(57)【要約】炭素質燃料を燃焼させる火力発電装置からの排ガスなどのＣＯ２含有ガス、または任意の他のＣＯ２含有工業ガスからＣＯ２を捕捉するための方法であって、ＣＯ２リッチ溶媒を形成するためにＣＯ２吸収溶媒によってガス中のＣＯ２が吸収されるように、吸収部のＣＯ２吸収部中に導入されるＣＯ２吸収溶媒とは反対方向にガスを流すことによって、ＣＯ２が前記ガスから捕捉され、ＣＯ２リッチ溶媒は吸収塔の下部で収集されて、再生のために回収され、１つ以上の洗浄工程を受けた後、処理された排ガスが大気中へ放出され、ＣＯ２吸収部に導入されたＣＯ２吸収溶媒の温度は吸収装置の吸収部内の最高温度よりも低く、５℃未満である方法を記載する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素質燃料を燃焼させる火力発電装置からの排ガスなどのＣＯ２含有ガス、または任意の他のＣＯ２含有工業ガス任意の他のＣＯ２含有工業ガスからＣＯ２を捕捉するための方法であって、
ＣＯ２リッチ溶媒を形成するために前記ＣＯ２吸収溶媒によって前記ガス中のＣＯ２が吸収されるように、吸収部のＣＯ２吸収部中に導入されるＣＯ２吸収溶媒とは反対方向にガスを流すことによって、ＣＯ２が前記ガスから捕捉され、
前記ＣＯ２リッチ溶媒は前記吸収塔の前記底部で収集されて、再生のために回収され、１つ以上の洗浄工程を受けた後、前記処理された排ガスが前記大気中へ放出され、
前記ＣＯ２吸収部中に導入される前記ＣＯ２吸収溶媒の温度は前記吸収装置の前記吸収部内の最大温度よりも低く、かつ５℃未満である方法。
【請求項２】
前記ＣＯ２吸収部中へ導入された前記ＣＯ２溶媒の前記温度は、実質的に前記吸収装置の前記吸収部内の前記最大温度以上である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記吸収域を出る前記処理ガスは前記ガスが洗浄される２つ以上の下流の洗浄工程を受け、
ガスは水とは反対方向の流れで洗浄され、
前記第１の洗浄工程中へ導入される前記洗浄水は、前記洗浄工程中に導入される前記燃焼ガスの前記湿球温度以上の温度を有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記リーン吸収剤が６０〜８５℃で前記吸収部の最上部に導入されるように、前記吸収装置内の前記温度が制御される、請求項１〜３いずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記吸収部中へ導入される前記リーン吸収剤の温度は７０〜８０℃の間である、請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記吸収塔中へ導入される前記リーン吸収剤の前記温度が前記塔の前記吸収部内の最大温度以上の、請求項１〜５いずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
酸洗浄部は、前記排ガスから揮発性アミンおよびアンモニアなどのアルカリ気相化合物を除去するために前記洗浄工程の下流に設けられる、請求項１〜６いずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アミン系ＣＯ２吸収装置からのアミンおよびアミン分解生成物の放出の減少に関する。より詳細には、本発明は吸収装置のアミンおよびアミン分解生成物を含むミストの形成の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ２のための典型的な吸収装置は、ＣＯ２を吸収／除去する排ガスが接触表面において、アミンなどの水溶性ＣＯ２吸収剤と逆流接触される塔である。通常、接触領域は、吸収材とガスとの間の接触表面を増やすためにＣＯ２の吸収部を含む。
【０００３】
吸収されたＣＯ２を含む吸収剤は接触表面下に収集され、ＣＯ２含有量が低減された排ガスは吸収装置の先端から放出される。
【０００４】
通常、アミン系ＣＯ２吸収装置は、ＣＯ２吸収接触域より上に、１つ以上の水洗浄部を備える。水洗浄の主な目的は、大気中へのアミンの放出を最小限にするために、アミン蒸気を吸収することである。別の目的は、吸収装置の全体にわたる水収支の要件を満たすために、ガスおよび凝縮水を冷却することである。燃焼ガスから凝縮して得た水が洗浄水の構成となる。水洗浄システム中の過剰水は取り出され、下部のアミン部に輸送され、この構成および流れを抜き取ることにより、水洗浄液中のアミン含有量が低減するという効果がある。
【０００５】
通常、液体の再利用による水洗浄充填部の上部で平衡に近づくことが想定される。つまり、ガスが、液体アミン蒸気圧に相当するアミン分圧を含み、これは再び液体温度、アミン濃度、ＣＯ２充填およびＰＨによって決定される。従って、低温度および低アミン濃度がアミン蒸気圧を減少させるので、大気中へのアミン漏れを最小限にするために、高い液体交換率と共に低温で行う水洗浄が好ましい。
【０００６】
１９９２年９月９日の欧州特許出願公開第０５０２５９６  Ａ号（三菱重工業株式会社）は、ＣＯ２リーン排ガスが洗浄および冷却され、吸収装置を出るガスの温度が吸収装置中に導入されるガスの温度と実質的に等しいＣＯ２捕捉装置のための吸収装置に関する。洗浄はアミン放出を低減するために行われる。装置内の水の損失または蓄積を避けるために温度が制御される。
【０００７】
２００３年６月３日の米国特許公開第２００３／０４５７５６  Ａ号（ＭＩＭＵＲＡ  ＴＯＭＩＯ）は、吸収および洗浄部の間で、ならびに洗浄部との間でアミン放出を低減するためにデミスタが設けられているＣＯ２捕捉装置内の吸収装置に関する。更に、ガスを洗浄および冷却することによってガスからアミン蒸気が除去される。
【０００８】
広範囲な放出測定が、石炭焚きボイラからの燃焼ガスを処理するパイロットを実施することにより、出願人によって行われた。３０ｗｔ％ＭＥＡを含む各種のＣＯ２吸収溶媒が試験された。パイロットは、上部を専用のキャンペーンにおける酸洗浄として利用することができる２つの水洗浄部を含む。酸洗浄剤は、２０１１年６月２２日の欧州特許出願公開第２３３５８０２  Ａ号（三菱重工業株式会社）および２０１０年９月１６日の国際公開第２０１０／１０２８７７  Ａ号（ＡＫＥＲ  ＣＬＥＡＮ  ＣＡＲＢＯＮ  ＡＳ）に記載されているように、気相アルカリ性化合物の捕捉に有効であることが実証されている。図１（従来技術）は、パイロットの簡略化したスキームを示す。ガスのオンライン分析（ＦＴＩＲ）およびオフラインサンプリングの両方が行われた。
【０００９】
意外にも、一定の期間で、アンモニアおよび揮発性アルキルアミンの放出を除去する吸収装置最上部で酸洗浄を行った場合でも、アミンの高い放出が検出された。アミン放出は、水洗浄気液平衡の仮定では説明できない。この放出はミストの形態であり、ＭＥＡなどのより親水溶性の高い化合物はミスト中に非常に蓄積される傾向があることが見出された。ＦＴＩＲガス分析計は、加熱されたサンプリング管（１８０℃で運転）中のミストをサンプリングして蒸発させ、蒸気としての全アミン含有量を測定する。ミストの前駆体は吸収装置に入る燃焼ガス中のフライアッシュ、煤または塩の超固体微粒子であることが見出された。
【００１０】
別の試験を、燃焼ガス源がプロパンバーナーであるより小規模なパイロットで行った。通常運転中は、パイロットからの放出はＦＴＩＲによって検出されなかった。次いで、余剰燃料を燃焼させるためにバーナーを作動させると、ＣＯが増加し煤が形成される。ミスト核形成種として機能する煤粒子を示す高アミン放出および可視ミストプルームが観察された。
【００１１】
これら微粒子は主に、水飽和ガスが急速に冷却される吸収装置内部の領域内の水分凝縮のための核生成として機能する。このようなミスト粒子は、形成されると、周囲のガス相からアミンを吸収する。ＭＥＡなどのアミン媒体を伴うキャンペーン中の排出測定は、２つの水洗浄部を備える吸収装置システムにおいて、ミスト媒介性放出が全体的なアミン放出の主要な一因であることを示した。一方、アンモニア（これは例えばＭＥＡなどのアミンの分解生成物である）の放出はミスト放出に関連しない。これは、アンモニアの溶解度が低く、従ってミスト液滴中の蓄積の低下に起因する。
【００１２】
液滴サイズの小さなミストは、形成されると、ウェットスクラバーおよび従来のデミスタで除去することは非常に困難である。ミスト液滴は、０．１〜１０μｍ直径のサイズ範囲内にあり、ミストはパイロット吸収装置の最上部から目に見えるホワイトプルームを形成する。
【００１３】
繊維型デミスタによるミスト除去は、他の業界で周知である。例えば、このデミスタを介した空塔速度は非常に低くなければならず、圧力降下は大きく、火力発電装置燃焼ガス洗浄などの大量のガスの用途では、このタイプのデミスタの吸着力が一層低下する。湿式電気集塵装置（ＥＳＰ）もミストおよび微細粉塵の除去に効率的であることが示されているが、この装置は高額の投資および運転コストを要する。
【００１４】
ミストの形成は、ＣＯ２吸収装置に排ガスを導入する前に、導入ガスからの微粒子及び超微粒子の含有量を除去または低減することによっても低減できることを出願人は経験している。ＥＳＰおよび湿式排煙脱硫（ＦＧＤ）などの微粒子及び超微粒子を除去するための従来のプロセスは、サブミクロン範囲の粒子を捕捉する際に能率が低い。湿式ＥＳＰは、ミストの除去または減少のため、サブミクロン粒子を低減または除去するために使用され得る。上述したように、湿式ＥＳＰのための投資および運転コストは高額である。
【００１５】
従来技術に係る解決策は、ガスの洗浄後にミストを低減するには効率的ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、アミン系炭素捕捉装置からアミンまたはその分解生成物の放出をなくすか、または実質的には低減することである。より具体的には、本発明は、ＣＯ２リーン排ガスと共に周囲に放出されるミストの形成によって引き起こされるアミンの放出の低減に焦点をおく。
【００１７】
従って、ＣＯ２捕捉のためのアミン系装置の吸収装置からのミストまたは液滴、最も具体的には、高濃度のアミンまたはその分解生成物を含むミストの放出の削減を可能にする代替の解決策が求められている。
【００１８】
炭素質燃料を燃焼させる火力発電装置からの排ガスなどのＣＯ２含有ガス、または任意の他のＣＯ２含有工業ガス任意の他のＣＯ２含有工業ガスからＣＯ２を捕捉するための方法であって、ＣＯ２リッチ溶媒を形成するためにＣＯ２吸収溶媒によってガス中のＣＯ２が吸収されるように、吸収部のＣＯ２吸収部中に導入されるＣＯ２吸収溶媒とは反対方向にガスを流すことによって、ＣＯ２がガスから捕捉され、ＣＯ２リッチ溶媒は吸収塔の底部で収集されて、再生のために回収され、１つ以上の洗浄工程を受けた後、処理された排ガスが大気中へ放出され、ＣＯ２吸収部に導入されたＣＯ２吸収溶媒の温度は吸収部の吸収区部内の最高温度よりも低く、５℃未満である。ミストは飽和ガス混合物の冷却中に主に発生し、飽和核を含む飽和ガス混合物の急速な冷却中に最も顕著である。冷却を回避するかまたは少なくとも吸収部の吸収域の上方へ流れるガス混合物の急激な冷却を回避することで、吸収部域に形成されるミストの形成を回避するかまたは実質的に低減する。任意の形成されるミストは、ガス混合物中の凝縮流体の組成物を反映する組成物を有するであろう。従って、吸収域で形成される任意のミストは高含有のアミンまたはその分解生成物を有するであろう。伝統的に吸収部の吸収部門は吸収域中への冷ＣＯ２溶媒の導入によって冷却される。冷溶媒の温度は典型的には３０℃かまたはそれ以上で、吸収部の吸収域中の最も高い温度よりも低く、冷却は吸収域の最上部で比較的急激である。吸収域中の含有量の冷却を低減または回避することは、域におけるミスト形成を実質的に低減するかまたは回避することになる。
【００１９】
一実施形態によれば、ＣＯ２吸収部中へ導入されたＣＯ２溶媒の温度は、実質的に吸収装置の吸収部内の最大温度以上である。吸収域内の最大温度と同じ温度またはそれよりも高い温度で溶媒を導入することによって吸収域で冷却が生じず、そのためその中でミストは形成されない。
【００２０】
一実施形態によれば、湿球温度未満でのガスの冷却を避け、それによって第１の洗浄工程内でのミスト形成を回避するために、吸収域を出る処理されたガスは、ガスが洗浄される２つ以上の下流の洗浄工程を受け、ガスは水とは反対方向の流れで洗浄され、ここでは、第１の洗浄工程中へ導入される洗浄水は、洗浄工程中に導入される燃焼ガスの湿球温度以上の温度を有し、この燃焼ガスは洗浄工程中へ導入される。
【００２１】
一実施形態によれば、リーン吸収剤が６０〜８５℃で吸収部の最上部に導入されるように、吸収装置内の温度は制御される。
【００２２】
特定の実施形態によれば、吸収域中へ導入される吸収剤の温度は７０〜８０℃の間である。
【００２３】
一実施形態によれば、酸洗浄部は、排ガスからの揮発性アミンおよびアンモニアなどのアルカリ気相化合物を除去するために洗浄工程の下流に設けられる。アミンおよびその主分解生成物は基本的な種類であり、まだ処理排ガス中に存在する気相アミンまたはその分解産物は、酸洗浄によって効果的に除去されるかまたは実質的に低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の炭素捕捉装置の原理略図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す原理略図である。
【図３】本発明の代替の実施形態を示す原理略図である。
【図４】本発明の代替の実施形態を示す原理略図である。
【図５】吸収装置のＣＯ２吸収部内のシミュレートされた温度特性を示す図である。
【００２５】
図１は、従来技術に係る炭素捕捉装置を示す。炭素質燃料を燃焼させる発電装置からの排ガスなどのＣＯ２含有ガスは、排ガス入口１を介して吸収装置２中へ導入される。吸収装置２では、排ガスをＣＯ２吸収部３内の水溶性吸収剤とは反対方向に流させる。１つ以上のアミン水溶液である水溶性吸収剤はリーン吸収剤管４を介してＣＯ２吸収部３の最上部で導入される。
【００２６】
吸収されたＣＯ２を有するリッチ吸収剤は吸収装置の底部で収集され、リッチ吸収剤管５を介して回収される。次いで、ＣＯ２吸収部３を出るＣＯ２減損燃焼ガスは、燃焼ガスを冷却し燃焼ガスと共に運ばれる吸収剤からの大量のアミンおよび分解生成物を除去または低減するために１つ以上の洗浄域６、７において洗浄される。冷却および洗浄された排ガスは、その後ＣＯ２減損燃焼ガス管８を介して吸収装置から回収され、大気中に放出される。
【００２７】
洗浄水再循環管１０、１０′を介して再循環用の洗浄水を収集するために、コレクショントレー９、９′はそれぞれの洗浄域６、７より下に設けられ、先の洗浄域６または接触域３より下で充填物に対して抜取管１１、１１′を通って過剰液用に取り出されるべきである。洗浄水循環冷却器１２、１２′は洗浄水を冷却するために再循環管１０、１０′内に設けられる。
【００２８】
リッチ吸収剤管５を介して回収されるＣＯ２リッチ吸収剤は、リッチ吸収剤からＣＯ２を放出するための再生塔２０中へ導入される前に、クロス熱交換器１３内の管４のリーン吸収剤に対して熱される。ＣＯ２リッチ吸収剤を、充填物２１の最上部上の再生塔中に導入し、充填物２１中のＣＯ２および蒸気に対して反対方向に流させる。
【００２９】
再生された吸収剤は、再生塔２０の底部で収集され、リーン吸収剤回収管２２を介してその場所から回収される。管２２中のリーン吸収剤はリボイラ２４中へ導入されるリボイラ管２３に分割されその際、蒸気管２５および、上で記載したように吸収装置へと戻されるリーン吸収剤の再利用のためのリーン吸収剤管４を介して再生塔中へ導入される蒸気を生成するために、ＣＯ２リーン吸収剤は熱せられる。
【００３０】
管４中のＣＯ２リーン吸収剤はクロス熱交換機１３内の管５におけるリッチ吸収剤に対して冷却され、さらに吸収装置２中へ導入される前に冷却器１４内で冷却される。
【００３１】
蒸気と共に吸収剤を除去するＣＯ２は、充填物２１より上の洗浄域２６内の洗浄水とは反対方向の流れによって洗浄される。洗浄水は収集器２７内の洗浄域２６より下に収集され、洗浄水循環管２８を介して再循環される。
【００３２】
循環およびまたは液圧を増加するために必要なＰでマークされたポンプを設ける。
【００３３】
ＣＯ２の混合物および蒸気はＣＯ２管２９を介して再生塔から回収され、冷却器３０によって冷却されＣＯ２輸送管３２を介したさらなる処理のためにＣＯ２が回収される前に、凝縮水はストリッパオーバーヘッドレシーバー３１中のＣＯ２から分離される。凝縮水は凝縮管３３を介して回収され、周囲中へ放出される前にＣＯ２リーン燃焼ガスを洗浄するための洗浄水などの水が必要とされる装置におけるプロセスに対して再循環される。
【００３４】
溶媒が充填層３のＣＯ２と反応し、発熱反応のために熱が放出される。ベル型の温度特性（温度バルジ）はＣＯ２吸収部３内で、通常６５〜７５℃前後の最大温度と共に観察される。大量の水は溶媒から蒸発させられ、放出された蒸気は、冷リーンアミンによりある程度まで冷却される吸収層の最上部へ燃焼ガスに従う。ガスは更に水洗浄で冷却される。
【００３５】
本発明者らは、ミストが急峻な温度効果または急冷を特徴とするエリア内の核生成種を含む水飽和ガスにおいて形成されることを発見した。急冷が発生するエリアを回避するかまたは、急冷がアミンまたはその分解生成物の低分圧を伴うエリアのみで発生することを確認することが従って求められる。炭素捕捉装置実行中の異なる関心点での典型的な温度は１〜１０によって示される。
【００３６】
当装置の状態のための典型的な温度は、以下の表１に示される。
【表１】
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【００３７】
排ガスの温度は、管４を介して冷却された（典型的には４０℃）リーンアミンの導入によってＣＯ２吸収部３の上部で低減（急冷）され、冷却された洗浄水の導入によって洗浄部６および７でさらに冷却されることを表１は明らかに示す。急冷ミストを含むそれぞれの工程のために、特にミスト核生成種がガスにおいて利用可能な場合、ミストは形成され得る。
【００３８】
ミスト中のアミンおよびその分解生成物の含有量は、ミスト形成の部位でのアミンおよびその分解生成物の蒸気圧と強く関連する。高濃度のアミンおよびその分解生成物を有するミスト形成をもたらす導入リーン吸収剤によって、ＣＯ２吸収部内の上部へ流れる水飽和ガスが急冷される吸収装置のＣＯ２吸収部３の上部において、アミンおよびその分解生成物の分圧は最も高い。
【００３９】
アミンおよびその分解生成物の分圧は、ＣＯ２吸収域３内よりも低い場合でも、第１の洗浄域６においてまだ比較的高い。従って洗浄域６内に形成されたミストはアミンおよびその分解生成物の有意な量を蓄積する。しかしながら、問題は、一時形成されたミスト液滴が、後の洗浄工程または従来デミスタによって停止されないことである。
【００４０】
本発明に係るこの問題は、吸収装置の上方へ流れるガスの急冷を回避するか、または少なくとも接触域３もしくは第１の洗浄域６中のガスの急冷を回避することによって解決される。
【００４１】
図２〜６は、周囲へのアミンまたはその分解産物の放出を実質的に低減するために、高含有のアミンまたはその分解産物を有するミストの形成を実質的に低減する代替の方法である。図２〜６は、上述の従来技術の解決策の特徴または動作状況とは異なる特徴または動作状況に関してのみ記載される。
【００４２】
図２は本発明の第１の実施形態を示し、リーン吸収剤冷却剤が除去されリーン吸収剤を高温度で吸収装置へ送り、この温度が７０〜８０℃の間であるように典型的には６０〜８５℃である。水洗浄６を、外部冷却を行わずに動作し、この目的は、水洗浄部６内のガスの冷却および水の凝縮を回避することである。ミストが水洗浄６内に形成されていないことを確認するために、この第１の洗浄工程中の温度を第１の洗浄工程に入る燃焼ガスの湿球温度以上の温度で保持し続ける必要がある。湿球温度とは、水が凝縮し始める温度である。
【００４３】
洗浄水を冷却しリッチアミンを予熱するために、熱交換器１５内の第２の洗浄ループ１０′中の洗浄水に対して、リッチ吸収剤管５を介して回収されるリッチ吸収剤が熱交換される。図１を参照して記載されるように、リッチアミンは、その後さらに熱交換器１３内で加熱される。
【００４４】
図２に係る構成は、ＣＯ２吸収部３および第１の洗浄部６内のミスト形成のリスクに対応する急冷を低減するかまたは回避するために吸収装置内の温度調整を可能にする。この実施形態の代表的な走行温度を表２に示す。
【表２】
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【００４５】
第２の洗浄部７まで、吸収装置へ上向きに流れる排ガスの温度が増加するか、またはガスが吸収装置内で高くなるにつれ安定して保たれる。第２の洗浄部７では、約４０℃の処理排ガスをもたらし、従って吸収装置にわたる全体的な水収支を維持するために、ガスを約４０℃の冷洗浄水とは反対方向に流させることは図２から明らかである。
【００４６】
吸収装置の上部へ流れる排ガスの冷却を回避することにより、ガスの過飽和が回避される。ミスト形成は、凝結核と水過飽和ガスとの両者を必要とする。従って、たとえ（サブ）ミクロンサイズ粒子がガス中に存在しても、ＣＯ２吸収部３および洗浄部６内に、ミストが全く形成されないか、形成されても僅かである。ガスが凝結核を含み、例えば（サブ）ミクロンサイズの粒子の形態での場合、ミストは第２の洗浄部に形成する可能性が高い。しかしながら、第２の洗浄部内のガス中のアミンおよびその分解生成物の蒸気圧が低いため、第２の洗浄部内のミスト形成は環境問題を引き起こさない。ミスト形成におけるアミンおよびその分解生成物の濃度は従って微々たるものである。
【００４７】
図示された第１のおよび第２の洗浄工程との間に１つ以上の洗浄水工程を導入することによって、アミンおよびその分解生成物の量はなお更に低減され得ることを当業者は理解するであろう。
【００４８】
図３は、図２の実施形態と密接に関連する代替の実施形態を示す。主な違いは、アミン、アンモニアおよびアミンの他のガス状分解生成物などの処理排ガス中のガス状アルカリ性種の含有量を除去するかまたは実質的に低減するために、吸収装置の最上部に酸洗浄部４０を導入することである。
【００４９】
第２の洗浄部を出るＣＯ２が排出された排ガスを、酸洗浄部４０中の酸水溶液とは反対方向に流させる。酸洗浄溶液は、ポンプＰにより酸洗浄ループ４１で再循環される。構造管４３は、水の損失を補うため、および酸洗浄水のｐＨを調整する酸を添加するために設けられる。抜取管４４は、酸洗浄循環ループ中のアンモニウムおよびアミン塩の安定した濃度を維持するために、酸洗浄抽気を確立するように設けられる。抽気は好ましくはアミン回収器へ送られる。
【００５０】
酸洗浄は主に、例えばアンモニアなどの排ガス中の任意のガス状アルカリ性種の改善された除去を確実にするために添加される。
【００５１】
表３は図３にかかる実施形態のための典型的な温度を示す。
【表３】
2014522715.tif 000005
【００５２】
処理排ガスの排出における任意のガス状アルカリ性種を除去するかまたは実質的に低減するために、本明細書に記載の他の代替の実施形態のいずれかで酸洗浄が添加され得ることを当業者は理解するであろう。
【００５３】
図４は代替の実施形態に関し、これは図２の実施形態とも密接に関連する。吸収装置を介した温度勾配は主として、図２の実施形態の温度勾配に対応する。図２および４の実施形態間の主な違いは、洗浄部下部での洗浄水循環が図４の実施形態では排除されることである。
【００５４】
収集トレーからまたは洗浄充填物それ自体からさえ洗浄水の直接輸送が可能であることを示すために、抜取管１１、１１′が矢印によって図４に示されている。この部内で排ガスの冷却によって水洗浄部７上部で起きる高水位凝縮率は、一旦最下の洗浄部の動作を介して液体を可能にするのに十分である。洗浄部６最下部のガス比に対する液体は適切な構造充填物を濡らすために十分であろう。
【００５５】
表４は、図４にかかる実施形態の典型的な温度を示す。
【表４】
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【００５６】
正確な構成、ならびに任意の抜取管１１、１１′を設ける場合も、または直接流す場合も、いずれも可能な選択肢であることを当業者は理解するであろう。
【００５７】
トレーふるいまたはバブルベッド配置は、貫流型液体流を備えるこの出願のための充填層配置に対し可能な代替案であることを当業者は理解するであろう。
【実施例】
【００５８】
図２に係るパイロットプラントを３０ｗｔ％で運転した。吸収装置中への燃焼ガスは３８℃で水飽和され、１３ｖｏｌ％のＣＯ２を含む。リボイラは１２０℃かつ１．９ｂａｒａで行うと、０．１８ｍｏｌＣＯ２／ｍｏｌＭＥＡのリーン充填物になる。リーンアミンを７５℃で供給し、９０％の除去効率を１２メートルの高さの充填吸収層において達成した。下部の水洗浄は断熱的に保たれ、つまり外部冷却が適用されなかったことを意味する。４０℃の出口ガス温度を得るために、すべての燃焼ガス冷却は、上部の水洗浄で適用された。３８℃の吸収装置入口温度および４０℃の吸収装置出口温度で、吸収装置全体の水収支はニュートラルに近い。
【００５９】
水洗浄の下部の域、２つの水洗浄部の間および水洗浄部の上部の上からの燃焼ガスはｉｓｏ学的に抽出された。ＭＥＡ放出測定は以下を示す。
・アミン部より上：２０６０ｍｇ／Ｎｍ３, 
・水洗浄部間：８ｍｇ／Ｎｍ３ 
・水洗浄上部より上：０．０５ｍｇ／Ｎｍ３ＭＥＡ検出限界未満
【００６０】
７５℃の温かさで運転する場合であっても、下部洗浄は気相アミンを９９％まで吸収する。除去率の高さは、液体交換率の高さ、従って低アミン濃度に起因する。
【００６１】
ＣＯ２捕捉効率における高リーンアミン抽気温度の影響が調査された。９０％の捕捉効率および４０℃のリーンアミン供給温度を伴ってパイロットは安定して動作された。リーン充填温度を７５℃まで上昇させた一方で、リーン充填および溶媒循環を一定に保った。捕捉率の変化は観察されなかった。従ってより高温のリーンアミン抽気温度を伴う動作は、ＣＯ２捕捉性能において悪影響を有するようには見えない。吸収層の超上部から以外は、吸収装置層内の温度特性は、著しい変化はなかった。しかしながら、先に記載したように、４０℃のリーンアミン抽気温度と共に実行する場合は、ミストの形態でのＭＥＡ放出は時々高くなる。（それぞれｍｇ／Ｎｍ３）
【００６２】
吸収装置層内の温度特性のシミュレーション計算は、図１に示される従来技術の解決策および図２に示される本発明に係る第１の実施形態の両方において行われた。シミュレーション結果を図７に示す。
【００６３】
図７に示すように、図２の実施形態の吸収装置における温度特性は、吸収装置ＣＯ２吸収部３の底部から増加し、上昇する。シミュレーションは、吸収装置ＣＯ２吸収部の最上部に約７５℃の熱い吸収剤を導入することがミストの形成を促進する条件を除去することを確認する。従って、本発明に係るＣＯ２捕捉装置の運転は、捕捉装置の吸収装置中のミストを含むアミンの形成をなくすか、または実質的には低減するであろうことが想定される
【００６４】
リーンアミンの導入のための温度は、吸収装置およびＣＯ２吸収部、ならびに当該吸収溶媒の性質に応じて変化し得る。リーン溶媒の導入のための最適温度は、当該充填装置内の温度特性をシミュレートすることによって見出され得る。リーン溶媒のための最適温度は、ここではシミュレーションに係るＣＯ２吸収部内の最大温度であるかまたは、わずかに低い上記最大温度である。ミスト形成を生じることなく、３°未満、好ましくは２°未満などの、例えば５°未満のわずかな温度低下が許容され得ると想定される。従って、温度がガス流の方向で増大するかまたは温度が実質的に一定であるという表現は、小さな温度変化または温度低下が起こり得る状況を含むことが意図される。
【図１】
2014522715.tif 000007
【図２】
2014522715.tif 000008
【図３】
2014522715.tif 000009
【図４】
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【図５】
2014522715.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月17日(2014.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素質燃料を燃焼させる火力発電装置からのなどのＣＯ２含有ガス、または任意の他のＣＯ２含有工業ガスからＣＯ２を捕捉するための方法であって、
ＣＯ２リッチ溶媒を形成するために前記ＣＯ２吸収溶媒によって前記ガス中のＣＯ２が吸収されるように、吸収装置（２）のＣＯ２吸収部（３）中に導入される、１つ以上のアミンの水溶液であるＣＯ２吸収溶媒とは反対方向に前記ガスを流すことによって、ＣＯ２が前記ガスから捕捉され、
ＣＯ２リッチ溶媒は前記吸収装置（２）の前記底部で収集されて、再生のために回収され、１つ以上の洗浄工程を受けた後、前記処理された排ガスが処理された排ガスが前記大気中へ放出され、
前記ガスは水とは反対方向の流れで洗浄され、前記ＣＯ２吸収部（３）中に導入される前記ＣＯ２吸収溶媒の温度は、前記吸収装置（２）の前記吸収部（３）内の最大温度よりも低く、かつ５℃未満であることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記吸収域（３）を出る前記処理ガスは２つ以上の下流の洗浄工程を受け、
ガスは水とは反対方向の流れで洗浄され、
前記第１の洗浄工程中へ導入される前記洗浄水は、前記洗浄工程中に導入される前記燃焼ガスの前記湿球温度以上の温度を有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記リーン吸収剤は６０〜８５℃で前記吸収部（３）の最上部に導入される、請求項１または２いずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記吸収部（３）中へ導入される前記リーン吸収剤の温度は７０〜８０℃の間である、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記排ガスから揮発性アミンおよびアンモニアなどのアルカリ気相化合物を除去するために、第２の洗浄部（７）を出る前記ＣＯ２が排出された排ガスを、酸洗浄部（４０）中の水溶性酸溶液とは反対方向に流させる、請求項１〜４いずれか１項に記載の方法。

【国際調査報告】
2014522715.tif 000012
2014522715.tif 000013