(57)【要約】【課題】アミンの外部への放出を効率良く抑制することができる酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法を提供する。【解決手段】酸性ガス回収装置１０Ａは、排ガス２１をＣＯ２除去排ガス２６ａとして排出する酸性ガス吸収部１１ａと、再生塔１２と、ＣＯ２除去排ガス２６ａを水洗液２７で洗浄するガス洗浄部１１ｂと、水洗液２７ｂの一部を抜き出す洗浄液抜き出しラインＬ２３と、被処理リーン溶液２３Ｂを抜き出す吸収液抜き出しラインＬ２１と、洗浄液抜き出しラインＬ２３からの水洗液２７ｃおよび吸収液抜き出しラインＬ２１からの精製リーン溶液２３Ｃが供給される酸成分除去部１３Ａとを具備する。酸成分除去部１３Ａは、陰極５３と、陽極５４と、被処理リーン溶液２３Ｂから酸成分を除去する吸収液精製室５７と、水洗液２７ｂが供給される洗浄液室５８−１、５８−２とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸性ガスを含む被処理ガス中の少なくとも一部の前記酸性ガスを吸収液に吸収させ、前記被処理ガスを酸性ガス除去ガスとして排出する酸性ガス吸収部と、
前記酸性ガス吸収部で前記酸性ガスを吸収した吸収液から前記酸性ガスを放出させる再生部と、
前記酸性ガス吸収部からの前記酸性ガス除去ガスを洗浄液で洗浄するガス洗浄部と、
前記洗浄液の一部を抜き出す洗浄液抜き出しラインと、
前記酸性ガス吸収部に供給される吸収液の一部を抜き出す吸収液抜き出しラインと、
前記洗浄液抜き出しラインからの前記洗浄液および前記吸収液抜き出しラインからの前記吸収液が供給される酸成分除去部と、
を具備してなり、
前記酸成分除去部は、陰極と、陽極と、前記吸収液から酸成分を除去する吸収液精製室と、前記洗浄液が供給される洗浄液室と、を具備してなることを特徴とする、酸性ガス回収装置。
【請求項２】
前記酸成分除去部は、濃縮液が供給される濃縮液室をさらに具備してなり、
前記吸収液精製室、前記洗浄液室、および前記濃縮液室は、陽イオン交換膜または陰イオン交換膜で区画されており、
前記吸収液精製室は、前記洗浄液室の前記陽極側および前記濃縮液室の前記陰極側にそれぞれ前記陰イオン交換膜を介して配置され、
前記濃縮液室は、前記洗浄液室の前記陰極側に前記陽イオン交換膜を介して配置されてなる、請求項１に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項３】
前記吸収液精製室、および前記洗浄液室は、バイポーラ膜または陰イオン交換膜で区画されており、
前記吸収液精製室は、前記洗浄液室の前記陽極側に前記バイポーラ膜を介して配置されてなり、
前記洗浄液室同士の間に位置する前記吸収液精製室の前記陽極側には前記陰イオン交換膜が配置されてなる、請求項１に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項４】
前記酸成分除去部から排出された洗浄液が、前記酸成分除去部に供給される前記洗浄液に混合されてなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項５】
前記洗浄液は、水洗液および前記水洗液よりもｐＨの低い酸洗液からなり、
前記ガス洗浄部は、前記水洗液により前記酸性ガス除去ガスを洗浄する水洗部と、前記酸洗液により前記酸性ガス除去ガスを洗浄する酸洗部とを具備してなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項６】
前記洗浄液抜き出しラインは、前記水洗液または前記酸洗液の一部を前記酸成分除去部に供給するように構成され、
前記酸成分除去部から排出された前記水洗液または前記酸洗液が、前記酸洗部に供給される前記酸洗液に混合されてなる、請求項５に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項７】
前記水洗部で使用される前記水洗液および前記酸洗部で使用される前記酸洗液の少なくともいずれかの前記洗浄液のｐＨを測定するｐＨ測定部と、
前記酸洗部に供給される前記酸洗液が通る酸洗液循環ラインに酸洗液を新たに添加する酸洗液供給部と、
前記洗浄液のｐＨの値に応じて、前記酸洗液循環ラインへの前記酸洗液の添加量を調整する制御部と、
を更に具備してなる、請求項５または６に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項８】
前記ガス洗浄部が、前記水洗部および前記酸洗部を具備してなり、
前記酸成分除去部から排出される前記水洗液および前記酸洗部で使用される前記酸洗液のｐＨを測定するｐＨ測定部と、
前記酸成分除去部から排出された前記洗浄液の、前記酸洗部または前記酸成分除去部への供給量を調整する調整弁と、
前記ｐＨ測定部で測定された前記水洗液および前記酸洗液のｐＨの値に応じて、前記調整弁を制御する制御部と、
を更に具備してなる、請求項５〜７のいずれか一項に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項９】
前記水洗部で使用される前記水洗液および前記酸洗部で使用される前記酸洗液のいずれかの前記洗浄液のｐＨを測定するｐＨ測定部と、
前記酸成分除去部から排出された前記酸洗液を、前記水洗部および前記酸洗部のいずれか、または前記酸成分除去部に供給する三方弁と、
前記ｐＨ測定部で測定された前記洗浄液のｐＨの値に応じて、前記三方弁を制御する制御部と、
を具備してなる、請求項５〜８のいずれか一項に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項１０】
酸性ガスを含む被処理ガス中の少なくとも一部の前記酸性ガスを吸収液に吸収させ、前記被処理ガスを酸性ガス除去ガスとして排出する吸収工程と、
前記吸収工程で得られた前記酸性ガス除去ガスを洗浄液で洗浄するガス洗浄工程と、
陽極と陰極との間に、少なくとも１枚の膜で区画され、前記膜を介して内部に電圧が印加可能に配置された吸収液精製室および洗浄液室を備える酸成分除去部の前記吸収液精製室に前記吸収工程に用いられる吸収液の一部を供給し、前記洗浄液室に前記洗浄液の少なくとも一部を供給すると共に、前記陽極および前記陰極に前記電圧を印加して前記吸収液精製室において前記吸収液から酸成分を除去する酸成分除去工程と、
を含むことを特徴とする、酸性ガス回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大量の化石燃料を使用する火力発電所や製鉄所などでは、ボイラにおいて化石燃料を燃焼させることで発生する燃焼排ガス、石炭をガス化した石炭ガス化ガス（ガス化ガス）、天然ガスなどは、例えば、二酸化炭素（ＣＯ2）、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｈ２Ｓなどの酸性ガス成分を含んでいる。このような燃焼排ガスなどに含まれる酸性ガス成分が大気中に放出されることを抑制するため、酸性ガス成分を含むガスを吸収塔内でアミノ基含有化合物（アミン系化合物）を含む吸収液と気液接触させて、吸収液中に酸性ガス成分を吸収させることで、処理ガス中から酸性ガス成分を除去し、酸性ガス成分を回収する方法が精力的に研究されている。
【０００３】
例えば、排ガスとアミノ基含有化合物を含む吸収液を接触させて、排ガス中の二酸化炭素など酸性ガス成分を吸収液に吸収させる吸収塔と、酸性ガス成分を吸収した吸収液を加熱して、吸収液から酸性ガス成分を放出させる再生塔とを備え、再生された吸収液を再び吸収塔に供給して再利用し、吸収液を吸収塔と再生塔との間の系内を循環して使用する二酸化炭素回収装置などが知られている。
【０００４】
しかし、このような二酸化炭素回収装置では、吸収塔においてアミン系吸収液に二酸化炭素を吸収させたＣＯ2除去排ガス（脱炭酸燃焼排ガス）が吸収塔から大気へ放出される際に、アミンを同伴するという課題があった。すなわち、火力発電所などでは多量の脱炭酸燃焼排ガスが放出されるため、脱炭酸燃焼排ガスに同伴して多量のアミンが放出される可能性がある。そのため、吸収塔において脱炭酸燃焼排ガスに同伴して大気中に放出されるアミンを効果的に低減する必要がある。そこで、例えば、洗浄液と脱炭酸燃焼排ガスと接触させることで、脱炭酸燃焼排ガスに同伴したアミンを回収する洗浄装置が知られている。
【０００５】
また、運転中にガス中の二酸化炭素を吸収する際に、ＳＯｘ、ＮＯｘの他に、硫化カルボニル、シアン化水素、チオシアン酸、チオ硫酸、その他の無機酸などが吸収液中のアミノ基含有化合物と反応して熱安定性アミン塩（Heat Stable Amine Salt：ＨＳＡＳ）と呼ばれる劣化物が生成される。また、吸収液を加熱して再生する際に熱又はガス中の酸素と反応してアミノ基含有化合物が分解することによっても熱安定性アミン塩が生成される。このような熱安定性アミン塩は、再生塔で吸収液を再生する際の加熱では分解されず、吸収液から分離されないため、吸収液中に蓄積される。このような熱安定性アミン塩が蓄積すると、吸収液の酸性ガス吸収効率が低下するのみならず、装置の腐食の原因となることから、吸収液からの熱安定性アミン塩の除去が望まれている。
【０００６】
このような熱安定性アミン塩を吸収液から除去する方法として、例えば、バイポーラ膜と複数のイオン交換膜とを組み合わせ、対向する電極間に、陰極側から陽極側に向かって、順に、アミン精製機能を有する室と、アミン回収機能を有する室と、酸回収機能を有する室との三室構造で構成された電気透析装置を用いて、電気透析により、吸収液から熱安定性アミン塩を濃縮液に移動させて除去する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０７７３７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、脱炭酸燃焼排ガスに同伴して大気中に放出されるアミンの周辺環境への影響の懸念が大きくなっているため、脱炭酸燃焼排ガスに同伴して大気中に放出されるアミンをより一層低減することが望まれている。アミンを回収する洗浄装置に使用する水や薬品使用量を増加させることでアミン放出量を低減することも可能であるが、一方で、そのコストや使用後の排水の処理設備も増大することとなる。また、吸収液の熱安定性アミン塩の酸成分を除去する場合も水や薬品などが必要となるため、アミンを回収する洗浄装置と合わせると、水や薬品使用量はさらに増加する。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、アミンの外部への放出を効率良く抑制することができる酸性ガス回収装置および酸性ガス回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態による酸性ガス回収装置は、酸性ガスを含む被処理ガス中の少なくとも一部の前記酸性ガスを吸収液に吸収させ、前記被処理ガスを酸性ガス除去ガスとして排出する酸性ガス吸収部と、前記酸性ガス吸収部で前記酸性ガスを吸収した吸収液から前記酸性ガスを放出させる再生部と、前記酸性ガス吸収部からの前記酸性ガス除去ガスを洗浄液で洗浄するガス洗浄部と、前記洗浄液の一部を抜き出す洗浄液抜き出しラインと、前記酸性ガス吸収部に供給される吸収液の一部を抜き出す吸収液抜き出しラインと、前記洗浄液抜き出しラインからの前記洗浄液および前記吸収液抜き出しラインからの前記吸収液が供給される酸成分除去部と、を具備してなる。前記酸成分除去部は、陰極と、陽極と、前記吸収液から酸成分を除去する吸収液精製室と、前記洗浄液が供給される洗浄液室と、を具備してなる。
【００１１】
実施形態による酸性ガス回収方法は、酸性ガスを含む被処理ガス中の少なくとも一部の前記酸性ガスを吸収液に吸収させ、前記被処理ガスを酸性ガス除去ガスとして排出する吸収工程と、前記吸収工程で得られた前記酸性ガス除去ガスを洗浄液で洗浄するガス洗浄工程と、陽極と陰極との間に、少なくとも１枚の膜で区画され、前記膜を介して内部に電圧が印加可能に配置された吸収液精製室および洗浄液室を備える酸成分除去部の前記吸収液精製室に前記吸収工程に用いられる吸収液の一部を供給し、前記洗浄液室に前記洗浄液の少なくとも一部を供給すると共に、前記陽極および前記陰極に前記電圧を印加して前記吸収液精製室において前記吸収液から酸成分を除去する酸成分除去工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アミンの外部への放出を効率良く抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態による酸性ガス回収装置の構成を示す概略図である。
【図２】酸成分除去部の構成を示す概略図である。
【図３】酸性ガス回収装置の他の構成の一例を示す概略図である。
【図４】第１の実施の形態による酸性ガス回収装置の他の構成の一例を示す概略図である。
【図５】第２の実施の形態による酸性ガス回収装置の酸成分除去部の構成を示す概略図である。
【図６】第３の実施の形態による酸性ガス回収装置の構成を示す概略図である。
【図７】第４の実施の形態による酸性ガス回収装置の構成を示す概略図である。
【図８】酸性ガス回収装置の他の構成の一例を示す概略図である。
【図９】第５の実施の形態による酸性ガス回収装置の構成を示す概略図である。
【図１０】第６の実施の形態による酸性ガス回収装置の構成を示す概略図である。
【図１１】酸性ガス回収装置の他の構成の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態では、酸性ガスが二酸化炭素（ＣＯ２）である場合について説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態による酸性ガス回収装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、酸性ガス回収装置１０Ａは、吸収塔１１と、再生塔（再生部）１２と、酸成分除去部１３Ａとを有する。酸性ガス回収装置１０Ａでは、ＣＯ２を含有する排ガス（被処理ガス）２１中のＣＯ２を吸収する吸収液は、吸収塔１１と再生塔１２との間（以下、系内という。）を循環している。吸収塔１１から再生塔１２には排ガス２１中のＣＯ２を吸収させた吸収液（リッチ溶液）２２が送給される。再生塔１２から吸収塔１１にはリッチ溶液２２から再生塔１２で一部またはほぼ全てのＣＯ２が除去され再生された吸収液（リーン溶液）２３Ａが供給される。
【００１６】
なお、吸収液は、アミン系化合物（アミノ基含有化合物）と水とを含むアミン系水溶液である。アミン系化合物としては、例えば、モノエタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールのような第１級アミン類、ジエタノールアミン、２−メチルアミノエタノールのような第２級アミン類、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミンのような第３級アミン類、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジエチレントリアミンのようなポリエチレンポリアミン類、ピペラジン類、ピペリジン類、ピロリジン類のような環状アミン類、キシリレンジアミンのようなポリアミン類、メチルアミノカルボン酸のようなアミノ酸類などが挙げられ、これらを、１種単独で、または２種以上を用いることができる。吸収液は、これらのアミン系化合物を、通常、１０〜７０重量％含む水溶液として使用される。また、吸収液には、反応促進剤、ＣＯ２など酸性ガスの吸収性能を向上させる含窒素化合物、プラント設備の腐食を防止するための防食剤や、泡立ち防止のための消泡剤や、吸収液の劣化防止のための酸化防止剤、ｐＨ調整剤など、その他の化合物を、吸収液の効果を損なわない範囲で任意の割合で適宜含有していてもよい。
【００１７】
また、本実施形態では、リーン溶液２３Ａは、後述するように、再生塔１２で一部またはほぼ全てのＣＯ２が除去され再生された吸収液であり、リーン溶液２３Ａの一部は吸収塔１１に供給される途中で被処理リーン溶液２３Ｂとして抜き出され、系内から酸成分除去部１３Ａに供給される。酸成分除去部１３Ａで、被処理リーン溶液２３Ｂは、溶液中の熱安定性アミン塩の酸成分が除去され、精製リーン溶液２３Ｃとなる。この精製リーン溶液２３Ｃは系内に戻され、リーン溶液２３Ａが精製リーン溶液２３Ｃと混合して、混合リーン溶液２３Ｄとして、吸収塔１１に供給される。本明細書において、吸収液とは、これらリーン溶液２３Ａ、被処理リーン溶液２３Ｂ、精製リーン溶液２３Ｃ、および混合リーン溶液２３Ｄを含むものとする。
【００１８】
排ガス２１は、ＣＯ２を含有する排気ガスであり、例えば、火力発電所などのボイラやガスタービンなどから排出される燃焼排ガス、製鉄所で発生するプロセス排ガスなどである。排ガス２１は、送風機などにより昇圧され、冷却塔で冷却された後、煙道を介して吸収塔１１の塔底部（下部）の側壁から塔内に供給される。
【００１９】
吸収塔１１は、排ガス２１中のＣＯ２を混合リーン溶液２３Ｄに吸収させるＣＯ２吸収部（酸性ガス吸収部）１１ａと、水洗液２７ａを洗浄液として用いて、ＣＯ２吸収部１１ａで酸性ガスが除去された酸性ガス除去ガス（ＣＯ２除去排ガス）２６を水洗液２７ａで洗浄し、ＣＯ２除去排ガス２６ａに同伴するアミンを回収するガス洗浄部１１ｂとを有している。
【００２０】
ＣＯ２吸収部１１ａは、充填材で形成され、気液接触効率を高めている。ＣＯ２吸収部１１ａの上方には液分散器が設けられ、吸収塔１１に供給される混合リーン溶液２３Ｄは液分散器によりＣＯ２吸収部１１ａに向けて分散落下させる。塔内に送給された排ガス２１は、塔内の下部から塔頂（上部）側に向けて流れる。ＣＯ２吸収部１１ａにおいて、塔内を上昇する排ガス２１は、混合リーン溶液２３Ｄと対向流接触すると、例えば、吸収液が第３級アミンである場合、下記式（１）、（２）のような反応が起きて、熱分解性塩（ＲＮＨ２ＣＯ３）および熱安定性アミン塩（ＲＮＨＸ）を形成し、排ガス２１中のＣＯ２が混合リーン溶液２３Ｄに吸収され、排ガス２１から除去される。混合リーン溶液２３Ｄは、排ガス２１中のＣＯ２を吸収して、リッチ溶液２２となり、下部に貯留され、リッチ溶液２２には熱分解性塩および熱安定性アミン塩が含まれる。リッチ溶液２２には、排ガス２１に含まれる酸素との反応により生じた有機酸、排ガス２１に含まれるＳＯｘ、ＮＯｘ、硫化カルボニル、シアン化水素、チオシアン酸、チオ硫酸、その他の無機酸などの吸収によって生じた熱安定性アミン塩が蓄積される。
ＲＮ＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ  →  ＲＮＨ２ＣＯ３  ・・・（１）
ＲＮ＋ＨＸ  →  ＲＮＨＸ  ・・・（２）
【００２１】
ＣＯ２吸収部１１ａから排出されたＣＯ２除去排ガス２６ａは、吸収塔１１の内部を上昇して、ガス洗浄部１１ｂに供給される。
【００２２】
ガス洗浄部１１ｂは、ＣＯ２除去排ガス２６ａを水洗液２７ａで洗浄して、ＣＯ２除去排ガス２６ａに同伴するアミンを回収している。本実施形態では、ガス洗浄部１１ｂは、水洗部２８を備え、水洗部２８でＣＯ２除去排ガス２６ａは水洗液２７ａで洗浄される。水洗部２８は、吸収塔１１の内部に設けられ、ＣＯ２吸収部１１ａよりもＣＯ２除去排ガス２６ａのガス流れ方向の下流側である、ＣＯ２吸収部１１ａの上部に設けられている。水洗部２８の上方には液分散器が設けられ、吸収塔１１に供給される水洗液２７ａは液分散器により水洗部２８に向けて分散落下させる。水洗部２８では、ＣＯ２除去排ガス２６ａが水洗液２７ａで洗浄されて、ＣＯ２除去排ガス２６ａに同伴するアミンがＣＯ２除去排ガス２６ａから除去される。なお、水洗部２８は吸収塔１１内に収容されているが、吸収塔１１の外部に設け、吸収塔１１と独立したガス洗浄塔としてもよい。
【００２３】
水洗液２７ａは、例えば、水洗部２８の下部に設けられた水洗液貯留部（不図示）に貯留され、水洗液貯留部には水洗液循環ラインＬ１１が連結されている。水洗液循環ラインＬ１１には、循環ポンプ３１が設けられており、水洗液２７ａは循環ポンプ３１により圧送され、水洗部２８の上部から再び塔内に供給される。
【００２４】
水洗液２７ａは、極性が酸性側であるほど、水洗液２７ａの洗浄効率が高いため、酸性ガス回収装置の運転開始時などでは、例えば、純水や硫酸水などを用いるのが好ましい。しかしながら、酸性ガス回収装置の運転に伴って水洗液２７ａには吸収液であるアミン系水溶液が蓄積してアルカリ性を示す傾向がある。
【００２５】
水洗液２７ａにはＣＯ２除去排ガス２６ａ中のアミンが含まれるため、水洗液２７ａが水洗部２８と水洗液循環ラインＬ１１とを循環し続けると、水洗液２７ａ中のアミン濃度が増え続けるため、水洗液２７ａのアミン回収性能が低下する。本実施形態では、水洗液２７ａの一部が抜き出され、酸成分除去部１３Ａで水洗液２７ａ中のアミンが除去される。その際、抜き出した水洗液２７ａの分だけ、水洗液循環ラインＬ１１には新しい水洗液２７ａを補充してもよい。また、水洗部２８と水洗液循環ラインＬ１１との間を循環している水洗液２７ａの一部は外部に排出してもよい。
【００２６】
ＣＯ２除去排ガス２６ａは、ガス洗浄部１１ｂで浄化された後、浄化ガス３２として、吸収塔１１の上部から外部に排出される。
【００２７】
一方、吸収塔１１の下部に貯留されたリッチ溶液２２は、吸収塔１１の下部から排出され、リッチ溶液供給ラインＬ１２を通って、リッチ溶液供給ラインＬ１２に設けられたポンプ（不図示）により昇圧され、熱交換器３３において再生塔１２で再生されたリーン溶液２３Ａと熱交換された後、再生塔１２に供給される。熱交換器３３は、リッチ溶液２２を、リーン溶液２３Ａと熱交換させることにより、リーン溶液２３Ａが熱源となって、リッチ溶液２２が加熱される。逆に、リッチ溶液２２が冷却源となって、リーン溶液２３Ａが冷却される。なお、熱交換器３３としては、プレート熱交換器、シェル＆チューブ熱交換器などの公知の熱交換器を用いることができる。
【００２８】
再生塔１２は、リッチ溶液２２からＣＯ２を放出させて、リッチ溶液２２からＣＯ２を分離させ、リッチ溶液２２をリーン溶液２３Ａとして再生している。リッチ溶液２２は、再生塔１２内に供給され、再生塔１２内に供給されるリーン溶液２３Ａと水蒸気（スチーム）３５により加熱される。リーン溶液２３Ａと水蒸気３５は、リーン溶液２３Ａを再生過熱器（リボイラー）３６で飽和スチームと熱交換することにより発生する。リッチ溶液２２は水蒸気で加熱されることにより、リッチ溶液２２に含まれるＣＯ２が脱離して、リッチ溶液２２中に含まれる、一部またはほぼ全てのＣＯ２が除去されたリーン溶液２３Ａとなる。
【００２９】
再生塔１２内に溜まったリーン溶液２３Ａは、その一部が再生塔１２から排出され、リボイラー３７で加熱された後、再び、再生塔１２内に供給される。この際、リーン溶液２３Ａは、リボイラー３６で加熱され、水蒸気を発生すると共に、残留するＣＯ２はＣＯ２ガスとして放出される。発生した水蒸気およびＣＯ２ガスは、再生塔１２内に戻され、再生塔１２内に供給されるリッチ溶液２２を加熱し、ＣＯ２ガスは再生塔１２から放出される。再生塔１２から排出されたリーン溶液２３Ａは、リーン溶液用ポンプ（不図示）によって熱交換器３３を介してリーン溶液２３Ａとして吸収塔１１に供給される。
【００３０】
ＣＯ２ガスは、リーン溶液２３Ａから同時に蒸発する水蒸気と共に、再生塔１２の上部から排出される。ＣＯ２ガスおよび水蒸気を含む混合ガス４１は、冷却器４２で冷却水により冷却され、水蒸気が凝縮して水になる。そして、この凝縮水とＣＯ２ガスを含む混合流体４４は、気液分離器４５に供給され、気液分離器４５において、ＣＯ２ガス４６が水４７から分離され、ＣＯ２ガス４６は外部に排出される。また、水４７は、気液分離器４５の下部から抜き出され、再生塔１２の上部に供給される。
【００３１】
再生塔１２の下部に貯留されるリーン溶液２３Ａは、再生塔１２の下部からリーン溶液排出ラインＬ１３に排出され、熱交換器３３においてリッチ溶液２２と熱交換して冷却される。その後、リーン溶液２３Ａは、ポンプ（不図示）により昇圧され、冷却器４８で冷却水により冷却された後、吸収塔１１に供給される。
【００３２】
リーン溶液排出ラインＬ１３には、リーン溶液排出ラインＬ１３から分岐し、酸成分除去部１３Ａと連結した吸収液抜き出しラインＬ２１が設けられ、吸収塔１１に供給されるリーン溶液２３Ａの一部は、被処理リーン溶液２３Ｂとして、酸成分除去部１３Ａに供給される。また、酸成分除去部１３Ａとリーン溶液排出ラインＬ１３とを連結する精製吸収液供給ラインＬ２２が設けられ、酸成分除去部１３Ａから排出される精製リーン溶液２３Ｃは、精製吸収液供給ラインＬ２２を通ってリーン溶液排出ラインＬ１３に供給される。なお、吸収液抜き出しラインＬ２１がリーン溶液排出ラインＬ１３から分岐する位置は、冷却器４８と吸収塔１１との間にしているが、冷却器４８よりも吸収液の流れ方向の上流側としてもよい。
【００３３】
水洗液循環ラインＬ１１には、水洗液循環ラインＬ１１から分岐し、酸成分除去部１３Ａと連結した洗浄液抜き出しラインＬ２３が設けられ、吸収塔１１に供給される水洗液２７ａの一部は、水洗液２７ｂとして、酸成分除去部１３Ａに供給される。また、酸成分除去部１３Ａの排出側と水洗液循環ラインＬ１１とを連結する洗浄液排出ラインＬ２４が設けられ、酸成分除去部１３Ａから排出される水洗液２７ｃは、洗浄液排出ラインＬ２４を通って水洗液循環ラインＬ１１に供給される。水洗液２７ａは水洗液２７ｃと混合して、水洗液２７ｄとして、水洗部２８に供給される。
【００３４】
酸成分除去部１３Ａには、酸成分除去部１３Ａと濃縮液タンク５１とを連結する濃縮液循環ラインＬ２５が設けられ、濃縮液タンク５１から酸成分除去部１３Ａに濃縮液５２ａが供給され、酸成分除去部１３Ａから排出された濃縮液５２ｂは濃縮液タンク５１に供給される。
【００３５】
酸成分除去部１３Ａは、洗浄液抜き出しラインＬ２３からの水洗液２７ｂおよび吸収液抜き出しラインＬ２１からの被処理リーン溶液２３Ｂが供給され、水洗液２７ｂ中のアミンを除去すると共に、被処理リーン溶液２３Ｂ中に蓄積される熱安定性アミン塩の酸成分を除去している。図２に、酸成分除去部１３Ａの構成を示す。図２に示すように、酸成分除去部１３Ａは、陰極５３、陽極５４、陽イオン交換膜５５Ｃ−１、５５Ｃ−２、および陰イオン交換膜５６Ａ−１、５６Ａ−２を備えている。この酸成分除去部１３Ａ内は、陽イオン交換膜５５Ｃ−１、５５Ｃ−２、または陰イオン交換膜５６Ａ−１、５６Ａ−２で、吸収液精製室５７、洗浄液室５８−１、５８−２、および濃縮液室５９−１、５９−２の３つの領域に区画されている。酸成分除去部１３Ａ内の陰極５３と陽極５４との間には、陰極５３から陽極５４へ向かって、順に、陽イオン交換膜５５Ｃ−１、陰イオン交換膜５６Ａ−１、５６Ａ−２、陽イオン交換膜５５Ｃ−２が配置されている。そのため、本実施形態では、酸成分除去部１３Ａ内には、上記のイオン交換膜により、陰極５３から陽極５４に向かって、順に、濃縮液室５９−１、洗浄液室５８−１、吸収液精製室５７、濃縮液室５９−２、および洗浄液室５８−２の５室が形成されている。すなわち、濃縮液室５９−１、洗浄液室５８−１、吸収液精製室５７、濃縮液室５９−２、および洗浄液室５８−２の５室は、陽極５３と陰極５４との間に、陽イオン交換膜５５Ｃ−１、５５Ｃ−２、および陰イオン交換膜５６Ａ−１、５６Ａ−２の少なくとも１枚の膜で区画され、陽イオン交換膜５５Ｃ−１、５５Ｃ−２、および陰イオン交換膜５６Ａ−１、５６Ａ−２を介して、それぞれの室の内部に電圧が印加可能に配置されている。
【００３６】
陽イオン交換膜５５Ｃ−１、５５Ｃ−２としては、陽イオンを通過させ、陰イオンの通過を遮断することができる、陽イオン交換基を有する高分子膜を使用する。陽イオン交換膜５５Ｃ−１、５５Ｃ−２としては、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、ホスホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基を１種以上有する高分子からなる膜を用いることができる。具体的には、ネオセプタＣＭＸ、ネオセプタＣＭＢ（株式会社アストム製、商品名）セレミオンＣＭＶ、セレミオンＣＭＤ、セレミオンＣＳＯ、セレミオンＣＭＦ（旭硝子社製、商品名）など公知の陽イオン交換膜を用いることができる。
【００３７】
陰イオン交換膜５６Ａ−１、５６Ａ−２としては、陰イオンを通過させ、陽イオンの通過を遮断することができる、陰イオン交換基を有する高分子膜を使用する。陰イオン交換膜５６Ａ−１、５６Ａ−２としては、例えば、４級アンモニウム基の強塩基性基に、第１級アミノ基、第２級アミノ基、第３級アミノ基などの弱塩基性官能基を有する高分子からなる膜などを用いることができる。具体的には、ネオセプタＡＭＸ、ネオセプタＡＨＡ（株式会社アストム製、商品名）；セレミオンＡＭＶ、セレミオンＡＭＴ、セレミオンＤＳＶ、セレミオンＡＳＶ、セレミオンＡＨＯ（旭硝子社製、商品名）など公知の陰イオン交換膜を用いることができる。
【００３８】
吸収液精製室５７は、陰イオン交換膜５６Ａ−１、５６Ａ−２同士の間の領域であり、被処理リーン溶液２３Ｂが供給される領域であり、洗浄液室５８−１、５８−２の陽極５４側および濃縮液室５９−１、５９−２の陰極５３側にそれぞれ陰イオン交換膜５６Ａ−１、５６Ａ−２を介して配置されている。
【００３９】
洗浄液室５８−１は、陽イオン交換膜５５Ｃ−１と陰イオン交換膜５６Ａ−１との間の領域であり、洗浄液室５８−２は、陽イオン交換膜５５Ｃ−２と陽極５４との間の領域であり、洗浄液室５８−１、５８−２は、水洗液２７ｂが洗浄液として供給される領域である。
【００４０】
濃縮液室５９−１は、陽イオン交換膜５５Ｃ−１と陰極５３との間にある領域と対応しており、濃縮液室５９−２は、陰イオン交換膜５６Ａ−２と陽イオン交換膜５５Ｃ−２との間にある領域と対応しており、濃縮液５２ａが供給される領域である。濃縮液室５９−１、５９−２は、洗浄液室５８−１、５８−２の陰極５３側に陽イオン交換膜５５Ｃ−１、５５Ｃ−２を介して配置されている。また、陰極５３、陽極５４は電極液中に浸漬させていてもよい。
【００４１】
また、吸収液抜き出しラインＬ２１は、吸収液精製室５７に被処理リーン溶液２３Ｂを導入するために、吸収液精製室５７と連絡されている。精製吸収液供給ラインＬ２２は、吸収液精製室５７から被処理リーン溶液２３Ｂを取出すために、吸収液精製室５７と連絡されている。
【００４２】
洗浄液抜き出しラインＬ２３は、洗浄液室５８−１、５８−２と連絡されており、洗浄液室５８−１、５８−２に水洗液２７ｂを供給する。洗浄液排出ラインＬ２４は、水洗液循環ラインＬ１１と連結されており、洗浄液室５８−１、５８−２から水洗液循環ラインＬ１１に水洗液２７ｃを供給する。水洗液２７ｃは、水洗液２７ａと混合されて、水洗液２７ｄとして、ガス洗浄部１１ｂに供給される。
【００４３】
濃縮液循環ラインＬ２５は、濃縮液タンク５１と洗浄液室５８−１、５８−２とを連結されており、濃縮液室５９−１、５９−２に濃縮液５２ａを供給すると共に、濃縮液タンク５１に濃縮液５２ｂを供給する。
【００４４】
リーン溶液２３Ａの一部は、被処理リーン溶液２３Ｂとして、リーン溶液排出ラインＬ１３から吸収液抜き出しラインＬ２１に抜き出され、酸成分除去部１３Ａ内の吸収液精製室５７に供給される。また。ガス洗浄部１１ｂを循環している水洗液２７ａの一部は、水洗液２７ｂとして、洗浄液室５８−１、５８−２に供給される。濃縮液タンク５１内の濃縮液５２ａは、濃縮液室５９−１、５９−２に供給される。被処理リーン溶液２３Ｂには、上述の通り、リッチ溶液２２に含まれた熱安定性アミン塩が蓄積されている。吸収液中に熱安定性アミン塩が蓄積されると、吸収液のｐＨ（水素イオン指数）は低下する。
【００４５】
陰極５３および陽極５４に電圧が印加されると、吸収液精製室５７では、下記式（３）に示すように、被処理リーン溶液２３Ｂ中の熱安定性アミン塩（ＲＮＨＸ）は、アミンの陽イオン（ＲＮＨ＋）と、酸成分の陰イオン（Ｘ−）とに分解される。そのため、酸成分の陰イオン（Ｘ−）は、陽極５４側に引かれ、陰イオン交換膜５６Ａ−２を通過して、吸収液精製室５７から濃縮液室５９−２に移動する。これにより、被処理リーン溶液２３Ｂから熱安定性アミン塩の酸成分（Ｘ）が除去される。また、アミン（ＲＮＨ）は陰極５３側に引かれるが、陰イオン交換膜５６Ａ−１を通過できず、吸収液精製室５７に留まる。よって、吸収液精製室５７で被処理リーン溶液２３Ｂ中の熱安定性アミン塩の酸成分（Ｘ）が除去されることで、精製リーン溶液２３Ｃを回復することができる。
ＲＮＨＸ  →  ＲＮＨ＋＋Ｘ−  ・・・（３）
【００４６】
一方、洗浄液室５８−１、５８−２では、ＣＯ２除去排ガス２６ａから回収したアミンを含む水洗液２７ａ、２７ｂはアルカリ性を示すため、存在する水酸化物イオン（ＯＨ−）が陰イオン交換膜５６Ａ−１、５６Ａ−２を通過して洗浄液室５８−１から吸収液精製室５７に移動し、吸収液精製室５７から酸成分の陰イオン（Ｘ−）が抜けた分の陰イオンの補充に利用される。また、アミンは、陽イオン（ＲＮＨ＋）となっているため、陰極５３側に引かれ、陽イオン交換膜５５Ｃ−１、５５Ｃ−２を通過して、洗浄液室５８−１、５８−２から濃縮液室５９−１、５９−２にそれぞれ移動し、水洗液２７ｂからアミンが除去される。濃縮液５２ａはアミンおよび酸成分が濃縮された濃縮液５２ｂとなって濃縮液循環ラインＬ２５に排出される。洗浄液室５８−１、５８−２で水洗液２７ｂ中のアミンが除去されることで、水洗液２７ｂのアミン回収性能を回復させることができる。
【００４７】
熱安定性アミン塩の酸成分が除去された精製リーン溶液２３Ｃは、精製吸収液供給ラインＬ２２を通って、リーン溶液２３Ａに戻される。また、洗浄液室５８−１、５８−２でアミン回収性能を回復させた水洗液２７ｃは、洗浄液排出ラインＬ２４から排出され、濃縮液５２ｂは、濃縮液室５９−１、５９−２から濃縮液循環ラインＬ２５を通って、濃縮液タンク５１に戻される。
【００４８】
また、吸収液抜き出しラインＬ２１と吸収液精製室５７の間にリーン溶液２３Ｂを貯蔵する第１貯蔵タンクを備え、前記第１貯蔵タンクに貯蔵したリーン溶液２３Ｂを前記第１貯蔵タンクから吸収液精製室５７に供給するようにしてもよい。さらに、精製吸収液供給ラインＬ２２と前記第１貯蔵タンクと連結するラインを設け、精製リーン溶液２３Ｃは、再度、前記第１貯蔵タンクに戻すようにしてもよい。また、前記第１貯蔵タンクとリーン溶液排出ラインＬ１３とを連結するラインを設け、前記第１貯蔵タンクに貯蔵したリーン溶液２３Ｂの一部または全部は連続的または間欠的に前記第１貯蔵タンクからリーン溶液排出ラインＬ１３に供給され、リーン溶液２３Ａと混合されてもよい。
【００４９】
また、洗浄液抜き出しラインＬ２３と洗浄液室５８−１、５８−２との間に水洗液２７ｂをいったん貯蔵する第２貯蔵タンクを備え、前記第２貯蔵タンクに貯蔵した水洗液２７ｂを第２貯蔵タンクから洗浄液室５８−１、５８−２に供給するようにしてもよい。さらに、洗浄液排出ラインＬ２４と前記第２貯蔵タンクと連結するラインを設け、洗浄液室５８−１、５８−２から排出された水洗液２７ｃは、再度、第２貯蔵タンクに戻すようにしてもよい。また、前記第２貯蔵タンクと水洗液循環ラインＬ１１とを連結するラインを設け、前記第２貯蔵タンクに貯蔵した水洗液２７ｂの一部または全部を連続的または間欠的に前記第２貯蔵タンクから水洗液循環ラインＬ１１に供給され、水洗液２７ａと混合されてもよい。
【００５０】
なお、被処理リーン溶液２３Ｂおよび水洗液２７ｂは吸収液精製室５７および洗浄液室５８−１、５８−２にそれぞれ供給されているが、被処理リーン溶液２３Ｂおよび水洗液２７ｂを吸収液精製室５７および洗浄液室５８−１、５８−２にそれぞれ通過させる回数は、１回だけでもよいし、複数回でもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、洗浄液室５８−１、５８−２に、洗浄液として、水洗液２７ｂのみを供給しているが、これに限定されるものではなく、外部から純水や水溶液を水洗液２７ｂと共に洗浄液室５８−１、５８−２に供給し、洗浄液として用いてもよい。水溶液は酸やアミンが溶解可能な水溶液であればよく、電流効率を高めるためには電気伝導率を付与する必要があるため、酸、アルカリ、塩などが溶解した水溶液を用いることが好ましい。
【００５２】
また、酸成分除去部１３Ａで使用される陽イオン交換膜５５Ｃ−１、５５Ｃ−２、および陰イオン交換膜５６Ａ−１、５６Ａ−２は、高温では劣化しやすくなるため、水洗液２７ｂの温度は被処理リーン溶液２３Ｂと同じか低い方が好ましく、好ましくは４０℃以下である。
【００５３】
図１に示すように、酸成分除去部１３Ａから排出された精製リーン溶液２３Ｃは、リーン溶液排出ラインＬ１３に供給され、リーン溶液２３Ａと混合された後、混合リーン溶液２３Ｄとして、吸収塔１１に供給される。
【００５４】
このように、本実施形態によれば、酸成分除去部１３Ａは、洗浄液室５８−１、５８−２で水洗液２７ｂ中に含まれるアミンを除去することにより、水洗液２７ｂ中のアミン濃度を低下させることができる。これにより、酸成分除去部１３Ａから排出される水洗液２７ｃのｐＨは低下させることができるため、水洗液２７ｃを洗浄液排出ラインＬ２４を通して水洗液循環ラインＬ１１に供給し、水洗液２７ａと混合することにより、水洗液２７ａと水洗液２７ｃとが混合した水洗液２７ｄのｐＨを低下させることができ、水洗液２７ａのアミン回収性能を回復させることができる。これにより、ガス洗浄部１１ｂのアミン洗浄効率を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、酸成分除去部１３Ａは、吸収液精製室５７で被処理リーン溶液２３Ｂ中の熱安定性アミン塩の酸成分を除去することができる。リーン溶液２３Ａは、吸収液として、系内を循環して使用されることで、リーン溶液２３Ａ中には熱安定性アミン塩などが蓄積されるが、酸成分除去部１３Ａにおいて、被処理リーン溶液２３Ｂ中の熱安定性アミン塩の酸成分を除去した後、再度、リーン溶液２３Ａと混合して再利用することにより、リーン溶液２３Ａ中に蓄積された熱安定性アミン塩の酸成分などを除去することができる。これにより、ＣＯ２吸収部１１ａのＣＯ２の吸収性能を向上させることができる。
【００５６】
さらに、従来、ガス洗浄部に供給される水または薬品（例えば、硫酸などの水溶液）と、酸成分除去部に供給される水または薬品とがそれぞれ必要であり、さらにガス洗浄部および酸成分除去部で使用された水または薬品の排水処理も必要であった。本実施形態では、ガス洗浄部１１ｂで使用される水洗液２７ａの一部を酸成分除去部１３Ａに供給することにより、酸成分除去部１３Ａで被処理リーン溶液２３Ｂ中の熱安定性アミン塩を除去するために使用される水または薬品を不要、またはその使用量を低減することができる。また、水または薬品の排水処理設備の増大を抑制することができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、酸成分除去部１３Ａで、被処理リーン溶液２３Ｂに、薬品として水酸化ナトリウムなどアルカリ金属の水酸化物を混合することなく、被処理リーン溶液２３Ｂ中に蓄積された熱安定性アミン塩などを除去することができる。被処理リーン溶液２３Ｂ中にアルカリ金属の水酸化物を添加すると、熱安定性アミン塩以外の塩などの不純物が生じ、吸収液中に塩類が増加し、装置の腐食、または不純物の析出などを生じる可能性がある。本実施形態では、被処理リーン溶液２３Ｂにアルカリ金属の水酸化物を混合する必要がないため、上記のような不純物の除去作業などを行う必要が無い。そのため、より簡易にリーン溶液２３Ａ中に蓄積された熱安定性アミン塩などを除去することができる。
【００５８】
よって、酸性ガス回収装置１０Ａによれば、酸成分除去部１３Ａを備えることにより、ガス洗浄部１１ｂで使用される水洗液２７ａのアミン回収性能を回復させ、ガス洗浄部１１ｂのアミン回収効率を維持することができると共に、吸収塔１１における排ガス２１中のＣＯ２の吸収性能を安定化させることができる。また、ガス洗浄部１１ｂで使用される水洗液２７ａの一部を酸成分除去部１３Ａで用いることにより、水または薬品の使用量を削減すると共に、これらの排水処理設備の増大を抑制することができるため、装置のコストの増大を抑制することができる。さらに、酸性ガス回収装置１０Ａは、熱安定性アミン塩の濃度が低い混合リーン溶液２３Ｄを吸収塔１１と再生塔１２との間の系内を循環させることができるため、酸性ガス回収装置１０Ａ内の腐食や損傷を抑制することができ、安定して運転を行うことができる。したがって、酸性ガス回収装置１０Ａによれば、アミンの外部への放出を効率良く抑制することができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、洗浄液排出ラインＬ２４を設け、酸成分除去部１３Ａから排出される水洗液２７ｃをガス洗浄部１１ｂで再利用するようにしているが、水洗液２７ｃ中のアミン濃度は水洗液２７ｂに比べて低くなっているため、例えば、図３に示すように、そのまま、外部に排出させてもよい。
【００６０】
また、本実施形態では、水洗液２７ａを水洗液循環ラインＬ１１で循環させ、水洗液２７ｂの一部は洗浄液抜き出しラインＬ２３に供給しているが、水洗液２７ａはアミンを含んでいる。そのため、例えば、図４に示すように、水洗液循環ラインＬ１１とリーン溶液排出ラインＬ１３とを連結する水洗液抽出ラインＬ２６を設け、水洗液循環ラインＬ１１を循環している水洗液２７ａを混合リーン溶液２３Ｄに混合して、水洗液２７ａ中に含まれるアミンを排ガス２１中のＣＯ２の吸収に用いるようにしてもよい。
【００６１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態による酸性ガス回収装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また、本実施形態は、第１の実施形態による酸性ガス回収装置の酸成分除去部の構成のみが異なるものであるため、本実施形態では、酸成分除去部の構成のみの図を用いて説明する。本実施形態による酸性ガス回収装置における酸成分除去部は、陽イオン交換膜の代わりにバイポーラ膜を用いたものである。
【００６２】
図５は、酸成分除去部の構成を示す概略図である。図５に示すように、酸成分除去部１３Ｂは、陰極５３、陽極５４、バイポーラ膜６１ＢＰ−１、６１ＢＰ−２、および陰イオン交換膜５６Ａを備えている。この酸成分除去部１３Ｂ内は、陰イオン交換膜５６Ａ、またはバイポーラ膜６１ＢＰ−１、６１ＢＰ−２で、吸収液精製室５７−１、５７−２、および洗浄液室５８−１、５８−２の２つの領域に区画されている。陰極５３と陽極５４との間には、陰極５３から陽極５４へ向かって、順に、バイポーラ膜６１ＢＰ−１、陰イオン交換膜５６Ａ、バイポーラ膜６１ＢＰ−２が配置されている。そのため、本実施形態では、酸成分除去部１３Ｂ内には、バイポーラ膜６１ＢＰ−１、６１ＢＰ−２、および陰イオン交換膜５６Ａにより、陰極５３から陽極５４に向かって、順に、洗浄液室５８−１、吸収液精製室５７−１、洗浄液室５８−２、および吸収液精製室５７−２が形成されている。すなわち、洗浄液室５８−１、吸収液精製室５７−１、洗浄液室５８−２、および吸収液精製室５７−２の４室は、陽極５３と陰極５４の間に、互いに少なくとも１枚の膜を介して、それぞれの室の内部に電圧が印加可能に配置されている。なお、本実施形態では、上記吸収液精製室および洗浄液室がそれぞれ２つ形成されているが、吸収液精製室および洗浄液室が１組以上形成されていればよく、さらに複数形成されていてもよい。
【００６３】
バイポーラ膜６１ＢＰ−１、６１ＢＰ−２は、陰イオン交換膜と陽イオン交換膜とが積層された複合膜であり、水の存在下では陽極側を陰イオン交換膜とし、陰極側を陽イオン交換膜となるように配置される。陰イオン交換膜および陽イオン交換膜としては、上述の第１の実施形態で例示したものなどを用いることができる。
【００６４】
吸収液精製室５７−１、５７−２は、被処理リーン溶液２３Ｂが供給される領域である。
【００６５】
吸収液精製室５７−１は、バイポーラ膜６１ＢＰ−１と陰イオン交換膜５６Ａとの間の領域であり、洗浄液室５８−１の陽極５４側にバイポーラ膜６１ＢＰ−１を介して配置されている。また、吸収液精製室５７−１は、洗浄液室５８−１、５８−２同士の間に位置しているが、吸収液精製室５７−１の陽極５４側には陰イオン交換膜５６Ａが配置されている。
【００６６】
吸収液精製室５７−２は、バイポーラ膜６１ＢＰ−２と内壁との間の領域であり、洗浄液室５８−２の陽極５４側にバイポーラ膜６１ＢＰ−２を介して配置されている。
【００６７】
吸収液精製室５７−１、５７−２には、被処理リーン溶液２３Ｂが供給され、洗浄液室５８−１、５８−２には水洗液２７ｂが供給される。
【００６８】
両電極に電圧が印加されると、吸収液精製室５７−１、５７−２では、被処理リーン溶液２３Ｂに含まれる熱安定性アミン塩の酸成分（Ｘ−）は陰イオンであるため、陽極５４側に引かれる。これにより、吸収液精製室５７−１中の熱安定性塩の酸成分（Ｘ−）は、吸収液精製室５７−１から陰イオン交換膜５６Ａを通過して洗浄液室５８−２に移動するため、被処理リーン溶液２３Ｂから熱安定性アミン塩の酸成分（Ｘ−）が除去される。
【００６９】
また、バイポーラ膜６１ＢＰ−１、６１ＢＰ−２では、両電極に電圧が印加されると、バイポーラ膜６１ＢＰ−１、６１ＢＰ−２の膜内部で水の電気分解が起きて、水素イオンはバイポーラ膜６１ＢＰ−１、６１ＢＰ−２の陽イオン交換膜側（陰極５３側）、水酸化物イオンはバイポーラ膜６１ＢＰ−１、６１ＢＰ−２の陰イオン交換膜側（陽極５４側）に移動する。そのため、水酸化物イオンはバイポーラ膜６１ＢＰ−１、６１ＢＰ−２から吸収液精製室５７−１、５７−２に移動し、水素イオンはバイポーラ膜６１ＢＰ−１、６１ＢＰ−２から洗浄液室５８−１、５８−２に移動する。水酸化物イオンを吸収液精製室５７−１、５７−２に移動させることができる。また、水素イオンが水洗液２７ｂに移動することにより、水洗液２７ｂのｐＨを低下させることができる。
【００７０】
精製リーン溶液２３Ｃは、酸成分除去部１３Ｂから排出され、精製吸収液供給ラインＬ２２（図１参照）を通って、リーン溶液２３Ａ（図１参照）に戻される。また、水洗液２７ｃは、酸成分除去部１３Ｂから排出され、洗浄液排出ラインＬ２４（図１参照）を通って、水洗液循環ラインＬ１１（図１参照）を流れている水洗液２７ａ（図１参照）に混合される。なお、水洗液２７ｃ（図１参照）には、熱安定性アミン塩の酸成分が蓄積した状態で排出される。
【００７１】
本実施形態によれば、酸成分除去部１３Ｂは、洗浄液室５８−１、５８−２で、被処理リーン溶液２３Ｂ中に含まれていた熱安定性アミン塩の酸成分（Ｘ−）を水洗液２７ｂに移動させることにより、水洗液２７ｂのｐＨを低下させることができる。水洗液２７ｂを洗浄液排出ラインＬ２４を介して水洗液循環ラインＬ１１に供給し、水洗液２７ａと混合することにより、水洗液２７ｃのｐＨを低下させることができるため、水洗液２７ｃの洗浄性能を回復させることができる。これにより、ガス洗浄部１１ｂのアミン洗浄効率を向上させることができる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、酸成分除去部１３Ｂは、吸収液精製室５７−１、５７−２で、被処理リーン溶液２３Ｂから熱安定性アミン塩の酸成分を除去することができる。酸成分除去部１３Ｂにおいて、被処理リーン溶液２３Ｂの熱安定性アミン塩の酸成分濃度を低下させた後、精製リーン溶液２３Ｃを精製吸収液供給ラインＬ２２を介してリーン溶液排出ラインＬ１３に供給し、リーン溶液２３Ａと混合する。精製リーン溶液２３Ｃを、再度、リーン溶液２３Ａと混合して再利用することにより、混合リーン溶液２３Ｄの熱安定性アミン塩の酸成分濃度を低下させることができるため、混合リーン溶液２３ＤのＣＯ２吸収性能を回復させることができる。
【００７３】
特に、本実施形態では、洗浄液室５８−１、５８−２へ供給する液として、例えば、純水が使用されると、洗浄液室５８−１、５８−２へ供給する液の導電性が低く、酸成分除去部１３Ｂで電気透析を行った際の電流効率を低下する。そのため、導電性を付与するために、酸、アルカリ、塩などを添加することが知られている。電気透析を行う際、吸収液精製室５７−１、５７−２中の被処理リーン溶液２３Ｂには、アミン、熱安定性アミン塩の酸成分、水酸化物イオンが存在し、洗浄液室５８−１、５８−２中の水洗液２７ｂには、アミン、水酸化物イオンが存在するため、被処理リーン溶液２３Ｂおよび水洗液２７ｂには導電性が確保されている。そのため、酸成分除去部１３Ｂで被処理リーン溶液２３Ｂおよび水洗液２７ｂを電気透析処理する際に、被処理リーン溶液２３Ｂおよび水洗液２７ｂに、新たに、酸、アルカリ、塩などの添加剤を添加して被処理リーン溶液２３Ｂおよび水洗液２７ｂに導電性を与える必要がないため、新たに添加剤を使用せずに、または削減して、被処理リーン溶液２３Ｂから熱安定性アミン塩の酸成分を除去することができる。
【００７４】
さらに、本実施形態では、ガス洗浄部１１ｂで使用される水洗液２７ａの一部を酸成分除去部１３Ｂに供給することにより、酸成分除去部１３Ｂで被処理リーン溶液２３Ｂ中の熱安定性アミン塩を除去するために水洗液２７ａと混合して使用される水または薬品を不要、またはその使用量を低減することができる。また、水または薬品の排水処理設備の増大を抑制することができる。
【００７５】
また、本実施形態によれば、酸成分除去部１３Ｂで、被処理リーン溶液２３Ｂに、薬品として水酸化ナトリウムなどアルカリ金属の水酸化物を混合することなく、被処理リーン溶液２３Ｂ中の熱安定性アミン塩の酸成分を除去することができる。そのため、被処理リーン溶液２３Ｂ中にアルカリ金属の水酸化物を添加した際に生じる、熱安定性アミン塩以外の塩などの不純物が生じることがない。よって、本実施形態では、このような不純物の除去作業などを行う必要が無いため、より簡易にリーン溶液２３Ａ中に蓄積された熱安定性アミン塩などを除去することができる。
【００７６】
よって、本実施形態によれば、酸性ガス回収装置は、酸成分除去部１３Ｂを備えることにより、ガス洗浄部１１ｂで使用される水洗液２７ａのアミン回収性能を回復させ、ガス洗浄部１１ｂのアミン洗浄効率を維持することができると共に、吸収塔１１における排ガス２１中のＣＯ２の吸収性能を安定化させることができる。また、吸収液精製室５７−１、５７−２中の被処理リーン溶液２３Ｂ、および洗浄液室５８−１、５８−２中の水洗液２７ｂの導電性は確保できているため、酸成分除去部１３Ｂで被処理リーン溶液２３Ｂおよび水洗液２７ｂを電気透析する際に、新たに添加剤を添加することなく、電気透析を行うことができる。さらに、ガス洗浄部１１ｂで使用される水洗液２７ａの一部を酸成分除去部１３Ｂで用いることにより、水または薬品の使用量を削減すると共に、これらの排水処理設備の増大を抑制することができるため、装置のコストの増大を抑制することができる。また、酸成分除去部１３Ｂから排出される水洗液２７ｃを再利用することで、水洗液２７ｂの廃棄を低減することができ、水洗液２７ｂに含まれるアミンの外部への漏洩を抑制することができる。さらに、本実施形態では、熱安定性アミン塩の濃度が低い混合リーン溶液２３Ｄを吸収塔１１と再生塔１２との間の系内を循環させることができるため、酸性ガス回収装置１０Ａ内の腐食や損傷を抑制することができ、安定して運転を行うことができる。
【００７７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態による酸性ガス回収装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７８】
図６は、第３の実施形態による酸性ガス回収装置の構成を示す概略図である。図６に示すように、酸性ガス回収装置１０Ｂでは、ガス洗浄部１１ｂは、水洗部２８の他に、酸洗部６２を更に備え、洗浄液排出ラインＬ２４が、酸洗液６３ａを酸洗部６２に供給する酸洗液循環ラインＬ３１に連結されている。なお、酸洗液とは、水洗部２８で用いられる第１の洗浄液である水洗液２７ａよりもｐＨの低い第２の洗浄液であり、例えば、ｐＨが７以下の酸性溶液を用いることができる。このようなｐＨが７以下の酸性溶液としては、例えば、硫酸水溶液、酢酸水溶液、硝酸水溶液などがある。
【００７９】
また、本実施形態では、酸成分除去部として酸成分除去部１３Ａが用いられる。洗浄液として、水洗部２８で使用される水洗液２７ａを供給する場合には、酸成分除去部として、図３に示す酸成分除去部１３Ａを用いることが好ましく、洗浄液として、酸洗部６２で使用される酸洗液６３ａを供給する場合には、酸成分除去部として、図５に示す酸成分除去部１３Ｂを用いることが好ましい。本実施形態では、洗浄液として水洗液２７ａを使用するため、酸成分除去部として酸成分除去部１３Ａが用いられる。なお、本実施形態では、酸成分除去部として酸成分除去部１３Ａに限らず、酸成分除去部１３Ｂを用いることもできる。
【００８０】
酸洗部６２は、水洗液２７ａよりｐＨの低い酸洗液６３を用いて、水洗部２８を通過したＣＯ２除去排ガス２６ｂを洗浄している。酸洗部６２は、水洗部２８の上部、すなわち、吸収塔１１内の水洗部２８よりもＣＯ２除去排ガス２６ｂのガス流れ方向の下流側に設けられている。酸洗部６２の上方には液分散器が設けられ、吸収塔１１に供給される酸洗液６３ｂは液分散器により酸洗部６２に向けて分散落下させる。酸洗部６２では、ＣＯ２除去排ガス２６ｂが酸洗液６３ｂで洗浄されて、ＣＯ２除去排ガス２６ｂに残留しているアミンがＣＯ２除去排ガス２６ｂから除去される。これにより、水洗部２８で回収しきれなかったアミンなどの回収率を上昇させることができる。
【００８１】
酸洗液６３ａは、例えば、酸洗部６２の下部に設けられた水洗液貯留部（不図示）に貯留される。酸洗液貯留部には酸洗液循環ラインＬ３１が連結されており、酸洗液貯留部内の酸洗液６３ａは、酸洗液循環ラインＬ３１に設けられている循環ポンプ６４により圧送され、酸洗部６２の上部から再び供給される。
【００８２】
なお、酸洗液６３ａは、酸洗液循環ラインＬ３１に外部から酸性液を添加するか、酸洗液６３ａのアミン濃度を水洗液２７ａのアミン濃度より小さくすることで、酸洗液６３ａのｐＨを酸性側に（すなわち、酸洗液６３ａのｐＨを低く）調整することができる。
【００８３】
洗浄液排出ラインＬ２４は酸洗液循環ラインＬ３１に連結されているため、酸成分除去部１３Ａから排出された水洗液２７ｃは酸洗液６３ａに混合される。本実施形態では、水洗液２７ａが洗浄液として用いられ、酸成分除去部１３Ａから排出された水洗液２７ｃは、酸洗部６２に供給される酸洗液６３ａに混合され、酸洗液６３ｂとして酸洗部６２に供給される。洗浄液として用いた水洗液２７ｃを酸洗液６３ａと共に、酸洗液６３ｂとして、酸洗部６２において、ＣＯ２除去排ガス２６ｂに残留しているアミンを回収することができる。
【００８４】
よって、酸性ガス回収装置１０Ｂにおいても、洗浄液として用いた水洗液２７ｃを酸洗液６３ａと共に、酸洗部６２において、ＣＯ２除去排ガス２６ｂに残留しているアミンの回収に有効に用いることができる。
【００８５】
なお、本実施形態では、水洗部２８および酸洗部６２は吸収塔１１内に収容されているが、吸収塔１１の外部に設け、吸収塔１１と独立したガス洗浄塔としてもよい。
【００８６】
（第４の実施形態）
第４の実施形態による酸性ガス回収装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８７】
図７は、第４の実施形態による酸性ガス回収装置の構成を示す概略図である。図７に示すように、酸性ガス回収装置１０Ｃは、図６に示す第３の実施形態による酸性ガス回収装置１０Ｂの洗浄液抜き出しラインＬ２３の連結位置を水洗液循環ラインＬ１１から酸洗液循環ラインＬ３１に変更し、酸成分除去部１３Ａに供給される洗浄液を水洗液２７ａから酸洗液６３ａに変更したものである。また、本実施形態では、酸洗部６２で使用される酸洗液６３ａを洗浄液として用いるため、酸成分除去部として、図５に示す酸成分除去部１３Ｂを用いる。
【００８８】
洗浄液抜き出しラインＬ２３は酸洗液循環ラインＬ３１に連結されているため、酸洗部６２から排出された酸洗液６３ａの一部は、酸洗液６３ｃとして、洗浄液抜き出しラインＬ２３に抜き出され、酸成分除去部１３Ｂに供給される。酸成分除去部１３Ｂから排出された酸洗液６３ｄは、酸洗部６２に供給される酸洗液６３ａに混合され、酸洗液６３ｄとして酸洗部６２に供給される。洗浄液として用いた酸洗液６３ｃを酸洗液６３ａと共に、酸洗部６２において、ＣＯ２除去排ガス２６ｂに残留しているアミンを回収することができる。
【００８９】
よって、酸性ガス回収装置１０Ｃにおいても、酸成分除去部１３Ｂで用いた酸洗液６３ｄを酸洗液６３ａと共に、酸洗部６２において、ＣＯ２除去排ガス２６ｂに残留しているアミンの回収に有効に用いることができる。
【００９０】
なお、本実施形態では、洗浄液室５８−１、５８−２に、洗浄液として、酸洗液６３ｃのみを供給しているが、これに限定されるものではなく、外部から酸補足液を酸洗液６３ｃと共に洗浄液室５８−１、５８−２に供給し、洗浄液として用いてもよい。酸捕捉液は酸が溶解可能な水溶液であればよく、電流効率を高めるためには電気伝導率を付与する必要があるため、酸、アルカリ、塩などが溶解した水溶液を用いることが好ましい。
【００９１】
また、本実施形態では、洗浄液排出ラインＬ２４を酸洗液循環ラインＬ３１に連結し、酸成分除去部１３Ｂから排出される酸洗液６３ｄを酸洗部６２で再利用するようにしているが、酸洗液６３ｄ中のアミン濃度は酸洗液６３ｃに比べて低くなっているため、例えば、図８に示すように、酸洗液循環ラインＬ３１から酸洗液６３ｄをそのまま外部に排出させてもよい。
【００９２】
（第５の実施形態）
第５の実施形態による酸性ガス回収装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９３】
図９は、第５の実施形態による酸性ガス回収装置の構成を示す概略図である。図９に示すように、酸性ガス回収装置１０Ｄは、図７に示す第４の実施形態による酸性ガス回収装置１０Ｃに、酸洗部６２で使用される酸洗液６３ａのｐＨを測定するｐＨ測定部６５、酸洗液循環ラインＬ３１に酸洗液６３ｅを新たに添加する酸洗液供給部６６、制御部６７Ａ、および調節弁Ｖ１１を備えたものである。
【００９４】
ｐＨ測定部６５は、酸洗液循環ラインＬ３１に設けられ、酸洗液循環ラインＬ３１内を通る酸洗液６３ａのｐＨを測定している。ｐＨ測定部６５としては、ｐＨ計などが用いられる。
【００９５】
制御部６７Ａは、ｐＨ測定部６５および調節弁Ｖ１１などＣＯ２回収装置１０を構成する各部材に接続されており、ｐＨ測定部６５の測定結果に基づいて、調節弁Ｖ１１の開度を調整する機能を有する。制御部６７Ａは、例えば、制御プログラムや各種記憶情報を格納する記憶手段、制御プログラムに基づいて動作する演算手段などで構成することができる。制御部６７Ａは、酸洗液６３ａのｐＨと、ＣＯ２除去排ガス２６ｂ中のアミンの回収率との関係を示すマップなどを、予め記憶手段に記憶しておく。
【００９６】
ｐＨ測定部６５の測定結果がｐＨ測定部６５から制御部６７Ａに送られると、制御部６７Ａは、ｐＨ測定部６５で測定された酸洗液６３ａのｐＨの値に応じて、調節弁Ｖ１１の開度を調整して、酸洗液供給部６６から酸洗液循環ラインＬ３１への酸洗液６３ｅの添加量を調整する。なお、酸洗液６３ｅを酸洗液循環ラインＬ３１に新たに供給する際、新たに供給された酸洗液６３ｅの分、酸洗液循環ラインＬ３１を通っている酸洗液６３ａを排出することが好ましい。
【００９７】
よって、本実施形態によれば、酸成分除去部１３Ａから排出される酸洗液６３ｄを酸洗液循環ラインＬ３１に供給して酸洗部６２で使用すると共に、さらに酸洗液６３ａのｐＨなどに応じて酸洗液６３ｅを新たに酸洗液循環ラインＬ３１に供給することにより、酸洗液６３ｅのアミン回収性能をより安定して回復させることができるため、酸洗部６２におけるアミン回収性能をより安定して維持、または向上させることができる。
【００９８】
なお、本実施形態においては、酸洗液６３ｅを新たに酸洗液循環ラインＬ３１に供給する場合について説明したが、ｐＨ測定部６５を酸洗液循環ラインＬ３１に設け、酸洗液循環ラインＬ３１内を通る酸洗液６３ａのｐＨの測定結果に基づいて、水洗液を新たに水洗液循環ラインＬ１１に供給するようにしてもよい。この場合、水洗液循環ラインＬ１１を流れる水洗液２７ａのｐＨ、および酸洗液循環ラインＬ３１を流れる酸洗液６３ａのｐＨをそれぞれ一定に保ちながら酸洗液６３ａのｐＨを水洗液２７ａのｐＨより小さく維持することにより、ＣＯ２除去排ガス２６ｂ中のアミンの回収性能を安定させることができる。
【００９９】
（第６の実施形態）
第６の実施形態による酸性ガス回収装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１００】
図１０は、第６の実施形態による酸性ガス回収装置の構成を示す概略図である。図１０に示すように、酸性ガス回収装置１０Ｅは、図６に示す第３の実施形態による酸性ガス回収装置１０Ｂに、酸成分除去部１３Ａから排出される洗浄液２７ｃのｐＨを測定するｐＨ測定部６５−１、酸洗部６２で使用される酸洗液６３ａのｐＨを測定するｐＨ測定部６５−２、制御部６７Ｂ、調節弁Ｖ１２、Ｖ１３、および環流ラインＬ３２を備えたものである。
【０１０１】
ｐＨ測定部６５−１は、洗浄液排出ラインＬ２４に設けられ、酸成分除去部１３Ａから排出される洗浄液２７ｃのｐＨを測定している。ｐＨ測定部６５−２は、酸洗液循環ラインＬ３１に設けられ、酸洗液循環ラインＬ３１内を通る酸洗液６３ａのｐＨを測定している。ｐＨ測定部６５−１、６５−２としては、ｐＨ計などが用いられる。
【０１０２】
制御部６７Ｂは、ｐＨ測定部６５−１、６５−２、および調節弁Ｖ１２、Ｖ１３などＣＯ２回収装置１０を構成する各部材に接続されており、ｐＨ測定部６５−１、６５−２の測定結果に基づいて、調節弁Ｖ１２の流路を調整する機能を有する。制御部６７Ｂは、制御部６７Ａと同様、記憶手段、演算手段などで構成することができる。制御部６７Ｂは、酸洗液６３ａのｐＨと、ＣＯ２除去排ガス２６ｂ中のアミンの回収率との関係を示すマップなどを、予め記憶手段に記憶しておく。
【０１０３】
調節弁Ｖ１２は洗浄液排出ラインＬ２４に設けられ、調節弁Ｖ１３は酸洗液循環ラインＬ３１に設けられ、調節弁Ｖ１２、Ｖ１３の開度を調整することにより、酸成分除去部１３Ａから排出された水洗液２７ｃが酸洗部６２または酸成分除去部１３Ａに供給される供給量は、調整される。
【０１０４】
環流ラインＬ３２は、酸成分除去部１３Ａから排出された水洗液２７ｃを洗浄液排出ラインＬ２４から吸収液抜き出しラインＬ２１に環流させている。
【０１０５】
ｐＨ測定部６５−１、６５−２の測定結果がｐＨ測定部６５−１、６５−２から制御部６７Ｂに送られると、制御部６７ＢはｐＨ測定部６５−１で測定された水洗液２７ｃのｐＨの値およびｐＨ測定部６５−２で測定された酸洗液６３ａのｐＨの値に応じて、調節弁Ｖ１２、Ｖ１３の開度を制御して、酸洗部６２または酸成分除去部１３Ａに供給する水洗液２７ｃの供給量を調整する。水洗液２７ｃは、酸洗部６２または酸成分除去部１３Ａにのみ供給してもよいし、酸洗部６２および酸成分除去部１３Ａの両方に供給してもよい。
【０１０６】
本実施形態においては、具体的には、制御部６７Ｂは、ｐＨ測定部６５−２の測定結果より酸洗液６３ａのｐＨが所定の値（例えば、７．０）以下であると判断した場合、ＣＯ２除去排ガス２６ｂのアミンを回収する性能が維持しているか低下していないと判断して、調節弁Ｖ１２の流路を制御して、水洗液２７ｃを環流ラインＬ３２に供給する。これにより、水洗液２７ｃを水洗液２７ｂと混合して、酸成分除去部１３Ａに環流させる。
【０１０７】
一方、制御部６７Ｂは、ｐＨ測定部６５−２の測定結果より酸洗液６３ａのｐＨが所定の値（例えば、７．０）以上であると判断した場合、ＣＯ２除去排ガス２６ｂのアミンを回収する性能が低下していると判断して、調節弁Ｖ１２、Ｖ１３を制御して、水洗液２７ｃを酸洗液循環ラインＬ３１に供給する。水洗液２７ｃが酸洗液６３ａと混合されることで、酸洗液６３ｂのｐＨが下がるため、ＣＯ２除去排ガス２６ｂ中のアミンを回収する性能を回復させることができる。
【０１０８】
よって、本実施形態によれば、酸洗部６２で使用される酸洗液６３ａのｐＨなどに応じて、必要な場合にのみ、酸成分除去部１３Ａから排出される水洗液２７ｃを酸洗液６３ａに混合して、酸洗液６３ｂのｐＨを下げることにより、酸洗液６３ｂのアミン回収性能を回復させることができるため、酸洗部６２におけるアミン回収性能をより安定して維持、または向上させることができる。
【０１０９】
（第７の実施形態）
第７の実施形態による酸性ガス回収装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１１０】
図１１は、第７の実施形態による酸性ガス回収装置の構成を示す概略図である。図１１に示すように、酸性ガス回収装置１０Ｆは、図７に示す第４の実施形態による酸性ガス回収装置１０Ｃに、酸洗部６２で使用される酸洗液６３ａのｐＨを測定するｐＨ測定部６５、制御部６７Ｃ、三方弁Ｖ２１、および環流ラインＬ３２を備えたものである。
【０１１１】
制御部６７Ｃは、ｐＨ測定部６５および三方弁Ｖ２１などＣＯ２回収装置１０を構成する各部材に接続されており、ｐＨ測定部６５の測定結果に基づいて、三方弁Ｖ２１の流路を調整する機能を有する。制御部６７Ｃは、制御部６７Ａと同様、記憶手段、演算手段などで構成することができる。制御部６７Ｃは、酸洗液６３ａのｐＨと、ＣＯ２除去排ガス２６ｂ中のアミンの回収率との関係を示すマップなどを、予め記憶手段に記憶しておく。
【０１１２】
三方弁Ｖ２１は、洗浄液排出ラインＬ２４に設けられ、酸成分除去部１３Ａから排出された水洗液２７ｃを、酸洗部６２または酸成分除去部１３Ａに供給する流路を制御する。
【０１１３】
ｐＨ測定部６５の測定結果がｐＨ測定部６５から制御部６７Ｃに送られると、制御部６７Ｃは、ｐＨ測定部６５で測定された酸洗液６３ａのｐＨの値に応じて、三方弁Ｖ２１の流路を制御して、酸洗部６２または酸成分除去部１３Ａに供給する水洗液２７ｃの供給量を調整する。
【０１１４】
本実施形態においては、具体的には、制御部６７Ｃは、ｐＨ測定部６５の測定結果より酸洗液６３ａのｐＨが所定の値（例えば、７．０）以下であると判断した場合、ＣＯ２除去排ガス２６ｂのアミンを回収する性能が維持しているか低下していないと判断して、三方弁Ｖ２１の流路を制御して、水洗液２７ｃを環流ラインＬ３２に供給する。これにより、酸洗液６３ｄを酸洗液６３ｃと混合して、酸成分除去部１３Ａに環流させる。酸洗液６３ｄを酸成分除去部１３Ａと環流ラインＬ３２との間を循環させることにより、酸洗液６３ｄ中のｐＨを低くすることができる。
【０１１５】
一方、制御部６７Ｃは、ｐＨ測定部６５の測定結果より酸洗液６３ａのｐＨが所定の値（例えば、７．０）以上であると判断した場合、ＣＯ２除去排ガス２６ｂのアミンを回収する性能が低下していると判断して、三方弁Ｖ２１の流路を制御して、酸洗液６３ｄを酸洗液循環ラインＬ３１に供給する。酸洗液６３ｄが酸洗液６３ａと混合されることで、酸洗液６３ｂのｐＨを下げることができるため、ＣＯ２除去排ガス２６ｂ中のアミンを回収する性能を回復させることができる。また、酸洗液６３ｄを酸成分除去部１３Ａと環流ラインＬ３２との間を循環させて、ｐＨがさらに低くなった酸洗液６３ｄを酸洗部６２に供給することにより、酸洗液６３ａのｐＨを酸性側とするために薬品を添加する際、その添加量をより低減することができる。
【０１１６】
よって、本実施形態においても、酸洗部６２で使用される酸洗液６３ａのｐＨなどに応じて、必要な場合にのみ、酸成分除去部１３Ａから排出される酸洗液６３ｄを酸洗液６３ａに混合して、酸洗液６３ｂのｐＨを下げることにより、酸洗液６３ｂのアミン回収性能を回復させることができるため、酸洗部６２におけるアミン回収性能をより安定して維持、または向上させることができる。
【０１１７】
なお、本実施形態においては、酸洗液循環ラインＬ３１内を通る酸洗液６３ａのｐＨの測定結果に基づいて、酸成分除去部１３Ａから排出される酸洗液６３ｄの供給流路を調整する場合について説明したが、ｐＨ測定部６５を酸洗液循環ラインＬ３１にも設け、水洗液循環ラインＬ１１内を通る酸洗液６３ａのｐＨの測定結果も考慮して、酸成分除去部１３Ａから排出される酸洗液６３ｄの供給流路を調整するようにしてもよい。酸洗液６３ａのｐＨの他に、水洗部２８で使用される水洗液２７ａのｐＨなども考慮して、酸成分除去部１３Ａから排出される酸洗液６３ｄを酸洗液６３ａに供給して、酸洗液６３ｂのｐＨを下げるようにしても、酸洗部６２において、ＣＯ２除去排ガス２６ｂ中のアミンの回収性能を安定して維持、または向上させることができる。
【０１１８】
上記各実施形態においては、排ガス２１が被処理ガスとしてＣＯ２を含む場合について説明したが、本実施形態は、ＣＯ２以外に、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ、ＣＳ２、ＮＨ３、またはＨＣＮなど他の酸性ガス成分を含んでいても同様に適用することができる。また、本実施形態は、排ガス２１がＣＯ２を含まず、ＣＯ２以外の他の酸性ガス成分を含んでいる場合でも同様に適用することができる。
【０１１９】
以上の通り、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、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。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】
【０１２０】
１０Ａ〜１０Ｆ…酸性ガス回収装置、
１１…吸収塔（吸収部）
１１ａ…ＣＯ２吸収部（酸性ガス吸収部）
１１ｂ…ガス洗浄部
１２…再生塔（再生部）酸洗液
１３Ａ、１３Ｂ…酸成分除去部
２１…排ガス（被処理ガス）
２２…ＣＯ２を吸収させた吸収液（リッチ溶液）
２３Ａ…吸収液（リーン溶液）
２３Ｂ…被処理リーン溶液
２３Ｃ…精製リーン溶液
２３Ｄ…混合リーン溶液
２４…ＣＯ２吸収部
２６ａ、２６ｂ…ＣＯ２除去排ガス
２７ａ〜２７ｃ…水洗液（洗浄液）
２８…水洗部
３１、６４…循環ポンプ
３２…浄化ガス
３３…熱交換器
３５…水蒸気（スチーム）
３６…再生過熱器（リボイラー）
４１…混合ガス
４２、４８…冷却器
４４…混合流体
４５…気液分離器
４６…ＣＯ２ガス
４７…水
５１…濃縮液タンク
５２ａ…濃縮液
５３…陰極
５４…陽極
５５Ｃ−１、５５Ｃ−２…陽イオン交換膜
５６Ａ、５６Ａ−１、５６Ａ−２…陰イオン交換膜
５７、５７−１、５７−２…吸収液精製室
５８−１、５８−２…洗浄液室
５９−１、５９−２…濃縮液室
６１ＢＰ−１、６１ＢＰ−２…バイポーラ膜
６２…酸洗部
６３、６３ａ〜６３ｅ…酸洗液
６５、６５−１、６５−２…ｐＨ測定部
６６…酸洗液供給部
６７Ａ、６７Ｂ…制御部
Ｌ１１…水洗液循環ライン
Ｌ１２…リッチ溶液供給ライン
Ｌ１３…リーン溶液排出ライン
Ｌ２１…吸収液抜き出しライン
Ｌ２２…精製吸収液供給ライン
Ｌ２３…洗浄液抜き出しライン
Ｌ２４…洗浄液排出ライン
Ｌ２５…濃縮液循環ライン
Ｌ２６…水洗液抽出ライン
Ｌ３１…酸洗液循環ライン
Ｖ１１〜Ｖ１３…調節弁
Ｖ２１…三方弁
【図１】
2018034126.tif 000003
【図２】
2018034126.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018034126.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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