(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯ2リッチ燃焼排ガスに含まれる二酸化炭素をアミン類を含むＣＯ2リーン吸収液に吸収させてＣＯ2リーン燃焼排ガスとＣＯ2リッチ吸収液を得る工程（I）、
ＣＯ2リーン燃焼排ガスを洗浄水によって１回以上洗浄する工程（II）、
ＣＯ2リッチ吸収液を加熱して二酸化炭素を放出させてＣＯ2リーン吸収液を得る工程（III）、
工程（III）で得られたＣＯ2リーン吸収液を工程（I）に移送する工程（IV）、
各回の洗浄に使用した洗浄水を同じ回の洗浄に再使用する工程、
各回の洗浄に使用した洗浄水の液密度を測定する工程、
各回の洗浄工程（II）における圧力損失を測定する工程、
液密度測定値および圧力損失測定値に基いて消泡剤の供給量を決定する工程、および
決定された供給量の消泡剤を各回の洗浄水に添加する工程を有する
二酸化炭素の回収方法。
【請求項２】
上昇流のＣＯ2リッチ燃焼排ガスと下降流のアミン類を含むＣＯ2リーン吸収液とを向流接触させてＣＯ2リーン燃焼排ガスとＣＯ2リッチ吸収液を得ることができる吸収部、
上昇流のＣＯ2リーン燃焼排ガスと下降流の洗浄水とを向流接触させて、ＣＯ2リーン燃焼排ガスに同伴するＣＯ2リーン吸収液を回収することができる１段以上の洗浄部、
ＣＯ2リッチ吸収液を加熱して二酸化炭素を脱離させてＣＯ2リーン吸収液に再生することができる脱離部、
脱離部で再生されたＣＯ2リーン吸収液を吸収部に移送するためのライン、
各段の洗浄部で使用された洗浄水を同じ段の洗浄部に戻すための洗浄水循環ライン、
各段の洗浄部で使用された洗浄水の液密度を測定する装置、
洗浄部各段の圧力損失を測定する装置、
各段の洗浄水循環ラインに消泡剤を供給するための装置、および
液密度測定値および圧力損失測定値に基いて消泡剤の供給量を制御する装置
を有する二酸化炭素の回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素の回収装置および回収方法に関する。より詳細に、本発明は、洗浄部において発泡の起きやすい状態になることを事前に察知して、洗浄部における発泡を抑制しまたはフラッディングを生じさせず、且つ二酸化炭素の吸収に使用されるＣＯ2吸収液に含まれるアミン類の大気への排出量を低く抑えることができる二酸化炭素の回収装置および回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所などで使用されるボイラは二酸化炭素を多量に排出する設備の一つである。二酸化炭素は地球温暖化の原因物質と考えられている。そこで、二酸化炭素の排出量を減らす検討が種々行われている。
燃焼排ガス中の二酸化炭素を吸収液で吸収して二酸化炭素を回収する装置が知られている。係る装置に使用される吸収液として、アミン類を含有する水溶液（以下、ＣＯ2吸収液ということがある。）が、通常、用いられる。
【０００３】
ＣＯ2吸収液によって二酸化炭素の除去された燃焼排ガス（ＣＯ2リーン燃焼排ガス）には、ＣＯ2吸収液がミストまたは蒸気の形態で同伴していることが多い。そのため、ＣＯ2リーン燃焼排ガスを洗浄水で洗浄して、同伴するＣＯ2吸収液を洗い流すことが一般に行われている。洗浄水として、例えば、脱離部で放出された二酸化炭素を冷却したときに生じる凝縮水を使用することが知られている。凝縮水は二酸化炭素を飽和濃度で含んでいるので、ＣＯ2吸収液のミストまたは蒸気の吸収能が高い。また、洗浄水による洗浄を２回以上行うことも知られている（特許文献１）。また、洗浄水による洗浄と、撥水性フィルタによるミスト除去とを組み合わせて、圧力損失を低下させることも提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２―１２６４３９号公報
【特許文献２】特表２０１４−０００５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＣＯ2吸収液には発泡を防ぐために消泡剤を含ませることがある。消泡剤の沸点は通常、吸収部ガス出口温度よりも高いので、吸収部から洗浄部に流れるＣＯ2リーン燃焼排ガスに同伴するアミン吸収液には、消泡剤が殆んど含まれていない。同伴アミン吸収液は洗浄水にて捉えられる。洗浄水は、通常、循環使用されるので、洗浄水に溶け込んだアミン濃度が次第に上昇する。ＣＯ2吸収液にはアミン類が数１０％程度の濃度で含まれており、発泡し難い。また、アミン濃度１％程度の液は、真水に近い液であるので、発泡の恐れが低い。ところが、アミン濃度数％程度の液は泡が生じやすい傾向がある。この泡が破れるときにアミン類のミストなどが生じ、該ミストが大気へ放出されることがある。また、発泡量が多くなると洗浄部においてフラッディングが生じる恐れもある。そこで、洗浄部において泡が生じないように、洗浄水中のアミン濃度、洗浄部の温度、洗浄部に供給する水の量、排ガス中のアミン濃度などの条件を制御して定常操業が行われる。
【０００６】
ところが、二酸化炭素回収装置の運転開始直後や運転停止直前などの非定常操業を行っている時や、負荷が大きく変化した時などに、過渡的に発泡の起きやすい状態になる場合がある。
【０００７】
洗浄水は洗浄部でＣＯ2吸収液ミストを捕捉した後、ＣＯ2吸収液に混ぜて使用される。洗浄部において発泡防止のために消泡剤を過剰に添加すると、ＣＯ2吸収液の二酸化炭素吸収能を低下させることになる。また、気泡を含んだ洗浄水が図３に示すようにポンプ7a、7bからノズル9a、9bを経て洗浄部24a、24bに循環させられると、洗浄水中の気泡がガス流路を塞いでフラッディングを生じさせることがある。
【０００８】
フラッディングを抑えるためにガス流速を低下させることもできるが、ガス流速の低下は燃焼排ガスの処理量を減らすことになる。また、従来、フラデッィングの発生を積極的に検知する手段も無かった。
【０００９】
本発明の課題は、洗浄部において発泡の起きやすい状態になることを事前に察知して、洗浄部における発泡を抑制しまたはフラッディングを生じさせず、且つ二酸化炭素の吸収に使用されるＣＯ2吸収液に含まれるアミン類の大気への排出量を低く抑えることができる二酸化炭素の回収装置および回収方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために検討した結果、以下の実施形態を包含する本発明を完成するに至った。
【００１１】
〔１〕ＣＯ2リッチ燃焼排ガスに含まれる二酸化炭素をアミン類を含むＣＯ2リーン吸収液に吸収させてＣＯ2リーン燃焼排ガスとＣＯ2リッチ吸収液を得る工程（I）、
ＣＯ2リーン燃焼排ガスを洗浄水によって１回以上洗浄する工程（II）、
ＣＯ2リッチ吸収液を加熱して二酸化炭素を放出させてＣＯ2リーン吸収液を得る工程（III）、
工程（III）で得られたＣＯ2リーン吸収液を工程（I）に移送する工程（IV）、
各回の洗浄に使用した洗浄水を同じ回の洗浄に再使用する工程、
各回の洗浄に使用した洗浄水の液密度を測定する工程、
各回の洗浄工程（II）における圧力損失を測定する工程、
液密度測定値および圧力損失測定値に基いて消泡剤の供給量を決定する工程、および
決定された供給量の消泡剤を各回の洗浄水に添加する工程を有する
二酸化炭素の回収方法。
【００１２】
〔２〕上昇流のＣＯ2リッチ燃焼排ガスと下降流のアミン類を含むＣＯ2リーン吸収液とを向流接触させてＣＯ2リーン燃焼排ガスとＣＯ2リッチ吸収液を得ることができる吸収部、
上昇流のＣＯ2リーン燃焼排ガスと下降流の洗浄水とを向流接触させて、ＣＯ2リーン燃焼排ガスに同伴するＣＯ2リーン吸収液を回収することができる１段以上の洗浄部、
ＣＯ2リッチ吸収液を加熱して二酸化炭素を脱離させてＣＯ2リーン吸収液に再生することができる脱離部、
脱離部で再生されたＣＯ2リーン吸収液を吸収部に移送するためのライン、
各段の洗浄部で使用された洗浄水を同じ段の洗浄部に戻すための洗浄水循環ライン、
各段の洗浄部で使用された洗浄水の液密度を測定する装置、
洗浄部各段の圧力損失を測定する装置、
各段の洗浄水循環ラインに消泡剤を供給するための装置、および
液密度測定値および圧力損失測定値に基いて消泡剤の供給量を制御する装置
を有する二酸化炭素の回収装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の二酸化炭素の回収装置および回収方法によれば、洗浄部において発泡の起きやすい状態になることを事前に察知して、洗浄部における発泡を抑制しまたはフラッディングを生じさせず、且つ二酸化炭素の吸収に使用されるＣＯ2吸収液に含まれるアミン類の大気への排出量を低く抑えることができる。また、発泡を抑制すると、圧力損失が低下するので、燃焼排ガスを吸収部および洗浄部に送るための動力を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る二酸化炭素回収装置の系統図である。
【図２】本発明の他の一実施形態に係る二酸化炭素回収装置の系統図である。
【図３】従来技術に係る二酸化炭素回収装置の系統図である。
【図４】従来技術に係る他の二酸化炭素回収装置の系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る二酸化炭素回収方法は、ＣＯ2リッチ燃焼排ガスに含まれる二酸化炭素をアミン類を含むＣＯ2リーン吸収液に吸収させてＣＯ2リーン燃焼排ガスとＣＯ2リッチ吸収液を得る工程（I）、  ＣＯ2リーン燃焼排ガスを洗浄水によって１回以上洗浄する工程（II）、  ＣＯ2リッチ吸収液を加熱して二酸化炭素を放出させてＣＯ2リーン吸収液を得る工程（III）、  工程（III）で得られたＣＯ2リーン吸収液を工程（I）に移送する工程（IV）、  各回の洗浄に使用した洗浄水を同じ回の洗浄に再使用する工程、  各回の洗浄に使用した洗浄水の液密度を測定する工程、  各回の洗浄工程（II）における圧力損失を測定する工程、  液密度測定値および圧力損失測定値に基いて消泡剤の供給量を決定する工程、および  決定された供給量の消泡剤を各回の洗浄水に添加する工程を有するものである。
【００１６】
石炭、石油、バイオマス燃料、シェールガスを燃やすことによって発生する燃焼排ガスには、二酸化炭素、硫黄酸化物、窒素酸化物、酸素、窒素などが含まれている。本発明に用いられるＣＯ2リッチ燃焼排ガスは、当該燃焼排ガスにアンモニウム接触還元法などによる脱硝処理、および湿式石灰石膏法、アルカリ溶液吸収法、石灰スラリー吸収法、スプレードライ法、活性炭吸着法などによる脱硫処理を施してなる、硫黄酸化物および窒素酸化物をほとんど含まないガスであることが好ましい。微量に残存する硫黄酸化物または窒素酸化物は二酸化炭素回収装置を循環するＣＯ2吸収液中のアミン類と結合してアミン硝酸塩やアミン硫酸塩になる。該アミン塩はＣＯ2吸収液の二酸化炭素吸収能を低下させるが、付設のリクレーマによってＣＯ2吸収液を再生することができる。
【００１７】
ＣＯ2リッチ吸収液およびＣＯ2リーン吸収液はアミン類を含む水溶液である。ＣＯ2リーン吸収液に二酸化炭素を吸収させることによってＣＯ2リッチ吸収液が得られる。またＣＯ2リッチ吸収液を加熱して二酸化炭素を放出させることによってＣＯ2リーン吸収液に再生することができる。本発明に用い得るアミン類としては、モノエタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールのようなアルコール性水酸基含有１級アミン類、ジエタノールアミン、２−メチルアミノエタノールのようなアルコール性水酸基含有２級アミン類、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミンのようなアルコール性水酸基含有３級アミン類、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジエチレントリアミンのようなポリエチレンポリアミン類、ピペラジン類、ピペリジン類、ピロリジン類のような環状アミン類、キシリレンジアミンのようなポリアミン類、メチルアミノカルボン酸のようなアミノ酸類などが挙げられる。また、前記ＣＯ2吸収液には二酸化炭素吸収促進剤或いは腐食防止剤、更には、その他の媒体としてメタノール、ポリエチレングリコール、スルフォラン等が含まれていてもよい。
【００１８】
ＣＯ2リッチ燃焼排ガスに含まれる二酸化炭素をＣＯ2リーン吸収液に吸収させるために、公知の吸収塔が用いられる。吸収塔は、充填層または棚段からなる吸収部を有する。充填層には、ラシヒリングなどが充填されていて、気液の接触面積を増やすように仕組まれている。吸収部において、ＣＯ2リッチ燃焼排ガスを上向きに流し且つＣＯ2リーン吸収液を下向きに流して、ＣＯ2リッチ燃焼排ガスとＣＯ2リーン吸収液とを向流接触させる。ＣＯ2リッチ燃焼排ガス中の二酸化炭素がＣＯ2リーン吸収液に吸収されて、ＣＯ2リーン燃焼排ガスとＣＯ2リッチ吸収液とがそれぞれ得られる。
吸収部において発生する吸収熱によってＣＯ2吸収液が加熱されアミン類またはアミン分解生成物の蒸気（以下、アミン蒸気ということがある。）が発生することがある。また、吸収部において吸収液ミストも発生する。ＣＯ2リーン燃焼排ガスに同伴されてアミン蒸気および吸収液ミストが吸収部の上から出る。吸収液ミストの大半はデミスタ３５で除去されるが一部は水洗部２４に到達する。
【００１９】
吸収部から出るＣＯ2リーン燃焼排ガスは、洗浄水で１回以上洗浄される。この洗浄によって、ＣＯ2リーン燃焼排ガスに同伴するアミン蒸気および吸収液ミストを除去する。洗浄は、例えば、吸収部の上方に設置される洗浄部において行うことができる。具体的には、洗浄部において、ＣＯ2リーン燃焼排ガスを上向きに流し且つ洗浄水を下向きに流して、ＣＯ2リーン燃焼排ガスと洗浄水とを向流接触させる。
【００２０】
各回の洗浄に使用した洗浄水は、ＣＯ2リーン燃焼排ガスとの接触によって昇温するので、これを必要に応じて冷やして、同じ回の洗浄に再使用することができる。洗浄水の温度は、アミン類またはアミン分解生成物を除去できることができれば特に制限されないが、初回の洗浄に使用する洗浄水の温度はアミン分解生成物の沸点のうちの最も高い沸点以下の温度に維持することが好ましい。また、洗浄水は、初回から最終回に進むにしたがって、温度が低くなるように設定することが好ましい。
【００２１】
初回以外の各回の洗浄に使用した洗浄水の一部または全部は、そのまま若しくは必要に応じてｐＨ調整をして、その回の一つ前の回の洗浄に使用する洗浄水に添加することができる。各回の洗浄に使用した洗浄水のアミン濃度は、一つ前の回の洗浄に使用する洗浄水のアミン濃度より低い。各回の洗浄に使用した洗浄水を一つ前の回の洗浄に使用する洗浄水に添加することによって、一つ前の回の洗浄効果を向上させることができる。
【００２２】
さらに、初回の洗浄に使用した洗浄水の一部または全部を、そのまま若しくは必要に応じてｐＨ調整をして、ＣＯ2リーン吸収液に添加することができる。初回の洗浄に使用した洗浄水のアミン濃度は、ＣＯ2リーン吸収液のアミン濃度より低いが、初回の洗浄に使用した洗浄水には、洗浄部において回収したアミン類が蓄積されているので、それをＣＯ2リーン吸収液に加えることによって、アミン類の消費量を節約することができる。
【００２３】
本発明においては、各回の洗浄に使用した洗浄水の液密度を測定する。また、各回の洗浄工程における圧力損失を測定する。液密度および圧力損失の測定方法は特に制限されず、公知の方法で測定することができる。
【００２４】
液密度の測定には、例えば、液密度計を用いることができる。液密度計としては、振動式、浮子式、γ線式などがある。これらのうち、洗浄水の循環ラインに設置する利便性の観点から、振動式が望ましい。気泡の無い洗浄水の液密度の測定値は、安定しており、時間経過に対してなめらかな変化をするので、測定値の微分値の絶対値が比較的に小さい。一方、気泡が発生した洗浄水の液密度の測定値は、不安定であり、時間経過に対して急激な変化をするので、測定値の微分値の絶対値が比較的に大きい。このように、洗浄水の液密度を測定することによって気泡発生の恐れ度合いを定量的に把握することができる。
【００２５】
圧力損失の測定には、例えば、差圧計を用いることができる。例えば、差圧計は、洗浄部各段の上側と下側との間の圧力差を測定できるように設置する。気泡の無い洗浄水（真水）が流れているときの洗浄部の圧力損失を平常値として記録し、この平常値からの増加量にて、洗浄部の状況を把握できる。なお、平常値は、定常運転中であっても外乱などによって変動するので、ある程度の幅を持つものである。その幅は回収装置ごとに適宜設定することができる。洗浄部各段において気泡が発生すると圧力損失が増加し、発泡によるフラディングが発生すると圧力損失はさらに増加する。例えば、平常値の１．３倍を超える圧力損失になった場合、フラッディング発生の恐れがあると判断することができる。
【００２６】
次に、液密度測定値および圧力損失測定値に基いて消泡剤の供給量を決定する。供給される消泡剤は、特に制限されないが、シリコーンオイルが望ましい。用いることができるシリコーンオイルとしては、親水性オイル型、シリコーンに溶剤を加えた溶剤型、エマルジョン型、粉末型、自己乳化型などが挙げられる。これらのうち、エマルジョン型、親水性オイル型、および自己乳化型が好ましい。さらに消泡剤は、アルカリ水溶液下においてもエマルジョン状態を維持し、且つ二酸化炭素を放出させるときに到達する温度に耐え得るものが好ましい。かかる性質を満足するシリコーンオイルとしては、信越シリコーン社のＫＳ６０４、同ＫＳ５３７、同ＫＳ５３８、東レ・ダウ・コーニング社のＦＳ５４４等が挙げられる。なお、粒状の析出物を形成するシリコーンオイルはＣＯ2吸収液の発泡を促進する場合がある。
【００２７】
液密度測定値の微分値の絶対値が高く且つ圧力損失が平常値よりも高い場合、洗浄部において泡が発生しやい状況と判断できるので、消泡剤の添加量を増やす方向で決定することができる。液密度測定値の微分値の絶対値が高く且つ圧力損失が平常値の１．３倍を超える場合には、フラッディングが発生している確率が極めて高いので、消泡剤を一時的に多めに添加することが好ましい。
【００２８】
液密度測定値の微分値の絶対値が高い場合でも圧力損失が平常値である場合、フラッディングの発生の恐れが低いと判断できる。例えば、洗浄水の液レベルが低くなり循環ライン吸込み口に液面の泡が混入しただけの場合にも、液密度測定値の微分値の絶対値は高くなることがあるが、その場合は圧力損失の増加が観測されないので、泡の発生と区別することができる。この場合には消泡剤の添加は意味がないので、消泡剤の添加量を減少またはゼロにする方向で決定することができる。
【００２９】
液密度測定値の微分値の絶対値が低い場合または圧力損失が平常値である場合は、洗浄部において泡が発生しにく状況と判断できるので、消泡剤の添加量を減少またはゼロにする方向で決定することができる。
【００３０】
圧力損失が平常値よりも高く且つ液密度測定値の微分値が低い場合は、洗浄部に流入する洗浄水流量とガス流量とがアンバランスになって、フラッディングが起きている可能性がある。この場合は消泡剤を添加する意味はないので、消泡剤の添加量を減少またはゼロにする方向で決定することができる。
【００３１】
そして、決定された供給量の消泡剤を各回の洗浄水に添加する。消泡剤の添加量の範囲は、洗浄部各段を循環している洗浄水の重量に対して、好ましくは５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、より好ましくは１０〜５０ｐｐｍである。消泡剤を過剰に添加するとＣＯ2吸収液の二酸化炭素吸収能を低下させる傾向がある。消泡剤を過少に添加すると発泡の抑制効果が低い傾向がある。
【００３２】
消泡剤を含んだ洗浄水は吸収部に導入されるＣＯ2吸収液に混合することができる。吸収液全体の量に対して消泡剤の量が重量比で１００ｐｐｍを超えると二酸化炭素吸収性能に影響を及ぼす可能性があるが、それ以下であれば問題は無い。また、洗浄水への消泡剤の添加量がゼロになると、洗浄部に新たに供給される水によって消泡剤濃度が次第に下げられ、消泡効果が失われる。液密度の微分値が増加し且つ圧力損失が上昇する場合は、消泡剤の添加を再開させることができる。
【００３３】
次に本発明の一実施形態に係る二酸化炭素回収装置を、図を参照しながら説明する。
図１に示す装置には、第１洗浄部24aおよび第２洗浄部24bが設けられている。洗浄部24aおよび24bの構造は特に制限されず、例えば、ラシヒリングなどを充填した充填床であってもよいし、棚段であってもよい。第１洗浄部24aでは、二酸化炭素が除去された被処理ガスをノズル9aから降り注がれる第１洗浄水で洗浄して被処理ガスに同伴するアミン類および／またはアミン類由来のガス成分を取り除く。第２洗浄部24bでは、第１洗浄部24aで洗浄された被処理ガスをノズル9bから降り注がれる第２洗浄水で再度洗浄して該被処理ガスに同伴するアミン類を取り除く。アミン類および／またはアミン類由来のガス成分は水への溶解度が大きいため、大半は第１洗浄部において洗浄水に吸収される。洗浄水で洗浄された被処理ガスは頂部4から放出される。なお、放出されるガスに同伴する洗浄水ミストを回収するために洗浄部の出口にデミスタを設置してもよい。これにより洗浄水の損失を低減できる。
【００３４】
ノズル9aから降り注がれた第１洗浄水は洗浄部24aの下にある受け皿から抜き出され冷却器8aで温度調整されて、ノズル24aから再び降り注がれる。また、ノズル9bから降り注がれた第２洗浄水は洗浄部24bの下にある受け皿から抜き出され冷却器8bで温度調整されて、ノズル24bから再び降り注がれる。
図１に示す装置では、圧力損失を差圧計40a、40bで測定し、液密度を液密度計46a、46bで測定し、その測定結果に基づいて制御装置42a、42bで弁の開度を決め、消泡剤供給装置41a、41bから供給する消泡剤量を制御する。また、図１に示す装置では、管45を通して新たな洗浄水が補給される。なお、図１に示す装置では、洗浄部が２段設けられているが、洗浄部を３段以上設けてもよい。追加される洗浄部の構造や配管は、第２洗浄部と同じ構造や配管になっていてもよい。
【００３５】
図１に示す装置では、第２洗浄部24bの受け皿から抜き出した第２洗浄水を移送する管が、途中で分岐し、第１洗浄部24aのノズル9aに繋がる管と合流するように、設置されている。
【００３６】
吸収塔の底部10から抜き出されたＣＯ2リッチ吸収液は熱交換器22にて加熱されて再生塔（脱離塔）13の脱離部15の上部にノズル14から降り注がれる。注がれた液は脱離部15を下降し、再生塔の底部に溜まる。再生塔の底部に溜まる液は、二酸化炭素の含有量が少なく、ＣＯ2リーン吸収液と呼ばれる。再生塔の底部にはリボイラ23が付設されている。リボイラ23でＣＯ2リーン吸収液が加熱され気化された蒸気が脱離部15を上昇し、脱離部15を下降するＣＯ2リッチ吸収液を加熱して約１００〜１２５℃の温度にし二酸化炭素を脱離させる。再生塔13の脱離部15は、通常、最下部の温度が最上部の温度に比べて高くなっている。脱離部15の構造は特に制限されず、例えば、ラシヒリングなどを充填した充填床であってもよいし、棚段であってもよい。
【００３７】
再生塔の底部に溜まったＣＯ2リーン吸収液は抜き出されて熱交換器２２にて冷却され、吸収塔1に戻される。なお、熱交換器22では再生塔底部から抜き出されたＣＯ2リーン吸収液（１１０〜１２０℃程度）と吸収塔底部から抜き出されたＣＯ2リッチ吸収液（５０〜６０℃程度）との間で熱交換が行われる。熱交換器としては、スパイラル式熱交換器、プレート式熱交換器、多管円筒式熱交換器など、既存の熱交換器を用いることができる。
【００３８】
脱離部15において脱離された二酸化炭素にはＣＯ2吸収液ミストや蒸気が同伴している。そこで、脱離された二酸化炭素を水洗浄部25において洗浄する。そして、水洗浄部25を経た二酸化炭素を冷却器19で冷やして二酸化炭素に同伴する蒸気を凝縮させて凝縮水を得る。ＣＯ2分離器17で二酸化炭素と凝縮水とが分離される。凝縮水は、ノズル20から降り注がれて水洗浄部25における洗浄水として用いられる。
【００３９】
また、本発明においては、図２に示すように、得られた凝縮水の一部を被処理ガスに同伴するアミン類を取り除く工程に用いる洗浄水に混ぜ合わせることができる。具体的には管21を経て最後段の洗浄部24bのノズル9bから降り注ぐようにすることができる。２段の冷却器で凝縮水を得る場合で且つ洗浄部が２段である場合、一段目の冷却器からの凝縮水は一段目の洗浄部に供給し、二段目の冷却器からの凝縮水は二段目の洗浄部に供給すれば好適なアミン除去効率を得ることができる。
【実施例】
【００４０】
以下に実施例を示して本発明をより具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００４１】
実施例１
図１の装置を用いて実験を行った。二酸化炭素を１４％含む燃焼排ガス(11)を４５０Ｎｍ3／ｈで、吸収塔(1)のガス供給部(3)より供給した。モノエタノールアミンを３０重量％含む水溶液（吸収液）を吸収塔(1)の吸収液供給口(5)より供給した。燃焼排ガス(11)と吸収液とを吸収部において向流接触させて二酸化炭素を吸収液に吸収させて燃焼排ガスから二酸化炭素を除去した。第２洗浄部に新たな洗浄水(45)を５０Ｌ／ｍｉｎで供給した。二酸化炭素が除去された排ガス（ＣＯ2リーン排ガス）を、第１洗浄部(24a)にて第１洗浄水に、液／ガス比２Ｌ／Ｎｍ3の条件で向流接触させ、第２洗浄部(24b)にて第２洗浄水に、液／ガス比２Ｌ／Ｎｍ3の条件で向流接触させ、次いで、ガス排出部(4)より系外に放出した。
【００４２】
第１洗浄部および第２洗浄部に振動式液密度計および差圧計を設置して液密度および圧力損失を測定した。第１洗浄部(46a)および第二洗浄部(46b)で使用された洗浄水の液密度はともに１．０５ｇ／ｍＬであった。第１洗浄部(24a)の圧力損失は１４ｍｍＨ2Ｏ／ｍで、第２洗浄部(24b)の圧力損失は１３．５ｍｍＨ2Ｏ／ｍであった。なお、洗浄水および吸収液を真水に代えた以外は上記同じ条件にて水運転を行ったときの、第１洗浄部(24a)の圧力損失（平常値）は１３．５ｍｍＨ2Ｏ／ｍで、第２洗浄部(24b)の圧力損失（平常値）は１３．０ｍｍＨ2Ｏ／ｍであった。
【００４３】
過渡的状況を模擬的に発生させるために、第２洗浄部に供給する新たな洗浄水(45)の量を２Ｌ／ｍｉｎに変更した。第１洗浄部(46a)で使用された洗浄水の液密度が不連続的に変動するようになり、第１洗浄部(46a)の圧力損失が１９ｍｍＨ2Ｏ／ｍ、平常値の約１．３６倍に上昇した。第１洗浄部においてフラッディング発生の恐れがあると制御装置が判断して、第１洗浄部で使用される洗浄水に消泡剤が合計３ｇ添加された。第１洗浄部(46a)の圧力損失が１３．５ｍｍＨ2Ｏに低下し、第１洗浄部(46a)の液密度が１．０５ｇ／ｍＬに安定した。制御装置が発泡およびフラッディング発生の恐れなしと判断し消泡剤の添加が停止された。
【符号の説明】
【００４４】
1…吸収塔、  2…吸収部（充填床）、  3…ＣＯ2リッチ燃焼排ガス供給部
4…ＣＯ2リーン燃焼排ガス排出部、  5…ＣＯ2吸収液供給口、  6…ノズル
7a、7b…水循環ポンプ、  8a、8b…冷却器、  9a、9b…洗浄水ノズル
10…吸収塔底部、  11…被処理ガス（ＣＯ2リッチ燃焼排ガス）
12…ブロワ、  13…再生塔、  14…ノズル、  15…脱離部（下部充填床）
16…ポンプ、  17…ＣＯ2分離器、  18…排出ＣＯ2、  19…冷却器、
20…ノズル、  21…凝縮水供給ライン、  22…熱交換器、  23…リボイラ、
24a…第１洗浄部、  24b…第２洗浄部、  25…水洗部（上部充填床）
35…デミスタ、  40a…第１洗浄部全体の圧損の検出器、
40b…第２洗浄部全体の圧損の検出器、  41a、40b…消泡剤供給装置、
42a、42b…制御装置、  45…水供給ライン、  46a、46b…液密度計
【図１】
0006305837.tif 000002
【図２】
0006305837.tif 000003
【図３】
0006305837.tif 000004
【図４】
0006305837.tif 000005