(57)【要約】【課題】二酸化炭素等の酸性ガスの回収量や吸収速度が高く、特に、高温度下での酸性ガスの脱離性に優れた酸性ガス吸収剤、並びにこれを用いた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】実施形態の酸性ガス吸収剤は、下記一般式（１）で表される第２級アミン化合物の少なくとも１種と、界面活性剤及び／又はアルコールからなる添加剤とを含有する。【化１】2015071136.tif 000009・・・（１）（上記式（１）中、環Ａは炭素数３以上１０以下の環構造を表し、Ｒ１はヒドロキシアルキル基を表す。）【選択図】図１
2015071136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される第２級アミン化合物の少なくとも１種と、界面活性剤及び／又はアルコールからなる添加剤とを含有することを特徴とする酸性ガス吸収剤。
【化１】
2015071136.tif 000007
・・・（１）
（上記式（１）中、環Ａは炭素数３以上１０以下の環構造を表し、Ｒ１はヒドロキシアルキル基を表す。）
【請求項２】
前記一般式（１）で示される第２級アミン化合物において、Ｒ１が２−ヒドロキシエチル基である請求項１記載の酸性ガス吸収剤。
【請求項３】
前記一般式（１）で示される第２級アミン化合物において、環Ａで示される環構造がシクロペンチル基又はシクロヘキシル基である請求項１又は２記載の酸性ガス吸収剤。
【請求項４】
前記一般式（１）で示される第２級アミン化合物の含有量が１０〜５５質量％である請求項１乃至３のいずれか１項記載の酸性ガス吸収剤。
【請求項５】
前記界面活性剤の含有量が、１〜２０００ｐｐｍである請求項１乃至４のいずれか１項記載の酸性ガス吸収剤。
【請求項６】
前記界面活性剤が、パーフルオロアルキル基を有するノニオン性のフッ素系界面活性剤である請求項１乃至５のいずれか１項記載の酸性ガス吸収剤。
【請求項７】
前記アルコールがポリオールである請求項１乃至６のいずれか１項記載の酸性ガス吸収剤。
【請求項８】
前記アルコールの沸点が１５０℃以上である請求項１乃至７のいずれか１項記載の酸性ガス吸収剤。
【請求項９】
アルカノールアミン類および／または下記一般式（２）で表されるヘテロ環状アミン化合物からなる反応促進剤をさらに含有し、前記反応促進剤の含有量が１〜２０質量％である請求項１乃至８のいずれか１項記載の酸性ガス吸収剤。
【化２】
2015071136.tif 000008
・・・（２）
（上記式（２）中、Ｒ２は水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ３は炭素原子に結合した炭素数１〜４のアルキル基を表す。ｎは１〜３の整数を表し、ｍは１〜４の整数を表し、ｐは０〜１２の整数を表す。ｎが２〜３の場合には、窒素原子同士は直接結合していない。）
【請求項１０】
前記アルカノールアミン類が２−（イソプロピルアミノ）エタノール及び２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項９記載の酸性ガス吸収剤。
【請求項１１】
前記ヘテロ環状アミン化合物がピペラジン類からなる群より選ばれる少なくとも一種を
含む請求項９又は１０記載の酸性ガス吸収剤。
【請求項１２】
前記ピペラジン類が、ピペラジン、２−メチルピペラジン、２，５−ジメチルピペラジン及び２，６−ジメチルピペラジンからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項１１記載の酸性ガス吸収剤。
【請求項１３】
酸性ガスを含有するガスと、請求項１乃至１２のいずれか１項記載の酸性ガス吸着剤とを接触させて、前記酸性ガスを含むガスから酸性ガスを除去することを特徴とする酸性ガス除去方法。
【請求項１４】
酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する酸性ガス除去装置であって、
請求項１乃至１２のいずれか１項記載の酸性ガス吸収剤を収容し、酸性ガスを含有するガスと前記酸性ガス吸着剤とを接触させて前記ガスから酸性ガスを除去する吸収塔と、
前記吸収塔で吸収された酸性ガスを有する酸性ガス吸収剤を収容し、前記酸性ガス吸着剤から酸性ガスを除去して、前記吸収塔で再利用する酸性ガス吸着剤を再生する再生塔と、を有する酸性ガス除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、酸性ガス吸収剤、並びにこれを用いた酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球の温暖化現象の一因として二酸化炭素（ＣＯ２）濃度の上昇による温室効果が指摘され、地球規模で環境を守る国際的な対策が急務となっている。ＣＯ２の発生源としては産業活動によるところが大きく、その排出抑制への機運が高まっている。
【０００３】
ＣＯ２をはじめとする酸性ガスの濃度の上昇を抑制するための技術としては、省エネルギー製品の開発、排出する酸性ガスの分離回収技術、酸性ガスの資源としての利用や隔離貯留させる技術、酸性ガスを排出しない自然エネルギーや原子力エネルギーなどの代替エネルギーへの転換などがある。
【０００４】
現在までに研究されてきた酸性ガス分離技術としては、吸収法、吸着法、膜分離法、深冷法などがある。中でも吸収法は、ガスを大量に処理するのに適しており、工場や発電所への適用が検討されている。
【０００５】
したがって、化石燃料を使用する火力発電所などの設備を対象に、化石燃料（石炭、石油、天然ガス等）を燃焼する際に発生する排ガスを化学吸収剤と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ２を除去して回収する方法、さらに回収されたＣＯ２を貯蔵する方法が世界中で行われている。また、化学吸収剤を用いてＣＯ２以外に硫化水素（Ｈ２Ｓ）等の酸性ガスを除去することが提案されている。
【０００６】
一般に、吸収法において使用される化学吸収剤としてモノエタノールアミン（ＭＥＡ）に代表されるアルカノールアミン類が１９３０年代ころから開発されており、現在も使用されている。この方法は、経済的でありまた除去装置の大型化が容易である。
【０００７】
既存に広く使用されるアルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、２−アミノ−２−メチルプロパノールアミン、メチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、プロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノ−１−メチルエタノールなどがある。
【０００８】
特に、１級のモノエタノールアミンは、反応速度が速いため広く使用されてきた。しかし、この化合物は、腐食性を有しており、劣化し易く、また再生に要するエネルギーが高いという課題がある。一方、３級のメチルジエタノールアミンは、腐食性は低く、また再生に要するエネルギーも低いものの、吸収速度が低いという欠点を有する。したがって、これらの点を改善した、新しい吸着剤の開発が要求されている。
【０００９】
近年、酸性ガスの吸収剤として、アミン系化合物の中でも、特に構造的に立体障害を有するアルカノールアミンに対する研究が盛んに試みられている。
立体障害を有するアルカノールアミンは、酸性ガスの選択度が非常に高く、また再生に要するエネルギーが少ないという長所を有している。
【００１０】
また、アミン化合物が有する立体障害は、二酸化炭素吸収時の生成物に対する影響が大きく、低反応熱を示す重炭酸イオンの生成に有利に働くことが知られている。立体障害による反応熱の低減の効果を得られるアミン化合物として、例えば、２−（２−ブチルアミノ）エタノールが知られている。２−（２−ブチルアミノ）エタノールは、窒素原子に結合した一つの炭素原子に、二つのアルキル基が結合した分岐構造を有しており、その立体障害により、二酸化炭素（ＣＯ２）等の酸性ガスに対して高い反応性を得ることができ、高い酸性ガス吸収量を得られるという利点がある。
【００１１】
立体障害を有するアミン系化合物の反応速度は、その立体構造によって決定される反応の障害の程度に依存する。
【００１２】
一方、アルカノールアミン類とは異なる構造を有するアミン系化合物として、環状アミンを吸収剤として使用する方法も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−３０７５１９号公報
【特許文献２】特許第２８７１３３４号公報
【特許文献３】特開２０１２−１４３７４５号公報
【特許文献４】米国特許４１１２０５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、これらの技術でも、酸性ガス吸収量や酸性ガス吸収速度などの酸性ガス吸収能力に関してはいまだ不十分であり、ガス吸収能力のさらなる向上が求められている。
【００１５】
また、酸性ガス吸収剤は、酸性ガスの吸収工程後に加熱することにより、酸性ガスが脱離されて回収される。しかしながら、上記のような、立体障害の大きいアミン化合物を用いた吸収剤は、酸性ガス吸収後、加熱しても、吸収された酸性ガスが十分に脱離されず、酸性ガスの回収量が十分に高められないという問題がある。このため、酸性ガスの吸収性だけでなく、酸性ガスの脱離性に優れた酸性ガス吸収剤が求められている。
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、二酸化炭素等の酸性ガスの回収量や吸収速度が高く、特に、高温度下での酸性ガスの脱離性に優れた酸性ガス吸収剤、並びにこれを用いた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である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
実施形態の酸性ガス吸収剤は、下記一般式（１）で表される第２級アミン化合物の少なくとも１種と、界面活性剤及び／又はアルコールからなる添加剤とを含有する。
【００１８】
【化１】
2015071136.tif 000003
・・・（１）
（上記式（１）中、環Ａは炭素数３以上１０以下の環構造を表し、Ｒ１はヒドロキシアルキル基を表す。）
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態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】
【００２０】
以下、実施形態について詳細に説明する。
実施形態の酸性ガス吸収剤は、下記一般式（１）で表される第２級アミン化合物の少なくとも１種と、界面活性剤及び／又はアルコールからなる添加剤とを含有する。
【００２１】
【化２】
2015071136.tif 000004
・・・（１）
（上記式（１）中、環Ａは炭素数３以上１０以下の環構造を表し、Ｒ１はヒドロキシアルキル基を表す。）
【００２２】
本発明者らは、上記一般式（１）に示す化合物（例えば２−（シクロペンチルアミノ）エタノール）と、界面活性剤及び／又はアルコールからなる添加剤とを含有する酸性ガス吸収剤を用いることで、従来の分岐構造を有するアミノ化合物を用いた酸性ガス吸収剤より、酸性ガスの吸収工程において、高い酸性ガス吸収量及び吸収速度が得られるとともに、酸性ガスの吸収工程後に行われる脱離工程において、より高い酸性ガス脱離量が得られることを見出した。
これにより、酸性ガスの吸収工程及び脱離工程からなる１サイクル当たりの酸性ガスの回収量が高められ、二酸化炭素等の酸性ガスを分離回収するプロセス全体に要するエネルギーを低減することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２３】
すなわち、上記の一般式（１）で表される第２級アミン化合物（以下、第２級アミン化合物（１）と示す。）は、ヒドロキシアルキル基（Ｒ１）が窒素原子に結合しており、さらにこの窒素原子に環状構造が結合した構造を有している。
【００２４】
このように、環状構造が窒素原子に直接結合した第２級アミン化合物（１）は、立体障害の大きい構造を有する。このため、二酸化炭素（ＣＯ２）等の酸性ガスに対し、高い反応性を有し、高い酸性ガス吸収量を得ることができる。
【００２５】
また、一般に、例えばヒンダードアミン等の、アミノ基の水素原子がアルキル基で置換された化合物は、立体障害の大きい構造を有するため、親水性が低く、また、吸収液に配合した場合には、二酸化炭素（ＣＯ２）の吸収や配合量の増大に伴い、粘度上昇が生じ易い傾向がある。特に、上記一般式（１）の第２級アミン化合物は、環状アルキル基が窒素原子に結合した、立体障害の大きい構造を有するため、吸収液の粘度上昇に伴う、酸性ガスの吸収速度の低下や、酸性ガスの脱離性能の低下などの現象が生じ易い。
【００２６】
本発明者が鋭意検討した結果、第２級アミン化合物（１）と、下記に詳述する界面活性剤及び／又はアルコールからなる添加剤とを混合した酸性ガス吸収剤とすることで、吸収剤の粘度上昇による影響が抑制され、環状アルキル基を有する第２級アミン化合物（１）を用いた場合における、二酸化炭素（ＣＯ２）等の酸性ガスの吸収性能及び脱離性能が高められることを見出した。
【００２７】
すなわち、環状アルキル基を有する第２級アミン化合物（１）を用いることで、酸性ガスの吸収性能や吸収速度等の酸性ガス吸収性能が高められるとともに、この第２級アミン化合物（１）を、界面活性剤及び／又はアルコールからなる添加剤と混合して用いることで、酸性ガスの脱離性能が高められる。このため、第２級アミン化合物（１）を、上記した添加剤とともに、例えば水などの溶媒に溶解させることで、吸収工程及び脱離工程からなる１サイクルのローディング量（低温域での吸収工程における酸性ガス吸収量−高温域での脱離工程における酸性ガス吸収量）の大きい酸性ガス吸収剤を得ることができる。このような酸性ガス吸収剤を用いることで、従来よりも低エネルギーで、高純度の二酸化炭素を回収することが可能となり、優れた酸性ガス回収性能を得ることができる。
【００２８】
環Ａは炭素数３以上１０以下の環構造を表し、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基が挙げられる。
【００２９】
窒素原子に環式構造（環Ａ）が結合した構造とすることで、第２級アミン化合物（１）の揮発性が抑えられる。このため、排気ガスを処理する過程で、大気中に放出されるアミン成分の量が低減された酸性ガス除去剤とすることができる。また、窒素原子に環式構造（環Ａ）が結合した構造とすることで、その立体障害により、第２級アミン化合物（１）の二酸化炭素（ＣＯ２）等の酸性ガスとの反応熱が低減され、酸性ガスに対し、高い反応性を得ることができる。
【００３０】
二酸化炭素（ＣＯ２）等の酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤は、１２０℃程度の高温域で加熱して再生される。このため、酸性ガス吸収剤としては、加熱した際に再生塔から放出され難い、高沸点のアミン化合物を用いることが好ましい。第２級アミン化合物（１）において、より高い沸点を得る観点からは、より炭素数の大きい環状アルキル基を有することが好ましいが、環Ａの炭素数が１０を超えると、水などの溶媒に対する溶解性が低下するおそれがある。揮発性を抑制しつつ、良好な溶解性を得る観点から、上記の環式構造の中でも、シクロペンチル基、シクロヘキシル基がより好ましい。
【００３１】
Ｒ１はヒドロキシアルキル基である。二酸化炭素との反応性を向上させる観点からは、炭素数が２〜４のヒドロキシアルキル基が好ましい。Ｒ１の炭素数が４を超えると、第２級アミン化合物（１）と酸性ガスとの反応性が低下するおそれがある。Ｒ１のヒドロキシアルキル基としては、例えば２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、４−ヒドロキシブチル基等を用いることができる。これらのヒドロキシアルキル基は、炭素数が４を超えない範囲で水素原子の一部がメチル基、エチル基で置換されていてもよい。
これらの中でも、２−ヒドロキシエチル基は、最も大きい親水性を得ることができ、また、第２級アミン化合物（１）の溶解性を低減させないため、より好ましい。
【００３２】
第２級アミン化合物（１）としては、具体的には、以下の化合物が挙げられる。すなわち、第２級アミン化合物（１）としては、２−（シクロプロピルアミノ）エタノール、２−（シクロブチルアミノ）エタノール、２−（シクロペンチルアミノ）エタノール、２−（シクロヘキシルアミノ）エタノール、２−（シクロヘプチルアミノ）エタノール、２−（シクロオクチルアミノ）エタノール、３−（シクロプロピルアミノ）プロパノール、３−（シクロブチルアミノ）プロパノール、３−（シクロペンチルアミノ）プロパノール、３−（シクロヘキシルアミノ）プロパノール、３−（シクロヘプチルアミノ）プロパノール、３−（シクロオクチルアミノ）プロパノール、４−（シクロプロピルアミノ）ブタノール、４−（シクロブチルアミノ）ブタノール、４−（シクロペンチルアミノ）ブタノール、４−（シクロヘキシルアミノ）ブタノール、４−（シクロヘプチルアミノ）ブタノール、４−（シクロオクチルアミノ）ブタノールなどが挙げられる。
【００３３】
なお、第２級アミン化合物（１）としては、上記の群より選択された１種の化合物を用いることができ、又は上記の群より選択された２種以上の化合物を混合したものを用いることも可能である。
【００３４】
酸性ガス吸着剤に含まれる第２級アミン化合物（１）の含有量は、１０〜５５質量％であることが好ましい。
一般に、アミン成分の濃度が高い方が単位容量当たりの二酸化炭素の吸収量、脱離量が多く、また二酸化炭素の吸収速度、脱離速度が速いため、エネルギー消費の面やプラント設備の大きさ、処理効率の面においては好ましい。
しかし、吸収液中のアミン成分の濃度が高すぎると、吸収液に含まれる水が、二酸化炭素吸収に対する活性剤としての機能を十分に発揮できなくなる。また、吸収液中のアミン成分の濃度が高すぎると、吸収液の粘度が上昇するなどの欠点が無視できなくなる。
【００３５】
第２級アミン化合物（１）の含有量が５５質量％以下の場合、吸収液の粘度の上昇や、活性剤としての水の機能低下などの現象は見られない。また、第２級アミン化合物（１）の含有量を１０質量％以上とすることで、十分な二酸化炭素の吸収量、吸収速度を得ることができ、優れた処理効率を得ることができる。
【００３６】
第２級アミン化合物（１）の含有量が１０〜５５質量％の範囲にある酸性ガス吸収剤は、二酸化炭素回収用として用いた場合、二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度が高いだけでなく、二酸化炭素脱離量及び二酸化炭素脱離速度も高い。このため、二酸化炭素の回収を効率的に行える点で有利である。第２級アミン化合物（１）の含有量は、より好ましくは２０〜５０質量％である。
【００３７】
第２級アミン化合物（１）は、界面活性剤及び／又はアルコールからなる添加剤と混合して使用する。
【００３８】
第２級アミン化合物（１）を、界面活性剤及び／又はアルコールからなる添加剤と混合して用いることで、酸性ガス吸収剤の表面張力が低減され、吸収剤の粘度上昇に伴う、酸性ガスの吸収速度の低下や、酸性ガスの脱離性能の低下などの現象を抑制することができる。したがって、二酸化炭素（ＣＯ２）等の酸性ガスの吸収性能だけでなく、酸性ガスの脱離性能を向上させることができ、酸性ガスの回収効率を高めることができる。
【００３９】
界面活性剤としては、アニオン性基を有するアニオン性フッ素系界面活性剤、カチオン性基を有するカチオン性フッ素系界面活性剤、アニオン性基とカチオン性基とを併有する両性フッ素系界面活性剤、又はノニオン性フッ素系界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、上記のものをいずれも使用可能であり、公知のものを特に限定することなく用いることができる。
【００４０】
アニオン性界面活性剤としては、公知のものを用いることができるが、例えば、第一級高級脂肪酸塩、第二級高級脂肪酸塩、第一級高級アルコール硫酸エステル塩、第二級高級アルコール硫酸エステル塩、第一級高級アルキルスルホン酸塩、第二級高級アルキルスルホン酸塩、高級アルキルジスルホン酸塩、スルホン化高級脂肪酸塩、高級脂肪酸硫酸エステル塩、高級脂肪酸硫酸エステルスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸スルホン酸塩、高級アルコールエーテルのスルホン酸塩、高級脂肪酸アミドのアルキロール化硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェノールスルホン酸塩、アルキルナフタリンスルホン酸塩、アルキルベンゾイミダゾールスルホン酸塩等が挙げられる。
【００４１】
これらのアニオン性界面活性剤の中で特に好適なものとしては、高級脂肪酸塩、特に炭素原子数が１０〜２０の飽和又は不飽和の高級脂肪酸のアルカリ金属塩を挙げることができ、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、アラキン酸等の飽和脂肪酸、リンデン酸、ツズ酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸等の不飽和脂肪酸、或いはこれらの混合物のアルカリ金属塩を挙げることができる。
【００４２】
カチオン性界面活性剤としては、公知のものを用いることができるが、例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩等を挙げることができる。
【００４３】
ノニオン性界面活性剤としては、公知のものを用いることができるが、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミドエーテル、多価アルコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸ショ糖エステル、アルキロールアミド、ポリオキシアルキレンブロックコポリマー等を挙げることができる。
【００４４】
これらの中でも、ノニオン性界面活性剤は、カチオン性界面活性剤やアニオン性界面活性剤と比較して、金属材料に対する活性が抑制されており、酸性ガス吸収剤としての耐腐食性を低下させることなく、酸性ガスの吸収性能や脱離性能を向上させることができるため、好ましい。
【００４５】
界面活性剤としては、フッ素原子を有するフッ素系界面活性剤を用いることもできる。フッ素系界面活性剤としては、上記と同様、アニオン性フッ素系界面活性剤、カチオン性フッ素系界面活性剤、両性フッ素系界面活性剤、又はノニオン性フッ素系界面活性剤が挙げられ、これらのいずれも使用可能である。
【００４６】
フッ素系界面活性剤としては、具体的には、パーフルオロアルキルアルコール、パーフルオルアルキルスルホン酸等のパーフルオロアルキル基を有する化合物を好適に用いることができる。ここで、パーフルオロアルキル基とは、（ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ−）で示される基であり、アルキル基の全ての水素原子がフッ素原子に置換された基である。
【００４７】
パーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤は、パーフルオロアルキル基同士の分子間力が極めて小さく、極少量を水に溶解又は分散させることで、水の表面張力を著しく低下させることができる。このため、酸性ガスの吸収後における酸性ガスの脱離性を効率的に高めることができ、優れた酸性ガス回収性能を得られるため、好ましい。
【００４８】
特に、パーフルオロアルキル基を有するノニオン性のフッ素系界面活性剤は、金属材料に対する活性が抑制されており、酸性ガス吸収剤としての耐腐食性を低下させることなく、脱離工程における、酸性ガス吸収剤の酸性ガスの脱離性能を、効率的に高められるため、好ましい。
【００４９】
ノニオン性のパーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤としては、具体的には、例えば、「サーフロンＳ−１４１」（製品名、セイミケミカル社製）、「サーフロンＳ−２１１」（製品名、セイケミカル社製）等が好適に用いられる。
【００５０】
なお、界面活性剤としては、上記に列挙した化合物のうちの１種を用いることができ、又は上記に列挙した化合物のうちの２種以上を併用することも可能である。
【００５１】
酸性ガス吸着剤に含まれる界面活性剤の含有量は、界面活性剤の種類等により適宜選択されるが、質量％で、１〜２０００ｐｐｍであることが好ましい。
酸性ガス吸着剤に含まれる界面活性剤の含有量が１ｐｐｍ未満であると、酸性ガスの脱離性を向上させる効果を十分に得られないおそれがある。一方、酸性ガス吸着剤に含まれる界面活性剤の含有量が２０００ｐｐｍを超えると、酸性ガス吸収剤に発泡が生じ易くなる。酸性ガス吸着剤に含まれる界面活性剤の含有量は、質量％で、より好ましくは１０〜１５００ｐｐｍであり、更に好ましくは１０〜１０００ｐｐｍである。
【００５２】
界面活性剤は、そのままの形態で酸性ガス吸収剤に添加してもよいし、又は、例えばアルコール等の、酸性ガスの吸収や脱離に影響を与えない溶媒に添加した溶液として、酸性ガス吸収剤に添加してもよい。
【００５３】
アルコールとしては、炭素数１〜２０の直鎖状又は分岐鎖状のものを用いることができ、水酸基を１個有するものであってもよく、２個以上の水酸基を有するポリオールであってもよい。
【００５４】
ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、エチレングリコールのオリゴマー、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、エチレングリコールのオリゴマーのエーテル、ポリエチレングリコールのエーテル、ポリエチレンオキサイドのエーテル、ポリテトラヒドロフラン等の環状エーテルのオリゴマーやポリマー、及びこれらの誘導体を用いることができる。ポリオールとしては、上記の群より選択された１種を用いてもよく、又は上記の群より選択された２種以上を混合して用いてもよい。
【００５５】
ポリオールは、水に対する溶解性の観点から、分子量が１０，０００未満のものが好ましく、分子量が１，０００未満のものがより好ましい。
【００５６】
二酸化炭素（ＣＯ２）を吸収した酸性ガス吸収剤は、再生塔において、１２０℃程度の高温域で加熱して再生される。このため、添加剤として用いるアルコールは、沸点が１５０℃以上であることが好ましい。アルコールの沸点が１５０℃未満であると、酸性ガス吸収剤を加熱した際に、再生塔からアルコールが放出され易く、酸性ガスの回収処理全体に要するコストが増大するおそれがある。
【００５７】
酸性ガス吸着剤に含まれるアルコールの含有量は、０．１〜２０質量％であることが好ましい。酸性ガス吸着剤に含まれるアルコールの含有量が０．１質量％未満であると、酸性ガスの脱離性を向上させる効果を十分に得られないおそれがある。酸性ガス吸着剤に含まれるアルコールの含有量が２０質量％を超えると、吸収剤の粘度が過度に高くなり、酸性ガスとの反応性がかえって低下するおそれがある。酸性ガス吸着剤に含まれるアルコールの含有量は、より好ましくは０．５〜１０質量％である。
【００５８】
第２級アミン化合物（１）は、アルカノールアミン類及び／又は下記一般式（２）で表されるヘテロ環状アミン化合物（以下、ヘテロ環状アミン化合物（２）と示す。）からなる反応促進剤と混合して使用することが好ましい。
【００５９】
【化３】
2015071136.tif 000005
・・・（２）
【００６０】
上記式（２）中、Ｒ２は水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。Ｒ３は炭素原子に結合した炭素数１〜４のアルキル基を表す。ｎは１〜３の整数を表し、ｍは１〜４の整数を表し、ｐは０〜１２の整数を表す。ｎが２〜３の場合には、窒素原子同士は直接結合していない。ｍが２である場合には、ｎは１又は２の整数である。また、Ｒ２の炭素数１〜４のアルキル基の水素原子の一部、及びＲ３の炭素数１〜４のアルキル基の水素原子の一部は、それぞれ水酸基、アミノ基で置換されていてもよい。
【００６１】
本実施形態では、例えば第２級アミン化合物（１）と、アルカノールアミン類及び／又はヘテロ環状アミン化合物（２）からなる反応促進剤とを混合し、これらの混合物を例えば水溶液としたものを、酸性ガス吸収剤として用いることができる。
第２級アミン化合物（１）を、アルカノールアミン類及び／又はヘテロ環状アミン化合物（２）と混合して用いることで、第２級アミン化合物（１）の単位モル当たりの二酸化炭素吸収量や、酸性ガス吸収剤の単位体積当たりの二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度をより一層向上させることができる。
また、第２級アミン化合物（１）を、アルカノールアミン類及び／又はヘテロ環状アミン化合物（２）と混合して用いることで、二酸化炭素吸収後に酸性ガスを分離するエネルギー（酸性ガス脱離エネルギー）も低下し、酸性ガス吸収剤を再生させる際のエネルギーを低減することができる。
【００６２】
反応促進剤としてのアルカノールアミンとしては、例えば、環状構造による立体障害を有しない、下記に示すようなアルカノールアミンを用いることができる。ここで、アルカノールアミンとは、１分子中に、アミノ基と水酸基を有する化合物を意味する。反応促進剤としてのアルカノールアミンとしては、具体的には、例えば、アルカノールアミンとしては、例えばモノエタノールアミン、２−アミノ−２−メチルプロパノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１，３−ジプロパノールアミン、メチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、プロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、ビス（２−ヒドロキシ−１−メチルエチル）アミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノ−１−メチルエタノール、２−メチルアミノエタノール、２−エチルアミノエタノール、２−プロピルアミノエタノール、ｎ−ブチルアミノエタノール、２−（イソプロピルアミノ）エタノール、３−エチルアミノプロパノール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる。
【００６３】
これらの中でも、アルカノールアミン類としては、第２級アミンと酸性ガスとの反応性をより向上させる観点から、２−（イソプロピルアミノ）エタノール及び２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
【００６４】
ヘテロ環状アミン化合物（２）としては、アゼチジン、１−メチルアゼチジン、１−エチルアゼチジン、２−メチルアゼチジン、２−アゼチジルメタノール、２−（２−アミノエチル）アゼチジン、ピロリジン、１−メチルピロリジン、２−メチルピロリジン、２−ブチルピロリジン、２−ピロリジルメタノール、２−（２−アミノエチル）ピロリジン、ピペリジン、１−メチルピペリジン、２−エチルピペリジン、３−プロピルピペリジン、４−エチルピペリジン、２−ピペリジルメタノール、３−ピペリジルエタノール、２−（２−アミノエチル）ピロリジン、ヘキサヒドロ−１Ｈ−アゼピン、ヘキサメチレンテトラミン、ピペラジン、ピぺラジン誘導体等が挙げられる。
【００６５】
これらの中でも、特にピぺラジン誘導体は、酸性ガス吸収剤の二酸化炭素吸収量及び吸収速度向上の観点から望ましい。
ピペラジン誘導体は第２級アミン化合物であり、一般に、第２級アミノ基の窒素原子が二酸化炭素と結合し、カルバメートイオンを形成することで、反応初期段階における吸収速度の向上に寄与する。さらに第２級アミノ基の窒素原子は、これに結合した二酸化炭素を重炭酸イオン（ＨＣＯ３−）に転換する役割を担っており、反応後半段階の速度向上に寄与する。
【００６６】
ピぺラジン誘導体としては、２−メチルピペラジン、２，５−ジメチルピペラジン、２，６−ジメチルピペラジンのうちの少なくとも１種類であることがより好ましい。
【００６７】
酸性ガス吸着剤に含まれる反応促進剤（アルカノールアミン類及び／又はヘテロ環状アミン化合物（２））の含有量は、１〜２０質量％であることが好ましい。酸性ガス吸着剤に含まれる反応促進剤の含有量が１質量％未満であると、二酸化炭素吸収速度を向上させる効果を十分に得られないおそれがある。酸性ガス吸着剤に含まれる反応促進剤の含有量が２０質量％を超えると、吸収剤の粘度が過度に高くなり、かえって反応性が低下するおそれがある。反応促進剤（アルカノールアミン類及び／又はヘテロ環状アミン化合物（２））の含有量は、より好ましくは５〜１５質量％である。
【００６８】
酸性ガス吸収剤には、上記のアミン化合物、反応促進剤及並びに界面活性剤及び／又はアルコールからなる添加剤の他に、プラント設備の腐食を防止するためのリン酸系等の防食剤や、泡立ち防止のためのシリコーン系等の消泡剤や、酸性ガス吸収剤の劣化防止のための酸化防止剤等を含有していてもよい。
【００６９】
本実施形態に係る酸性ガス除去方法は、酸性ガスを含有する排気ガスと、上記の実施形態で説明したアミン化合物を溶媒に溶解させてなる酸性ガス吸収剤とを接触させ、酸性ガスを含む排気ガスから酸性ガスを吸収分離して除去するようにしたものである。
【００７０】
二酸化炭素の吸収分離工程の基本的な構成は、酸性ガス吸収剤に、二酸化炭素を含有する排気ガスを接触させて、酸性ガス吸収剤に二酸化炭素を吸収させる工程（二酸化炭素吸収工程）と、上記二酸化炭素吸収工程で得られた、二酸化炭素が吸収された酸性ガス吸収剤を加熱して、二酸化炭素を脱離して回収する工程（二酸化炭素分離工程）とを含む。
【００７１】
二酸化炭素を含むガスを、上記の酸性ガス吸収剤を含む水溶液に接触させる方法は特に限定されないが、例えば、酸性ガス吸収剤中に二酸化炭素を含むガスをバブリングさせて吸収する方法、二酸化炭素を含むガス気流中に酸性ガス吸収剤を霧状に降らす方法（噴霧乃至スプレー方式）、あるいは磁製や金属網製の充填材の入った吸収塔内で二酸化炭素を含むガスと酸性ガス吸収剤を向流接触させる方法などによって行われる。
【００７２】
二酸化炭素を含むガスを水溶液に吸収させる時の酸性ガス吸収剤の温度は、通常室温から６０℃以下で行われる。好ましくは５０℃以下、より好ましくは２０〜４５℃程度で行われる。
低温度で行うほど、酸性ガスの吸収量は増加するが、処理温度の下限値は、プロセス上のガス温度や熱回収目標等によって決定される。二酸化炭素吸収時の圧力は通常ほぼ大気圧で行われる。吸収性能を高めるためより高い圧力まで加圧することもできるが、圧縮のために要するエネルギー消費を抑えるため大気圧下で行うのが好ましい。
【００７３】
二酸化炭素吸収工程において、上述した実施形態に係るアミン化合物を１０〜５５質量％含む酸性ガス吸収剤の二酸化炭素吸収時（４０℃）における二酸化炭素吸収量は、吸収剤中に含まれるアミン１ｍｏｌ当り０．２６〜０．６２ｍｏｌ程度であり、二酸化炭素の吸収を開始した時点から数分経過後の二酸化炭素吸収速度は０．０２９〜０．０３８ｍｏｌ／Ｌ／ｍｉｎ程度である。
【００７４】
ここで、二酸化炭素飽和吸収量は、酸性ガス吸収剤中の無機炭素量を赤外線式ガス濃度測定装置で測定した値であり、また、二酸化炭素吸収速度は、二酸化炭素の吸収を開始した時点から数分経過した時点において赤外線式二酸化炭素計を用いて測定した値である。
【００７５】
二酸化炭素を吸収した酸性ガス吸収剤から二酸化炭素を分離し、純粋なあるいは高濃度の二酸化炭素を回収する方法としては、蒸留と同じく酸性ガス吸収剤を加熱して釜で泡立てて脱離する方法、棚段塔、スプレー塔、又は磁製や金属網製の充填材の入った再生塔内で液界面を広げて加熱する方法などが挙げられる。これにより、カルバミン酸アニオンや重炭酸イオンから二酸化炭素が遊離して放出される。
【００７６】
二酸化炭素分離時の酸性ガス吸収剤温度は通常７０℃以上で行われる。二酸化炭素分離時の酸性ガス吸収剤の温度は、好ましくは８０℃以上、より好ましくは９０〜１２０℃程度で行われる。温度が高いほど脱離量は増加するが、温度を上げると吸収液の加熱に要するエネルギーが増すため、その温度はプロセス上のガス温度や熱回収目標等によって決定される。二酸化炭素脱離時の圧力は通常ほぼ大気圧で行われる。脱離性能を高めるためより低い圧力まで減圧することもできるが、減圧のために要するエネルギー消費を抑えるため大気圧下で行うのが好ましい。
【００７７】
上述した実施形態に係るアミン化合物を１０〜５５質量％含む水溶液の二酸化炭素脱離時（８０℃）における二酸化炭素脱離量は、吸収剤中に含まれるアミン１ｍｏｌ当り０．１５〜０．４７ｍｏｌ程度である。
【００７８】
二酸化炭素を分離した後の酸性ガス吸収剤は、再び二酸化炭素吸収工程に送られ循環使用（リサイクル）される。また、二酸化炭素吸収の際に生じた熱は、一般的には水溶液のリサイクル過程において再生塔に注入される水溶液の予熱のために熱交換器で熱交換されて冷却される。
【００７９】
このようにして回収された二酸化炭素の純度は、通常、９５〜９９体積％程度と極めて純度が高いものである。この純粋な二酸化炭素あるいは高濃度の二酸化炭素は、化学品、あるいは高分子物質の合成原料、食品冷凍用の冷剤等として用いられる。その他、回収した二酸化炭素を、現在技術開発されつつある地下等へ隔離貯蔵することも可能である。
【００８０】
上述した工程のうち、酸性ガス吸収剤から二酸化炭素を分離して酸性ガス吸収剤を再生する工程が、最も多量のエネルギーを消費する部分であり、この工程で、全体工程の約５０〜８０％程度のエネルギーが消費される。従って、酸性ガス吸収剤の再生工程における消費エネルギーを低減することにより、二酸化炭素の吸収分離工程のコストを低減でき、排気ガスからの酸性ガス除去を、経済的に有利に行うことができる。
【００８１】
本実施形態によれば、上記の実施形態の酸性ガス吸収剤を用いることで、二酸化炭素脱離（再生工程）のために必要なエネルギーを低減することができる。このため、二酸化炭素の吸収分離工程を、経済的に有利な条件で行うことができる。
【００８２】
また、上述した実施形態に係るアミン化合物は、従来より酸性ガス吸収剤として用いられてきた２−アミノエタノール等のアルカノールアミン類と比較して、炭素鋼などの金属材料に対し、著しく高い耐腐食性を有している。したがって、このような酸性ガス吸収剤を用いた酸性ガス除去方法とすることで、例えばプラント建設において、高コストの高級耐食鋼を用いる必要がなくなり、コスト面で有利である。
【００８３】
本実施形態に係る酸性ガス除去装置は、酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸着剤とを接触させて前記ガスから酸性ガスを除去する吸収塔と、酸性ガスを吸収した前記酸性ガス吸着剤から酸性ガスを除去して該酸性ガス吸着剤を再生する再生塔と、を有し、前記再生塔で再生した前記酸性ガス吸着剤を前記吸収塔で再利用する酸性ガス除去装置であって、前記酸性ガス吸着剤として、例えば上記の実施形態に係る酸性ガス吸収剤を用いたものである。
【００８４】
図１は、実施形態の酸性ガス除去装置の概略図である。この酸性ガス除去装置１は、酸性ガスを含むガス（以下、排気ガスと示す。）と酸性ガス吸着剤とを接触させ、この排気ガスから酸性ガスを吸収させて除去する吸収塔２と、酸性ガスを吸収した酸性ガス吸着剤から酸性ガスを分離し、酸性ガス吸着剤を再生する再生塔３と、を備えている。以下、酸性ガスが二酸化炭素である場合を例に説明する。
【００８５】
図１に示すように、火力発電所から排出される燃焼排ガス等の、二酸化炭素を含む排気ガスが、ガス供給口４を通って吸収塔２下部へ導かれる。
この排気ガスは、吸収塔２に押し込められ、吸収塔２上部の酸性ガス吸収剤供給口５から供給されて吸収塔２内部に収容されている酸性ガス吸収剤と接触する。酸性ガス吸収剤としては、上述した実施形態に係る酸性ガス吸収剤を使用する。
【００８６】
酸性ガス吸収剤のｐＨ値は、少なくとも９以上に調整すればよいが、排気ガス中に含まれる有害ガスの種類、濃度、流量等によって、適宜最適条件を選択することがよい。
また、この酸性ガス吸収剤には、上記のアミン系化合物、及び水などの溶媒の他に、二酸化炭素の吸収性能を向上させる含窒素化合物、酸化防止剤、ｐＨ調整剤等、その他化合物を任意の割合で含有していてもよい。
【００８７】
このように、排気ガスが酸性ガス吸収剤と接触することで、この排気ガス中の二酸化炭素が酸性ガス吸収剤に吸収され除去される。二酸化炭素が除去された後の排気ガスは、ガス排出口６から吸収塔２外部に排出される。
【００８８】
二酸化炭素を吸収した酸性ガス吸収剤は、熱交換器７、加熱器８に送液され、加熱された後、再生塔３に送液される。再生塔３内部に送液された酸性ガス吸収剤は、再生塔３の上部から下部に移動し、この間に、酸性ガス吸収剤中の二酸化炭素が脱離し、酸性ガス吸収剤が再生する。
【００８９】
再生塔３で再生した酸性ガス吸収剤は、ポンプ９によって熱交換器７、吸収液冷却器１０に送液され、酸性ガス吸収剤供給口５から吸収塔２に戻される。
【００９０】
一方、酸性ガス吸収剤から分離された二酸化炭素は、再生塔３上部において、還流ドラム１１から供給された還流水と接触し、再生塔３外部に排出される。
二酸化炭素が溶解した還流水は、還流冷却器１２で冷却された後、還流ドラム１１において、二酸化炭素を伴う水蒸気が凝縮した液体成分と分離される。この液体成分は、回収二酸化炭素ライン１３により二酸化炭素回収工程に導かれる。一方、二酸化炭素が分離された還流水は、還流水ポンプ１４で再生塔３に送液される。
【００９１】
本実施形態の酸性ガス除去装置１によれば、二酸化炭素の吸収特性及び脱離特性に優れた酸性ガス吸収剤を用いることで、効率の高い二酸化炭素の吸収除去を行うことが可能となる。
【００９２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明したが、上記の実施例は、本発明の一例として挙げたものであり、本発明を限定するものではない。
また、上記の各実施形態の説明では、酸性ガス吸収剤、酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法において、本発明の説明に直接必要とされない部分等についての記載を省略したが、これらについて必要とされる各要素を適宜選択して用いることができる。
【００９３】
その他、本発明の要素を具備し、本発明の趣旨に反しない範囲で当業者が適宜設計変更しうる全ての酸性ガス吸収剤、酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。
【実施例】
【００９４】
以下、本発明について実施例、比較例を参照してさらに詳細な説明を行うが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９５】
（実施例１）
２−（シクロペンチルアミノ）エタノールを４５質量％、ピペラジンを５質量％、サーフロンｓ−１４１（界面活性剤）を５００ｐｐｍとなるように水に溶解させ、５０ｍｌの水溶液（以下、吸収液と示す。）とした。この吸収液を試験管に充填して４０℃に加熱し、二酸化炭素（ＣＯ２）１０体積％、窒素（Ｎ２）ガス９０体積％含む混合ガスを流速５００ｍＬ／ｍｉｎで通気して、試験管出口でのガス中の二酸化炭素（ＣＯ２）濃度を赤外線式ガス濃度測定装置（株式会社島津製作所製、商品名「ＣＧＴ−７００」）を用いて測定し、吸収性能を評価した。試験管内のアミン水溶液へのガス導入口には、１／８インチのテフロン（登録商標）チューブ（内径：１．５９ｍｍ、外径：３．１７ｍｍ）を用いて行った。
また、上記のように混合ガスを４０℃で吸収させた後の水溶液を８０℃に加熱し、１００％窒素（Ｎ２）ガスを流速５００ｍＬ／ｍｉｎで通気し、吸収液中のＣＯ２濃度を赤外線式ガス濃度測定装置を用いて測定して放出性能を評価した。
【００９６】
吸収液の二酸化炭素吸収速度は、二酸化炭素の吸収を開始してから２分後の時点で計測
した速度とした。
【００９７】
４０℃での吸収液の二酸化炭素吸収量は、吸収液中のアミン化合物１ｍｏｌ当り０．５５ｍｏｌであった。また、８０℃での吸収液の二酸化炭素（ＣＯ２）吸収量は、アミン化合物１ｍｏｌ当り０．２２ｍｏｌであった。４０℃で二酸化炭素（ＣＯ２）を吸収させ、８０℃で二酸化炭素（ＣＯ２）を脱離させる過程で、アミン化合物１ｍｏｌ当り０．３３ｍｏｌのＣＯ２が回収された。二酸化炭素吸収速度は０．０３６ｍｏｌ／Ｌ／ｍｉｎであった。
【００９８】
反応熱は以下のようにして測定した。恒温槽中に設置された同一形状のガラス製反応槽及びリファレンス槽からなる示差熱型反応熱量計「ＤＲＣ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ」（製品名、ＳＥＴＡＲＡＭ社製）を用いて吸収液による二酸化炭素吸収の反応熱を測定した。反応槽及びリファレンス槽にそれぞれ１５０ｍＬの吸収液を充填し、槽のジャケット部分に４０℃の恒温水を循環させる。この状態で反応槽の吸収液に１００％濃度の二酸化炭素ガスを２００ｍｌ／分で吹込み、液の温度上昇を二酸化炭素吸収が終了するまで温度記録計にて連続的に記録し、事前に測定された反応槽とジャケット水間の総括伝熱係数を用いて反応熱を算出した。二酸化炭素吸収の反応熱は６７ｋＪ／ｍｏｌであった。
なお、実施例１〜２及び比較例１において、反応熱は、吸収液中に含まれる二酸化炭素１ｍｏｌ当たりの反応熱を示す。
【００９９】
（実施例２）
サーフロンｓ−１４１（界面活性剤）に代えて、エチレングリコールを用いたこと以外は、実施例１と同様にして吸収液を調製した。すなわち、２−（シクロペンチルアミノ）エタノールを４５質量％、ピペラジンを５質量％、エチレングリコールを３質量％となるように水に溶解させ、５０ｍｌの吸収液とした。そして、実施例１と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。
吸収液中のアミン化合物１ｍｏｌ当り、４０℃での二酸化炭素吸収量は０．５７ｍｏｌであり、８０℃での二酸化炭素吸収量は０．２４ｍｏｌであり、吸収液中のアミン化合物１ｍｏｌ当り０．３３ｍｏｌの二酸化炭素が回収された。二酸化炭素吸収速度は０．０３５ｍｏｌ／Ｌ／ｍｉｎであった。二酸化炭素吸収の反応熱は６７ｋＪ／ｍｏｌであった。
【０１００】
（比較例１）
界面活性剤を用いないこと以外は、実施例１と同様にして吸収液を調製し、実施例１と同様の装置を用い、実施例１と同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。
吸収液中のアミン化合物１ｍｏｌ当り、４０℃での二酸化炭素吸収量は０．５６ｍｏｌであり、８０℃での二酸化炭素吸収量は０．２５ｍｏｌであり、吸収液中のアミン化合物１ｍｏｌ当り０．３１ｍｏｌの二酸化炭素が回収された。二酸化炭素吸収速度は０．０３６ｍｏｌ／Ｌ／ｍｉｎであった。二酸化炭素吸収の反応熱は６９ｋＪ／ｍｏｌであった。
【０１０１】
表１に、実施例１〜２及び比較例１について、吸収液中のアミン化合物、反応促進剤、並びに界面活性剤及び／又はアルコールからなる添加剤の含有量と共に、４０℃での二酸化炭素吸収量、８０℃での二酸化炭素吸収量、二酸化炭素回収量、二酸化炭素吸収速度、及び反応熱の測定結果を示す。なお、表１中、二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素回収量は、吸収液に含まれるアミン化合物（反応促進剤としてのアミン化合物を含む。）１ｍｏｌ当りの吸収量及び回収量をモル数で示したものである。
【０１０２】
【表１】
2015071136.tif 000006
【０１０３】
表１から明らかなように、界面活性剤又はアルコールを含有する酸性ガス吸収剤を用いた実施例１〜２の吸収液では、４０℃における二酸化炭素吸収量が高く、また、８０℃におけるＣＯ２放出量が大きくなっており、高い二酸化炭素回収量を得られた。また、実施例１〜２では、二酸化炭素吸収速度も高く、二酸化炭素の吸収性能に優れていた。
【０１０４】
一方、界面活性剤又はアルコールのいずれも含有しない酸性ガス吸収剤を用いた比較例１では、８０℃におけるＣＯ２の放出量が十分に高められず、実施例１〜２と比較して、ＣＯ２の回収量が小さかった。
【０１０５】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の酸性ガス吸収剤、酸性ガス除去方法及び酸性ガス除去装置によれば、二酸化炭素等の酸性ガスの吸収量や吸収速度を高くすることができ、また酸性ガス吸収時の反応熱を低くすることができるとともに、高温下での酸性ガスの脱離量を高くすることができ、酸性ガスの回収性能を向上させることができる。
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、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。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】
【０１０６】
１…酸性ガス除去装置、２…吸収塔、３…再生塔、４…ガス供給口、５…酸性ガス吸収剤供給口、６…ガス排出口、７…熱交換器、８…加熱器、９…ポンプ、１０…吸収液冷却器、１１…還流ドラム、１２…還流冷却器、１３…回収二酸化炭素ライン、１４…還流水ポンプ
【図１】
2015071136.tif 000010