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JP2002126439A - アミン回収方法及び装置並びにこれを備えた脱炭酸ガス装置 - Google Patents

アミン回収方法及び装置並びにこれを備えた脱炭酸ガス装置

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JP2002126439A
JP2002126439A JP2000324965A JP2000324965A JP2002126439A JP 2002126439 A JP2002126439 A JP 2002126439A JP 2000324965 A JP2000324965 A JP 2000324965A JP 2000324965 A JP2000324965 A JP 2000324965A JP 2002126439 A JP2002126439 A JP 2002126439A
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water
amine
washing
section
exhaust gas
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JP2000324965A
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富雄 三村
Takashi Nojo
貴司 野条
Yuji Tanaka
裕士 田中
Takuya Hirata
琢也 平田
Kazuo Ishida
一男 石田
Yutaka Nakakoji
裕 中小路
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Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1475—Removing carbon dioxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
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    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アミン化合物含有吸収液により、二酸化炭素
を含むガスから二酸化炭素を除去する脱炭酸プロセスに
おいて、脱炭酸排ガスに同伴されるアミン化合物を効率
的に回収することができるアミン回収方法及び装置並び
にこれを備えた脱炭酸ガス装置を提供する。 【解決手段】 水洗部を一段水洗部６４と二段水洗部６
５の二段構成とし、これらの水洗部において、順次、脱
炭酸排ガスに同伴するアミン化合物の回収処理を行う。
また、再生塔還流水を洗浄水として二段水洗部６５に供
給する。また、二段水洗部６５から洗浄水を抜き出して
一段水洗部６４へ供給する。また、二酸化炭素吸収部７
３、一段水洗部６４及び二段水洗部６５の出口にデミス
タ８３，８４，８５を設け、これらのデミスタによって
脱炭酸排ガスに同伴する吸収液ミストや洗浄水ミストを
除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアミン回収方法及び
装置並びにこれを備えた脱炭酸ガス装置に関し、アミン
化合物含有吸収液により、二酸化炭素を含むガスから二
酸化炭素を除去する脱炭酸プロセスにおいて、脱炭酸排
ガスに同伴するアミン化合物を回収する場合に適用して
有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、火力発電設備やボイラ設備では多
量の石炭、重油或いは超重質油を燃料に用いており、大
気汚染防止及び地球環境清浄化の見地から、二酸化硫黄
を主とする硫黄酸化物、窒素酸化物、二酸化炭素等の放
出に関する量的、濃度的抑制が問題となっている。なか
でも、最近、二酸化炭素については、フロンガスやメタ
ンガスとともに地球温暖化の見地から、その排出の抑制
が検討されている。このため、例えば、ＰＳＡ（圧力ス
ウィング）法、膜分離法及び塩基性化合物による反応吸
収などの二酸化炭素除去方法が検討されている。
【０００３】これらのうち、塩基性化合物による二酸化
炭素の除去方法の例としては、特開５−１８４８６６号
公報（関連米国特許５３１８７５８号）にアミン化合物
（以下、単にアミンとも称する）の水溶液を二酸化炭素
の吸収液として用いることにより、脱炭酸を行うという
方法が提案されている。この方法においては、二酸化炭
素とアミン化合物との反応が発熱反応であるため、二酸
化炭素吸収部における吸収液温度が上昇してアミンの蒸
気圧が高くなる。即ち、温度上昇によって多くのアミン
含有吸収液が蒸発することから、脱炭酸ガスに同伴する
アミン化合物の量が増加する。このため、吸収塔に水洗
部を設け、この水洗部において脱炭酸ガスと洗浄水とを
気液接触させることにより、脱炭酸ガスに同伴するアミ
ン化合物を液相に回収していた。
【０００４】具体的には、上記特開５−１８４８６６号
公報では図２及び図３に示すような脱炭酸ガス装置を開
示している。
【０００５】図２において、１は吸収塔、２は二酸化炭
素吸収部、３は水洗部、４は排ガス供給部、６は吸収液
供給口、７はノズル、８は水洗部における液保留部、９
は循環ポンプ、１０は冷却器、１１はノズル、１２は吸
収液排出口、１３はブロア、１４は排ガス供給口、１５
は排ガス冷却器、１６は循環ポンプ、１７は冷却器、１
８はノズル、１９は排出ラインである。
【０００６】詳細な説明は省略するが、排ガス供給口１
４から供給された燃焼排ガスは、冷却塔１５で冷却され
た後に吸収塔１に供給され、この吸収塔１の二酸化炭素
吸収部２において、吸収液供給口６からノズル７を介し
て供給された吸収液と向流接触させられる。その結果、
燃焼排ガス中の二酸化炭素が吸収液により吸収除去され
る。二酸化炭素を吸収した負荷吸収液は、吸収液排出口
１２から図示しない再生塔へ送られ、ここで再生されて
再び吸収液供給口１６から吸収塔１へと供給される。
【０００７】一方、二酸化炭素吸収部２で脱炭酸された
燃焼排ガス（脱炭酸排ガス）は、二酸化炭素吸収部２に
おける二酸化炭素とアミン化合物との発熱反応による温
度上昇のため、多くのアミン蒸気を同伴した状態で上昇
し、液保留部８を通って水洗部３へと向かう。そして、
水洗部３では、液保留部８の保留水が循環ポンプ９によ
って輸送され、冷却器１０で冷却された後にノズル１１
から洗浄水として水洗部３に供給される。その結果、こ
の洗浄水と脱炭酸排ガスとが水洗部３において向流接触
することにより、脱炭酸排ガス中のアミン化合物が液相
に回収される。
【０００８】図３は再生塔還流水を利用することによっ
てアミン回収能力を向上させたことを特徴とするもので
ある。図３において、２１は吸収塔、２２は二酸化炭素
吸収部、２３は水洗部、２４は排ガス供給口、２５は排
ガス排出口、２６は吸収液供給口、２７はノズル、２８
は再生塔還流抜き出し水供給口、２９はノズル、３０は
冷却器、３１はノズル、３２は充填部、３３は循環ポン
プ、３４は補給水供給ライン、３５は吸収液排出ポン
プ、３６は熱交換器、３７は冷却器、３８は再生塔、３
９はノズル、４０は下部充填部、４１はリボイラ、４２
は上部充填部、４３は還流水ポンプ、４４は二酸化炭素
分離器、４５は二酸化炭素排出ライン、４６は冷却器、
４７はノズル、４８は還流水供給ライン、４９は燃焼ガ
ス供給ブロアである。
【０００９】詳細な説明は省略するが、燃焼ガス供給ブ
ロア４９によって供給された燃焼排ガスは、冷却塔３０
で冷却された後に吸収塔２１に供給され、この吸収塔２
１の二酸化炭素吸収部２２において、吸収液供給口２６
からノズル２７を介して供給された吸収液と向流接触さ
せられる。その結果、燃焼排ガス中の二酸化炭素が吸収
液により吸収除去される。二酸化炭素を吸収した負荷吸
収液は、吸収液排出口１２から吸収液排出ポンプ３５に
よって再生塔３８へ送られ、ここで再生されて再び吸収
液供給口２６から吸収塔２１へと供給される。
【００１０】一方、二酸化炭素吸収部２２で脱炭酸され
た燃焼排ガス（脱炭酸排ガス）は、二酸化炭素吸収部２
２における二酸化炭素とアミン化合物との発熱反応によ
る温度上昇のため、多くのアミン蒸気を同伴した状態で
上昇し、水洗部２３へと向かう。そして、水洗部２３で
は、洗浄水として抜き出された再生塔還流水の一部が、
再生塔還流抜き出し水供給口２８からノズル２９を介し
て水洗部２３に供給される。その結果、この洗浄水と脱
炭酸排ガスとが水洗部２３において向流接触することに
より、脱炭酸排ガス中のアミン化合物が液相に回収され
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に図
２に示す上記従来の脱炭酸ガス装置では、水洗部が一段
であるが故に洗浄水によって回収されたアミンの濃度が
高くなるため、アミンの回収が不充分となり、アミンが
脱炭酸排ガスに同伴されて脱炭酸プロセス系外に放出さ
れる。このため、アミンが無駄になり、運転コストの増
大等を引き起こす恐れがあった。
【００１２】従って、本発明は上記の問題点に鑑み、ア
ミン化合物含有吸収液により、二酸化炭素を含むガスか
ら二酸化炭素を除去する脱炭酸プロセスにおいて、脱炭
酸排ガスに同伴されるアミン化合物を効率的に回収する
ことができるアミン回収方法及び装置並びにこれを備え
た脱炭酸ガス装置を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明のアミン回収方法は、二酸化炭素吸収部においてア
ミン化合物を含有する吸収液との気液接触により二酸化
炭素が吸収除去された脱炭酸排ガスに対し、水洗部にお
いて洗浄水と気液接触させることより、前記脱炭酸排ガ
スに同伴するアミン化合物を回収するアミン回収方法に
おいて、前記水洗部を複数段構成とし、これら複数段の
水洗部において、順次、前記脱炭酸排ガスに同伴するア
ミン化合物の回収処理を行うことを特徴とする。
【００１４】また、第２発明のアミン回収方法は、第１
発明のアミン回収方法において、再生塔還流水を洗浄水
として前記水洗部に供給することを特徴とする。
【００１５】また、第３発明のアミン回収方法は、第１
又は第２発明のアミン回収方法において、後段の水洗部
から洗浄水を抜き出して前段の水洗部へ供給することを
特徴とする。
【００１６】また、第４発明のアミン回収方法は、第
１，第２又は第３発明のアミン回収方法において、二酸
化炭素吸収部及び各段の水洗部の出口にデミスタを設
け、これらのデミスタによって脱炭酸排ガスに同伴する
吸収液ミストや洗浄水ミストを除去することを特徴とす
る。
【００１７】また、第５発明のアミン回収装置は、二酸
化炭素吸収部においてアミン化合物を含有する吸収液と
の気液接触により二酸化炭素が吸収除去された脱炭酸排
ガスに対し、水洗部において洗浄水と気液接触させるこ
とより、前記脱炭酸排ガスに同伴するアミン化合物を回
収するように構成したアミン回収装置において、前記水
洗部を複数段構成とし、これら複数段の水洗部におい
て、順次、前記脱炭酸排ガスに同伴するアミン化合物の
回収処理を行うようにしたことを特徴とする。
【００１８】また、第６発明のアミン回収装置は、第５
発明のアミン回収装置において、再生塔還流水を洗浄水
として前記水洗部に供給するように構成したことを特徴
とする。
【００１９】また、第７発明のアミン回収装置は、第５
又は第６発明のアミン回収装置において、後段の水洗部
から洗浄水を抜き出して前段の水洗部へ供給するように
構成したことを特徴とする。
【００２０】また、第８発明のアミン回収装置は、第
５，第６又は第７発明のアミン回収装置において、二酸
化炭素吸収部及び各段の水洗部の出口にデミスタを設
け、これらのデミスタによって脱炭酸排ガスに同伴する
吸収液ミストや洗浄水ミストを除去するように構成した
ことを特徴とする。
【００２１】また、第９発明の脱炭酸ガス装置は、第
５，第６，第７又は第８発明のアミン回収装置を吸収塔
に備えたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。
【００２３】図１は本発明の実施の形態に係る脱炭酸ガ
ス装置の主要部を示す構成図である。図１に示すよう
に、本実施の形態の脱炭酸ガス装置では、吸収塔６１
と、再生塔６２と、冷却塔６３とを備えている。
【００２４】そして、詳細は後述するが、本実施の形態
の脱炭酸ガス装置では吸収塔６１の水洗部を一段水洗部
６４と二段水洗部６５の二段構成としたこと、二段水洗
部６５の洗浄水を抜き出して一段水洗部６４に供給する
こと、再生塔還流水を洗浄水として二段水洗部に供給す
ること、二酸化炭素吸収部７３、一段水洗部６４及び二
段水洗部６５の出口にデミスタ８３，８４，８５を設置
したことなどを特徴としている。
【００２５】詳述すると、火力発電設備やボイラ設備な
どにおいて発生した燃焼排ガスは、排ガス供給ライン６
６を介して冷却塔６３に供給される。冷却塔６３の底部
６７には水が保留されており、この水が循環ポンプ６８
によって汲み上げられ、熱交換器６９で冷却された後に
ノズル７０から充填部７１へ供給される。その結果、充
填部７１において、燃焼排ガスが、ノズル７０から放散
された冷却水と向流接触して冷却される。その後、燃焼
排ガスは排ガス供給ライン７２を介して吸収塔６１の下
部に設けられた二酸化炭素吸収部７３に供給される。
【００２６】吸収塔６１に供給された燃焼排ガスは図中
に点線の矢印で示すように吸収塔内を上昇していく。一
方、再生塔６２の底部７６に保留されている再生吸収液
（アミン化合物の水溶液）が、吸収液供給ライン７４に
設けられた吸収液供給ポンプ７７により輸送され、熱交
換器７８及び熱交換器７９において冷却された後、二酸
化炭素吸収部７３の出口に設けられたノズル７５から二
酸化炭素吸収部７３へと供給される。その結果、二酸化
炭素吸収部７３において、燃焼排ガスと吸収液とが気液
接触（向流接触）するため、燃焼排ガス中に含まれる二
酸化炭素が吸収液中に吸収されて除去される。
【００２７】なお、吸収液に含まれるアミン化合物とし
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等及びこれらの混
合物が挙げられる。これらのアミン類は通常１０〜７０
重量％の水溶液として使用される。また、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
ルフォラン等を加えることができる。
【００２８】二酸化炭素を吸収した負荷吸収液は、流下
して吸収塔底部８０に保留された後、吸収液排出ライン
８６に設けられた吸収液排出ポンプ８７により排出さ
れ、熱交換器７８において再生吸収液と熱交換して加熱
された後、再生塔６２の下部充填部８８の出口に設けら
れたノズル８９から放散され、下部充填部８８を流下し
て再生塔底部７６に保留される。
【００２９】再生塔底部７６に保留された負荷吸収液は
リボイラ９０において供給スティームにより例えば１２
０℃程度に加熱される。その結果、負荷吸収液中の二酸
化炭素が放出されて吸収液が再生される。この再生吸収
液は再生塔底部７６に保留され、再び、吸収塔６１の二
酸化炭素吸収部７３へと供給される。つまり、吸収液は
循環使用されており、ロスが無いかぎり外部へ排出した
り外部から供給したりする必要はない。一方、放出され
た二酸化炭素は図中に点線の矢印で示すように上昇し、
下部充填部８８及び上部充填部９１を経て再生塔頂部１
１１の二酸化炭素排出ライン９３から再生塔外へと排出
される。
【００３０】このとき二酸化炭素には水分が含まれてい
るため、二酸化炭素排出ライン９３に設けられたコンデ
ンサ（冷却器）９４において冷却することにより、二酸
化炭素に含まれる水分を凝縮し、この凝縮水と二酸化炭
素とを二酸化炭素分離器９５によって分離する。凝縮水
と分離された高純度の二酸化炭素は二酸化炭素放出ライ
ン９６から脱炭酸プロセス系外（以下、単に系外とい
う）へと放出され、後の工程において利用又処分され
る。凝縮水は循環ポンプ９６によって輸送され、その一
部は再生塔還流水供給ライン９７側へと抜き出される。
この再生塔還流抜き出し水は熱交換器９８で冷却された
後、二段水洗部６５の出口に設けられたノズル９９から
二段水洗部６５の頂部へ洗浄水として供給される。この
再生塔還流抜き出し水はアミン濃度が非常に低い。前記
凝縮水の残りは再生塔６２に還流される。即ち、還流ラ
イン１００を介してノズル９２から上部充填部９１の頂
部へと供給され、流下して再生塔底部７６に保留され
る。
【００３１】一方、吸収塔６１の二酸化炭素吸収部７３
において二酸化炭素が除去された燃焼排ガス（脱炭酸排
ガス）は、二酸化炭素吸収部７３の出口に設けられたデ
ミスタ８３を経て一段水洗部６４へと流入する。このと
き脱炭酸排ガスには多くのアミン蒸気が同伴されてい
る。つまり、二酸化炭素吸収部７３での二酸化炭素とア
ミン化合物との発熱反応によって温度が上昇するため、
多くの吸収液が蒸発して脱炭酸排ガスとともに上昇して
いく。なお、このときの脱炭酸排ガスに同伴する水分は
後述する水洗部での洗浄水の供給源となる。一段水洗部
６４に流入する脱炭酸排ガスの温度は例えば約５０〜８
０℃となる。
【００３２】デミスタ８３では脱炭酸排ガスに同伴する
吸収液ミストを除去する。つまり、ノズル７５からは吸
収液がミストとなって放散されるが、この吸収液ミスト
の一部が脱炭酸排ガスに同伴して上昇してしまう。従っ
て、このまま吸収液ミストが脱炭酸排ガスとともに吸収
塔外に放出されてしまうと、アミン化合物のロスになっ
てしまう。そこで、二酸化炭素吸収部出口にデミスタ８
３を設けて脱炭酸排ガスに同伴する吸収液ミストを除去
するようにしている。デミスタ８３で除去した水分（吸
収液）は流下して吸収塔底部８８に保留される。
【００３３】そして、一段水洗部６４では、この一段水
洗部６４における液保留部８１の保留水が、循環ライン
１０１に設けられた循環ポンプ１０２により輸送され、
熱交換器１０３で冷却された後、一段水洗部６４の出口
に設けられたノズル１０４から一段水洗部６４の頂部へ
洗浄水として供給される。その結果、この洗浄水と脱炭
酸排ガスとが一段水洗部６４において向流接触すること
により、脱炭酸排ガスの温度が低下して脱炭酸排ガスに
同伴する水蒸気が凝縮するとともに同脱炭酸排ガスに同
伴するアミン化合物が回収される。このときの凝縮水及
び放散された洗浄水は流下して液保留部８１に保留され
る。
【００３４】液保留部８１の保留水は一定水位に維持さ
れるようになっている。即ち、液保留部８１の保留水が
増加して一定水位以上になると、保留水排出ライン１０
５を介して吸収塔底部８０へとオーバフローされるよう
になっている。なお、ポンプよって液保留部８１の保留
水を吸収塔底部８０へ輸送するようにしてもよい。
【００３５】一段水洗部６４では脱炭酸排ガスに同伴す
るアミン化合物の大部分が回収されるが、このとき液保
留部８１の保留水（洗浄水）中のアミン濃度は高くな
る。このため、気液平衡の関係からアミン蒸気圧が高く
なり、これ以上は脱炭酸排ガス中のアミン濃度を低減さ
せることができない。即ち、水洗部が一段だけでは脱炭
酸排ガス中のアミン濃度を充分に低減させることができ
ない。そこで、本実施の形態では水洗部を一段水洗部６
４と二段水洗部６５の二段構成としている。一段水洗部
６４においてアミン回収された脱炭酸排ガスは、一段水
洗部６４の出口に設けられたデミスタ８４を経て二段水
洗部６５へと流れる。
【００３６】デミスタ８４では脱炭酸排ガスに同伴する
洗浄水ミストを除去する。つまり、ノズル１０４からは
洗浄水がミストとなって放散されるが、この洗浄水ミス
トの一部が脱炭酸排ガスに同伴して上昇してしまう。従
って、このまま洗浄水ミストが脱炭酸排ガスとともに吸
収塔外に放出されてしまうと、アミン化合物のロスにな
ってしまう。そこで、一段水洗部出口にもデミスタ８４
を設けて脱炭酸排ガスに同伴する洗浄水ミストを除去す
るようにしている。デミスタ８３で除去した水分（洗浄
水）は流下して液保留部８１に保留される。
【００３７】二段水洗部６５では、この二段水洗部６５
における液保留部８２の保留水が、循環ライン１０６に
設けられた循環ポンプ１０７により輸送され、熱交換器
９８で冷却された後、二段水洗部６５の出口に設けられ
たノズル９９から二段水洗部６５の頂部へ洗浄水として
供給される。なお、この洗浄水には再生塔側から供給さ
れてきた再生塔還流抜き出し水も合流する。その結果、
これらの洗浄水と脱炭酸排ガスとが二段水洗部６５にお
いて向流接触することにより、脱炭酸排ガスに同伴され
てきたアミン化合物が回収される。
【００３８】一段水洗部６４において脱炭酸排ガスに同
伴するアミン化合物の大部分が回収されるため、二段水
洗部６５では液保留部８２のアミン濃度、即ち、ノズル
９９から供給する洗浄水中に含まれるアミン濃度が非常
に低い状態で維持される。このため、二段水洗部６５で
は気液平衡の関係から脱炭酸排ガス中のアミン濃度が充
分に低減される。即ち、二段水洗部６５では、一段水洗
部６４から放出された脱炭酸排ガスから更にアミン化合
物を回収することができ、脱炭酸排ガス中のアミン濃度
を充分に低減させることができる。
【００３９】しかも、二段水洗部６５の洗浄水が抜き出
されて一段水洗部６４に供給されるようになっている。
具体的には、液保留部８２の保留水（洗浄水）の一部が
抜き出されて、一段水洗部６４の液保留部８１へ供給さ
れるようになっている。つまり、液保留部８２でも一定
水位に維持されるようになっており、液保留部８２の保
留水が増加して一定水位以上になると、保留水排出ライ
ン１０８を介して液保留部８１へとオーバフローされ
る。なお、これに限定するものではなく、ポンプよって
液保留部８２の保留水（洗浄水）を液保留部８１へ供給
するようにしてもよい。
【００４０】二段水洗部６５においてアミン回収された
脱炭酸排ガスは、二段水洗部６５の出口に設けられたデ
ミスタ８５を経て吸収塔頂部１０９のガス放出ライン１
１０から系外に放出される。この系外に放出される脱炭
酸排ガス中に含まれるアミン濃度は、非常に小さな値と
なる。
【００４１】デミスタ８５では脱炭酸排ガスに同伴する
洗浄水ミストを除去する。つまり、ノズル９９からは洗
浄水がミストとなって放散されるが、この洗浄水ミスト
の一部が脱炭酸排ガスに同伴して上昇してしまう。従っ
て、このまま洗浄水ミストが脱炭酸排ガスとともに吸収
塔外に放出されてしまうと、アミン化合物のロスになっ
てしまう。そこで、二段水洗部出口にもデミスタ８５を
設けて脱炭酸排ガスに同伴する洗浄水ミストを除去する
ようにしている。デミスタ８５で除去した水分は流下し
て液保留部８２に保留される。
【００４２】なお、排ガス供給ライン７２から燃焼排ガ
スとともに吸収塔内に持ち込まれる水分量と、ガス放出
ライン１１０から脱炭酸排ガスとともに吸収塔外に持ち
出される水分量とを等しくして水バランスが維持される
ように熱交換器９８の冷却能力などを調整して、ロスが
無いかぎり外部への排水や外部からの給水が不要となる
ようにしている。
【００４３】また、ガス放出ライン１１０から放出され
る脱炭酸排ガスの温度は二段水洗部６５の入口側と同じ
になるように熱交換器９８の冷却能力などを調整してい
る。つまり、この場合には、二段水洗部６５の出入口温
度が同じであるため、二段水洗部６５での脱炭酸排ガス
中の水蒸気の凝縮はなく、液保留部８２では再生塔還流
抜き出し水の水量分だけが溢れて、一段水洗部６４の液
保留部８１に供給されることになる。なお、必ずしもこ
れに限定するものではなく、二段水洗部６５の出口温度
が入口温度よりも低くなるように調整して、二段水洗部
６５でも脱炭酸排ガス中の水分の凝縮が生じるように
し、この凝縮水の水量分が液保留部８２で溢れて一段水
洗部６４の液保留部８１に供給されるようにしてもよ
い。
【００４４】以上、詳細に説明したように、本実施の形
態によれば、水洗部を一段水洗部６４と二段水洗部６５
の二段構成とすることにより、脱炭酸排ガスに対して、
一段水洗部６４でアミン回収処理をした後、更に、二段
水洗部６５でもアミン回収処理をするようにしたため、
脱炭酸排ガスに同伴されるアミン化合物を非常に効率良
く回収することができ、運転コストの低減が可能とな
る。
【００４５】付言すると、水洗部を一段構成としたまま
高さだけを高くしても、アミン化合物の回収性能は向上
するが、水洗部における洗浄水中のアミン濃度が高くな
るため、どうしても、気液平衡上、脱炭酸排ガス中のア
ミン濃度を充分に低くすることはできない。このことか
らも、水洗部を二段構成とすることが非常に有効な手段
であることが分かる。
【００４６】また、本実施の形態によれば、二段水洗部
６５の洗浄水を抜き出して一段水洗部６４に供給するよ
うにしたことにより、一段水洗部６４の洗浄水に含まれ
るアミン濃度が低減されて一段水洗部６４におけるアミ
ン回収能力が向上し、また、これに伴って二段水洗部６
５の洗浄水に含まれるアミン濃度も更に低減することに
もなり、全体としてアミン回収能力が更に向上する。
【００４７】また、本実施の形態によれば、再生塔還流
水を洗浄水として二段水洗部６５に供給することによ
り、二段水洗部６５の洗浄水に含まれるアミン濃度が更
に低減されるため、二段水洗部６５におけるアミン回収
能力が更に向上する。更には、この二段水洗部６５の洗
浄水が抜き出されて一段水洗部６４に供給されることに
より、一段水洗部６４の洗浄水のアミン濃度も低減され
るため、一段水洗部６４におけるアミン回収能力も向上
する。
【００４８】なお、上記のように再生塔還流水は二段水
洗部６５に供給し、この二段水洗部６５の洗浄水を抜き
出して一段水洗部６４に供給するようにすることが望ま
しいが、必ずしもこれに限定するものではなく、再生塔
還流水を二段水洗部６５と一段水洗部６４とに同時に供
給するようにしてもよい。
【００４９】また、本実施の形態によれば、二酸化炭素
吸収部７３、一段水洗部６４及び二段水洗部６５の出口
にデミスタ８３，８４，８５を設置したことにより、二
酸化炭素吸収部７３に供給される吸収液ミストの一部や
一段水洗部６４及び二段水洗部６５に供給される洗浄水
ミストの一部が脱炭酸排ガスとともに吸収塔外へ放出さ
れて水分やアミン化合物がロスするのを防止することが
できる。
【００５０】そして、上記のようなアミン回収装置を備
えた脱炭酸ガス装置は、アミン化合物の回収能力が高く
て運転コストの安価な装置となる。
【００５１】なお、一段水洗部６４及び二段水洗部６５
は充填塔にあっても、棚段塔であってもよい。
【００５２】また、上記実施の形態では水洗部を二段構
成としているが、必ずしもこれに限定するものではな
く、水洗部を三段以上の複数段構成としてもよい。この
場合にも、アミン化合物を含む脱炭酸排ガスに対して、
前段（脱炭酸排ガス流の上流段）の水洗部でアミン回収
処理をした後、更に、後段（脱炭酸排ガス流の下流段）
の水洗部でもアミン回収処理を行う。即ち、複数段の水
洗部において、順次、脱炭酸排ガスに同伴するアミン化
合物の回収処理を行う。また、この場合には、複数段の
水洗部のうちの最も後段の水洗部に再生塔還流抜き出し
水を供給するとともに、この最も後段の水洗部から、そ
の前段の水洗部へ、更に、その前段の水洗部へと、順
次、洗浄水を抜き出して供給するようにすればよい。
【００５３】また、上記実施の形態では燃料の燃焼排ガ
スに含まれる二酸化炭素を吸収する場合を例に挙げて説
明したが、これに限定するものではなく、脱炭酸処理の
対象となる二酸化炭素含有ガスとしては、燃料用ガスな
どのプロセスガスであってもよく、その他様々なガスが
適用できる。また、脱炭酸処理の対象となる二酸化炭素
含有ガスの圧力は加圧であっても、常圧であってもよ
く、温度は低温であっても、高温であっもよく、特に制
限はない。好ましくは、常圧の燃焼排ガスである。
【００５４】［具体的な実験例の説明］ここで、実験例
により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに
限定されるものではない。
【００５５】＜実験例＞本発明の方法として次のような
実験を行った。即ち、二酸化炭素１０％を含む燃焼排ガ
ス３０Nm3/h を吸収塔６１の二酸化炭素吸収部７３に供
給し、アルコール性水酸基含有２級アミンの水溶液（吸
収液）と向流接触させて二酸化炭素を吸収した。残りの
脱炭酸排ガスを二酸化炭素吸収部出口のデミスタ８３に
供給後、一段水洗部６４にて洗浄水と液／ガス比2.2l/N
m3で向流接触させ、一段水洗部出口のデミスタ８４を通
過させた。更に、二段水洗部６５にて脱炭酸排ガスを洗
浄水と液／ガス比2.2l/Nm3で向流接触させ、二段水洗部
出口のデミスタ８５を通過させた後に系外へ放出した。
この際、一段水洗部出口ガス温度及び二段水洗部出口ガ
ス温度が共に４６℃となるように運転するとともに、二
段水洗部６５には再生塔還流抜き出し水を1.1l/hで供給
し、二段水洗部６５の洗浄水を抜き出して一段水洗部６
４に供給した。その結果、吸収塔６１から系外に放出さ
れた脱炭酸排ガス中のアミン濃度は８ppm であった。
【００５６】＜比較例１＞従来法として、上記実験例に
おいて水洗部を一段とし、再生塔還流抜き出し水を一段
水洗部に供給する他は、上記実験例と同様に実施した。
その結果、吸収塔６１から系外に放出された脱炭酸排ガ
ス中のアミン濃度は２５ppm と上記実施例に比較して高
かった。
【００５７】＜比較例２＞上記実験例において、二段水
洗部抜き出し液（洗浄水）を一段水洗部６４に供給せ
ず、その他は上記実験例と同様に実施した。その結果、
吸収塔から系外に放出された脱炭酸排ガス中のアミン濃
度は１１ppm であった。この値は上記比較例１と比較す
ると充分に低い値であるが、上記実験例と比較すると高
い値であった。このことから、二段水洗部６５の洗浄水
を抜き出して一段水洗部６４に供給することの有効性が
確認できた。
【００５８】上記実験例と上記比較例１，２の結果をま
とめると、［表１］のとおりである。水洗部を二段構成
にすることにより、系外に放出されるアミン濃度を充分
に低く抑えることができ、また、二段水洗部６５の洗浄
水を抜き出して一段水洗部６４に供給すれば更に系外に
放出されるアミン濃度を低く抑えることができる。
【００５９】
【表１】
【００６０】
【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、第１発明の第１発明のアミン回収方
法は、二酸化炭素吸収部においてアミン化合物を含有す
る吸収液との気液接触により二酸化炭素が吸収除去され
た脱炭酸排ガスに対し、水洗部において洗浄水と気液接
触させることより、前記脱炭酸排ガスに同伴するアミン
化合物を回収するアミン回収方法において、前記水洗部
を複数段構成とし、これら複数段の水洗部において、順
次、前記脱炭酸排ガスに同伴するアミン化合物の回収処
理を行うことを特徴とする。
【００６１】従って、この第１発明のアミン回収方法に
よれば、水洗部を複数段構成とし、これら複数段の水洗
部において、順次、前記脱炭酸排ガスに同伴するアミン
化合物の回収処理を行うことにより、脱炭酸排ガスに同
伴されるアミン化合物を非常に効率良く回収することが
でき、運転コストの低減が可能となる。
【００６２】また、第２発明のアミン回収方法は、第１
発明のアミン回収方法において、再生塔還流水を洗浄水
として前記水洗部に供給することを特徴とする。
【００６３】従って、この第２発明のアミン回収方法に
よれば、水洗部の洗浄水に含まれるアミン濃度が低減さ
れてアミン回収能力が更に向上する。
【００６４】また、第３発明のアミン回収方法は、第１
又は第２発明のアミン回収方法において、後段の水洗部
から洗浄水を抜き出して前段の水洗部へ供給することを
特徴とする。
【００６５】従って、この第３発明のアミン回収方法に
よれば、前段の水洗部の洗浄水に含まれるアミン濃度が
低減されて前段の水洗部におけるアミン回収能力が向上
し、また、これに伴って後段の水洗部の洗浄水に含まれ
るアミン濃度も更に低減することにもなり、全体として
アミン回収能力が更に向上する。
【００６６】また、第４発明のアミン回収方法は、第
１，第２又は第３発明のアミン回収方法において、二酸
化炭素吸収部及び各段の水洗部の出口にデミスタを設
け、これらのデミスタによって脱炭酸排ガスに同伴する
吸収液ミストや洗浄水ミストを除去することを特徴とす
る。
【００６７】従って、この第４発明のアミン回収方法に
よれば、二酸化炭素吸収部に供給される吸収液ミストの
一部や各段の水洗部に供給される洗浄水ミストの一部が
脱炭酸排ガスとともに系外へ放出されて水分やアミン化
合物がロスするのを防止することができる。
【００６８】また、第５発明のアミン回収装置は、二酸
化炭素吸収部においてアミン化合物を含有する吸収液と
の気液接触により二酸化炭素が吸収除去された脱炭酸排
ガスに対し、水洗部において洗浄水と気液接触させるこ
とより、前記脱炭酸排ガスに同伴するアミン化合物を回
収するように構成したアミン回収装置において、前記水
洗部を複数段構成とし、これら複数段の水洗部におい
て、順次、前記脱炭酸排ガスに同伴するアミン化合物の
回収処理を行うようにしたことを特徴とする。
【００６９】従って、この第５発明のアミン回収装置に
よれば、水洗部を複数段構成とし、これら複数段の水洗
部において、順次、前記脱炭酸排ガスに同伴するアミン
化合物の回収処理を行うようにしたことにより、脱炭酸
排ガスに同伴されるアミン化合物を非常に効率良く回収
することができ、運転コストの低減が可能となる。
【００７０】また、第６発明のアミン回収装置は、第５
発明のアミン回収装置において、再生塔還流水を洗浄水
として前記水洗部に供給するように構成したことを特徴
とする。
【００７１】従って、この第６発明のアミン回収装置に
よれば、水洗部の洗浄水に含まれるアミン濃度が低減さ
れてアミン回収能力が更に向上する。
【００７２】また、第７発明のアミン回収装置は、第５
又は第６発明のアミン回収装置において、後段の水洗部
から洗浄水を抜き出して前段の水洗部へ供給するように
構成したことを特徴とする。
【００７３】従って、この第７発明のアミン回収装置に
よれば、前段の水洗部の洗浄水に含まれるアミン濃度が
低減されて前段の水洗部におけるアミン回収能力が向上
し、また、これに伴って後段の水洗部の洗浄水に含まれ
るアミン濃度も更に低減することにもなり、全体として
アミン回収能力が更に向上する。
【００７４】また、第８発明のアミン回収装置は、第
５，第６又は第７発明のアミン回収装置において、二酸
化炭素吸収部及び各段の水洗部の出口にデミスタを設
け、これらのデミスタによって脱炭酸排ガスに同伴する
吸収液ミストや洗浄水ミストを除去するように構成した
ことを特徴とする。
【００７５】従って、この第８発明のアミン回収装置に
よれば、二酸化炭素吸収部に供給される吸収液ミストの
一部や各段の水洗部に供給される洗浄水ミストの一部が
脱炭酸排ガスとともに系外へ放出されて水分やアミン化
合物がロスするのを防止することができる。
【００７６】また、第９発明の脱炭酸ガス装置は、第
５，第６，第７又は第８発明のアミン回収装置を吸収塔
に備えたことを特徴とする。
【００７７】従って、この第９発明の脱炭酸ガス装置
は、第１５，第６，第７又は第８発明のアミン回収装置
を吸収塔に備えたことにより、アミン化合物の回収能力
が高くて運転コストの安価な装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る脱炭酸ガス装置の主
要部を示す構成図であるである。
【図２】従来の脱炭酸ガス装置の主要部を示す構成図で
ある。
【図３】従来の脱炭酸ガス装置の主要部を示す構成図で
ある。
【符号の説明】
６１ 吸収塔 ６２ 再生塔 ６３ 冷却塔 ６４ 一段水洗部 ６５ 二段水洗部 ６６ 排ガス供給ライン ６７ 冷却塔底部 ６８ 循環ポンプ ６９ 熱交換器 ７０ ノズル ７１ 充填部 ７２ 排ガス供給ライン ７３ 二酸化炭素吸収部 ７４ 吸収液供給ライン ７５ ノズル ７６ 再生塔底部 ７７ 吸収液供給ポンプ ７８ 熱交換器 ７９ 熱交換器 ８０ 吸収塔底部 ８１，８２ 液保留部 ８３，８４，８５ デミスタ ８６ 吸収液排出ライン ８７ 吸収液排出ポンプ ８８ 下部充填部 ８９ ノズル ９０ リボイラ ９１ 上部充填部 ９２ ノズル ９３ 二酸化炭素排出ライン ９４ コンデンサ ９５ 二酸化炭素分離器 ９６ 循環ポンプ ９７ 再生塔還流水供給ライン ９８ 熱交換器 ９９ ノズル １００ 還流ライン １０１ 循環ライン １０２ 循環ポンプ １０３ 熱交換器 １０４ ノズル １０５ 保留水排出ライン １０６ 循環ライン １０７ 循環ポンプ １０８ 保留水排出ライン １０９ 吸収塔頂部 １１０ ガス放出ライン １１１ 再生塔頂部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野条 貴司 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 田中 裕士 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 平田 琢也 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 石田 一男 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 中小路 裕 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D002 AA09 AC01 AC10 BA02 CA01 DA31 EA01 EA03 EA08 HA04 HA08 4D020 AA03 BA16 BB03 BC01 CB25 CB27 CC01 CC06 CC09 CC12 CC21

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二酸化炭素吸収部においてアミン化合物
    を含有する吸収液との気液接触により二酸化炭素が吸収
    除去された脱炭酸排ガスに対し、水洗部において洗浄水
    と気液接触させることより、前記脱炭酸排ガスに同伴す
    るアミン化合物を回収するアミン回収方法において、 前記水洗部を複数段構成とし、これら複数段の水洗部に
    おいて、順次、前記脱炭酸排ガスに同伴するアミン化合
    物の回収処理を行うことを特徴とするアミン回収方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載するアミン回収方法にお
    いて、 再生塔還流水を洗浄水として前記水洗部に供給すること
    を特徴とするアミン回収方法。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載するアミン回収方
    法において、 後段の水洗部から洗浄水を抜き出して前段の水洗部へ供
    給することを特徴とするアミン回収方法。
  4. 【請求項４】 請求項１，２又は３に記載するアミン回
    収方法において、 二酸化炭素吸収部及び各段の水洗部の出口にデミスタを
    設け、これらのデミスタによって脱炭酸排ガスに同伴す
    る吸収液ミストや洗浄水ミストを除去することを特徴と
    するアミン回収方法。
  5. 【請求項５】 二酸化炭素吸収部においてアミン化合物
    を含有する吸収液との気液接触により二酸化炭素が吸収
    除去された脱炭酸排ガスに対し、水洗部において洗浄水
    と気液接触させることより、前記脱炭酸排ガスに同伴す
    るアミン化合物を回収するように構成したアミン回収装
    置において、 前記水洗部を複数段構成とし、これら複数段の水洗部に
    おいて、順次、前記脱炭酸排ガスに同伴するアミン化合
    物の回収処理を行うようにしたことを特徴とするアミン
    回収装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載するアミン回収装置にお
    いて、 再生塔還流水を洗浄水として前記水洗部に供給するよう
    に構成したことを特徴とするアミン回収装置。
  7. 【請求項７】 請求項５又は６に記載するアミン回収装
    置において、 後段の水洗部から洗浄水を抜き出して前段の水洗部へ供
    給するように構成したことを特徴とするアミン回収装
    置。
  8. 【請求項８】 請求項５，６又は７に記載するアミン回
    収装置において、 二酸化炭素吸収部及び各段の水洗部の出口にデミスタを
    設け、これらのデミスタによって脱炭酸排ガスに同伴す
    る吸収液ミストや洗浄水ミストを除去するように構成し
    たことを特徴とするアミン回収装置。
  9. 【請求項９】 請求項５，６，７又は８に記載するアミ
    ン回収装置を吸収塔に備えたことを特徴とする脱炭酸ガ
    ス装置。
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