(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯ2を含む排ガスを水と接触させて前記排ガスを冷却する冷却塔と、
前記排ガスとＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液とを接触させて前記排ガスからＣＯ2を除去するＣＯ2回収部を含むＣＯ2吸収塔と、
ＣＯ2を吸収した前記ＣＯ2吸収液からＣＯ2を放出させて前記ＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔と、
前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを測定する吸収液レベル計と、
前記吸収液レベル計で検出された前記ＣＯ2吸収液の液レベルに基づいて、前記ＣＯ2吸収塔に供給するメイクアップ水の供給量と前記ＣＯ2吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方または両方を自動制御又は手動制御するためのレベル制御器と、
を有し、
前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス流量が変化していない間は、前記レベル制御器を自動制御とし、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が変化している間は、前記レベル制御器を手動制御とし、前記メイクアップ水の供給量と前記ＣＯ2吸収塔内における前記排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方又は両方を一定に維持して、前記ＣＯ2吸収液の液レベルを変化させて前記ＣＯ2吸収液の濃度を一定に維持することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量の変化が一定となり、前記レベル制御器を手動制御から自動制御に切り替えた時点における前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルと、前記メイクアップ水の供給量と、前記ＣＯ2吸収塔内の前記ＣＯ2回収部における前記ＣＯ2吸収液の蓄積量と、前記排ガスのガス供給量との各々の測定値を各々の値の基準となる設定値に変更することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項３】
ＣＯ2を含む排ガスを水と接触させて前記排ガスを冷却する冷却塔と、
前記排ガスとＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液とを接触させて前記排ガスからＣＯ2を除去するＣＯ2回収部を含むＣＯ2吸収塔と、
ＣＯ2を吸収した前記ＣＯ2吸収液からＣＯ2を放出させて前記ＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔と、
前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを測定する吸収液レベル計と、
前記吸収液レベル計で検出された前記ＣＯ2吸収液の液レベルに基づいて、前記ＣＯ2吸収塔に供給するメイクアップ水の供給量と前記ＣＯ２吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方または両方を自動制御するためのレベル制御器と、
を有し、
前記レベル制御器は、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が変化しない間は、前記ＣＯ2吸収塔の前記ＣＯ2回収部における前記ＣＯ2吸収液の蓄積量と、前記メイクアップ水の供給量と、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の液溜まりに貯留される前記ＣＯ2吸収液の液レベルとが一定となるように自動制御し、
前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が変化している間は、予め求めた排ガスのガス供給量の測定値から算出される前記ＣＯ2吸収液の液レベルの設定値と前記吸収液レベル計で検出される前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルとの関係に基づいて、前記メイクアップ水の供給量と、前記ＣＯ2吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方又は両方を自動制御して、前記ＣＯ2吸収液の濃度を一定に維持することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つにおいて、
前記排ガス中に含まれる水の凝縮量は、前記冷却塔で前記排ガスの冷却割合を変化させる方法と、前記ＣＯ2吸収塔内の前記ＣＯ2吸収液の冷却温度を変化させる方法との何れか一方または両方を用いて調整されることを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つにおいて、
前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液を抜き出す吸収液抜出し管と、
抜き出した前記ＣＯ2吸収液を貯留する吸収液貯留部と、
前記吸収液貯留部内の前記ＣＯ2吸収液を前記ＣＯ2吸収塔の塔底部に送給する吸収液送給管とを有し、
前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が上昇した場合には、前記吸収液貯留部に貯留した前記ＣＯ2吸収液を、前記吸収液送給管を介して前記ＣＯ2吸収塔の塔底部に送給して前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを増加させ、
前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が減少した場合には、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液を前記吸収液抜出し管を介して前記吸収液貯留部に貯留して前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを減少させて前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを調整することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項６】
ＣＯ2を含む排ガスを水と接触させて前記排ガスを冷却した後、前記排ガスとＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液とを接触させて前記排ガス中のＣＯ2を除去するＣＯ2回収部を含むＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収した前記ＣＯ2吸収液中のＣＯ2を除去し、再生する再生塔とを有し、前記再生塔でＣＯ2を除去した前記ＣＯ2吸収液を前記ＣＯ2吸収塔で再利用すると共に、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを吸収液レベル計で測定し、前記吸収液レベル計で検出された前記ＣＯ2吸収液の液レベルに基づいて、前記ＣＯ2吸収塔に供給するメイクアップ水の供給量と前記ＣＯ2吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方または両方をレベル制御器を用いて自動制御又は手動制御するＣＯ2回収装置の運転制御方法であって、
前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス流量が変化しない間は、前記レベル制御器を自動制御とし、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が変化している間は、前記レベル制御器を手動制御とし、前記メイクアップ水の供給量と前記ＣＯ2吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方又は両方を一定に維持して、前記ＣＯ2吸収液の液レベルを変化させて前記ＣＯ2吸収液の濃度を一定に維持することを特徴とするＣＯ2回収装置の運転制御方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量の変化が一定となり、前記レベル制御器を手動制御から自動制御に切り替えた時点における前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルと、前記メイクアップ水の供給量と、前記ＣＯ2吸収塔内の前記ＣＯ2回収部における前記ＣＯ2吸収液の蓄積量と、前記排ガスのガス供給量との各々の測定値を各々の値の基準となる設定値とすることを特徴とするＣＯ2回収装置の運転制御方法。
【請求項８】
ＣＯ2を含む排ガスを水と接触させて前記排ガスを冷却した後、前記排ガスとＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液とを接触させて前記排ガス中のＣＯ2を除去するＣＯ2回収部を含むＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収した前記ＣＯ2吸収液中のＣＯ2を除去し、再生する再生塔とを有し、前記再生塔でＣＯ2を除去した前記ＣＯ2吸収液を前記ＣＯ2吸収塔で再利用すると共に、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを吸収液レベル計で測定し、前記吸収液レベル計で検出された前記ＣＯ2吸収液の液レベルに基づいて、前記ＣＯ2吸収塔に供給するメイクアップ水の供給量と前記ＣＯ2吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方または両方をレベル制御器を用いて自動制御するＣＯ2回収装置の運転制御方法であって、
前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が変化しない間は、前記ＣＯ2吸収塔の前記ＣＯ2回収部における前記ＣＯ2吸収液の蓄積量と、前記メイクアップ水の供給量と、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の液溜まりに貯留されるリッチ溶液の液レベルとが一定となるように自動制御し、
前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が変化している間は、予め求めた排ガスのガス供給量の測定値から算出される前記ＣＯ2吸収液の液レベルの設定値と前記吸収液レベル計で検出される前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルとの関係に基づいて、前記メイクアップ水の供給量と、前記ＣＯ2吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方又は両方を自動制御して、前記ＣＯ2吸収液の濃度を一定に維持することを特徴とするＣＯ2回収装置の運転制御方法。
【請求項９】
請求項６から８の何れか１つにおいて、
前記排ガス中に含まれる水の凝縮量を、前記排ガスの冷却割合を変化させる方法と、前記ＣＯ2吸収塔内の前記ＣＯ2吸収液の冷却温度を変化させる方法との何れか一方または両方を用いて調整することを特徴とするＣＯ2回収装置の運転制御方法。
【請求項１０】
請求項６から９の何れか１つにおいて、
前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が減少した場合には、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液を吸収液抜出し管を介して吸収液貯留部に貯留して前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを減少させ、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が上昇した場合には、前記吸収液貯留部に貯留した前記ＣＯ2吸収液を、前記吸収液送給管を介して前記ＣＯ2吸収塔の塔底部に送給して前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを増加させて、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液量を調整することを特徴とするＣＯ2回収装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ2吸収液を用いて排ガス中のＣＯ2を吸収するＣＯ2回収装置のＣＯ2吸収液の濃度をほぼ一定に維持するＣＯ2回収装置およびＣＯ2回収装置の運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大量の化石燃料を使用する火力発電所等では、ボイラにおいて化石燃料を燃焼させることで発生する排ガス中にはＣＯ2などが含まれている。この排ガス中に含まれるＣＯ2を除去し、回収するための方法の１つとして、排ガスをアミン系のＣＯ2吸収液と気液接触させてＣＯ2吸収液中にＣＯ2を吸収する方法がある。そして、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を放散し、放散したＣＯ2を地中に貯蔵することで、排ガスから回収したＣＯ2を大気へ放出することを抑制している。
【０００３】
例えば、ＣＯ2吸収液を用いて排ガスからＣＯ2を回収し、排ガスから回収したＣＯ2を途中に貯蔵するＣＯ2回収装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＣＯ2回収装置は、排ガスをＣＯ2吸収液と接触させ、排ガス中のＣＯ2をＣＯ2吸収液に吸収させるＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2吸収液に吸収されたＣＯ2を放散してＣＯ2吸収液からＣＯ2を分離する再生塔とから構成される。このＣＯ2回収装置は、ＣＯ2吸収塔で排ガス中のＣＯ2をＣＯ2吸収液に吸収し、排ガスからＣＯ2を除去した後、再生塔でＣＯ2吸収液が蒸気で加熱されることにより、ＣＯ2吸収液に吸収されたＣＯ2を放散して高純度のＣＯ2を回収する。また、再生塔で再生されたＣＯ2吸収液は再びＣＯ2吸収塔に送給され、再利用する。
【０００４】
このＣＯ2回収装置では、再生塔からはＣＯ2と微量のＨ2Ｏが流出していく。ＣＯ2吸収塔と再生塔との間（以下、系内という。）にある吸収液の液量を一定量に保つため、系内にメイクアップ水を加えるか、ＣＯ2吸収塔内部での排ガス中に含まれる水の凝縮量を調整している。ＣＯ2吸収塔内部での排ガス中に含まれる水の凝縮量は、例えば、吸収塔の上流側に設けられる冷却塔などで排ガスの冷却割合を調整する方法、ＣＯ2吸収塔内のＣＯ2吸収液の冷却温度を調整する方法などにより制御される。
【０００５】
また、ＣＯ2回収装置には、吸収塔または再生塔には吸収液レベル計およびレベル制御器が設けられ、排ガス中に含まれる水の凝縮量またはメイクアップ水の供給量を調整し、液レベルを一定に維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−６２１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のＣＯ2回収装置では、ＣＯ2吸収塔へ供給される排ガスのガス供給量が変化すると、ＣＯ2吸収塔内に設けられた充填物（ＣＯ2回収部）に蓄積されるＣＯ2吸収液の蓄積量（液ホールドアップ量）が変化する。ＣＯ2回収部にＣＯ2吸収液が蓄積されることで、レベル制御器は、系内を循環するＣＯ2吸収液の流量を一定に維持するため、ＣＯ2回収部に蓄積されたＣＯ2吸収液の蓄積量分を、排ガス中に含まれるＨ2Ｏを凝縮させるか、メイクアップ水の供給量を増加させることによって調整するように動作する。
【０００８】
レベル制御器がＣＯ2回収部におけるＣＯ2吸収液の蓄積量を考慮しない状態で排ガス中に含まれる水の凝縮量を増大させるか、メイクアップ水の供給量を増加させることで、系内のＣＯ2吸収液の濃度が低下してしまう、という問題がある。そのため、ＣＯ2吸収塔における排ガスに含まれるＣＯ2のＣＯ2吸収性能が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＣＯ2吸収液の濃度を安定して一定に維持することができるＣＯ2回収装置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】
上述した課題を解決するための本発明に係る第１の発明は、ＣＯ2を含む排ガスを水と接触させて前記排ガスを冷却する冷却塔と、前記排ガスとＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液とを接触させて前記排ガスからＣＯ2を除去するＣＯ2回収部を含むＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収した前記ＣＯ2吸収液からＣＯ2を放出させて前記ＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔と、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを測定する吸収液レベル計と、前記吸収液レベル計で検出された前記ＣＯ2吸収液の液レベルに基づいて、前記ＣＯ2吸収塔に供給するメイクアップ水の供給量と前記ＣＯ２吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方または両方を自動制御又は手動制御するためのレベル制御器と、を有し、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス流量が変化していない間は、前記レベル制御器を自動制御とし、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が変化している間は、前記レベル制御器を手動制御とし、前記メイクアップ水の供給量と前記ＣＯ2吸収塔内における前記排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方又は両方を一定に維持して、前記ＣＯ2吸収液の液レベルを変化させて前記ＣＯ2吸収液の濃度を一定に維持することを特徴とするＣＯ2回収装置である。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量の変化が一定となり、前記レベル制御器を手動制御から自動制御に切り替えた時点における前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルと、前記メイクアップ水の供給量と、前記ＣＯ2吸収塔内の前記ＣＯ2回収部における前記ＣＯ2吸収液の蓄積量と、前記排ガスのガス供給量との各々の測定値を各々の値の基準となる設定値に変更することを特徴とするＣＯ2回収装置である。
【００１２】
第３の発明は、ＣＯ2を含む排ガスを水と接触させて前記排ガスを冷却する冷却塔と、
前記排ガスとＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液とを接触させて前記排ガスからＣＯ2を除去するＣＯ2回収部を含むＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収した前記ＣＯ2吸収液からＣＯ2を放出させて前記ＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔と、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを測定する吸収液レベル計と、前記吸収液レベル計で検出された前記ＣＯ2吸収液の液レベルに基づいて、前記ＣＯ2吸収塔に供給するメイクアップ水の供給量と前記ＣＯ2吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方または両方を自動制御するためのレベル制御器と、を有し、前記レベル制御器は、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が変化しない間は、前記ＣＯ2吸収塔の前記ＣＯ2回収部における前記ＣＯ2吸収液の蓄積量と、前記メイクアップ水の供給量と、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の液溜まりに貯留される前記ＣＯ2吸収液の液レベルとが一定となるように自動制御し、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が変化している間は、予め求めた排ガスのガス供給量の測定値から算出される前記ＣＯ2吸収液の液レベルの設定値と前記吸収液レベル計で検出される前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルとの関係に基づいて、前記メイクアップ水の供給量と、前記ＣＯ2吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方又は両方を自動制御して、前記ＣＯ2吸収液の濃度を一定に維持することを特徴とするＣＯ2回収装置である。
【００１３】
第４の発明は、第１から３の何れか１つの発明において、前記排ガス中に含まれる水の凝縮量は、前記冷却塔で前記排ガスの冷却割合を変化させる方法と、前記ＣＯ2吸収塔内の前記ＣＯ2吸収液の冷却温度を変化させる方法との何れか一方または両方を用いて調整されることを特徴とするＣＯ2回収装置である。
【００１４】
第５の発明は、第１から４の何れか１つの発明において、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液を抜き出す吸収液抜出し管と、抜き出した前記ＣＯ2吸収液を貯留する吸収液貯留部と、前記吸収液貯留部内の前記ＣＯ2吸収液を前記ＣＯ2吸収塔の塔底部に送給する吸収液送給管とを有し、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が上昇した場合には、前記吸収液貯留部に貯留した前記ＣＯ2吸収液を、前記吸収液送給管を介して前記ＣＯ2吸収塔の塔底部に送給して前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを増加させ、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が減少した場合には、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液を前記吸収液抜出し管を介して前記吸収液貯留部に貯留して前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを減少させて前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを調整することを特徴とするＣＯ2回収装置である。
【００１５】
上述した課題を解決するための本発明に係る第６の発明は、ＣＯ2を含む排ガスを水と接触させて前記排ガスを冷却した後、前記排ガスとＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液とを接触させて前記排ガス中のＣＯ2を除去するＣＯ2回収部を含むＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収した前記ＣＯ2吸収液中のＣＯ2を除去し、再生する再生塔とを有し、前記再生塔でＣＯ2を除去した前記ＣＯ2吸収液を前記ＣＯ2吸収塔で再利用すると共に、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを吸収液レベル計で測定し、前記吸収液レベル計で検出された前記ＣＯ2吸収液の液レベルに基づいて、前記ＣＯ2吸収塔に供給するメイクアップ水の供給量と前記ＣＯ2吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方または両方をレベル制御器を用いて自動制御又は手動制御するＣＯ2回収装置の運転制御方法であって、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス流量が変化しない間は、前記レベル制御器を自動制御とし、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が変化している間は、前記レベル制御器を手動制御とし、前記メイクアップ水の供給量と前記ＣＯ2吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方又は両方を一定に維持して、前記ＣＯ2吸収液の液レベルを変化させて前記ＣＯ2吸収液の濃度を一定に維持することを特徴とするＣＯ2回収装置の運転制御方法である。
【００１６】
第７の発明は、第６の発明において、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量の変化が一定となり、前記レベル制御器を手動制御から自動制御に切り替えた時点における前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルと、前記メイクアップ水の供給量と、前記ＣＯ2吸収塔内の前記ＣＯ2回収部における前記ＣＯ2吸収液の蓄積量と、前記排ガスのガス供給量との各々の測定値を各々の値の基準となる設定値とすることを特徴とするＣＯ2回収装置の運転制御方法である。
【００１７】
第８の発明は、ＣＯ2を含む排ガスを水と接触させて前記排ガスを冷却した後、前記排ガスとＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液とを接触させて前記排ガス中のＣＯ2を除去するＣＯ2回収部を含むＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収した前記ＣＯ2吸収液中のＣＯ2を除去し、再生する再生塔とを有し、前記再生塔でＣＯ2を除去した前記ＣＯ2吸収液を前記ＣＯ2吸収塔で再利用すると共に、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを吸収液レベル計で測定し、前記吸収液レベル計で検出された前記ＣＯ2吸収液の液レベルに基づいて、前記ＣＯ2吸収塔に供給するメイクアップ水の供給量と前記ＣＯ２吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方または両方をレベル制御器を用いて自動制御するＣＯ2回収装置の運転制御方法であって、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が変化しない間は、前記ＣＯ2吸収塔の前記ＣＯ2回収部における前記ＣＯ2吸収液の蓄積量と、前記メイクアップ水の供給量と、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の液溜まりに貯留されるリッチ溶液の液レベルとが一定となるように自動制御し、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が変化している間は、予め求めた排ガスのガス供給量の測定値から算出される前記ＣＯ2吸収液の液レベルの設定値と前記吸収液レベル計で検出される前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルとの関係に基づいて、前記メイクアップ水の供給量と、前記ＣＯ2吸収塔内における排ガス中に含まれる水の凝縮量との何れか一方又は両方を自動制御して、前記ＣＯ2吸収液の濃度を一定に維持することを特徴とするＣＯ2回収装置の運転制御方法である。
【００１８】
第９の発明は、第６から８の何れか１つの発明において、前記排ガス中に含まれる水の凝縮量を、前記排ガスの冷却割合を変化させる方法と、前記ＣＯ2吸収塔内の前記ＣＯ2吸収液の冷却温度を変化させる方法との何れか一方または両方を用いて調整することを特徴とするＣＯ2回収装置の運転制御方法である。
【００１９】
第１０の発明は、第６から９の何れか１つの発明において、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が減少した場合には、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液を吸収液抜出し管を介して吸収液貯留部に貯留して前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを減少させ、前記ＣＯ2吸収塔に供給される前記排ガスのガス供給量が上昇した場合には、前記吸収液貯留部に貯留した前記ＣＯ2吸収液を、前記吸収液送給管を介して前記ＣＯ2吸収塔の塔底部に送給して前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液レベルを増加させて、前記ＣＯ2吸収塔の塔底部の前記ＣＯ2吸収液の液量を調整することを特徴とするＣＯ2回収装置の運転制御方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ＣＯ2吸収液の濃度を安定して一定に維持することができる。これにより、ＣＯ2吸収液への排ガス中に含まれるＣＯ2の吸収量を安定して保つことができる。また、ＣＯ2吸収液に含まれるアミンを無駄に消費することなく、ＣＯ2吸収液を効率良く利用することができる。このため、再生塔でＣＯ2吸収液に含まれるＣＯ2を放出するために要するスチームを無駄なく効率よく利用することができるため、ＣＯ2回収装置の運転効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るＣＯ2回収装置の構成を簡略に示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係るＣＯ2回収装置をメイクアップ水で調整する場合の運転時間と、各種測定値との関係の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係るＣＯ2回収装置の構成を簡略に示す図である。
【図４】図４は、排ガスのガス供給量と液レベルの設定値との関係の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態に係るＣＯ2回収装置の運転時間と、各種測定値との関係を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施形態に係るＣＯ2回収装置の構成を簡略に示す図である。
【図７】図７は、本発明の第３の実施形態に係るＣＯ2回収装置の運転時間と、各種測定値との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２３】
［第１の実施形態］
本発明による第１の実施形態に係るＣＯ2回収装置について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るＣＯ2回収装置の構成を簡略に示す図である。図１に示すように、ＣＯ2回収装置１０Ａは、冷却塔１１と、ＣＯ2吸収塔１２と、吸収液再生塔（以下、再生塔という）１３とを有する。
【００２４】
ＣＯ2回収装置１０Ａでは、ＣＯ2を含有する排ガス１５Ａ中のＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液１６が、ＣＯ2吸収塔１２と再生塔１３との間（以下、系内という。）を循環している。ＣＯ2吸収塔１２から再生塔１３には排ガス１５Ｂ中のＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液（リッチ溶液）１７が送給される。再生塔１３からＣＯ2吸収塔１２にはリッチ溶液１７から再生塔１３でほぼ全てのＣＯ2が除去され再生されたＣＯ2吸収液（リーン溶液）１６が送給されている。
【００２５】
排ガス１５Ａは、ボイラやガスタービン等の産業設備から排出されるＣＯ2を含有するガスである。排ガス１５Ａは、排ガス送風機などにより昇圧された後、冷却塔１１に送られる。
【００２６】
冷却塔１１は、排ガス１５Ａを水２１によって冷却する塔である。冷却塔１１は、塔内に水２１を噴霧する噴霧ノズル２２と、冷却部２３とを有する。排ガス１５Ａは冷却塔１１内の冷却部２３で噴霧ノズル２２から噴霧された水２１と向流接触することにより冷却される。
【００２７】
排ガス１５Ａと熱交換して高温となった水２１は冷却塔１１の塔底部に貯留される。塔底部の水２１は塔底部から抜き出され、冷却器２４で冷却水２５と熱交換することにより冷却された後、冷却塔１１に送給される。これにより、水２１は排ガス１５Ａの冷却用として循環して使用される。
【００２８】
冷却された排ガス１５Ｂは冷却塔１１とＣＯ2吸収塔１２とを連結する煙道２６を介して冷却塔１１から排出される。
【００２９】
冷却塔１１から排出される排ガス１５Ｂは、煙道２６を介してＣＯ2吸収塔１２の塔底部の側壁からＣＯ2吸収塔１２内に送られる。
【００３０】
ＣＯ2吸収塔１２は、排ガス１５ＢとＣＯ2吸収液１６とを接触させて排ガス１５ＢからＣＯ2を除去する塔である。ＣＯ2吸収塔１２は、ＣＯ2回収部３１−１、３１−２と、噴霧ノズル３２−１、３２−２と、水洗部３３と、デミスタ３４とを有する。塔内に送給された排ガス１５Ｂは塔内の塔底部側から塔頂側に向けて流れる。噴霧ノズル３２−２は、ＣＯ2吸収液１６を下向きに噴霧させるノズルである。ＣＯ2回収部３１−１、３１−２は、ＣＯ2吸収塔１２の排ガス１５Ｂの流れ方向の前流側に設けられている。本実施形態では、ＣＯ2回収部３１−１、３１−２は、ＣＯ2吸収塔１２の塔下側に設けられている。
【００３１】
塔内を上昇する排ガス１５Ｂは、ＣＯ2回収部３１−１、３１−２において、例えば塩基性アミン化合物をベースとするＣＯ2吸収液１６と対向流接触し、排ガス１５Ｂ中のＣＯ2がＣＯ2吸収液１６に吸収される。噴霧ノズル３２−２からリーン溶液１６を噴霧してＣＯ2回収部３１−２を通過した後、排ガス１５Ｂに残留しているＣＯ2を吸収したセミリッチ溶液３５が受け部３６で貯留される。受け部３６に溜まったセミリッチ溶液３５は、セミリッチ溶液抜き出しライン３７から抜き出され、冷却器３８で冷却水３９で冷却された後、噴霧ノズル３２−１からセミリッチ溶液３５を噴霧してＣＯ2回収部３１−１を通過し、リッチ溶液１７となって塔底部に貯留される。
【００３２】
本実施形態においては、ＣＯ2吸収塔１２はＣＯ2回収部を２段設けるようにしているが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、１段でもよいし、３段以上設けるようにしてもよい。
【００３３】
また、水洗部３３及びデミスタ３４は、ＣＯ2吸収塔１２の排ガス１５Ｂの流れ方向の後流側に設けられている。本実施形態では、水洗部３３及びデミスタ３４は、塔内のＣＯ2回収部３１−２の上側に設けられている。ＣＯ2回収部３１−１、３１−２でＣＯ2が除去されたＣＯ2除去排ガス４１は、水洗部３３でＣＯ2除去排ガス４１に同伴されたＣＯ2吸収液１６が除去され、デミスタ３４でＣＯ2除去排ガス４１に含まれるミストが捕集された後、塔頂部から系外へ放出される。なお、水洗部３３は複数設けるようにしてもよい。
【００３４】
水洗部３３には、外部から供給される水４２を噴霧ノズル４３から噴霧して水洗部３３でＣＯ2除去排ガス４１中に含まれる不純物を除去する。噴霧ノズル４３から噴霧した水４２は受け部４４で回収され、ポンプ４５で塔外部に送給し、水循環ライン４６を介して冷却器４７で冷却水４８により冷却された後、噴霧ノズル４３に送給され、循環使用される。
【００３５】
ＣＯ2回収部３１−１、３１−２において排ガス１５Ｂ中のＣＯ2を吸収したリッチ溶液１７は、ＣＯ2吸収塔１２の底部に貯留される。ＣＯ2吸収塔１２の底部に貯留されたリッチ溶液１７は、リッチ溶液抜き出しライン５１より抜き出され、ＣＯ2吸収塔１２の塔底部から外部に設けられたリッチ溶液排出ポンプ５２により圧送され、リッチ・リーン溶液熱交換器５３において再生塔１３で再生されたＣＯ2吸収液１６と熱交換された後、再生塔１３の塔頂部から塔内に供給される。
【００３６】
再生塔１３は、リッチ溶液１７からＣＯ２を放出してリーン溶液１６として再生する塔である。再生塔１３の塔頂部から再生塔１３の塔内に放出されたリッチ溶液１７は、再生塔１３の塔底部から供給される蒸気（スチーム）５４により加熱される。スチーム５４は、リーン溶液１６を再生過熱器（リボイラ）５５で飽和スチーム５６と熱交換することにより発生する。リッチ溶液１７はスチーム５４により加熱されることにより、吸熱され、リッチ溶液１７中に含まれる大部分のＣＯ2を放出し、再生塔１３の塔底部に至る頃には、ほぼ全てのＣＯ2が除去されたＣＯ2吸収液（リーン溶液）１６となる。
【００３７】
再生塔１３の底部に貯留されるリーン溶液１６はＣＯ2吸収液としてリーンソルベントポンプ５７により送給され、リーンソルベントクーラ５８で冷却水５９と熱交換して冷却された後、ＣＯ2吸収塔１２に送給される。
【００３８】
一方、再生塔１３の塔頂部からは水蒸気を伴ったＣＯ2ガス６１が放出される。水蒸気を伴ったＣＯ2ガス６１は再生塔１３の塔頂部から導出され、コンデンサ６２で冷却水６３によりＣＯ2ガス６１に含まれる水蒸気が凝縮され、分離ドラム６４にて水６５が分離された後、ＣＯ2ガス６６は系外に放出されて回収される。また、分離ドラム６４にて分離された水６５は凝縮水循環ポンプ６７にて再生塔１３の上部に供給される。
【００３９】
また、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ａは、供給ガス流量計７１と、吸収液レベル計７２と、メイクアップ水流量計７３と、温度計７４とを有する。供給ガス流量計７１は、煙道２６に設けられ、排ガス１５Ｂの流量を測定している。吸収液レベル計７２は、ＣＯ2吸収塔１２の液溜まりである塔底部に設けられ、塔底部に貯留されるリッチ溶液１７の液レベル（液高さ）を測定している。メイクアップ水流量計７３は、メイクアップ水供給ライン７５に設けられ、メイクアップ水７６の流量を測定している。温度計７４は、セミリッチ溶液抜き出し管３７に設けられ、セミリッチ溶液３５の温度を測定している。
【００４０】
供給ガス流量計７１および吸収液レベル計７２で測定された値は、レベル制御器７７に伝達される。レベル制御器７７は、吸収液レベル計７２で測定された値に基づき計算された値を操作部７８に伝達し、メイクアップ水７６の供給量と、排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量との何れか一方又は両方を調整する。排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量は、冷却塔１１で排ガス１５Ｂの冷却割合を増大させる方法と、ＣＯ2吸収塔１２内のセミリッチ溶液３５の冷却温度を低下させる方法との何れか一方または両方を用いて調整することができる。
【００４１】
冷却塔１１で排ガス１５Ｂの冷却割合を増大させる場合は、調節弁Ｖ１１を調整して冷却水２５の流量を増大して水２１の液温度を更に低くし、排ガス１５Ｂのガス温度を更に低くして冷却すると、排ガス１５Ａ中の水は冷却塔１１で凝縮するため、排ガス１５Ｂ中の水の凝縮量は減少する。ＣＯ2吸収塔１２内のセミリッチ溶液３５の冷却温度を低下させる場合は、調節弁Ｖ１２の開閉具合を調整してセミリッチ溶液３５の液温度を更に低下させ、ＣＯ2回収部３１−１で接触する排ガス１５Ｂのガス温度を低下させると、排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量は増大する。
【００４２】
レベル制御器７７は、供給ガス流量計７１および吸収液レベル計７２で測定された値に基づいて、操作部７８で調節弁Ｖ１１を調整して冷却水２５の流量を調整するか、制御部７９で調節弁Ｖ１２を調整して冷却水３９の流量を調整し、セミリッチ溶液３５の液温度を調整しているか、制御部８０で調節弁Ｖ１３を調整し、メイクアップ水７６の流量を調整する。
【００４３】
（運転制御）
次に、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ａを用いてＣＯ2吸収塔１２に供給される排ガス１５Ｂのガス供給量が変化した場合においても系内を循環するＣＯ2吸収液１６の濃度を安定して一定に保つための運転制御の一例を説明する。
【００４４】
排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量を供給ガス流量計７１で測定する。図２は、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ａをメイクアップ水７６で調整する場合の運転時間と各種測定値との関係の一例を示す図である。図２に示すように、供給ガス流量計７１で測定した排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量が変化しない間（ガス供給量が一定）は、レベル制御器７７による測定は自動制御とする。この間、ＣＯ2回収部３１−２におけるＣＯ2吸収液１６の蓄積量（液ホールドアップ量）と、メイクアップ水７６の供給量と、ＣＯ2吸収塔１２の塔底部に貯留されるリッチ溶液１７の液レベルとは一定である。
【００４５】
自動制御は、連続して測定してもよいし定期的に測定してもよく、測定間隔は特に限定されるものではない。
【００４６】
供給ガス流量計７１で測定したガス供給量が変化した場合（本実施形態では、ガス供給量が上昇した場合）、レベル制御器７７による測定を自動制御から手動制御に切り替える。このレベル制御器７７の手動制御は、排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量が変化している間行う。排ガス１５Ｂのガス供給量が上昇すると、ＣＯ2回収部３１−１、３１−２におけるＣＯ2吸収液１６の蓄積量は上昇するため、ＣＯ2吸収塔１２の塔底部に貯留されるリッチ溶液１７の液量は低下し、吸収液レベル計７２により測定される液レベルは低下する。そのため、レベル制御器７７の測定を自動制御のままとしておくと、レベル制御器７７は、系内を循環するＣＯ2吸収液１６の液量を一定量に保つため、ＣＯ2吸収塔１２にメイクアップ水７６を加えるか、ＣＯ2吸収塔１２内部での排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を増大させるように制御することになる。
【００４７】
これに対し、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ａを用いて運転制御を行う際、ＣＯ2吸収塔１２に供給される排ガス１５Ｂのガス供給量が増大した場合には、ＣＯ2回収部３１−２におけるＣＯ2吸収液１６の蓄積量は上昇するが、レベル制御器７７による測定を手動制御にすることで、メイクアップ水７６の供給量や排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を一定に維持することができる。これにより、ＣＯ2吸収液１６の濃度を一定に維持することができる。
【００４８】
排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量の変化が終了した時点で、レベル制御器７７を手動制御から自動制御に切り替える。この切り替え時点のＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルと、メイクアップ水７６の供給量と、ＣＯ2回収部３１−２におけるＣＯ2吸収液１６の蓄積量と、排ガス１５Ｂのガス供給量との各々の測定値を基準となる設定値とする。
【００４９】
排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量が一定の間は、レベル制御器７７は、自動制御により、吸収液レベル計７２で検出されたＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルに基づいて、調節弁Ｖ１３の開閉具合を調整してメイクアップ水７６の供給量を調整するか、排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を調整する。排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を調整する場合には、上述の通り、冷却塔１１で排ガス１５Ｂの冷却割合を増大させ、排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を増大させる方法や、ＣＯ2吸収塔１２内のセミリッチ溶液３５の冷却温度を低下させ、セミリッチ溶液３５と接触する排ガス１５Ｂのガス温度を更に低下させ、排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を増大させる方法などがある。排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を増大させる場合には、これらの何れか一方または両方を用いて行う。
【００５０】
よって、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ａを用いて運転制御を行う際、排ガス１５Ｂのガス供給量が上昇し、ＣＯ2回収部３１−１にセミリッチ溶液３５が蓄積される量が増加している間は、レベル制御器７７による測定を手動制御とし、リッチ溶液１７の液レベルの制御を行わない。これにより、メイクアップ水７６の供給量や排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量が増加することを抑制することができるため、ＣＯ2吸収液１６の濃度を一定に維持することができる。この結果、ＣＯ2吸収塔１２における排ガス１５Ｂ中のＣＯ2吸収性能を維持することができる。
【００５１】
このように、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ａは、排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量が変化することに起因して、吸収液レベル計７２で検出されたＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルが変化しても、レベル制御器７７を自動制御から手動制御に切り替え、メイクアップ水７６の供給量や排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を一定に維持する。これにより、系内に供給されるメイクアップ水７６の供給量や排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量が増加することを抑制することができるため、長期間に亙って運転をしても、ＣＯ2吸収液１６の濃度を安定して一定に維持することができる。
【００５２】
したがって、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ａによれば、ＣＯ2吸収液１６への排ガス１５Ｂ中に含まれるＣＯ2の吸収性能を安定して維持することができる。また、ＣＯ2吸収液１６に含まれるアミンを無駄に消費することなく、ＣＯ2吸収液１６を効率良く利用することができる。これにより、再生塔１３でリッチ溶液１７に含まれるＣＯ2を放出するために要するスチーム５４を無駄なく効率よく利用することができるため、ＣＯ2回収装置１０Ａの運転効率の向上を図ることができる。
【００５３】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係るＣＯ2回収装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係るＣＯ2回収装置の構成は、上述の図１に示すＣＯ2回収装置の構成と同様であるため、図１のＣＯ2回収装置と同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００５４】
図３は、本発明の第２の実施形態に係るＣＯ2回収装置の構成を簡略に示す図である。図３に示すように、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｂは、供給ガス流量計７１で測定された測定値からＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルを求めるための演算部８１を有するものである。演算部８１は、供給ガス流量計７１で測定された排ガス１５Ｂのガス流量の測定値を、予め求めた排ガス１５Ｂのガス供給量と吸収液レベル計７２で検出されるＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルの設定値との関係を示す関係図に当てはめる。
【００５５】
図４は、排ガス１５Ｂのガス供給量と液レベルの設定値との関係の一例を示す図である。図４に示すような関係図に、供給ガス流量計７１で測定された排ガス１５Ｂのガス流量の測定値を当てはめることで、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルを調整することができる。これにより、排ガス１５Ｂの供給量が上昇し、ＣＯ2回収部３１−２におけるＣＯ2吸収液１６の蓄積量が上昇してもメイクアップ水７６の供給量を適正に調整することができるため、ＣＯ2吸収液１６の濃度を一定に維持することができる。
【００５６】
（運転制御）
次に、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｂを用いてＣＯ2吸収塔１２に供給される排ガス１５Ｂのガス供給量が変化した場合においても系内を循環するＣＯ2吸収液１６の濃度を安定して一定に保つための運転制御の一例を説明する。
【００５７】
図５は、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｂの運転時間と各種測定値との関係を示す図である。図５に示すように、供給ガス流量計７１で測定した排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量が変化しない間（ガス供給量が一定）は、レベル制御器７７による測定は自動制御とする。この間、ＣＯ2回収部３１−２におけるＣＯ2吸収液１６の蓄積量と、メイクアップ水７６の供給量と、ＣＯ2吸収塔１２の塔底部の液溜まりに貯留されるリッチ溶液１７の液レベルとは一定である。
【００５８】
自動制御は、上述の通り、連続して測定してもよいし定期的に測定してもよく、測定間隔は特に限定されるものではない。
【００５９】
供給ガス流量計７１で測定した測定値が変化した場合（本実施形態では、ガス供給量が上昇した場合）、レベル制御器７７による測定は自動制御の状態のまま、吸収液レベル計７２で検出されるＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルの測定値（図５中、実線部分）と、供給ガス流量計７１で測定したガス供給量の測定値を演算部８１に伝達し、ＣＯ2吸収塔１２の塔底部の液溜まりに貯留されるリッチ溶液１７の液レベルの設定値を求める（図５中、破線部分）。この演算部８１でのリッチ溶液１７の液レベルの設定値の算出は、排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量が変化していない時もリッチ溶液１７の液レベルの設定値の算出を行い、常時算出している。この排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量の変化がなければ、リッチ溶液１７の液レベルの設定値も変化しない。排ガス１５Ｂのガス供給量が上昇すると、ＣＯ2回収部３１−２におけるＣＯ2吸収液１６の蓄積量は上昇するが、レベル制御器７７は、演算部８１で算出されたリッチ溶液１７の液レベルの設定値に基づいて適正なメイクアップ水７６の供給量を求めることができる。これにより、ＣＯ2吸収液１６の濃度を一定に維持することができる。
【００６０】
また、メイクアップ水７６の供給量の他に、排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を調整するようにしてもよい。排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を調整する場合には、上述の通り、冷却塔１１で排ガス１５Ｂの冷却割合を変化させ、排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を変化させる方法や、ＣＯ2吸収塔１２内のセミリッチ溶液３５の冷却温度を低下させ、セミリッチ溶液３５と接触する排ガス１５Ｂのガス温度を更に低下させ、排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を増大させる方法などがある。
【００６１】
排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量の変化が終了した後は、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルと、メイクアップ水７６の供給量と、ＣＯ2回収部３１−２におけるＣＯ2吸収液１６の蓄積量と、排ガス１５Ｂのガス供給量との各々の測定値は一定となる。
【００６２】
よって、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｂを用いて運転制御を行う際、排ガス１５Ｂのガス供給量が上昇し、ＣＯ2回収部３１−１にセミリッチ溶液３５が蓄積されている量が増加している間でも、レベル制御器７７は、演算部８１で算出されたリッチ溶液１７の液レベルの設定値に基づいて適正なメイクアップ水７６の供給量を求めることができる。これにより、メイクアップ水７６の供給量や排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量が増加することを抑制することができるため、ＣＯ2吸収液１６の濃度を一定に維持することができる。この結果、ＣＯ2吸収塔１２における排ガス１５Ｂ中のＣＯ2吸収性能を維持することができる。
【００６３】
このように、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｂは、排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量が変化することに起因して、吸収液レベル計７２で検出されたＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルが変化しても、レベル制御器７７は、演算部８１で算出されたリッチ溶液１７の液レベルの設定値に基づいて適正なメイクアップ水７６の供給量や排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を求めることができる。これにより、長期間に亙って運転をしても、ＣＯ2吸収液１６の濃度を安定して一定に維持することができる。
【００６４】
また、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルが変化しても、レベル制御器７７は自動制御のまま適正なメイクアップ水７６の供給量や排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を求めることができるため、排ガス１５Ｂのガス供給量から連続的に制御することができる。すなわち、上記の第１の実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ａでは、排ガス１５Ｂのガス供給量などが著しく変化したと判断することが必要となるが、本実施形態によれば、排ガス１５Ｂのガス供給量などが著しく変化していない場合でも排ガス１５Ｂのガス供給量からメイクアップ水７６の供給量や排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量を連続して制御することができ、ＣＯ2吸収液１６の濃度を常時安定して一定に維持することができる。
【００６５】
したがって、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｂによれば、ＣＯ2吸収液１６の排ガス１５Ｂ中に含まれるＣＯ2の吸収性能を簡易に安定して維持することができる。また、ＣＯ2吸収液１６に含まれるアミンを無駄に消費することなく、ＣＯ2吸収液１６を効率良く利用することができる。これにより、再生塔１３でリッチ溶液１７に含まれるＣＯ2を放出するために要するスチーム５４を無駄なく効率よく利用することができるため、ＣＯ2回収装置１０Ｂの運転効率の向上を図ることができる。
【００６６】
本実施形態では、排ガス１５Ｂのガス供給量からＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルを求めているが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、ボイラなどＣＯ2吸収塔１２の上流側に設置された装置の負荷状態からＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルを求めるようにしてもよい。
【００６７】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係るＣＯ2回収装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係るＣＯ2回収装置の構成は、上述の図１に示すＣＯ2回収装置の構成と同様であるため、図１のＣＯ2回収装置と同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００６８】
図６は、本発明の第３の実施形態に係るＣＯ2回収装置の構成を簡略に示す図である。図６に示すように、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｃは、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７を抜き出す吸収液抜出し管８２と、抜き出したリッチ溶液１７を貯留する吸収液貯留部８３と、吸収液貯留部８３内のリッチ溶液１７をＣＯ2吸収塔１２の底部に送給する吸収液送給管８４とを有するものである。また、吸収液抜出し管８２と吸収液送給管８４とには、リッチ溶液１７の流量を調整する調節弁Ｖ２１、Ｖ２２が設けられている。
【００６９】
本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｃは、ボイラ等の負荷降下時には、ＣＯ2吸収塔１２の底部からリッチ溶液１７を吸収液抜出し管８２を介して吸収液貯留部８３に抜き出し、ボイラ等の負荷上昇時には、吸収液貯留部８３内のリッチ溶液１７をＣＯ2吸収塔１２の底部に供給する。よって、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｃは、ボイラ等の排ガスを発生する装置の負荷状況に応じてＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルを調整することができる。
【００７０】
（運転制御）
次に、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｃを用いてＣＯ2吸収塔１２に供給される排ガス１５Ｂのガス供給量が変化した場合においても系内を循環するＣＯ2吸収液１６の濃度を安定して一定に保つための運転制御の一例を説明する。
【００７１】
図７は、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｃの運転時間と各種測定値との関係を示す図である。図７に示すように、供給ガス流量計７１で測定した排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量が変化しない間（ガス供給量が一定）は、レベル制御器７７による測定は自動制御とする。この間、ＣＯ2回収部３１−２におけるＣＯ2吸収液１６の蓄積量と、吸収液貯留部８３からのリッチ溶液１７の供給量と、メイクアップ水７６の供給量と、ＣＯ2吸収塔１２の塔底部の液溜まりに貯留されるリッチ溶液１７の液レベルとは一定である。また、ＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量が変化しない状態では、吸収液貯留部８３からのリッチ溶液１７の供給量はゼロである。ＣＯ2吸収塔１２の底部からのリッチ溶液１７を抜き出し量もゼロである。
【００７２】
自動制御は、連続して測定してもよいし定期的に測定してもよく、測定間隔は特に限定されるものではない。
【００７３】
供給ガス流量計７１で測定したガス供給量が変化した場合（本実施形態では、ガス供給量が上昇した場合）、ＣＯ2回収部３１−２におけるＣＯ2吸収液１６の蓄積量は上昇する。この場合、リッチ溶液１７の液レベルは減少するが、メイクアップ水７６の供給量の設定値は、ガス供給量が変化する前の設定値で一定とし、レベル制御器７７で計算された値を基にしてメイクアップ水７６の供給量の設定値は決定しない。そして、レベル制御器７７による測定は自動制御のままとし、レベル制御器７７で計算された値に基づいて、レベル制御器７７は操作部７８の出力先を調節弁Ｖ２２に切り替えて、調節弁Ｖ２２を操作し、吸収液貯留部８３内のリッチ溶液１７をＣＯ2吸収塔１２の底部へ供給する。また、収液貯留部８３内のリッチ溶液１７がＣＯ2吸収塔１２の底部に供給されることで、吸収液レベル計７２で検出されるＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルは増加し、安定する。
【００７４】
一方、リッチ溶液１７をＣＯ2吸収塔１２の底部から抜き出す場合には、レベル制御器７７による測定は自動制御のままとし、レベル制御器７７で計算された値に基づいて、レベル制御器７７は操作部７８の出力先を調節弁Ｖ２１に切り替えて、調節弁Ｖ２１を開放し、ＣＯ2吸収塔１２の底部からリッチ溶液１７を吸収液貯留部８３内へ抜き出す。これにより、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルを一定に保つことができるため、ＣＯ2吸収液１６の濃度を一定に維持することができる。
【００７５】
排ガス１５ＢのＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量の変化が終了した後は、吸収液貯留部８３からＣＯ2吸収塔１２の底部へのリッチ溶液１７の供給を停止、またはＣＯ2吸収塔１２の底部から吸収液貯留部８３へのリッチ溶液１７の抜き出しを停止する。また、メイクアップ水７６の供給量の設定値は、レベル制御器７７で計算された値に基づき決定されるように切り替える。これにより、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルと、メイクアップ水７６の供給量と、吸収液貯留部８３内のリッチ溶液１７の供給量と、ＣＯ2回収部３１−２におけるＣＯ2吸収液１６の蓄積量は一定となる。
【００７６】
排ガス１５Ｂのガス供給量によっては、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルの上限値や下限値を超えてしまう場合がある。すなわち、排ガス１５Ｂのガス供給量が上昇し、ＣＯ2回収部３１−１にセミリッチ溶液３５が蓄積されすぎると、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルの下限値を下回ってしまう。また、排ガス１５Ｂのガス供給量が減少しすぎると、ＣＯ2回収部３１−１にセミリッチ溶液３５が蓄積されないため、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルの上限値を超えてしまう。
【００７７】
本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｃは、吸収液貯留部８３を吸収液抜出し管８２および吸収液送給管８４で連結しているため、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルを調整することができる。このため、ＣＯ2吸収塔１２へのガス供給量が変化し、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルの上限値や下限値を超えてしまう場合でも、供給ガス流量計７１で測定したガス供給量によりレベル制御器７７で計算された値に基づいて、レベル制御器７７は操作部７８の出力先を切り替え、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルを一定に維持することができる。この結果、メイクアップ水７６の供給量や排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量が増加することを抑制することができる。これにより、ＣＯ2吸収液１６の濃度を一定に維持することができる。この結果、ＣＯ2吸収塔１２における排ガス１５Ｂ中のＣＯ2吸収性能を維持することができる。
【００７８】
また、ＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルは、レベル制御器７７を自動制御のまま一定に維持することができるため、排ガス１５Ｂのガス供給量から連続的に制御することができる。これにより、ＣＯ2吸収塔１２に供給されるメイクアップ水７６の供給量や排ガス１５Ｂ中に含まれる水の凝縮量が増加することを抑制することができるため、長期間に亙って運転をしても、ＣＯ2吸収液１６の濃度を安定して一定に維持することができる。
【００７９】
したがって、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｃによれば、ボイラ等の排ガスを発生する装置の負荷状況によってＣＯ2吸収塔１２の底部のリッチ溶液１７の液レベルの測定が困難な状況となった場合でも、ＣＯ2吸収液１６への排ガス１５Ｂ中に含まれるＣＯ2の吸収性能を安定して維持することができる。
【００８０】
また、本実施形態に係るＣＯ2回収装置１０Ｃにおいては、ＣＯ2吸収塔１２の底部からリッチ溶液１７の抜き出しおよび送給を行うようにしているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、再生塔１３の底部からＣＯ2吸収液１６の抜き出しおよび送給を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１０Ａ〜１０Ｃ  ＣＯ2回収装置
１１  冷却塔
１２  ＣＯ2吸収塔
１３  吸収液再生塔
１５Ａ、１５Ｂ  排ガス
１６  ＣＯ2吸収液（リーン溶液）
１７  リッチ溶液
２１、４２、６５  水
２２、３２−１、３２−２、４３  噴霧ノズル
２３  冷却部
２４、３８、４７  冷却器
２５、３９、４８、５９、６３  冷却水
２６  煙道
３１−１、３１−２  ＣＯ2回収部
３３  水洗部
３４  デミスタ
３５  セミリッチ溶液
３６、４４  受け部
３７  セミリッチ溶液抜き出し管
４１  ＣＯ2除去排ガス
４５  ポンプ
４６  水循環ライン
５１  リッチ溶液抜き出しライン
５２  リッチソルベントポンプ
５３  リッチ・リーン溶液熱交換器
５４  スチーム
５５  再生過熱器（リボイラ）
５６  飽和スチーム
５７  リーンソルベントポンプ
５８  リーンソルベントクーラ
６１  ＣＯ2ガス
６２  コンデンサ
６４  分離ドラム
６７  凝縮水循環ポンプ
７１  供給ガス流量計
７２  吸収液レベル計
７３  メイクアップ水流量計
７４  温度計
７５  メイクアップ水供給ライン
７６  メイクアップ水
７７  レベル制御器
７８  操作部
７９、８０  制御部
８１  演算部
８２  吸収液抜出し管
８３  吸収液貯留部
８４  吸収液送給管
Ｖ１１〜Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２２  調節弁
【図１】
0005693295.tif 000002
【図２】
0005693295.tif 000003
【図３】
0005693295.tif 000004
【図４】
0005693295.tif 000005
【図５】
0005693295.tif 000006
【図６】
0005693295.tif 000007
【図７】
0005693295.tif 000008