(57)【要約】【課題】再生塔での凝縮水中の腐食原因物質の低減が可能となる酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法を提供する。【解決手段】  酸性ガス吸収液を再生させる再生塔１４の塔頂部から排出される腐食原因物質、酸性ガスを同伴する同伴ガス４１から、水分を凝縮する再生塔凝縮部４０を酸性ガス再生塔に備え、再生塔凝縮部４０が、同伴ガス４１を再生塔の塔頂部から排出するガス排出ラインと、排出ラインに介装された冷却器４２と、冷却器により水蒸気が凝縮された再生塔凝縮水４４とＣＯ2ガスとを分離する気液分離器４３と、再生塔凝縮水４４をリッチ溶液導入部１４ａよりも塔頂部側に還流する還流ライン４０ｂと、還流ライン４０ｂにより導入した凝縮水４４を貯留する凝縮水受け部１４ｅと、凝縮水受け部１４ｅの凝縮水抜出部１４ｆから凝縮水４４を抜出し、リーン溶液供給ライン５３に接続する第１の凝縮水抜出ライン１４ｇ−１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】
腐食原因物質、酸性ガスを含有するガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収部を有する酸性ガス吸収塔と、
酸性ガスを吸収したリッチ溶液をリボイラの蒸気により再生する吸収液再生塔と、
前記酸性ガス吸収塔から前記リッチ溶液を抜出すと共に、前記吸収液再生塔の塔頂部側のリッチ溶液導入部からに導入するリッチ溶液供給ラインと、
前記吸収液再生塔で再生された酸性ガスが放散されたリーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から抜出すと共に、前記酸性ガス吸収塔に導入し、酸性ガス吸収液として再利用するリーン溶液供給ラインと、
リッチ溶液供給ラインとリーン溶液供給ラインとの交差部に設けたリッチ・リーン溶液熱交換器と、
前記再生塔の塔頂部から排出される腐食原因物質、酸性ガスを同伴する同伴ガスから、水分を凝縮する再生塔凝縮部と、を具備し、
前記再生塔凝縮部が、
前記同伴ガスを再生塔の塔頂部から排出するガス排出ラインと、
前記ガス排出ラインに介装された冷却器と、
前記冷却器により水蒸気が凝縮された再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する気液分離器と、
前記再生塔凝縮水を前記リッチ溶液導入部よりも塔頂部側の凝縮水導入部に還流する還流ラインと、
前記還流ラインにより導入した前記再生塔凝縮水を貯留する凝縮水受け部と、
前記凝縮水受け部の凝縮水抜出部から前記再生塔凝縮水を抜出し、前記リーン溶液供給ラインに接続する第１の凝縮水抜出ラインと、を具備することを特徴とする酸性ガス除去装置。
【請求項２】
請求項１において、
第１の凝縮水抜出ラインによる前記再生塔凝縮水の抜出しの代わりに、
前記凝縮水導入部に導入する前の再生塔凝縮水の一部を抜出し、前記リーン溶液供給ラインに接続する第２の凝縮水抜出ラインを具備することを特徴とする酸性ガス除去装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記酸性ガス吸収塔が前記酸性ガス吸収部のガス流れ後流側に、循環する洗浄水により酸性ガスが除去されたガスを洗浄する洗浄部を備え、
前記洗浄水に、前記再生塔凝縮水の一部又は全部を合流することを特徴とする酸性ガス除去装置。
【請求項４】
腐食原因物質、酸性ガスを含有するガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収部を有する酸性ガス吸収塔と、
酸性ガスを吸収したリッチ溶液をリボイラの蒸気により再生する吸収液再生塔と、
前記酸性ガス吸収塔から前記リッチ溶液を抜出すと共に、前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液導入部に導入するリッチ溶液供給ラインと、
前記吸収液再生塔で再生された酸性ガスが放散されたリーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から抜出すと共に、前記酸性ガス吸収塔に導入し、酸性ガス吸収液として再利用するリーン溶液供給ラインと、
リッチ溶液供給ラインとリーン溶液供給ラインとの交差部に設けたリッチ・リーン溶液熱交換器と、
前記再生塔の塔頂部から排出される腐食原因物質、酸性ガスを同伴する同伴ガスから、水分を凝縮する再生塔凝縮部と、を具備し、
前記再生塔凝縮部が、
前記再生塔のリッチ溶液導入部よりも塔頂部側に設けられ、前記同伴ガスを前記再生塔の内部で冷却水により冷却し、気液分離して再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する濃縮部と、
前記再生塔凝縮水を貯留する凝縮水受け部と、
前記凝縮水受け部の前記再生塔凝縮水を抜出し、前記再生塔の頂部側に還流水循環ポンプにより循環させる循環ラインと、
前記循環ラインに介装され、前記再生塔凝縮水を冷却して冷却水とする冷却器と、
前記凝縮水受け部の凝縮水抜出部から、又は前記循環ラインの冷却器と還流水循環ポンプとの間から、前記再生塔凝縮水を抜出し、前記リーン溶液供給ラインに接続する第３の凝縮水抜出ラインと、を具備することを特徴とする酸性ガス除去装置。
【請求項５】
請求項４において、
第３の凝縮水抜出ラインによる前記再生塔凝縮水の抜出しの代わりに、
前記冷却水の一部を、前記リーン溶液供給ラインに接続する第４の凝縮水抜出ラインと、を具備することを特徴とする酸性ガス除去装置。
【請求項６】
腐食原因物質、酸性ガスを含有するガスを酸性ガス吸収塔に導入し、前記ガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収工程と、
酸性ガスを吸収したリッチ溶液を吸収液再生塔に導入し、リボイラ蒸気により酸性ガスを再生する吸収液再生工程と、
前記酸性ガス吸収液を前記酸性ガス吸収塔と前記吸収液再生塔とを循環ラインにより循環再利用する工程と、
吸収液再生工程において、前記吸収液再生塔の外部で分離された腐食原因物質、前記酸性ガスを同伴する同伴ガスから、水分を凝縮する再生塔凝縮工程と、
前記同伴ガスを冷却して水蒸気が凝縮された再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する工程と、
前記再生塔凝縮水を、前記吸収液再生塔の前記リッチ溶液が導入される位置よりも塔頂部側で還流して貯留する還流工程と、
還流された前記再生塔凝縮水を抜出し、前記酸性ガス吸収塔に循環するリーン溶液と腐食原因物質を含む前記再生塔凝縮水とを合流する合流工程と、を有することを特徴とする酸性ガス除去方法。
【請求項７】
腐食原因物質、酸性ガスを含有するガスを酸性ガス吸収塔に導入し、前記ガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収工程と、
酸性ガスを吸収したリッチ溶液を吸収液再生塔に導入し、リボイラ蒸気により酸性ガスを再生する吸収液再生工程と、
酸性ガス吸収液を酸性ガス吸収塔と吸収液再生塔とを循環ラインにより循環再利用する工程と、
吸収液再生工程において、前記再生塔の内部の前記リッチ溶液が導入される位置よりも塔頂部側で、水蒸気を伴った腐食原因物質、酸性ガスが同伴される同伴ガスから水分を凝縮する再生塔凝縮工程と、
前記再生塔の内部で、前記同伴ガスを冷却して水蒸気が凝縮された再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する工程と、前記再生塔凝縮水を外部に抜出し、冷却して冷却水とし、前記再生塔の塔頂部側から還流する還流工程と、前記再生塔凝縮水を抜出し、吸収塔に循環するリーン溶液と腐食原因物質を含む凝縮水とを合流する工程と、を有することを特徴とする酸性ガス除去方法。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記酸性ガス吸収塔が酸性ガス吸収部のガス流れ後流側に、循環する洗浄水により酸性ガスが除去されたガスを洗浄する洗浄工程を有し、
前記洗浄水に、前記再生塔凝縮水の一部又は全部を合流することを特徴とする酸性ガス除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス中に酸性ガスが含まれた酸性ガスを除去する酸性ガスの除去装置及び酸性ガスの除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば石炭やバイオマス等をガス化炉でガス化したガス化ガスに含まれるＣＯ2とＨ2Ｓ、Ｈ2Ｓ等の酸性ガスを除去する技術として、従来より、アミン吸収液等を用いた化学吸収法が用いられている。化学吸収法としては、アミン系吸収剤を吸収液とし、吸収塔でガス中のＣＯ2を吸収してリッチ溶液とし、その吸収したＣＯ2を含むリッチ溶液を再生塔に導入し、リボイラ等の熱源によりＣＯ2を放散させて、吸収液からＣＯ2を除去したリーン溶液とし、このリーン溶液を再度吸収塔に導入して循環再利用する酸性ガス除去装置の技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ガス中にＮＨ3、Ｈ2Ｓ、ＨＣＮ等の腐食原因物質が含まれる場合には、吸収塔で吸収液に吸収された例えばＮＨ3、Ｈ2Ｓ、ＨＣＮ等の成分が再生塔から排出される出口ガスの冷却時に発生する凝縮水中に蓄積するので、この不純物を含む凝縮水に晒される塔頂凝縮器等装置材の腐食原因となる、という問題がある。
【０００４】
また、吸収塔でＣＯ2と共に、例えばＮＨ3を吸収したリッチ溶液は再生塔に供給され、再生塔に供給されたリッチ溶液からは加熱によりＣＯ2とＮＨ3とを放散し、再生塔出口ガスに含まれる放散されたＮＨ3は再生塔の塔頂での冷却装置の冷却により発生した凝縮水に再吸収される。この結果、再生塔に凝縮水を導入する際、ＮＨ3を含んだリッチ溶液が流下し、再生塔流下液から再度ＮＨ3が放散するサイクルを繰り返えされる、という問題がある。
【０００５】
上述のサイクルに加えて、吸収塔では例えばＮＨ3を放散したリーン溶液に絶えず連続して導入される未処理ガス中のＮＨ3が新たに吸収されるため、ＮＨ3がリッチ溶液から連続的に再生塔内に供給され、再生塔内凝縮水にＮＨ3が蓄積、濃縮されるという問題がある。
【０００６】
この腐食への対応として、１）凝縮水をパージする方法、２）吸収塔上流での水洗等によるＮＨ3の前処理除去方法、３）再生塔上流或いは再生塔出口ガス中の水分の凝縮部への腐食抑制剤を添加する方法、４）凝縮水からのＮＨ3のストリッピング処理方法、５）耐食性材料を採用する方法の種々の対策が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１６１７５８号公報
【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、ＮＨ3を含む凝縮水のパージ方法では、凝縮水中にはアミン等の吸収液成分も含まれるため、吸収液コストが増加する、という問題がある。さらに、アミン等有害物を含んだ排水を適切に処理する必要があり、その処理対策に費用が必要となる、という問題がある。
【０００９】
吸収塔の上流（前段階）でのＮＨ3の除去や、凝縮水からのＮＨ3のストリッピングを行うためには、別途追加設備を設置する必要があり、設備費用の増大となる、という問題がある。
【００１０】
腐食抑制剤を用いる対策についても抑制剤費用が必要となる、という問題がある。
【００１１】
再生塔内で、リッチ溶液により持ち込まれたＮＨ3の蒸発や凝縮が繰り返しながら滞留するため、凝縮水に濃縮されたＮＨ3を蒸発するのに要する投入熱量が増加する、という問題がある。
【００１２】
本発明は、前記問題に鑑み、例えばガス中にＮＨ3、Ｈ2Ｓ、ＨＣＮ等の腐食原因物質が含まれる場合、再生塔での凝縮水中の腐食原因物質の低減が可能となる酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去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】
【００１３】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、腐食原因物質、酸性ガスを含有するガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収部を有する酸性ガス吸収塔と、酸性ガスを吸収したリッチ溶液をリボイラの蒸気により再生する吸収液再生塔と、前記酸性ガス吸収塔から前記リッチ溶液を抜出すと共に、前記吸収液再生塔の塔頂部側のリッチ溶液導入部からに導入するリッチ溶液供給ラインと、前記吸収液再生塔で再生された酸性ガスが放散されたリーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から抜出すと共に、前記酸性ガス吸収塔に導入し、酸性ガス吸収液として再利用するリーン溶液供給ラインと、リッチ溶液供給ラインとリーン溶液供給ラインとの交差部に設けたリッチ・リーン溶液熱交換器と、前記再生塔の塔頂部から排出される腐食原因物質、酸性ガスを同伴する同伴ガスから、水分を凝縮する再生塔凝縮部と、を具備し、前記再生塔凝縮部が、前記同伴ガスを再生塔の塔頂部から排出するガス排出ラインと、前記排出ラインに介装された冷却器と、前記冷却器により水蒸気が凝縮された再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する気液分離器と、前記再生塔凝縮水を前記リッチ溶液導入部よりも塔頂部側の凝縮水導入部に還流する還流ラインと、前記還流ラインにより導入した前記再生塔凝縮水を貯留する凝縮水受け部と、前記凝縮水受け部の凝縮水抜出部から前記再生塔凝縮水を抜出し、前記リーン溶液供給ラインに接続する第１の凝縮水抜出ラインと、を具備することを特徴とする酸性ガス除去装置にある。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、第１の凝縮水抜出ラインによる前記再生塔凝縮水の抜出しの代わりに、前記凝縮水導入部に導入する前の再生塔凝縮水の一部を抜出し、前記リーン溶液供給ラインに接続する第２の凝縮水抜出ラインを具備することを特徴とする酸性ガス除去装置にある。
【００１５】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記酸性ガス吸収塔が前記酸性ガス吸収部のガス流れ後流側に、循環する洗浄水により酸性ガスが除去されたガスを洗浄する洗浄部を備え、前記洗浄水に、前記再生塔凝縮水の一部又は全部を合流することを特徴とする酸性ガス除去装置にある。
【００１６】
第４の発明は、腐食原因物質、酸性ガスを含有するガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収部を有する酸性ガス吸収塔と、酸性ガスを吸収したリッチ溶液をリボイラの蒸気により再生する吸収液再生塔と、前記酸性ガス吸収塔から前記リッチ溶液を抜出すと共に、前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液導入部に導入するリッチ溶液供給ラインと、前記吸収液再生塔で再生された酸性ガスが放散されたリーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から抜出すと共に、前記酸性ガス吸収塔に導入し、酸性ガス吸収液として再利用するリーン溶液供給ラインと、リッチ溶液供給ラインとリーン溶液供給ラインとの交差部に設けたリッチ・リーン溶液熱交換器と、前記再生塔の塔頂部から排出される腐食原因物質、酸性ガスを同伴する同伴ガスから、水分を凝縮する再生塔凝縮部と、を具備し、前記再生塔凝縮部が、前記再生塔のリッチ溶液導入部よりも塔頂部側に設けられ、前記同伴ガスを前記再生塔の内部で冷却水により冷却し、気液分離して再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する濃縮部と、前記再生塔凝縮水を貯留する凝縮水受け部と、前記凝縮水受け部の前記再生塔凝縮水を抜出し、前記再生塔の頂部側に還流水循環ポンプにより循環させる循環ラインと、前記循環ラインに介装され、前記再生塔凝縮水を冷却して冷却水とする冷却器と、前記凝縮水受け部の凝縮水抜出部から、又は前記循環ラインの冷却器と還流水循環ポンプとの間から、前記再生塔凝縮水を抜出し、前記リーン溶液供給ラインに接続する第３の凝縮水抜出ラインと、を具備することを特徴とする酸性ガス除去装置にある。
【００１７】
第５の発明は、第４の発明において、第３の凝縮水抜出ラインによる前記再生塔凝縮水の抜出しの代わりに、前記冷却水の一部を、前記リーン溶液供給ラインに接続する第４の凝縮水抜出ラインと、を具備することを特徴とする酸性ガス除去装置にある。
【００１８】
第６の発明は、腐食原因物質、酸性ガスを含有するガスを酸性ガス吸収塔に導入し、前記ガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収工程と、酸性ガスを吸収したリッチ溶液を吸収液再生塔に導入し、リボイラ蒸気により酸性ガスを再生する吸収液再生工程と、前記酸性ガス吸収液を前記酸性ガス吸収塔と前記吸収液再生塔とを循環ラインにより循環再利用する工程と、吸収液再生工程において、前記吸収液再生塔の外部で分離された腐食原因物質、前記酸性ガスを同伴する同伴ガスから、水分を凝縮する再生塔凝縮工程と、前記同伴ガスを冷却して水蒸気が凝縮された再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する工程と、前記再生塔凝縮水を、前記吸収液再生塔の前記リッチ溶液が導入される位置よりも塔頂部側で還流して貯留する還流工程と、還流された前記再生塔凝縮水を抜出し、前記酸性ガス吸収塔に循環するリーン溶液と腐食原因物質を含む前記再生塔凝縮水とを合流する合流工程と、を有することを特徴とする酸性ガス除去方法にある。
【００１９】
第７の発明は、腐食原因物質、酸性ガスを含有するガスを酸性ガス吸収塔に導入し、前記ガス中の酸性ガスと酸性ガス吸収液とを接触させて酸性ガスを除去する酸性ガス吸収工程と、酸性ガスを吸収したリッチ溶液を吸収液再生塔に導入し、リボイラ蒸気により酸性ガスを再生する吸収液再生工程と、酸性ガス吸収液を酸性ガス吸収塔と吸収液再生塔とを循環ラインにより循環再利用する工程と、吸収液再生工程において、前記再生塔の内部の前記リッチ溶液が導入される位置よりも塔頂部側で、水蒸気を伴った腐食原因物質、酸性ガスが同伴される同伴ガスから水分を凝縮する再生塔凝縮工程と、前記再生塔の内部で、前記同伴ガスを冷却して水蒸気が凝縮された再生塔凝縮水と酸性ガスとを分離する工程と、前記再生塔凝縮水を外部に抜出し、冷却して冷却水とし、前記再生塔の塔頂部側から還流する還流工程と、前記再生塔凝縮水を抜出し、吸収塔に循環するリーン溶液と腐食原因物質を含む凝縮水とを合流する工程と、を有することを特徴とする酸性ガス除去方法にある。
【００２０】
第８の発明は、第６又は７の発明において、前記酸性ガス吸収塔が酸性ガス吸収部のガス流れ後流側に、循環する洗浄水により酸性ガスが除去されたガスを洗浄する洗浄工程を有し、前記洗浄水に、前記再生塔凝縮水の一部又は全部を合流することを特徴とする酸性ガス除去方法にある。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、酸性ガス吸収塔に供給されるリーン溶液と再生塔凝縮水との混合により、リーン溶液中の腐食原因物質濃度を高めることにより、酸性ガス吸収塔での未処理ガス中からの新規腐食原因物質の吸収量を低下させ、未処理ガス中の腐食原因物質の再生塔凝縮水への移行量を低減することで、凝縮水中の腐食原因物質濃度の上昇を抑制することができる。この結果、再生塔凝縮水中の腐食原因物質の濃度の低減が可能となり、再生塔の塔頂凝縮部で用いる部材の腐食を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施例１に係る酸性ガス除去装置の概略図である。
【図２】図２は、実施例２に係る酸性ガス除去装置の概略図である。
【図３】図３は、実施例３に係る酸性ガス除去装置の概略図である。
【図４】図４は、実施例４に係る酸性ガス除去装置の概略図である。
【図５】図５は、実施例４に係る他の酸性ガス除去装置の概略図である。
【図６】図６は、実施例４に係る他の酸性ガス除去装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００２４】
図１は、実施例１に係る酸性ガス除去装置の概略図である。本実施例では、酸性ガスとして、二酸化炭素（ＣＯ2）を例示し、このＣＯ2を吸収する吸収剤としてＣＯ2吸収剤を用いて、ＣＯ2吸収塔において、ガスからＣＯ2を除去し、ＣＯ2吸収液を吸収液再生塔で再生する実施例について、説明するが、Ｈ2Ｓ等の他の酸性ガスについても同様に適用できる。
【００２５】
図１に示すように、本実施例に係る酸性ガス除去装置１０Ａは、ＣＯ2と共に、ＮＨ3を含有する導入ガス（以下「ガス」という）１１が導入され、ガス中のＣＯ2とＣＯ2吸収液１２とを接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収部（以下「吸収部」という）１３Ａを備えたＣＯ2吸収塔（以下「吸収塔」という）１３と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液１２であるリッチ溶液１２Ａをリボイラ６１の蒸気によりＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔（以下「再生塔」という）１４と、吸収塔１３からリッチ溶液１２Ａを抜出すと共に、再生塔１４側に導入するリッチ溶液供給ライン５０と、再生塔１４で再生されたＣＯ2が放散されたＣＯ2吸収液であるリーン溶液１２Ｂを再生塔１４から抜出すと共に、吸収塔１３に導入し、ＣＯ2吸収液として再利用するリーン溶液供給ライン５３と、を具備する。ＣＯ2吸収液１２はＣＯ2を吸収したリッチ溶液１２ＡとＣＯ2を放散したリーン溶液１２Ｂとを、酸性ガス除去装置内で循環再利用している。
【００２６】
この酸性ガス除去装置１０Ａを用いたＣＯ2回収方法では、まず、ＮＨ3、ＣＯ2を含んだガス１１は、図示しない冷却部において、冷却水により冷却され、吸収塔１３に送られる。
【００２７】
吸収塔１３において、ガス導入ライン１３ｃにより導入されたガス１１はアミン系のＣＯ2吸収成分を含むＣＯ2吸収液１２と向流接触し、ガス１１中のＣＯ2は、化学反応によりＣＯ2吸収液１２に吸収される。吸収塔１３でＣＯ2が除去された後のＣＯ2除去排ガス１１Ａは、デミスタ５６にてミストが捕集された後、その後頂部１３ａから系外に放出される。
【００２８】
また、ＣＯ2を吸収したリッチ溶液１２Ａは、吸収塔１３の底部１３ｂからリッチ溶液供給ライン５０により抜出され、リッチ溶液ポンプ５１により昇圧され、リッチ溶液供給ライン５０とリーン溶液供給ライン５３との交差部に設けたリッチ・リーン溶液熱交換器５２において、再生塔１４で再生されたリーン溶液１２Ｂにより加熱され、再生塔１４に供給される。
【００２９】
再生塔１４の上部近傍のリッチ溶液導入部１４ａから内部に放出されたリッチ溶液１２Ａは、底部から供給されるリボイラ６１による水蒸気により吸熱反応を生じて、大部分のＣＯ2を放出する。再生塔１４内で一部または大部分のＣＯ2を放出したＣＯ2吸収液はセミリーン溶液と呼称される。このセミリーン溶液は、再生塔１４の底部１４ｂに至る頃には、ほぼ全てのＣＯ2が除去されたＣＯ2吸収液（リーン溶液）１２Ｂとなる。このリーン溶液１２Ｂはその一部が、飽和水蒸気６２が供給されるリボイラ６１により加熱され、再生塔１４内部に水蒸気を供給している。
【００３０】
一方、再生塔１４の塔頂部１４ｃからは、塔内においてリッチ溶液１２Ａおよびセミリーン溶液から放出された水蒸気を伴ったＮＨ3、ＣＯ2を同伴する同伴ガス（以下「同伴ガス」という）４１がデミスタ５６でミストが捕集された後排出される。
【００３１】
そして、同伴ガス４１は、冷却器４２により水蒸気が凝縮され、気液分離器４３にて再生塔凝縮水（以下「凝縮水」という）４４とＣＯ2ガス４５とが分離され、分離したＣＯ2ガス４５は、例えば石油増進回収法（ＥＯＲ：Enhanced Oil Recovery）を用いて油田中に圧入するか、帯水層へ貯留し、温暖化対策を図っている。
【００３２】
また、再生されたＣＯ2吸収液（リーン溶液）１２Ｂは、再生塔１４の底部１４ｂからリーン溶液供給ライン５３により抜き出され、リッチ・リーン溶液熱交換器５２にて、リッチ溶液１２Ａにより冷却され、つづいてリーン溶液ポンプ５４にて昇圧され、さらにリーン溶液クーラ５５にて冷却された後、吸収塔１３内に供給される。なお、この実施例の酸性ガス除去装置の説明では、あくまでその概要を説明するものであり、付属する機器を一部省略して説明している。
【００３３】
本実施例では、再生塔１４の塔頂部１４ｃから排出された同伴ガス４１から、水分を凝縮する再生塔凝縮部４０が再生塔の外部に設けられている。
この再生塔凝縮部４０は、同伴ガス４１を再生塔１４の塔頂部１４ｃから排出する排出ライン４０ａと、排出ライン４０ａに介装された冷却器４２と、冷却器４２により水蒸気が凝縮された凝縮水４４とＣＯ2ガス４５とを分離する気液分離器４３と、凝縮水４４を再生塔の頭部側に還流する還流ライン４０ｂと、還流ライン４０ｂに介装された還流水循環ポンプ４６とを備えている。
【００３４】
水蒸気を伴ったＮＨ3、同伴ガス４１から気液分離器４３にて分離・還流された凝縮水４４は、還流水循環ポンプ４６にて再生塔１４のリッチ溶液導入部１４ａよりも塔頂部１４ｃ側の凝縮水導入部１４ｄから導入される。再生塔の凝縮水導入部１４ｄの内部には、凝縮水を受ける凝縮水受け部１４ｅが設置されており、内部に導入される凝縮水４４を貯留している。
【００３５】
本実施例では、再生塔１４の凝縮水受け部１４ｅの凝縮水抜出部１４ｆから凝縮水４４を抜出し、リーン溶液供給ライン５３に接続する第１の凝縮水抜出ライン１４ｇ−１が設けられている。第１の凝縮水抜出ライン１４ｇ−１には開閉弁１４ｈが設けられ、抜出量の調整をしている。
【００３６】
第１の凝縮水抜出ライン１４ｇ−１から抜出されたＮＨ3を含む凝縮水４４は、リーン溶液供給ライン５３の合流部１４ｉにおいて、再生塔１４の底部１４ｂから抜出されたリーン溶液１２Ｂに混合し、その後吸収塔１３に供給する。
【００３７】
この結果、吸収塔１３に供給されるリーン溶液１２Ｂと凝縮水４４との混合により、リーン溶液中の腐食原因物質のＮＨ3濃度を高めることにより、吸収塔１３での未処理ガス中からの新規ＮＨ3の吸収量を低下させ、未処理ガス中のＮＨ3の凝縮水４４への移行量を低減することで、凝縮水４４中のＮＨ3濃度の上昇を抑制することができる。
【００３８】
この結果、凝縮水４４中の腐食原因物質であるＮＨ3の濃度の低減が可能となり、再生塔１４の塔頂凝縮部で用いる部材の腐食を防止できる。
【００３９】
凝縮水４４は系外に排出せずに、吸収塔１３に循環供給されるリーン溶液１２Ｂに混合されるため、アミン等吸収剤成分のロスを防止できるとともに、有害吸収剤成分を含む別途の凝縮水処理が不要となる。
【００４０】
また、再生塔１４内に蓄積するＮＨ3量を減少させることで、ＮＨ3の蒸発及び凝縮に要する投入熱量(塔底リボイラ及び塔頂コンデンサの熱負荷)を低減できる。
【００４１】
本実施例にかかる酸性ガス除去方法は、腐食原因物質（ＮＨ3）、酸性ガスであるＣＯ2を含有するガス１１を吸収塔１３に導入し、ガス１１中のＣＯ2とＣＯ2吸収液１２とを接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収工程と、ＣＯ2を吸収したリッチ溶液１２Ａを再生塔１４に導入し、リボイラ蒸気によりＣＯ2を再生する吸収液再生工程と、ＣＯ2吸収液１２を吸収塔１３と再生塔１４とを循環ラインにより循環再利用する工程と、吸収液再生工程において、再生塔１４の外部で、分離された腐食原因物質（ＮＨ3）、ＣＯ2を同伴する同伴ガス４１から、水分を凝縮する再生塔凝縮工程と、同伴ガス４１を冷却して水蒸気が凝縮された凝縮水４４とＣＯ2ガス４５とを分離する工程と、凝縮水４４を、再生塔１４のリッチ溶液１２Ａが導入されるリッチ溶液導入部１４ａよりも塔頂部１４ｃ側で還流して貯留する還流工程と、還流された凝縮水４４を抜出し、吸収塔１３に循環するリーン溶液１２Ｂと腐食原因物質を含む凝縮水４４とを合流する工程と、を有する。
【００４２】
本酸性ガス除去方法によれば、吸収塔１３に供給されるリーン溶液１２Ｂと凝縮水４４の混合により、リーン溶液１２Ｂ中の腐食原因物質のＮＨ3濃度を高めることにより、吸収塔１３での未処理ガス中からの新規ＮＨ3の吸収量を低下させ、未処理ガス中のＮＨ3の凝縮水４４への移行量を低減することで、凝縮水４４中のＮＨ3濃度の上昇を抑制することができる。
【実施例２】
【００４３】
図２は、実施例２に係る酸性ガス除去装置の概略図である。なお、実施例１の構成と同一構成については、同一符号を付してその重複した説明は省略する。図２に示すように、本実施例に係る酸性ガス除去装置１０Ｂは、実施例１における第１の凝縮水抜出ライン１４ｇ−１による凝縮水４４の抜出しの代わりに、凝縮水導入部１４ｄに導入する前の凝縮水４４の一部を還流ライン４０ｂの分岐部１４ｋから抜出し、リッチ・リーン溶液熱交換器５２と吸収塔１３との間のリーン溶液供給ライン５３に接続する第２の凝縮水抜出ライン１４ｇ−２を具備する。
【００４４】
なお、凝縮水４４を分岐する分岐部１４ｋは、気液分離器４３と還流水循環ポンプ４６との間としてもよい。
【００４５】
本酸性ガス除去方法によれば、吸収塔１３に供給されるリーン溶液１２Ｂと凝縮水４４の混合により、リーン溶液１２Ｂ中の腐食原因物質のＮＨ3濃度を高めることにより、吸収塔１３での未処理ガス中からの新規ＮＨ3の吸収量を低下させ、未処理ガス中のＮＨ3の凝縮水４４への移行量を低減することで、凝縮水４４中のＮＨ3濃度の上昇を抑制することができる。
【実施例３】
【００４６】
図３は、実施例３に係る酸性ガス除去装置の概略図である。なお、実施例１の構成と同一構成については、同一符号を付してその重複した説明は省略する。図３に示すように、本実施例に係る酸性ガス除去装置１０Ｃは、実施例１における吸収塔１３において、ＣＯ2吸収部１３Ａのガス流れ後流側に、循環する洗浄水２０ａによりＣＯ2が除去されたガスを洗浄する洗浄部１３Ｂを備えている。
【００４７】
本実施例では、吸収塔１３内の洗浄部１３Ｂでノズルから供給されるＣＯ2吸収液を含む循環する洗浄水２０ａとガスとが気液接触して、ＣＯ2が除去されたガスに同伴するＣＯ2吸収剤が洗浄水２０ａにより回収され、その後頂部から系外に放出される。なお、符号２０ｂは洗浄水循環ライン、２０ｃは洗浄水２０ａを冷却する冷却器、２０ｄは洗浄水２０ａを循環する循環ポンプ、２０ｅは洗浄液を貯留する洗浄水貯留部である。
【００４８】
本実施例では、洗浄水２０ａの循環ライン２０ｂに第１の凝縮水抜出ライン１４ｇ−３を接続し、凝縮水４４の一部又は全部を合流するようにしている。
【００４９】
本酸性ガス除去方法によれば、吸収塔１３の洗浄部１３Ｂを循環する洗浄水２０ａと凝縮水４４の混合により、吸収塔内を落下する洗浄水中の腐食原因物質のＮＨ3濃度を高めることにより、吸収塔１３での未処理ガス中からの新規ＮＨ3の吸収量を低下させ、未処理ガス中のＮＨ3の凝縮水４４への移行量を低減することで、凝縮水４４中のＮＨ3濃度の上昇を抑制することができる。
【実施例４】
【００５０】
図４は、実施例４に係る酸性ガス除去装置の概略図である。図５及び図６は実施例４に係る他の酸性ガス除去装置の概略図である。なお、実施例１の構成と同一構成については、同一符号を付してその重複した説明は省略する。図４に示すように、本実施例に係る酸性ガス除去装置１０Ｄ−１は、再生塔１４の塔頂部１４ｃから排出される腐食原因物質、酸性ガスを同伴する同伴ガス４１から、水分を凝縮する再生塔凝縮部４０を備えている。この再生塔凝縮部４０は、再生塔１４のリッチ溶液導入部１４ａよりも塔頂部１４ｃ側に設けられ、同伴ガス４１を再生塔１４の内部で冷却水７０ａにより冷却し、気液分離して凝縮水４４とＣＯ2ガス４５とを分離する濃縮部７０ｂと、凝縮水４４を貯留する凝縮水受け部７０ｃと、凝縮水受け部７０ｃの凝縮水４４を抜出し、再生塔１４の頂部側に還流水循環ポンプ４６により循環させる循環ライン７０ｄと、循環ライン７０ｄに介装され、凝縮水４４を外部冷却水ＣＷにより冷却して冷却水７０ａとする冷却器７０ｅと、凝縮水受け部７０ｃの凝縮水抜出部１４ｆから、凝縮水４４を抜出し、リッチ・リーン溶液熱交換器５２と吸収塔１３との間のリーン溶液供給ライン５３に接続する第３の凝縮水抜出ライン１４ｇ−３Ａと、を具備する。
【００５１】
また、図５に示すように、本実施例に係る酸性ガス除去装置１０Ｄ−２は、第３の凝縮水抜出ライン１４ｇ−３Ａを設ける代わりに、循環ライン７０ｄの冷却器７０ｅと還流水循環ポンプ４６との間から、凝縮水４４を抜出し、リッチ・リーン溶液熱交換器５２と吸収塔１３との間のリーン溶液供給ライン５３に接続する第３の凝縮水抜出ライン１４ｇ−３Ｂを設けるようにしてもよい。
【００５２】
また、図６に示すように、本実施例に係る酸性ガス除去装置１０Ｄ−３は、第３の凝縮水抜出ライン１４ｇ−３Ａ、１４ｇ−３Ｂを設ける代わりに、循環ライン７０ｄの冷却器７０ｅと冷却水導入部７０ｆとの間から、冷却水７０ａを抜出し、リッチ・リーン溶液熱交換器５２と吸収塔１３との間のリーン溶液供給ライン５３に接続する第４の凝縮水抜出ライン１４ｇ−４を設けるようにしてもよい。
【００５３】
本実施例によれば、再生塔１４のリッチ溶液導入部１４ａよりも塔頂部１４ｃ側において、腐食原因物質（ＮＨ3）、ＣＯ2を同伴する同伴ガス４１から、水分を凝縮する再生塔凝縮部４０を設け、大量の冷却水７０ａにより、同伴ガス４１を冷却し、水分を凝縮し、気液分離している。
【００５４】
本実施例では、塔頂部１４ｃにおける濃縮部７０ｂでの気液接触効率を高くするために、凝縮水受け部７０ｃに回収された凝縮水４４を再生塔の塔頂の循環ライン７０ｄに循環させることで、濃縮部７０ｂの気液接触部での凝縮水流量を増やしている。そして、凝縮水４４の一部を第３の凝縮水抜出ライン１４ｇ−３Ａ、１４ｇ−３Ｂにより抜出し、又は冷却水７０ａの一部を第４の凝縮水抜出ライン１４ｇ−４により抜出し、再生塔１４の底部４ｂから抜き出されたリーン溶液１２Ｂに混合する。
【００５５】
本実施例では、再生塔１４の濃縮部７０ｂでの冷却水７０ａの凝縮水流量を多くすることができ、同伴ガス４１との気液接触効率が高まるため、ＣＯ2ガスに同伴するアミン等吸収剤成分の凝縮水４４への回収効率を高めることができる。
【００５６】
また、第３の凝縮水抜出ライン１４ｇ−３Ａ、１４ｇ−３Ｂ、第４の凝縮水抜出ライン１４ｇ−４を設置することにより、吸収塔１３に供給されるリーン溶液１２Ｂと凝縮水４４（冷却水７０ａ）との混合によりリーン溶液１２Ｂ中の腐食原因物質のＮＨ3濃度を高めることにより、吸収塔１３での未処理ガス中からの新規ＮＨ3の吸収量を低下させ、未処理ガス中のＮＨ3の凝縮水４４への移行量を低減することで、凝縮水４４中のＮＨ3濃度の上昇を抑制することができる。
【００５７】
本実施例にかかる酸性ガス除去方法は、腐食原因物質（ＮＨ3）、酸性ガスであるＣＯ2を含有するガス１１を吸収塔１３に導入し、ガス１１中のＣＯ2とＣＯ2吸収液１２とを接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収工程と、ＣＯ2を吸収したリッチ溶液１２Ｂを吸収液再生塔に導入し、リボイラ蒸気によりＣＯ2を再生する吸収液再生工程と、ＣＯ2吸収液を吸収塔１３と再生塔１４とを循環ラインにより循環再利用する工程と、吸収液再生工程において、再生塔１４の内部のリッチ溶液１２Ａが導入されるリッチ溶液導入部１４ａよりも塔頂部側で、同伴ガス４１から水分を凝縮する再生塔凝縮工程と、再生塔１４の内部で、同伴ガス４１を冷却して水蒸気が凝縮された凝縮水４４とＣＯ2ガス４５とを分離する工程と、凝縮水４４を外部に抜出し、冷却して冷却水とし、再生塔１４の塔頂部１４ｃ側から還流する還流工程と、凝縮水４４を抜出し、吸収塔１３に循環するリーン溶液１２Ｂと腐食原因物質を含む凝縮水４４とを合流する工程と、を有する。
【００５８】
本酸性ガス除去方法によれば、吸収塔１３に供給されるリーン溶液１２Ｂと凝縮水４４の混合により、リーン溶液１２Ｂ中の腐食原因物質のＮＨ3濃度を高めることにより、吸収塔１３での未処理ガス中からの新規ＮＨ3の吸収量を低下させ、未処理ガス中のＮＨ3の凝縮水４４への移行量を低減することで、凝縮水４４中のＮＨ3濃度の上昇を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０Ａ〜１０Ｃ、１０Ｄ−１〜１０Ｄ−３  酸性ガス除去装置
１１  導入ガス（ガス）
１２  ＣＯ2吸収液
１２Ａ  リッチ溶液
１２Ｂ  リーン溶液
１３Ａ  ＣＯ2吸収部
１３  ＣＯ2吸収塔
１４  吸収液再生塔
４１  同伴ガス
４２  冷却器
４３  気液分離器
４４  再生塔凝縮水
４５  ＣＯ2ガス
４６  還流水循環ポンプ
５０  リッチ溶液供給ライン
５１  リッチ溶液ポンプ
５２  リッチ・リーン溶液熱交換器
５３  リーン溶液供給ライン
【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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