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JPS63242318A - 一酸化炭素分離・濃縮装置 - Google Patents

一酸化炭素分離・濃縮装置

Info

Publication number
JPS63242318A
JPS63242318A JP62078998A JP7899887A JPS63242318A JP S63242318 A JPS63242318 A JP S63242318A JP 62078998 A JP62078998 A JP 62078998A JP 7899887 A JP7899887 A JP 7899887A JP S63242318 A JPS63242318 A JP S63242318A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flash tank
tower
absorption
carbon monoxide
separation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62078998A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Ishizaka
浩 石坂
Naruhito Takamoto
成仁 高本
Yasuyuki Nishimura
泰行 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP62078998A priority Critical patent/JPS63242318A/ja
Publication of JPS63242318A publication Critical patent/JPS63242318A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、−酸化炭素分離・濃縮装置に係り、特に吸収
液により一酸化炭素を吸収し、その吸収液から一酸化炭
素を分離回収する装置に関する。
(従来の技術〕 一酸化炭素(以下COと記す)の分離′a縮法としては
、深冷分離法、溶液吸収法および吸着法(PSA法)が
ある、深冷分離法はCOを含むガスを一165℃〜−2
10℃まで冷却し、COを液化させて分離する方法であ
る。しかし深冷分離法ではCOと沸点の近い窒素が多量
に共存する場合にはCOの分離が困難であるとともに本
方式には低温と畜圧を必要とし液化設備が高価になる欠
点があるため、現状では溶液吸収法および吸着法が主流
を占めている。
しかし、吸着法は中小規模の場合には経済的なプロセス
になるが、大規模な装置に適用することは困難であり、
また、製品coを高純度にしようとすると吸脱着操作を
繰返さなければならない。
このため、大規模で高純度のCOを必要とする場合には
溶液吸収法が用いられる。
この溶液吸収法には、調液法、C03ORB法およびH
I 5ORB法がある。調液法はギ酸第一銅のアンモニ
ア水溶液を吸収剤に用いる方法であり、通常20℃、1
50〜200aLa+の高い圧力下で行われる。
C03ORB法はテトラクロロアルミン酸第−銅のトル
エン溶液を吸収剤として用いる方法であり、通常、約4
0℃、6. 4at■で行われるが、吸収液は水と反応
するため原料ガス中の水分をlppm以下にしなければ
ならない。
また、HISORB法は塩化第一銅/ h m p a
〔ここでh m p aはトリス(ジメチルアミノ)ホ
スフィンオキシトの略記である。〕錯体のトルエン溶液
を吸収剤として、常温、5〜18atmの条件下で行わ
れ、吸収液は耐水性に富んでいるため脱水装置を設ける
必要がない。
しかし、これらの溶液吸収法の基本的なプロセス構成は
いずれの場合も第6図のようになる。以下、第6図に示
したHISORB法のフローに従って説明する。
第6図において、coを含む原料ガスは、原料供給管3
1を通って吸収塔32に送られる。吸収塔32は充填塔
、多孔板塔等から形成されており、吸収液とCOを含む
原料ガスは向流接触するシステムとなっている。吸収液
と向流接触することにより原料ガス中のCOは吸収液中
に吸収される。
COを分離された原料ガスは排ガスライン33から系外
に排出される。吸収塔32は常温で5〜18atmの条
件で運転される。COを吸収した吸収液は熱交換器34
で加熱され、更に加熱器35を通り80〜120℃程度
まで昇温される。この状態で吸収液は脱離塔36に送ら
れ、ここで吸収液中のCOが分離される0分離されたC
Oは、製品COライン37を経て回収される。
脱離塔36は充填塔、多孔板塔からなっており、COを
分離した吸収液は熱交換器34を通って冷却された後、
クーラ38を通り30〜50℃まで冷却され、再び吸収
塔32に戻される。また、脱離塔36では塔底部にスチ
ーム加熱器39が設けられ、塔内を高温に維持してCO
の脱離を効率的に行うようになっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
吸収塔32では、原料ガス中のCOが化学的に吸収液に
吸収されるが、同時にCOtも物理吸収される。このた
め、脱離塔36ではCOとともにCO2も脱離すること
になり、製品CO線純度低下し、高純度のCOは得られ
ない、したがって、純度の高いcoを得るためには、吸
収塔32の原料ガス供給ライン31あるいは脱離塔36
出口の製品COライン37にCO!吸収塔40を設置し
てCO8を除去する必要がある。
CO!吸収塔40は、一般に複雑かつ高設備のコストの
高い装置であり、このためCOの製造コストも高価なも
のとなる。
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消し、
簡便な設備構成で、COの製造コストを大幅に上げるこ
となく、高純度のCOを得ることができるCO分離・濃
縮装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、吸収塔と脱離塔との間を接続する液循環ラ
インに少なくとも1つ以上のフラッシュタンクを設け、
更に、フラッシュタンク空塔部に低沸点有機化合物の蒸
気、吸収塔のオフガスの一部、あるいは製品COガスの
一部等のガスを吹込む等の手段により、フラッシュタン
ク空塔部におけるCO2分圧を制御することにより達成
される。
〔作用〕
吸収塔において加圧状態で吸収液に吸収されたCOおよ
びCOtは、吸収塔より低い圧力に減圧すると脱離する
が、その脱離速度は、化学吸収であるCOに比べ物理吸
収したC Ozの方が非常に速い。したがって、このC
OとCOlの脱離速度の差を利用してCOtを吸収液か
ら効率良く脱離させることができる。すなわち、吸収塔
と脱離塔間に設けられたフラッシュタンクで急激に減圧
することによりCO8は容易に脱離するため、COの脱
離量が少ないうちに吸収液を脱離塔へ送ることによって
脱−塔において高純度のcoを回収することが可能とな
る。
しかし、フラッシュタンクにおいてCO雪が放散すると
フラッシュタンク空塔部におけるCO2分圧が高くなり
CO2の脱離量を低下させるため、強制的に空塔部のC
O□分圧を下げることによりCO□の脱離を促進させ、
更にCO線純度向上させることができる。
第5図にCo2分圧とCOz吸収量の関係を示すが、フ
ラッシュタンク空塔部のCO2分圧が低い程、吸収液に
吸収されるco、1が減少するため、それだけ多くのC
Oよをフラッシュタンクで脱離させることが可能である
〔発明の実施例〕
以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明のCO分離・iJ縮装置の第1実施例を
示す概略的構成図である。このco分離・濃縮装置は、
吸収塔1、脱離塔4、フラッシュタンク7、デカンタ1
4、加熱器15から主として構成される。吸収塔1の塔
底部には原料ガス供給管2が設けられ、塔頂部にはオフ
ガスライン3が設置されている。また、脱離塔4の塔頂
部には製品COライン6が設置されている。吸収塔1の
塔底部は、フラッシュタンク7、液循環ポンプ9および
熱交換器11を介設した液循環ライン12によって脱離
塔4の塔頂部に設けたスプレーノズル5に接続され、脱
離塔4の塔底部は、熱交換器11および液循環ポンプ1
0を設置した液循環ライン13によって吸収塔lの塔頂
部に接続されている。
フラッシュタンク7の空塔部はデカンタ14及び加熱器
15間を循環する循環ラインを介して接続されている。
次に上記のような構成からなるCO分離・濃縮装置の作
用について説明する。
原料ガスは原料ガス供給管2より吸収塔lに導入され、
吸収液中に気泡を形成しなからCOが化学的に吸収され
、COtも若干物理吸収される。
coを吸収分離されたオフガスは、オフガスライン3か
ら取出される。一方、COを吸収した吸収液は、吸収塔
lの塔底部よりフラッシュタンク7に送られる。フラッ
シュタンク7の空塔部にはデカンタ14および加熱器1
5を介してアセトン蒸気が吹き込まれ、CCh分圧が低
下してCOzの脱離が促進される。アセトンと脱離され
たCOlを含むガスは、デカンタ14に導入され、ここ
でアセトンの沸点よりも低い温度まで冷却され、ガス中
のアセトンは凝縮し、ガス状のCO8は系外に排出され
る。凝縮したアセトンは再び加熱器15にて加熱され、
蒸気となってフラッシュタンク7の空塔部に導入される
CO,が脱離された吸収液は熱交換器11で加熱されな
がら液循環ポンプ9により脱離塔4の塔頂に設けられた
スプレーノズル5に送られ、脱離塔4内に噴霧される。
噴霧された吸収液からは高純度のCOが脱離し、製品C
Oライン6より取出され、またCOを脱離された吸収液
は熱交換器11で冷却された後、液循環ポンプ10によ
って吸収塔1の塔頂部に戻される。
第2図は本発明のCO分離・濃縮装置の第2実施例を示
す概略的構成図である。
第2図に示すCO分離・濃縮装置において、第1図に示
す装置と異なる点は、デカンタ14からのCOzガス排
出系統はその途中に加圧ブロワ8が介設されると共に原
料ガス供給管2に接続されていることである。したがっ
て、第2図において、他の構成部分は第1図と同一符号
で示している。
このCO分離・濃縮装置においては、フラッシュタンク
7ではCO8と同時にCOを若干脱離されるため、フラ
ッシュタンクオフガスのCO□分圧が大きくない場合、
デカンタ14でアセトンを回収した後、CO!とCOを
含むガスは加圧ブロワ8により原料ガスとともに吸収塔
1に導入され、ガス中のCOが吸収液中に吸収される。
したがって、本実施例では、フラッシュタンク7で若干
ではあるが、脱離されたCOをも吸収液中に吸収される
結果、原料ガスからの00回収率が向上することになる
第1図に示す第1実施例および第2図に示す第2実施例
において、フラッシュタンク7の空塔部でCO2分圧を
下げる手段として、アセトン蒸気を導入する例を示した
が、アセトンの代わりにフラッシュタンク7の運転温度
よりも低い沸点を有する有機化合物を使用することもで
きる。
なお、第1図及び第2図において、フラッシュタンク7
は二段以上設置することもできる。
第3図は本発明のCO分離・濃縮装置の第3実施例を示
す概略的構成図である。このCO分離・濃縮装置におい
て、フラッシュタンク?A、7Bが二段設置され、これ
らの空塔部はオフガスバイパスライン16により吸収塔
1のオフガスライン3と接続され、フラッシュタンク7
A、7Bの空塔部のCO2分圧を下げる手段として吸収
塔1のオフガスを利用するようになっている。
吸収塔lのオフガス中には吸収塔1で物理吸収されなか
ったCO!が残存しているために、このオフガスをフラ
ッシュタンク7A、7Bの空塔部に導入した場合、00
0分圧を下げる効果は、低沸点の有機化合物蒸気を導入
する場合に比較して低いが、CO2の脱離を促進させる
にはには十分である。特に第3実施例では、オフガスバ
イパスライン16を配設するのみで第1図および第2図
に示すデカンタ14および加熱器15が不要となるので
、設備構造上簡素化でき、設備コストを更に低減できる
効果がある。
第4図は本発明のCO分離・濃縮装置の第4実施例を示
す概略的構成図である。
第4図において、フラッシュタンク7C,7D。
7Eの各空塔部には脱離塔4からの製品COライン6か
ら分岐した製品Coガスバイパスライン17が接続され
ている。また、各フラッシュタンク7C17D、7Eの
空塔部は加圧ブロワ8を介して原料ガス供給管2に接続
されている。
このco分離・濃縮装置では、フラッシュタンク7C,
7D、7Eにそれぞれ製品ガスライン6から製品ガスバ
イパスライン17を介して製品ガスの一部が導入され、
フラッシュタンクの空塔部におけるCO2分圧が低下し
、COtの脱離が促進される。この場合、フラッシュタ
ンクの空塔部にCoガスが導入されるので、フラッシュ
タンクの空塔部における00分圧が高くなり、吸収液か
らCOの脱離が抑制される効果がある。
第4図において、特にフラッシュタンクを3段にした例
を示したが、フラッシュタンクの段数は任意である。
本発明は、COを吸収した吸収液からCO2を脱離させ
るためのフラッシュタンク空塔部におけるCO2分圧を
低下させる手段を有するものであり、フラッシュタンク
に導入されるガスは、上記した例に限定されず、COを
吸収した吸収液の性状を)員なうことなく、フラッシュ
タンク空塔部でガス状に維持されるものが有効に使用さ
れる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、脱離塔の上流でフラッシ
ュタンク空塔部におけるCOt分圧を制御する手段によ
りCCh分圧を低下させてCO7の脱離に促進させるこ
とができるので、脱離塔に供給される吸収液中に吸収さ
れたCO□量を大幅に低下でき、このため脱離塔におけ
るC Otの脱離が極めて少なくなり、高純度の製品C
oガスを得ることができる。また、製品COラインまた
は原料ガスラインにCO!吸着塔等の装置を設置するこ
となく、製品COガスを得ることができるので、CO製
造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のCO骨分離濃縮装置の第1実施例を示
す概略的構成図、第2図は本発明のCO骨分離濃縮装置
の第2実施例を示す概略的構成図、第3図は本発明のC
O骨分離濃縮装置の第3実施例を示す概略的構成図、第
4図は本発明のco分離・濃縮装置の第4実施例を示す
概略的構成図、第5図はCOを分圧とCO□吸収量との
関係を示すグラフ、第6図は従来のCO骨分離濃縮装置
を示す概略的構成図である。 1・・・・・・吸収塔、2・・・・・・原料ガス供給管
、3・・・・・・オフガスライン、4・・・・・・脱離
塔、5・・・・・・スプレーノズル、6・・・・・・製
品COライン、?、7A、7B。 7C,7D、7E・・・・・・フラッシュタンク、8・
・・・・・加圧ブロワ、9.10・・・・・・液循環ポ
ンプ、11・・・・・・熱交換器、12.13・・・・
・・液循環ライン、14・・・・・・デカンタ、15・
・・・・・加熱器、16・・・・・・オフガスバイパス
ライン、17・・・・・・製品COガスパイパスライン
。 代理人 弁理士 西 元 勝 − 第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原料ガスと吸収液との気液接触により原料ガス中
    の一酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、吸収液か
    ら一酸化炭素を分離する脱離塔とを備えた一酸化炭素分
    離・濃縮装置において、前記吸収塔と前記脱離塔との間
    を接続する吸収液循環ラインに少なくとも1つのフラッ
    シュタンクを設置し、該フラッシュタンクの空塔部にお
    けるCO_2分圧を制御する手段を設けたことを特徴と
    する一酸化炭素分離・濃縮装置。
  2. (2)前記CO_2分圧を制御する手段は、前記フラッ
    シュタンクの空塔部における温度よりも低い沸点を有す
    る有機化合物からなる蒸気を前記フラッシュタンクの空
    塔部に導入する手段であることを特徴とする特許請求の
    範囲第(1)項記載の一酸化炭素分離・濃縮装置。
  3. (3)前記CO_2分圧を制御する手段は、前記吸収塔
    のオフガスの一部を前記フラッシュタンクの空塔部に導
    入する手段であることを特徴とする特許請求の範囲第(
    1)項記載の一酸化炭素分離・濃縮装置。
  4. (4)前記CO_2分圧を制御する手段は、前記脱離塔
    からの製品COガスの一部を前記フラッシュタンクの空
    塔部に導入する手段であることを特徴とする特許請求の
    範囲第(1)項記載の一酸化炭素分離・濃縮装置。
  5. (5)前記吸収液は、塩化第1銅/トリス(ジメチルア
    ミノ)ホスフィンオキシド錯体溶液であることを特徴と
    する特許請求の範囲第(1)項記載の一酸化炭素分離・
    濃縮装置。
  6. (6)前記フラッシュタンクの空塔部の出口ガスを前記
    吸収塔に対する原料ガス供給管に戻すラインを設けたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項乃至第(5)
    項のいずれかに記載の一酸化炭素分離・濃縮装置。
JP62078998A 1987-03-31 1987-03-31 一酸化炭素分離・濃縮装置 Pending JPS63242318A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011529430A (ja) * 2008-07-29 2011-12-08 ユニオン、エンジニアリング、アクティーゼルスカブ 高純度二酸化炭素の回収方法
JP2015181992A (ja) * 2014-03-20 2015-10-22 Jfeスチール株式会社 混合ガスからの酸化炭素の回収方法

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