(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ２Ｓ及びＣＯ２を含む溶媒流（１６２）と除去ガス（１７０）を受け、
Ｈ２Ｓ及びＣＯ２及び除去ガス（１７０）を含む第１のガス状混合物（２６０）を作り出す硫化水素（Ｈ２Ｓ）濃縮器（２５０）と、
Ｈ２Ｓ及びＣＯ２を含むシンガス混合物（１０９）を受け、前記Ｈ２Ｓ濃縮器にＨ２Ｓ及びＣＯ２の両方が過濃な溶媒流（１６２）を供給するＨ２Ｓ吸収セクション（１５０）と、
二酸化炭素（ＣＯ２）吸収器（１５２）と、
前記Ｈ２Ｓ濃縮器から前記第１のガス状混合物（２６０）を受け取り、前記ＣＯ２吸収器からＣＯ２が過濃な溶媒流（１７２）を受け取り、前記ＣＯ２吸収器へＣＯ２が過濃なガス流（１７４）を供給するＨ２Ｓ再吸収器（２５２）と、
を備え、
前記二酸化炭素（ＣＯ２）吸収器（１５２）が、溶媒（１６０）と前記ＣＯ２が過濃なガス流（１７４）から処理シンガス（１１５）と、ＣＯ２流と、前記ＣＯ２が過濃な溶媒流（１７２）を作り出す、ガス精製システム。
【請求項２】
前記Ｈ２Ｓ吸収セクション（１５０）がＨ２Ｓが希薄でＣＯ２が過濃である第１のシンガス混合物を前記ＣＯ２吸収器に流すように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ＣＯ２吸収器からＣＯ２が過濃な溶媒流（１７２）を受け取り、第１のＣＯ２流（２２６）と第２の溶媒混合物（２３０）を作る第１のフラッシュベッセル（２２０）を備える、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のフラッシュベッセルは、前記第２の溶媒混合物が前記Ｈ２Ｓ再吸収器に供給される前に、前記第２の溶媒混合物の第１の圧力を第２の圧力に低減するように構成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記Ｈ２Ｓ濃縮器の下流、及び前記Ｈ２Ｓ再吸収器の下流に配置される溶媒ストリッパ（２５４）を備え、前記溶媒ストリッパは、前記Ｈ２Ｓ再吸収器からの第３の溶媒混合物、及び前記Ｈ２Ｓ濃縮器から吐出する溶媒を受け入れるように構成される、請求項１乃至４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のＣＯ２流（２２６）を圧縮するＣＯ２圧縮機備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のフラッシュベッセルから前記第２の溶媒混合物（２３０）を受け取り、約４から２１バールの範囲のフラッシュ処理圧力で作動するように構成される中間圧力フラッシュベッセルを備える、請求項３または６に記載のシステム。
【請求項８】
前記中間圧力フラッシュベッセル及び前記Ｈ２Ｓ再吸収器は、実質的に同じ圧力で作動する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記ＣＯ２吸収器から前記Ｈ２Ｓ吸収セクション（１５０）に供給されるＨ２Ｓが希薄でＣＯ２が過濃な溶媒流（１５８）を駆動するポンプ（１９８）を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ＣＯ２吸収器から前記Ｈ２Ｓ吸収セクション（１５０）に供給されるＨ２Ｓが希薄でＣＯ２が過濃な溶媒流（１５８）を冷却する熱交換器（１９６）を備える、請求項１または９に記載のシステム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載のガス精製システムと、
前記ガス精製システムに前記未処理シンガス混合物を供給するガス化装置と、
前記ガス化装置に供給原料を送る供給原料準備ユニットと、
前記ガス精製システムからＨ２Ｓ過濃ガスを受け取り、硫黄を生成する硫黄処理装置と、
前記未処理シンガス混合物から塩を分離する水処理ユニットと、
前記ガス化装置が生成した精製されたシンガスにより駆動されるガスタービンエンジンと、
前記ガスタービンエンジンからの排気ガスに基づいて発電を行う熱回収蒸気発生システムと、
を含む統合型ガス化複合サイクルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンガス製造プラントにおけるガス処理システム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス化技術は、石炭、バイオマス、及び他の炭素供給源等の炭化水素供給原料をガス化装置の酸素及び蒸気との反応により一酸化炭素（ＣＯ）及び水素（Ｈ２）のガス状混合物、つまりシンガスに変えることができる。このガスは、燃料として、代替天然ガスの製造のためのより複雑な化学物質の出発原料として、又はそれを組み合わせたものとして処理して利用することができる。統合型ガス化複合サイクル（ＩＧＣＣ）発電プラントにおいて、シンガスは、燃焼用として使用してエネルギを発生することができる。例えば、発電用ガスタービンに動力を供給するために、ＩＧＣＣ発電プラントのガスタービンの燃焼器にシンガスを供給して着火させることができる。ガス化装置で製造される未処理ガス混合物は、シンガス以外に種々の物質を含有することができる。例えば、未処理ガス混合物は硫化水素（Ｈ２Ｓ）等の含硫ガス、二酸化炭素（ＣＯ２）等の炭素含有ガス、水等を含有することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，２０７，１２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
未処理ガス混合物におけるこれらの他の物質は、シンガスからエネルギを作り出すために使用されるガスタービンの性能、並びに精製化学製品の製造に使用される出発原料の品質に影響を与える場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
最初に請求項に記載された本発明の範囲内にある一部の実施形態について以下で要約する。これらの実施形態は、特許請求した本発明の技術的範囲を限定することを意図するものではなく、むしろそれらの実施形態は、本発明の実施可能な形態の簡潔な概要を示すことのみを意図している。実際には、本手法は、以下に説明する実施形態と同じ又は異なる種々の形態を包含することができる。
【０００６】
第１の実施形態において、ガス精製システムは、硫化水素（Ｈ２Ｓ）濃縮器と、Ｈ２Ｓ再吸収器と、Ｈ２Ｓ濃縮器を通る第１の溶媒経路と、Ｈ２Ｓ濃縮器及びＨ２Ｓ再吸収器を通る第１のガス経路とを含む第１のセクションを備える。また、ガス精製システムは、二酸化炭素（ＣＯ２）吸収器と、第１のフラッシュベッセルと、ＣＯ２吸収器及び第１のフラッシュベッセルを通る第２の溶媒経路とを含む第２のセクションを備え、第２の溶媒経路は、第１のフラッシュベッセルをＨ２Ｓ再吸収器と接続する。
【０００７】
第２の実施形態において、ガス精製システムは、第１の溶媒経路と、除去ガスを流して硫化水素（Ｈ２Ｓ）及び二酸化炭素（ＣＯ２）を第１の容器の第１の溶媒経路から除去して第１のガス混合物を作り出す第１のガス経路とを含む第１のセクションを備える。また、ガス精製システムは、第１の溶媒混合物を流して第１のガス混合物からＨ２Ｓ、及び第２の容器内の第２の溶媒混合物からＣＯ２を除去するように構成される第２の溶媒経路を含む第２のセクションを備える。第２の溶媒混合物は、第１の圧力においてＣＯ２で飽和された溶媒を含み、第２の容器は、第２の圧力で作動し、第１の圧力及び第２の圧力が互いの約２０％以内である。
【０００８】
第３の実施形態において、ガス精製システムは、酸性ガスを作り出すように構成された第１のセクションを備え、該第１のセクションは、硫化水素（Ｈ２Ｓ）濃縮器と、Ｈ２Ｓ再吸収器と、Ｈ２Ｓ濃縮器を通る第１の溶媒経路と、Ｈ２Ｓ濃縮器及びＨ２Ｓ再吸収器を順次通り、除去ガス、二酸化炭素（ＣＯ２）、及びＨ２Ｓを含む第１のガス混合物をＨ２Ｓ再吸収器に送給するように構成される第１のガス経路とを備える。また、ガス精製システムは、フラッシュベッセルからの第１の圧力においてＣＯ２で飽和した第１の溶媒混合物をＨ２Ｓ再吸収器に流して第１のガス混合物からＨ２Ｓを除去するように構成される第２の溶媒経路を備える。
【０００９】
本発明のこれらの及びその他の特徴、態様並びに利点は、図面全体を通して同じ参照符号が同様の部分を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むと、より良好に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】炭素過濃溶媒を用いて硫黄を回収するように構成されるガス処理ユニットを有する統合型ガス化複合サイクル（ＩＧＣＣ）発電プラントの実施形態の概略図。
【図２】図１のガス処理ユニットの実施形態のブロック図。
【図３】図２に示すＨ２Ｓ吸収セクション及びＣＯ２吸収セクションの統合を示す、図２のガス処理ユニットの実施形態の概略図。
【図４】図２に示すＣＯ２吸収セクションの構成の実施形態の概略図。
【図５】図２に示すＨ２Ｓ回収及び溶媒除去セクションの構成の実施形態の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の１つ又はそれ以上の特定の実施形態について以下に説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を行うために、本明細書では、実際の実施態様の全ての特徴については説明しないことにする。何れかの技術又は設計プロジェクトと同様に、このような何らかの実際の実装の開発において、システム及びビジネスに関連した制約への準拠など、実装毎に異なる可能性のある開発者の特定の目標を達成するために、多数の実装時固有の決定を行う必要がある点は理解されたい。更に、このような開発の取り組みは、複雑で時間を要する可能性があるが、本開示の利点を有する当業者にとっては、設計、製作、及び製造の日常的な業務である点を理解されたい。
【００１２】
本発明の種々の実施形態の要素を導入する際に、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、要素の１つ又はそれ以上が存在することを意味するものとする。用語「備える」、「含む」、及び「有する」は、包括的なものであり、記載した要素以外の付加的な要素が存在し得ることを意味する。
【００１３】
前述のように、一般にガス化及び／又はＩＧＣＣシステム等のシンガス生産システムは、原料のままの又は未処理のシンガス混合物を作り出す。シンガスの構成ガス（つまり、Ｈ２及びＣＯ）に加えて、原料のままの又は未処理のシンガス混合物は、その他のガスとして、Ｈ２Ｓ及びＣＯ２を含有する。特定のプラントの実施形態は、非限定的な実施例として、シンガスを避けてこれらのガスを選択的に分解するために、１つ又はそれ以上の溶媒（例えば、物理及び／又は化学溶媒）を用いてこれらのガスを分離するように構成することができる。これらのガスは有用な前駆的化学物質及び／又は有用な物質の供給源とすることができるので（例えば、元素硫黄）、この分離は、例えば、ガス精製システムを用いて行うことが望ましい。例えば、ガス精製システムでの分離の後で、Ｈ２Ｓは、触媒として使用でき、安定した硫黄供給源として使用できるＣｌａｕｓ反応器に供給して硫黄を生成することができる。ＣＯ２パイプラインを経由して、酢酸、炭酸、又は他の化合物等のより複雑な有機出発原料の生産のための化学プラントに供給できる。追加的に、又は他の方法として、少なくとも一部のＣＯ２は、原料のままの又は未処理のシンガス混合物を作り出すために使用されるガス化装置へ再循環すれることができる。従って、ガス精製システム内でのシンガス処理時にＨ２Ｓ及びＣＯ２の回収を最大にすることが望ましい。
【００１４】
残念ながら、各成分が典型的には同じガス流に存在し、典型的には同じ圧力であり、特定の溶媒に関して、同じ溶解特性をもつ場合があるので、ＣＯ２からＨ２Ｓを分離することは難しい。従って、ガス精製システムでは、硫黄処理に関する高いＨ２Ｓ回収要件、及びパイプライン／再循環用途に関する高いＣＯ２回収要件の両方を満たすことは難しい場合がある。
【００１５】
２つのガス成分のそれぞれの圧力及び溶解度は、少なくとも部分的に各々を所定の溶媒へ移送することに影響を与える場合がある。従って、本実施形態は、Ｈ２ＳをＣＯ２から分離して、所定の温度及び圧力でＨ２Ｓを溶媒混合物に選択的取り込むことによってＣＯ２及びＨ２Ｓの取り込み量を調整するためのシステムに関する。詳細には、１つの実施形態において、ガス精製システムは、第１の圧力にてＣＯ２で飽和して実質的にＨ２Ｓが存在しない溶媒流を利用して、第２の圧力でのＣＯ２及びＨ２Ｓを有するガス混合物からＨ２Ｓを選択的に除去するようになっており、第１及び第２の圧力は互いに所定の許容差にある。例えば、第１及び第２の圧力は、互いの約２０％、１５％、１０％、又は５％以内とすること、又は第１及び第２の圧力は実質的に同じ（例えば、約５％未満の差異）とすることができる。この実施形態において、Ｈ２Ｓは、溶媒流からＣＯ２を蒸気相へ追い出し、Ｈ２Ｓ過濃溶媒流及びＣＯ２過濃ガス混合物をもたらす。Ｈ２Ｓ過濃溶媒流は、Ｈ２Ｓ除去のための溶媒ストリッパに供給することができ、ＣＯ２過濃ガス混合物は、プラントのＣＯ２除去セクションに供給することができる。従って、この構成により、硫黄処理セクションに供給されるＨ２Ｓの濃度を高めることができ、一方で比較的高い炭素捕捉レベルを付随的に維持することができる。
【００１６】
１つの非限定的な実施例において、ガス混合物は、ガス精製システムのＨ２Ｓ濃縮のＨ２Ｓ濃縮器及び溶媒除去セクション（例えば、第１のセクション）で生産することができる。更に、実質的にＨ２Ｓが存在せずＣＯ２で飽和された溶媒流は、ガス精製システムのＣＯ２吸収セクション（例えば、第２のセクション）のフラッシュベッセル（例えば、低、中、又は高圧力フラッシュベッセル）によって作り出すことができる。従って、一般的に、ガス経路、溶媒経路、又は両者は、ガス精製システムの第１及び第２のセクションに接続することができる。このようなガス精製システムを組み込んだＩＧＣＣプラントの実施形態を以下に説明する。
【００１７】
以下ではＩＧＣＣプラントを参照するが、本手法は、ガス化プラント又は代替天然ガス（ＳＮＧ）生産プラント等の多くの実施形態に適用可能であることを理解されたい。実際には、ガス処理及び炭素捕捉セクションを含む何らかの設備は、本明細書に開示した実施形態からの恩恵を受けることができる。図１を参照すると、合成ガス、つまりシンガスで動力が供給される統合型ガス化複合サイクル（ＩＧＣＣ）システム１００の実施形態の概略図が示されている。ＩＧＣＣシステム１００の構成要素は、ＩＧＣＣへのエネルギ供給源として利用できる固体原料等の燃料供給源１０２を含むことができる。燃料供給源１０２は、石炭（低硫黄含有石炭を含む）、石油コークス、バイオマス、木質系原料、農業廃棄物、タール、コークス炉ガス、及びアスファルト、又は他の炭素含有品を含むことができる。
【００１８】
燃料供給源１０２の固体燃料は、供給原料準備ユニット１０４に送ることができる。供給原料準備ユニット１０４は、例えば、燃料供給源１０２をサイズ変更又は形状変更して供給原料を生成することができる。更に、水又は他の適切な液体を供給原料準備ユニット１０４の燃料供給源１０２に加えて、スラリー状の供給原料を作ることができる。他の実施形態においては、燃料供給源に液体を加えないので、ドライ供給原料がもたらされる。
【００１９】
供給原料は、供給原料準備ユニット１０４からガス化装置１０６に送ることができる。ガス化装置１０６は、供給原料をシンガスに、例えば一酸化炭素（ＣＯ）及び水素（Ｈ２）、及び副生成物の残留ガス及び固体等の他の成分の組み合わせたものに変えることができる。実際には、未処理シンガス混合物１０９は、ガス化装置１０６で生成される。非限定的実施例として、ガス混合物は、シンガス並びにＣＨ４、ＨＣｌ、ＨＦ、ＣＯＳ、ＮＨ３、ＨＣＮ、及びＨ２Ｓを含有する。ガス混合物は、未処理、原料のまま、又は酸性のシンガスと見なすことができ、最大約２０体積％のＨ２Ｓを含むことができる。例えば、未処理シンガスは、供給原料の硫黄含有量に応じて約１、５、１０、１５、又は２０体積％のＨ２Ｓを含有することができる。Ｐｏｗｄｅｒ  Ｒｉｖｅｒ  Ｂａｓｉｎ（ＰＲＢ）石炭（例えば、亜瀝青炭）等の一部の石炭では、比較的低レベルのＨ２Ｓを生成することができる。以下に詳細に説明するように、この低レベルのＨ２Ｓは、元素硫黄の分離のためにＨ２Ｓ過濃流を利用する場合がある硫黄処理に関して問題になる可能性がある。
【００２０】
ガス状混合物に加えて、ガス化装置１０６は、湿灰材料とすることができるスラグ１０７を生成する場合があるスラグ１０７は、ガス化装置１０６から除去して道路基礎部又は他の建築材料として利用できる。次に、未処理シンガス混合物１０９は、前述の種々の非シンガス成分を除去するためのガス処理ユニット（ＧＰＵ）１０８（例えば、ガス精製システム）に送られる。一般に、ＧＰＵ１０８は、未処理シンガス混合物１０９を受け取って、ＨＣｌ、ＨＦ、ＣＯＳ、ＨＣＮ、及びＨ２Ｓを含む多数のガスを未処理シンガス混合物１０９から除去することができる。特定の実施形態によれば、ガス処理ユニット１０８は、Ｈ２Ｓ吸収、Ｈ２Ｓ濃縮、ＣＯ２吸収、ＣＯ２捕捉、ＣＯ２脱水等の処理を組み合わせたものを利用できる。更に、ＧＰＵ１０８は、Ｈ２Ｓ過濃ガスをＣｌａｕｓ反応器等の硫黄処理装置１１０に送ることができる。実際には、本実施形態によれば、ＧＰＵ１０８は、１つ又はそれ以上の容器、溶媒経路、及びガス経路を含むことができ、ＣＯ２及びＨ２Ｓをシンガスから分離して互いに隔離し、亜瀝青炭（つまり、低硫黄）がガス化のために使用される場合でも、高レベルの炭素捕捉及び硫黄処理を可能にするようになっている。Ｈ２Ｓガスは硫黄処理装置１１０で処理して、輸出用の硫黄１１１を生成することができる。塩１１３は、浄水技術を利用する水処理ユニット１１２によって未処理シンガス混合物１０９から分離することができ、未処理シンガスから有用な塩１１３を生成するようになっている。
【００２１】
前述のように、ＧＰＵ１０８は、二酸化炭素（ＣＯ２）捕捉を行うように構成することができる。１つ又はそれ以上の溶媒（例えば、物理及び／又は化学溶媒）を用いて、ＣＯ２１１４は、シンガスガスから除去されて、例えば、外部送出のために又は発電プロセスで使用するためにパイプラインに送られる。
【００２２】
前述の何らかの処理に続いて及び／又は実質的に同時に、ＧＰＵ１０８から流出するガスは、処理された、スイートニング処理された、及び／又は精製されたシンガス１１５と見なすことができる。つまり、処理シンガス１１５には実質的に硫黄並びに残留ガス成分が存在しない。ＧＰＵ１０８から流出する処理シンガスは、燃料として使用する場合に十分に清浄とすることができる。非限定的実施例において、ＧＰＵ１０８から流出する処理シンガス１１５は、約２５ｐｐｍｖ未満、例えば１から２５ｐｐｍｖの間のＨ２Ｓを含有することができる。１つの実施形態において、処理シンガス１１５は、約１ｐｐｍｖ未満のＨ２Ｓを含有することができる。この処理シンガス１１５は、例えば、燃焼可能な燃料としてガスタービンエンジン１１８の燃焼器１２０に送ることができる。
【００２３】
ＩＧＣＣシステム１００は、空気分離ユニット（ＡＳＵ）１２２を更に含むことができる。ＡＳＵ１２２は、例えば、蒸留技術によって空気を成分ガスに分離するように作動することができる。ＡＳＵ１２２は、補助的な空気圧縮機１２３から供給される空気から酸素を分離することができる。次に、ＡＳＵ１２２は、分離した酸素をガス化装置１０６に送ることができる。更に、ＡＳＵ１２２は、分離した窒素を希釈窒素（ＤＧＡＮ）圧縮機１２４に送ることができる。
【００２４】
ＤＧＡＮ圧縮機１２４は、シンガスの燃焼を妨げないように、ＡＳＵ１２２から受け取った窒素を少なくとも燃焼器１２０と同じレベルに圧縮することができる。従って、ＤＧＡＮ圧縮機１２４が窒素を適切なレベルまで十分に圧縮すると、ＤＧＡＮ圧縮機１２４は、圧縮窒素をガスタービンエンジン１１８の燃焼器１２０に送ることができる。
【００２５】
ガスタービンエンジン１１８は、タービン１３０、駆動軸１３１、及び圧縮機１３２、並びに燃焼器１２０を含むことができる。燃焼器１２０は、処理シンガス等の燃料を受け取ることができ、燃料は加圧下で燃料ノズルから噴射できる。この燃料は、圧縮空気並びにＤＧＡＮ圧縮機１２４からの圧縮窒素と混合して、燃焼器１２０内で燃焼することができる。この燃焼により高温高圧排気ガスが作り出される。
【００２６】
燃焼器１２０は、排気ガスをタービン１３０の排気出口に送ることができる。燃焼器１２０からの排気ガスがタービン１３０を通って流れると、排気ガスは、タービン１３０のタービンブレードを押しやってガスタービンエンジン１１８に軸線に沿う駆動軸を回転させる。図示のように、駆動軸１３１は、圧縮機１３２を含むガスタービンエンジン１１８の種々の構成部品に連結される。
【００２７】
駆動軸１３１は、タービン１３０を圧縮機１３２に連結してロータを形成することができる。圧縮機１３２は、駆動軸１３１に連結されるブレードを含むことができる。従って、タービン１３０のタービンブレードの回転により、タービン１３０を圧縮機１３２に連結する駆動軸１３１が圧縮機１３２のブレードを回転させるようになっている。これにより圧縮機１３２は、圧縮機１３２の吸気口から受け取った空気を圧縮する。次に、圧縮空気は、燃焼器１２０に供給される。また、駆動軸１３１は負荷１３４に連結することができるが、負荷は、例えば発電プラントにおいて電力を発生する発電機等の定置負荷とすることができる。実際には、負荷１３４は、ガスタービンエンジン１１８の回転出力で駆動される任意のデバイスとすることができる。
【００２８】
また、ＩＧＣＣシステム１００は、蒸気タービンエンジン１３６及び熱回収蒸気発生（ＨＲＳＧ）システム１３８を含むことができる。蒸気タービンエンジン１３６は、第２の負荷１４０を駆動することができる。また、第２の負荷１４０は、電力を発生する発電機とすることができる。しかしながら、第１及び第２の負荷１３４、１４０は、ガスタービンエンジン１１８及び蒸気タービンエンジン１３６で駆動可能な他のタイプの負荷とすることができる。更に、ガスタービンエンジン１１８及び蒸気タービンエンジン１３６は別個の負荷１３４、１４０を駆動できるが、例示的な実施形態に示すように、ガスタービンエンジン１１８及び蒸気タービンエンジン１３６は、直列に使用して単一の軸によって単一の負荷を駆動することができる。蒸気タービンエンジン１３６並びにガスタービンエンジン１１８の特定の構成は、実装時固有であり、各セクションの任意の組み合わせを含むことができる。
【００２９】
ガスタービンエンジン１１８からの高温排気ガスは、ＨＲＳＧ１３８に移送することができ、水を加熱して、蒸気タービンエンジン１３６に動力を与えるために利用される蒸気を発生させるために使用できる。例えば、蒸気タービンエンジン１３６の低圧セクションからの排気は、凝縮器１４２に送ることができる。凝縮器１４２は、冷却塔１４４を利用して温水を冷水に変換することができ、蒸気タービンエンジン１３６から凝縮器１４２に移送される蒸気を凝縮させるのを助けるようになっている。次に、凝縮器１４２からの凝縮液は、ＨＲＳＧ１３８に送ることができる。同様に、ガスタービンエンジン１１８からの排気は、ＨＲＳＧ１３８に送って凝縮器１４２からの水を加熱して蒸気を発生させることができる。
【００３０】
ＩＧＣＣシステム１００等の複合サイクルシステムにおいて、高温排気は、ガスタービンエンジン１１８から高圧高温蒸気を生成するのに利用できるＨＲＳＧ１３８へ流れることができる。ＨＲＳＧ１３８から発生した蒸気は、次に、発電用蒸気タービンエンジン１３６を通って流れることができる。更に、生成蒸気は、ガス化装置１０６等の蒸気を使用する何らかの他のプロセスに供給することができる。ガスタービンエンジン１１８の生成サイクルは、「トッピングサイクル」と呼ばれる場合が多く、一方で蒸気タービンエンジン１３６の生成サイクルは「ボトミングサイクル」と呼ばれる場合が多い。図１のように２つのサイクルを組み合わせることで、ＩＧＣＣシステム１００は、両サイクルにおいて高い効率をもたらすことができる。特に、トッピングサイクルからの排熱を捕捉してボトミングサイクルで利用する蒸気を生成するために使用できる。
【００３１】
前述のように、本明細書に開示する実施形態は、全体的に、Ｈ２ＳをＧＰＵ１０８のＨ２Ｓ回収セクションで作り出されるガス流から除去するための、ＧＰＵ１０８のＣＯ２吸収セクションで作り出される溶媒混合物の使用に向けられている。特定の手法において、溶媒混合物は、第１の圧力においてＣＯ２で飽和され、Ｈ２Ｓが希薄であり、これによりＨ２Ｓをガス流から除去できる。この構成は、全体的にはＨ２Ｓ吸収セクション１５０、ＣＯ２吸収セクション１５２、並びにＨ２Ｓ回収及び溶媒除去セクション１５４を有するＧＰＵ１０８の実施形態を例示する図２のブロック図に示されている。図示のように、Ｈ２Ｓ吸収セクション１５０は、第１のガス流１５６をＣＯ２回収セクション１５２に供給し、第１の溶媒流１５８をＣＯ２回収セクション１５２から受け取る。ガス流１５６は、それぞれの圧力でＨ２Ｓが希薄でＣＯ２が過濃であるシンガス流を含む。本質的に、第１のガス流１５６は、ガス化装置（例えば、図１のガス化装置１０６）で作り出される原料のままの又は未処理のシンガス１０９からのＨ２Ｓ除去の産物である。ＣＯ２吸収セクション１５２は、物理又は化学溶媒（例えば、ポリエチレン・グリコールのメチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＰＧ）、ポリエチレン・グリコールのメチル・イソプロピル・エーテル（ＭＩＰＧ）、ポリエチレン・グリコールのメチル・エチル・エーテル（ＭＥＰＧ）、又はポリエチレン・グリコールのジメチル・エーテル（ＤＥＰＧ）、又はこれらの組み合わせ）等の溶媒１６０を利用して、第１のガス流１５６に含有されるＣＯ２の大部分を除去（例えば、少なくとも約５０、６０、７０、８０、又は９０％除去）して、第１の溶媒流１５８及び処理シンガス１１５を作り出すようになっている。従って、第１の溶媒流１５８は、ＣＯ２の相当量を含有し、特定の実施形態では、それぞれの圧力においてＣＯ２で飽和されることができる。一般的に、第１の溶媒流１５８は、Ｈ２Ｓが希薄でＣＯ２が過濃と見なすことができる。以下に図３を参照して詳細に説明するように、第１の溶媒流１５８は、Ｈ２Ｓ吸収セクション１５０における原料のままの又は未処理のシンガス１０９からＨ２Ｓを除去するために使用できる。第１の溶媒流１５８を使用して、Ｈ２Ｓ吸収セクション１５０は、結果的にＨ２Ｓ及びＣＯ２の両方が過濃な第２の溶媒流１６２を作り出す。この溶媒流は、ＣＯ２吸収セクション１５２とＨ２Ｓ回収及び溶媒除去セクション１５４とを使用して、回収ＣＯ２１１４及び硫黄処理のための回収Ｈ２Ｓ１６４（例えば、酸性ガス流）における種々の所望の特性に対処するために処理される。
【００３２】
例えば、回収ＣＯ２１１４は、炭素捕捉１６６のためのＣＯ２流及びガス化装置１６８（例えば、図１のガス化装置１０６）に再循環されるＣＯ２流を含むことができる。これらの特性は処理要件に応じて実質的に同じとすること、又は異なるものとすることができる。例えば、炭素捕捉１６６のためのＣＯ２流は、約９０体積％ＣＯ２よりも大きいこと、又は約９５体積％ＣＯ２よりも大きいことが望ましい。同様に、硫黄処理１６４のための回収Ｈ２Ｓの特性は最小レベルのＨ２Ｓを必要とするので、回収Ｈ２Ｓ流１６４は、少なくとも約２０体積％、２５体積％、又は少なくとも約３０体積％Ｈ２Ｓである。
【００３３】
ＧＰＵ１０８がこれらの特性を満たすことができるように、Ｈ２Ｓ回収及び溶媒除去セクション１５４は、比較的非反応性のガス（例えば、Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ）等の除去ガス１７０を使用して、第２の溶媒流１６２の溶媒からＣＯ２及びＨ２Ｓを分離するようになっている。従って、Ｈ２Ｓ回収及び溶媒除去セクション１５４は、内部で除去ガス、ＣＯ２及びＨ２Ｓを有するガス状混合物を作り出す。このガス状混合物は、ＣＯ２吸収セクション１５２からの第３の溶媒流１７２と逆流する。第３の溶媒流１７２は、それぞれの圧力においてＣＯ２が過濃でありＨ２Ｓが希薄である。第３の溶媒流１７２が、ガス状混合物と逆流する場合、第３の溶媒流１７２は、ガス状混合物からＨ２Ｓを除去できる。更に、図５を参照して以下に詳細に説明するように、１つの実施形態において、第３の溶媒流１７２及びガス状混合物は、ガス状混合物のＨ２Ｓが第３の溶媒流１７２のＣＯ２を気相中に追い出すように、混合容器内で圧力が釣り合わされる。従って、ＣＯ２が過濃で実質的にＨ２Ｓが存在しない第２のガス流１７４が生成されて、全ての回収ＣＯ２１１４を提供する。従って、回収ＣＯ２の総量が増加する。
【００３４】
また、ガス状混合物から除去されたＨ２Ｓが過濃な溶媒混合物は、Ｈ２Ｓ回収及び溶媒除去セクション１５４の内部で生成される。この溶媒混合物は更に処理されて（例えば、フラッシュ処理）、再循環溶媒１７６及びＨ２Ｓ流１６４を生成する。開示される実施形態において、この回収方法は、回収Ｈ２Ｓの総量及び濃縮を高める。
【００３５】
図３を参照すると、Ｈ２Ｓ吸収セクション１５０のＨ２Ｓ吸収器１９０がＣＯ２吸収セクション１５２のＣＯ２  吸収器１９２に接続されているＧＰＵ１０８の一部の実施形態を示す概略図が提示される。本明細書で規定する場合、Ｈ２Ｓ吸収器（例えば、Ｈ２Ｓ吸収器１９０）は、Ｈ２Ｓが吸収されるか、さもなければガス状混合物又はＨ２Ｓを有する他の溶媒流から物理又は化学溶媒等の溶媒を取得する任意の容器を意味することが意図されている。例えば、１つの実施形態において、Ｈ２Ｓ吸収器は、ガス状混合物からのＨ２Ｓの一部だけを又は全てのＨ２Ｓを吸収することができる。同様に、本明細書で規定する場合、ＣＯ２吸収器は、ＣＯ２が吸収されるか、さもなければガス状混合物又はＣＯ２を有する他の溶媒流から物理又は化学溶媒等の溶媒を取得する任意の容器を意味することが意図されている。従って、特定の実施形態において、ＣＯ２吸収器は、ガス状混合物からのＣＯ２の一部だけを又は全てのＣＯ２を吸収することができる。従って、本実施形態において、第１の溶媒流１５８は、Ｈ２Ｓ吸収器１９０内で、ガス化装置１０６とＧＰＵ１０８との間の経路を流れる未処理シンガス１０９からのＨ２Ｓの大部分を除去するために使用される。詳細には、未処理シンガス１０９は、この経路を通過してＨ２Ｓ吸収器１９０に流入し、第１の溶媒流１５８と混合する。
【００３６】
Ｈ２Ｓ吸収器１９０は、未処理シンガス１０９と第１の溶媒流１５８とを混合できるように構成された柱状又は細長いタンク等の容器とすることができる。例示的な実施形態において、未処理シンガス１０９は、Ｈ２Ｓ吸収器１９０の下側領域からＨ２Ｓ吸収器１９０に流入する。対照的に、第１の溶媒流１５８は、上側領域からＨ２Ｓ吸収器１９０に流入する。この構成により、未処理シンガス１０９は、向流作用によって第１の溶媒流１５８と効率的に混合することができる。第１の溶媒流１５８が未処理シンガス１０９と混合する際に、未処理シンガス１０９から一部のＣＯ２と一緒に大部分のＨ２Ｓを除去する。従って、スイートニング処理されたシンガス流（実質的にＨ２Ｓが除去された）は、Ｈ２Ｓ吸収器１９０から第１のガス流１５６として流出するが、Ｈ２Ｓが過濃な第２の溶媒流１６２は、Ｈ２Ｓ回収及び溶媒除去セクション１５４に供給される。
【００３７】
物理溶媒等の特定の溶媒内でのＨ２Ｓの溶解度は、低温及び高圧（例えば、標準温度及び圧力以上）において他のガス成分（例えば、シンガス、ＣＯ２）の溶解度よりも大きい。従って、特定の実施形態において、熱交換器１９６（例えば、チラー）及びポンプ１９８は、溶媒経路２００に沿って配置され、第１の溶媒流１５８をそれぞれ冷却し流して、Ｈ２Ｓを溶媒に取り込むことを強化するようになっている。例示的に、第１の溶媒流１５８は、約２７から４２バールの範囲で加圧すること及び約０から２０°Ｃの範囲で冷却することができる。つまり、Ｈ２Ｓ吸収器１９０に流入する溶媒流１５８の圧力は、約３０から４０バール、３２から３８バール、又は３４から３６バールの範囲とすることができる。第１の溶媒流１５８を加圧して冷却することで、第１の溶媒流１５８の溶媒の硫黄ガス（つまり、Ｈ２Ｓ）を溶解する能力は、標準圧力及び温度での溶媒に比べて高くなる。実際には、特定の実施形態において、ガス経路２０４を経由してＣＯ２吸収器１９２に流入する第１のガス流１５６は、最大限でも約５から５５ｐｐｍｖのＨ２Ｓ（例えば、約５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、又は５５ｐｐｍｖ）である。
【００３８】
作動時、再循環溶媒等の溶媒１６０は、経路２０２を介してＣＯ２吸収器１９２に送ることができる。ＣＯ２吸収器１９２において、ガス経路２０４を介して流れる第１のガス流１５６は、ＣＯ２吸収器１９２の底部から流入する。溶媒１６０の下向きに流れる流れと上向きに上昇する第１のガス流１５６との間の対向流によって作り出される混合によって、ＣＯ２飽和溶媒２０６の流れがもたらされ、分岐した経路２０８を介してＣＯ２吸収器１９２から流出する。詳細には、経路２０８は、溶媒経路２００と、ＣＯ２回収２１２のセクションにつながる追加の溶媒経路２１０とに分岐する。ポンプ１９８は、経路２００を流れる第１の溶媒流１５８を少なくとも部分的に駆動し、駆動力の付与レベルは、経路２１０に対する経路２００に送られるＣＯ２飽和溶媒２０６の量に少なくとも部分的に影響を与える。
【００３９】
本実施形態によれば、ＣＯ２回収レベル及び酸性ガスのＨ２Ｓ回収濃度（つまり、図２の流れ１６４のＨ２Ｓ濃度）は、経路２１０に対して経路２００にＣＯ２飽和溶媒２０６が供給される比率に影響を受ける場合がある。一般に、経路２１０に送られるＣＯ２飽和溶媒２０６の比率が高くなると、ＧＰＵ１０８による大きなＣＯ２回収及びＨ２Ｓ濃度につながる。非限定的な実施例によれば、未処理シンガス１０９のＨ２Ｓが少ない（つまり、燃料供給源１０２の硫黄が少ない）実施形態において、経路２０８のＣＯ２飽和溶媒２０６の約９０％以上が経路２１０に送られるようにＣＯ２飽和溶媒２０６を分流すると、結果的にＨ２Ｓ回収及び溶媒除去セクション１５４での酸性ガス回収でのＨ２Ｓ濃度が高くなる。つまり、特定の状况では、燃料供給源１０２の硫黄は少なくなる場合がある。この状况では、目標シンガス量を得ることができるが、硫黄回収量は硫黄回収の適切なレベルを満たさない場合がある。ＣＯ２飽和溶媒２０６の大部分（例えば、約９０％）が経路２１０に供給される図５に示す例示的な構成では、回収酸性ガス流の硫黄濃度が高くなる。更に、熱交換器１９６においてＣＯ２飽和溶媒２０６の温度を約０と２０°Ｃ（例えば、１５、１０、５、又は０°Ｃ）の範囲に低下させると濃度が高くなる場合がある。
【００４０】
図４は、ＣＯ２吸収セクション１５２の実施形態を示す概略図である。詳細には、図４のＣＯ２吸収セクション１５２は、ＣＯ２吸収器１９２及びＣＯ２回収用に構成された種々のフラッシュベッセルを含む。前述のように、ＣＯ２吸収器１９２は、Ｈ２Ｓが希薄でＣＯ２が過濃な第１のガス流１５６をスクラビング処理するように構成され、ＣＯ２の大部分を除去して処理シンガス１１５及びＣＯ２飽和溶媒２０６の流れを作り出すようになっている。同様に、ＣＯ２飽和溶媒２０６の一部はＨ２Ｓ吸収器１９０（図３）への経路２００に送られるが、ＣＯ２飽和溶媒２０６の残部は、溶媒混合物２１８としてのＣＯ２回収のために溶媒経路２１０に送られる。
【００４１】
詳細には、溶媒経路２１０は高圧（ＨＰ）フラッシュベッセル２２０、中間圧（ＭＰ）フラッシュベッセル２２２、及び低圧（ＬＰ）フラッシュベッセル２２４を含むフラッシュベッセルにつながる。本実施形態の説明を容易にするために例示的な圧力が以下に説明されるが、用語「高圧」、「中間圧」、及び「低圧」は、各フラッシュベッセル間の相対的な圧力を示すこが意図されることに留意されたい。更に、説明を容易にするために３つのフラッシュベッセルが示されることに留意されたい。従って、本明細書に示す方法でＣＯ２吸収及びＨ２Ｓ回収セクションを接続して、任意数のフラッシュベッセル（例えば、１つ又はそれ以上）を有する構成が意図されている。更に、本明細書で使用する場合、用語「フラッシュ」は、フラッシュ蒸発が意図されている。従って、容器が溶媒混合物をフラッシュする場合、容器は、溶媒の少なくとも一部が急速揮発を受けながら、溶媒混合物のフラッシュ蒸発を行う。
【００４２】
一般に、フラッシュベッセルは、第１の溶媒混合物２１８の圧力を連続的に低減するように構成され、ＣＯ２の捕捉及び／又は再循環のために気相ＣＯ２を生成する。溶媒経路２１０は、最初にそれぞれの第１の圧力で第１の溶媒混合物２１８をフラッシュして第１のＣＯ２流２２６を作り出す、ＨＰフラッシュベッセル２２０につながる。非限定的な実施例において、ＨＰフラッシュベッセル２２０は、約６から２７バールの範囲、例えば、約８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、又は２６バールの圧力で作動でき、第１のＣＯ２流２２６は実質的に同じ圧力である。第１のＣＯ２流２２６は、ＣＯ２流１６８を作り出す再循環圧縮機２２８に送られる。再循環ＣＯ２１６８は、ガス化装置（例えば、図１のガス化装置１０６）、Ｈ２Ｓ吸収器１９０、図１のガス化装置１０６とＨ２Ｓ吸収器１９０との間のシステム１００の所定領域、又はシステム１００の任意の適切なセクションへの再循環流として利用できる。
【００４３】
また、ＨＰフラッシュベッセル２２０は、ＨＰフラッシュベッセル２２０と実質的に同じそれぞれの圧力においてＣＯ２が飽和してＨ２Ｓが希薄な（例えば、実質的にＨ２Ｓが存在しない）溶媒を含む、第２の溶媒混合物２３０を作り出す。第２の溶媒混合物２３０は、溶媒経路２１０を通ってＭＰフラッシュベッセル２２２に流入する。ＭＰフラッシュベッセル２２２は、ＨＰフラッシュベッセル２２０の圧力よりも低い作動圧力で第２の溶媒混合物２３０をフラッシュするように構成される。非限定的な実施例において、ＨＰフラッシュベッセル２２０に関する前述の範囲に関して、ＭＰフラッシュベッセル２２２の作動圧力は、約４から２１バール、例えば、約６から２０バール、約８から１８バール、約１０から１６バール、又は約１２から１４バールとすることができる。
【００４４】
ＭＰフラッシュベッセル２２２は、再循環圧縮機２２８につながる第１のＣＯ２経路２３４、及びＣＯ２流１６６（図２）を作り出すように構成される炭素捕捉圧縮機２３８につながる第２のＣＯ２経路２３６に分流される第２のＣＯ２流２３２を作り出す。図２に説明したように、ＣＯ２流１６６は、炭素捕捉アイランド２３９等の炭素捕捉を助長する種々のプラントに送られる。第２のＣＯ２流２３２に加えて、ＭＰフラッシュベッセル２２２は、それぞれの圧力でＣＯ２が過濃でＨ２Ｓが希薄な第３の溶媒混合物２４０を作り出す（例えば、ＭＰフラッシュベッセル２２２と実質的に等しい）。
【００４５】
図示のように、第３の溶媒混合物２４０は分流され、第１の部分は主溶媒経路２１０を通ってＬＰフラッシュベッセル２２４に供給され、第２の部分は分岐溶媒経路２４２に分流する。詳細には、第３の溶媒混合物２４０の第２の部分は、Ｈ２Ｓ回収及び溶媒除去セクション１５４で利用される第３の溶媒流１７２である。図４を参照して以下に詳細に示すように、ＣＯ２が過濃でＨ２Ｓが希薄な第３の溶媒流１７２は、Ｈ２Ｓ回収及び溶媒除去セクション１５４で作り出された、ＣＯ２及びＨ２Ｓのガス状混合物からＨ２Ｓを除去するために利用される。実際には、この処理の結果、ＣＯ２が過濃で実質的にＨ２Ｓが存在しない第２のガス流１７４が生成され、炭素捕捉圧縮機２３８に供給される。
【００４６】
第３の溶媒混合物２４０に戻ると、第１の部分は、ＭＰフラッシュベッセル２２２の圧力よりも低いそれぞれの圧力で作動するＬＰフラッシュベッセル２２４に供給される。非限定的な実施例において、ＬＰフラッシュベッセル２２４の圧力は、約１から６バール、例えば、約１から５、又は約２から４バールの範囲とすることができる。同様に、ここではＭＰ及びＨＰフラッシュベッセル２２０、２２４の圧力よりも低い任意の圧力が意図されている。ＬＰフラッシュベッセル２２４は、第３の溶媒混合物２４０をフラッシュして炭素捕捉圧縮機２３８に供給される第３のＣＯ２流２４４を作り出すようになっている。また、ＬＰフラッシュベッセル２２４は、ＬＰフラッシュベッセル２２４と実質的に同じ圧力でＣＯ２が飽和してＨ２Ｓが希薄な第４の溶媒混合物２４６を作り出す。図示のように、第４の溶媒混合物２４６は、再循環溶媒の供給源としてＣＯ２吸収器１９２に供給される。しかしながら、第４の溶媒混合物２４６は、ＣＯ２吸収器１９２に加えて又はその代わりに、超低圧フラッシュベッセル（ＬＬＰ）、貯蔵タンク（例えば、溶媒貯蔵タンク）、熱交換器、又はプラントの類似の領域等のシステムの他の領域に送ることができる。
【００４７】
図２に関して説明したように、Ｈ２Ｓ回収及び溶媒除去セクション１５４は、ＣＯ２過濃、Ｈ２Ｓ希薄溶媒流を利用してＨ２Ｓ／ＣＯ２ガス混合物からＨ２Ｓを除去するようになっている。この除去を行うことで、セクション１５４は、回収されるＨ２Ｓを増加させるが、強化されたＣＯ２回収が可能になる。図５は、Ｈ２Ｓ回収及び溶媒除去セクション１５４の１つの実施形態の概略図を示す。図示のように、Ｈ２Ｓ回収及び溶媒除去セクション１５４は、Ｈ２Ｓ濃縮器２５０、Ｈ２Ｓ再吸収器２５２、及び溶媒ストリッパ２５４を含む。
【００４８】
Ｈ２Ｓ濃縮器２５０は、Ｈ２Ｓ及びＣＯ２，の両者が過濃であり、Ｈ２Ｓ吸収セクション１５０から第１の溶媒経路２５６を通る第２の溶媒流１６２を受け取るように構成される。１つの実施形態において、図３及び５に示すように、Ｈ２Ｓ濃縮器２５０は、Ｈ２Ｓ吸収器１９０から第２の溶媒流１６２を受け取る。また、Ｈ２Ｓ濃縮器２５０は、ガス経路２５８から除去ガス１７０を受け取る。除去ガス１７０は、前述の任意の実質的に不活性なガスを含み、Ｈ２Ｓ濃縮器２５０内で第２の溶媒流１６２に対向して流れることができる。これにより、除去ガス１７０は、第２の溶媒流１６２からＨ２Ｓ及びＣＯ２の大部分を除去することができ、少なくともＨ２Ｓ、ＣＯ２及び除去ガス１７０を含む第１のガス状混合物２６０を作り出すようになっている。実際には、本明細書で規定するように、Ｈ２Ｓ濃縮器は、Ｈ２Ｓが溶媒混合物又はガス混合物に濃縮された任意の容器を示すことが意図されている。従って、除去ガス１７０を利用して溶液からＨ２Ｓを除去することで、Ｈ２Ｓは、Ｈ２Ｓ濃縮器２５０の中で第１のガス状混合物２６０に濃縮されるようになる。
【００４９】
また、第１のガス状混合物２６０は、ガス経路２５８を通ってＨ２Ｓ再吸収器２５２に流入する。以下の詳細に説明するように、Ｈ２Ｓ再吸収器２５２は、図４に示すＭＰフラッシュベッセル２２２で主溶媒経路２１０から分岐する分岐溶媒経路２４２に沿って配置される。更に、本明細書で規定するように、Ｈ２Ｓ再吸収器は、ガス状混合物からＨ２Ｓが吸収される、さもなければ別個の容器で最初に溶媒混合物から除去されたＨ２Ｓを含む溶媒が取り入れられる、任意の容器を示すことが意図されている。従って、以下に詳細に説明するように、Ｈ２Ｓ再吸収器２５２は、Ｈ２Ｓ濃縮器２５０内で最初に除去されたＨ２Ｓを有するガス状混合物２６０からＨ２Ｓを再度吸収する。
【００５０】
第１の溶媒経路２５６は、一部のＣＯ２及び一部のＨ２Ｓを含むことができる第１の溶媒混合物２６２をＨ２Ｓ濃縮器２５０から溶媒ストリッパ２５４へ流すように構成される。従って、例示的な実施形態において、第１の溶媒経路２５６は、Ｈ２Ｓ濃縮器２５０を溶媒ストリッパ２５４に接続する。更に、特定の実施形態において、種々の熱交換器及び／又はポンプをＨ２Ｓ濃縮器２５０と溶媒ストリッパ２５４との間に配置して、溶媒ストリッパ２５４で第１の溶媒混合物２６２を処理するための特定の特性を満たすようになっている。この処理は以下に詳細に説明する。
【００５１】
Ｈ２Ｓ濃縮器２５０で作り出される第１のガス状混合物２６０に戻ると、第１のガス状混合物２６０は、Ｈ２Ｓ再吸収器２５２内で、ＣＯ２吸収セクション１５２内で作り出された第３の溶媒流１７２と混合される。図４に関連して説明したように、第３の溶媒流１７２は、第３の溶媒流１７２が中間圧力でＣＯ２が飽和した溶媒を含むように、ＭＰフラッシュベッセル２２２で作り出される。しかしながら、ここでは第３の溶媒流１７２の他の圧力も意図されていることに留意されたい。従って、ここではＭＰフラッシュベッセル２２２に加えて又はその代わりに、第３の溶媒流１７２は、ＨＰフラッシュベッセル２２０及び／又はＬＰフラッシュベッセル２２４を利用して作り出し得ること意図されている。従って、第３の溶媒流１７２は、高圧、中間圧、又は低圧においてＣＯ２で飽和されることができる。しかしながら、例示的な実施形態において、第３の溶媒流１７２は、中間圧においてＣＯ２で飽和される。この圧力は、第１のガス状混合物２６０の圧力と一致する必要がある（例えば、実質的に等しい）。しかしながら、一般的に、Ｈ２Ｓ再吸収器２５２及び第３の溶媒流１７２を生成するために使用されるフラッシュベッセルは、互いの約２０％以内、互いの約１０％以内、互いの約５％以内、又はほぼ同じ圧力であるそれぞれの圧力で作動できる。この相対圧レベルにより、第１のガス状混合物２６０のＨ２Ｓは、第３の溶媒流１７２のＣＯ２から追い出すことができる。
【００５２】
第１のガス状混合物２６０は、Ｈ２Ｓ再吸収器２５２内で第３の溶媒流１７２と逆方向に流れるので、第１のガス状混合物２６０のＨ２Ｓは、第３の溶媒流１７２の溶媒に吸収される。更に、第１のガス状混合物２６０のＨ２Ｓは、ＣＯ２に比較して溶媒への高い溶解度によって第１の溶媒混合物２６０に含有されるＣＯ２の一部又は実質的に全てを追い出し、頂部ガスとしてＣＯ２が過濃で実質的にＨ２Ｓが存在しない第２のガス流１７４を作り出すようになっている。また、第２のガス流１７４は、除去ガスを含むことができる。
【００５３】
Ｈ２Ｓ再吸収器２５２は、液体−蒸気の接触及び混合を強化するための特徴の任意の１つ又はその組み合わせを含むことができる。従って、Ｈ２Ｓ再吸収器は、１つ又はそれ以上のバルブトレイ、表面積を広げるために球形の又は曲線形状の構成要素を有する実装されたコラム、ラシヒリング、又はこれらの組み合わせを含むことができる。約２０から１００％の範囲のＨ２Ｓの混合によって、第１のガス状混合物２６０から除去することができる。例えば、約４０から１００％、６０から１００％、８０から１００％、９０から９９％、又は約９２から９８％の範囲のＨ２Ｓは、第１のガス状混合物２６０から除去することができる。更に、第３の溶媒混合物１７２内の少なくとも約１０％のＣＯ２は、第１のガス状混合物２６０のＨ２Ｓによって気相に追い出すことができる。例示的に、約１０から１００％の範囲のＣＯ２は気相に追い出すことができ、例えば、約２０から１００％、３０から１００％、４０から１００％、５０から９９％、又は約６０から９０％の範囲である。特定の実施形態において、少なくとも約６０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８５％のＣＯ２を追い出すことができる。
【００５４】
従って、Ｈ２Ｓ再吸収器２５２は、ＣＯ２が過濃で実質的にＨ２Ｓが存在しない第２のガス流１７４、及びＨ２Ｓが過濃でＣＯ２が希薄な第２の溶媒混合物２７０を作り出す。１つの実施形態において、第２の溶媒混合物２７０は、実質的にＣＯ２が存在しない。第２の溶媒混合物２７０は、分岐溶媒経路２４２から溶媒ストリッパ２５４に流入する。従って、第２の溶媒混合物２７０の溶媒は第１の溶媒混合物２６２と混合することができる。
【００５５】
溶媒ストリッパ２５４は、第２及び第３の溶媒混合物２６８、２７０（又は、第１及び第３の溶媒混合物２６２、２７０）をフラッシュして、頂部酸性ガス及び再循環溶媒１７６としての回収Ｈ２Ｓ流１６４を生成することができる。詳細には、例示的な実施形態において、再循環溶媒１７６は、リボイラー２７４と組み合わせて溶媒ストリッパ２５４によって作り出すことができる。リボイラー２７４は、溶媒ストリッパ２５４で除去された溶媒混合物２７６を加熱して沸騰させるように構成され、特定の実施形態において、除去ガス（例えば、除去ガス１７０の一部）を沸騰した除去溶媒混合物２７６に流すことができる。従って、除去ガス１７０は、一部の気化溶媒、一部のＣＯ２及び一部のＨ２Ｓを再沸騰したガス状混合物２７８として溶媒ストリッパ２５４に再循環させる。
【００５６】
図２に関連して説明したように、回収Ｈ２Ｓ流１６４は、元素硫黄を分離するために硫黄回収セクション２７２内の硫黄処理装置（例えば、Ｃｌａｕｓ反応器）に供給することができる。従って、ＧＰＵ１０８による硫黄回収量は、少なくとも部分的に第３の溶媒流２７０のＨ２Ｓ濃度に依存する。この場合も、本実施形態では、第３の溶媒流１７２を利用して第１のガス状混合物２６０からＨ２Ｓを分離することで、この濃度を高めることが可能になる。
【００５７】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００５８】
１５２  ＣＯ２吸収器
２２０  フラッシュベッセル
２２２  フラッシュベッセル
２２４  フラッシュベッセル
２４２  分岐溶媒経路
２５０  Ｈ２Ｓ濃縮器
２５２  Ｈ２Ｓ再吸収器
２５６  第１の溶媒経路
２５８  ガス経路
【図１】
0006387147.tif 000002
【図２】
0006387147.tif 000003
【図３】
0006387147.tif 000004
【図４】
0006387147.tif 000005
【図５】
0006387147.tif 000006