JP2025008548A - ガス処理装置及びガス処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アミンを含む処理液を用いて酸性化合物を被処理ガスから分離させるガス処理装置において、処理液が水で薄まってしまうことを抑制する。
【解決手段】ガス処理装置１０は、酸性化合物を含む被処理ガスと、酸性化合物を吸収する前の状態においてアミンと第２成分とが混ざり合った状態にある一方で酸性化合物の吸収により主としてアミンを含む第１相部分と主として第２成分を含む第２相部分とに相分離する処理液と、を互いに接触させて、被処理ガスに含まれる酸性化合物を処理液に吸収させる吸収器１２と、処理液から酸性化合物を分離する再生器１４と、吸収器１２から流出した第２相部分を、吸収器１２内の処理液同伴ガスと接触させて、処理液同伴ガスに同伴される処理液を回収する処理液回収部４２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス処理装置及びガス処理方法に関する。

近年、二酸化炭素が地球温暖化への影響が大きいと考えられる。この地球温暖化問題に対する有効な対策として、二酸化炭素（ＣＯ２）を含有する大容量のガス（ＣＯ２含有ガス）からＣＯ２を回収する技術が注目されている。ＣＯ２を回収する方法としては、種々の方法があり、例えば、アミン吸収法等の化学吸収法等が挙げられる。化学吸収法とは、アミン水溶液等のアルカリ性水溶液を処理液として用い、この処理液にＣＯ２含有ガスを接触させて酸性化合物（ＣＯ２）を処理液に吸収させ、この酸性化合物を吸収した処理液を加熱して、当該処理液から酸性化合物を放出させて酸性化合物を回収する、という方法である。アミン化合物を含む処理液を用いた化学吸収法は、例えば下記特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたガス処理装置では、アミン化合物、有機溶剤及び水を含む処理液が用いられ、この処理液として、酸性化合物を吸収することにより、酸性化合物の含有率の異なる相に相分離する処理液が選択されている。また、特許文献１に開示されたガス処理装置では、水素ガス等の分離促進ガスを再生器に供給するガス供給部が設けられている。この装置では、分離促進ガスが再生器に供給されるため、酸性化合物を分離回収するために必要なエネルギーの低減が図られている。

このようなアミン化合物を含む処理液を用いたアミン吸収法においては、下記特許文献２に開示されているように、酸性化合物が分離された後の処理済みガスにアミン化合物が同伴してしまうことが知られている。アミン化合物が処理済みガスに同伴されて系外に放出されてしまうことを防止すべく、特許文献２に開示されたガス処理装置には、ＣＯ２が除去された脱炭酸排ガスと洗浄水とを接触させて、脱炭酸排ガスに同伴する物質を除去する水洗部が吸収器に設けられている。なお、アミン化合物が処理済みガスに同伴される場合、蒸発ガスとして同伴される場合と、ミスト（液）となって同伴される場合とがある。

特許第６９０６７６６号公報 特許第５９６８１５９号公報

特許文献２に開示されたガス処理装置のように、吸収器に水洗部が設けられている場合、アミン化合物が系外に排出されることを抑制できるが、処理液が洗浄水と接触するため、吸収器と再生器との間を循環する処理液が薄まってしまうという問題がある。

一方、特許文献１に開示されたガス処理装置のように、分離促進ガスとして例えば水素ガスが再生器に供給される場合には、水素ガスが水電解によって得られる場合に、飽和に近い水分が水素ガスに保持されることがある。この場合には、水素ガスに保持された水分が再生器に供給されることになるため、吸収器と再生器との間を循環する処理液が薄まってしまうという問題がある。

特許文献１又は２に開示されたガス処理装置のように、吸収器と再生器との間を循環する処理液が薄まってしまうと、処理液による酸性化合物の分離性能が低下してしまう虞がある。

そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アミンを含む処理液を用いて酸性化合物を被処理ガスから分離させるガス処理装置又はガス処理方法において、処理液が水で薄まってしまうことを抑制することにある。

前記の目的を達成するため、本発明に係るガス処理装置は、水への溶解で酸を生じる酸性化合物を含む被処理ガスと、前記酸性化合物を吸収する前の状態においてアミンと第２成分とが混ざり合った状態にある一方で前記酸性化合物の吸収により主として前記アミンを含む第１相部分と主として前記第２成分を含む第２相部分とに相分離する処理液と、を互いに接触させて、前記被処理ガスに含まれる前記酸性化合物を前記処理液に吸収させるための吸収器と、前記酸性化合物を吸収した前記処理液を加熱して、当該処理液から酸性化合物を分離するための再生器と、前記吸収器から流出した前記第１相部分及び前記第２相部分の少なくとも一方を、前記被処理ガスから前記酸性化合物が前記処理液に吸収された後の前記吸収器内のガス又は前記酸性化合物を含む前記再生器内のガスである処理液同伴ガスと接触させて、前記処理液同伴ガスに同伴される処理液を回収する処理液回収部と、を備える。

本発明のガス処理装置では、処理液回収部において、吸収器から流出した第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方と、処理液同伴ガスとが接触する。このとき、主としてアミンを含む第１相部分を処理液同伴ガスに接触させる場合には、第１相部分中のアミンが、処理液同伴ガスに同伴される第２成分と混ざり易い。したがって、処理液同伴ガスに同伴される第２成分を回収することができる。一方、主として第２成分を含む第２相部分を処理液同伴ガスに接触させる場合には、第２相部分中の第２成分が、処理液同伴ガスに同伴されるアミンと混ざり易い。したがって、処理液同伴ガスに同伴されるアミンを回収することができる。このとき、処理液同伴ガスに同伴される処理液を水洗するための洗浄水を用いないのでれば、処理液が薄まってしまうことはない。一方で、仮に洗浄水による水洗を併用するとしても、洗浄水の水量を低減できるため、処理液が薄まってしまうことを抑制できる。したがって、処理液を介した酸性化合物の分離回収性能が低下してしまうことを抑制することができる。

前記ガス処理装置は、前記酸性化合物を吸収した処理液を、前記第１相部分が主に含まれる処理液と前記第２相部分が主に含まれる処理液とに分ける分離器を備えていてもよい。

この態様では、分離器で分離された処理液（すなわち、第１相部分が主に含まれる処理液と第２相部分が主に含まれる処理液とに分離された処理液）が、処理液回収部において処理液同伴ガスと接触する。したがって、処理液同伴ガスに同伴される処理液の回収を効果的に行うことができる。

前記ガス処理装置は、前記処理液同伴ガスと洗浄水とを互いに接触させて、前記処理液同伴ガスに同伴される処理液を回収する水洗部を備えてもよい。この場合、前記処理液回収部は、前記第１相部分及び前記第２相部分に相分離した吸収液が、前記水洗部において前記洗浄水と接触する前に、前記処理液同伴ガスと接触する位置に配置されていてもよい。

この態様では、処理液回収部において、第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方が処理液同伴ガスとの接触に用いられるため、この第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方の一部は、処理液同伴ガスに同伴されることになる。その後、この処理液同伴ガスは、水洗部において洗浄水と接触する。このため、処理液同伴ガスに同伴される第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方が回収される。したがって、処理液回収部において、処理液同伴ガスに同伴される処理液を回収できるとともに、この処理液回収部で用いられた第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方であって、処理液同伴ガスに同伴されることになった第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方も回収することができる。

前記ガス処理装置は、前記処理液にほぼ溶解性及び反応性を有しないガス又は水蒸気からなる分離促進ガスを前記再生器に供給する分離促進ガス供給部を備えてもよい。この場合、前記処理液回収部は、前記吸収器から流出した前記第１相部分及び前記第２相部分の少なくとも一方を、前処理液同伴ガスと接触させるように構成されている。

この態様では、分離促進ガスが再生器に供給されるため、再生温度を低下させることができる。したがって、より低温（低品質）の熱を用いることが可能になる。

前記ガス処理装置において、前記処理液回収部は、前記吸収器から流出した前記第１相部分及び前記第２相部分の少なくとも一方を、前記再生器内において、前記酸性化合物を含むガスと接触させるように構成されていてもよい。

この態様では、再生器には、分離促進ガス供給部によって分離促進ガスが供給されるため、再生器内のガス量が多くなっている。これに伴い、処理液同伴ガスに同伴される処理液の量も増える。しかし、吸収器から流出した第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方が再生器に導入されるため、再生器内において処理液同伴ガスに同伴される処理液が増大するとしても、同伴される処理液を有効に回収することができる。

前記ガス処理装置において、前記分離促進ガスが水分を含むガス又は水蒸気からなるガスであってもよい。この場合、前記ガス処理装置は、前記再生器に供給される前記分離促進ガスから当該分離促進ガスに含まれる水分を分離させる水分除去部を備えていてもよい。

この態様では、水分除去部において、水分を含むガス又は水蒸気からなるガスである分離促進ガスから水分が除去される。したがって、再生温度を低下させることができるだけでなく、分離促進ガスによって処理液が薄まってしまうことを抑制できる。

前記ガス処理装置において、前記分離促進ガスが水分を含むガス又は水蒸気からなるガスであってもよい。この場合、前記ガス処理装置は、前記再生器に供給される前記分離促進ガスから当該分離促進ガスに含まれる水分を分離させる水分除去部と、前記水分除去部で得られた水分を、前記吸収器の水洗部、前記再生器の水洗部、前記再生器で得られた酸性化合物を供給先に供給するための供給路に設けられたコンデンサー、及び前記吸収器から処理後のガスを排出する排出路に設けられたコンデンサー、のうちの少なくとも１つに供給する水分供給路と、を備えていてもよい。

この態様では、水分除去部で得られた水分が、水分供給路を通して、吸収器の水洗部、再生器の水洗部、供給路に設けられたコンデンサー及び排出路に設けられたコンデンサーの少なくとも１つに供給される。そして、水洗部又はコンデンサーにおいて、再生器内のガスに同伴される処理液と、吸収器から排出された処理後のガスに同伴される処理液との少なくとも１つが回収される。すなわち、水分除去部で得られた水分が、処理液同伴ガスに同伴される処理液の回収に利用される。したがって、水分除去部で分離された水分を有効に利用できる。

本発明に係るガス処理装置は、水への溶解で酸を生じる酸性化合物を含む被処理ガスと、前記酸性化合物を吸収する前の状態においてアミンと第２成分とが混ざり合った状態にある一方で前記酸性化合物の吸収により主として前記アミンを含む第１相部分と主として前記第２成分を含む第２相部分とに相分離する処理液とを、互いに接触させて、前記被処理ガスに含まれる前記酸性化合物を前記処理液に吸収させるための吸収器と、前記酸性化合物を吸収した前記処理液を加熱して、当該処理液から酸性化合物を分離するための再生器と、前記処理液にほぼ溶解性及び反応性を有しないガスであって水分を含むガス又は水蒸気からなる分離促進ガスを前記再生器に供給する分離促進ガス供給部と、前記再生器に供給される前記分離促進ガスから当該分離促進ガスに含まれる水分を除去する水分除去部と、を備えている。

本発明に係るガス処理装置では、分離促進ガスが再生器に供給されることにより、再生温度を低下させることができる。したがって、より低温（低品質）の熱を用いることが可能になる。しかも、水分除去部において、水分を含むガス又は水蒸気からなるガスである分離促進ガスから水分が除去され、その後、当該ガスが再生器に供給される。したがって、分離促進ガスによって処理液が薄まってしまうことを抑制できる。したがって、処理液を介した酸性化合物の分離回収性能が低下してしまうことを抑制することができる。

本発明に係るガス処理方法は、吸収器において、水への溶解で酸を生じる酸性化合物を含む被処理ガスと、前記酸性化合物を吸収する前の状態においてアミンと第２成分とが混ざり合った状態にある一方で前記酸性化合物の吸収により主として前記アミンを含む第１相部分と主として前記第２成分を含む第２相部分とに相分離する処理液とを、互いに接触させて、前記被処理ガスに含まれる前記酸性化合物を前記処理液に吸収させ、再生器において、前記酸性化合物を吸収した前記処理液を加熱して、当該処理液から酸性化合物を分離し、前記吸収器から前記第１相部分及び前記第２相部分を流出させ、前記吸収器から流出した前記第１相部分及び前記第２相部分の少なくとも一方を、前記被処理ガスから前記酸性化合物が前記処理液に吸収された後の前記吸収器内のガス又は前記酸性化合物を含む前記再生器内のガスである処理液同伴ガスと接触させて、前記処理液同伴ガスに同伴される処理液を回収する。

本発明のガス処理方法では、吸収器から流出した第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方が、吸収器又は再生器において処理液同伴ガスに接触する。このとき、主としてアミンを含む第１相部分が処理液同伴ガスに接触する場合には、第１相部分中のアミンが、処理液同伴ガスに同伴される第２成分と混ざり易い。したがって、処理液同伴ガスに同伴される第２成分を回収することができる。一方、主として第２成分を含む第２相部分が処理液同伴ガスに接触する場合には、第２相部分中の第２成分が、処理液同伴ガスに同伴されるアミンと混ざり易い。したがって、処理液同伴ガスに同伴されるアミンを回収することができる。このとき、処理液同伴ガスに同伴される処理液を水洗するための洗浄水を用いないのでれば、処理液が薄まってしまうことはない。一方で、仮に洗浄水による水洗を併用するとしても、洗浄水の水量を低減できるため、処理液が薄まってしまうことを抑制できる。したがって、処理液を介した酸性化合物の分離回収性能が低下してしまうことを抑制することができる。

前記ガス処理方法において、前記酸性化合物を吸収した処理液を、分離器により、前記第１相部分を主に含む処理液と前記第２相部分を主に含む処理液とに分離してもよい。

この態様では、分離器で分離された処理液（すなわち、第１相部分が主に含まれる処理液及び第２相部分が主に含まれる処理液）の少なくとも一方と、処理液同伴ガスとが接触する。すなわち、第１相部分又は第２相部分が主として含まれる処理液が処理液同伴ガスとの接触に用いられる。したがって、処理液同伴ガスに同伴される処理液の回収を有効に行うことができる。

前記ガス処理方法において、前記第１相部分及び前記第２相部分に相分離した吸収液を、前記処理液同伴ガスと接触させ、その後、前記吸収器内の前記ガス又は前記再生器内の前記ガスを、洗浄水と接触させて、当該被処理ガスに同伴される処理液を回収してもよい。

この態様では、第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方が処理液同伴ガスとの接触に用いられるため、この第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方の一部が、処理液同伴ガスに同伴されることがある。その後、この処理液同伴ガスが洗浄水と接触するため、処理液同伴ガスに同伴される第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方が回収される。したがって、処理液同伴ガスとの接触に用いられた第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方であって、処理液同伴ガスに同伴されることになった第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方の一部も回収することができる。

前記ガス処理方法において、前記処理液にほぼ溶解性及び反応性を有しないガス又は水蒸気からなる分離促進ガスを、前記再生器に供給し、前記吸収器から流出した前記第１相部分及び前記第２相部分の少なくとも一方を、前記処理液同伴ガスと接触させてもよい。

この態様では、分離促進ガスが再生器に供給されることにより、酸性化合物を処理液から分離させるために必要なエネルギーを低減することができる。

前記ガス処理方法において、前記吸収器から流出した前記第１相部分及び前記第２相部分の少なくとも一方を、前記再生器内において、前記酸性化合物を含むガスと接触させてもよい。

この態様では、再生器には、分離促進ガス供給部によって分離促進ガスが供給されるため、再生器内のガス量が多くなっている。これに伴い、処理液同伴ガスに同伴される処理液の量も増える。しかし、吸収器から流出した第１相部分及び第２相部分の少なくとも一方が再生器に導入されるため、再生器内において処理液同伴ガスに同伴される処理液が増大するとしても、同伴される処理液を有効に回収することができる。

前記ガス処理方法において、前記分離促進ガスが水分を含むガス又は水蒸気からなるガスであってもよい。この場合、前記再生器に供給される前記分離促進ガスから当該分離促進ガスに含まれる水分を分離し、前記分離された水分を、前記処理液同伴ガスと接触させて、当該処理液同伴ガスに同伴される処理液を回収してもよい。

この態様では、水分を含むガス又は水蒸気からなるガスである分離促進ガスから水分が除去され、その後、当該ガスが再生器に供給される。したがって、再生温度を低下させることができるだけでなく、分離促進ガスによって処理液が薄まってしまうことを抑制できる。一方で、分離された水分が、処理液同伴ガスとの接触により処理液同伴ガスに同伴される処理液の回収に利用される。したがって、分離された水分を有効に利用できる。

前記ガス処理方法において、前記再生器に供給される前記分離促進ガスから当該分離促進ガスに含まれる水分を分離し、前記分離された水分を、前記吸収器の水洗部、前記再生器の水洗部、前記再生器で得られた酸性化合物を供給先に供給するための供給路に設けられたコンデンサー及び前記吸収器から処理後の被処理ガスを排出する排出路に設けられたコンデンサーの少なくとも１つに供給してもよい。

この態様では、分離された水分が、吸収器の水洗部、再生器の水洗部、供給路に設けられたコンデンサー及び排出路に設けられたコンデンサーの少なくとも１つに供給される。そして、コンデンサーにおいて、再生器で得られた酸性化合物に同伴される処理液と、吸収器から排出された処理後の被処理ガスに同伴される処理液との少なくとも１つが回収される。したがって、分離された水分を有効に利用できる。

前記ガス処理方法において、前記吸収器に導入される前記被処理ガスに含まれる硫黄分の濃度と、前記吸収器に導入される前記被処理ガスの流量と、前記吸収器から排出された処理後のガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度と、前記再生器から排出された酸性化合物を含むガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度と、前記吸収器に導入される前記処理液に含まれる劣化成分の濃度と、のうちの少なくとも１つを測定し、前記測定の結果に基づいて、前記分離促進ガスから分離して前記処理液同伴ガスと接触させる水分の流量と、前記処理液同伴ガスと接触させる前記第１相部分又は前記第２相部分の流量と、前記吸収器及び前記再生器の少なくとも一方に設けられた水洗部に供給される洗浄水の流量と、の少なくとも一つの流量を調整してもよい。

この態様では、処理液の蒸発量又はミスト量が多いとき、又は処理液の蒸発量又はミスト量が多くなると予想されるときに、処理液の蒸気またはミストを適切に回収できる。

前記ガス処理方法において、前記吸収器から排出された処理後のガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度と、前記再生器から排出された酸性化合物を含むガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度との少なくとも一方の測定結果が閾値よりも高くなると、前記分離促進ガスから分離して前記処理液同伴ガスと接触させる水分の流量と前記水洗部に供給される洗浄水の流量との少なくとも一方を増大させ、前記吸収器から排出された処理後のガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度と、前記再生器から排出された酸性化合物を含むガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度との少なくとも一方の測定結果が閾値よりも低くなると、前記分離促進ガスから分離して前記処理液同伴ガスと接触させる水分の流量と前記水洗部に供給される洗浄水の流量との少なくとも一方を減少させてもよい。

この態様では、処理液の蒸発量又はミスト量が多いときに、処理液の蒸気又はミストを適切に回収できる。一方で、処理液の蒸発量又はミスト量が少ないときには、水分除去量を減少させることにより、水分除去に要するエネルギーを低減させることができる。

前記ガス処理方法において、前記吸収器に導入される前記被処理ガスに含まれる硫黄分の濃度と、前記吸収器に導入される前記被処理ガスの流量と、前記吸収器から排出された処理後のガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度と、前記再生器から排出された酸性化合物を含むガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度と、前記吸収器に導入される前記処理液に含まれる劣化成分の濃度と、のうちの少なくとも１つを測定し、前記測定の結果に基づいて、前記分離促進ガスから分離して前記処理液同伴ガスと接触させる水分の流量と、前記処理液同伴ガスと接触させる前記第１相部分又は前記第２相部分の流量と、の少なくとも１つの流量を調整してもよい。

この態様では、処理液の蒸発量又はミスト量が多いとき、又は処理液の蒸発量又はミスト量が多くなると予想されるときに、処理液の蒸気またはミストを適切に回収できる。

本発明に係るガス処理方法は、吸収器において、水への溶解で酸を生じる酸性化合物を含む被処理ガスと、前記酸性化合物の吸収により主としてアミン相を含む第１相部分と主としてアミン以外の成分相を含む第２相部分とに相分離する処理液とを、互いに接触させて、前記被処理ガスに含まれる前記酸性化合物を前記処理液に吸収させ、再生器において、前記酸性化合物を吸収した前記処理液を加熱して、当該処理液から酸性化合物を分離し、前記処理液にほぼ溶解性及び反応性を有しないガスであって水分を含むガス又は水蒸気からなる分離促進ガスから当該分離促進ガスに含まれる水分を除去し、前記水分が除去された分離促進ガスを前記再生器に供給する。

本発明に係るガス処理方法では、分離促進ガスが再生器に供給されることにより、再生温度を低下させることができる。したがって、より低温（低品質）の熱を用いることが可能になる。しかも、水分を含むガス又は水蒸気からなるガスである分離促進ガスから水分が除去され、その後、当該ガスが再生器に供給される。したがって、分離促進ガスによって処理液が薄まってしまうことを抑制できる。したがって、処理液を介した酸性化合物の分離回収性能が低下してしまうことを抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、アミンを含む処理液を用いて酸性化合物を被処理ガスから分離させるガス処理装置又はガス処理方法において、処理液が水で薄まってしまうことを抑制することができる。

第１実施形態に係るガス処理装置を概略的に示す図である。 吸収器において処理液回収部と水洗部との位置関係が変更された第１実施形態の変形例を概略的に示す図である。 吸収器において処理液回収部と水洗部との位置関係が変更された第１実施形態の変形例を概略的に示す図である。 第１実施形態において分離器が省略された変形例を概略的に示す図である。 第１実施形態において、第１流路部を流れる第１相部分が処理液回収部に導入されるように構成される変形例を概略的に示す図である。 第１実施形態において、第２の処理液回収部が追加されている変形例を概略的に示す図である。 第１実施形態において、処理液回収部が再生器に設けられている変形例を概略的に示す図である。 第２実施形態に係るガス処理装置を概略的に示す図である。 第３実施形態に係るガス処理装置を概略的に示す図である。 第３実施形態において、水分供給路が水洗部に繋がるよう構成された変形例を概略的に示す図である。 第３実施形態において、水分供給路が排出部のコンデンサーに繋がるよう構成された変形例を概略的に示す図である。 第４実施形態に係るガス処理装置を概略的に示す図である。 第５実施形態に係るガス処理装置を概略的に示す図である。 第６実施形態に係るガス処理装置を概略的に示す図である。 第７実施形態に係るガス処理装置を概略的に示す図である。 第１流路部及び第２流路部が、送り流路における熱交換器より下流側の部位に設けられる場合の変形例を示す図である。 第１流路部と第２流路部のそれぞれに熱交換器が設けられる場合の変形例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係るガス処理装置１０は、酸性化合物を可逆的に吸収及び放出する性質を有する処理液を用いて、酸性化合物を含む被処理ガスから酸性化合物を分離する装置である。本実施形態では、水への溶解で酸を生ずる酸性化合物である二酸化炭素（ＣＯ２）が分離対象となっているため、地球温暖化対策として有効である。なお、酸性化合物としては、水溶液が酸性となるものであれば特に限定されず、例えば塩化水素、二酸化炭素、二酸化硫黄、二硫化炭素等であってもよい。また、酸性化合物を含む被処理ガスとしては、例えば産業排ガス、精製時に生ずるプロセスガス、天然ガス等が挙げられる。

処理液は、酸性化合物を吸収する前の状態においてアミンと第２成分とが混ざり合った状態にある一方で、酸性化合物の吸収により主としてアミンを含む第１相部分と主として第２成分を含む第２相部分とに相分離する処理液である。処理液は、例えば、水、アミン及び第２成分としての有機溶剤を含むアルカリ性の吸収剤であり、アミンが３０ｗｔ％、有機溶剤が６０ｗｔ％、水が１０ｗｔ％含まれていてもよい。

アミンとしては、例えば、２－アミノエタノール（ＭＥＡ：溶解度パラメータ＝１４．３（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２）、２－（２－アミノエトキシ）エタノール（ＡＥＥ：溶解度パラメータ＝１２．７（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２）等の１級アミン、例えば２－（メチルアミノ）エタノール（ＭＡＥ）、２－（エチルアミノ）エタノール（ＥＡＥ）、２－（ブチルアミノ）エタノール（ＢＡＥ）等の２級アミン、例えばトリエタノールアミン（ＴＥＡ）、Ｎ－メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ）、ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）、ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、ビス（２－ジメチルアミノエチル）エーテル等の３級アミンなどが挙げられる。

有機溶剤としては、例えば１－ブタノール（溶解度パラメータ＝１１．３（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２）、１－ペンタノール（溶解度パラメータ＝１１．０（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２）、オクタノール、ジエチレングリコールジエチルエーテル（ＤＥＧＤＥＥ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＥＧＤＭＥ）等が挙げられ、複数種を混合して用いてもよい。

アミン及び有機溶剤のそれぞれの溶解度パラメータが所定範囲に収まっている場合、処理液は、酸性化合物を吸収しない状態では、単一液相を形成するが、酸性化合物の吸収により酸性化合物の含有率が高い主としてアミンが含まれる第１相部分と、酸性化合物の含有率が低く主として第２成分が含まれる第２相部分とに相分離する。ここで、溶解度パラメータは、以下の式（１）で示される。

ΔＨはモル蒸発潜熱、Ｒはガス定数、Ｔは絶対温度、Ｖはモル体積である。

表１に示すように、水、アミン及び有機溶剤を含む吸収剤において、アミンの溶解度パラメータから有機溶剤の溶解度パラメータを減じた値が１．１（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２以上４．２（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２以下となるように、アミン及び有機溶剤の組合せを選択すると、酸性化合物の吸収により、酸性化合物の含有率が高く主としてアミンが含まれる第１相部分と、酸性化合物の含有率が低く主として第２成分が含まれる第２相部分とに二相分離する処理液が得られる。この場合でも、酸性化合物の吸収前は、アミンと第２成分とが混ざり合って単一液相を形成する。

溶解度パラメータの差分の値が前記下限値に満たない場合、処理液が酸性化合物を吸収しても二相に分離しないおそれがある。一方、溶解度パラメータの差分の値が前記上限値を超える場合、処理液が酸性化合物を吸収する前から二相に分離し、処理液を酸性化合物を含む被処理ガスに接触させる工程において、処理液と被処理ガスとの接触状態が不均一となり、吸収効率が低下するおそれがある。なお、表１における「良好」とは、二酸化炭素の吸収前は単一液相であり、二酸化炭素の吸収により二液相に分離したことを意味する。また、表１における「混和せず」とは、二酸化炭素の吸収前から二液相状態であり、単一液相を形成しなかったことを意味する。また、表１における「分離せず」とは、二酸化炭素の吸収後でも単一液相であったことを意味する。

図１に示すように、ガス処理装置１０は、吸収器１２と、再生器１４と、送り流路１６と、還流路１８と、を備えている。吸収器１２は、プロセスガス等の被処理ガスと処理液とを接触させて、処理液に被処理ガス中の酸性化合物を吸収させるための装置である。なお、本実施形態では、酸性化合物としての二酸化炭素が分離される。

送り流路１６は、吸収器１２から二酸化炭素を吸収した処理液（リッチ液）を抜き出して再生器１４に導入させる流路である。再生器１４は、リッチ液を加熱することにより、リッチ液から二酸化炭素を放出させるための装置である。還流路１８は、二酸化炭素を放出した後の処理液（リーン液）を再生器１４から抜き出して吸収器１２に還流させる流路である。

吸収器１２には、吸収器１２に被処理ガスを供給する導入路２２と、処理後のガス（処理済みガス）を排出する排出路２４と、処理液を再生器１４に送るための送り流路１６と、再生器１４から処理液を吸収器１２に戻すための還流路１８と、が接続されている。導入路２２は、吸収器１２の下部に接続され、排出路２４は、吸収器１２の上部に接続されている。送り流路１６は、吸収器１２の下部に接続されている。すなわち、送り流路１６は、吸収器１２内に溜まった処理液を抜き出すことができる位置において、吸収器１２に接続されている。還流路１８は、吸収器１２の上部に接続されている。すなわち、還流路１８は、処理液が吸収器１２内を流下できる位置において、吸収器１２に接続されている。

吸収器１２内では、導入路２２を通して導入された被処理ガスと、還流路１８を通して還流してきた処理液とが接触することにより、被処理ガス中の二酸化炭素が処理液に吸収される。また、二酸化炭素が除去された後のガスである処理済みガスが排出路２４を通して吸収器１２から排出される。なお、吸収器１２における二酸化炭素の吸収は発熱反応である。吸収器１２において発生するこの反応熱は、被処理ガス、処理済みガス及び処理液の温度を上昇させる。

吸収器１２において二酸化炭素を吸収した処理液（リッチ液）は、送り流路１６を通して吸収器１２から導出される。リッチ液は、主としてアミンが含まれる第１相部分と主として第２成分（有機溶剤）が含まれる第２相部分とに相分離している。送り流路１６には、この相分離した状態の処理液（リッチ液）を、第１相部分が主に含まれる処理液と第２相部分が主に含まれる処理液とに分けるための分離器２６が設けられている。分離器２６は、第１相部分と第２相部分の比重差を用いて両者を分離するものであり、分離器２６内の空間に立壁が設けられた構造となっている。分離器２６内に導入された処理液は、立壁に対して一方の空間である流入側空間２６ａに導入される。流入側空間２６ａに溜められた処理液のうち、比重の小さな第２相部分は立壁の上端を超えて隣接空間２６ｂに導入されるため、流入側空間２６ａには主として第１相部分が、隣接空間２６ｂには主として第２相部分が溜められる。このようにして、分離器２６では、処理液が、第１相部分が主に含まれる処理液と第２相部分が主に含まれる処理液とに分けられる。

送り流路１６は、分離器２６の流入側空間２６ａから処理液（第１相部分）を導出させる第１流路部１６ａと、分離器２６の隣接空間２６ｂから処理液（第２相部分）を導出させる第２流路部１６ｂと、を含む。

第１流路部１６ａと第２流路部１６ｂにはそれぞれポンプ２８，２９が設けられている。

送り流路１６の第１流路部１６ａ及び第２流路部１６ｂは何れも、熱交換器３２に接続されている。熱交換器３２は、送り流路１６を流れる処理液（リッチ液）と、再生器１４から吸収器１２に戻される処理液（リーン液）との間で熱交換を行うためのものである。なお、熱交換器３２は省略することが可能である。

再生器１４には、送り流路１６と、還流路１８とが接続されている。送り流路１６は、再生器１４の上部に接続されている。還流路１８は、再生器１４の下部に接続されている。還流路１８には、ポンプ３４が設けられている。

再生器１４には、送り流路１６を通して導入された二酸化炭素を含む処理液が貯留される。再生器１４には、再生器１４内の処理液を加熱することによって、処理液から二酸化炭素を脱離させるための加熱器３６が設けられている。再生器１４では、処理液が加熱されると、二酸化炭素が脱離するだけでなく、処理液中の水が蒸発する。なお、処理液からの二酸化炭素の脱離は、吸熱反応である。

再生器１４には、再生器１４内で得られた二酸化炭素を含むガスを、二酸化炭素の需要先に供給するための供給路３８が接続されている。再生器１４では、処理液から蒸発した二酸化炭素と水蒸気との混合気体が生ずるため、混合気体を冷却するためのコンデンサー４０が供給路３８に設けられている。混合気体が冷却されると、水蒸気が凝縮するので、水蒸気を分離することができる。コンデンサー４０で得られた凝縮水は通常、再生器１４に戻される。なお、凝縮水は吸収器１２に戻されてもよい。

ガス処理装置１０では、アミンを含む処理液が用いられており、このアミンはミスト状あるいは蒸気状となって、吸収器１２内の処理済みガスに同伴されることがある。本明細書では、ミスト状又は蒸気状となった処理液が同伴されるガスを処理液同伴ガスとも称する。ガス処理装置１０には、処理液同伴ガスに同伴されるアミン又は第２成分を回収するための処理液回収部４２が設けられている。

本実施形態の処理液回収部４２には、送り流路１６の第２流路部１６ｂに接続された抜き出し路４４を通して、第２相部分を主として含む処理液が導入される。そして、処理液回収部４２では、第２流路部１６ｂから抜き出された第２相部分が、吸収器１２内の処理液同伴ガスと接触する。このため、本実施形態の処理液回収部４２は、処理液同伴ガスに同伴される処理液のうち、主としてアミンを回収する。

処理液回収部４２は、吸収器１２内において、還流路１８の接続部よりも上側に配置されている。したがって、還流路１８を通して流入し且つガスに同伴されるミスト状又は蒸気状の処理液、あるいは吸収器１２内の処理液から生じガスに同伴されるミスト状又は蒸気状の処理液が、導入された液状の第２相部分と接触する。これにより、ミスト状又は蒸気状のアミンが第２相部分に取り込まれる。

吸収器１２には、処理液同伴ガスと洗浄水とを互いに接触させて、処理液同伴ガスに同伴される処理液のうち、処理液回収部４２では回収できなかった処理液を回収する水洗部４６も設けられている。処理液同伴ガスには、アミンだけでなく、第２成分である有機溶剤も同伴されるため、水洗部４６は、処理液回収部４２を通過したミスト状又は蒸気状の有機溶剤及びアミンを洗浄水と接触させることにより、当該有機溶剤及びアミンを回収する。なお、水洗部４６を省略することが可能である。

水洗部４６と処理液回収部４２とは、処理液回収部４２で第２相部分と接触した後の処理液同伴ガスが洗浄水と接触するように位置決めされている。このため、図１では、水洗部４６が処理液回収部４２の上側に配置されている。このように位置決めされることにより、水洗部４６が設けられているとしても、供給される洗浄水の量を抑えることができるので、処理液が薄まってしまうことを抑制できる。

なお、水洗部４６は、処理液回収部４２を通過した処理液同伴ガスが洗浄水と接触するのであれば、水洗部４６が処理液回収部４２の上側に配置されている必要はない。例えば、図２に示すように、吸収器１２において、処理液回収部４２と水洗部４６が水平方向に並ぶように配置されるとともに、処理液同伴ガスが処理液回収部４２を下から上に通過した後で、水洗部４６の下部に導入される流路１２ａが形成されていてもよい。また、図３に示すように、吸収器１２において、処理液同伴ガスが、処理液回収部４２及び水洗部４６を水平方向に流れるように構成されていて、かつ、吸収器１２には、処理液回収部４２に導入された第１相部分又は第２相部分が水洗部４６に流れ込まないような蛇行流路部１２ｂが、処理液回収部４２及び水洗部４６間に設けられていてもよい。蛇行流路部１２ｂが設けられる代わりに、吸収器１２が、処理液回収部４２を有する容器部分と、水洗部４６を有する容器部分とに分けられていてもよい。

ここで、第１実施形態に係るガス処理装置１０を使用したガス処理方法について説明する。ガス処理方法は、吸収工程と再生工程とを含む。

吸収工程は、吸収器１２において被処理ガスと処理液とを接触させる工程である。吸収器１２には、導入路２２を通して、少なくとも二酸化炭素を含むプロセスガス等の被処理ガスが供給される。また、吸収器１２には、還流路１８を通して処理液が導入される。処理液は、被処理ガスに含まれる二酸化炭素と接触して該二酸化炭素を吸収する。二酸化炭素を吸収した処理液（リッチ液）は、二酸化炭素の含有率が高い第１相部分と二酸化炭素分離の含有率が低い第２相部分とに相分離する。

吸収器１２内の処理液は、送り流路１６を通して分離器２６に導入される。分離器２６からは、主としてアミンを含む第１相部分が第１流路部１６ａを通して導出され、主として第２成分（有機溶剤）を含む第２相部分が第２流路部１６ｂを通して導出される。第１相部分及び第２相部分は合流し、熱交換器３２において、還流路１８を流れる処理液（リーン液）と熱交換して加熱される。熱交換器３２を通過した処理液は、再生器１４に導入される。

再生器１４内に導入された処理液は、加熱器３６によって加熱され、これにより、処理液から二酸化炭素が分離される（再生工程）。処理液から分離された二酸化炭素は、供給路３８を通して需要先に送られる。再生器１４内において、処理液から得られた水蒸気は、供給路３８においてコンデンサー４０によって凝縮し、通常、再生器１４に戻される。なお、水蒸気は吸収器１２に戻されてもよい。

再生器１４内に貯留された処理液（リーン液）は、還流路１８を流れて吸収器１２に還流する。なお、還流路１８の処理液は、熱交換器３２において、送り流路１６を流れる処理液を加熱する。

送り流路１６の第２流路部１６ｂを流れる第２相部分の一部は、抜き出し路４４を通して吸収器１２内の処理液回収部４２に送られる。処理液回収部４２では、抜き出し路４４を通して導入された第２相部分が、吸収器１２内の処理液から生じた処理液同伴ガスに接触する。この処理液同伴ガスには、ミスト状又は蒸気状の処理液が同伴されている。これにより、ミスト状又は蒸気状のアミンが液状の第２相部分に取り込まれるため、吸収器１２内の処理液同伴ガスからアミンが回収され、このアミンを液状の処理液に合流させることができる。

処理液回収部４２では、導入された第２相部分の一部が処理液同伴ガスに同伴されることがあるが、この処理液同伴ガスは、水洗部４６において洗浄水と接触する。このため、同伴される第２相部分は、洗浄水に取り込まれる。

以上説明したように、本実施形態のガス処理装置１０では、処理液回収部４２において、吸収器１２から流出した回収用の第２相部分と処理液同伴ガスとが接触する。このとき、主として第２成分を含む第２相部分を処理液同伴ガスに接触させるため、第２相部分中の第２成分が、処理液同伴ガスに同伴されるアミンと混ざり易い。したがって、処理液同伴ガスに同伴されるアミンを回収することができる。また、洗浄水による水洗が併用されるが、洗浄水の水量を低減できるため、処理液が薄まってしまうことを抑制できる。したがって、処理液を介した酸性化合物の分離回収性能が低下してしまうことを抑制することができる。

また本実施形態では、分離器２６が設けられ、分離器２６で分離された処理液の第２相部分が処理液回収部４２に導入される。したがって、処理液同伴ガスに同伴されるアミンを効果的に回収することができる。

また本実施形態では、処理液回収部４２において、第２相部分が処理液同伴ガスとの接触に用いられるため、この第２相部分の一部は、処理液同伴ガスに同伴されることになる。その後、処理液同伴ガスは、水洗部４６において洗浄水と接触するため、処理液同伴ガスに同伴される第２相部分が回収される。したがって、処理液回収部４２において、処理液同伴ガスに同伴される処理液を回収できるとともに、この処理液回収部４２で用いられた第２相部分であって、処理液同伴ガスに同伴されることになった第２相部分も回収することができる。

なお、本実施形態では、分離器２６が設けられているが、分離器２６を省略することが可能である。例えば図４に示すように、送り流路１６が第１流路部１６ａと第２流路部１６ｂとを含み、第１流路部１６ａ及び第２流路部１６ｂがそれぞれ吸収器１２に接続されていてもよい、この場合において、第１流路部１６ａが吸収器１２の下端に接続され、第２流路部１６ｂが第１流路部１６ａの接続部よりも高い位置で吸収器１２に接続される。すなわち、吸収器１２内に溜まった処理液は第１相部分と第２相部分とに相分離している。また、アミンを主として含む第１相部分は、第２成分（有機溶剤）を主として含む第２相部分よりも重い。このため、吸収器１２内に溜まった処理液は、その上下方向の位置によって第１相部分と第２相部分との構成比率が異なる。したがって、第１流路部１６ａによる処理液の抜き出し位置と第２流路部１６ｂによる処理液の抜き出し位置とを高さ方向において異ならせることにより、第１相部分と第２相部分とに分けることができる。

本実施形態では、第２流路部１６ｂを流れる第２相部分が処理液回収部４２に導入されるが、この構成に限られない。図５に示すように、第１流路部１６ａを流れる第１相部分が処理液回収部４２に導入されてもよい。この場合、抜き出し路４４は、第２流路部１６ｂではなく第１流路部１６ａに接続される。抜き出し路４４を通して処理液回収部４２に導入された第１相部分は、処理液同伴ガスに同伴されるミスト状又は蒸気状の処理液と接触する。このとき、第１相部分は、ミスト状又は蒸気状の処理液中の第２成分を取り込むため、処理液同伴ガスから第２成分を回収することができる。

また、図６に示すように、第１流路部１６ａを流れる第１相部分を処理液回収部４２に導入する抜き出し路４４に加え、第２流路部１６ｂを流れる第２相部分を第２の処理液回収部４３に導入する第２の抜き出し路４５が設けられていてもよい。第２の処理液回収部４３は、主として第２成分（有機溶剤）が含まれる第２相部分を吸収器１２内の処理液同伴ガスと接触させて、主として第２成分を回収する。

また、図７に示すように、処理液回収部４２は、再生器１４に設けられていてもよい。この場合、処理液回収部４２は、再生器１４内における送り流路１６の接続部よりも上の位置に配置される。なお、図７では、第２流路部１６ｂに接続された抜き出し路４４を通して第２相部分が処理液回収部４２に供給されるが、これに代え／これとともに、第１流路部１６ａに接続された抜き出し路４４を通して第１相部分が処理液回収部４２に供給されてもよい。

（第２実施形態）
図８に示すように、第２実施形態では、酸性化合物の分離を促進するためのガス（以下、分離促進ガスと称する）が再生器１４に導入される。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第２実施形態に係るガス処理装置１０には、分離促進ガスを再生器１４に供給する分離促進ガス供給部５０が設けられている。分離促進ガスは、処理液にほぼ溶解しないガスである。つまり、分離促進ガスは処理液にほぼ吸収されない。また、分離促進ガスは、処理液とは化学反応を起こさない。分離促進ガスとして、水素ガス、酸素ガス、メタンガス等の炭化水素ガスを挙げることができるが、本実施形態では水素ガスが用いられる。また、分離促進ガスとして、水蒸気、又は水蒸気と処理液にほぼ溶解しないガスとの混合ガスを挙げることもできる。処理液にほぼ溶解しないガス、水蒸気、又は水蒸気と処理液にほぼ溶解しないガスとの混合ガスを再生器１４に供給することにより、再生器１４内における酸性化合物のガス分圧を下げることができて、再生器１４内において処理液からの酸性化合物の分離を促進することができる。

ここで、処理液に「ほぼ溶解しない」は、処理液への溶解度が所定値以下であることを表していてもよい。分離促進ガスは、例えば、ヘンリーの法則に従うガスであって、０℃、１００ｋＰａの条件下において、処理液１００ｇに対する溶解度が１ｍｏｌ以下の溶解度であるガスであればよい。なお、水に対する酸素の溶解度は、１．３×１０^－４ｍｏｌ／１００ｇ、水に対するメタンの溶解度は、８×１０^－４ｍｏｌ／１００ｇ、水に対する水素の溶解度は、９．５×１０^－５ｍｏｌ／１００ｇである。これに対し、水に対するアンモニアの溶解度は、６ｍｏｌ／１００ｇであるので、アンモニアは分離促進ガスに該当しない。

ガス処理装置１０は、水素ガスから水分を除去する水分除去部５２を備えている。すなわち、分離促進ガスである水素ガスが水電解によって得られる場合には、水素ガスに、飽和に近い水分が保持されることがある。このため、水素ガスに保持された水分が再生器１４に導入されて処理液を薄めることがないように、水分除去部５２が設けられている。

水分除去部５２には、水素ガスを冷却することによって水素ガスから水分を分離する冷却器５２ａと、冷却器５２ａで得られた分離水を溜める気液分離器５２ｂと、が含まれる。気液分離器５２ｂに溜められた分離水は、系外に排出される。

なお、水分除去部５２は、水素ガスを冷却することによって水分を分離するものに限られない。例えば、水分を吸着材に吸着させることによって水分を除去するように構成されていてもよい。

また、乾燥した分離促進ガスが供給される場合等、分離促進ガスに水分が保持されていない場合には、水分除去部５２を省略することもできる。

再生器１４には分離促進ガスが供給されるため、第１実施形態と比較して、再生器１４内のガス量が増大する。また、再生器１４内のガス（処理液から分離された二酸化炭素を含むガス）には、ミスト状又は蒸気状の処理液が同伴することがある。この処理液を同伴するガスを処理液同伴ガスと称する。本実施形態では、再生器１４内の処理液同伴ガスに同伴されるミスト状又は蒸気状の処理液を回収すべく、処理液回収部４２が再生器１４に設けられている。

処理液回収部４２は、再生器１４内における送り流路１６の接続部よりも上の位置に配置される。すなわち、送り流路１６から導入された処理液が処理液回収部４２を通過してしまうことを回避すべく、処理液回収部４２は送り流路１６の接続部よりも上側に位置している。

処理液回収部４２は、図８に示すように、第２流路部１６ｂから第２相部分が導入されてもよく、あるいは、図示省略するが、第１流路部１６ａから第１相部分が導入されてもよい。

本実施形態では、分離促進ガスが再生器１４に供給されることにより、再生温度を低下させることができる。したがって、より低温（低品質）の熱を用いることが可能になる。

また本実施形態では、分離促進ガス供給部５０により、分離促進ガスが再生器１４に供給されるため、再生器１４内のガス量が多くなっている。これに伴い、処理液同伴ガスに同伴される処理液の量も増える。しかし、吸収器１２から流出した回収用の第２相部分が再生器１４に導入されるため、再生器１４内において処理液同伴ガスに同伴される処理液が増大するとしても、同伴される処理液を有効に回収することができる。

また本実施形態では、水分除去部５２において、水分を含む水素ガスである分離促進ガスから水分が除去される。したがって、再生温度を低下させることができるだけでなく、分離促進ガスによって処理液が薄まってしまうことを抑制できる。

なお、本実施形態では、抜き出し路４４が、第２相部分が主として流れる第２流路部１６ｂに接続されているが、これに代え、抜き出し路４４は、第１相部分が主として流れる第１流路部１６ａに接続されてもよい。また、第１流路部１６ａを流れる第１相部分を処理液回収部４２に導入する抜き出し路４４に加えて、図６に示すような、第２流路部１６ｂを流れる第２相部分を第２の処理液回収部４３に導入する第２の抜き出し路４５が設けられていてもよい。また、処理液回収部４２が再生器１４に設けられているが、これに代え／これとともに、処理液回収部４２は、図１、図５及び図６と同様に、吸収器１２に設けられてもよい。また、図４と同様に、分離器２６が省略されてもよい。その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第１実施形態の説明を第２実施形態に援用することができる。

（第３実施形態）
図９に示すように、第３実施形態では、水分除去部５２で得られた水分が処理液同伴ガスの洗浄に利用される。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第３実施形態に係るガス処理装置１０には、水分除去部５２で得られた水分をコンデンサー４０に供給する水分供給路５４が設けられている。水分供給路５４は、一端部が気液分離器５２ｂに接続され、他端部が供給路３８におけるコンデンサー４０よりも上流側の部位に接続されている。なお、他端部はコンデンサー４０に接続されてもよい。

気液分離器５２ｂ内に溜まった分離水は、水分供給路５４を通して供給路３８に送られる。このため、再生器１４内の処理液同伴ガスが供給路３８に流入したとしても、処理液同伴ガスに同伴される処理液は、分離水に取り込まれるため、コンデンサー４０を経由して再生器１４に戻される。

本実施形態では、水分除去部５２で得られた水分が、水分供給路５４を通して、供給路３８に設けられたコンデンサー４０に供給される。そして、コンデンサー４０において、再生器１４から流出した処理液同伴ガスに同伴される処理液が回収される。すなわち、水分除去部５２で得られた水分が、処理液同伴ガスに同伴される処理液の回収に利用される。したがって、水分除去部５２で分離された水分を有効に利用できる。

なお、本実施形態では、水分供給路５４が供給路３８に接続されているが、これに限られない。図１０に示すように、水分供給路５４は、吸収器１２内の水洗部４６及び再生器１４内の水洗部４６の少なくとも一方に水分を供給してもよい。また、図１１に示すように、水分供給路５４は、排出路２４に設けられたコンデンサー５６に水分を供給してもよい。この場合、吸収器１２に水洗部４６が設けられていてもよく、省略されていてもよい。

本実施形態では、抜き出し路４４が、第２相部分が主として流れる第２流路部１６ｂに接続されているが、これに代え、抜き出し路４４は、第１相部分が主として流れる第１流路部１６ａに接続されてもよい。また、第１流路部１６ａを流れる第１相部分を処理液回収部４２に導入する抜き出し路４４に加え、第２流路部１６ｂを流れる第２相部分を第２の処理液回収部４３に導入する第２の抜き出し路４５が設けられていてもよい。また、処理液回収部４２が再生器１４に設けられているが、これに代え／これとともに、処理液回収部４２は、図１、図５及び図６と同様に、吸収器１２に設けられてもよい。また図４と同様に、分離器２６が省略されてもよい。その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第１及び第２実施形態の説明を第３実施形態に援用することができる。

（第４実施形態）
図１２に示すように、第４実施形態では、分離促進ガス供給部５０と水分除去部５２とが設けられる一方で、処理液回収部４２が設けられていない。すなわち、第４実施形態では、分離促進ガス供給部５０が、水分を含むガス又は水蒸気からなる分離促進ガスを再生器１４に供給するため、分離促進ガスによって再生器１４内に水分が持ち込まれる可能性がある。そこで、水分除去部５２によって、それを抑制して処理液が薄まってしまうことを抑制することができる。このため、処理液の第１相部分又は第２相部分によって処理液同伴ガスに同伴する処理液を回収する処理液回収部４２は省略されている。尚、ここでは第１、第２実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第４実施形態では、分離促進ガスが再生器１４に供給されることにより、再生温度を低下させることができる。したがって、より低温（低品質）の熱を用いることが可能になる。しかも、水分除去部５２において、水分を含むガス又は水蒸気からなるガスである分離促進ガスから水分が除去され、その後、当該分離促進ガスが再生器１４に供給される。したがって、分離促進ガスによって処理液が薄まってしまうことを抑制できる。したがって、処理液を介した酸性化合物の分離回収性能が低下してしまうことを抑制することができる。

なお、図１２では、送り流路１６に分離器２６が設けられ、送り流路１６が第１流路部１６ａと第２流路部１６ｂとを有しているが、これに限られない。分離器２６が省略され、送り流路１６が第１流路部１６ａと第２流路部１６ｂとを有しないで、単一の流路で構成されていてもよい。その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第１、第２実施形態の説明を第４実施形態に援用することができる。

（第５実施形態）
図１３は第５実施形態を示す。尚、ここでは第１～第４実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第５実施形態では、被処理ガスの濃度等を測定することにより、処理液同伴ガスに同伴されるミスト状又は蒸気状の処理液が増えるとき又は増えると予想されるときに、処理液同伴ガスからの処理液の回収を行い、それ以外のときには、処理液の回収を行わない。こうすることにより、処理液回収に必要なエネルギーが増大し過ぎないようにする。

具体的には、ガス処理装置１０には、導入路２２に配置され、被処理ガスに含まれる硫黄分の濃度又は被処理ガス流量を測定可能な測定器５８と、排出路２４に配置され、処理済みガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度を測定可能な測定器５９と、供給路３８に配置され、二酸化炭素を含むガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度を測定可能な測定器６０と、還流路１８に配置され、処理液に含まれる劣化成分の濃度を測定可能な測定器６１と、の少なくとも１つが設けられる。

測定器５８～６１による測定結果を示す信号は、制御部６３に送られる。制御部６３は、受信した信号が示す測定結果に基づいて、抜き出し路４４に設けられたバルブ６５及び冷却器５２ａの少なくとも１つを調整するように構成されている。例えば、導入路２２に配置された測定器５８による測定結果が、被処理ガス中に閾値以上の硫黄分が含まれていることを示す場合に、制御部６３は、バルブ６５を開く制御又は冷却器５２ａを作動させる制御を行ってもよい。硫黄分が多い場合にアミンのミスト生成が促進される可能性があるからである。また、導入路２２に配置された測定器５８による測定結果が、閾値以上の被処理ガス流量であることを示す場合に、制御部６３は、バルブ６５を開く制御又は冷却器５２ａを作動させる制御を行ってもよい。被処理ガスの流量が増大すれば、アミン又は第２成分の排出量が増大し得ると予測されるからである。また、排出路２４に配置された測定器５９による測定結果が、処理済みガスに閾値以上の濃度のアミン又は第２成分が含まれていることを示す場合に、制御部６３は、バルブ６５を開く制御又は冷却器５２ａを作動させる制御を行ってもよい。実際にアミン又は第２成分の排出が増えていることになるからである。また、還流路１８に配置された測定器６１による測定結果が、処理液中のアミンを泡立たせるような劣化成分が閾値以上の濃度で含まれることを示す場合に、制御部６３は、バルブ６５を開く制御又は冷却器５２ａを作動させる制御を行ってもよい。処理液の経年劣化により、劣化成分が増えたときには、処理液中のアミンが損失し易くなるからである。

第５実施形態では、処理液の蒸発量又はミスト量が多いとき、又は処理液の蒸発量又はミスト量が多くなると予想されるときに、処理液の蒸気またはミストを適切に回収できる。一方で、処理液の蒸発量又はミスト量が少ないとき又は少なくなると予想されるときには、処理液回収に要するエネルギーを減らすことができる。

また、排出路２４に配置された測定器５９、及び供給路３８に配置された測定器６０の少なくとも１つによる測定結果が、ガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度が閾値よりも高いことを示す場合に、制御部６３は、バルブ６５の開度を大きくする制御、及び冷却器５２ａの能力を上げる制御のうちの少なくとも１つの制御を行ってもよい。一方、排出路２４に配置された測定器５９、及び供給路３８に配置された測定器６０の少なくとも１つによる測定結果が、ガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度が閾値よりも低いことを示す場合に、制御部６３は、バルブ６５の開度を小さくする制御、及び冷却器５２ａの能力を下げる制御のうちの少なくとも１つの制御を行ってもよい。

この場合には、処理液の蒸発量又はミスト量が多いときに、処理液の蒸気又はミストを適切に回収できる。一方で、処理液の蒸発量又はミスト量が少ないときには、水分除去量を減少させることにより、水分除去に要するエネルギーを低減させることができる。

なお、図１３に示す形態では、水洗部４６が設けられているが、水洗部４６を省略することが可能である。すなわち、第２成分（有機溶剤）が揮発しにくいものであれば、水洗部４６を省略することが可能となる。この場合でも、制御部６３は、受信した信号が示す測定結果に基づいて、バルブ６５及び冷却器５２ａの少なくとも１つを調整するように構成される。また、処理液回収部４２は、再生器１４内に代え／とともに、吸収器１２内に設けられてもよい。その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第１～第４実施形態の説明を第５実施形態に援用することができる。

（第６実施形態）
図１４は第６実施形態を示す。尚、ここでは第１～第５実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第６実施形態では、制御部６３は、抜き出し路４４に設けられたバルブ６５及び冷却器５２ａの少なくとも１つを調整するだけでなく、水洗部４６に洗浄水を供給するための洗浄水路６７に設けられたバルブ６６も調整する。なお、抜き出し路４４のバルブ６５は省略されてもよい。また、洗浄水路６７は水分供給路５４によって構成されてもよい。

排出路２４に配置された測定器５９、及び供給路３８に配置された測定器６０の少なくとも１つによる測定結果が、ガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度が閾値よりも高いことを示す場合に、制御部６３は、洗浄水路６７に設けられたバルブ６６の開度を大きくする制御、及び冷却器５２ａの能力を上げる制御のうちの少なくとも１つの制御を行う。一方、排出路２４に配置された測定器５９、及び供給路３８に配置された測定器６０の少なくとも１つによる測定結果が、ガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度が閾値よりも低いことを示す場合に、制御部６３は、洗浄水路６７に設けられたバルブ６６の開度を小さくする制御、及び冷却器５２ａの能力を下げる制御のうちの少なくとも１つの制御を行う。

第６実施形態では、処理液の蒸発量又はミスト量が多いときに、処理液の蒸気又はミストを適切に回収できる。

なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第１～第５実施形態の説明を第６実施形態に援用することができる。

（第７実施形態）
図１５は第７実施形態を示す。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第７実施形態では、制御部６３は、受信した信号が示す測定結果に基づいて、抜き出し路４４に設けられたバルブ６５、洗浄水路６７に設けられたバルブ６６、及び冷却器５２ａの少なくとも１つを調整するように構成されている。つまり、第５実施形態では、水洗部４６に供給される水の流量が調整されないようになっているのに対し、第７実施形態では、水洗部４６に供給される水の量も調整可能となっている。これにより、吸収器１２又は再生器１４に供給される水量をより適正に調整することができる。なお、図１５では、還流路１８に配置された測定器６１が省略されているが、還流路１８に測定器６１を設けてもよい。

なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第１～第６実施形態の説明を第７実施形態に援用することができる。

（その他の実施形態）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、第１～第７実施形態では、送り流路１６が、熱交換器３２よりも上流側の部位に配置された第１流路部１６ａと第２流路部１６ｂ抜き出し路４４を含むが、これに限られない。図１６に示すように、第１流路部１６ａ及び第２流路部１６ｂは、送り流路１６における熱交換器３２より下流側の部位に設けられていてもよい。この場合には、処理液回収部４２に供給される第１相部分又は第２相部分が、熱交換器３２で加熱された液体となる。このため、図１等に示すように、処理液の回収効果をより高めるためには、熱交換器３２で加熱される前の第１相部分又は第２相部分を、処理液回収部４２に供給するのが好ましい。

また、図１７に示すように、第１流路部１６ａと第２流路部１６ｂにそれぞれ熱交換器３２が設けられてもよい。すなわち、リッチ液のうちの第１相部分とリーン液とを熱交換する熱交換器３２ａと、リッチ液のうちの第２相部分とリーン液とを熱交換する熱交換器３２ｂと、が設けられていてもよい。なお、図１７では、熱交換器３２ａと熱交換器３２ｂとが並列になるように接続された構成が示されているが、熱交換器３２ａと熱交換器３２ｂとが直列になるように接続されていてもよい。ただし、熱交換器３２ａと熱交換器３２ｂとが並列に接続される方が、熱回収効率がより高くなる。

１０ ：ガス処理装置
１２ ：吸収器
１４ ：再生器
２４ ：排出路
２６ ：分離器
３８ ：供給路
４０ ：コンデンサー
４２ ：処理液回収部
４３ ：第２の処理液回収部
４６ ：水洗部
５０ ：分離促進ガス供給部
５２ ：水分除去部
５４ ：水分供給路
５６ ：コンデンサー
６３ ：制御部

Claims (19)

1. 水への溶解で酸を生じる酸性化合物を含む被処理ガスと、前記酸性化合物を吸収する前の状態においてアミンと第２成分とが混ざり合った状態にある一方で前記酸性化合物の吸収により主として前記アミンを含む第１相部分と主として前記第２成分を含む第２相部分とに相分離する処理液と、を互いに接触させて、前記被処理ガスに含まれる前記酸性化合物を前記処理液に吸収させるための吸収器と、
   前記酸性化合物を吸収した前記処理液を加熱して、当該処理液から酸性化合物を分離するための再生器と、
   前記吸収器から流出した前記第１相部分及び前記第２相部分の少なくとも一方を、前記被処理ガスから前記酸性化合物が前記処理液に吸収された後の前記吸収器内のガス又は前記酸性化合物を含む前記再生器内のガスである処理液同伴ガスと接触させて、前記処理液同伴ガスに同伴される処理液を回収する処理液回収部と、
   を備える、ガス処理装置。
2. 請求項１に記載のガス処理装置において、
   前記酸性化合物を吸収した処理液を、前記第１相部分が主に含まれる処理液と前記第２相部分が主に含まれる処理液とに分ける分離器を備える、ガス処理装置。
3. 請求項１に記載のガス処理装置において、
   前記処理液同伴ガスと洗浄水とを互いに接触させて、前記処理液同伴ガスに同伴される処理液を回収する水洗部を備え、
   前記処理液回収部は、前記第１相部分及び前記第２相部分に相分離した吸収液が、前記水洗部において前記洗浄水と接触する前に、前記処理液同伴ガスと接触する位置に配置されている、ガス処理装置。
4. 請求項１又は２に記載のガス処理装置において、
   前記処理液にほぼ溶解性及び反応性を有しないガス又は水蒸気からなる分離促進ガスを前記再生器に供給する分離促進ガス供給部を備え、
   前記処理液回収部は、前記吸収器から流出した前記第１相部分及び前記第２相部分の少なくとも一方を、前処理液同伴ガスと接触させるように構成されている、ガス処理装置。
5. 請求項４に記載のガス処理装置において、
   前記処理液回収部は、前記吸収器から流出した前記第１相部分及び前記第２相部分の少なくとも一方を、前記再生器内において、前記酸性化合物を含むガスと接触させるように構成されている、ガス処理装置。
6. 請求項４に記載のガス処理装置において、
   前記分離促進ガスが水分を含むガス又は水蒸気からなるガスであり、
   前記再生器に供給される前記分離促進ガスから当該分離促進ガスに含まれる水分を分離させる水分除去部を備えている、ガス処理装置。
7. 請求項４に記載のガス処理装置において、
   前記分離促進ガスが水分を含むガス又は水蒸気からなるガスであり、
   前記再生器に供給される前記分離促進ガスから当該分離促進ガスに含まれる水分を分離させる水分除去部と、
   前記水分除去部で得られた水分を、
   前記吸収器の水洗部、
   前記再生器の水洗部、
   前記再生器で得られた酸性化合物を供給先に供給するための供給路に設けられたコンデンサー、及び
   前記吸収器から処理後のガスを排出する排出路に設けられたコンデンサー、
   のうちの少なくとも１つに供給する水分供給路と、
   を備えている、ガス処理装置。
8. 水への溶解で酸を生じる酸性化合物を含む被処理ガスと、前記酸性化合物を吸収する前の状態においてアミンと第２成分とが混ざり合った状態にある一方で前記酸性化合物の吸収により主として前記アミンを含む第１相部分と主として前記第２成分を含む第２相部分とに相分離する処理液とを、互いに接触させて、前記被処理ガスに含まれる前記酸性化合物を前記処理液に吸収させるための吸収器と、
   前記酸性化合物を吸収した前記処理液を加熱して、当該処理液から酸性化合物を分離するための再生器と、
   前記処理液にほぼ溶解性及び反応性を有しないガスであって水分を含むガス又は水蒸気からなる分離促進ガスを前記再生器に供給する分離促進ガス供給部と、
   前記再生器に供給される前記分離促進ガスから当該分離促進ガスに含まれる水分を除去する水分除去部と、を備えている、ガス処理装置。
9. 吸収器において、水への溶解で酸を生じる酸性化合物を含む被処理ガスと、前記酸性化合物を吸収する前の状態においてアミンと第２成分とが混ざり合った状態にある一方で前記酸性化合物の吸収により主として前記アミンを含む第１相部分と主として前記第２成分を含む第２相部分とに相分離する処理液とを、互いに接触させて、前記被処理ガスに含まれる前記酸性化合物を前記処理液に吸収させ、
   再生器において、前記酸性化合物を吸収した前記処理液を加熱して、当該処理液から酸性化合物を分離し、
   前記吸収器から前記第１相部分及び前記第２相部分を流出させ、
   前記吸収器から流出した前記第１相部分及び前記第２相部分の少なくとも一方を、前記被処理ガスから前記酸性化合物が前記処理液に吸収された後の前記吸収器内のガス又は前記酸性化合物を含む前記再生器内のガスである処理液同伴ガスと接触させて、前記処理液同伴ガスに同伴される処理液を回収する、ガス処理方法。
10. 請求項９に記載のガス処理方法において、
    前記酸性化合物を吸収した処理液を、分離器により、前記第１相部分を主に含む処理液と前記第２相部分を主に含む処理液とに分離する、ガス処理方法。
11. 請求項９または１０に記載のガス処理方法において、
    前記第１相部分及び前記第２相部分に相分離した吸収液を、前記処理液同伴ガスと接触させ、
    その後、前記吸収器内の前記ガス又は前記再生器内の前記ガスを、洗浄水と接触させて、当該被処理ガスに同伴される処理液を回収する、ガス処理方法。
12. 請求項９または１０に記載のガス処理方法において、
    前記処理液にほぼ溶解性及び反応性を有しないガス又は水蒸気からなる分離促進ガスを、前記再生器に供給し、
    前記吸収器から流出した前記第１相部分及び前記第２相部分の少なくとも一方を、前記処理液同伴ガスと接触させる、ガス処理方法。
13. 請求項１２に記載のガス処理方法において、
    前記吸収器から流出した前記第１相部分及び前記第２相部分の少なくとも一方を、前記再生器内において、前記酸性化合物を含むガスと接触させる、ガス処理方法。
14. 請求項１２に記載のガス処理方法において、
    前記分離促進ガスが水分を含むガス又は水蒸気からなるガスであり、
    前記再生器に供給される前記分離促進ガスから当該分離促進ガスに含まれる水分を分離し、
    前記分離された水分を、前記処理液同伴ガスと接触させて、当該処理液同伴ガスに同伴される処理液を回収する、ガス処理方法。
15. 請求項１２に記載のガス処理方法において、
    前記再生器に供給される前記分離促進ガスから当該分離促進ガスに含まれる水分を分離し、
    前記分離された水分を、前記吸収器の水洗部、前記再生器の水洗部、前記再生器で得られた酸性化合物を供給先に供給するための供給路に設けられたコンデンサー及び前記吸収器から処理後の被処理ガスを排出する排出路に設けられたコンデンサーの少なくとも１つに供給する、ガス処理方法。
16. 請求項１４に記載のガス処理方法において、
    前記吸収器に導入される前記被処理ガスに含まれる硫黄分の濃度と、前記吸収器に導入される前記被処理ガスの流量と、前記吸収器から排出された処理後のガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度と、前記再生器から排出された酸性化合物を含むガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度と、前記吸収器に導入される前記処理液に含まれる劣化成分の濃度と、のうちの少なくとも１つを測定し、
    前記測定の結果に基づいて、前記分離促進ガスから分離して前記処理液同伴ガスと接触させる水分の流量と、前記処理液同伴ガスと接触させる前記第１相部分又は前記第２相部分の流量と、前記吸収器及び前記再生器の少なくとも一方に設けられた水洗部に供給される洗浄水の流量と、の少なくとも一つの流量を調整する、ガス処理方法。
17. 請求項１６に記載のガス処理方法において、
    前記吸収器から排出された処理後のガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度と、前記再生器から排出された酸性化合物を含むガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度との少なくとも一方の測定結果が閾値よりも高くなると、前記分離促進ガスから分離して前記処理液同伴ガスと接触させる水分の流量と前記水洗部に供給される洗浄水の流量との少なくとも一方を増大させ、
    前記吸収器から排出された処理後のガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度と、前記再生器から排出された酸性化合物を含むガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度との少なくとも一方の測定結果が閾値よりも低くなると、前記分離促進ガスから分離して前記処理液同伴ガスと接触させる水分の流量と前記水洗部に供給される洗浄水の流量との少なくとも一方を減少させる、ガス処理方法。
18. 請求項１２に記載のガス処理方法において、
    前記吸収器に導入される前記被処理ガスに含まれる硫黄分の濃度と、前記吸収器に導入される前記被処理ガスの流量と、前記吸収器から排出された処理後のガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度と、前記再生器から排出された酸性化合物を含むガスに含まれるアミン又は第２成分の濃度と、前記吸収器に導入される前記処理液に含まれる劣化成分の濃度と、のうちの少なくとも１つを測定し、
    前記測定の結果に基づいて、前記分離促進ガスから分離して前記処理液同伴ガスと接触させる水分の流量と、前記処理液同伴ガスと接触させる前記第１相部分又は前記第２相部分の流量と、の少なくとも１つの流量を調整する、ガス処理方法。
19. 吸収器において、水への溶解で酸を生じる酸性化合物を含む被処理ガスと、前記酸性化合物の吸収により主としてアミン相を含む第１相部分と主としてアミン以外の成分相を含む第２相部分とに相分離する処理液とを、互いに接触させて、前記被処理ガスに含まれる前記酸性化合物を前記処理液に吸収させ、
    再生器において、前記酸性化合物を吸収した前記処理液を加熱して、当該処理液から酸性化合物を分離し、
    前記処理液にほぼ溶解性及び反応性を有しないガスであって水分を含むガス又は水蒸気からなる分離促進ガスから当該分離促進ガスに含まれる水分を除去し、
    前記水分が除去された分離促進ガスを前記再生器に供給する、ガス処理方法。