(57)【要約】【課題】吸収液の吸収液成分濃度の低下を抑制するとともに吸収液成分ロスを低減することができる二酸化炭素回収システムを提供する。  【解決手段】実施の形態による二酸化炭素回収システム１は、吸収排ガス３または再生排ガス８を複数段階凝縮して、各段階で生成された複数の凝縮液１０、１２を別々に排出する凝縮装置４０と、凝縮液１０、１２を吸収液４、５に混入させる第１凝縮液ライン７１と、凝縮液１０、１２を外部に排出する外部排出ライン７６を含む第２凝縮液ライン７２と、を備えている。制御装置１００は、凝縮液濃度計測装置８２、９２により計測された各々の凝縮液１０、１２の吸収液成分濃度に基づいて、吸収液成分濃度が最も高い凝縮液１０、１２を第１凝縮液ライン７１に案内するとともに、吸収液成分濃度が最も低い凝縮液１０、１２を第２凝縮液ライン７２に案内するように、凝縮液案内装置７３を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させて前記処理対象排ガスを吸収排ガスとして排出する吸収塔と、
前記吸収塔から供給される前記吸収液から前記二酸化炭素を再生排ガスとして放出させる再生塔と、
前記吸収排ガスまたは前記再生排ガスを複数段階凝縮して、凝縮排ガスを排出するとともに各段階で生成された複数の凝縮液を別々に排出する凝縮装置と、
前記凝縮液を前記吸収液に混入させる第１凝縮液ラインと、
前記凝縮液を外部に排出する外部排出ラインを含む第２凝縮液ラインと、
前記凝縮装置から排出された各々の前記凝縮液を、前記第１凝縮液ラインまたは前記第２凝縮液ラインに案内する凝縮液案内装置と、
各々の前記凝縮液の吸収液成分濃度を計測する凝縮液濃度計測装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記凝縮液濃度計測装置により計測された各々の前記凝縮液の吸収液成分濃度に基づいて、複数の前記凝縮液のうち吸収液成分濃度が最も高い前記凝縮液を前記第１凝縮液ラインに案内するとともに、複数の前記凝縮液のうち吸収液成分濃度が最も低い前記凝縮液を前記第２凝縮液ラインに案内するように、前記凝縮液案内装置を制御する、二酸化炭素回収システム。
【請求項２】
前記凝縮排ガスを第１洗浄液で洗浄する第１洗浄部を有する第１洗浄装置を更に備え、
前記第２凝縮液ラインは、前記凝縮液を前記第１洗浄液に混入させる第１混入ラインを更に含む、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項３】
前記第１混入ラインに、前記第１洗浄液への前記凝縮液の混入量を調整する第１混入量調整弁が設けられ、
前記第１洗浄装置は、前記第１洗浄液の吸収液成分濃度を計測する第１洗浄液濃度計を有し、
前記制御装置は、前記第１洗浄液濃度計により計測された前記第１洗浄液の吸収液成分濃度に基づいて、前記第１混入量調整弁を制御する、請求項２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項４】
前記第１洗浄液を前記吸収液に混入させる第１洗浄液ラインを更に備えた、  請求項２または３に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項５】
前記吸収排ガスを第２洗浄液で洗浄する第２洗浄装置を更に備え、
前記凝縮装置は、前記再生排ガスを凝縮し、
前記第２凝縮液ラインは、前記凝縮液を前記第２洗浄液に混入させる第２混入ラインを更に含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項６】
前記第２混入ラインに、前記第２洗浄液への前記凝縮液の混入量を調整する第２混入量調整弁が設けられ、
前記第２洗浄装置は、前記第２洗浄液の吸収液成分濃度を計測する第２洗浄液濃度計を有し、
前記制御装置は、前記第２洗浄液濃度計により計測された前記第２洗浄液の吸収液成分濃度に基づいて、前記第２混入量調整弁を制御する、請求項５に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項７】
前記凝縮装置と前記凝縮液案内装置との間に設けられ、前記凝縮装置から排出される各々の前記凝縮液の排出量を調整する排出量調整装置を更に備え、
前記凝縮装置は、各々の前記凝縮液を別々に貯留する複数の凝縮液貯留部と、各々の前記凝縮液貯留部に貯留された前記凝縮液の液面レベルを計測する複数の凝縮液レベル計と、を有し、
前記制御装置は、各々の前記凝縮液レベル計により計測された対応する前記凝縮液貯留部に貯留された前記凝縮液の液面レベルに基づいて、各々の前記凝縮液の排出量を調整するように前記排出量調整装置を制御する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項８】
前記第１凝縮液ラインに、前記吸収液への前記凝縮液の混入量を調整する吸収液混入量調整弁が設けられている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項９】
前記外部排出ラインに、外部に排出される前記凝縮液の排出量を調整する外部排出量調整弁が設けられている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項１０】
処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させて前記処理対象排ガスを吸収排ガスとして排出する吸収塔と、前記吸収塔から供給される前記吸収液から前記二酸化炭素を再生排ガスとして放出させる再生塔と、を備えた二酸化炭素回収システムの運転方法であって、
前記吸収排ガスまたは前記再生排ガスを複数段階凝縮して、凝縮排ガスを排出するとともに各段階で生成された複数の凝縮液を別々に排出する工程と、
各々の前記凝縮液の吸収液成分濃度を計測する工程と、
複数の前記凝縮液のうち吸収液成分濃度が最も高い前記凝縮液を、前記吸収液に混入させる第１凝縮液ラインに案内するとともに、複数の前記凝縮液のうち吸収液成分濃度が最も低い前記凝縮液を、外部に排出する外部排出ラインを含む第２凝縮液ラインに案内する工程と、を備えた、二酸化炭素回収システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題に対する有効な対策として、二酸化炭素（ＣＯ２）を回収して貯留する二酸化炭素回収貯留技術（ＣＣＳ：Carbon Dioxide Capture and Storage）が注目されている。具体的には、火力発電所や製鉄所、清掃工場等で排出されるプロセス排ガス（処理対象排ガス）中の二酸化炭素を、吸収液により回収する二酸化炭素回収システムが検討されている。
【０００３】
二酸化炭素回収貯留技術の一つとして、化学吸収法による二酸化炭素回収システムが知られている。このような二酸化炭素回収システムは、吸収塔と、再生塔と、を備えている。このうち吸収塔の吸収部において、プロセス排ガスに含有されている二酸化炭素が、例えばアミン等の吸収液成分および水分を含有する吸収液に吸収される。この際、吸収塔からは、二酸化炭素を放出したプロセス排ガスが吸収排ガスとして排出される。二酸化炭素を吸収した吸収液は再生塔に供給されて、再生塔の再生部において吸収液から二酸化炭素が放出される。この際、再生塔からは、放出された二酸化炭素が蒸気とともに再生排ガスとして排出されて、二酸化炭素が分離回収される。再生塔において二酸化炭素を放出した吸収液は、吸収塔に戻されて、吸収塔において再び二酸化炭素を吸収する。このようにして、吸収液が吸収塔と再生塔とを循環し、プロセス排ガスに含有されている二酸化炭素が連続的に回収されるようになっている。
【０００４】
ところで、吸収排ガスや再生排ガスには、吸収液成分が含有され得る。そこで、吸収排ガスや再生排ガスに含有される吸収液成分を低減させるための対策として、これらのガスを冷却する場合がある。
【０００５】
吸収排ガスや再生排ガスが冷却器で冷却されると、これらの排ガスに含有されている蒸気を凝縮させて凝縮液が生成される。生成された凝縮液には、排ガスに含有されていた吸収液成分が含有される。この凝縮液は、気液分離器で排ガスから分離され、吸収液に混入される。このことにより、排ガスに含有されていた吸収液成分が、吸収塔と再生塔とを循環する吸収液に戻され、吸収液成分が排ガスに同伴して放出されることを抑制している。
【０００６】
ところで、一般的に、二酸化炭素回収システムの運転時においては、吸収塔と再生塔を循環する吸収液の吸収液成分濃度は、所定の範囲内に収められている。吸収液の吸収液成分濃度を所定の下限値よりも高くすることにより、二酸化炭素の回収率の向上を図っている。一方、吸収液成分濃度が高くなり過ぎると、吸収排ガスや再生排ガスに含有される吸収液成分が増大し得る。このため、吸収液の吸収液成分濃度を所定の上限値よりも低くして、吸収液成分が二酸化炭素回収システムの外部に排出されること（吸収液成分ロス）の低減を図っている。
【０００７】
上述した凝縮液の吸収液成分濃度は、吸収液の吸収液成分濃度よりも一般的に低いいため、凝縮液を吸収液に混入させると、吸収液の吸収液成分濃度が低くなる。このため、吸収液の吸収液成分濃度が低い場合（吸収塔や再生塔に貯留されている吸収液の液面レベルが高い場合）には、凝縮液を吸収液に混入させることなく、二酸化炭素回収システムの外部に排出している。この場合、凝縮液に含有している吸収液成分も排出されてしまい、吸収液成分ロスが増大するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３２３３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、吸収液の吸収液成分濃度の低下を抑制するとともに吸収液成分ロスを低減することができる二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法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】
【００１０】
実施の形態による二酸化炭素回収システムは、処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させて処理対象排ガスを吸収排ガスとして排出する吸収塔と、吸収塔から供給される吸収液から前記二酸化炭素を再生排ガスとして放出させる再生塔と、を備えている。また、二酸化炭素回収システムは、吸収排ガスまたは再生排ガスを複数段階凝縮して、凝縮排ガスを排出するとともに各段階で生成された複数の凝縮液を別々に排出する凝縮装置と、凝縮液を吸収液に混入させる第１凝縮液ラインと、凝縮液を外部に排出する外部排出ラインを含む第２凝縮液ラインと、を更に備えている。凝縮装置から排出された各々の凝縮液は、凝縮駅案内装置によって、第１凝縮液ラインまたは第２凝縮液ラインに案内される。各々の凝縮液の吸収液成分濃度が、凝縮液濃度計測装置によって計測される。制御装置は、凝縮液濃度計測装置により計測された各々の凝縮液の吸収液成分濃度に基づいて、複数の凝縮液のうち吸収液成分濃度が最も高い凝縮液を第１凝縮液ラインに案内するとともに、複数の凝縮液のうち吸収液成分濃度が最も低い凝縮液を第２凝縮液ラインに案内するように、凝縮液案内装置を制御する。
【００１１】
また、実施の形態による二酸化炭素回収システムの運転方法は、処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させて処理対象排ガスを吸収排ガスとして排出する吸収塔と、吸収塔から供給される吸収液から二酸化炭素を再生排ガスとして放出させる再生塔と、を備えた二酸化炭素回収システムの運転方法である。この運転方法は、吸収排ガスまたは再生排ガスを複数段階凝縮して、凝縮排ガスを排出するとともに各段階で生成された複数の凝縮液を別々に排出する工程と、各々の凝縮液の吸収液成分濃度を計測する工程と、を備えている。複数の凝縮液のうち吸収液成分濃度が最も高い凝縮液は、吸収液に混入させる第１凝縮液ラインに案内されるとともに、複数の凝縮液のうち吸収液成分濃度が最も低い凝縮液は、外部に排出する外部排出ラインを含む第２凝縮液ラインに案内される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、吸収液の吸収液成分濃度の低下を抑制するとともに吸収液成分ロスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１の実施の形態における二酸化炭素回収システムの全体構成を示す図である。
【図２】図２は、第２の実施の形態における二酸化炭素回収システムの全体構成を示す図である。
【図３】図３は、第３の実施の形態における二酸化炭素回収システムの全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
まず、図１を用いて、第１の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
【００１６】
図１に示すように、二酸化炭素回収システム１は、プロセス排ガス２（処理対象排ガス）に含有される二酸化炭素を、水分を含有する吸収液に吸収させる吸収塔２０と、吸収塔２０から供給される二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放出させて、吸収液を再生する再生塔３０と、を備えている。このうち吸収塔２０において二酸化炭素を吸収液に吸収させたプロセス排ガス２は、吸収排ガス３として吸収塔２０から排出される。また、再生塔３０から二酸化炭素が蒸気と共に再生排ガス８として排出される。なお、吸収塔２０に供給されるプロセス排ガス２は、特に限定されるものではないが、例えば火力発電所や、製鉄所、清掃工場等で排出される排ガスとすることができる。このような排ガスは、図示しない送風機によって吸収塔２０に供給され、その際、必要に応じて冷却処理後に吸収塔２０に供給されるようにしてもよい。
【００１７】
吸収液は、吸収塔２０と再生塔３０とを循環し、吸収塔２０において二酸化炭素を吸収してリッチ液４となり、再生塔３０において二酸化炭素を放出してリーン液５となる。なお、吸収液には、例えば、モノエタノールアミン（monoethanolamin）、ジエタノールアミン（diethanolamin）などのアミン系水溶液を好適に用いることができるが、このようなアミンの種類に限定されるものではない。また、１種類以上のアミンを含有する水溶液で構成されていてもよい。本実施の形態では、吸収液が水分を含有するアミン系水溶液である例について説明するが、吸収液は、水の代わりにエタノール等の他の溶媒と吸収液成分とを含有する溶液であってもよい。
【００１８】
吸収塔２０は、吸収塔２０に収容された吸収部２０ａ（充填層またはトレイ）を有している。この吸収部２０ａは、向流型気液接触装置として構成されており、プロセス排ガス２とリーン液５とを接触させて、プロセス排ガス２に含有される二酸化炭素をリーン液５に吸収させる。吸収部２０ａの上方には、再生塔３０から供給されたリーン液５を吸収部２０ａに向けて分散落下させる液分散器２０ｂが設けられている。吸収部２０ａの下方には、吸収部２０ａから流下したリッチ液４を貯留する吸収塔貯留部２０ｃが設けられている。なお、吸収塔２０の液分散器２０ｂの上方には、吸収排ガス３に同伴する吸収液のミストを捕捉するデミスター２０ｅが設けられている。
【００１９】
吸収塔２０の下部に供給されたプロセス排ガス２は、吸収塔２０内を吸収部２０ａに向かって上昇する。一方、再生塔３０からのリーン液５が、液分散器２０ｂに供給されて、液分散器２０ｂから分散落下して吸収部２０ａに供給される。吸収部２０ａにおいて、プロセス排ガス２とリーン液５とが気液接触して、プロセス排ガス２に含有される二酸化炭素がリーン液５に吸収されてリッチ液４が生成される。
【００２０】
生成されたリッチ液４は、吸収塔２０の吸収塔貯留部２０ｃに一旦貯留され、吸収塔２０の底部から排出される。リーン液５と気液接触したプロセス排ガス２は、二酸化炭素が除去されて、吸収排ガス３として吸収部２０ａから排出されて吸収塔２０内を上昇し、デミスター２０ｅを通過して、後述する第２洗浄装置６０の第２洗浄部６１ａに供給される。
【００２１】
吸収塔２０と再生塔３０との間には熱交換器３１が設けられている。吸収塔２０と熱交換器３１との間にはリッチ液用ポンプ３２が設けられており、吸収塔２０から排出されたリッチ液４は、リッチ液用ポンプ３２によって熱交換器３１を介して再生塔３０に供給される。熱交換器３１は、吸収塔２０から再生塔３０に供給されるリッチ液４を、再生塔３０から吸収塔２０に供給されるリーン液５と熱交換させる。このことにより、リーン液５が熱源となって、リッチ液４が所望の温度まで加熱される。言い換えると、リッチ液４が冷熱源となって、リーン液５が所望の温度まで冷却される。なお、熱交換器３１には、例えばプレート式熱交換器が用いられるが、これに限られることはない。
【００２２】
再生塔３０は、再生塔３０に収容された再生部３０ａ（充填層またはトレイ）を有している。この再生部３０ａは、向流型気液接触装置として構成されており、リッチ液４から二酸化炭素を放出させる。再生部３０ａの上方には、吸収塔２０から供給されたリッチ液４を再生部３０ａに向けて分散落下させる液分散器３０ｂが設けられている。再生部３０ａの下方には、再生部３０ａから流下したリーン液５を貯留する再生塔貯留部３０ｃが設けられている。この再生塔貯留部３０ｃには、再生塔レベル計３０ｄが設けられている。再生塔レベル計３０ｄは、再生塔貯留部３０ｃに貯留されているリーン液５の液面レベルを計測する。再生塔レベル計３０ｄは、後述する制御装置１００に接続されており、計測したリーン液５の液面レベルを制御装置１００に送信する。なお、液分散器３０ｂの上方には、再生排ガス８に同伴する吸収液のミストを捕捉するデミスター３０ｅが設けられている。
【００２３】
再生塔３０には、リボイラー３３が連結されている。このリボイラー３３は、加熱媒体によって、再生塔３０から供給されるリーン液５を加熱して蒸気７を発生させ、発生した蒸気７が再生塔３０に供給される。より具体的には、リボイラー３３には、再生塔３０の底部から排出されるリーン液５の一部が供給されるとともに、例えばボイラー（図示せず）などの外部から加熱媒体としての高温の蒸気が供給される。リボイラー３３に供給されたリーン液５は、加熱媒体と熱交換することによって加熱されて、リーン液５から蒸気７が生成される。この際、リーン液５から二酸化炭素も放出され得る。生成された蒸気７は二酸化炭素とともに再生塔３０の下部に供給され、再生塔３０内のリッチ液４を加熱し、リッチ液４の温度を高めている。なお、加熱媒体は、高温の蒸気に限られることはない。また、リボイラー３３には、例えばプレート式熱交換器が用いられるが、これに限られることはない。
【００２４】
再生塔３０の下部に供給された蒸気７は、再生塔３０内を再生部３０ａに向って上昇する。一方、吸収塔２０からのリッチ液４が、液分散器３０ｂに供給されて、液分散器３０ｂから分散落下して再生部３０ａに供給される。再生部３０ａにおいて、リッチ液４と蒸気７とが気液接触して、リッチ液４から二酸化炭素が放出されてリーン液５が生成される。このようにして再生塔３０において吸収液が再生されている。
【００２５】
生成されたリーン液５は、再生塔３０の再生塔貯留部３０ｃに一旦貯留され、再生塔３０の底部から排出される。リッチ液４と気液接触した蒸気７は、二酸化炭素を含有した再生排ガス８として再生部３０ａから排出されて再生塔３０内を上昇し、デミスター３０ｅを通過して、再生塔３０の塔頂から排出される。
【００２６】
再生塔３０と熱交換器３１との間には、リーン液用ポンプ３４が設けられている。再生塔３０から排出されたリーン液５は、リーン液用ポンプ３４によって上述した熱交換器３１を介して吸収塔２０に供給される。熱交換器３１は、上述したように、再生塔３０から吸収塔２０に供給されるリーン液５を、吸収塔２０から再生塔３０に供給されるリッチ液４と熱交換させて冷却する。また、熱交換器３１と吸収塔２０との間には、再生塔３０（より具体的には熱交換器３１）から吸収塔２０に供給されるリーン液５を冷却するリーン液用冷却器３５が設けられている。リーン液用冷却器３５には、外部から冷却水等の冷却媒体が供給され、リーン液用冷却器３５は、熱交換器３１において冷却されたリーン液５を所望の温度まで更に冷却する。
【００２７】
リーン液用冷却器３５において冷却されたリーン液５は、吸収塔２０の液分散器２０ｂを介して吸収部２０ａに供給される。吸収部２０ａにおいて、リーン液５はプロセス排ガス２と気液接触してプロセス排ガス２に含有される二酸化炭素がリーン液５に吸収されてリッチ液４となる。このようにして、二酸化炭素回収システム１では、吸収液がリーン液５となる状態とリッチ液４となる状態とを繰り返しながら循環するようになっている。
【００２８】
本実施の形態における二酸化炭素回収システム１は、再生排ガス８を複数段階凝縮して、凝縮排ガス１１を排出するとともに、各段階で生成された複数の凝縮液１０、１２を別々に排出する凝縮装置４０と、を更に備えている。このうち凝縮装置４０は、第１凝縮部４１と、第２凝縮部４２と、を有している。このうち第１凝縮部４１は、第１段階として再生排ガス８を凝縮して、第１凝縮排ガス９を排出するとともに、この第１段階で生成された第１凝縮液１０を個別に排出する。第２凝縮部４２は、第２段階として第１凝縮排ガス９を凝縮して、第２凝縮排ガス１１（上述した凝縮排ガスに相当、以下第２凝縮排ガス１１と記す）を排出するとともに、この第２段階で生成された第２凝縮液１２を個別に排出する。また、凝縮装置４０は、各凝縮液１０、１２を別々に貯留する複数の凝縮液貯留部４１ｃ、４２ｃ（後述）と、各凝縮液貯留部４１ｃ、４２ｃに貯留された凝縮液１０、１２の液面レベルを計測する複数の凝縮液レベル計４１ｄ、４２ｄ（後述）と、を有している。
【００２９】
図１に示す形態では、第１凝縮部４１は、再生排ガス８を冷却して、第１凝縮液１０を生成する第１冷却器４３と、第１気液分離器４４と、を含んでいる。このうち第１冷却器４３は、外部から供給される冷却水等の冷却媒体を用いて、再生排ガス８を冷却するように構成されている。第１気液分離器４４は、第１冷却器４３において生成された第１凝縮液１０を再生排ガス８から分離し、分離した再生排ガス８を第１凝縮排ガス９として排出する。また、第１気液分離器４４は、第１凝縮液１０を貯留する第１凝縮液貯留部４１ｃを含んでおり、再生排ガス８から分離された第１凝縮液１０は、第１凝縮液貯留部４１ｃに一旦貯留される。第１凝縮液貯留部４１ｃには、第１凝縮液貯留部４１ｃに貯留された第１凝縮液１０の液面レベルを計測する第１凝縮液レベル計４１ｄが設けられている。この第１凝縮液レベル計４１ｄは、後述する制御装置１００に接続されており、計測した第１凝縮液１０の液面レベルを制御装置１００に送信する。
【００３０】
第２凝縮部４２は、第１気液分離器４４から排出された第１凝縮排ガス９を冷却して、第２凝縮液１２を生成する第２冷却器４５と、第２気液分離器４６と、を含んでいる。このうち第２冷却器４５は、外部から供給される冷却水等の冷却媒体を用いて、第１凝縮排ガス９を冷却するように構成されている。第２気液分離器４６は、第２冷却器４５において生成された第２凝縮液１２を第１凝縮排ガス９から分離し、分離した第１凝縮排ガス９を第２凝縮排ガス１１として排出する。また、第２気液分離器４６は、第２凝縮液１２を貯留する第２凝縮液貯留部４２ｃを含んでおり、第１凝縮排ガス９から分離された第２凝縮液１２は、第２凝縮液貯留部４２ｃに一旦貯留される。第２凝縮液貯留部４２ｃには、第２凝縮液貯留部４２ｃに貯留された第２凝縮液１２の液面レベルを計測する第２凝縮液レベル計４２ｄが設けられている。この第２凝縮液レベル計４２ｄは、後述する制御装置１００に接続されており、計測した第２凝縮液１２の液面レベルを制御装置１００に送信する。
【００３１】
ところで、本実施の形態による二酸化炭素回収システム１は、凝縮装置４０から排出された第２凝縮排ガス１１を第１洗浄液１３で洗浄する第１洗浄装置５０を更に備えている。
【００３２】
図１に示す形態では、第１洗浄装置５０は、再生塔３０とは別体に設けられた第１洗浄塔５１を有している。この第１洗浄塔５１は、第２凝縮排ガス１１を第１洗浄液１３で洗浄する第１洗浄部５１ａ（充填層またはトレイ）を含んでいる。第１洗浄部５１ａは、向流型気液接触装置として構成されており、第２凝縮排ガス１１と第１洗浄液１３とを気液接触させて、第２凝縮排ガス１１を第１洗浄液１３で洗浄する。第１洗浄液１３には、特には限られるものではないが、例えば、水や酸性水を用いることができる。一方、第１洗浄部５１ａにおいて第１洗浄液１３で洗浄された第２凝縮排ガス１１は、第１洗浄排ガス１４として第１洗浄部５１ａから排出されて上昇し、第１洗浄塔５１の塔頂から排出される。
【００３３】
第１洗浄塔５１は、第１洗浄液１３を第１洗浄部５１ａに向けて分散落下させる液分散器５１ｂと、第１洗浄部５１ａから流下した第１洗浄液１３を貯留する第１洗浄液貯留部５１ｃと、を更に含んでいる。このうち液分散器５１ｂは、第１洗浄部５１ａの上方に設けられ、第１洗浄液貯留部５１ｃは、第１洗浄部５１ａの下方に設けられている。第１洗浄液貯留部５１ｃには、第１洗浄液貯留部５１ｃに貯留されている第１洗浄液１３の液面レベルを計測する第１洗浄液レベル計５１ｄが設けられている。この第１洗浄液レベル計５１ｄは、後述する制御装置１００に接続されており、計測した第１洗浄液１３の液面レベルを制御装置１００に送信する。
【００３４】
第１洗浄塔５１には、第１洗浄液１３を循環させる第１循環ライン５２が連結されている。すなわち、第１循環ライン５２には、第１循環ポンプ５３が設けられており、第１洗浄液貯留部５１ｃに貯留された第１洗浄液１３を抜き出して第１洗浄塔５１の液分散器５１ｂに供給する。また、第１循環ライン５２には、第１洗浄液１３の吸収液成分濃度を計測する第１洗浄液濃度計５４が設けられている。この第１洗浄液濃度計５４は、第１循環ポンプ５３の下流に配置されており、第１洗浄液１３の吸収液成分濃度を後述する制御装置１００に送信する。第１洗浄液濃度計５４は、第１洗浄液１３の比重や、水素イオン濃度（ｐＨ）等の、第１洗浄液１３中の吸収液成分濃度と相関関係がある物性値を測定するように構成されていることが好適である。後述する他の濃度計６４、８２、９２についても同様である。さらに、第１循環ライン５２には、第１洗浄液１３を冷却する第１洗浄液冷却器５５が設けられている。この第１洗浄液冷却器５５は、第１洗浄液濃度計５４の下流に配置されている。第１洗浄液冷却器５５は、外部から供給される冷却水等の冷却媒体を用いて、第１洗浄液１３を冷却するように構成されている。
【００３５】
第１循環ライン５２には、第１洗浄液１３を吸収液に混入させる第１洗浄液ライン５６が連結されている。より具体的には、第１洗浄液ライン５６の上流端は、第１循環ライン５２の第１循環ポンプ５３と第１洗浄液濃度計５４との間の部分に連結されている。また、図１に示すように、第１洗浄液ライン５６の上流端は、第１循環ライン５２に連結された第１混入ライン７７の下流端よりも上流側（第１循環ポンプ５３の側）に配置されている。第１洗浄液ライン５６の下流端は、後述する第１凝縮液ライン７１に連結されている。このことにより、第１循環ライン５２内の第１洗浄液１３が、第１洗浄液ライン５６および第１凝縮液ライン７１を介して、再生塔３０の液分散器３０ｂに供給されるようになっている。第１洗浄液ライン５６には、吸収液への第１洗浄液１３の混入量を調整する第１洗浄液混入量調整弁５６Ｖが設けられている。
【００３６】
図１に示すように、第１洗浄装置５０の液分散器５１ｂの上方に、第１洗浄排ガス１４に同伴する吸収液のミストおよび第１洗浄液１３のミストを捕捉するデミスター５１ｅが設けられている。第１洗浄部５１ａから排出された第１洗浄排ガス１４は、このデミスター５１ｅを通過した後、第１洗浄塔５１から排出される。
【００３７】
また、本実施の形態による二酸化炭素回収システム１は、吸収排ガス３を第２洗浄液１５で洗浄する第２洗浄装置６０を更に備えている。
【００３８】
図１に示す形態では、第２洗浄装置６０は、吸収塔２０に収容された、吸収排ガス３を第２洗浄液１５で洗浄する第２洗浄部６１ａ（充填層またはトレイ）を含んでいる。第２洗浄部６１ａは、向流型気液接触装置として構成されており、吸収排ガス３と第２洗浄液１５とを気液接触させて、吸収排ガス３を第２洗浄液１５で洗浄する。第２洗浄液１５には、特には限られるものではないが、例えば、水や酸性水を用いることができる。一方、第２洗浄部６１ａにおいて第２洗浄液１５で洗浄された吸収排ガス３は、第２洗浄排ガス１６として第２洗浄部６１ａから排出されて上昇し、吸収塔２０の塔頂から排出される。
【００３９】
第２洗浄装置６０は、第２洗浄液１５を第２洗浄部６１ａに向けて分散落下させる液分散器６１ｂと、第２洗浄部６１ａから流下した第２洗浄液１５を貯留する第２洗浄液貯留部６１ｃ（コレクター）と、を更に含んでいる。このうち液分散器６１ｂは、第２洗浄部６１ａの上方に設けられ、第２洗浄液貯留部６１ｃは、第１洗浄部５１ａの下方に設けられている。第２洗浄液貯留部６１ｃには、第２洗浄液貯留部６１ｃに貯留されている第２洗浄液１５の液面レベルを計測する第２洗浄液レベル計６１ｄが設けられている。この第２洗浄液レベル計６１ｄは、後述する制御装置１００に接続されており、計測した第２洗浄液１５の液面レベルを制御装置１００に送信する。なお、第２洗浄液貯留部６１ｃは、吸収塔２０内を上昇する吸収排ガス３が通過可能になっている。
【００４０】
吸収塔２０には、第２洗浄液１５を循環させる第２循環ライン６２が連結されている。すなわち、第２循環ライン６２には、第２循環ポンプ６３が設けられており、第２洗浄液貯留部６１ｃに貯留された第２洗浄液１５を抜き出して第２洗浄装置６０の液分散器６１ｂに供給する。また、第２循環ライン６２には、第２洗浄液１５の吸収液成分濃度を計測する第２洗浄液濃度計６４が設けられている。この第２洗浄液濃度計６４は、第２循環ポンプ６３の下流に配置されており、第２洗浄液１５の吸収液成分濃度を後述する制御装置１００に送信する。さらに、第２循環ライン６２には、第２洗浄液１５を冷却する第２洗浄液冷却器６５が設けられている。この第２洗浄液冷却器６５は、第２洗浄液濃度計６４の下流に配置されている。第２洗浄液冷却器６５は、外部から供給される冷却水等の冷却媒体を用いて、第２洗浄液１５を冷却するように構成されている。
【００４１】
第２循環ライン６２には、第２洗浄液１５を吸収液に混入させる第２洗浄液ライン６６が連結されている。より具体的には、第２洗浄液ライン６６の上流端は、第２循環ライン６２の第２循環ポンプ６３と第２洗浄液濃度計６４との間の部分に連結されている。また、図１に示すように、第２洗浄液ライン６６の上流端は、第２循環ライン６２において、第２混入ライン７８の下流端よりも上流側（第２循環ポンプ６３の側）に配置されている。第２洗浄液ライン６６の下流端は、吸収塔２０の液分散器２０ｂに連結されている。このことにより、第２循環ライン６２内の第２洗浄液１５が、第２洗浄液ライン６６を介して、吸収塔２０に供給されるようになっている。第２洗浄液ライン６６には、吸収液への第２洗浄液１５の混入量を調整する第２洗浄液混入量調整弁６６Ｖが設けられている。
【００４２】
第２洗浄装置６０の液分散器の上方には、第２洗浄排ガス１６に同伴する吸収液のミストおよび第２洗浄液１５のミストを捕捉するデミスター６１ｅが設けられている。第２洗浄部６１ａから排出された第２洗浄排ガス１６は、このデミスター６１ｅを通過して、吸収塔２０の塔頂から排出される。
【００４３】
本実施の形態による二酸化炭素回収システム１は、第１凝縮液１０または第２凝縮液１２を吸収液に混入させる第１凝縮液ライン７１と、第２凝縮液ライン７２と、を更に備えている。凝縮装置４０から排出された各凝縮液１０、１２は、凝縮液案内装置７３によって、第１凝縮液ライン７１または第２凝縮液ライン７２に案内される。より具体的には、凝縮液案内装置７３は、第１凝縮液１０を第１凝縮液ライン７１または第２凝縮液ライン７２に案内する第１切替弁７４と、第２凝縮液１２を第１凝縮液ライン７１または第２凝縮液ライン７２に案内する第２切替弁７５と、を有している。本実施の形態では、第１切替弁７４および第２切替弁７５がそれぞれ三方弁である例が示されている。
【００４４】
第１気液分離器４４の第１凝縮液貯留部４１ｃと第１切替弁７４は、第１凝縮液排出ライン８０によって連結されている。この第１凝縮液排出ライン８０に、第１凝縮液排出ポンプ８１が設けられており、第１凝縮液貯留部４１ｃに貯留された第１凝縮液１０を抜き出して第１切替弁７４に供給する。また、第１凝縮液排出ライン８０には、第１凝縮液１０の吸収液成分濃度を計測する第１凝縮液濃度計８２（凝縮液濃度計測装置）が設けられている。この第１凝縮液濃度計８２は、後述する制御装置１００に接続されており、計測した第１凝縮液１０の吸収液成分濃度を制御装置１００に送信する。第１凝縮液濃度計８２は、第１凝縮液排出ポンプ８１よりも上流側（第１凝縮液貯留部４１ｃの側）に配置されている。さらに、第１凝縮液排出ライン８０において、第１気液分離器４４と第１切替弁７４との間に第１排出量調整弁８０Ｖ（排出量調整装置）が設けられている。この第１排出量調整弁８０Ｖは、第１凝縮液貯留部４１ｃから排出される第１凝縮液１０の排出量を調整するためのものである。この第１排出量調整弁８０Ｖは、第１凝縮液排出ポンプ８１よりも下流側（第１切替弁７４の側）に配置されている。
【００４５】
第１切替弁７４と第１凝縮液ライン７１は、第１連結ライン８３によって連結されている。第１切替弁７４が第１凝縮液１０を第１凝縮液ライン７１に案内する場合には、第１凝縮液１０は、第１連結ライン８３を介して第１凝縮液ライン７１に供給される。一方、第１切替弁７４と第２凝縮液ライン７２は、第２連結ライン８４によって連結されている。第１切替弁７４が第１凝縮液１０を第２凝縮液ライン７２に案内する場合には、第１凝縮液１０は、第２連結ライン８４を介して第２凝縮液ライン７２に供給される。
【００４６】
第２気液分離器４６の第２凝縮液貯留部４２ｃと第２切替弁７５は、第２凝縮液排出ライン９０によって連結されている。この第２凝縮液排出ライン９０に、第２凝縮液排出ポンプ９１が設けられており、第２凝縮液貯留部４２ｃに貯留された第２凝縮液１２を抜き出して第２切替弁７５に供給する。また、第２凝縮液排出ライン９０には、第２凝縮液１２の吸収液成分濃度を計測する第２凝縮液濃度計９２（凝縮液濃度計測装置）が設けられている。この第２凝縮液濃度計９２は、後述する制御装置１００に接続されており、計測した第２凝縮液１２の吸収液成分濃度を制御装置１００に送信する。第２凝縮液濃度計９２は、第２凝縮液排出ポンプ９１よりも上流側（第２凝縮液貯留部４２ｃの側）に配置されている。さらに、第２凝縮液排出ライン９０において、第２気液分離器４６と第２切替弁７５との間に第２排出量調整弁９０Ｖ（排出量調整装置）が設けられている。この第２排出量調整弁９０Ｖは、第２凝縮液貯留部４２ｃから排出される第２凝縮液１２の排出量を調整するためのものである。この第２排出量調整弁９０Ｖは、第２凝縮液排出ポンプ９１よりも下流側（第２切替弁７５の側）に配置されている。
【００４７】
第２切替弁７５と第１凝縮液ライン７１は、第３連結ライン９３によって連結されている。第２切替弁７５が第２凝縮液１２を第１凝縮液ライン７１に案内する場合には、第２凝縮液１２は、第３連結ライン９３を介して第１凝縮液ライン７１に供給される。一方、第２切替弁７５と第２凝縮液ライン７２は、第４連結ライン９４によって連結されている。第２切替弁７５が第２凝縮液１２を第２凝縮液ライン７２に案内する場合には、第２凝縮液１２は、第４連結ライン９４を介して第２凝縮液ライン７２に供給される。
【００４８】
本実施の形態では、第１凝縮液ライン７１は、再生塔３０の液分散器３０ｂに連結されている。第１凝縮液ライン７１から液分散器３０ｂに凝縮液１０、１２が供給されて、リッチ液４に混入される。第１凝縮液ライン７１には、吸収液への凝縮液１０、１２の混入量を調整する吸収液混入量調整弁７１Ｖが設けられている。
【００４９】
第２凝縮液ライン７２は、外部排出ライン７６を含んでいる。そして、本実施の形態では、第２凝縮液ライン７２は、第１混入ライン７７と、第２混入ライン７８と、を更に含んでいる。このうち外部排出ライン７６は、凝縮液１０、１２を、二酸化炭素回収システム１の外部に排出するためのものである。外部排出ライン７６には、外部に排出される凝縮液１０、１２の排出量を調整する外部排出量調整弁７６Ｖが設けられている。外部排出ライン７６と、第１混入ライン７７と、第２混入ライン７８とは、第５連結ライン７２ａによって連結されている。
【００５０】
第１混入ライン７７は、凝縮液１０、１２を、第１洗浄装置５０の第１洗浄液１３に混入させるためのものである。より具体的には、第１混入ライン７７の下流端は、第１洗浄装置５０の第１循環ライン５２（第１循環ポンプ５３と第１洗浄液濃度計５４との間の部分）に連結されている。第１混入ライン７７には、第１混入量調整弁７７Ｖが設けられている。この第１混入量調整弁７７Ｖは、第１洗浄液１３への凝縮液１０、１２の混入量を調整するためのものである。
【００５１】
第２混入ライン７８は、凝縮液１０、１２を、第２洗浄装置６０の第２洗浄液１５に混入させるためものである。より具体的には、第２混入ライン７８の下流端は、第２洗浄装置６０の第２循環ライン６２（第２循環ポンプ６３と第２洗浄液濃度計６４との間の部分）に連結されている。第２混入ライン７８には、第２混入量調整弁７８Ｖが設けられている。この第２混入量調整弁７８Ｖは、第２洗浄液１５への凝縮液１０、１２の混入量を調整するためのものである。
【００５２】
上述した、第１洗浄液混入量調整弁５６Ｖ、第２洗浄液混入量調整弁６６Ｖ、吸収液混入量調整弁７１Ｖ、第１切替弁７４、第２切替弁７５、外部排出量調整弁７６Ｖ、第１混入量調整弁７７Ｖ、第２混入量調整弁７８Ｖ、第１排出量調整弁８０Ｖおよび第２排出量調整弁９０Ｖは、制御装置１００によって制御される。
【００５３】
まず、制御装置１００は、第１凝縮液濃度計８２により計測された第１凝縮液１０の吸収液成分濃度と、第２凝縮液濃度計９２により計測された第２凝縮液１２の吸収液成分濃度と、に基づいて、第１切替弁７４および第２切替弁７５を制御する。より具体的には、制御装置１００は、第１凝縮液１０および第２凝縮液１２のうち吸収液成分濃度が最も高い凝縮液を第１凝縮液ライン７１に案内するとともに、吸収液成分濃度が最も低い凝縮液を第２凝縮液ライン７２に案内するように、第１切替弁７４および第２切替弁７５を制御する。本実施の形態では、第１凝縮液１０および第２凝縮液１２のうち吸収液成分濃度が高い方が、第１凝縮液ライン７１に案内され、吸収液成分濃度が低い方が、第２凝縮液ライン７２に案内される。
【００５４】
また、制御装置１００は、第１洗浄液濃度計５４により計測された第１洗浄液１３の吸収液成分濃度に基づいて、第１混入量調整弁７７Ｖを制御する。より具体的には、制御装置１００は、第１洗浄液１３の吸収液成分濃度が、吸収液成分濃度が低い凝縮液１０、１２よりも低い場合には、第１混入量調整弁７７Ｖを閉じる。一方、制御装置１００は、第１洗浄液１３の吸収液成分濃度が、吸収液成分濃度が低い凝縮液１０、１２よりも高い場合には、第１混入量調整弁７７Ｖを開く。
【００５５】
また、制御装置１００は、第２洗浄液濃度計６４により計測された第２洗浄液１５の吸収液成分濃度に基づいて、第２混入量調整弁７８Ｖを制御する。より具体的には、制御装置１００は、第２洗浄液１５の吸収液成分濃度が、吸収液成分濃度が低い凝縮液１０、１２よりも低い場合には、第２混入量調整弁７８Ｖを閉じる。一方、制御装置１００は、第２洗浄液１５の吸収液成分濃度が、吸収液成分濃度が低い凝縮液１０、１２よりも高い場合には、第２混入量調整弁７８Ｖを開く。
【００５６】
また、制御装置１００は、再生塔レベル計３０ｄにより計測された再生塔貯留部３０ｃ内のリーン液５の液面レベルに基づいて、外部排出量調整弁７６Ｖを制御する。より具体的には、制御装置１００は、リーン液５の液面レベルが所定レベルよりも低い場合には、外部排出量調整弁７６Ｖの開度を小さくし、リーン液５の液面レベルが所定レベルよりも高い場合には、外部排出量調整弁７６Ｖの開度を大きくする。
【００５７】
また、制御装置１００は、各凝縮液レベル計４１ｄ、４２ｄにより計測された対応する凝縮液貯留部４１ｃ、４２ｃに貯留された凝縮液１０、１２の液面レベルに基づいて、第１排出量調整弁８０Ｖおよび第２排出量調整弁９０Ｖを制御する。
【００５８】
すなわち、制御装置１００は、第１凝縮液レベル計４１ｄにより計測された第１凝縮液１０の液面レベルに基づいて、第１凝縮液１０の排出量を調整するように第１排出量調整弁８０Ｖを制御する。より具体的には、制御装置１００は、第１凝縮液１０の液面レベルが所定レベルよりも高い場合には、第１排出量調整弁８０Ｖの開度を大きくし、第１凝縮液１０の液面レベルが所定レベルよりも低い場合には、第１排出量調整弁８０Ｖの開度を小さくする。
【００５９】
同様に、制御装置１００は、第２凝縮液レベル計４２ｄにより計測された第２凝縮液１２の液面レベルに基づいて、第２凝縮液１２の排出量を調整するように第２排出量調整弁９０Ｖを制御する。より具体的には、制御装置１００は、第２凝縮液１２の液面レベルが所定レベルよりも高い場合には、第２排出量調整弁９０Ｖの開度を大きくし、第２凝縮液１２の液面レベルが所定レベルよりも低い場合には、第２排出量調整弁９０Ｖの開度を小さくする。
【００６０】
また、制御装置１００は、第１洗浄液レベル計５１ｄにより計測された第１洗浄液１３の液面レベルに基づいて、第１洗浄液混入量調整弁５６Ｖを制御する。より具体的には、制御装置１００は、第１洗浄液１３の液面レベルが所定レベルよりも高い場合には、第１洗浄液混入量調整弁５６Ｖの開度を大きくし、第１洗浄液１３の液面レベルが所定レベルよりも低い場合には、第１洗浄液混入量調整弁５６Ｖの開度を小さくする。
【００６１】
また、制御装置１００は、第２洗浄液レベル計６１ｄにより計測された第２洗浄液１５の液面レベルに基づいて、第２洗浄液混入量調整弁６６Ｖを制御する。より具体的には、制御装置１００は、第２洗浄液１５の液面レベルが所定レベルよりも高い場合には、第２洗浄液混入量調整弁６６Ｖの開度を大きくし、第２洗浄液１５の液面レベルが所定レベルよりも低い場合には、第２洗浄液混入量調整弁６６Ｖの開度を小さくする。
【００６２】
さらに、制御装置１００は、再生塔レベル計３０ｄにより計測された再生塔貯留部３０ｃ内のリーン液５の液面レベルに基づいて、吸収液混入量調整弁７１Ｖを制御する。より具体的には、制御装置１００は、リーン液５の液面レベルが所定レベルよりも低い場合には、吸収液混入量調整弁７１Ｖの開度を大きくし、リーン液５の液面レベルが所定レベルよりも高い場合には、吸収液混入量調整弁７１Ｖの開度を小さくする。
【００６３】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用、すなわち、二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。以下に示す運転方法は、主として、上述した制御装置１００が、第１洗浄液混入量調整弁５６Ｖ、第２洗浄液混入量調整弁６６Ｖ、吸収液混入量調整弁７１Ｖ、第１切替弁７４、第２切替弁７５、外部排出量調整弁７６Ｖ、第１混入量調整弁７７Ｖ、第２混入量調整弁７８Ｖ、第１排出量調整弁８０Ｖおよび第２排出量調整弁９０Ｖの動作を制御することにより行われる。
【００６４】
二酸化炭素回収システム１を運転している間、図１に示すように、吸収塔２０の吸収部２０ａから排出された吸収排ガス３は、吸収塔２０内を第２洗浄部６１ａに向かって上昇する。一方、第２循環ライン６２からの第２洗浄液１５が、液分散器６１ｂに供給されて、液分散器６１ｂから分散落下して第２洗浄部６１ａに供給される。第２洗浄部６１ａにおいて、吸収排ガス３と第２洗浄液１５とが気液接触して、吸収排ガス３が洗浄され、吸収排ガス３に含有される吸収液成分が第２洗浄液１５に溶解されて吸収される。吸収液成分を吸収した第２洗浄液１５は、第２洗浄部６１ａから流下して、第２洗浄液貯留部６１ｃに貯留される。第２洗浄液貯留部６１ｃに貯留された第２洗浄液１５の液面レベルが、第２洗浄液レベル計６１ｄにより計測される。また、第２洗浄液貯留部６１ｃに貯留された第２洗浄液１５は、第２循環ポンプ６３によって、第２循環ライン６２および液分散器６１ｂを介して第２洗浄部６１ａに再び供給される。このようにして、第２洗浄液１５が循環する。この間、第２循環ライン６２に設けられた第２洗浄液濃度計６４により、第２洗浄液１５の吸収液成分濃度が計測される。
【００６５】
第２洗浄部６１ａにおいて第２洗浄液１５で洗浄された吸収排ガス３は、第２洗浄排ガス１６として第２洗浄部６１ａから排出されて上昇し、吸収塔２０の塔頂から排出される。第２洗浄排ガス１６は、上述したように第２洗浄液１５で洗浄されているため、第２洗浄排ガス１６のアミン濃度は低減され得る。
【００６６】
一方、再生塔３０から排出された再生排ガス８は、第１段階として、第１凝縮部４１の第１冷却器４３で冷却されて凝縮され、第１凝縮液１０が生成される。生成された第１凝縮液１０は、第１気液分離器４４において、再生排ガス８から分離されて、第１凝縮液貯留部４１ｃに貯留される。第１凝縮液貯留部４１ｃに貯留された第１凝縮液１０の液面レベルが、第１凝縮液レベル計４１ｄにより計測される。第１凝縮液１０を分離した再生排ガス８は、第１凝縮排ガス９として第１気液分離器４４から排出される。
【００６７】
第１気液分離器４４から排出された第１凝縮排ガス９は、第２段階として、第２凝縮部４２の第２冷却器４５で冷却されて凝縮され、第２凝縮液１２が生成される。生成された第２凝縮液１２は、第２気液分離器４６において、第１凝縮排ガス９から分離されて、第２凝縮液貯留部４２ｃに貯留される。第２凝縮液貯留部４２ｃに貯留された第２凝縮液１２の液面レベルが、第２凝縮液レベル計４２ｄにより計測される。第２凝縮液１２を分離した第１凝縮排ガス９は、第２凝縮排ガス１１として第２気液分離器４６から排出される。
【００６８】
第２気液分離器４６から排出された第２凝縮排ガス１１は、第１洗浄塔５１の下部に供給されて、第１洗浄塔５１内を第１洗浄部５１ａに向かって上昇する。一方、第１循環ライン５２からの第１洗浄液１３が、液分散器５１ｂに供給されて、液分散器５１ｂから分散落下して第１洗浄部５１ａに供給される。第１洗浄部５１ａにおいて、第２凝縮排ガス１１と第１洗浄液１３とが気液接触して、第２凝縮排ガス１１が洗浄され、第２凝縮排ガス１１に含有される吸収液成分が第１洗浄液１３に溶解されて吸収される。吸収液成分を吸収した第１洗浄液１３は、第１洗浄部５１ａから流下して、第１洗浄液貯留部５１ｃに貯留される。第１洗浄液貯留部５１ｃに貯留された第１洗浄液１３の液面レベルが、第１洗浄液レベル計５１ｄにより計測される。第１洗浄液貯留部５１ｃに貯留された第１洗浄液１３は、第１循環ポンプ５３によって、第１循環ライン５２および液分散器５１ｂを介して第１洗浄部５１ａに再び供給される。このようにして、第１洗浄液１３が循環する。この間、第１循環ライン５２に設けられた第１洗浄液濃度計５４により、第１洗浄液１３の吸収液成分濃度が計測される。
【００６９】
第１洗浄部５１ａにおいて第１洗浄液１３で洗浄された第２凝縮排ガス１１は、第１洗浄排ガス１４として第１洗浄部５１ａから排出されて上昇し、第１洗浄塔５１の塔頂から排出される。第１洗浄排ガス１４は、上述したように第１洗浄液１３で洗浄されているため、第１洗浄排ガス１４のアミン濃度は低減され得る。
【００７０】
運転中、第１凝縮液貯留部４１ｃに貯留された第１凝縮液１０は、第１凝縮液排出ポンプ８１によって第１凝縮液貯留部４１ｃから第１凝縮液ライン７１に排出され、第１凝縮液濃度計８２により第１凝縮液１０の吸収液成分濃度が計測される。同様に、第２凝縮液貯留部４２ｃに貯留された第２凝縮液１２は、第２凝縮液排出ポンプ９１によって第２凝縮液貯留部４２ｃから第２凝縮液ライン７２に排出され、第２凝縮液濃度計９２により第２凝縮液１２の吸収液成分濃度が計測される。
【００７１】
第１凝縮液１０の吸収液成分濃度よりも第２凝縮液１２の吸収液成分濃度が低い場合、第１切替弁７４は、第１凝縮液１０を第１凝縮液ライン７１に案内する。このことにより、第１凝縮液１０は、第１連結ライン８３および第１凝縮液ライン７１を介して再生塔３０の液分散器３０ｂに供給され、リッチ液４に混入される。また、この場合、第２切替弁７５は、第２凝縮液１２を第２凝縮液ライン７２に案内する。このことにより、第２凝縮液１２は、第４連結ライン９４を介して、第２凝縮液ライン７２の第１混入ライン７７、第２混入ライン７８および外部排出ライン７６のうちの少なくとも一つに供給される。
【００７２】
第１凝縮液１０の吸収液成分濃度よりも第２凝縮液１２の吸収液成分濃度が高い場合、第１切替弁７４は、第１凝縮液１０を第２凝縮液ライン７２に案内する。このことにより、第１凝縮液１０は、第２連結ライン８４を介して、第２凝縮液ライン７２の第１混入ライン７７、第２混入ライン７８および外部排出ライン７６のうちの少なくとも一つに供給される。また、この場合、第２切替弁７５は、第２凝縮液１２を第１凝縮液ライン７１に案内する。このことにより、第２凝縮液１２は、第３連結ライン９３および第１凝縮液ライン７１を介して、再生塔３０の液分散器３０ｂに供給され、リッチ液４に混入される。
【００７３】
ここで、吸収液がアミン系水溶液である場合、一般に水の方が吸収液成分よりも飽和蒸気圧が高い。このことにより、気相と液相とが共存している状況下では、気相よりも液相の方が吸収液成分濃度が高くなる。すなわち、第１凝縮排ガス９よりも第１凝縮液１０の方が吸収液成分濃度は高く、第１凝縮排ガス９の方が吸収液成分濃度は低い。そして、第１凝縮排ガス９よりも第２凝縮排ガス１１の方が吸収液成分濃度が低い。このため、第２凝縮液１２の吸収液成分濃度は、第１凝縮液１０の吸収液成分濃度よりも低くなる。しかしながら、吸収液が共沸点を有するような溶液である場合には、これとは異なり、第１凝縮液１０の吸収液成分濃度と、第２凝縮液１２の吸収液成分濃度との関係が逆転することがある。そこで、本実施の形態では、第１凝縮液１０の吸収液成分濃度と第２凝縮液１２の吸収液成分濃度とを比較して、吸収液成分濃度が低い方の凝縮液１０、１２を、第２凝縮液ライン７２に案内する。このように、本実施の形態による二酸化炭素回収システム１では、吸収液がこのような共沸点を有する溶液であるか否かに関わることなく（言い換えると吸収液として使用する溶液の種別によらずに）、吸収液成分濃度が低い方の凝縮液１０、１２を、第２凝縮液ライン７２に自動的に案内することが可能である。
【００７４】
以下では、吸収液がアミン系水溶液のように、第１凝縮液１０の吸収液成分濃度よりも第２凝縮液１２の吸収液成分濃度が低い場合について説明する。
【００７５】
この場合、第１混入ライン７７に設けられた第１混入量調整弁７７Ｖの開度と、第２混入ライン７８に設けられた第２混入量調整弁７８Ｖの開度と、外部排出ライン７６に設けられた外部排出量調整弁７６Ｖの開度とに応じて、第２凝縮液１２が、第２凝縮液ライン７２内の各ライン７７、７８、７６に供給される。例えば、第１混入量調整弁７７Ｖが開き、第２混入量調整弁７８Ｖおよび外部排出量調整弁７６Ｖが閉じている場合には、第２凝縮液１２は、第１混入ライン７７を通って第１循環ライン５２に供給される。
【００７６】
ここで、第１混入量調整弁７７Ｖの開度は、第１洗浄液濃度計５４により計測された第１洗浄液１３の吸収液成分濃度に基づいて調整される。例えば、第１洗浄液１３の吸収液成分濃度が、第２凝縮液１２の吸収液成分濃度よりも低い場合には、第１混入量調整弁７７Ｖは閉じる。この場合、第２凝縮液１２は第１循環ライン５２には供給されることがなく、第１洗浄液１３の吸収液成分濃度が、第２凝縮液１２の混入によって高くなることが防止される。このことにより、第１洗浄液１３の洗浄能力が低下することを防止できる。一方、第１洗浄液１３の吸収液成分濃度が、第２凝縮液１２の吸収液成分濃度よりも高い場合には、第１混入量調整弁７７Ｖは開く。この場合、第２凝縮液１２は第１循環ライン５２に供給されて第１洗浄液１３に混入される。このことにより、第１洗浄液１３の吸収液成分濃度が高くなることを抑制しつつ、第１洗浄液１３の液量を増大させることができる。このため、第１洗浄液１３の液量を増大させるための純水などの補給液の使用量を低減することができる。なお、第１洗浄液１３の吸収液成分濃度が、第２凝縮液１２の吸収液成分濃度よりも高い場合、第１洗浄液１３の吸収液成分濃度と第２凝縮液１２の吸収液成分濃度との濃度差に基づいて、第１混入量調整弁７７Ｖの開度を調整して、第１洗浄液１３への第２凝縮液１２の混入量を調整するようにしてもよい。例えば、濃度差が小さい場合には、第１混入量調整弁７７Ｖの開度を小さくし、濃度差が大きい場合には、第１混入量調整弁７７Ｖの開度を大きくしてもよい。
【００７７】
第２混入量調整弁７８Ｖの開度は、第２洗浄液濃度計６４により計測された第２洗浄液１５の吸収液成分濃度に基づいて調整される。例えば、第２洗浄液１５の吸収液成分濃度が、第２凝縮液１２の吸収液成分濃度よりも低い場合には、第２混入量調整弁７８Ｖは閉じる。この場合、第２凝縮液１２は第２循環ライン６２には供給されることがなく、第２洗浄液１５の吸収席成分濃度が、第２凝縮液１２の混入によって高くなることが防止される。このことにより、第２洗浄液１５の洗浄能力が低下することを防止できる。一方、第２洗浄液１５の吸収液成分濃度が、第２凝縮液１２の吸収液成分濃度よりも高い場合には、第２混入量調整弁７８Ｖは開く。この場合、第２凝縮液１２は第２循環ライン６２に供給されて第２洗浄液１５に混入される。このことにより、第２洗浄液１５の吸収液成分濃度が高くなることを抑制しつつ、第２洗浄液１５の液量を増大させることができる。このため、第２洗浄液１５の液量を増大させるための純水などの補給液の使用量を低減することができる。なお、第２洗浄液１５の吸収液成分濃度が、第２凝縮液１２の吸収液成分濃度よりも高い場合、第２洗浄液１５の吸収液成分濃度と第２凝縮液１２の吸収液成分濃度との濃度差に基づいて、第２混入量調整弁７８Ｖの開度を調整して、第２洗浄液１５への第２凝縮液１２の混入量を調整するようにしてもよい。例えば、濃度差が小さい場合には、第２混入量調整弁７８Ｖの開度を小さくし、濃度差が大きい場合には、第２混入量調整弁７８Ｖの開度を大きくしてもよい。
【００７８】
外部排出量調整弁７６Ｖの開度は、再生塔レベル計３０ｄにより計測された再生塔貯留部３０ｃ内のリーン液５の液面レベルに基づいて調整される。通常、リーン液５の液面レベルは、所定の範囲内（所定の下限値よりも高く、かつ所定の上限値よりも低い）に収められる。この場合、外部排出量調整弁７６Ｖは、所定の開度に設定されている。しかしながら、リーン液５の液面レベルがこの所定の下限値よりも低い場合には、外部排出量調整弁７６Ｖの開度を（上述した通常時の所定の開度よりも）小さくする。この場合、第２凝縮液１２の外部排出量が低減され、吸収液への第２凝縮液１２の供給量を増大させることができる。一方、リーン液５の液面レベルが所定の上限値よりも高い場合には、外部排出量調整弁７６Ｖの開度を（上述した通常時の所定の開度よりも）大きくする。この場合、第２凝縮液１２の外部排出量が増大され、吸収液への第２凝縮液１２の供給量を低減させることができる。このようにして、再生塔貯留部３０ｃに貯留されているリーン液５の液面レベルを所定の範囲内に収めることができる。このため、リーン液用ポンプ３４に空気が混入することを防止できるとともに、再生塔３０の蒸気７の流入口よりも低い位置にリーン液５の液面レベルを維持することができる。
【００７９】
このようにして、第１混入量調整弁７７Ｖの開度、第２混入量調整弁７８Ｖの開度および外部排出量調整弁７６Ｖの開度が調整され、各開度に応じて、第２凝縮液１２が各部に供給される。
【００８０】
また、運転中、第１排出量調整弁８０Ｖの開度は、第１凝縮液レベル計４１ｄにより計測された第１凝縮液貯留部４１ｃ内の第１凝縮液１０の液面レベルに基づいて調整される。通常、第１凝縮液１０の液面レベルは、所定の範囲内（所定の下限値よりも高く、かつ所定の上限値よりも低い）に収められる。この場合、第１排出量調整弁８０Ｖは、所定の開度に設定されている。しかしながら、第１凝縮液１０の液面レベルがこの所定の下限値よりも低い場合には、第１排出量調整弁８０Ｖの開度を（上述した通常時の所定の開度よりも）小さくする。この場合、第１凝縮液１０の排出量が低減され、第１凝縮液貯留部４１ｃに貯留されている第１凝縮液１０の液面レベルを上昇させることができる。一方、第１凝縮液１０の液面レベルが所定の上限値よりも高い場合には、第１排出量調整弁８０Ｖの開度を（上述した通常時の所定の開度よりも）大きくする。この場合、第１凝縮液１０の排出量が増大され、第１凝縮液貯留部４１ｃに貯留されている第１凝縮液１０の液面レベルを下降させることができる。このようにして、第１凝縮液１０の液面レベルを、所定の範囲内に収めることができる。このため、第１凝縮液排出ポンプ８１に空気が混入することを防止できるとともに、第１気液分離器４４の再生排ガス８の流入口よりも低い位置に第１凝縮液１０の液面レベルを維持することができる。
【００８１】
同様に、第２排出量調整弁９０Ｖの開度は、第２凝縮液レベル計４２ｄにより計測された第２凝縮液貯留部４２ｃ内の第２凝縮液１２の液面レベルに基づいて調整される。通常、第２凝縮液１２の液面レベルは、所定の範囲内（所定の下限値よりも高く、かつ所定の上限値よりも低い）に収められる。この場合、第２排出量調整弁９０Ｖは、所定の開度に設定されている。しかしながら、第２凝縮液１２の液面レベルがこの所定の下限値よりも低い場合には、第２排出量調整弁９０Ｖの開度を（上述した通常時の所定の開度よりも）小さくする。この場合、第２凝縮液１２の排出量が低減され、第２凝縮液貯留部４２ｃに貯留されている第２凝縮液１２の液面レベルを上昇させることができる。一方、第２凝縮液１２の液面レベルが所定の上限値よりも高い場合には、第２排出量調整弁９０Ｖの開度を（上述した通常時の所定の開度よりも）大きくする。この場合、第２凝縮液１２の排出量が増大され、第２凝縮液貯留部４２ｃに貯留されている第２凝縮液１２の液面レベルを下降させることができる。このようにして、第２凝縮液１２の液面レベルを、所定の範囲内に収めることができる。このため、第２凝縮液排出ポンプ９１に空気が混入することを防止できるとともに、第２気液分離器４６の第１凝縮排ガス９の流入口よりも低い位置に第２凝縮液１２の液面レベルを維持することができる。
【００８２】
また、運転中、第１洗浄液混入量調整弁５６Ｖの開度は、第１洗浄液レベル計５１ｄにより計測された第１洗浄液貯留部５１ｃ内の第１洗浄液１３の液面レベルに基づいて調整される。通常、第１洗浄液１３の液面レベルは、所定の範囲内（所定の下限値よりも高く、かつ所定の上限値よりも低い）に収められる。この場合、第１洗浄液混入量調整弁５６Ｖは、所定の開度に設定されている。しかしながら、第１洗浄液１３の液面レベルがこの所定の下限値よりも低い場合には、第１洗浄液混入量調整弁５６Ｖの開度を（上述した通常時の所定の開度よりも）小さくする。この場合、第１洗浄液１３の排出量が低減され、第１洗浄液貯留部５１ｃに貯留されている第１洗浄液１３の液面レベルを上昇させることができる。一方、第１洗浄液１３の液面レベルが所定の上限値よりも高い場合には、第１洗浄液混入量調整弁５６Ｖの開度を（上述した通常時の所定の開度よりも）大きくする。この場合、第１洗浄液１３の排出量が増大され、第１洗浄液貯留部５１ｃに貯留されている第１洗浄液１３の液面レベルを下降させることができる。このようにして、第１洗浄液１３の液面レベルを、所定の範囲内に収めることができる。このため、第１循環ポンプ５３に空気が混入することを防止できるとともに、第１洗浄塔５１の第２凝縮排ガス１１の流入口よりも低い位置に第１洗浄液１３の液面レベルを維持することができる。
【００８３】
同様に、第２洗浄液混入量調整弁６６Ｖの開度は、第２洗浄液レベル計６１ｄにより計測された第２洗浄液貯留部６１ｃ内の第２洗浄液１５の液面レベルに基づいて調整される。通常、第２洗浄液１５の液面レベルは、所定の範囲内（所定の下限値よりも高く、かつ所定の上限値よりも低い）に収められる。この場合、第２洗浄液混入量調整弁６６Ｖは、所定の開度に設定されている。しかしながら、第２洗浄液１５の液面レベルがこの所定の下限値よりも低い場合には、第２洗浄液混入量調整弁６６Ｖの開度を（上述した通常時の所定の開度よりも）小さくする。この場合、第２洗浄液１５の排出量が低減され、第２洗浄液貯留部６１ｃに貯留されている第２洗浄液１５の液面レベルを上昇させることができる。一方、第２洗浄液１５の液面レベルが所定の上限値よりも高い場合には、第２洗浄液混入量調整弁６６Ｖの開度を（上述した通常時の所定の開度よりも）大きくする。この場合、第２洗浄液１５の排出量が増大され、第２洗浄液貯留部６１ｃに貯留されている第２洗浄液１５の液面レベルを下降させることができる。このようにして、第２洗浄液１５の液面レベルを、所定の範囲内に収めることができる。このため、第２循環ポンプ６３に空気が混入することを防止できる。
【００８４】
さらに、運転中、吸収液混入量調整弁７１Ｖの開度は、再生塔レベル計３０ｄにより計測された再生塔貯留部３０ｃ内のリーン液５の液面レベルに基づいて調整される。通常、リーン液５の液面レベルは、所定の範囲内（所定の下限値よりも高く、かつ所定の上限値よりも低い）に収められる。この場合、外部排出量調整弁７６Ｖは、所定の開度に設定されている。しかしながら、リーン液５の液面レベルがこの所定の下限値よりも低い場合には、吸収液混入量調整弁７１Ｖの開度を（上述した通常時の所定の開度よりも）大きくする。この場合、吸収液への第１凝縮液１０の混入量が増大され再生塔貯留部３０ｃに貯留されているリーン液５の液面レベルを上昇させることができる。一方、リーン液５の液面レベルが所定の上限値よりも高い場合には、吸収液混入量調整弁７１Ｖの開度を（上述した通常時の所定の開度よりも）小さくする。この場合、吸収液への第２凝縮液１２の混入量が低減され、再生塔貯留部３０ｃに貯留されているリーン液５の液面レベルを下降させることができる。このようにして、リーン液５の液面レベルを、所定の範囲内に収めることができる。このため、リーン液用ポンプ３４に空気が混入することを防止するとともに、再生塔３０の蒸気７の流入口よりも低い位置にリーン液５の液面レベルを維持することができる。
【００８５】
このように本実施の形態によれば、第１凝縮液１０の吸収液成分濃度と第２凝縮液１２の吸収液成分濃度とに基づいて、第１凝縮液１０および第２凝縮液１２のうち吸収液成分濃度の高い凝縮液１０、１２が第１凝縮液ライン７１に案内される。このことにより、当該凝縮液１０、１２を、再生塔３０内のリッチ液４に混入させることができる。このため、吸収液成分濃度の高い凝縮液１０、１２が、二酸化炭素回収システム１の外部に排出されることを防止でき、吸収液成分ロスを効果的に防止できる。また、吸収液成分濃度の高い凝縮液１０、１２がリッチ液４に混入されることから、吸収液の吸収液成分濃度が低下することを抑制できる。一方、第１凝縮液１０および第２凝縮液１２のうち吸収液成分濃度の低い凝縮液１０、１２が、外部排出ライン７６を含む第２凝縮液ライン７２に案内される。このことにより、二酸化炭素回収システム１の外部に排出される凝縮液１０、１２の吸収液成分濃度を低減させることができ、吸収液成分ロスを抑制することができる。また、吸収液成分濃度の低い凝縮液１０、１２がリッチ液４に混入されることを防止でき、吸収液の吸収液成分濃度が低下することを回避できる。この結果、吸収液の吸収液成分濃度の低下を抑制するとともに吸収液成分ロスを低減することができる。
【００８６】
また、本実施の形態によれば、吸収液として使用する溶液の種別によらずに、吸収液成分濃度が高い方の凝縮液１０、１２を第１凝縮液ライン７１に案内し、吸収液成分濃度が低い方の凝縮液１０、１２を第２凝縮液ライン７２に案内することができる。このことにより、吸収液として使用する溶液の種別に制限されることを回避できる。言い換えると、吸収液として使用する溶液の種別毎に、第１凝縮液１０の系統と、第２凝縮液１２の系統のバリエーションを設けることを不要にできる。このため、二酸化炭素回収システム１の汎用性を向上させることができる。
【００８７】
さらに、本実施の形態によれば、第２凝縮液ライン７２が、外部排出ライン７６だけでなく、第１混入ライン７７および第２混入ライン７８を含んでいる。このため、第２凝縮液１２が、外部排出ライン７６ではなく、第１混入ライン７７または第２混入ライン７８に供給される場合には、第２凝縮液１２は外部排出されないため、吸収液成分ロスをより一層防止することができるとともに、第２凝縮液１２を有効利用することができる。
【００８８】
なお、上述した本実施の形態においては、凝縮液案内装置７３が、第１切替弁７４と第２切替弁７５とを有し、第１切替弁７４および第２切替弁７５が、それぞれ三方弁である例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、凝縮液案内装置７３は、三方弁の代わりに複数の弁を用いて構成してもよい。
【００８９】
また、上述した本実施の形態においては、第１凝縮液１０および第２凝縮液１２のうち吸収液成分濃度が低い凝縮液１０、１２が、第１凝縮液ライン７１に案内され、第１凝縮液ライン７１が共通している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第１凝縮液ライン７１は、第１凝縮液１０用のラインと、第２凝縮液１２用のラインとを別々に有する構成としてもよい。第２凝縮液ライン７２についても同様である。
【００９０】
また、上述した本実施の形態においては、凝縮装置４０が、第１冷却器４３および第１気液分離器４４を含む第１凝縮部４１と、第２冷却器４５および第２気液分離器４６を含む第２凝縮部４２と、を有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、凝縮装置４０は、第３冷却器および第３気液分離器を含む、第１凝縮部４１や第２凝縮部４２と同様の構成を有する第３凝縮部（図示せず）を更に有してもよい。この場合においても、第１凝縮液１０、第２凝縮液１２および第３凝縮液のうち吸収液成分濃度が最も高い凝縮液を第１凝縮液ライン７１に案内し、吸収液成分濃度が最も低い凝縮液を第２凝縮液ライン７２に案内すればよい。残りの凝縮液は、第１凝縮液ライン７１に案内してもよく、第２凝縮液ライン７２に案内してもよい。
【００９１】
また、上述した本実施の形態においては、第１凝縮液ライン７１が、再生塔３０の液分散器３０ｂに連結されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第１凝縮液ライン７１は、吸収塔２０の液分散器２０ｂに連結されていてもよい。この場合においても、凝縮液１０、１２を吸収液に混入することができる。第１凝縮液ライン７１を液分散器２０ｂに連結する場合には、吸収塔貯留部２０ｃに吸収塔レベル計（図示せず）が設けられて、吸収塔貯留部２０ｃに貯留されているリッチ液４の液面レベルを計測し、この計測された液面レベルに基づいて、吸収液混入量調整弁７１Ｖが制御されるようにしてもよい。また、第１凝縮液ライン７１の下流端は、凝縮液１０、１２を吸収液に混入することができれば、任意の位置に連結することができる。
【００９２】
また、上述した本実施の形態においては、二酸化炭素回収システム１が、第１洗浄装置５０および第２洗浄装置６０を備えている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第１洗浄装置５０および第２洗浄装置６０の一方若しくは両方が、設けられていなくてもよい。
【００９３】
さらに、上述した本実施の形態においては、凝縮装置４０が、再生塔３０から排出された再生排ガス８を凝縮して凝縮液１０、１２を排出する例について説明した。この場合には、比較的高温の再生排ガス８を凝縮することにより、第１凝縮液１０および第２凝縮液１２の生成量を増大させることができる。しかしながら、このことに限られることはなく、凝縮装置４０は、吸収塔２０の吸収部２０ａから排出された吸収排ガス３を凝縮して凝縮液１０、１２を排出するようにしてもよい。この場合、図１に示す凝縮装置４０および第１洗浄装置５０の構成と、第２洗浄装置６０の構成を入れ替えてもよい。
【００９４】
（第２の実施の形態）
次に、図２を用いて、本発明の第２の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
【００９５】
図２に示す第２の実施の形態においては、凝縮装置が、吸収塔および再生塔とは別体に形成された凝縮塔に収容されている点が主に異なり、他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図２において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９６】
図２に示すように、本実施の形態においては、凝縮装置４０は、凝縮塔１１０に収容されている。すなわち、第１凝縮部４１および第２凝縮部４２が、凝縮塔１１０内に配置されている。凝縮塔１１０は、吸収塔２０とは別体に形成されているとともに、再生塔３０とも別体に、かつ第１洗浄塔５１とも別体に形成されている。
【００９７】
本実施の形態による凝縮装置４０の第１凝縮部４１は、再生排ガス８を冷却して第１凝縮液１０を生成する第１熱交換器１１１と、第１熱交換器１１１において生成された第１凝縮液１０を貯留する第１凝縮液貯留部４１ｃと、を有している。第１熱交換器１１１は、外部から供給される冷却水等の冷却媒体を用いて、再生排ガス８を冷却するように構成されている。なお、第１熱交換器１１１には、例えばスパイラル式熱交換器が用いられるが、これに限られることはない。
【００９８】
凝縮塔１１０の下部に供給された再生排ガス８は、凝縮塔１１０内を第１熱交換器１１１に向かって上昇する。そして、第１熱交換器１１１において、再生排ガス８は冷却され、第１凝縮液１０を生成する。第１凝縮液貯留部４１ｃは、第１熱交換器１１１の下方に設けられており、第１熱交換器１１１において生成された第１凝縮液１０は第１熱交換器１１１から流下し、第１凝縮液貯留部４１ｃに一旦貯留される。一方、第１熱交換器１１１において冷却された再生排ガス８は、第１凝縮排ガス９として第１熱交換器１１１から排出され、凝縮塔１１０内を上昇する。
【００９９】
第２凝縮部４２は、第１凝縮排ガス９を冷却して第２凝縮液１２を生成する第２熱交換器１１２と、第２熱交換器１１２において生成された第２凝縮液１２を貯留する第２凝縮液貯留部４２ｃ（コレクター）と、を有している。第２熱交換器１１２は、外部から供給される冷却水等の冷却媒体を用いて、第１凝縮排ガス９を冷却するように構成されている。なお、第２熱交換器１１２には、例えばスパイラル式熱交換器が用いられるが、これに限られることはない。第２凝縮液貯留部４２ｃは、凝縮塔１１０内を上昇する第１凝縮排ガス９が通過可能になっている。
【０１００】
第１熱交換器１１１から上昇してきた第１凝縮排ガス９は、第２熱交換器１１２において冷却され、第２凝縮液１２を生成する。第２凝縮液貯留部４２ｃは、第２熱交換器１１２の下方に設けられており、第２熱交換器１１２において生成された第２凝縮液１２は第２熱交換器１１２から流下し、第２凝縮液貯留部４２ｃに一旦貯留される。一方、第２熱交換器１１２において冷却された第１凝縮排ガス９は、第２凝縮排ガス１１として第２熱交換器１１２から排出されて凝縮塔１１０内を上昇し、凝縮塔１１０の塔頂から排出される。凝縮塔１１０から排出された第２凝縮排ガス１１は、第１洗浄装置５０の第１洗浄塔５１に供給される。
【０１０１】
このように本実施の形態によれば、凝縮装置４０が、吸収塔２０および再生塔３０とは別体に形成された凝縮塔１１０に収容されている。このことにより、凝縮装置４０が占有する設置スペースを低減することができる。このため、二酸化炭素回収システム１の設置面積を低減することができる。
【０１０２】
（第３の実施の形態）
次に、図３を用いて、本発明の第３の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
【０１０３】
図３に示す第３の実施の形態においては、凝縮装置が、再生塔に収容されている点が主に異なり、他の構成は、図２に示す第２の実施の形態と略同一である。なお、図３において、図２に示す第２の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０４】
図３に示すように、本実施の形態においては、凝縮装置４０は、再生塔３０に収容されている。本実施の形態による第１凝縮液貯留部４１ｃは、第２凝縮液貯留部４２ｃと同様に、再生塔３０内を上昇する再生排ガス８が通過可能になっている。
【０１０５】
そして、第１洗浄装置５０の第１洗浄部５１ａが、再生塔３０に収容されている。第１洗浄部５１ａは、再生塔３０内において、凝縮装置４０の上方に配置されている。より具体的には、第２熱交換器１１２の上方に第１洗浄液貯留部５１ｃが配置され、この第１洗浄液貯留部５１ｃの上方に第１洗浄部５１ａが配置されている。本実施の形態による第１洗浄液貯留部５１ｃは、第２凝縮液貯留部４２ｃと同様に、再生塔３０内を上昇する第２凝縮排ガス１１が通過可能になっている。
【０１０６】
このように本実施の形態によれば、凝縮装置４０が、再生塔３０に収容されている。このことにより、再生塔３０と凝縮装置４０とが占有する設置スペースを低減することができる。このため、二酸化炭素回収システム１の設置面積を低減することができる。とりわけ、本実施の形態によれば、第１洗浄装置５０の第１洗浄部５１ａも、再生塔３０に収容されているため、再生塔３０と凝縮装置４０と第１洗浄部５１ａとが占有する設置スペースを低減することができる。このため、二酸化炭素回収システム１の設置面積をより一層低減することができる。
【０１０７】
なお、上述した本実施の形態においては、凝縮装置４０が再生塔３０に収容されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、凝縮装置４０は、吸収塔２０に収容されてもよい。この場合、凝縮装置４０は、吸収塔２０内において、吸収部２０ａと第２洗浄装置６０の第２洗浄液貯留部６１ｃとの間に配置することが好ましい。
【０１０８】
以上述べた実施の形態によれば、吸収液成分のロスを低減するとともに吸収液の水分量を適切に管理することができる。
【０１０９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１：二酸化炭素回収システム、２：プロセス排ガス、３：吸収排ガス、４：リッチ液、５：リーン液、８：再生排ガス、９：第１凝縮排ガス、１０：第１凝縮液、１１：第２凝縮排ガス、１２：第２凝縮液、１３：第１洗浄液、１５：第２洗浄液、２０：吸収塔、３０：再生塔、４０：凝縮装置、４１：第１凝縮部、４１ｃ：第１凝縮液貯留部、４１ｄ：第１凝縮液レベル計、４２：第２凝縮部、４２ｃ：第２凝縮液貯留部、４２ｄ：第２凝縮液レベル計、５０：第１洗浄装置、５１ａ：第１洗浄部、５４：第１洗浄液濃度計、５６：第１洗浄液ライン、６０：第２洗浄装置、６１ａ：第２洗浄部、６４：第２洗浄液濃度計、６６：第２洗浄液ライン、７１：第１凝縮液ライン、７１Ｖ：吸収液混入量調整弁、７２：第２凝縮液ライン、７３：凝縮液案内装置、７４：第１切替弁、７５：第２切替弁、７６：外部排出ライン、７６Ｖ：外部排出量調整弁、７７：第１混入ライン、７７Ｖ：第１混入量調整弁、７８：第２混入ライン、７８Ｖ：第２混入量調整弁、８０：第１凝縮液排出ライン、８０Ｖ：第１排出量調整弁、８２：第１凝縮液濃度計、９０：第２凝縮液排出ライン、９０Ｖ：第２排出量調整弁、９２：第２凝縮液濃度計、１００：制御装置、１１０：凝縮塔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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