(57)【要約】【課題】CO2を含有する気体を1MPa以上の圧力で有機系CO2吸収液と接触させ、CO2を該気体から分離するためのCO2分離装置において、CO2を吸収した加圧状態にある有機系CO2吸収液中のCO2濃度を正確、かつ、簡易に測定する方法を提供すること。【解決手段】加圧状態の有機系CO2吸収液をサンプリングした後、その一部をアンモニア水と混合し、残りの一部は常圧に戻してCO2を揮発させ、常圧に戻した有機系CO2吸収液の有機炭素濃度と、アンモニア水と混合した有機系CO2吸収液の有機炭素濃度とを比較することにより、サンプリングされた有機系CO2吸収液の希釈率を算出する。この希釈率によって、サンプリングされた有機系CO2吸収液の無機炭素濃度を補正する。【選択図】図３
2014174000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素を含有する気体を1MPa以上の圧力で有機系二酸化炭素吸収液と接触させ、二酸化炭素を有機系二酸化炭素吸収液に吸収させる吸収塔と、
二酸化炭素を吸収した有機系二酸化炭素吸収液を加熱し、有機系二酸化炭素吸収液から二酸化炭素を再生（脱離）させる再生塔とを備え、
吸収塔と再生塔の間で有機系二酸化炭素吸収液を循環して使用する二酸化炭素分離装置における、二酸化炭素を吸収した1MPa以上の有機系二酸化炭素吸収液をサンプリングし、有機系二酸化炭素吸収液の二酸化炭素濃度を測定する方法であって、
前記方法は、
（Ａ）二酸化炭素分離装置から密封状態で採取された有機系二酸化炭素吸収液の一部を常圧に戻した後、有機炭素濃度Ｘを測定する工程と、
（Ｂ）有機系二酸化炭素吸収液の残部をアンモニア水と混合し、二酸化炭素を炭酸アンモニウムとして安定化した後、混合溶液の有機炭素濃度Ｙ及び無機炭素濃度Ｚを測定する工程と、
（Ｃ）ＸとＹからサンプル容器内のアンモニア水による有機系二酸化炭素吸収液の希釈率を算出し、該希釈率によってＺを補正し、サンプリングユニットに採取した1MPa以上の有機系二酸化炭素吸収液中の二酸化炭素濃度を算出する工程；
を有する、方法。
【請求項２】
前記有機系二酸化炭素吸収液がモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、2-アミノ2-メチル-1-プロパノール、ジグリコールアミン、ジイソプロパノールアミンのようなアミン化合物の１５〜７０%程度の水溶液、或いはSelexol法に用いられる吸収液として知られるポリエチレングリコール・ジメチルエーテルのようなエーテル結合を含む有機物質から成る溶液、及びイオン液体からなる群より選択される１種又は２種以上の混合溶液である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記二酸化炭素を含有する気体がオフガス、高炉ガス又は石炭をガスした際に発生する混合ガスである、請求項１又は２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素を含有する気体を1MPa以上の圧力で有機系二酸化炭素吸収液と接触させ、二酸化炭素を該気体から分離するための二酸化炭素分離装置において、二酸化炭素を吸収した1MPa以上の有機系二酸化炭素吸収液中の二酸化炭素濃度を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気中二酸化炭素濃度の上昇を防ぐために、火力発電所の排ガス、石油又は天然ガスの生産設備、製油所、又は石油化学工場のようなプラントから放出されるオフガスから二酸化炭素を分離及び回収する試みがなされている。
【０００３】
二酸化炭素吸収分離法は、物理吸収法及び化学吸収法の2つの基本方式に大別される。化学吸収法は、二酸化炭素と溶剤の間に発生する化学反応を利用して、混合ガス中の二酸化炭素を固定する方法であり、二酸化炭素分圧が低めで、浄化度の要求が高いガス流を処理するのに適しているが、吸収剤の再生時に加熱が必要で、エネルギー消費がより大きい。その代表例は、MEA（モノエタノールアミン）法である。
【０００４】
物理吸収法としては、低温メタノールを用いる方法（Rectisol法）とポリエチレングリコール・ジメチルエーテルを用いる方法（Selexol法）が一般的である。物理吸収法は、二酸化炭素分圧が低めで、浄化度の要求が高いガス流を処理するのに適している。Rectisol法は、メタノールが−50℃という低温下において酸性ガスに対する溶解度が極めて大きいという物理的特性を利用して、二酸化炭素のような酸性ガスを吸収する。この方法は、ガス中のアンモニア及び水分含有量について、かなり高い要求を有しているため、吸収塔にオフガスを供給する前に、アンモニア及び水分を徹底的に除去しておかなければならない。また、低温操作は設備の材質に対する要求が高めであり、熱交換設備及び冷凍設備の数も多く、装置構成が複雑であり、プロセスフローが冗長であるという問題がある。
【０００５】
Selexol法は、吸収温度が0〜25℃で、真空フラッシュ蒸発を設けない場合、二酸化炭素回収率は70%であり、ストリッピングした空気を二段炉に戻した場合、二酸化炭素回収率は95%にも達するとされる。装置構成もRectisol法と比較して簡単であり、エネルギー消費も少ない。
【０００６】
一方、オフガスの組成分析は、石炭ガス化複合発電（IGCC）のガス製製設備の運転において重要である。排ガス中の二酸化炭素の自動計測装置は、JIS B7986及びJIS B7993に規定されているように公知である。
【０００７】
特許文献1は、オフガスのような排ガス中のガス成分を分析するための排ガス分離方法及び排ガス分析方法を開示している。特許文献１の排ガス分離方法及び排ガス分析方法によれば、吸収液中の成分濃度と、残りの残ガス中の他成分濃度とを分析することで、排ガス組成全体のバランスを把握することができるとされている（段落0024）。
【０００８】
特許文献２は、地熱蒸気を冷却して、地熱蒸気中の水蒸気成分を凝縮水とし、凝縮水と不凝縮ガスとに分離する工程と、その後、該不凝縮ガスの成分分析において、開放型の硫化水素吸収ビン内の硫化水素吸収液で不凝縮ガス中の硫化水素ガスを吸収し、これにより前記硫化水素吸収ビンの内部に硫化物の沈殿を生じさせた後、この硫化水素吸収ビンを切り離して硫化水素の測定を行う工程と、二酸化炭素吸収ビン内の二酸化炭素吸収液で不凝縮ガス中の二酸化炭素ガスを吸収し、目盛りを有する細管部を上部に配置して太管部を下部に配置したガスビュレットで、不凝縮ガスの体積減少量から二酸化炭素の濃度の測定を行う工程とを含むことを特徴とする地熱蒸気中の不凝縮ガス測定方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１３３８７５号公報
【特許文献２】特許第４２５６５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
Selexol法のように二酸化炭素吸収液に混合中の二酸化炭素を物理的に吸収させる方法では、吸収塔内で混合ガスと二酸化炭素吸収液とは加圧状態で接触させることにより、混合ガス中の二酸化炭素を二酸化炭素吸収液に吸収（溶解）させる。二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液は、再生塔へと移送され、常圧に戻された後で加熱され、二酸化炭素を放出して再生される。再生された二酸化炭素吸収液は、再度吸収塔へと移送される。このように、二酸化炭素吸収液は、吸収塔と再生塔の間を循環する。
【００１１】
二酸化炭素吸収液中の二酸化炭素濃度を測定することにより、吸収塔内の圧力又はオフガス供給量のような運転条件を変動させることが好ましい。ここで、吸収塔内の二酸化炭素吸収液は加圧状態にあるため、二酸化炭素濃度を直接測定することができないため、吸収塔内の二酸化炭素吸収液の一部をサンプリングして二酸化炭素濃度を測定する必要がある。しかし、サンプリングした二酸化炭素吸収液を常圧に戻すと、吸収されていた二酸化炭素の一部が大気中に揮発し、正確な二酸化炭素濃度を測定することができない。
【００１２】
そこで、従来は、サンプリング容器から揮発する二酸化炭素を二酸化炭素吸収管によって捕集し、二酸化炭素吸収管の重量増加を測定することによって、揮発される二酸化炭素量（α）を定量していた。そして、サンプル容器内の二酸化炭素吸収液中の二酸化炭素濃度から液中二酸化炭素量（β）を算出し、α＋βをサンプリングした二酸化炭素吸収液中に存在していた二酸化炭素量としていた。
【００１３】
しかし、この方法では、サンプル容器から揮発する二酸化炭素を二酸化炭素吸収管によって捕集するために測定操作が煩雑であり、測定誤差が大きいという問題がある。また、サンプル容器から揮発する二酸化炭素を二酸化炭素吸収管によって完全に捕集されたか否かを確認することもできないため、再現性も乏しい。
【００１４】
本発明は、二酸化炭素を含有する気体を1MPa以上の圧力で有機系二酸化炭素吸収液と接触させ、二酸化炭素を該気体から分離するための二酸化炭素分離装置において、二酸化炭素を吸収した加圧状態にある有機系二酸化炭素吸収液中の二酸化炭素濃度を正確、かつ、簡易に測定し得る方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
加圧状態の有機系二酸化炭素吸収液をサンプリングした後、アンモニア水と混合することによって、有機系二酸化炭素吸収液に吸収されている二酸化炭素を炭酸アンモニウムとして固体化し、常圧に戻しても揮発しない状態で測定できる。それだけでは、実際にサンプリングされた有機系二酸化炭素吸収液量によって、アンモニア水と混合したことによる希釈率が変動するため、吸収塔内の有機系二酸化炭素吸収液中の二酸化炭素濃度を正確に測定することができない。
【００１６】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、加圧状態の有機系二酸化炭素吸収液をサンプリングした後、その一部をアンモニア水と混合し、残りの一部は常圧に戻して二酸化炭素を揮発させ、常圧に戻した有機系二酸化炭素吸収液の有機炭素濃度と、アンモニア水と混合した有機系二酸化炭素吸収液の有機炭素濃度とを比較することにより、サンプリングされた有機系二酸化炭素吸収液の希釈率を算出し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１７】
具体的に、本発明は、
二酸化炭素を含有する気体を1MPa以上の圧力で有機系二酸化炭素吸収液と接触させ、二酸化炭素を有機系二酸化炭素吸収液に吸収させる吸収塔と、
二酸化炭素を吸収した有機系二酸化炭素吸収液を加熱し、有機系二酸化炭素吸収液から二酸化炭素を再生させる再生塔とを備え、
吸収塔と再生塔の間で有機系二酸化炭素吸収液を循環して使用する二酸化炭素分離装置における、二酸化炭素を吸収した1MPa以上の有機系二酸化炭素吸収液をサンプリングし、有機系二酸化炭素吸収液の二酸化炭素濃度を測定する方法であって、
前記方法は、
（Ａ）二酸化炭素分離装置から密封状態で採取された有機系二酸化炭素吸収液の一部を常圧に戻した後、有機炭素濃度Ｘを測定する工程と、
（Ｂ）有機系二酸化炭素吸収液の残部をアンモニア水と混合し、二酸化炭素を炭酸アンモニウムとして安定化した後、混合溶液の有機炭素濃度Ｙ及び無機炭素濃度Ｚを測定する工程と、
（Ｃ）ＸとＹからサンプル容器内のアンモニア水による有機系二酸化炭素吸収液の希釈率を算出し、該希釈率によってＺを補正し、サンプリングユニットに採取した1MPa以上の有機系二酸化炭素吸収液中の二酸化炭素濃度を算出する工程；
を有する、方法に関する。
ここで、有機炭素とは有機系二酸化炭素吸収液の基材に含まれる炭素に相当し、無機炭素とは二酸化炭素に含まれる炭素に相当する。
【００１８】
本発明の方法では、加圧状態の有機系二酸化炭素吸収液をサンプリングした後、アンモニア水と混合することによって、有機系二酸化炭素吸収液に吸収されている二酸化炭素を炭酸アンモニウムとして固体化し、全炭素濃度及び有機炭素濃度を測定し、無機炭素濃度を算出する（全炭素濃度−有機炭素濃度＝無機炭素濃度）。それとは別に、サンプリングした加圧状態の有機系二酸化炭素吸収液の一部を常圧に戻し、二酸化炭素を揮発させ、有機性二酸化炭素吸収液自体の有機炭素濃度を測定する。そして、有機性二酸化炭素吸収液自体の有機炭素濃度と、アンモニア水と混合された有機性二酸化炭素吸収液の有機炭素濃度を比較し、アンモニア水による希釈率を算出する。この希釈率によって、無機炭素濃度を補正すれば、サンプリングされた加圧状態の有機系二酸化炭素吸収液中の二酸化炭素濃度を精度よく測定することが可能となる。
【００１９】
前記有機系二酸化炭素吸収液は、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、2-アミノ2-メチル-1-プロパノール、ジグリコールアミン、ジイソプロパノールアミンのようなアミン化合物の15〜70％程度の水溶液、或いはSelexol法に用いられる吸収液として知られるポリエチレングリコール・ジメチルエーテルのようなエーテル結合を含む有機物質から成る溶液、及びイオン液体からなる群より選択される１種又は２種以上の混合溶液であることが好ましい。
【００２０】
前記二酸化炭素を含有する気体は、オフガス、高炉ガス又は石炭をガス化した際に発生する混合気体であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の方法によれば、加圧状態にある有機系二酸化炭素吸収液中の二酸化炭素濃度を正確、かつ、簡易に測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の方法を適用する二酸化炭素分離装置の一例を表す模式図を示す。
【図２】本発明で使用するサンプリングユニットの一例の外観写真を示す。
【図３】本発明の方法の工程フローチャートを示す。
【図４】サンプリングユニット内にサンプルを採取するときの操作手順を示す。
【図５】採取されたサンプルをサンプル容器内へと導入する操作手順を示す。
【図６】工程Ａにおけるサンプルユニットの操作手順を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。本発明は、以下の記載に限定されない。
【００２４】
図１は、本発明の方法を適用する二酸化炭素分離装置の一例を表す模式図を示す。オフガスのような二酸化炭素を含有するガスは、ガス供給経路１から吸収塔２へと供給される。吸収塔２の上部からは、有機系二酸化炭素吸収液が供給されており、吸収塔２内は充填物で満たされており、あらかじめ窒素を供給しておくことによって1MPa以上に加圧されている。吸収塔内の圧力は、実用的には1MPa以上5MPa以下に調整されることが一般的である。
【００２５】
有機系二酸化炭素吸収液は、常温常圧で液体である有機物であって、二酸化炭素を吸収しやすく、アンモニア水に溶解する性質を有していればよいが、価格、引火性、有害性及び腐食性の観点から、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、2-アミノ2-メチル-1-プロパノール、ジグリコールアミン、ジイソプロパノールアミンのようなアミン化合物の15〜70％程度の水溶液、或いはSelexol法に用いられる吸収液として知られるポリエチレングリコール・ジメチルエーテルのようなエーテル結合を含む有機物質から成る溶液、又はイオン液体であることが好ましい。これらの有機系二酸化炭素吸収液は、単独で使用されてもよく、２種以上の混合溶液として使用されてもよい。ここでは、有機系二酸化炭素吸収液としてメチルジエタノールアミンを使用する場合について説明する。
【００２６】
吸収塔２内で、二酸化炭素を含有するガスと有機系二酸化炭素吸収液が接触し、二酸化炭素は有機系二酸化炭素吸収液に吸収され、それ以外のガスは、ガス放出配管３から排気される。二酸化炭素を吸収した有機系二酸化炭素吸収液４は、吸収塔２の下部に貯液された後、二酸化炭素吸収液移送配管５を経て再生塔６の上部へと供給される。二酸化炭素吸収液移送配管５には、ポンプＰ１及び加熱装置７ａが設けられている。加熱装置７ａによって、有機系二酸化炭素吸収液４は約100〜120℃に加熱される。図１には示されていないが、再生塔６の側面にも加熱装置を設けてもよい。
【００２７】
再生塔６内は、充填物で満たされた構造となっており、内部の圧力はあらかじめ窒素を供給した後、配管９に設けられた背圧弁により1MPa~4MPa程度に調整されている。有機系二酸化炭素吸収液８は、再生塔６の下部に貯液され、加熱装置７ｂによってさらに約120℃に加熱される。有機系二酸化炭素吸収液８から再生した二酸化炭素は、放出配管９から排気される。排気された二酸化炭素は、公知の二酸化炭素処理方法（例えば、貯留又は海洋隔離）によって固形化される。
【００２８】
二酸化炭素が再生した有機系二酸化炭素吸収液８は、配管１０から冷却器１１へと供給され、約40℃まで冷却される。配管１０には、ポンプＰ２が設けられている。冷却された有機系二酸化炭素吸収液は、吸収液返送配管１２を経て吸収塔２の上部へと返送される。吸収液返送配管１２には、ポンプＰ３が設けられている。吸収塔２へと返送された有機系二酸化炭素吸収液は、二酸化炭素分離装置の運転中、吸収塔２及び再生塔６の間を循環し、二酸化炭素の吸収及び再生を繰り返す。
【００２９】
図２は、本発明で使用するサンプリングユニットの一例の外観写真を示す。このサンプリングユニットは、サンプル容器２７と、サンプル容器２７と二酸化炭素分離装置とを接続する接続配管２２とから構成される。接続配管２２は、サンプル容器２７に近い側から順に第一バルブ２６、第二バルブ２３及び第三バルブ２１を有し、第二バルブ２３と第三バルブ２１との間には第四バルブ３１を有する側部配管３０を有する。サンプル容器２７は、接続配管２２以外に、封入バルブ２８を有する注排水配管２９を有している。第一バルブ２６と第二バルブとの間の配管（圧力計接続部２４）には、圧力計２５が設けられている。
【００３０】
図３は、本発明の方法の工程フローチャートを示す。まず、ステップＳ１として、サンプリングユニット内を減圧し、内部の空気を排気する。次に、ステップＳ２として、第二バルブ２３が開いており、第三バルブ２１、第一バルブ２６、封入バルブ２８及び第四バルブ３１が閉じており、圧力計２５の値が0MPaを示しているか否か確認する。0MPaを示していればステップＳ３に進み、0MPaを示していなければ、ステップＳ１に戻る。
【００３１】
次に、ステップＳ３として、封入バルブ２８を開き、サンプリングユニットのサンプル部２７にアンモニア水を注入する。注入後、封入バルブ２８を閉じる。アンモニア水の濃度は、５質量％以上１５質量％以下とすることが好ましい。アンモニア水の注入量は、サンプル部２７の容積の３０％〜５０％程度とすることが好ましい。
【００３２】
次に、ステップＳ４として、接続配管２２を二酸化炭素分離装置に取り付けることにより、サンプリングユニットを二酸化炭素分離装置と接続する。サンプリングユニットの取り付け位置は、1MPa以上に加圧された状態である有機系二酸化炭素吸収液を採取できる吸収塔又は吸収塔と再生塔とを接続する有機系二酸化炭素吸収液移送配管であれば、特に限定されないが、サンプリングの容易さを考慮すると、図１のＳ点のような位置とすることが実用的である。
【００３３】
次に、ステップＳ５として、第三バルブ２１を開き、サンプルである有機系二酸化炭素吸収液をサンプリングユニット内に採取する。このとき、圧力計２５は、二酸化炭素分離装置の吸収塔内と同様、1MPa以上の値となる。
【００３４】
図４は、サンプリングユニット内にサンプルを採取するときの操作手順を示す。ステップＳ４のとき、サンプルユニット内は、図４の「Ｉ」に示される状態である。ステップＳ５で第三バルブ２１を開くと、図４の「II」に示されるように、第三バルブ２１から第一バルブ２６までの配管内にサンプルが採取される。
【００３５】
次に、ステップＳ６として、圧力計２５の値が二酸化炭素分離装置側の圧力と等しいか否か確認する。等しければステップＳ７に進み、等しくなければステップＳ５に戻る。
【００３６】
次に、ステップＳ７として、第三バルブ２１を閉じ、二酸化炭素分離装置からサンプリングユニットを取り外す。
【００３７】
次に、ステップＳ８として、第二バルブ２３を閉じる。図５は、採取されたサンプルをサンプル容器内へと導入する操作手順を示す。ステップＳ８のとき、サンプルユニット内は、図５の「III」に示される状態である。
【００３８】
次に、ステップＳ９として、第一バルブ２６を開く。すると、図５の「IV」に示されるように、第二バルブ２３と第一バルブ２６との間の配管内にあるサンプルが、サンプル容器２７へと供給され、アンモニア水と混合される。このとき、サンプルに溶解していた二酸化炭素は、アンモニアと反応し、炭酸アンモニウム（(NH4)2CO3）として固定化される。このため、サンプルとアンモニア水との混合溶液は、常圧に戻しても二酸化炭素が揮発することがない。
【００３９】
次に、ステップＳ１０として、圧力計２５が1MPa未満の値となっていることを確認する。1MPa未満となっていればステップＳ１１へ進み、1MPa以上のままであればステップＳ９に戻る。
【００４０】
＜工程Ａ＞
次に、ステップＳ１１として、第四バルブ３１を開き、側部配管３０からサンプルの一部を取り出す。サンプルを常圧に戻し、溶解されていた二酸化炭素を大気中へと放出した後、有機系二酸化炭素吸収液の有機炭素濃度Ｘを測定する。有機炭素濃度Ｘの測定には、全有機炭素濃度測定装置（TOC装置）のような公知の測定装置を利用し得る。
【００４１】
図６は、工程Ａにおけるサンプルユニットの操作手順を示す。ステップＳ９のとき、図６の「Ｖ」に示されるように、第三バルブ２１、第二バルブ２３及び第四バルブ３１の間の配管内に加圧された状態のサンプルが保持されている。ステップＳ１１のときには、図の「VI」に示されるように、第三バルブ２１、第二バルブ２３及び第四バルブ３１の間の配管内に保持されていたサンプルが常圧に戻り、サンプルに溶解されていた二酸化炭素が揮発する。二酸化炭素を揮発させた後のサンプル（有機系二酸化炭素吸収液そのもの）について、有機炭素濃度Ｘを測定する。
【００４２】
＜工程Ｂ＞
次に、ステップＳ１２として、封入バルブ２８を開き、サンプル容器２７内の混合溶液を採取し、有機炭素濃度Ｙ及び無機炭素濃度Ｚを測定する。有機炭素濃度Ｙ及び無機炭素濃度Ｚの測定には、全有機炭素濃度測定装置のような公知の測定装置を利用し得る。全有機炭素濃度測定装置を使用する場合、全炭素濃度Ｔ及び有機炭素濃度Ｙを測定し、Ｔ−Ｙ＝Ｚより無機炭素濃度Ｚを算出し得る。無機炭素濃度Ｚは、炭酸アンモニウム濃度に相当するため、サンプルに吸収された二酸化炭素濃度と一致する。
【００４３】
＜工程Ｃ＞
次に、ステップＳ１３として、Ｘ／Ｙを計算し、サンプル容器２７内におけるアンモニア水によるサンプルの希釈率を算出する。測定値Ｙは、混合溶液中の有機系二酸化炭素吸収液そのものの濃度に相当する。このため、Ｘ／Ｙが、サンプルがアンモニア水によってどの程度希釈されたかを示すパラメータ（希釈率）となる。例えば、Ｘが1000ppm、Ｙが500ppmであれば、Ｘ／Ｙは「２」となる。すなわち、等量のサンプルとアンモニア水とが混合されていたことが理解される。
【００４４】
次に、ステップＳ１４として、Ｚを希釈率で補正し、サンプル中の正味の二酸化炭素濃度を算出する。すなわち、混合溶液中の無機有機炭素Ｚに希釈率を乗じて、サンプル中の二酸化炭素濃度を算出する。例えば、Ｚが200ppmであれば、Ｘ／Ｙ＝２を乗じ、400ppmがサンプル中の二酸化炭素濃度となる。
【００４５】
有機系二酸化炭素吸収液には、大気中の二酸化炭素も溶解している。このため、有機系二酸化炭素吸収液そのものについても無機炭素濃度を測定し、サンプル中の二酸化炭素濃度測定値から減算することにより、二酸化炭素分離装置の吸収塔内で吸収された二酸化炭素量を算出することが可能となる。
【００４６】
［ガス分析計の測定値に基づく理論値］
有機系二酸化炭素吸収液としてメチルジエタノールアミンを使用し、「高圧吸収再生装置」という二酸化炭素分離装置の吸収塔に、二酸化炭素40%、窒素60％の混合気体を流量129.7L/minで供給した。二酸化炭素流量は、129.7×40/100＝51.9L/minと算出された。吸収塔の上部から排気されるガスは、流量74.3L/minであり、二酸化炭素濃度は1.3％であることがガス分析計によって確認された。二酸化炭素流量は74.3×1.3/100≒1.0L/minと算出された。従って、吸収塔内で吸収された二酸化炭素の流量は、51.9−1.0＝50.9L/minと算出される。すなわち、吸収塔出口のメチルジエタノールアミンには、50.9L/minの二酸化炭素含有されていることになる。
【００４７】
［実施例］
全有機炭素濃度計を使用して、Ｘ、Ｙ及びＺを測定及び算出したところ、Ｘ＝288.5g/L、Ｙ＝183.5g/L、Ｚ＝27.0g/Lであった。サンプル溶液から採取した混合溶液の密度は、1.0814kg/Lであった。吸収塔内の吸収液流量は、1.22kg/minであった。Ｚ×Ｘ／Ｙ＝42.45 g/Lと算出され、さらにメチルジエタノールアミン中の流量に換算すると、42.45/1.0814×1.22＝47.89g/minとなる。
【００４８】
一方、メチルジエタノールアミンに元々含有されている二酸化炭素濃度（無機炭素濃度）は17.0g/Lであり、メチルジエタノールアミンの液密度0.9944kg/Lであることから、メチルジエタノールアミンに元々含有されている二酸化炭素量は流量に換算すると、17.0／0.9944×1.22＝20.86g/minと算出される。従って、47.89−20.86＝27.03g/minが吸収された二酸化炭素の、メチルジエタノールアミン中における流量となる。ガス分析計の測定値との整合性確認のため、ガス体積に換算すると、27.03×22.4／12＝50.5L/minとなり、理論値と概ね一致していた。
【００４９】
［比較例］
二酸化炭素分離装置から採取したメチルジエタノールアミンを常圧に戻し、二酸化炭素吸収管を用いて揮発する二酸化炭素を定量したところ、測定限界以下であり、定量できなかった。その後、メチルジエタノールアミンの無機炭素濃度を全有機炭素濃度計によって測定したところ、35.0g/Lであった。メチルジエタノールアミン中の二酸化炭素濃度は、0＋35.0＝35.0g/Lとなり、メチルジエタノールアミンの液密度1.0814kg/L、流量1.22kg/minであることから、メチルジエタノールアミン中の二酸化炭素流量に換算すると、35.0／1.0814×1.22＝39.49g/minとなる。
【００５０】
一方、メチルジエタノールアミンに元々含有されている二酸化炭素濃度（無機炭素濃度）は17.0g/Lであり、メチルジエタノールアミンの液密度0.9944kg/Lであることから、流量に換算すると17.0／0.9944×1.22＝20.86g/minと算出される。従って、39.49−20.86＝18.63g/minが吸収された二酸化炭素のメチルジエタノールアミン中における流量となる。ガス分析計の測定値との整合性確認のため、ガス体積に換算すると、18.63×22.4／12＝34.8L/minとなり、理論値とはかけ離れた値となった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、工業化学又はエネルギー分野において有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１：ガス供給配管
２：吸収塔
３：ガス放出配管
４：二酸化炭素吸収液（二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液）
５：二酸化炭素吸収液移送配管
６：再生塔
７ａ，７ｂ：加熱装置
８：二酸化炭素吸収液（二酸化炭素を再生した二酸化炭素吸収液）
９：放出配管
１０：配管
１１：冷却装置
１２：吸収液返送配管
２１：第三バルブ
２２：接続配管
２３：第二バルブ
２４：圧力計接続部
２５：圧力計
２６：第一バルブ
２７：サンプル容器
２８：封入バルブ
２９：注排水配管
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図２】
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