガスと接触させる吸収液として使用する循環機構をさらに備えること以外、上記ガス処理装置２１と同様のガス処理装置３１等が挙げられる。
【０１０６】
前記ガス処理装置３１は、具体的には、前記第２流路に、相分離器５２が設けられる。前記相分離器５２は、前記第１放出器２３から導出させた吸収液の、前記第１相部分の少なくとも一部を分離する。前記相分離器５２には、導出路５３が設けられる。前記導出路５３は、前記相分離器５２で分離した前記第１相部分を導出させる。この導出した前記第１相部分は、廃棄してもよいし、後述するように、他の装置、例えば、後述する第２放出器等に供給してもよい。また、前記相分離器５２で分離して、前記導出路５３に導出した第１相部分以外の吸収液は、前記第２流路２７を介して、前記吸収器２２に戻す。前記相分離器５２は、硫黄化合物が吸収されていることにより、前記第１相部分と前記第２相部分とに相分離されている吸収液から、前記第１相部分の少なくとも一部を抜き出すことができれば、特に限定されず、前記第１相部分は下層になるので、下層のみが導出されるように、前記導出路５３が接続された容器等が挙げられる。なお、図３は、本実施形態に係るガス処理装置３１の他の一例を示す概略図である。
【０１０７】
前記ガス処理装置３１は、前記吸収器２２で前記吸収工程を実施し、前記第１放出器２３で前記第１放出工程を実施し、さらに、前記相分離器５２及び前記循環路２４で、前記循環工程を実施することができる。よって、前記ガス処理装置３１は、前記被処理ガスから、高濃度の二酸化炭素を回収できるだけではなく、前記硫黄化合物、前記劣化物、及び前記酸を効率的に廃棄することができる。そして、前記二酸化炭素の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用する場合であっても、前記劣化物及び前記酸の含有量を低く維持することができる。よって、吸収液の交換頻度を下げることができ、吸収液を新たに供給する量を減らすことができる。
【０１０８】
前記ガス処理方法を実施する他の装置としては、例えば、図４に示すように、前記第１放出器２３で二酸化炭素を放出させた後の吸収液を、前記硫黄化合物放出可能温度以上に加熱する第２放出器６２を備えること以外、上記ガス処理装置３１と同様のガス処理装置４１等が挙げられる。なお、図４は、本実施形態に係るガス処理装置４１の他の一例を示す概略図である。
【０１０９】
前記ガス処理装置４１は、具体的には、前記導出路５３に、前記第２放出器６２が設けられる。前記第２放出器６２には、前記導出路５３と、前記第３流路６８とが接続されている。前記導出路５３は、前記相分離器５２から導出された吸収液を、前記第２放出器６２内に導入させることができる。前記導出路５３には、ポンプ８６が設けられている。前記第３流路６８は、前記第２放出器６２内に貯留された吸収液を導出させることができる。また、前記第３流路６８にも、ポンプを設けていてもよい。前記第３流路６８は、前記第２放出器６２から導出された吸収液を前記第２流路２７に供給する。なお、前記第３流路６８には、冷却器を設けてもよい。
【０１１０】
前記第２放出器６２は、吸収液が貯留され、この貯留された吸収液を、前記硫黄化合物放出可能温度以上に加熱することによって、硫黄化合物を放出させる。この吸収液からの硫黄化合物の放出、すなわち、吸収液に含まれる成分からの硫黄化合物の脱離は、吸熱反応である。なお、前記第２放出器６２において、前記吸収液を上記のように加熱すると、硫黄化合物が放出されるだけでなく、吸収液に含まれる水も蒸発する。すなわち、前記第２放出器６２では、前記吸収液から、硫黄化合物及び水蒸気が放出される。
【０１１１】
前記第２放出器６２には、放出路６３と加熱流路６６とが接続されている。
【０１１２】
前記放出路６３は、前記第２放出器６２内で、吸収液から発生した硫黄化合物を放出して、回収装置等に送る。前記放出路６３には、冷却器６４と硫黄化合物分離器６５とが設けられている。前記冷却器６４は、吸収液から放出した硫黄化合物と水蒸気との混合気体を冷却することによって、水蒸気を凝縮させる。前記硫黄化合物分離器６５は、前記冷却器６４で凝縮された水と、硫黄化合物とを分離する。分離された水蒸気は、前記第２放出器６２に還流される。前記冷却器６４としては、川水等の安価な冷却水を用いた熱交換器を用いることができる。なお、前記冷却器６４及び前記硫黄化合物分離器６５は、省略することが可能である。
【０１１３】
前記加熱流路６６は、一端部が前記第３流路６８に接続されているが、前記第２放出器６２に接続されていてもよい。前記加熱流路６６の他端部は、前記第２放出器６２に接続されている。前記加熱流路６６には、前記第２放出器６２に貯留される吸収液を加熱する加熱器６７が設けられている。前記加熱器６７は、前記第２放出器６２の内部で吸収液を加熱するよう配設してもよいが、図示するように、前記第２放出器６２から外部に抜き出された吸収液を加熱するように構成してもよい。この場合、前記加熱器６７は、加熱後に前記第２放出器６２に還流させる加熱流路６６に配設することができる。なお、前記加熱器６７としては、例えば電気、蒸気、及びバーナ等の任意の熱源により、直接又は間接的に吸収液を加熱するものを用いることができる。
【０１１４】
前記ガス処理装置４１は、前記吸収器２２で前記吸収工程を実施し、前記第１放出器２３で前記第１放出工程を実施し、さらに、前記第２放出器６２で前記第２放出工程を実施することができる。よって、前記ガス処理装置４１は、前記被処理ガスから、二酸化炭素と硫黄化合物とを個別に回収することができる。
【０１１５】
前記ガス処理方法を実施する他の装置としては、例えば、図５に示すように、前記導出路５３に、前記第２放出器６２だけではなく、吸収液排出路７０が設けられていること以外、上記ガス処理装置４１と同様のガス処理装置５１等が挙げられる。なお、図５は、本実施形態に係るガス処理装置５１の他の一例を示す概略図である。
【０１１６】
前記ガス処理装置５１は、前記導出路５３に、前記相分離器５２から導出された吸収液の第１相部分の少なくとも一部を廃棄するための吸収液排出路７０を備える。この吸収液排出路７０で廃棄されなかった吸収液を、前記第２放出器６２に送る。
【０１１７】
前記ガス処理装置５１は、前記吸収器２２で前記吸収工程を実施し、前記第１放出器２３で前記第１放出工程を実施し、前記第２放出器６２で前記第２放出工程を実施し、さらに、前記相分離器５２、前記循環路２４、及び第３流路６８で、前記循環工程を実施することができる。よって、前記ガス処理装置５１は、前記被処理ガスから、二酸化炭素と硫黄化合物とを個別に回収することができる。さらに、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用しても、吸収液の交換頻度を下げることができ、吸収液を新たに供給する量を減らすことができる。
【０１１８】
前記ガス処理方法を実施する他の装置としては、例えば、図６に示すように、前記第１放出器２３で二酸化炭素を放出させた後の吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収する第１回収器８３を備えること以外、上記ガス処理装置３１と同様のガス処理装置６１等が挙げられる。なお、図６は、本実施形態に係るガス処理装置６１の他の一例を示す概略図である。
【０１１９】
前記ガス処理装置６１は、具体的には、前記導出路５３に、前記第１回収器８３が設けられる。前記第１回収器８３には、前記導出路５３と前記第４流路８２とが接続されている。前記導出路５３には、ポンプ８６が設けられている。前記導出路５３は、前記相分離器５２から導出された吸収液を、前記第１回収器８３内に導入させることができる。前記第４流路８２は、前記第１回収器８３を通過した吸収液を前記第２流路２７に供給することができる。
【０１２０】
前記第１回収器８３は、上述した、前記第１回収工程で用いる第１回収器であり、前記第１放出器２３から導出させた吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収する回収器である。なお、前記ガス処理装置６１では、前記第１回収器８３を縦置で設置している。
【０１２１】
前記ガス処理装置６１は、前記吸収器２２で前記吸収工程を実施し、前記第１放出器２３で前記第１放出工程を実施し、さらに、前記第１回収器８３で前記第１回収工程を実施することができる。よって、前記ガス処理装置６１は、前記被処理ガスから、二酸化炭素と硫黄化合物とを個別に回収することができる。
【０１２２】
前記第１回収器８３は、上記のように縦置の第１回収器であってもよく、後述するような、横置の第１回収器であってもよい。
【０１２３】
前記ガス処理方法を実施する他の装置としては、例えば、図７に示すように、前記第１回収器として、第１回収器８３を縦置で備える代わりに、第１回収器８３を横置で備えたこと以外、上記ガス処理装置６１と同様のガス処理装置７１等が挙げられる。なお、図７は、本実施形態に係るガス処理装置７１の他の一例を示す概略図である。
【０１２４】
前記ガス処理装置７１は、前記吸収器２２で前記吸収工程を実施し、前記第１放出器２３で前記第１放出工程を実施し、さらに、前記第１回収器８３で前記第１回収工程を実施することができる。よって、前記ガス処理装置７１は、前記被処理ガスから、二酸化炭素と硫黄化合物とを個別に回収することができる。
【０１２５】
前記ガス処理方法を実施する他の装置としては、例えば、図８に示すように、前記第２放出器６２で硫黄化合物を放出させた後の吸収液から、前記第２放出器６２で放出されなかった前記硫黄化合物を吸着して回収する第２回収器８４を備えること以外、上記ガス処理装置４１と同様のガス処理装置８１等が挙げられる。なお、図８は、本実施形態に係るガス処理装置８１の他の一例を示す概略図である。
【０１２６】
前記ガス処理装置８１は、具体的には、第３流路６８に、前記第２回収器８４が設けられる。前記第２回収器８４には、前記第３流路６８と前記第５流路８５とが接続されている。前記第３流路６８は、前記第２放出器６２から導出された吸収液を、前記第２回収器８４内に導入させることができる。前記第５流路８５は、前記第２回収器８４を通過した吸収液を前記第２流路２７に供給することができる。
【０１２７】
前記第２回収器８４は、上述した、前記第２回収工程で用いる第２回収器であり、前記第２放出器６２から導出させた吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収する回収器である。前記第２回収器８４としては、具体的には、前記第１回収工程で用いる第１回収器と同様のものが挙げられる。なお、前記ガス処理装置８１では、前記第２回収器８４を横置で設置しているが、縦置であってもよい。
【０１２８】
前記ガス処理装置８１は、前記吸収器２２で前記吸収工程を実施し、前記第１放出器２３で前記第１放出工程を実施し、前記第２放出器６２で前記第２放出工程を実施し、前記相分離器５２、前記循環路２４、及び第３流路６８で、前記循環工程を実施し、さらに、前記第２回収器８４で前記第２回収工程を実施することができる。よって、前記ガス処理装置８１は、前記被処理ガスから、二酸化炭素と硫黄化合物とを個別に回収することができる。さらに、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用しても、吸収液の交換頻度を下げることができ、吸収液を新たに供給する量を減らすことができる。
【０１２９】
前記ガス処理装置は、上述したように、前記第１回収器及び前記第２回収器のいずれか一方を備えたものであってもよいが、後述するように、前記第１回収器及び前記第２回収器の両方を備えたものであってもよい。
【０１３０】
前記ガス処理方法を実施する他の装置としては、例えば、図９に示すように、前記第１放出器２３で二酸化炭素を放出させた後の吸収液から前記硫黄化合物を吸着して回収する第１回収器８３を備えること以外、上記ガス処理装置８１と同様のガス処理装置９１等が挙げられる。前記第３流路６８には、上述したように、ポンプが設けていてもよく、図９に示すガス処理装置においては、前記第３流路６８にポンプ６９が設けられている。なお、図９は、本実施形態に係るガス処理装置９１の他の一例を示す概略図である。
【０１３１】
前記ガス処理装置９１は、前記吸収器２２で前記吸収工程を実施し、前記第１放出器２３で前記第１放出工程を実施し、前記第２放出器６２で前記第２放出工程を実施し、前記相分離器５２、前記循環路２４、及び第３流路６８で、前記循環工程を実施し、さらに、前記第１回収器８３で前記第１回収工程を実施し、前記第２回収器８４で前記第２回収工程を実施することができる。よって、前記ガス処理装置９１は、前記被処理ガスから、二酸化炭素と硫黄化合物とを個別に回収することができる。さらに、前記二酸化炭素及び前記硫黄化合物の回収に前記吸収液を長期間にわたって使用しても、吸収液の交換頻度を下げることができ、吸収液を新たに供給する量を減らすことができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１１  吸収液
１２  第１相部分
１３  第２相部分
２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１  ガス処理装置
２２  吸収器
２３  第１放出器
２４  循環路
２５  熱交換器
２６  第１流路
２７  第２流路
３２  ガス供給路
３３  ガス排出路
３５  供給路
３６、６６  加熱流路
３７、４５、６４  冷却器
３８  二酸化炭素分離器
４２、６７  加熱器
４３、６９、８６  ポンプ
４４、７０  吸収液排出路
４６  吸収液供給路
５２  相分離器
５３  導出路
６２  第２放出器
６３  放出路
６５  硫黄化合物分離器
６８  第３流路
８２  第４流路
８３  第１回収器
８４  第２回収器
８５  第５流路
【図１】
2020195998.tif 000004
【図２】
2020195998.tif 000005
【図３】
2020195998.tif 000006
【図４】
2020195998.tif 000007
【図５】
2020195998.tif 000008
【図６】
2020195998.tif 000009
【図７】
2020195998.tif 000010
【図８】
2020195998.tif 000011
【図９】
2020195998.tif 000012