KR102075463B1 - Apparatus and Method for Sour Gas Treating - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 산성 가스의 분리 효율을 증대시키고, 재생탑에서의 스팀 사용량을 줄일 수 있는 산성 가스 처리 장치가 개시된다.
일 예로, 산성 가스를 포함한 혼합 가스를 공급받고, 내부의 흡수제와 상기 산성 가스의 반응을 유도하여 산성 가스 포화 흡수제를 생성하는 흡수탑; 상기 흡수탑의 산성 가스 포화 흡수제를 인가받고, 내부에 공급된 스팀을 통해 상기 산성 가스 포화가스로부터 산성 가스 및 흡수제를 분리하는 재생탑; 상기 재생탑에 연결되어 상기 흡수제를 증기와 분리하는 플래시 드럼; 상기 플래시 드럼의 증기를 가압하여 고온 고압의 증기로 변환시키는 압축기; 및 상기 압축기의 증기를 상기 재생탑에서 분기된 흡수제와 열 교환시키고 상기 재생탑에 공급하는 열 교환기를 포함하는 산성 가스 처리 장치가 개시된다.The present invention discloses an acid gas treatment apparatus that can increase the separation efficiency of acid gas and reduce the amount of steam used in a regeneration tower.
As an example, an absorption tower receives a mixed gas including an acid gas and induces a reaction between an absorbent therein and the acid gas to generate an acid gas saturated absorbent; A regeneration tower receiving the acid gas saturated absorbent of the absorption tower and separating the acid gas and the absorbent from the acid gas saturated gas through steam supplied therein; A flash drum connected to the regeneration tower to separate the absorbent from vapor; A compressor for pressurizing the steam of the flash drum and converting the steam to high temperature and high pressure steam; And a heat exchanger for exchanging steam of the compressor with an absorbent branched from the regeneration tower and supplying the regeneration tower to the regeneration tower.

Description

산성 가스 처리 장치{Apparatus and Method for Sour Gas Treating}Apparatus and Method for Sour Gas Treating

본 발명은 산성 가스의 분리 효율을 증대시키고, 재생탑에서의 스팀 사용량을 줄일 수 있는 산성 가스 처리 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an acid gas treatment apparatus that can increase the separation efficiency of acid gas and reduce the amount of steam used in a regeneration tower.

산업화가 시작된 19세기 초반부터 에너지 산업에서 사용되는 석탄, 석유, LNG 등의 화석연료의 사용 증가로 인하여 대기 중에 CO2, CH4, H2S, COS 등의 산성 가스 농도가 급격하게 증가하였다. 이러한 산성 가스, 특히 이산화탄소는 지구를 온난화시킨다는 것이 밝혀지면서, 세계적으로 배출 및 처리에 대한 규제가 엄격해지고 있다. 1992년 6월 브라질 리우에서 열린 환경과 개발에 관한 UN 회의를 통하여 지구온난화에 대한 국제적 관심을 불러 일으켰고, 미국과 일본을 포함한 선진국들은 지구온실가스 배출량을 1990년 대비 5.2% 감축하기로 합의하는 등 산성가스 저감방안에 대한 국제적 합의가 이루어지고 있다.From the early 19th century, when industrialization began, the concentration of acidic gases such as CO2, CH4, H2S, and COS increased rapidly in the atmosphere due to the increased use of fossil fuels such as coal, oil, and LNG. As these acid gases, especially carbon dioxide, have been found to warm the planet, regulations on emissions and disposal are becoming more stringent worldwide. In June 1992, the United Nations Conference on Environment and Development in Rio, Brazil, raised international attention to global warming, and developed countries including the United States and Japan agreed to reduce global greenhouse gas emissions by 5.2% compared to 1990. There is international agreement on how to reduce acid gases.

이산화탄소 배출 증가를 억제하기 위한 기술로서는, 이산화탄소 배출감소를 위한 에너지절약기술, 배출 가스로부터 이산화탄소의 포집 및 저장 기술(Carbon dioxide capture and storage: CCS), 이산화탄소를 이용하거나 고정화시키는 기술, 이산화탄소를 배출하지 않는 대체 에너지 기술 등이 있다.Techniques to curb increased carbon dioxide emissions include energy saving technologies to reduce carbon dioxide emissions, carbon capture and storage of carbon dioxide from emissions, technologies to use or immobilize carbon dioxide, and not to emit carbon dioxide. Alternative energy technologies.

그러나 이 중에서 CCS 기술은 발전소 및 산업시설에서 대량으로 나오는 온실 가스를 가장 효과적으로 처리할 수 있는 기술로 인식되어 G8 정상회담과 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 및 IEA(International Energy Agency) 등 국제 유력기구에서 기술개발 및 활용을 적극적으로 독려하고 있다.However, among them, CCS technology is recognized as the most effective technology for dealing with the large amount of greenhouse gases emitted from power plants and industrial facilities. Is actively encouraging technology development and utilization.

CCS 기술 중 포집기술이 전체 비용의 상당 부분을 차지하고 있으며, 지금까지 연구되고 있는 기술로는 흡수법, 흡착법, 막분리법, 심냉법 등이 현실성 있는 대안으로 제시되고 있다.The capture technology accounts for a large part of the total cost of the CCS technology, and the techniques that have been studied so far include absorption, adsorption, membrane separation, and deep cooling.

특히, 흡수법은 대용량의 가스를 처리하는데 용이하며, 저 농도의 가스분리에 적합하기 때문에 대부분의 산업체 및 발전소에의 적용이 용이하여 활용도가 높다.
In particular, the absorption method is easy to process a large amount of gas, and because it is suitable for low concentration gas separation, it is easy to apply to most industries and power plants and has high utility.

본 발명은 산성 가스의 분리 효율을 증대시키고, 재생탑에서의 스팀 사용량을 줄일 수 있는 산성 가스 처리 장치를 제공한다.
The present invention provides an acid gas treatment apparatus that can increase the separation efficiency of acid gas and reduce the amount of steam used in a regeneration tower.

본 발명에 따른 산성 가스 처리 장치는 산성 가스를 포함한 혼합 가스를 공급받고, 내부의 흡수제와 상기 산성 가스의 반응을 유도하여 산성 가스 포화 흡수제를 생성하는 흡수탑; 상기 흡수탑의 산성 가스 포화 흡수제를 인가받고, 내부에 공급된 스팀을 통해 상기 산성 가스 포화가스로부터 산성 가스 및 흡수제를 분리하는 재생탑; 상기 재생탑에 연결되어 상기 흡수제를 증기와 분리하는 플래시 드럼; 상기 플래시 드럼의 증기를 가압하여 고온 고압의 증기로 변환시키는 압축기; 및 상기 압축기의 증기를 상기 재생탑에서 분기된 흡수제와 열 교환시키고 상기 재생탑에 공급하는 열 교환기를 포함할 수 있다.Acid gas treatment apparatus according to the present invention is supplied with a mixed gas containing an acid gas, the absorption tower to induce a reaction of the absorbent and the acid gas therein to produce an acid gas saturated absorbent; A regeneration tower receiving the acid gas saturated absorbent of the absorption tower and separating the acid gas and the absorbent from the acid gas saturated gas through steam supplied therein; A flash drum connected to the regeneration tower to separate the absorbent from vapor; A compressor for pressurizing the steam of the flash drum and converting the steam to high temperature and high pressure steam; And a heat exchanger configured to heat exchange the vapor of the compressor with the absorbent branched from the regeneration tower and to supply the regeneration tower.

여기서, 상기 열 교환기를 통해 열 교환된 상기 재생탑에서 분기된 흡수제는 상기 재생탑으로 다시 공급될 수 있다.Here, the absorbent branched from the regeneration tower heat exchanged through the heat exchanger may be supplied back to the regeneration tower.

그리고 상기 압축기의 운전 압력은 상기 재생탑의 운전 압력에 비해 0.1[barg] 내지 0.5[barg] 더 높을 수 있다.In addition, the operating pressure of the compressor may be 0.1 [barg] to 0.5 [barg] higher than the operating pressure of the regeneration tower.

또한, 상기 플래시 드럼의 운전 압력은 0.1[barg] 내지 1.0[barg]일 수 있다.In addition, the operating pressure of the flash drum may be 0.1 [barg] to 1.0 [barg].

또한, 상기 플래시 드럼 내에 저장된 흡수제는 상기 흡수탑으로 재공급될 수 있다.In addition, the absorbent stored in the flash drum may be fed back to the absorption tower.

또한, 상기 흡수제가 상기 흡수탑으로 재공급되는 경로와 상기 흡수탑의 산성 가스 포화 흡수제가 상기 재생탑으로 공급되는 경로의 사이에 추가적인 열 교환기가 더 구비될 수 있다.
In addition, an additional heat exchanger may be further provided between a path through which the absorbent is resupplied to the absorption tower and a path through which the acid gas saturated absorbent of the absorption tower is supplied to the regeneration tower.

본 발명에 의한 산성 가스 처리 장치는 재생탑의 하부에 플래시 드럼을 구비하여, 흡수제로부터 분리된 증기를 가압기를 통해 고온 고압의 증기로 변환하고, 재생탑으로부터 분기된 흡수제와 고온 고압의 증기를 열 교환시키며, 증기와 흡수제를 재생탑에 다시 공급함으로써, 재생탑에서 사용되는 스팀 및 열 에너지를 줄여 효율을 높일 수 있다.
The acid gas treatment apparatus according to the present invention includes a flash drum at the bottom of the regeneration tower, and converts the vapor separated from the absorbent into a high temperature and high pressure steam through a pressurizer, and heats the absorbent and the high temperature high pressure steam branched from the regeneration tower. By exchanging and feeding steam and absorbent back to the regeneration tower, the efficiency of the steam and thermal energy used in the regeneration tower can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산성 가스 처리 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 장치를 따라 산성 가스가 처리되는 단계를 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram of an acid gas treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flow chart illustrating the step of treating acid gas along the apparatus of FIG. 1.

본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily practice the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산성 가스 처리 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an acid gas treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 산성 가스 처리 장치(100)는 블로워(110), 흡수탑(120), 제 1 이송 펌프(130), 제 1 열교환기(140), 재생탑(150), 플래시 드럼(160), 압축기(170), 제 2 열교환기(180), 제 2 이송 펌프(190)를 포함한다.
First, referring to FIG. 1, an acid gas treatment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a blower 110, an absorption tower 120, a first transfer pump 130, a first heat exchanger 140, The regeneration tower 150, the flash drum 160, the compressor 170, the second heat exchanger 180, and the second transfer pump 190 are included.

상기 블로워(blower, 110)는 혼합 가스 공급 라인으로부터 산성 가스가 포함된 혼합 가스를 공급받는다. 또한, 상기 블로워(110)는 혼합 가스에 압력을 가하여 상기 흡수탑(120)의 하부로 전달한다.
The blower 110 receives a mixed gas including an acid gas from the mixed gas supply line. In addition, the blower 110 delivers a pressure to the lower portion of the absorption tower 120 by applying pressure to the mixed gas.

상기 흡수탑(120)은 상기 블로워(110)로부터 공급받은 혼합 가스를 내부의 흡수제와 반대 방향으로 통과시켜, 상기 흡수제와 상기 산성 가스가 화학적으로 결합되도록 한다. 여기서, 상기 혼합 가스의 공급 방향은 상기 흡수탑(120)의 하부에서 상부를 향하는 방향이고, 상기 흡수제의 공급 방향은 상기 흡수탑(120)의 상부에서 하부를 향하는 방향일 수 있다. 또한, 상기 흡수탑(120)의 내부는 비정형 또는 정형 충진물을 구성하여, 기상의 산성 가스와 액상의 흡수제간 반응성을 향상시킬 수 있다. 상기 흡수제와 반응한 산성 가스를 제외한 나머지의 혼합 가스는 상기 흡수탑(120) 상부의 스크러버를 통과하며, 이 중 포함된 소량의 흡수제 및 수분은 스크러버에서 포집되어 상기 흡수탑(120)의 내부에서 재순환되고, 탈거가 이루어진 가스는 대기 중으로 배출된다. 상기 흡수탑(120)의 운전 온도는 사용되는 흡수제의 종류 및 산성 가스의 조성에 따라 달라질 수 있고, 통상 25[℃] 내지 60[℃]의 범위에서 운전이 이루어지고 있다.
The absorption tower 120 allows the mixed gas supplied from the blower 110 to pass in the opposite direction to the absorbent therein, so that the absorbent and the acidic gas are chemically combined. Here, the supply direction of the mixed gas may be a direction from the lower portion of the absorption tower 120 toward the top, and the supply direction of the absorbent may be a direction from the upper portion of the absorption tower 120 to the lower portion. In addition, the inside of the absorption tower 120 constitutes an amorphous or amorphous filler, thereby improving the reactivity between the gaseous acid gas and the liquid absorbent in the liquid phase. The remaining mixed gas except the acid gas reacted with the absorbent passes through the scrubber on the upper part of the absorption tower 120, and a small amount of the absorbent and moisture contained therein are collected in the scrubber to form the inside of the absorption tower 120. The recycled, stripped gas is vented to the atmosphere. The operating temperature of the absorption tower 120 may vary depending on the type of absorbent used and the composition of the acidic gas, and is usually operated in a range of 25 [° C.] to 60 [° C.].

상기 제 1 이송 펌프(130)는 상기 흡수탑(120)의 하부로부터 산성 가스 포화 흡수제를 공급받고, 이를 상기 재생탑(150)으로 이송한다. 다만, 상기 경로 상에는 상기 제 1 열 교환기(140)가 구비되어, 후술할 바와 같이 1차적 열 교환이 이루어질 수 있다.
The first transfer pump 130 receives an acidic gas saturated absorbent from the lower portion of the absorption tower 120 and transfers it to the regeneration tower 150. However, the first heat exchanger 140 is provided on the path, so that primary heat exchange may be performed as will be described later.

상기 제 1 열교환기(140)는 상기 제 1 이송 펌프(130)를 통해 상기 흡수탑(120)으로부터 인가받은 산성 가스 포화 흡수제와 상기 제 2 이송 펌프(190)를 통해 플래시 드럼(160)로부터 인가받은 흡수제를 서로 열 교환시킨다. 따라서, 상대적 저온의 상기 산성 가스 포화 흡수제의 온도는 1차적으로 상승하여 상기 재생탑(150)에 공급되어 상기 재생탑에서 사용되는 스팀 또는 열 에너지의 사용량을 줄일 수 있다.
The first heat exchanger 140 is applied from the flash drum 160 through the acid transfer gas saturated absorbent and the second transfer pump 190 applied from the absorption tower 120 through the first transfer pump 130. The absorbents received are heat exchanged with each other. Therefore, the temperature of the acidic gas saturated absorbent at a relatively low temperature is primarily increased to be supplied to the regeneration tower 150 to reduce the amount of steam or thermal energy used in the regeneration tower.

상기 재생탑(150)은 화학적으로 결합되어 있는 산성 가스와 흡수제로 구성된 산성 가스 포화 흡수제를 열 에너지를 통해 분리시키며, 상기 재생탑(150)의 내부에서 고순도의 산성 가스와 흡수제로 각각 분리될 수 있다.The regeneration tower 150 separates the acid gas saturated absorbent composed of the acid gas and the absorbent chemically bonded through thermal energy, and may be separated into the high purity acid gas and the absorbent inside the regeneration tower 150. have.

보다 상세하게, 상기 재생탑(150)의 상부에 공급된 상기 산성 가스 포화 흡수제는 상기 재생탑(150)의 하부로 이동하고, 이 과정에서 상기 재생탑(150)의 하부에 위치한 리보일러(미도시)에서 발생되는 스팀 또는 열 에너지에 의하여 산성 가스가 탈거되고 상기 흡수제가 재생된다. 상기 재생탑(150)의 운전 온도는 흡수제의 종류 및 산성 가스 조성에 따라 달라질 수 있는데, 통상적으로 90[℃] 내지 140[℃]의 범위에서 운전이 이루어진다.More specifically, the acidic gas saturated absorbent supplied to the upper portion of the regeneration tower 150 moves to the lower portion of the regeneration tower 150, and in this process, a reboiler (not shown) located under the regeneration tower 150. The acid gas is stripped by steam or thermal energy generated at the time) and the absorbent is regenerated. The operating temperature of the regeneration tower 150 may vary depending on the type of absorbent and the acidic gas composition, and is typically operated in the range of 90 [° C] to 140 [° C].

그리고 상기 재생탑(150)의 상부로는 증기(H2O) 성분을 포함한 탈거된 산성 가스가 냉각기(미도시)로 이동되며, 여기서 대부분의 증기는 냉각되어 기체와 액체의 2상의 유체가 생성된 후 상기 재생탑(150) 상부의 리플럭스 드럼(미도시)으로 이송된다. 상기 리플럭스 드럼은 기상의 산성 가스와 액상의 응축수로 상 분리를 수행하고, 이 중에서 상기 산성 가스를 회수 및 처리 공정으로 이송하여 저장하거나, 다른 고부가 화학 물질로 전환될 수 있다. 또한, 상기 응축수는 리플럭스 드럼을 통하여 다시 상기 재생탑(150)의 내부로 이송되어, 상기 재생탑(150)의 상부로 상승하는 기체에 존재하는 부유물을 세정하는데 사용될 수 있다.
In addition, a stripped acid gas including a steam (H 2 O) component is moved to a cooler (not shown) to the top of the regeneration tower 150, where most of the steam is cooled to generate a two-phase fluid of gas and liquid. After being transferred to the reflux drum (not shown) above the regeneration tower 150. The reflux drum may perform phase separation with gaseous acid gas and liquid condensate, and the acid gas may be transferred and stored in a recovery and treatment process, or may be converted into another high value chemical. In addition, the condensed water may be transferred to the inside of the regeneration tower 150 again through a reflux drum, and may be used to clean suspended matter present in the gas rising to the top of the regeneration tower 150.

상기 플래시 드럼(160)은 상기 재생탑(150)의 하단으로부터 재생된 흡수제(린 아민)을 공급받고, 이를 플래시 증발 즉, 감압시켜서 증기와 액상의 흡수제로 분리시킨다. 또한, 상기 플래시 드럼(160)은 상기 분리된 증기를 다시 상기 압축기(170)를 통해 상기 재생탑(150)의 내부로 공급하여, 상기 재생탑(150)에서의 스팀 사용량 또는 열 에너지 사용량을 감소시킬 수 있다.The flash drum 160 is supplied with a regenerated absorbent (lean amine) from the bottom of the regeneration tower 150, and flash evaporation, that is, reduced pressure to separate the vapor and liquid absorbent. In addition, the flash drum 160 supplies the separated steam back into the regeneration tower 150 through the compressor 170 to reduce the amount of steam or heat energy used in the regeneration tower 150. You can.

또한, 이를 위해, 상기 재생탑(150)의 운전 압력은 1.5[barg] 내지 2.5[barg]의 범위인 것이 바람직하다. 상기 운전 압력이 1.5[barg] 보다 작은 경우, 상기 플래시 드럼(160)에서 발생되는 증기의 양이 적고, 2.5[barg] 보다 큰 경우, 흡수제의 재생을 위한 스팀의 사용량이 증가되어, 운전비용이 증가하게 된다.In addition, for this purpose, the operating pressure of the regeneration tower 150 is preferably in the range of 1.5 [barg] to 2.5 [barg]. When the operating pressure is less than 1.5 [barg], if the amount of steam generated in the flash drum 160 is less than 2.5 [barg], the amount of steam for regeneration of the absorbent is increased, so that the operating cost is increased. Will increase.

또한, 상기 플래시 드럼(160)의 압력은 상기 압축기(170)로 연결되는 출력 라인에 설치된 글로브 밸브 등을 이용하여 미세 조정하여 제어되는데 운전 압력은 0.1[barg] 내지 1.0[barg]가 적당하다. 0.1[barg] 보다 작은 경우, 이후 압축 공정에서의 압축비가 증대됨에 따라 다단의 압축 공정을 적용하여야 하기 때문에 적합하지 않고, 1.0[barg] 보다 큰 경우, 플래시 드럼에서 발생되는 증기의 양이 감소하기 때문에 증기 재압축 기술의 효과를 기대하기 어렵다.
In addition, the pressure of the flash drum 160 is controlled by fine adjustment using a globe valve or the like installed in the output line connected to the compressor 170, the operating pressure is 0.1 [barg] to 1.0 [barg] is appropriate. If it is less than 0.1 [barg], it is not suitable because a multistage compression process has to be applied as the compression ratio in the subsequent compression process is increased, and if it is larger than 1.0 [barg], the amount of steam generated in the flash drum is reduced. Because of this, it is difficult to expect the effect of steam recompression technology.

상기 압축기(170)는 상기 플래시 드럼(160)으로부터 공급받은 증기를 가압하여, 고온 고압의 증기로 변환시킨다. 따라서, 상기 압축기(170)를 통해, 상술한 것처럼, 상기 재생탑(150)에서의 스팀 사용량 또는 열 에너지 사용량을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 압축기(170)의 운전 압력은 상기 재생탑(150)의 운전 압력에 비해 0.1[barg] 내지 0.5[barg] 높게 운전될 수 있다. 0.1[barg] 보다 작은 경우, 열 에너지 저감의 효과가 적고, 0.5[barg] 보다 큰 경우 상기 제 2 열 교환기(190)에서의 열 교환에도 불구하고, 상기 재생탑(150)의 운전 온도보다 증기 온도가 높아질 우려가 있다.
The compressor 170 pressurizes the steam supplied from the flash drum 160 and converts the steam into high temperature and high pressure steam. Therefore, through the compressor 170, as described above, it is possible to reduce the amount of steam or heat energy used in the regeneration tower 150. In addition, the operating pressure of the compressor 170 may be operated 0.1 [barg] to 0.5 [barg] higher than the operating pressure of the regeneration tower 150. If it is less than 0.1 [barg], the effect of reducing the thermal energy is less, and if it is larger than 0.5 [barg], despite the heat exchange in the second heat exchanger 190, steam than the operating temperature of the regeneration tower 150 There is a fear that the temperature will increase.

상기 제 2 열교환기(180)는 상기 압축기(170)로부터 나온 고온 고압의 증기와 상기 재생탑(150)에서 일부 분기된 흡수제를 열 교환시킨다. 상기 압축기(170)로부터 나온 고온 고압의 증기는 약 170[℃] 정도이기 때문에, 상기 재생탑(150)의 운전 온도에 비해 높다. 따라서, 상기 제 2 열 교환기(180)는 상기 압축기(170)로부터의 증기를 상기 흡수제와 열 교환시킴으로써 상기 재생탑(150)에 적절한 온도로 낮출 수 있고, 따라서 온도를 낮추기 위한 별도의 물 공급 라인 등이 필요하지 않게 된다. 또한, 상기 흡수제의 온도가 상승되기 때문에 상기 재생탑(150) 내부의 온도가 상승하게 되어 흡수제와 산성 가스의 분리 효율을 높일 수 있고, 결과적으로 공정 효율을 높일 수 있이며 상기 재생탑(150)의 스팀 사용량을 줄일 수 있다.
The second heat exchanger 180 heat exchanges the high temperature and high pressure steam from the compressor 170 with the absorbent partially branched from the regeneration tower 150. Since the high temperature and high pressure steam from the compressor 170 is about 170 [deg.] C., it is higher than the operating temperature of the regeneration tower 150. Accordingly, the second heat exchanger 180 may lower the temperature of the regeneration tower 150 to an appropriate temperature by heat exchanging steam from the compressor 170 with the absorbent, and thus a separate water supply line for lowering the temperature. No back is required. In addition, since the temperature of the absorbent is increased, the temperature inside the regeneration tower 150 is increased to increase the separation efficiency of the absorbent and the acid gas, and as a result, the process efficiency may be increased, and the regeneration tower 150 may be increased. To reduce steam usage.

상기 제 2 이송 펌프(190)는 상기 플래시 드럼(160)의 하부에 연결되어, 상기 플래시 드럼(160)의 내부에 저장된 흡수제를 상기 흡수탑(120) 측으로 이송하여 재사용될 수 있도록 한다. 다만, 상술한 바와 같이, 상기 제 2 이송 펌프(190)를 통해 이송되는 흡수제는 상기 제 1 열 교환기(140)를 통해 상기 흡수탑(120) 하부로부터 이송되는 산성 가스 포화 흡수제와 열 교환을 수행하여, 상기 산성 가스 포화 흡수제의 온도를 1차적으로 높일 수 있다.
The second transfer pump 190 is connected to the lower portion of the flash drum 160 to transfer the absorbent stored in the flash drum 160 to the absorption tower 120 to be reused. However, as described above, the absorbent transferred through the second transfer pump 190 performs heat exchange with the acidic gas saturated absorbent transferred from the absorption tower 120 through the first heat exchanger 140. Thus, the temperature of the acidic gas saturated absorbent can be increased primarily.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 산성 가스가 처리되는 단계를 단계적으로 설명하도록 한다.Hereinafter will be described step by step the acidic gas treatment according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 장치를 따라 산성 가스가 처리되는 단계를 도시한 흐름도이다.FIG. 2 is a flow chart illustrating the step of treating acid gas along the apparatus of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 먼저 ①번 라인을 따라 블로워(110)를 통해 산성 가스를 포함하는 혼합 가스가 상기 흡수탑(110)의 하부를 통해 공급되고, 이 중 산성 가스가 흡수탑(110) 내의 흡수제와 화학적으로 결합된다. 또한, 이를 통한 산성 가스 포화 흡수제는 제 1 이송 펌프(130)를 통해 이송되어 상기 제 1 열 교환기(140)에서 상기 플래시 드럼(160)으로부터의 흡수제와 열 교환을 수행하여 온도 상승된 후, 상기 재생탑(150)에 공급된다.
Referring to FIG. 2, first, a mixed gas including an acidic gas is supplied through a blower 110 along a line ① through a lower portion of the absorption tower 110, and an acidic gas is absorbed into the absorption tower 110. It is chemically combined with the absorbent. In addition, the acid gas saturated absorbent through this is transferred through the first transfer pump 130 and the temperature is raised by performing heat exchange with the absorbent from the flash drum 160 in the first heat exchanger 140, It is supplied to the regeneration tower 150.

그리고 ②번 라인을 따라, 상기 재생탑(150)의 내부에서 재생되고 상기 플래시 드럼(160)에 저장된 흡수제는 제 2 이송 펌프(190)를 통해 상기 제 2 열 교환기(140)에 공급되어, 위 ①번 라인에서의 설명처럼 상기 산성 가스 포화 흡수제와 열 교환을 수행한 뒤, 상기 흡수탑(120)에 다시 공급되어 재사용된다.
And along line ②, the absorbent regenerated in the regeneration tower 150 and stored in the flash drum 160 is supplied to the second heat exchanger 140 through a second transfer pump 190, As described in line ①, after performing heat exchange with the acidic gas saturated absorbent, it is supplied to the absorption tower 120 and reused.

또한, ③번 라인을 따라, 상기 재생탑(150)의 내부에서 재생되고, 상기 플래시 드럼(160)에 저장된 증기는 상기 압축기(170)를 통해 고온 고압의 증기로 변환되고, 상기 제 2 열 교환기(180)를 통해 상기 재생탑(150) 내 흡수제와 열 교환하여 상기 재생탑(150)에 사용 가능한 온도로 하강되고 상기 재생탑(150)에 공급된다.
In addition, along line ③, the regeneration of the inside of the regeneration tower 150, the steam stored in the flash drum 160 is converted into steam of the high temperature and high pressure through the compressor 170, the second heat exchanger Heat exchanged with the absorbent in the regeneration tower 150 through 180 to lower the temperature available for the regeneration tower 150 and is supplied to the regeneration tower 150.

마지막으로, ④번 라인을 따라, 상기 재생탑(150)에서 일부 분기된 흡수제는 상기 제 2 열 교환기(180)를 통해 상기 가압기(170)를 통한 고온 고압의 증기와 열 교환을 수행하고, 다시 상기 재생탑(150)에 투입된다.
Finally, along line ④, the absorbent partially branched in the regeneration tower 150 performs heat exchange with the high temperature and high pressure steam through the pressurizer 170 through the second heat exchanger 180, and again. It is injected into the regeneration tower 150.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 산성 가스 처리 장치(100)와 비교예의 재생 에너지 비교를 통한 효과를 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the effect of comparing the regenerative energy of the acidic gas treatment apparatus 100 and the comparative example according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

먼저, 실시예 1은 흡수탑(120) 하단에 가스를 2[m3/hr] 유량으로 투입, 온도는 40[℃], 공정상에서 순환하는 흡수제의 속도는 100[ml/min], 재생탑 하부의 운전 온도 및 압력은 110[℃], 2.0[barg]의 조건에서 실험한 것이다. 또한, 플래시 드럼(160)의 운전 압력은 0.5[barg], 압축기의 운전 압력은 2.5[barg], 재생탑(150)으로부터의 흡수제(린-아민) 유량은 30[ml/min]로 실험한 것이다.
First, in Example 1, the gas is introduced into the lower portion of the absorption tower 120 at a flow rate of 2 [m 3 / hr], the temperature is 40 [° C.], and the rate of the absorbent circulating in the process is 100 [ml / min], the regeneration tower. The lower operating temperature and pressure were tested at 110 [° C], 2.0 [barg]. In addition, the operating pressure of the flash drum 160 was 0.5 [barg], the operating pressure of the compressor was 2.5 [barg], and the absorbent (lean-amine) flow rate from the regeneration tower 150 was 30 [ml / min]. will be.

다음으로 실시예 2는 실시예 1과 다른 조건은 동일하고, 다만 플래시 드럼의 운전 압력이 1.0[barg]이 되도록 설정하여 실험하였다.
Next, Example 2 was tested under the same conditions as in Example 1 except that the operating pressure of the flash drum was 1.0 [barg].

한편, 비교예 1은 별도의 플래시 드럼(160), 압축기(170) 및 제 2 열 교환기(180)를 구비하지 않았다. 즉, 비교예 1은 재생탑 하부에서의 흡수제가 플래시 드럼 및 압축기를 통한 증기 재압축 공정이나 재생탑에서 분기된 흡수제와의 열 교환을 수행하지 않는 외에 실시예 1과 동일한 조건에서 실험하였다.
On the other hand, Comparative Example 1 did not have a separate flash drum 160, the compressor 170 and the second heat exchanger 180. That is, Comparative Example 1 was tested under the same conditions as in Example 1 except that the absorbent in the lower part of the regeneration tower did not perform a steam recompression process through a flash drum and a compressor or a heat exchange with the absorbent branched from the regeneration tower.

또한, 비교예 2는 제 2 열 교환기(180)를 구비하지 않았다. 즉, 비교예 2는 압축기(170)를 통과한 고온 고압의 증기에 추가적인 물 공급 라인으로 물을 공급하여 온도를 하강시키고 바로 재생탑(150)에 투입하였고, 그 이외의 조건은 실시예 1과 동일하다.
In addition, Comparative Example 2 did not include the second heat exchanger 180. That is, in Comparative Example 2, water was supplied to an additional water supply line to the high temperature and high pressure steam that passed through the compressor 170, and the temperature was lowered and immediately added to the regeneration tower 150. same.

구분division 증기 재압축 적용 유무Whether to apply steam recompression 린아민-증기 열 교환 적용 유무Linamine-Steam Heat Exchange 플래시 드럼 압력(barg)Flash drum pressure (barg) 재생탑으로 재투입되는 증기 온도[℃]Steam temperature re-introduced into regeneration tower [℃] 재생탑에서의 재생 에너지[GJ/tCO2]Renewable energy in regeneration tower [GJ / tCO 2 ] 실시예 1Example 1 OO OO 0.50.5 130130 3.33.3 실시예 2Example 2 OO OO 1.01.0 135135 3.43.4 비교예 1Comparative Example 1 XX -- -- -- 4.14.1 비교예 2Comparative Example 2 OO XX 0.50.5 165165 3.63.6

각 실시예 및 비교예들의 실험 결과는 위의 표 1과 같다.Experimental results of each Example and Comparative Examples are shown in Table 1 above.

분석 결과, 실시예 1과 2은 재생탑에서의 재생 에너지가 각각 3.3[GJ/tCO2] 및 3.4[GJ/tCO2]로서 비교예 1의 4.1[GJ/tCO2]에 비해 재생 에너지가 크게 낮아졌음을 확인할 수 있다.As a result, in Examples 1 and 2, the regeneration energy in the regeneration tower was 3.3 [GJ / tCO 2 ] and 3.4 [GJ / tCO 2 ], respectively, which was higher than that of 4.1 [GJ / tCO 2 ] of Comparative Example 1. You can see that it is lowered.

또한, 비교예 2의 재생탑으로 재투입된느 증기 온도는 165[℃]로서 장기 운전시 흡수제가 열화될 가능성이 높음을 확인할 수 있다.
In addition, the steam temperature re-introduced into the regeneration tower of Comparative Example 2 is 165 [° C.], and it can be confirmed that the absorbent is likely to deteriorate during long term operation.

따라서, 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 산성 가스 처리 장치(100)는 재생탑(150)의 하부에 플래시 드럼(160)을 구비하여, 흡수제로부터 분리된 증기를 가압기(170)를 통해 고온 고압의 증기로 변환하고, 재생탑(150)으로부터 분기된 흡수제와 고온 고압의 증기를 열 교환시키며, 증기와 흡수제를 재생탑(150)에 다시 공급함으로써, 재생탑(150)에서 사용되는 스팀 및 열 에너지를 줄여 효율을 높일 수 있다.
Therefore, as described above, the acidic gas treatment apparatus 100 according to the embodiment of the present invention includes a flash drum 160 under the regeneration tower 150 to pressurize the steam separated from the absorber 170. Through the conversion of the high temperature and high pressure steam through the heat exchanger and the high temperature and high pressure vapor branched from the regeneration tower 150, and supplying the steam and the absorbent back to the regeneration tower 150, which is used in the regeneration tower 150 Efficiency can be increased by reducing steam and thermal energy.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 산성 가스 처리 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
What has been described above is just one embodiment for carrying out the acidic gas treatment apparatus according to the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment, and as claimed in the following claims, the gist of the present invention Without departing from the scope of the present invention, any person having ordinary skill in the art will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

100; 산성 가스 처리 장치 110; 블로워
120; 흡수탑 130; 제 1 이송 펌프
140; 제 1 열 교환기 150; 재생탑
160; 플래시 드럼 170; 압축기
180; 제 2 열 교환기 190; 제 2 이송 펌프100; Acid gas treatment apparatus 110; Blower
120; Absorption tower 130; First transfer pump
140; First heat exchanger 150; Regeneration tower
160; Flash drum 170; compressor
180; Second heat exchanger 190; Second transfer pump

Claims (6)

산성 가스를 포함한 혼합 가스를 공급받고, 내부의 흡수제와 상기 산성 가스의 반응을 유도하여 산성 가스 포화 흡수제를 생성하는 흡수탑;
상기 흡수탑과 연결되어 상기 흡수탑으로부터 상기 산성 가스 포화 흡수제를 인가받고, 내부에 공급된 증기를 통해 상기 산성 가스 포화 흡수제로부터 산성 가스 및 흡수제를 분리하는 재생탑;
상기 재생탑과 연결되어 상기 재생탑으로부터 흡수제를 인가받고, 상기 흡수제를 증기와 분리하는 플래시 드럼;
상기 플래시 드럼과 연결되어 상기 플래시 드럼으로부터 증기를 인가받고, 상기 증기를 가압하여 고온 고압의 증기로 변환시키는 압축기; 및
상기 압축기와 연결되어 상기 압축기로부터 상기 고온 고압의 증기를 인가받고, 상기 고온 고압의 증기를 상기 재생탑에서 분기된 흡수제와 열 교환시키며, 상기 열 교환된 증기를 상기 재생탑에 공급하는 열 교환기를 포함하고,
상기 열 교환된 증기는 130℃ 내지 135℃로 공급되며,
상기 압축기의 운전 압력은 상기 재생탑의 운전 압력에 비해 0.1[barg] 내지 0.5[barg] 더 높고,
상기 플래시 드럼의 운전 압력은 0.1[barg] 내지 1.0[barg]인 산성 가스 처리 장치.An absorption tower supplied with a mixed gas including an acidic gas and inducing a reaction between the absorbent therein and the acidic gas to generate an acidic gas saturated absorbent;
A regeneration tower connected to the absorption tower to receive the acid gas saturated absorbent from the absorption tower, and to separate the acid gas and the absorbent from the acid gas saturated absorbent through steam supplied therein;
A flash drum connected to the regeneration tower to receive an absorbent from the regeneration tower, and to separate the absorbent from steam;
A compressor connected to the flash drum to receive steam from the flash drum and pressurize the steam to convert the steam into high temperature and high pressure steam; And
A heat exchanger connected to the compressor to receive the high temperature and high pressure steam from the compressor, heat exchange the high temperature and high pressure steam with an absorbent branched from the regeneration tower, and supply the heat exchanged steam to the regeneration tower. Including,
The heat exchanged steam is supplied at 130 ℃ to 135 ℃,
The operating pressure of the compressor is 0.1 [barg] to 0.5 [barg] higher than the operating pressure of the regeneration tower,
Operating pressure of the flash drum is 0.1 [barg] to 1.0 [barg] acid gas treatment apparatus. 제 1 항에 있어서,
상기 열 교환기를 통해 열 교환된 상기 재생탑에서 분기된 흡수제는 상기 재생탑으로 다시 공급되는 산성 가스 처리 장치.The method of claim 1,
And an absorbent branched from the regeneration tower heat exchanged through the heat exchanger is supplied back to the regeneration tower. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 플래시 드럼 내에 저장된 흡수제는 상기 흡수탑으로 재공급되는 산성 가스 처리 장치.The method of claim 1,
And an absorbent stored in the flash drum is supplied to the absorption tower again. 제 5 항에 있어서,
상기 흡수제가 상기 흡수탑으로 재공급되는 경로와 상기 흡수탑의 산성 가스 포화 흡수제가 상기 재생탑으로 공급되는 경로의 사이에 추가적인 열 교환기가 더 구비된 산성 가스 처리 장치.The method of claim 5, wherein
And an additional heat exchanger between the path where the absorbent is resupplied to the absorption tower and the path where the acidic gas saturated absorbent of the absorption tower is supplied to the regeneration tower.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013088731A1 (en) * 2011-12-14 2013-06-20 バブコック日立株式会社 Carbon dioxide chemical absorption system installed with vapor recompression equipment
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013088731A1 (en) * 2011-12-14 2013-06-20 バブコック日立株式会社 Carbon dioxide chemical absorption system installed with vapor recompression equipment
JP2013128881A (en) 2011-12-21 2013-07-04 Babcock Hitachi Kk Carbon dioxide recovery apparatus and method
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