特許 7517650 ガス処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】ガス処理装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/14 20060101AFI20240709BHJP

   B01D 53/18 20060101ALI20240709BHJP

   F25B 30/02 20060101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

B01D53/14 210

B01D53/14 220

B01D53/18 110

B01D53/18 130

B01D53/18 150

B01D53/18 160

F25B30/02 Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020012253

(22)【出願日】2020-01-29

(65)【公開番号】P2021115553

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2023-01-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(73)【特許権者】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100111453

【弁理士】

【氏名又は名称】櫻井 智

(72)【発明者】

【氏名】前田 基秀

(72)【発明者】

【氏名】岸本 啓

(72)【発明者】

【氏名】中西 健

(72)【発明者】

【氏名】重久 卓夫

(72)【発明者】

【氏名】町田 洋

(72)【発明者】

【氏名】山口 毅

(72)【発明者】

【氏名】則永 行庸

【審査官】河野 隆一朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１８７５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７６０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０１５３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２４５０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９８２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３９１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０２２９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／１４ － ５３／１８

Ｂ０１Ｄ ５３／５０ － ５３／６２

Ｆ２５Ｂ ３７／００

Ｆ２５Ｂ １５／００

Ｃ０１Ｂ ３２／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、前記酸性化合物の吸収により相分離する処理液とを用い、前記被処理ガスから前記酸性化合物を分離するガス処理装置であって、
前記処理液に前記被処理ガスを接触させる吸収器と、
前記被処理ガスと接触した前記処理液を加熱して酸性化合物を分離させる再生器とを備え、
前記吸収器および前記再生器のうちの少なくとも前記再生器は、少なくとも１個のタンクを含み、
前記タンクは、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる１または複数の界面面積増大部を含み、
前記１または複数の界面面積増大部の１つとして、前記処理液を撹拌する攪拌機が含まれる、
ガス処理装置。

【請求項2】

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相分離する処理液とを用い、前記被処理ガスから前記酸性化合物を分離するガス処理装置であって、
前記処理液に前記被処理ガスを接触させる吸収器と、
前記被処理ガスと接触した前記処理液を加熱して酸性化合物を分離させる再生器とを備え、
前記吸収器および前記再生器のうちの少なくとも前記再生器は、少なくとも１個のタンクを含み、
前記タンクは、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる１または複数の界面面積増大部を含み、
前記１または複数の界面面積増大部の１つとして、前記処理液内に気泡を送り込む気泡ノズルが含まれる、
ガス処理装置。

【請求項3】

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相分離する処理液とを用い、前記被処理ガスから前記酸性化合物を分離するガス処理装置であって、
前記処理液に前記被処理ガスを接触させる吸収器と、
前記被処理ガスと接触した前記処理液を加熱して酸性化合物を分離させる再生器とを備え、
前記吸収器および前記再生器のうちの少なくとも前記再生器は、少なくとも１個のタンクを含み、
前記タンクは、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる１または複数の界面面積増大部を含み、
前記１または複数の界面面積増大部の１つとして、前記処理液を前記タンク内に噴射させる噴射ノズルが含まれる、
ガス処理装置。

【請求項4】

前記噴射ノズルから噴射される前記処理液のスプレーパターンは、前記噴射の方向に対する交差断面で、中実状または環状で、かつ、その外形状が点状、線状、円状および多角形状のうちの何れかである、
請求項３に記載のガス処理装置。

【請求項5】

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相分離する処理液とを用い、前記被処理ガスから前記酸性化合物を分離するガス処理装置であって、
前記処理液に前記被処理ガスを接触させる吸収器と、
前記被処理ガスと接触した前記処理液を加熱して酸性化合物を分離させる再生器とを備え、
前記吸収器および前記再生器のうちの少なくとも前記再生器は、少なくとも１個のタンクを含み、
前記タンクは、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる１または複数の界面面積増大部を含み、
前記１または複数の界面面積増大部の１つとして、前記処理液の液膜を形成する濡れ壁が含まれる、
ガス処理装置。

【請求項6】

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相分離する処理液とを用い、前記被処理ガスから前記酸性化合物を分離するガス処理装置であって、
前記処理液に前記被処理ガスを接触させる吸収器と、
前記被処理ガスと接触した前記処理液を加熱して酸性化合物を分離させる再生器とを備え、
前記吸収器および前記再生器のうちの少なくとも前記再生器は、少なくとも１個のタンクを含み、
前記タンクは、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる１または複数の界面面積増大部を含み、
前記１または複数の界面面積増大部の１つとして、前記タンク内の空間を複数に隔てる充填剤が含まれる、
ガス処理装置。

【請求項7】

前記吸収器と前記再生器との間で熱を移送するヒートポンプをさらに備える、
請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のガス処理装置。

【請求項8】

前記吸収器は、複数であり、
前記再生器は、複数であり、
前記ヒートポンプは、前記複数の吸収器と前記複数の再生器とを１対１で熱を移送させる複数のヒートポンプ、または、前記複数の吸収器から成る吸収器セットと前記複数の再生器から成る再生器セットとの間で熱を移送させるヒートポンプである、
請求項７に記載のガス処理装置。

【請求項9】

前記ヒートポンプは、並流または向流によって前記加熱を行う、
請求項７に記載のガス処理装置。

【請求項10】

前記再生器に対して前記加熱を行う、前記ヒートポンプとは別個の独立した熱源をさらに備える、
請求項７に記載のガス処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の処理液を用いることによって被処理ガスから所定の物質を分離するガス処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被処理ガスから所定の物質を分離するガス処理装置およびガス処理方法が知られている。例えば、特許文献１には、化学吸収分離法を用いて二酸化炭素ガスを分離して回収する二酸化炭素ガス回収装置が開示されている。この特許文献１に開示された二酸化炭素ガス回収装置は、二酸化炭素ガスを含有する被分離ガスとリーン吸収液とを導入して接触させ、前記被分離ガス中の前記二酸化炭素ガスを吸収液に吸収させてリッチ吸収液を生成する吸収塔と、前記吸収塔から前記リッチ吸収液が供給されるとともに、前記リッチ吸収液を加熱して前記二酸化炭素ガスを分離させることにより前記リーン吸収液に再生する再生塔と、を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－２１２５１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、物質を分離する方法として、第１相部分と第２相部分とに液相で相分離（液相分離）する処理液を用いる方法がある（例えば特開２０１８－１８７５５３号公報参照）。この液相分離する処理液を用いる方法では、効率よく相互作用させる観点から、吸収側では処理液表面での気／液の界面における面積（接触面積）が広いほど好ましく、再生側では処理液表面および液相分離した処理液内での気／液／液の各界面における各面積（接触面積）が広いほど好ましい。前記処理液表面には、前記処理液の外表面だけで無く、例えば気泡等によって前記処理液中に生じる表面を含む。前記特許文献１に開示された装置に、この液相分離する処理液を用いる前記方法を適用しようとすると、前記特許文献１では、吸収塔や再生塔の塔が用いられているため、塔径に制約され、前記界面の面積（接触面積）を広げることが難しい。

【0005】

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、液相分離の処理液を用いる場合に、効率よく相互作用できるガス処理装置およびガス処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかるガス処理装置は、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、前記酸性化合物の吸収により相分離する処理液とを用い、前記被処理ガスから前記酸性化合物を分離する装置であって、前記処理液に前記被処理ガスを接触させる吸収器と、前記被処理ガスと接触した前記処理液を加熱して酸性化合物を分離させる再生器とを備え、前記吸収器および前記再生器のうちの少なくとも前記再生器は、少なくとも１個のタンクを含み、前記タンクは、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる１または複数の界面面積増大部を含む。前記１または複数の界面面積増大部の１つとして、前記処理液を撹拌する攪拌機が含まれる。

【0007】

このようなガス処理装置は、前記吸収器および前記再生器のうちの少なくとも前記再生器が少なくとも１個のタンクを含む。前記タンクでは、塔径の制約を受けないので、上記ガス処理装置は、前記界面の面積（接触面積）を広げることが可能となり、効率よく相互作用できる。ここで、タンクとは、本書において、タンクの水平断面の形状が円形である場合、タンクの直径に対する高さの比が３．５未満を言い（（タンク高さ）／（タンク直径）＜３．５））、タンクの水平断面の形状が楕円形や多角形である場合、水平断面の面積が等しい円（等価円）が求められ、この求められた等価円の直径（換算直径）が前記タンク直径とされる（（タンク高さ）／（換算直径）＜３．５）。
また、前記タンクが、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる界面面積増大部を備えるので、効率よく相互作用できる。効率よく相互作用できるので、ガス処理装置のコンパクト化を図ることができる。界面の面積を増大させるので、処理液の性能の最大化を図ることができる。前記タンクが前記再生器に含まれるため、前記界面面積増大部により、液相分離した処理液内での液／液の各界面における接触を促進でき、再生側で効率よく相互作用できる。
さらに、攪拌機による撹拌によって、界面の面積を増大でき、効率よく相互作用できる。

【0008】

他の一態様では、上述のガス処理装置において、前記吸収器と前記再生器との間で熱を移送するヒートポンプをさらに備える。

【0009】

このようなガス処理装置は、ヒートポンプを備えるので、省エネルギーを図ることができ、再生のために外部から再生器に投入されるエネルギーを低減できる。

【0010】

他の一態様では、上述のガス処理装置において、前記吸収器は、複数であり、前記再生器は、複数であり、前記ヒートポンプは、前記複数の吸収器と前記複数の再生器とを１対１で熱を移送させる複数のヒートポンプ、または、前記複数の吸収器から成る吸収器セットと前記複数の再生器から成る再生器セットとの間で熱を移送させるヒートポンプである。

【0011】

このようなガス処理装置は、複数の吸収器および複数の再生器に対しヒートポンプを設けるので、複数の吸収器と複数の再生器との間で熱を有効に活用できる。

【0012】

他の一態様では、これら上述のガス処理装置において、前記ヒートポンプは、並流または向流によって前記加熱を行う。

【0013】

ヒートポンプでは、一般に、熱交換する相互間の温度差が少ないほど交換効率が良い（高い）。上記ガス処理装置は、ヒートポンプが配設される吸収器および再生器の各温度分布に応じて並流または向流が選ばれることにより、ヒートポンプにおける熱の回収効率を向上できる。

【0014】

他の一態様では、これら上述のガス処理装置において、前記再生器に対して前記加熱を行う、前記ヒートポンプとは別個の独立した熱源をさらに備える。

【0015】

このようなガス処理装置は、独立の熱源を備えるので、ヒートポンプの熱に加えて独立の熱源の熱を再生器に供給できる。特に、ヒートポンプの熱が再生に不足する場合に、その不足分を独立の熱源で補うことができる。

【0020】

本発明の他の一態様にかかるガス処理装置は、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、前記酸性化合物の吸収により相分離する処理液とを用い、前記被処理ガスから前記酸性化合物を分離する装置であって、前記処理液に前記被処理ガスを接触させる吸収器と、前記被処理ガスと接触した前記処理液を加熱して酸性化合物を分離させる再生器とを備え、前記吸収器および前記再生器のうちの少なくとも前記再生器は、少なくとも１個のタンクを含み、前記タンクは、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる１または複数の界面面積増大部を含む。前記１または複数の界面面積増大部の１つとして、前記処理液内に気泡を送り込む気泡ノズルが含まれる。

【0021】

このようなガス処理装置では、前記タンクが、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる界面面積増大部を備えるので、効率よく相互作用できる。効率よく相互作用できるので、ガス処理装置のコンパクト化を図ることができる。界面の面積を増大させるので、処理液の性能の最大化を図ることができる。前記タンクが前記再生器に含まれるため、前記界面面積増大部により、液相分離した処理液内での液／液の各界面における接触を促進でき、再生側で効率よく相互作用できる。また、気泡を送り込むことによって、界面の面積を増大でき、効率よく相互作用できる。

【0024】

本発明の他の一態様にかかるガス処理装置は、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、前記酸性化合物の吸収により相分離する処理液とを用い、前記被処理ガスから前記酸性化合物を分離する装置であって、前記処理液に前記被処理ガスを接触させる吸収器と、前記被処理ガスと接触した前記処理液を加熱して酸性化合物を分離させる再生器とを備え、前記吸収器および前記再生器のうちの少なくとも前記再生器は、少なくとも１個のタンクを含み、前記タンクは、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる１または複数の界面面積増大部を含む。前記１または複数の界面面積増大部の１つとして、前記処理液を前記タンク内に噴射させる噴射ノズルが含まれる。好ましくは、上述のガス処理装置において、前記噴射ノズルから噴射される前記処理液のスプレーパターンは、前記噴射の方向に対する交差断面で、中実状または環状で、かつ、その外形状が点状、線状、円状および多角形状のうちの何れかである。ここで、円状には、真円だけでなく、楕円を含む。

【0025】

このようなガス処理装置では、前記タンクが、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる界面面積増大部を備えるので、効率よく相互作用できる。効率よく相互作用できるので、ガス処理装置のコンパクト化を図ることができる。界面の面積を増大させるので、処理液の性能の最大化を図ることができる。前記タンクが前記再生器に含まれるため、前記界面面積増大部により、液相分離した処理液内での液／液の各界面における接触を促進でき、再生側で効率よく相互作用できる。また、噴射ノズルで処理液を拡散することによって、界面の面積を増大でき、効率よく相互作用できる。

【0026】

本発明の他の一態様にかかるガス処理装置は、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、前記酸性化合物の吸収により相分離する処理液とを用い、前記被処理ガスから前記酸性化合物を分離する装置であって、前記処理液に前記被処理ガスを接触させる吸収器と、前記被処理ガスと接触した前記処理液を加熱して酸性化合物を分離させる再生器とを備え、前記吸収器および前記再生器のうちの少なくとも前記再生器は、少なくとも１個のタンクを含み、前記タンクは、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる１または複数の界面面積増大部を含む。前記１または複数の界面面積増大部の１つとして、前記処理液の液膜を形成する濡れ壁が含まれる。

【0027】

このようなガス処理装置では、前記タンクが、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる界面面積増大部を備えるので、効率よく相互作用できる。効率よく相互作用できるので、ガス処理装置のコンパクト化を図ることができる。界面の面積を増大させるので、処理液の性能の最大化を図ることができる。前記タンクが前記再生器に含まれるため、前記界面面積増大部により、液相分離した処理液内での液／液の各界面における接触を促進でき、再生側で効率よく相互作用できる。また、濡れ壁で液膜を形成することによって、界面の面積を増大でき、効率よく相互作用できる。

【0028】

本発明の他の一態様にかかるガス処理装置は、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、前記酸性化合物の吸収により相分離する処理液とを用い、前記被処理ガスから前記酸性化合物を分離する装置であって、前記処理液に前記被処理ガスを接触させる吸収器と、前記被処理ガスと接触した前記処理液を加熱して酸性化合物を分離させる再生器とを備え、前記吸収器および前記再生器のうちの少なくとも前記再生器は、少なくとも１個のタンクを含み、前記タンクは、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる１または複数の界面面積増大部を含む。前記１または複数の界面面積増大部の１つとして、前記タンク内の空間を複数に隔てる充填剤が含まれる。

【0029】

このようなガス処理装置では、前記タンクが、液相分離した処理液の液相部分同士の界面接触を促進させる界面面積増大部を備えるので、効率よく相互作用できる。効率よく相互作用できるので、ガス処理装置のコンパクト化を図ることができる。界面の面積を増大させるので、処理液の性能の最大化を図ることができる。前記タンクが前記再生器に含まれるため、前記界面面積増大部により、液相分離した処理液内での液／液の各界面における接触を促進でき、再生側で効率よく相互作用できる。また、充填剤でタンク内の空間を複数に隔てることによって、界面の面積を増大でき、効率よく相互作用できる。

【発明の効果】

【0032】

本発明にかかるガス処理装置およびガス処理方法は、液相分離の処理液を用いる場合に、効率よく相互作用できる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】第１実施形態におけるガス処理装置の構成を概略的に示す図である。

【図2】第２実施形態におけるガス処理装置の構成を概略的に示す図である。

【図3】第３実施形態におけるガス処理装置の構成を概略的に示す図である。

【図4】前記ガス処理装置のタンクに備えられる第１態様の界面面積増大部を説明するための図である。

【図5】前記ガス処理装置のタンクに備えられる第２および第３態様の各界面面積増大部を説明するための図である。

【図6】前記ガス処理装置のタンクに備えられる第４態様の界面面積増大部を説明するための図である。

【図7】前記第４態様の界面面積増大部におけるスプレーパターンを説明するための図である。

【図8】前記ガス処理装置のタンクに備えられる第５および第６態様の各界面面積増大部を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、図面を参照して、本発明の１または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

【0035】

実施形態におけるガス処理装置は、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、前記酸性化合物の吸収により相分離する処理液とを用い、前記被処理ガスから前記酸性化合物を分離する装置である。このガス処理装置は、前記処理液に前記被処理ガスを接触させる吸収器と、前記被処理ガスと接触した前記処理液を加熱して酸性化合物を分離させる再生器とを備える。そして、このガス処理装置では、前記吸収器および前記再生器のうちの少なくとも何れかは、少なくとも１個のタンクを含む。以下、このようなガス処理装置を第１ないし第３実施形態を用いてより具体的に説明する。

【0036】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態におけるガス処理装置の構成を概略的に示す図である。図１Ａは、吸収器でヒートポンプ内の冷媒と吸収液との流れが向流であって再生器でヒートポンプ内の冷媒と吸収液との流れが並流であるヒートポンプが用いられる場合を示し、図１Ｂは、これとは逆に、吸収器でヒートポンプ内の冷媒と吸収液との流れが並流であって再生器でヒートポンプ内の冷媒と吸収液との流れが向流であるヒートポンプが用いられる場合を示す。

【0037】

第１実施形態におけるガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、１個の吸収器１０と、１個の再生器２１を備え、この１個の再生器２１が１個のタンクを含む。このような第１実施形態におけるガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂにおいて、まず、図１Ａに示すヒートポンプＨＰａを用いたガス処理装置Ｓ１ａについて説明し、続いて、図１Ｂに示すヒートポンプＨＰｂを用いたガス処理装置Ｓ１ｂについて説明する。

【0038】

このガス処理装置Ｓ１ａは、例えば、図１Ａに示すように、吸収器１０と、再生器２１と、第１流路３１と、第２流路３２と、並流のヒートポンプＨＰａとを備える。

【0039】

第１流路３１は、吸収器１０から処理液を抜き出して再生器２１に導入させる部材であり、第２流路３２は、再生器２１から処理液を抜き出して吸収器１０に還流させる部材である。第１および第２流路３１、３２によって、処理液を吸収器１０と再生器２１との間で循環させる循環路が形成される。本実施形態では、吸収器１０から再生器２１へ向かう処理液と、再生器２１から吸収器１０へ向かう処理液との間で熱を交換する熱交換器４４が、第１流路上かつ第２流路上に備えられる。熱交換器４４は、例えばプレート熱交換器またはマイクロチャネル熱交換器を備えて構成される。これにより、エネルギー効率を向上することができる。なお、この熱交換器４４は、省略されても構わない。

【0040】

吸収器１０は、被処理ガスと処理液とを接触させる装置であり、第１実施形態では、被処理ガスと処理液とを収容する塔の容器を備えて構成される。前記被処理ガスは、水への溶解で酸を生じる酸性化合物を含むガスであり、例えば燃焼排ガス等である。前記処理液は、酸性化合物の吸収により液相で相分離する液であり、所定の条件に従い酸性化合物を吸収、分離する。吸収器１０は、被処理ガスと処理液とを接触させることによって、被処理ガス中の酸性化合物を処理液に吸収させ、酸性化合物が除去されたガス（処理ガス）を排出し、酸性化合物を吸収した処理液を貯留する。このような吸収器１０は、被処理ガスと処理液とを連続的に接触させられる装置であれば構わず、例えば、被処理ガスの流路に処理液を噴霧するもの、被処理ガスの流路に配置される充填剤を伝って処理液を流下させるもの、被処理ガスおよび処理液をそれぞれ多数の微細な流路に導入して被処理ガスの微細流路と処理液の微細流路とをそれぞれ合流させるもの等を用いることができる。なお、吸収器１０における、処理液への酸性化合物の吸収では、発熱反応が生じる。酸性化合物が二酸化炭素である場合、二酸化炭素の吸収量１ｔ当たりの発熱量は、約１．８ＧＪである。吸収器１０で発生する反応熱は、被処理ガスおよび処理液の温度を上昇させる。

【0041】

吸収器１０には、被処理ガスを供給するガス供給路１２と、処理後の処理ガスを排出するガス排出路１３と、処理液を再生器２１に送るための第１流路３１と、再生器２１から処理液を吸収器１０に戻すための第２流路３２と、が接続される。ガス供給路１２は、吸収器１０の下部に接続され、ガス排出路１３は、吸収器１０の上端部に接続される。第１流路３１は、吸収器１０の下端部または下端部近傍に接続される。すなわち、第１流路３１は、吸収器１０内に溜まった処理液を抜き出すことができる位置に接続される。第１流路３１には、所定の圧力で処理液を送り出すポンプ４２と、処理液の流量を調節する制御弁４３とが配設される。図１Ａに示す例では、吸収器１０と熱交換器４４との間に、ポンプ４２および制御弁４３が配設されている。ポンプ４２は、例えば、羽根状の回転子を有するポンプ（遠心ポンプ、軸流ポンプ等）、ギアポンプ、スクリューポンプ、往復動ポンプ等である。第２流路３２は、吸収器１０の上部に接続される。すなわち、第２流路３２は、再生器２１から還流された処理液を上から流下できる位置に接続される。第２流路３２には、処理液を冷却する冷却器４１が配設される。図１Ａに示す例では、吸収器１０と熱交換器４４との間に、冷却器４１が配設されている。

【0042】

ここで、下端部とは、容器の底であり、上端部とは、容器の天井であり、下端部近傍とは、容器における底近傍の壁であり、上端部近傍とは、容器における天井近傍の壁である。

【0043】

再生器２１は、吸収器１０で被処理ガスと接触した処理液を加熱して酸性化合物を分離させる装置であり、第１実施形態では、処理液と酸性化合物とを収容するタンクの容器を備えて構成される。タンクとは、本書において、タンクの水平断面の形状が円形である場合、タンクの直径に対する高さの比が３．５未満を言い（（タンク高さ）／（タンク直径）＜３．５））、タンクの水平断面の形状が楕円形や多角形である場合、水平断面の面積が等しい円（等価円）が求められ、この求められた等価円の直径（換算直径）が前記タンク直径とされる（（タンク高さ）／（換算直径）＜３．５）。以下も同様である。この定義に従い、一例では、直径１ｍであって高さ３ｍの中空な円柱形状の容器は、本書でのタンクに該当する一方、直径１ｍであって高さ４ｍの中空な円柱形状の容器は、本書でのタンクに該当せず、塔に該当する。タンクは、例えば、水平断面の形状が円形や楕円形や多角形等である中空な箱体であり、一例では、有底有蓋の中空な円柱形状の容器や、有底有蓋の中空な直方体形状の容器等である。再生器２１は、吸収器１０からの処理液が貯留され、この貯留された処理液を加熱することによって、酸性化合物を脱離させる。再生器２１における、処理液からの酸性化合物の脱離では、吸熱反応が生じる。再生器２１は、処理液を加熱すると、酸性化合物が脱離するだけでなく、処理液中の水が蒸発する。

【0044】

再生器２１には、第１流路３１と、第２流路３２とが接続される。第１流路３１は、再生器２１の上部に接続されており、吸収器１０から導出された処理液を再生器２１内に導入させる。第２流路３２は、再生器２１の下端部または下端部近傍に接続されており、再生器２１内に貯留された処理液を導出させる。第２流路３２には、所定の圧力で処理液を送り出すポンプ４６と、処理液の流量を調節する制御弁４５とが配設される。図１Ａに示す例では、再生器２１と熱交換器４４との間に、ポンプ４６および制御弁４５が配設されている。

【0045】

再生器２１には、供給部５０と熱源５７とが設けられている。

【0046】

供給部５０は、再生器２１内で得られた酸性化合物を供給先に供給する装置である。供給部５０は、例えば、第１供給路５１と、凝縮器（コンデンサ）５２と、収容容器５３と、第２供給路５４と、第３供給路５５とを備える。第１供給路５１は、その一方が再生器２１の上端部に接続され、その他方が収容容器５３の上部に接続され、再生器２１で処理液から蒸発した酸性化合物のガスと水蒸気との混合気体を再生器２１から収容容器５３へ送る。第１供給路５１には、凝縮器５２が設けられ、凝縮器５２は、前記混合気体を冷却することによって水蒸気を凝縮し、前記混合気体から水蒸気を水として分離する。凝縮器５２としては、川水等の安価な冷却水を用いた熱交換器を用いることができる。収容容器５３は、酸性化合物のガスと水とを収容する。第２供給路５４は、収容容器５３の上端部に接続され、酸性化合物のガスを前記供給先へ送る。第３供給路５５は、その一方が収容容器５３の下端部に接続され、その他方が再生器２１の上部に接続され、収容容器５５に貯留された水を再生器２１へ戻す。

【0047】

熱源５７は、再生器２１に対して加熱を行う装置であり、ヒートポンプＨＰａとは別個の独立した装置である。熱源５７は、再生器２１内の処理液を加熱できれば、様々な形態を用いることができる。例えば、熱源５７は、再生器２１の下部に接続され、処理液を再生器２１から導出して再び前記再生器２１内に導入させる加熱循環路と、前記加熱循環路に設けられた加熱器とを備えて構成される。前記加熱器は、例えば、電気、蒸気、バーナー等で加熱する装置である。あるいは、例えば、熱源５７は、再生器２１の内部に設けられ、処理液を直接的に加熱する加熱器を備えて構成される。

【0048】

ヒートポンプＨＰａは、吸収器１０と再生器２１との間で熱を移送する装置である。図１Ａに示す例では、ヒートポンプＨＰａは、吸収器１０ではヒートポンプ内の冷媒と吸収液との流れが向流であり、再生器２１ではヒートポンプ内の冷媒と吸収液との流れが並流である。そして、このヒートポンプＨＰａは、再生器２１に導入される、吸収器１０で被処理ガスと接触した処理液に対し冷媒を並流させて前記処理液の加熱を行う。並流のヒートポンプは、吸収液の流れを基準に、熱交換を行う２流体が同方向に流れる装置であり、したがって、ヒートポンプＨＰａにおける再生器２１では、熱交換の際に前記処理液と冷媒とが基本的に同方向に流れる。このようなヒートポンプＨＰａは、例えば、蒸発器６０と、往路流路６１と、圧縮器６２と、凝縮器６３と、復路流路６４と、膨張器６５とを備える。往路流路６１は、その一方が吸収器１０の上部に接続され、吸収器１０内に配設された蒸発器６０の他方と接続され、その他方が再生器２１の上部に接続され、再生器２１内に配設された凝縮器６３の一方と接続される。復路流路６４は、その一方が再生器２１の下部に接続され、再生器２１内に配設された凝縮器６３の他方と接続され、その他方が吸収器１０の下部に接続され、吸収器１０内に配設された蒸発器６０の一方と接続される。したがって、蒸発器６０、往路流路６１、凝縮器６３および復路流路６４は、この順で順次に接続され、復路流路６４が蒸発器６０に接続されることで、閉ループ状の循環路が形成され、この循環路内の冷媒が封入される。圧縮器６２は、往路流路６１に設けられ、膨張器６５は、復路流路６４に設けられる。蒸発器６０は、例えば１または複数の伝熱管を備えて構成され、吸収器１０内に配置される。吸収器１０内では、上述のように発熱反応が生じている。蒸発器６０内を流れる液状の冷媒は、この熱によって加熱されて蒸発する。ガス状の冷媒は、圧縮器６２よって圧縮されて往路流路６１を介して凝縮器６３内に流入する。凝縮器６３は、再生器２１に導入される、吸収器１０で被処理ガスと接触した処理液に対し冷媒を並流させる例えば１または複数の伝熱管を備えて構成され、再生器２１内に配置される。再生器２１内では、上述のように吸熱反応が生じている。凝縮器６３内を流れるガス状の冷媒は、この吸熱反応により凝縮する。この凝縮した液状の冷媒は、膨張器６５によって膨張して復路流路６４を介して蒸発器６０に戻る。このように、冷媒の循環によって、吸収器１０の反応熱が再生器２１へ熱輸送される。

【0049】

ここで、熱交換の伝熱速度は、伝熱面積に依存する。第１実施形態では、吸収器１０は、塔の容器を備えて構成されるので、塔の吸収器１０内に配設される伝熱管は、塔径によって制約され、したがって、伝熱面積も塔径によって制約される。一方、再生器２１は、タンクの容器を備えて構成されるので、塔径による伝熱面積の制約から解放され、再生器２１の高さを高くすることなく幅および奥行きの少なくとも一方を延ばすことで、十分な伝熱面積を確保し易くなる。この結果、ヒートポンプの熱交換量が向上できる。

【0050】

次に、ヒートポンプＨＰｂを用いたガス処理装置Ｓ１ｂについて説明する。このガス処理装置Ｓ１ｂは、図１Ｂに示すように、図１Ａに示すガス処理装置Ｓ１ａにおいて、ヒートポンプＨＰａに代え、ヒートポンプＨＰｂを用いる点を除き、残余の構成が図１Ａに示すガス処理装置Ｓ１ａと同様である。以下、相違点のヒートポンプＨＰｂのみを説明し、残余の構成の説明を省略する。

【0051】

ヒートポンプＨＰｂは、吸収器１０と再生器２１との間で熱を移送する装置である。図１Ｂに示す例では、ヒートポンプＨＰｂは、吸収器１０ではヒートポンプ内の冷媒と吸収液との流れが並流であり、再生器２１ではヒートポンプ内の冷媒と吸収液との流れが向流である。そして、このヒートポンプＨＰｂは、再生器２１に導入される、吸収器１０で被処理ガスと接触した処理液に対し冷媒を向流させて前記処理液の加熱を行う。向流のヒートポンプは、吸収液の流れを基準に、熱交換を行う２流体が互いに向き合う方向に流れる装置であり、したがって、ヒートポンプＨＰｂにおける再生器２１では、熱交換の際に前記処理液と冷媒とが基本的に対向方向に流れる。このようなヒートポンプＨＰｂは、例えば、蒸発器６６と、復路流路６７と、膨張器６８と、凝縮器６９と、往路流路７０と、圧縮器７１とを備える。往路流路７０は、その一方が吸収器１０の下部に接続され、吸収器１０内に配設された蒸発器６６の他方と接続され、その他方が再生器２１の下部に接続され、再生器２１内に配設された凝縮器６９の一方と接続される。復路流路６７は、その一方が再生器２１の上部に接続され、再生器２１内に配設された凝縮器６９の他方と接続され、その他方が吸収器１０の上部に接続され、吸収器１０内に配設された蒸発器６６の一方と接続される。したがって、蒸発器６６、往路流路７０、凝縮器６９および復路流路６７は、この順で順次に接続され、復路流路６７が蒸発器６６に接続されることで、閉ループ状の循環路が形成され、この循環路内の冷媒が封入される。圧縮器７１は、往路流路７０に設けられ、膨張器６８は、復路流路７０に設けられる。蒸発器６６は、例えば１または複数の伝熱管を備えて構成され、吸収器１０内に配置される。吸収器１０内では、上述のように発熱反応が生じている。蒸発器６６内を流れる液状の冷媒は、この熱によって加熱されて蒸発する。ガス状の冷媒は、圧縮器７１よって圧縮されて往路流路６７を介して凝縮器６９内に流入する。凝縮器６９は、再生器２１に導入される、吸収器１０で被処理ガスと接触した処理液に対し冷媒を向流させる例えば１または複数の伝熱管を備えて構成され、再生器２１内に配置される。再生器２１内では、上述のように吸熱反応が生じている。凝縮器６９内を流れるガス状の冷媒は、この吸熱反応により凝縮する。この凝縮した液状の冷媒は、膨張器６８によって膨張して復路流路６７を介して蒸発器６６に戻る。このように、冷媒の循環によって、吸収器１０の反応熱が再生器２１へ熱輸送される。

【0052】

次に、これらガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂにおける酸性酸化物および処理液について、説明する。

【0053】

酸性化合物は、水溶液が酸性となるものであれば特に限定されない。例えば塩化水素、二酸化炭素、二酸化硫黄、二硫化炭素等が挙げられる。

【0054】

処理液（吸収剤）は、酸性化合物を可逆的に吸収脱離できる吸収剤である。処理液は、例えば、水、アミン化合物および有機溶剤を含むアルカリ性の吸収剤である。アミン化合物は、３０ｗｔ％、有機溶剤は、６０ｗｔ％、水は、１０ｗｔ％とすることが望ましい。

【0055】

アミン化合物は、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級アミン等が挙げられる。

【0056】

有機溶剤は、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られても構わない。

【0057】

アミン化合物および有機溶剤のそれぞれの溶解度パラメータが所定の範囲に収まっていることが好ましい。溶解度パラメータは、以下の式１で示される。
式１；δ＝（（△Ｈ－ＲＴ）/Ｖ）１／２
ここで、ΔＨは、モル蒸発潜熱であり、Ｒは、ガス定数であり、Ｔは、絶対温度であり、Ｖは、モル体積である。

【0058】

表１に示すように、水、アミン化合物および有機溶剤を含む吸収剤において、アミン化
合物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／ｃｍ３）１／２以上４．２（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２以下となるように、アミン化合物および有機溶剤の組合せを選択することによって、酸性化合物の吸収により酸性化合物の含有率が高い相と酸性化合物の含有率が低い相とに２相分離される。溶解度パラメータの差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２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２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において、「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２液相に分離したことを意味する。「混和せず」とは、二酸化炭素の吸収前から２液相状態で単一液相を形成しなかったことを意味する。「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。

【0059】

【表1】

【0060】

このような第１実施形態におけるガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂでは、まず、吸収器１０において、被処理ガスと処理液とが接触される（吸収工程）。より具体的には、吸収器１０には、ガス供給路１２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。吸収器１０には、第２流路３２を通して吸収液が導入される。吸収液は、吸収器１０内を流下し、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。吸収器１０内には、二酸化炭素を吸収した処理液が貯留される。二酸化炭素と接触した処理液は、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。この二酸化炭素と接触した処理液は、吸収器１０から第１流路３１に導出され、ポンプ４２で圧力調整され、制御弁４３で流量が調整され、再生器２１に導入される。前記吸収により、発熱反応が生じ、蒸発器６０、６６内を流れる液状の冷媒は、この熱によって加熱されて蒸発する。ガス状の冷媒は、圧縮器６２、７１よって圧縮されて往路流路６１、７０を介して凝縮器６３、６９内に流入する。

【0061】

次に、再生器２１において、処理液を加熱することにより、処理液から二酸化炭素が分離される（再生工程）。より具体的には、再生器２１内では、処理液が流下しながら加熱され、処理液から二酸化炭素が分離される。処理液が加熱されると処理液から蒸発した水蒸気が得られることがある。処理液から分離された二酸化炭素および水蒸気は、供給部５０を流れる。供給部５０において、水蒸気は、凝縮器５２で凝縮し、収容容器５３および第３供給路５５を介して再生器２１に戻される。前記分離では、吸熱反応が生じ、凝縮器６３、６９内を流れるガス状の冷媒は、この吸熱反応により凝縮する。この凝縮した液状の冷媒は、膨張器６５、６８によって減圧して復路流路６４、６７を介して蒸発器６０、６６に戻る。

【0062】

以上説明したように、第１実施形態におけるガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、吸収器１０および再生器２１のうちの少なくとも何れかが少なくとも１個のタンクを含む。上述の例では、再生器２１が１個のタンクを含む。前記タンクでは、塔径の制約を受けないので、上記ガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、前記界面の面積（接触面積）を広げることが可能となり、効率よく相互作用できる。

【0063】

上記ガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、ヒートポンプＨＰａ、ＨＰｂを備えるので、省エネルギーを図ることができ、再生のために外部から再生器２１に投入されるエネルギーを低減できる。

【0064】

ヒートポンプでは、一般に、熱交換する相互間の温度差が少ないほど交換効率がよい（高い）。上記ガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、ヒートポンプが配設される吸収器１０および再生器２１の各温度分布に応じて並流または向流が選ばれることにより、ヒートポンプにおける熱の回収効率を向上できる。

【0065】

上記ガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、独立の熱源５７を備えるので、ヒートポンプＨＰａ、ＨＰｂの熱に加えて独立の熱源５７の熱を再生器２１に供給できる。特に、ヒートポンプＨＰａ、ＨＰｂの熱が再生に不足する場合に、その不足分を独立の熱源５７で補うことができる。

【0066】

なお、上述の第１実施形態におけるガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、塔を含む吸収器１０と、タンクを含む再生器２１とを備えたが、タンクを含む吸収器と、塔を含む再生器とを備えて構成されても構わない。

【0067】

次に、別の実施形態について説明する。

【0068】

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態におけるガス処理装置の構成を概略的に示す図である。図２Ａは、吸収器で吸収液の流れに対して向流（すなわち、ヒートポンプ内の冷媒と吸収液との流れが向流）であって再生器で吸収液の流れに対して並流（すなわち、ヒートポンプ内の冷媒と吸収液との流れが並流）であるヒートポンプが用いられる場合を示し、図２Ｂは、これとは逆に、吸収器でヒートポンプ内の冷媒と吸収液との流れが並流あって再生器でヒートポンプ内の冷媒と吸収液との流れが向流であるヒートポンプが用いられる場合を示す。

【0069】

第１実施形態におけるガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、タンクを含む再生器２１を備える一方、塔を含む吸収器１０を備えたが、第２実施形態におけるガス処理装置Ｓ２ａ、Ｓ２ｂは、タンクを含む再生器２１を備えるとともに、タンクを含む吸収器１１を備える。すなわち、第２実施形態におけるガス処理装置Ｓ２ａ、Ｓ２ｂは、１個の吸収器１１と、１個の再生器２１とを備え、この１個の吸収器１１が１個のタンクを含み、この１個の再生器２１が１個のタンクを含む。そして、第２実施形態におけるガス処理装置Ｓ２ａは、ヒートポンプＨＰａを備え、第２実施形態におけるガス処理装置Ｓ２ｂは、ヒートポンプＨＰｂを備える。

【0070】

これら第２実施形態におけるガス処理装置Ｓ２ａ、Ｓ２ｂは、それぞれ、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、図１Ａおよび図１Ｂに示すガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂにおいて、塔を含む吸収器１０に代え、タンクを含む吸収器１１を用いる点を除き、残余の構成が図１Ａおよび図１Ｂに示すガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂと同様である。以下、相違点の吸収器１１のみを説明し、残余の構成の説明を省略する。

【0071】

吸収器１１は、第１実施形態と同様に、被処理ガスと処理液とを接触させる装置であり、第２実施形態では、被処理ガスと処理液とを収容するタンクの容器を備えて構成される。タンクは、再生器２１のタンクと同様に、例えば、水平断面の形状が、円形、楕円形または多角形等である中空な箱体であり、一例では、中空な直方体形状の容器である。吸収器１１は、被処理ガスと処理液とを接触させることによって、被処理ガス中の酸性化合物を処理液に吸収させ、酸性化合物が除去された処理ガスを排出し、酸性化合物を吸収した処理液を貯留する。このような吸収器１１も、第１実施形態の吸収器１０と同様に、被処理ガスと処理液とを連続的に接触させられる装置であれば構わない。吸収器１１で発生する反応熱は、被処理ガスおよび処理液の温度を上昇させる。

【0072】

吸収器１１には、ガス供給路１２、ガス排出路１３、第１および第２流路３１、３２が接続される。ガス供給路１２は、吸収器１１の下部に接続され、ガス排出路１３は、吸収器１１の上端部に接続される。第１流路３１は、吸収器１１の下端部または下端部近傍に接続される。すなわち、第１流路３１は、吸収器１１に溜まった処理液を抜き出すことができる位置に接続される。第２流路３２は、吸収器１１の上部に接続される。すなわち、第２流路３２は、再生器２１から還流された処理液を上から流下できる位置に接続される。

【0073】

このような第２実施形態におけるガス処理装置Ｓ２ａ、Ｓ２ｂは、第１実施形態におけるガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂと同様の作用効果を奏する。

【0074】

次に、別の実施形態について説明する。

【0075】

（第３実施形態）
図３は、第３実施形態におけるガス処理装置の構成を概略的に示す図である。図３Ａは、複数の吸収器と複数の再生器との間で、１対１で熱を移送する複数のヒートポンプが用いられる場合を示し、図３Ｂは、複数の吸収器および複数の再生器それぞれを１群に纏めて熱を移送させるヒートポンプが用いられる場合を示す。図３Ａおよび図３Ｂは、吸収器で吸収液の流れに対して向流であって再生器で吸収液の流れに対して並流であるヒートポンプが用いられる場合を示す。

【0076】

第１および第２実施形態におけるガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ；Ｓ２ａ、Ｓ２ｂは、１個の吸収器１０、１１と、１個の再生器２１と、１個のヒートポンプＨＰａ、ＨＰｂを備えて構成されたが、第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ３ａ、Ｓ３ｃは、複数の吸収器１０、１１と、複数の再生器２１を備えて構成される。そして、ガス処理装置Ｓ３ａは、前記複数の吸収器１０、１１と前記複数の再生器２１とを１対１で熱を移送させる複数のヒートポンプを備えて構成される。一方、ガス処理装置Ｓ３ｃは、前記複数の吸収器１０、１１から成る吸収器セットと前記複数の再生器２１から成る再生器セットとの間で熱を移送させるヒートポンプを備えて構成される。このような第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ３ａ、Ｓ３ｃにおいて、まず、１対１でのヒートポンプを用いたガス処理装置Ｓ３ａについて説明し、続いて、セットでのヒートポンプを用いたガス処理装置Ｓ３ｃについて説明する。以下の説明では、２個の吸収器１１（１１－１、１１－２）が２段で構成され、２個の再生器２１（２１－１、２１－２）が２段で構成される例について説明するが、これに限定されるものではなく、第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ３ａ、Ｓ３ｃは、複数の吸収器１１が３個以上（例えば３個または４個等）であって、複数の再生器２１が３個以上（例えば３個または４個等）であって、３段以上（例えば３段または４段等）で構成されても構わない。

【0077】

この第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ３ａは、図３Ａに示すように、図２Ａに示すガス処理装置Ｓ２ａにおいて、１個の吸収器１１に代え、２個の第１および第２吸収器１１－１、１１－２を用いる点、１個の再生器２１に代え、２個の第１および第２再生器２１－１、２１－２を用いる点、および、１個のヒートポンプＨＰａに代え、２個の第１および第２ヒートポンプＨＰａ－１、ＨＰａ－２を用いる点を除き、残余の構成が図２Ａに示すガス処理装置Ｓ２ａと同様である。以下、これら上述の相違点のみを説明し、残余の構成の説明を省略する。

【0078】

これら２個の第１および第２吸収器１１－１、１１－２は、それぞれ、第２実施形態と同様に、被処理ガスと処理液とを接触させる装置であり、被処理ガスと処理液とを収容するタンクの容器を備えて構成される。そして、第３実施形態では、これら２個の第１および第２吸収器１１－１、１１－２は、２段で構成され、このため、ガス処理装置Ｓ３ａは、これら２個の第１および第２吸収器１１－１、１１－２の間を連通（連絡）する第１および第２吸収側連通路（吸収側連絡路）１４、１５を備える。

【0079】

第１吸収器１１－１には、ガス排出路１３と、第２流路３２と、第１および第２吸収側連通路１４、１５とが接続される。ガス排出路１３は、第１吸収器１１－１の上端部に接続され、第２流路３２は、第１吸収器１１－１の上部に接続される。第１吸収側連通路１４は、第１吸収器１１－１の下端部に接続され、第２吸収側連通路１５は、第１吸収器１１－１の下部に接続される。

【0080】

第２吸収器１１－２には、ガス供給路１２と、第１流路３１と、第１および第２吸収側連通路１４、１５とが接続される。ガス供給路１２は、第２吸収器１１－２の下部に接続され、第１流路３１は、第２吸収器１１－２の下端部または下端部近傍に接続される。第１吸収側連通路１４は、第２吸収器１１－２の上部に接続され、第２吸収側連通路１５は、上流側の吸収器１１－２の上端部に接続される。

【0081】

２個の第１および第２再生器２１－１、２１－２は、それぞれ、第２実施形態と同様に、吸収側で被処理ガスと接触した処理液を加熱して酸性化合物を分離させる装置であり、処理液と酸性化合物とを収容するタンクの容器を備えて構成される。そして、第３実施形態では、これら２個の第１および第２再生器２１－１、２１－２は、２段で構成され、このため、ガス処理装置Ｓ３ａは、これら２個の再生器２１－１、２１－２の間を連通（連絡）する第１および第２再生側連通路（再生側連絡路）２２、２３を備える。

【0082】

第１再生器２１－１には、第１流路３１と、第１および第２再生側連通路２２、２３とが接続され、供給部５０と、熱源５７と同様な熱源５７－１とが、付設される。第１流路３１は、第１再生器２１－１の上部に接続される。第１再生側連通路２２は、第１再生器２１－１の下部に接続され、第２再生側連通路２３は、第１再生器２１－１の下端部に接続される。供給部５０の第１供給路５１は、第１再生器２１－１の上端部に接続され、供給部５０の第３供給路５５は、第１再生器２１－１の上部に接続される。

【0083】

第２再生器２１－２には、第２流路３２と、第１および第２再生側連通路２２、２３とが接続され、熱源５７と同様な熱源５７－２が付設される。第２流路３２は、第２再生器２１－２の下端部または下端部近傍に接続される。第１再生側連通路２２は、第２再生器２１－１の上端部に接続され、第２再生側連通路２３は、第２再生器２１－２の上部に接続される。

【0084】

ここで、この図３に示す例では、処理液中の酸性化合物をより効率的に分離するために、第１流路３１は、より詳しくは、熱交換器４４の下流側で、２個に分岐して第１Ａ流路３１－１および第１Ｂ流路３１－２を備え、第１Ａ流路３１－１が第１再生器２１－１の上部に接続され、第１Ｂ流路３１－２が第２再生器２１－２の上部に接続されている。流量を調整するために（流量が０の場合を含む）、第１Ａ流路３１－１には、制御弁４７－１が設けられ、第１Ｂ流路３１－２には、制御弁４７－２が設けられている。なお、第１流路３１は、分岐せずに、第１再生器２１－１のみに接続されても構わない。

【0085】

第２吸収器１１－２は、ガス供給路１２から供給された被処理ガスと、第２再生器２１－２から第２流路３２、第１吸収器１１－１および第１吸収側連通路１４を介して導入される処理液（吸収側での中段液）とを接触させることによって、被処理ガス中の酸性化合物を処理液に吸収させて処理する。この処理後のガス（吸収側での中段ガス）は、第２吸収側連通路１５を介して第１吸収器１１－１に供給される。前記処理後の処理液は、第２吸収器１１－２に貯留され、第１流路３１で抜き出され、第１流路３１で再生側へ導出される。より詳しくは、図３に示す例では、前記処理後の処理液は、第１Ａ流路３１－１を介して第１再生器２１－１に供給され、第１Ｂ流路３１－２を介して第２再生器２１－２に供給される。

【0086】

第１吸収器１１－１は、第２吸収側連通路１５から供給された被処理ガス（吸収側での中段ガス）と、第２再生器２１－２から第２流路３２を介して導入される処理液とを接触させることによって、被処理ガス中の酸性化合物を処理液に吸収させて処理する。この処理後のガス（処理ガス）は、ガス排気路１３から排出される。前記処理後の処理液（吸収側での中段液）は、第１吸収器１１－１に貯留され、第１吸収側連通路１４で抜き出され、その第１吸収側連通路１４を介して第２吸収器１１－２に供給される。

【0087】

これら第１および第２吸収器１１－１、１１－２は、それぞれ、第２実施形態の吸収器１１と同様に、被処理ガスと処理液とを連続的に接触させられる装置であれば構わない。第１および第２吸収器１１－１、１１－２それぞれで発生する各反応熱は、第１および第２吸収器１１－１、１１－２それぞれで、被処理ガスおよび処理液の温度を上昇させる。

【0088】

このようにガス処理装置Ｓ３ａは、ガス供給路１２から供給される被処理ガスを、第２吸収器１１－２および第１吸収器１１－１それぞれで、２段階で処理液に接触させ、被処理ガス中の酸性化合物を処理液により確実に吸収させ、被処理ガスから酸性化合物をより確実に除去する。被処理ガスの視点から見ると、第２吸収器１１－２で処理され、第１吸収器１１－１で処理され、第２吸収器１１－２が上流側となり、第１吸収器１１－１が下流側となる。一方、処理液の視点から見ると、第１吸収器１１－１で処理され、第２吸収器１１－２で処理され、第１吸収器１１－１が上流側となり、第２吸収器１１－２が下流側となる。

【0089】

第１再生器２１－１は、吸収側から第１Ａ流路３１－１を介して導入された処理液が貯留され、この貯留された処理液を加熱して処理する。この処理によって脱離された酸性化合物は、供給部５０を介して供給先に供給される。前記処理後の処理液（再生側での中段液）は、第１再生器２１－１に貯留され、第２吸収側連通路２３で抜き出され、その第２吸収側連通路２３を介して第２再生器２１－２に供給される。

【0090】

第２再生器２１－２は、吸収側から第１Ｂ流路３１－２を介して導入された処理液および第１再生器２１－１から第２再生側連通路２３を介して導入された処理液（再生側での中段液）が貯留され、この貯留された処理液を加熱して処理する。この処理によって脱離された酸性化合物（ガス状の酸性化合物（再生側での中段ガス））は、第１再生側連通路２２を介して第１再生器２１－１に供給される。前記処理後の処理液は、第２再生器２１－２に貯留され、第２流路３２で抜き出され、第２流路３１を介して第１吸収器１１－１に供給される。

【0091】

このようにガス処理装置Ｓ３ａは、吸収側で処理され吸収側から供給された処理液を、第１再生器２１－１および第２再生器２１－２それぞれで加熱され、処理液から酸性化合物をより効率よく脱離させる。第１再生器２１－１で加熱された処理液は、第２再生器２１－２で再び加熱され、処理液から酸性化合物をより確実に脱離させる。処理液の視点から見ると、第１再生器２１－１で処理され、第２再生器２１－２で処理され、第１再生器２１－１が上流側となり、第２再生器２１－２が下流側となる。

【0092】

第１および第２ヒートポンプＨＰａ－１、ＨＰａ－２は、複数の吸収器１１と複数の再生器２１とを１対１で熱を移送させる。図３Ａに示す例では、第１ヒートポンプＨＰａ－１は、第１吸収器１１－１と第１再生器２１－１とを１対１で熱を移送させ、第２ヒートポンプＨＰａ－２は、第２吸収器１１－２と第２再生器２１－２とを１対１で熱を移送させる。第１ヒートポンプＨＰａ－１は、第１蒸発器６０－１と、第１往路流路６１－１と、第１圧縮器６２－１と、第１凝縮器６３－１と、第１復路流路６４－１と、第１膨張器６５－１とを備える。これら第１ヒートポンプＨＰａ－１における第１蒸発器６０－１、第１往路流路６１－１、第１圧縮器６２－１、第１凝縮器６３－１、第１復路流路６４－１および第１膨張器６５－１は、それぞれ、第１実施形態のヒートポンプＨＰａにおける蒸発器６０、往路流路６１、圧縮器６２、凝縮器６３、復路流路６４および膨張器６５と同様であるので、その説明を省略する。第２ヒートポンプＨＰａ－２は、第２蒸発器６０－２と、第２往路流路６１－２と、第２圧縮器６２－２と、第２凝縮器６３－２と、第２復路流路６４－２と、第２膨張器６５－２とを備える。これら第２ヒートポンプＨＰａ－２における第２蒸発器６０－２、第２往路流路６１－２、第２圧縮器６２－２、第２凝縮器６３－２、第２復路流路６４－２および第２膨張器６５－２は、それぞれ、第１実施形態のヒートポンプＨＰａにおける蒸発器６０、往路流路６１、圧縮器６２、凝縮器６３、復路流路６４および膨張器６５と同様であるので、その説明を省略する。

【0093】

次に、第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ３ｃについて説明する。このガス処理装置Ｓ３ｃは、図３Ｂに示すように、図３Ａに示すガス処理装置Ｓ３ａにおいて、第１および第２ヒートポンプＨＰａ－１、ＨＰａ－２に代え、ヒートポンプＨＰｃを用いる点を除き、残余の構成が図３Ａに示すガス処理装置Ｓ３ａと同様である。以下、相違点のヒートポンプＨＰｃのみを説明し、残余の構成の説明を省略する。

【0094】

このヒートポンプＨＰｃは、複数の吸収器１１から成る吸収器セットと複数の再生器２１から成る再生器セットとの間で熱を移送させる。図３Ｂに示す例では、ヒートポンプＨＰｃは、第１および第２吸収器１１－１、１１－２から成る吸収器セットと第１および第２再生器２１－１、２１－２から成る再生器セットとの間で熱を移送させる。ヒートポンプＨＰｃは、例えば、図３Ｂに示すように、吸収器１１－１、１１－２で吸収液の流れに対して向流であって再生器２１－１、２１－２で吸収液の流れに対して並流であり、第１Ａおよび第１Ｂ往路流路７２－１、７２－２と、往路合流器７３と、第２往路流路７４と、圧縮器７５と、往路分流器７６と、第３Ａおよび第３Ｂ往路流路７７－１、７７－２と、第１および第２制御弁７８－１、７８－２と、第１および第２凝縮器７９－１、７９－２と、第１Ａおよび第１Ｂ復路流路８０－１、８０－２と、復路合流器８１と、第２復路流路８２と、復路分流器８３と、第３Ａおよび第３Ｂ復路流路８４－１、８４－２と、第１および第２膨張器８５－１、８５－２と、第１および第２蒸発器８６－１、８６－２とを備える。

【0095】

第１Ａ往路流路７２－１は、その一方が第１吸収器１１－１の上部に接続され、第１吸収器１１－１内に配設された第１蒸発器８６－１の他方と接続され、その他方が往路合流器７３に接続される。第１Ｂ往路流路７２－２は、その一方が第２吸収器１１－２の上部に接続され、第２吸収器１１－２内に配設された第２蒸発器８６－２の他方と接続され、その他方が往路合流器７３に接続される。第２往路流路７４は、その一方が往路合流器７３に接続され、その他方が往路分流器７６に接続され、第２往路流路７４には、圧縮器７５が設けられる。第３Ａ往路流路７７－１は、その一方が往路分流器７６に接続され、その他方が第１再生器２１－１の上部に接続され、第１再生器２１－１内に配設された第１凝縮器７９－１の一方と接続される。第３Ａ往路流路７７－１には、第１制御弁７８－１が設けられる。第３Ｂ往路流路７７－２は、その一方が往路分流器７６に接続され、その他方が第２再生器２１－２の上部に接続され、第２再生器２１－２内に配設された第２凝縮器７９－２の一方と接続される。第３Ｂ往路流路７７－２には、第２制御弁７８－２が設けられる。

【0096】

第１Ａ復路流路８０－１は、その一方が第１再生器２１－１の下部に接続され、第１再生器２１－１内に配設された第１凝縮器７９－１の他方と接続され、その他方が復路合流器８１に接続される。第１Ｂ復路流路８０－２は、その一方が第２再生器２１－２の下部に接続され、第２再生器２１－２内に配設された第２凝縮器７９－２の他方と接続され、その他方が復路合流器８１に接続される。第２復路流路８２は、その一方が復路合流器８１に接続され、その他方が復路分流器８３に接続される。第３Ａ復路流路８４－１は、その一方が復路分流器８３に接続され、その他方が第１吸収器１１－１の下部に接続され、第１吸収器１１－１内に配設された第１蒸発器８６－１の一方と接続される。第３Ａ復路流路８４－１には、第１膨張器８５－１が設けられる。第３Ｂ復路流路８４－２は、その一方が復路分流器８３に接続され、その他方が第２吸収器１１－２の下部に接続され、第２吸収器１１－２内に配設された第２蒸発器８６－２の一方と接続される。第３Ｂ復路流路８４－２には、第２膨張器８５－２が設けられる。このような構成のヒートポンプＨＰｃ内には、冷媒が封入される。

【0097】

第１蒸発器８６－１は、例えば１または複数の伝熱管を備えて構成され、第１吸収器１１－１内に配置される。第２蒸発器８６－２は、例えば１または複数の伝熱管を備えて構成され、第２吸収器１１－２内に配置される。第１および第２吸収器１１－１、１１－２内それぞれでは、発熱反応が生じている。第１蒸発器８６－１内を流れる液状の冷媒は、この熱によって加熱されて蒸発し、第１Ａ往路流路７２－１を介して往路合流器７３へ導出される。第２蒸発器８６－２内を流れる液状の冷媒は、この熱によって加熱されて蒸発し、第１Ｂ往路流路７２－２を介して往路合流器７３へ導出される。往路合流器７３は、第１Ａ往路流路７２－１からの冷媒と第１Ｂ往路流路７２－２からの冷媒とを合流させ、第２往路流路７４を介して往路分流器７６へ導出される。この際に、第２往路流路７４に設けられた圧縮器７５によって、ガス状の冷媒は、圧縮される。往路分流器７６は、冷媒を分流し、その一方を第３Ａ往路流路７７－１を介して第１凝縮器７９－１へ導出し、その他方を第３Ｂ往路流路７７－２を介して第２凝縮器７９－２へ導出する。第１凝縮器７９－１は、第１再生器２１－１に導入される、吸収側で被処理ガスと接触した処理液に対し冷媒を並流させる例えば１または複数の伝熱管を備えて構成され、第１再生器２１－１内に配置される。第２凝縮器７９－２は、第２再生器２１－２に導入される、吸収側で被処理ガスと接触した処理液に対し冷媒を並流させる例えば１または複数の伝熱管を備えて構成され、第２再生器２１－２内に配置される。第１および第２再生器２１－１、２１－２内それぞれでは、吸熱反応が生じている。第１凝縮器７９－１内を流れるガス状の冷媒は、この吸熱反応により凝縮し、第１Ａ復路流路８０－１を介して復路合流器８１へ導出される。第２凝縮器７９－２内を流れるガス状の冷媒は、この吸熱反応により凝縮し、第１Ｂ復路流路８０－２を介して復路合流器８１へ導出される。復路合流器８１は、第１Ａ復路流路８０－１からの冷媒と第１Ｂ復路流路８０－２からの冷媒とを合流させ、第２復路流路８２を介して復路分流器８３へ導出される。復路分流器８３は、冷媒を分流し、その一方を第３Ａ復路流路８４－１を介して第１蒸発器８６－１へ導出し、その他方を第３Ｂ復路流路８４－２を介して第２蒸発器８６－２へ導出する。前記第１蒸発器８６－１へ導出される際に、第１膨張器８５－１は、凝縮した液状の冷媒を減圧して第１蒸発器８６－１に供給する。前記第２蒸発器８６－２へ導出される際に、第２膨張器８５－２は、凝縮した液状の冷媒を減圧して第２蒸発器８６－２に供給する。

【0098】

第１蒸発器８６－１、第１Ａ往路流路７２－１、往路合流器７３、第２往路流路７４、往路分流器７６、第３Ａ往路流路７８－１、第１凝縮器７９－１、第１Ａ復路流路８０－１、復路合流器８１、第２復路流路８２、復路分流器８３および第３Ａ復路流路８４－１は、この順で接続され、第３Ａ復路流路８４－１が第１蒸発器８６－１に接続されることで、閉ループ状の循環路が形成されるとともに、第１蒸発器８６－１、第１Ａ往路流路７２－１、往路合流器７３、第２往路流路７４、往路分流器７６、第３Ｂ往路流路７７－２、第２凝縮器７９－２、第１Ｂ復路流路８０－２、復路合流器８１、第２復路流路８２、復路分流器８３および第３Ａ復路流路８４－１は、この順で接続され、第３Ａ復路流路８４－１が第１蒸発器８６－１に接続されることで、閉ループ状の循環路が形成される。そして、第２蒸発器８６－２、第１Ｂ往路流路７２－２、往路合流器７３、第２往路流路７４、往路分流器７６、第３Ａ往路流路７７－１、第１凝縮器７９－１、第１Ａ復路流路８０－１、復路合流器８１、第２復路流路８２、復路分流器８３および第３Ｂ復路流路８４－２は、この順で接続され、第３Ｂ復路流路８４－２が第２蒸発器８６－２に接続されることで、閉ループ状の循環路が形成されるとともに、第２蒸発器８６－２、第１Ｂ往路流路７２－２、往路合流器７３、第２往路流路７４、往路分流器７６、第３Ｂ往路流路７７－２、第２凝縮器７９－２、第１Ｂ復路流路８０－２、復路合流器８１、第２復路流路８２、復路分流器８３および第３Ｂ復路流路８４－２は、この順で接続され、第３Ｂ復路流路８４－２が第２蒸発器８６－２に接続されることで、閉ループ状の循環路が形成される。

【0099】

このように第１および第２吸収器１１－１、１１－２での発熱反応による熱は、往路合流器７３によって纏められ、往路分流器７６によって第１および第２再生器２１－１、２１－２それぞれに分配される。第１および第２再生器２１－１、２１－２での吸熱反応による熱は、復路合流器８１によって纏められ、復路分流器８３によって第１および第２吸収器１１－１、１１－２それぞれに分配される。

【0100】

第１および第２実施形態における並流または向流の利用と同様に、第３実施形態において、図３Ａに示す１対１でのヒートポンプ、または、図３Ｂに示すセットでのヒートポンプが選ばれることにより、ヒートポンプにおける熱の回収効率を向上できる。

【0101】

このような第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ３ａ、Ｓ３ｂは、第１および第２実施形態におけるガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ；Ｓ２ａ、Ｓ２ｂと同様の作用効果を奏する。

【0102】

上記第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ３ａ、Ｓ３ｂは、複数の吸収器１１および複数の再生器２１に対しヒートポンプＨＰを設けるので、複数の吸収器１１と複数の再生器２１との間で熱を有効に活用できる。

【0103】

なお、上述の第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ３ａは、２個のヒートポンプＨＰａ－１、ＨＰａ－２を備えて構成されたが、ヒートポンプＨＰｂと同様な２個のヒートポンプを備えて構成されても構わない。同様に、上述の第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ３ｃは、吸収器１１－１、１１－２で向流であって再生器２１－１、２１－２で並流であるヒートポンプＨＰｃを備えて構成されたが、吸収器１１－１、１１－２で並流であって再生器２１－１、２１－２で向流であるヒートポンプを備えて構成されても構わない。

【0104】

また、上述の第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ３ｃは、吸収側の複数の吸収器１１を１群に纏めるとともに、再生側の複数の再生器２１を１群に纏めた、セットでの１個のヒートポンプＨＰｃを備えて構成されたが、吸収側の複数の吸収器１１および再生側の複数の再生器２１のうちの少なくとも一方を複数の群に纏めたヒートポンプを備えて構成されても構わない。例えば、４個の吸収器１１を２個ずつの２群に纏めるとともに、４個の再生器２１を２個ずつの２群に纏めた、セットでの２個のヒートポンプＨＰｃ（ＨＰｃ－１、ＨＰｃ－２）が用いられても構わない。

【0105】

また、上述の第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ３ａ、Ｓ３ｃにおいて、図３Ａに示すような１対１でのヒートポンプと、図３Ｂに示すようなセットでのヒートポンプとが混在しても構わない。例えば、３個の吸収器１１のうちの２個を１群に纏めるとともに、３個の再生器２１のうちの２個を１群に纏めた、セットでの１個のヒートポンプＨＰｃと、残余の吸収器１１および再生器２１に対する１対１でのヒートポンプＨＰａが用いられても構わない。

【0106】

また、上述の第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ３ａ、Ｓ３ｃは、吸収側と再生側とで互いに同数の吸収器１１および再生器２１を備えて構成されたが、吸収側と再生側とで互いに異数の吸収器１１および再生器２１を備えて構成されても構わない。吸収器１１および再生器２１が互いに異数であって、１対１で複数のヒートポンプが用いられる場合、ヒートポンプを備えない吸収器１１または再生器２１が生じることになるが、この場合でも、１対１でのヒートポンプとセットでのヒートポンプとを混在で用いることによって、ヒートポンプを備えない吸収器１１または再生器２１が生じることはない。

【0107】

また、これら第１ないし第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ；Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ；Ｓ３ａ、Ｓ３ｃでは、吸収器１０；１１；１１－１、１１－２で吸収液の流れに対して向流であって再生器２１；２１；２１－１、２１－２で吸収液の流れに対して並流であるヒートポンプＨＰａ；ＨＰａ；ＨＰａ－１、ＨＰａ－２；ＨＰｃが用いられたり、吸収器１０；１１；１１－１、１１－２で吸収液の流れに対して並流であって再生器２１；２１；２１－１、２１－２で吸収液の流れに対して向流であるヒートポンプＨＰｂ；ＨＰｂ；ＨＰｂ－１、ＨＰｂ－２が用いられたりした。ただし、ヒートポンプは、これらに限定されるものではなく、並流および向流を組み合わせたヒートポンプ、または、吸収液ではなく冷媒を基準に、熱交換を行う２流体が差交（例えば直交または斜交）して流れるヒートポンプであっても構わない。このような組み合わせでは、例えば、吸収器１０；１１；１１－１、１１－２において、冷媒を基準に、被処理ガスが並流で流れ、処理液が向流で流れる。前記交差では、例えば、吸収器１０；１１；１１－１、１１－２において、冷媒に対し、被処理ガスおよび処理液それぞれが直交して流れる。なお、この交差において、冷媒が複数の管内を流通する場合に、各管内の各冷媒が同方向に流れても構わす、各管内の各冷媒が互い違いの方向で（方向を交互にして）流れても構わない。再生器２１；２１；２１－１、２１－２でも、同様に、前記組み合わせが用いられても構わず、前記差交が用いられても構わない。

【0108】

また、これら第１ないし第３実施形態におけるガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ；Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ；Ｓ３ａ、Ｓ３ｃにおいて、タンクは、界面の面積を増大させる１または複数の界面面積増大部を含んでも構わない。前記界面面積増大部は、後述の第１ないし第５態様のように、その停止中における前記界面の面積より、その稼働中における前記界面の面積を増大させる。このようなガス処理装置Ｓ（Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ；Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ；Ｓ３ａ、Ｓ３ｃ）は、前記界面面積増大部を備えるので、効率よく相互作用できる。効率よく相互作用できるので、ガス処理装置Ｓのコンパクト化を図ることができる。界面の面積を増大させるので、処理液の性能の最大化を図ることができる。前記タンクが吸収器１１に含まれる場合、前記界面面積増大部は、処理液表面での気／液の界面における面積を増大でき、吸収側で効率よく相互作用できる。前記タンクが再生器２１に含まれる場合、前記界面面積増大部は、処理液表面および液相分離した処理液内での気／液／液の各界面における各面積を増大でき、再生側で効率よく相互作用できる。

【0109】

この界面面積増大部は、例えば吸収器１１での吸収速度および再生器２１での分離速度等を考慮することによって、吸収器１１および再生器２１のうちの何れか一方、または、吸収器１１および再生器２１の双方に設けられる。接触効率を改善し連続的に操業するために例えば吸収器１１での吸収速度と再生器２１での分離速度とがバランスするように、前記界面面積増大部が設けられる。このため、吸収側に設けられる前記界面面積増大部の個数と再生側に設けられる前記界面面積増大部の個数とは、同数であっても構わず、異数であっても構わない。

【0110】

図４は、前記ガス処理装置のタンクに備えられる第１態様の界面面積増大部を説明するための図である。図４Ａは、吸収器１１に含まれるタンクが、第１態様の界面面積増大部の一例である攪拌機を備えた場合を示し、図４Ｂは、再生器２１に含まれるタンクが、前記攪拌機を備えた場合を示す。図５は、前記ガス処理装置のタンクに備えられる第２および第３態様の各界面面積増大部を説明するための図である。図５Ａは、第２態様の界面面積増大部を示し、図５Ｂは、第３態様の界面面積増大部を示す。図６は、前記ガス処理装置のタンクに備えられる第４態様の界面面積増大部を説明するための図である。図６Ａは、第１スプレーパターンでの第４態様の界面面積増大部を示し、図６Ｂは、第２スプレーパターンでの第４態様の界面面積増大部を示す。図７は、前記第４態様の界面面積増大部におけるスプレーパターンを説明するための図である。図７Ａないし図７Ｆは、第１ないし６態様のスプレーパターンを示し、上段は、側面視の形状を示し、下段は、噴射の方向に直交する水平断面の形状を示す。図８は、前記ガス処理装置のタンクに備えられる第５および第６態様の各界面面積増大部を説明するための図である。図８Ａは、第５態様の界面面積増大部を示し、図８Ｂは、第６態様の界面面積増大部を示す。

【0111】

前記界面面積増大部は、一例では、処理液を撹拌する攪拌機であっても構わない（第１態様）。このような攪拌機を備えるガス処理装置Ｓは、撹拌によって、界面の面積を増大でき、効率よく相互作用できる。

【0112】

このような攪拌機９１ａは、例えば、図４Ａに示すように、吸収器１１のタンク内に配置され、吸収器１１において、タンク内の処理液を撹拌する。また例えば、図４Ｂに示すように、攪拌機１０１ａは、再生器２１のタンク内に配置され、再生器２１において、タンク内の処理液を撹拌する。攪拌機９１ａ、１０１ａは、例えば、１または複数枚の羽根と、前記羽根を回転させる例えばモータ等のアクチュエータとを備える。

【0113】

図４Ａおよび図４Ｂは、図２Ａに示す第２実施形態のガス処理装置Ｓ２ａにおける吸収器１１および再生器２１の各タンクに、前記界面面積増大部の一例としての攪拌機９１ａ、１０１ａを備える場合を示す。他のガス処理装置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ；Ｓ２ｂ；Ｓ３ａ、Ｓ３ｃが前記界面面積増大部を備える場合も同様に図示できるが、その図示を省略する。

【0114】

図４Ａおよび図４Ｂから分かるように、吸収器１１には、上述したガス供給路１２、ガス排出路１３、第１流路３１および第２流路３２が接続され、ヒートポンプＨＰに使用される熱交換器が付設される一方、再生器２１には、上述した第１流路３１および第２流路３２が接続され、ヒートポンプＨＰに使用される熱交換器、供給部５０および熱源５７が付設される点で異なるが、吸収器１１のタンクでも、再生器２１のタンクでも、界面面積増大部の第１態様としての攪拌機９１ａ、１０１ａが設けられる点では、同様であるので、以下、第２ないし第６態様における各界面面積増大部のより具体的な説明では、図４のように、界面面積増大部が吸収器１１のタンクに設けられる場合と、界面面積増大部が再生器２１のタンクに設けられる場合とを区別すること無く、第２ないし第６態様における各界面面積増大部を纏めて説明する。なお、図５、図６および図８では、再生器２１での符号は、吸収器１１での符号に続けて括弧書きで記載されている。

【0115】

前記界面面積増大部は、他の一例では、処理液内に気泡を送り込む気泡ノズルであっても構わない（第２態様）。このような気泡ノズルを備えるガス処理装置Ｓは、気泡を送り込むことによって、界面の面積を増大でき、効率よく相互作用できる。

【0116】

このような気泡ノズル９１ｂ（１０１ｂ）は、例えば、図５Ａに示すように、タンク１１（２１）内に設けられ、タンク１１（２１）内に気泡ＢＬを送り込む。気泡ノズル９１ｂ（１０１ｂ）は、例えば、タンク１１（２１）内に延設され、気泡ＢＬを生じさせる複数の孔を開口形成した送気管と、前記送気管に気体を供給する、例えばコンプレッサー等の気体供給装置とを備える。前記送気管は、断面円形の円管状であっても構わず、断面矩形の板状であっても構わない。前記気泡ＢＬとなる前記気体は、任意の気体であって構わない。なお、前記孔に代え、気泡を生じさせるノズルが前記送気管に設けられても構わない。

【0117】

前記界面面積増大部は、他の一例では、処理液をタンクから導出して再び前記タンク内に導入させる循環機であっても構わない（第３態様）。このような循環機を備えるガス処理装置Ｓは、循環で流れを生成することによって撹拌でき、界面の面積を増大でき、効率よく相互作用できる。

【0118】

このような循環機９１ｃ（１０１ｃ）は、例えば、図５Ｂに示すように、一方がタンク１１（２１）の下端部に接続され、他方が前記タンク１１（２１）の上部に接続された循環路９２（１０２）と、前記循環路９２（１０２）に設けられたポンプ９３（１０３）とを備える。ポンプ９３（１０３）を稼働することによって、タンク１１（２１）内の処理液がその下端部から循環路９２（１０２）に吸い込まれて循環路９２（１０２）を流れ、タンク１１（２１）の上部で循環路９２（１０２）から吐出され、再びタンク１１（２１）内に戻される。循環路９２（１０２）から処理液を吐出する位置は、処理液下であっても、処理液上であっても構わない。

【0119】

なお、循環機９１ｃが吸収器１１に設けられる場合では、循環路９２の一部が第１流路３１の一部と兼用され、ポンプ９３がポンプ４２と兼用されても構わない。また、循環機１０１ｃが再生器２１に設けられる場合では、循環路９２の一部が第２流路３２の一部と兼用され、ポンプ９３がポンプ４６と兼用されても構わない。

【0120】

前記界面面積増大部は、他の一例では、処理液をタンク内に噴射させる噴射ノズルであっても構わない（第４態様）。このような噴射ノズルを備えるガス処理装置Ｓは、噴射ノズルで処理液を拡散することによって、界面の面積を増大でき、効率よく相互作用できる。

【0121】

このような噴射ノズル９１ｄａ（１０１ｄａ）；９１ｄｂ（１０１ｄｂ）は、例えば、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、タンク１１（２１）内に設けられ、その上部から下部に向けて、タンク１１（２１）内に処理液を噴霧する。前記噴射ノズルから噴射される処理液のスプレーパターンは、図７に示すように、種々のタイプであっても構わない。例えば、スプレーパターンは、図７Ａおよび図６Ａに示すように、噴射の方向に対する交差断面で、中実状で、かつ、その外形状が円状、より詳しくは真円であっても構わない。あるいは、例えば、スプレーパターンは、図７Ｂに示すように、噴射の方向に対する交差断面で、環状（中空状）で、かつ、その外形状が円状であっても構わない。あるいは、例えば、スプレーパターンは、図７Ｃおよび図６Ｂに示すように、噴射の方向に対する交差断面で、中実状で、かつ、その外形状が点状であっても構わない。あるいは、例えば、スプレーパターンは、図７Ｄに示すように、噴射の方向に対する交差断面で、中実状で、かつ、その外形状が線状であっても構わない。あるいは、例えば、スプレーパターンは、図７Ｅに示すように、噴射の方向に対する交差断面で、中実状で、かつ、その外形状が円状、より詳しくは楕円であっても構わない。円状には、真円状だけでなく、楕円状も含む。あるいは、例えば、スプレーパターンは、図７Ｆに示すように、噴射の方向に対する交差断面で、中実状で、かつ、その外形状が多角形状、例えば四角形であっても構わない。なお、図７Ｅおよび図７Ｆに示す例では、中実状であるが中空状（環状）であっても構わない。

【0122】

前記界面面積増大部は、他の一例では、処理液の液膜を形成する濡れ壁であっても構わない（第５態様）。このような濡れ壁を備えるガス処理装置Ｓは、濡れ壁で液膜を形成することによって、界面の面積を増大でき、効率よく相互作用できる。

【0123】

このような濡れ壁９１ｅ（１０１ｅ）は、例えば、図８Ａに示すように、タンク１１（２１）内に設けられ、タンク１１（２１）内に処理液の液膜を形成する。濡れ壁９１ｅ（１０１ｅ）は、例えば、タンク１１（２１）内に延設され、処理液を流出する複数の孔を延設方向に間隔を開けて開口形成した送液管と、前記送液管から流出した処理液を液膜状で流下させる液膜板とを備える。あるいは、濡れ壁９１ｅ（１０１ｅ）は、タンク１１（２１）内で上部から下部に延設された複数の管を備え、各管の壁面で処理液の液膜が形成されても構わない。

【0124】

前記界面面積増大部は、他の一例として、タンク内の空間を複数に隔てる充填剤であっても構わない（第６態様）。このような濡れ壁を備えるガス処理装置Ｓは、充填剤でタンク内の空間を複数に隔てることによって、界面の面積を増大でき、効率よく相互作用できる。

【0125】

このような充填剤９１ｆ（１０１ｆ）は、例えば、図８Ｂに示すように、例えば球形または多角形体等の立体形状を持つ複数の部材（充填剤子）を備え、前記複数の充填剤子がタンク１１（２１）内に充填される。タンク１１（２１）内には、前記充填剤子間に複数の空間（隙間）が形成される。これら複数の空間は、何れかの空間同士で連通され、液体および／または気体の通り道（流路）が形成される。前記充填剤子は、例えばセラミック、ステンレス、ニッケル合金または樹脂等の処理液と無反応な材料で形成される。

【0126】

吸収器または再生器が塔の容器で構成される場合、処理液が重量落下しているため、相分離した第１および第２相部分同士が混じり難い。しかしながら、ガス処理装置Ｓが前記界面面積増大部を備えることで、撹拌または拡散によって、相分離した第１および第２相部分同士が混じり易くなり、相互作用できる。このため、再生器２１がタンクを含み、このタンクに、前記界面面積増大部を備えることが好ましい。

【0127】

吸収器または再生器が塔の容器で構成される場合、前記界面面積増大部の大きさ（サイズ）は、塔径によって制約され、効率よく相互作用させるために例えば比較的大型の羽根を持つ攪拌機９１ａ（１０１ａ）または比較的大面積の濡れ壁９１ｅ（１０１ｅ）等の、前記界面面積増大部の態様によっては、塔は、前記界面面積増大部を収容し難い。しかしながら、前記界面面積増大部は、タンクに設けられるので、収容され易い。

【0128】

吸収器または再生器が塔の容器で構成される場合、処理液を均一な状態に為すために、塔の高さ方向に塔の高さに応じて前記界面面積増大部を複数個設ける必要が生じてしまうが、前記界面面積増大部は、タンクに設けられるので、高さ方向に複数個設けなくても処理液を均一な状態に為し易い。

【0129】

そして、前記界面面積増大部は、これら攪拌機、気泡ノズル、循環機、噴射ノズル、濡れ壁および充填剤のうちから選択された複数の組み合わせであっても構わない。これによって界面の面積がより増大でき、より効率よく相互作用ができる。図６Ａおよび図６Ｂには、気泡ノズル９１ｂ（１０１ｂ）と噴射ノズル９１ｄａ（１０１ｄａ）；９１ｄｂ（１０１ｄｂ）とを組み合わせた例が示されている。図８Ａには、攪拌機９１ａ（１０１ａ）と濡れ壁９１ｅ（１０１ｅ）とを組み合わせた例が示されている。図８Ｂには、気泡ノズル９１ｂ（１０１ｂ）と循環機９１ｃ（１０１ｃ）と噴射ノズル９１ｄａ（１０１ｄａ）と充填剤９１ｆ（１０１ｆ）とを組み合わせた例が示されている。図６および図８は、例示であって、例えば攪拌機９１ａ（１０１ａ）と気泡ノズル９１ｂ（１０１ｂ）との組み合わせ、気泡ノズル９１ｂ（１０１ｂ）と循環機９１ｃ（１０１ｃ）との組み合わせ、または、気泡ノズル９１ｂ（１０１ｂ）と循環機９１ｃ（１０１ｃ）と噴射ノズル９１ｄａ（１０１ｄａ）と充填剤９１ｆ（１０１ｆ）との組み合わせ等の、他の組み合わせであっても構わない。この他の様々な組み合わせが可能である。

【0130】

また、複数の吸収器１１および複数の再生器２１が用いられる場合、これら複数の吸収器１１および複数の再生器２１に備えられる各界面面積増大部は、同態様であっても構わず、異態様であっても構わない。例えば、２個の吸収器１１および２個の再生器２１それぞれに攪拌機９１ａ（９１ａ－１、９１ａ－２）、１０１ａ（１０１ａ－１、１０１ａ－２）が用いられる。あるいは、例えば、２個の吸収器１１および１個の再生器２１それぞれに攪拌機９１ａ（９１ａ－１、９１ａ－２）、１０１ａが用いられ、他の１個の再生器２１に噴射ノズル１０１ｄａが用いられる。あるいは、例えば、２個の吸収器１１それぞれに攪拌機９１ａ（９１ａ－１、９１ａ－２）が用いられ、２個の再生器２１それぞれに噴射ノズル１０１ｄａ（１０１ｄａ－１、１０１ｄａ－２）が用いられる。

【0131】

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

【符号の説明】

【0132】

Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ａ、Ｓ３ｃ ガス処理装置
ＨＰａ、ＨＰｂ、ＨＰａ－１、ＨＰａ－２、ＨＰｃ ヒートポンプ
１０、１１ 吸収器
２１ 再生器
９１ａ、１０１ａ 攪拌機
９１ｂ、１０１ｂ 気泡ノズル
９１ｃ、１０１ｃ 循環機
９１ｄａ、９１ｄｂ 噴射ノズル
９１ｅ、１０１ｅ 濡れ壁
９１ｆ、１０１ｆ 充填剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】