二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法与流程

文档序号:18354866发布日期:2019-08-06 22:58阅读:338来源:国知局
二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法与流程

本发明的实施方式涉及二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法。



背景技术:

近年来,作为地球变暖的原因之一,指出了使化石燃料燃烧时生成的燃烧废气中所含的二氧化碳的温室效应。

在这样的状况下,研究了用于防止在使用大量的化石燃料的火力发电厂等中将燃烧化石燃料而生成的燃烧废气中含有的二氧化碳向大气中放出的二氧化碳回收系统。在二氧化碳回收系统中,使燃烧废气与胺系吸收液接触,从燃烧废气中分离出二氧化碳并回收。

更具体而言,二氧化碳回收系统具备吸收塔和再生塔,所述吸收塔使燃烧废气中含有的二氧化碳吸收到胺系吸收液中,所述再生塔被从吸收塔供给吸收了二氧化碳的吸收液(富溶液,richsolution),并将所供给的富溶液进行加热而使二氧化碳从富溶液中放出,同时将吸收液再生。在再生塔上,连结有供给热源的再沸器,在再生塔内富溶液被加热。按照在再生塔中再生了的吸收液(贫溶液,leansolution)被供给至吸收塔、在该系统内吸收液进行循环的方式构成。

然而,就这样的二氧化碳回收系统而言,在吸收塔中使二氧化碳吸收到胺系吸收液中了的燃烧废气(脱碳酸燃烧废气)从吸收塔向大气放出时,存在伴随有胺的课题。即,由于在火力发电厂等中大量的燃烧废气被放出,所以有可能大量的含氨基化合物(胺)伴随于脱碳酸燃烧废气被放出。因此,在火力发电厂中利用二氧化碳回收系统时,期望有效地降低在吸收塔中伴随于脱碳酸燃烧废气而放出到大气中的胺。

作为这样的系统,有日本的公开专利公报、日本特开2004-323339号公报(以下称为专利文献1)。



技术实现要素:

发明所要解决的课题

本发明是考虑这样的方面而完成的,目的在于提供能够降低胺向大气中的放出量的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法。

用于解决课题的手段

基于实施方式的二氧化碳回收系统具备:二氧化碳回收部,使燃烧废气中含有的二氧化碳吸收到含有胺的吸收液中;第1清洗部,将从二氧化碳回收部排出的燃烧废气用第1清洗液进行清洗,从而将燃烧废气中伴随的胺回收;和第2清洗部,将从二氧化碳回收部排出的燃烧废气用第2清洗液进行清洗,从而将燃烧废气中伴随的胺回收。第1清洗部具有喷射以第1压力供给的第1清洗液的喷射器。第2清洗部具有使以比第1压力低的第2压力供给的第2清洗液分散而落下的清洗液体分散器。

基于实施方式的二氧化碳回收系统的运转方法具备:在二氧化碳回收部中,使燃烧废气中含有的二氧化碳吸收到含有胺的吸收液中的工序;将从二氧化碳回收部排出的燃烧废气在第1清洗部中用以第1压力供给的第1清洗液进行清洗,从而将燃烧废气中伴随的胺回收的工序;和将从二氧化碳回收部排出的燃烧废气在第2清洗部中用以比第1压力低的第2压力供给的第2清洗液进行清洗,从而将燃烧废气中伴随的胺回收的工序。

发明的效果

根据本发明,能够降低胺向大气中的放出量。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式中的二氧化碳回收系统的整体构成的图。

图2是表示在图1中所示的二氧化碳回收系统中清洗液的流量与雾状胺的回收效率的关系的曲线图。

图3是表示本发明的第2实施方式中的二氧化碳回收系统的整体构成的图。

图4是表示本发明的第3实施方式中的二氧化碳回收系统的整体构成的图。

图5是表示本发明的第4实施方式中的二氧化碳回收系统的整体构成的图。

图6是表示本发明的第5实施方式中的二氧化碳回收系统的整体构成的图。

图7是表示本发明的第6实施方式中的二氧化碳回收系统的整体构成的图。

图8是表示在图7中所示的二氧化碳回收系统中吸收塔内的雾状胺的粒径的推移的曲线图。

图9是表示图7中所示的二氧化碳回收系统的变形例的图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式中的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

(第1实施方式)首先,使用图1及图2,对本发明的第1实施方式中的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

如图1中所示的那样,二氧化碳回收系统1具备使燃烧废气2中含有的二氧化碳吸收到含有胺的吸收液中的吸收塔20、和使二氧化碳从由吸收塔20供给的吸收了二氧化碳的吸收液中放出而将吸收液再生的再生塔30。在吸收塔20中使二氧化碳吸收到吸收液中了的燃烧废气2作为脱碳酸燃烧废气3(后述)从吸收塔20被排出。另外,二氧化碳与蒸气一起作为含二氧化碳气体8(含二氧化碳蒸气)从再生塔30被排出。需要说明的是,供给至吸收塔20的燃烧废气2没有特别限定,但例如可以是火力发电厂的锅炉(未图示)的燃烧废气、工艺废气等,根据需要也可以在冷却处理后供给至吸收塔20。

吸收液在吸收塔20和再生塔30中循环,在吸收塔20中吸收二氧化碳而变成富溶液4,在再生塔30中放出二氧化碳而变成贫溶液5。对于吸收液,没有特别限制,但例如可以使用单乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇那样的含醇性羟基伯胺类,二乙醇胺、2-甲基氨基乙醇那样的含醇性羟基仲胺类,三乙醇胺、n-甲基二乙醇胺那样的含醇性羟基叔胺类,乙二胺、三亚乙基二胺、二亚乙基三胺那样的多亚乙基多胺类,哌嗪类、哌啶类、吡咯烷类那样的环状胺类,苯二甲基二胺那样的多胺类,甲基氨基羧酸那样的氨基酸类等及它们的混合物。这些胺化合物通常以10~70重量%的水溶液的形式使用。另外,吸收液中可以加入二氧化碳吸收促进剂或防腐蚀剂、进而作为其它介质的甲醇、聚乙二醇、环丁砜等。

吸收塔20具有二氧化碳回收部20a(填充层或塔板、以下记为填充层等)、设置于二氧化碳回收部20a的上方的液体分散器20b、和容纳二氧化碳回收部20a及液体分散器20b的吸收塔容器20c。

二氧化碳回收部20a以逆流型气液接触装置的形式构成。即,二氧化碳回收部20a作为一个例子由填充层等构成,使从再生塔30供给的贫溶液5一边流下到所填充的填充物或粒子等用于增加气液接触面积的内部构造物的表面,一边与燃烧废气2中含有的二氧化碳进行气液接触,使该二氧化碳吸收到贫溶液5中。若换而言之,则二氧化碳从燃烧废气2中被回收(或除去)。液体分散器20b使贫溶液5朝向二氧化碳回收部20a分散而落下,对二氧化碳回收部20a的表面供给贫溶液5。供给至液体分散器20b的贫溶液5的压力相对于吸收塔20内的压力为不那么高的压力,液体分散器20b实质上不是强制性的,主要通过重力的作用使贫溶液5落下到二氧化碳回收部20a中。在吸收塔容器20c中,容纳有二氧化碳回收部20a及液体分散器20b、以及后述的第1清洗部21、第2清洗部22、第3清洗部23及各除雾器(demister)81、82、83、84。吸收塔容器20c变成从吸收塔容器20c的下部接受燃烧废气2,将燃烧废气2从吸收塔容器20c的顶部作为后述的脱碳酸燃烧废气3排出。

在吸收塔20的下部,通过送风机b供给从上述的锅炉(boiler)等二氧化碳回收系统1的外部排出的含有二氧化碳的燃烧废气2。所供给的燃烧废气2在吸收塔20内朝向二氧化碳回收部20a上升。另一方面,来自再生塔30的贫溶液5向液体分散器20b供给而落下,供给至二氧化碳回收部20a并在其表面流下。在二氧化碳回收部20a中,燃烧废气2与贫溶液5进行气液接触,燃烧废气2中含有的二氧化碳被吸收到贫溶液5中而生成富溶液4。

所生成的富溶液4被暂且贮存在吸收塔容器20c的下部,从该下部被排出。与贫溶液5气液接触后的燃烧废气2中二氧化碳被回收,作为脱碳酸燃烧废气3从二氧化碳回收部20a在吸收塔20内进一步上升。

在吸收塔20与再生塔30之间设置有换热器31。在吸收塔20与换热器31之间设置有富溶液用泵32,从吸收塔20排出的富溶液4通过富溶液用泵32介由换热器31被供给至再生塔30。换热器31使从吸收塔20供给至再生塔30的富溶液4与从再生塔30供给至吸收塔20的贫溶液5进行热交换。由此,贫溶液5成为热源,富溶液4被加热至所期望的温度。若换而言之,则富溶液4成为冷热源,贫溶液5被冷却至所期望的温度。

再生塔30具有胺再生部30a(填充层等)、设置于胺再生部30a的上方的液体分散器30b、和容纳胺再生部30a及液体分散器30b的再生塔容器30c。其中胺再生部30a以逆流型气液接触装置的形式构成。即,胺再生部30a作为一个例子由填充层等构成,使从吸收塔20供给的富溶液4一边流下到所填充的填充物或粒子等用于增加气液接触面积的内部构造物的表面,一边与后述的蒸气7进行气液接触,使二氧化碳从富溶液4中放出。供给至液体分散器30b的富溶液4的压力相对于再生塔30内的压力为不那么高的压力,液体分散器30b使富溶液4朝向胺再生部30a分散而落下,对胺再生部30a的表面供给富溶液4。由于供给至液体分散器30b的富溶液4的压力不高,所以液体分散器30b实质上不是强制性的,主要通过重力的作用使富溶液4向胺再生部30a落下。在再生塔容器30c中,容纳有胺再生部30a及液体分散器30b、以及后述的再生塔清洗部37、及各除雾器86、87。再生塔容器30c将从富溶液4放出的含二氧化碳气体8从再生塔容器30c的顶部排出。

在再生塔30上,连结有再沸器33。该再沸器33通过加热介质6将从再生塔30供给的贫溶液5进行加热而产生蒸气7,并将所产生的蒸气7供给至再生塔30。更具体而言,对于再沸器33,供给从再生塔30的下部排出的贫溶液5的一部分,同时从例如涡轮(turbine)(未图示)等外部供给作为加热介质6的高温的蒸气。供给至再沸器33的贫溶液5通过与加热介质6进行热交换而被加热,由贫溶液5生成蒸气7。所生成的蒸气7被供给至再生塔30的下部,将再生塔30内的贫溶液5进行加热。需要说明的是,加热介质6并不限于来自涡轮的高温的蒸气。

在再生塔30的下部,从再沸器33供给蒸气7,在再生塔30内朝向胺再生部30a上升。另一方面,来自吸收塔20的富溶液4被供给至液体分散器30b并落下,被供给至胺再生部30a并在其表面流下。在胺再生部30a中,富溶液4与蒸气7进行气液接触,从富溶液4放出二氧化碳气体而生成贫溶液5。像这样操作在再生塔30中吸收液被再生。

所生成的贫溶液5从再生塔30的下部被排出,与富溶液4进行气液接触后的蒸气7含有二氧化碳,作为含二氧化碳气体8从再生塔30的顶部被排出。在所排出的含二氧化碳气体8中也含有蒸气。

在再生塔30与换热器31之间,设置有贫溶液用泵34。从再生塔30排出的贫溶液5通过贫溶液用泵34介由上述的换热器31被供给至吸收塔20。换热器31如上述那样使从再生塔30供给至吸收塔20的贫溶液5与从吸收塔20供给至再生塔30的富溶液4进行热交换而冷却。另外,在换热器31与吸收塔20之间,设置有贫溶液用冷却器35。贫溶液用冷却器35被从外部供给冷却水(例如冷却塔(coolingtower)的冷却水、海水)等冷却介质,将在换热器31中被冷却的贫溶液5进一步冷却至所期望的温度。

在贫溶液用冷却器35中被冷却的贫溶液5被供给至吸收塔20的液体分散器20b而落下,被供给至二氧化碳回收部20a并在其表面流下。在二氧化碳回收部20a中,贫溶液5与燃烧废气2进行气液接触,燃烧废气2中含有的二氧化碳被吸收到贫溶液5中而变成富溶液4。像这样操作,在二氧化碳回收系统1中,吸收液一边反复成为贫溶液5的状态与成为富溶液4的状态一边进行循环。

图1中所示的二氧化碳回收系统1进一步具备将从再生塔30的顶部排出的含二氧化碳气体8冷却并将蒸气冷凝而生成冷凝水9的气体用冷却器40、和将通过气体用冷却器40而生成的冷凝水9从含二氧化碳气体8中分离的气液分离器41。像这样操作,含二氧化碳气体8中含有的水分被降低,含二氧化碳气体8作为二氧化碳气体10从气液分离器41被排出,被供给至未图示的设备并储存。另一方面,在气液分离器41中分离了的冷凝水9通过冷凝水用泵42被供给至再生塔30,混入吸收液中。需要说明的是,对于气体用冷却器40,从外部供给用于将含二氧化碳气体8冷却的冷却介质(例如冷却塔(coolingtower)的冷却水、海水)。

顺便提一下,在吸收塔20内,设置有第1清洗部21、第2清洗部22和第3清洗部23,其中第1清洗部21将从二氧化碳回收部20a排出的脱碳酸燃烧废气3用第1清洗液11(第1清洗水)进行清洗,将脱碳酸燃烧废气3中伴随的吸收液成分即胺回收。第2清洗部22将从第1清洗部21排出的脱碳酸燃烧废气3用第2清洗液12(第2清洗水)进行清洗,将脱碳酸燃烧废气3中伴随的胺回收。第3清洗部23将从第2清洗部22排出的脱碳酸燃烧废气3用第3清洗液13(第3清洗水)进行清洗,将脱碳酸燃烧废气3中伴随的胺回收。其中第1清洗部21被设置于液体分散器20b的上方,第2清洗部22被设置于第1清洗部21的上方,第3清洗部23被设置于第2清洗部22的上方。

第1清洗部21具有第1回收空间21d、设置于第1回收空间21d的上方的第1喷射器21e、和设置于第1回收空间21d的下方的第1接收部21c。

第1回收空间21d是以第1压力被供给而从第1喷射器21e喷射的第1清洗液11一边以雾的状态自由落下(即,不与空间内的构造物等的表面接触的状态落下)、一边与通过第1接收部21c而上升的脱碳酸燃烧废气3进行气液接触的空间,是将脱碳酸燃烧废气3中伴随的胺(主要是雾状胺、吸收液的雾)回收的空间。第1回收空间21d从第1喷射器21e跨越第1接收部21c而形成。

本实施方式中,在第1喷射器21e与第1接收部21c之间,没有设置用于使第1清洗液11一边在表面流下一边与脱碳酸燃烧废气3接触的填充层或塔板等构造物。即,在第1喷射器21e与第1接收部21c之间,没有设置第1清洗液11在表面流下那样的构造物等构件,通过从第1喷射器21e跨越第1接收部21c而形成第1回收空间21d,从而第1回收空间21d按照第1清洗液11一边自由落下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触的方式构成。从第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的雾在脱碳酸燃烧废气3上升的第1回收空间21d中落下,直接到达第1接收部21c。即,按照通过第1回收空间21d后的第1清洗液11直接被第1接收部21c接收的方式构成。在落下的期间,第1清洗液11与脱碳酸燃烧废气3接触,脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺与第1清洗液11碰撞而被回收。

第1喷射器21e将以第1压力供给的第1清洗液11朝向第1回收空间21d喷射而使其落下。第1喷射器21e包含多个喷雾喷嘴孔(未图示),通过后述的第1循环泵51提高压力而将以第1压力供给的第1清洗液11从喷雾喷嘴孔进行喷射(喷雾)。由此,第1清洗液11变成雾(mist)状而从第1喷射器21e被高速喷射,在第1回收空间21d中一边均等地遍布一边自由落下。即,第1喷射器21e对第1清洗液11给予第1铅直方向初速度作为铅直方向的速度成分,使其在第1回收空间21d内具有铅直方向的速度成分而强制使其自由落下(喷射)。

第1接收部21c构成为将在第1回收空间21d中落下的第1清洗液11接收并贮存、并且从二氧化碳回收部20a排出而上升的脱碳酸燃烧废气3能够通过。即,第1接收部21c由接收并贮存第1清洗液11的接收部主体、设置于接收部主体之间的脱碳酸燃烧废气3所通过的开口部、和从上方覆盖开口部并用于防止第1清洗液11通过开口部的罩构成。

在第1清洗部21上,连结有使第1清洗液11循环的第1循环管线50。即,在第1循环管线50上,设置有第1循环泵51,将贮存于第1接收部21c中的第1清洗液11抽出并对第1喷射器21e按照成为第1压力的方式进行供给,使第1清洗液11循环。

第2清洗部22具有第2回收部22a(填充层等)、设置于第2回收部22a的上方的第2清洗液体分散器22b、和设置于第2回收部22a的下方的第2接收部22c。

第2回收部22a以逆流型气液接触装置的形式构成。即,第2回收部22a作为一个例子由填充层等构成,使第2清洗液12一边流下到所填充的填充物或粒子等用于增加气液接触面积的内部构造物的表面,一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触而将脱碳酸燃烧废气3中伴随的胺(主要是气体状胺)回收,将胺从脱碳酸燃烧废气3中除去。第2清洗液体分散器22b按照将以第2压力供给的第2清洗液12朝向第2回收部22a分散而落下、在位于第2回收部22a的内部的构造物的表面流下的方式供给第2清洗液12。第2压力比供给至第1清洗部21的第1喷射器21e的第1清洗液11的压力即第1压力更低。供给至第2清洗液体分散器22b的第2清洗液12的压力(第2压力)为相对于吸收塔20内的压力不那么高的压力。对第2清洗液体分散器22b所分散的第2清洗液12给予的铅直方向的速度成分即第2铅直方向初速度比第1清洗部21的第1喷射器21e对第1清洗液11给予的铅直方向的速度成分即第1铅直方向初速度更小。实质上对第2清洗液12给予的铅直方向的速度成分即第2铅直方向初速度几乎为0(零),第2清洗液体分散器22b通过重力的作用非强制性地使第2清洗液12自由落下到第2回收部22a。第2接收部22c构成为接收并贮存在第2回收部22a中在内部构造物的表面流下的第2清洗液12、并且从第1清洗部21的第1回收空间21d排出而上升的脱碳酸燃烧废气3能够通过。第2接收部22c与第1接收部21c同样地构成。

在第2清洗部22上连结有使第2清洗液12循环的第2循环管线54。即,在第2循环管线54上设置有第2循环泵55,将贮存于第2接收部22c中的第2清洗液12抽出并供给至第2清洗液体分散器22b,使第2清洗液12循环。

在本实施方式中,在第2循环管线54上,设置有将第2清洗液12冷却的第2清洗液冷却器56。对于第2清洗液冷却器56,作为用于将第2清洗液12冷却的冷却介质,从二氧化碳回收系统1的外部供给冷却介质(例如冷却塔的冷却水、海水)。像这样操作,第2清洗液冷却器56将在第2循环管线54中流动的第2清洗液12冷却,使第2清洗液12的温度变得比第1清洗液11的温度低。需要说明的是,也可以按照第2清洗液12的温度与第1清洗液11的温度变得大致同等的方式构成。

第3清洗部23具有第3回收部23a(填充层等)、设置于第3回收部23a的上方的第3清洗液体分散器23b、和设置于第3回收部23a的下方的第3接收部23c。

第3回收部23a以逆流型气液接触装置的形式构成。即,第3回收部23a作为一个例子由填充层等构成,使第3清洗液13一边流下到所填充的填充物或粒子等用于增加气液接触面积的内部构造物的表面,一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触而将脱碳酸燃烧废气3中伴随的胺(主要是气体状胺)回收,将胺从脱碳酸燃烧废气3中除去。第3清洗液体分散器23b按照使以第3压力供给的第3清洗液13朝向第3回收部23a分散而落下、在位于第3回收部23a的内部的构造物的表面流下的方式供给第3清洗液13。第3压力比对第1清洗部21的第1喷射器21e供给的第1清洗液11的压力即第1压力更低。对第3清洗液体分散器23b供给的第3清洗液13的压力(第3压力)为相对于吸收塔20内的压力不那么高的压力。对第3清洗液体分散器23b所分散的第3清洗液13给予的铅直方向的速度成分即第3铅直方向初速度与第1清洗部21的第1喷射器21e对第1清洗液11给予的铅直方向的速度成分即第1铅直方向初速度相比更小。实质上对第3清洗液13给予的铅直方向的速度成分即第3铅直方向初速度几乎为0(零),第3清洗液体分散器23b通过重力的作用非强制性地使第3清洗液13自由落下到第3回收部23a。第3接收部23c构成为接收并贮存在第3回收部23a中在内部构造物的表面流下的第3清洗液13、并且从第2清洗部22的第2回收部22a排出并上升的脱碳酸燃烧废气3能够通过。第3接收部23c与第1接收部21c及第2接收部22c同样地构成。对第3清洗液体分散器23b供给的第3清洗液13的压力即第3压力例如可以设定为与对第2清洗液体分散器22b供给的第2清洗液12的压力即第2压力相等。同样地,也可以按照使对第3清洗液体分散器23b所分散的第3清洗液13给予的铅直方向的速度成分即第3铅直方向初速度变得与对第2清洗液体分散器22b所分散的第2清洗液12给予的铅直方向的速度成分即第2铅直方向初速度变得相等的方式构成。

在第3清洗部23上连结有使第3清洗液13循环的第3循环管线57。即,在第3循环管线57上设置有第3循环泵58,将贮存于第3接收部23c中的第3清洗液13抽出并供给至第3清洗液体分散器23b,使第3清洗液13循环。

在本实施方式中,在第3循环管线57上设置有将第3清洗液13冷却的第3清洗液冷却器59。对于第3清洗液冷却器59,作为用于将第3清洗液13冷却的冷却介质,从二氧化碳回收系统1的外部供给冷却介质(例如冷却塔的冷却水、海水)。像这样操作,第3清洗液冷却器59将在第3循环管线57中流动的第3清洗液13冷却。

顺便提一下,从第1清洗部21的第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的每单位面积和单位时间的流量(第1流量)变得比从第2清洗部22的第2清洗液体分散器22b分散的第2清洗液12的每单位面积和单位时间的流量(第2流量)大,并且变得比第3清洗部23的第3清洗液体分散器23b的第3清洗液13的每单位面积和单位时间的流量(第3流量)大。从第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的流量通过上述的第1循环泵51(流量调整部)来调整。同样地,从第2清洗液体分散器22b分散的第2清洗液12的流量通过上述的第2循环泵55来调整,从第3清洗液体分散器23b分散的第3清洗液13的流量通过上述的第3循环泵58来调整。

需要说明的是,这里所示的单位面积为相对于第1喷射器21e喷射第1清洗液11的水平截面积(或第1清洗部21的水平截面积)、第2清洗液体分散器22b分散第2清洗液12的水平截面积(或第2清洗部22的水平截面积)、及第3清洗液体分散器23b分散第3清洗液13的水平截面积(或第2清洗部22的水平截面积)的单位面积。本实施方式中第1清洗部21、第2清洗部22及第3清洗部23的水平截面积由于实质上相等,所以也可以不考虑各清洗部(第1清洗部21、第2清洗部22及第3清洗部23)的水平截面积的不同,而通过每单位时间的流量来设定第1流量、第2流量及第3流量。

若也包括各清洗部21~23的水平截面积不同的情况在内而普遍化,则例如也可以将从第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的每单位面积和单位时间的流量(第1流量)设定为300l/分钟/m2以上,将从第2清洗液体分散器22b分散的第2清洗液12的每单位面积和单位时间的流量(第2流量)及从第3清洗液体分散器23b分散的第3清洗液13的每单位面积和单位时间的流量(第3流量)设定为50l/分钟/m2~150l/分钟/m2(图2中所示的通常流量范围)。

对第1清洗部21的第1喷射器21e供给的第1清洗液11的第1压力(第1喷射器21e内的压力)变得比对第2清洗部22的第2清洗液体分散器22b供给的第2清洗液12的第2压力(第2清洗液体分散器22b内的压力)更高,同时变得比对第3清洗部23的第3清洗液体分散器23b供给的第3清洗液13的第3压力(第3清洗液体分散器23b内的压力)更高。对第1喷射器21e供给的第1清洗液11的第1压力通过上述的第1循环泵51(压力调整部)来调整。同样地,对第2清洗液体分散器22b供给的第2清洗液12的第2压力通过上述的第2循环泵55来调整,对第3清洗液体分散器23b供给的第3清洗液13的第3压力通过上述的第3循环泵58来调整。例如,对第1喷射器21e供给的第1清洗液11的第1压力也可以设定为0.1mpa~0.8mpa。对第2清洗液体分散器22b供给的第2清洗液12的第2压力及对第3清洗液体分散器23b供给的第3清洗液13的第3压力也可以为0.1mpa以下。例如,通过考虑直到第1喷射器21e、第2清洗液体分散器22b及第3清洗液体分散器23b为止的各个扬程(水位差)来设定第1循环泵51、第2循环泵55及第3循环泵58的喷出压,能够分别如上述那样适当地设定第1压力、第2压力及第3压力。

从第1清洗部21的第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的粒径优选较小。这是由于:在以同一流量考虑的情况下,减小第1清洗液11的雾的粒径能够增加雾的个数。这种情况下,能够提高对脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺的物理性碰撞概率。例如,也可以将该第1清洗液11的中心粒径设定为100μm~1000μm、优选200μm~800μm。上述的第1喷射器21e的喷雾喷嘴孔构成为能够形成具有这样的中心粒径的第1清洗液11的雾。这里中心粒径设定为从第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的粒径的平均值。对于中心粒径,除了粒径的平均值以外,也可以通过中央值、或除了这些平均值或中央值以外还进一步使用了分散或画标准偏差等的函数等来适当定义。

顺便提一下,在二氧化碳回收部20a的上方,设置有回收部出口除雾器(demister)81。更详细而言,回收部出口除雾器81设置于二氧化碳回收部20a与第1清洗部21之间(液体分散器20b与第1接收部21c之间)。由此,从二氧化碳回收部20a排出的脱碳酸燃烧废气3通过回收部出口除雾器81而上升。回收部出口除雾器81将通过的脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾(主要是雾状胺)捕捉。

在第1清洗部21的上方,设置有第1清洗部出口除雾器82。更详细而言,第1清洗部出口除雾器82设置于第1清洗部21与第2清洗部22之间(第1喷射器21e与第2接收部22c之间)。由此,从第1清洗部21排出的脱碳酸燃烧废气3通过第1清洗部出口除雾器82而上升。第1清洗部出口除雾器82将通过的脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾(主要是雾状胺及第1清洗液11的雾)捕捉。

在第2清洗部22的上方,设置有第2清洗部出口除雾器83。更详细而言,第2清洗部出口除雾器83设置于第2清洗部22与第3清洗部23之间(第2清洗液体分散器22b与第3接收部23c之间)。由此,从第2清洗部22排出的脱碳酸燃烧废气3通过第3清洗部出口除雾器84而上升。第2清洗部出口除雾器83将通过的脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾(主要是雾状胺及第2清洗液12的雾)捕捉。

在第3清洗部23的上方,设置有第3清洗部出口除雾器84。更详细而言,第3清洗部出口除雾器84设置于第3清洗部23的第3清洗液体分散器23b的上方(第3清洗液体分散器23b与吸收塔容器20c的顶部之间)。由此,从第3清洗部23排出的脱碳酸燃烧废气3通过第3清洗部出口除雾器84而上升。第3清洗部出口除雾器84将脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾(主要是雾状胺及第3清洗液13的雾)捕捉。

在本实施方式中,第3清洗部出口除雾器84比第2清洗部出口除雾器83更稀疏地形成。

除雾器稀疏或致密地形成例如可以以除雾器的空间率来进行说明。更具体而言,也可以使除雾器的空间率的大小与除雾器的稀疏或致密对应。这种情况下,第3清洗部出口除雾器84比第2清洗部出口除雾器83更稀疏地形成与第3清洗部出口除雾器84的空间率变得比第2清洗部出口除雾器83的空间率更大含义相同。由此,第3清洗部出口除雾器84中脱碳酸燃烧废气3所通过的空间增加,脱碳酸燃烧废气3变得容易通过。因此,能够降低脱碳酸燃烧废气3的流动中产生的压力损耗。例如,在第2清洗部出口除雾器83及第3清洗部出口除雾器84为网格(mesh)状的除雾器的情况下,也可以使第3清洗部出口除雾器84的网格比第2清洗部出口除雾器83的网格粗。同样地,第3清洗部出口除雾器84也可以比第1清洗部出口除雾器82更稀疏地形成。

另外,除雾器稀疏或致密地形成例如也可以以由除雾器带来的雾的除去(或回收)率特性来进行说明。更具体而言,在以规定的粒径范围(例如0.1μm~10μm)内的雾的除去率来表示除雾器的特性的情况下,也可以使除去率的大小与除雾器的稀疏或致密对应。这种情况下,第3清洗部出口除雾器84比第2清洗部出口除雾器83更稀疏地形成与第3清洗部出口除雾器84中的规定的粒径范围的雾的除去率比第2清洗部出口除雾器83的除去率小含义相同。

另外,在本实施方式中,回收部出口除雾器81与第3清洗部出口除雾器84同样地也可以比第1清洗部出口除雾器82和/或第2清洗部出口除雾器83更稀疏地形成。

另外,如图1中所示的那样,再生塔30具有将从上述的胺再生部30a排出的含二氧化碳气体8用冷凝水9进行清洗、并将含二氧化碳气体8中伴随的胺回收的再生塔清洗部37。再生塔清洗部37设置于胺再生部30a的上方。

再生塔清洗部37具有再生塔回收部37a(填充层等)、和设置于再生塔回收部37a的上方的液体分散器37b。其中再生塔回收部37a以逆流型气液接触装置的形式构成。即,再生塔回收部37a作为一个例子由填充层等构成,使冷凝水9一边流下到所填充的填充物或粒子等用于增加气液接触面积的内部构造物的表面,一边与含二氧化碳气体8进行气液接触而从含二氧化碳气体8中回收胺。液体分散器37b使冷凝水9朝向再生塔回收部37a而分散并落下,对再生塔回收部37a的表面供给冷凝水9。液体分散器37b不是强制性的,而通过重力的作用使冷凝水9落下。

顺便提一下,在再生塔30的胺再生部30a的上方,设置有第1再生塔除雾器86。更详细而言,第1再生塔除雾器86设置于胺再生部30a与再生塔清洗部37之间(液体分散器30b与再生塔回收部37a之间)。由此,从胺再生部30a排出的含二氧化碳气体8通过第1再生塔除雾器86而上升。第1再生塔除雾器86将通过的含二氧化碳气体8中伴随的雾(主要是雾状胺)捕捉。

在再生塔清洗部37的上方,设置有第2再生塔除雾器87。更详细而言,第2再生塔除雾器87设置于再生塔清洗部37的液体分散器37b的上方(液体分散器37b与再生塔容器30c的顶部之间)。由此,从再生塔清洗部37排出的含二氧化碳气体8通过第2再生塔除雾器87而上升。第2再生塔除雾器87将通过的含二氧化碳气体8中伴随的雾状胺或冷凝水9的雾捕捉。

接着,对包含这样的构成的本实施方式的作用、即二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

在图1中所示的二氧化碳回收系统的运转中,在吸收塔20的二氧化碳回收部20a中,从贫溶液用冷却器35供给的贫溶液5从液体分散器20b分散落下,一边在二氧化碳回收部20a的表面流下一边与燃烧废气2进行气液接触。燃烧废气2中含有的二氧化碳被吸收到贫溶液5中。燃烧废气2作为脱碳酸燃烧废气3从二氧化碳回收部20a排出。排出的脱碳酸燃烧废气3在吸收塔容器20c内上升,并通过回收部出口除雾器81。

在回收部出口除雾器81中,主要是脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺中的粒径大的雾状胺被捕捉。

即,回收部出口除雾器81设置于液体分散器20b的正上方,成为从二氧化碳回收部20a排出的脱碳酸燃烧废气3最先通过的除雾器。因此,在通过回收部出口除雾器81的脱碳酸燃烧废气3中有可能伴随有粒径比较大的雾状胺。若粒径大的雾状胺到达第1清洗部21,则有可能第1清洗液11的胺浓度提高,第1清洗液11的清洗能力大大降低。因此,回收部出口除雾器81是出于将粒径大的雾状胺回收的目的而设置的。由此,回收部出口除雾器81如上述那样稀疏地形成。这种情况下,能够降低通过回收部出口除雾器81的脱碳酸燃烧废气3的流动中产生的压力损耗。

通过回收部出口除雾器81后的脱碳酸燃烧废气3通过第1清洗部21的第1接收部21c而到达第1回收空间21d。

另一方面,贮存于第1接收部21c中的第1清洗液11通过第1循环泵51从第1接收部21c被抽出,经由第1循环管线50以比第2压力或第3压力高的第1压力被供给到第1喷射器21e。在本实施方式中,在第1循环管线50上,由于没有设置后述的加热器52、53(参照图3、图4)、冷却器等,所以通过第1循环管线50的第1清洗液11没有被积极地加热或冷却。

第1清洗液11从第1喷射器21e的喷雾喷嘴孔喷射而在第1回收空间21d内落下,直接到达第1接收部21c。期间,第1清洗液11一边以雾的状态落下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触,脱碳酸燃烧废气3被第1清洗液11清洗。由此,主要是脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺被回收到第1清洗液11中。到达第1接收部21c的第1清洗液11被第1接收部21c接收并贮存。

这里,对在二氧化碳回收系统1中将脱碳酸燃烧废气3清洗时的一般的课题进行说明。

一般,在二氧化碳回收系统1中,为了将脱碳酸燃烧废气3中伴随的胺回收,有时设置使清洗液在表面流下的填充层或塔板。这种情况下,脱碳酸燃烧废气3与清洗液的接触面积增加,能够高效率地将胺回收。

脱碳酸燃烧废气3中伴随的胺大致分为气体状胺和雾状胺。其中气体状胺容易通过使用了清洗液和填充层等的清洗来回收。另一方面,雾状胺难以通过使用了清洗液和填充层等的清洗来回收。雾状胺容易被除雾器捕捉,但若雾的粒径变成5μm以下则连除雾器也难以捕捉。

因此,在本实施方式中,通过将清洗液雾化,来谋求雾状胺的回收效率的提高。即,在本实施方式中,对第1清洗部21的第1喷射器21e供给的第1清洗液11的压力提高,第1清洗液11从第1喷射器21e的喷雾喷嘴孔(刚喷射后特别)以高速被喷射。由此,第1清洗液11的雾与脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺物理性碰撞,雾状胺被捕捉到第1清洗液11的雾中而回收。回收了雾状胺的第1清洗液11落下到第1接收部21c。像这样操作,通过使用了清洗液和填充层等的清洗难以被捕捉的雾状胺被回收到第1清洗液11中,脱碳酸燃烧废气3被高效率地清洗。

另外,如上述那样,从第1喷射器21e喷射的第1清洗液11在没有设置填充层等的第1回收空间21d内与构造物等的表面不接触而自由落下。这种情况下,由于第1清洗液11的雾没有与构造物等构件碰撞而直接到达第1接收部21c,所以能够防止第1清洗液11的雾被微细化。

即,在第1清洗部21如第2清洗部22或第3清洗部23那样具有通过填充层等而构成的回收部(后述的图9中所示的第1回收部21a)的情况下,从第1喷射器21e以高速喷射的第1清洗液11的雾与填充层等碰撞,被微细化。这种情况下,第1清洗液11的雾的粒径变小,变得容易伴随于脱碳酸燃烧废气3中。因此,回收了胺的第1清洗液11伴随于脱碳酸燃烧废气3被排出到大气中,存在清洗效率下降这样的问题。

然而,在本实施方式中,在第1喷射器21e的下方形成有第1回收空间21d,没有设置填充层等构造物等构件。因此,能够防止第1清洗液11的雾被微细化,能够防止清洗效率的下降。例如,通过将从第1喷射器21e至第1接收部21c为止的距离设定为至少1m以上、优选1.5m以上,能够设置充分的第1回收空间21d。这种情况下,在第1清洗液11的雾到达第1接收部21c时能够减速,能够防止与第1接收部21c碰撞而被微细化。

顺便提一下,对于脱碳酸燃烧废气3的清洗效率的提高,第1清洗液11的雾的喷射速度或粒径也可有贡献。因此,对第1喷射器21e供给的第1清洗液11的第1压力例如优选提高至0.1mpa~0.8mpa。通过将第1清洗液11的第1压力设定为0.1mpa以上,能够提高第1清洗液11的雾的喷射速度。另一方面,通过将第1清洗液11的第1压力设定为0.8mpa以下,能够防止所喷射的第1清洗液11的雾的粒径变宽(具有宽的粒径分布),能够使清洗性能稳定化。另外,能够抑制第1循环泵51的容量(所需动力)的增大,能够抑制运转成本的增大。

所喷射的第1清洗液11的中心粒径优选为100μm~1000μm、特别是200μm~800μm。这里,通过将中心粒径设定为100μm以上,能够防止含有胺的第1清洗液11的雾伴随于脱碳酸燃烧废气3的流体中而清洗效率下降。为了更进一步防止第1清洗液11的雾伴随于脱碳酸燃烧废气3中,也可以将从第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的粒径设定为200μm以上。另一方面,通过将中心粒径设定为1000μm以下,能够减小第1清洗液11的雾的粒径,能够增加第1清洗液11的雾的个数而提高与脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺的碰撞概率。为了更进一步提高与脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺的碰撞概率,也可以将从第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的粒径设定为800μm以下。

另外,从第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的每单位面积和单位时间的流量(第1流量)也可以设定为300l/分钟/m2以上。这里,从第2清洗部22的第2清洗液体分散器22b分散的第2清洗液12的每单位面积和单位时间的流量(第2流量)被设定为50l/分钟/m2~150l/分钟/m2。第3清洗液13的每单位面积和单位时间的流量(第3流量)也同样。从第2清洗液体分散器22b分散的第2清洗液12一边在通过填充层等而构成的第2回收部22a的表面流下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触。因此,即使使第2清洗液12的每单位面积和单位时间的流量大于150l/分钟/m2,对脱碳酸燃烧废气3的清洗效率提高的贡献也有限。另外使第2清洗液12的流量增大至必要以上会使第2循环泵55的容量增大,使运转成本增大,不优选。然而,在第1清洗部21中,没有设置填充层等构件,使从第1喷射器21e喷射的第1清洗液11以雾的状态与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触。由此,使第1清洗液11的每单位面积和单位时间的流量增大能够有助于提高与脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺的物理性的碰撞概率,能够提高脱碳酸燃烧废气3的清洗效率。这被示于图2中。

图2是表示第1清洗液11的流量与雾状胺的回收效率的关系的曲线图。其数据在以下所示的试验条件下得到。·试验装置内径(相当于吸收塔容器20c的内径)…157mm·处理气体流速(相当于脱碳酸燃烧废气3的流速)…0.7m/s·雾状胺个数浓度(粒径为0.61μm~0.95μm)…约10000个/cc·清洗水雾中心粒径…约0.5mm·喷射压力…0.2mpa

如图2中所示的那样,在第2清洗液12或第3清洗液13的通常流量范围内,回收效率低,但若超过该范围,则回收效率逐渐增大。若流量变成300l/分钟/m2以上则回收效率超过70%,能够提高雾状胺的回收效率。

另外,如上所述,脱碳酸燃烧废气3中伴随的胺大致分为气体状胺和雾状胺,但一般而言,雾状胺以胺量计的比率较多。由此,通过将最先清洗从二氧化碳回收部20a排出的脱碳酸燃烧废气3的第1清洗液11从第1喷射器21e喷射而将雾状胺回收,能够将脱碳酸燃烧废气3中伴随的胺有效地进行回收。这种情况下,在第2清洗液12进行清洗时,脱碳酸燃烧废气3中伴随的胺的量降低,在第3清洗液13进行清洗时进一步降低。因此,第2清洗液12的胺浓度变得比第1清洗液11的胺浓度低,第3清洗液13的胺浓度变得进一步比第2清洗液12低。

如图1中所示的那样,被第1清洗液11清洗后的脱碳酸燃烧废气3从第1清洗部21的第1回收空间21d被排出。然后,脱碳酸燃烧废气3在吸收塔容器20c内进一步上升,通过第1清洗部出口除雾器82。

在第1清洗部出口除雾器82中,主要是脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺及第1清洗液11的雾被捕捉。若对其中的雾状胺进行叙述,则第1清洗部出口除雾器82比回收部出口除雾器81更致密地形成。因此,脱碳酸燃烧废气3中伴随的气体状胺中的粒径小的雾状胺与粒径大的雾状胺一起被第1清洗部出口除雾器82捕捉。没有被第1回收空间21d回收尽的雾状胺被第1清洗部出口除雾器82捕捉。

通过第1清洗部出口除雾器82后的脱碳酸燃烧废气3通过第2清洗部22的第2接收部22c而到达第2回收部22a。

另一方面,贮存于第2接收部22c中的第2清洗液12通过第2循环泵55从第2接收部22c被抽出,经由第2循环管线54被供给至第2清洗液体分散器22b。期间,第2清洗液12被第2清洗液冷却器56冷却,第2清洗液12的温度变得比第1清洗液11的温度低。

在第2回收部22a中,冷却后的第2清洗液12一边在第2回收部22a的表面流下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触,脱碳酸燃烧废气3被清洗。由此,主要是脱碳酸燃烧废气3中伴随的气体状胺被回收到第2清洗液12中。在第2回收部22a中清洗过脱碳酸燃烧废气3的第2清洗液12从第2回收部22a落下而被第2接收部22c接收并贮存。

由于对第2回收部22a供给冷却后的第2清洗液12,所以第2回收部22a的温度变得比第1回收空间21d的温度低。因此,脱碳酸燃烧废气3被第2清洗液12冷却,脱碳酸燃烧废气3的温度下降。通过脱碳酸燃烧废气3的温度的下降,脱碳酸燃烧废气3中伴随的水蒸汽冷凝,冷凝后的水分被第2清洗液12捕捉。由此,第2清洗液12的胺浓度降低。

另外,没有被第1清洗部出口除雾器82回收尽的雾状胺被供给至第2清洗部22的第2回收部22a,在第2回收部22a中被冷却。在第2回收部22a中,冷凝后的水分也被雾状胺捕捉。由此,雾状胺的粒径增大,雾状胺变得容易被设置于第2回收部22a的上方的第2清洗部出口除雾器83捕捉。

被第2清洗液12清洗后的脱碳酸燃烧废气3从第2回收部22a被排出,在吸收塔容器20c内进一步上升,通过第2清洗部出口除雾器83。

在第2清洗部出口除雾器83中,主要是脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺及第2清洗液12的雾被捕捉。若对其中的雾状胺进行叙述,则第2清洗部出口除雾器83比回收部出口除雾器81更致密地形成。因此,脱碳酸燃烧废气3中伴随的气体状胺中的粒径小的雾状胺与粒径大的雾状胺一起被第2清洗部出口除雾器83捕捉。没有被第1回收空间21d或第1清洗部出口除雾器82回收尽的雾状胺被第2清洗部出口除雾器83捕捉。

通过第2清洗部出口除雾器83后的脱碳酸燃烧废气3通过第3清洗部23的第3接收部23c而到达第3回收部23a。

另一方面,贮存于第3接收部23c中的第3清洗液13通过第3循环泵58从第3接收部23c被抽出,经由第3循环管线57被供给至第3清洗液体分散器23b。期间,第3清洗液13被第3清洗液冷却器59冷却。

在第3回收部23a中,冷却后的第3清洗液13一边在第3回收部23a的表面流下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触,脱碳酸燃烧废气3被清洗。由此,主要是脱碳酸燃烧废气3中伴随的气体状胺被第3清洗液13回收。在第3回收部23a中清洗过脱碳酸燃烧废气3的第3清洗液13从第3回收部23a落下而被第3接收部23c接收并贮存。

另外,在对第3回收部23a供给冷却后的第3清洗液13的情况下,第3回收部23a的温度变得比第2清洗部22的温度低。因此,脱碳酸燃烧废气3被第3清洗液13冷却,脱碳酸燃烧废气3的温度下降。通过脱碳酸燃烧废气3的温度的下降,脱碳酸燃烧废气3中伴随的水蒸汽冷凝,冷凝后的水分被第3清洗液13捕捉。由此,第3清洗液13的胺浓度降低。

另外,没有被第1清洗部21及第2清洗部22回收尽的雾状胺被供给至第3清洗部23的第3回收部23a,在第3回收部23a中被冷却。在第3回收部23a中,冷凝后的水分也被雾状胺捕捉。由此,雾状胺的粒径增大,雾状胺变得容易被设置于第3回收部23a的上方的第3清洗部出口除雾器84捕捉。

被第3清洗液13清洗后的脱碳酸燃烧废气3从第3回收部23a被排出,在吸收塔容器20c内进一步上升,通过第3清洗部出口除雾器84。

在第3清洗部出口除雾器84中,主要是脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺及第3清洗液13的雾被捕捉。一般而言,设置第3清洗部出口除雾器84的目的之一是第2清洗部出口除雾器83的后备,将没有被第2清洗部出口除雾器83回收尽的雾状胺捕捉。然而,雾状胺被回收部出口除雾器81或第1清洗部出口除雾器82、第2清洗部出口除雾器83捕捉。因此,在视为雾状胺没有被第2清洗部出口除雾器83充分捕捉的情况下,能够将第3清洗部出口除雾器84的捕捉对象集中于第3清洗液13的雾。来源于第3清洗液13的雾与雾状胺相比存在粒径较大的倾向。因此,考虑脱碳酸燃烧废气3的压力损耗,第3清洗部出口除雾器84稀疏地形成。

通过第3清洗部出口除雾器84后的脱碳酸燃烧废气3从吸收塔容器20c的顶部被排出。

像这样根据本实施方式,第1清洗部21具有将第1清洗液11喷射并使其落下的第2喷射器22e。由此,能够将第1清洗液11雾化,第1清洗液11的雾能够与从二氧化碳回收部20a排出的脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺进行物理性碰撞。因此,能够将雾状胺高效率地回收到第1清洗液11中,能够提高脱碳酸燃烧废气3的清洗效率。其结果是,能够降低胺向大气中的放出量。

另外,根据本实施方式,从第1清洗部21的第1喷射器21e跨越第1接收部21c,形成有第1清洗液11一边以雾的状态自由落下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触的第1回收空间21d。由此,能够防止从第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的雾在到达第1接收部21c之前与构造物等构件进行碰撞。因此,能够防止第1清洗液11的雾被微细化而伴随于脱碳酸燃烧废气3中。

另外,根据本实施方式,从第1清洗部21的第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的每单位面积和单位时间的流量(第1流量)变得比从第2清洗部22的第2清洗液体分散器22b分散的第2清洗液12的每单位面积和单位时间的流量(第2流量)大。由此,能够增加从第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的雾的个数,能够提高与脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺的物理性的碰撞概率。因此,能够将雾状胺更进一步高效率地回收。

另外,根据本实施方式,对第1清洗部21的第1喷射器21e供给的第1清洗液11的第1压力变得比对第2清洗部22的第2清洗液体分散器22b供给的第2清洗液12的第2压力高。由此,能够提高来自第1喷射器21e的第1清洗液11的雾的喷射速度中的特别是铅直方向的速度成分即第1铅直方向初速度。因此,能够将第1清洗液11的雾迅速且均匀地供给至第1回收空间21d内,能够将脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺高效率地回收。另外,能够防止第1清洗液11的雾伴随于脱碳酸燃烧废气3中。

另外,根据本实施方式,第3清洗部出口除雾器84比第2清洗部出口除雾器83更稀疏地形成。由此,能够用第3清洗部出口除雾器84将雾状胺及第3清洗液13的雾捕捉,同时能够降低通过第3清洗部出口除雾器84的脱碳酸燃烧废气3的流动中产生的压力损耗。这种情况下,能够降低用于对吸收塔20供给燃烧废气2的送风机b的动力。

另外,根据本实施方式,回收部出口除雾器81比第2清洗部出口除雾器83更稀疏地形成。由此,能够用回收部出口除雾器81将雾状胺捕捉,同时能够降低通过回收部出口除雾器81的脱碳酸燃烧废气3的流动中产生的压力损耗。这种情况下,能够降低用于对吸收塔20供给燃烧废气2的送风机b的动力。

需要说明的是,在上述的本实施方式中,对回收部出口除雾器81及第3清洗部出口除雾器84比第1清洗部出口除雾器82及第2清洗部出口除雾器83分别更稀疏地形成的例子进行了说明。然而,并不限于此,各除雾器81~84也可以以同样的空间率或除去率来形成。在后述的各实施方式中也同样。

另外,在上述的本实施方式中,对第1清洗部21的第1喷射器21e构成为提高了压力的第1清洗液11从喷雾喷嘴孔被喷射的所谓的1流体喷嘴的例子进行了说明。然而,并不限于此,只要是能够将第1清洗液11喷射,第1喷射器21e也可以构成为2流体喷嘴。这种情况下,只要是能够使第1清洗液11喷射,则对第1喷射器21e供给的第1清洗液11的压力也可以低于0.1mpa。

(第2实施方式)接着,使用图3,对本发明的第2实施方式中的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

在图3中所示的第2实施方式中,设置有将第1清洗液加热的第1加热器这点主要不同,但其它的构成与图1及图2中所示的第1实施方式大致相同。需要说明的是,在图3中,对与图1及图2中所示的第1实施方式相同的部分标注同一符号并省略详细的说明。

在本实施方式中,如图3中所示的那样,在第1循环管线50上,设置有将第1清洗液11加热的第1加热器52(第1加热部)。第1加热器52使第1清洗液11的温度高于二氧化碳回收部20a的上端部的温度、并且高于第2清洗液12的温度。需要说明的是,在图3中所示的方式中,第1加热器52在第1循环管线50中被设置于第1循环泵51的下游侧(第1喷射器21e的一侧),但并不限于此。

在第1加热器52中用于将第1清洗液11加热的热源成为从再生塔30被排出并通过换热器31后的贫溶液5。即,在本实施方式中,通过换热器31后的贫溶液5被供给至第1加热器52并将第1清洗液11加热。

如上所述,脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺难以通过使用了清洗液和填充层等的清洗而回收。因此,在本实施方式中,使从第1清洗部21的第1喷射器21e喷射的第1清洗液11的雾与雾状胺碰撞,将雾状胺回收到第1清洗液11的雾中。然而,若雾状胺的粒径变小(例如若变成0.5μm以下),则雾状胺的回收效率下降。因此,为了提高雾状胺的回收效率,增大雾状胺的粒径是有效的。

作为增大雾状胺的粒径的方法,考虑使第2清洗部22的温度低于第1清洗部21的温度并使两者的温度差扩大。这种情况下,在脱碳酸燃烧废气3通过第2清洗部22内时被冷却,脱碳酸燃烧废气3所含有的水蒸汽冷凝,冷凝后的水分能够被雾状胺捕捉而使雾状胺的粒径增大。

作为使第2清洗部22的温度低于第1清洗部21的温度的方法,考虑2个。第一个是将第1清洗部21加热的方法,第二个是将第2清洗部22冷却的方法。

以使清洗液中的胺蒸气压降低为目的,有时将清洗液冷却。然而,一般的清洗液的运用温度为30℃~40℃左右,与此相对,冷却后的清洗液的温度停留在20℃~30℃左右,通过冷却而得到的温度差变小。由此,通过将第2清洗液12冷却而使第1清洗部21与第2清洗部22的温度差扩大变得困难。另外,在为了扩大温度差而将第2清洗液12使用冷却能力高的冷却器(chiller)等进行冷却的情况下,虽然能够将清洗液的温度更进一步降低,但是冷却所需的能量急增。二氧化碳回收系统1的大的课题之一是如何降低为了回收二氧化碳所需的能量。因此,不优选增大用于将脱碳酸燃烧废气3冷却的能量。

于是,在本实施方式中,将二氧化碳回收系统1的外部(周边设备)的废热有效利用。即,通过将通常在常温下或冷却后使用的第1清洗液11用废热进行加热,提高第1清洗液11的温度,使第1清洗液11与第2清洗液12的温度差扩大。由此,使第1清洗部21与第2清洗部22的温度差扩大,使第2清洗部22中的冷凝水分量增大。第1清洗部21的温度优选比二氧化碳回收部20a的上端部的温度高5℃~50℃,更进一步优选高10℃~30℃。

另外,除了通过冷凝来增大雾状胺的粒径以外,通过积极地产生冷凝水分,能够减轻使用了清洗液和填充层等的清洗方法所具有的以下的2个课题。首先,对使用了清洗液和填充层等的清洗方法所具有的课题进行说明。

[1]在填充层表面流下的清洗液容易偏流。由此,由于填充层表面的整体变得没有润湿(产生短路(shortpass)),所以存在脱碳酸燃烧废气3没有与清洗液接触、没有被清洗而穿过填充层这样的课题。

[2]在填充层的表面流下的清洗液将脱碳酸燃烧废气3中伴随的气体状胺吸收,但其吸收速度依赖于气液接触界面中的清洗液的胺浓度和脱碳酸燃烧废气3的胺浓度。即,只要是能够将气液接触界面中的清洗液的胺浓度一直维持在低浓度,则能够较高地维持清洗液吸收胺的速度。然而,气液接触界面中的清洗液的胺浓度通过吸收脱碳酸燃烧废气3中的胺而立即上升。并且,由于清洗液中的胺的扩散速度慢,所以在气液接触界面中被清洗液吸收的胺难以向清洗液内扩散。因此,气液接触界面中的清洗液的胺浓度被以高浓度维持,存在导致胺吸收速度的下降的课题。

在本实施方式中,如上所述,通过积极地有效利用冷凝水分,可解决上述的2个课题。

[1]冷凝由在填充层的空隙中流动的脱碳酸燃烧废气3产生。脱碳酸燃烧废气3在填充层中均匀地流动。因此,通过冷凝后的水分能够将填充层的表面均匀地润湿,能够抑制脱碳酸燃烧废气3没有被清洗而穿过填充层。

[2]通过使冷凝水分量增大,从而冷凝后的水分被清洗液捕捉。由此,在产生冷凝的期间,清洗液的气液接触界面被冷凝后的水分置换。因此,能够将气液接触界面中的清洗液的胺浓度维持在低浓度,能够抑制胺吸收速度的下降。

像这样操作,能够解决上述的2个课题,能够提高来自脱碳酸燃烧废气3的胺的吸收速度而将胺有效地捕捉,抑制胺的回收量下降。

在图3中所示的本实施方式中,在第1清洗部21中,被第1加热器52加热后的第1清洗液11的雾从第1喷射器21e被喷射,脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺被回收。没有被第1清洗部21回收尽的雾状胺被第1清洗液11加热,供给至第2清洗部22的第2回收部22a后被冷却。由此,在第2回收部22a中,来自于脱碳酸燃烧废气3中伴随的水蒸汽的许多水分冷凝,许多水分被雾状胺捕捉。因此,雾状胺的粒径增大,雾状胺变得容易被设置于第2回收部22a的上方的第2清洗部出口除雾器83捕捉。另外,在第2回收部22a中,由于上述的[1]、[2]的课题得以解决,所以脱碳酸燃烧废气3中伴随的气体状胺也能够有效地回收。

像这样根据本实施方式,由于脱碳酸燃烧废气3在第1清洗部21中被加热,所以能够扩大第1清洗部21与第2清洗部22的温度差。由此,在第2清洗部22中能够使脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺的粒径增大,通过第2清洗部出口除雾器83,能够将雾状胺高效率地捕捉。尤其,在本实施方式中,由于加热后的第1清洗液11被喷射,所以能够使通过第1回收空间21d的脱碳酸燃烧废气3的加热均等化。因此,能够使从第1回收空间21d排出的脱碳酸燃烧废气3的温度均等地上升,能够促进第2清洗部22中的水分的冷凝。其结果是,能够提高脱碳酸燃烧废气3的清洗效率。

另外,根据本实施方式,第1加热器52的热源成为从再生塔30排出并通过换热器31后的贫溶液5。由此,能够使第1清洗液11的温度高于二氧化碳回收部20a的上端部的温度、并且高于第2清洗液12的温度。因此,能够扩大第1清洗部21与第2清洗部22的温度差。另外,由于在这样的用于扩大温度差的热源中使用了通过换热器31后的贫溶液5,所以能够将废热有效利用。

需要说明的是,在上述的本实施方式中,对第1加热器52的热源成为从再生塔30排出的通过换热器31后的贫溶液5的例子进行了说明。然而,并不限于此,第1加热器52的热源只要是能够使第1清洗液11的温度高于第2清洗液12的温度,则为任意。例如,可以是从再沸器33排出的加热介质6,或者,也可以是供给至吸收塔20中的燃烧废气2。任一情况下,均能够将废热有效利用而将第1清洗液11加热。其中燃烧废气2通常从火力发电厂的锅炉通过脱硝装置、除尘装置、脱硫装置等后被供给至二氧化碳回收系统1的吸收塔20而进行脱碳酸处理。供给至吸收塔20之前的燃烧废气2的温度由于具有50℃~90℃左右的热,所以能够将该废热进行有效利用。进而,第1加热器52的热源也可以是电加热器。

(第3实施方式)接着,使用图4对本发明的第3实施方式中的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

在图4中所示的第3实施方式中,设置有将通过第1加热器加热后的第1清洗液进一步加热的第2加热器这点主要不同,其它的构成与图3中所示的第2实施方式大致相同。需要说明的是,图4中,对与图3中所示的第2实施方式相同的部分标注同一符号并省略详细的说明。

在本实施方式中,如图4中所示的那样,在第1循环管线50上,设置有将通过第1加热器52加热后的第1清洗液11进一步加热的第2加热器53(第2加热部)。在图4中所示的方式中,第2加热器53在第1循环管线50中设置于第1加热器52的下游侧(第1喷射器21e的一侧)。

在第2加热器53中用于将第1清洗液11加热的热源与第1加热器52的热源不同,为从再沸器33排出的加热介质6。即,在本实施方式中,从再沸器33排出的加热介质6被供给至第2加热器53,将在第1加热器52中加热后的第1清洗液11进一步进行加热。由于通过再沸器33后的加热介质6的温度比从换热器31排出的贫溶液5的温度高,所以通过该加热介质6,能够将被第1加热器52加热后的第1清洗液11进一步加热。因此,能够更进一步提高第1清洗液11的温度。

像这样根据本实施方式,第2加热器53将被第1加热器52加热后的第1清洗液11进一步加热。由此,能够更进一步提高第1清洗液11的温度,能够使第1清洗部21与第2清洗部22的温度差更进一步扩大。因此,在第2清洗部22中能够使脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺的粒径更进一步增大,通过第2清洗部出口除雾器83,能够将雾状胺更进一步高效率地捕捉。其结果是,能够使脱碳酸燃烧废气3的清洗效率更进一步提高。

另外,根据本实施方式,第2加热器53的热源成为从再沸器33排出的加热介质6。由此,能够将废热有效利用而使第1清洗部21与第2清洗部22的温度差扩大。

需要说明的是,在上述的本实施方式中,对第2加热器53的热源成为从再沸器33排出的加热介质6的例子进行了说明。然而,并不限于此,第2加热器53的热源只要是能够将第1清洗液11进一步加热,则为任意。例如也可以是供给至吸收塔20的燃烧废气2。进而,第2加热器53的热源也可以是电加热器。

(第4实施方式)接着,使用图5对本发明的第4实施方式中的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

在图5中所示的第4实施方式中,设置有使第2清洗液的一部分混入第1清洗液中的第1旁通管线(bypassline)、并且设置有使第3清洗液的一部分混入第2清洗液中的第2旁通管线这点主要不同,其它的构成与图3中所示的第2实施方式大致相同。需要说明的是,图5中,对与图3中所示的第2实施方式相同的部分标注同一符号并省略详细的说明。

在本实施方式中,如图5中所示的那样,设置有使第2清洗液12的一部分混入第1清洗液11中的第1旁通管线61。图5中,示出了第1旁通管线61的上游端部(第2清洗部22一侧的端部)与第2清洗部22的第2接收部22c连结的例子。由此,贮存于第2接收部22c中的第2清洗液12的一部分流入第1旁通管线61中。示出了第1旁通管线61的下游端部(第1清洗部21一侧的端部)配置于第1清洗部21的第1接收部21c的上方附近的例子。由此,通过第1旁通管线61后的第2清洗液12被供给至第1接收部21c。

在第1旁通管线61上,也可以设置有第1旁通阀63。例如,第1旁通阀63也可以基于贮存于第2接收部22c中的第2清洗液12的液面水平来控制。这种情况下,也可以在第2接收部22c上设置液面水平计(未图示),在贮存于第2接收部22c中的第2清洗液12的液面水平比规定的基准水平高的情况下,增大第1旁通阀63的开度,在比规定的基准水平低的情况下,减小第1旁通阀63的开度。另外,也可以根据第2清洗液12的液面水平来调整第1旁通阀63的开度。

另外,在本实施方式中,如图5中所示的那样,设置有使第3清洗液13的一部分混入第2清洗液12中的第2旁通管线62。在图5中,示出了第2旁通管线62的上游端部(第3清洗部23一侧的端部)与第3清洗部23的第3接收部23c连结的例子。由此,贮存于第3接收部23c中的第3清洗液13的一部分流入第2旁通管线62中。示出了第2旁通管线62的下游端部(第2清洗部22一侧的端部)被配置于第2清洗部22的第2接收部22c的上方附近的例子。由此,通过第2旁通管线62后的第3清洗液13被供给至第2接收部22c。

在第2旁通管线62上,也可以设置有第2旁通阀64。例如,第2旁通阀64也可以基于贮存于第3接收部23c中的第3清洗液13的液面水平来控制。这种情况下,也可以在第3接收部23c上设置液面水平计(未图示),在贮存于第3接收部23c中的第3清洗液13的液面水平比规定的基准水平高的情况下,增大第2旁通阀64的开度,在比规定的基准水平低的情况下,可以减小第2旁通阀64的开度。另外,也可以根据第3清洗液13的液面水平来调整第2旁通阀64的开度。

像这样根据本实施方式,通过第1旁通管线61,能够使胺浓度比第1清洗液11低的第2清洗液12的一部分混入第1清洗液11中。由此,能够降低第1清洗液11的胺浓度,在第1清洗部21中,能够防止胺回收性能下降。另外,第2清洗液12由于能够作为第1清洗液11再利用,所以能够不需要进行废弃,能够减少对第1清洗液11补给新的清洗液的频率。

另外,根据本实施方式,通过第2旁通管线62,能够使胺浓度比第2清洗液12低的第3清洗液13的一部分混入第2清洗液12中。由此,能够降低第2清洗液12的胺浓度,在第2清洗部22中,能够防止胺回收性能下降。另外,第3清洗液13由于能够作为第2清洗液12再利用,所以能够不需要进行废弃,能够减少对第2清洗液12补给新的清洗液的频率。

需要说明的是,在上述的本实施方式中,如图5中所示的那样,示出了在第1循环管线50上设置有第1加热器52的例子。然而,并不限于此,也可以不设置第1加热器52。

另外,在上述的本实施方式中,如图5中所示的那样,对设置有使第3清洗液13的一部分混入第2清洗液12中的第2旁通管线62的例子进行了说明。然而,并不限于此,也可以不设置这样的第2旁通管线62。

(第5实施方式)接着,使用图6,对本发明的第5实施方式中的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

在图6中所示的第5实施方式中,第1清洗液一边在第1回收部的表面流下一边将脱碳酸燃烧废气进行清洗、第2清洗液一边在回收空间中以雾的状态落下一边将脱碳酸燃烧废气进行清洗这点主要不同,其它的构成与图1及图2中所示的第1实施方式大致相同。需要说明的是,图6中,对与图1及图2中所示的第1实施方式相同的部分标注同一符号并省略详细的说明。

在本实施方式中,如图6中所示的那样,概略而言,图1中所示的第1清洗部21设置于图1中所示的第2清洗部22的上方。

更具体而言,第1清洗部21具有第1回收部21a(填充层等)和设置于第1回收部21a的上方的第1清洗液体分散器21b。即,代替第1回收空间21d而设置有第1回收部21a,代替第1喷射器21e而设置有第1清洗液体分散器21b。第1回收部21a与第2回收部22a或第3回收部23a同样地构成为逆流型气液接触装置。即,第1回收部21a作为一个例子由填充层等构成,使第1清洗液11一边流下到所填充的填充物或粒子等用于增加气液接触面积的内部构造物的表面,一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触而将脱碳酸燃烧废气3中伴随的胺(主要是气体状胺)回收,将胺从脱碳酸燃烧废气3中除去。第1清洗液体分散器21b与第2清洗液体分散器22b或第3清洗液体分散器23b同样地按照使第1清洗液11朝向第1回收部21a分散而落下、在位于第1回收部21a的内部的构造物的表面流下的方式供给第1清洗液11。第1清洗液体分散器21b通过重力的作用而非强制性地使第1清洗液11自由落下到第1回收部21a。在第1回收部21a中在内部构造物的表面流下的第1清洗液11被第1接收部21c接收并贮存。

第2清洗部22具有第2回收空间22d和设置于第2回收空间22d的上方的第2喷射器22e。

第2回收空间22d与第1回收空间21d同样地,是从第2喷射器22e喷射的第2清洗液12一边以雾的状态自由落下(即,不与空间内的构造物等的表面接触而直接落下)、一边与通过第2接收部22c而上升的脱碳酸燃烧废气3进行气液接触的空间,且将脱碳酸燃烧废气3中伴随的胺(主要是雾状胺)回收的空间。第2回收空间22d从第2喷射器22e跨越第2接收部22c而形成。第2回收空间22d由于与上述的第1清洗部21的第1回收空间21d同样地构成,所以这里省略详细的说明。第2喷射器22e由于与上述的第1清洗部21的第1喷射器21e同样地构成,所以这里省略详细的说明。

通过回收部出口除雾器81后的脱碳酸燃烧废气3通过第1清洗部21的第1接收部21c而到达第1清洗部21的第1回收部21a。

另一方面,贮存于第1接收部21c中的第1清洗液11通过第1循环泵51从第1接收部21c被抽出,经由第1循环管线50被供给至第1清洗液体分散器21b。在本实施方式中,由于在第1循环管线50上没有设置后述的加热器52、53或冷却器等,所以通过第1循环管线50的第1清洗液11没有被积极地加热或冷却。

在第1回收部21a中,第1清洗液11一边在第1回收部21a的表面流下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触,脱碳酸燃烧废气3被清洗。由此,主要是脱碳酸燃烧废气3中伴随的气体状胺被回收到第1清洗液11中。在第1回收部21a中清洗过脱碳酸燃烧废气3的第1清洗液11从第1回收部21a落下而被第1接收部21c接收并贮存。

被第1清洗液11清洗后的脱碳酸燃烧废气3从第1回收部21a被排出,在吸收塔容器20c内进一步上升,通过第1清洗部出口除雾器82。

在第1清洗部出口除雾器82中,主要是脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺及第1清洗液11的雾被捕捉。通过第1清洗部出口除雾器82后的脱碳酸燃烧废气3通过第2清洗部22的第2接收部22c而到达第2回收部22a。

另一方面,贮存于第2接收部22c中的第2清洗液12通过第2循环泵55从第2接收部22c被抽出,经由第2循环管线54被供给至第2清洗液体分散器22b。期间,第2清洗液12被第2清洗液冷却器56冷却,第2清洗液12的温度变得比第1清洗液11的温度低。

第2清洗液12从第2喷射器22e的喷雾喷嘴(spraynozzle)孔被喷射而在第2回收空间22d内落下,直接到达第2接收部22c。期间,第2清洗液12一边以雾的状态落下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触,脱碳酸燃烧废气3被第2清洗液12清洗。由此,脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺被回收到第2清洗液12中。到达第2接收部22c后的第2清洗液12被第2接收部22c接收并贮存。

在第2回收空间22d内,由于冷却后的第2清洗液12从第2喷射器22e被喷射,所以第2回收空间22d的温度变得比第1回收部21a的温度低。因此,脱碳酸燃烧废气3被第2清洗液12冷却,脱碳酸燃烧废气3的温度下降。通过脱碳酸燃烧废气3的温度的下降,脱碳酸燃烧废气3中伴随的水蒸汽冷凝,冷凝后的水分被捕捉到第2清洗液12中。由此,雾状胺的粒径增大,雾状胺被设置于第2回收空间22d的上方的第2清洗部出口除雾器83捕捉。另外,在第2回收空间22d中,通过喷射冷却后的第2清洗液12,从而能够使通过第2回收空间22d的脱碳酸燃烧废气3的冷却均等化。因此,能够促进向雾状胺的冷凝,能够使雾状胺的粒径的增大均等化。进而,由于能够使粒径增大后的雾状胺在第2回收空间22d中通过从第2喷射器22e喷射的第2清洗液12而落下,所以能够提高回收效率。

像这样根据本实施方式,第2清洗部22具有第2回收空间22d和第2喷射器22e。由此,能够将第2清洗液12进行雾化,第2清洗液12的雾能够与从第1清洗部21排出的脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺进行物理性碰撞。因此,能够将雾状胺高效率地回收到第2清洗液12中,能够提高脱碳酸燃烧废气3的清洗效率。尤其,由于第2清洗液12被第2清洗液冷却器56冷却,所以能够使脱碳酸燃烧废气3的冷却均等化。因此,能够均等地促进向脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺的冷凝,能够使雾状胺的粒径的增大均等化。这种情况下,在第2清洗部出口除雾器83中,能够高效率地将雾状胺捕捉,能够降低胺向大气中的放出量。

(第6实施方式)接着,使用图7~图9对本发明的第6实施方式中的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

在图7~图9中所示的第6实施方式中,没有设置第1清洗部出口除雾器这点主要不同,其它的构成与图1及图2中所示的第1实施方式大致相同。需要说明的是,图7~图9中,对与图1及图2中所示的第1实施方式相同的部分标注同一符号并省略详细的说明。

在本实施方式中,如图7中所示的那样,第1清洗部21具有使第1清洗液11一边在表面流下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触而回收胺的第1回收部21a(填充层等)、和使第1清洗液11朝向第1回收部21a分散而落下的第1清洗液体分散器21b。即,代替第1回收空间21d而设置有第1回收部21a,代替第1喷射器21e而设置有第1清洗液体分散器21b。第1清洗部21由于具有与图6中所示的第5实施方式同样的构成,所以这里省略详细的说明。

另外,如图7中所示的那样,在第1清洗部21与第2清洗部22之间,没有设置图1等中所示那样的第1清洗部出口除雾器82。由此,从第1清洗部21排出的脱碳酸燃烧废气3被直接供给至第2清洗部22。

于是,在本实施方式中,通过对除雾器的排列下功夫,来谋求雾状胺的回收效率的提高。即,在本实施方式中,设置回收部出口除雾器81、第2清洗部出口除雾器83及第3清洗部出口除雾器84,但没有设置第1清洗部出口除雾器82。

这里,使用图8对吸收塔容器20c内的脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺的粒径的变化的特性进行说明。图8是表示吸收塔容器20c内的脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺的粒径的推移的曲线图。横轴以准数来表示吸收塔容器20c内的高度位置。在图8中,示出任一除雾器均没有配置、并且各清洗部21~23具有使清洗液11~13在内部构造物的表面流下的回收部这样的条件下的粒径的变化。

脱碳酸燃烧废气3中伴随的雾状胺在二氧化碳回收部20a中粒径缓慢地增大。

从二氧化碳回收部20a排出而到达第1清洗部21后的脱碳酸燃烧废气3被第1清洗液11清洗,但该第1清洗液11的水分浓度比贫溶液5高。因此,在第1清洗部21中,由于气液平衡关系,水蒸汽分压变得比二氧化碳回收部20a高。由此,产生向雾状胺的冷凝,雾状胺的粒径增大。尤其,在第1清洗部21中,与后述的第2清洗部22及第3清洗部23相比,向雾状胺的冷凝速度变大,雾状胺的粒径的增大得以促进。

从第1清洗部21排出而到达第2清洗部22后的脱碳酸燃烧废气3被第2清洗液12清洗,但该第2清洗液12的水分浓度比第1清洗液11高。因此,在第2清洗部22中,由于气液平衡关系,水蒸汽分压变得比第1清洗部21高。由此,产生向雾状胺的冷凝,雾状胺的粒径增大。然而,第2清洗部22中的雾状胺的粒径的增大速度变得比第1清洗部21小。其理由是:虽然第2清洗部22中的水蒸汽分压变得比第1清洗部21高,但是第1清洗部21和第2清洗部22中水蒸汽分压之差不那么大,比二氧化碳回收部20a和第1清洗部21中的水蒸汽分压之差小。另外,关于产生向雾状胺的冷凝时的粒径增大的程度,若以同一冷凝量进行比较,则雾状胺的粒径变得越大,则粒径增大程度变得越小,这也可作为理由被列举出。像这样操作,第2清洗部22中的雾状胺的粒径的增大变得比第1清洗部21缓慢。

从第2清洗部22排出而到达第3清洗部23后的脱碳酸燃烧废气3被第3清洗液13清洗,但该第3清洗液13的水分浓度比第2清洗液12高。因此,在第3清洗部23中,由于气液平衡关系,水蒸汽分压变得比第2清洗部22高。由此,产生向雾状胺的冷凝,雾状胺的粒径增大。然而,与第2清洗部22的说明中描述的理由同样地,第3清洗部23中的雾状胺的粒径的增大速度变得比第2清洗部22小。因此,第3清洗部23中的雾状胺的粒径的增大变得比第2清洗部22缓慢。

基于这样的雾状胺的粒径的推移,在本实施方式中,没有设置第1清洗部出口除雾器82。即,根据图8,第1清洗部21中的雾状胺的粒径大概变成5μm以下,成为难以被除雾器捕捉的粒径。另外,在没有设置第1清洗部出口除雾器82的情况下,将粒径小的雾状胺送至第2清洗部22,如图8中所示的那样能够利用第2清洗部22使粒径增大。根据图8,由于在第2清洗部22中雾状胺大概增大至5μm以上,所以生长至容易被除雾器捕捉的粒径为止。因此,能够将雾状胺以第2清洗部出口除雾器83高效率地回收。像这样,考虑雾状胺的高效率的回收,在本实施方式中,没有设置第1清洗部出口除雾器82。这种情况下,能够降低吸收塔容器20c内的脱碳酸燃烧废气3的流动中产生的压力损耗,能够降低上述的送风机b(参照图1)的动力。

像这样根据本实施方式,在第1清洗部21与第2清洗部22之间,没有设置第1清洗部出口除雾器82,从第1清洗部21排出的脱碳酸燃烧废气3没有通过除雾器而被直接供给至第2清洗部22。由此,将粒径小的雾状胺送至第2清洗部22并使其生长,在第2清洗部22中,能够使粒径增大至容易被除雾器捕捉为止。因此,在第2清洗部出口除雾器83中,能够将粒径增大后的雾状胺高效率地回收。其结果是,能够使脱碳酸燃烧废气3的清洗效率提高,能够降低胺向大气中的放出量。

另外,在本实施方式中,第3清洗部出口除雾器84也比第2清洗部出口除雾器83更稀疏地形成。由此,能够用第3清洗部出口除雾器84将雾状胺及第3清洗液13的雾捕捉,并且能够降低通过第3清洗部出口除雾器84的脱碳酸燃烧废气3的流动中产生的压力损耗。这种情况下,能够降低用于对吸收塔20供给燃烧废气2的送风机b的动力。

另外,在本实施方式中,回收部出口除雾器81也比第2清洗部出口除雾器83更稀疏地形成。由此,能够用回收部出口除雾器81将雾状胺捕捉,并且能够降低通过回收部出口除雾器81的脱碳酸燃烧废气3的流动中产生的压力损耗。这种情况下,能够降低用于对吸收塔20供给燃烧废气2的送风机b的动力。

需要说明的是,在上述的本实施方式中,对第1清洗部21具有使第1清洗液11一边在表面流下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触而回收胺的第1回收部21a、和使第1清洗液11朝向第1回收部21a分散而落下的第1清洗液体分散器21b的例子进行了说明。然而,并不限于此,如图9中所示的那样,第1清洗部21也可以与图1及图2中所示的第1实施方式同样地按照具有第1清洗液11一边以雾的状态落下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触的第1回收空间21d、和朝向第1回收空间21d喷射第1清洗液11的第1喷射器21e的方式构成。这种情况下,也能够享受上述的第6实施方式的效果。

根据以上叙述的实施方式,能够将燃烧废气用清洗液进行清洗而降低胺向大气中的放出量。

对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子而提出的,并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以以其它的各种方式来实施,在不脱离发明的主旨的范围内,可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包含于发明的范围、主旨中,同时包含于权利要求书中记载的发明和其均等的范围内。另外,当然,在本发明的主旨的范围内,也可以将这些实施方式部分地适当组合。

例如,在第2实施方式~第5实施方式中,示出了第1清洗部21按照具有第1清洗液11一边以雾的状态落下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触的第1回收空间21d、和朝向第1回收空间21d喷射第1清洗液11的第1喷射器21e的方式构成的例子。然而,也可以与图7中所示的方式同样地,第1清洗部21按照具有使第1清洗液11一边在表面流下一边与脱碳酸燃烧废气3进行气液接触而回收胺的第1回收部21a、和设置于第1回收部21a的上方的第1清洗液体分散器21b的方式构成。这种情况下,也能够享受各实施方式的效果。

另外,在第2实施方式~第5实施方式中,示出了在第1清洗部21与第2清洗部22之间设置有第1清洗部出口除雾器82的例子。然而,也可以与图7及图9中所示的方式同样地不设置第1清洗部出口除雾器82。这种情况下,也能够享受各实施方式的效果。

符号的说明

1:二氧化碳回收系统、2:燃烧废气、3:脱碳酸燃烧废气、4:富溶液、5:贫溶液、6:加热介质、8:含二氧化碳气体、10:二氧化碳气体、11:第1清洗液、12:第2清洗液、13:第3清洗液、20:吸收塔、20a:二氧化碳回收部、21:第1清洗部、21a:第1回收部、21b:第1清洗液体分散器、21c:第1接收部、21d:第1回收空间、21e:第1喷射器、22:第2清洗部、22a:第2回收部、22b:第2清洗液体分散器、22c:第2接收部、22d:第2回收空间、22e:第2喷射器、23:第3清洗部、30:再生塔、33:再沸器、52:第1加热器、53:第2加热器、61:第1旁通管线、62:第2旁通管线、81:回收部出口除雾器、82:第1清洗部出口除雾器、83:第2清洗部出口除雾器、84:第3清洗部出口除雾器。

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