(57)【要約】【課題】酸性ガスを含むガスから、酸性ガスを化学吸収により吸収する際に、吸収しきれずに吸収塔塔頂から酸性ガスが漏れるのを防止することが可能な化学吸収方法及びそれに用いられる吸収塔を提供する。【解決手段】本発明の化学吸収方法は、吸収塔１を用いた酸性ガスの化学吸収方法であって、吸収塔１の下部から酸性ガスを含むガスを導入させる工程Ａと、吸収塔１の塔頂にアミン系吸収液を導入さえる工程Ｂと、吸収部７において酸前記酸性ガスを前記アミン系吸収液に吸収させる工程Ｃと、吸収部７の高さを１としたとき、塔頂から２／９以上７／９以下の範囲内の少なくとも一カ所で吸収部７の温度を計測する工程Ｄと、を有し、工程Ｄでの計測結果に基づいて所定の条件を満たした場合に、警報を発報する工程Ｅを有する。【選択図】図１
2020163324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収塔を用いた酸性ガスの化学吸収方法であって、
前記吸収塔の下部に酸性ガスを含むガスを導入させる工程Ａと、
前記吸収塔内の塔頂にアミン系吸収液導入させる工程Ｂと、
前記吸収塔内の吸収部において前記導入された酸性ガスを含むガスが上昇し、前記導入されたアミン系吸収液が下降する際に前記酸性ガスの少なくとも一部が前アミン系吸収液に吸収される工程Ｃと、
前記吸収部の高さを１としたとき、塔頂側から２／９以上７／９以下の範囲内の少なくとも一カ所で吸収部内の温度を計測する工程Ｄと、を有し、
下記式（１）で算出されるΔ１（ｉ、ｊ）が２５℃以上１０００℃、又は、下記式（２）で算出されるΔ２（ｉ、ｊ）が５℃以上３０℃以下となったときに警報を発する工程Ｅを有する化学吸収方法。
【数１】
2020163324.tif 000013
（Ｒ（ｊ）、Ｒ（ｊ＋１）は、任意の相対循環量であり、０＜Ｒ(ｊ)＜Ｒ（ｊ＋１）の関係を満足する。また、また、Δ２（ｉ、ｊ）は、下記式（２）で表される温度変位［℃］である。）
【数２】
2020163324.tif 000014
（Ｔ（ｉ、ｊ）は、任意の相対循環量Ｒ（ｊ）における吸収部の任意の場所ｉの温度［℃］、Ｔ（ｉ、ｂａｓｅ）は、基準の循環量Ｒ（ｂａｓｅ）＝１における吸収部の任意の場所ｉの温度［℃］である。）
【請求項２】
前記工程Ｄでは、塔頂側から３／９以上６／９以下の範囲内の少なくとも一カ所で前記吸収部の温度を計測する請求項１に記載の化学吸収方法。
【請求項３】
前記Δ１（ｉ、ｊ）は、７０℃以上７５０℃以下である請求項１又は２に記載の化学吸収方法。
【請求項４】
前記Δ２（ｉ、ｊ）は、７℃以上２０℃以下である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の化学吸収方法。
【請求項５】
化学吸収方法により酸性ガスを吸収する吸収塔であって、
前記吸収塔の下部に酸性ガスを含むガスを導入するガス導入ラインと、
前記吸収塔の塔頂に、前記アミン系吸収液を循環させる吸収液循環ラインと、
前記導入された前記ガスの少なくとも一部を前記導入されたアミン系吸収液に吸収させる吸収部と、
前記吸収部の高さを１としたとき、塔頂側から２／９以上７／９以下の範囲内で前記吸収部内の温度を計測する計測部と、
下記式（１）で算出されるΔ１（ｉ、ｊ）が２５℃以上１０００℃、又は、下記式（２）で算出されるΔ２（ｉ、ｊ）が５℃以上３０℃以下となったときに警報を発する警報装置を有する吸収塔。
【数３】
2020163324.tif 000015
（Ｒ（ｊ）、Ｒ（ｊ＋１）は、任意の相対循環量であり、０＜Ｒ(ｊ)＜Ｒ（ｊ＋１）の関係を満足する。また、また、Δ２（ｉ、ｊ）は、下記式（２）で表される温度変位［℃］である。）
【数４】
2020163324.tif 000016
（Ｔ（ｉ、ｊ）は、任意の相対循環量Ｒ（ｊ）における吸収部の任意の場所ｉの温度［℃］、Ｔ（ｉ、ｂａｓｅ）は、基準の循環量Ｒ（ｂａｓｅ）＝１における吸収部の任意の場所ｉの温度［℃］である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学吸収方法及び吸収塔に関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料、木質バイオマス、都市ごみ、活性汚泥等に代表される非ガス原料をガス化したガス（生成ガス）、あるいは、燃焼排ガス、天然ガス、石油随伴ガス、消化ガス等のガスから硫化水素や二酸化炭素などの酸性ガスを吸収して除去する方法として、アルカノールアミン等のアミン系吸収液とする化学吸収方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
化学吸収に用いられるアミン系吸収液には、同様の目的で使用される物理吸収液と異なり、硫化水素や二酸化炭素が溶液に容易に吸収されるが、吸収量に飽和点がある。
ところで、吸収法では、溶液循環量を下げてゆき、最適点を求めることが行われる。
化学吸収法は化学反応に基づく酸性ガス除去方法であるため、化学反応熱を考慮しなければならない。酸性ガスの吸収反応は発熱反応、一方、酸性ガスを吸収したアミン系吸収液の再生反応は吸熱反応である。したがって、吸収塔内では、酸性ガスの吸収による発熱で、アミン系吸収液の温度が上昇する。
一方、酸性ガスのアミン系吸収液への吸収量は温度の上昇に伴って減少する。よって、酸性ガスの吸収反応に伴う発熱により、吸収塔内の温度が上昇し、吸収塔塔頂からの硫化水素や二酸化炭素等の酸性ガスの漏れ（リーク）が始まる。この吸収塔内の過度な温度上昇を温度バルジと呼ぶ（例えば、非特許文献１及び２参照）。
温度バルジの過多は、酸性ガスの吸収反応の発熱量と、吸収塔内の冷却要因の間のバランスによって決まる。ここで吸収塔内の冷却要因には、低温のアミン系吸収液の吸収塔へのフィードに伴う冷却用顕熱と、低温のフィードガスの冷却用顕熱が挙げられる。
一般に、フィードガス中の酸性ガスの流量が少ない場合には、酸性ガスの流量に応じて吸収塔へのアミン系吸収液の循環量が決められるため、循環量は少なく設定される。したがって、フィードガス中の酸性ガスの流量が少ない場合には、吸収塔への吸収液のフィードに伴う冷却用顕熱が少ないため、比較的顕著に温度バルジが発生し、吸収塔塔頂から酸性ガスのリークが急激に始まる傾向が認められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８０２８１号公報
【非特許文献１】Oostwouder、 S.、 ‘Successful MDEA conversion’、 Hydrocarbon Engineering、 May (2000)
【非特許文献２】Stewart E. and M. Lloyd、 ‘Increasing treating capacity’、 Hydrocarbon Engineering、 December (2000)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなリークが始まってしまうと、装置そのものを停止しなければならず、酸性ガスの回収を効果的に行うことが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明では、化石燃料、木質バイオマス、都市ごみ、活性汚泥等に代表される非ガス原料をガス化したガス（生成ガス）、あるいは、燃焼排ガス、天然ガス、石油随伴ガス、消化ガス等から、硫化水素や二酸化炭素等の酸性ガスを化学吸収により吸収する際に、吸収しきれずに吸収塔塔頂から酸性ガスが漏れるのを防止することが可能な化学吸収方法及び吸収塔を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、吸収塔を用いた酸性ガスの化学吸収方法であって、
前記吸収塔の下部に酸性ガスを含むガスを導入させる工程Ａと、
前記吸収塔内の塔頂にアミン系吸収液導入させる工程Ｂと、
前記吸収塔内の吸収部において前記導入された前記酸性ガスを含むガスが上昇し、前記導入されたアミン系吸収液が下降する際に前記酸性ガスの少なくとも一部が前アミン系吸収液に吸収される工程Ｃと、
前記吸収部の高さを１としたとき、塔頂側から２／９以上７／９以下の範囲内の少なくとも一カ所で吸収部内の温度を計測する工程Ｄと、を有し、
下記式（１）で算出されるΔ１（ｉ、ｊ）が２５℃以上１０００℃、又は、下記式（２）で算出されるΔ２（ｉ、ｊ）が５℃以上３０℃以下となったときに警報を発する工程Ｅを有する化学吸収方法である。
【数１】
2020163324.tif 000003
（Ｒ（ｊ）、Ｒ（ｊ＋１）は、任意の相対循環量であり、０＜Ｒ(ｊ)＜Ｒ（ｊ＋１）の関係を満足する。また、Δ２（ｉ、ｊ）は、下記式（２）で表される温度変位［℃］である。）
【数２】
2020163324.tif 000004
（Ｔ（ｉ、ｊ）は、任意の相対循環量Ｒ（ｊ）における吸収部の任意の場所ｉの温度［℃］、Ｔ（ｉ、ｂａｓｅ）は、基準の循環量Ｒ（ｂａｓｅ）＝１における吸収部の任意の場所ｉの温度［℃］である。）
【０００７】
また、本発明は、化学吸収方法により酸性ガスを吸収する吸収塔であって、
前記吸収塔の下部に酸性ガスを含むガスを導入するガス導入ラインと、
前記吸収塔の塔頂に、前記アミン系吸収液を循環させる吸収液循環ラインと、
前記導入された前記ガスの少なくとも一部を前記導入されたアミン系吸収液に吸収させる吸収部と、
前記吸収部の高さを１としたとき、塔頂側から２／９以上７／９以下の範囲内で前記吸収部内の温度を計測する計測部と、
下記式（１）で算出されるΔ１（ｉ、ｊ）が２５℃以上１０００℃、又は、下記式（２）で算出されるΔ２（ｉ、ｊ）が５℃以上３０℃以下となったときに警報を発する警報装置を有する吸収塔である。
【数３】
2020163324.tif 000005
（Ｒ（ｊ）、Ｒ（ｊ＋１）は、任意の相対循環量であり、０＜Ｒ(ｊ)＜Ｒ（ｊ＋１）の関係を満足する。また、また、Δ２（ｉ、ｊ）は、下記式（２）で表される温度変位［℃］である。）
【数４】
2020163324.tif 000006
（Ｔ（ｉ、ｊ）は、任意の相対循環量Ｒ（ｊ）における吸収部の任意の場所ｉの温度［℃］、Ｔ（ｉ、ｂａｓｅ）は、基準の循環量Ｒ（ｂａｓｅ）＝１における吸収部の任意の場所ｉの温度［℃］である。）
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、化石燃料、木質バイオマス、都市ごみ、活性汚泥等に代表される非ガス原料をガス化したガス（生成ガス）、あるいは、燃焼排ガス、天然ガス、石油随伴ガス、消化ガス等から、硫化水素や二酸化炭素等の酸性ガスを化学吸収により吸収する際に、吸収液循環量が減少し、温度バルジが発生することにより吸収しきれずに吸収塔塔頂から酸性ガスが過剰に漏れるのを防止することが可能な化学吸収方法及び吸収塔を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の吸収塔を備えた化学吸収装置の一例を示す模式図である。
【図２】基準の相対循環量（＝１）から０．７まで変えた場合の吸収部の温度分布を示すグラフである。
【図３】相対循環量を変えた場合の吸収塔塔頂からのＣＯ２のリークを示すグラフである。
【図４】相対循環量を変えた際のΔ１（ｉ、ｊ）の変動を示すグラフである。
【図５】相対循環量を変えた際のΔ２（ｉ、ｊ）の変動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、吸収塔を用いた酸性ガスの化学吸収方法であって、
前記吸収塔の下部に酸性ガスを含むガスを導入させる工程Ａと、
前記吸収塔内の塔頂にアミン系吸収液導入させる工程Ｂと、
前記吸収塔内の吸収部において前記導入された前記酸性ガスを含むガスが上昇し、前記導入されたアミン系吸収液が下降する際に前記酸性ガスの少なくとも一部が前アミン系吸収液に吸収される工程Ｃと、
前記吸収部の高さを１としたとき、塔頂側から２／９以上７／９以下の範囲内の少なくとも一カ所で吸収部内の温度を計測する工程Ｄと、を有し、
下記式（１）で算出されるΔ１（ｉ、ｊ）が２５℃以上１０００℃、又は、下記式（２）で算出されるΔ２（ｉ、ｊ）が５℃以上３０℃以下となったときに警報を発する工程Ｅを有する化学吸収方法である。
【数５】
2020163324.tif 000007
（Ｒ（ｊ）、Ｒ（ｊ＋１）は、任意の相対循環量であり、０＜Ｒ(ｊ)＜Ｒ（ｊ＋１）の関係を満足する。また、また、Δ２（ｉ、ｊ）は、下記式（２）で表される温度変位［℃］である。）
【数６】
2020163324.tif 000008
（Ｔ（ｉ、ｊ）は、任意の相対循環量Ｒ（ｊ）における吸収部の任意の場所ｉの温度［℃］、Ｔ（ｉ、ｂａｓｅ）は、基準の循環量Ｒ（ｂａｓｅ）＝１における吸収部の任意の場所ｉの温度［℃］である。）
【００１１】
このような特徴を有することにより、化石燃料、木質バイオマス、都市ごみ、活性汚泥等に代表される被ガス原料をガス化したガス（生成ガス）、あるいは、燃焼排ガス、天然ガス、石油随伴ガス、消化ガス等から、硫化水素や二酸化炭素等の酸性ガスを化学吸収により吸収する際に、十分に吸収しきれずに吸収塔塔頂から酸性ガスが漏れるのを防止することができる。
【００１２】
以下、本発明の化学吸収方法の説明に先立ち、本発明の吸収塔について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の吸収塔を備えた化学吸収装置の一例を示す模式図である。
図１に示す化学吸収装置１００は、フィードガス中の酸性ガスを化学的に吸収除去する装置であり、吸収塔１と、再生塔２とを備えている。
【００１３】
吸収塔１は、吸収塔１の下部から吸収塔１の内部に酸性ガスを含むフィードガスを導入するガス導入ライン１１と、吸収塔１の塔頂からアミン系吸収液を導入させる吸収液循環ライン１２ａと、導入されたガスとアミン吸収液が接触してガス中の酸性ガスを化学吸収する吸収部７と、吸収部７の所定の位置において吸収部７内の温度を計測する計測部１３と、計測された温度結果から算出される所定の条件において警報を発報する警報装置１４と、を有する。
なお、吸収部７は、複数の棚段、又は、一つまたは複数の充填層から構成される。吸収部７は、棚段で構成される場合は最下段の下の面から最上段の上の面を指し、複数の充填層で構成される場合は最下段の充填層の底面から最上段の充填層の上面までを指す。
【００１４】
ガス導入ライン１１は、吸収塔１の下部に設けられている。
ガス導入ライン１１には、酸性ガスを含むフィードガスがガス導入ライン１１を介して吸収塔１内に導入される。導入されたガスは、吸収塔１内を上昇し、特には吸収部７において、塔頂部から吸収液導入ライン１２ａを介して導入されるアミン系吸収液と向流接触し、フィードガス中の酸性ガスがアミン系吸収液に吸収される。そして、酸性ガスが除去されたガスは、塔頂より処理ガスとして取り出される。
【００１５】
吸収液循環ライン１２ａを介して導入されたアミン系吸収液（以下単に吸収液ともいう）は、吸収塔１の塔頂より下部に向かって流れる。酸性ガスを吸収した吸収液、すなわちリッチ溶液（酸性ガス吸収済吸収液）を吸収塔１の下部から排出され、吸収塔１の下部に接続する吸収液循環ライン１２ｂを介して、再生塔２に導入される。再生塔２において酸性ガス吸収済吸収液は酸性ガスが除去されて再生された吸収液、すなわちリーン溶液となる。さらに、リーン溶液は再生塔２の下部に接続する吸収液循環ライン１２ａを介して再度吸収塔１の塔頂に導入される
【００１６】
吸収液循環ライン１２ａ、１２ｂで吸収液を循環させる過程において、吸収塔１の下部より出されるリッチ溶液は、吸収された酸性ガスを放出できる温度にまでリーン・リッチ熱交換器３で加熱され、再生塔２へ導かれる。そして、再生塔２において、酸性ガスがリッチ溶液から除去・回収される。再生されたリーン溶液は、再生塔２の下部から取り出されてリーン・リッチ熱交換器３で冷却され、さらに、溶液クーラー４により温度調整がなされ、吸収塔１の塔頂より導入される。
また、再生塔２において分離され、再生塔２の塔頂から出される酸性ガスを含む再生塔塔頂ガス中には水蒸気が含まれている。再生塔塔頂ガスをオーバーヘッドコンデンサー５で冷却した後、冷却された再生塔塔頂ガス中の酸性ガスと凝縮した水とをドラム６で気液分離することにより酸性ガスと水とを分離する。水が分離された酸性ガスは回収される。なお、再生塔２の処理で失われる水分は再生塔２塔頂から補給しても良い。
【００１７】
計測部１３は、吸収塔１内の吸収部７の温度を計測する機能を備えている。例えば、棚段であれば任意の段のダウンカマー中の液相の温度を測定する。充填塔であれば充填層の温度を測定する。
計測部１３は、吸収塔１の吸収部７の高さを１としたとき、塔頂から２／９以上７／９以下の範囲内の少なくとも一カ所に設けられている。すなわち、吸収部７の高さを１としたとき、塔頂から２／９以上７／９以下の範囲内の少なくとも一カ所で吸収部７の温度を計測する。なお、計測部１３は、吸収部７の高さを１としたとき、塔頂から２／９以上７／９以下の範囲内の少なくとも一カ所に設けられているが、塔頂から３／９以上６／９以下の範囲内の少なくとも一カ所に設けられているのが好ましい。なお、計測部１３は、二カ所以上設けられていてもよい。
【００１８】
警報装置１４は、計測部１３の計測結果を基に、警報を発報する機能を備えている。
本発明において、警報の発報は、以下の二つのいずれかの条件を満たした場合に行われる。
【００１９】
条件１は、吸収塔１におけるアミン系吸収液の設計基準の循環量を１としたときのアミン系吸収液の相対循環量をＸ軸、計測部１３での計測温度をＹ軸に取った時のグラフについての傾きの絶対値Δ１（ｉ、ｊ）が２５℃以上１０００℃以下である場合である。なお、設計基準とは、吸収塔を設計する上で様々な要因を考慮して決定されるので、ある程度の余裕を見越した値である。すなわち、上述の設計する上で考慮すべき様々な要因には、まず異なる複数の運転モードへの対応、例えばフィード組成や流量の変更、目標とする酸性ガス除去濃度の変更や運転圧力の変更などが挙げられる。加えて、例えば、冷却用海水や河川水の水温の変動、空冷冷却装置を使用している場合には、大気気温や大気湿度などの変動に伴う冷却可能な温度の変動や、制御機構の制御操作上の制御値の変動などの運転上の様々な外乱なども設計上考慮しなければならない。したがって、これらの要因を考慮した設計の際に利用する循環量を設計基準の循環量とする。
【００２０】
条件２は、吸収塔の塔頂における前記アミン系吸収液の温度を基準温度としたときの、前記工程Ｃでの計測時における温度上昇（温度変位）Δ２（ｉ、ｊ）が、５℃以上３０℃以下である場合である。
【００２１】
なお、Δ１（ｉ、ｊ）は、２５℃以上１０００℃以下であるが、７０℃以上７５０℃以下であることが好ましい。
また、温度上昇Δ２（ｉ、ｊ）は、５℃以上３０℃以下であるが、７℃以上２０℃以下であることが好ましい。商業運転されている吸収塔１の吸収部７で測定される温度には揺らぎがあり、下限値を下回る温度で警報を発報しても温度バルジが発生していない場合もあるので適切ではない。また上限値を上回る場合は、すでに温度バルジが発生して酸性ガスが塔頂からリークしているので適切ではない。
【００２２】
再生塔２は、リッチ溶液から酸性ガスを分離・除去する機能を備えている。
再生塔２の下部には、リボイラー２１が設けられている。下降した吸収液はリボイラー２１によって加熱されると再生塔２内を上昇する。塔頂から出る塔頂ガスはオーバーヘッドコンデンサー５で一部は凝縮され、凝縮された液は再生塔の塔頂部に戻される。リッチ溶液は再生塔内部でリッチ溶液に含まれる酸性ガスが除去されてリーン溶液として再生される。
【００２３】
上記のような吸収塔１を用いた化学吸収方法は、ガス導入ライン１１により吸収塔１の下部から酸性ガスを含むフィードガスを導入させる工程Ａと、吸収塔１内の塔頂から吸収液循環ライン１２ａを介してアミン系吸収液を導入する工程Ｂと、フィードガス中の酸性ガスをアミン系吸収液に化学吸収させる工程Ｃと吸収塔１内の吸収部の高さを１としたとき、塔頂から２／９以上７／９以下の範囲内の少なくとも一カ所で吸収部７内の温度を計測する工程Ｄと、を有している。そして、上述した条件１又は条件２を満たした場合に、警報を発報する工程Ｅを有している。
【００２４】
このような酸性ガス化学吸収方法によれば、吸収液の相対循環量を小さくしすぎるとこなくフィードガスから、硫化水素や二酸化炭素等の酸性ガスを化学吸収により吸収する際に、吸収しきれずに吸収塔塔頂から過剰に酸性ガスが漏れるのを防止することができる。
【００２５】
なお、アミン系吸収液としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。アミン系吸収液としては、具体的には、例えば、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、２−（２−アミノエトキシ）エタノール（ＤＧＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、ジメチルエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）が挙げられ、これらのうち、一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２６】
以下、上述したΔ１（ｉ、ｊ）及びΔ２（ｉ、ｊ）の定義方法について説明する。
図２は、基準の相対循環量（＝１）から０．７まで変えた場合の吸収部７の温度分布を示すグラフ、図３は、相対循環量を変えた場合の吸収塔塔頂からのＣＯ２のリークを示すグラフである。なお、図２中の場所ｉ＝＃１は吸収塔塔頂、場所ｉ＝＃１０は吸収塔塔底を示しており、図２は吸収塔を９分割とした場合の温度分布を示している。また、図中、℃をｄｅｇＣと示している。
【００２７】
図３より基準の循環量（Ｒ＝１）の時には、塔頂からのＣＯ２の顕著なリークは始まっていないことがわかる。相対循環量の０．８５では、顕著なリークは始まっていないが、図２に示すように、吸収部の温度分布は温度バルジ、つまり吸収部の任意の場所において温度の急激な上昇がみられる。特に、場所ｉ＝＃７〜９ではほぼ温度がフラットになっており、これは温度バルジによりこの部位ではもはやＣＯ２吸収が進んでいないことを意味している。一方で、塔頂部（ｉ＝＃１）では顕著な温度上昇がみられない。
【００２８】
さらに図２より相対循環量０．７では全面にわたって温度バルジが認められ、ＣＯ２吸収が進んでいない部位が広範囲にわたっている。この場合、ＣＯ２リークは図３に示したようにきわめて大きくなっている。
そこで、温度バルジを利用して、破局的なＣＯ２リークが始まる前に警報を発報するために、特定の好ましい場所で温度の変位をモニターすればよいこと見出した。
【００２９】
警報を発報するために、以下の二種類の温度変位を定義した。なお、図４は、相対循環量を変えた際のΔ１（ｉ、ｊ）の変動を示すグラフ、図５は、相対循環量を変えた際のΔ２（ｉ、ｊ）の変動を示すグラフである。
【００３０】
Δ１（ｉ、ｊ）は、図５における曲線の傾きの絶対値、すなわち下記式（１）で表される。
【数７】
2020163324.tif 000009
（Ｒ（ｊ）、Ｒ（ｊ＋１）は、任意の相対循環量であり、０＜Ｒ(ｊ)＜Ｒ（ｊ＋１）の関係を満足する。また、また、Δ２（ｉ、ｊ）は、下記式（２）で表される温度変位［℃］である。）
【００３１】
Δ２（ｉ、ｊ）は、基準循環量（相対循環量が１のとき）の温度分布からの任意の循環量における温度の変位である。すなわち、Δ２（ｉ、ｊ）は下記式（２）で表される。
【数８】
2020163324.tif 000010
（Ｔ（ｉ、ｊ）は、任意の相対循環量Ｒ（ｊ）における吸収部の任意の場所ｉの温度［℃］、Ｔ（ｉ、ｂａｓｅ）は、基準の循環量Ｒ（ｂａｓｅ）＝１における吸収部の任意の場所ｉの温度［℃］である。）
【００３２】
図３によると、この運転条件では相対循環量が０．８３程度からＣＯ２リークは急激に大きくなっており、実際のところ余裕を見て相対循環量が０．８５程度で、警報を発報することが望ましい。
図４に示すように、警報は、場所ｉ＝＃４〜＃６の温度のモニター値から、Δ１（ｉ、ｊ）が１５０〜２５０℃で発報すればよいことがわかる。図５によると、場所ｉ＝＃４〜＃６の温度のモニター値により、Δ２（ｉ、ｊ）が５〜１２℃で警報を発報すればよい。
【００３３】
以上、本発明の化学吸収方法及び吸収塔の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、本発明の化学吸収方法は、任意の工程が追加されてもよい。
また、本発明の吸収塔は、図示の構成に限定されない。
【実施例】
【００３４】
表１に実施例１〜４の主なプロセス条件を示した。表２は警報を発報すべき条件を示している。変位を観測した場所は＃１から＃１０で示される。＃１が塔頂、＃１０が塔底を示し、＃２〜＃９は吸収部において高さ方向に均等に定められた場所である。
【００３５】
【表１】
2020163324.tif 000011
表１に示した実施例１〜４の条件で基準の循環量Ｒ（ｂａｓｅ）から循環量を徐々に減少させ、各実施例で塔頂からのＣＯ２リーク量が適正な範囲にとどまる相対循環量を求めた。
具体的には運転モードの変更に基づく運転条件の変更や運転上の外乱についても十分対応可能な吸収液循環量を基準循環量（相対循環量＝１）から慎重に循環量を下げつつ、塔頂からのＣＯ２リーク量を観察する。同時に各場所＃１〜＃１０（特には＃４〜＃６）における吸収部の温度を測定した。測定した温度に基づき変位Δ１（ｉ、ｊ）、Δ２（ｉ、ｊ）を求めた。最も少ない相対循環量におけるΔ１（ｉ、ｊ）及びΔ２（ｉ、ｊ）が警報を発報すべき変位量となる。
この結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
2020163324.tif 000012
温度を観測する場所（場所＝＃４、＃５、＃６）によって、変位Δ１（ｉ、ｊ）及びΔ２（ｉ、ｊ）には表２に示したように幅がある。実際の工業規模の吸収塔では静定し比較的安定した状態においても、様々な要因に起因する外乱で観測値は変動する。しかし、表２に示した変位量の幅であれば、温度バルジを回避可能であり、これを超える場合は警報を発報するように設定すればよいことがわかる。
【符号の説明】
【００３７】
１００    化学吸収装置
１        吸収塔
１１      ガス導入ライン
１２ａ、１２ｂ      吸収液循環ライン
１３      計測部
１４      警報装置
２        再生塔
２１      リボイラー
３        リーン・リッチ熱交換器
４        溶液クーラー
５        オーバーヘッドコンデンサー
６        ドラム
７        吸収部
【図１】
2020163324.tif 000017
【図２】
2020163324.tif 000018
【図３】
2020163324.tif 000019
【図４】
2020163324.tif 000020
【図５】
2020163324.tif 000021