(57)【要約】  本発明は、生成ガスを液体流から剥奪して、生成ガスを含有する高圧の気体状の流出物を生じさせる加圧ガス分離システムを提供する。本システムは、１以上の液体流を第一の方向に流す少なくとも一つの第一の入口と、１以上の高圧ガス流を第二の方向に流す少なくとも一つの第二の入口とを備え、高圧ガス流内で生成ガスを剥奪し、少なくとも一つの出口を介して生成ガスを含有する高圧の気体状の流出物を生じさせるカラムなどの加圧ガス剥奪装置と、カラムに沿って異なる場所に設けられた２以上の熱供給装置を備える。また、気体状の混合物から生成ガスを分離して生成ガスを含有する高圧の気体状流出物を生じさせ、上述の加圧ガス分離システムを使用するプロセスを備える。【選択図】なし
2013535316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体状の混合物から生成ガスを分離して高圧の気体状流出物を生じさせ、前記生成ガスは気体状の混合物に比べて少なくとも１０倍高い分圧を有するプロセスであって、前記プロセスは、
（ａ）気体状の混合物を吸収装置に導入して１以上の液体と接触させ、前記生成ガスを液体内で吸収して１以上の生成物に富んだ液体を生じさせる工程と；
（ｂ）前記生成物に富んだ液体を加圧ガスカラムの少なくとも一つの入口に導入して１以上の高圧ガス流に接触させ、前記生成ガスを前記高圧ガス流内で剥奪して、生成物の少ない液体と生成ガスに富んだ１以上の高圧の気体状流出物を生じさせる工程と；
（ｃ）前記生成物の少ない液体から熱を回収する工程と；
（ｄ）前記生成物の少ない液体の少なくとも一部を工程（ａ）に再循環させる工程と、からなるプロセス。
【請求項２】
さらに工程（ａ）の後でかつ工程（ｂ）の前に、
（ｉ）前記生成物に富んだ液体の少なくとも一部を、工程（ａ）における吸収装置から少なくとも一つの付加的な吸収装置に導入して、工程（ｂ）における前記加圧ガスカラムからの気体状の流出物の少なくとも一部からなるガス流と接触させて、前記生成ガスを前記生成物に富んだ液体で吸収してさらに、生成物に富んだ液体を生じさせる工程と、
（ｉｉ）その後、付加的な吸収装置からの前記さらなる生成物に富んだ液体を少なくとも一つのフラッシャに導入して、前記生成物に富んだ液体を工程（ｂ）における前記加圧ガスカラムに導入する前に、生成ガスの少なくとも一部を回収する工程と、からなる請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
１以上の付加的な吸収装置が使用され、これらの吸収装置は連続して設置され、各吸収装置から出た前記生成物に富んだ液体は後続の吸収装置に導入され、また工程（ｂ）に記載の１以上の付加的な加圧ガスカラムが、工程（ｉｉ）と工程（ｂ）との間で用いられ、これらの加圧ガスカラムは連続して設置され、各加圧ガスカラムから出た生成物の少ない液体の少なくとも一部が後続のカラムに導入される請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
さらに工程（ｂ）の後に、前記加圧ガスカラムからの高圧の気体状の流出物に少なくとも一つの分離プロセスを行い、前記高圧の気体状の流出物から前記生成ガスを分離する請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
分離プロセスは、凝縮、極低温凝縮、蒸溜、吸収、および／または吸着からなる請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
さらに、
（ｂ’）工程（ｂ）で生成された生成ガスに富んだ前記気体状の流出物を第二の吸収装置に導入して、工程（ａ）で使用された液体とは異なる１以上の第二の液体に接触させ、生成ガスを第二の液体で吸収して、１以上の生成物に富んだ第二の溶液を生じさせる工程；および
（ｂ”）前記生成物に富んだ第二の溶液を少なくとも一つのフラッシャに導入して、前記生成物に富んだ第二の溶液から生成ガス流を回収するする工程を含む請求項４に記載のプロセス。
【請求項７】
前記気体状の混合物は、炭素質燃料燃焼設備からの燃焼煙道ガスからなる請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記生成ガスは二酸化炭素からなる請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
前記高圧ガス流は一つの純粋なガスからなる請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記高圧ガス流は異なるガスの混合物からなる請求項１に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記高圧ガス流は二酸化炭素を含有する請求項１に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記高圧ガス流は窒素である請求項１に記載のプロセス。
【請求項１３】
工程（ｂ）で使用された加圧ガスカラムは、
（ｉ）１以上の液体流を第一の方向に流す少なくとも一つの第一の入口と、１以上の高圧ガス流を第二の方向に流す少なくとも一つの第二の入口とを備え、生成ガスを高圧ガス流内で剥奪し、少なくとも一つの出口を介して前記生成ガスを含有する高圧の気体状の流出物を生じさせる加圧ガス剥奪カラムと、
（ｉｉ）それを介して、カラムに沿った少なくとも二つ以上の異なる場所を加熱し、剥奪カラムに沿って温度を独立して制御する複数の熱供給装置と、からなる請求項１に記載のプロセス。
【請求項１４】
生成ガスを液体流から剥奪して、前記生成ガスを含有する高圧の気体状の流出物を生じさせる加圧ガス分離システムであって、前記システムは、
（ａ）１以上の液体流を前記装置に流す少なくとも一つの第一の入口と、１以上の高圧ガス流を前記装置に流す少なくとも一つの第二の入口とを備え、生成ガスを高圧ガス流内で剥奪し、少なくとも一つの出口を介して前記生成ガスを含有する高圧の気体状の流出物を生じさせる加圧ガス剥奪装置と；
（ｂ）前記剥奪カラムに沿って温度を独立して制御する複数の熱供給装置と、からなる加圧ガス分離システム。
【請求項１５】
前記複数の熱供給装置は、前記カラムに沿った少なくとも二つの異なる場所で熱を供給し、かつ互いに接続されている、請求項１４に記載の加圧ガス分離システム。
【請求項１６】
前記複数の熱供給装置は前記カラムに沿った少なくとも二つの異なる場所で熱を供給し、かつ互いに分離している、請求項１４に記載の加圧ガス分離システム。
【請求項１７】
前記熱供給装置は前記カラムに沿った少なくとも二つの異なる場所で熱を供給し、かつ前記加圧ガス剥奪カラムの内部にある、請求項１４に記載の加圧ガス分離システム。
【請求項１８】
前記熱供給装置は前記カラムに沿った少なくとも二つの異なる場所で熱を供給し、かつ前記加圧ガス剥奪カラムの外部にある、請求項１４に記載の加圧ガス分離システム。
【請求項１９】
前記熱は高圧の剥奪ガス流を介して供給され、前記第二の入口は１以上の高圧ガス流を少なくとも１０ａｔｍの圧力で流す、請求項１４に記載の加圧ガス分離システム。
【請求項２０】
生成ガスを液体流から剥奪して、前記生成ガスを含有する高圧の気体状の流出物を生じさせるように構成された加圧ガス分離システムに沿って温度を制御する方法であって、
（ａ）１以上の液体流を前記装置に流す少なくとも一つの第一の入口と、１以上の高圧ガス流を前記装置に流す少なくとも一つの第二の入口とを備え、前記生成ガスを前記高圧ガス流内で剥奪し、少なくとも一つの出口を介して前記生成ガスを含有する高圧の気体状の流出物を生じさせる加圧ガス剥奪装置を提供する工程と；
（ｂ）前記カラムに沿った少なくとも二つ以上の異なる場所を加熱し、前記剥奪カラムに沿って温度を独立して制御する工程と、からなる温度を制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
米国において本願は部分継続出願（出願番号：１２／８３３９０６、出願日：２０１０年７月９日、発明の名称：「加圧ガス分離カラムおよび高圧生成ガス生成プロセス」）である。
【０００２】
本願は、加圧ガス分離カラムおよび同カラムを利用したプロセスに関する。
【背景技術】
【０００３】
都市煙道ガスからの二酸化炭素回収は、統合的炭素回収および分離（ＣＣＳ）プロセスにおいて最も費用がかかる工程である。回収技術は、現在の市販状態ではアミン吸収技術を用いている。吸収カラム１２を使用する典型的な従来のプロセス１０を図１に示す。生煙道ガス１４が吸収カラム１２に入ると、以下に説明するように清浄な煙道ガス１６が出される。低二酸化炭素溶液１８は上部から吸収カラム１２に入り、下部に流れる。煙道ガスの逆流と接触することにより、本溶液は吸収カラム１２において煙道ガスの二酸化炭素のほとんどを吸収して、高二酸化炭素溶液２０を生成する。この高二酸化炭素溶液はポンプ２２を介してライン２４に至り、熱交換器２６を通過する。熱を剥奪カラム３０すなわちストリッパ３０の底部からの低二酸化炭素溶液と交換した後、ライン２８の高二酸化炭素溶液は上部からストリッパ３０に入り、下部に流れる。高二酸化炭素溶液中の二酸化炭素は、上部に流れる水蒸気により剥奪される。吸収された二酸化炭素を剥奪するために必要な熱は全体的に水蒸気によって供給される。ライン４４はストリッパ３０から水分および水蒸気を奪い、それらは関連水蒸気ライン４６により、ストリッパ３０の底部のリボイラ４６に供給される。リボイラ４６から出た加熱された水蒸気は、ライン５０を介してストリッパ３０の底部に供給される。ストリッパ３０の底部から出たライン３２内の低二酸化炭素溶液はポンプ３４を通過し、ライン３６を通して直交流熱交換器２６に至る。ストリッパ３０から出た低二酸化炭素溶液はライン３８内の熱交換器２６に入り、その後、ライン１８内の吸収装置に入る前にさらに冷却装置４０で冷却され、この循環が繰り返される。ライン４２を介して補給溶媒（アミン）が低二酸化炭素溶液に添加されてもよい。剥奪された二酸化炭素は、ライン５８を有する冷却装置５６にまで延在するライン５２の頂部にあるストリッパ３０に入り、二酸化炭素はライン６０を介して放出される。
【０００４】
従来の吸収および剥奪プロセスはエネルギー集約型である。ストリッパが必要とする熱は３つの要素から構成される、すなわち、
Ｑｔｏｔａｌ＝Ｑｓｅｎｓｉｂｌｅ＋Ｑｒｅａｃｔｉｏｎ＋Ｑｓｔｒｉｐｐｉｎｇ  （１）
【０００５】
ここでＱｒｅａｃｔｉｏｎとは反応熱（吸収熱とも称される）であり、吸収カラムにおける吸収作用中に放出される熱と同じである。Ｑｓｅｎｓｌｂｌｅとは顕熱であり、高二酸化炭素溶液を、それがストリッパに入ったときの温度から、リボイラを出るときの低二酸化炭素溶液の温度にまで加熱するために必要な熱である。またＱｓｔｒｉｐｐｉｎｇとは剥奪熱、すなわち、ストリッパの頂部から出る水蒸気を生成するために必要な熱である。各要素は以下の各等式により計算可能である。
【０００６】
【数１】
2013535316.tif 000003
（２）
Ｑｒｅａｃｔｉｏｎ＝ΔＨｒｅａｃｔｉｏｎ  （３）
【０００７】
【数２】
2013535316.tif 000004
（４）
ここで、
ΔＬｏａｄｉｎｇは、低二酸化炭素溶液と高二酸化炭素溶液とにおける溶液中キログラム当たりの二酸化炭素量の差異を表し、
Ｃｐは、ｋＪ／ｋｇ溶液中の溶液の熱容量を表し、
ΔＨｒｅａｃｔｉｏｎおよびΔＨＨ２Ｏは、それぞれ反応熱および水の気化熱であり、
ＴＡおよびＴＳは、それぞれ吸収温度および剥奪温度であり、
ＴＬｅａｎおよびＴｆｅｅｄは、それぞれストリッパから出た低二酸化炭素溶液の温度と、（直交流熱交換器を出た後の）ストリッパに入る高二酸化炭素溶液の温度であり、
ＨＬｅａｎおよびＨＲｉｃｈは、それぞれ低二酸化炭素溶液と高二酸化炭素溶液のエンタルピーであり、
ＰＨ２ＯおよびＰＣＯ２は、それぞれ水と二酸化炭素の分圧であり、
Ｒは気体定数である。
【０００８】
モノエタノールアミン（ＭＥＡ）を溶媒として使用する場合、アミン吸収プロセスに関するＱｓｅｎｓｉｂｉｅ、Ｑｒｅａｃｔｉｏｎ、およびＱｓｔｒｉｐｐｉｎｇはそれぞれ、およそ４８０、８００、および２７０Ｂｔｕ／ｌｂＣＯ２であり、合計で約１５５０Ｂｔｕ／ｌｂＣＯ２である。
【０００９】
従来の剥奪プロセスには基本的な欠点がいくつか存在する、すなわち、
（ａ）ストリッパの作動圧力は、リボイラ内の低二酸化炭素溶液の蒸気圧によって決定され、さらにこの蒸気圧は低二酸化炭素溶液の組成とリボイラの温度とにより決定される。作動圧力を上げるためには、アミン溶媒の安定性により制限されることが多いリボイラ内の温度を上げなければならない。従来のストリッパにおけるリボイラの代表的な温度は１２０℃であるため作動圧力は約２８ｐｓｉａに制限される。
（ｂ）二酸化炭素の剥奪に必要な熱は、全体的にリボイラ内で生成される水蒸気によってもたらされる。このため、水蒸気は剥奪ガスとしてだけでなく熱媒体としても用いられる。蒸気の二重機能によりストリッパ内のＰＨ２ＯおよびＰＣＯ２は底部から頂部まで互いに関連している。
（ｃ）ストリッパの低作動圧力（２８ｐｓｉａ以下）により（このため二酸化炭素生成物の圧力も低い）、二酸化炭素生成物を管路パイプライン輸送準備圧力（２２５０ｐｓｉａ以下）にまで押圧するためには大量の圧縮作業の大部分が必要とされる。
【００１０】
上述のように、二酸化炭素を燃焼後の煙道ガスから分離させる技術は現在の状況では、アミン吸収プロセスを用いる。しかしながら、すべてのアミン吸収プロセスは蒸気を熱伝達媒体および剥奪ガスとして使用するため、ストリッパの作動圧力はリボイラの温度によって決定される。従来のシステムの欠点を克服するための最近の試みには、非蒸気剥奪ガスを剥奪システム内で使用することが含まれる。添加された剥奪ガスは二酸化炭素および水溶液から容易に分離されることが期待され、このため有機蒸気が理想的な選択となる。例えばある研究によると、有機化合物（ヘキサン）が剥奪システムに添加されると、ストリッパの圧力が高まる。しかしながら、リボイラからの熱以外の外部の熱源が全く剥奪カラムに付加されない場合には、ストリッパ内の温度分布は結合する。したがってヘキサン剥奪システムのエネルギー性能は、従来の剥奪システムよりむしろ劣化する。
【００１１】
他の研究は、米国特許公報２００２−００８１２５６（Ｃｈａｋｒａｖａｒｔｉ、Ｓｈｒｉｋａｒ等）を含む種々の出願における二酸化炭素の回収に関連するものである。この出願は、高圧での二酸化炭素の回収を開示しており、（Ａ）二酸化炭素から構成される気体状の供給流を提供し、前記供給流の圧力は３０ｐｓｉａ以下である、（Ｂ）好適には、前記供給流から液体吸収流体内で二酸化炭素を吸収して、二酸化炭素に富んだ液体吸収流を形成する、（Ｃ）任意の順番であるいは同時に、前記二酸化炭素に富んだ液体吸収流を流れがストリッパの頂部に到達するのが可能となるために十分な圧力である３５ｐｓｉａ以上の圧力まで加圧し、二酸化炭素に富んだ液体吸収流を加熱させて加熱された二酸化炭素に富んだ液体吸収流を得る、（Ｄ）３５ｐｓｉａ以上の圧力で作動するストリッパ内の前記二酸化炭素に富んだ液体吸収流から二酸化炭素を剥奪して、前記ストリッパから３５ｐｓｉａ以上の圧力を有する気体状の二酸化炭素生成物の流れを回収する。このプロセスの他の態様において、ストリッパから剥奪された液体吸収流は工程（Ｂ）で再循環する。
【００１２】
米国特許公報２００２−００２６７７９（Ｃｈａｋｒａｖａｒｔｉ、Ｓｈｒｉｋａｒ等）は、酸素を含む混合物から二酸化炭素などの吸収体を回収するためのシステムを開示している。ここで二酸化炭素は吸収流体を含むアルカノールアミンに濃縮され、酸素は吸収流体から分離され、派生流体が加熱され、二酸化炭素は、吸収流体から剥奪され回収された蒸気となる。
【００１３】
米国特許公報２００２−０１３２８６４（Ｓｅａｒｌｅ、Ｒｏｎａｌｄ  Ｇ．）は、エチレンオキサイド生成プロセスから二酸化炭素を回収するための方法を開示しており、メタノール合成のための炭素源として回収された二酸化炭素を用いている。より具体的には、エチレンオキサイド生成プロセスから回収された二酸化炭素を用いて合成ガス流を生成する。合成ガス流はその後、メタノールを生成するために使用される。
【００１４】
米国特許公報２００４−０１２３７３７（Ｆｉｌｉｐｐｉ、Ｅｒｍａｎｎｏ等）は可燃性酸化によって生成された排ガスから二酸化炭素を分離させて回収するためのプロセスを開示しており、このプロセスは、半透過性材料である気体に対して排ガス流を供給する工程と、前記気体半透過性材料を介して、前記排ガス流から高濃度の二酸化炭素からなる気体状の流れを分離する工程と、工業製造プラントにおける供給原材料として高濃度の二酸化炭素からなる前記気体状の流れの少なくとも一部を用いる、および／または二酸化炭素からなる前記気体状の流れの少なくとも一部を貯蔵する工程とからなる。
【００１５】
米国特許公報２００４−０２５３１５９（Ｈａｋｋａ、Ｌｅｏ  Ｅ．等）は、供給ガス流から二酸化炭素を回収するためのプロセスを開示している。このプロセスは、酸化防止剤の存在下で、約６．５から約９のアミノ官能基に関してｐＫａを有する少なくとも一つの第３級アミン吸収体からなる再生吸収体で供給ガス流を処理して二酸化炭素に富んだ流れを得る工程と、その後、二酸化炭素に富んだ流れを処理して再生吸収体と二酸化炭素に富んだ生成物流を得る工程とからなる。供給ガス流はまた、ＳＯ２および／またはＮＯｘを含んでもよい。
【００１６】
米国特許公報２００６−０２０４４２５（Ｋａｍｉｊｏ、Ｔａｋａｓｈｉ等）は、それによりエネルギー効率が改善される二酸化炭素を回収するための装置と方法を開示している。二酸化炭素を回収するための装置は、抽出した温度が上がった準低二酸化炭素溶液を再生塔に戻すための流路を含み、二酸化炭素を再生塔内に注入され高二酸化炭素溶液から部分的に除去することによって得られた準低二酸化炭素溶液の少なくとも一部が再生塔の上部から抽出され、その温度はボイラなどの工業設備のガスダクト内で高温の排ガスと熱交換することにより上昇し、その後、再生塔に戻される。
【００１７】
米国特許公報２００６−０２４８８９０（Ｉｉｊｉｍａ、Ｍａｓａｋｉ等）は、二酸化炭素が吸収された吸収液体を再生する際にタービン出力の減少を抑えることが可能な二酸化炭素の回収システムと、二酸化炭素の回収システムを使用する発電システムと、これらのシステムを実行するための方法とを開示している。二酸化炭素の回収システムは、吸収液体によりボイラの燃焼排ガスから二酸化炭素を吸収および除去する二酸化炭素吸収タワーと、二酸化炭素が吸収された負荷吸収液体を加熱および再生する再生塔とを具備し、再生塔は複数の段階における複数の負荷吸収液体加熱手段を備え、負荷吸収液体を加熱して負荷吸収液体中の二酸化炭素を除去することを特徴とし、ボイラの蒸気により回転駆動されるタービンはタービンから異なる圧力を有する複数の種類の蒸気を抽出して、前記複数の種類の蒸気をそれらの熱源としての複数の負荷吸収液体加熱手段に供給する複数のラインを提供することを特徴とし、さらに、複数のラインを接続して、供給された蒸気の圧力を、複数の負荷吸収液体加熱手段の前の段階からこれら複数の負荷吸収液体加熱手段の後の段階まで増加させることを特徴とする。
【００１８】
米国特許公報２００７−０１４８０６８（Ｂｕｒｇｅｒｓ、Ｋｅｎｎｅｔｈ  Ｌ等）は、供給ガス流からの二酸化炭素の回収に有益なアルカノールアミン吸収溶液を開示している。このアルカノールアミン吸収溶液は、減少する圧力下で２以上の段階の気化にさらされることによって再利用される。
【００１９】
米国特許公報２００７−０１４８０６９（Ｃｈａｋｒａｖａｒｔｉ、Ｓｈｒｉｋａｒ等）は、ガス供給流から二酸化炭素が高濃度で回収されるシステムを開示している。前記ガス供給流もまた、二酸化炭素および酸素をやはり他の有機要素を含むアミン溶液中に吸収し、酸素を除去し、その吸収体から二酸化炭素を回収することにより酸素を含んでいる。
【００２０】
米国特許公報２００７−０２８３８１３（Ｉｉｊｉｍａ、Ｍａｓａｋｉ等）は吸収塔および再生塔を含む二酸化炭素回収システムを開示している。高二酸化炭素溶液は、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を吸収することにより吸収塔内で生成される。この高二酸化炭素溶液は、高二酸化炭素溶液から二酸化炭素を除去することにより低二酸化炭素溶液が生成される再生塔に搬送される。再生ヒータは、飽和蒸気で再生塔の底部付近に蓄積された低二酸化炭素溶液を加熱することにより、飽和蒸気から復水を生成する。蒸気・復水熱交換器は、吸収塔から再生塔に搬送された高二酸化炭素溶液を復水で加熱する。米国特許公報２００８−００５６９７２、２００８−０２２３２１５、および２００９−０１９３９７０（Ｉｉｊｉｍａ、Ｍａｓａｋｉ等）も参照のこと。
【００２１】
米国特許公報２００８−００１６８６８（Ｏｃｈｓ、Ｔｈｏｍａｓ  Ｌ．等）は、化石燃料を燃焼させることにより大気中に排出される汚染物を減少させる方法を開示している。この開示されたプロセスは、燃焼用の空気から窒素を取り除き、ガスや蒸気から個体燃焼生成物を分離して、分離用の蒸気およびガス流を全体的に回収して排出ガスをほぼゼロにする。
【００２２】
米国特許公報２００８−００７２７５２（Ｋｕｍａｒ、Ｒａｖｉ）は、少なくとも二酸化炭素と水素を含む流れ（例えば合成ガス）から純度約９０モル％の二酸化炭素を回収する真空圧力スイング吸着法（ＶＰＳＡ）プロセスおよび装置を開示している。二酸化炭素ＶＰＳＡ部への供給は超常圧で可能となる。二酸化炭素ＶＰＳＡ部は３つの流れ、すなわち、水素に富んだ流れ、水素が減損した流れ、および二酸化炭素生成物の流れを生成する。回収された二酸化炭素はさらに改善され、分離され、原油の二次回収（ＥＯＲ）などの用途で用いられることが可能となる。
【００２３】
米国特許公報２００８−０１５９９３７（Ｏｕｉｍｅｔ、Ｍｉｃｈｅｌ  ａ．等）は「意外にも、選択されたアミンを用いて、「二酸化炭素」回収プロセスが大幅に減少したエネルギー部を用いて行われてもよいこと」を開示している。
【００２４】
米国特許公報２００８−０２８６１８９（Ｆｉｎｄ、Ｒａｓｍｕｓ等）は、酸化窒素がほとんど含まれていない高純度の二酸化炭素の回収方法を開示している。この参照文献はまた、吸収カラム、フラッシュカラム、剥奪カラムおよび浄化部からなる、前記高純度の二酸化炭素を回収するためのプラントを開示している。
【００２５】
米国特許公報２００９−０２０２４１０（Ｋａｗａｔｒａ、Ｓｕｒｅｎｄｒａ  Ｋ．等）は、このプロセスを行わないと二酸化炭素が大気中に混入して地球温暖化および他の問題の一因となる二酸化炭素の回収および分離のためのプロセスを開示している。二酸化炭素の回収を、煙道ガス内の二酸化炭素を、アルカリ金属炭酸塩、あるいは特にアルカリ土類金属あるいは鉄を含む金属酸化物と反応させることにより行い、炭酸塩を形成する。二酸化炭素を回収するために好適な炭酸塩は、（ＮＡ２ＣＯ３）が無添加の減損水溶液である。他の炭酸塩は、炭酸塩と重炭酸塩の両方を生成可能な（Ｋ２ＣＯ３）あるいは他の金属イオンを含む。
【００２６】
米国特許公報２００９−０２１１４４７（Ｌｉｃｈｔｆｅｒｓ、Ｕｔｅ等）は、二酸化炭素を回収するためのプロセスを開示している。このプロセスは以下の工程からなる。すなわち、（ａ）二酸化炭素含有の気体状の供給流を吸収流体と気液接触させる吸収工程であって、これにより気体状の流れに存在する二酸化炭素の少なくとも一部が吸収流体に吸収され、（ｉ）二酸化炭素の含有量が減少した精製された気体状の流れと（ｉｉ）高二酸化炭素の吸収流体とを生成する吸収工程と、（ｂ）二酸化炭素を遊離して前記吸収工程で再循環利用される低二酸化炭素吸収流体を再生するために、３バール（絶対圧力）以上の圧力で高二酸化炭素の吸収流体を処理する再生工程とからなる。ここで吸収流体は、第３級脂肪族アルカノールアミンと有効量の二酸化炭素吸収促進剤とを含む含水アミン溶液であり、前記第３級脂肪族アルカノールアミンは、二酸化炭素と共存する場合、特定の温度および圧力状況下でほとんど分解性を示さない。
【００２７】
米国特許公報２００９−０２３５８２２（Ａｎａｎｄ、Ａｓｈｏｋ  Ｋ．等）は、シフト合成ガスから二酸化炭素を選択的に除去する酸性ガス除去システムを有する二酸化炭素システムを開示している。この酸性ガス除去システムは、少なくとも一つの段階、例えば、物理的な溶媒中の溶解二酸化炭素の入力流から二酸化炭素を除去するためのフラッシュタンクを含み、酸性ガス除去システム中の二酸化炭素を回収する方法は、物理的な溶媒中の溶解二酸化炭素の流れの圧力を上昇させる工程と、少なくとも一つの二酸化炭素除去段階の上流の加圧流の温度を上昇させる工程とからなる。
【００２８】
米国特許公報２０１０−０００５９６６（Ｗｉｂｂｅｒｌｅｙ、Ｌｏｕｉｓ）は、二酸化炭素回収方法を開示している。吸収装置ステーションにおいて、二酸化炭素はガス流から適切な溶媒に吸収され、それによってこの溶媒を二酸化炭素に富んだ媒体に変換する。変換された溶媒は、典型的に前記吸収装置ステーションよりは太陽エネルギー場に近い脱着装置ステーションに搬送される。太陽エネルギー場において絶縁により加熱された作動流体は、二酸化炭素に富んだ媒体から二酸化炭素を脱着させるために用いられ、それにより分離二酸化炭素と再生溶媒流とを生成する。前記再生溶媒流は前記吸収装置ステーションに再循環される。二酸化炭素に富んだ媒体および／または再生溶媒流は、二酸化炭素の吸収および脱着のタイミングと速度をそれぞれ好適化するおよび／または太陽エネルギーを貯蔵させるために、選択的に蓄積されてもよい。
【００２９】
米国特許公報２０１０−００２４４７６（Ｓｈａｈ、Ｍｉｎｉｓｈ  Ｍ．等）は、二酸化炭素の回収プロセスを開示している。このプロセスにおいて、煙道ガスや高二酸化炭素流などのガスを含む二酸化炭素含有ガスが圧縮されると、結合した流れは、吸収ベッド上で水蒸気を脱着するために処理され、その後、二酸化炭素生成物流および換気流を生成する準大気温度処理を施される。前記換気流は、水蒸気をベッドから脱着するために使用可能な二酸化炭素減損流と、二酸化炭素含有ガスと結合する高二酸化炭素流とを生成するために処理される。
【００３０】
米国特許公報２０１０−０００３７５２１（Ｖａｋｉｌ、Ｔａｒｕｎ  Ｄ．等）は、新蒸気改質装置ユニット設計、水素ＰＳＡユニット設計、水素／窒素濃縮ユニット設計、および処理計画アプリケーションを開示する。これらの新しい方法を検討した結果、改質装置炉煙道ガスからの二酸化炭素排出負荷を最小限にする一方、水気体シフト反応器に存在する高圧合成ガス流に対して、すべての水素プラント二酸化炭素排出負荷のほとんどを再度、割り当てることになると思われる。
【００３１】
上述の特許公報は当分野で既知の所定の概念を識別するために有益であり、これらを参照することによりここに組み込まれる。さらに、本願に関連する米国特許第７，０８３，６６２号を参照することによりここに組み込まれる。この特許は、生成ガス混合物を作成する方法を開示している。本方法は、第一のガス混合物を供給する工程と、第一の圧力で第一のガス混合物を低液体吸収材に接触させ、前記第一のガス混合物の一部を低液体吸収材内で吸収して、高液体吸収材と非吸収残留ガスとを供給する工程と、高液体吸収材を加圧して加圧高液体吸収材を供給する工程と、前記第一の圧力以上の第二の圧力で前記加圧高液体吸収材を剥奪ガスで剥奪して、加圧低液体吸収材と前記生成ガス混合物とを供給する工程と、前記加圧低液体吸収材の圧力を減少させて前記第一の圧力で前記低液体吸収材を供給する工程とを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】米国特許公報２００２−００８１２５６
【特許文献２】米国特許公報２００２−００２６７７９
【特許文献３】米国特許公報２００２−０１３２８６４
【特許文献４】米国特許公報２００４−０１２３７３７
【特許文献５】米国特許公報２００４−０２５３１５９
【特許文献６】米国特許公報２００６−０２０４４２５
【特許文献７】米国特許公報２００６−０２４８８９０
【特許文献８】米国特許公報２００７−０１４８０６８
【特許文献９】米国特許公報２００７−０１４８０６９
【特許文献１０】米国特許公報２００７−０２８３８１３
【特許文献１１】米国特許公報２００８−００５６９７２
【特許文献１２】米国特許公報２００８−０２２３２１５
【特許文献１３】米国特許公報２００９−０１９３９７０
【特許文献１４】米国特許公報２００８−００１６８６８
【特許文献１５】米国特許公報２００８−００７２７５２
【特許文献１６】米国特許公報２００８−０１５９９３７
【特許文献１７】米国特許公報２００８−０２８６１８９
【特許文献１８】米国特許公報２００９−０２０２４１０
【特許文献１９】米国特許公報２００９−０２１１４４７
【特許文献２０】米国特許公報２００９−０２３５８２２
【特許文献２１】米国特許公報２０１０−０００５９６６
【特許文献２２】米国特許公報２０１０−００２４４７６
【特許文献２３】米国特許公報２０１０−０００３７５２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
先行技術によるシステムの問題を解決し、分離プロセスのエネルギー消費を大幅に減少させるための分離システムおよび分離プロセスを発展させることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明は、生成ガスを液体流から剥奪し、生成ガスを含む高圧の気体状流出物を生じさせる加圧ガス分離システムあるいはプロセスに関する。本システムは、一般的に第一の方向において１以上の液体流を前記装置に流出させる少なくとも一つの第一の入口および一般的に第二の方向において１以上の高圧ガス流を前記装置に流出させる少なくとも一つの第二の入口を有する、カラムなどの加圧ガス剥奪装置を具備し、高圧ガス流内で生成ガスを剥奪し、少なくとも一つの出口を介して生成ガスを含む高圧の気体状流出物を生じさせる。本システムはさらに、温度を制御するための加熱装置と、カラムに沿って異なる場所に設けられ、前記剥奪装置すなわちカラムに沿って温度を独立的に制御する２以上の熱供給装置とを備える。
【００３５】
また、気体状の混合物から生成ガスを分離して高圧の気体状流出物を生じさせるプロセスであって、前記生成ガスは気体状の混合物に比べて少なくとも１０倍高い分圧を有するプロセスを提供する。前記プロセスは、（ａ）気体状の混合物を吸収装置に導入して液体流と接触させ、生成ガスを液体内で吸収して生成物に富んだ液体を生じさせる工程と；（ｂ）前記生成物に富んだ液体を加圧ガスカラムの少なくとも一つの入口に導入して１以上の高圧ガス流に接触させ、前記生成ガスを前記高圧ガス流内で剥奪して、生成物の少ない液体と生成ガスに富んだ１以上の高圧の気体状流出物を生じさせる工程であって、前記生成ガスは気体状の混合物より高い分圧を有する工程と；（ｃ）前記生成物の少ない液体から熱を回収する工程と；（ｄ）前記生成物の少ない液体の少なくとも一部を工程（ａ）に循環させる工程とからなる。
【００３６】
前記プロセスは、剥奪カラム内で要求されるエネルギーの減少と、高圧および高純度の生成ガス流の生成とを可能にし、その結果、圧縮作業を減らす。
【００３７】
本発明の詳細を以下の本発明の説明に記載する。ここで同様の要素には同様の参照番号が付される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来の技術による二酸化炭素分離用の吸収プロセスの概略図である。
【図２】本発明の一つの態様によるトレー型の加圧ガスカラムを示す図である。
【図３】本発明の一つの態様による充填加圧ガスカラムを示す図である。
【図４】本発明のプロセスの一つの実施形態の概略図である。
【図５】高圧ガス流としてヘプタンを使用し、液体から二酸化炭素を分離し、最終分離プロセスとして凝縮を行う本発明の一つの実施形態の分離プロセスの説明概略図である。
【図６】高圧ガス流としてネオペンタンを使用し、液体から二酸化炭素を分離し、最終分離プロセスとして凝縮および蒸溜を組み合わせて行う本発明の一つの実施形態の分離プロセスの説明概略図である。
【図７】高圧ガス流としてネオペンタンを使用し、液体から二酸化炭素を分離し、最終分離プロセスとして蒸溜する本発明の一つの実施形態の分離プロセスの説明概略図である。
【図８】高圧ガス流としてヘリウムを使用し、最終分離プロセスとして低温凝縮される液体から二酸化炭素を分離し、最終分離プロセスとして低温凝縮を行う本発明の一実施形態の分離プロセスの説明概略図である。
【図９】加圧ガスカラムの剥奪工程と一体化した複数の吸収工程を使用する本発明の他の実施形態の説明概略図である。
【図１０】吸収および剥奪工程を繰り返し使用する本発明の他の実施形態の説明概略図である。
【図１１】二重溶媒を使用し、本発明のプロセスの一つの実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明の加圧ガス分離システムは、第一の方向において１以上の液体流を流出させる少なくとも一つの第一の入口および第二の方向において１以上の高圧ガス流を流出させる少なくとも一つの第二の入口を有する加圧ガス剥奪カラムを備える。カラム内の各流れの方向は同一であるか互いに異なっていてもよいし、互いに変化してもよい。例えば、各流れの方向は、（同一方向において）並流または（反対方向において）互いに逆流であってもよいし、あるいはこれら二極間のどの方向−例えば、互いに直交する方向−であってもよい。また流れどうしの接触は、流れの緊密混合および／または流れの乱流混合を含んでもよい。
【００４０】
分離カラムはさらに、本カラムに沿って異なる位置に設けられた熱交換器あるいは加熱コイルなどの２以上の熱供給装置を備えてもよい。熱供給装置はコイル配列等により互いに接続されてもよい。この場合、熱は、理論上、カラムの長さに沿って無数の異なる位置にまで供給される。あるいは熱供給装置は、剥奪カラムに沿って温度を独立的に制御するための手段により互いに分離されてもよい。接続されているかどうかにかかわらず、この用途の意味の範囲内で、熱供給装置は熱が供給される明確な場所（液体が異なる生成ガス負荷を有する場所）を介して検討あるいは考慮される。このように、複数の異なる場所に熱を供給する単一の連続的な加熱ユニットは、この用途の範囲内において複数の熱源である。熱供給装置はカラムの内部にあっても外部にあってもよく、また均等に離間されるか、あるいはカラムに沿って離間されてもよい。熱供給装置はトレー型カラム内のトレーと一体化していてもよく、あるいは充填カラム内のパッキングと一体化してもよい。
【００４１】
本発明の加圧ガス分離システムにおける第二の入口は１以上の高圧ガス流（少なくとも１０ａｔｍの圧力を有し、多くの場合、少なくとも３０ａｔｍ、５０ａｔｍ、さらには少なくとも１００ａｔｍの圧力を有する）に対応するように設計されている。高圧ガス流は単一の純粋なガス、あるいは異なるガスの混合物から構成されてもよい。また所望の生成ガスの一部を含んでもよい。
【００４２】
図２はトレー型の分離カラム１００または１２０を示し、図３は充填カラム１３０または１４０を示す。本発明の分離カラムの動作において、所望の生成ガスを含む液体は第一の流れとして一端から、例えば、頂部から第一入口を通して第一の方向に、典型的には下流に流れ、カラムに導入される。高圧剥奪ガス流はカラムに導入され、例えば、底部から第二の入口を通して、第一の流れに逆流して流れる。高圧ガス流を使用することによって、気体状の流出物から構成される高圧出力流内の第一の流れから所望の生成ガスを剥奪して回収することが可能となる。
【００４３】
図２および図３に示されたカラムは、図示されるように、一つの供給流入口２８および一つの高圧剥奪ガス流入口１０８のみを有している。しかしながら原理上は、複数の供給流または複数の剥奪ガス流が可能である。さらに、必要に応じて、１以上の副生物（気相生成物あるいは液相生成物）が抽出されてもよい。
【００４４】
図２におけるトレー型のカラム１００では、高二酸化炭素溶液はライン２８を介してカラム１００に入り、剥奪カラム１００は、それぞれが蒸気ライン１０６と関連する加熱コイル１０４を備える、複数のトレー１０２を有する。低二酸化炭素溶液は、ライン３２を介して剥奪カラム１００の底部から抜け出る。高圧剥奪ガスはライン１０８を介して剥奪カラム１００の底部に供給され、生成ガスはライン１１０を介して剥奪カラムの頂部から抜け出る。
【００４５】
図２におけるトレー型のカラム１２０では、高二酸化炭素溶液はライン２８を介してカラム１２０に入り、剥奪カラム１２０は、それぞれが蒸気ライン１０６と関連する外部加熱装置１２４を備える、複数のトレー１０２を有し、液体再循環ライン１２２はトレー１０２を介してカラム１２０から液体を引き込む。低二酸化炭素溶液はライン３２において剥奪カラム１２０の底部から抜け出る。高圧剥奪ガスはライン１０８を介して剥奪カラム１２０の底部に供給され、生成ガスはライン１１０を介して剥奪カラム１２０の頂部から抜け出る。
【００４６】
図３における充填カラム１３０において、高二酸化炭素溶液はライン２８を介してカラム１３０に入り、剥奪カラム１３０は、剥奪カラム１３０の頂部付近に入口１３２と剥奪カラムの底部付近に出口１３４とを備えた内部蒸気回路と、この蒸気回路に沿って設けられた離間加熱コイル１０４とを有する。低二酸化炭素溶液は、ライン３２を介して剥奪カラム１３０の底部から抜け出る。高圧剥奪ガスはライン１０８を介して剥奪カラム１３０の底部に供給され、生成ガスはライン１１０を介して剥奪カラム１３０の頂部から抜け出る。
【００４７】
図３の充填型カラム１４０において、高二酸化炭素溶液はカラム１４０の頂部のライン２８を介してカラム１４０に入る。剥奪カラム１４０は、それぞれが蒸気ライン１０６と関連する外部加熱装置１２４を備える、複数の液体コレクタ部位１４２を有し、液体再循環ライン１２２は対応コレクタ１４２を介してカラム１４０から液体を引き込む。低二酸化炭素溶液は、ライン３２を介して剥奪カラム１４０の底部から抜け出る。高圧剥奪ガスはライン１０８を介して剥奪カラム１４０の底部に供給され、生成ガスはライン１１０を介して剥奪カラム１４０の頂部から抜け出る。
【００４８】
図２および図３それぞれの２対のカラム、１００／１２０および１３０／１４０は、二つの異なる熱供給構造の例を示している。左側のカラム１００および１３０では、カラム１００内の各トレー１０２上あるいはカラム１３０内のパッキングの所定の中間の高さの、カラム１００および１３０の各々の中に存在するコイル１０４などの複数の熱供給装置を介して熱が供給される。右側のカラム１２０および１４０においては、加熱装置１２４を形成する外部熱交換器を通過してライン１０６から複数の熱供給装置１２４により蒸気などの熱が供給され、対応するライン１２２の中間の高さにおいて、カラム１２０または１４０から転換された液体を過熱する。複数の熱供給装置１０４または１２４を使用することにより、さらにカラムに、従来の分離カラムより少ないエネルギーで、ライン１１０を介して高圧出力流を生じさせることが可能となる。
【００４９】
種々の熱供給装置は、本発明の加圧ガスカラムに適している。図２および図３はトレーと充填カラムの両方に関する二つの代表的な例にすぎない。他の機構も可能である。例えば、熱交換手段が構造パッキングに組み入れられてもよいし、あるいは一連の加熱チューブが垂直にパッキングに挿入されてもよい。トレーカラムに関しても同様に、カラム内の一体化加熱要素を介して熱が供給されてもよい。
【００５０】
さらに他の実施例においては、熱は高圧の剥奪ガスを介して供給されてもよい。高圧ガスの顕熱か、高圧ガス流内の水蒸気などの何らかのガス成分の潜熱のどちらかが使用可能である。
【００５１】
カラム用の熱供給装置は少なくとも二つ必要であるが、それを満たせば数は自由に選択できる。カラム内の熱供給装置の数が増えれば増えるほど、分離プロセスの潜在的な熱力学的効率は向上する。
【００５２】
また本発明は、気体状の混合物から生成ガスを分離して高圧の気体状流出物を生じさせるプロセスであって、前記生成ガスは気体状の混合物に比べて少なくとも１０倍高い分圧を有するプロセスを提供する。前記プロセスは、（ａ）液体流と接触する気体状の混合物を吸収装置に導入して、生成ガスを液体内で吸収して生成物に富んだ液体を生じさせる工程と、（ｂ）前記生成物に富んだ液体を加圧ガス剥奪（ＧＰＳ）カラムの少なくとも一つの入口に導入して１以上の高圧ガス流に接触させ、前記生成ガスを前記高圧ガス流内で剥奪して、１以上の生成物の少ない液体と生成ガスに富んだ１以上の高圧の気体状流出物を生じさせる工程であって、前記生成ガスは気体状の混合物より高い分圧を有する工程と、（ｃ）前記生成物の少ない液体から熱を回収する工程と、（ｄ）工程（ａ）に対して、前記生成物の少ない液体の少なくとも一部を循環させる工程と、からなる。
【００５３】
プロセスに対する多くの変形例が可能である。１以上の吸収カラムおよび１以上の加圧ガスカラムは種々に組み合わせて配置してもよい。例えば、加圧ガスカラムは、連続的に接続される一連のカラムすなわち一連の加圧ガスカラムや、連続して接続される従来の剥奪カラムに分割されてもよい。各カラムは異なる圧力および温度で動作してもよい。極端な場合、加圧ガスカラム（トレーあるいは充填式）は連続して接続された従来の一連のカラムに分割されてもよい。こうして各カラムは一つの熱供給源を有することになる。さらに極端な場合、いくつかの従来の剥奪カラムは熱供給源を全く有していない。上述の変形例のうちのいくつかにおいて、剥奪プロセスの熱力学的効率が向上することもあるが、プロセスを不必要に複雑かつ資本集約的にしてしまうこともある。
【００５４】
また、吸収カラムからの生成物に富んだ液体の少なくとも一部は１以上の付加的な吸収カラムに導入され、加圧ガスカラムからのいくらかあるいはすべての気体状の流出物からなるガス流と接触して、いくらかの生成ガスを生成物に富んだ液体内で吸収してもよい。
【００５５】
工程（ａ）の後でかつ工程（ｂ）の前で、本プロセスはさらに、第一の吸収カラムおよび／または付加的な吸収カラムからの生成物に富んだ液体のいくらかあるいはすべてを少なくとも一つのフラッシャに導入して、前記生成物に富んだ液体が加圧ガスカラムに導入される前に生成ガスを除去する工程からなる。本実施形態において、複数のフラッシャが平行に設けられて使用され、吸収カラムからの生成物に富んだ液体はフラッシャを通過するためにいくつかの流れに分かれてもよい。
【００５６】
付加的な特定の実施形態において、さらに、工程（ａ）の後でかつ工程（ｂ）の前に、本プロセスは（ｉ）生成物に富んだ液体の少なくとも一部を、工程（ａ）における吸収装置から少なくとも一つの付加的な吸収装置に導入して、工程（ｂ）における加圧ガスカラムからの気体状の流出物の少なくとも一部からなるガス流と接触させて、生成ガスを生成物に富んだ液体で吸収してさらに、生成物に富んだ液体を生じさせる工程と、（ｉｉ）その後、付加的な吸収装置からのさらなる生成物に富んだ液体を少なくとも一つのフラッシャに導入して、生成物に富んだ液体を工程（ｂ）における加圧ガスカラムに導入する前に、生成ガスの少なくとも一部を回収する工程とからなる。多くの場合１以上の付加的な吸収装置が使用され、これらの吸収装置は連続して設置され、各吸収装置から出た生成物に富んだ液体は後続の吸収装置に導入される。
【００５７】
所望の生成ガスとして二酸化炭素を用いる本発明のプロセスについて以下に説明する。多くの場合、二酸化炭素は炭素質燃料燃焼設備からの燃焼煙道ガス内に存在する。これは単に例示的な目的のためであり、本発明を限定する意図はない。
【００５８】
好適な実施形態において、本プロセスの工程は以下のように配置される、すなわち、吸収、吸着、剥奪（フラッシャ）、高圧ガス剥奪の順番である。このプロセスシーケンスは、交互吸収、剥奪、吸収、剥奪シーケンスの順番の従来のプロセスに比べて大量のエネルギーの節約を行う。例えば、本好適なプロセスにおいて、高二酸化炭素溶液（生成物に富んだ液体）は第一の吸収カラムから第二の吸収カラムに入り、ＧＰＳカラムから出る気体状の流出物から二酸化炭素を吸収する。高二酸化炭素溶液は第二の吸収カラムから一連のフラッシャを介して流出し（必要に応じて）、高圧で純粋な二酸化炭素を生成する。この新しい生成物に富んだ液体（準高濃度溶液）はフラッシャを通過した後、ＧＰＳカラムに入り残存する二酸化炭素を剥奪する。ＧＰＳカラムにおいて、高圧ガス流は底部から導入されて、二酸化炭素を準高濃度溶液から剥奪する。高圧ガスは任意の純粋なガスあるいは任意のガスの混合物であってもよい。高圧の剥奪ガス（あるいはガスの混合物）と一緒に、複数の熱供給装置もＧＰＳカラムに提供され、剥奪プロセスに必要な熱を供給する。ＧＰＳカラムの頂部からの気体状の流出物は、二酸化炭素の混合物および高圧の剥奪ガスであり、上述のように第二の吸収カラムに再循環されて二酸化炭素が除去される。
【００５９】
高圧の剥奪ガス流は液体内の溶媒にとって無害な任意のガスであってもよく、剥奪システムに干渉しない。Ｈｅ、Ａｒ、Ｏ２、Ｎ２、空気およびそれらの混合物などの無機ガス、あるいはＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、Ｃ２Ｈ４などの有機ガス、およびそれらの混合物あるいは有機および無機ガスの混合物のすべてが剥奪ガスとして使用可能である。実質的には剥奪ガスの選択肢は無制限にある。剥奪ガスは通常、底部からＧＰＳカラムに導入されて、さらに少量の二酸化炭素を含んでもよい。選択された剥奪ガスの圧および量には柔軟性がある。圧力の値は、剥奪状態でＧＰＳカラムに入る高濃度溶液の二酸化炭素の平衡分圧に基づいて（常にこの分圧より高い値が）選択される。ＧＰＳカラムに導入された剥奪ガスの量は、ＧＰＳカラムから出た低二酸化炭素溶液内の所望の二酸化炭素負荷によって決定される。
【００６０】
ＧＰＳカラムから出た気体状の流出物は、二酸化炭素（生成ガス）と剥奪気体の混合物である。剥奪気体が窒素（その有用性、低コスト、慣性、および溶媒におけるごく小さい溶解度により実際には好ましい）である場合、その状態は、生成ガスにおける二酸化炭素の分圧が非常に高圧である場合を除き、煙道ガスの分離と同様である。明らかに、窒素からの二酸化炭素の分離に吸収が最善の選択である場合には、同様の吸収プロセスが繰り返し行われて、剥奪気体からの二酸化炭素の分離が可能となる。
【００６１】
図４は、プロセスシーケンス吸収、吸収、剥奪（フラッシャ）、高圧ガス剥奪の１システム１５０の概略図である。生煙道ガス１４が吸収カラム１２の底部に入り、その頂部から清浄な煙道ガス１６が出る一方、低二酸化炭素溶液１８は頂部から吸収カラム１２に入り下流に流れ、ライン２０を介して高二酸化炭素溶液を生成する。高二酸化炭素溶液はポンプ２２を通過してライン２４に至り、第一の吸収カラム１２の底部からの高二酸化炭素溶液（生成物に富んだ液体）は頂部から第二の吸収カラム１５２に入り、ライン１９６、熱交換器１６２、およびライン１５８を介して従来の剥奪カラムすなわちＧＰＳカラム１９２の頂部からカラム１５２の底部に入り、上流に流れる気体状の流出物に含まれる二酸化炭素を吸収する。ライン１６０を介してカラム１５２から出るガスは熱交換器１６２およびライン１９８を介してカラム１９２の底部に至る。第二の吸収装置１５２の底部からの高二酸化炭素溶液（生成物に富んだ液体）はライン１５４および熱交換器１５６に方向づけられ、ライン１６４を介してフラッシャ１６６（あるいは一連のフラッシャ）に入り、高圧二酸化炭素を噴出させる。フラッシャ１６６からライン１７０に入る二酸化炭素は冷却ユニット１７２で冷却され、ライン１７４によって気液分離器１７６に供給され、液体すなわち水はライン１７８から出て、ガスはライン１８０から出る。ライン１８０内のガスはコンプレッサ１８２によってライン１８４でガス用の分離−準備圧にまで圧縮され、システム１５０からの濃縮水はライン１７８を介して除去される。必要な場合には、中間段階の冷却による複数段階の圧縮を使用することができる。フラッシャ１６６（あるいは複数のフラッシャがある場合には最後のフラッシャ）の底部からの準高濃度溶液（生成物に富んだ液体）はライン１６８を介してライン１９０内の結合流に方向づけられ、その後、頂部からＧＰＳカラム１９２に入る。ライン１９８内の高圧の剥奪ガス流はＧＰＳカラム１９２の底部に入り、逆流する生成物に富んだ液体から二酸化炭素を剥奪する。熱交換器１６２内のライン１６０から第二の吸収カラムに出るガスを熱交換した後、上述のように、ＧＰＳカラム１９２からの気体状の流出物は、ライン１５４内の第二の吸収カラム１５２に入る。第二の吸収カラムにおいて、ＧＰＳカラム１９２からの気体状の流出物は、第一の吸収カラムｌ２から生成物に富んだ液体に対して逆流する。二酸化炭素が第二の吸収カラム１５２内の液体によって気体状の流出物から除去された後、現在の低二酸化炭素溶液の気体状流出物は、熱交換器１６２を介して戻り、高圧ガス流としてＧＰＳカラム１９２に再循環される。
【００６２】
本明細書中でＧＰＳカラムという用語は、本発明におけるカラム１００、１２０、１３０、１４０あるいはこれらの変形例に言及する。カラム１９２は好適には、上述のようにＧＰＳカラムである一方、従来のカラムもこのシステムにおいて使用可能であるが、優先的な結果はＧＰＳカラム１００、１２０、１３０、１４０あるいはこれらに僅かな変形を加えたものにより達成されると思われる。
【００６３】
低二酸化炭素溶液はライン１９４を介してカラム１９２から熱交換器１５６およびライン２００に方向づけられ、補給溶媒（アミン）はライン１８中の吸収装置に入り循環が繰り返される前にライン４２を通して低二酸化炭素溶液に付加されてもよい。
【００６４】
上述のように、第一の吸収カラムから出てくる生成物に富んだ液体の一部が１以上の吸収カラムに導入され、ＧＰＳカラムからの気体状の流出物のいくらかあるいはすべてからなるガス流と接触し、より多くの生成ガスを生成物に富んだ液体で吸収してもよい。第一の吸収カラム１２から出てくる生成物に富んだ液体は、制御バルブ１８６およびライン１８８を介して複数の流れに分割され、フラッシャ１６６からライン１６８において結合されライン１９０で結合流を生成する。ＧＰＳカラム１９２からの気体状の流出物における二酸化炭素の分圧（例えば約５ａｔｍ）は、元の気体状の混合物における二酸化炭素の分圧（例えば煙道ガス約０．１５ａｔｍ）よりかなり高い。このように第二の吸収カラム１５２内の液体の作業能力は、第一の吸収カラム１２内の液体の作業能力よりかなり高い。ＧＰＳカラム１９２からの気体状の流出物に含まれる二酸化炭素を吸収するために、第一の吸収カラム１２から出てくる少量の生成物に富んだ液体のみを使用することが可能である。一連のフラッシャが使用される場合、第一の吸収カラム１２から出てくる生成物に富んだ液体の残りは、ライン１８８あるいは所定のフラッシャを介して直接、ＧＰＳカラム１９２に入ることが可能となる。この結果、第二の吸収カラム１５２から出てくる生成物に富んだ液体の最終負荷は、第一の吸収カラム１２から出てくる生成物に富んだ液体の最終負荷より高い場合がある。液体におけるより高い二酸化炭素の負荷は、ストリッパ（フラッシャ）のより高い平衡二酸化炭素圧力に転換される。
【００６５】
図４は、吸収および剥奪の繰り返し工程を使用する本発明のプロセスの実施形態の一例である。この例では、第一の吸収カラムからの生成物に富んだ液体は二つの流れに分割される。もちろん高二酸化炭素溶液の分割は必要ない。図４は二つの連続的な吸収カラムのみを示している。しかしながら、必要に応じて、複数の（２以上の）連続的な吸収および剥奪構造も可能である。この場合、以下のような順番で配置される。すなわち、吸収、…、吸収、吸収、剥奪（フラッシング）、剥奪、…、剥奪、である。
【００６６】
本発明のある実施形態において、本プロセスはさらに、工程（ｂ）の後に、加圧ガスカラムからの高圧の気体状の流出物に、少なくとも一つの最終剥奪プロセスを施して生成ガスを精製する工程を含む。原理上は、気体状の流出物から生成ガスを分離させるために多くの分離方法を使用することが可能である。例えば、最終の分離プロセスは凝縮、極低温凝縮、蒸溜、吸収、および／または吸着の工程のうちの１以上の工程、あるいはこれらの組み合わせを順次あるいは並行して行う工程を含む。
【００６７】
ＧＰＳカラムに入ってくる高圧ガス流で用いられる剥奪ガスは、生成ガスに比べてかなり高い沸点を有する。またこのような剥奪ガスすなわち生成ガスは、凝縮を介して容易に分離可能である。図５は多くの可能なフローチャートの一例である。図５に示されるシステム２１０を備えた実施形態において、ヘプタン蒸気は高圧ガス流内の剥奪ガスとして使用される。
【００６８】
図５において、上述のように、高二酸化炭素溶液はライン２８の頂部でカラム１００に入り、低二酸化炭素溶液はライン３２の底部から出る。さらにカラム１００が示されているが、任意のカラム１２０、１３０、１４０あるいはこれらの変形例が使用可能である。剥奪気体はライン１０８を介してカラム１００に入り、ライン１１０を介してカラム１００の頂部から出る。  ライン１１０は、ユニット２１２およびライン２１４を介して第一の位相分離器２１６に通じる。水は分離器２１６からライン２２２に流出し、ガスはライン２１８からコンプレッサ２２４に出て、ライン２２６に向かい、さらに後続の位相分離器２２８に入る。ライン２２０は分離器２１６からエクスパンダ２４０を通過してさらにライン２４２を介して位相分離器２４４に至る。水は分離器２２８からライン２３０に流出し、ガスはライン２３４を介してコンプレッサ２２４に出て、ライン２２６に向かい、さらに後続の位相分離器２２８に入る。ライン２３２は分離器２２８からエクスパンダ２４０を通過し、さらにライン２４２を介して位相分離器２４４に入る。所望の動作パラメータに従い、より多いあるいはより少数の位相分離器２２８をシステム２１０に組み入れることが可能である。最終分離器２２８は、高圧二酸化炭素を供給するライン２６４を有する。分離器２４４は、コンプレッサ２５０に延長し、さらに一連の第一の分離器から出たライン２１８と結合するライン２５２に延長する出口ライン２４６を有しているが、後続のライン２３４と直接、結合することも可能である。分離器２４４は、ユニット２５２を介してライン２５４を通過し、さらに蒸気ライン２５６を備えた熱交換器として示される熱源２６０に至る出口ライン２４８を備える。高圧ライン１０８は熱源２６０から出ている。
【００６９】
剥奪ガスと生成ガスとの間の揮発差が著しく不十分である場合、凝縮だけでは十分ではなく、純粋な生成ガスを得るのに蒸溜カラムが必要となることもある。図６は、純粋なネオペンタンが剥奪ガスとして使用されるシステム２７０の一例を示している。ネオペンタンは標準沸点（約３０°Ｃ）が二酸化炭素より高いため、比較的容易に二酸化炭素を分離できる。
【００７０】
図６では上述のように、高二酸化炭素溶液がカラム１００の頂部からライン２８に入り、低二酸化炭素溶液がカラム１００の底部からライン３２に出る。さらに、カラム１００が再度、示されているが、任意のカラム１２０、１３０、１４０あるいはこれらの変形例も使用することができる。剥奪ガスはライン１０８からカラム１００に入り、カラム１００の頂部からライン１１０に入る。ライン１１０はユニット２１２およびライン２１４を介して第一の位相分離器２１６に至る。水は分離器２１６からライン２２２に流出し、ガスはライン２１８に出る。ライン２２０は分離器２１６からエクスパンダ２４０を介して、さらにライン２４２を介して位相分離器２７２に向かう。水は分離器２７２からライン２７６に流出し、ガスはライン２７４に出る。ライン２７８は分離器２７２からエクスパンダ２８０を介して位相分離器２８２に向かう。水は分離器２８２からライン２８４に流出し、ガスはライン２８８に出る。分離器２８２は、ユニット２９０を介してライン２９２を通過し、さらに蒸気ライン２５６を備えた熱交換器として示される熱源２６０に至る送出ライン２８６を備える。高圧ライン１０８は熱源２６０から出ている。ガスライン２８８はコンプレッサ２９４を通ってライン２９６に至る。ライン２９６はライン２７４と結合してライン２９８を形成し、さらにコンプレッサ３００に至る。ライン３０２内のコンプレッサ３００の送出ラインはライン２１８と結合してライン３０４を形成する。このライン３０４は、蒸溜カラム３１０に至る送出ライン３０８を有するコンプレッサ３０６に至る。カラム３１０の底部に設けられた送出ライン３１２は部分的にライン１１０と結合可能であり、蒸気ライン３１８を備えた熱交換器であってもよい加熱ユニット３１４を介してカラム３１０に再循環される。カラム３１０の送出ライン３２０は、カラム３１０に延びる再循環ライン３２４を有するユニット３２２を備えるシステムから高圧二酸化炭素を供給する。３つの位相分離器２１６、２７２、および２８２が示されるが、個数はそれ以上でもそれ以下でもよく、分離器は所望の動作パラメータに従って示されるように、効率的にシステム２７０に組み入れることが可能である。
【００７１】
図６では、ＧＰＳカラム１００の頂部から送出される生成ガスが冷却されてネオペンタンと水が凝縮される。水とネオペンタンの非混和性によって、これらをデカンタで分離することが可能である。凝縮されたネオペンタン液は依然として大量の二酸化炭素を含んでいることもある。この液体は圧力下にあるためエクスパンダを介して膨張し、その圧力と温度が低下する。膨張した後、その流れは二酸化炭素によって濃縮した気相と、ネオペンタンによって濃縮した液相を含むようになる。図示されるようにこのような一連の凝縮器およびエクスパンダを使用することが可能であり、高純度のネオペンタンが得られる。二酸化炭素中で濃縮した気相も高圧下にあり、いくらかのネオペンタンを含む。高純度の二酸化炭素を得てネオペンタン損失を減少させるためには、蒸溜カラム３１０あるいは一連のカラム３１０が所望されることもある。
【００７２】
剥奪ガスの沸点が生成ガスの沸点と近似している場合（低比揮発係数）、分離プロセスは十分でないこともあり、一連の蒸溜カラムが要求されることもある。図７は、３つの蒸溜カラムを使用して純粋な二酸化炭素とネオペンタンを得るシステム３５０の一例を示している。システム３５０における吸収カラム１２およびＧＰＳカラム１３０の詳細は上述の通りである。カラム１３０が図示されているが、任意のカラム１００、１２０、１４０あるいはそれらの変形例も使用可能である。剥奪ガスはライン１０８からカラム１３０に入り、カラム１３０の頂部から、上述のライン５２と類比されることも可能なライン１１０に出る。ライン１１０は冷却ユニット５６を通過し、その後、カラム１３０に戻ってもよく（ここでは図示せず）、さらにライン３５２を介して第一の蒸溜カラム３５４に至る。ガスはカラム３５４からライン３５６に出て、ユニット３５８はカラム３５４に戻ってもよい。ライン３５６は、第三の蒸溜カラム３７８からライン３８０に出て、その後、ライン３６０から第二の蒸溜カラム３６２に入るガスと結合する。高圧二酸化炭素は第二の蒸溜カラム３６２に出て、ユニット３６６は戻りライン３６８をカラム３６２に提供する。第一のカラム３５４からライン３５５に出る液体はユニット３５７を介してカラム３５４に再循環されてもよいし、あるいは第二の蒸溜カラム３６２からの送出ライン３７０と結合して、ライン３７６を介して第三の蒸溜カラム３７８に方向づけられてもよい。同様に、第二のカラム３６２からライン３７０に出る液体はユニット３７２を介してライン３７４からカラム３６２に再循環されてもよいし、あるいは第一の蒸溜カラム３５４からの送出ライン３５５と結合して、ライン３７６を介して第三の蒸溜カラム３７８に方向づけられてもよい。第三のカラム３７８のガス送出ライン３８０はユニット３８２を介してカラム３７８に戻されてもよいし、あるいは上述のように、送出ライン３５６と結合してライン３６０を形成してもよい。第三の蒸溜カラム３７８の液体出口３８４は部分的に、蒸気ライン３８８を備えた熱交換器３８６などの熱源３８６を介してカラム３７８に再循環されてもよいし、また部分的に、ポンプ３９０を介して、さらにライン３９２を介して蒸気ライン３９６を備えた熱交換器として形成される熱源３９４に方向づけられてもよい。このときライン１０８は熱源３９４から出る。
【００７３】
図７は多数の実現可能な蒸溜シーケンスのうち一を示しているにすぎない。他の異なるシーケンスも可能である。原理上は、二酸化炭素およびネオペンタン（または何らかの二成分混合物）を分離するには、それらが共沸混合物を構成しない限り一つのカラムで十分である。しかしながら、これらの蒸溜シーケンスにおいて熱力学的効率は異なるだろう。
【００７４】
上述の３つの実施形態は生成ガスより揮発性が低い剥奪ガスに関する。Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２、などのガス、あるいはそれらの混合物、あるいは空気は二酸化炭素より低い沸点を有する。これらが剥奪ガスとして使用される場合、剥奪ガス生成物が冷却されるとまず二酸化炭素が凝縮されるだろう。生成ガスにおける二酸化炭素の分圧が三重点で二酸化炭素の蒸気圧（５．１ａｔｍ）より高い場合、二酸化炭素は液体に凝縮されるだろう。液体の分圧が三重点で蒸気圧よりも低い場合、液体は固体（ドライアイス）に凝縮されるだろう。図８のシステム４００は、Ｈｅが剥奪ガスとして用いられるときに剥奪ガス生成物から二酸化炭素を分離する一例である。このプロセスにおいて、剥奪ガス生成物が冷却されると剥奪ガス生成物から水蒸気が除去される。その後さらに冷却され、初期分圧が５．１ａｔｍより高い場合には液体の二酸化炭素が除去される。生成ガスにおける二酸化炭素が５．１ａｔｍより低い場合には、すべての二酸化炭素が個体（霜降り現象あるいは逆昇華と称される）に凝縮されるだろう。本例では単純な凝縮工程のみを使用した。単純な凝縮が不十分な場合、純粋な二酸化炭素を得るために極低温蒸溜プロセスが用いられる。
【００７５】
図８は極低温分離プロセスに必要とされる任意の冷蔵システムを示してはいない。しかしながら、このような設計は当業者にとって自明である。具体的には図８において、上述のように高二酸化炭素溶液はライン２８を介してカラム１００の頂部に入り、低二酸化炭素溶液はライン３２を介してカラム１００の底部から出る。さらに、カラム１００が再度、示されているが、任意のカラム１２０、１３０、１４０あるいはこれらの変形例も使用することができる。剥奪ガスはライン１０８からカラム１００に入り、カラム１００の頂部からライン１１０に入る。ライン１１０は熱交換器４０２に至り、さらにライン４０６を通って第一の位相分離器すなわち冷却装置４０８に至る。水は分離器４０８からライン４１０に流出し、ガスはライン４１２に出る。ライン４１２は熱交換器４１４に至り、ライン４１６を介して第二の位相分離器すなわち冷却ユニット４１８に至る。ここで液体二酸化炭素は分離器４１８からライン４２０に流出し、ガスはライン４２２に出る。ライン４２２は熱交換器４２４に至り、その後、ライン４２６を介して第三の位相分離器すなわち冷却ユニット４２８に至る。ここで液体／固体二酸化炭素は分離器４２８からライン４３２に流出し、ガスはライン４３０に出る。ライン４３０は熱交換器４２４に延長し、ライン４３４を介して交換器４１４に、さらにライン４３６を介して交換器４３８に延長し、最終的に熱源２６０に至る。熱源２６０は蒸気ライン２５６を備えた熱交換器の形態を取り、ライン１０８が熱源２６０から出ている。
【００７６】
図９は、繰り返された吸収／剥奪プロセスとＧＰＳカラムの両方を用いて、生成ガスとしての二酸化炭素をガス状の混合物から回収する場合の一例を示す概略図である。しかしながら、ここで第一の吸収カラムから出た生成物に富んだ液体のすべてが第二の吸収カラムに導入される。第二の吸収カラムから出た生成物に富んだ液体は高負荷を有し、一連のフラッシャを介して（図９には３つのフラッシャが示される）高圧純粋生成ガス流を生成することが可能になるだろう。フラッシャを出た後、溶液中の二酸化炭素の負荷は減少する。その後、より少量の高二酸化炭素溶液がＧＰＳカラムに導入され、剥奪ガスと二酸化炭素の混合物が生成される。熱が二酸化炭素を含まない（少量の二酸化炭素を含むこともある）溶液と交換された後、生成ガス混合物は第二の吸収カラムに再循環される。ＧＰＳプロセスが終了して熱が高二酸化炭素溶液と交換された後に、ストリッパからの低二酸化炭素溶液は第一の吸収装置に再循環され、新しい循環が開始する。
【００７７】
具体的には、図９のシステム４５０においては上述のシステムと同様に、生煙道ガス１４が吸収カラム１２の底部に入り、その頂部から清浄な煙道ガス１６が出る一方、低二酸化炭素溶液１８が頂部から吸収カラム１２に入り、その後、低二酸化炭素溶液１８はカラムの下部に流れて高二酸化炭素溶液を生成し、その高二酸化炭素溶液はライン２０に出る。この高二酸化炭素溶液はポンプ２２を通過してライン２４に入り、高二酸化炭素溶液（生成物に富んだ液体）が第一の吸収カラム１２の底部から第二の吸収カラム１５２の頂部に入り、上流方向に流れるガス状の流出物に含まれる二酸化炭素を吸収する。この高二酸化炭素溶液は、従来の剥奪カラムすなわちＧＰＳカラム１９２の頂部からライン１９６を通り、さらに熱交換器１６２とライン１５８を介してカラム１５２の底部に入る。ライン１６０を介してカラム１５２から出るガスは熱交換器１６２およびライン１９８を介してカラム１９２の底部に至る。第二の吸収装置１５２の底部から入った二酸化炭素が充填された高二酸化炭素溶液（生成物に富んだ液体）はライン１５４と熱交換器１５６とを介して、ここでは一連のフラッシャ１６６の第一のフラッシャ１６６に入り、ライン１６４から高圧二酸化炭素を噴出させる。フラッシャ１６６からライン１７０に入る二酸化炭素は冷却ユニット１７２で冷却され、ライン１７４によって気液分離器１７６に供給され、液体すなわち水はライン１７８から出て、ガスはライン１８０から出る。ライン１８０内のガスはコンプレッサ１８２によってライン１８４でガスの分離−準備圧にまで圧縮され、システム１５０からの濃縮水はライン１７８を介して除去される。第一のフラッシャ１６６からの出口ライン１６８は、一連のフラッシャ１６６の第二のフラッシャ１６６に入る。二酸化炭素は第二のフラッシャ１６６からライン１７０や後続のフラッシャ１６６に入り、各冷却ユニット１７２で冷却され、ライン１７４によって気液分離器１７６に供給され、液体すなわち水はライン１７８に出てガスはライン１８０に入り、ライン１８０内のガスはコンプレッサ１８２で圧縮され、その後、図示されるように上流のフラッシャ１６６の送出ライン１７０で合流する。このように中段冷却を備えた多段圧縮は下流のフラッシャ１６６からその使用が開始される。準高二酸化炭素溶液（生成物に富んだ液体）は最後のフラッシャ１６６の底部からＧＰＳカラム１９２の頂部に方向づけられる。ライン１９８内を流れる高圧の剥奪ガス流はＧＰＳカラム１９２の底部に入り、逆流する生成物に富んだ液体から二酸化炭素を剥奪する。第二の吸収カラムからライン１６０を介して出たガスを熱交換器１６２で熱と交換した後、上述のようにＧＰＳカラム１９２からの気体状の流出物は第二の吸収カラム１５２に入ってライン１５４に至る。第二の吸収カラムにおいて、ＧＰＳカラム１９２からの気体状の流出物は、第一の吸収カラム１２からの生成物に富んだ液体に対して逆流する。第二の吸収カラム１５２内の液体によって二酸化炭素が気体状の流出物から除去された後、低二酸化炭素の気体状の流出物が熱交換器１６２を介して戻され、高圧ガス流としてＧＰＳカラム１９２に再循環される。低二酸化炭素溶液はカラム１９２からライン１９４を介して熱交換器１５６に至り、冷却装置４０を介してライン２００に至り、補給溶媒（アミン）はライン１８を介して吸収装置に入り循環が繰り返される前に、ライン４２を介して低二酸化炭素溶液に入る。
【００７８】
図１０のシステム５００は他の実施形態である。図１０では、ＧＰＳカラムと繰り返し吸収／剥奪の両方が使用されている。しかしながら本構成においては、第一の吸収装置１２からの生成物に富んだ液体のうちごく少量のみが第二の吸収カラム１５２に導入される。この液体の残りはさらに分割されて、負荷によっては直接、フラッシャあるいはＧＰＳカラムに方向づけられる。理想的には生成物に富んだ液体内の生成ガス負荷はフラッシャに入る生成ガス負荷より高いが、上流の隣接するフラッシャに入る生成ガス負荷よりは低い。実質的にシステム５００は、その大部分がライン１８８を介して、さらに熱交換器５０２を介してライン５０４に向かうバルブ１８６に含まれるライン２４を除いては、上述のシステム４５０と同様である。ライン５０４は複数の制御バルブ５０６と複数のライン５０８を介して後続のフラッシャ１６６の複数の入力ライン１６８と結合し、バルブ５１０およびライン５１２を介してＧＰＳカラム１９２の入力ライン１６８に至る。送出ライン１９４は熱交換器５０２に至る制御バルブ５１６およびライン５２６を含み、熱交換器５０２からのライン５２８は熱交換器１５６からのライン２００と結合する。送出ライン１９４はまた、熱交換器１５６に通じるライン５２０に通じている。これらを加える事によって、システム４５０に対するシステム５００のより大きな制御の可能性が提供される。
【００７９】
図１１は二つの独立した吸収溶媒が用いられるシステム６００を示す。このシステム６００は、二つの別々の溶媒をそれら独自の動作環境に対して最適化することによって、より柔軟性を増す。このような環境において、本発明のプロセスはさらに、ＧＰＳカラムから第二の吸収装置にガス流出物を導入し、そのガス流出物を第一の吸収カラムで使用されたものとは異なってもよい複数の第二の液体／吸収溶媒と接触させる付加的工程を備える。生成ガスは第二の液体に吸収され、生成物に富んだ第二の溶液を生じさせる。この第二の溶液はその後、少なくとも一つのフラッシャに導入されてガス流を回収してもよい。図１１のシステム６００では特に、上述のシステムのように、生煙道ガス１４は吸収カラム１２の底部に入り、清浄な煙道ガス１６がその頂部から出る一方、低二酸化炭素溶液１８は頂部から吸収カラム１２に入ってから下流に流れ、ライン２０に出る高二酸化炭素溶液を生成する。高二酸化炭素溶液はポンプ２２を通過してライン２４に入り、高濃度溶液（生成物に富んだ液体）が第一の吸収カラム１２の底部から出る。大部分が図６によって上述されているように、高二酸化炭素溶液はライン２８からカラム１００の頂部に入り、低二酸化炭素溶液は底部からライン３２に出る。さらにカラム１００が図示されているが、任意のカラム１２０、１３０、１４０あるいはこれらの変形例が使用可能である。システム６００独自の特徴は、独立した吸収溶媒を用いるＧＰＳカラムの後で第二の吸収カラムを使用することにある。特に、高濃度の剥奪ガスは、ライン６０２を介してＧＰＳカラム１００に出て、熱交換器６０４を通過してライン６０６を介してポンプ６０８に至り、ライン６１０を介して第二の吸収カラム６２０に入る。低濃度の剥奪ガスは、ライン６２２を介して第二の吸収カラム６２０から出て熱交換器６０４を通過し、さらにライン６２４を介してポンプ６２６に方向づけられ、ライン６２８を介してＧＰＳカラムに入る。二酸化炭素が負荷された高二酸化炭素溶液（生成物に富んだ液体）は第二の吸収装置６２０の底部からライン６３０、ポンプ６３２、ライン６３４を介して熱交換器１５６に至り、さらにライン１６４を介してフラッシャ１６６に入り、高圧二酸化炭素を噴出させる。フラッシャ１６６からライン１７０に入る二酸化炭素は冷却ユニット１７２で冷却され、ライン１７４によって気液分離器１７６に供給され、液体すなわち水はライン１７８から出て、ガスはライン１８０から出る。ライン１８０内のガスはコンプレッサ１８２によってライン１８４でガス用の分離−準備圧にまで圧縮され、システム１５０からの濃縮水はライン１７８を介して除去される。フラッシャ１６６からの出口ライン６３６はポンプ６３８を通過して、さらにライン６４０を介して  熱交換器１５６に至り、その後、ライン６４４を通過して交換器６４６で冷却され、ライン６４８を介して第二の吸収カラム６２０に入る。必要であれば、付加的な溶媒をライン６５０に添加することが可能である。
【００８０】
本願の代表的な図面である図１から１１には、すべての送風装置あるいはポンプあるいはバルブが図示されているわけではない。なぜなら当業者にとってこれらの使用は周知であるからである。これらの図面ではこれらの要素の代表例のみが具体的に図示され、動作システムにおいてこれらの存在を証明している。さらに同様の動作システムで使用される制御器やシステムセンサは図示されてはいないが、当業者にとって既知である。
【００８１】
コンピュータによるシミュレーションが本発明のプロセスに関して行われ、５つの代表的なプロセスがシミュレーションされた。コンピュータ・シミュレーションはすべて平衡計算に限定された。動力学シミュレーション（あるいはレートベースと呼ばれる）は行われなかった。第一の２つのプロセスは共に従来の吸収／剥奪プロセスであり、一方はＭＥＡ（メチルエタノールアミン、３０ｗｔ％）を使用し、他方はＭＤＥＡ（メチルジエタノールアミン、５０ｗｔ％）を使用する。第三のプロセスは３０％ＭＥＡ溶液を溶媒として用い、ネオペンタンを剥奪ガスとして用いる。凝縮／蒸溜複合剥奪方法（第二の実施形態）はネオペンタンおよび二酸化炭素を分離させるために使用された。第四および最後のプロセスはともにＧＰＳ／繰り返し吸収プロセスを用いる。第四のプロセスはＭＥＡを溶媒として使用し、最後のプロセスはＭＤＥＡ／ＭＥＡ（４０％／１０％）混合物を溶媒として使用する。これらのシミュレーションにおいて、本発明のプロセスのすべての実施形態では、従来のプロセスと比較してエネルギー性能が改善された。ＧＰＳ／吸収を伴うＭＤＥＡ／ＭＥＡ混合溶媒は、これらのシミュレーションにおける最高のエネルギー性能を達成した。これは、ＭＤＥＡの吸収熱が小さく吸収能力が高いことから予想される。シミュレーションされたプロセス状態（最適化はされていない）では、本発明によるプロセスは、現在のＭＥＡベースの二酸化炭素回収システムと比べて熱消費を約３０％、減少させることが可能であり、また圧縮作業を約９０％、減少させることが可能である。各構成要素を比較すると、本発明によるＧＰＳ／繰り返し吸収プロセスが剥奪熱を約７８％、減少できることは明白である。
【００８２】
上記の記載および添付の図面は本発明を例示するものであり、本発明はそれらに限定されない。本発明の精神や範囲から逸脱しない限り、本発明に対して多くの変形例が可能である。本発明の範囲は添付の請求の範囲およびその相当物によって定義される。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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