(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収塔ハウジングと、
前記吸収塔ハウジング内の上部に位置し、リーン吸収液を前記吸収塔ハウジング内部に供給するリーン吸収液供給機と、
前記吸収塔ハウジング内部で前記リーン吸収液供給機の下に位置し、前記吸収塔ハウジングの下部に供給されるリーン吸収液の流れを整流し、対象ガスを前記リーン吸収液に溶解させてリッチ吸収液を生成する吸収塔整流器と、
前記吸収塔ハウジング内部で前記吸収塔整流器の下に位置し、前記リッチ吸収液が一時的に保存される吸収液チャンバーと、
前記吸収塔整流器と前記吸収液チャンバーとの間の前記吸収塔ハウジング内部に配置される吸収反応セパレータと、
を含み、
前記吸収反応セパレータは、前記対象ガスが前記吸収液チャンバーから出る出口と、前記リッチ吸収液が前記吸収液チャンバーに入る入口とが分離されており、
前記吸収反応セパレータは、
前記吸収塔整流器と前記吸収液チャンバーとの間で前記吸収塔ハウジングを横切って配置され、少なくとも一つ以上の第１ガス流動孔が形成される第１装着プレートと、
前記第１装着プレートの上面に装着され、その上面は第１屋根によって塞がれている中空の柱状の第１本体と、
前記第１本体の側面に形成され、前記第１本体の内部と外部とを流体が流れるように連通する少なくとも一つ以上の第１ガス迂回ポートと、
前記第１装着プレートで下方向に延長して形成され、吸収液を吸収液チャンバーに供給する第１液体供給管と、を含み、
前記少なくとも一つ以上の第１ガス流動孔は、前記第１装着プレート下部の前記吸収塔ハウジングの内部と前記第１本体の内部とを流体が流れるように連通し、
前記対象ガスは、前記吸収液チャンバーに供給されることを特徴とする吸収塔。
【請求項２】
吸収塔ハウジングと、
前記吸収塔ハウジング内の上部に位置し、リーン吸収液を前記吸収塔ハウジング内部に供給するリーン吸収液供給機と、
前記吸収塔ハウジングの下部に形成され、リッチ吸収液が一時的に保存される吸収液チャンバーと、
前記リーン吸収液供給機と前記吸収液チャンバーとの間の前記吸収塔ハウジング内部に配置される吸収反応セパレータと、
を含み、
前記吸収塔ハウジング内部に供給された前記リーン吸収液は、下部に移動しながら対象ガスを吸収して前記リッチ吸収液が生成され、前記リッチ吸収液は、前記吸収反応セパレータを通じて前記吸収液チャンバーに供給され、
前記対象ガスは、前記吸収液チャンバーに供給され、前記吸収反応セパレータを通じて前記吸収液チャンバーから出て前記吸収塔ハウジングの上部に移動し、
前記吸収反応セパレータは、前記対象ガスが前記吸収液チャンバーから出る出口と前記リッチ吸収液が前記吸収液チャンバーに入る入口とが分離されており、
前記吸収反応セパレータは、
前記吸収塔ハウジングを横切って配置され、少なくとも一つ以上の第１ガス流動孔が形成される第１装着プレートと、
前記第１装着プレートの上面に装着され、その上面は第１屋根によって塞がれている中空の柱状の第１本体と、
前記第１本体の側面に形成され、前記第１本体の内部と外部とを流体が流れるように連通する少なくとも一つ以上の第１ガス迂回ポートと、
前記第１装着プレートで下方向に延長して形成され、吸収液を吸収液チャンバーに供給する第１液体供給管と、を含み、
前記少なくとも１つ以上の第１ガス流動孔は、前記第１本体の内側前に位置し、前記第１液体供給管は、前記第１本体の外側に位置し、
前記対象ガスは、前記少なくとも一つ以上の第１ガス流動孔と前記第１ガス迂回ポートとを通じて前記吸収液チャンバーから出て、前記リッチ吸収液は、前記第１液体供給管を通じて前記吸収液チャンバーに供給されることを特徴とする吸収塔。
【請求項３】
前記第１ガス迂回ポートは、前記第１装着プレートから設定された高さに形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸収塔。
【請求項４】
前記第１液体供給管の終端は、吸収塔ハウジングの下段部まで延長されていることを特徴とする請求項２に記載の吸収塔。
【請求項５】
前記吸収塔ハウジングの上段部には、目標ガスが除去された処理ガスを吸収塔ハウジングの外部に排出するための処理ガス流出口が形成され、前記吸収塔ハウジングの下段部には、前記リッチ吸収液を再生塔に供給するための吸収塔流出口が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸収塔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収反応セパレータを備えた吸収塔に係り、より詳しくは、吸収塔に形成された吸収液チャンバーに飽和されたリッチ吸収液が供給される経路と、吸収液チャンバーから対象ガスが出る経路とを分離させて、吸収液チャンバー内のリッチ吸収液の水位調節を容易にし、吸収液組成が変化することを防止する気液分離工程に汎用的に使用することができる吸収反応セパレータを備えた吸収塔に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化と大気汚染が激しくなるにつれて、二酸化炭素の大気放出を抑制するための技術開発が最近、活発に行われている。特に、火力発電所やボイラ設備から放出される二酸化炭素を効率的に捕集する方法を開発するための多くの研究が行われている。
多様なガス捕集方法の中で、最近では、二酸化炭素を捕集するために、吸収液を利用した化学吸収法が大容量の二酸化炭素捕集に適していることが広く知られている。化学吸収法を利用したガス捕集プラントによると、火力発電所やボイラ設備から放出される二酸化炭素を吸収塔で吸収液に吸収させ、二酸化炭素を吸収した飽和吸収液を再生塔で加熱して二酸化炭素を含む再生ガスを吸収液から分離する。
【０００３】
従来のガス捕集プラントでは、吸収塔内に設置された整流器で二酸化炭素と吸収液が接触するようにする。この時、吸収液が整流器内の充填物を通る時に発生する偏流現象を防止するために、充填物間に吸収液を中心に集める装置を設置するか、気体を均等に分散させるための分散板を吸収塔の上部に設置する。つまり、これは吸収塔の上部構造を改善して気体と液体の偏流現象を防止するものである。しかし、吸収塔下部で気体の速い線速度と吸収液の落下液滴による異常現象を制御することは困難であった。
また、再生塔には、再生のためのエネルギー供給源として吸収液加熱用リボイラ（ｒｅｂｏｉｌｅｒ）が装着される。リボイラは、吸収液を再生可能な温度まで加熱して、吸収液に含まれた気体を分離して吸収液を再生するものである。吸収液から分離された気体は、再生塔の上部に移されて、一部有用な物質は凝縮器に回収され、除去対象であるガスのみ再生塔から排出される。
【０００４】
従来のリボイラとしては、ケトル（Ｋｅｔｔｌｅ）形式のリボイラ、またはサーモサイフォン（Ｔｈｅｒｍｏｃｙｐｈｏｎ）形式のリボイラが使用されていた。
ケトル形式のリボイラは、その内部が隔壁によって第１、２部分に分離されており、第１部分にはヒーターや熱交換器が配置され、第２部分には吸収液排出口が形成されている。気体を含有する吸収液が上部から供給されれば、リボイラ内部の吸収液の水位が高くなる。この時、吸収液は、ヒーターや熱交換器によって加熱され、前記気体は、吸収液から分離されて上部に移動する。
吸収液の供給が継続されることにより、気体が除去されるか、気体を少し含有している吸収液は、前記隔壁を越えて第２部分に流れ、吸収液排出口を通じてリボイラから排出される。ケトル形式のリボイラによると、混合液の落下液滴が作り出す液体波動と沸騰現象によって波打ちが形成され、精密な吸収液の水位調節が難しいという短所がある。
【０００５】
サーモサイフォン形式のリボイラでは、その内部にヒーターや熱交換器が配置され、その底に吸収液排出口が形成される。気体を含有する吸収液が上部から供給されれば、リボイラ内部の吸収液は、ヒーターや熱交換器によって加熱され、前記気体は、吸収液から分離して上部に移る。この時、気体が除去されるか、気体を少し含有している吸収液は、リボイラの底に移動して吸収液排出口を通じてリボイラから排出される。サーモサイフォン形式のリボイラでは、沸騰現象によって水位制御が非常に難しく、その中間に隔壁がないので、混合液がリボイラに滞留する時間が短く、再生に必要なエネルギーの受け取りが少ないため、再生のためのガス分離効率が低いという短所を有している。
【０００６】
また、ケトル形式のリボイラとサーモサイフォン形式のリボイラは、全て混合液の供給経路と混合液から分離したガスの排出経路とが同一である。従って、加熱によって泡が発生すると、泡によって混合液がヒーターや熱交換器に到達することができなくなる。この状態が持続すれば、再生塔内の混合液の水位が高すぎて、吸収塔と再生塔の作動が中止される。
さらに、化学吸収法を利用したガス捕集プラントは、前記再生ガスを凝縮して凝縮水を生成するための凝縮器と、前記凝縮水から蒸発したガスを外部に排出して捕集し、凝縮水を再生塔に再び供給するための還流器とを含む。
従来のガス捕集プラントは、還流器内の凝縮水の水位調節のために凝縮器と還流器を分離して配置した。そのため、ガス捕集プラントの全体体積が大きくなり、設置のために多くの空間確保が必要であった。また、還流器と凝縮器が分離されているので、還流器と凝縮器との間で熱的損失が多く発生した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１８４０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、吸収塔に形成された吸収液チャンバーにリッチ吸収液が供給される経路と吸収液チャンバーから対象ガスが出る経路とを分離して、吸収液チャンバー内のリッチ吸収液の水位調節を容易にする吸収反応セパレータを備えた吸収塔を提供することにある。
また、リッチ吸収液供給経路と対象ガスの経路とを分離して、対象ガスの速い線速度によってリッチ吸収液組成が変化することを防止し、効率低下を防止する吸収反応セパレータを備えた吸収塔を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の吸収塔は、吸収塔ハウジングと、前記吸収塔ハウジング内の上部に位置し、リーン吸収液を前記吸収塔ハウジング内部に供給するリーン吸収液供給機と、前記吸収塔ハウジング内部で前記リーン吸収液供給機の下に位置し、吸収塔ハウジングの下部に供給されるリーン吸収液の流れを整流し、対象ガスをリーン吸収液に溶解させてリッチ吸収液を生成する吸収塔整流器と、前記吸収塔ハウジング内部で前記吸収塔整流器の下に位置し、前記リッチ吸収液が一時的に保存される吸収液チャンバーと、前記吸収塔整流器と前記吸収液チャンバーとの間の吸収塔ハウジング内部に配置される吸収反応セパレータとを含み、前記対象ガスは、前記吸収液チャンバーに供給されることを特徴とする。
【００１０】
前記吸収反応セパレータは、対象ガスが前記吸収液チャンバーから出る出口と、リッチ吸収液が前記吸収液チャンバーに入る入口とが分離されていることを特徴とする。
【００１１】
前記吸収反応セパレータは、前記吸収塔整流器と前記吸収液チャンバーとの間で前記吸収塔ハウジングを横切って配置され、少なくとも一つ以上の第１ガス流動孔が形成される第１装着プレートと、前記第１装着プレートの上面に装着され、その上面は第１屋根によって塞がれている中空の柱状の第１本体と、前記第１本体の側面に形成され、第１本体の内部と外部とを流体が流れるように連通する少なくとも一つ以上の第１ガス迂回ポートと、前記第１装着プレートで下方向に延長して形成され、吸収液を吸収液チャンバーに供給する第１液体供給管とを含み、前記少なくとも一つ以上の第１ガス流動孔は、前記第１装着プレート下部の前記吸収塔ハウジングの内部と前記第１本体の内部とを流体が流れるように連通することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、吸収塔ハウジングと、前記吸収塔ハウジング内の上部に位置し、リーン吸収液を前記吸収塔ハウジング内部に供給するリーン吸収液供給機と、前記吸収塔ハウジングの下部に形成され、リッチ吸収液が一時的に保存される吸収液チャンバーと、前記リーン吸収液供給機と前記吸収液チャンバーとの間の吸収塔ハウジング内部に配置される吸収反応セパレータとを含み、吸収塔ハウジング内部に供給されたリーン吸収液は、下部に移動しながら対象ガスを吸収してリッチ吸収液で生成され、前記リッチ吸収液は、吸収反応セパレータを通じて吸収液チャンバーに供給され、前記対象ガスは、吸収液チャンバーに供給され、吸収反応セパレータを通じて吸収液チャンバーから出て吸収塔ハウジングの上部に移動し、前記吸収反応セパレータは、対象ガスが前記吸収液チャンバーから出る出口とリッチ吸収液が前記吸収液チャンバーに入る入口とが分離されていることを特徴とする。
【００１３】
前記吸収反応セパレータは、前記前記吸収塔ハウジングを横切って配置され、少なくとも一つ以上の第１ガス流動孔が形成される第１装着プレートと、前記第１装着プレートの上面に装着され、その上面は第１屋根によって塞がれている中空の柱状の第１本体と、前記第１本体の側面に形成され、第１本体の内部と外部とを流体が流れるように連通する少なくとも一つ以上の第１ガス迂回ポートと、前記第１装着プレートで下方向に延長して形成され、吸収液を吸収液チャンバーに供給する第１液体供給管とを含み、前記対象ガスは、前記少なくとも一つ以上の第１ガス流動孔と第１ガス迂回ポートとを通じて吸収液チャンバーから出て、前記リッチ吸収液は、前記第１液体供給管を通じて吸収液チャンバーに供給されることを特徴とする。
【００１４】
前記第１ガス迂回ポートは、前記第１装着プレートから設定された高さに形成されていることを特徴とする。
【００１５】
前記少なくとも一つ以上の第１ガス流動孔は、前記第１本体の内側に位置し、前記第１液体供給管は、前記第１本体の外側に位置することを特徴とする。
【００１６】
前記第１液体供給管の終端は、吸収液ハウジングの下段付近まで延長されていることを特徴とする。
【００１７】
前記吸収塔ハウジングの上段部には、目標ガスが除去された処理ガスを吸収塔ハウジングの外部に排出するための処理ガス流出口が形成され、前記吸収塔ハウジングの下段部には、リッチ吸収液を再生塔に供給するための吸収塔流出口が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、吸収塔に形成された吸収液チャンバーにリッチ吸収液が供給される経路と、吸収液チャンバーから対象ガスが出る経路が分離されているため、吸収液チャンバー内のリッチ吸収液の水位調節が容易である。
また、リッチ吸収液供給経路と対象ガスの経路とを分離させて、対象ガスの速い線速度によってリッチ吸収液組成が変化することを防止し、効率低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例に係るガス捕集プラントの概略図である。
【図２】本発明の実施例に係る吸収反応セパレータの概略図である。
【図３】本発明の実施例に係るリボイリング装置の概略図である。
【図４】本発明の実施例に係る再生塔セパレータの概略図である。
【図５】本発明の実施例に係るガス凝縮装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本明細書および特許請求の範囲において「リッチ吸収液」とは、再生対象であるガスを多く含有する吸収液、または前記ガスを吸収した後、前記ガスの再生前の吸収液を、。
「リーン吸収液」とは、再生対象であるガスを少なく含有する吸収液、またはガスが分離された吸収液を、
「再生」とは、吸収液からガスを分離することを、
「再生ガス」とは、吸収液から分離されたガスを、
「対象ガス」とは、再生対象であるガス、つまり、再生前のガスを、
「目標ガス」とは、対象ガスから分離して捕集されるガスを、
「処理ガス」とは、対象ガスが吸収液に溶解されて残ったガスを、
「蒸発ガス」とは、凝縮水で蒸発したガスを、各々意味する。
【００２１】
また、本明細書および特許請求の範囲において「上側」、「上部」または「上段」は、「一側」、「一段部」、「一側部」または「一段」を含み、「下側」、「下部」または「下段」は、「他側」、「他段部」、「他側部」または「他段」を含む。
また、本発明の実施例は、二酸化炭素を回収するための化学吸収法だけでなく、吸収液にガスを吸収させた後、前記吸収液を加熱して前記ガスを分離する全ての化学吸収法に使用することができる。従って、本発明の範囲を二酸化炭素を回収するための化学吸収法に使用するガス捕集プラントに限定してはならない。
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明の実施例に係るガス捕集プラントの概略図であり、図２は、本発明の実施例に係る吸収反応セパレータの概略図であり、図３は、本発明の実施例に係るリボイリング装置の概略図であり、図４は、本発明の実施例に係る再生塔セパレータの概略図であり、図５は、本発明の実施例に係るガス凝縮装置の概略図である。
図１に示すように、本発明の実施例に係るガス捕集プラント１は、吸収塔１０、再生塔１００、そしてガス凝縮装置２００を含む。
吸収塔１０は、再生が必要な対象ガスをリーン吸収液に溶解してリッチ吸収液を生成するもので、吸収塔ハウジング２を含む。
【００２３】
吸収塔ハウジング２は、その内部に空間が形成され、前記空間には、上部から下部まで順次にリーン吸収液供給機１２、プレート１４、吸収塔整流器２０、そして吸収反応セパレータ３０が配置される。吸収塔ハウジング２の下部、つまり、吸収反応セパレータ３０の下には吸収液チャンバー９が形成される。
リーン吸収液供給機１２は、吸収塔ハウジング２内部の上部に配置され、リーン吸収液ライン６０を通じて再生塔１００に連結される。  
【００２４】
リーン吸収液供給機１２は、再生塔１００からリーン吸収液ライン６０を通じて供給を受けたリーン吸収液を吸収塔ハウジング２内部に供給する。吸収塔ハウジング２内部に供給されたリーン吸収液は、重力によって吸収塔ハウジング２下部に落下する。
プレート１４は、リーン吸収液供給機１２の下部吸収塔ハウジング２内部に装着される。プレート１４は、吸収塔ハウジング２を横切って装着され、少なくとも一つ以上の貫通孔１６がプレート１４に形成される。吸収塔ハウジング２の下部に落下するリーン吸収液は、プレート１４と貫通孔１６によって吸収塔ハウジング２の内部に均等に分散される。
【００２５】
吸収塔整流器２０は、プレート１４の下部の吸収塔ハウジング２内部に配置されている。吸収塔整流器２０は、細長いワイヤーを不規則な形状により合わして形成してもよいが、これに限定されない。これとは違って、吸収塔整流器２０では、空隙率の大きいフォームプラスチックが使用されてもよい。吸収塔整流器２０は、リーン吸収液の流れを一定に整流する。また、吸収塔整流器２０を通過するリーン吸収液と対象ガスは、合流して対象ガスがリーン吸収液に溶解されてリッチ吸収液が生成される。
吸収反応セパレータ３０は、吸収塔整流器２０と吸収液チャンバー９との間の吸収塔ハウジング２内部に配置されている。吸収反応セパレータ３０は、吸収液チャンバー９に供給されるリッチ吸収液の入口と吸収液チャンバーから出る対象ガスの出口とを分離する。このような目的のために、吸収反応セパレータ３０は、図２に示すように、第１装着プレート３４、第１本体３２、そして第１ガス迂回ポート３８を含む。
【００２６】
第１装着プレート３４は、吸収塔整流器２０の下部で吸収塔ハウジング２を横切って配置される。第１装着プレート３４には、少なくとも一つ以上の第１ガス流動孔３６と第１液体供給管４０が形成されている。
第１本体３２は、第１装着プレート３４の上面に装着され、上方向に延長している。第１本体３２の上面は、第１屋根３９によって塞がれており、上部から落下するリッチ吸収液が第１本体３２の内部に流入できず、第１装着プレート３４上に溜まり、第１装着プレート３４上に溜まっているリッチ吸収液は、第１液体供給管４０を通じて吸収液チャンバー９に供給される。この時、第１液体供給管４０は、吸収液チャンバー９の下部に吸収塔ハウジング２のフロア付近まで延長されている。従って、リッチ吸収液は、吸収液チャンバー９に一時的に保存されるリッチ吸収液の水面下に供給され、それにより、吸収液チャンバー９に一時的に保存されたリッチ吸収液の水面に大きな揺動が発生せず、水位調節が容易になる。
【００２７】
また、第１本体３２は、少なくとも一つ以上の第１ガス流動孔３６を全て囲むように形成され、リッチ吸収液が第１本体３２を通じて吸収液チャンバー９に一時的に保存されるリッチ吸収液の水面に向かって直接供給されるのを防止する。
少なくとも一つ以上の第１ガス迂回ポート３８は、第１本体３２の側面に形成され、第１本体３２の内部と外部とを流体が流れるように連通する。少なくとも一つ以上の第１ガス迂回ポート３８は、第１装着プレート３４から設定された高さに形成され、第１装着プレート３４上に溜まっているリッチ吸収液が第１ガス迂回ポート３８を通じて第１本体３２の内部に入るのを防止する。
【００２８】
吸収塔ハウジング２には、処理ガス流出口４、対象ガス流入口６、そして吸収塔流出口８がさらに形成されている。
処理ガス流出口４は、吸収液に溶解され残った処理ガスを吸収塔１０の外部に排出するもので、吸収塔ハウジング２の上部に形成されている。
対象ガス流入口６は、再生が必要な対象ガスを吸収塔１０に供給するためのもので、吸収塔ハウジング２の下部、つまり、吸収液チャンバー９に形成されている。従って、吸収液チャンバー９に供給された対象ガスは、吸収反応セパレータ３０、吸収塔整流器２０を通りながら吸収液に溶解され、処理ガスは、吸収塔ハウジング２の上部の処理ガス流出口４を通じて吸収塔１０の外部に排出される。
吸収塔流出口８は、吸収塔ハウジング２の下段部に形成されている。従って、吸収液チャンバー９に一時的に保存されたリッチ吸収液は、吸収塔流出口８を通じて再生塔１００に供給される。このような目的で、吸収塔流出口８は、リッチ吸収液ライン５０を通じて再生塔１００に連結される。
【００２９】
一方、リッチ吸収液ライン５０とリーン吸収液ライン６０には、それぞれ第１、第２ポンプ５２、６２が装着され、リッチ吸収液とリーン吸収液をポンピングする。また、リッチ吸収液ライン５０とリーン吸収液ライン６０には、少なくとも一つ以上の熱交換器７０、８０が配置され、リーン吸収液とリッチ吸収液を互いに熱交換させる。
リーン吸収液は、リーン吸収液供給機１２を通じて吸収塔１０の上部に供給され、対象ガスは、対象ガス流入口６を通じて吸収液チャンバー９に供給される。リーン吸収液は、重力によって吸収塔１０の下部に移動し、対象ガスは、吸収反応セパレータ３０の第１ガス流動孔３６と第１ガス迂回ポート３８を通じて吸収液チャンバー９から出て吸収塔１０の上部に移動する。リーン吸収液と対象ガスは、吸収塔整流器２０で合流して対象ガスがリーン吸収液に溶解されてリッチ吸収液が生成される。
【００３０】
リッチ吸収液は、吸収塔１０の下部に移動して第１装着プレート３４に溜まった後、第１液体供給管４０を通じて吸収液チャンバー９の下部に供給される。従って、吸収液チャンバー９に保存されたリッチ吸収液の水面に大きな揺動が発生せず、水位調節が容易になる。また、リッチ吸収液が吸収液チャンバー９に供給される経路と対象ガスが吸収液チャンバー９から出る経路とが分離されているので、対象ガスの速い線速度によってリッチ吸収液から揮発成分が除去されて吸収液組成変化が防止される。そのため、吸収液の組成変化による効率低下が防止される。
また、吸収液に溶解され残った処理ガスは、吸収塔１０の上部に移動して処理ガス流出口４を通じて吸収塔１０の外部に排出される。
【００３１】
図１に示すように、本発明の実施例に係る再生塔１００は、再生塔ハウジング１０２を含む。
再生塔ハウジング１０２は、その内部に空間が形成され、空間には、上部から下部まで順次に第１リッチ吸収液供給機１１２、第１再生塔整流器１２０、第２リッチ吸収液供給機１３２および第２再生塔整流器１４０が配置される。また、再生塔ハウジング１０２の上段には再生ガス流出口１０４が形成され、再生塔ハウジング１０２の下段にはリッチ吸収液流入口１０６が形成されている。
第１リッチ吸収液供給機１１２は、再生塔ハウジング１０２内部の上部に配置され、リッチ吸収液ライン５０を通じて吸収液チャンバー９からリッチ吸収液の供給を受けたり、凝縮水ライン１０９を通じてガス凝縮装置２００または熱交換器（図示せず）から凝縮水の供給を受ける。第１リッチ吸収液供給機１１２は、リッチ吸収液ライン５０を通じて供給を受けたリッチ吸収液および／または凝縮水ライン１０９を通じて供給を受けた凝縮水を再生塔ハウジング１０２の内部に供給する。第１リッチ吸収液供給機１１２から供給されたリッチ吸収液および／または凝縮水は、重力によって再生塔ハウジング１０２の下部に移動する。
【００３２】
プレート１１４は、第１リッチ吸収液供給機１１２下部の再生塔ハウジング１０２内部に装着される。プレート１１４は、再生塔ハウジング１０２を横切って装着され、少なくとも一つ以上の貫通孔１１６がプレート１１４に形成される。再生塔ハウジング１０２の下部に落下するリッチ吸収液および／または凝縮水は、プレート１１４と貫通孔１１６によって再生塔ハウジング１０２の内部に均等に分散される。
第１再生塔整流器１２０は、プレート１１４下部の再生塔ハウジング１０２内部に配置されている。第１再生塔整流器１２０は、細長いワイヤーを不規則な形状により合わして形成してもよいが、これに限定されない。これとは違って、第１再生塔整流器１２０では、空隙率の大きいフォームプラスチックが使用されてもよい。第１再生塔整流器１２０は、リッチ吸収液および／または凝縮水の流れを一定に整流する。
【００３３】
第２リッチ吸収液供給機１３２は、第１再生塔整流器１２０下部の再生塔ハウジング１０２内部に配置され、リッチ吸収液ライン５０を通じて吸収液チャンバー９からリッチ吸収液の供給を受ける。第２リッチ吸収液供給機１３２は、リッチ吸収液ライン５０を通じて供給を受けたリッチ吸収液を再生塔ハウジング１０２の内部に供給する。第２リッチ吸収液供給機１３２から供給されたリッチ吸収液は、重力によって再生塔ハウジング１０２の下部に移動する。
第２リッチ吸収液供給機１３２に供給されるリッチ吸収液は、第１リッチ吸収液供給機１１２に供給されるリッチ吸収液と同一であも異なっていてもよい。
【００３４】
プレート１３４は、第２リッチ吸収液供給機１３２下部の再生塔ハウジング１０２内部に装着される。プレート１３４は、再生塔ハウジング１０２を横切って装着され、少なくとも一つ以上の貫通孔１３６がプレート１３４に形成される。再生塔ハウジング１０２の下部に落下するリッチ吸収液および／または凝縮水は、プレート１３４と貫通孔１３６によって再生塔ハウジング１０２の内部に均等に分散される。
第２再生塔整流器１４０は、プレート１３４下部の再生塔ハウジング１０２内部に配置されている。第２再生塔整流器１４０は、細長いワイヤーを不規則な形状により合わして形成してもよいが、これに限定されない。これとは違って、第２再生塔整流器１４０では、空隙率の大きいフォームプラスチックが使用されてもよい。第２再生塔整流器１４０は、第１リッチ吸収液供給機１１２から供給されるリッチ吸収液および／または凝縮水の流れを一定に整流し、第２リッチ吸収液供給機１３２から供給されるリッチ吸収液の流れを一定に整流する。
【００３５】
再生塔１００は、リボイリング装置をさらに含む。リボイリング装置は、図１に示すように、第２再生塔整流器１４０の下部に配置され、リッチ吸収液タンク１６０、リボイラ１７０、再生塔セパレータ１５０、そしてリーン吸収液タンク１８０を含む。リボイリング装置は、第２再生塔整流器１４０から供給されるリッチ吸収液に含まれたガスを再生する。
リッチ吸収液タンク１６０は、図３に示すように、リッチ吸収液連結ライン１５２を通じて再生塔ハウジング１０２に流体が流れるように連通し、第２再生塔整流器１４０を通過したリッチ吸収液および／または凝縮水は、リッチ吸収液連結ライン１５２を通じてリッチ吸収液タンク１６０に供給される。リッチ吸収液タンク１６０の下部には、リッチ吸収液流出口１６２が形成されている。
【００３６】
リボイラ１７０は、第２再生塔整流器１４０下部の再生塔ハウジング１０２内部に装着され、再生塔ハウジング１０２の底から設定間隔ほど上部に位置する。リボイラ１７０は、リッチ吸収液を沸かしてリッチ吸収液から再生ガスを分離する。リボイラ１７０は、リッチ吸収液流入口１０６、第１作動媒体流入口１７２、第１循環ライン１７６、第２循環ライン１７８、そして第１作動媒体流出口１７４を含む。
リッチ吸収液流入口１０６は、再生塔ハウジング１０２の下部に形成され、リッチ吸収液流出口１６２と流体が流れるように連通してリッチ吸収液タンク１６０からリッチ吸収液の供給を受ける。従って、リッチ吸収液タンク１６０は、再生塔ハウジング１０２にリッチ吸収液を供給する。再生塔ハウジング１０２にリッチ吸収液が供給されることにより、再生塔ハウジング１０２内のリッチ吸収液水位はますます高まり、リボイラ１７０にリッチ吸収液が供給される。
【００３７】
第１作動媒体流入口１７２は、再生塔ハウジング１０２のリボイラ１７０に対応する位置に形成され、リボイラ１７０に作動媒体を供給するようになっている。作動媒体は、発電所やボイラ設備で発生する水蒸気であってもよいが、これに限定されない。
第１循環ライン１７６は、リボイラ１７０内に形成され、第１作動媒体流入口１７２を通じて供給された作動媒体は、第１循環ライン１７６内で流れる。第１循環ライン１７６は、再生塔ハウジング１０２の内部と流体が流れるように連通されていない。
【００３８】
第２循環ライン１７８は、リボイラ１７０内に形成され、第１循環ライン１７６に近接して形成される。通常、リボイラ１７０内で第１循環ライン１７６を除いた部分は、第２循環ライン１７８となる。第２循環ライン１７８は、再生塔ハウジング１０２内部と流体が流れるように連通しており、再生塔ハウジング１０２に供給されたリッチ吸収液の水位が高くなれば、リッチ吸収液は第２循環ライン１７８内にある。この時、第２循環ライン１７８内のリッチ吸収液は、第１循環ライン１７６を流れる作動流体と熱交換して加熱される。従って、リッチ吸収液から再生ガスが分離し、リボイラ１７０の上部にはリーン吸収液が位置する。また、リッチ吸収液から分離された再生ガスは、再生塔ハウジング１０２の上部に移動する。
【００３９】
第１作動媒体流出口１７４は、再生塔ハウジング１０２の前記リボイラ１７０に対応する位置に形成され、第１循環ライン１７６を循環した作動流体は、第１作動媒体流出口１７４を通じて再生塔ハウジング１０２の外部に排出される。
ここでは、リボイラ１７０が作動媒体との熱交換を通じてリッチ吸収液を加熱する熱交換器であることを例示したが、これに限定されない。リボイラ１７０では、電流の供給を受けて発熱する電気熱線を含んでもよい。
再生塔セパレータ１５０は、第２再生塔整流器１４０とリボイラ１７０との間の再生塔ハウジング１０２の内部に装着され、リボイラ１７０でのリッチ吸収液の供給経路とリボイラ１７０で発生した再生ガスの排出経路とを分離する。このような目的のために、再生塔セパレータ１５０は、図４に示すように、第２装着プレート１９０、第２本体１９２、そして第２ガス迂回ポート１９６を含む。
【００４０】
第２装着プレート１９０は、リッチ吸収液連結ライン１５２と再生塔ハウジング１０２との連結部位の下部で、再生塔ハウジング１０２を横切って配置される。第２装着プレート１９０には、少なくとも一つ以上の第２ガス流動孔１９４が形成されている。
第２本体１９２は、第２装着プレート１９０の上面に装着されて上方向に延長している。第２本体１９２の上面は、第２屋根１９８によって塞がれており、上部から落下するリッチ吸収液および／または凝縮水は、第２本体１９２の内部に流入できず、第２装着プレート１９０上に溜まり、第２装着プレート１９０上に溜まっているリッチ吸収液は、リッチ吸収液連結ライン１５２を通じてリッチ吸収液タンク１６０に移動する。また、第２本体１９２は、少なくとも一つ以上の第２ガス流動孔１９４を全て囲むように形成され、第２装着プレート１９０に溜まるリッチ吸収液がリボイラ１７０に直接供給されるのを防止する。
【００４１】
少なくとも一つ以上の第２ガス迂回ポート１９６は、第２本体１９２の側面に形成され、第２本体１９２の内部と外部とを流体が流れるように連通する。少なくとも一つ以上の第２ガス迂回ポート１９６は、第２装着プレート１９０から設定された高さに形成され、第２装着プレート１９０上に溜まっているリッチ吸収液が第２ガス迂回ポート１９６を通じて第２本体１９２の内部に入るのを防止するようになっている。つまり、リッチ吸収液連結ライン１５２の垂直位置は、少なくとも一つ以上の第２ガス迂回ポート１９６の垂直位置よりさらに低く位置する。
リーン吸収液タンク１８０は、図３に示すように、リーン吸収液連結ライン１５４を通じて再生塔ハウジング１０２に流体が流れるように連通して、リボイラ１７０で再生ガスが分離されたリーン吸収液は、リーン吸収液連結ライン１５４を通じてリーン吸収液タンク１８０に流れる。リーン吸収液連結ライン１５４と再生塔ハウジング１０２との連結部位は、第２装着プレート１９０とリボイラ１７０との間に位置する。従って、リボイラ１７０で再生が完了したリッチ吸収液は、再生塔セパレータ１５０に供給されず、リーン吸収液タンク１８０に供給される。
【００４２】
リーン吸収液タンク１８０の下段には、リーン吸収液流出口１８２が形成され、リーン吸収液流出口１８２は、リーン吸収液ライン６０を通じてリーン吸収液供給機１２と連結される。従って、リーン吸収液タンク１８０内のリーン吸収液は、リーン吸収液ライン６０を通じてリーン吸収液供給機１２に再び供給される。また、リーン吸収液タンク１８０内部には、支持プレート１８４が装着され、支持プレート１８４には、レベルセンサーと圧力センサーが装着される。レベルセンサーは、リーン吸収液タンク１８０内のリーン吸収液のレベルを測定し、圧力センサーは、リーン吸収液タンク１８０の圧力を測定する。また、レベルセンサーと圧力センサとの測定結果に基づいて、リーン吸収液流出口１８２を選択的に開閉してもよい。
【００４３】
吸収塔１０から第１リッチ吸収液供給機１１２または第２リッチ吸収液供給機３２を通じてリッチ吸収液が再生塔ハウジング１０２内に供給されれば、リッチ吸収液は、重力によって下に移動する。この時、リッチ吸収液の流れは、第１再生塔整流器１２０または第２再生塔整流器１４０によって整流される。
リッチ吸収液は、図３の実線矢印で示すように、第２屋根１９８によって第２本体１９２内部に移動せず第２装着プレート１９０に移動して、第２装着プレート１９０の上面に溜まる。第２装着プレート１９０上面に溜まっているリッチ吸収液の表面高さがリッチ吸収液連結ライン１５２の最下段高さより高くなれば、リッチ吸収液は、リッチ吸収液連結ライン１５２を通じてリッチ吸収液タンク１６０に供給され、リッチ吸収液流出口１６２およびリッチ吸収液流入口１０６を通じて再生塔ハウジング１０２に供給される。
【００４４】
再生塔ハウジング１０２内のリッチ吸収液のレベルが高くなりリッチ吸収液がリボイラ１７０に供給されれば、リッチ吸収液と作動流体との間の熱交換を通じてリッチ吸収液は加熱し、再生ガスはリッチ吸収液から分離される。リッチ吸収液から分離された再生ガスは、図３の点線矢印で示すように、第２ガス流動孔１９４と第２ガス迂回ポート１９６を通じて第２本体１９２の外部に移動する。再生ガスは、上部に移動して、再生ガス流出口１０４を通じて再生塔ハウジング１０２の外部に排出される。
一方、リッチ吸収液がリボイラ１７０に供給し続けられることにより、再生ガスが分離されたリーン吸収液の水位は高くなり続ける。リーン吸収液の表面高さがリーン吸収液連結ライン１５４の最下段高さより高くなれば、リーン吸収液は、リーン吸収液連結ライン１５４を通じてリーン吸収液タンク１８０に供給される。リーン吸収液タンク１８０に供給されたリーン吸収液は、リーン吸収液流出口１８２を通じて吸収塔１０に再び供給される。
【００４５】
図１に示すように、本発明の実施例に係るガス凝縮装置２００は、ハウジング２０２を含む。
ハウジング２０２は、その内部に空間が形成され、空間の上部には凝縮器２１０が設置され、空間の下部には還流器２２０が設置される。
凝縮器２１０は、ハウジング２０２内で上部に装着され、再生ガスを凝縮させて凝縮水と目標ガスとを分離する。凝縮器２１０は、第２作動媒体流入口２１２、第３循環ライン２１６、第４循環ライン２１８、そして第２作動媒体流出口２１４を含む。
第２作動媒体流入口２１２は、ハウジング２０２の凝縮器２１０に対応する位置に形成され、凝縮器２１０に作動媒体を供給するようになっている。作動媒体は、冷却水であってもよいが、これに限定されない。
第３循環ライン２１６は、凝縮器２１０内に形成され、第２作動媒体流入口２１２を通じて供給された作動媒体は、第３循環ライン２１６内で流れる。第３循環ライン２１６は、ハウジング２０２の内部と流体が流れるように連通されていない。
【００４６】
第４循環ライン２１８は、凝縮器２１０内に形成され、第３循環ライン２１６に近接して形成される。通常、凝縮器２１０内で第３循環ライン２１６を除いた部分は、第４循環ライン２１８となる。第４循環ライン２１８は、ハウジング２０２内部と流体が流れるように連通しており、ハウジング１０２に供給された再生ガスは、第４循環ライン２１８を通過する。この時、第４循環ライン２１８内の再生ガスは、第３循環ライン２１６を流れる作動流体と熱交換して凝縮される。従って、目標ガスが凝縮水から分離して凝縮水は還流器２２０に供給される。
第２作動媒体流出口２１４は、ハウジング１０２の凝縮器２１０に対応する位置に形成され、第３循環ライン２１６を循環した作動流体は、第２作動媒体流出口２１４を通じてハウジング１０２の外部に排出される。
【００４７】
還流器２２０は、図５に示すように、凝縮水チャンバー２５０と還流セパレータ２３０とを含む。
凝縮水チャンバー２５０は、ハウジング２０２の下部に形成され、凝縮水を一時的に保存する。
還流セパレータ２３０は、凝縮器２１０と凝縮水チャンバー２５０との間のハウジング２０２内部に配置されている。還流セパレータ２３０は、凝縮水チャンバー２５０に供給される凝縮水の入口と凝縮水チャンバー２５０から出る蒸発ガスの出口とを分離する。このような目的のために、還流セパレータ２３０は、図５に示すように、第３装着プレート２３２、第３本体２３４、そして第３ガス迂回ポート２３８を含む。
【００４８】
第３装着プレート２３２は、凝縮器２１０の下部でハウジング２０２を横切って配置される。第３装着プレート２３２には、少なくとも一つ以上の第３ガス流動孔２３６と第２液体供給管２４２が形成されている。
第３本体２３４は、第３装着プレート２３２の上面に装着され、上方向に延長している。第３本体２３４の上面は、第３屋根２４０によって塞がれており、上部から落下する凝縮水が第３本体２３４の内部に流入できず、第３装着プレート２３２上に溜まり、第３装着プレート２３２上に溜まっている凝縮水は、第２液体供給管２４２を通じて凝縮水チャンバー２５０に供給される。この時、第２液体供給管２４２は、凝縮水チャンバー２５０の下部にハウジング２０２の底付近まで延長している。従って、凝縮水は、凝縮水チャンバー２５０に一時的に保存される凝縮水の水面下に供給され、それにより、凝縮水チャンバー２５０に一時的に保存された凝縮水の水面に大きな揺動が発生せず、水位調節が容易になる。
【００４９】
また、第３本体２３４は、少なくとも一つ以上の第３ガス流動孔２３６を全て囲むように形成され、凝縮水が第３本体２３４を通じて凝縮水チャンバー２５０に一時的に保存される凝縮水の水面に向かって直接供給されるのを防止する。
少なくとも一つ以上の第３ガス迂回ポート２３８は、第３本体２３４の側面に形成され、第３本体２３４の内部と外部とを流体が流れるように連通する。少なくとも一つ以上の第３ガス迂回ポート２３８は、第３装着プレート２３２から設定された高さに形成され、第３装着プレート２３２上に溜まっている凝縮水が第３ガス迂回ポート２３８を通じて第３本体２３４の内部に入るのを防止するようになっている。
ハウジング２０２には、再生ガス流入口２０４、凝縮水流出口２０６、そして目標ガス排出口２０８がさらに形成されている。
【００５０】
再生ガス流入口２０４は、ハウジング２０２の上段部に形成され、再生塔ハウジング１０２の再生ガス流出口１０４と流体が流れるように連通している。従って、再生塔１００で発生した再生ガスは、再生ガス流出口１０４と再生ガス流入口２０４を通じてハウジング２０２の上段部に供給される。
凝縮水流出口２０６は、ハウジング２０２の下段部に形成され、凝縮水ライン１０９を通じて第１リッチ吸収液供給機１１２に連結している。従って、凝縮水チャンバー２５０に一時的に保存された凝縮水は、凝縮水流出口２０６および凝縮水ライン１０９を通じて再生塔１００に再び供給される。凝縮水ライン１０９には、第３ポンプ１１１が装着され、凝縮水チャンバー２５０の凝縮水をポンピングする。
目標ガス排出口２０８は、凝縮器２１０と還流セパレータ２３０との間のハウジング２０２に形成されている。凝縮器２１０で凝縮水と分離された目標ガスは、目標ガス排出口２０８を通じてガス凝縮装置２００から排出されて、別のタンクなどに捕集される。
【００５１】
再生ガスは、再生ガス流入口２０４を通じてガス凝縮装置２００の上部に供給される。ガス凝縮装置２００に供給された再生ガスは、ガス凝縮装置２００の下部に移動しながら凝縮器２１０を通過する。この時、再生ガスは、凝縮器２１０で凝縮されて凝縮水と目標ガスとに分離される。
目標ガスは、目標ガス排出口２０８を通じてガス凝縮装置２００外部に排出され、凝縮水は、第３装着プレート２３２に溜まった後、第２液体供給管２４２を通じて凝縮水チャンバー２５０の下部に供給される。従って、凝縮水チャンバー２５０に保存された凝縮水の水面に大きな揺動が発生せず、水位調節が容易になる。
【００５２】
また、凝縮水チャンバー２５０に一時的に保存された凝縮水から蒸発ガスが蒸発する。蒸発ガスは、還流セパレータ２３０の第３ガス流動孔２３６と第３ガス迂回ポート２３８を通じて凝縮水チャンバー２５０から出て、凝縮器２１０で再び凝縮される。この時、凝縮水が凝縮水チャンバー２５０に供給される経路と蒸発ガスが凝縮水チャンバー２５０から出る経路とが分離しているので、凝縮水と蒸発ガスとの間の移動干渉をなくし、蒸発ガスの再凝縮を容易にする。  一方、凝縮水チャンバー２５０に一時的に保存された凝縮水は、凝縮水ライン１０９を通じて再生塔１００に再び供給される。
【００５３】
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は、上記実施例に限定されず、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲の全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１  ガス捕集プラント
２  吸収塔ハウジング
９  吸収液チャンバー
１０  吸収塔
１２  リーン吸収液供給機
１４  プレート
２０  吸収塔整流器
３０  吸収反応セパレータ
１００  再生塔
２００  ガス凝縮装置
２０２  ハウジング
２１０  凝縮器
２２０  還流器
【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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