二氧化碳回收装置及二氧化碳回收方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式涉及二氧化碳回收装置及二氧化碳回收方法。
【背景技术】
[0002] 近年，作为针对全球变暖问题的有效措施，将二氧化碳（CO2)分离、回收、储存的技 术备受关注。例如，正在研宄以火力发电厂等产生的燃烧废气、炼铁厂产生的工艺废气等为 对象，将这些废气中的〇) 2通过吸收液回收的方法。作为吸收液，优选使用由胺化合物和水 或有机溶剂等溶剂构成的胺系吸收液。
【发明内容】
[0003] 具体地，已知具备使废气与吸收液接触、使废气中的0)2吸收到吸收液中的吸收 塔、以及将吸收〇) 2后的吸收液加热、使CO 2从吸收液释放的再生塔的CO 2回收装置。在吸 收塔中废气中的CO2被吸收到吸收液中，CO 2从废气中被除去。吸收CO2后的吸收液（富溶 液）被供给到再生塔内，在再生塔内CO 2从吸收液释放，使吸收液再生的同时将CO2回收。 在再生塔中再生的吸收液（贫溶液）被供给到吸收塔中，用于吸收废气中的CO 2而再使用。 在CO2回收装置中，通过反复进行吸收塔中的CO2的吸收和再生塔中的CO 2的释放，将废气 中的CO2分离并回收。
[0004] 这样的装置中，使从吸收塔排出的富溶液与从再生塔排出的贫溶液在换热器中进 行换热等预热后供给到再生塔中。由此，使得在再生塔中用于加热富溶液以使富溶液中的 CO2脱离所需要的能量减少。
【附图说明】
[0005] 图1为表示第一实施方式的二氧化碳回收装置的结构的示意图。
[0006] 图2为表示富CO2相被过滤器捕集直至脱离为止的过程的概念图。
[0007] 图3为表示相分离器内的状态的说明图。
[0008] 图4为表示第二实施方式的CO2回收装置的相分离器的结构的示意图。
【具体实施方式】
[0009] -个实施方式的二氧化碳回收装置具备：使含有CO2的废气与吸收液进行气液 接触、使所述〇) 2吸收到所述吸收液中的吸收塔，以及，将含有CO 2的吸收液加热到50~ 100°C、使所述含有0)2的吸收液形成为包含富CO 2相和贫CO2相的混合相的第一换热部。此 外，所述二氧化碳回收装置具备：使所述含有〇) 2的吸收液分离为所述富CO2相和所述贫CO2 相、将所述富〇)2相作为分离的富CO 2溶液排出、将所述贫CO 2相作为分离的贫CO 2溶液排出 的相分离部，以及，使所述分离的富CO2溶液所含的CO2分离、使所述吸收液再生的再生塔。
[0010] 以下对本发明的实施方式进行详细地说明。
[0011] (第一实施方式）
[0012] 参照附图对第一实施方式的二氧化碳（CO2)回收装置进行说明。图1为表示第一 实施方式的CO 2回收装置的结构的示意图。如图1所示，〇)2回收装置10具有吸收塔11、第 一换热器（第一换热部）12、相分离器（相分离部）13A、第一混合器（第一混合部）14、第二 换热器（第二换热部）15、以及再生塔16。
[0013] 0)2回收装置10中，用于将含有CO2的废气21中的CO 2吸收的吸收液22在吸收塔 11与再生塔16之间（以下称为体系内）循环。吸收了废气21中的CO2后的吸收液（富溶 液）23从吸收塔11输送到再生塔16中。在再生塔16中从富溶液23中除去了几乎全部CO 2 而再生的吸收液（贫溶液）22从再生塔16输送到吸收塔11中。另外，本实施方式中，简称 吸收液时，是指贫溶液22和/或富溶液23。
[0014] 废气21为含有从火力发电厂等的锅炉或燃气轮机等中排出的燃烧废气、在炼铁 厂产生的工艺废气等含有CO 2的废气。废气21通过废气送风机等升压，用冷却塔冷却后， 经由烟道从吸收塔11的塔底部（下部）的侧壁供给到塔内。
[0015] 吸收塔11使含有CO2的废气21与贫溶液22气液接触，使CO2吸收到贫溶液22中。 吸收塔11例如由对流型气液接触装置构成。吸收塔11在塔内具备用于提高气液接触的效 率的填充材料的吸收部24和喷雾嘴25。输送到塔内的废气21从塔内的下部流向塔顶（上 部）侧。贫溶液22从塔上部输送到塔内，通过喷雾嘴25向塔内喷雾。在吸收塔11内，在 吸收部24中，在塔内上升的废气21与贫溶液22对流接触，使废气21中的CO 2吸收到吸收 液22中而除去。
[0016] 在吸收塔11内，使废气21与贫溶液22接触的方法并不限于使贫溶液22在废气 21中呈雾状下降、使废气21与贫溶液22对流接触的方法，例如也可以通过使废气21在贫 溶液22中鼓泡而使CO 2吸收到贫溶液22中的方法等进行。
[0017] 贫溶液22在吸收部24中吸收废气21中的CO2，形成富溶液23,储存在下部。另 一方面，在吸收塔11中除去了 CO2的除去CO2的废气26从吸收塔11的上部排出到外部。
[0018] 贫溶液22为含有胺系化合物（含有氨基的化合物）和水的胺系水溶液。贫溶液 22优选使用具有根据温度可逆地变化为亲水性或疏水性的含有氨基的化合物的胺水溶液。 作为含有氨基的化合物，可使用选自由胺组成的组中的一种以上。
[0019] 含有氨基的化合物优选含有至少一种由下述通式（1)表示的含有氨基的化合物 (以下表示为温度敏感性氮化合物（A))。
【主权项】
1. 一种二氧化碳回收装置，其特征在于，具备： 使含有〇)2的废气与吸收液进行气液接触、使所述CO 2吸收到所述吸收液中的吸收塔， 将含有〇)2的吸收液加热到50~100°C、使所述含有0)2的吸收液形成为包含富0) 2相 和贫CO2相的混合相的第一换热部， 使所述含有〇)2的吸收液分离为所述富CO 2相和所述贫CO 2相、将所述富CO 2相作为分 离的富〇)2溶液排出、将所述贫CO 2相作为分离的贫CO 2溶液排出的相分离部，以及， 使所述分离的富CO2溶液中所含的CO2分离、使所述吸收液再生的再生塔。
2. 根据权利要求1所述的二氧化碳回收装置，其中，所述吸收液含有选自由根据温度 可逆地变化为亲水性或疏水性的胺组成的组中的一种以上的含有氨基的化合物。
3. 根据权利要求1所述的二氧化碳回收装置，其中， 所述相分离部具备过滤器，所述过滤器具有由亲水性纤维构成的纤维层， 所述纤维层在使所述贫CO2相通过的同时，捕集所述富CO 2相中所含的液滴，使其在肥 大化后脱离， 通过所述纤维层后的所述混合相利用比重差使所述富CO2相与所述贫CO 2相分离。
4. 根据权利要求3所述的二氧化碳回收装置，其中， 所述相分离部具备被供给所述含有CO2的吸收液的第一过滤器、 和使通过所述第一过滤器后的所述贫〇)2相通过的第二过滤器。
5. 根据权利要求1所述的二氧化碳回收装置，其进一步具备使用在所述再生塔中再生 的所述吸收液作为热源将所述分离的富〇)2溶液加热的第二换热部。
6. 根据权利要求1所述的二氧化碳回收装置，其进一步具备将在所述再生塔中再生的 所述吸收液和所述分离的贫CO2溶液混合的第一混合部。
7. 根据权利要求6所述的二氧化碳回收装置，其中，所述第一混合部设置于所述吸收 塔与所述再生塔之间。
8. 根据权利要求1所述的二氧化碳回收装置，其进一步具备： 将从所述相分离部中释放的CO2气体冷却的冷却部、 将冷却的CO2气体中所含的冷凝液分离的气液分离部、以及 将所述冷凝液从所述气液分离部供给到所述吸收塔中的冷凝液供给线。
9. 一种二氧化碳回收方法，其特征在于， 使含有〇)2的废气与吸收液进行气液接触，使所述CO 2在吸收塔中吸收到所述吸收液 中，将从所述吸收塔中排出的含有CO2的吸收液在第一换热部中加热到50~100°C后，使所 述含有〇) 2的吸收液形成为包含富CO2相和贫CO2相的混合相，在相分离部中使所述含有CO 2 的吸收液分离为所述富CO2相和所述贫CO 2相，将所述富CO2相作为分离的富CO2溶液排出， 将所述贫〇) 2相作为分离的贫CO 2溶液排出，将所述分离的富CO 2溶液供给到再生塔中，从 所述分离的富CO2溶液中释放CO2使吸收液再生，将在所述再生塔中再生的吸收液供给到所 述吸收塔中。
10. 根据权利要求9所述的二氧化碳回收方法，其中，所述吸收液含有选自由根据温度 可逆地变化为亲水性或疏水性的胺组成的组中的一种以上的含有氨基的化合物。
11. 根据权利要求9所述的二氧化碳回收方法，其中， 所述相分离部具备过滤器，所述过滤器具有由亲水性纤维构成的纤维层， 所述纤维层在使所述贫CO2相通过的同时，捕集所述富CO 2相中所含的液滴，使其在肥 大化后脱离， 通过使所述混合相透过所述纤维层来捕集所述富〇)2相中所含的液滴，并使其肥大化， 利用比重差使通过所述纤维层后的所述混合相分离为所述富CO2相和所述贫CO 2相。
12. 根据权利要求9所述的二氧化碳回收方法，其中， 所述相分离部具备第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器和第二过滤器具有由亲 水性纤维构成的纤维层， 所述第一过滤器的第一纤维层在使所述贫CO2相通过的同时，捕集所述富CO2相所含的 液滴，使其在肥大化后脱离， 所述第二过滤器的第二纤维层使透过所述第一过滤器的所述贫〇)2相进一步透过， 通过使所述混合相透过所述第一纤维层，捕集所述富CO2相所含的液滴，并使其肥大 化， 利用比重差使通过所述第一纤维层后的所述混合相分离为所述富CO2相和所述贫CO 2 相，并使所述贫CO2相进一步通过所述第二过滤器。
13. 根据权利要求9所述的二氧化碳回收方法，其中，将从所述相分离部中释放的含有 CO2的气体冷却后，将所述含有0) 2的气体中所含的CO2与冷凝液分离，将分离的所述冷凝液 供给到所述吸收塔中。
14. 根据权利要求9所述的二氧化碳回收方法，其中，使用在所述再生塔中再生的所述 吸收液将所述分离的富CO2溶液加热。
15. 根据权利要求9所述的二氧化碳回收方法，其中，将所述分离的贫CO 2溶液和在所 述再生塔中再生的所述吸收液混合后，供给到所述吸收塔中。
16. 根据权利要求15所述的二氧化碳回收方法，其中，将在所述再生塔中再生的所述 吸收液和所述分离的贫CO2溶液混合后，供给到所述第一换热部中，将从所述吸收塔中排出 的含有〇) 2的吸收液加热。
17. 根据权利要求9所述的二氧化碳回收方法，其中，将从所述相分离部中释放的CO 2 气体冷却，分离所述CO2气体中所含的冷凝液，将所述冷凝液供给到所述吸收塔中。
【专利摘要】本发明的CO2回收装置(10)具备：使废气(21)中的CO2吸收到贫溶液(22)中的吸收塔(11)，将富溶液(23)加热到50～100℃、使富溶液(23)形成为包含富CO2相(31)和贫CO2相(32)两相的混合相的第一换热部(12)，使富溶液(23)分离为富CO2相(31)和贫CO2相(32)的相分离部(13)，以及，使由富CO2相(31)构成的分离的富CO2溶液(46)中所含的CO2分离、使富溶液(23)再生的再生塔(16)。
【IPC分类】C01B31-20, B01D53-96, B01D53-78, B01D53-62
【公开号】CN104874271
【申请号】CN201510007852
【发明人】小川斗, 村井伸次, 村松武彦, 齐藤聪
【申请人】株式会社东芝
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年1月7日
【公告号】EP2913092A1, US20150246313