(57)【要約】リクレーミング装置は、吸収液のリクレーミング処理をするための容器と、前記容器に前記吸収液を供給するための吸収液供給ラインと、前記容器内に設けられ、前記容器内の液体を加熱するための熱交換部と、前記容器内の液体を抜き出して、該液体を循環させて前記容器に戻すための循環ラインと、前記循環ラインに設けられた循環ポンプと、を備える。
2020075544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収液のリクレーミング処理をするための容器と、
前記容器に前記吸収液を供給するための吸収液供給ラインと、
前記容器内に設けられ、前記容器内の液体を加熱するための熱交換部と、
前記容器内の液体を抜き出して、該液体を循環させて前記容器に戻すための循環ラインと、
前記循環ラインに設けられた循環ポンプと、を備えた
ことを特徴とするリクレーミング装置。
【請求項２】
前記吸収液供給ラインは、前記循環ラインに接続され、前記循環ラインに前記吸収液を供給するように構成された
ことを特徴とする請求項１に記載のリクレーミング装置。
【請求項３】
前記循環ラインは、前記容器の底部に接続された第１端を有し、前記第１端を介して前記容器から前記液体を抜き出すように構成された
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のリクレーミング装置。
【請求項４】
前記循環ラインは、前記容器に接続される第２端を有し、前記第２端を介して前記液体を前記容器に戻すように構成され、
前記第２端は、前記容器内の気相部に連通するように前記容器に接続された
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のリクレーミング装置。
【請求項５】
前記循環ラインは、前記容器に接続される第２端を有し、前記第２端を介して前記液体を前記容器に戻すように構成され、
前記第２端は、前記容器内の液相部に連通するように、前記熱交換部の最下位置よりも上方の位置において前記容器に接続された
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のリクレーミング装置。
【請求項６】
前記容器からの廃液を貯留するための廃液回収タンクと、
前記容器と前記廃液回収タンクとの間に設けられた廃液ラインと、
前記廃液ラインに設けられ、前記容器からの廃液を前記廃液回収タンクに送るための廃液ポンプと、を備え、
前記循環ラインは、前記廃液ポンプを通るように形成され、
前記廃液ポンプは、前記循環ポンプとして機能するように構成された
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リクレーミング装置。
【請求項７】
前記吸収液供給ライン又は前記循環ラインに突沸抑制剤を添加するための突沸抑制剤供給部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のリクレーミング装置。
【請求項８】
前記突沸抑制剤は、前記吸収液よりも吸収対象物質の濃度が高いリッチ液を含む
ことを特徴とする請求項７に記載のリクレーミング装置。
【請求項９】
吸収液のリクレーミング処理をするための容器と、
前記容器に前記吸収液を供給するための吸収液供給ラインと、
前記容器内に設けられ、前記吸収液を含む前記容器内の液体を加熱するための熱交換部と、
前記容器の底部から該容器内に突沸抑制剤を添加するための突沸抑制剤供給部と、
を備えることを特徴とするリクレーミング装置。
【請求項１０】
吸収剤を含有する吸収液に排ガス中のＣＯ２を吸収させるように構成された吸収塔と、
前記吸収塔からの前記吸収液を再生するための再生塔と、
請求項１乃至９の何れか一項に記載のリクレーミング装置と、を備え、
前記再生塔に貯留された前記吸収液の少なくとも一部が、前記吸収液供給ラインを介して前記容器に供給されるように構成された
ことを特徴とするＣＯ２回収装置。
【請求項１１】
吸収剤を含有する吸収液に排ガス中のＣＯ２を吸収させるように構成された吸収塔と、
前記吸収塔からの前記吸収液を再生するための再生塔と、
請求項８に記載のリクレーミング装置と、を備え、
前記再生塔に貯留されたＣＯ２リーン液の少なくとも一部が、前記吸収液として前記吸収液供給ラインに供給されるように構成され、
前記吸収塔に貯留されたＣＯ２リッチ液の少なくとも一部が、前記突沸抑制剤として前記突沸抑制剤供給部に供給されるように構成されたことを特徴とするＣＯ２回収装置。
【請求項１２】
吸収液供給ラインを介して、内部に熱交換部が設けられた容器に吸収液を供給するステップと、
前記吸収液を含む前記容器内の液体を前記熱交換部で加熱してリクレーミング処理するステップと、
前記容器内の前記液体を循環ラインに抜き出すステップと、
前記循環ラインに抜き出した前記液体を、前記循環ラインに設けられた循環ポンプを用いて循環させて前記容器に戻すステップと、
を備えることを特徴とするリクレーミング方法。
【請求項１３】
前記吸収液供給ラインは前記循環ラインに接続され、
前記吸収液を供給するステップでは、前記吸収液を、前記循環ラインを介して前記容器に供給する
ことを特徴とする請求項１２に記載のリクレーミング方法。
【請求項１４】
前記吸収液供給ライン又は前記循環ラインに突沸抑制剤を添加するステップをさらに備える
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のリクレーミング方法。
【請求項１５】
吸収塔において、吸収剤を含有する吸収液に排ガス中のＣＯ２を吸収させるステップと、
前記吸収塔からの前記吸収液を再生塔に導き、該再生塔において前記吸収液を再生するステップと、
請求項１２乃至１４の何れか一項に記載のリクレーミング方法を行うステップと、を備え、
前記容器に吸収液を供給するステップでは、前記再生塔に貯留された前記吸収液の少なくとも一部を前記容器に供給する、
ことを特徴とするＣＯ２回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、リクレーミング装置及び方法並びにＣＯ２回収装置並びに方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電設備等からの排ガスに含まれるＣＯ２を回収する手法として、化学吸収法が採用されることがある。
化学吸収法では、ＣＯ２を含む排ガスと、吸収剤を含む吸収液とを接触させて、排ガス中のＣＯ２を吸収液に吸収させることで、排ガスからＣＯ２を除去する。ＣＯ２を吸収した吸収液は、蒸気等により加熱されることで、吸収したＣＯ２を放出して再生された後、吸収液として再利用される。このようにして吸収液を繰り返し再利用すると、排ガスからの混入物や吸収液劣化物等が吸収液中に蓄積する。そこで、吸収液中に蓄積した劣化物等を該吸収液から除去するリクレーミングが行われる。【０００３】
リクレーミングでは、ＣＯ２を放出した後の吸収液及び水を容器内に供給し、容器内の液体（吸収液及び水）を加熱することで、蒸発した吸収液を回収するとともに、吸収液に含まれる劣化物を濃縮させて該吸収液から分離する。【０００４】
また、リクレーミングには、容器（シェルと呼ばれる容器等）の中に熱交換部（伝熱管束等）を設けたケトル式の熱交換器が用いられることがある。この熱交換器を用いてリクレーミングを行う場合、熱交換部に加熱流体を流すことにより、該熱交換部における加熱流体との熱交換により、容器内の流体を加熱し沸騰させる。熱交換器の容器は熱交換部（伝熱管束等）よりも大きく、容器内部において、熱交換部の上部の空間で気液分離されるようになっている。【０００５】
ここで、リクレーミングの実行中には、容器内で劣化物等の不揮発性物質が濃縮していくため、この濃縮の過程で、液体中の水分濃度が相対的に低くなり、流体の粘度が大きくなるため自然対流が起こりにくくなる。そして、対流が悪くなると、容器内の液体に濃度ムラ、温度ムラが発生しやくなり、液体の一部分に不揮発性物質濃縮部や高温部が発生し、これに起因して突沸が起こる場合がある。さらに、上述したケトル式の熱交換器を用いる場合、熱交換部（伝熱管束等）の外側で沸騰が起こるため、熱交換部が物理的に対流を阻害することになり、これにより、突沸がより起こりやすくなる。【０００６】
特許文献１は、リクレーミングにおける突沸防止に直接関係するものではないが、リクレーミングにおけるフォーミングを抑制するための方策として、気液分離装置（リクレーミング装置）の気相部から、該気相部と、吸収液を含む液相部との界面に向けて消泡剤をスプレーすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５９９３６０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１には、リクレーミングにおいて起こり得る突沸を抑制するための具体的な方策について何ら開示されていない。【０００９】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、リクレーミングにおける突沸を抑制可能なリクレーミング装置及び方法並びにＣＯ２回収装置並びに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】
【００１０】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るリクレーミング装置は、
吸収液のリクレーミング処理をするための容器と、
前記容器に前記吸収液を供給するための吸収液供給ラインと、
前記容器内に設けられ、前記容器内の液体を加熱するための熱交換部と、
前記容器内の液体を抜き出して、該液体を循環させて前記容器に戻すための循環ラインと、
前記循環ラインに設けられた循環ポンプと、を備える。【００１１】
上述したように、リクレーミングが進むにつれて容器内で劣化物等の不揮発性物質が濃縮していくと、容器内で突沸が起こる場合がある。
この点、上記（１）の構成によれば、循環ラインを介して、容器内の液体を抜き出すとともに、該液体を循環させて容器に戻すようにしたので、上述した容器内で生じ得る突沸を抑制することができる。【００１２】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記吸収液供給ラインは、前記循環ラインに接続され、前記循環ラインに前記吸収液を供給するように構成される。【００１３】
上記（２）の構成によれば、吸収液供給ラインからの吸収液を、循環ラインを介して容器に供給するようにしたので、循環ラインにおいて、容器から抜き出された液体と、吸収液供給ラインからの吸収液とが十分に撹拌された状態で、吸収液を容器内に導入することができる。これにより、容器内における液体の濃度ムラを抑えることができ、容器内での突沸を効果的に抑制することができる。【００１４】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記循環ラインは、前記容器の底部に接続された第１端を有し、前記第１端を介して前記容器から前記液体を抜き出すように構成される。【００１５】
容器内の液体の対流が悪くなった場合、容器の底部において、溶液の温度が低くなり、また、不揮発性物質の濃度が高くなる可能性が高い。
この点、上記（３）の構成によれば、溶液温度が低く、不揮発性物質濃度が高くなりやすい容器底部から液体を抜き出して、循環ラインを通って循環させるようにしたので、容器内の液体における濃度ムラ、温度ムラを効果的に低減し、容器内での突沸を効果的に抑制することができる。【００１６】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記循環ラインは、前記容器に接続される第２端を有し、前記第２端を介して前記液体を前記容器に戻すように構成され、
前記第２端は、前記容器内の気相部に連通するように前記容器に接続される。【００１７】
上記（４）の構成によれば、容器から抜き出した液体を、容器内の気相部の位置に戻すようにしたので、液相部の上方に位置する気相部に戻された液体は、上方から液相部に流入する。よって、循環ラインから容器内に戻された液体と、容器内の液体との撹拌が促進されるため、容器内の液体における濃度ムラ、温度ムラが効果的に低減され、容器内での突沸を効果的に抑制することができる。
なお、気相部は、容器内において、熱交換部の上方に形成されていてもよい。【００１８】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記循環ラインは、前記容器に接続される第２端を有し、前記第２端を介して前記液体を前記容器に戻すように構成され、
前記第２端は、前記容器内の液相部に連通するように、前記熱交換部の最下位置よりも上方の位置において前記容器に接続される。【００１９】
上記（５）の構成によれば、容器から抜き出した液体を、液相部のうち熱交換部の最下位置よりも上方の比較的高い位置に戻すようにしたので、このようにして液相部に戻された液体と、容器内の液体との撹拌が促進される。よって、容器内の液体における濃度ムラ、温度ムラが効果的に低減されるため、容器内での突沸を効果的に抑制することができる。【００２０】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記容器からの廃液を貯留するための廃液回収タンクと、
前記容器と前記廃液回収タンクとの間に設けられた廃液ラインと、
前記廃液ラインに設けられ、前記容器からの廃液を前記廃液回収タンクに送るための廃液ポンプと、を備え、
前記循環ラインは、前記廃液ポンプを通るように形成され、
前記廃液ポンプは、前記循環ポンプとして機能するように構成される。【００２１】
上記（６）の構成によれば、廃液回収タンクに廃液を送るための廃液ポンプを循環ポンプとして利用するようにしたので、設備コストの増加を抑制しながら、リクレーミングにおける突沸を抑制可能である。【００２２】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記リクレーミング装置は、
前記吸収液供給ライン又は前記循環ラインに突沸抑制剤を添加するための突沸抑制剤供給部をさらに備える。【００２３】
上記（７）の構成によれば、吸収液供給ライン又は循環ラインにフォーミング抑制剤を添加するようにしたので、吸収液供給ライン又は循環ラインを介して容器に供給される前の吸収液や液体に突沸抑制剤を予め混入させることができる。よって、容器内での突沸を効果的に抑制することができる。【００２４】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記突沸抑制剤は、前記吸収液よりも吸収対象物質の濃度が高いリッチ液を含む。【００２５】
吸収対象物質（例えばＣＯ２等）の濃度が高いリッチ液を容器内の液体に供給すると、容器内において吸収対象物質であるガスが生じる場合があり、この場合、該ガスが気泡核となり、容器内において溶液のスムーズな沸騰が促進される。
この点、上記（８）の構成によれば、容器に供給される吸収液よりも吸収対象物質の濃度が高いリッチ液を突沸抑制剤として供給するようにしたので、容器内の液体において吸収対象物質の気泡核が形成され、リクレーミングにおける突沸を効果的に抑制することができる。【００２６】
（９）本発明の少なくとも一実施形態に係るリクレーミング装置は、
吸収液のリクレーミング処理をするための容器と、
前記容器に前記吸収液を供給するための吸収液供給ラインと、
前記容器内に設けられ、前記吸収液を含む前記容器内の液体を加熱するための熱交換部と、
前記容器の底部から該容器内に突沸抑制剤を添加するための突沸抑制剤供給部と、
を備える。【００２７】
上記（９）の構成によれば、容器の底部から容器内に突沸抑制剤を添加するようにしたので、容器内の突沸を効果的に抑制することができる。
例えば、突沸抑制剤として、容器内の液体中に気泡核を形成することが可能なガスを用いれば、液体中に気泡核が形成されることで、容器内において溶液のスムーズな沸騰が促進される。これにより、リクレーミングにおける突沸を効果的に抑制することができる。【００２８】
（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係るＣＯ２回収装置は、
吸収剤を含有する吸収液に排ガス中のＣＯ２を吸収させるように構成された吸収塔と、
前記吸収塔からの前記吸収液を再生するための再生塔と、
上記（１）乃至（９）の何れかに記載のリクレーミング装置と、を備え、
前記再生塔に貯留された前記吸収液の少なくとも一部が、前記吸収液供給ラインを介して前記容器に供給されるように構成される。【００２９】
上記（１０）の構成によれば、ＣＯ２回収装置の吸収塔からの吸収液のリクレーミングにおいて、循環ラインを介して容器内の液体を抜き出すとともに該液体を循環させて容器に戻すようにしたので、あるいは、容器の底部から容器内に突沸抑制剤を添加するようにしたので、リクレーミング中に容器内で生じ得る突沸を抑制することができる。【００３０】
（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係るＣＯ２回収装置は、
吸収剤を含有する吸収液に排ガス中のＣＯ２を吸収させるように構成された吸収塔と、
前記吸収塔からの前記吸収液を再生するための再生塔と、
上記（８）に記載のリクレーミング装置と、を備え、
前記再生塔に貯留されたＣＯ２リーン液の少なくとも一部が、前記吸収液として前記吸収液供給ラインに供給されるように構成され、
前記吸収塔に貯留されたＣＯ２リッチ液の少なくとも一部が、前記突沸抑制剤として前記突沸抑制剤供給部に供給されるように構成される。【００３１】
上記（１１）の構成によれば、再生塔に貯留されたＣＯ２リーン液の少なくとも一部が、吸収液として吸収液供給ラインに供給されるＣＯ２回収装置において、吸収塔に貯留されたＣＯ２リッチ液の少なくとも一部を突沸抑制剤として利用するようにしたので、容器内での突沸を効率的に抑制することができる。【００３２】
（１２）本発明の少なくとも一実施形態に係るリクレーミング方法は、
吸収液供給ラインを介して、内部に熱交換部が設けられた容器に吸収液を供給するステップと、
前記吸収液を含む前記容器内の液体を前記熱交換部で加熱してリクレーミング処理するステップと、
前記容器内の前記液体を循環ラインに抜き出すステップと、
前記循環ラインに抜き出した前記液体を、前記循環ラインに設けられた循環ポンプを用いて循環させて前記容器に戻すステップと、
を備える。【００３３】
上記（１２）の方法によれば、循環ラインを介して、容器内の液体を抜き出すとともに、該液体を循環させて容器に戻すようにしたので、リクレーミング中に容器内で生じ得る突沸を抑制することができる。【００３４】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の方法において、
前記吸収液供給ラインは前記循環ラインに接続され、
前記吸収液を供給するステップでは、前記吸収液を、前記循環ラインを介して前記容器に供給する。【００３５】
上記（１３）の方法によれば、吸収液供給ラインからの吸収液を、循環ラインを介して容器に供給するようにしたので、循環ラインにおいて、容器から抜き出された液体と、吸収液供給ラインからの吸収液とが十分に撹拌された状態で、吸収液を容器内に導入することができる。これにより、容器内における液体の濃度ムラを抑えることができ、容器内での突沸を効果的に抑制することができる。【００３６】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１２）又は（１３）の方法は、
前記吸収液供給ライン又は前記循環ラインに突沸抑制剤を添加するステップをさらに備える。【００３７】
上記（１４）の方法によれば、吸収液供給ライン又は循環ラインに突沸抑制剤を添加するようにしたので、吸収液供給ライン又は循環ラインを介して容器に供給される前の吸収液や液体に突沸抑制剤を予め混入させることができる。よって、容器内での突沸を効果的に抑制することができる。【００３８】
（１５）本発明の少なくとも一実施形態に係るＣＯ２回収方法は、
吸収塔において、吸収剤を含有する吸収液に排ガス中のＣＯ２を吸収させるステップと、
前記吸収塔からの前記吸収液を再生塔に導き、該再生塔において前記吸収液を再生するステップと、
上記（１２）乃至（１４）の何れかに記載のリクレーミング方法を行うステップと、を備え、
前記容器に吸収液を供給するステップでは、前記再生塔に貯留された前記吸収液の少なくとも一部を前記容器に供給する。【００３９】
上記（１５）の方法によれば、吸収塔からの吸収液のリクレーミングにおいて、循環ラインを介して、容器内の液体を抜き出すとともに、該液体を循環させて容器に戻すようにしたので、リクレーミング中に容器内で生じ得る突沸を抑制することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、リクレーミングにおける突沸を抑制可能なリクレーミング装置及び方法並びにＣＯ２回収装置並びに方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】一実施形態に係るリクレーミング装置が適用されるＣＯ２回収装置の一例の概略図である。
【図２】一実施形態に係るリクレーミング装置の概略図である。
【図３】一実施形態に係るリクレーミング装置の概略図である。
【図４】一実施形態に係るリクレーミング装置の概略図である。
【図５】一実施形態に係るリクレーミング装置の概略図である。
【図６】一実施形態に係るリクレーミング装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００４３】
以下の説明では、リクレーミング装置によりＣＯ２吸収剤を含むＣＯ２吸収液をリクレーミングする場合について説明するが、本発明の対象となる吸収剤及び吸収液はこれに限定されず、例えば、吸収剤はＨ２Ｓを吸収するＨ２Ｓ吸収剤であってもよく、吸収液は、Ｈ２Ｓ吸収剤を含むＨ２Ｓ吸収液であってもよい。また、以下の説明では、ＣＯ２吸収剤及びＣＯ２吸収液を、それぞれ、単に吸収剤及び吸収液ということがある。
【００４４】
まず、一実施形態に係るリクレーミング装置が適用されるＣＯ２回収装置の全体構成について説明する。
図１は、一実施形態に係るリクレーミング装置が適用されるＣＯ２回収装置の一例の概略図である。図２〜図６は、それぞれ、一実施形態に係るリクレーミング装置の概略図である。
【００４５】
図１に示すＣＯ２回収装置は、発電設備や工場等から排出された排ガスからＣＯ２を回収するための装置である。同図に示すように、ＣＯ２回収装置１は、発電設備等からの排ガス中のＣＯ２を吸収液に吸収させるための吸収塔２と、ＣＯ２を吸収した吸収液を再生するための再生塔４と、再生塔４からの放出ガスをＣＯ２ガスと凝縮水とに分離し、凝縮水を再生塔４に還流させるように構成された還流水ドラム６と、吸収液のリクレーミング処理をするためのリクレーミング装置１０と、を備えている。
【００４６】
吸収塔２には、排ガス導入ライン１２を介して、ＣＯ２を含む排ガスが供給されるようになっている。なお、吸収塔２よりも上流側に、排ガスの前処理（脱硫や冷却等）をするための前処理装置が設けられていてもよく、このような前処理を施された後の排ガスが吸収塔２に供給されるようになっていてもよい。
【００４７】
吸収塔２は、例えば充填層により構成される吸収部１４を有し、吸収部１４には、上方からＣＯ２吸収剤を含むＣＯ２吸収液が供給されるようになっている。
排ガス導入ライン１２を介して吸収塔２に流入した排ガスは、吸収塔２の塔底部側から吸収塔２内を上方に流れていき、吸収部１４へと流れ込む。そして、吸収部１４において、排ガスと、該吸収部１４の上方から供給されるＣＯ２吸収液とが対向流接触することにより、排ガス中のＣＯ２がＣＯ２吸収液に吸収されるようになっている。
【００４８】
ＣＯ２吸収液は、ＣＯ２吸収剤の水溶液であってもよい。
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であってもよく、あるいは、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塩基性物質であってもよい。
【００４９】
吸収部１４におけるＣＯ２吸収液との接触によりＣＯ２ガスが除去された後の排ガスは、吸収塔２の塔頂部１６から外部に排出されるようになっている。
一方、吸収部１４において排ガス中のＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液は、吸収塔２の塔底部に下降し、該塔底部に貯留される。この吸収塔２の塔底部に貯留されたＣＯ２吸収液は、後述する再生塔４の塔底部に貯留されるＣＯ２吸収液に比べてＣＯ２濃度が高いリッチ吸収液１８（ＣＯ２リッチ液）である。このリッチ吸収液１８は、リッチ液ライン２０に設けられたポンプ（不図示）により、該リッチ液ライン２０を介して、吸収塔２から再生塔４に供給されるようになっている。
【００５０】
なお、図１に示すように、リッチ液ライン２０には、リッチ液ライン２０を流れるリッチ吸収液と、後述するリーン液ライン３６を流れるリーン吸収液（ＣＯ２リーン液）とを熱交換するための熱交換器２２が設けられていてもよい。比較的高温のリーン吸収液との熱交換によりリッチ吸収液を加熱することで、後述する再生塔４での吸収液の再生を促進することができる。
【００５１】
再生塔４は、リッチ吸収液からＣＯ２ガスを放出させる放出部２４と、放出部２４で放出されたＣＯ２ガスを還流水で洗浄する洗浄部２６と、を備える。
【００５２】
放出部２４は、充填材を有しており、リッチ液ライン２０からのリッチ吸収液が上方から供給されるようになっている。リッチ吸収液は、放出部２４において、後述する蒸気により加熱されることにより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となる。
【００５３】
放出部２４でＣＯ２ガスを放出したリーン吸収液は、再生塔４から降下し、再生塔４の塔底部に貯留される。このリーン吸収液２８は、リボイラライン３０を介して、該リボイラライン３０上に設けられた再生加熱器（リボイラ）３２に導かれる。再生加熱器３２において、リーン吸収液２８は、加熱媒体（例えば水蒸気等）との熱交換により、少なくとも一部が飽和蒸気に相変化し、再生塔４の塔底部に導かれる。このようにして再生加熱器３２によって生成された飽和蒸気は、放出部２４に向かって再生塔４内を上昇し、放出部２４においてリッチ吸収液を加熱するための加熱源として用いられる。
【００５４】
再生塔４の塔底部に貯留されたリーン吸収液（再生加熱器３２において相変化しなかったリーン吸収液を含む）は、再生塔４の塔底部から抜き出され、リーン液ライン３６に設けられた送給ポンプ（不図示）によって、該リーン液ライン３６を介して吸収塔２の吸収部１４に供給され、上述したＣＯ２吸収液として再利用される。なお、リーン液ライン３６には、リーン吸収液を冷却するための冷却器３８が設けられていてもよい。
【００５５】
放出部２４でリッチ吸収液から放出されたＣＯ２ガスは、再生塔４内において放出部２４の上方に設けられた洗浄部２６へと上昇する。洗浄部２６では、放出部２４からのＣＯ２ガスと、洗浄部２６の上方から供給される洗浄液とが気液接触することにより、ＣＯ２ガス中に残存する吸収剤を除去するようになっている。
洗浄部２６は、ＣＯ２ガスと第１洗浄液との気液接触を促進させるものであればよく、例えば、１段以上のトレイ又は充填層を含んでいてもよい。
【００５６】
洗浄部２６を通ったＣＯ２ガスは、再生塔４の塔頂部から放出され、ＣＯ２ガスライン４０へと導かれる。ＣＯ２ガスライン４０上にはコンデンサ４２が設けられており、該コンデンサ４２においてＣＯ２ガスが冷却されて、ＣＯ２ガス中の蒸気が凝縮される。コンデンサ４２を通過後のＣＯ２ガスは、ＣＯ２ガスライン４０の出口側に設けられた還流水ドラム６に導かれる。
【００５７】
還流水ドラム６は、再生塔４からの放出ガス（ＣＯ２含有ガス）を、ＣＯ２ガスと凝縮水とに分離するように構成されている。
【００５８】
還流水ドラム６で分離された凝縮水４４は、還流水ドラム６の塔底部に貯留される。凝縮水４４は、還流水ライン４６を介して、再生塔４の洗浄部２６に洗浄液として供給されるようになっている。また、凝縮水４４は、水供給ライン５８を介して、リクレーミング装置１０に供給されるようになっている。
【００５９】
一方、還流水ドラム６で分離されたＣＯ２ガスは、還流水ドラム６の塔頂部に接続された回収ライン４８を介して還流水ドラム６から放出され、例えば回収ライン４８に設けられたコンプレッサ（不図示）で圧縮された後、製品ＣＯ２として系外に取り出されるようになっている。
【００６０】
リクレーミング装置１０は、ＣＯ２回収装置１において繰り返し再利用されることにより、排ガスからの混入物や吸収液劣化物等の不揮発性成分が蓄積したＣＯ２吸収液から、該不揮発性成分を除去するとともに、ＣＯ２吸収剤を回収してＣＯ２回収装置１に戻すように構成されている。
【００６１】
図２〜図６に示すように、リクレーミング装置１０は、吸収液及び水を貯留するための容器５０（リクレーミング処理をするための容器）と、容器５０に吸収液を供給するための吸収液供給ライン５４と、容器５０に水を供給するための水供給ライン５８と、容器５０から蒸気を排出するための蒸気排出ライン６２と、水及び吸収液を含む液体を加熱するための加熱部５２（熱交換部）と、を備えている。
【００６２】
また、吸収液供給ライン５４には、容器５０への吸収液の供給量を調節するための吸収液バルブ５６が設けられ、水供給ライン５８には、容器５０への水の供給量を調節するための水バルブ６０が設けられている。
【００６３】
幾つかの実施形態では、加熱部５２は、容器内の液体と、加熱媒体との熱交換により、容器内の液体を加熱するように構成されていてもよい。
例えば図１に示すように、加熱部５２は、容器５０の内部に設けられたＵ字形の伝熱管を含み、該加熱部５２では、加熱媒体との熱交換により容器内の液体が加熱されるようになっていてもよい。加熱部５２に供給される加熱媒体は、例えば、水蒸気や油であってもよい。
【００６４】
あるいは、幾つかの実施形態では、加熱部５２は、電力によって容器５０内の液体を加熱するように構成されていてもよい。
【００６５】
幾つかの実施形態では、例えば図１に示すように、吸収液供給ライン５４は、リーン液ライン３６からのリーン吸収液（ＣＯ２リーン液）が導かれるようになっていてもよい。なお、図１に示す実施形態では、熱交換器２２よりも上流側におけるリーン液ライン３６から、リーン吸収液を吸収液供給ライン５４に導くようになっているが、他の実施形態では、熱交換器２２よりも下流側におけるリーン液ライン３６から、リーン吸収液を吸収液供給ライン５４に導くようになっていてもよい。
【００６６】
また、幾つかの実施形態では、例えば図１に示すように、水供給ライン５８には、還流水ドラム６に貯留された凝縮水４４の一部が導かれるようになっていてもよい。なお、容器５０に供給する水は、還流水ドラム６からの凝縮水に限定されない。容器５０には、還流水ドラム６からの凝縮水に替えて、又は、該凝縮水に加えて、他の供給源からの水が供給されるようになっていてもよい。
【００６７】
また、幾つかの実施形態では、例えば図１に示すように、蒸気排出ライン６２の出口は、再生塔４に接続されていてもよい。すなわち、容器５０から排出された蒸気は、再生塔４に導かれるようになっていてもよい。
【００６８】
図２〜図６に示すように、幾つかの実施形態に係るリクレーミング装置１０は、上述した容器５０と、容器５０からの廃液を貯留するための廃液回収タンク７８と、容器５０と廃液回収タンク７８との間に設けられた廃液ライン６８と、廃液ライン６８に設けられた廃液クーラ７２と、を備えている。
廃液ライン６８には、容器５０からの廃液を廃液回収タンク７８に送るための廃液ポンプ７４が設けられている。また、廃液ライン６８には廃液バルブ７０が設けられている。
【００６９】
廃液クーラ７２は、容器５０からの廃液を冷却するように構成されている。廃液クーラ７２は、例えば、冷却媒体が供給されるようになっており、該冷却媒体との熱交換により、廃液を冷却するように構成されていてもよい。
【００７０】
上述したリクレーミング装置１０を用いて吸収液のリクレーミングを行う手順の概要は以下のとおりである。
【００７１】
まず、吸収液バルブ５６及び水バルブ６０を開けて、容器５０内に吸収液及び水を供給し、容器内の液体を加熱部５２で加熱することにより、液体中の揮発成分（水や吸収剤）を蒸発させるとともに、容器５０内の液体中に不揮発性成分（吸収液の劣化物等）を濃縮させて、液体中の吸収剤を不揮発性成分から分離させる（吸収液再生工程）。
【００７２】
加熱により生じた吸収剤を含む蒸気は、蒸気排出ライン６２を介して容器５０から排出され、ＣＯ２回収装置１の再生塔４に戻される。再生塔４に戻された吸収剤は、再度、ＣＯ２回収装置１においてＣＯ２を吸収する吸収液として用いられる。
【００７３】
容器５０内において不揮発性成分が十分に濃縮されたら（すなわち、容器５０内の液体中の不揮発性成分濃度が十分高まったら）、吸収液バルブ５６を閉じて、吸収液の容器５０への供給を停止する。
【００７４】
次に、吸収液の容器５０への供給を遮断した状態で、水供給ライン５８を介して容器５０へ水（還流水ドラム６からの凝縮水等）を供給しながら、加熱部５２による液体を加熱することにより、液体中に残存している吸収剤を水とともに蒸発させる。加熱により容器５０内で生成した吸収剤を含む蒸気は、蒸気排出ライン６２を介して容器５０から排出される（吸収液回収工程）。
【００７５】
容器５０内の液体中の吸収剤濃度が十分に低下したら、水バルブ６０を閉じて水の容器５０への供給を停止するとともに、加熱部５２による液体の加熱を停止する。
【００７６】
そして、容器５０内の残渣を廃液として、廃液ライン６８を介して、容器５０の外部に排出する（排出工程）。より具体的には、廃液ライン６８に設けられた廃液バルブ７０を開けるとともに、廃液ポンプ７４を始動させる。これにより、上述の吸収液回収工程の終了後に容器５０内に残留したリクレーミング残渣を含む廃液を、容器５０から排出し、廃液ライン６８を介して廃液回収タンク７８に移送する。
また、容器５０から排出された廃液は、廃液ライン６８に設けられた廃液クーラ７２で冷却されてから、廃液回収タンク７８に移送されるようになっている。
【００７７】
以下、幾つかの実施形態に係るリクレーミング装置１０について、より具体的に説明する。
【００７８】
図２及び図３に示すリクレーミング装置１０は、循環ライン９０と、循環ライン９０に設けられた循環ポンプ９８と、を含む。循環ライン９０は、容器５０内の液体を抜き出して、該液体を容器５０の頂部に循環させるように構成されている。また、吸収液供給ライン５４は、循環ライン９０に接続されており、該循環ライン９０に吸収液を供給するように構成されている。
【００７９】
図２に示す例示的な実施形態では、循環ライン９０は、容器５０に接続される第１端１０２及び第２端１０４Ａ，１０４Ｂを有する循環通路９２を含む。
【００８０】
図２に示す実施形態において、循環ライン９０は、容器５０の底部に接続される第１端１０２を有し、第１端１０２を介して、容器５０から液体を抜き出すようになっている。また、循環ライン９０は、容器５０に接続される第２端１０４Ａ，１０４Ｂを有し、第２端１０４Ａ，１０４Ｂを介して液体を容器５０に戻すように構成されている。ここで、第２端１０４Ａは、容器５０の頂部において該容器５０に接続されており、第２端１０４Ａを介して、循環ライン９０からの液体が、容器５０内の気相部に流入するようになっている。また、第２端１０４Ｂは、加熱部５２の最下位置５２Ａよりも上方の位置において容器５０に接続されており、この位置において、循環ライン９０からの液体が容器５０内の液相部に流入するようになっている。
【００８１】
この実施形態では、リクレーミング装置１０にて、上述の吸収液再生工程又は吸収液回収工程を行っているときに、循環ポンプ９８を稼働させることで、循環ライン９０に吸収液を供給しながら、容器５０内の液体を抜き出して、該液体を循環させて容器５０に戻すことができる。
【００８２】
図３に示す例示的な実施形態では、循環ライン９０は、廃液ライン６８に接続される両端を有するバイパスライン９４と、廃液ライン６８のうち、バイパスライン９４よりも上流側の部位である廃液ライン上流部６８ａと、廃液ライン６８のうち、バイパスライン９４よりも下流側の部位である廃液ライン下流部６８ｂと、戻りライン９６と、を含む。
【００８３】
図３に示す実施形態において、廃液ライン上流部６８ａ（循環ライン９０）は、容器５０の底部に接続される第１端１０２を有し、第１端１０２を介して、容器５０から液体を抜き出すようになっている。また、戻りライン９６（循環ライン９０）は、容器５０に接続される第２端１０４Ａ，１０４Ｂを有し、第２端１０４Ａ，１０４Ｂを介して液体を容器５０に戻すように構成されている。ここで、第２端１０４Ａは、容器５０の頂部において該容器５０に接続されており、第２端１０４Ａを介して、循環ライン９０からの液体が、容器５０内の気相部に流入するようになっている。また、第２端１０４Ｂは、加熱部５２の最下位置５２Ａよりも上方の位置において容器５０に接続されており、この位置において、循環ライン９０からの液体が容器５０内の液相部に流入するようになっている。
【００８４】
バイパスライン９４は、廃液ライン６８に設けられた廃液バルブ７０及び廃液クーラ７２をバイパスするように設けられている。また、バイパスライン９４には、バルブ９５が設けられている。
【００８５】
廃液ライン下流部６８ｂには、廃液ポンプ７４が設けられている。この廃液ポンプ７４は、上述の循環ポンプ９８として機能するようになっている。
【００８６】
戻りライン９６は、廃液ポンプ７４よりも下流側において廃液ライン６８に接続される一端と、容器５０に接続される他端（上述の第２端１０４Ａ，１０４Ｂ）とを有している。戻りライン９６には、バルブ９７が設けられている。
【００８７】
また、廃液ライン６８において、戻りライン９６の接続点よりも下流側には、廃液回収タンク７８への廃液の流れを切替えるためのバルブ７５が設けられている。
【００８８】
また、図３に示す実施形態では、吸収液供給ライン５４は、廃液ライン上流部６８ａに接続されている。
【００８９】
図３に示す実施形態では、リクレーミング装置１０にて、上述の吸収液再生工程又は吸収液回収工程を行っているときに、廃液ライン６８に設けられた廃液バルブ７０及びバルブ７５を閉めた状態で、循環ライン９０に設けられたバルブ９５およびバルブ９７を開けて、廃液ポンプ７４（循環ポンプ９８）を稼働させる。これにより、廃液ライン上流部６８ａ（循環ライン９０）に吸収液を供給しながら、容器５０内の液体を抜き出して、廃液ライン上流部６８ａ、バイパスライン９４、廃液ライン下流部６８ｂ、及び戻りライン９６を含む循環ライン９０を介して上述の液体を循環させて容器５０に戻すことができる。
【００９０】
なお、図３に示す実施形態において、吸収液回収工程終了後の排出工程では、循環ライン９０に設けられたバルブ９５およびバルブ９７を閉めた後、廃液ライン６８に設けられた廃液バルブ７０及びバルブ７５を開けて、廃液ポンプ７４（循環ポンプ９８）を稼働させる。これにより、上述の吸収液回収工程の終了後に容器５０内に残留したリクレーミング残渣を含む廃液を、容器５０から排出し、廃液ライン６８を介して廃液回収タンク７８に移送する。
【００９１】
幾つかの実施形態では、リクレーミング装置１０は、吸収液又は容器５０内の液体に突沸抑制剤を添加するための突沸抑制剤供給部８０をさらに備えている。
図２〜図５に示す例示的な実施形態では、突沸抑制剤供給部８０は、吸収液供給ライン５４に突沸抑制剤を添加するように構成されている。なお、図２〜図５においては、突沸抑制剤供給部８０は、水供給ライン５８との合流点よりも上流側において吸収液供給ライン５４に突沸抑制剤を注入するように構成されているが、他の実施形態では、水供給ライン５８との合流点よりも下流側において吸収液供給ライン５４に突沸抑制剤を注入するようにしてもよい。
【００９２】
幾つかの実施形態では、突沸抑制剤供給部８０は、循環ライン９０に突沸抑制剤を添加するように構成されていてもよく、あるいは、図６に示すように、容器５０に直接、突沸抑制剤を添加するように構成されていてもよい。なお、図６では、突沸抑制剤供給部８０は、容器５０の底部から、容器５０内に突沸抑制剤を添加するように構成されている。
【００９３】
上述の突沸抑制剤として、例えば、窒素（Ｎ２）や二酸化炭素（ＣＯ２）等のイナートガスを含むガス（例えば、窒素、空気、二酸化炭素等）を用いることができる。これらのガスを容器５０内の液体に混入させることで、容器５０内の液体においてこのガスが気泡核となり、これにより液体のスムーズな沸騰が促進される。よって、容器５０内における突沸が効果的に抑制される。
【００９４】
また、突沸抑制剤として、吸収液供給ライン５４を介して容器に供給される吸収液よりも、吸収対象物質の濃度が高いリッチ液を用いてもよい。
吸収対象物質（例えばＣＯ２等）の濃度が高いリッチ液を容器５０内の液体に供給すると、容器５０内において吸収対象物質であるガスが生じる場合があり、この場合、該ガスが気泡核となり、容器内において溶液のスムーズな沸騰が促進される。
よって、上述のリッチ液を突沸抑制剤として用いることにより、容器５０内の液体において吸収対象物質の気泡核が形成され、リクレーミングにおける突沸を効果的に抑制することができる。
【００９５】
例えば、図５に示す実施形態では、突沸抑制剤供給部８０は、吸収液供給ライン５４にリッチ液（突沸抑制剤）を注入するためのリッチ液供給ライン８４と、リッチ液供給ライン８４を介して吸収液供給ライン５４へのリッチ液の供給量を調節するためのリッチ液バルブ８６と、を含む。リッチ液バルブ８６を調節することにより、吸収液供給ライン５４に所望の量のリッチ液を供給することができる。
【００９６】
図１及び図５に示す実施形態では、上述したように、ＣＯ２回収装置１の再生塔４に貯留されたリーン吸収液２８（ＣＯ２リーン液）の少なくとも一部が、吸収液として前記吸収液供給ラインに供給されるようになっているとともに、吸収塔２に貯留されたリッチ吸収液１８（ＣＯ２リッチ液）の少なくとも一部が、突沸抑制剤としてリッチ液供給ライン８４（突沸抑制剤供給部８０）に供給されるようになっている。
【００９７】
なお、図１においては、熱交換器２２よりも上流側におけるリッチ液ライン２０から、リッチ吸収液（ＣＯ２リッチ液）をリッチ液供給ライン８４に導くようになっているが、他の実施形態では、熱交換器２２よりも下流側におけるリッチ液ライン２０から、リッチ吸収液をリッチ液供給ライン８４に導くようになっていてもよい。
【００９８】
なお、図２及び図３における突沸抑制剤供給部８０は、図５に示す実施形態と同様の、リッチ液供給ライン８４及びリッチ液バルブ８６を含む突沸抑制剤供給部８０であってもよいし、他の形態の突沸抑制剤供給部８０であってもよい。
【００９９】
以上説明した幾つかの実施形態に係るリクレーミング装置１０によれば、循環ラインを介して、容器内の液体を抜き出すとともに、該液体を循環させて容器に戻すようにしたので、リクレーミングが進むにつれて容器内において劣化物の濃縮等に起因して生じ得る突沸抑制することができる。
【０１００】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【０１０１】
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【０１０２】
２      吸収塔
４      再生塔
６      還流水ドラム
１０    リクレーミング装置
１２    排ガス導入ライン
１４    吸収部
１６    塔頂部
１８    リッチ吸収液
２０    リッチ液ライン
２２    熱交換器
２４    放出部
２６    洗浄部
２８    リーン吸収液
３０    リボイラライン
３２    再生加熱器
３６    リーン液ライン
３８    冷却器
４０    ＣＯ２ガスライン
４２    コンデンサ
４４    凝縮水
４６    還流水ライン
４８    回収ライン
５０    容器
５２    加熱部
５２Ａ  最下位置
５４    吸収液供給ライン
５６    吸収液バルブ
５８    水供給ライン
６０    水バルブ
６２    蒸気排出ライン
６８    廃液ライン
６８ａ  廃液ライン上流部
６８ｂ  廃液ライン下流部
７０    廃液バルブ
７２    廃液クーラ
７４    廃液ポンプ
７５    バルブ
７８    廃液回収タンク
８０    突沸抑制剤供給部
８４    リッチ液供給ライン
８６    リッチ液バルブ
９０    循環ライン
９２    循環通路
９４    バイパスライン
９５    バルブ
９６    戻りライン
９７    バルブ
９８    循環ポンプ
１０２  第１端
１０４Ａ，１０４Ｂ  第２端
【図１】
2020075544.tif 000003
【図２】
2020075544.tif 000004
【図３】
2020075544.tif 000005
【図４】
2020075544.tif 000006
【図５】
2020075544.tif 000007
【図６】
2020075544.tif 000008
【国際調査報告】
2020075544.tif 000009
2020075544.tif 000010
2020075544.tif 000011
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