(57)【要約】【課題】複数の異なる吸収液を用いてＣＯ2 、Ｈ2Ｓ吸収効率を一層向上させたＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システム及び方法を提供する。【解決手段】本発明のＣＯ2除去システム１０Ａは、ＣＯ2、Ｈ2Ｓを含有する排ガス１００２と低温用吸収液１００５−１とを接触させてＣＯ2、Ｈ2Ｓを除去する低温用吸収塔１００６−１と、低温用リッチ溶液１００７−１を再生する低温用再生塔１００８−１と、低温用再生塔１００８−１に低温用リッチ溶液１００７−１を送給する低温用リッチ溶液供給ライン１２−１と、低温用再生塔１００８−１で低温用リーン溶液１００９−１を低温用吸収塔１００６−１に送給する低温用リーン溶液供給ライン１３−１とからなる低温用ＣＯ2除去装置１１−１と、排ガス１００２の排出側に設けられ、低温用ＣＯ2除去装置１１−１と同様の構成を有する高温用ＣＯ2除去装置１１−２とからなる。【選択図】図１
2008307520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給されたＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を含有する排ガスと吸収液とを接触させてＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を除去する吸収塔と、ＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を吸収したリッチ溶液を再生する再生塔と、前記吸収塔から前記再生塔に前記リッチ溶液を送給するリッチ溶液供給ラインと、前記再生塔でＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を除去したリーン溶液を前記再生塔から前記吸収塔に送給するリーン溶液供給ラインとからなるＣＯ2又はＨ2Ｓ除去装置を少なくとも二つ以上有し、
前記吸収液が、該吸収液の温度に依存してＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方の吸収、再生を行なうものであり、各々の前記ＣＯ2又はＨ2Ｓ除去装置毎に異なる種類の吸収液が独立して供給される共に、複数の異なる種類の吸収液のうちで低温側の低温用吸収液から高温側の高温用吸収液の順に連続して前記排ガスを送給することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システム。
【請求項２】
請求項１において、
各々の前記リーン溶液を冷却する冷却水を送給する冷却水供給ライン設備を有してなると共に、各々の前記再生塔から前記吸収塔に供給されるリーン溶液の温度が低い方を上流側に配設し、前記リーン溶液の温度が高い方を下流側に配設してなることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
各々の前記リーン溶液を加温する飽和スチームを送給する飽和スチーム供給ライン設備を有してなる共に、各々の前記再生塔から前記吸収塔に供給される前記リーン溶液の温度が高い方を上流側に配設し、前記リーン溶液の温度が低い方を下流側に配設してなることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
同一又は異なる前記ＣＯ2又はＨ2Ｓ除去装置内を循環する前記リーン溶液と前記リッチ溶液とを熱交換する熱交換器を少なくとも二つ以上有してなることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一つにおいて、
前記リーン溶液供給ラインに介装され、前記再生塔の途中から抜出されたＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を一部除去したセミリーン溶液を、前記再生塔から排出される前記リーン溶液により加温するセミリーン溶液熱交換器を少なくとも一つ以上有してなることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システム。
【請求項６】
複数の異なる種類の吸収液のうちで低温側の低温用吸収液が供給される低温用吸収塔にＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を含有する排ガスを送給し、前記低温用吸収液によって前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを除去した後、
高温側の高温用吸収液が供給される高温用吸収塔に前記排ガスを連続して送給し、前記排ガス中の前記低温用吸収液によって除去しきれなかったＣＯ2、Ｈ2Ｓを前記高温用吸収液によって更に除去することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記低温用吸収塔に供給される前記低温用吸収液を冷却水により冷却し、冷却された前記低温用吸収液により前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを除去した後、
前記低温用吸収液と熱交換した後の冷却水を用いて前記高温用吸収塔に供給される前記高温用吸収液を更に冷却し、前記低温用吸収液によって除去しきれなかった前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを冷却された前記高温用吸収液により更に除去することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去方法。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記高温用吸収塔でＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を吸収した高温用リッチ溶液を再生する高温用再生塔の塔底部近傍に回収された高温用リーン溶液を外部へ抜き出して飽和スチームにより熱交換し、加温された前記高温用リーン溶液を高温用吸収液として前記高温用吸収塔に送給し、
低温側の低温用リッチ溶液を再生する低温用再生塔の塔底部近傍に回収された前記低温用リーン溶液を外部へ抜き出し、前記高温用リーン溶液と熱交換された前記飽和スチームと熱交換し、加温された前記低温用リーン溶液を低温用吸収液として前記低温用吸収塔に送給し、
前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを前記低温用吸収液によって除去し、前記低温用吸収液によって除去しきれなかった前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを前記高温用吸収液によって更に除去することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去方法。
【請求項９】
請求項６乃至８の何れか一つにおいて、
同一又は異なる前記ＣＯ2又はＨ2Ｓ除去装置内を循環する前記リッチ溶液の何れか一方又は両方を用いて各々の前記再生塔から排出される前記リーン溶液を熱交換し、熱交換した前記リーン溶液を各々の前記吸収塔に供給し、前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを除去することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去方法。
【請求項１０】
請求項６乃至９の何れか一つにおいて、
前記再生塔の途中から抜出されたＣＯ2を一部除去したセミリーン溶液と前記再生塔から排出される前記リーン溶液とを熱交換した後、前記吸収塔に前記リーン溶液を供給し、前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを除去することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中に含まれるＣＯ2、Ｈ2Ｓ又はその双方を除去する吸収液を用いたＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システム及びその除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、ＣＯ2による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ2の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い尿素等の原料(化学用途)、原油増産、及び地球温暖化対策として、大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排ガスをアミン系ＣＯ2吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ2を除去、回収する方法及び回収されたＣＯ2を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的に研究されている。
【０００３】
大量の燃焼排ガス中のＣＯ2 を回収・貯蔵する実用的な方法として、アミン水溶液等のＣＯ2吸収液と接触させる化学吸収法がある。前記のようなＣＯ2吸収液を用い、燃焼排ガスからＣＯ2を除去・回収する工程としては、吸収塔において燃焼排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させる工程、ＣＯ2を吸収した吸収液を再生塔において加熱し、ＣＯ2を遊離させると共に吸収液を再生して再び吸収塔に循環して再使用するものが採用されている（特許文献１）。
【０００４】
この従来の化学吸収法によるＣＯ2回収装置の運転は、高温のスチーム等でアミン水溶液とＣＯ2とを分離させているが、このスチーム（エネルギー）の消費を最小化させる必要があった。そのため、これまで、二種類以上の異なるＣＯ2吸収液を混合して用いる方法（特許文献２、３）、ＣＯ2吸収液を送給するプロセスを改良する方法が検討されていた（特許文献４）。
【０００５】
図８は、二種類の吸収液を混合して用いる方法を採用したＣＯ2、Ｈ2Ｓ除去装置の概念を示す図である。前記従来のＣＯ2、Ｈ2Ｓ除去装置１０００は、図８に示すように、例えばボイラやガスタービン等の産業設備１００１から排出されたＣＯ２を含有する排ガス１００２を冷却水１００３によって冷却する冷却塔１００４と、冷却されたＣＯ２を含有する排ガス１００２とＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を吸収する吸収液１００５とを接触させて前記排ガス１００２からＣＯ２を除去する吸収塔１００６と、ＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液（リッチ溶液）１００７からＣＯ２を放出させて吸収液１００５を再生する再生塔１００８とを有する。この装置では、前記再生塔１００８でＣＯ２を除去した再生吸収液（リーン溶液）１００９は吸収液として再利用する。また、３つの貯蔵タンク１０４０、１０４１、１０４２の各々から高反応速度アミン１０４３、水１０４４、低反応速度アミン１０４５がそれぞれ必要に応じてリーン溶液１００９に供給される。
【０００６】
この従来のＣＯ２回収装置を用いたＣＯ２回収方法では、まずＣＯ２を含有する排ガス１００２は、排ガス送風機１０１０により昇圧された後、冷却塔１００４に送られ、ここで冷却水１００３により冷却され、ＣＯ２吸収塔１００６に送られる。
【０００７】
前記ＣＯ２吸収塔１００６において、排ガス１００２はアルカノールアミンをベースとする吸収液１００５と交向流接触し、排ガス１００２中のＣＯ２は、化学反応（Ｒ−ＮＨ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→Ｒ−ＮＨ３ＨＣＯ３）により吸収液１００５に吸収され、ＣＯ２が除去された排ガス１０１１は系外に放出される。ＣＯ２を吸収した吸収液１００７は「リッチ溶液」とも呼称される。このリッチ溶液１００７はリッチソルベントポンプ１０１２により昇圧され、リッチ・リーン溶液熱交換器１０１３において、再生塔１００８でＣＯ２を除去されることにより再生された吸収液（リーン溶液）１００９により加熱され、再生塔１００８に供給される。
【０００８】
再生塔１００８の上部から再生塔１００８内部に放出されたリッチ溶液１００７は、吸熱反応を生じて、大部分のＣＯ2を放出する。再生塔１００８内で一部または大部分のＣＯ2を放出した吸収液は「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１００８下部に至る頃には、ほぼ全てのＣＯ2が除去された吸収液１００９となる。このほぼ全てのＣＯ2が除去されることにより再生された吸収液は「リーン溶液」と呼称される。このリーン溶液１００９は再生加熱器１０１４で飽和スチーム１０３０により加熱される。一方、再生塔１００８の塔頂部からは塔内においてリッチ溶液１００７及びセミリーン溶液から放出された水蒸気を伴ったＣＯ2ガス１０１５が導出され、コンデンサ１０１６により水蒸気が凝縮され、分離ドラム１０１７にて水が分離され、ＣＯ2ガス１０１８が系外に放出されて回収される。分離ドラム１０１７にて分離された水は凝縮水循環ポンプ１０１９にて再生塔１００８の上部に供給される。再生された吸収液（リーン溶液）１００９は、前記リッチ・リーン熱交換器１０１３にて前記リッチ溶液１００７により冷却され、つづいてリーンソルベントポンプ１０２０にて昇圧され、さらにリーンソルベントクーラ１０２１にて冷却された後、再び吸収塔１００６に供給され、吸収液として再利用される。
【０００９】
なお、図８中、符号１００１ａはボイラやガスタービン等の産業設備１００１の煙道であり、１００１ｂは煙突である。前記ＣＯ2、Ｈ2Ｓ除去装置は、既設の排ガス１００２源からＣＯ2を回収するために後付で設けられる場合と、新設排ガス１００２源に同時付設される場合とがある。煙突１００１ｂには開閉可能な扉を設置し、ＣＯ2回収装置の運転時は閉止する。また排ガス１００２源は稼動しているが、ＣＯ2、Ｈ2Ｓ除去装置の運転を停止した際は開放するように設定する。
【００１０】
【特許文献１】特開平７−５１５３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２５６２７号公報
【特許文献３】特開２００５−２５４２１２号公報
【特許文献４】米国特許第６８００１２０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、吸収液は、ＣＯ2、Ｈ2Ｓを放散し易いがＣＯ2、Ｈ2Ｓを吸収し難い吸収液、その逆にＣＯ2、Ｈ2Ｓを放散し難いがＣＯ2、Ｈ2Ｓを吸収し易いし吸収液等、温度に依存してＣＯ2、Ｈ2Ｓの吸収・放散性能が異なり、その結果各々の吸収液によってＣＯ2、Ｈ2Ｓの吸収・再生の温度依存性が異なる。
【００１２】
そのため、二種類以上の異なる吸収液を混合したものを用いる方法では、吸収塔での吸収温度を例えば４０℃とし、再生塔での再生温度を例えば９０℃として行なっている場合には、例えば低温でＣＯ2、Ｈ2Ｓの吸収し難い吸収液は、前記吸収塔においてＣＯ2、Ｈ2Ｓの吸収性能が高くても、前記再生塔ではＣＯ2、Ｈ2Ｓの放散性能が低かったり、一方、高温でＣＯ2、Ｈ2Ｓの吸収し易い吸収液は、前記吸収塔においてＣＯ2、Ｈ2Ｓの吸収性能が低くても、前記再生塔ではＣＯ2、Ｈ2Ｓの放散性能が高かったりするため、複数の異なる吸収液のＣＯ2、Ｈ2Ｓの吸収・放散を同時に満たすことは困難であり、システム全体の効率が悪い、という問題がある。
【００１３】
また、吸収液を送給するプロセスを改良する方法においては、吸収液を４０℃〜１２０℃の範囲内で最大限有効に熱交換することがシステムの省エネ化を図る上で重要である。
【００１４】
本発明は、前記問題に鑑み、複数の異なる吸収液を用いてＣＯ2、Ｈ2Ｓの吸収効率を一層向上させたＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システム及び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】
【００１５】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、供給されたＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を含有する排ガスと吸収液とを接触させてＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を除去する吸収塔と、ＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を吸収したリッチ溶液を再生する再生塔と、前記吸収塔から前記再生塔に前記リッチ溶液を送給するリッチ溶液供給ラインと、前記再生塔でＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を除去したリーン溶液を前記再生塔から前記吸収塔に送給するリーン溶液供給ラインとからなるＣＯ2又はＨ2Ｓ除去装置を少なくとも二つ以上有し、前記吸収液が、該吸収液の温度に依存してＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方の吸収、再生を行なうものであり、各々の前記ＣＯ2又はＨ2Ｓ除去装置毎に異なる種類の吸収液が独立して供給される共に、複数の異なる種類の吸収液のうちで低温側の低温用吸収液から高温側の高温用吸収液の順に連続して前記排ガスを送給することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システムにある。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、各々の前記リーン溶液を冷却する冷却水を送給する冷却水供給ライン設備を有してなると共に、各々の前記再生塔から前記吸収塔に供給されるリーン溶液の温度が低い方を上流側に配設し、前記リーン溶液の温度が高い方を下流側に配設してなることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システムにある。
【００１７】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、各々の前記リーン溶液を加温する飽和スチームを送給する飽和スチーム供給ライン設備を有してなる共に、各々の前記再生塔から前記吸収塔に供給される前記リーン溶液の温度が高い方を上流側に配設し、前記リーン溶液の温度が低い方を下流側に配設してなることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システムにある。
【００１８】
第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れか一つにおいて、同一又は異なる前記ＣＯ2又はＨ2Ｓ除去装置内を循環する前記リーン溶液と前記リッチ溶液とを熱交換する熱交換器を少なくとも二つ以上有してなることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システムにある。
【００１９】
第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れか一つにおいて、前記リーン溶液供給ラインに介装され、前記再生塔の途中から抜出されたＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を一部除去したセミリーン溶液を、前記再生塔から排出される前記リーン溶液により加温するセミリーン溶液熱交換器を少なくとも一つ以上有してなることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システムにある。
【００２０】
第６の発明は、複数の異なる種類の吸収液のうちで低温側の低温用吸収液が供給される低温用吸収塔にＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を含有する排ガスを送給し、前記低温用吸収液によって前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを除去した後、高温側の高温用吸収液が供給される高温用吸収塔に前記排ガスを連続して送給し、前記排ガス中の前記低温用吸収液によって除去しきれなかったＣＯ2、Ｈ2Ｓを前記高温用吸収液によって更に除去することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去方法にある。
【００２１】
第７の発明は、第６の発明において、前記低温用吸収塔に供給される前記低温用吸収液を冷却水により冷却し、冷却された前記低温用吸収液により前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを除去した後、前記低温用吸収液と熱交換した後の冷却水を用いて前記高温用吸収塔に供給される前記高温用吸収液を更に冷却し、前記低温用吸収液によって除去しきれなかった前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを冷却された前記高温用吸収液により更に除去することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去方法にある。
【００２２】
第８の発明は、第６又は第７の発明において、前記高温用吸収塔でＣＯ2、Ｈ2Ｓの何れか一方又は両方を吸収した高温用リッチ溶液を再生する高温用再生塔の塔底部近傍に回収された高温用リーン溶液を外部へ抜き出して飽和スチームにより熱交換し、加温された前記高温用リーン溶液を高温用吸収液として前記高温用吸収塔に送給し、低温側の低温用リッチ溶液を再生する低温用再生塔の塔底部近傍に回収された前記低温用リーン溶液を外部へ抜き出し、前記高温用リーン溶液と熱交換された前記飽和スチームと熱交換し、加温された前記低温用リーン溶液を低温用吸収液として前記低温用吸収塔に送給し、前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを前記低温用吸収液によって除去し、前記低温用吸収液によって除去しきれなかった前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを前記高温用吸収液によって更に除去することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去方法にある。
【００２３】
第９の発明は、第６乃至第８の発明の何れか一つにおいて、同一又は異なる前記ＣＯ2又はＨ2Ｓ除去装置内を循環する前記リッチ溶液の何れか一方又は両方を用いて各々の前記再生塔から排出される前記リーン溶液を熱交換し、熱交換した前記リーン溶液を各々の前記吸収塔に供給し、前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを除去することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去方法にある。
【００２４】
第１０の発明は、第６乃至第９の発明の何れか一つにおいて、前記再生塔の途中から抜出されたＣＯ2を一部除去したセミリーン溶液と前記再生塔から排出される前記リーン溶液とを熱交換した後、前記吸収塔に前記リーン溶液を供給し、前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを除去することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ除去方法にある。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、各々の前記ＣＯ2又はＨ2Ｓ除去装置毎に異なる種類の吸収液を独立して供給し、複数の異なる種類の吸収液のうち低温用吸収塔から高温用吸収塔の順に連続して前記排ガスを送給することにより、各々の吸収液のＣＯ2、Ｈ2Ｓの吸収・放散の温度依存性に応じ、前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを効率よく除去することができ、ＣＯ2 、Ｈ2Ｓ吸収効率を一層向上させたＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システム及び方法に良好なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態及び実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２７】
[第一の実施形態]
本発明による第一の実施形態に係るＣＯ2除去システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るＣＯ2除去システムを簡略化して示した概略図である。本実施形態に係るＣＯ2除去システムは、前記図８に示したＣＯ2、Ｈ2Ｓ除去システム装置の構成とほぼ同様とであるため、簡略化して示すと共に、前記図８に示したＣＯ2、Ｈ2Ｓ除去システム装置と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
尚、本発明はＣＯ2、Ｈ2Ｓを吸収する除去装置を有するＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システムであるが、本実施形態では、ＣＯ2のみを除余する場合について説明する。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａは、前記排ガス１００２の導入側に設けられる低温用ＣＯ2除去装置１１−１と前記排ガス１００２の排出側に設けられる高温用ＣＯ2除去装置１１−２とからなる。前記低温用ＣＯ2除去装置１１−１は、供給されたＣＯ2を含有する排ガス１００２と低温用吸収液１００５−１とを接触させてＣＯ2を除去する低温用吸収塔１００６−１と、ＣＯ2を吸収した低温用リッチ溶液１００７−１を再生する低温用再生塔１００８−１と、前記低温用吸収塔１００６−１から前記低温用再生塔１００８−１に前記低温用リッチ溶液１００７−１を送給する低温用リッチ溶液供給ライン１２−１と、前記低温用再生塔１００８−１でＣＯ2を除去した低温用リーン溶液１００９−１を前記低温用再生塔１００８−１から前記低温用吸収塔１００６−１に送給する低温用リーン溶液供給ライン１３−１とからなるものである。
【００２９】
また、前記高温用ＣＯ2除去装置１１−２についても、前記低温用ＣＯ2除去装置１１−１の構成と同様に、前記排ガス１００２と高温用吸収液１００５−２とを接触させてＣＯ2を除去する高温用吸収塔１００６−２と、ＣＯ2を吸収した高温用リッチ溶液１００７−２を再生する高温用再生塔１００８−２と、前記高温用吸収塔１００６−２から前記高温用再生塔１００８−２に前記高温用リッチ溶液１００７−２を送給する高温用リッチ溶液供給ライン１２−２と、前記高温用再生塔１００８−２でＣＯ2を除去した高温用リーン溶液１００９−２を前記高温用再生塔１００８−２から前記高温用吸収塔１００６−２に送給する高温用リーン溶液供給ライン１３−２とからなるものである。
【００３０】
本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａでは、前記低温用吸収液１００５−１、前記高温用吸収液１００５−２が前記低温用ＣＯ2除去装置１１−１及び前記高温用ＣＯ2除去装置１１−２内に各々独立して供給し、循環させるようにしている。
【００３１】
また、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａでは、前記低温用吸収液１００５−１、前記高温用吸収液１００５−２は、前記低温用吸収液１００５−１、前記高温用吸収液１００５−２の温度に依存してＣＯ2の吸収、再生を行なうものである。
【００３２】
本発明において、低温用吸収液として、例えばメチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）、２−アミノ２−メチルプロパノール（ＡＭＰ）、エチルジエタノールアミン（ＥＤＥＡ）、２−ジメチルアミノエタノール（ＤＭＡＥ）、２−ジエチルアミノエタノール（ＤＥＡＥ）等を用いることができるが本発明はこれに限定されるものではなく、低温での吸収・放散に優れた吸収液であれば良い。
【００３３】
また、本発明において、高温用吸収液として、例えばピペラジン（Ｐ）、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、３−アミノ−１−プロパノール（ＡＰ）、２−メチルアミノエタノール（ＭＡＥ）、２−エチルアミノエタノール（ＥＡＥ）、ｎ−プロピルアミノエタノール（ＰＡＥ）、２−メチルピペラジン（ＭＰ）、１−（２−アミノエチル）ピペラジン（ＡＥＰＲＺ）等を用いることができるが本発明はこれに限定されるものではなく、高温での吸収・放散に優れた吸収液であれば良い。
【００３４】
また、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａでは、各々の前記低温用ＣＯ2除去装置１１−１、前記高温用ＣＯ2除去装置１１−２に前記低温用吸収液１００５−１、前記高温用吸収液１００５−２を各々独立して供給すると共に、低温側の前記低温用吸収液１００５−１から高温側の前記高温用吸収液１００５−２の順に連続して前記排ガス１００２を送給するものである。
【００３５】
前記排ガス１００２を前記低温用再生塔１００８−１、前記高温用再生塔１００８−２の順に連続して送給することにより、低温側の前記低温用吸収液１００５−１によって前記排ガス１００２中のＣＯ2を除去した後、前記低温用吸収液１００５−１によって吸収しきれなかった前記排ガス１００２中のＣＯ2を高温側の前記高温用吸収液１００５−２によって更に除去するようにしている。
【００３６】
また、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａでは、前記低温用再生塔１００８−１において前記低温用吸収液１００５−１に含まれるＣＯ2を放散し、前記低温用吸収液１００５−１を再生するようにしている。同様に、前記高温用再生塔１００８−２において前記高温用吸収液１００５−２に含まれるＣＯ2を放散し、前記高温用吸収液１００５−２を再生するようにしている。
また、再生された各々の前記低温用リーン溶液１００９−１、前記高温用リーン溶液１００９−２は、再度前記低温用吸収塔１００６−１、前記高温用吸収塔１００６−２に送給される際、前記排ガス１００２中のＣＯ2を吸収するのに吸収液が不足している場合には各々の前記低温用リーン溶液供給ライン１３−１、前記高温低温用リーン溶液供給ライン１３−１上で不足分の前記低温用吸収液１００５−１、前記高温用吸収液１００５−２を前記低温用リーン溶液１００９−１、前記高温用リーン溶液１００９−２に供給するようにしている。
【００３７】
このように、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａによれば、低温吸収・低温再生に適する放散性能に優れた前記低温用吸収液１００５−１と、高温吸収・高温再生に適する吸収性能に優れた高温用吸収液１００５−２をそれぞれの吸収・再生に適した温度で各々独立した閉塞系で循環させることで、各々の前記低温用吸収液１００５−１、前記高温用吸収液１００５−２の各々の温度に依存したＣＯ2吸収・放散性能を再大限に引き出すことができる。この結果、図８に示すような従来の二種類以上の異なる吸収液を混合して用いる方法を採用したＣＯ2除去装置よりも効率的にＣＯ2吸収・放散を行なうことができる。
【００３８】
また、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａでは、ＣＯ2除去装置を前記低温用ＣＯ2除去装置１１−１と前記高温用ＣＯ2除去装置１１−２との二系統配置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記低温用ＣＯ2除去装置と前記中温用ＣＯ2除去装置と高温用ＣＯ2除去装置とする等三系統以上配置するようにしてもよい。
【００３９】
また、図２は、図１に示す本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａの変形例を示す図である。図２に示すように、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｂは、各々の前記低温用セミリーン溶液２０−１、高温用セミリーン溶液２０−２を冷却する冷却水１４を送給する冷却水供給ライン設備を有してなるものである。図１に示す本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａでは、前記低温用ＣＯ2除去装置１１−１、前記高温用ＣＯ2除去装置１１−２毎に前記冷却水１４を送給するようにしているが、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｂはこれを連続したものである。
【００４０】
ここで、前記冷却水供給ライン設備とは、前記冷却水供給ライン１５と、前記リーン溶液供給ラインを冷却水供給ライン１５に介装させた冷却器１０２１−１、１０２１−２を各々配設したものである。
具体的には、図２に示すように、前記低温用リーン溶液１００９−１、前記高温用リーン溶液１００９−２を冷却する前記冷却水１４を送給する前記冷却水供給ライン１５を有してなると共に、各々の前記低温用再生塔１００８−１、前記高温用再生塔１００８−２から前記低温用吸収塔１００６−１、前記高温用吸収塔１００６−２に供給される前記低温用リーン溶液１００９−１を上流側に配設し、前記高温用リーン溶液１００９−２を下流側に配設してなるものである。また、前記低温用リーン溶液供給ライン１３−１、前記高温用リーン溶液供給ライン１３−２を冷却水供給ライン１５に介装させ、冷却器１０２１−１、１０２１−２を配設している。
【００４１】
前記冷却器１０２１−１においてまだ熱交換されていない前記冷却水１４を用いて最初に低温用リーン溶液１００９−１を熱交換して冷却した後、前記冷却器１０２１−２において熱交換され温度が上昇した前記冷却水１４を用いて前記高温用リーン溶液１００９−２と熱交換して冷却するようにしている。
【００４２】
このように、吸収性能が劣る前記低温用吸収液１００５−１にまだ熱交換されていない低温の前記冷却水１４を用い、吸収性能に優れた前記高温用吸収液１００５−２に温度が上昇した前記冷却水１４を用いることで、前記低温用リーン溶液１００９−１、前記高温用リーン溶液１００９−２を各々効率良く冷却することができる。
【００４３】
また、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｂは、各々の前記低温用セミリーン溶液２０−１、高温用セミリーン溶液２０−２を加温する飽和スチーム１０３０を送給する飽和スチーム供給ライン設備を有してなるものである。図１に示す本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａでは、前記低温用ＣＯ2除去装置１１−１、前記高温用ＣＯ2除去装置１１−２毎に前記飽和スチーム１０３０−１、１０３０−２を各々送給するようにしているが、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｂはこれを連続したものである。
【００４４】
ここで、前記飽和スチーム供給ライン設備とは、前記飽和スチーム供給ライン１６と、前記リーン溶液供給ラインを飽和スチーム供給ライン１６に介装させた再生加熱器１０１４−１、１０１４−２を各々配設したものである。
具体的には、図２に示すように、各々の前記低温用リーン溶液１００９−１、前記高温用リーン溶液１００９−２を加温する飽和スチーム１０３０を送給する飽和スチーム供給ライン１６を有してなると共に、各々の前記低温用再生塔１００８−１、前記高温用再生塔１００８−２から前記低温用吸収塔１００６−１、前記高温用吸収液１００６−２に供給される前記低温用リーン溶液１００９−１を上流側に配設し、前記高温用リーン溶液１００９−２を下流側に配設してなるものである。また、前記低温用リーン溶液供給ライン１３−１、前記高温用リーン溶液供給ライン１３−２を前記飽和スチーム供給ライン１６に介装させ、低温用再生加熱器１０４１−１、高温用再生加熱器１０４１−２を配設している。
【００４５】
前記低温用再生加熱器１０４１−１、前記高温用再生加熱器１０４１−２において前記飽和スチーム１０３０と前記低温用リーン溶液１００９−１、前記高温用リーン溶液１００９−２と熱交換して加熱することにより、前記低温用リーン溶液１００９−１、前記高温用リーン溶液１００９−２の加熱に要するスチーム消費量を軽減でき、各々効率良く加熱することができる。
【００４６】
また、図３は、図２に示す本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｂの変形例である。図３に示すように、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｃは、図２に示す本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｂの前記飽和スチーム１０３０の送給方向とは逆方向とし、高温用リーン溶液１００９−２側から低温用リーン溶液１００９−１側に飽和スチーム１０３０を送給するようにしたものである。
【００４７】
高温用再生加熱器１０４１−２においてまだ熱交換されていない高温の前記飽和スチーム１０３０を用いて最初に高温用リーン溶液１００９−２を加熱すると共に、低温用再生加熱器１０４１−１において熱交換され温度が下がった前記飽和スチーム１０３０を用いて低温用リーン溶液１００９−１を加熱することにより、前記低温用リーン溶液１００９−１、前記高温用リーン溶液１００９−２を各々効率良く加熱することができる。
【００４８】
このように、放散性能が劣る高温用吸収液１００５−２に高温の飽和スチーム１０３０の余熱を用いると共に、温度が低下した飽和スチーム１０３０を放散性能に優れた低温用吸収液１００５−１液に用いることで、前記低温用吸収液１００５−１、前記高温用吸収液１００５−２と飽和スチーム１０３０との熱交換を有効に行なうことができる。
【００４９】
また、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｃでは、高温用リーン溶液１００９−２と低温用リッチ溶液１００７−１とを熱交換する熱交換器１０１３−３と、低温用リーン溶液１００９−１と高温用リッチ溶液１００７−２とを熱交換する熱交換器１０１３−４とを設けるようにしている。
【００５０】
前記低温用ＣＯ2除去装置１１−１と前記高温用ＣＯ2除去装置１１−２とのように別の系統を循環しているリーン溶液、リッチ溶液同士でも熱交換することで、各々の系統内を循環しているリーン溶液、リッチ溶液の熱交換を効率よくすることができる。
【００５１】
また、図４は、図３に示す本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｃの低温用吸収液１００５−１として２−ブチルアミノエタノール（ＢＡＥ）を用い、高温用吸収液１００５−２として２−メチルアミノエタノール（ＭＡＥ）を用いたものを示す図である。このとき、前記低温用吸収塔１００６−１から排出される前記低温用リッチ溶液１００７−１は例えば５０℃となり、前記熱交換器１０１３−１、１０１３−３で熱交換され前記低温用再生塔１００８−１に送給される前記低温用リッチ溶液１００７−１は例えば９５℃となり、前記低温用再生塔１００８−１から排出される前記低温用リーン溶液１００９−１は例えば１１５℃となり、前記熱交換器１０１３−４、１０１３−１で熱交換され、前記冷却器１０２１−１で冷却された後の前記低温用吸収塔１００６−１に送給される前記低温用リーン溶液１００９−１は例えば４０℃となる。
【００５２】
また、前記高温用吸収塔１００６−２から排出される前記高温用リッチ溶液１００７−２は例えば５５℃となり、前記熱交換器１０１３−４、１０１３−２で熱交換され前記高温用再生塔１００８−２に送給される前記高温用リッチ溶液１００７−２は例えば１０５℃となり、前記高温用再生塔１００８−２から排出される前記高温用リーン溶液１００９−２は例えば１２５℃となり、前記熱交換器１０１３−２、１０１３−３で熱交換され、冷却器１０２１−２で冷却された後の前記高温用吸収塔１００６−２に送給される前記高温用リーン溶液１００９−２は例えば４５℃となる。
【００５３】
そして、供給される前記排ガス１００２中のＣＯ2濃度が例えば１０％のとき、前記低温用吸収塔１００６−１を通過した後の排ガス１００２中のＣＯ2濃度は例えば５％となり、前記高温用吸収塔１００６−２を通過した後の排ガス１００２中のＣＯ2濃度は例えば０％となる。
【００５４】
このように、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｃによれば、異なる吸収液を各々独立した閉塞系で循環させた上、各々の前記吸収液のＣＯ2吸収・放散するための温度依存性に応じ、前記冷却水１４、前記飽和スチーム１０３０の送給方向を決めて各々の前記ＣＯ2除去装置内を循環するリッチ溶液、リーン溶液と前記冷却水１４、前記飽和スチーム１０３０とを熱交換させると共に、同一又は異なるＣＯ2除去装置を循環しているリッチ溶液とリーン溶液とも熱交換させることで、各々の吸収液の温度に依存したＣＯ2吸収・放散性能を再大限に引き出すことができる。この結果、図８に示すような従来の二種類以上の異なる吸収液を混合して用いる方法を採用したＣＯ2、Ｈ2Ｓ除去装置よりも効率的にＣＯ2吸収・放散を行なうことができる。
【００５５】
また、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａ〜１０Ｃでは、幅広い温度領域で各々の吸収液の温度依存性に応じてＣＯ2吸収及び放散を効率的に行なうことが可能となるため、各々の吸収液のＣＯ2吸収及び放散をするために使用済みの前記飽和スチーム１０３０や前記冷却水１４などを有効利用することができ、システム全体の省エネを図ることができる。
【００５６】
また、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａ〜１０Ｃでは、前記低温用吸収塔１００６−１、高温用吸収塔１００６−２の中段の高温部分、前記低温用再生塔１００８−１、高温用再生塔１００８−２の上段の低温部分など反応が十分に進行しない箇所での熱の無駄を削減することができる。
【００５７】
また、吸収液温度によってＣＯ2又はＨ2Ｓ吸収、放散等の特性の異なる複数の低温用吸収液１００５−１、高温用吸収液１００５−２を用いるので単一の吸収液より液の比率を変える等の適用範囲が広く、例えば冷却水重視、スチーム重視など様々な条件や条件変更に対応することができる。
【００５８】
また、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａ〜１０Ｃでは、高濃度ＣＯ2を含有する排ガスに前記低温用吸収液１００５−１を用い、低濃度ＣＯ2を含有する排ガスに前記高温用吸収液１００５−２を用いるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば高濃度ＣＯ2を含有する排ガスに前記高温用吸収液１００５−２を用い、低濃度ＣＯ2を含有する排ガスに前記低温用吸収液１００５−１を用い、排ガス中のＣＯ2を効率良く吸収するようにしても良い。
【００５９】
また、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａ〜１０Ｃのように、低温用吸収液１００５−１、高温用吸収液１００５−２を各々独立して循環させる二液プロセスでは、飽和スチーム１０３０、冷却水１４の余熱利用、低温用リーン溶液１００９−１、高温用リーン溶液１００９−２と低温用リッチ溶液１００７−１、高温用リッチ溶液１００７−２による二液間の熱交換だけに限定されるものではなく、例えば排ガス１００２の導入側である上流側の低温用吸収液１００５−１には、ＮＯx、ＳＯx、酸素、煤塵などに対する耐性の優れた液をおくようにしてもよい。
【００６０】
または、前記排ガス１００２の排出側である下流側には、吸収速度の高い吸収液を用い、前記排ガス１００２の排出側である下流側には、吸収速度が遅い吸収液を用いるようにしてもよい。
【００６１】
また、前記排ガス１００２の導入側である上流側には、反応熱の小さい吸収液を循環させ、できるだけ反応熱の小さい吸収液で前記排ガス中のＣＯ2を回収し、前記排ガス１００２中の残りのＣＯ2を吸収性能の高い吸収液で回収し、システム全体での前記排ガス１０２中のＣＯ2の吸収・放散に要するスチーム燃焼費用を低減するようにすることもできる。
【００６２】
尚、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａ〜１０Ｃでは、排ガス１００２中のＣＯ2を除去する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｈ2Ｓを含有する排ガス、又はＣＯ2、Ｈ2Ｓの両方を含有する排ガスを処理するようにしてもよい。
【００６３】
また、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａ〜１０Ｃは、火力発電所等に用いる装置に限定されるものではく、例えばアンモニアプラント等において用いるようにしてもよい。
【００６４】
また、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａ〜１０Ｃでは、配置するＣＯ2除去装置の数等に応じ、熱効率が良くなるように熱交換器、冷却器等を適時設けるようにしてもよい。
【００６５】
[第二の実施形態]
本発明による第二の実施形態に係るＣＯ2除去システムについて、図面を参照して説明する。
図５は、本発明の実施形態に係るＣＯ2除去システムを簡略化して示した概略図である。本実施形態に係るＣＯ2除去システムは、前記図１〜図４に示した第一の実施形態に係るＣＯ2除去システムの構成と略同一の構成であるため、前記図１〜図４に示した第一の実施形態に係るＣＯ2除去システムの構成と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
【００６６】
図５に示すように、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｄは、前記図１〜図４に示した第一の実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ａ〜１０Ｃの低温用再生塔１００８−１、高温用再生塔１００８−２の途中から抜出されたＣＯ2を一部除去した低温用セミリーン溶液２０−１、高温用セミリーン溶液２０−２を、それぞれ低温用再生塔１００８−１、高温用再生塔１００８−２から排出される低温用リーン溶液１００９−１、高温用リーン溶液１００９−２により加熱する低温用セミリーン溶液熱交換器２１−１、高温用セミリーン溶液熱交換器２１−２を低温用リーン溶液供給ライン１３−１、高温用リーン溶液供給ライン１３−２にそれぞれ介装してなるものである。
【００６７】
前記低温用再生塔１００８−１、前記高温用再生塔１００８−２から抜出した前記低温用セミリーン溶液２０−１、前記高温用セミリーン溶液２０−２を低前記温用セミリーン溶液熱交換器２１−１、前記高温用セミリーン溶液熱交換器２１−２で前記低温用リーン溶液１００９−１、前記高温用リーン溶液１００９−２と各々熱交換し加熱することで、前記低温用セミリーン溶液２０−１、前記高温用セミリーン溶液２０−２のＣＯ2放散を有効に行うことができる。
【００６８】
また、図６は、図５に示す本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｄの低温用吸収液１００５−１として２−ブチルアミノエタノール（ＢＡＥ）を用い、高温用吸収液１００５−２として２−メチルアミノエタノール（ＭＡＥ）を用いたものを示す図である。このとき、前記低温用吸収塔１００６−１から排出される前記低温用リッチ溶液１００７−１は例えば５０℃となり、前記熱交換器１０１３−１、１０１３−３で熱交換され前記低温用再生塔１００８−１に送給される前記低温用リッチ溶液１００７−１は例えば８５℃となり、前記低温用再生塔１００８−１の途中から抜出された前記低温用セミリーン溶液２０−１は例えば９５℃となり、前記低温用セミリーン溶液熱交換器２１−１で熱交換され前記低温用再生塔１００８−１に送給される前記低温用セミリーン溶液２０−１は例えば１０５℃となり、前記低温用再生塔１００８−１から排出される前記低温用リーン溶液１００９−１は例えば１１５℃となり、前記熱交換器１０１３−４、１０１３−１で熱交換され、前記冷却器１０２１−１で冷却された後の前記低温用吸収塔１００６−１に送給される前記低温用リーン溶液１００９−１は例えば４０℃となる。
【００６９】
また、前記高温用吸収塔１００６−２から排出される前記高温用リッチ溶液１００７−２は例えば５５℃となり、前記熱交換器１０１３−４、１０１３−２で熱交換され前記高温用再生塔１００８−２に送給される前記高温用リッチ溶液１００７−２は例えば９５℃となり、前記高温用再生塔１００８−２の途中から抜出された前記高温用セミリーン溶液２０−２は例えば１０５℃となり、前記高温用セミリーン溶液熱交換器２１−２で熱交換され前記高温用再生塔１００８−２に送給される前記高温用セミリーン溶液２０−２は例えば１１５℃となり、前記高温用再生塔１００８−２から排出される前記高温用リーン溶液１００９−１は例えば１２５℃となり、前記熱交換器１０１３−２、１０１３−３で熱交換され、冷却器１０２１−２で冷却された後の前記高温用吸収塔１００６−２に送給される前記高温用リーン溶液１００９−２は例えば４５℃となる。
【００７０】
そして、供給される前記排ガス１００２中のＣＯ2濃度が例えば１０％のとき、前記低温用吸収塔１００６−１を通過した後の排ガス１００２中のＣＯ2濃度は例えば５％となり、前記高温用吸収塔１００６−２を通過した後の排ガス１００２中のＣＯ2濃度は例えば０％となる。
【００７１】
このように、本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｄによれば、低温用セミリーン溶液２０−１、高温用セミリーン溶液２０−２を各々低温用リーン溶液１００９−１、高温用リーン溶液１００９−２と熱交換することにより、低温用セミリーン溶液２０−１、高温用セミリーン溶液２０−２中のＣＯ2放散性能を向上させることができると共に、前記低温用吸収塔１００６−１、前記高温用吸収塔１００６−２に各々送給される前記低温用リーン溶液１００９−１、前記高温用リーン溶液１００９−２を冷却することができるため、熱交換を有効に行なうことができる。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明の効果を示す実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７３】
本実施例では、図３に示すような本実施形態に係るＣＯ2除去システム１０Ｃで用いた高温でＣＯ2吸収・再生する高温用吸収液として４０ｗｔ％の２−メチルアミノエタノール（ＭＡＥ）を用い、低温でＣＯ2吸収・再生する低温用吸収液として５０ｗｔ％の２−ブチルアミノエタノール（ＢＡＥ）を用いた。
また、本実施例では、排ガスとしてＣＯ2を１０％含有する排ガスを用いた。
本実施例において吸収液として用いた４０ｗｔ％ＭＡＥ、５０ｗｔ％ＢＡＥの吸収温度と排ガス中のＣＯ2吸収量との関係を図７に示す。
【００７４】
図７に示すように、吸収温度が４０℃の時では、４０ｗｔ％ＭＡＥは約２．８１ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)程度ＣＯ2を吸収できることが確認された。よって、１２０℃以上の高温で再生して吸収したＣＯ2を大部分放散することで、系内を循環する単位ＣＯ2当たりの循環量を低減するのに有利な吸収液であることが確認された。
【００７５】
また、吸収温度が５０℃の時では、４０ｗｔ％ＭＡＥは約２．７５ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)程度ＣＯ2を吸収できることが確認された。このとき、４０℃の時の４０ｗｔ％ＭＡＥとのＣＯ2吸収量との差は、２．８１ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)−２．７５ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)＝０．０６ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)のみであり、冷却水により４０ｗｔ％ＭＡＥを冷却する際、冷却水を削減し４０ｗｔ％ＭＡＥの吸収温度が例えば５０℃に上昇しても、冷却水削減の影響は少ないことが確認された。このことから、４０ｗｔ％ＭＡＥは高温でのＣＯ2吸収性能が高い液であることが確認された。
【００７６】
また、吸収温度が８０℃の時では、４０ｗｔ％ＭＡＥは約１．９２ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)程度ＣＯ2を吸収できることが確認された。よって、吸収塔での４０ｗｔ％ＭＡＥの吸収温度を例えば４０℃とし、再生塔での４０ｗｔ％ＭＡＥの液温度を例えば８０℃とした場合には、再生塔の４０ｗｔ％ＭＡＥから放散可能なＣＯ2量は、２．８１ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)−１．９２ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)＝０．８９ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)となる。
尚、この時、４０ｗｔ％ＭＡＥの吸収時−再生時のＣＯ2分圧の変化は考慮していない。
【００７７】
よって、再生塔での４０ｗｔ％ＭＡＥの液温度を例えば８０℃とした場合のＣＯ2放散量は、わずか０．８９ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)程度であることが確認された。このことから、４０ｗｔ％ＭＡＥの吸収したＣＯ2の大部分を放散させるためには、４０ｗｔ％ＭＡＥの液温度をより高温にする必要があり、４０ｗｔ％ＭＡＥは高温でのＣＯ2放散性能が高い液であることが確認された。
従って、４０ｗｔ％ＭＡＥは高温でのＣＯ2吸収・放散性能が高い液であり、高温用吸収液として用いることができることが確認された。
【００７８】
また、吸収温度が４０℃の時では、５０ｗｔ％ＢＡＥは約２．１１ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)程度ＣＯ2を吸収できることが確認された。また、吸収温度が５０℃の時では、５０ｗｔ％ＢＡＥは約１．９０ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)程度ＣＯ2を吸収できることが確認された。このとき、４０℃の時の５０ｗｔ％ＢＡＥとのＣＯ2吸収量との差は、２．１１ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)−１．９０ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)＝０．２１ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)もあった。よって、吸収液として５０ｗｔ％ＢＡＥを用いる場合には、５０ｗｔ％ＢＡＥの温度を約４０℃まで冷却してＣＯ2吸収量を高める必要があることが確認された。このことから、５０ｗｔ％ＢＡＥは低温でのＣＯ2吸収性能が高い液であることが確認された。
【００７９】
また、吸収温度が８０℃の時では、５０ｗｔ％ＢＡＥは約０．７２ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)程度ＣＯ2を吸収できることが確認された。吸収塔での５０ｗｔ％ＢＡＥの吸収温度を例えば４０℃とし、再生塔での５０ｗｔ％ＢＡＥの液温度を例えば８０℃とした場合には、再生塔の５０ｗｔ％ＢＡＥから放散可能なＣＯ2量は、２．１１ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)−０．７２ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)＝１．３９ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)となる。
尚、この時、５０ｗｔ％ＢＡＥの吸収時−再生時のＣＯ2分圧の変化は考慮していない。
【００８０】
よって、再生塔での５０ｗｔ％ＢＡＥの液温度を例えば８０℃とした場合のＣＯ2放散量は、１．３９ｍｏｌＣＯ2/ｋｇ(ｓ)程度あることが確認された。このことから、５０ｗｔ％ＢＡＥの吸収したＣＯ2の大部分を放散させるためには、５０ｗｔ％ＢＡＥの液温度を８０℃程度でも可能であり、これまで廃棄していた例えば８０℃程度の熱も有効利用することができることが確認された。
従って、５０ｗｔ％ＢＡＥは低温でのＣＯ2吸収・放散性能が高い液であり、低温用吸収液として用いることができることが確認された。
【００８１】
尚、本実施例では、排ガス中のＣＯ2を吸収、除去するについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｈ2Ｓ等他の物質を含有する排ガスを用いて行なってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明に係るＣＯ2又はＨ2Ｓ除去システム及び方法は、複数の異なる種類の吸収液を各々独立して用いて前記排ガス中のＣＯ2、Ｈ2Ｓを吸収することで、ＣＯ2、Ｈ2Ｓ吸収効率を一層向上させることに用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るＣＯ2除去システムを簡略化して示した概略図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係るＣＯ2除去システムの変形例を示す図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るＣＯ2除去システムの他の変形例を示す図である。
【図４】図３に示す第一の実施形態に係るＣＯ2除去システムの低温用吸収液としてＢＡＥを用い、高温用吸収液としてＭＡＥを用いたものを示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態に係るＣＯ2除去システムを簡略化して示した概略図である。
【図６】図５に示す第二の実施形態に係るＣＯ2除去システムの低温用吸収液としてＢＡＥを用い、高温用吸収液としてＭＡＥを用いたものを示す図である。
【図７】吸収温度とＣＯ2吸収量との関係を示す図である。
【図８】二種類の吸収液を混合して用いる方法を採用したＣＯ2、Ｈ2Ｓ除去装置の概念を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０Ａ〜１０Ｄ  ＣＯ2除去システム
１１−１  低温用ＣＯ2除去装置
１１−２  高温用ＣＯ2除去装置
１２−１  低温用リッチ溶液供給ライン
１２−２  高温用リッチ溶液供給ライン
１３−１  低温用リーン溶液供給ライン
１３−２  高温用リーン溶液供給ライン
１４  冷却水
１５  冷却水供給ライン
１６  飽和スチーム供給ライン
２０−１  低温用セミリーン溶液   
２０−２  高温用セミリーン溶液
１００２  排ガス
１００５−１  低温用吸収液
１００５−２  高温用吸収液
１００６−１  低温用吸収塔
１００６−２  高温用吸収塔
１００７−１  低温用リッチ溶液
１００７−２  高温用リッチ溶液
１００８−１  低温用再生塔
１００８−２  高温用再生塔
１００９−１  低温用リーン溶液
１００９−２  高温用リーン溶液
１０２１−１、１０２１−２、１０２１−３、１０２１−４  冷却器
１０４１−１  低温用再生加熱器
１０４１−２  高温用再生加熱器
【図１】
2008307520.tif 000003
【図２】
2008307520.tif 000004
【図３】
2008307520.tif 000005
【図４】
2008307520.tif 000006
【図５】
2008307520.tif 000007
【図６】
2008307520.tif 000008
【図７】
2008307520.tif 000009
【図８】
2008307520.tif 000010