(57)【要約】【課題】排ガス中のＣＯ2等を回収する設備において、再生塔のリボイラーのコンパクト化を図った排ガス中の二酸化炭素回収装置及び方法を提供する。【解決手段】排ガス１００２中に含まれるＣＯ2を吸収する吸収塔１００６と、ＣＯ2吸収液（リッチ溶液）１００７からＣＯ2を放出させて吸収液を再生する再生塔１００８と、再生塔１００８の底部内に所定間隔をもって設けられ、再生された吸収液を供給部１０２により底部側から導入し、上部開口から再生塔底部側にオーバーフローさせる内部シェル１０１と、内部シェル１０１内に鉛直軸と直交する方向に挿入され、吸収液を再沸する伝熱管１０３を備えたリボイラーとを具備し、伝熱管１０３で再沸されたＣＯ2吸収液から分離した蒸気は再生塔の上方に送ると共に、濃縮された吸収液を上部開口からオーバーフローさせて再生塔底部側から排出させ、再生吸収液（リーン溶液）１００９として吸収塔１００６側に供給する。【選択図】図１
2011218287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ設備等から排出される排ガス中に含まれるＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液と、前記排ガスとを接触させ、前記排ガスからＣＯ2を除去する吸収塔と、
前記吸収塔から送液され、前記ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を放出させてＣＯ2吸収液を再生する再生塔と、
前記再生塔の底部内に所定間隔をもって設けられ、再生されたＣＯ2吸収液を供給部により底部側から導入し、上部開口から再生塔底部側にオーバーフローさせる内部シェルと、
前記内部シェル内に鉛直軸と直交する方向に挿入され、ＣＯ2吸収液を再沸する伝熱管を備えたリボイラーとを具備してなり、
前記伝熱管で再沸されたＣＯ2吸収液から分離した蒸気は再生塔の上方に送ると共に、
濃縮されたＣＯ2吸収液を内部シェルの上端よりオーバーフローさせて再生塔底部側から排出させ、再生ＣＯ2吸収液として吸収塔側に供給することを特徴とする排ガス中の二酸化炭素回収装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記リボイラーは、左右交互から２以上挿入されてなることを特徴とする排ガス中の二酸化炭素回収装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記伝熱管は補強部材が設けられていることを特徴とする排ガス中の二酸化炭素回収装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記伝熱管は断面形状が角型のチューブバンドルにより構成されていることを特徴とする排ガス中の二酸化炭素回収装置。
【請求項５】
ボイラ設備等から排出される排ガス中に含まれるＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液と、前記排ガスとを接触させ、前記排ガスからＣＯ2を除去する吸収塔と、
前記吸収塔から送液され、前記ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を放出させてＣＯ2吸収液を再生する再生塔とを備え、排ガス中の二酸化炭素を回収する方法であって、
前記再生塔の底部内部に、再生されたＣＯ2吸収液を内部シェル内に導入し、貯留したＣＯ2吸収液を伝熱管により再沸させ、
再生されたＣＯ2吸収液を加熱沸騰させて蒸気を発生させ、これと同時にわずかに残っていた残存ＣＯ2を放出させ、
蒸気と残存ＣＯ2とを放出して濃縮されたＣＯ2吸収液を、内部シェルの上端よりオーバーフローさせ、再生塔の下方側へ流下させて一時的に貯留し、その後、底部出口から抜き出して、吸収塔側へ供給して、ＣＯ2の吸収に再利用することを特徴とする排ガス中の二酸化炭素回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生塔のリボイラーのコンパクト化を図った排ガス中の二酸化炭素回収装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、ＣＯ2による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ2の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排ガスをアミン系ＣＯ2吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ2を除去、回収する方法及び回収されたＣＯ2を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的に研究されている。
【０００３】
また、前記のようなアミン系ＣＯ2吸収液を用い、燃焼排ガスからＣＯ2を除去・回収する工程としては、吸収塔において燃焼排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させる工程、ＣＯ2を吸収した吸収液を再生塔において加熱し、ＣＯ2を遊離させると共に吸収液を再生して再び吸収塔に循環して再使用するものが採用されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
図６に、従来技術に係る排ガス中の二酸化炭素回収装置の概略図を示す。図７は、図６のリボイラーの敷地面積の模式図である。
従来のＣＯ2回収装置１０００は、図６に示すように、例えばボイラやガスタービン等の産業設備１００１から排出されたＣＯ2を含有する排ガス１００２を冷却塔１００４において冷却水１００３によって冷却し、冷却されたＣＯ2を含有する排ガス１００２を吸収塔１００６において、アルカノールアミンをベースとするＣＯ2吸収液（アミン溶液）と対向流接触し、排ガス１００２中のＣＯ2はＣＯ2吸収液に吸収され、前記排ガス１００２からＣＯ2を除去する。そして、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液（リッチ溶液）１００７は、再生塔１００８においてＣＯ2を放出し、再生塔１００８下部に至る頃には、大部分のＣＯ2が除去され、リーン溶液１００９として再生するものである。この再生されたリーン溶液１００９は、ＣＯ2吸収液（アミン溶液）として再び吸収塔１００６に送給され、再利用されるものである。
【０００５】
ここで、図６中、符号１００１ａはボイラやガスタービン等の煙道であり、１００１ｂは内部にダンパを有する煙突、符号１０１０は排ガスを供給するブロア、１０１１はＣＯ2が除去された浄化ガス、１０１２は第１の送液ラインＬ1に介装され、リッチ溶液１００７を送液する送液ポンプ、１０１３はリッチ溶液１００７とリーン溶液１００９とを熱交換する熱交換器、Ｌ3はＣＯ2排出ライン、１０１６は水蒸気を凝縮するコンデンサ、１０１７は炭酸ガス（ＣＯ2）１０１８を分離する分離ドラム、１０１９はＣＯ2除去後に同伴されたリフラックス水を、再生塔１００８に戻すポンプ、１０２０は第２の送液ラインＬ2に介装され、リーン溶液１００９を送液するポンプ、１０２１はリーン溶液１００９を冷却する冷却装置を各々図示する。
【０００６】
その後回収された炭酸ガス（ＣＯ2）はＣＯ2圧縮装置１０２２により圧縮して、１０．０〜１５．０ＭＰａ（Ｇ）の高圧ＣＯ2１０２３を得ている。
前記ＣＯ2回収装置１０００は、既設の排ガス源からＣＯ2を回収するために後付で設けられる場合と、新設排ガス源に同時付設される場合とがある。
【０００７】
ここで、再生塔１００８の底部には、抜き出されたアミン溶液の一部分を蒸発させるためのリボイラーが設置されている。蒸発した平衡蒸気はアミン−ＣＯ2解離のエネルギーを与えるためとストリッピング用蒸気となる。
ＣＯ2吸収用のアミン溶液は熱感受性が大きく、高温では分解するため、ストリッピング性能の点からは、高温とするのが望ましいが、熱分解を考慮して再生塔１００８は出来るだけ低温で操作されている。よって、リボイラー熱源も最高１５０℃以下に制限されていた。
このように、熱源と接触するアミン溶液の接触時間も短いほど分解を回避する点から好ましいとされている。
【０００８】
ここで、前記リボイラーの型式としては、従来横型サーモサイフォン型リボイラーやケトル型リボイラーが使用されている。
【０００９】
図６においては、横型サーモサイフォン型リボイラー１０３０を用いた一例を示している。この横型サーモサイフォン型リボイラー１０３０は、低圧蒸気１０３１が供給される伝熱管１０３２を有し、再生塔１００８から引き抜かれた再生ＣＯ2吸収液（アミン溶液）１０３３を加熱して、残存した炭酸ガスを分離し、気液混相流１０３４として、再生塔１００８の内部に戻している。なお、符号１０３５は凝縮水である。
【００１０】
この横型サーモサイフォン型リボイラー１０３０は、通常蒸留塔のリボイラーとしてよく使用されているが、蒸発した蒸気と液体が混相の気液混相流１０３４となって熱交換器内及び出口配管を通過する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０６−９１１３４号公報
【特許文献２】特許第３７１６１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、従来の排ガス中の二酸化炭素の有効利用としては、炭酸飲料用の二酸化炭素やドライアイスを製造するために排ガス中の一部の二酸化炭素を回収しているに過ぎなかった。しかしながら、近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、二酸化炭素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ていると共に、二酸化炭素の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラやガスタービン等、産業設備の燃焼排ガスをＣＯ2 吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ2 の全量を除去、回収する方法および回収されたＣＯ2を大気へ放出することなく圧縮して貯蔵する方法が試みられており、システム全体のエネルギー効率の良い二酸化炭素の回収技術の出現が切望されている。
【００１３】
また、従来においては、二酸化炭素の利用は、ドライアイス等の製造であるので、横型サーモサイフォン型リボイラーとケトル型リボイラーを用いることで十分であったが、大型設備の大容量の二酸化炭素の回収及び圧縮貯蔵の場合には、以下の点で問題がある。
【００１４】
例えば、発電設備が１１０ＭＷのシステムにおいて、その排出する二酸化炭素の回収を行う場合には、リボイラー性能を確保するため、再生塔１００８の周囲にリボイラーを複数（少なくとも四基）適切に配置する必要があるが、ＣＯ2回収装置１０００が大型化すればリボイラーも大型化され、莫大な設置面積（２５０ｍ2）が必要となる。
【００１５】
また、横型サーモサイフォン型リボイラー１０３０のメンテナンス時、検査時及び伝熱管１０３２のチューブの外側に汚れが生じた時等に洗浄を行う際、図７に示すように、四つの横型サーモサイフォン型リボイラー１０３０Ａ〜１０３０Ｄを設置するような場合には、伝熱管１０３２Ａ〜１０３２Ｄ（四本）の重量の重い（約３０〜８０トン／本）チューブバンドルを引抜く必要があり、大型化に伴いチューブバンドルの引抜がさらに困難となる。なお、図中、符号１０３０ａ〜１０３０ｃは気液混相流１０３４を再生塔１００８側に供給する配管の取り付け部である。
【００１６】
すなわち、例えば１１０ＭＷｅの発電設備のＣＯ2回収設備とする場合には、例えば１８００本／１基のチューブが必要となり、メンテナンス作業においては、この引き抜き作業はその重量が嵩むので、困難となると共に、例えば約１２ｍのチューブバンドルを引抜く際の撓みが問題となる。
【００１７】
さらに、チューブバンドルを引抜く際に、引抜きのためのメンテナンス用敷地が必要（設置面積の２倍以上が必要）となる。すなわち、設置のための敷地面積Ｓ1（２５０ｍ2）とメンテナンス用敷地面積Ｓ2（２５０ｍ2）との総和（Ｓ3：（５００ｍ2））が必要となり、既存の大型ボイラ設備等において、別途ＣＯ2回収設備を設置することは、敷地に大幅な余裕がない場合には、その設置が困難となる。
【００１８】
本発明は、前記問題に鑑み、排ガス中のＣＯ2等 を回収する設備において、再生塔のリボイラーのコンパクト化を図った排ガス中の二酸化炭素回収装置及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】
【００１９】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ボイラ設備等から排出される排ガス中に含まれるＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液と、前記排ガスとを接触させ、前記排ガスからＣＯ2を除去する吸収塔と、前記吸収塔から送液され、前記ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を放出させてＣＯ2吸収液を再生する再生塔と、前記再生塔の底部内に所定間隔をもって設けられ、再生されたＣＯ2吸収液を供給部により底部側から導入し、上部開口から再生塔底部側にオーバーフローさせる内部シェルと、前記内部シェル内に鉛直軸と直交する方向に挿入され、ＣＯ2吸収液を再沸する伝熱管を備えたリボイラーとを具備してなり、前記伝熱管で再沸されたＣＯ2吸収液から分離した蒸気は再生塔の上方に送ると共に、濃縮されたＣＯ2吸収液を内部シェルの上端よりオーバーフローさせて再生塔底部側から排出させ、再生ＣＯ2吸収液として吸収塔側に供給することを特徴とする排ガス中の二酸化炭素回収装置にある。
【００２０】
第２の発明は、第１の発明において、前記リボイラーは、左右交互から２以上挿入されてなることを特徴とする排ガス中の二酸化炭素回収装置にある。
【００２１】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記伝熱管は補強部材が設けられていることを特徴とする排ガス中の二酸化炭素回収装置にある。
【００２２】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記伝熱管は断面形状が角型のチューブバンドルにより構成されていることを特徴とする排ガス中の二酸化炭素回収装置にある。
【００２３】
第５の発明は、ボイラ設備等から排出される排ガス中に含まれるＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液と、前記排ガスとを接触させ、前記排ガスからＣＯ2を除去する吸収塔と、前記吸収塔から送液され、前記ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を放出させてＣＯ2吸収液を再生する再生塔とを備え、排ガス中の二酸化炭素を回収する方法であって、前記再生塔の底部内部に、再生されたＣＯ2吸収液を内部シェル内に導入し、貯留したＣＯ2吸収液を伝熱管により再沸させ、再生されたＣＯ2吸収液を加熱沸騰させて蒸気を発生させ、これと同時にわずかに残っていた残存ＣＯ2を放出させ、蒸気と残存ＣＯ2とを放出して濃縮されたＣＯ2吸収液を、内部シェルの上端よりオーバーフローさせ、再生塔の下方側へ流下させて一時的に貯留し、その後、底部出口から抜き出して、吸収塔側へ供給して、ＣＯ2の吸収に再利用することを特徴とする排ガス中の二酸化炭素回収方法にある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、再生塔の底部内において、内部シェルを設け、この内部シェル内に挿入され、ＣＯ2吸収液を再沸する伝熱管を備えたリボイラーとを具備してなるので、前記伝熱管で再沸されたＣＯ2吸収液から分離した蒸気は再生塔の上方に送ると共に、濃縮されたＣＯ2吸収液を内部シェルの上端よりオーバーフローさせて再生塔底部側から排出させ、再生ＣＯ2吸収液（リーン溶液）として吸収塔側に供給することができる一連の再沸騰サイクルを構成する簡素化された再生塔組込み再沸システムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本実施例に係る排ガス中の二酸化炭素回収装置の概略図である。
【図２】図２は、二酸化炭素回収装置の再生塔の要部模式図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】図４は、図２のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図５】図５は、伝熱管のチューブバンドルの概略図である。
【図６】図６は、従来技術に係る排ガス中の二酸化炭素回収装置の概略図である。
【図７】図７は、図６のリボイラーの敷地面積の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。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】
【００２７】
本発明による実施例に係る排ガス中の二酸化炭素回収装置について、図面を参照して説明する。図１は、排ガス中の二酸化炭素回収装置の概略図である。図２は、二酸化炭素回収装置の再生塔の要部模式図である。図３は、図２のＡ−Ａ線矢視図である。図４は、図２のＢ−Ｂ線矢視図である。図５は、伝熱管のチューブバンドルの概略図である。なお、図６に示した排ガス中の二酸化炭素回収装置の構成と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図１に示すように、排ガス中の二酸化炭素回収装置１１００は、ボイラやガスタービン等の産業設備１００１から排出される排ガス１００２中に含まれるＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液と、前記排ガス１００２とを接触させ、前記排ガス１００２からＣＯ2を除去する吸収塔１００６と、前記吸収塔１００６から送液され、前記ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液（リッチ溶液）１００７からＣＯ2を放出させてＣＯ2吸収液を再生する再生塔１００８と、前記再生塔１００８の底部内に所定間隔をもって設けられ、再生されたＣＯ2吸収液を供給部１０２により底部側から導入し、上部開口から再生塔底部側にオーバーフローさせる内部シェル１０１と、前記内部シェル１０１内に鉛直軸と直交する方向に挿入され、ＣＯ2吸収液を再沸する伝熱管１０３を備えたリボイラー１００とを具備してなり、前記伝熱管１０３で再沸されたＣＯ2吸収液から分離した蒸気は再生塔の上方に送ると共に、濃縮されたＣＯ2吸収液を内部シェルの上端よりオーバーフローさせて再生塔底部側から排出させ、再生ＣＯ2吸収液（リーン溶液）１００９として吸収塔１００６側に供給するものである。
【００２８】
本発明では、再沸システムを構成するリボイラー１００の伝熱管（複数のＵ字状の伝熱チューブを束ねたチューブバンドルの図示は省略する）１０３を、再生塔１０００８内に設けた内部シェル１０１に直接挿入することにより、吸収液側の供給配管を大幅に簡素化し、且つ蒸気発生側の配管を省略するようにしている。前記伝熱管１０３は、複数のＵ字状の伝熱チューブを束ねてチューブバンドルとしている。なお、図３中、符号１２４はチューブバンドルを束ねて支持する支持板を図示する。
なお、伝熱管１０３を構成するＵ字状の伝熱チューブを洗浄する場合は、保守要員が再生塔１００８内にマンホール１３０から直接入り、複数のＵ字状の伝熱チューブからなる伝熱管１０３を抜き出すこと無しに洗浄を行なうようにしている。
本実施例の伝熱チューブは四角ピッチ配列として、洗浄を容易としているが、三角ピッチ配列として熱効率を優先させるようにしてもよい。
【００２９】
本実施例では、図２に示すように、再生塔１００８内の下部側に横３列、上下２段の計６台のリボイラー１００Ａ〜１００Ｆを設けている。図２及び図５に示すように、伝熱管は断面形状が角型のチューブバンドルから構成されている。そして、最小限の有効面積で効率的な配置をするように、図３に示すように、左右交互から伝熱管１０３Ｂ、１０３Ｅを備えたリボイラー１００Ｂ、１００Ｅを挿入するようにしている。
なお、伝熱管１０３Ｂ、１０３Ｅを備えたリボイラー１００Ｂ、１００Ｅは、他の伝熱管１０３Ａ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、１０３Ｆを備えたリボイラー１００Ａ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｆよりもその容量を大きくしている。また、上下の伝熱管の大きさは同じ大きさに揃えている。
【００３０】
具体的には、図３の上段はリボイラー１００Ｂであり、下段はリボイラー１００Ｅであり、リボイラー１００Ｂは図中、右方向から挿入され、リボイラー１００Ｅは、図中左方向から挿入されている。そして、図４に示すように、隣接するリボイラー１００Ａ〜１００Ｆのチャンネル１２０Ａ〜１２０Ｆ同士が衝突しない配置としている。なお、チャンネル１２０Ａ〜Ｆは低圧蒸気１０３１を導入する関係から円筒形状としている。
【００３１】
本実施例では、再生塔１００８の内部に、内部シェル１０１を設け、角型チューブバンドルを構成する伝熱管１０３は、再生塔１００８内の内部シェル１０１内に充満されたＣＯ2吸収液に浸るように差し込まれている。
また、図２、図３及び図５に示すように、伝熱管１０３は支持梁１０４により水平に保持されている。また、伝熱管１０３から構成されるチューブバンドルの底部側にはローラ１０５が設けられ、設置の際の作業性及びチューブ交換の際の作業性を容易にしている。また、チューブバンドルには補強部材１０６がチューブ長手方向に設けられて、チューブバンドルの撓みを防止するようにしている。
【００３２】
このような内部シェル１０１を備えた再生塔１００８を用いて、リッチ溶液１００７を再生するには、以下のように行う。なお、以下、リボイラー１００Ａ〜１００Ｆは、リボイラー１００と、伝熱管１０３Ａ〜１０３Ｆは伝熱管１０３と、チャンネル１２０Ａ〜１２０Ｆはチャンネル１２０と省略して記載する。
先ず、吸収塔１００６でＣＯ2を吸収したリッチ溶液１００７は、再生塔１００８の塔頂側から導入され、再生塔１００８の塔内を降下する際に、蒸気と接触してＣＯ2を分離し、再生塔１００８の塔頂からＣＯ2を放出し、ＣＯ2吸収液が再生される。
そして、再生塔１００８内部を降下しつつ再生されたＣＯ2吸収液は、図２及び図３に示すように、チムニートレイ１１０上からシールパン１１１に集められる。
次いで、再生されたＣＯ2吸収液は、その全てが吸収液出口ノズル１１２より供給ラインＬ4を介して吸収液入り口ノズル１１３に入り、ＣＯ2吸収液の供給部１０２を構成する吸収液供給ヘッダー１１４より均等に伝熱管１０３の内部シェル１０１内に供給され、内部シェル１０１内を充満させる。なお、本実施例では、供給ラインＬ4は、再生塔１００８の外部に出しているが、本発明では、再生塔１００８の内部に設けるようにしてもよい。
【００３３】
一方、各リボイラー１００の各チャンネル１２０には、低圧蒸気１０３１が蒸気入り口ノズル１２１よりチャンネル上部に入り、複数のＵ字状伝熱チューブを通り、チューブ胴側と接触するＣＯ2吸収液に熱を与え凝縮し、仕切り板１２２の下側に戻り、凝縮水１０３５は凝縮水出口ノズル１２３を通り外部に排出される。
【００３４】
内部シェル１０１の内に導入されたＣＯ2吸収液は、伝熱管１０３の各Ｕ字状伝熱チューブ内部を流れる蒸気と熱交換し、各Ｕ字状チューブ外側を上昇する間に沸騰を始め、速度を速めて上昇し、蒸気Ｓが発生する。この蒸気Ｓの発生により濃縮された濃縮ＣＯ2吸収液は、内部シェル１０１の上端開口より、オーバーフローして再生塔１００８の底部側へ通路１３２を流下し、貯留される。この濃縮再生されたＣＯ2吸収液は、その後底部出口１００８ｂから抜き出して、リーン溶液１００９として吸収塔１００６側へラインＬ2を介して供給されている。一方、発生した蒸気Ｓはチムニートレイ１１０を通り抜け、再生塔１００８内を上昇する。なお、符号１３３はＣＯ2吸収液の液面を示す。なお、液面１３３は図示しない液面計により制御されている。
【００３５】
このように、本発明によれば、再生塔１００８の内部に内部シェル１０１を設け、その中のＣＯ2吸収液に浸すように伝熱管１０３を備えたリボイラー１００を挿入し、水平方向に効率よく伝熱管１０３を配設させ、従来のリボイラーに必要であった伝熱管を覆う胴部の省略を可能とした。
【００３６】
また、本発明の再生塔１００８では、内部シェル１０１に供給される再生されたＣＯ2吸収液は、上部のシールパン１１１より、ラインＬ4を介して、内部シェル１０１の下方にある吸収液供給ヘッダー１１４に送られ、再生されたＣＯ2吸収液は伝熱管１０３の加熱により沸騰し、リボイラー１００内を上昇する間に、蒸気Ｓを発生して濃縮され、オーバーフローさせて、再生塔１００８の壁面１００８ａと内部シェル１０１の壁面１０１ａとの間に形成される通路１３２を通って、再生塔底部側に戻るような、簡素化された再沸システムを構築している。
【００３７】
即ち、従来の図７に示すシステムでは多数のリボイラー（例えば４基）を再生塔１００８の周辺に配置させ、それらに均一にＣＯ2吸収液を供給し、且つ再沸したＣＯ2吸収液と蒸気との混相流を均一に再生塔１００８に戻す様に配管を設計する必要があった。
これに対して、本発明によれば、再生塔１００８の内部に内部シェル１０１を設け、この内部に、ＣＯ2吸収液を再沸する伝熱管１０３を備えたリボイラー１００を設置することで、リボイラー１００の伝熱管１０３内を上昇する間に、蒸気Ｓを発生させ、該蒸気Ｓが分離されて濃縮されたＣＯ2吸収液はオーバーフローして再生塔１００８の底部側に戻り、発生した蒸気Ｓはそのまま再生塔１００８内を上昇するので、吸収液と蒸気との混相流の再生塔への戻り配管のような複雑な配管を不要とすることができる。
【００３８】
また、伝熱管の外側に付着するスケールを定期的に除去する必要があるが、従来のように大型の伝熱管を胴部の外側に抜き出して洗浄すること無しに、保守要員が再生塔の内部に入り伝熱管を洗浄できるので、この作業が短期間で且つ少ない費用で行なえるようになる。
【００３９】
本発明の再生塔１００８のリボイラー１００の洗浄は以下のようにして行う。
先ず、プラントの定期休転（又は定期点検）時、再生塔１００８の底部側及び内部シェル１０１内の吸収液を、下部に設けたドレン１０１ｂ及び底部出口１００８ｂから外部に排出させる。
次いで、再生塔１００８本体側面に設けたマンホール１３０から、保守要員が再生塔１００８の内部に洗浄ホースを携えて入りこみ、塞ぎ板（歩廊兼用）１３１を通って、Ｕ字状伝熱管（チューブバンドル）に対して洗浄を行う。この結果、従来のように伝熱管を機外に抜き出すような作業無しに、洗浄を行うことができる。この結果、保守要員のみが洗浄作業に従事することとなり、従来のように、長く（例えば約１０〜１５ｍ）て重い（例えば約３０〜８０トン／本）チューブバンドルを大がかりな重機を用いて引抜くことがなくなるので、洗浄の際の作業工程及び作業性が大幅に向上することとなる。
なお、本実施例においては、マンホール１３０を内部シェル１０１の上方側の再生塔１００８の壁面に２つ設け、伝熱管１０３へのアクセスを容易としているが、マンホールの数は限定されるものではない。
【００４０】
すなわち、プラントの定期休転（又は定期点検）時等の際に、マンホール１３０から作業員が洗浄用のホースを携えて内部に入り、歩廊を兼用する塞ぎ板１３１を通って、伝熱管を構成するＵ字状チューブの外面に付着したスケールを除去するようにしている。内部には図示しない梯子が設けられており、全ての伝熱管を作業員が巡回して掃除できるようにしている。
上下に配置する伝熱管１０３同士の大きさを同じ大きさに揃えているので、保守要員の作業性は向上する。
【００４１】
また、内部シェル１０１の下部に設けたドレン１０１ｂからＣＯ2吸収液を抜き出す際に、再生塔１００８の底部内が空となり、内部シェル１０１内に残ってしまうことを防止するために、内部シェル１０１の底部近傍には少なくとも１以上の安全弁を設け、緊急時に内部に残った吸収液を迅速に排出するようにしている。
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、例えば二酸化炭素除去プラントの、二酸化炭素を吸収させたＣＯ2吸収液の再生工程に必要な蒸気の発生を行なう再沸システムにおいて、再生塔１００８内に内部シェル１０１を設け、その内部にリボイラー１００を設置し、リボイラー１００の伝熱管１０３に低圧蒸気１０３１を導入し、再生されたＣＯ2吸収液を加熱沸騰させて蒸気Ｓを発生させ、これと同時にわずかに残っていた残存ＣＯ2を放出させることとなる。
一方、蒸気と残存ＣＯ2とを放出して濃縮されたＣＯ2吸収液は、内部シェル１０１の上端開口より再生塔１００８壁面側にオーバーフローし、通路１３２を通って再生塔１００８の下方側へ流下して一時的に貯留され、その後、底部出口１００８ｂから抜き出して、リーン溶液１００９として吸収塔１００６側へラインＬ2を介して供給することとなる。  このように、本発明によれば、再生塔１００８の内部において、一連の再沸騰サイクルを構成する簡素化された再生塔組込み再沸システムを構築することができる。
【００４３】
以上、実施例では、内部シェル１０１内に複数（本実施例では６台）の伝熱管１０３Ａ〜１０３Ｆを備えたリボイラー１００Ａ〜１００Ｆを設置した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、回収装置の大きさに応じて、１台の伝熱管を備えたリボイラーを内部シェル内に挿入設置して、ＣＯ2吸収液の再沸を行いようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明に係る排ガス中の二酸化炭素回収装置及び方法によれば、再生塔内部に内部シェルを設けると共に、内部シェル内に伝熱管を備えたリボイラーを設置することで、一連の再沸騰サイクルを構成する簡素化された再生塔組込み再沸システムを構築することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０１  内部シェル
１０２  供給部
１０３  伝熱管
１１００  排ガス中の二酸化炭素回収装置
１００１  産業設備（ボイラ設備等）
１００６  吸収塔
１００７  ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液（リッチ溶液）
１００８  再生塔
１００９  再生ＣＯ2吸収液（リーン溶液）
Ｓ  蒸気
【図１】
2011218287.tif 000003
【図２】
2011218287.tif 000004
【図３】
2011218287.tif 000005
【図４】
2011218287.tif 000006
【図５】
2011218287.tif 000007
【図６】
2011218287.tif 000008
【図７】
2011218287.tif 000009