二氧化碳分離回收裝置制造方法
二氧化碳分離回收裝置制造方法
【專利摘要】二氧化碳分離回收裝置具備：具有使含有二氧化碳的被處理氣體流通的內(nèi)部空間的殼體（2）；配置在內(nèi)部空間內(nèi)，從在內(nèi)部空間內(nèi)流通的被處理氣體中吸附分離二氧化碳的二氧化碳吸附材料（3）；和在內(nèi)部空間中產(chǎn)生用于脫附回收被吸附在二氧化碳吸附材料（3）上的二氧化碳的蒸汽并向內(nèi)部空間內(nèi)釋放的蒸汽發(fā)生單元（30）。
【專利說明】CN 103501874 A
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二氧化碳分離回收裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及從含有二氧化碳的被處理氣體中分離二氧化碳，并且回收從被處理氣 體中分離的二氧化碳的二氧化碳分離回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,作為用于減少二氧化碳的排出量的技術(shù)，CCS (carbon dioxide capture and storage ;二氧化碳的捕獲和封存）受到關(guān)注。CCS是從含有二氧化碳的被處理氣體中 選擇性地分離回收二氧化碳的技術(shù)，是將回收的二氧化碳貯留在地下或水下的技術(shù)。CCS有 望導(dǎo)入至火力發(fā)電廠和油田等的大規(guī)模二氧化碳排出源，又，也可應(yīng)用于密閉的居住空間 的二氧化碳濃度的調(diào)節(jié)(例如，參照專利文獻I及2)。
[0003]專利文獻2公開了在二氧化碳的分離及回收中應(yīng)用了所謂固體吸附劑法的二氧 化碳分離回收裝置。該二氧化碳分離回收裝置具備填充了固體狀的二氧化碳吸附材料的吸 附材料填充槽。吸附材料填充槽與用于引入被處理氣體的配管及用于引入加熱氣體的配管 連接。加熱氣體供給的配管在上游端部與水蒸汽發(fā)生器連接，并且將通過水蒸汽發(fā)生器產(chǎn) 生的水蒸汽利用于加熱氣體。
[0004]根據(jù)該二氧化碳分離回收裝置，當被處理氣體供給至吸附材料填充槽時，二氧化 碳吸附在二氧化碳吸附材料上而從被處理氣體中分離，由此可以制作二氧化碳的濃度下降 的清潔氣體。當用水蒸汽替代被處理氣體供給至吸附材料填充槽時，二氧化碳吸附材料被 加熱。借助于此，二氧化碳從二氧化碳吸附材料上脫附，能夠回收二氧化碳的同時能夠再生 二氧化碳吸附材料。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻：
專利文獻：
專利文獻I :日本特開2007-61777號公報；
專利文獻2 :國際公開第2011/013332號冊。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]發(fā)明要解決的問題：
根據(jù)上述的二氧化碳分離回收裝置，水蒸汽從位于吸附材料填充槽的外部的水蒸汽發(fā) 生器通過加熱氣體供給用的配管輸送至吸附材料填充槽的內(nèi)部。一般情況下，配管暴露在 外氣中，而水蒸汽具有比外氣高的溫度。因此，存在水蒸汽因與配管的熱交換而被冷卻的擔 憂，并且也可根據(jù)狀況考慮到在配管內(nèi)冷凝的情況。在這樣的情況下，有必要提高水蒸汽發(fā) 生器的出口處的蒸汽的溫度，從而用于二氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材料的再生）所 需的蒸汽量增多。
[0007]又，在吸附材料填充槽的內(nèi)部，在靠近加熱氣體供給用的配管的出口的位置上，水 蒸汽的流動比較活躍，另一方面，在離該出口遠的位置上水蒸汽的流動比較緩慢。于是，在 二氧化碳吸附材料上存在二氧化碳迅速結(jié)束脫附的部分、和二氧化碳難以結(jié)束脫附的部
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分。為了使整個二氧化碳吸附材料再生，必須繼續(xù)向吸附材料填充槽供給水蒸汽直至在二 氧化碳不容易脫附的位置上也使二氧化碳結(jié)束脫附。像這樣，在發(fā)生水蒸汽的偏流而出現(xiàn) 再生不均勻時，再生整個二氧化碳吸附材料所需的蒸汽量會增大。
[0008]因此，本發(fā)明的目的是降低二氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材料的再生）所需 的蒸汽量及該蒸汽的熱損失，由此改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0009]解決問題的手段：
根據(jù)本發(fā)明的二氧化碳分離回收裝置是從含有二氧化碳的被處理氣體中分離二氧化 碳，并回收從被處理氣體中分離的二氧化碳的二氧化碳分離回收裝置，具備：具有使被處理 氣體流通的內(nèi)部空間的殼體；配置在所述內(nèi)部空間內(nèi)，從在所述內(nèi)部空間內(nèi)流通的被處理 氣體中吸附分離二氧化碳的二氧化碳吸附材料；和在所述內(nèi)部空間中產(chǎn)生用于脫附回收被 吸附在所述二氧化碳吸附材料上的二氧化碳的蒸汽并向所述內(nèi)部空間內(nèi)釋放的蒸汽發(fā)生 單元。
[0010]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，用于脫附回收二氧化碳(二氧化碳吸附材料的再生）的蒸汽在殼體 的內(nèi)部空間中產(chǎn)生并向內(nèi)部空間釋放。因此，可以省略蒸汽供給用的配管。借助于此，可以 防止因通過配管的蒸汽的供給所引起的蒸汽的熱損失及偏流。因此，可以降低蒸汽的熱損 失。又，可以降低二氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材料的再生)所需的蒸汽量。因此，可 以改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0011]也可以是所述蒸汽發(fā)生單元形成為具有設(shè)置于所述殼體的內(nèi)部并貯留水的貯留 部，并且通過使貯留在貯留部內(nèi)的水蒸發(fā)而產(chǎn)生蒸汽的結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以在殼體的 內(nèi)部空間內(nèi)簡便地設(shè)置用于貯留作為蒸汽的來源的水的貯留部。又，可以將由貯留部內(nèi)的 水產(chǎn)生的蒸汽利用自然對流供給至二氧化碳吸附材料上，并且可以很好地改善二氧化碳分 離回收裝置的效率。
[0012]也可以是所述蒸汽發(fā)生單元具有加熱貯留在所述貯留部內(nèi)的水的加熱部、和攪拌 貯留在所述貯留部內(nèi)的水的攪拌部。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以簡便地管理貯留部內(nèi)的水的溫度， 可以適當?shù)禺a(chǎn)生蒸汽。
[0013]也可以是所述蒸汽發(fā)生單元具有使所述內(nèi)部空間減壓的減壓單元。根據(jù)上述結(jié) 構(gòu)，可以產(chǎn)生低溫的蒸汽，因此可以良好地抑制二氧化碳吸附材料的熱劣化。
[0014]也可以是還具備使來自于所述內(nèi)部空間的二氧化碳及蒸汽流通的二氧化碳回收 管路；所述減壓單元為設(shè)置于所述二氧化碳回收管路上的真空泵；當所述真空泵工作時， 貯留在所述貯留部內(nèi)的水蒸發(fā)，且由該貯留的水產(chǎn)生的蒸汽與從所述二氧化碳吸附材料中 脫附的二氧化碳一起被引入至所述二氧化碳回收管路內(nèi)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過切換是否使 真空泵工作，以此一并地切換是否產(chǎn)生蒸汽并執(zhí)行二氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材 料的再生)的處理，即，是否使二氧化碳從殼體排出。因此，可以整體上簡化二氧化碳分離回 收裝置的結(jié)構(gòu)。
[0015]也可以是所述殼體具有與所述二氧化碳回收管路連接的二氧化碳排出口 ；所述二 氧化碳吸附材料配置在所述貯留部及所述二氧化碳排出口之間。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，由貯留部 內(nèi)的水產(chǎn)生的蒸汽供給至二氧化碳吸附材料后被引入至二氧化碳回收管路中。因此，可以 很好地改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0016]也可以是所述貯留部設(shè)置于所述內(nèi)底部的中心部。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以良好地抑
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制殼體的內(nèi)部空間中的蒸汽的偏流。因此，可以很好地改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0017]也可以是所述殼體具有限定所述內(nèi)部空間的內(nèi)殼部、覆蓋所述內(nèi)殼部的外側(cè)的外 殼部、由所述內(nèi)殼部及所述外殼部包圍的流體通路、用于使具有與所述殼體的外氣相比高 的溫度的高熱流體流入所述流體通路的流體流入口、和用于使所述高熱流體從所述流體通 路流出的流體流出口。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以抑制蒸汽的熱被殼體奪走。因此，可以很好地改 善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0018]也可以是所述高熱流體為被處理氣體。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，不需要另外設(shè)置熱源，因此 可以良好地抑制二氧化碳分離回收裝置的結(jié)構(gòu)在整體上的大型化。
[0019]也可以是具備包含第一殼體及第二殼體的至少兩個所述殼體；在所述第一殼體內(nèi) 使所述蒸汽發(fā)生單元工作而使二氧化碳被脫附回收時，被處理氣體在通過所述第一殼體的 所述流體通路后供給至第二殼體的所述內(nèi)部空間內(nèi)，在第二殼體內(nèi)從被處理氣體吸附分離 二氧化碳。
[0020]發(fā)明效果：
根據(jù)本發(fā)明，可以降低二氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材料的再生）所需的蒸汽量 及該蒸汽的熱損失，借助于此可以改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)的二氧化碳分離回收裝置的整體結(jié)構(gòu)的概念 圖；
圖2是示出圖I所示的第一處理塔的結(jié)構(gòu)的概念圖；
圖3是示出通過圖2所示的控制器執(zhí)行的二氧化碳分離回收處理的步驟的流程圖；
圖4是示出圖3所示的回收再生處理的步驟的流程圖；
圖5是示出在第一處理塔中進行吸附處理、在第二處理塔中進行修復(fù)處理的浸潰工序 時的氣體等的流動的作用圖；
圖6是示出在第一處理塔中進行吸附處理、在第二處理塔中進行修復(fù)處理的吸附液回 收工序時的氣體等的流動的作用圖；
圖7是示出在第一處理塔中進行吸附處理、在第二處理塔中進行修復(fù)處理的干燥工序 時的氣體等的流動的作用圖；
圖8是示出在第一處理塔中進行回收再生處理的供水工序、在第二處理塔中進行吸附 處理時的氣體等的流動的作用圖；
圖9是示出在第一處理塔中進行回收再生處理的二氧化碳回收工序、在第二處理塔中 進行吸附處理時的氣體等的流動的作用圖。
【具體實施方式】
[0022]以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施形態(tài)。另外，在所有附圖中對于相同或相當?shù)囊?素標以相同的符號，并省略重復(fù)的詳細說明。
[0023](被處理氣體、二氧化碳吸附材料）
圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)的二氧化碳分離回收裝置的整體結(jié)構(gòu)的概念圖。另 外，在圖I中，記載在線端部上的圓圈內(nèi)文字表示相同文字彼此相連接。二氧化碳分離回收
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裝置是用于從含有二氧化碳的被處理氣體中選擇性地分離及回收二氧化碳的裝置。被處理 氣體例如是從火力發(fā)電廠的鍋爐等中排出的燃燒排氣、密閉的居住空間的室內(nèi)空氣、空氣 調(diào)節(jié)過的辦公室等的室內(nèi)空氣。二氧化碳分離回收裝置是為了分離及回收二氧化碳，而利 用使可吸附二氧化碳的吸附劑負載于多孔性物質(zhì)而形成的固體狀的二氧化碳吸附材料。
[0024]吸附劑優(yōu)選的是應(yīng)用具有弱堿性的胺化合物。胺化合物例如可應(yīng)用聚乙烯亞胺、 一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、四乙烯五胺、甲基二乙醇胺、異丙醇胺、二異丙醇胺、二丁 胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、六乙烯二胺、芐胺或嗎啉。因能夠在比較低的溫度下使二氧化 碳脫附，并且即使蒸發(fā)也能夠容易回收的這樣的理由，所以優(yōu)選的是一乙醇胺及二乙醇胺， 并且它們的混合物也適用。
[0025]多孔性物質(zhì)，例如可適用活性炭、活性鋁。它們在表面具有多個細孔，因此能夠負 載大量的吸附劑，借助于此可以提高二氧化碳吸附材料的吸附性能。尤其是，由于活性炭的 堆積密度較小，因此對二氧化碳吸附材料的輕量化有益。將胺化合物應(yīng)用于吸附劑時，活性 炭在能夠去除胺化合物所具有的輕微的氨臭的方面是合適的。將活性炭應(yīng)用于多孔性物 質(zhì)時，活性炭優(yōu)選的是具有20?IOOA的平均細孔徑、I. 0?2. Occ/g的細孔容積、1000? 2000m2/g的比表面積的性狀。
[0026]在使多孔性物質(zhì)負載吸附劑而制作二氧化碳吸附材料時，配制作為吸附劑的溶液 或液相的吸附劑的吸附液，并且使吸附液分散在多孔性物質(zhì)上和/或?qū)⒍嗫仔晕镔|(zhì)浸潰在 吸附液中，回收吸附液并干燥多孔性物質(zhì)。在使二乙醇胺負載于活性炭時，吸附液可應(yīng)用濃 度調(diào)節(jié)在10?55%的范圍內(nèi)的二乙醇胺水溶液，此時可以制造二乙醇胺相對于活性炭的重 量比為20?200%的二氧化碳吸附材料。
[0027]以下依次說明二氧化碳分離回收裝置的處理塔1A、1B、與處理塔1A、1B連接的系 統(tǒng)、在處理塔1A、1B中進行的處理。除非另有說明，假定被處理氣體為燃燒排氣、吸附劑為 二乙醇胺、吸附液為其水溶液、多孔性物質(zhì)為活性炭并進行說明，但是它們可適當變更為前 述的物質(zhì)。
[0028](處理塔）
如圖I所示，二氧化碳分離回收裝置具備第一處理塔IA及第二處理塔1B。第二處理 塔IB與第一處理塔IA相同。因此，參照圖2說明第一處理塔1A，而省略第二處理塔IB的 說明。另外，在本實施形態(tài)中，為了方便說明使二氧化碳分離回收裝置具備兩個處理塔，但 是也可以具備一個或三個以上的處理塔。
[0029]圖2是示出圖I所示的第一處理塔IA的結(jié)構(gòu)的概念圖。第一處理塔IA具備殼體 2及二氧化碳吸附材料3。殼體2整體上形成為圓筒狀。二氧化碳吸附材料3如上所述進 行制造，并且配置在該殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)。在第一處理塔IA中，進行吸附處理、回收再生 處理及修復(fù)處理。在吸附處理中，使被處理氣體在殼體2的內(nèi)部空間中流通，使二氧化碳吸 附材料3吸附二氧化碳而從被處理氣體中分離二氧化碳，并且將去除了二氧化碳的清潔氣 體從殼體2的內(nèi)部空間排出。在回收再生處理中，使水蒸汽在殼體2的內(nèi)部空間中流通而 加熱二氧化碳吸附材料3，使吸附在二氧化碳吸附材料3上的二氧化碳脫附，從而在回收二 氧化碳的同時再生二氧化碳吸附材料3。在修復(fù)處理中，使吸附性能下降的二氧化碳吸附材 料3浸潰在吸附液中(浸潰工序)，回收吸附液(吸附液回收工序)，使惰性氣體在殼體2的內(nèi) 部空間中流通而干燥二氧化碳吸附材料3 (干燥工序)，借助于此使二氧化碳吸附材料3再
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次負載吸附劑而恢復(fù)二氧化碳吸附材料3的吸附性能。另外，惰性氣體，例如可應(yīng)用氮氣。
[0030]殼體2具有用于選擇性地引入被處理氣體及惰性氣體的氣體流入口 10、用于選擇 性地排出清潔氣體及惰性氣體的氣體流出口 11、用于引入作為水蒸汽來源的水的水流入口
12、用于排出二氧化碳的二氧化碳流出口 13、用于引入吸附液的吸附液流入口 14、用于排 出吸附液的吸附液流出口 15、用于排出積留在內(nèi)部空間的排液的內(nèi)側(cè)排液口 16。氣體流入 口 10及二氧化碳流出口 13設(shè)置于殼體2的上壁部上并內(nèi)部空間連通。水流入口 12、吸附 液流出口 15及內(nèi)側(cè)排液口 16設(shè)置于殼體2的底壁部并與內(nèi)部空間連通。氣體流出口 11及 吸附液流入口 14設(shè)置于殼體2的側(cè)壁部上并與內(nèi)部空間連通。在這里，氣體流入口 10由 被處理氣體及惰性氣體共用，但是也可以針對被處理氣體及惰性氣體分別設(shè)置專用的氣體 流入口。對于氣體流出口 11也是同樣的。
[0031]殼體2具有雙重壁結(jié)構(gòu)。即，殼體2具有：限定內(nèi)部空間的圓筒狀的內(nèi)殼部21、包 圍內(nèi)殼部21的圓筒狀的外殼部22、形成于內(nèi)殼部21的外周面和外殼部22的內(nèi)周面之間的 具有圓環(huán)狀截面的流體通路20、用于使高熱流體流入流體通路20中的流體流入口 17、用于 使高熱流體從流體通路20流出的流體流出口 18、和用于排出積留在流體通路20內(nèi)的排液 的外側(cè)排液口 19。
[0032]高熱流體與殼體2的外氣相比溫度高、優(yōu)選的是與在回收再生處理中使用的水蒸 汽相比具有較高的溫度的氣體或液體。當高熱流體供給至流體通路20時，殼體2的溫度為 與外氣相比較高的溫度、優(yōu)選的是與水蒸汽相比較高的溫度。在進行回收再生處理時殼體2 升溫時，可以降低水蒸汽的熱損失，可以改善二氧化碳分離回收裝置的效率。又，流體流入 口 17設(shè)置于外殼部22的側(cè)壁下端部上，流體流出口 18設(shè)置于外殼部22的側(cè)壁上端部上， 并且在與流體流入口 17周方向相反側(cè)上隔開配置。由于流體流入口 17及流體流出口 18不 論在上下方向上還是在周方向上都相互隔開配置，因此在高熱流體供給至流體通路20時 可以使殼體2整體升溫。另外，外側(cè)排液口 19設(shè)置于殼體2的底壁部上，與流體通路20連 通。
[0033]在本實施形態(tài)中，參照作為被處理氣體的燃燒排氣達到相對高溫(例如攝氏80度 左右）這一點，被處理氣體適用于高熱流體。此時，由于不需要用于產(chǎn)生高熱流體的專用的 熱源或加熱器，因此可以避免二氧化碳分離回收裝置的結(jié)構(gòu)整體上大型化。
[0034]各處理塔1A、1B具備容納槽4、通路開閉機構(gòu)5及噴淋器6。容納槽4形成為上方 打開的圓筒狀。容納槽4以與殼體2 (內(nèi)殼部21)的內(nèi)周面上的上下方向中間部緊密連接 的方式設(shè)置于殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)。二氧化碳吸附材料3容納于容納槽4的內(nèi)部。通路開 閉機構(gòu)5具有固定板23、可動板24、動力傳遞部25及電動機26。固定板23及可動板24為 具有大致相同的半徑的圓板狀體，并且在固定板23及可動板24上分散設(shè)置有多個貫通孔。 固定板23固定于容納槽4的側(cè)壁的內(nèi)周面上，可動板24可旋轉(zhuǎn)地與固定板23的上表面重 疊，固定板23及可動板24構(gòu)成容納槽4的底壁。動力傳遞部25具有設(shè)置于可動板24的 外周部的表面的圓弧狀的從動錐齒輪27、和與從動錐齒輪嚙合的主動錐齒輪28。電動機26 安裝于設(shè)置在固定板23上的支架29上，電動機26的旋轉(zhuǎn)軸與主動錐齒輪28連接。噴淋 器6配置在與容納槽4內(nèi)的二氧化碳吸附材料3相比靠近上方的位置上，向下噴射從吸附 液流入口 14引入的吸附液。
[0035]通過電動機26的動作，可動板24在關(guān)閉位置和打開位置之間可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移。當
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可動板24位于關(guān)閉位置時，可動板24的貫通孔不與固定板23的貫通孔重疊。借助于此， 可以將從噴淋器6噴射的吸附液貯留在容納槽4內(nèi)。即，在進行修復(fù)處理的浸潰工序時，可 動板24位于關(guān)閉位置。另一方面，當可動板24位于打開位置時，可動板24的貫通孔與固 定板23的貫通孔重疊。借助于此，可以使被處理氣體、清潔氣體、水蒸汽、吸附液及惰性氣 體穿過容納槽4的底壁。即，在進行吸附處理、回收再生處理、修復(fù)處理的吸附液回收工序 及修復(fù)處理的干燥工序時，可動板24位于打開位置。
[0036]各處理塔1A、1B具備貯留部31、加熱部32及攪拌部33。貯留部31為上方打開的 容器，設(shè)置于殼體2 (內(nèi)殼部21)的內(nèi)底面的中心部上。貯留部31可以貯留從水流入口 12 引入的液相的水。加熱部32配置在貯留部31內(nèi)，加熱貯留在貯留部31內(nèi)的水。攪拌部33 配置在貯留部31的內(nèi)底部，攪拌貯留在貯留部31內(nèi)的水。當加熱部32及攪拌部33工作 時，可以使貯留在貯留部31內(nèi)的水的溫度均勻地上升。在本實施形態(tài)中，通過加熱并蒸發(fā) 貯留在貯留部31內(nèi)的水，以此將在回收再生處理中使用的水蒸汽釋放至殼體2的內(nèi)部空間 內(nèi)。像這樣,貯留部31、加熱部32及攪拌部33構(gòu)成在殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)產(chǎn)生水蒸汽并將 該水蒸汽釋放至殼體2的內(nèi)部空間的蒸汽發(fā)生裝置30。貯留部31被頂蓋34從上側(cè)覆蓋。 借助于此，可以實現(xiàn)將在貯留部31中產(chǎn)生的水蒸汽很好地釋放至殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)、和 防止吸附液浸入貯留部31內(nèi)的兩者。通過防止吸附液浸入貯留部31內(nèi)，以此可以使該吸 附液容易積留在殼體2的內(nèi)底部，可以較多地確保吸附液的回收量。
[0037](系統(tǒng)）
返回到圖1，二氧化碳分離回收裝置具備被處理氣體供給管路40、高熱流體供給管路 50、高熱流體排出管路60、清潔氣體排出管路70、供水管路80、二氧化碳回收管路90、吸附 液供給管路100、吸附液回收管路110、惰性氣體循環(huán)管路120、內(nèi)側(cè)排液管路130及外側(cè)排 液管路135。參照記載于管路端部的圓圈內(nèi)文字即可知，任意一個管路都與第一處理塔IA 的殼體2及第二吸附塔IB的殼體2連接。而且，各管路40、50、60、70、80、90、100、110均具 有共通管、和從共通管的一端部分叉的兩個歧管，歧管的各端部與兩個殼體2并列連接。
[0038]被處理氣體供給管路40是用于將被處理氣體供給至殼體2的內(nèi)部空間的管路。共 通管41的另一端部(上游端部）與被處理氣體的發(fā)生源(例如鍋爐）連接。歧管42A、42B的 各端部(下游端部）與氣體流入口 10 (參照圖2)連接。在共通管41的中途設(shè)置有冷凝器 36及加熱器37。在歧管42A、42B的中途設(shè)置有閥44A、44B。
[0039]高熱流體供給管路50是用于將作為高熱流體的被處理氣體供給至殼體2的流體 通路20 (參照圖2)的管路。共通管51的另一端部(上游端部）與在被處理氣體供給管路4 的共通管41中、比冷凝器36及加熱器37靠近上游側(cè)的部分連接。歧管52A、52B的各端部 (下游端部）與流體流入口 17 (參照圖2)連接。在共通管51的中途設(shè)置有閥53。在歧管 52A、52B的中途設(shè)置有閥54A、54B。
[0040]高熱流體排出管路60是用于使作為高熱流體的被處理氣體返回至被處理氣體供 給管路40的管路。歧管62A、62B的各端部(上游端部）與流體流出口 18 (參照圖2)連接。 共通管61的另一端部(下游端部）與在被處理氣體供給管路40的共通管41中、比冷凝器 36及加熱器37靠近上游側(cè)且比與高熱流體供給管路50的連接位置靠近下游側(cè)的部分連 接。在共通管61的中途設(shè)置有閥63。在歧管62A、62B的中途設(shè)置有閥64A、64B。而且，在 被處理氣體供給管路40的共通管41的中途，在比與高熱流體供給管路50的連接位置靠近
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下游側(cè)且比與高熱流體排出管路60的連接位置靠近上游側(cè)的位置上設(shè)置有閥43。如下所 述，閥43、53、63發(fā)揮作為用于切換是否向第一處理塔IA或第二處理塔IB供給高熱流體的 裝置的功能。
[0041]清潔氣體排出管路70是用于從殼體2的內(nèi)部空間排出清潔氣體的管路。歧管72A、 72B的各端部(上游端部）與氣體流出口 I (參照圖2)連接。共通管71的另一端部(下游端 部)與煙囪(未圖示)連接。在歧管72A、72B的中途設(shè)置有閥73A、73B。在共通管71的中途 設(shè)置有袋式過濾器74及鼓風機75。
[0042]供水管路80是用于將為了使二氧化碳從二氧化碳吸附材料3中脫附而使用的作 為水蒸汽來源的液相的水供給至貯留部31中的管路。共通管81的另一端部(上游端部)與 供水源(未圖示)連接。歧管82A、82B的各端部(下游端部)與水流入口 12 (參照圖2)連接。 在歧管82A、82B的中途設(shè)置有閥83A、83B。在共通管81的中途設(shè)置有供水泵84。
[0043]二氧化碳回收管路90是用于將從二氧化碳吸附材料3脫附的二氧化碳與水蒸汽 一起從殼體2的內(nèi)部空間排出的管路。歧管92A、92B的各端部(上游端部)與二氧化碳流出 口 13 (參照圖2)連接。共通管91的另一端部(下游端部）與回收容器(未圖示）連接。在 歧管92A、92B的中途設(shè)置有閥93A、93B。在共通管91的中途設(shè)置有真空泵35。真空泵35 可以使殼體2的內(nèi)部空間減壓，借助于此可以使貯留在貯留部31內(nèi)的水以低溫蒸發(fā)。像這 樣，在本實施形態(tài)中，真空泵35也構(gòu)成上述的蒸汽發(fā)生裝置30。
[0044]吸附液供給管路100是用于向噴淋器6供給吸附液的管路。共通管101的另一端 部(上游端部)與貯留吸附液的吸附液箱105連接。歧管102AU02B的各端部(下游端部)與 吸附液流入口 14 (參照圖2)連接。在歧管102AU02B的中途設(shè)置有閥103AU03B。在共 通管101的中途設(shè)置有吸附液供給泵104。
[0045]吸附液排出管路110是用于使吸附液返回至吸附液箱105的管路。歧管112A、112B 的各端部(上游端部）與吸附液流出口 15 (參照圖2)連接。共通管111的另一端部(下游 端部）與吸附液箱105連接。在歧管112AU12B的中途設(shè)置有閥113AU13B。
[0046]惰性氣體循環(huán)管路120是用于以惰性氣體在殼體2的內(nèi)部空間流通的方式使惰性 氣體循環(huán)的管路。惰性氣體循環(huán)管路120具有共通管121、第一歧管122AU22B以及第二歧 管123A、123B。第一歧管122A、122B從共通管121的一端部分叉。第二歧管123A、123B從 共通管121的另一端部分叉。第一歧管122AU22B的各端部與和被處理氣體供給管路40 共用的氣體流出口 11 (參照圖2)連接。第二歧管123AU23B的各端部與和清潔氣體排出 管路70共用的氣體流入口 10 (參照圖2)連接。在第一歧管122AU22B的中途設(shè)置有閥 124A、124B，在第二歧管123A、123B的中途也設(shè)置有閥125A、125B。在共通管121的中途設(shè) 置有冷凝器36、加熱器37以及鼓風機26。共通管121與用于向惰性氣體循環(huán)管路120填 充惰性氣體的惰性氣體供給管路127連接。在惰性氣體供給管路127的中途設(shè)置有閥128。
[0047]內(nèi)側(cè)排液管路130與內(nèi)側(cè)排液口 16 (參照圖2)連接。在內(nèi)側(cè)排液管路130的中 途設(shè)置有閥131。外側(cè)排液管路135與外側(cè)排液口 19 (參照圖2)連接。在外側(cè)排液管路 135的中途設(shè)置有閥136。
[0048](控制系統(tǒng)）
返回至圖2，二氧化碳分離回收裝置具備控制器140?？刂破?40與水溫傳感器141、 加熱部32、攪拌部33及真空泵35連接。水溫傳感器141檢測貯留在貯留部31內(nèi)的水的溫
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度。控制器140根據(jù)由水溫傳感器141檢測到的水溫如下述那樣地控制加熱部32、攪拌部 33及真空泵35的動作。又，控制器140還與電動機26、鼓風機75、126及上述的各閥連接。 在以下說明中，電動機26、加熱部32、攪拌部33、真空泵35、鼓風機75、126及閥的動作都是 由控制器140控制。
[0049](二氧化碳分離回收處理）
圖3是示出通過圖2所示的控制器140執(zhí)行的二氧化碳分離回收處理的步驟的流程 圖，圖4是示出圖3所示的回收再生處理（S2)的步驟的流程圖。圖5是示出在第一處理塔 IA中進行吸附處理、在第二處理塔IB中進行修復(fù)處理的浸潰工序時的氣體等的流動的作 用圖，圖6是示出在第一處理塔IA中進行吸附處理、在第二處理塔IB中進行修復(fù)處理的吸 附液回收工序時的氣體等的流動的作用圖，圖7是示出在第一處理塔IA中進行吸附處理、 在第二處理塔IB中進行修復(fù)處理的干燥工序時的氣體等的流動的作用圖，圖8是示出在第 一處理塔IA中進行回收再生處理的供水工序、在第二處理塔IB中進行吸附處理時的氣體 等的流動的作用圖，圖9是示出在第一處理塔IA中進行回收再生處理的二氧化碳回收工 序、在第二處理塔IB中進行吸附處理時的氣體等的流動的作用圖。
[0050]如圖3所示，在各處理塔1A、1B中，重復(fù)進行吸附處理(步驟SI)及回收再生處理 (步驟S2)的一系列的處理。重復(fù)的次數(shù)達到規(guī)定次數(shù)，或者吸附處理所花費的時間達到規(guī) 定時間，從而需要修復(fù)處理時（S3 :是)，為了恢復(fù)二氧化碳吸附材料3的吸附性能而進行修 復(fù)處理(步驟S4)。在本實施形態(tài)中，在第一處理塔IA及第二處理塔IB中任意一個進行再 生處理或修復(fù)處理的期間，另一個進行吸附處理(參照圖5?圖9)。借助于此，二氧化碳分 離回收裝置可以不中斷地連續(xù)進行吸附處理。
[0051](吸附處理）
參照圖5說明吸附處理。在這里，將第一處理塔IA作為進行吸附處理的處理塔。在進 行吸附處理時，在與第一處理塔IA對應(yīng)地設(shè)置的閥中，閥44A、73A打開，另外的閥關(guān)閉。然 而，閥136既可以打開，也可以關(guān)閉。如果打開閥136，則可以在進行吸附處理的同時排出積 留在流體通路20內(nèi)的排液。
[0052]閥43、53、63的開閉狀態(tài)根據(jù)第二處理塔IB中進行的處理而變化。如果在第二處 理塔IB中也進行吸附處理，則第二處理塔IB的殼體2不需要保溫，因此閥43打開，閥53、 63關(guān)閉。如果在第二處理塔IB中進行回收再生處理，則優(yōu)選的是保持該第二處理塔IB的 殼體2的溫度，因此閥43關(guān)閉，閥53、63打開(參照圖8及圖9)。對于進行修復(fù)處理時的情 況在下面敘述。
[0053]于是，在第一處理塔IA中，被處理氣體流入殼體2的內(nèi)部空間，并且向容納槽4內(nèi) 的二氧化碳吸附材料3供給。包含在被處理氣體中的二氧化碳吸附在吸附劑上，借助于此 被處理氣體成為清潔氣體。清潔氣體穿過容納槽4 (參照圖2)的底壁，從殼體2的內(nèi)部空 間排出。清潔氣體在袋式過濾器74中過濾后向外氣排出。此時，由于鼓風機75的驅(qū)動,被 處理氣體及清潔氣體如上述順利地流動。又，除了閥44A、73A以外的其他的閥為關(guān)閉，因此 可以阻止被處理氣體及清潔氣體流入設(shè)置有該其他的閥的管路內(nèi)。
[0054](修復(fù)處理）
接著，參照圖5?圖7說明修復(fù)處理。在這里，將第二處理塔IB作為進行修復(fù)處理的 處理塔。
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[0055]如圖5所示，在進行修復(fù)處理的浸潰工序時，在與第二處理塔IB對應(yīng)地設(shè)置的閥 中，閥103B打開，其他的閥關(guān)閉。然而，閥131、136既可以打開，也可以關(guān)閉。如果閥131、 136打開，則可以在進行修復(fù)處理的同時排出排液。又，可動板24位于關(guān)閉位置，吸附液供 給泵104被驅(qū)動。于是，在第二處理塔IB中，吸附液從吸附液箱105供給至噴淋器6中，并 且從噴淋器6向下方噴射，逐漸積留在容納槽4 (參照圖2)內(nèi)。當吸附液積留至達到足夠 使二氧化碳吸附材料3浸潰于吸附液中的液位(液面的高度）時，閥103B關(guān)閉，吸附液供給 泵104停止。借助于此，停止吸附液的供給。
[0056]如圖6所示，在進行吸附處理的吸附液回收工序時，在與第二處理塔IB對應(yīng)地設(shè) 置的閥中，閥113B打開，其他的閥關(guān)閉。然而，閥136既可以打開也可以關(guān)閉。又，可動板 24位于打開位置。于是，在第二處理塔IB中，貯留在容納槽4內(nèi)的吸附液穿過容納槽4(參 照圖2)的底壁，從殼體2的內(nèi)部空間排出，并返回至吸附液箱105。
[0057]如圖7所示，在進行修復(fù)處理的干燥工序時，在與第二處理塔IB對應(yīng)地設(shè)置的閥 中，閥54B、64B、124B、125B打開，其他的閥關(guān)閉。由于閥54B、64B為打開，因此閥43為關(guān)閉 而閥53、63為打開。又，可動板24位于打開位置。另外，如虛線所示，在即將進行干燥工序 之前，閥128、124B、125B為打開，鼓風機126被驅(qū)動。借助于此，惰性氣體填充于惰性氣體 循環(huán)管路120中。當向惰性氣體循環(huán)管路120的惰性氣體的填充結(jié)束時，閥128變?yōu)殛P(guān)閉。
[0058]在結(jié)束填充后，在第二處理塔IB中，惰性氣體流入殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)，穿過容納 槽4的底壁，并從殼體2的內(nèi)部空間排出。排出的惰性氣體沿著惰性氣體循環(huán)管路120流 動，再次供給至殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)。此時，由于鼓風機126的驅(qū)動，惰性氣體如上所述順 利地流動。又，由于除了閥54B、64B、124B、125B以外的其他的閥為關(guān)閉，因此可以阻止惰性 氣體流入設(shè)置有該其他的閥的管路中。
[0059]如上所述，在第一處理塔IA及第二處理塔IB中的任意一個(在這里時第二處理塔 1B)中進行修復(fù)處理的期間，在另一個(在這里時第一處理塔1A)中進行吸附處理。當著眼 于這些第一處理塔IA及第二處理塔IB的關(guān)系時，由于與第二處理塔IB對應(yīng)地設(shè)置的閥 44B為關(guān)閉，因此可以阻止應(yīng)在第一處理塔IA中處理的被處理氣體混入至第二處理塔IB的 殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)。又，由于與第一處理塔IA對應(yīng)地設(shè)置的閥124A、125A為關(guān)閉，因此 可以阻止應(yīng)僅供給至第二處理塔IB的惰性氣體混入至第一處理塔IA的殼體2的內(nèi)部空間 內(nèi)。
[0060]又，在第二處理塔IB中，作為高熱流體的被處理氣體被供給至流體通路20 (參照 圖2)內(nèi)。從流體通路20排出的高熱流體(被處理氣體）返回至被處理氣體供給管路40，而 輸送至第一處理塔IA的殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)。借助于此，在進行干燥工序時，可以使殼體 2升溫，可以迅速地干燥二氧化碳吸附材料3。在第二處理塔IB中進行修復(fù)處理的期間，在 第一處理塔IA中進行吸附處理。因此，可以避免適用于高熱流體的被處理氣體未經(jīng)過吸附 處理而向外氣排出。另外，在進行浸潰工序及回收工序時，閥43打開，閥53、63關(guān)閉，被處 理氣體不供給至流體通路20。借助于此，可以很好地抑制吸附劑的蒸發(fā)。
[0061](回收再生處理）
接著，參照圖4、圖8及圖9說明回收再生處理。在這里，將第一處理塔IA作為進行回 收再生處理的處理塔。另一方面，在第二處理塔IB中進行吸附處理。在該第二處理塔IB 中，與上述相同地，在與第二處理塔IB對應(yīng)地設(shè)置的閥中，閥44B、73B打開，其他的閥關(guān)閉
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(參照圖8及圖9)。然而，閥136既可以打開，也可以關(guān)閉。
[0062]如圖4所示，在回收再生處理中，首先，開始向第一處理塔IA的貯留部31的供 水(步驟S201)，并向第一處理塔IA的流體通路20供給作為高熱流體的被處理氣體(步驟 S202)。
[0063]此時，如圖8所示，在與第一處理塔IA對應(yīng)地設(shè)置的閥中，閥54A、64A、83A打開， 其他的閥關(guān)閉。然而，閥131既可以打開，也可以關(guān)閉。閥43關(guān)閉，閥53、63打開。并且驅(qū) 動供水泵84。于是，在第一處理塔IA中，液相的水逐漸積留在貯留部31內(nèi)。又，作為高熱 流體的被處理氣體供給至流體通路20(參照圖2)。從流體通路20排出的高熱流體(被處理 氣體）返回至被處理氣體供給管路40內(nèi)，并輸送至第二處理塔IB的殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)。 借助于此，作為高熱流體的被處理氣體在第二處理塔IB中成為清潔氣體，并且將該清潔氣 體向外氣排出。
[0064]返回至圖4，當供給至貯留部31內(nèi)的水達到規(guī)定水位時，停止向貯留部31供水(步 驟S203)。此時，閥8A關(guān)閉，供水泵84停止。接著，加熱及攪拌貯留在貯留部31內(nèi)的水(步 驟S204)。此時，控制器140使加熱部32及攪拌部33工作直至由水溫傳感器141檢測到的 水溫達到規(guī)定溫度(例如60攝氏度)。當水溫達到規(guī)定溫度時，停止加熱部32及攪拌部33 (步驟S205)。接著，使真空泵35工作(步驟S206)。
[0065]此時，如圖9所示，在與第一處理塔IA對應(yīng)地設(shè)置的閥中，閥54A、64A、93A打開， 其他的閥關(guān)閉。如果將進行加熱及攪拌時的閥的開閉狀態(tài)作為基準，則只是閥93A由關(guān)閉 切換為打開，而維持其他的閥的開閉狀態(tài)。另外，可動板24在供水、加熱及攪拌的期間，既 可以位于打開位置也可以位于關(guān)閉位置，但是在加熱及攪拌結(jié)束的時刻是位于打開位置。
[0066]于是，在第一處理塔IA中，通過真空泵35的動作使殼體2的內(nèi)部空間減壓。殼體 2的內(nèi)部空間減壓至達到貯留在貯留部31內(nèi)的水的飽和水蒸汽壓力時，該水蒸發(fā)，水蒸汽 釋放至殼體2的內(nèi)部空間。水蒸汽通過真空泵35的動作從殼體2的內(nèi)部空間經(jīng)過二氧化 碳流出口 13向二氧化碳回收管路90引入。
[0067]二氧化碳流出口 13設(shè)置于殼體2的上壁部，而貯留部31設(shè)置在殼體2的內(nèi)底部。 二氧化碳吸附材料3配置在殼體2的上下方向中間部，從而配置在二氧化碳流出口 13和貯 留部31中間。因此，水蒸汽在被向二氧化碳回收管路90引入的過程中，穿過容納槽4的底 部及內(nèi)部，與二氧化碳吸附材料3良好地接觸。借助于此，二氧化碳吸附材料3被加熱，而 使被吸附在二氧化碳吸附材料3上的二氧化碳脫附。脫附的二氧化碳通過真空泵35工作， 從殼體2的內(nèi)部空間經(jīng)過二氧化碳流出口 13向二氧化碳回收管路90引入。借助于此，可 以使二氧化碳從二氧化碳吸附材料3中脫附并進行回收，且可以再生二氧化碳吸附材料3。
[0068]返回至圖4，在二氧化碳的脫附回收結(jié)束時，停止真空泵35 (步驟S207)，又，停止 向殼體2的流體流路20供給高熱流體(步驟S208)。
[0069]像這樣在本實施形態(tài)中，在殼體2的內(nèi)部空間配置有貯留作為在回收再生處理中 使用的水蒸汽的來源的水的貯留部31。即，省略了用于從殼體外向殼體內(nèi)供給水蒸汽的配 管。因此，可以防止因通過配管供給蒸汽而引起的蒸汽的熱損失及偏流。因此，可以降低二 氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材料的再生）所需的蒸汽量。又，可以降低在產(chǎn)生蒸汽的 階段中的水溫。借助于此，可以改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0070]貯留作為水蒸汽的來源的液相的水的貯留部31設(shè)置于殼體2的內(nèi)部，尤其是設(shè)置
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于內(nèi)底部，在貯留部31的上方配置有二氧化碳吸附材料3。因此，可以簡便地配置用于在殼 體2的內(nèi)部空間中產(chǎn)生水蒸汽的結(jié)構(gòu)。又，產(chǎn)生的水蒸汽也通過自燃對流而供給至二氧化 碳吸附材料3。
[0071]貯留部31設(shè)置于殼體2的內(nèi)底部的中心部。而且，貯留部31的上方的開放部分 的面積大于一般的配管的截面積，例如大于水引入口 12的流路截面。因此，從貯留部31放 出的水蒸汽難以發(fā)生偏流。因此，可以抑制二氧化碳吸附材料3的再生不均勻，可以降低整 個二氧化碳吸附材料的再生所需的蒸汽量。因此，可以改善二氧化碳分離回收裝置的效率。 又，用于將二氧化碳及水蒸汽從殼體2的內(nèi)部空間排出的二氧化碳流出口 13也配置在殼體 2的上壁部的中心部上。因此，可以進一步抑制水蒸汽的偏流，進一步改善二氧化碳分離回 收裝置的效率。
[0072]像這樣，在殼體2的內(nèi)部空間中產(chǎn)生水蒸汽時，殼體2的內(nèi)部空間被減壓。借助于 此，可以產(chǎn)生低溫的水蒸汽。因此，可以很好地抑制二氧化碳吸附材料3因水蒸汽的熱而劣 化的情況。又，可以謀求在加熱部32中的能量消耗的降低和加熱時間的縮短等。
[0073]當減壓內(nèi)部空間時，預(yù)先在用于回收從二氧化碳吸附材料3中脫附的二氧化碳的 二氧化碳回收管路90中設(shè)置真空泵35，通過使該真空泵35工作而使殼體2的內(nèi)部空間減 壓。如果該真空泵35停止，則殼體2的內(nèi)壓恢復(fù)至減壓前的狀態(tài)，借助于此水蒸汽停止產(chǎn) 生，并且向二氧化碳回收管路90的二氧化碳的引入也停止。即，僅通過真空泵35的工作與 否以及切換閥93A的開閉狀態(tài)，即可一并地切換是否產(chǎn)生水蒸汽、是否進行二氧化碳的脫 附回收(二氧化碳吸附材料的再生)、是否使二氧化碳及水蒸汽從殼體2的內(nèi)部空間引入至 二氧化碳回收管路90中并回收。因此，與設(shè)置用于向殼體2的內(nèi)部空間供給蒸汽的配管的 情況相比，二氧化碳分離回收裝置的結(jié)構(gòu)整體上小型化，又，可以簡便地進行用于執(zhí)行或停 止回收再生處理的控制。
[0074]而且，在通過水蒸汽加熱二氧化碳吸附材料3時，殼體2的溫度通過高熱流體而上 升。因此，可以抑制水蒸汽的熱被殼體2奪走的情況。因此，即使降低在產(chǎn)生及生成水蒸汽 的時刻的水蒸汽的溫度也可以使二氧化碳從二氧化碳吸附材料3中脫附。因此，可以改善 二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0075]如果謀求殼體2的升溫，則高熱流體只要具有與殼體2的外氣相比較高的溫度即 可。在本實施形態(tài)中，高熱流體具有與水蒸汽的溫度相比較高的溫度，因此可以良好地抑制 水蒸汽的熱損失。又，在回收再生處理中，在水蒸汽產(chǎn)生之前，向貯留部31供水并加熱及攪 拌積留在貯留部31內(nèi)的水時，與向貯留部31的供水開始大致同時地，向殼體2的流體通路 20供給高熱流體。因此，即使在殼體2為大型且殼體2的熱容量較大的情況下，在產(chǎn)生水蒸 汽時，可以使殼體2的溫度提高至與高熱流體大致相同的溫度。因此，可以良好地抑制水蒸 汽的熱損失，可以良好地改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0076]而且，根據(jù)本實施形態(tài)的二氧化碳分離回收裝置將從火力發(fā)電廠的鍋爐等排出的 燃燒排氣作為被處理氣體，參照該被處理氣體原本就具有與水蒸汽相比較高的溫度這一 點，被處理氣體適用于用于使殼體2升溫的高熱流體。因此，不需要為了產(chǎn)生高熱流體而專 用的加熱器和熱源等，可以很好地抑制二氧化碳分離回收裝置的結(jié)構(gòu)在整體上的大型化。
[0077]以上說明了本發(fā)明的實施形態(tài)，但是上述結(jié)構(gòu)在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以適當變更。 例如，在根據(jù)上述實施形態(tài)的二氧化碳分離回收裝置中，也可以進行二氧化碳吸附材料的
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制造。在制造二氧化碳吸附材料時，將多孔性物質(zhì)填充于容納槽內(nèi)，并與上述修復(fù)處理同 樣地使閥、通路開閉機構(gòu)、吸附液供給泵工作即可。然而，根據(jù)本發(fā)明的二氧化碳分離回收 裝置只要在殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)可產(chǎn)生水蒸汽即可，因此也可以不進行修復(fù)處理及制造處 理。此時，可以從通路開閉機構(gòu)中僅預(yù)先剩下具有貫通孔的固定板，而與噴淋器一同地省略 通路開閉機構(gòu)的其他結(jié)構(gòu)。又，盡管被處理氣體適用于高熱流體，但是其他的氣體或液體也 可以適用。
[0078]工業(yè)應(yīng)用性：
本發(fā)明可以降低二氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材料的再生）所需的蒸汽量及該 蒸汽的熱損失，借助于此發(fā)揮能夠改善二氧化碳分離回收裝置的效率的作用效果，利用于 在二氧化碳的分離及回收中應(yīng)用了所謂的固體吸附劑法的二氧化碳分離回收裝置時有意 義。
[0079]符號說明：
IAUB處理塔：2殼體；3二氧化碳吸附材料；10氣體流入口；11氣體流出口 ；12水流入口 ；13二氧化碳流出口 ；17流體流入口；18流體流出口 ；20流體通路；21內(nèi)殼部；22外殼部；30蒸汽發(fā)生裝置；31貯留部；32加熱部；33攪拌部；35真空泵；40被處理氣體供給管路50高熱流體供給管路；60高熱流體排出管路；70清潔氣體排出管路；80供水管路；90二氧化碳回收管路。
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【權(quán)利要求】
1.一種二氧化碳分離回收裝置，是從含有二氧化碳的被處理氣體中分離二氧化碳，并 回收從被處理氣體中分離的二氧化碳的二氧化碳分離回收裝置，具備：具有使被處理氣體流通的內(nèi)部空間的殼體；配置在所述內(nèi)部空間內(nèi)，從在所述內(nèi)部空間內(nèi)流通的被處理氣體中吸附分離二氧化碳 的二氧化碳吸附材料；和在所述內(nèi)部空間中產(chǎn)生用于脫附回收被吸附在所述二氧化碳吸附材料上的二氧化碳 的蒸汽并向所述內(nèi)部空間內(nèi)釋放的蒸汽發(fā)生單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生單元形 成為具有設(shè)置于所述殼體的內(nèi)部并貯留水的貯留部，并且通過使貯留在貯留部內(nèi)的水蒸發(fā) 而產(chǎn)生蒸汽的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生單元具 有加熱貯留在所述貯留部內(nèi)的水的加熱部、和攪拌貯留在所述貯留部內(nèi)的水的攪拌部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生單元 具有使所述內(nèi)部空間減壓的減壓單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，還具備使來自于所述內(nèi)部空間的二氧化碳及蒸汽流通的二氧化碳回收管路；所述減壓單元為設(shè)置于所述二氧化碳回收管路上的真空泵；當所述真空泵工作時，貯留在所述貯留部內(nèi)的水蒸發(fā)，且由該貯留的水產(chǎn)生的蒸汽與 從所述二氧化碳吸附材料脫附的二氧化碳一起被引入至所述二氧化碳回收管路內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述殼體具有與所述二氧化碳回收管路連接的二氧化碳排出口 ；所述二氧化碳吸附材料配置在所述貯留部及所述二氧化碳排出口之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任意一項所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述貯 留部設(shè)置于所述內(nèi)底部的中心部。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任意一項所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述殼 體具有限定所述內(nèi)部空間的內(nèi)殼部、覆蓋所述內(nèi)殼部的外側(cè)的外殼部、由所述內(nèi)殼部及所 述外殼部包圍的流體通路、用于使具有與所述殼體的外氣相比高的溫度的高熱流體流入所 述流體通路的流體流入口、和用于使所述高熱流體從所述流體通路流出的流體流出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述高熱流體為被處 理氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，具備包含第一殼體及第二殼體的至少兩個所述殼體；在所述第一殼體內(nèi)使所述蒸汽發(fā)生單元工作而使二氧化碳被脫附回收時，被處理氣體 在通過所述第一殼體的所述流體通路后供給至所述第二殼體的所述內(nèi)部空間內(nèi)，在所述第 二殼體內(nèi)從被處理氣體吸附分離二氧化碳。
【文檔編號】C01B31/20GK103501874SQ201280022341
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月6日
【發(fā)明者】荻野智行 申請人:川崎重工業(yè)株式會社
【專利摘要】二氧化碳分離回收裝置具備：具有使含有二氧化碳的被處理氣體流通的內(nèi)部空間的殼體（2）；配置在內(nèi)部空間內(nèi)，從在內(nèi)部空間內(nèi)流通的被處理氣體中吸附分離二氧化碳的二氧化碳吸附材料（3）；和在內(nèi)部空間中產(chǎn)生用于脫附回收被吸附在二氧化碳吸附材料（3）上的二氧化碳的蒸汽并向內(nèi)部空間內(nèi)釋放的蒸汽發(fā)生單元（30）。
【專利說明】CN 103501874 A
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二氧化碳分離回收裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及從含有二氧化碳的被處理氣體中分離二氧化碳，并且回收從被處理氣 體中分離的二氧化碳的二氧化碳分離回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,作為用于減少二氧化碳的排出量的技術(shù)，CCS (carbon dioxide capture and storage ;二氧化碳的捕獲和封存）受到關(guān)注。CCS是從含有二氧化碳的被處理氣體中 選擇性地分離回收二氧化碳的技術(shù)，是將回收的二氧化碳貯留在地下或水下的技術(shù)。CCS有 望導(dǎo)入至火力發(fā)電廠和油田等的大規(guī)模二氧化碳排出源，又，也可應(yīng)用于密閉的居住空間 的二氧化碳濃度的調(diào)節(jié)(例如，參照專利文獻I及2)。
[0003]專利文獻2公開了在二氧化碳的分離及回收中應(yīng)用了所謂固體吸附劑法的二氧 化碳分離回收裝置。該二氧化碳分離回收裝置具備填充了固體狀的二氧化碳吸附材料的吸 附材料填充槽。吸附材料填充槽與用于引入被處理氣體的配管及用于引入加熱氣體的配管 連接。加熱氣體供給的配管在上游端部與水蒸汽發(fā)生器連接，并且將通過水蒸汽發(fā)生器產(chǎn) 生的水蒸汽利用于加熱氣體。
[0004]根據(jù)該二氧化碳分離回收裝置，當被處理氣體供給至吸附材料填充槽時，二氧化 碳吸附在二氧化碳吸附材料上而從被處理氣體中分離，由此可以制作二氧化碳的濃度下降 的清潔氣體。當用水蒸汽替代被處理氣體供給至吸附材料填充槽時，二氧化碳吸附材料被 加熱。借助于此，二氧化碳從二氧化碳吸附材料上脫附，能夠回收二氧化碳的同時能夠再生 二氧化碳吸附材料。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻：
專利文獻：
專利文獻I :日本特開2007-61777號公報；
專利文獻2 :國際公開第2011/013332號冊。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]發(fā)明要解決的問題：
根據(jù)上述的二氧化碳分離回收裝置，水蒸汽從位于吸附材料填充槽的外部的水蒸汽發(fā) 生器通過加熱氣體供給用的配管輸送至吸附材料填充槽的內(nèi)部。一般情況下，配管暴露在 外氣中，而水蒸汽具有比外氣高的溫度。因此，存在水蒸汽因與配管的熱交換而被冷卻的擔 憂，并且也可根據(jù)狀況考慮到在配管內(nèi)冷凝的情況。在這樣的情況下，有必要提高水蒸汽發(fā) 生器的出口處的蒸汽的溫度，從而用于二氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材料的再生）所 需的蒸汽量增多。
[0007]又，在吸附材料填充槽的內(nèi)部，在靠近加熱氣體供給用的配管的出口的位置上，水 蒸汽的流動比較活躍，另一方面，在離該出口遠的位置上水蒸汽的流動比較緩慢。于是，在 二氧化碳吸附材料上存在二氧化碳迅速結(jié)束脫附的部分、和二氧化碳難以結(jié)束脫附的部
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分。為了使整個二氧化碳吸附材料再生，必須繼續(xù)向吸附材料填充槽供給水蒸汽直至在二 氧化碳不容易脫附的位置上也使二氧化碳結(jié)束脫附。像這樣，在發(fā)生水蒸汽的偏流而出現(xiàn) 再生不均勻時，再生整個二氧化碳吸附材料所需的蒸汽量會增大。
[0008]因此，本發(fā)明的目的是降低二氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材料的再生）所需 的蒸汽量及該蒸汽的熱損失，由此改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0009]解決問題的手段：
根據(jù)本發(fā)明的二氧化碳分離回收裝置是從含有二氧化碳的被處理氣體中分離二氧化 碳，并回收從被處理氣體中分離的二氧化碳的二氧化碳分離回收裝置，具備：具有使被處理 氣體流通的內(nèi)部空間的殼體；配置在所述內(nèi)部空間內(nèi)，從在所述內(nèi)部空間內(nèi)流通的被處理 氣體中吸附分離二氧化碳的二氧化碳吸附材料；和在所述內(nèi)部空間中產(chǎn)生用于脫附回收被 吸附在所述二氧化碳吸附材料上的二氧化碳的蒸汽并向所述內(nèi)部空間內(nèi)釋放的蒸汽發(fā)生 單元。
[0010]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，用于脫附回收二氧化碳(二氧化碳吸附材料的再生）的蒸汽在殼體 的內(nèi)部空間中產(chǎn)生并向內(nèi)部空間釋放。因此，可以省略蒸汽供給用的配管。借助于此，可以 防止因通過配管的蒸汽的供給所引起的蒸汽的熱損失及偏流。因此，可以降低蒸汽的熱損 失。又，可以降低二氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材料的再生)所需的蒸汽量。因此，可 以改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0011]也可以是所述蒸汽發(fā)生單元形成為具有設(shè)置于所述殼體的內(nèi)部并貯留水的貯留 部，并且通過使貯留在貯留部內(nèi)的水蒸發(fā)而產(chǎn)生蒸汽的結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以在殼體的 內(nèi)部空間內(nèi)簡便地設(shè)置用于貯留作為蒸汽的來源的水的貯留部。又，可以將由貯留部內(nèi)的 水產(chǎn)生的蒸汽利用自然對流供給至二氧化碳吸附材料上，并且可以很好地改善二氧化碳分 離回收裝置的效率。
[0012]也可以是所述蒸汽發(fā)生單元具有加熱貯留在所述貯留部內(nèi)的水的加熱部、和攪拌 貯留在所述貯留部內(nèi)的水的攪拌部。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以簡便地管理貯留部內(nèi)的水的溫度， 可以適當?shù)禺a(chǎn)生蒸汽。
[0013]也可以是所述蒸汽發(fā)生單元具有使所述內(nèi)部空間減壓的減壓單元。根據(jù)上述結(jié) 構(gòu)，可以產(chǎn)生低溫的蒸汽，因此可以良好地抑制二氧化碳吸附材料的熱劣化。
[0014]也可以是還具備使來自于所述內(nèi)部空間的二氧化碳及蒸汽流通的二氧化碳回收 管路；所述減壓單元為設(shè)置于所述二氧化碳回收管路上的真空泵；當所述真空泵工作時， 貯留在所述貯留部內(nèi)的水蒸發(fā)，且由該貯留的水產(chǎn)生的蒸汽與從所述二氧化碳吸附材料中 脫附的二氧化碳一起被引入至所述二氧化碳回收管路內(nèi)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過切換是否使 真空泵工作，以此一并地切換是否產(chǎn)生蒸汽并執(zhí)行二氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材 料的再生)的處理，即，是否使二氧化碳從殼體排出。因此，可以整體上簡化二氧化碳分離回 收裝置的結(jié)構(gòu)。
[0015]也可以是所述殼體具有與所述二氧化碳回收管路連接的二氧化碳排出口 ；所述二 氧化碳吸附材料配置在所述貯留部及所述二氧化碳排出口之間。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，由貯留部 內(nèi)的水產(chǎn)生的蒸汽供給至二氧化碳吸附材料后被引入至二氧化碳回收管路中。因此，可以 很好地改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0016]也可以是所述貯留部設(shè)置于所述內(nèi)底部的中心部。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以良好地抑
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制殼體的內(nèi)部空間中的蒸汽的偏流。因此，可以很好地改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0017]也可以是所述殼體具有限定所述內(nèi)部空間的內(nèi)殼部、覆蓋所述內(nèi)殼部的外側(cè)的外 殼部、由所述內(nèi)殼部及所述外殼部包圍的流體通路、用于使具有與所述殼體的外氣相比高 的溫度的高熱流體流入所述流體通路的流體流入口、和用于使所述高熱流體從所述流體通 路流出的流體流出口。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以抑制蒸汽的熱被殼體奪走。因此，可以很好地改 善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0018]也可以是所述高熱流體為被處理氣體。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，不需要另外設(shè)置熱源，因此 可以良好地抑制二氧化碳分離回收裝置的結(jié)構(gòu)在整體上的大型化。
[0019]也可以是具備包含第一殼體及第二殼體的至少兩個所述殼體；在所述第一殼體內(nèi) 使所述蒸汽發(fā)生單元工作而使二氧化碳被脫附回收時，被處理氣體在通過所述第一殼體的 所述流體通路后供給至第二殼體的所述內(nèi)部空間內(nèi)，在第二殼體內(nèi)從被處理氣體吸附分離 二氧化碳。
[0020]發(fā)明效果：
根據(jù)本發(fā)明，可以降低二氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材料的再生）所需的蒸汽量 及該蒸汽的熱損失，借助于此可以改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)的二氧化碳分離回收裝置的整體結(jié)構(gòu)的概念 圖；
圖2是示出圖I所示的第一處理塔的結(jié)構(gòu)的概念圖；
圖3是示出通過圖2所示的控制器執(zhí)行的二氧化碳分離回收處理的步驟的流程圖；
圖4是示出圖3所示的回收再生處理的步驟的流程圖；
圖5是示出在第一處理塔中進行吸附處理、在第二處理塔中進行修復(fù)處理的浸潰工序 時的氣體等的流動的作用圖；
圖6是示出在第一處理塔中進行吸附處理、在第二處理塔中進行修復(fù)處理的吸附液回 收工序時的氣體等的流動的作用圖；
圖7是示出在第一處理塔中進行吸附處理、在第二處理塔中進行修復(fù)處理的干燥工序 時的氣體等的流動的作用圖；
圖8是示出在第一處理塔中進行回收再生處理的供水工序、在第二處理塔中進行吸附 處理時的氣體等的流動的作用圖；
圖9是示出在第一處理塔中進行回收再生處理的二氧化碳回收工序、在第二處理塔中 進行吸附處理時的氣體等的流動的作用圖。
【具體實施方式】
[0022]以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施形態(tài)。另外，在所有附圖中對于相同或相當?shù)囊?素標以相同的符號，并省略重復(fù)的詳細說明。
[0023](被處理氣體、二氧化碳吸附材料）
圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)的二氧化碳分離回收裝置的整體結(jié)構(gòu)的概念圖。另 外，在圖I中，記載在線端部上的圓圈內(nèi)文字表示相同文字彼此相連接。二氧化碳分離回收
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裝置是用于從含有二氧化碳的被處理氣體中選擇性地分離及回收二氧化碳的裝置。被處理 氣體例如是從火力發(fā)電廠的鍋爐等中排出的燃燒排氣、密閉的居住空間的室內(nèi)空氣、空氣 調(diào)節(jié)過的辦公室等的室內(nèi)空氣。二氧化碳分離回收裝置是為了分離及回收二氧化碳，而利 用使可吸附二氧化碳的吸附劑負載于多孔性物質(zhì)而形成的固體狀的二氧化碳吸附材料。
[0024]吸附劑優(yōu)選的是應(yīng)用具有弱堿性的胺化合物。胺化合物例如可應(yīng)用聚乙烯亞胺、 一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、四乙烯五胺、甲基二乙醇胺、異丙醇胺、二異丙醇胺、二丁 胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、六乙烯二胺、芐胺或嗎啉。因能夠在比較低的溫度下使二氧化 碳脫附，并且即使蒸發(fā)也能夠容易回收的這樣的理由，所以優(yōu)選的是一乙醇胺及二乙醇胺， 并且它們的混合物也適用。
[0025]多孔性物質(zhì)，例如可適用活性炭、活性鋁。它們在表面具有多個細孔，因此能夠負 載大量的吸附劑，借助于此可以提高二氧化碳吸附材料的吸附性能。尤其是，由于活性炭的 堆積密度較小，因此對二氧化碳吸附材料的輕量化有益。將胺化合物應(yīng)用于吸附劑時，活性 炭在能夠去除胺化合物所具有的輕微的氨臭的方面是合適的。將活性炭應(yīng)用于多孔性物 質(zhì)時，活性炭優(yōu)選的是具有20?IOOA的平均細孔徑、I. 0?2. Occ/g的細孔容積、1000? 2000m2/g的比表面積的性狀。
[0026]在使多孔性物質(zhì)負載吸附劑而制作二氧化碳吸附材料時，配制作為吸附劑的溶液 或液相的吸附劑的吸附液，并且使吸附液分散在多孔性物質(zhì)上和/或?qū)⒍嗫仔晕镔|(zhì)浸潰在 吸附液中，回收吸附液并干燥多孔性物質(zhì)。在使二乙醇胺負載于活性炭時，吸附液可應(yīng)用濃 度調(diào)節(jié)在10?55%的范圍內(nèi)的二乙醇胺水溶液，此時可以制造二乙醇胺相對于活性炭的重 量比為20?200%的二氧化碳吸附材料。
[0027]以下依次說明二氧化碳分離回收裝置的處理塔1A、1B、與處理塔1A、1B連接的系 統(tǒng)、在處理塔1A、1B中進行的處理。除非另有說明，假定被處理氣體為燃燒排氣、吸附劑為 二乙醇胺、吸附液為其水溶液、多孔性物質(zhì)為活性炭并進行說明，但是它們可適當變更為前 述的物質(zhì)。
[0028](處理塔）
如圖I所示，二氧化碳分離回收裝置具備第一處理塔IA及第二處理塔1B。第二處理 塔IB與第一處理塔IA相同。因此，參照圖2說明第一處理塔1A，而省略第二處理塔IB的 說明。另外，在本實施形態(tài)中，為了方便說明使二氧化碳分離回收裝置具備兩個處理塔，但 是也可以具備一個或三個以上的處理塔。
[0029]圖2是示出圖I所示的第一處理塔IA的結(jié)構(gòu)的概念圖。第一處理塔IA具備殼體 2及二氧化碳吸附材料3。殼體2整體上形成為圓筒狀。二氧化碳吸附材料3如上所述進 行制造，并且配置在該殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)。在第一處理塔IA中，進行吸附處理、回收再生 處理及修復(fù)處理。在吸附處理中，使被處理氣體在殼體2的內(nèi)部空間中流通，使二氧化碳吸 附材料3吸附二氧化碳而從被處理氣體中分離二氧化碳，并且將去除了二氧化碳的清潔氣 體從殼體2的內(nèi)部空間排出。在回收再生處理中，使水蒸汽在殼體2的內(nèi)部空間中流通而 加熱二氧化碳吸附材料3，使吸附在二氧化碳吸附材料3上的二氧化碳脫附，從而在回收二 氧化碳的同時再生二氧化碳吸附材料3。在修復(fù)處理中，使吸附性能下降的二氧化碳吸附材 料3浸潰在吸附液中(浸潰工序)，回收吸附液(吸附液回收工序)，使惰性氣體在殼體2的內(nèi) 部空間中流通而干燥二氧化碳吸附材料3 (干燥工序)，借助于此使二氧化碳吸附材料3再
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次負載吸附劑而恢復(fù)二氧化碳吸附材料3的吸附性能。另外，惰性氣體，例如可應(yīng)用氮氣。
[0030]殼體2具有用于選擇性地引入被處理氣體及惰性氣體的氣體流入口 10、用于選擇 性地排出清潔氣體及惰性氣體的氣體流出口 11、用于引入作為水蒸汽來源的水的水流入口
12、用于排出二氧化碳的二氧化碳流出口 13、用于引入吸附液的吸附液流入口 14、用于排 出吸附液的吸附液流出口 15、用于排出積留在內(nèi)部空間的排液的內(nèi)側(cè)排液口 16。氣體流入 口 10及二氧化碳流出口 13設(shè)置于殼體2的上壁部上并內(nèi)部空間連通。水流入口 12、吸附 液流出口 15及內(nèi)側(cè)排液口 16設(shè)置于殼體2的底壁部并與內(nèi)部空間連通。氣體流出口 11及 吸附液流入口 14設(shè)置于殼體2的側(cè)壁部上并與內(nèi)部空間連通。在這里，氣體流入口 10由 被處理氣體及惰性氣體共用，但是也可以針對被處理氣體及惰性氣體分別設(shè)置專用的氣體 流入口。對于氣體流出口 11也是同樣的。
[0031]殼體2具有雙重壁結(jié)構(gòu)。即，殼體2具有：限定內(nèi)部空間的圓筒狀的內(nèi)殼部21、包 圍內(nèi)殼部21的圓筒狀的外殼部22、形成于內(nèi)殼部21的外周面和外殼部22的內(nèi)周面之間的 具有圓環(huán)狀截面的流體通路20、用于使高熱流體流入流體通路20中的流體流入口 17、用于 使高熱流體從流體通路20流出的流體流出口 18、和用于排出積留在流體通路20內(nèi)的排液 的外側(cè)排液口 19。
[0032]高熱流體與殼體2的外氣相比溫度高、優(yōu)選的是與在回收再生處理中使用的水蒸 汽相比具有較高的溫度的氣體或液體。當高熱流體供給至流體通路20時，殼體2的溫度為 與外氣相比較高的溫度、優(yōu)選的是與水蒸汽相比較高的溫度。在進行回收再生處理時殼體2 升溫時，可以降低水蒸汽的熱損失，可以改善二氧化碳分離回收裝置的效率。又，流體流入 口 17設(shè)置于外殼部22的側(cè)壁下端部上，流體流出口 18設(shè)置于外殼部22的側(cè)壁上端部上， 并且在與流體流入口 17周方向相反側(cè)上隔開配置。由于流體流入口 17及流體流出口 18不 論在上下方向上還是在周方向上都相互隔開配置，因此在高熱流體供給至流體通路20時 可以使殼體2整體升溫。另外，外側(cè)排液口 19設(shè)置于殼體2的底壁部上，與流體通路20連 通。
[0033]在本實施形態(tài)中，參照作為被處理氣體的燃燒排氣達到相對高溫(例如攝氏80度 左右）這一點，被處理氣體適用于高熱流體。此時，由于不需要用于產(chǎn)生高熱流體的專用的 熱源或加熱器，因此可以避免二氧化碳分離回收裝置的結(jié)構(gòu)整體上大型化。
[0034]各處理塔1A、1B具備容納槽4、通路開閉機構(gòu)5及噴淋器6。容納槽4形成為上方 打開的圓筒狀。容納槽4以與殼體2 (內(nèi)殼部21)的內(nèi)周面上的上下方向中間部緊密連接 的方式設(shè)置于殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)。二氧化碳吸附材料3容納于容納槽4的內(nèi)部。通路開 閉機構(gòu)5具有固定板23、可動板24、動力傳遞部25及電動機26。固定板23及可動板24為 具有大致相同的半徑的圓板狀體，并且在固定板23及可動板24上分散設(shè)置有多個貫通孔。 固定板23固定于容納槽4的側(cè)壁的內(nèi)周面上，可動板24可旋轉(zhuǎn)地與固定板23的上表面重 疊，固定板23及可動板24構(gòu)成容納槽4的底壁。動力傳遞部25具有設(shè)置于可動板24的 外周部的表面的圓弧狀的從動錐齒輪27、和與從動錐齒輪嚙合的主動錐齒輪28。電動機26 安裝于設(shè)置在固定板23上的支架29上，電動機26的旋轉(zhuǎn)軸與主動錐齒輪28連接。噴淋 器6配置在與容納槽4內(nèi)的二氧化碳吸附材料3相比靠近上方的位置上，向下噴射從吸附 液流入口 14引入的吸附液。
[0035]通過電動機26的動作，可動板24在關(guān)閉位置和打開位置之間可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移。當
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可動板24位于關(guān)閉位置時，可動板24的貫通孔不與固定板23的貫通孔重疊。借助于此， 可以將從噴淋器6噴射的吸附液貯留在容納槽4內(nèi)。即，在進行修復(fù)處理的浸潰工序時，可 動板24位于關(guān)閉位置。另一方面，當可動板24位于打開位置時，可動板24的貫通孔與固 定板23的貫通孔重疊。借助于此，可以使被處理氣體、清潔氣體、水蒸汽、吸附液及惰性氣 體穿過容納槽4的底壁。即，在進行吸附處理、回收再生處理、修復(fù)處理的吸附液回收工序 及修復(fù)處理的干燥工序時，可動板24位于打開位置。
[0036]各處理塔1A、1B具備貯留部31、加熱部32及攪拌部33。貯留部31為上方打開的 容器，設(shè)置于殼體2 (內(nèi)殼部21)的內(nèi)底面的中心部上。貯留部31可以貯留從水流入口 12 引入的液相的水。加熱部32配置在貯留部31內(nèi)，加熱貯留在貯留部31內(nèi)的水。攪拌部33 配置在貯留部31的內(nèi)底部，攪拌貯留在貯留部31內(nèi)的水。當加熱部32及攪拌部33工作 時，可以使貯留在貯留部31內(nèi)的水的溫度均勻地上升。在本實施形態(tài)中，通過加熱并蒸發(fā) 貯留在貯留部31內(nèi)的水，以此將在回收再生處理中使用的水蒸汽釋放至殼體2的內(nèi)部空間 內(nèi)。像這樣,貯留部31、加熱部32及攪拌部33構(gòu)成在殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)產(chǎn)生水蒸汽并將 該水蒸汽釋放至殼體2的內(nèi)部空間的蒸汽發(fā)生裝置30。貯留部31被頂蓋34從上側(cè)覆蓋。 借助于此，可以實現(xiàn)將在貯留部31中產(chǎn)生的水蒸汽很好地釋放至殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)、和 防止吸附液浸入貯留部31內(nèi)的兩者。通過防止吸附液浸入貯留部31內(nèi)，以此可以使該吸 附液容易積留在殼體2的內(nèi)底部，可以較多地確保吸附液的回收量。
[0037](系統(tǒng)）
返回到圖1，二氧化碳分離回收裝置具備被處理氣體供給管路40、高熱流體供給管路 50、高熱流體排出管路60、清潔氣體排出管路70、供水管路80、二氧化碳回收管路90、吸附 液供給管路100、吸附液回收管路110、惰性氣體循環(huán)管路120、內(nèi)側(cè)排液管路130及外側(cè)排 液管路135。參照記載于管路端部的圓圈內(nèi)文字即可知，任意一個管路都與第一處理塔IA 的殼體2及第二吸附塔IB的殼體2連接。而且，各管路40、50、60、70、80、90、100、110均具 有共通管、和從共通管的一端部分叉的兩個歧管，歧管的各端部與兩個殼體2并列連接。
[0038]被處理氣體供給管路40是用于將被處理氣體供給至殼體2的內(nèi)部空間的管路。共 通管41的另一端部(上游端部）與被處理氣體的發(fā)生源(例如鍋爐）連接。歧管42A、42B的 各端部(下游端部）與氣體流入口 10 (參照圖2)連接。在共通管41的中途設(shè)置有冷凝器 36及加熱器37。在歧管42A、42B的中途設(shè)置有閥44A、44B。
[0039]高熱流體供給管路50是用于將作為高熱流體的被處理氣體供給至殼體2的流體 通路20 (參照圖2)的管路。共通管51的另一端部(上游端部）與在被處理氣體供給管路4 的共通管41中、比冷凝器36及加熱器37靠近上游側(cè)的部分連接。歧管52A、52B的各端部 (下游端部）與流體流入口 17 (參照圖2)連接。在共通管51的中途設(shè)置有閥53。在歧管 52A、52B的中途設(shè)置有閥54A、54B。
[0040]高熱流體排出管路60是用于使作為高熱流體的被處理氣體返回至被處理氣體供 給管路40的管路。歧管62A、62B的各端部(上游端部）與流體流出口 18 (參照圖2)連接。 共通管61的另一端部(下游端部）與在被處理氣體供給管路40的共通管41中、比冷凝器 36及加熱器37靠近上游側(cè)且比與高熱流體供給管路50的連接位置靠近下游側(cè)的部分連 接。在共通管61的中途設(shè)置有閥63。在歧管62A、62B的中途設(shè)置有閥64A、64B。而且，在 被處理氣體供給管路40的共通管41的中途，在比與高熱流體供給管路50的連接位置靠近
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下游側(cè)且比與高熱流體排出管路60的連接位置靠近上游側(cè)的位置上設(shè)置有閥43。如下所 述，閥43、53、63發(fā)揮作為用于切換是否向第一處理塔IA或第二處理塔IB供給高熱流體的 裝置的功能。
[0041]清潔氣體排出管路70是用于從殼體2的內(nèi)部空間排出清潔氣體的管路。歧管72A、 72B的各端部(上游端部）與氣體流出口 I (參照圖2)連接。共通管71的另一端部(下游端 部)與煙囪(未圖示)連接。在歧管72A、72B的中途設(shè)置有閥73A、73B。在共通管71的中途 設(shè)置有袋式過濾器74及鼓風機75。
[0042]供水管路80是用于將為了使二氧化碳從二氧化碳吸附材料3中脫附而使用的作 為水蒸汽來源的液相的水供給至貯留部31中的管路。共通管81的另一端部(上游端部)與 供水源(未圖示)連接。歧管82A、82B的各端部(下游端部)與水流入口 12 (參照圖2)連接。 在歧管82A、82B的中途設(shè)置有閥83A、83B。在共通管81的中途設(shè)置有供水泵84。
[0043]二氧化碳回收管路90是用于將從二氧化碳吸附材料3脫附的二氧化碳與水蒸汽 一起從殼體2的內(nèi)部空間排出的管路。歧管92A、92B的各端部(上游端部)與二氧化碳流出 口 13 (參照圖2)連接。共通管91的另一端部(下游端部）與回收容器(未圖示）連接。在 歧管92A、92B的中途設(shè)置有閥93A、93B。在共通管91的中途設(shè)置有真空泵35。真空泵35 可以使殼體2的內(nèi)部空間減壓，借助于此可以使貯留在貯留部31內(nèi)的水以低溫蒸發(fā)。像這 樣，在本實施形態(tài)中，真空泵35也構(gòu)成上述的蒸汽發(fā)生裝置30。
[0044]吸附液供給管路100是用于向噴淋器6供給吸附液的管路。共通管101的另一端 部(上游端部)與貯留吸附液的吸附液箱105連接。歧管102AU02B的各端部(下游端部)與 吸附液流入口 14 (參照圖2)連接。在歧管102AU02B的中途設(shè)置有閥103AU03B。在共 通管101的中途設(shè)置有吸附液供給泵104。
[0045]吸附液排出管路110是用于使吸附液返回至吸附液箱105的管路。歧管112A、112B 的各端部(上游端部）與吸附液流出口 15 (參照圖2)連接。共通管111的另一端部(下游 端部）與吸附液箱105連接。在歧管112AU12B的中途設(shè)置有閥113AU13B。
[0046]惰性氣體循環(huán)管路120是用于以惰性氣體在殼體2的內(nèi)部空間流通的方式使惰性 氣體循環(huán)的管路。惰性氣體循環(huán)管路120具有共通管121、第一歧管122AU22B以及第二歧 管123A、123B。第一歧管122A、122B從共通管121的一端部分叉。第二歧管123A、123B從 共通管121的另一端部分叉。第一歧管122AU22B的各端部與和被處理氣體供給管路40 共用的氣體流出口 11 (參照圖2)連接。第二歧管123AU23B的各端部與和清潔氣體排出 管路70共用的氣體流入口 10 (參照圖2)連接。在第一歧管122AU22B的中途設(shè)置有閥 124A、124B，在第二歧管123A、123B的中途也設(shè)置有閥125A、125B。在共通管121的中途設(shè) 置有冷凝器36、加熱器37以及鼓風機26。共通管121與用于向惰性氣體循環(huán)管路120填 充惰性氣體的惰性氣體供給管路127連接。在惰性氣體供給管路127的中途設(shè)置有閥128。
[0047]內(nèi)側(cè)排液管路130與內(nèi)側(cè)排液口 16 (參照圖2)連接。在內(nèi)側(cè)排液管路130的中 途設(shè)置有閥131。外側(cè)排液管路135與外側(cè)排液口 19 (參照圖2)連接。在外側(cè)排液管路 135的中途設(shè)置有閥136。
[0048](控制系統(tǒng)）
返回至圖2，二氧化碳分離回收裝置具備控制器140?？刂破?40與水溫傳感器141、 加熱部32、攪拌部33及真空泵35連接。水溫傳感器141檢測貯留在貯留部31內(nèi)的水的溫
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度。控制器140根據(jù)由水溫傳感器141檢測到的水溫如下述那樣地控制加熱部32、攪拌部 33及真空泵35的動作。又，控制器140還與電動機26、鼓風機75、126及上述的各閥連接。 在以下說明中，電動機26、加熱部32、攪拌部33、真空泵35、鼓風機75、126及閥的動作都是 由控制器140控制。
[0049](二氧化碳分離回收處理）
圖3是示出通過圖2所示的控制器140執(zhí)行的二氧化碳分離回收處理的步驟的流程 圖，圖4是示出圖3所示的回收再生處理（S2)的步驟的流程圖。圖5是示出在第一處理塔 IA中進行吸附處理、在第二處理塔IB中進行修復(fù)處理的浸潰工序時的氣體等的流動的作 用圖，圖6是示出在第一處理塔IA中進行吸附處理、在第二處理塔IB中進行修復(fù)處理的吸 附液回收工序時的氣體等的流動的作用圖，圖7是示出在第一處理塔IA中進行吸附處理、 在第二處理塔IB中進行修復(fù)處理的干燥工序時的氣體等的流動的作用圖，圖8是示出在第 一處理塔IA中進行回收再生處理的供水工序、在第二處理塔IB中進行吸附處理時的氣體 等的流動的作用圖，圖9是示出在第一處理塔IA中進行回收再生處理的二氧化碳回收工 序、在第二處理塔IB中進行吸附處理時的氣體等的流動的作用圖。
[0050]如圖3所示，在各處理塔1A、1B中，重復(fù)進行吸附處理(步驟SI)及回收再生處理 (步驟S2)的一系列的處理。重復(fù)的次數(shù)達到規(guī)定次數(shù)，或者吸附處理所花費的時間達到規(guī) 定時間，從而需要修復(fù)處理時（S3 :是)，為了恢復(fù)二氧化碳吸附材料3的吸附性能而進行修 復(fù)處理(步驟S4)。在本實施形態(tài)中，在第一處理塔IA及第二處理塔IB中任意一個進行再 生處理或修復(fù)處理的期間，另一個進行吸附處理(參照圖5?圖9)。借助于此，二氧化碳分 離回收裝置可以不中斷地連續(xù)進行吸附處理。
[0051](吸附處理）
參照圖5說明吸附處理。在這里，將第一處理塔IA作為進行吸附處理的處理塔。在進 行吸附處理時，在與第一處理塔IA對應(yīng)地設(shè)置的閥中，閥44A、73A打開，另外的閥關(guān)閉。然 而，閥136既可以打開，也可以關(guān)閉。如果打開閥136，則可以在進行吸附處理的同時排出積 留在流體通路20內(nèi)的排液。
[0052]閥43、53、63的開閉狀態(tài)根據(jù)第二處理塔IB中進行的處理而變化。如果在第二處 理塔IB中也進行吸附處理，則第二處理塔IB的殼體2不需要保溫，因此閥43打開，閥53、 63關(guān)閉。如果在第二處理塔IB中進行回收再生處理，則優(yōu)選的是保持該第二處理塔IB的 殼體2的溫度，因此閥43關(guān)閉，閥53、63打開(參照圖8及圖9)。對于進行修復(fù)處理時的情 況在下面敘述。
[0053]于是，在第一處理塔IA中，被處理氣體流入殼體2的內(nèi)部空間，并且向容納槽4內(nèi) 的二氧化碳吸附材料3供給。包含在被處理氣體中的二氧化碳吸附在吸附劑上，借助于此 被處理氣體成為清潔氣體。清潔氣體穿過容納槽4 (參照圖2)的底壁，從殼體2的內(nèi)部空 間排出。清潔氣體在袋式過濾器74中過濾后向外氣排出。此時，由于鼓風機75的驅(qū)動,被 處理氣體及清潔氣體如上述順利地流動。又，除了閥44A、73A以外的其他的閥為關(guān)閉，因此 可以阻止被處理氣體及清潔氣體流入設(shè)置有該其他的閥的管路內(nèi)。
[0054](修復(fù)處理）
接著，參照圖5?圖7說明修復(fù)處理。在這里，將第二處理塔IB作為進行修復(fù)處理的 處理塔。
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[0055]如圖5所示，在進行修復(fù)處理的浸潰工序時，在與第二處理塔IB對應(yīng)地設(shè)置的閥 中，閥103B打開，其他的閥關(guān)閉。然而，閥131、136既可以打開，也可以關(guān)閉。如果閥131、 136打開，則可以在進行修復(fù)處理的同時排出排液。又，可動板24位于關(guān)閉位置，吸附液供 給泵104被驅(qū)動。于是，在第二處理塔IB中，吸附液從吸附液箱105供給至噴淋器6中，并 且從噴淋器6向下方噴射，逐漸積留在容納槽4 (參照圖2)內(nèi)。當吸附液積留至達到足夠 使二氧化碳吸附材料3浸潰于吸附液中的液位(液面的高度）時，閥103B關(guān)閉，吸附液供給 泵104停止。借助于此，停止吸附液的供給。
[0056]如圖6所示，在進行吸附處理的吸附液回收工序時，在與第二處理塔IB對應(yīng)地設(shè) 置的閥中，閥113B打開，其他的閥關(guān)閉。然而，閥136既可以打開也可以關(guān)閉。又，可動板 24位于打開位置。于是，在第二處理塔IB中，貯留在容納槽4內(nèi)的吸附液穿過容納槽4(參 照圖2)的底壁，從殼體2的內(nèi)部空間排出，并返回至吸附液箱105。
[0057]如圖7所示，在進行修復(fù)處理的干燥工序時，在與第二處理塔IB對應(yīng)地設(shè)置的閥 中，閥54B、64B、124B、125B打開，其他的閥關(guān)閉。由于閥54B、64B為打開，因此閥43為關(guān)閉 而閥53、63為打開。又，可動板24位于打開位置。另外，如虛線所示，在即將進行干燥工序 之前，閥128、124B、125B為打開，鼓風機126被驅(qū)動。借助于此，惰性氣體填充于惰性氣體 循環(huán)管路120中。當向惰性氣體循環(huán)管路120的惰性氣體的填充結(jié)束時，閥128變?yōu)殛P(guān)閉。
[0058]在結(jié)束填充后，在第二處理塔IB中，惰性氣體流入殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)，穿過容納 槽4的底壁，并從殼體2的內(nèi)部空間排出。排出的惰性氣體沿著惰性氣體循環(huán)管路120流 動，再次供給至殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)。此時，由于鼓風機126的驅(qū)動，惰性氣體如上所述順 利地流動。又，由于除了閥54B、64B、124B、125B以外的其他的閥為關(guān)閉，因此可以阻止惰性 氣體流入設(shè)置有該其他的閥的管路中。
[0059]如上所述，在第一處理塔IA及第二處理塔IB中的任意一個(在這里時第二處理塔 1B)中進行修復(fù)處理的期間，在另一個(在這里時第一處理塔1A)中進行吸附處理。當著眼 于這些第一處理塔IA及第二處理塔IB的關(guān)系時，由于與第二處理塔IB對應(yīng)地設(shè)置的閥 44B為關(guān)閉，因此可以阻止應(yīng)在第一處理塔IA中處理的被處理氣體混入至第二處理塔IB的 殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)。又，由于與第一處理塔IA對應(yīng)地設(shè)置的閥124A、125A為關(guān)閉，因此 可以阻止應(yīng)僅供給至第二處理塔IB的惰性氣體混入至第一處理塔IA的殼體2的內(nèi)部空間 內(nèi)。
[0060]又，在第二處理塔IB中，作為高熱流體的被處理氣體被供給至流體通路20 (參照 圖2)內(nèi)。從流體通路20排出的高熱流體(被處理氣體）返回至被處理氣體供給管路40，而 輸送至第一處理塔IA的殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)。借助于此，在進行干燥工序時，可以使殼體 2升溫，可以迅速地干燥二氧化碳吸附材料3。在第二處理塔IB中進行修復(fù)處理的期間，在 第一處理塔IA中進行吸附處理。因此，可以避免適用于高熱流體的被處理氣體未經(jīng)過吸附 處理而向外氣排出。另外，在進行浸潰工序及回收工序時，閥43打開，閥53、63關(guān)閉，被處 理氣體不供給至流體通路20。借助于此，可以很好地抑制吸附劑的蒸發(fā)。
[0061](回收再生處理）
接著，參照圖4、圖8及圖9說明回收再生處理。在這里，將第一處理塔IA作為進行回 收再生處理的處理塔。另一方面，在第二處理塔IB中進行吸附處理。在該第二處理塔IB 中，與上述相同地，在與第二處理塔IB對應(yīng)地設(shè)置的閥中，閥44B、73B打開，其他的閥關(guān)閉
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(參照圖8及圖9)。然而，閥136既可以打開，也可以關(guān)閉。
[0062]如圖4所示，在回收再生處理中，首先，開始向第一處理塔IA的貯留部31的供 水(步驟S201)，并向第一處理塔IA的流體通路20供給作為高熱流體的被處理氣體(步驟 S202)。
[0063]此時，如圖8所示，在與第一處理塔IA對應(yīng)地設(shè)置的閥中，閥54A、64A、83A打開， 其他的閥關(guān)閉。然而，閥131既可以打開，也可以關(guān)閉。閥43關(guān)閉，閥53、63打開。并且驅(qū) 動供水泵84。于是，在第一處理塔IA中，液相的水逐漸積留在貯留部31內(nèi)。又，作為高熱 流體的被處理氣體供給至流體通路20(參照圖2)。從流體通路20排出的高熱流體(被處理 氣體）返回至被處理氣體供給管路40內(nèi)，并輸送至第二處理塔IB的殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)。 借助于此，作為高熱流體的被處理氣體在第二處理塔IB中成為清潔氣體，并且將該清潔氣 體向外氣排出。
[0064]返回至圖4，當供給至貯留部31內(nèi)的水達到規(guī)定水位時，停止向貯留部31供水(步 驟S203)。此時，閥8A關(guān)閉，供水泵84停止。接著，加熱及攪拌貯留在貯留部31內(nèi)的水(步 驟S204)。此時，控制器140使加熱部32及攪拌部33工作直至由水溫傳感器141檢測到的 水溫達到規(guī)定溫度(例如60攝氏度)。當水溫達到規(guī)定溫度時，停止加熱部32及攪拌部33 (步驟S205)。接著，使真空泵35工作(步驟S206)。
[0065]此時，如圖9所示，在與第一處理塔IA對應(yīng)地設(shè)置的閥中，閥54A、64A、93A打開， 其他的閥關(guān)閉。如果將進行加熱及攪拌時的閥的開閉狀態(tài)作為基準，則只是閥93A由關(guān)閉 切換為打開，而維持其他的閥的開閉狀態(tài)。另外，可動板24在供水、加熱及攪拌的期間，既 可以位于打開位置也可以位于關(guān)閉位置，但是在加熱及攪拌結(jié)束的時刻是位于打開位置。
[0066]于是，在第一處理塔IA中，通過真空泵35的動作使殼體2的內(nèi)部空間減壓。殼體 2的內(nèi)部空間減壓至達到貯留在貯留部31內(nèi)的水的飽和水蒸汽壓力時，該水蒸發(fā)，水蒸汽 釋放至殼體2的內(nèi)部空間。水蒸汽通過真空泵35的動作從殼體2的內(nèi)部空間經(jīng)過二氧化 碳流出口 13向二氧化碳回收管路90引入。
[0067]二氧化碳流出口 13設(shè)置于殼體2的上壁部，而貯留部31設(shè)置在殼體2的內(nèi)底部。 二氧化碳吸附材料3配置在殼體2的上下方向中間部，從而配置在二氧化碳流出口 13和貯 留部31中間。因此，水蒸汽在被向二氧化碳回收管路90引入的過程中，穿過容納槽4的底 部及內(nèi)部，與二氧化碳吸附材料3良好地接觸。借助于此，二氧化碳吸附材料3被加熱，而 使被吸附在二氧化碳吸附材料3上的二氧化碳脫附。脫附的二氧化碳通過真空泵35工作， 從殼體2的內(nèi)部空間經(jīng)過二氧化碳流出口 13向二氧化碳回收管路90引入。借助于此，可 以使二氧化碳從二氧化碳吸附材料3中脫附并進行回收，且可以再生二氧化碳吸附材料3。
[0068]返回至圖4，在二氧化碳的脫附回收結(jié)束時，停止真空泵35 (步驟S207)，又，停止 向殼體2的流體流路20供給高熱流體(步驟S208)。
[0069]像這樣在本實施形態(tài)中，在殼體2的內(nèi)部空間配置有貯留作為在回收再生處理中 使用的水蒸汽的來源的水的貯留部31。即，省略了用于從殼體外向殼體內(nèi)供給水蒸汽的配 管。因此，可以防止因通過配管供給蒸汽而引起的蒸汽的熱損失及偏流。因此，可以降低二 氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材料的再生）所需的蒸汽量。又，可以降低在產(chǎn)生蒸汽的 階段中的水溫。借助于此，可以改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0070]貯留作為水蒸汽的來源的液相的水的貯留部31設(shè)置于殼體2的內(nèi)部，尤其是設(shè)置
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于內(nèi)底部，在貯留部31的上方配置有二氧化碳吸附材料3。因此，可以簡便地配置用于在殼 體2的內(nèi)部空間中產(chǎn)生水蒸汽的結(jié)構(gòu)。又，產(chǎn)生的水蒸汽也通過自燃對流而供給至二氧化 碳吸附材料3。
[0071]貯留部31設(shè)置于殼體2的內(nèi)底部的中心部。而且，貯留部31的上方的開放部分 的面積大于一般的配管的截面積，例如大于水引入口 12的流路截面。因此，從貯留部31放 出的水蒸汽難以發(fā)生偏流。因此，可以抑制二氧化碳吸附材料3的再生不均勻，可以降低整 個二氧化碳吸附材料的再生所需的蒸汽量。因此，可以改善二氧化碳分離回收裝置的效率。 又，用于將二氧化碳及水蒸汽從殼體2的內(nèi)部空間排出的二氧化碳流出口 13也配置在殼體 2的上壁部的中心部上。因此，可以進一步抑制水蒸汽的偏流，進一步改善二氧化碳分離回 收裝置的效率。
[0072]像這樣，在殼體2的內(nèi)部空間中產(chǎn)生水蒸汽時，殼體2的內(nèi)部空間被減壓。借助于 此，可以產(chǎn)生低溫的水蒸汽。因此，可以很好地抑制二氧化碳吸附材料3因水蒸汽的熱而劣 化的情況。又，可以謀求在加熱部32中的能量消耗的降低和加熱時間的縮短等。
[0073]當減壓內(nèi)部空間時，預(yù)先在用于回收從二氧化碳吸附材料3中脫附的二氧化碳的 二氧化碳回收管路90中設(shè)置真空泵35，通過使該真空泵35工作而使殼體2的內(nèi)部空間減 壓。如果該真空泵35停止，則殼體2的內(nèi)壓恢復(fù)至減壓前的狀態(tài)，借助于此水蒸汽停止產(chǎn) 生，并且向二氧化碳回收管路90的二氧化碳的引入也停止。即，僅通過真空泵35的工作與 否以及切換閥93A的開閉狀態(tài)，即可一并地切換是否產(chǎn)生水蒸汽、是否進行二氧化碳的脫 附回收(二氧化碳吸附材料的再生)、是否使二氧化碳及水蒸汽從殼體2的內(nèi)部空間引入至 二氧化碳回收管路90中并回收。因此，與設(shè)置用于向殼體2的內(nèi)部空間供給蒸汽的配管的 情況相比，二氧化碳分離回收裝置的結(jié)構(gòu)整體上小型化，又，可以簡便地進行用于執(zhí)行或停 止回收再生處理的控制。
[0074]而且，在通過水蒸汽加熱二氧化碳吸附材料3時，殼體2的溫度通過高熱流體而上 升。因此，可以抑制水蒸汽的熱被殼體2奪走的情況。因此，即使降低在產(chǎn)生及生成水蒸汽 的時刻的水蒸汽的溫度也可以使二氧化碳從二氧化碳吸附材料3中脫附。因此，可以改善 二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0075]如果謀求殼體2的升溫，則高熱流體只要具有與殼體2的外氣相比較高的溫度即 可。在本實施形態(tài)中，高熱流體具有與水蒸汽的溫度相比較高的溫度，因此可以良好地抑制 水蒸汽的熱損失。又，在回收再生處理中，在水蒸汽產(chǎn)生之前，向貯留部31供水并加熱及攪 拌積留在貯留部31內(nèi)的水時，與向貯留部31的供水開始大致同時地，向殼體2的流體通路 20供給高熱流體。因此，即使在殼體2為大型且殼體2的熱容量較大的情況下，在產(chǎn)生水蒸 汽時，可以使殼體2的溫度提高至與高熱流體大致相同的溫度。因此，可以良好地抑制水蒸 汽的熱損失，可以良好地改善二氧化碳分離回收裝置的效率。
[0076]而且，根據(jù)本實施形態(tài)的二氧化碳分離回收裝置將從火力發(fā)電廠的鍋爐等排出的 燃燒排氣作為被處理氣體，參照該被處理氣體原本就具有與水蒸汽相比較高的溫度這一 點，被處理氣體適用于用于使殼體2升溫的高熱流體。因此，不需要為了產(chǎn)生高熱流體而專 用的加熱器和熱源等，可以很好地抑制二氧化碳分離回收裝置的結(jié)構(gòu)在整體上的大型化。
[0077]以上說明了本發(fā)明的實施形態(tài)，但是上述結(jié)構(gòu)在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以適當變更。 例如，在根據(jù)上述實施形態(tài)的二氧化碳分離回收裝置中，也可以進行二氧化碳吸附材料的
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制造。在制造二氧化碳吸附材料時，將多孔性物質(zhì)填充于容納槽內(nèi)，并與上述修復(fù)處理同 樣地使閥、通路開閉機構(gòu)、吸附液供給泵工作即可。然而，根據(jù)本發(fā)明的二氧化碳分離回收 裝置只要在殼體2的內(nèi)部空間內(nèi)可產(chǎn)生水蒸汽即可，因此也可以不進行修復(fù)處理及制造處 理。此時，可以從通路開閉機構(gòu)中僅預(yù)先剩下具有貫通孔的固定板，而與噴淋器一同地省略 通路開閉機構(gòu)的其他結(jié)構(gòu)。又，盡管被處理氣體適用于高熱流體，但是其他的氣體或液體也 可以適用。
[0078]工業(yè)應(yīng)用性：
本發(fā)明可以降低二氧化碳的脫附回收(二氧化碳吸附材料的再生）所需的蒸汽量及該 蒸汽的熱損失，借助于此發(fā)揮能夠改善二氧化碳分離回收裝置的效率的作用效果，利用于 在二氧化碳的分離及回收中應(yīng)用了所謂的固體吸附劑法的二氧化碳分離回收裝置時有意 義。
[0079]符號說明：
IAUB處理塔：2殼體；3二氧化碳吸附材料；10氣體流入口；11氣體流出口 ；12水流入口 ；13二氧化碳流出口 ；17流體流入口；18流體流出口 ；20流體通路；21內(nèi)殼部；22外殼部；30蒸汽發(fā)生裝置；31貯留部；32加熱部；33攪拌部；35真空泵；40被處理氣體供給管路50高熱流體供給管路；60高熱流體排出管路；70清潔氣體排出管路；80供水管路；90二氧化碳回收管路。
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【權(quán)利要求】
1.一種二氧化碳分離回收裝置，是從含有二氧化碳的被處理氣體中分離二氧化碳，并 回收從被處理氣體中分離的二氧化碳的二氧化碳分離回收裝置，具備：具有使被處理氣體流通的內(nèi)部空間的殼體；配置在所述內(nèi)部空間內(nèi)，從在所述內(nèi)部空間內(nèi)流通的被處理氣體中吸附分離二氧化碳 的二氧化碳吸附材料；和在所述內(nèi)部空間中產(chǎn)生用于脫附回收被吸附在所述二氧化碳吸附材料上的二氧化碳 的蒸汽并向所述內(nèi)部空間內(nèi)釋放的蒸汽發(fā)生單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生單元形 成為具有設(shè)置于所述殼體的內(nèi)部并貯留水的貯留部，并且通過使貯留在貯留部內(nèi)的水蒸發(fā) 而產(chǎn)生蒸汽的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生單元具 有加熱貯留在所述貯留部內(nèi)的水的加熱部、和攪拌貯留在所述貯留部內(nèi)的水的攪拌部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生單元 具有使所述內(nèi)部空間減壓的減壓單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，還具備使來自于所述內(nèi)部空間的二氧化碳及蒸汽流通的二氧化碳回收管路；所述減壓單元為設(shè)置于所述二氧化碳回收管路上的真空泵；當所述真空泵工作時，貯留在所述貯留部內(nèi)的水蒸發(fā)，且由該貯留的水產(chǎn)生的蒸汽與 從所述二氧化碳吸附材料脫附的二氧化碳一起被引入至所述二氧化碳回收管路內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述殼體具有與所述二氧化碳回收管路連接的二氧化碳排出口 ；所述二氧化碳吸附材料配置在所述貯留部及所述二氧化碳排出口之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任意一項所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述貯 留部設(shè)置于所述內(nèi)底部的中心部。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任意一項所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述殼 體具有限定所述內(nèi)部空間的內(nèi)殼部、覆蓋所述內(nèi)殼部的外側(cè)的外殼部、由所述內(nèi)殼部及所 述外殼部包圍的流體通路、用于使具有與所述殼體的外氣相比高的溫度的高熱流體流入所 述流體通路的流體流入口、和用于使所述高熱流體從所述流體通路流出的流體流出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，所述高熱流體為被處 理氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二氧化碳分離回收裝置，其特征在于，具備包含第一殼體及第二殼體的至少兩個所述殼體；在所述第一殼體內(nèi)使所述蒸汽發(fā)生單元工作而使二氧化碳被脫附回收時，被處理氣體 在通過所述第一殼體的所述流體通路后供給至所述第二殼體的所述內(nèi)部空間內(nèi)，在所述第 二殼體內(nèi)從被處理氣體吸附分離二氧化碳。
【文檔編號】C01B31/20GK103501874SQ201280022341
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月6日
【發(fā)明者】荻野智行 申請人:川崎重工業(yè)株式會社
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