(57)【要約】【課題】回収された酸性ガスから不純物を好適に除去することが可能な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】一の実施形態によれば、酸性ガス回収装置は、被処理ガス中の酸性ガスを、アミンを含有する吸収液に吸収させ、前記酸性ガスが吸収された前記被処理ガスを排出する吸収部を備える。前記装置はさらに、前記酸性ガスを吸収した前記吸収液から前記酸性ガスを放出させ、前記酸性ガスを排出する再生部を備える。前記装置はさらに、吸着材を含む不純物除去部であって、前記吸収部から排出された前記被処理ガスを取り込むことにより、前記被処理ガス中に残存する前記アミンを蓄積し、前記再生部から排出された前記酸性ガスを取り込むことにより、前記酸性ガス中の不純物を前記吸着材または前記アミンにより除去する不純物除去部を備える。【選択図】図１
2019135034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理ガス中の酸性ガスを、アミンを含有する吸収液に吸収させ、前記酸性ガスが吸収された前記被処理ガスを排出する吸収部と、
前記酸性ガスを吸収した前記吸収液から前記酸性ガスを放出させ、前記酸性ガスを排出する再生部と、
吸着材を含む不純物除去部であって、前記吸収部から排出された前記被処理ガスを取り込むことにより、前記被処理ガス中に残存する前記アミンを蓄積し、前記再生部から排出された前記酸性ガスを取り込むことにより、前記酸性ガス中の不純物を前記吸着材または前記アミンにより除去する不純物除去部と、
を備える酸性ガス回収装置。
【請求項２】
前記吸収部からの前記被処理ガスを前記不純物除去部に導入する第１ラインと、
前記再生部からの前記酸性ガスを前記不純物除去部に導入する第２ラインと、
をさらに備える、請求項１に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項３】
前記吸収部から排出された前記被処理ガスと、前記再生部から排出された前記酸性ガスの少なくともいずれかの中の水分を凝縮させる凝縮部をさらに備え、
前記不純物除去部は、前記凝縮部により前記水分が凝縮された前記被処理ガスおよび前記酸性ガスの少なくともいずれかを取り込む、請求項１または２に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項４】
前記再生部から排出された前記酸性ガスを圧縮する圧縮部をさらに備え、
前記不純物除去部は、前記圧縮部により圧縮された前記酸性ガスを取り込む、請求項１から３のいずれか１項に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項５】
前記吸収部から排出された前記被処理ガスと、前記再生部から排出された前記酸性ガスの少なくともいずれかを加熱する加熱部をさらに備え、
前記不純物除去部は、前記加熱部により加熱された前記被処理ガスおよび前記酸性ガスの少なくともいずれかを取り込む、請求項１から４のいずれか１項に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項６】
前記吸収部から排出された前記被処理ガスと、前記再生部から排出された前記酸性ガスの少なくともいずれかから水分を除去する水分除去部をさらに備え、
前記不純物除去部は、前記水分除去部により前記水分が除去された前記被処理ガスおよび前記酸性ガスの少なくともいずれかを取り込む、請求項１から５のいずれか１項に記載の酸性ガス回収装置。
【請求項７】
吸収部にて、被処理ガス中の酸性ガスを、アミンを含有する吸収液に吸収させ、前記酸性ガスが吸収された前記被処理ガスを前記吸収部から排出し、
再生部にて、前記酸性ガスを吸収した前記吸収液から前記酸性ガスを放出させ、前記酸性ガスを前記再生部から排出し、
前記吸収部から排出された前記被処理ガスを、吸着材を含む不純物除去部内に取り込むことにより、前記被処理ガス中に残存する前記アミンを前記不純物除去部内に蓄積し、
前記再生部から排出された前記酸性ガスを前記不純物除去部内に取り込むことにより、前記酸性ガス中の不純物を前記吸着材または前記アミンにより除去する、
ことを含む酸性ガス回収方法。
【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、ボイラにより化石燃料を燃焼させることで燃焼排ガスが発生する。また、近年では、石炭をガス化した石炭ガス化ガスや、自然界に存在する天然ガスが、発電などの燃料として多く使用されている。これらのガスは一般に、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）などの酸性ガスを含んでいる。
【０００３】
この酸性ガスが大気中に放出されることを抑制するため、アミノ基含有化合物（アミン系化合物）を含む吸収液を用いて、酸性ガスを含む被処理ガスから、酸性ガスを除去・回収する方法が精力的に研究されている。被処理ガスの例は、燃焼排ガスその他の排ガスである。
【０００４】
例えば、排ガスと吸収液とを接触させて、排ガスに含まれる二酸化炭素などの酸性ガスを吸収液に吸収させる吸収塔と、酸性ガスを吸収した吸収液を加熱して、吸収液から酸性ガスを放出させる再生塔と、を備える酸性ガス回収装置（二酸化炭素回収装置）が知られている。この装置では、再生塔にて再生された吸収液を再び吸収塔に供給して再利用しており、吸収塔と再生塔との間で吸収液が循環して使用されている。
【０００５】
しかし、回収された酸性ガスは一般に、微量の不純物、例えばホルムアルデヒドやアセトアルデヒドなどのアルデヒド類を含んでいることが知られている。これらのアルデヒド類は、刺激臭をもつ有害物質であり、回収された酸性ガスの用途によっては除去する必要がある。
【０００６】
従来から、アルデヒド類の吸着材として、活性炭、活性白土、シリカゲル、粘土類などが知られている。しかし、吸着材のアルデヒド類に対する吸着容量は小さいため、吸着材の交換頻度が大きいという問題がある。また、この問題を改善するため、アルデヒド類と反応する化合物として、例えば、ヒドラジン類やアミン類などの有機化合物や、アンモニウム塩亜硫酸塩、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属の酸化物などの無機化合物を、吸着材などに担持させる手法が知られている。この場合、これらの化合物の担持処理の手間や、これらの化合物を担持する担持物に由来するコストが問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１３０００９号公報
【特許文献２】特開２０００−８４４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の実施形態は、回収された酸性ガスから不純物を好適に除去することが可能な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課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一の実施形態によれば、酸性ガス回収装置は、被処理ガス中の酸性ガスを、アミンを含有する吸収液に吸収させ、前記酸性ガスが吸収された前記被処理ガスを排出する吸収部を備える。前記装置はさらに、前記酸性ガスを吸収した前記吸収液から前記酸性ガスを放出させ、前記酸性ガスを排出する再生部を備える。前記装置はさらに、吸着材を含む不純物除去部であって、前記吸収部から排出された前記被処理ガスを取り込むことにより、前記被処理ガス中に残存する前記アミンを蓄積し、前記再生部から排出された前記酸性ガスを取り込むことにより、前記酸性ガス中の不純物を前記吸着材または前記アミンにより除去する不純物除去部を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、回収された酸性ガスから不純物を好適に除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の酸性ガス回収装置の構成を示す模式図である。
【図２】第２実施形態の酸性ガス回収装置の構成を示す模式図である。
【図３】第３実施形態の酸性ガス回収装置の構成を示す模式図である。
【図４】第４実施形態の酸性ガス回収装置の構成を示す模式図である。
【図５】第５実施形態の酸性ガス回収装置の構成を示す模式図である。
【図６】第６実施形態の酸性ガス回収装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１から図６では、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。以下、本発明の実施形態を、酸性ガスが二酸化炭素の場合を例として説明するが、回収対象の酸性ガスは二酸化酸素に限定されるものではない。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の酸性ガス回収装置の構成を示す模式図である。
【００１５】
図１の酸性ガス回収装置は、吸収部の一例である吸収塔１と、熱交換器２と、再生部の一例である再生塔３と、リボイラ４と、吸収液冷却器５と、ガス冷却器６と、気液分離器７と、循環ポンプ８と、不純物除去部９と、第１入口弁１１と、第１出口弁１２と、第２入口弁１３と、第２出口弁１４とを備えている。吸収塔１は、ＣＯ２吸収部１ａと、ガス洗浄部１ｂとを備えている。
【００１６】
吸収塔１は、ＣＯ２を含有する排ガス（被処理ガス）１０１をガスラインＬ１から取り込み、排ガス１０１中のＣＯ２を、アミンを含有する吸収液に吸収させる。排ガス１０１の例は、火力発電所からの燃焼排ガスである。ＣＯ２が吸収された排ガス１０１は、処理済排ガス１０２として、吸収塔１の上部からガスラインＬ２に排出される。
【００１７】
吸収液は、吸収塔１と再生塔３との間を熱交換器２を介して循環する。吸収塔１から再生塔３には、排ガス１０１中のＣＯ２を吸収した吸収液（リッチ吸収液）２０１がリッチ吸収液ラインＬ３を介して供給される。再生塔３は、この吸収液から一部またはほぼ全部のＣＯ２を放出させて、この吸収液を再生させる。再生塔３から吸収塔１には、ＣＯ２を放出して再生された吸収液（リーン吸収液）２０３がリーン吸収液ラインＬ４を介して供給される。一方、吸収液から放出されたＣＯ２は、吸収液から放出された水蒸気等と共に、ＣＯ２含有ガス１０３として、再生塔３の上部からガスラインＬ５に排出される。
【００１８】
本実施形態の吸収液は、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。アミン系化合物の例は、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」などである。本実施形態の吸収液は、１種類のアミン化合物のみを含有していてもよいし、２種類以上のアミン化合物を含有していてもよい。
【００１９】
吸収液は例えば、アミン系化合物を１０〜７０重量％含む水溶液である。吸収液は、アミン化合物以外の物質を含んでいてもよい。このような物質の例は、化学反応を促進する反応促進剤、ＣＯ２などの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、泡立ち防止のための消泡剤、吸収液の劣化防止のための酸化防止剤、吸収液のｐＨ調整用のｐＨ調整剤などである。吸収液は、吸収液の効果を損なわない範囲で、このような物質を任意の割合で含んでいてもよい。
【００２０】
排ガス１０１は、ＣＯ２を含有するガスであり、例えば、火力発電所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や、製鉄所で発生するプロセス排ガスである。排ガス１０１は例えば、送風機により昇圧され、冷却塔にて冷却された後、煙道（ガスラインＬ１）を介して吸収塔１の下部から吸収塔１内に供給される。
【００２１】
以下、酸性ガス回収装置の構成をより詳細に説明する。
【００２２】
吸収塔１は、ＣＯ２吸収部１ａの上方に液分散器を備え、リーン吸収液ラインＬ４からのリーン吸収液２０３は、この液分散器からＣＯ２吸収部１ａに向けて分散落下する。一方、吸収塔１内に導入された排ガス１０１は、ＣＯ２吸収部１ａに向けて上昇する。ＣＯ２吸収部１ａは、排ガス１０１とリーン吸収液２０３とを気液接触させて、排ガス１０１中のＣＯ２をリーン吸収液２０３に吸収させる。本実施形態のＣＯ２吸収部１ａは、充填材で形成されており、気液接触効率を高めている。
【００２３】
吸収塔１は、ガス洗浄部１ｂの上方にも液分散器を備え、洗浄液２０５が、この液分散器からガス洗浄部１ｂに向けて分散落下する。一方、ＣＯ２吸収部１ａを通過した排ガス１０１は、吸収塔１内を上昇して、ガス洗浄部１ｂに供給される。ガス洗浄部１ｂは、ＣＯ２吸収部１ａを通過した排ガス１０１を洗浄液２０５で洗浄する。これにより、排ガス１０１に同伴するアミンが、洗浄液２０５により回収される。なお、ガス洗浄部１ｂは、本実施形態では吸収塔１内に収容されているが、吸収塔１外に吸収塔１と独立したガス洗浄塔として設けられていてもよい。
【００２４】
アミンを回収した洗浄液２０５は、ガス洗浄部１ｂの下部に設けられた貯留部（図示せず）に貯留される。この貯留部には、洗浄液ラインＬ８が連結されており、洗浄液ラインＬ８には、循環ポンプ８が設けられている。貯留部内の洗浄液２０５は、循環ポンプ１２により洗浄液ラインＬ８を介して送液され、ガス洗浄部１ｂの上部から再びガス洗浄部１ｂに供給される。洗浄液２０５は、例えば純水や硫酸水であり、ｐＨが低いほど洗浄効率が高い。
【００２５】
ＣＯ２吸収部１ａとガス洗浄部１ｂを通過した排ガス１０１は、処理済排ガス１０２として、吸収塔１の上部からガスラインＬ２に排出される。一方、ＣＯ２を吸収したリッチ吸収液２０１は、吸収塔１の下部の貯留部（図示せず）に貯留され、この貯留部からリッチ吸収液ラインＬ３に排出される。
【００２６】
リッチ吸収液２０１は、リッチ吸収液ラインＬ３上のポンプ（図示せず）により昇圧され、熱交換器２にてリーン吸収液２０３と熱交換した後、再生塔３に供給される。熱交換器２は、リッチ吸収液２０１とリーン吸収液２０３とを熱交換させることにより、リッチ吸収液２０１を加熱し、リーン吸収液２０３を冷却する。熱交換器２の例は、プレート熱交換器やシェル＆チューブ熱交換器である。
【００２７】
再生塔３は、リッチ吸収液２０１からＣＯ２を放出させて、リッチ吸収液２０１をリーン吸収液２０３として再生する。具体的には、リッチ吸収液２０１は、再生塔３内に導入された後、リボイラ４の加熱対象となる吸収液２０２として、再生塔３からリボイラ４に供給される。この吸収液２０２がリボイラ４で加熱されると、吸収液２０２からＣＯ２ガスや水蒸気が発生し、吸収液２０２がＣＯ２や水蒸気と共に再生塔３に戻される。その結果、再生塔３内を落下するリッチ吸収液２０１が、再生塔３内を上昇するこれらのＣＯ２ガスや水蒸気により加熱され、再生塔３内のリッチ吸収液２０１からＣＯ２ガスや水蒸気が発生する。
【００２８】
再生塔３内のＣＯ２ガスや水蒸気は、ＣＯ２含有ガス１０３として、再生塔３からガスラインＬ５に排出される。一方、再生塔３から排出されたリーン吸収液２０３は、リーン吸収液ラインＬ４上のポンプ（不図示）により吸収塔１に送液される。この際、リーン吸収液２０３は、熱交換器２や吸収液冷却器５により冷却される。
【００２９】
ＣＯ２含有ガス１０３は、ガスラインＬ５上のガス冷却器６にて冷却水により冷却される。その結果、ＣＯ２含有ガス１０３中の水蒸気が凝縮して水になり（凝縮水）、ＣＯ２含有ガス１０３は、水蒸気が除去されたＣＯ２ガス１０４として、凝縮水と共に気液分離器７に供給される。
【００３０】
気液分離器７は、ＣＯ２ガス１０４と凝縮水とを分離する。その結果、気液分離器７で分離されたＣＯ２ガス１０４は、回収ＣＯ２ガス１０５として、気液分離器７からガスラインＬ６に排出される。一方、気液分離器７で分離された凝縮水は、分離水２０４として、気液分離器７の下部から分離水ラインＬ７を介して再生塔３の上部に戻される。
【００３１】
また、ガス冷却器６と気液分離器７は、吸収塔１に設置されているガス洗浄部１ｂのようなガス洗浄部とし、洗浄液にてガスを冷却、洗浄しても構わない。
【００３２】
次に、不純物除去部９等の構成や作用について説明する。
【００３３】
気液分離器７からのＣＯ２ガス（回収ＣＯ２ガス）１０５は一般に、微量の不純物、例えばホルムアルデヒドやアセトアルデヒドなどのアルデヒド類を含んでいる。アルデヒド類は例えば、アミンが分解することで発生する。不純物除去部９は、ＣＯ２ガス１０５からこのような不純物を除去するために設置されている。
【００３４】
本実施形態の不純物除去部９には、不純物を除去するための吸着材として、活性炭が充填されている。不純物除去部９は、不純物を活性炭に吸着させることにより、不純物を除去することができる。活性炭の原料は例えば、ヤシ殻、木材、木粉などの植物系原料や、石炭、コークス、コールタールなどの化石系原料や、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂などの合成樹脂系原料などである。
【００３５】
活性炭原料の賦活法としては、塩化亜鉛などの「無機塩類」、リン酸、ホウ酸、硫酸、塩酸などの「無機酸類」、水酸化ナトリウムなどの「アルカリ金属水酸化物」を活性炭原料に添加して焼成する薬品賦活を適用可能である。また、水蒸気、二酸化炭素、空気、燃焼ガス等を用いて活性炭材料を焼成するガス賦活を適用してもよい。
【００３６】
ここで、不純物の種類によっては、活性炭の不純物に対する吸着容量が小さいことが問題となる。このような不純物の例は、アルデヒド類である。この問題を改善するため、ヒドラジン類やアミン類等のアルデヒド類と反応する化合物を活性炭などに担持させることが考えられる。しかし、この場合には、このような化合物を担持させる手間やコストが問題となる。
【００３７】
そこで、本実施形態の酸性ガス回収装置は、吸収塔１からの処理済排ガス１０２を不純物除去部９に供給する。その結果、処理済排ガス１０２中のアミンが活性炭に吸着され、不純物除去部９内にアミンが蓄積される。その後、ＣＯ２ガス１０５を不純物除去部９に供給すると、活性炭がアルデヒド類を吸着する現象と、アミンがアルデヒド類と反応する現象とが起こる。これにより、不純物除去部９は、アミンを含まない場合に比べて、アルデヒド類を効果的に除去することができる。本実施形態では、処理済排ガス１０２中のアミンをアルデヒド類などの不純物の除去に使用するため、アミンを用意する手間やコストを抑制することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、処理済排ガス１０２をガス洗浄部１ｂで洗浄することで、処理済排ガス１０２からアミンを回収する。しかし、この洗浄後にも、処理済排ガス１０２中には一般にアミンが残存している。そのため、処理済排ガス１０２を不純物除去部９に供給することで、不純物除去部９内にアミンを蓄積することができる。
【００３９】
本実施形態では、活性炭の表面を酸化処理して酸素含有基を生成させておくと、処理済排ガス１０２中のアミンの活性炭への吸着量が大きくなって好ましい。酸化処理は、オゾン、空気などの酸化剤ガスを用いて行ってもよいし、硝酸、過マンガン酸塩、ジクロム酸塩、次亜塩素酸塩、塩素酸塩、過酸化水素などの強酸化剤水溶液を用いて行ってもよい。また、酸加処理の前に、活性炭を塩酸や硫酸などで洗浄する脱灰処理を行うと、上記の吸着量がさらに大きくなって好ましい。
【００４０】
酸性ガス回収装置は、以上の処理を実施するため、第１入口弁１１が設けられたガスラインＬ１１と、第１出口弁１２が設けられたガスラインＬ１２と、第２入口弁１３が設けられたガスラインＬ１３と、第２出口弁１４が設けられたガスラインＬ１４と、不純物除去部９とガスラインＬ１３、Ｌ１４との間のガスラインＬ１５とを備えている。ガスラインＬ１１は第１ラインの一例であり、ガスラインＬ１３は第２ラインの一例である。
【００４１】
ガスラインＬ２中の処理済排ガス１０２は、処理済排ガス１１１として装置外に放出してもよいし、処理済排ガス１１２としてガスラインＬ１１に供給してもよい。第１入口弁１１が開放されている場合、不純物除去部９は、ガスラインＬ１１から処理済排ガス１１２を取り込むことができる。
【００４２】
ガスラインＬ６中のＣＯ２ガス１０５は、ＣＯ２ガス１１４として装置外に放出してもよいし、ＣＯ２ガス１１５としてガスラインＬ１３に供給してもよい。第２入口弁１３が開放されている場合、不純物除去部９は、ガスラインＬ１３からＣＯ２ガス１１５を取り込むことができる。
【００４３】
本実施形態では、最初に処理済排ガス１０２の一部または全部を、処理済排ガス１１２として不純物除去部９に供給する。その結果、処理済排ガス１１２中のアミンが不純物除去部９中の活性炭に吸着され、処理済排ガス１１２中のアミン濃度がさらに低下する。不純物除去部９を通過した処理済排ガス１１２は、処理済排ガス１１３としてガスラインＬ１５、Ｌ１２から装置外に放出される。これにより、不純物除去部９にアミンを蓄積させることができると共に、装置外に放出されるアミンの量を低減することができる。
【００４４】
その後、不純物除去部９への処理済排ガス１１２の供給を停止し、代わりに、ＣＯ２ガス１０５の一部または全部を、ＣＯ２ガス１１５として不純物除去部９に供給する。その結果、ＣＯ２ガス１１５中のアルデヒド類は、活性炭に吸着するかアミンと反応することで、ＣＯ２ガス１１５から除去される。これにより、活性炭のみにより不純物を除去する場合に比べて、不純物の除去効率を高めることが可能となる。不純物除去部９を通過したＣＯ２ガス１１５は、ＣＯ２ガス１１６としてガスラインＬ１５、Ｌ１４から装置外に放出される。
【００４５】
なお、本実施形態の不純物除去部９は、処理済排ガス１０２として、ＣＯ２吸収部１ａとガス洗浄部１ｂとを通過した排ガス１０１を取り込んでいるが、ＣＯ２吸収部１ａを通過し、ガス洗浄部１ｂを通過していない排ガス１０１を取り込んでもよい。これにより、よりアミン濃度の高い処理済排ガス１０２を不純物除去部９に導入することができ、アルデヒド類の除去効率を高めることができる。
【００４６】
また、本実施形態の酸性ガス回収装置は、２つ以上の不純物除去部９を備えていてもよい。この場合、ある不純物除去部９に処理済排ガス１０２を供給中に、別の不純物除去部９にＣＯ２ガス１１５を供給することで、アミンの蓄積処理と不純物の除去処理を継続的に実施することが可能となる。
【００４７】
また、不純物除去部９は、固定床、流動床、移動床などの形態で構成することが可能である。さらに、不純物除去部９が移動可能な場合、ガスラインＬ１１、Ｌ１３の少なくとも一方を設けずに酸性ガス回収装置を構成してもよい。
【００４８】
以上のように、本実施形態の酸性ガス回収装置は、吸収塔１から被処理ガス１１２を取り込むことにより、被処理ガス１１２中に残存するアミンを蓄積し、再生塔３からＣＯ２ガス１１５を取り込むことにより、ＣＯ２ガス１１５中の不純物を活性炭またはアミンにより除去する不純物除去部９を備えている。よって、本実施形態によれば、ＣＯ２ガス１１５からアルデヒド類などの不純物を好適に除去することが可能となる。例えば、本実施形態によれば、ＣＯ２ガス１１５からアルデヒド類を効率よく低コストで除去することが可能となる。
【００４９】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態の酸性ガス回収装置の構成を示す模式図である。
【００５０】
図２の酸性ガス回収装置は、図１に示す構成要素に加えて、出口切換弁１５と、入口切換弁１６とを備えている。
【００５１】
入口切換弁１６は、ガスラインＬ１１、Ｌ１３、Ｌ１６の間に設けられている。入口切換弁１６は、吸収塔１からの処理済排ガス１１２を不純物除去部９に導入するか、再生塔３からのＣＯ２ガス１１５を不純物除去部９に導入するかを切り換えるための弁である。
【００５２】
前者の場合、入口切換弁１６は、ガスラインＬ１１とガスラインＬ１６とを連通させるように切り換えられ、処理済排ガス１１２が、ガスラインＬ１１からガスラインＬ１６を介して不純物除去部９に導入される。後者の場合、入口切換弁１６は、ガスラインＬ１３とガスラインＬ１６とを連通させるように切り換えられ、ＣＯ２ガス１１５が、ガスラインＬ１３からガスラインＬ１６を介して不純物除去部９に導入される。
【００５３】
出口切換弁１５は、ガスラインＬ１２、Ｌ１４、Ｌ１５の間に設けられている。出口切換弁１５は、不純物除去部９からの処理済排ガス１１３をガスラインＬ１２に放出するか、不純物除去部９からのＣＯ２ガス１１６をガスラインＬ１４に放出するかを切り換えるための弁である。
【００５４】
前者の場合、出口切換弁１５は、ガスラインＬ１５とガスラインＬ１２とを連通させるように切り換えられ、処理済排ガス１１３が、不純物除去部９からガスラインＬ１５を介してガスラインＬ１２に放出される。後者の場合、出口切換弁１５は、ガスラインＬ１５とガスラインＬ１４とを連通させるように切り換えられ、ＣＯ２ガス１１６が、不純物除去部９からガスラインＬ１５を介してガスラインＬ１４に放出される。
【００５５】
本実施形態によれば、図１の弁１１、１３を入口切換弁１６に統合することや、図１の弁１２、１４を出口切換弁１５に統合することができ、酸性ガス回収装置内の弁の個数を減らすことが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態によれば、処理済排ガス１１２とＣＯ２ガス１１５が同時に不純物除去部９に導入されることや、不純物除去部９からのガスがガスラインＬ１２とガスラインＬ１４とに同時に放出されることを回避することが可能となる。
【００５７】
（第３実施形態）
図３は、第３実施形態の酸性ガス回収装置の構成を示す模式図である。
【００５８】
図３の酸性ガス回収装置は、図１に示す構成要素に加えて、ガス冷却器２１と、気液分離器２２とを備えている。
【００５９】
本実施形態の処理済排ガス１１２は、ガス冷却器２１で冷却水により冷却され、処理済排ガス１１２中の水分（水蒸気）が凝縮して水になる（凝縮水）。この凝縮水と処理済排ガス１１２は、気液分離器２２に供給され、互いに分離される。分離により得られた凝縮水１２１は、凝縮水ラインＬ２１に排出される。一方、分離により得られた処理済排ガス１２２は、不純物除去部９に導入される。
【００６０】
本実施形態によれば、処理済排ガス１１２中の水分を凝縮により除去することで、不純物除去部９内の活性炭の結露を抑制することができ、活性炭のアミン吸着性能やアルデヒド除去性能を維持することができる。
【００６１】
不純物除去部９に導入される処理済排ガス１２２の温度は、外気温以下とすることが好ましい。これにより、不純物除去部９内の活性炭の結露をさらに抑制することができ、活性炭のアミン吸着性能やアルデヒド除去性能をさらに維持することができる。
【００６２】
また、本実施形態の酸性ガス回収装置はさらに、ＣＯ２ガス１１５中の水分を凝縮するガス冷却器と、このＣＯ２ガス１１５を凝縮水と分離する気液分離器とを備えていてもよい。これにより、ＣＯ２ガス１１５による活性炭の結露を抑制することが可能となる。あるいは、本実施形態の酸性ガス回収装置において、ガス冷却器２１および気液分離機２２を設けずに、ＣＯ２ガス１１５中の水分を凝縮するガス冷却器と、このＣＯ２ガス１１５を凝縮水と分離する気液分離器のみを備える構成としても構わない。これらの、ＣＯ２ガス１１５中の水分を凝縮するガス冷却器と、このＣＯ２ガス１１５を凝縮水と分離する気液分離器については、ガス冷却器６と気液分離器７を用いてもよく、または、ガス冷却器６と気液分離器７とは別のガス冷却器と気液分離器をさらに設置しても構わない。
【００６３】
（第４実施形態）
図４は、第４実施形態の酸性ガス回収装置の構成を示す模式図である。
【００６４】
図４の酸性ガス回収装置は、図１に示す構成要素に加えて、ＣＯ２圧縮器２３を備えている。
【００６５】
本実施形態のＣＯ２ガス１１５は、ＣＯ２圧縮器２３で所定の圧力に圧縮された後、圧縮されたＣＯ２ガス１２３として不純物除去部９に導入される。これにより、ＣＯ２ガス１２３の圧力が大きくなるため、アルデヒド類の除去効率を向上させることができる。
【００６６】
また、酸性ガス回収装置は、ＣＯ２圧縮器２３と不純物除去部９との間に除湿装置（図示せず）を備えていてもよい。これにより、不純物除去部９内の活性炭の結露を抑制することができ、活性炭のアミン吸着性能やアルデヒド除去性能を維持することができる。
【００６７】
（第５実施形態）
図５は、第５実施形態の酸性ガス回収装置の構成を示す模式図である。
【００６８】
図５の酸性ガス回収装置は、図１に示す構成要素に加えて、第１加熱器２４と、第２加熱器２５とを備えている。
【００６９】
本実施形態のＣＯ２ガス１１５は、第２加熱器２５により加熱された後、高温のＣＯ２ガス１２５として不純物除去部９に導入される。本実施形態によれば、ＣＯ２ガス１２５を飽和温度以上に加熱することで、ＣＯ２ガス１２５による活性炭の結露を抑制することができ、活性炭のアミン吸着性能やアルデヒド除去性能を維持することができる。ただし、ＣＯ２ガス１２５が高温であるほど、活性炭に吸着したアミンが脱離してアルデヒド除去性能が低下するため、ＣＯ２ガス１１５からＣＯ２ガス１２５への上昇温度は１０℃以内であることが好ましい。
【００７０】
また、本実施形態の処理済排ガス１１２は、第１加熱器２４により加熱された後、高温の処理済排ガス１２４として不純物除去部９に導入される。本実施形態によれば、処理済排ガス１２４を飽和温度以上に加熱することで、処理済排ガス１２４による活性炭の結露を抑制することができ、活性炭のアミン吸着性能やアルデヒド除去性能を維持することができる。ただし、処理済排ガス１２４が高温であるほど、活性炭に吸着したアミンが脱離してアルデヒド除去性能が低下するため、処理済排ガス１１２から処理済排ガス１２４への上昇温度は１０℃以内であることが好ましい。
【００７１】
なお、一般に、吸収塔１へ導入される排ガス１０１は温度が高いため、吸収塔１に導入する前に冷却する必要がある。そこで、第１および第２加熱器２４、２５は、吸収塔１への導入のために冷却される前の排ガス１０１を、処理済排ガス１１２やＣＯ２ガス１１５を加熱する熱源として使用してもよい。その他の熱源の例は、再生塔３から排出されたＣＯ２含有ガス１０３や、熱交換器２から排出されたリーン吸収液２０３である。このような熱源を使用することで、加熱に要するエネルギーを節約することが可能となる。
【００７２】
（第６実施形態）
図６は、第６実施形態の酸性ガス回収装置の構成を示す模式図である。
【００７３】
図６の酸性ガス回収装置は、図１に示す構成要素に加えて、第１水分除去部２６と、第２水分除去部２７とを備えている。
【００７４】
本実施形態のＣＯ２ガス１１５は、第２水分除去部２７によりその水分が除去された後、水分除去済みのＣＯ２ガス１２７として不純物除去部９に導入される。同様に、本実施形態の処理済排ガス１１２は、第１水分除去部２６によりその水分が除去された後、水分除去済みの処理済排ガス１２６として不純物除去部９に導入される。第１および第２水分除去部２６、２７には例えば、シリカゲル、アルミナゲル、塩化カルシウムなどの吸着材が充填されており、これらのガス中の水分を吸着材により吸着する。
【００７５】
本実施形態によれば、これらのガス中の水分を吸着により除去することで、不純物除去部９内の活性炭の結露を抑制することができ、活性炭のアミン吸着性能やアルデヒド除去性能を維持することができる。
【００７６】
なお、第１から第６実施形態の構成は、互いに組み合わせて採用してもよい。例えば、第３から第６実施形態の弁１１〜１４は、第２実施形態の出口切換弁１５および入口切換弁１６と置き換えてもよい。
【００７７】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置および方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
【符号の説明】
【００７８】
１：吸収塔、１ａ：ＣＯ２吸収部、１ｂ：ガス洗浄部、２：熱交換器、
３：再生塔、４：リボイラ、５：吸収液冷却器、６：ガス冷却器、７：気液分離器、
８：循環ポンプ、９：不純物除去部、１１：第１入口弁、１２：第１出口弁、
１３：第２入口弁、１４：第２出口弁、１５：出口切換弁、１６：入口切換弁、
２１：ガス冷却器、２２：気液分離器、２３：ＣＯ２圧縮器、２４：第１加熱器、
２５：第２加熱器、２６：第１水分除去部、２７：第２水分除去部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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