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CN105032126A - 二氧化碳回收装置及二氧化碳回收方法 - Google Patents

二氧化碳回收装置及二氧化碳回收方法 Download PDF

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CN105032126A
CN105032126A CN201510172957.9A CN201510172957A CN105032126A CN 105032126 A CN105032126 A CN 105032126A CN 201510172957 A CN201510172957 A CN 201510172957A CN 105032126 A CN105032126 A CN 105032126A
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CN201510172957.9A
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村冈大悟
村井伸次
前泽幸繁
程塚正敏
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

本发明涉及二氧化碳回收装置及二氧化碳回收方法，其中，CO2回收装置(10A)具备：吸收塔(11)，其使废气(21)与第二贫溶液(22B)接触，使CO2吸收到第二贫溶液(22B)中；温度调节器(12)，其将从吸收塔中排出的第一富溶液(23A)加热或冷却，使第一富溶液(23A)形成为分散有含有反应促进剂的析出物的溶液；相分离器(13)，使通过了温度调节器(12)的第二富溶液(23B)分离为含氨基化合物富相(31)和反应促进剂富相(32)；再生塔(15)，其使第三富溶液(23C)再生；以及，溶液混合线(L13A)，其向从再生塔(15)中排出的第一贫溶液(22A)中供给反应促进剂富溶液(34)。

Description

二氧化碳回收装置及二氧化碳回收方法
相关申请的交叉参考
本申请基于在2014年4月18日提出的日本专利申请2014-86569号并主张优先权，将其全部内容引用于此。
技术领域
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
近年来，作为针对全球变暖问题的有效措施，例如正在开发使火力发电厂等产生的燃烧废气等废气中的二氧化碳(CO2)与吸收液接触、将废气中的CO2分离并回收、使所回收的CO2不向大气中扩散地进行储藏的系统，即二氧化碳回收储存系统(CCS系统)。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。
作为将废气中的CO2分离并回收的装置，有具备使废气与吸收液接触、使废气中的CO2吸收到吸收液中的吸收塔、以及将吸收CO2后的吸收液加热、使CO2从吸收液中释放的再生塔的CO2回收装置。在吸收塔中废气中的CO2被吸收到吸收液中，CO2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CO2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CO2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CO2的释放，将废气中的CO2分离并回收。
作为吸收液的含有在结构上具有空间位阻的链烷醇胺等特定的含氨基化合物的胺系吸收液对CO2等酸性气体的选择性高，并且用于使酸性气体脱离并再生所需要的能量少。因此，通过在这样的将CO2分离并回收的装置中使用含有在结构上具有空间位阻的含氨基化合物的胺系吸收液，使得在再生塔中用于加热富溶液而使富溶液中所含的CO2脱离的能量减少。
发明内容
一个实施方式的二氧化碳回收装置具备：吸收塔，其使含有CO2的废气与含有具有空间位阻的含氨基化合物和反应促进剂的吸收液接触，使CO2吸收到所述吸收液中；以及，温度调节部，其将从所述吸收塔中排出的吸收液即第一富溶液加热或冷却，使所述第一富溶液形成为分散有含有所述反应促进剂的析出物的溶液或形成为含有与所述第一富溶液相比含有更多的所述反应促进剂的反应促进剂富相的溶液。此外，所述二氧化碳回收装置还具备：相分离部，其使通过了所述温度调节部的吸收液即第二富溶液分离为与所述第一富溶液相比含有更多的含氨基化合物的含氨基化合物富相和与所述第一富溶液相比含有更多的所述反应促进剂的反应促进剂富相，使所述含氨基化合物富相作为第三富溶液排出，使所述反应促进剂富相作为反应促进剂富溶液排出；再生塔，其使所述第三富溶液中所含的CO2分离，使所述第三富溶液再生；以及，溶液混合线，其向从所述再生塔中排出的吸收液即第一贫溶液中供给所述反应促进剂富溶液。
另一个实施方式的二氧化碳回收方法包括下述工序：CO2回收工序，其使含有CO2的废气与含有具有空间位阻的含氨基化合物和反应促进剂的吸收液在吸收塔中接触，使CO2吸收到所述吸收液中；以及，温度调节工序，其将从所述吸收塔中排出的吸收液即第一富溶液在温度调节部中加热或冷却，使所述第一富溶液形成为分散有含有所述反应促进剂的析出物的溶液或形成为含有与所述第一富溶液相比含有更多的所述反应促进剂的反应促进剂富相的溶液。接着，所述二氧化碳回收方法还包括：相分离工序，其使通过了所述温度调节部的吸收液即第二富溶液在相分离部中分离为与所述第一富溶液相比含有更多的含氨基化合物的含氨基化合物富相和与所述第一富溶液相比含有更多的所述反应促进剂的反应促进剂富相，使所述含氨基化合物富相作为第三富溶液排出，使所述反应促进剂富相作为反应促进剂富溶液排出；再生工序，其使所述第三富溶液中所含的CO2在再生塔中分离，使所述第三富溶液再生；以及，溶液混合工序，其在从所述再生塔中排出的吸收液即第一贫溶液中混合所述反应促进剂富溶液。
附图说明
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。
图2为表示第二实施方式的二氧化碳回收装置的结构的示意图。
图3为表示第三实施方式的二氧化碳回收装置的结构的示意图。
图4为表示第四实施方式的二氧化碳回收装置的结构的示意图。
图5为表示第五实施方式的二氧化碳回收装置的结构的示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行详细地说明。
(第一实施方式)
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CO2回收装置的结构的示意图。如图1所示，CO2回收装置10A具有吸收塔11、温度调节器(温度调节部)12、相分离器(相分离部)13、第一换热器(第一换热部)14、再生塔15、以及第一气液分离器(第一气液分离部)16A。
CO2回收装置10A中，用于将含有CO2的废气21中的CO2吸收的吸收液在吸收塔11与再生塔15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)从吸收塔11输送到再生塔15中。在再生塔15中从富溶液中除去了几乎全部CO2而再生的吸收液(贫溶液)从再生塔15输送到吸收塔11中。
另外，本实施方式中，简称吸收液时，是指贫溶液和/或富溶液。本实施方式中，贫溶液表示第一、第二贫溶液22A、22B的总称，富溶液表示第一～第三富溶液23A～23C的总称。第一贫溶液22A为在再生塔15中除去了几乎全部CO2而再生的吸收液。第二贫溶液22B为在第一贫溶液22A中混合了在相分离器13中生成的与从吸收塔11中排出的吸收液相比含有更多的反应促进剂的反应促进剂富相的溶液而成的吸收液。第一富溶液23A为将废气21中的CO2吸收、从吸收塔11中排出的吸收液。第二富溶液23B为在吸收塔11与相分离器13之间进行温度调节、从而反应促进剂以含有反应促进剂的析出物分散的状态被包含的溶液、或以形成了与第一贫溶液22A相比含有更多的反应促进剂的反应促进剂富相的状态被包含的吸收液。第三富溶液23C为在相分离器13中生成的、与从吸收塔11中排出的吸收液相比含有更多的含氨基化合物的含氨基化合物富相的溶液。
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CO2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。
吸收塔11使含有CO2的废气21与吸收液(本实施方式中为第二贫溶液22B)气液接触，使CO2吸收到第二贫溶液22B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。第二贫溶液22B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与第二贫溶液22B对流接触，使废气21中的CO2吸收到第二贫溶液22B中而除去。
在吸收塔11内，使废气21与第二贫溶液22B接触的方法并不限于上述的方法，例如也可以通过使废气21在第二贫溶液22B中鼓泡而使CO2吸收到第二贫溶液22B中的方法等来进行。
第二贫溶液22B在吸收部24中吸收废气21中的CO2，形成第一富溶液23A，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。
吸收液为含有在结构上具有空间位阻的胺系化合物(含氨基化合物)、反应促进剂、以及水的胺系水溶液。吸收液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氨基化合物的胺水溶液。作为含氨基化合物，可使用选自由链烷醇胺类组成的组中的一种以上。
含氨基化合物优选含有至少一种由下述通式(1)表示的含氨基化合物(以下表示为温度敏感性氮化合物(A))。
[化1]
(上述式(1)中，R1为羟基烷基，R2为碳原子数为3～10的无取代的环烷基，R3为氢原子或无取代的烷基。)
上述式(1)中，R1为羟基烷基，主要对温度敏感性含氮化合物赋予亲水性。构成R1的烷基为直链状或支链状。此外，R1具有的羟基的数目只要为1个以上就没有特别限定，该羟基在烷基上的键合位置也没有特别限定。R1具有的羟基的数目和键合位置可以根据温度敏感性含氮化合物(A)所要求的下限临界溶解温度(低于LCST：lowercriticalsolutiontemperature时显示为水溶性，LCST以上时显示为非水溶性)、水溶性、以及CO2等酸性气体的吸收性能适当选择。R1的碳原子数优选为2～4，从酸性气体吸收性能以及水溶性的观点考虑，更优选为羟乙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基或2,3-二羟基丙基，进一步优选为羟乙基。
温度敏感性含氮化合物(A)由于在低温下亲水基的作用强，在高温下疏水基的作用强，因而在低温下显示亲水性，在高温下显示疏水性。
上述式(1)中，R2为碳原子数为3～10、更优选为碳原子数为3～8的无取代的环烷基。温度敏感性含氮化合物(A)通过与酸性气体生成各种反应产物，吸收酸性气体，但是，温度敏感性含氮化合物(A)具有空间位阻，该空间位阻对反应产物的种类产生较大影响。例如，温度敏感性含氮化合物(A)吸收CO2时，通过具有空间位阻，有利于生成碳酸氢根离子。由温度敏感性含氮化合物(A)和CO2生成碳酸氢根离子的反应由于反应热比较低，因此通过使温度敏感性含氮化合物(A)具有适当的空间位阻，可降低CO2吸收中的反应热，提高CO2吸收能力。
上述式(1)中，R2通过对温度敏感性含氮化合物(A)赋予适当的空间位阻，发挥提高酸性气体的吸收性能的作用。通过使R2为环烷基，例如与R2为链状烷基的情况相比具有空间位阻大的结构，使得酸性气体的吸收性能良好。
作为R2，从酸性气体的吸收性能以及水溶性的观点考虑，上述的环烷基中，优选环丙基、环丁基、环戊基、或环己基。特别优选为环戊基、环己基，此时，能够维持温度敏感性含氮化合物(A)对水的良好的溶解性，并且对温度敏感性含氮化合物(A)赋予高的空间位阻性。因此，在吸收酸性气体时，可提高降低反应热的效果，得到良好的酸性气体的吸收能力。
上述式(1)中，R3为氢原子或无取代的烷基。R3可根据温度敏感性含氮化合物(A)所要求的酸性气体的吸收性能以及相分离性能，例如考虑与上述R1、R2表现的物性的相互作用等来适当选择。具体地，R2的碳原子数为3～10时，R3优选为氢原子或碳原子数为1～3的烷基，更优选为氢原子或甲基。此外，R2为环戊基、环己基、环庚基、或环辛基的情况下，R3为甲基时，温度敏感性含氮化合物(A)发挥良好的酸性气体的吸收性能，并且显示出良好的相分离性。
作为温度敏感性含氮化合物(A)，从相分离性和酸性气体的吸收性能的观点考虑，可优选使用2-(环戊基氨基)乙醇、1-(环戊基氨基)-2-丙醇、3-(环戊基氨基)-1,2-丙二醇、4-(环戊基氨基)-1-丁醇、2-(环己基氨基)乙醇、1-(环己基氨基)-2-丙醇、3-(环己基氨基)-1,2-丙二醇、2-(环庚基氨基)乙醇、1-(环庚基氨基)-2-丙醇、1-(环庚基氨基)-1,2-丙二醇、2-(环辛基氨基)乙醇、3-(环辛基氨基)-1,2-丙二醇、3-(环己基氨基)-1-丙醇、2-(N-环戊基-N-甲基氨基)乙醇、1-(N-环戊基-N-甲基氨基)-2-丙醇、3-(N-环戊基-N-甲基氨基)-1,2-丙二醇、4-(N-环戊基-N-甲基氨基)-1-丁醇、2-(N-环己基-N-甲基氨基)乙醇、1-(N-环己基-N-甲基氨基)-2-丙醇、3-(N-环己基-N-甲基氨基)-1,2-丙二醇、2-(N-环庚基-N-甲基氨基)乙醇、1-(N-环庚基-N-甲基氨基)-2-丙醇、3-(N-环庚基-N-甲基氨基)-1,2-丙二醇、2-(N-环辛基-N-甲基氨基)乙醇、3-(N-环辛基-N-甲基氨基)-1,2-丙二醇、3-(N-环己基-N-甲基氨基)-1-丙醇、2-(N-环戊基-N-乙基氨基)乙醇、1-(N-环戊基-N-乙基氨基)-2-丙醇、3-(N-环戊基-N-乙基氨基)-1,2-丙二醇、4-(N-环戊基-N-乙基氨基)-1-丁醇、2-(N-环己基-N-甲基氨基)乙醇、1-(N-环己基-N-乙基氨基)-2-丙醇、3-(N-环己基-N-乙基氨基)-1,2-丙二醇、2-(N-环庚基-N-乙基氨基)乙醇、1-(N-环庚基-N-乙基氨基)-2-丙醇、3-(N-环庚基-N-乙基氨基)-1,2-丙二醇、2-(N-环辛基-N-乙基氨基)乙醇、3-(N-环辛基-N-乙基氨基)-1,2-丙二醇、或者3-(N-环己基-N-乙基氨基)-1-丙醇等。
温度敏感性氮化合物(A)的LCST优选为50℃以上且100℃以下，更优选为50℃以上且80℃以下。如以下说明，温度敏感性氮化合物(A)即使在低于LCST的情况下也会在升温过程中释放一部分所吸收的CO2等酸性气体。即，LCST超过100℃时，相分离时的加热温度变高，用于释放CO2的能量增大。另一方面，LCST低于50℃时，吸收液吸收酸性气体时有时会发生相分离，酸性气体的吸收效率下降。
吸收液中的温度敏感性氮化合物(A)的含量相对于吸收液的总量优选为15～50质量％，更优选为20～50质量％。一般地，在吸收液中使用含有氨基的化合物时，含有氨基的化合物的浓度越高，每单位体积的酸性气体的吸收量、脱离量越多，并且酸性气体的吸收速度、脱离速度越快。因此，从降低能量消耗量和工厂设备的尺寸、提高处理效率的观点考虑而优选。但是，吸收液中的含有氨基的化合物的浓度过高时，变得不能充分发挥吸收液所含的水作为对于酸性气体的吸收的活化剂的功能。此外，吸收液中的含有氨基的化合物的浓度过高时，吸收液的粘度升高等的缺点变得不可忽视。吸收液中的温度敏感性氮化合物(A)的含量为50质量％以下时，没有发现吸收液的粘度升高、或作为吸收液的水的功能降低等的现象。此外，通过使温度敏感性氮化合物(A)的含量为15质量％以上，能够得到充分的吸收液吸收量、吸收速度，得到良好的处理效率。
此外，温度敏感性氮化合物(A)的含量为15～50质量％时，将吸收液用于回收CO2用途时，不仅CO2吸收量以及CO2吸收速度高，而且CO2脱离量以及CO2脱离速度也高。因此，在有效地进行CO2的回收方面是有利的。
反应促进剂促进含氨基化合物与CO2的反应。作为反应促进剂，可使用链烷醇胺类和/或由下述通式(2)表示的杂环状胺化合物(以下表示为杂环状胺化合物(2))。
[化2]
上述式(2)中，R4表示氢原子或碳原子数为1～4的烷基。R5表示与碳原子键合的碳原子数为1～4的烷基。r表示1～3的整数，q表示1～4的整数，p表示0～12的整数。r为2～3时，氮原子彼此不直接键合。q为2时，r为1或2的整数。此外，R4的碳原子数为1～4的烷基的氢原子的一部分、以及R5的碳原子数为1～4的烷基的氢原子的一部分可以分别被羟基、氨基取代。
通过将含有氨基的化合物与链烷醇胺类和/或杂环状胺化合物(2)混合使用，能够使每单位摩尔的含有氨基的化合物的CO2等酸性气体的吸收量、每单位体积的吸收液的酸性气体的吸收量以及酸性气体的吸收速度进一步提高。此外，通过将含有氨基的化合物与链烷醇胺类和/或杂环状胺化合物(2)混合使用，还能够使吸收酸性气体后分离酸性气体的能量(酸性气体脱离能量)降低，减少使富溶液23再生时的能量。
作为用作反应促进剂的链烷醇胺类，例如可举出单乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-2-甲基-1,3-二丙醇胺、甲基氨基乙醇、乙基氨基乙醇、丙基氨基乙醇、二乙醇胺、双(2-羟基-1-甲基乙基)胺、甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、三乙醇胺、二甲基氨基-1-甲基乙醇、2-甲基氨基乙醇、2-乙基氨基乙醇、2-丙基氨基乙醇、正丁基氨基乙醇、2-(异丙基氨基)乙醇、3-乙基氨基丙醇、三乙醇胺、以及二乙醇胺等。在此，链烷醇胺是指1个分子中具有氨基和羟基的化合物。
它们中，作为链烷醇胺类，从进一步提高叔胺与CO2等酸性气体的反应性的观点考虑，优选为选自由2-(异丙基氨基)乙醇、2-(乙基氨基)乙醇以及2-氨基-2-甲基-1-丙醇组成的组中的至少一种。
作为杂环状胺化合物，可举出氮杂环丁烷、1-甲基氮杂环丁烷、1-乙基氮杂环丁烷、2-甲基氮杂环丁烷、2-氮杂环丁烷甲醇、2-(2-氨基乙基)氮杂环丁烷、吡咯烷、1-甲基吡咯烷、2-甲基吡咯烷、2-丁基吡咯烷、2-吡咯烷基甲醇、2-(2-氨基乙基)吡咯烷、哌啶、1-甲基哌啶、2-乙基哌啶、3-丙基哌啶、4-乙基哌啶、2-哌啶基甲醇、3-哌啶基乙醇、2-(2-氨基乙基)吡咯烷、六氢-1H-氮杂卓、六甲撑四胺、哌嗪、以及哌嗪衍生物等。
它们中，从提高吸收液的酸性气体的吸收量以及吸收速度的观点考虑，特别优选哌嗪衍生物。哌嗪衍生物为仲胺化合物，一般地，仲氨基的氮原子通过与二氧化碳键合、形成氨基甲酸根离子，有助于提高反应初期阶段的吸收速度。进而，仲氨基的氮原子起到使与其键合的CO2转化为碳酸氢根离子(HCO3 -)的作用，有助于提高反应后半段的速度。
作为哌嗪衍生物，更优选为2-甲基哌嗪、2,5-二甲基哌嗪、2,6-二甲基哌嗪、1-甲基哌嗪、1-(2-羟基乙基)哌嗪、以及1-(2-氨基乙基)哌嗪中的至少一种。
吸收液所含的反应促进剂(链烷醇胺类和/或杂环状胺化合物(2))的含量优选为1～15质量％。反应促进剂的含量低于1质量％时，有可能不能充分得到使酸性气体的吸收速度提高的效果。吸收液所含的反应促进剂的含量超过15质量％时，吸收液的粘度变得过高，相反有可能降低反应性。
吸收液的pH优选调节为9以上。吸收液的pH可通过在吸收液中添加pH调节剂来进行调节。吸收液的pH根据废气21中所含的气体成分的种类、浓度、流量等调整为最适条件。
本实施方式中，吸收液根据含氨基化合物的种类、含氨基化合物的浓度、吸收液的温度、或CO2溶解浓度等的条件，分离为固体和液体、或液体和液体的两相。通过事先掌握含氨基化合物的种类、含氨基化合物的浓度、吸收液的温度或CO2溶解浓度等上述条件、和吸收液变化成固体和液体、或液体和液体的两相化的关系，可控制吸收液的相分离。
本实施方式中，基于反应促进剂的与水的溶解度和凝固效果的相关性等，在20～60℃、优选20～50℃、更优选30～40℃时，吸收液形成为吸收液中的反应促进剂固化而在吸收液中分散有含有反应促进剂的析出物的状态，吸收液形成为含有固化的反应促进剂的析出物以分散的状态含有的浆料溶液。该析出物的形状并不特别限定于粒状等。此外，吸收液在60～120℃时，吸收液中的反应促进剂维持在溶解于吸收液中的状态。吸收液优选在67℃以上，或者100℃以下。吸收液在60～120℃时，吸收液形成为含有含氨基化合物富相和反应促进剂富相两相的混合相的溶液，所述含氨基化合物富相与第一富溶液23A相比含有更多的含氨基化合物，所述反应促进剂富相与第一富溶液23A相比含有更多的反应促进剂，且以溶解的状态含有反应促进剂。
吸收液中除了上述的含有氨基的化合物、反应促进剂、以及水等溶剂以外，还可以在不损害吸收液的效果的范围内以任意的比例适当含有提高CO2等酸性气体的吸收性能的含氮化合物、用于防止工厂设备腐蚀的磷酸系等防蚀剂、用于防止气泡的有机硅系等消泡剂、用于防止吸收液劣化的抗氧化剂、pH调节剂等其它的化合物。
使废气21吸收到吸收液中时的吸收液的温度通常可以在室温至60℃以下进行。优选在50℃以下、更优选在20～45℃左右进行。越在低温下进行，CO2的吸收量越增加，处理温度的下限值可根据工艺上的气体温度或热回收目标等来确定。CO2吸收时的压力通常可以在大致大气压下进行。为了提高吸收性能，也可以加压至更高压力，但为了抑制用于压缩所需要的能量消耗，优选在大气压下进行。
对供给到吸收塔11中的吸收液的CO2吸收量的一个例子进行说明。在吸收塔11中，含有15～50质量％的上述的温度敏感性氮化合物(A)的吸收液在吸收CO2时(40℃)的CO2吸收量相对于吸收液中所含的1mol胺为0.20～0.85mol左右。此外，在吸收塔11中，含有10～50质量％的上述的温度敏感性氮化合物(A)的吸收液的从开始吸收CO2的时刻起经过数分钟后的CO2吸收速度为0.006～0.009mol/分钟左右。
另外，CO2饱和吸收量为用红外线式气体浓度测定装置测定吸收液中的无机碳量而得到的值。此外，CO2吸收速度为在从开始吸收CO2的时刻起经过数分钟后的时刻使用红外线式二氧化碳计测定的值。
如图1所示，储存在吸收塔11的下部的第一富溶液23A从吸收塔11的下部排出到第一富溶液供给线L11中。第一富溶液23A通过设置在第一富溶液供给线L11上的泵27加压输送，在温度调节器12中进行换热。
温度调节器12将第一富溶液23A加热或冷却。温度调节器12只要具备用于加热第一富溶液23A的加热部或冷却部即可使用。温度调节器12的种类没有特别的限定，温度调节器12例如可使用板式换热器、壳管式换热器等公知的换热器。温度调节器12为换热器时，可以使用加热介质或冷却介质，与第一富溶液23A进行换热。作为加热介质，例如可使用贫溶液22A或贫溶液22B、发电厂的蒸汽、从再生塔15分离的CO2气体等。作为冷却介质，例如可使用第二富溶液23B等。
第一富溶液23A通过温度调节器12，基于反应促进剂的与水的溶解度和凝固效果的相关性等，被加热或冷却到20～60℃、优选20～50℃、更优选30～40℃。第一富溶液23A的温度在上述范围内时，第一富溶液23A形成为第一富溶液23A中的反应促进剂固化而使含有反应促进剂的析出物分散在吸收液中的状态。并且，通过用温度调节器12调整到上述温度范围内，第一富溶液23A形成为含有反应促进剂的析出物以分散在吸收液中的状态含有的浆料溶液(析出物分散液)。并且，第一富溶液23A通过温度调节器12形成为分散有含有反应促进剂的析出物的状态，作为第二富溶液23B供给到相分离器13中。
相分离器13使第二富溶液23B分别相分离为含氨基化合物富相31和反应促进剂富相32A。含氨基化合物富相31为与第一富溶液23A相比含有更多的含氨基化合物的相。反应促进剂富相32A为与第一富溶液23A相比含有更多的反应促进剂的相，为与第二富溶液23B相比含有反应促进剂的析出物的浓度更高的相。反应促进剂富相32A进行沉淀而形成在相分离器13的下部，含氨基化合物富相31形成在反应促进剂富相32A的上部。由此，在相分离器13内，形成为含氨基化合物富相31与反应促进剂富相32A相分离的状态。
作为相分离器13，具体地可使用具有与混合沉降器的沉降部同样功能的分离装置等，所述混合沉降器由将原料混合的混合器构成的混合部和将在所述混合部得到的混合液通过混合液中所含的溶液的比重差进行分离的沉降部构成。
另外，反应促进剂富相32A为含有反应促进剂的析出物沉淀而形成的相，溶剂量比含氨基化合物富相31少。因此，第二富溶液23B中所含的大半的CO2存在于含氨基化合物富相31侧，反应促进剂富相32A中所含的CO2比含氨基化合物富相31侧少。
含氨基化合物富相31从相分离器13的上部排出，反应促进剂富相32A从相分离器13的下部排出。含氨基化合物富相31作为第三富溶液23C，从相分离器13通过第二富溶液供给线L12被设置于第二富溶液供给线L12的泵35加压输送，供给到第一换热器14。第一换热器14可以使用板式换热器、壳管式换热器等公知的换热器。第三富溶液23C与在再生塔15中再生的第一贫溶液22A中混合了反应促进剂富溶液34A的第二贫溶液22B在第一换热器14中进行换热后，供给到再生塔15的上部。
从相分离器13中排出的反应促进剂富相32A作为反应促进剂富溶液34A排出到溶液混合线L13A。溶液混合线L13A与第一贫溶液供给线L31-1连接，将反应促进剂富溶液34A供给到第一贫溶液22A。反应促进剂富溶液34A通过溶液混合线L13A，被设置于溶液混合线L13A上的泵36加压输送，混合到通过贫溶液排出线L12的第一贫溶液22A中。另外，泵36可以使用例如即使为固体-液体的两相状态也能够充分输送的浆料泵。
再生塔15为从第三富溶液23C中释放CO2使吸收液再生为第一贫溶液22A的塔。再生塔15在塔内部具备喷雾嘴41和用于提高气液接触效率的填充层42。从再生塔15的上部供给到塔内的第三富溶液23C通过喷雾嘴41供给到塔内部，从再生塔15的上部落下，在通过填充层42的同时，被从再生塔15的下部供给的水蒸气(steam)加热。水蒸气通过将第一贫溶液22A利用再生过热器(再沸器)43与饱和水蒸气44换热而产生。第三富溶液23C通过用水蒸气加热，第三富溶液23C中所含的大部分的CO2脱离，在第三富溶液23C到达再生塔15的下部的时候，成为几乎全部的CO2被除去了的第一贫溶液22A。其结果是，在再生塔15的下部积存第一贫溶液22A。
在再生塔15的下部积存的第一贫溶液22A中，其一部分从再生塔15的下部排出到贫溶液循环线L21，用再沸器43加热后再次供给到再生塔15内。此时，第一贫溶液22A被再沸器43加热、产生水蒸气的同时，残留的CO2以CO2气体的形式释放。产生的水蒸气和CO2气体返回到再生塔15内，通过再生塔15的填充层42后上升，将流下来的第三富溶液23C加热。其结果是，第一贫溶液22A中的CO2从再生塔15内以CO2气体的形式释放。
本实施方式中，在再生塔15中，第三富溶液23C被加热到70℃以上。在再生塔15中，第三富溶液23C的温度优选加热到80℃以上，更优选加热到90～120℃，第三富溶液23C中的CO2脱离而释放。温度越高，第三富溶液23C中的CO2脱离量越增加，但如果提高温度，则第三富溶液23C的加热所需要的能量也增加。因此，CO2分离时的第三富溶液23C的温度根据工艺上的气体温度或热回收目标等来确定。CO2脱离时的压力通常大致在大气压下进行。为了提高脱离性能，虽然也可以减压至更低的压力，但为了抑制用于减压所需要的能量消耗，优选在大气压下进行。
关于在再生塔15中从第三富溶液23C中释放CO2再生为第一贫溶液22A的方法，并不限于使第三富溶液23C成雾状降落、在填充层42中使第三富溶液23C与水蒸气对流接触、将第三富溶液23C加热的方法，例如也可以通过将第三富溶液23C加热来释放CO2的方法等来进行。
从第一贫溶液22A中释放的CO2气体46通过回收CO2排出线L22与从第一贫溶液22A中同时蒸发的水蒸气一起，从再生塔15的上部排出。
储存在再生塔15的下部的第一贫溶液22A作为吸收液从再生塔15的下部排出，从再生塔15的下部被设置于外部的泵51加压输送，通过第一贫溶液供给线L31-1。第一贫溶液22A与从相分离器13中排出的反应促进剂富溶液34A混合，作为第二贫溶液22B供给到第一气液分离器16A中。
第一气液分离器16A用于将第二贫溶液22B中所含的CO2进行气液分离。反应促进剂富溶液34A由于为反应促进剂富相32A从相分离器13中排出后的溶液，因此溶液中含有微量的CO2。第一贫溶液22A由于为在再生塔15再生的吸收液，因此为高温的溶液。因此，反应促进剂富溶液34A中所含的CO2被第一贫溶液22A加热，从反应促进剂富溶液34A中的含氨基化合物中脱离而释放。第二贫溶液22B中所含的CO2作为CO2气体52从第一气液分离器16A的上部排出到第一CO2排出混合线L32。
第一气液分离器16A使第二贫溶液22B中所含的CO2分离，同时使第二贫溶液22B从本体下部排出到第二贫溶液供给线L31-2。第二贫溶液22B被设置于第二贫溶液供给线L31-2上的泵53加压输送，从第一气液分离器16A通过第二贫溶液供给线L31-2供给到第一换热器14，在第一换热器14中与第三富溶液23C进行换热而冷却。然后，第二贫溶液22B从第一换热器14通过第二贫溶液供给线L31-2，在冷却器55中与冷却水56进行换热而冷却后，作为吸收液供给到吸收塔11中。
(使用了CO2回收装置10A的CO2回收方法)
接着，对使用了CO2回收装置10A的CO2回收方法的一个例子进行说明。含有CO2的废气21供给到吸收塔11中后，使废气21在吸收塔11中与吸收液(第二贫溶液22B)接触，使CO2吸收到第二贫溶液22B中(CO2回收工序)。
第二贫溶液22B在吸收部24中将废气21中的CO2吸收，形成第一富溶液23A，储存在下部。储存在吸收塔11的下部的第一富溶液23A排出到富溶液供给线L11。从吸收塔11排出的第一富溶液23A通过富溶液供给线L11，供给到温度调节器12中。
第一富溶液23A在温度调节器12中被加热或冷却到20～60℃的范围内，形成分散有含有反应促进剂的析出物的溶液(温度调节工序)。第一富溶液23A通过温度调节器12形成分散有含有反应促进剂的析出物的状态，作为第二富溶液23B供给到相分离器13中。
通过了温度调节部的第二富溶液23B在相分离器13中被分离成与第一富溶液23A相比含有更多的含氨基化合物的含氨基化合物富相31、和与第一富溶液23A相比含有更多的反应促进剂的反应促进剂富相32A。然后，在相分离器13中，含氨基化合物富相31作为第三富溶液23C排出，反应促进剂富相32A作为反应促进剂富溶液34排出(相分离工序)。
第三富溶液23C从相分离器13通过第二富溶液供给线L12，在第一换热器14中，与在从再生塔15排出的作为吸收液的第一贫溶液22A中混合了反应促进剂富溶液34A的第二贫溶液22B进行换热后，供给到再生塔15中。
在再生塔15中，使第三富溶液23C中所含的CO2分离，从第三富溶液23C中释放出CO2，使第三富溶液23C再生(再生工序)。
在再生塔15中再生的第一贫溶液22A从再生塔15的下部排出，通过第一贫溶液供给线L31-1，与从第一气液分离器16A排出的反应促进剂富溶液34混合(溶液混合工序)。混合了反应促进剂富溶液34的第一贫溶液22A作为第二贫溶液22B供给到第一气液分离器16A中。
在第一气液分离器16A中，将第二贫溶液22B中所含的CO2分离(第一气液分离工序)。然后，第二贫溶液22B从本体下部排出到第二贫溶液供给线L31-2。第二贫溶液22B从第一气液分离器16A通过第二贫溶液供给线L31-2，在第一换热器14中与第三富溶液23C进行换热(第一换热工序)。然后，第二贫溶液22B供给到吸收塔11。
这样，吸收液在吸收塔11和再生塔15之间(体系内)循环，在再生塔15中再生的吸收液(第二贫溶液22B)在吸收塔11中被再利用。
以上，根据本实施方式，CO2回收装置10A由于具有温度调节器12及相分离器13，因此在将第一富溶液23A中所含的反应促进剂以粒状的析出物从第二富溶液23B中除去后，能够仅将含氨基化合物富相31作为第三富溶液23C供给到再生塔15中。吸收液通过含有反应促进剂，使得在吸收塔11中吸收液的CO2吸收速度变大，但是，使得在再生塔15中CO2难以从吸收液分离。根据本实施方式，由于能够在预先减少第一富溶液23A中的反应促进剂的含量后，将吸收液供给到再生塔15中，因此，在再生塔15中使第三富溶液23C中所含的CO2能够容易解离。CO2回收装置10A能够减少为了从第三富溶液23C分离并回收CO2而在再沸器43中产生蒸汽所需要的能量。
为了使这样的CO2回收装置稳定地运转，重要的是使在吸收塔中吸收液吸收的CO2的量与通过再生塔从吸收液释放出的CO2的量大致一致，为了使CO2回收装置稳定且经济地运转，有必要在监视吸收到吸收液中的CO2的溶解浓度的同时，对投入到再沸器的热能进行调整。通常，CO2回收装置的运转需要发电设备的发电量中的例如15～20％的热能。特别是，在再生塔中，为了从富溶液分离CO2而得到贫溶液，需要大量的能量。此外，CO2回收装置由于多是附加到已经设置好的发电设备等上而设置，因此需要尽可能降低其运转成本。根据本实施方式，CO2回收装置10A由于能够在再生塔15中减少必要的热能，因此能够降低具备CO2回收装置10A的发电设备的运转成本，可实现经济性的提高。
根据本实施方式，CO2回收装置10A由于具有溶液混合线L13A，因此能够使得在相分离器13中分离得到的反应促进剂混合到第一贫溶液22A中。因此，根据本实施方式，CO2回收装置10A能够有效地将从第一富溶液23A分离的反应促进剂用于在吸收塔11中的CO2的吸收。此外，反应促进剂能够抑制含氨基化合物的恶化。因此，第二贫溶液22B由于能够维持CO2的吸收性能，因此能够在吸收塔11中稳定地进行CO2的吸收。
根据本实施方式，CO2回收装置10A由于具有第一气液分离器16A，因此能够在预先减少反应促进剂富相32A中存在的CO2后，将第二贫溶液22B供给到吸收塔11中。因此，由于能够抑制反应促进剂富相32A中的CO2以混合在第二贫溶液22B中的状态供给到吸收塔11中，因此，CO2回收装置10B能够抑制吸收塔11中的CO2的吸收性能的降低。
另外，本实施方式中，温度调节器12设置在第一富溶液供给线L11上，但温度调节器12只要能够加热或冷却第一富溶液23A即可，也可以设置在第一气液分离器16A上，在加热或冷却第一富溶液23A的同时使第一富溶液23A进行相分离。
(第二实施方式)
对第二实施方式的CO2回收装置参照附图进行说明。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件附加相同的符号，并省略详细的说明。
图2为表示第二实施方式的CO2回收装置的结构的示意图。如图2所示，CO2回收装置10B将图1所示的第一实施方式的CO2回收装置的供给到第一气液分离器16A中的溶液从第二贫溶液22B变更为反应促进剂富溶液34A。即，CO2回收装置10B中，替代第一气液分离器16A，具有第一气液分离器16B、第二换热器(第二换热部)61、以及反应促进剂富溶液供给线L41。
第二换热器61用于使反应促进剂富溶液34A和从再生塔15排出的CO2气体46进行换热。第二换热器61可以使用板式换热器、壳管式换热器等公知的换热器。在相分离器13中生成的反应促进剂富相32A作为反应促进剂富溶液34A排出到反应促进剂富溶液供给线L41中。反应促进剂富溶液供给线L41将相分离器13与第一气液分离器16B连接，将反应促进剂富溶液34A供给到第一气液分离器16B中。反应促进剂富溶液34A通过反应促进剂富溶液供给线L41，被设置在反应促进剂富溶液供给线L41上的泵62加压输送，在第二换热器61中被加热。反应促进剂富溶液34A在第二换热器61中与CO2气体46进行换热后，供给到第一气液分离器16B中。
第一气液分离器16B用于将反应促进剂富溶液34A中所含的CO2气液分离。本实施方式中，将通过第二换热器61被加热的反应促进剂富溶液34A中所含的CO2气液分离。
由于从再生塔15排出的CO2气体46为高温，通过使反应促进剂富溶液34A在第二换热器61中被CO2气体46加热，反应促进剂富溶液34A中所含的微量的CO2从反应促进剂富溶液34A中所含的含氨基化合物中脱离，作为CO2气体63，从第一气液分离器16B中释放。CO2气体63通过第一CO2排出混合线L32，与CO2气体46混合而排出。
反应促进剂富溶液34A从第一气液分离器16B的本体下部排出到溶液混合线L13B。反应促进剂富溶液34A被设置在溶液混合线L13B上的泵36加压输送，从第一气液分离器16B供给到第一贫溶液供给线L31-1。
在反应促进剂富溶液34A中混合了第一贫溶液22A的第二贫溶液22B通过第一贫溶液供给线L31-1，在第一换热器14中与第三富溶液23C进行换热而冷却。然后，第二贫溶液22B从第一换热器14通过第一贫溶液供给线L31-1，在冷却器55中与冷却水56进行换热而冷却后，作为吸收液供给到吸收塔11中。
因此，根据本实施方式，CO2回收装置10B由于具有第一气液分离器16B、第二换热器61、以及反应促进剂富溶液供给线L41，因而，能够将从再生塔15排出的CO2气体46作为用于使在相分离器13中分离得到的反应促进剂富相32A中所含的CO2释放的热源有效地利用。
此外，由于可在预先除去反应促进剂富相32A中所含的CO2后，混合到第一贫溶液22A中，因此，在本实施方式中，也可以向吸收塔11中稳定地供给不含CO2的吸收液作为吸收液。
(第三实施方式)
对第三实施方式的CO2回收装置参照附图进行说明。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件附加相同的符号，并省略详细的说明。
图3为表示第三实施方式的CO2回收装置的结构的示意图。如图3所示，在图1所示的第一实施方式的CO2回收装置中进一步具备第二气液分离器64。另外，本实施方式中，以连接相分离器13与第二气液分离器64的线作为第二富溶液供给线L12-1，以连接第二气液分离器64与再生塔15的线作为第二富溶液供给线L12-2。
第二气液分离器64用于对在第一换热器14中换热后的第三富溶液23C中所含的CO2进行气液分离。
第三富溶液23C在第一换热器14中与第二贫溶液22B进行换热后，通过第二富溶液供给线L12-1，供给到第二气液分离器64中。由于第二贫溶液22B为高温，所以第三富溶液23C在第一换热器14中被第二贫溶液22B加热，由此使第三富溶液23C中所含的CO2的一部分从第三富溶液23C中所含的含氨基化合物中脱离。该CO2作为CO2气体65从第三富溶液23C中释放。CO2气体65通过残留CO2排出混合线L33混合到CO2气体46中而排出。
第二气液分离器64内的第三富溶液23C从第二气液分离器64的本体下部排出到第二富溶液供给线L12-2中。第三富溶液23C被设置在第二富溶液供给线L12-2的泵66加压输送，从第二气液分离器64供给到再生塔15中。
因此，根据本实施方式，CO2回收装置10C由于具有第二气液分离器64，从而可在第三富溶液23C供给到再生塔15之前，预先除去第三富溶液23C在第一换热器14中被加热而产生的CO2。因此，根据本实施方式，CO2回收装置10C由于能够降低供给到再生塔15中的第三富溶液23C中的CO2的含量，因此，能够减少为了在再生塔15中使第三富溶液23C再生而在再沸器43中产生蒸汽所需要的能量。
(第四实施方式)
对第四实施方式的CO2回收装置参照附图进行说明。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件附加相同的符号，并省略详细的说明。
图4为表示第四实施方式的CO2回收装置的结构的示意图。如图4所示，CO2回收装置10D具有作为温度调节部的第三换热器(第三换热部)71来替代图1所示的第一实施方式的CO2回收装置10A的温度调节器12和第一换热器14。即，CO2回收装置10D具有吸收塔11、第三换热器71、相分离器13、再生塔15、以及第一气液分离器16A。
从吸收塔11排出的第一富溶液23A通过第一富溶液供给线L11在第三换热器71中进行换热。
第三换热器71使第二贫溶液22B和第一富溶液23A进行换热。第三换热器71使用第二贫溶液22B作为热源，将第一富溶液23A加热。第三换热器71可以使用板式换热器、壳管式换热器等公知的换热器。
第一富溶液23A在第三换热器71中被加热到60～120℃。吸收液优选被加热到67℃以上，或者100℃以下。第一富溶液23A只要使第一富溶液23A的温度为60℃以上，第一富溶液23A中的反应促进剂就维持在溶解于溶液中的状态。因此，通过使第一富溶液23A在第三换热器71中被加热到上述温度范围内，第一富溶液23A形成含有含氨基化合物富相31和反应促进剂富相32B两相的混合相。如上所述，含氨基化合物富相31为与第一富溶液23A相比含有更多的含氨基化合物的相。反应促进剂富相32B为与第一富溶液23A相比含有更多的反应促进剂、且以溶解的状态含有反应促进剂的相。含氨基化合物富相31及反应促进剂富相32B均以液状存在于溶液中。第一富溶液23A在第三换热器71中成为形成了混合相的状态，作为第二富溶液23B供给到相分离器13中。
相分离器13使第二富溶液23B分别相分离为含氨基化合物富相31和反应促进剂富相32B。以反应促进剂富相32B与含氨基化合物富相31的比重差、和/或各个溶液的亲水性的差异等为起因，反应促进剂富相32B积存在相分离器13的下部，含氨基化合物富相31形成在反应促进剂富相32B的上部。由此，在相分离器13内，含氨基化合物富相31和反应促进剂富相32B以相分离的状态形成。
含氨基化合物富相31从相分离器13的上部排出，反应促进剂富相32B从相分离器13的下部排出。含氨基化合物富相31作为第三富溶液23C从相分离器13通过第二富溶液供给线L12供给到再生塔15的上部。
从相分离器13排出的反应促进剂富相32B作为反应促进剂富溶液34B排出到溶液混合线L13A中。溶液混合线L13A与第一贫溶液供给线L31-1连接，向第一贫溶液22A供给反应促进剂富溶液34B。反应促进剂富溶液34B通过溶液混合线L13A，与通过贫溶液排出线L12的第一贫溶液22A混合。
在相分离器13内，含氨基化合物富相31及反应促进剂富相32B所含的CO2从含氨基化合物富相31及反应促进剂富相32B中脱离，作为CO2气体72，从相分离器13的上部排出。CO2气体72通过第二CO2排出混合线L34混合到CO2气体46中而排出。
在再生塔15中，释放出第三富溶液23C所含的CO2，再生的第一贫溶液22A积存在再生塔15的下部。积存在再生塔15的下部的第一贫溶液22A的一部分从再生塔15的下部排出到贫溶液循环线L21中，被再沸器43加热后，再次供给到再生塔15内。储存在再生塔15的下部的第一贫溶液22A作为吸收液从再生塔15的下部排出，通过第一贫溶液供给线L31-1，与反应促进剂富溶液34混合后，作为第二贫溶液22B，供给到第一气液分离器16A中。
在第一气液分离器16A中，将第二贫溶液22B所含的CO2气液分离。反应促进剂富溶液34A中所含的CO2被第一贫溶液22A加热，从反应促进剂富溶液34A中所含的含氨基化合物中脱离而释放。第二贫溶液22B中所含的CO2作为CO2气体52，从第一气液分离器16A的上部经由第一CO2排出混合线L32排出。
在第一气液分离器16A中，第二贫溶液22B在使溶液中所含的CO2分离后，从本体下部排出到第二贫溶液供给线L31-2中。第二贫溶液22B从第一气液分离器16A通过第二贫溶液供给线L31-2在第三换热器71中进行换热。第二贫溶液22B在第三换热器71中与第三富溶液23C进行换热而冷却后，在冷却器55中与冷却水56进行换热而冷却后，作为吸收液供给到吸收塔11中。
这样，根据本实施方式，CO2回收装置10D由于具备第三换热器71和相分离器13，从而能够在将第一富溶液23A中所含的反应促进剂作为液相的反应促进剂富相32B从第二富溶液23B除去后，仅将含氨基化合物富相31作为第三富溶液23C供给到再生塔15中。因此，本实施方式中，由于能够在再生塔15中预先使第一富溶液23A中的反应促进剂的含量降低后再供给到再生塔15中，因此能够使得第三富溶液23C中所含的CO2容易解离，能够降低从第三富溶液23C将CO2分离并回收所需要的能量。因此，能够减少为了从第三富溶液23C将CO2分离并回收而在再沸器43中产生蒸汽所需要的能量。
本实施方式中，CO2回收装置10D由于具有溶液混合线L13A，因此，能够将在相分离器13中分离得到的反应促进剂富相32B混合到第一贫溶液22A中。因此，根据本实施方式，CO2回收装置10D能够将从第一富溶液23A得到的反应促进剂有效用于在吸收塔11中的CO2的吸收。此外，由于第二贫溶液22B可维持CO2的吸收性能，因此能够在吸收塔11中稳定地进行CO2的吸收。
本实施方式中，CO2回收装置10D由于具有第一气液分离器16A，因此能够预先将存在于反应促进剂富相32B中的CO2减少后，将第二贫溶液22B供给到吸收塔11中。因此，本实施方式中，由于能够抑制反应促进剂富相32B中的CO2以混合在第二贫溶液22B中的状态供给到吸收塔11中，因此，CO2回收装置10D能够抑制吸收塔11中的CO2的吸收性能的降低。
(第五实施方式)
对第五实施方式的CO2回收装置参照附图进行说明。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件附加相同的符号，并省略详细的说明。
图5为表示第五实施方式的CO2回收装置的结构的示意图。如图5所示，CO2回收装置10E将如图4所示的第四实施方式的CO2回收装置的向第一气液分离器16A供给的溶液从第二贫溶液22B变更为反应促进剂富溶液34B。即，CO2回收装置10E中，替代第一气液分离器16A，具有第一气液分离器16B、第二换热器61、以及反应促进剂富溶液供给线L41。
在相分离器13中生成的反应促进剂富溶液34B通过反应促进剂富溶液供给线L41，在第二换热器61中，与CO2气体46和CO2气体72的CO2混合气体进行换热后，供给到第一气液分离器16B中。由于从再生塔15排出的CO2气体46为高温，因而反应促进剂富溶液34B在第二换热器61中被CO2气体46和CO2气体72的CO2混合气体加热，由此反应促进剂富溶液34B中所含的微量的CO2从反应促进剂富溶液34B中所含的含氨基化合物中脱离，作为CO2气体63，从第一气液分离器16B释放。CO2气体63通过第一CO2排出混合线L32，与CO2气体46和CO2气体72混合而排出。另外，第二CO2排出混合线L34在再生塔15和第二换热器61之间连接，但也可以与换热器61相比设置在气体流动方向的下游侧。由此，能够使反应促进剂富溶液34B仅与CO2气体72换热。
反应促进剂富溶液34B从第一气液分离器16B的本体下部排出到溶液混合线L13B中而供给到第一贫溶液供给线L31-1中，混合到第一贫溶液22A中。
在反应促进剂富溶液34B中混合了第一贫溶液22A的第二贫溶液22B通过第一贫溶液供给线L31-1在第三换热器71中与第一富溶液23A进行换热而冷却。然后，第二贫溶液22B从第三换热器71通过第一贫溶液供给线L31-1在冷却器55中与冷却水56进行换热而冷却后，作为吸收液供给到吸收塔11中。
因此，根据本实施方式，CO2回收装置10E由于具有第一气液分离器16B、第二换热器61、以及反应促进剂富溶液供给线L41，因此能够将从再生塔15排出的CO2气体46和CO2气体72的CO2混合气体作为用于使反应促进剂富相32B中所含的CO2释放的热源有效地利用。此外，由于可在预先除去反应促进剂富相32A中所含的CO2后，混合到第一贫溶液22A中，因此，在本实施方式中，也可以向吸收塔11稳定地供给不含CO2的吸收液作为吸收液。
上述各个实施方式中，在第一～第三实施方式中，在温度调节部中，使第一富溶液形成为含有所述反应促进剂的析出物以分散的状态含有的第二富溶液后，在相分离部中使第二富溶液相分离为含氨基化合物富相和反应促进剂富相。在第四、五实施方式中，在温度调节部中，使第一富溶液形成为含有含氨基化合物富相和反应促进剂富相的混合相的第二富溶液后，在相分离部中相分离为含氨基化合物富相和反应促进剂富相。
具体地，第一～第三实施方式的CO2回收装置具备：吸收塔，其使含有CO2的废气与含有具有空间位阻的含氨基化合物和反应促进剂的吸收液接触，将CO2吸收到所述吸收液中，形成第一富溶液；以及，温度调节部，其将含有CO2的第一富溶液加热或冷却到20～60℃，使所述第一富溶液形成为含有所述反应促进剂的析出物以分散的状态含有的第二富溶液。此外，所述CO2回收装置还具备：相分离部，其使所述第二富溶液分离为与所述第一富溶液相比含有更多的含氨基化合物的含氨基化合物富相和与所述第一富溶液相比含有更多的所述反应促进剂的反应促进剂富相，使所述含氨基化合物富相作为第三富溶液排出，使所述反应促进剂富相作为反应促进剂富溶液排出；以及，再生塔，其使所述第三富溶液中所含的CO2分离，使所述第三富溶液再生为第一贫溶液。此外，所述CO2回收装置还具备：溶液混合线，其向所述第一贫溶液供给所述反应促进剂富溶液；以及，第一气液分离部，其将在所述第一贫溶液中混合了所述反应促进剂富溶液的第二贫溶液、或所述反应促进剂富溶液中所含的CO2分离。
第四、五实施方式的CO2回收装置具备：吸收塔，其使含有CO2的废气与含有具有空间位阻的含氨基化合物和反应促进剂的吸收液接触，使CO2吸收到所述吸收液中，形成第一富溶液；以及，温度调节部，其将含有CO2的第一富溶液加热到67～120℃，形成含有含氨基化合物富相和反应促进剂富相的混合相的第二富溶液，所述含氨基化合物富相与所述第一富溶液相比含有更多的含氨基化合物，所述反应促进剂富相与所述第一富溶液相比含有更多的所述反应促进剂。此外，所述CO2回收装置还具备：相分离部，其使所述第二富溶液分离为所述含氨基化合物富相和所述反应促进剂富相，使所述含氨基化合物富相作为第三富溶液排出，使所述反应促进剂富相作为反应促进剂富溶液排出；再生塔，其使所述第三富溶液中所含的CO2分离，使所述第三富溶液再生为第一贫溶液；以及，溶液混合线，其向所述第一贫溶液供给所述反应促进剂富溶液。此外，所述CO2回收装置还具备：第一气液分离部，其将在所述第一贫溶液中混合了所述反应促进剂富溶液的第二贫溶液中所含的CO2、或所述反应促进剂富溶液中所含的CO2进行气液分离。此外，所述CO2回收装置中，所述温度调节部为使所述第二贫溶液与所述第一富溶液进行换热的第三换热部。
另外，上述本实施方式中，对废气21含有作为酸性气体的CO2的情况进行了说明，但根据本实施方式，除了CO2以外，即使含有H2S、COS、CS2、NH3、或HCN等其它的酸性气体也能够同样地适用。此外，根据本实施方式，在废气21含有除CO2以外的其它的酸性气体的情况下也能够同样地适用。
如上所述，对本发明的多个实施方式进行了说明，但这些实施方式仅是作为例子进行了展示，并不限定发明的范围。这些新的实施方式可以以其它的各种形式进行实施，在不脱离发明的要旨的范围内，可以进行各种组合、省略、替换、变更等。这些实施方式或其变形包含在发明的范围和要旨中，并且包含在专利权利要求书中所记载的发明及其均等的范围中。

Claims (19)

1.一种二氧化碳回收装置，其特征在于，具备：
吸收塔，其使含有CO2的废气与含有具有空间位阻的含氨基化合物和反应促进剂的吸收液接触，使CO2吸收到所述吸收液中，
温度调节部，其将从所述吸收塔中排出的吸收液即第一富溶液加热或冷却，使所述第一富溶液形成为分散有含有所述反应促进剂的析出物的溶液或形成为包含与所述第一富溶液相比含有更多的所述反应促进剂的反应促进剂富相的溶液；
相分离部，其使通过了所述温度调节部的吸收液即第二富溶液分离为与所述第一富溶液相比含有更多的含氨基化合物的含氨基化合物富相和与所述第一富溶液相比含有更多的所述反应促进剂的反应促进剂富相，使所述含氨基化合物富相作为第三富溶液排出，使所述反应促进剂富相作为反应促进剂富溶液排出；
再生塔，其使所述第三富溶液中所含的CO2分离，使所述第三富溶液再生；以及，
溶液混合线，其向从所述再生塔中排出的吸收液即第一贫溶液中供给所述反应促进剂富溶液。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳回收装置，其中，所述含氨基化合物为选自由链烷醇胺类组成的组中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳回收装置，其中，所述含氨基化合物由下述通式(1)表示：
上述通式(1)中，R1为羟基烷基，R2为碳原子数为3～10的无取代的环烷基，R3为氢原子或无取代的烷基。
4.根据权利要求1所述的二氧化碳回收装置，其中，进一步具备第一气液分离部，所述第一气液分离部将在所述第一贫溶液中混合了所述反应促进剂富溶液而成的第二贫溶液中所含的CO2、或所述反应促进剂富溶液中所含的CO2分离。
5.根据权利要求1所述的二氧化碳回收装置，其中，进一步具备使在所述第一贫溶液中混合了所述反应促进剂富溶液而成的第二贫溶液与所述第三富溶液进行换热的第一换热部。
6.根据权利要求4所述的二氧化碳回收装置，其中，所述温度调节部将所述第一富溶液加热或冷却到20～60℃，形成分散有含有所述反应促进剂的析出物的所述第二富溶液，
所述第一气液分离部将所述第二贫溶液中的CO2分离。
7.根据权利要求4所述的二氧化碳回收装置，其中，进一步具备使所述反应促进剂富溶液与从所述再生塔中排出的CO2进行换热的第二换热部，
所述温度调节部将所述第一富溶液加热或冷却到20～60℃，形成分散有含有所述反应促进剂的析出物的所述第二富溶液，
所述第一气液分离部将在所述第二换热部中进行了换热的所述反应促进剂富溶液中的CO2分离。
8.根据权利要求5所述的二氧化碳回收装置，其中，进一步具备设置于所述第二换热部与所述再生塔之间、将所述第三富溶液中的CO2分离的第二气液分离部。
9.根据权利要求4所述的二氧化碳回收装置，其中，
所述温度调节部为使所述第二贫溶液与所述第一富溶液进行换热的第三换热部，将所述第一富溶液加热到60～120℃，使所述第二富溶液形成为含有含氨基化合物富相和反应促进剂富相的混合相，所述含氨基化合物富相与所述第一富溶液相比含有更多的含氨基化合物，所述反应促进剂富相与所述第一富溶液相比含有更多的所述反应促进剂，
所述第一气液分离部将所述第二贫溶液中的CO2进行气液分离。
10.根据权利要求9所述的二氧化碳回收装置，其中，进一步具备使所述反应促进剂富溶液与从所述再生塔中排出的CO2气体进行换热的第四换热部。
11.根据权利要求1所述的二氧化碳回收装置，其中，进一步具备使从第一气液分离部中排出的CO2混合到从所述再生塔中排出的CO2中的第一CO2排出混合线，所述第一气液分离部将在所述第一贫溶液中混合了所述反应促进剂富溶液而成的第二贫溶液中所含的CO2、或所述反应促进剂富溶液中所含的CO2进行气液分离。
12.根据权利要求9所述的二氧化碳回收装置，其中，进一步具备使从所述相分离部中排出的CO2混合到从所述再生塔中排出的CO2中的第二CO2排出混合线。
13.一种二氧化碳回收方法，其特征在于，包括下述工序：
CO2回收工序，其使含有CO2的废气与含有具有空间位阻的含氨基化合物和反应促进剂的吸收液在吸收塔中接触，使CO2吸收到所述吸收液中；
温度调节工序，其将从所述吸收塔中排出的吸收液即第一富溶液在温度调节部中加热或冷却，使所述第一富溶液形成为分散有含有所述反应促进剂的析出物的溶液或形成为包含与所述第一富溶液相比含有更多的所述反应促进剂的反应促进剂富相的溶液；
相分离工序，其使通过了所述温度调节部的吸收液即第二富溶液在相分离部中分离为与所述第一富溶液相比含有更多的含氨基化合物的含氨基化合物富相和与所述第一富溶液相比含有更多的所述反应促进剂的反应促进剂富相，使所述含氨基化合物富相作为第三富溶液排出，使所述反应促进剂富相作为反应促进剂富溶液排出；
再生工序，其使所述第三富溶液中所含的CO2在再生塔中分离，使所述第三富溶液再生；以及，
溶液混合工序，其在从所述再生塔中排出的吸收液即第一贫溶液中混合所述反应促进剂富溶液。
14.根据权利要求13所述的二氧化碳回收方法，其中，作为所述含氨基化合物，使用选自由链烷醇胺类组成的组中的一种以上。
15.根据权利要求13所述的二氧化碳回收方法，其中，所述含氨基化合物由下述通式(1)表示：
上述通式(1)中，R1为羟基烷基，R2为碳原子数为3～10的无取代的环烷基，R3为氢原子或无取代的烷基。
16.根据权利要求13所述的二氧化碳回收方法，其中，进一步包括第一气液分离工序，所述第一气液分离工序将在所述第一贫溶液中混合了所述反应促进剂富溶液而成的第二贫溶液中所含的CO2、或所述反应促进剂富溶液中所含的CO2分离。
17.根据权利要求13所述的二氧化碳回收方法，其中，进一步包括使在所述第一贫溶液中混合了所述反应促进剂富溶液而成的第二贫溶液与所述第三富溶液进行换热的第一换热工序。
18.根据权利要求16所述的二氧化碳回收方法，其中，在所述温度调节工序中，使所述第二贫溶液与所述第一富溶液进行换热，
将所述第一富溶液加热到60～120℃，使所述第二富溶液形成为含有含氨基化合物富相和反应促进剂富相的混合相，所述含氨基化合物富相与所述第一富溶液相比含有更多的含氨基化合物，所述反应促进剂富相与所述第一富溶液相比含有更多的所述反应促进剂，
在所述第一气液分离工序中，将所述第二贫溶液中所含的CO2分离。
19.根据权利要求18所述的二氧化碳回收方法，其中，使所述反应促进剂富溶液与从所述再生塔中排出的CO2气体进行换热。
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