(57)【要約】吸収液再生装置は、ＣＯ２吸収液を再生するための再生塔と、前記再生塔からの放出ガスをＣＯ２ガスと凝縮水とに分離し、前記凝縮水を前記再生塔に還流させるように構成された還流水ドラムと、前記還流水ドラムの気相部内、または、前記気相部から流出した前記ＣＯ２ガスが流れるＣＯ２流路上に設けられ、前記ＣＯ２ガスに含まれるＣＯ２吸収剤を洗浄液により除去するように構成された洗浄部と、を備え、前記洗浄液は、前記還流水ドラムの液相部に貯留された前記凝縮水に比べて、前記ＣＯ２吸収剤の濃度が低いことを特徴とする。
2020075538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯ２吸収液を再生するための再生塔と、
前記再生塔からの放出ガスをＣＯ２ガスと凝縮水とに分離し、前記凝縮水を前記再生塔に還流させるように構成された還流水ドラムと、
前記還流水ドラムの気相部内、または、前記気相部から流出した前記ＣＯ２ガスが流れるＣＯ２流路上に設けられ、前記ＣＯ２ガスに含まれるＣＯ２吸収剤を洗浄液により除去するように構成された洗浄部と、
を備え、
前記洗浄液は、前記還流水ドラムの液相部に貯留された前記凝縮水に比べて、前記ＣＯ２吸収剤の濃度が低い
ことを特徴とする吸収液再生装置。
【請求項２】
前記洗浄部は、前記還流水ドラムの前記気相部内に設けられ、
前記還流水ドラムの前記気相部内において前記洗浄部に前記洗浄液を供給するように構成された洗浄液供給部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の吸収液再生装置。
【請求項３】
前記還流水ドラムの前記気相部において前記洗浄部の下方に配置され、前記洗浄部からの前記洗浄液を貯留可能に構成されたトレイと、
前記トレイに貯留された前記洗浄液を、前記洗浄液供給部へと循環させるための循環ラインと、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の吸収液再生装置。
【請求項４】
前記ＣＯ２流路上において前記還流水ドラムとは別に設けられた洗浄ドラムをさらに備え、
前記洗浄部は、前記洗浄ドラム内において、前記洗浄ドラムの下部に形成される前記洗浄液の液溜り部の上方に設けられ、
前記洗浄ドラム内において前記洗浄部に前記洗浄液を供給するように構成された洗浄液供給部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の吸収液再生装置。
【請求項５】
前記液溜り部に貯留された前記洗浄液を、前記洗浄液供給部へと循環させるための循環ラインを備える
ことを特徴とする請求項４に記載の吸収液再生装置。
【請求項６】
前記ＣＯ２流路上に設けられ、前記ＣＯ２ガスを圧縮するためのコンプレッサと、
前記ＣＯ２流路上において前記コンプレッサの下流側で生じた凝縮水であるコンプレッサ凝縮水を、前記洗浄液として前記洗浄部に向けて導くように構成された第１洗浄液ラインと、
を備えることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載の吸収液再生装置。
【請求項７】
前記ＣＯ２流路上において前記コンプレッサの下流側に位置し、前記ＣＯ２ガスから分離した前記コンプレッサ凝縮水を貯留するためのコンプレッサ凝縮水ドラムを備え、
前記第１洗浄液ラインは、前記コンプレッサ凝縮水ドラム内の前記コンプレッサ凝縮水を、前記洗浄液として前記洗浄部に向けて導くように構成された
ことを特徴とする請求項６に記載の吸収液再生装置。
【請求項８】
前記洗浄液としての純水を前記洗浄部に向けて導くように構成された第２洗浄液ライン
を備える
ことを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載の吸収液再生装置。
【請求項９】
前記洗浄液としての純水を前記洗浄部に向けて導くように構成された第２洗浄液ラインと、
前記第１洗浄液ライン又は前記第２洗浄液ラインの少なくとも一方からの前記洗浄液が前記洗浄部に導かれるように、前記洗浄液の供給ラインを選択可能に構成されたライン切換部と、
を備える
ことを特徴とする、請求項６又は７に記載の吸収液再生装置。
【請求項１０】
前記ＣＯ２吸収液と排ガスを接触させて前記ＣＯ２ガスを除去する吸収塔と、
請求項１乃至９の何れか一項に記載の吸収液再生装置と、
を備えることを特徴とするＣＯ２回収装置。
【請求項１１】
再生塔において、ＣＯ２吸収液を再生するステップと、
前記再生塔からの放出ガスを還流水ドラムに導き、該還流水ドラムにおいてＣＯ２ガスと凝縮水とに分離するステップと、
前記還流水ドラムの気相部、または、前記気相部から流出した前記ＣＯ２ガスが流れるＣＯ２流路上に設けられた洗浄部において、前記ＣＯ２ガスを洗浄液に接触させて、前記ＣＯ２ガスに含まれるＣＯ２吸収剤を除去するステップと、
を備え、
前記洗浄液は、前記還流水ドラムの液相部に貯留された前記凝縮水に比べて、前記ＣＯ２吸収剤の濃度が低い
ことを特徴とする吸収液再生方法。
【請求項１２】
前記洗浄部は、前記還流水ドラムの前記気相部内に設けられ、
前記還流水ドラムの前記気相部内において前記洗浄部の上方に位置する洗浄液供給部から、前記洗浄部に前記洗浄液を供給するステップを備える
ことを特徴とする請求項１１に記載の吸収液再生方法。
【請求項１３】
前記還流水ドラムの前記気相部において前記洗浄部の下方に配置されたトレイによって、前記洗浄部からの前記洗浄液を貯留するステップと、
前記トレイに貯留された前記洗浄液を、前記洗浄液供給部へと循環させるステップと、
を備えることを特徴とする請求項１２に記載の吸収液再生方法。
【請求項１４】
前記ＣＯ２流路上に設けられたコンプレッサにより、前記ＣＯ２ガスを圧縮するステップと、
前記ＣＯ２流路上において前記コンプレッサの下流側に位置するコンプレッサ凝縮水ドラムにより、前記ＣＯ２ガスから分離した水をコンプレッサ凝縮水として貯留するステップと、
第１洗浄液ラインを介して、前記コンプレッサ凝縮水ドラム内の前記コンプレッサ凝縮水を前記洗浄液として前記洗浄部に向けて導くステップと、
を備えることを特徴とする、請求項１１乃至１３の何れか一項に記載の吸収液再生方法。
【請求項１５】
第２洗浄液ラインを介して、前記洗浄液としての純水を前記洗浄部に向けて導くステップと、
前記第１洗浄液ライン又は前記第２洗浄液ラインの少なくとも一方からの前記洗浄液が前記洗浄部に導かれるように、前記洗浄液の供給ラインを選択するステップと、
を備える
ことを特徴とする、請求項１４に記載の吸収液再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、吸収液再生装置及びこれを備えたＣＯ２回収装置並びに吸収液再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、排ガスとＣＯ２吸収液とをＣＯ２回収装置内で気液接触させて、排ガス中のＣＯ２を回収する方法が精力的に研究されている。ＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液は、吸収液再生装置へと導かれ、ＣＯ２吸収液として再利用できるように再生される。【０００３】
例えば、特許文献１には、吸収塔において排ガス中のＣＯ２を吸収した後のＣＯ２吸収液を再生するようにしたＣＯ２回収システムが記載されている。
具体的には、引用文献１記載のＣＯ２回収システムでは、吸収塔から再生塔に導かれたＣＯ２吸収液は、再生塔において蒸気で加熱されることによりＣＯ２を含むガスを放出し、再生される。放出されたガスは、還流水ドラムにおいて、ＣＯ２ガスと還流水とに分離される。還流水ドラムから放出されたＣＯ２ガスは、圧縮機及び冷却器を経て分離器に導かれ、この分離器において、ＣＯ２ガスと、微量のＣＯ２吸収剤を含む凝縮水とに分離され、これらのうち凝縮水は再生塔底部に供給される。これにより、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しが抑制され、ＣＯ２吸収液の再生を効果的に行うことができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第９０５０５５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載のＣＯ２回収システムにおいて、還流水ドラムの気相部には、蒸気圧分のＣＯ２吸収剤が含まれているから、還流水ドラムの後流側においても、僅かな量のＣＯ２吸収剤が気相中に存在することになる。このため、ＣＯ２回収システムで最終的に得られる製品ＣＯ２中におけるＣＯ２吸収剤の濃度を基準値以下に維持することが難しい場合があった。【０００６】
よって、本発明の幾つかの実施形態は、上記の事情に鑑みて、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制可能な吸収液再生装置及び吸収液再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る吸収液再生装置は、
ＣＯ２吸収液を再生するための再生塔と、
前記再生塔からの放出ガスをＣＯ２ガスと凝縮水とに分離し、前記凝縮水を前記再生塔に還流させるように構成された還流水ドラムと、
前記還流水ドラムの気相部内、または、前記気相部から流出した前記ＣＯ２ガスが流れるＣＯ２流路上に設けられ、前記ＣＯ２ガスに含まれる前記ＣＯ２吸収剤を洗浄液により除去するように構成された洗浄部と、
を備え、
前記洗浄液は、前記還流水ドラムの液相部に貯留された前記凝縮水に比べて、前記ＣＯ２吸収剤の濃度が低いことを特徴とする。【０００８】
上記（１）の構成によれば、還流水ドラムで分離されたＣＯ２ガスを、洗浄液を用いて洗浄し、ＣＯ２吸収剤を除去する洗浄部が設けられている。さらに、洗浄部で用いられる洗浄液は、還流水ドラムに貯留された凝縮水と比べて、ＣＯ２吸収剤の濃度が低い。そのため、ＣＯ２ガスに含まれるＣＯ２吸収剤を洗浄液に効果的に溶け込ませることができる。よって、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。さらに、最終的に得られる製品ＣＯ２におけるＣＯ２吸収剤の濃度を低減できる。【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記洗浄部は、前記還流水ドラムの前記気相部内に設けられ、
前記吸収液再生装置は、
前記還流水ドラムの前記気相部内において前記洗浄部に前記洗浄液を供給するように構成された洗浄液供給部を備える。【００１０】
上記（２）の構成によれば、洗浄部においてＣＯ２ガスと洗浄液を気液接触させることが出来る。さらに、還流水ドラム内に洗浄部を設けることで、スペースを節約して洗浄部の設置を実現できる。よって、上記（１）で述べた原理に基づいて、省スペースを実現しながら、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記吸収液再生装置は、
前記還流水ドラムの前記気相部において前記洗浄部の下方に配置され、前記洗浄部からの前記洗浄液を貯留可能に構成されたトレイと、
前記トレイに貯留された前記洗浄液を、前記洗浄液供給部へと循環させるための循環ラインと、
を備える。【００１２】
上記（３）の構成によれば、洗浄部で用いられた洗浄液を、洗浄部下方に設けられたトレイで受け止めることができる。そして、トレイに貯留された洗浄液は、循環ラインによって洗浄液供給部へと循環され、再利用できる。その結果、洗浄液を効果的に再利用しながら、上記（１）で述べた原理に基づいて、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記吸収液再生装置は、
前記ＣＯ２流路上において前記還流水ドラムとは別に設けられた洗浄ドラムをさらに備え、
前記洗浄部は、前記洗浄ドラム内において、前記洗浄ドラムの下部に形成される前記洗浄液の液溜り部の上方に設けられ、
前記洗浄ドラム内において前記洗浄部に前記洗浄液を供給するように構成された洗浄液供給部を備える。【００１４】
上記（４）の構成によれば、還流水ドラムとは別に設けられた洗浄ドラム中に洗浄部を設けることで、ＣＯ２ガスと洗浄液とが気液接触して残留ＣＯ２吸収剤を除去するのに十分な洗浄部の容積を確保できる。よって、上記（１）で述べた原理に基づいて、より効果的にＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。【００１５】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記吸収液再生装置は、
前記液溜り部に貯留された前記洗浄液を、前記洗浄液供給部へと循環させるための循環ライン
を備える。【００１６】
上記（５）の構成によれば、液溜り部に貯留された洗浄液を、循環ラインによって洗浄液供給部へと循環し、洗浄部におけるＣＯ２ガスの洗浄のために再利用できる。その結果、洗浄液を効果的に再利用しながら、上記（１）で述べた原理に基づいて、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。【００１７】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れか一つに記載の構成において、
前記吸収液再生装置は、
前記ＣＯ２流路上に設けられ、前記ＣＯ２ガスを圧縮するためのコンプレッサと、
前記ＣＯ２流路上において前記コンプレッサの下流側で生じた凝縮水であるコンプレッサ凝縮水を、前記洗浄液として前記洗浄部に向けて導くように構成された第１洗浄液ラインと、
を備える。【００１８】
上記（６）の構成によれば、洗浄液としてコンプレッサ凝縮水を用いる。その結果、上記（１）で述べた原理に基づいて、吸収液再生装置系内の資源を用いて効率的に、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。【００１９】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記吸収液再生装置は、
前記ＣＯ２流路上において前記コンプレッサの下流側に位置し、前記ＣＯ２ガスから分離した前記コンプレッサ凝縮水を貯留するためのコンプレッサ凝縮水ドラムを備え、
前記第１洗浄液ラインは、前記コンプレッサ凝縮水ドラム内の前記コンプレッサ凝縮水を、前記洗浄液として前記洗浄部に向けて導くように構成される。【００２０】
上記（７）の構成によれば、洗浄液として、コンプレッサ凝縮水ドラムに貯留されたコンプレッサ凝縮水を用いる。その結果、上記（１）で述べた原理に基づいて、吸収液再生装置系内の資源を用いて効率的に、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。【００２１】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れか一つに記載の構成において、
前記洗浄液としての純水を前記洗浄部に向けて導くように構成された第２洗浄液ライン
を備える。【００２２】
上記（８）の構成によれば、洗浄液として純水を用いるため、ＣＯ２吸収剤が含まれていない洗浄液を洗浄に用いることが出来る。よって、上記（１）で述べた原理に基づいて、一層効果的にＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。
また、最終的に得られる製品ＣＯ２中のＣＯ２吸収剤の濃度を効果的に低減可能であるため、例えば、製品ＣＯ２におけるＣＯ２吸収剤の濃度基準が厳格である場合に上記（８）の構成は有利である。【００２３】
（９）幾つかの実施形態では、上記（６）又は（７）の構成において、
前記洗浄液としての純水を前記洗浄部に向けて導くように構成された第２洗浄液ラインと、
前記第１洗浄液ライン又は前記第２洗浄液ラインの少なくとも一方からの前記洗浄液が前記洗浄部に導かれるように、前記洗浄液の供給ラインを選択可能に構成されたライン切換部と、
を備える。【００２４】
上記（９）の構成によれば、ライン切換部によって、コンプレッサ凝縮水、純水、又はこれらの混合水の何れかから、使用する洗浄液を選択することができる。
例えば、コンプレッサ凝縮水が洗浄に適している場合は、コンプレッサ凝縮水を優先的に用いることにより、吸収液再生装置系内の資源を用いて効率的にＣＯ２ガスの洗浄を行うことが出来る。一方、純水が洗浄に適している場合は、純水を優先的に用いることにより、より製品ＣＯ２の残留ＣＯ２吸収剤濃度を低下させることが出来る。さらに、コンプレッサ凝縮水のＣＯ２吸収剤濃度が高くなり、ＣＯ２ガスの洗浄に適さなくなった場合は、純水を洗浄液として使うことが出来る。
よって、ライン切換部によって使用する洗浄液を適切に選択することで、吸収液再生装置系内の資源を有効活用しながら、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。【００２５】
（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係るＣＯ２回収装置は、
前記ＣＯ２吸収液と排ガスを接触させて前記ＣＯ２ガスを除去する吸収塔と、
上記（１）乃至（９）の何れか一つに記載の吸収液再生装置と、
を備える。【００２６】
上記（１０）の構成によれば、よって、上記（１）で述べた原理に基づいて、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。【００２７】
（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る吸収液再生方法は、
再生塔において、ＣＯ２吸収液を再生するステップと、
前記再生塔からの放出ガスを還流水ドラムに導き、該還流水ドラムにおいてＣＯ２ガスと凝縮水とに分離するステップと、
前記還流水ドラムの気相部、または、前記気相部から流出した前記ＣＯ２ガスが流れるＣＯ２流路上に設けられた洗浄部において、前記ＣＯ２ガスを洗浄液に接触させて、前記ＣＯ２ガスに含まれる前記ＣＯ２吸収剤を除去するステップと、
を備え、
前記洗浄液は、前記還流水ドラムの液相部に貯留された前記凝縮水に比べて、前記ＣＯ２吸収剤の濃度が低いことを特徴とする。【００２８】
上記（１１）の方法によれば、還流水ドラムで分離されたＣＯ２ガスを、洗浄液を用いて洗浄し、ＣＯ２吸収剤を除去するステップが設けられている。さらに、洗浄部で用いられる洗浄液は、還流水ドラムに貯留された凝縮水と比べて、ＣＯ２吸収剤の濃度が低い。そのため、ＣＯ２ガスに含まれるＣＯ２吸収剤を洗浄液に効果的に溶け込ませることができる。よって、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。さらに、最終的に得られる製品ＣＯ２におけるＣＯ２吸収剤の濃度を低減できる。【００２９】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）の方法において、
前記洗浄部は、前記還流水ドラムの前記気相部内に設けられ、
前記還流水ドラムの前記気相部内において前記洗浄部の上方に位置する洗浄液供給部から、前記洗浄部に前記洗浄液を供給するステップを備える。【００３０】
上記（１２）の方法によれば、洗浄液供給部が洗浄部の上方にあることで、洗浄部においてＣＯ２ガスと洗浄液を気液接触させることが出来る。さらに、還流水ドラム内に洗浄部を設けることで、省スペースに洗浄部の設置を実現できる。よって、上記（１１）で述べた原理に基づいて、省スペースを実現しながら、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。【００３１】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の方法において、
前記還流水ドラムの前記気相部において前記洗浄部の下方に配置されたトレイによって、前記洗浄部からの前記洗浄液を貯留するステップと、
前記トレイに貯留された前記洗浄液を、前記洗浄液供給部へと循環させるステップと、
を備える。【００３２】
上記（１３）の構成によれば、洗浄部で用いられた洗浄液を、洗浄部下方に設けられたトレイで受け止めることができる。そして、トレイに貯留された洗浄液は、循環ラインによって洗浄液供給部へと循環され、再利用できる。その結果、洗浄液を効果的に再利用しながら、上記（１１）で述べた原理に基づいて、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。【００３３】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１１）乃至（１３）の何れか一つに記載の方法において、
前記ＣＯ２流路上に設けられたコンプレッサにより、前記ＣＯ２ガスを圧縮するステップと、
前記ＣＯ２流路上において前記コンプレッサの下流側に位置するコンプレッサ凝縮水ドラムにより、前記ＣＯ２ガスから分離した水をコンプレッサ凝縮水として貯留するステップと、
第１洗浄液ラインを介して、前記コンプレッサ凝縮水ドラム内の前記コンプレッサ凝縮水を前記洗浄液として前記洗浄部に向けて導くステップと、
を備える。【００３４】
上記（１４）の構成によれば、洗浄液としてコンプレッサ凝縮水ドラム内のコンプレッサ凝縮水を用いる。その結果、上記（１１）で述べた原理に基づいて、吸収液再生装置系内の資源を用いて効率的に、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。【００３５】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）の方法において、
第２洗浄液ラインを介して、前記洗浄液としての純水を前記洗浄部に向けて導くステップと、
前記第１洗浄液ライン又は前記第２洗浄液ラインの少なくとも一方からの前記洗浄液が前記洗浄部に導かれるように、前記洗浄液の供給ラインを選択するステップと、
を備える。【００３６】
上記（１５）の構成によれば、ライン切換部によって、コンプレッサ凝縮水、純水、又はこれらの混合水の何れかから、使用する洗浄液を選択することができる。
例えば、コンプレッサ凝縮水が洗浄に適している場合は、コンプレッサ凝縮水を優先的に用いることにより、吸収液再生装置系内の資源を用いて効率的にＣＯ２ガスの洗浄を行うことが出来る。一方、純水が洗浄に適している場合は、純水を優先的に用いることにより、より製品ＣＯ２の残留ＣＯ２吸収剤濃度を低下させることが出来る。さらに、コンプレッサ凝縮水のＣＯ２吸収剤濃度が高くなり、ＣＯ２ガスの洗浄に適さなくなった場合は、純水を洗浄液として使うことが出来る。
よって、ライン切換部によって使用する洗浄液を適切に選択することで、吸収液再生装置系内の資源を有効活用しながら、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の幾つかの実施形態によれば、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】還流水ドラムに洗浄部が設けられた本発明の一実施形態に係るＣＯ２回収装置の構成を示す概略図である。
【図２】還流水ドラムに洗浄部と循環ラインが設けられた本発明の他の実施形態に係るＣＯ２回収装置の構成を示す概略図である。
【図３】洗浄ドラムに洗浄部が設けられた本発明の一実施形態に係るＣＯ２回収装置の構成を示す概略図である。
【図４】洗浄ドラムに洗浄部と循環ラインが設けられた本発明の他の実施形態に係るＣＯ２回収装置の構成を示す概略図である。
【図５】コンプレッサ凝縮水ドラムに洗浄部が設けられた本発明の一実施形態に係るＣＯ２回収装置の構成を示す概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る再生塔の還流部拡大概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００４０】
図１は、還流水ドラム１００Ａに洗浄部２００Ａが設けられた本発明の一実施形態に係るＣＯ２回収装置４００Ａの構成を示す概略図である。図２は、還流水ドラム１００Ｂに洗浄部２００Ｂと循環ライン２０６Ｂが設けられた本発明の他の実施形態に係るＣＯ２回収装置４００Ｂの構成を示す概略図である。図３は、洗浄ドラム２５０Ｃに洗浄部２００Ｃが設けられた本発明の一実施形態に係るＣＯ２回収装置４００Ｃの構成を示す概略図である。図４は、洗浄ドラム２５０Ｄに洗浄部２００Ｄと循環ライン２０６Ｄが設けられた本発明の他の実施形態に係るＣＯ２回収装置４００Ｄの構成を示す概略図である。図５は、コンプレッサ凝縮水ドラム１５０Ｅに洗浄部２００Ｅが設けられた本発明の一実施形態に係るＣＯ２回収装置４００Ｅの構成を示す概略図である。図６は、本発明の一実施形態に係る再生塔５０の還流部８０の拡大概略図である。
【００４１】
なお、以下の説明においては、ＣＯ２回収装置４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄ，４００Ｅを、ＣＯ２回収装置４００として総称する場合がある。
【００４２】
本発明の幾つかの実施形態では、図１〜図５に示すように、ＣＯ２回収装置４００は吸収塔１と、ＣＯ２ガスを吸収したＣＯ２吸収液３００（後述のリッチ吸収液３０２）を再生させる吸収液再生装置４５０と、を備える。
ＣＯ２回収装置４００は、工場などから排出された排ガス５００とＣＯ２吸収液３００とを吸収塔１内で気液接触させて、排ガス５００中のＣＯ２ガスを回収する機能を有する。ＣＯ２ガスを吸収したＣＯ２吸収液３００（リッチ吸収液３０２）は、吸収液再生装置４５０へと導かれる。
【００４３】
吸収液再生装置４５０は、ＣＯ２ガスを吸収したＣＯ２吸収液３００（リッチ吸収液３０２）からＣＯ２ガスを放出させて、ＣＯ２吸収液３００を再利用できるように再生する再生塔５０と、再生塔５０からの放出ガスをＣＯ２ガスと凝縮水３１０とに分離し、凝縮水３１０を再生塔５０に還流させるように構成された還流水ドラム１００と、を備える。
【００４４】
吸収液再生装置４５０から放出されたＣＯ２ガスは、圧縮及び冷却され、コンプレッサ凝縮水ドラム１５０においてコンプレッサ凝縮水３２０が取り除かれる。ＣＯ２ガスの圧縮及び冷却は、多段階で繰り返し行われ、その都度、コンプレッサ凝縮水ドラム１５０でコンプレッサ凝縮水３２０が除去されてもよい。１段階以上の圧縮工程及び冷却工程が施された後のＣＯ２ガスは、製品ＣＯ２１０００として系外に取り出される。
【００４５】
図１〜図５に示すように、吸収塔１は、排ガス５００中のＣＯ２ガスを吸収する吸収部１０と、吸収部１０の上方に設けられ、ＣＯ２ガス除去後の排ガス５００を水洗する水洗部２０と、水洗部２０の上方に設けられ、排ガス５００中のミストを除去するミストエリミネータ７と、を備えている。
【００４６】
排ガス５００は、吸収塔１の塔底部３側において、吸収部１０の下方から吸収塔１の内部に流れ込む。排ガス５００は、吸収塔１の塔底部３側から吸収塔１内を上方に流れていき、吸収部１０へと流れ込む。
吸収部１０は、ＣＯ２吸収剤を含むＣＯ２吸収液３００を排ガス５００に接触させるための気液接触部１１と、気液接触部１１の上方に設けられるＣＯ２吸収液供給部１２とを含む。排ガス５００は、気液接触部１１において、ＣＯ２吸収液供給部１２により上方から供給されるＣＯ２吸収液３００と対向流接触する。
【００４７】
気液接触部１１は、ＣＯ２吸収液３００と排ガス５００との気液接触を促進させるものであれば特に限定されないが、例えば、任意の材質の充填物が充填された充填層によって形成されてもよいし、１段以上のトレイによって構成されてもよい。
【００４８】
ＣＯ２吸収液３００に含まれるＣＯ２吸収剤の種類は特に限定されないが、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンに代表されるアルカノールアミンや、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及水酸化カルシウム等のアミン以外の各種アルカリ水溶液を使用することができる。
【００４９】
気液接触部１１における反応により、排ガス５００中のＣＯ２ガスは、ＣＯ２吸収液３００に吸収される。例えば、ＣＯ２吸収剤としてアミンを用いる場合、ＣＯ２ガスの吸収反応は、Ｒ−ＮＨ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→Ｒ−ＮＨ３ＨＣＯ３の反応式によって表される。この吸収反応の結果、吸収部１０を通過して、吸収塔１の内部を上昇する排ガス５００のＣＯ２ガスは、ほとんど除去される。
【００５０】
気液接触部１１において排ガス５００中のＣＯ２ガスと反応したＣＯ２吸収液３００は、吸収塔１の塔底部３に落下し、塔底部３に貯留される。この吸収塔１の塔底部３に貯留されたＣＯ２吸収液３００は、リッチ吸収液３０２と称される。
リッチ吸収液３０２には、排ガス５００から吸収したＣＯ２ガスが多く含まれる。
【００５１】
一方、気液接触部１１におけるＣＯ２吸収液３００との接触によりＣＯ２ガスが除去された後の排ガス５００は、吸収塔１内を塔頂部５に向かってさらに上昇する。
気液接触部１１を通過後の排ガス５００には、排ガス５００の温度における飽和蒸気圧の関係から、ＣＯ２吸収剤が含まれる。このため、気液接触部１１を通過後の排ガス５００に含まれたＣＯ２吸収剤を回収するため、吸収部１０の上方に位置する水洗部２０において、排ガス５００を水洗してもよい。
【００５２】
水洗部２０は、気液接触部２１と、気液接触部２１の上方から洗浄水２４を供給するための洗浄水供給部２２と、気液接触部２１の下方に設けられるチムニートレイ２６と、を含む。
排ガス５００は、吸収部１０を通った後、チムニートレイ２６の開口部を介して気液接触部２１へと上昇する。なお、チムニートレイ２６は、開口部を介して下方から上方へと気体を通過させるが、上方から下方へは液体を通過させない構成となっている。
気液接触部２１において、上昇してきた排ガス５００と、洗浄水供給部２２から供給された洗浄水２４が気液接触することにより、排ガス５００中のＣＯ２吸収剤が洗浄水２４に溶解する。
【００５３】
水洗部２０は、洗浄水２４を循環させるための洗浄水循環ライン２９と、洗浄水循環ライン２９上に設けられた洗浄水循環ポンプ３０と、をさらに含んでいてもよい。
排ガス５００を洗浄した後の洗浄水２４は、気液接触部２１から落下し、チムニートレイ２６の液貯留部２８に貯留される。液貯留部２８に貯留された洗浄水２４は、洗浄水循環ポンプ３０によって、洗浄水循環ライン２９を介して循環されて、再び、洗浄水供給部２２から気液接触部２１に向けて供給される。
【００５４】
なお、図１〜図５において、吸収塔１は水洗部２０を１段備えているが、水洗部２０を複数段備えていてもよい。
【００５５】
上記構成の水洗部２０でＣＯ２吸収剤が除去された排ガス５００は、さらに、塔頂部５に向かって吸収塔１内を上昇し、ミストエリミネータ７に到達する。ミストエリミネータ７において、排ガス５００中のミストが捕捉される。
【００５６】
ミストエリミネータ７においてミストが除去された排ガス５００は、吸収塔１の塔頂部５より外部へ排出される。
【００５７】
次に、上記構成の吸収塔１において排ガス５００中からＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液３００（リッチ吸収液３０２）を再生するための吸収液再生装置４５０の構成に関して詳しく説明する。
リッチ吸収液３０２は、リッチ吸収液供給ライン４０に設けられたリッチ吸収液循環ポンプ４２によって、吸収塔１の塔底部３から、再生塔５０の塔頂部５５側に設けられるリッチ吸収液供給部７２へ供給される。
【００５８】
図１〜図５に示すように、再生塔５０は、リッチ吸収液３０２からＣＯ２ガスを放出させる放出部７０と、放出したＣＯ２ガスを還流水３１２で洗浄する還流部８０と、を備える。
【００５９】
放出部７０は、リッチ吸収液３０２を供給するためのリッチ吸収液供給部７２と、リッチ吸収液供給部７２の下方に位置する充填部７４と、を含む。
リッチ吸収液３０２は、リッチ吸収液供給部７２によって、上方から充填部７４に供給される。
リッチ吸収液３０２は、充填部７４において、後述する飽和蒸気６２により加熱され、ＣＯ２ガスを放出し、相対的にＣＯ２の含有率が低いリーン吸収液３０４となる。
充填部７４の下方には、リーン吸収液３０４を受け止めるチムニートレイ７６が設けられている。
【００６０】
チムニートレイ７６に受け止められたリーン吸収液３０４は、リボイラライン６４を通ってリボイラライン６４上に設けられる再生加熱器（リボイラ）６６に導かれる。
再生加熱器６６には、加熱媒体（例えば、飽和蒸気）を再生加熱器６６に供給するためのライン６８が設けられている。再生加熱器６６において加熱媒体と熱交換して加熱されたリーン吸収液３０４は、少なくとも一部が飽和蒸気６２に相変化し、気液混相状態でリボイラライン６４によりチムニートレイ７６の下部に導かれる。こうして、再生加熱器６６によって生成された飽和蒸気６２は、チムニートレイ７６を介して、再生塔５０内を充填部７４へと上昇する。
【００６１】
一方、リボイラライン６４を介してチムニートレイ７６の下部に導かれたリーン吸収液３０４（再生加熱器６６において相変化しなかったリーン吸収液３０４）は、再生塔５０の塔底部５３に貯留される。
塔底部５３に貯留されたリーン吸収液３０４は、再生塔５０の塔底部５３からリーン溶液送給ライン４４より抜き出され、リーン溶液送給ポンプ４６によって、吸収塔１のＣＯ２吸収液供給部１２に送給される。吸収塔１のＣＯ２吸収液供給部１２に戻されたリーン吸収液３０４は、上述したＣＯ２吸収液３００として再利用される。
【００６２】
一方、放出部７０でリッチ吸収液３０２から放出されたＣＯ２ガスは、再生塔５０内において放出部７０の上方に設けられた還流部８０へと向かう。
図６に示すように、再生塔５０の還流部８０には、複数段のトレイ８２ａ〜８２ｄが設けられていてもよい。
【００６３】
還流部８０のトレイ８２ａ〜８２ｄには、後述する還流水３１２が流れている。
図６に示すように、放出部７０で放出されたＣＯ２ガスは、還流部８０のトレイ８２ａ〜８２ｄに流れる還流水３１２と複数回（ここでは４回）に亘って気液接触することにより、ＣＯ２吸収剤が除去され、洗浄される。
なお、図６では４段のトレイ８２ａ〜８２ｄを図示したが、トレイの段数は何段であってもよい。
【００６４】
還流部８０を通ったＣＯ２ガスは、再生塔５０の塔頂部５５から放出され、ＣＯ２ガスライン９０へと導かれる。
ＣＯ２ガスは、ＣＯ２ガスライン９０上のコンデンサ９２により冷却される。それにより、ＣＯ２ガス中の水蒸気が凝縮される。
コンデンサ９２を通過後のＣＯ２ガスは、ＣＯ２ガスライン９０の出口側に設けられた還流水ドラム１００において、ＣＯ２ガスと凝縮水３１０に分離される。
【００６５】
還流水ドラム１００で分離された凝縮水３１０は、還流水ドラム１００の塔底部１０３に貯留される。
塔底部１０３に貯留された凝縮水３１０は、還流水３１２として、還流水送給ライン９４を介して、再生塔５０の還流部８０に送給される。還流水３１２の送給は、還流水循環ポンプ９６により行われる。
【００６６】
一方、還流水ドラム１００で分離されたＣＯ２ガスは、還流水ドラム１００の塔頂部１０５から放出され、後処理装置１６０へと向かう。
【００６７】
後処理装置１６０は、上流側からＣＯ２ガスを導くガス供給ライン１６２（第１ガス供給ライン１６２−１〜第ｎガス供給ライン１６２−ｎ）と、ガス供給ライン１６２上に設けられ、ＣＯ２ガスを圧縮するコンプレッサ１６４（第１コンプレッサ１６４−１〜第ｎコンプレッサ１６４−ｎ）と、ガス供給ライン１６２上のコンプレッサ１６４の後流側に設けられ、ＣＯ２ガスを冷却する冷却器１６６（第１冷却器１６６−１〜第ｎ冷却器１６６−ｎ）と、ガス供給ライン１６２の出口側に設けられ、ＣＯ２ガス中の水分を除去するコンプレッサ凝縮水ドラム１５０（第１コンプレッサ凝縮水ドラム１５０−１〜第ｎコンプレッサ凝縮水ドラム１５０−ｎ）と、を有する。
なお、ｎは、１以上の整数である。
【００６８】
第１コンプレッサ１６４−１は、複数のコンプレッサのうち最も上流側に設けられ、第１冷却器１６６−１は複数の冷却器のうち最も上流側に設けられ、第１コンプレッサ凝縮水ドラム１５０−１は複数のコンプレッサ凝縮水ドラムのうち最も上流側に設けられている。
【００６９】
後処理装置１６０に流入したＣＯ２ガスは、コンプレッサ１６４で圧縮された後、冷却器１６６で冷却される。それにより、ＣＯ２ガスに含まれる水分が凝縮する。この水分を、コンプレッサ凝縮水ドラム１５０で分離し、コンプレッサ凝縮水ドラム１５０の塔底部１５３にコンプレッサ凝縮水３２０として貯留する工程をｎ回繰り返す。
水分が除去されたＣＯ２ガスは、コンプレッサ凝縮水ドラム１５０の塔頂部１５５から放出される。
【００７０】
ＣＯ２ガスの圧縮及び冷却をｎ回繰り返したのち、第ｎコンプレッサ凝縮水ドラム１５０−ｎの塔頂部１５５からＣＯ２ガスは放出され、製品ＣＯ２１０００として取り出される。
【００７１】
これまで、ＣＯ２回収装置４００の全体構成について述べてきた。
以下、図１〜図５を用いて、本発明の幾つかの実施形態にかかるＣＯ２回収装置４００における洗浄部２００の構成について説明する。
【００７２】
これまで述べてきたように、吸収塔１でＣＯ２ガスを吸収したＣＯ２吸収液３００（リッチ吸収液３０２）は、再生塔５０において再生される。この時、リッチ吸収液３０２からＣＯ２ガスが放出される。リッチ吸収液３０２から放出されたＣＯ２ガスは、還流部８０において洗浄されるが、還流部８０においてＣＯ２吸収剤を完全に回収することは難しく、少量のＣＯ２吸収剤を含有する。少量のＣＯ２吸収剤を含有するＣＯ２ガスは、再生塔５０から排出された後、還流水ドラム１００において、ＣＯ２ガスと凝縮水３１０に分離される。この時、ＣＯ２吸収剤の一部は、凝縮水３１０側に移動するが、飽和蒸気圧分のＣＯ２吸収剤は、還流水ドラム１００の気相部におけるＣＯ２ガスに残留することになる。
【００７３】
そこで、幾つかの実施形態にかかる吸収液再生装置４５０（４５０Ａ〜４５０Ｅ）は、図１〜図５に示すように、還流水ドラム１００において分離されたＣＯ２ガスから、残留したＣＯ２吸収剤を除去する洗浄部２００（２００Ａ〜２００Ｅ）を有する。
洗浄部２００は、還流水ドラム１００の気相部内、または、還流水ドラム１００の気相部から流出したＣＯ２ガスが流れるＣＯ２流路上に設けられる。
洗浄部２００において、ＣＯ２ガスと洗浄液を気液接触させることにより、ＣＯ２ガスに含まれるＣＯ２吸収剤を除去する。洗浄液には、還流水ドラム１００の液相部に貯留された凝縮水３１０に比べて、ＣＯ２吸収剤の濃度が低ければ、どのような液体を用いてもよい。
【００７４】
このように、ＣＯ２吸収剤の濃度が相対的に低い洗浄液を用いてＣＯ２ガスを洗浄することで、還流水ドラム１００において凝縮水３１０と分離された後のＣＯ２ガスに含まれる飽和蒸気圧分のＣＯ２吸収剤を洗浄液に効果的に溶け込ませることができる。よって、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。
【００７５】
ＣＯ２ガスを洗浄するための洗浄部２００は、還流水ドラム１００で凝縮水３１０と分離された後のＣＯ２ガスを洗浄可能であれば、種々の位置に設置することができる。
【００７６】
例えば、図１及び図２に示す実施形態のように、洗浄部２００（２００Ａ，２００Ｂ）は、還流水ドラム１００（１００Ａ，１００Ｂ）の気相部内に設けてもよい。この場合、吸収液再生装置４５０（４５０Ａ，４５０Ｂ）は、洗浄液を洗浄部２００に供給するための洗浄液供給部２０２（２０２Ａ，２０２Ｂ）を備えていてもよい。洗浄部２００（２００Ａ，２００Ｂ）は、洗浄液供給部２０２の下方に位置する気液接触部によって形成されてもよい。洗浄部２００を構成する気液接触部は、気液接触を促進させるものであれば特に限定されず、吸収部１０の気液接触部１１と同様に、例えば、任意の材質の充填物が充填された充填層によって形成されてもよいし、１段以上のトレイによって構成されてもよい。
このように、還流水ドラム１００（１００Ａ，１００Ｂ）内に洗浄部２００（２００Ａ，２００Ｂ）を設けることで、洗浄部２００の設置のためのスペースを削減し、省スペース化を図ることができる。
【００７７】
あるいは、図３及び図４に示す他の実施形態のように、洗浄部２００（２００Ｃ，２００Ｄ）は、還流水ドラム１００とは別に、還流水ドラム１００の後流側に設けられた洗浄ドラム２５０（２５０Ｃ，２５０Ｄ）の気相部内に設けられてもよい。この場合、吸収液再生装置４５０（４５０Ｃ，４５０Ｄ）は、洗浄液を洗浄部２００に供給するための洗浄液供給部２０２（２０２Ｃ，２０２Ｄ）を備え、洗浄部２００は、洗浄液供給部２０２の下方に位置する気液接触部により形成されていてもよい。洗浄部２００としての気液接触部は、上述したように、例えば、任意の材質の充填物が充填された充填層によって形成されてもよいし、１段以上のトレイによって構成されてもよい。洗浄ドラム２５０の塔底部２５３（２５３Ｃ，２５３Ｄ）には、ＣＯ２ガス洗浄後の洗浄液が貯留される液溜り部２６０（２６０Ｃ，２６０Ｄ）が形成される。
このように、還流水ドラム１００とは別に設けられた洗浄ドラム２５０（２５０Ｃ，２５０Ｄ）中に洗浄部２００（２００Ｃ，２００Ｄ）を設けることで、ＣＯ２ガスと洗浄液とが気液接触して残留ＣＯ２吸収剤を除去するのに十分な気液接触部の容積を確保できる。
なお、洗浄ドラム２５０の液溜り部２６０に貯留された洗浄液は、系外に排出するのではなく、ＣＯ２回収装置４００の上流側に戻してもよい。例えば、図３に示す例では、液溜り部２６０Ｃの洗浄液は、還流水ドラム１００Ｃへと送給される。
【００７８】
さらに別の例として、図５に示す吸収液再生装置４５０Ｅのように、洗浄部２００Ｅは、コンプレッサ凝縮水ドラム１５０Ｅに設けられていてもよい。図５に示す例では、洗浄部２００Ｅは第１コンプレッサ凝縮水ドラム１５０−１に設けたが、ｎ個のコンプレッサ凝縮水ドラム１５０のうち何れに洗浄部２００Ｅを設けてもよい。
【００７９】
また、上記構成の洗浄部２００で使用された洗浄液は、図２および図４に示すように、洗浄部２００へと循環されて再利用可能になっていてもよい。
【００８０】
図２に示す例示的な実施形態では、吸収液再生装置４５０Ｂは、洗浄部２００Ｂの下方に設けられるトレイ２０４Ｂと、トレイ２０４Ｂに貯留された洗浄液を洗浄液供給部２０２Ｂへと循環させるための循環ライン２０６Ｂと、循環ライン２０６Ｂ上に設けられた循環ポンプ２０８Ｂと、を含む。
洗浄液供給部２０２Ｂから洗浄部２００Ｂに供給された洗浄液は、洗浄部２００Ｂを通過した後、洗浄部２００Ｂの下方のトレイ２０４Ｂに貯留される。トレイ２０４Ｂに貯留された洗浄液は、循環ポンプ２０８Ｂにより、循環ライン２０６Ｂを介して洗浄液供給部２０２Ｂに戻され、再度ＣＯ２ガスの洗浄に用いられる。
このように洗浄液を循環させることで、洗浄液を効果的に再利用できる。
【００８１】
他方、図４に示す例示的な実施形態では、吸収液再生装置４５０Ｄは、洗浄液を循環させるための循環ライン２０６Ｄと、循環ライン２０６Ｄ上に設けられた循環ポンプ２０８Ｄと、を含む。
洗浄ドラム２５０Ｄの液溜り部２６０Ｄに貯留された洗浄液は、循環ポンプ２０８Ｄにより、循環ライン２０６Ｄを介して洗浄液供給部２０２Ｄに戻されて、再度ＣＯ２ガスの洗浄に用いられる。
このように洗浄液を循環させることで、洗浄液を効果的に再利用できる。
【００８２】
続けて、上記構成の洗浄部２００に洗浄液を供給するための構成について説明する。
【００８３】
本発明の幾つかの実施形態にかかる吸収液再生装置４５０は、図１〜図５に示すように、コンプレッサ凝縮水ドラム１５０内のコンプレッサ凝縮水３２０を、洗浄液として洗浄部２００に向けて導くように構成された第１洗浄液ライン８１０を備えていてもよい。第１洗浄液ライン８１０は、コンプレッサ凝縮水ドラム１５０の塔底部１５３から、洗浄部２００へとコンプレッサ凝縮水３２０を導く。
【００８４】
コンプレッサ凝縮水３２０は、還流水ドラム１００の液相部に貯留された凝縮水３１０に比べて、ＣＯ２吸収剤の濃度が低い。このため、上述のように、第１洗浄液ライン８１０を設けることで、コンプレッサ凝縮水３２０を洗浄液として有効活用できる。こうして、吸収液再生装置４５０系内の資源を用いて効率的に、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを抑制できる。
なお、コンプレッサ凝縮水３２０の全量を洗浄液として活用しない場合、洗浄液として用いられなかったコンプレッサ凝縮水３２０は、還流水ドラム１００に戻してもよい。
【００８５】
なお、図１〜図４に示す例では、第１コンプレッサ凝縮水ドラム１５０−１〜第ｎコンプレッサ凝縮水ドラム１５０−ｎの全てのコンプレッサ凝縮水ドラム１５０に第１洗浄液ライン８１０が設けられているが、この限りではなく、特定のコンプレッサ凝縮水ドラム１５０にのみ第１洗浄液ライン８１０が設けられていてもよい。
【００８６】
図１，図３及び図５に示すように、循環ライン２０６が設けられていない吸収液再生装置４５０（４５０Ａ，４５０Ｃ，４５０Ｅ）においては、第１洗浄液ライン８１０は、洗浄液供給部２０２にコンプレッサ凝縮水３２０を導くように構成される。
これに対し、図２に示すように、循環ライン２０６Ｂが設けられている吸収液再生装置４５０Ｂにおいては、第１洗浄液ライン８１０Ｂは、洗浄液供給部２０２Ｂにコンプレッサ凝縮水３２０を導くように構成されていてもよいし、トレイ２０４Ｂにコンプレッサ凝縮水３２０を導くように構成されていてもよい。さらに、図４に示すように、循環ライン２０６Ｄが設けられている吸収液再生装置４５０Ｄにおいては、第１洗浄液ライン８１０Ｄは、洗浄液供給部２０２Ｄにコンプレッサ凝縮水３２０を導くように構成されていてもよいし、液溜り部２６０Ｄにコンプレッサ凝縮水３２０を導くように構成されていてもよい。
【００８７】
他の実施形態では、コンプレッサ凝縮水３２０に替えて、または、コンプレッサ凝縮水３２０とともに、外部から供給される純水を洗浄液として用いてもよい。
図１〜図５に示す実施形態では、吸収液再生装置４５０（４５０Ａ〜４５０Ｅ）は、洗浄液としての純水８５０を洗浄部２００に向けて導くように構成された第２洗浄液ライン８６０を備える。
純水８５０には実質的にＣＯ２吸収剤は含まれていないため、上述のように、洗浄液として純水８５０を用いることで、一層効果的にＣＯ２ガスを洗浄することが出来る。
【００８８】
なお、図１，図３及び図５に示すように、循環ライン２０６が設けられていない吸収液再生装置４５０（４５０Ａ，４５０Ｃ，４５０Ｅ）においては、第２洗浄液ライン８６０は洗浄液供給部２０２に純水８５０を導くように構成される。
一方、図２に示すように、循環ライン２０６Ｂが設けられている吸収液再生装置４５０Ｂにおいては、第２洗浄液ライン８６０Ｂは洗浄液供給部２０２Ｂに純水８５０を導くように構成されていてもよいし、トレイ２０４Ｂに純水８５０を導くように構成されていてもよい。さらに、図４に示すように、循環ライン２０６Ｄが設けられている吸収液再生装置４５０Ｄにおいては、第２洗浄液ライン８６０Ｄは洗浄液供給部２０２Ｄに純水８５０を導くように構成されていてもよいし、液溜り部２６０Ｄに純水８５０を導くように構成されていてもよい。
【００８９】
また、吸収液再生装置４５０が、上述の第１洗浄液ライン８１０および第２洗浄液ライン８６０の両方を備える場合、洗浄液の供給のために使用するラインを選択可能とする構成を採用してもよい。
図１〜図５に示す吸収液再生装置４５０は、第１洗浄液ライン８１０又は第２洗浄液ライン８６０の少なくとも一方からの洗浄液が洗浄部２００に導かれるように、洗浄液の供給ラインを選択可能に構成されたライン切換部８８０を備える。
【００９０】
これにより、ライン切換部８８０によって、コンプレッサ凝縮水３２０、純水８５０、又はこれらの混合水の何れかから、使用する洗浄液を選択することができる。
例えば、コンプレッサ凝縮水３２０が洗浄に適している場合は、コンプレッサ凝縮水３２０を優先的に用いることにより、吸収液再生装置４５０系内の資源を用いて効率的にＣＯ２ガスの洗浄を行うことが出来る。一方、純水８５０が洗浄に適している場合は、純水８５０を優先的に用いることにより、より製品ＣＯ２１０００の残留ＣＯ２吸収剤濃度を低下させることが出来る。さらに、コンプレッサ凝縮水３２０のＣＯ２吸収剤濃度が高くなり、ＣＯ２ガスの洗浄に適さなくなった場合は、純水８５０を洗浄液として使うことが出来る。
【００９１】
図１〜図５に示すライン切換部８８０は、第１洗浄液ライン８１０に設けられた第１バルブ８８１と、第２洗浄液ライン８６０に設けられた第２バルブ８８２と、を含む。
また、上述のライン切換部８８０は、第１洗浄液ライン８１０から分岐して還流水ドラム１００に接続される返送ライン８１２に設けられた第３バルブ８８３をさらに含む。
これらの第１バルブ８８１、第２バルブ８８２及び第３バルブ８８３を適宜操作することで、洗浄部２００へのコンプレッサ凝縮水３２０及び純水８５０のそれぞれの供給量を調節することができる。
【００９２】
コンプレッサ凝縮水３２０のみを洗浄液として用いる場合には、第２バルブ８８２を閉じた状態で、コンプレッサ凝縮水３２０の適量を洗浄部２００に供給するように、第１バルブ８８１の開度を調節する。また、コンプレッサ凝縮水３２０のうち洗浄液として用いない余剰分を還流水ドラム１００に返送するように、第３バルブ８８３の開度を適宜調節する。なお、コンプレッサ凝縮水３２０の全量を洗浄液として洗浄部２００に供給する場合には、第３バルブ８８３を閉じる。
【００９３】
コンプレッサ凝縮水３２０及び純水８５０を混合して洗浄液として用いる場合には、コンプレッサ凝縮水３２０と純水８５０との混合比率が所望の値となるように、また、洗浄部に供給される洗浄液の量が適量となるように、第１バルブ８８１及び第２バルブ８８２の開度を調節する。また、コンプレッサ凝縮水３２０のうち洗浄液として用いない余剰分を還流水ドラム１００に返送するように、第３バルブ８８３の開度を適宜調節する。なお、コンプレッサ凝縮水３２０の全量を洗浄液として洗浄部２００に供給する場合には、第３バルブ８８３を閉じる。
【００９４】
純水８５０のみを洗浄液として用いる場合には、第１バルブ８８１を閉じた状態で、純水８５０の適量を洗浄部２００に供給するように、第２バルブ８８２の開度を調節する。また、コンプレッサ凝縮水３２０を還流水ドラム１００に返送するように、第３バルブ８８３を開く。
【００９５】
このように、ライン切換部８８０によって使用する洗浄液を適切に選択することで、吸収液再生装置４５０系内の資源を有効活用しながら、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。
【００９６】
次に、ＣＯ２ガスを吸収したＣＯ２吸収液の再生方法について述べる。
なお、以下で述べるＣＯ２吸収液の再生方法は、上述したＣＯ２回収装置４００を用いて行ってもよい。
【００９７】
幾つかの実施形態において、ＣＯ２吸収液の再生方法は、再生塔５０において、ＣＯ２吸収液３００を再生するステップＳ１と、再生塔５０からの放出ガスを還流水ドラム１００に導き、還流水ドラム１００においてＣＯ２ガスと凝縮水３１０とに分離するステップＳ２と、還流水ドラム１００の気相部、または、気相部から流出したＣＯ２ガスが流れるＣＯ２流路上に設けられた洗浄部２００において、ＣＯ２ガスを洗浄液に接触させて、ＣＯ２ガスに含まれるＣＯ２吸収剤を除去するステップＳ３と、を備える。
ここで、ＣＯ２ガスの洗浄に用いる洗浄液は、還流水ドラム１００の液相部に貯留された凝縮水３１０に比べて、ＣＯ２吸収剤の濃度が低い。
このように、洗浄部２００でＣＯ２ガスの洗浄を行うことで（ステップＳ３）、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。
【００９８】
なお、ステップＳ３における洗浄液を用いたＣＯ２ガスの洗浄は、還流水ドラム１００で凝縮水３１０と分離された後のＣＯ２ガスを洗浄可能であれば、種々の場所で実施することが可能である。
例えば、図１及び図２に示すように、還流水ドラム１００の気相部内に設けられた洗浄部２００（２００Ａ，２００Ｂ）において、ＣＯ２ガスの洗浄を行ってもよい。この場合、還流水ドラム１００の気相部内において洗浄部２００の上方に位置する洗浄液供給部２０２から、洗浄部２００に洗浄液を供給してもよい（ステップＳ４）。
あるいは、ＣＯ２ガスの洗浄場所は、図３及び図４に示すように、還流水ドラム１００とは別に設けられた洗浄ドラム２５０（２５０Ｃ，２５０Ｄ）の気相部内に設けられた洗浄部２００（２００Ｃ，２００Ｄ）であってもよいし、図５に示すように、何れかのコンプレッサ凝縮水ドラム１５０Ｅに設けられた洗浄部２００Ｅであってもよい。
【００９９】
また、図２に示すように、ＣＯ２ガスの洗浄場所が還流水ドラム１００の気相部内の洗浄部２００Ｂである場合、洗浄部２００の下方に配置されたトレイ２０４Ｂによって、洗浄部２００からの洗浄液を貯留し（ステップＳ５）、トレイ２０４Ｂに貯留された洗浄液を、洗浄液供給部２０２へと循環させてもよい（ステップＳ６）。
【０１００】
また、ステップＳ３において洗浄部２００で用いる洗浄液は、コンプレッサ凝縮水ドラム１５０内のコンプレッサ凝縮水３２０、または、外部から供給される純水８５０の少なくとも一方を用いることができる。
【０１０１】
幾つかの実施形態において、図１〜図５に示すように、第１洗浄液ライン８１０を介して、ＣＯ２ガスから分離されたコンプレッサ凝縮水３２０をコンプレッサ凝縮水ドラム１５０から洗浄部２００に導き、コンプレッサ凝縮水３２０を洗浄液として利用してもよい。
また、ライン切換部８８０を用いて、第１洗浄液ライン８１０または第２洗浄液ライン８６０の少なくとも一方を洗浄液供給ラインとして選択してもよい。ライン切換部８８０を用いた供給ライン選択によって使用する洗浄液を適切に選択することで、吸収液再生装置４５０系内の資源を有効活用しながら、ＣＯ２吸収剤の系外への持ち出しを効果的に抑制できる。
【０１０２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１        吸収塔
３        塔底部
５        塔頂部
７        ミストエリミネータ
１０      吸収部
１１      気液接触部
１２      ＣＯ２吸収液供給部
２０      水洗部
２１      気液接触部
２２      洗浄水供給部
２４      洗浄水
２６      チムニートレイ
２８      液貯留部
２９      洗浄水循環ライン
３０      洗浄水循環ポンプ
４０      リッチ吸収液供給ライン
４２      リッチ吸収液循環ポンプ
４４      リーン溶液送給ライン
４６      リーン溶液送給ポンプ
５０      再生塔
５３      塔底部
５５      塔頂部
６２      飽和蒸気
６４      リボイラライン
６６      再生加熱器
６８      ライン
７０      放出部
７２      リッチ吸収液供給部
７４      充填部
７６      チムニートレイ
８０      還流部
８２（８２ａ〜８２ｄ）  トレイ
９０      ＣＯ２ガスライン
９２      コンデンサ
９４      還流水送給ライン
９６      還流水循環ポンプ
１００    還流水ドラム
１０３    塔底部
１０５    塔頂部
１５０    コンプレッサ凝縮水ドラム
１５３    塔底部
１５５    塔頂部
１６０    後処理装置
１６２    ガス供給ライン
１６４    コンプレッサ
１６６    冷却器
２００    洗浄部
２０２    洗浄液供給部
２０４Ｂ  トレイ
２０６    循環ライン
２０８Ｂ，２０８Ｄ  循環ポンプ
２５０    洗浄ドラム
２５３    塔底部
２６０    液溜り部
３００    ＣＯ２吸収液
３０２    リッチ吸収液
３０４    リーン吸収液
３１０    凝縮水
３１２    還流水
３２０    コンプレッサ凝縮水
４００    回収装置
４５０    吸収液再生装置
５００    排ガス
８１０    第１洗浄液ライン
８１２    返送ライン
８５０    純水
８６０    第２洗浄液ライン
８８０    ライン切換部
８８１    第１バルブ
８８２    第２バルブ
８８３    第３バルブ
１０００  製品ＣＯ２
【図１】
2020075538.tif 000003
【図２】
2020075538.tif 000004
【図３】
2020075538.tif 000005
【図４】
2020075538.tif 000006
【図５】
2020075538.tif 000007
【図６】
2020075538.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和3年4月7日(2021.4.7)
【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】
ＣＯ２吸収液を再生するための再生塔と、
前記再生塔からの放出ガスに含まれる水蒸気を凝縮させて凝縮水とするためのコンデンサと、
前記放出ガス中のＣＯ２ガスから前記凝縮水を分離し、前記凝縮水を前記再生塔に還流させるように構成された還流水ドラムと、
前記還流水ドラムの気相部内、または、前記気相部から流出した前記ＣＯ２ガスが流れるＣＯ２流路上に設けられ、前記ＣＯ２ガスに含まれるＣＯ２吸収剤を洗浄液により除去するように構成された洗浄部と、
を備え、
前記洗浄液は、前記還流水ドラムの液相部に貯留された前記凝縮水に比べて、前記ＣＯ２吸収剤の濃度が低い
ことを特徴とする吸収液再生装置。
【請求項２】
前記洗浄部は、前記還流水ドラムの前記気相部内に設けられ、
前記還流水ドラムの前記気相部内において前記洗浄部に前記洗浄液を供給するように構成された洗浄液供給部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の吸収液再生装置。
【請求項３】
前記還流水ドラムの前記気相部において前記洗浄部の下方に配置され、前記洗浄部からの前記洗浄液を貯留可能に構成されたトレイと、
前記トレイに貯留された前記洗浄液を、前記洗浄液供給部へと循環させるための循環ラインと、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の吸収液再生装置。
【請求項４】
前記ＣＯ２流路上において前記還流水ドラムとは別に設けられた洗浄ドラムをさらに備え、
前記洗浄部は、前記洗浄ドラム内において、前記洗浄ドラムの下部に形成される前記洗浄液の液溜り部の上方に設けられ、
前記洗浄ドラム内において前記洗浄部に前記洗浄液を供給するように構成された洗浄液供給部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の吸収液再生装置。
【請求項５】
前記液溜り部に貯留された前記洗浄液を、前記洗浄液供給部へと循環させるための循環ラインを備える
ことを特徴とする請求項４に記載の吸収液再生装置。
【請求項６】
前記ＣＯ２流路上に設けられ、前記ＣＯ２ガスを圧縮するためのコンプレッサと、
前記ＣＯ２流路上において前記コンプレッサの下流側で生じた凝縮水であるコンプレッサ凝縮水を、前記洗浄液として前記洗浄部に向けて導くように構成された第１洗浄液ラインと、
を備えることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載の吸収液再生装置。
【請求項７】
前記ＣＯ２流路上において前記コンプレッサの下流側に位置し、前記ＣＯ２ガスから分離した前記コンプレッサ凝縮水を貯留するためのコンプレッサ凝縮水ドラムを備え、
前記第１洗浄液ラインは、前記コンプレッサ凝縮水ドラム内の前記コンプレッサ凝縮水を、前記洗浄液として前記洗浄部に向けて導くように構成された
ことを特徴とする請求項６に記載の吸収液再生装置。
【請求項８】
前記洗浄液としての純水を前記洗浄部に向けて導くように構成された第２洗浄液ライン
を備える
ことを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載の吸収液再生装置。
【請求項９】
前記洗浄液としての純水を前記洗浄部に向けて導くように構成された第２洗浄液ラインと、
前記第１洗浄液ライン又は前記第２洗浄液ラインの少なくとも一方からの前記洗浄液が前記洗浄部に導かれるように、前記洗浄液の供給ラインを選択可能に構成されたライン切換部と、
を備える
ことを特徴とする、請求項６又は７に記載の吸収液再生装置。
【請求項１０】
前記ＣＯ２吸収液と排ガスを接触させて前記ＣＯ２ガスを除去する吸収塔と、
請求項１乃至９の何れか一項に記載の吸収液再生装置と、
を備えることを特徴とするＣＯ２回収装置。
【請求項１１】
再生塔において、ＣＯ２吸収液を再生するステップと、
前記再生塔からの放出ガスに含まれる水蒸気をコンデンサで凝縮させて凝縮水とし還流水ドラムにおいて前記放出ガス中のＣＯ２ガスから凝縮水を分離するステップと、
前記還流水ドラムの気相部、または、前記気相部から流出した前記ＣＯ２ガスが流れるＣＯ２流路上に設けられた洗浄部において、前記ＣＯ２ガスを洗浄液に接触させて、前記ＣＯ２ガスに含まれるＣＯ２吸収剤を除去するステップと、
を備え、
前記洗浄液は、前記還流水ドラムの液相部に貯留された前記凝縮水に比べて、前記ＣＯ２吸収剤の濃度が低い
ことを特徴とする吸収液再生方法。
【請求項１２】
前記洗浄部は、前記還流水ドラムの前記気相部内に設けられ、
前記還流水ドラムの前記気相部内において前記洗浄部の上方に位置する洗浄液供給部から、前記洗浄部に前記洗浄液を供給するステップを備える
ことを特徴とする請求項１１に記載の吸収液再生方法。
【請求項１３】
前記還流水ドラムの前記気相部において前記洗浄部の下方に配置されたトレイによって、前記洗浄部からの前記洗浄液を貯留するステップと、
前記トレイに貯留された前記洗浄液を、前記洗浄液供給部へと循環させるステップと、
を備えることを特徴とする請求項１２に記載の吸収液再生方法。
【請求項１４】
前記ＣＯ２流路上に設けられたコンプレッサにより、前記ＣＯ２ガスを圧縮するステップと、
前記ＣＯ２流路上において前記コンプレッサの下流側に位置するコンプレッサ凝縮水ドラムにより、前記ＣＯ２ガスから分離した水をコンプレッサ凝縮水として貯留するステップと、
第１洗浄液ラインを介して、前記コンプレッサ凝縮水ドラム内の前記コンプレッサ凝縮水を前記洗浄液として前記洗浄部に向けて導くステップと、
を備えることを特徴とする、請求項１１乃至１３の何れか一項に記載の吸収液再生方法。
【請求項１５】
第２洗浄液ラインを介して、前記洗浄液としての純水を前記洗浄部に向けて導くステップと、
前記第１洗浄液ライン又は前記第２洗浄液ラインの少なくとも一方からの前記洗浄液が前記洗浄部に導かれるように、前記洗浄液の供給ラインを選択するステップと、
を備える
ことを特徴とする、請求項１４に記載の吸収液再生方法。
【国際調査報告】
2020075538.tif 000009
2020075538.tif 000010
2020075538.tif 000011
2020075538.tif 000012