(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させて、前記ＣＯ2含有排ガスからＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔と、
ＣＯ2を吸収したリッチ溶液からＣＯ2を分離して、リーン溶液としてＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔と、
前記リッチ溶液を前記ＣＯ2吸収塔の底部から前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部に供給するリッチ溶液供給ラインと、
前記リッチ溶液と前記リーン溶液とを熱交換するリッチ・リーン溶液熱交換器と、
前記吸収液再生塔と、前記吸収液再生塔から供給された前記リーン溶液が前記ＣＯ2吸収塔から供給された全ての前記リッチ溶液と最初に熱交換を行う前記リッチ・リーン溶液熱交換器と、の間に設けられる前記リッチ溶液供給ラインの第１の分岐部において、前記リッチ溶液の一部を分岐させ、該分岐したリッチ溶液を前記吸収液再生塔の前記頂部側よりも底部側の側壁の第１の供給位置で供給する第１のリッチ溶液分岐ラインと、
前記第１のリッチ溶液分岐ラインに設けられ、前記第１の分岐部で分岐したリッチ溶液を予熱する第１のリッチ溶液熱交換器と、
前記第１のリッチ溶液分岐ラインの前記第１の分岐部と前記第１のリッチ溶液熱交換器との間に設けられ、前記第１のリッチ溶液熱交換器において前記リッチ溶液が所定温度に予熱されるように、前記第１の分岐部で分岐したリッチ溶液の流量を制御する第１の流量制御装置と、を具備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、
前記第１のリッチ溶液熱交換器の熱交換媒体が、前記吸収液再生塔に備えるリボイラからの蒸気凝縮水であることを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記吸収液再生塔内で前記ＣＯ2吸収液を再生する第１段再生部及び該第１段再生部の下側に位置する第２段再生部を含み、
前記第１段再生部によって前記リッチ溶液から一部のＣＯ2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第１の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を抜出した位置よりも下段側で前記第２段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第１のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記吸収液再生塔の前記第１のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第１のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と前記分岐したリッチ溶液とが混合する第１の混合部とを、具備することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記リーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から前記ＣＯ2吸収塔の頂部側のリーンリッチ溶液供給部に供給するリーン溶液供給ラインを有し、
前記リーン溶液供給ラインの前記吸収液再生塔の底部と前記リッチ・リーン溶液熱交換器との間において、前記リーン溶液供給ラインと前記第１のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第１のリーン・セミリーン溶液熱交換器を設けることを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記吸収液再生塔内で前記ＣＯ2吸収液を再生する第１段再生部、該第１段再生部の下側に位置する第２段再生部、及び該第２段再生部の下側に位置する第３段再生部を含み、
前記第１段再生部によって前記リッチ溶液から一部のＣＯ2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第１の液貯留部からセミリーン溶液の全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第２段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第１のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記第１のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第１のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と前記分岐したリッチ溶液とが混合する第１の混合部と、
前記第２段再生部によって前記セミリーン溶液から一部のＣＯ2がさらに除去されたセミリーン溶液を貯留する第２の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第３段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第２のセミリーン溶液抜出ラインと、を具備することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記吸収液再生塔内で前記ＣＯ2吸収液を再生する第１段再生部、該第１段再生部の下側に位置する第２段再生部、及び該第２段再生部の下側に位置する第３段再生部を含み、
前記第１段再生部によって前記リッチ溶液から一部のＣＯ2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第１の液貯留部からセミリーン溶液の全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第２段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第１のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記第２段再生部によって前記セミリーン溶液から一部のＣＯ2がさらに除去されたセミリーン溶液を貯留する第２の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第３段再生部の上部に供給する供給位置に供給する第２のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記第２のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第１のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と分岐したリッチ溶液とが混合する第２の混合部と、を具備することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記第１の分岐部と前記吸収液再生塔との間に設けられる第２の分岐部をさらに有し、
前記第２の分岐部で、前記リッチ溶液の一部をさらに分岐させ、該分岐したリッチ溶液を前記吸収液再生塔の前記頂部側のリッチ溶液供給部よりも底部側で、且つ前記第１のリッチ溶液分岐ラインよりも頂部側の側壁の第２の供給位置で供給する第２のリッチ溶液分岐ラインと、
前記第２のリッチ溶液分岐ラインに設けられ、前記第２の分岐部で分岐したリッチ溶液を予熱する第２のリッチ溶液熱交換器と、
前記第２のリッチ溶液分岐ラインの前記第２の分岐部と前記第２のリッチ溶液熱交換器との間に設けられ、前記第２の分岐部で分岐したリッチ溶液の流量を制御する第２の流量制御装置と、を具備することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項８】
請求項６において、
前記第１の分岐部と前記吸収液再生塔との間に設けられる第２の分岐部をさらに有し、
前記第２の分岐部で、前記リッチ溶液の一部をさらに分岐させ、該分岐したリッチ溶液を前記吸収液再生塔の前記頂部側のリッチ溶液供給部よりも底部側で、且つ前記第１のリッチ溶液分岐ラインよりも頂部側の側壁のいずれかに供給する第２のリッチ溶液分岐ラインと、
前記第２のリッチ溶液分岐ラインに設けられ、前記第２の分岐部で分岐したリッチ溶液を予熱する第２のリッチ溶液熱交換器と、
前記第２のリッチ溶液分岐ラインの前記第２の分岐部と前記第２のリッチ溶液熱交換器との間に設けられ、前記第２の分岐部で分岐したリッチ溶液の流量を制御する第２の流量制御装置と、
前記第１のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第２のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と分岐したリッチ溶液とが混合する第１の混合部と、を具備することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記吸収液再生塔内で前記ＣＯ2吸収液を再生する第１段再生部、該第１段再生部の下側に位置する第２段再生部、及び該第２段再生部の下側に位置する第３段再生部を含み、
前記第１段再生部によって前記リッチ溶液から一部のＣＯ2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第１の液貯留部からセミリーン溶液の全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第２段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第１のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記第１のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第１のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と前記分岐したリッチ溶液とが混合する第１の混合部と、
前記第２段再生部によって前記セミリーン溶液から一部のＣＯ2がさらに除去されたセミリーン溶液を貯留する第２の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第３段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第２のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記リーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から前記ＣＯ2吸収塔に供給するリーン溶液供給ラインを有し、前記リーン溶液供給ラインの前記吸収液再生塔の底部と前記リッチ・リーン溶液熱交換器との間に設けられ、前記リーン溶液供給ラインと前記第１のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第１のリーン・セミリーン溶液熱交換器と、
前記リーン溶液供給ラインと前記第２のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第２のリーン・セミリーン溶液熱交換器と、を具備することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記吸収液再生塔内で前記ＣＯ2吸収液を再生する第１段再生部、該第１段再生部の下側に位置する第２段再生部、及び該第２段再生部の下側に位置する第３段再生部を含み、
前記第１段再生部によって前記リッチ溶液から一部のＣＯ2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第１の液貯留部からセミリーン溶液の全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第２段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第１のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記第２段再生部によって前記セミリーン溶液から一部のＣＯ2がさらに除去されたセミリーン溶液を貯留する第２の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第３段再生部の上部に供給する供給位置に供給する第２のセミリーン溶液抜出ラインと、
前記第２のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第１のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と分岐したリッチ溶液とが混合する第２の混合部と、
前記リーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から前記ＣＯ2吸収塔に供給するリーン溶液供給ラインを有し、前記リーン溶液供給ラインの前記吸収液再生塔の底部と前記リッチ・リーン溶液熱交換器との間に設けられ、前記リーン溶液供給ラインと前記第１のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第１のリーン・セミリーン溶液熱交換器と、
前記リーン溶液供給ラインと前記第２のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第２のリーン・セミリーン溶液熱交換器と、を具備することを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項１１】
ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させて、前記ＣＯ2含有排ガスからＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液であるリッチ溶液からＣＯ2を分離してＣＯ2吸収液をリーン溶液として再生する吸収液再生塔とを用い、前記吸収液再生塔でＣＯ2が除去されたＣＯ2吸収液を前記ＣＯ2吸収塔で循環再利用するＣＯ2回収方法であって、
前記吸収液再生塔から供給された前記リーン溶液が前記ＣＯ2吸収塔から供給された全ての前記リッチ溶液と最初に熱交換する第１の熱交換段階と、
前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部、及び該リッチ溶液供給部の下側に位置する側壁に供給するために、前記第１の熱交換段階で熱交換されたリッチ溶液を分岐する段階と、
前記側壁の供給位置に供給する分岐したリッチ溶液を、熱交換により予熱する第２の熱交換段階と、を有し、
前記第１の熱交換段階で熱交換されたリッチ溶液を分岐する段階において、
前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部から供給されＣＯ2が一部除去されたリッチ溶液の温度と、
前記吸収液再生塔の側壁から供給された分岐したリッチ溶液の温度とが、同一、またはＣＯ2が一部除去されたリッチ溶液の温度の方が高い温度となるように、前記第２の熱交換段階で熱交換されるリッチ溶液の分岐量を調整することを特徴とするＣＯ2回収方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記側壁に供給されるリッチ溶液を予熱する熱媒体が、前記吸収液再生塔からの蒸気凝縮水であることを特徴とするＣＯ2回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省エネルギーを図ったＣＯ2回収装置及びＣＯ2回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、ＣＯ2による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ2の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排ガスを例えばアミン系ＣＯ2吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ2を除去、回収する方法及び回収されたＣＯ2を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的に研究されている。【０００３】
燃焼排ガスからＣＯ2吸収液を用いてＣＯ2を除去・回収する方法としては、吸収塔において燃焼排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させ、ＣＯ2を吸収した吸収液を再生塔において加熱してＣＯ2を遊離させると共に吸収液を再生し、その再生した吸収液を再び吸収塔に循環させて再使用するものが採用されている（特許文献１）。【０００４】
燃焼排ガスのようなＣＯ2含有ガスからＣＯ2を吸収除去・回収する方法においては、吸収塔及び再生塔を燃焼設備に付加して設置する必要がある。そのため、設置費用以外のコスト、例えば、その操業費用もできるだけ低減させなければならない。特に、吸収液を再生する際、ＣＯ2をＣＯ2吸収液から放出させるために、多量の熱エネルギー（水蒸気）を消費するので、再生するプロセスでは可能な限り省エネルギープロセスとする必要がある。【０００５】
そこで、従来においては、吸収塔から排出されたリッチ溶液を、リーン溶液を冷却する第１の熱交換器及び二酸化炭素含有蒸気を冷却する第２の熱交換器に分流する分流装置とを備え、第１の熱交換器及び第２の熱交換器に導入されたリッチ溶液が、それぞれリーン溶液及び二酸化炭素含有蒸気と熱交換した後に、ＣＯ2を放散する再生塔に供給されるような二酸化炭素回収装置の提案がある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２２５５３７号公報
【特許文献２】特開２００９−２１４０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２の提案では、ＣＯ2を吸収したリッチ溶液を第１の熱交換器であるリーン・リッチ溶液熱交換器の前段側で分岐し、分岐したリッチ溶液を、再生塔の塔頂部から排出する二酸化炭素含有蒸気で熱交換されて加熱しつつ再生塔に供給するものの、分岐したリッチ溶液は、リッチ溶液よりも上部に供給されるため、分岐したリッチ溶液の加熱が不十分な場合は良好な再生ができず、安定した省エネルギーを図ることができない、という問題がある。また、吸収液は再循環されるので、一部のリッチ溶液をリーン・リッチ溶液熱交換器の前段側で分岐して抜出す場合には、リーン・リッチ溶液熱交換器でのリーン溶液のリッチ溶液による冷却効率が悪くなる、という問題がある。この結果、吸収塔に導入する手前に設置される冷却器で、リーン溶液を冷却すべく冷却能力を増大させる必要がある、という問題がある。【０００８】
本発明は、前記問題に鑑み、安定した省エネルギーを図りつつ、エネルギー効率を一層向上させたＣＯ2回収装置及びＣＯ2回収方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によると、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させて、前記ＣＯ2含有排ガスからＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収したリッチ溶液からＣＯ2を分離して、リーン溶液としてＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔と、前記リッチ溶液を前記ＣＯ2吸収塔の底部から前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部に供給するリッチ溶液供給ラインと、前記リッチ溶液と前記リーン溶液とを熱交換するリッチ・リーン溶液熱交換器と、前記リッチ・リーン溶液熱交換器と前記吸収液再生塔との間に設けられる前記リッチ溶液供給ラインの第１の分岐部において前記リッチ溶液の一部を分岐させ、該分岐したリッチ溶液を前記吸収液再生塔の前記頂部側よりも底部側の側壁の第１の供給位置で供給する第１のリッチ溶液分岐ラインと、前記第１のリッチ溶液分岐ラインに設けられ、前記第１の分岐部で分岐したリッチ溶液を予熱する第１のリッチ溶液熱交換器と、前記第１のリッチ溶液分岐ラインの前記第１の分岐部と前記第１のリッチ溶液熱交換器との間に設けられ、前記第１のリッチ溶液熱交換器において前記リッチ溶液が所定温度に予熱されるように、前記第１の分岐部で分岐したリッチ溶液の流量を制御する第１の流量制御装置と、を具備することを特徴とする。【００１０】
本発明の第２の態様によると、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させて、前記ＣＯ2含有排ガスからＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液であるリッチ溶液からＣＯ2を分離してＣＯ2吸収液をリーン溶液として再生する吸収液再生塔とを用い、前記吸収液再生塔でＣＯ2が除去されたＣＯ2吸収液を前記ＣＯ2吸収塔で循環再利用するＣＯ2回収方法であって、前記ＣＯ2吸収塔から送出されたリッチ溶液と前記吸収液再生塔から送出されたリーン溶液とを熱交換する段階と、前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部、及び該リッチ溶液供給部の下側に位置する側壁に供給するために、前記熱交換されたリッチ溶液を分岐する段階と、前記側壁の供給位置に供給するリッチ溶液を予熱する段階と、を有し、前記熱交換されたリッチ溶液を分岐する段階において、前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部から供給されＣＯ2が一部除去されたリッチ溶液の温度と、前記吸収液再生塔の側壁から供給された分岐したリッチ溶液の温度が同一、またはＣＯ2が一部除去されたリッチ溶液の温度の方が高い温度となるように、熱交換されるリッチ溶液の分岐量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、分岐されたリッチ溶液を予熱した後、吸収液再生塔内の第１の供給位置で供給する際、吸収液再生塔内のＣＯ2が一部除去されたリッチ溶液の温度と略同一、またはＣＯ2が一部除去されたリッチ溶液の温度の方が高い温度となるように、分岐したリッチ溶液の分岐量を流量調整装置で調整し、分岐したリッチ溶液を予熱して導入するので、合流した液の吸収液再生塔内での温度のバラつきが生じることがなく、ＣＯ2を効率よく放出し、高い省エネ効果を得ることができる。この結果、リボイラに必要な蒸気量の低減を図ることができると共に、ＣＯ2吸収塔に導入するリーン溶液を冷却するリーン溶液冷却器における必要な冷却水量の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施例１に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、実施例１に係る他のＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、実施例１に係る他のＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。
【図４】図４は、実施例２に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。
【図５】図５は、実施例３に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。
【図６】図６は、実施例４に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。
【図７】図７は、実施例５に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。
【図８】図８は、実施例６に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。
【図９】図９は、実施例７に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。
【図１０】図１０は、実施例８に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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、本発明の下記の実施例により本発明が限定されるものではない。また、下記実施例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、下記実施例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。
【実施例１】
【００１４】
図１は、実施例１に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、本実施例に係るＣＯ2回収装置１０Ａは、ＣＯ2を含有するＣＯ2含有排ガス（以下「排ガス」）１１とＣＯ2吸収液１２とを接触させて、排ガス１１からＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔（以下「吸収塔」という）１３と、ＣＯ2を吸収したリッチ溶液１４からＣＯ2を分離して、ＣＯ2吸収液１２を再生してリーン溶液１５とする吸収液再生塔（以下「再生塔」という）１６と、リッチ溶液１４を吸収塔１３の底部１３ｂから再生塔１６の頂部１６ａ側近傍のリッチ溶液供給部１６ｃに供給するリッチ溶液供給ラインＬ11と、リッチ溶液１４とリーン溶液１５とを熱交換するリッチ・リーン溶液熱交換器２１と、リッチ・リーン溶液熱交換器２１と再生塔１６との間に設けられるリッチ溶液供給ラインＬ11の第１の分岐部Ａ−１において、リッチ溶液１４の一部を分岐させ、該分岐したリッチ溶液１４ａを再生塔１６のリッチ溶液供給部１６ｃよりも底部１６ｂ側の側壁の第１の供給位置Ｂ−１の導入部２４で供給する第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1と、第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1に設けられ、第１の分岐部Ａ−１で分岐したリッチ溶液１４ａを予熱する第１のリッチ溶液熱交換器２２−１と、第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1の第１の分岐部Ａ−１と第１のリッチ溶液熱交換器２２−１との間に設けられ、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１においてリッチ溶液１４ａが所定温度に予熱されるように、第１の分岐部Ａ−１で分岐したリッチ溶液１４ａの流量を制御する第１の流量制御装置２３−１と、を具備する。【００１５】
そして、再生塔１６に分岐したリッチ溶液１４ａを導入する第１の供給位置Ｂ−１における再生塔１６内を落下するリッチ溶液１４からＣＯ2が脱離したリッチ溶液１４であるセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1に合致するように、第１の流量制御装置２３−１を調節して、分岐したリッチ溶液１４ａの分岐割合を調整しつつ、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１で予熱してなり、この予熱したリッチ溶液１４ａの導入する温度ｔ11と、再生塔１６内のセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1とを略同一としている。【００１６】
ここで、図１中、符号Ｌ12は、再生塔１６の底部１６ｂから抜出されたリーン溶液１５を吸収塔１３のリーン溶液供給部１３ｃに供給するリーン溶液供給ライン、３０はリーン溶液供給ラインＬ12に介装され、吸収塔１３に導入されるリーン溶液１５を冷却水（ＣＷ）により冷却するリーン溶液冷却器、３１は再生塔１６に備えられ、リーン溶液１５を飽和水蒸気３２により間接加熱して再生塔１６内部に水蒸気を導入するリボイラ、３３は加熱後の飽和水蒸気３２から蒸気凝縮水３４を分離する気液分離器、Ｌ30はリボイラ３１が介装され、リーン溶液１５の一部が循環するリーン溶液循環ライン、Ｌ31は飽和水蒸気３２をリボイラ３１に導入する飽和水蒸気導入ライン、Ｌ32は蒸気凝縮水３４を送給する蒸気凝縮水送給ラインを各々図示する。【００１７】
このＣＯ2回収装置１０Ａを用いたＣＯ2回収方法では、まず、例えばボイラやガスタービン等からのＣＯ2を含んだ排ガス１１は、図示しないガス冷却装置で冷却され、吸収塔１３に送られる。【００１８】
吸収塔１３において、排ガス１１は例えばアミン系溶液をベースとするＣＯ2吸収液１２と向流接触する。そして、排ガス１１中のＣＯ2は、化学反応によりＣＯ2吸収液１２に吸収される。吸収塔１３内でＣＯ2が吸収除去された後のＣＯ2除去排ガスは、吸収塔１３内の水洗部（図示せず）で洗浄水と気液接触して、ＣＯ2除去排ガスに同伴するＣＯ2吸収液１２が回収され、その後ＣＯ2が除去されたＣＯ2除去排ガス１１Ａは系外に頂部１３ａから放出される。また、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液１２であるリッチ溶液１４は、リッチ溶液ポンプ（図示せず）により昇圧され、リッチ・リーン溶液熱交換器２１において、再生塔１６で再生されたＣＯ2吸収液１２であるリーン溶液１５により加熱され（一方のリーン溶液１５は熱交換により冷却される。）、再生塔１６に供給される。【００１９】
再生塔１６のリッチ溶液供給部１６ｃから内部に放出されたリッチ溶液１４は、底部１６ｂ側から供給される水蒸気により吸熱反応を生じて、大部分のＣＯ2を脱離させ放出する。再生塔１６内で一部または大部分のＣＯ2を放出したＣＯ2吸収液はセミリーン溶液１５ａと呼称される。このセミリーン溶液１５ａは、再生塔１６の底部１６ｂに至る頃には、ほぼ全てのＣＯ2が除去されたＣＯ2吸収液のリーン溶液１５となる。このリーン溶液１５はその一部がリボイラ３１で飽和水蒸気３２により加熱され、再生塔１６内部に水蒸気を供給している。【００２０】
一方、再生塔１６の頂部１６ａからは、塔内においてリッチ溶液１４及びセミリーン溶液１５ａから放出された水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１がガス排出ラインＬ25を介して導出される。その後、コンデンサにより水蒸気が凝縮され、分離ドラムにて水が分離される。分離ドラムで分離されたＣＯ2ガス４１はガス排出ラインＬ25を介して系外に放出され、別途圧縮器により圧縮され、回収される。この回収されたＣＯ2ガス４１は、例えば石油増進回収法（ＥＯＲ：Enhanced Oil Recovery）を用いて油田中に圧入するか、帯水層へ貯留し、温暖化対策を図っている。【００２１】
再生されたＣＯ2吸収液であるリーン溶液１５は、リッチ・リーン溶液熱交換器２１にて、リッチ溶液１４と熱交換により冷却され、つづいてリーン溶液ポンプ（図示せず）にて昇圧され、さらにリーン溶液冷却器３０にて冷却された後、吸収塔１３内に供給され、ＣＯ2吸収液１２として循環再利用される。【００２２】
本実施例では、吸収塔１３でＣＯ2を吸収したリッチ溶液１４の一部をリッチ・リーン溶液熱交換器２１の後流側に設置した第１の分岐部Ａ−１で分岐させ、該分岐したリッチ溶液１４ａを、該分岐したリッチ溶液１４ａの温度よりも高い温度の熱媒体（例えば水蒸気等）２９により熱交換して予熱する第１のリッチ溶液熱交換器２２−１を設け、分岐したリッチ溶液１４ａを予熱した後、再生塔１６の中段近傍に導入している。【００２３】
第１のリッチ溶液熱交換器２２−１の熱媒体２９としては、例えば水蒸気、リボイラ３１からの蒸気凝縮水３４、ボイラ排ガスと間接的に熱交換した熱媒体等を用いることができる。【００２４】
ここで、第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1は、その基部は第１の分岐部Ａ−１と接続され、その先端部は再生塔１６の側壁と接続している。【００２５】
また再生塔１６内部においては、リッチ溶液供給ラインＬ11によりリッチ溶液供給部１６ｃから供給されたリッチ溶液１４は、再生塔１６の内部に導入されると、再生塔１６の底部１６ｂから上昇する水蒸気によりリッチ溶液１４からＣＯ2が脱離除去される。次いで、リッチ溶液１４が塔内を落下するにつれて、よりＣＯ2含有割合が少ないセミリーン溶液１５ａ、ＣＯ2がほとんど放出されたリーン溶液１５となり、さらには頂部１６ａから底部１６ｂにむけて、徐々に吸収液の熱温度が上昇する温度分布を有している。【００２６】
本実施例では、第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1の先端部の第１の供給位置Ｂ−１は、ＣＯ2が一部除去され、頂部１６ａ側のリッチ溶液供給部１６ｃにおける導入温度よりも温度が上昇したセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1と、第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1に介装された第１のリッチ溶液熱交換器２２−１により分岐したリッチ溶液１４ａの予熱された温度ｔ11とが略同一、またはセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1の方が高い温度となる位置としている。【００２７】
すなわち、この第１の供給位置Ｂ−１は、プラントの設計時において特定され、再生塔１６の熱分布を特定すると、セミリーン溶液１５ａの温度ｔ1と、分岐したリッチ溶液１４ａの予熱された温度ｔ11とが略同一、またはセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1の方が高い位置に導入するようにしている。このため、第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1には分岐したリッチ溶液１４ａの温度ｔ11を計測する温度計Ｔ11が設置されており、分岐したリッチ溶液１４ａの予熱された温度を計測している。また、再生塔１６内に分岐したリッチ溶液１４ａを導入する第１の供給位置Ｂ−１における再生塔１６内のセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1を温度計Ｔ1により計測している。ここで、再生塔１６のリッチ溶液供給部１６ｃに導入されるリッチ溶液１４の液温度は温度計Ｔｔにより計測され、底部１６ｂの液温度は温度計Ｔｂにより各々計測される。【００２８】
この結果、再生塔１６内の特定箇所のセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1と略同一または低い温度ｔ11となる位置に、分岐したリッチ溶液１４ａを予熱して導入するので、再生塔１６内での温度のバラつきが生じることがなく、ＣＯ2を効率よく放出し、高い省エネ効果を得ることができる。この結果、リボイラ３１に必要な蒸気量の低減を図ることができると共に、吸収塔１３に導入するリーン溶液１５を冷却するリーン溶液冷却器３０における必要な冷却水量の低減を図ることができる。【００２９】
図２は、実施例１に係る他のＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。図２に示すように、本実施例の他のＣＯ2回収装置１０Ｂでは、図２に示すように、再生塔１６内でＣＯ2吸収液１２であるリッチ溶液１４を再生する第１段再生部１６−１及び第１段再生部１６−１の下側に位置する第２段再生部１６−２を含むものである。そして、再生塔１６は、再生塔１６の上段側の第１段再生部１６−１の第１のチムニートレイ１９ａの第１の液貯留部１８−１からリッチ溶液１４から一部のＣＯ2が除去されたセミリーン溶液１５ａの全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液１５ａを抜出した位置よりも下段側で第２段再生部１６−２の上部に供給する供給位置Ｃに接続された第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1と、再生塔１６の第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1の供給位置Ｃと、第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1の第１の供給位置Ｂ−１とが同一高さであり、再生塔１６内にセミリーン溶液１５ａと分岐したリッチ溶液１４ａとが混合する第１の混合部２４−１とを、具備している。ここで、第１の混合部２４−１は、対向する位置又は側壁の４方向から均等にセミリーン溶液１５ａを供給できる構成のものであれば、特に限定されるものではない。例えば、第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1の供給位置Ｃと第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1の第１の供給位置Ｂ−１とが同一高さであるとは、完全な同一高さである必要はなく、セミリーン溶液１５ａとリッチ溶液１４ａとが第１の混合部２４−１において混合できる高さであればよい。【００３０】
そして、第１の分岐部Ａ−１と第１のリッチ溶液熱交換器２２−１との間に設けられ、分岐したリッチ溶液１４ａの流量を制御する第１の流量制御装置（例えば流量調節バルブ）２３−１を制御する。第１の流量制御装置２３−１を制御することにより、温度計Ｔ11で計測される分岐したリッチ溶液１４ａの予熱された温度ｔ11と、第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1に設置され、全量を抜出すセミリーン溶液１５ａの温度を計測する温度計Ｔ1により計測される温度ｔ1とを略同一、またはセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1の方が高く（ｔ1≧ｔ11）なるようにしている。【００３１】
この温度調整としては、温度ｔ11の初期設定温度よりも実測の温度ｔ11が低くなった際には、例えば第１の流量制御装置２３−１として例えば流量調節バルブを用いる場合、この流量調節バルブを絞り、分岐比率を調整し、例えば当初の設定比率の９０：１０から９３：７と比率を変更して、温度計Ｔ11での実測温度ｔ11を初期設定温度となるように上昇させて、セミリーン溶液１５ａの温度計Ｔ1による計測の温度ｔ1に近似するように調整する。【００３２】
また、分岐したリッチ溶液１４ａの温度調整方法として、第１の流量制御装置２３−１の調整以外としては、例えば熱媒体２９の温度を変化させることができる場合には、熱媒体２９の温度を上昇させたり、熱交換容量を増大させたりして、分岐したリッチ溶液１４ａの予熱量の増大を図り、所定の設定温度に近似するように調整を行う。【００３３】
この結果、再生塔１６内の特定の所定のセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1と略同一の温度ｔ11となるように分岐したリッチ溶液１４ａを予熱して導入することにより、両者の混合時の温度が略同一であるので、再生塔１６内での温度のバラつきが生じることがなく、ＣＯ2を効率よく放出し、高い省エネ効果を得ることができる。この結果、リボイラ３１に必要な蒸気量の低減を図ることができると共に、吸収塔１３に導入するリーン溶液１５を冷却するリーン溶液冷却器３０における必要な冷却水量の低減を図ることができる。【００３４】
この調整は、制御装置を用いて予めプログラミングされた処理により行う場合と、作業員が計器を用いて逐次判断して行う処理を行う場合とがある。ここで、再生塔１６内のＣＯ2吸収液の温度とは、例えば再生塔１６内の塔内圧力、吸収液のアミン濃度、アミンの種類による沸点、ＣＯ2吸収液中のＣＯ2濃度により、決定される温度のことをいう。【００３５】
このように、本実施例では、吸収塔１３でＣＯ2を吸収し、再生塔１６へ導入するリッチ溶液１４の一部をリッチ・リーン溶液熱交換器２１の後段側の第１の分岐部Ａ−１で分岐させ、該分岐したリッチ溶液１４ａを供給する第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1と、この第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1に設けられ、分岐したリッチ溶液１４ａを予熱する第１のリッチ溶液熱交換器２２−１と、第１の分岐部Ａ−１と第１のリッチ溶液熱交換器２２−１との間に設けられ、分岐したリッチ溶液１４ａの流量を制御する第１の流量制御装置２３−１と、を具備している。そして、再生塔１６の頂部１６ａよりも底部１６ｂ側のいずれか（例えば中段近傍）において、再生塔１６の熱分布のセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1と、中段に供給する分岐したリッチ溶液１４ａの温度ｔ11とが略同一となる位置で供給することにより、リボイラ３１とリーン溶液冷却器３０との省エネルギー化を図ることができる。【００３６】
図２に示す本実施例のＣＯ2回収装置１０Ｂでは、再生塔１６内部を第１段再生部１６−１、第２段再生部１６−２と２分割しているが、分割していない場合においても、再生塔１６に分岐したリッチ溶液１４ａを導入する第１の供給位置Ｂ−１における再生塔１６内を落下するリッチ溶液１４からＣＯ2が脱離したセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1に合致するように、第１の流量制御装置２３−１を調節して、分岐したリッチ溶液１４ａの分岐割合を調整しつつ、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１で予熱することにより、温度計Ｔ11で計測される分岐したリッチ溶液１４ａの予熱された温度ｔ11と、抜出さないセミリーン溶液１５ａの温度を計測する温度計Ｔ1により計測される温度ｔ1とを略同一、またはセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1の方が高く（ｔ1≧ｔ11）することができる。【００３７】
図３は、実施例１に係る他のＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。図３に示すように、本実施例に係る他のＣＯ2回収装置１０Ｃは、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１で用いる熱媒体２９として、蒸気凝縮水３４を用いる場合である。本実施例では、気液分離器３３で分離された蒸気凝縮水３４を送給する蒸気凝縮水送給ラインＬ32を第１のリッチ溶液熱交換器２２−１に接続しており、分岐したリッチ溶液１４ａの予熱に蒸気凝縮水３４を用いている。この結果、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１に用いる熱媒体２９として、蒸気凝縮水３４を用いているので、外部からの熱媒体の供給を省くことができ、再生塔１６の再生効率を向上させることができる。
【実施例２】
【００３８】
図４は、実施例２に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。図４に示すように、本実施例に係るＣＯ2回収装置１０Ｄは、再生塔１６の底部１６ｂのリボイラ３１にリーン溶液１５を抜出す第２のチムニートレイ１９ｂの第２の液貯留部１８−２に、第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1の先端が接続され、分岐したリッチ溶液１４ａを第１の供給位置Ｂ−１より供給している。【００３９】
そして、第１の分岐部Ａ−１と第１のリッチ溶液熱交換器２２−１との間に設けられ、分岐したリッチ溶液１４ａの流量を制御する第１の流量制御装置（例えば流量調節バルブ）２３−１を制御する。第１の流量制御装置２３−１を制御することにより、温度計Ｔ11で計測される分岐したリッチ溶液１４ａの予熱された温度ｔ11と、第２の液貯留部１８−２のリーン溶液１５の温度を計測する温度計Ｔ1により計測される温度ｔ1とを略同一、またはリーン溶液１５の温度ｔ1の方が高く（ｔ1≧ｔ11）なるようにしている。【００４０】
なお、本実施例において、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１に供給する熱交換用の熱媒体２９として、実施例１と同様に蒸気凝縮水送給ラインＬ32により、気液分離器３３で分離された蒸気凝縮水３４を用いるようにしてもよい。【００４１】
この結果、再生塔１６内の特定の所定温度ｔ1と略同一の温度ｔ11となるように分岐したリッチ溶液１４ａを予熱して導入することにより、再生塔１６内での温度のバラつきが生じることがなく、ＣＯ2を効率よく放出し、高い省エネ効果を得ることができる。この結果、リボイラ３１に必要な蒸気量の低減を図ることができると共に、吸収塔１３に導入するリーン溶液１５を冷却するリーン溶液冷却器３０における必要な冷却水量の低減を図ることができる。また、吸収液の再生塔１６内での滞留時間が小さくなるため、吸収液の熱劣化を低減することができる。
【実施例３】
【００４２】
図５は、実施例３に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。図５に示すように、本実施例に係るＣＯ2回収装置１０Ｅは、再生塔１６の底部１６ｂ側のリボイラ３１により加熱されたリーン溶液１５が導入される底部１６ｂの液留部内に、第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1の先端が接続され、分岐したリッチ溶液１４ａを第１の供給位置Ｂ−１より供給している。【００４３】
そして、第１の分岐部Ａ−１と第１のリッチ溶液熱交換器２２−１との間に設けられ、分岐したリッチ溶液１４ａの流量を制御する第１の流量制御装置（例えば流量調節バルブ）２３−１を制御する。第１の流量制御装置２３−１を制御することにより、温度計Ｔ11で計測される分岐したリッチ溶液１４ａの予熱された温度ｔ11と、底部１６ｂの液留部のリーン溶液１５の温度を計測する温度計Ｔｂにより計測される温度ｔbとを略同一、またはリーン溶液１５の温度ｔbの方が高く（ｔb≧ｔ11）なるようにしている。【００４４】
この結果、再生塔１６内の底部１６ｂの特定の所定温度ｔｂと略同一の温度ｔ11となるように分岐したリッチ溶液１４ａを予熱して導入することにより、再生塔１６内での温度のバラつきが生じることがなく、ＣＯ2を効率よく放出し、高い省エネ効果を得ることができる。この結果、リボイラ３１に必要な蒸気量の低減を図ることができると共に、吸収塔１３に導入するリーン溶液１５を冷却するリーン溶液冷却器３０における必要な冷却水量の低減を図ることができる。また、吸収液の再生塔１６内での滞留時間が小さくなるため、吸収液の熱劣化を低減することができる。
なお、本実施例において、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１に供給する熱交換用の熱媒体２９として、実施例１と同様に蒸気凝縮水送給ラインＬ32により、気液分離器３３で分離された蒸気凝縮水３４を用いるようにしてもよい。
【実施例４】
【００４５】
図６は、実施例４に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。図６に示すように、本実施例に係るＣＯ2回収装置１０Ｆは、図１に示すＣＯ2回収装置１０Ａにおいて、リーン溶液供給ラインＬ12の再生塔１６の底部１６ｂとリッチ・リーン溶液熱交換器２１との間に設けられ、リーン溶液供給ラインＬ12と第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1との交差部に、リーン溶液１５とセミリーン溶液１５ａとを熱交換する第１のリーン・セミリーン溶液熱交換器２５−１を設けている。【００４６】
この第１のリーン・セミリーン溶液熱交換器２５−１を設けることにより、リーン溶液１５によりセミリーン溶液１５ａが予熱され、温度計Ｔ1の計測によりセミリーン溶液１５ａの抜出の温度が（ｔ1）であった場合、温度計Ｔ2の計測によりセミリーン溶液１５ａの導入の温度が（ｔ2：ｔ1＋α℃）に上昇する。【００４７】
そして、第１の分岐部Ａ−１と第１のリッチ溶液熱交換器２２−１との間に設けられ、分岐したリッチ溶液１４ａの流量を制御する第１の流量制御装置（例えば流量調節バルブ）２３−１を制御する。第１の流量制御装置２３−１を制御することにより、温度計Ｔ11で計測される分岐したリッチ溶液１４ａの予熱された温度ｔ11と、第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1に設置され、全量を抜出すセミリーン溶液１５ａの予熱された温度を計測する温度計Ｔ2により計測される温度ｔ2とを略同一、またはセミリーン溶液１５ａの温度ｔ2の方が高く（ｔ2≧ｔ11）なるようにしている。【００４８】
本実施例によれば、外部に抜出したセミリーン溶液１５ａをリーン溶液１５により熱交換するので、再生塔１６内に再投入するセミリーン溶液１５ａを加熱することができることにより、実施例１のＣＯ2回収装置１０Ａよりも再生塔１６のリボイラ効率の省エネ化を図ることができる。また、吸収塔１３に導入するリーン溶液１５を冷却するリーン溶液冷却器３０における必要な冷却水量の低減を図ることができる。【００４９】
なお、本実施例において、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１に供給する熱交換用の熱媒体２９として、実施例１と同様に蒸気凝縮水送給ラインＬ32により、気液分離器３３で分離された蒸気凝縮水３４を用いるようにしてもよい。
【実施例５】
【００５０】
図７は、実施例５に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。図７に示すように、本実施例に係るＣＯ2回収装置１０Ｇは、図１に示すＣＯ2回収装置１０Ａとは異なり、再生塔１６内でＣＯ2吸収液であるリッチ溶液１４を再生する第１段再生部１６−１、該第１段再生部１６−１の下側に位置する第２段再生部１６−２、及び該第２段再生部１６−２の下側に位置する第３段再生部１６−３を含むものである。そして、再生塔１６は、第１段再生部１６−１によってリッチ溶液１４から一部のＣＯ2が除去されたセミリーン溶液１５ａを貯留する第１の液貯留部１８−１からセミリーン溶液１５ａの全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液１５ａを抜出した位置よりも下段側で第２段再生部１６−２の上部に供給する供給位置Ｃに接続された第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1と、第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1の供給位置Ｃと、第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1の第１の供給位置Ｂ−１とが同一高さであり、再生塔１６内にセミリーン溶液１５ａと分岐したリッチ溶液１４ａとが混合する第１の混合部２４−１と、第２段再生部１６−２によってセミリーン溶液１５aから一部のＣＯ2がさらに除去されたセミリーン溶液１５ｂを貯留する第３のチムニートレイ１９ｃの第３の液貯留部１８−３からセミリーン溶液１５ｂを外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液１５ｂを抜出した位置よりも下段側で第３段再生部１６−３の上部に供給する供給位置Ｄに接続された第２のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-2と、を具備するものである。【００５１】
また、本実施例では、リーン溶液供給ラインＬ12の再生塔１６の底部１６ｂとリッチ・リーン溶液熱交換器２１との間に設けられ、リーン溶液供給ラインＬ12と第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1との交差部に、リーン溶液１５とセミリーン溶液１５ａとを熱交換する第１のリーン・セミリーン溶液熱交換器２５−１と、リーン溶液供給ラインＬ12と第２のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-2との交差部に、リーン溶液１５とセミリーン溶液１５ｂとを熱交換する第２のリーン・セミリーン溶液熱交換器２５−２と、を具備している。【００５２】
この第１のリーン・セミリーン溶液熱交換器２５−１、第２のリーン・セミリーン溶液熱交換器２５−２を各々設けることにより、リーン溶液１５によりセミリーン溶液１５ａが各々予熱され、温度計Ｔ1の計測によりセミリーン溶液１５ａの抜出の温度がｔ1であった場合、温度計Ｔ2の計測によりセミリーン溶液１５ａの導入の温度がｔ2に上昇する。また、温度計Ｔ3の計測によりセミリーン溶液１５ｂの抜出の温度がｔ3であった場合、温度計Ｔ4の計測によりセミリーン溶液１５ｂの導入の温度がｔ4に上昇する。【００５３】
そして、第１の分岐部Ａ−１と第１のリッチ溶液熱交換器２２−１との間に設けられ、分岐したリッチ溶液１４ａの流量を制御する第１の流量制御装置（例えば流量調節バルブ）２３−１を制御する。第１の流量制御装置２３−１を制御することにより、温度計Ｔ11で計測される分岐したリッチ溶液１４ａの予熱された温度ｔ11と、第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1に設置され、全量を抜出すセミリーン溶液１５ａの温度を計測する温度計Ｔ2により計測される温度ｔ2とを略同一、またはセミリーン溶液１５ａの温度ｔ2の方が高く（ｔ2≧ｔ11）なるようにしている。【００５４】
本実施例によれば、再生塔１６の内部を三分割し、外部に２度抜出したセミリーン溶液１５ａをリーン溶液１５により各々熱交換するので、再生塔１６内に再投入するセミリーン溶液１５ａを加熱することができることにより、実施例１のＣＯ2回収装置１０Ａよりも再生塔１６のリボイラ効率の省エネ化を図ることができる。また、吸収塔１３に導入するリーン溶液１５を冷却するリーン溶液冷却器３０における必要な冷却水量の低減を図ることができる。【００５５】
なお、本実施例において、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１に供給する熱交換用の熱媒体２９として、実施例１と同様に蒸気凝縮水送給ラインＬ32により、気液分離器３３で分離された蒸気凝縮水３４を用いるようにしてもよい。
【実施例６】
【００５６】
図８は、実施例６に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。図８に示すように、本実施例に係るＣＯ2回収装置１０Ｈは、再生塔１６内でＣＯ2吸収液であるリッチ溶液１４を再生する第１段再生部１６−１、該第１段再生部１６−１の下側に位置する第２段再生部１６−２、及び該第２段再生部１６−２の下側に位置する第３段再生部１６−３を含むものである。そして、再生塔１６は、第１段再生部１６−１によってリッチ溶液１４から一部のＣＯ2が除去されたセミリーン溶液１５ａを貯留する第１の液貯留部１８−１からセミリーン溶液１５ａの全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液１５ａを抜出した位置よりも下段側で第２段再生部１６−２の上部に供給する供給位置Ｃに接続された第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1と、第２段再生部１６−２によってセミリーン溶液１５ａから一部のＣＯ2がさらに除去されたセミリーン溶液１５ｂを貯留する第３の液貯留部１８−３からセミリーン溶液１５ｂを外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液１５ｂを抜出した位置よりも下段側で第３段再生部１６−３の上部に供給する供給位置Ｄに供給する第２のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-2と、第２のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-2の供給位置Ｄと、第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1の第１の供給位置Ｂ−１とが同一高さであり、再生塔１６内にセミリーン溶液１５ｂと分岐したリッチ溶液１４ａとが混合する第２の混合部２４−２と、を具備するものである。【００５７】
本実施例では、実施例５と異なり、第１の分岐部Ａ−１と第１のリッチ溶液熱交換器２２−１との間に設けられ、分岐したリッチ溶液１４ａの流量を制御する第１の流量制御装置（例えば流量調節バルブ）２３−１を制御する。第１の流量制御装置２３−１を制御することにより、温度計Ｔ11で計測される分岐したリッチ溶液１４ａの予熱された温度ｔ11と、第２のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-2に設置され、全量を抜出すセミリーン溶液１５ｂの温度を計測する温度計Ｔ4により計測される温度ｔ4とを略同一、またはセミリーン溶液１５ｂの温度（ｔ4）の方が高く（ｔ4≧ｔ11）なるようにしている。【００５８】
本実施例によれば、再生塔１６の内部を三分割し、外部に２度抜出したセミリーン溶液１５ａ、１５ｂをリーン溶液１５により、第１のリーン・セミリーン溶液熱交換器２５−１、第２のリーン・セミリーン溶液熱交換器２５−２を用いて各々熱交換するので、再生塔１６内に再投入するセミリーン溶液１５ａ、１５ｂを各々加熱することができることにより、実施例１のＣＯ2回収装置１０Ａよりも再生塔１６のリボイラ効率の省エネ化を図ることができる。また、吸収塔１３に導入するリーン溶液１５を冷却するリーン溶液冷却器３０における必要な冷却水量の低減を図ることができる。【００５９】
なお、本実施例において、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１に供給する熱交換用の熱媒体２９として、実施例１と同様に蒸気凝縮水送給ラインＬ32により、気液分離器３３で分離された蒸気凝縮水３４を用いるようにしてもよい。
【実施例７】
【００６０】
図９は、実施例７に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。図９に示すように、本実施例に係るＣＯ2回収装置１０Ｉは、実施例１のＣＯ2回収装置１０Ａにおいて、リッチ溶液供給ラインＬ11の第１の分岐部Ａ−１と再生塔１６との間に第２の分岐部Ａ−２を設け、第２の分岐部Ａ−２で、リッチ溶液１４の一部をさらに分岐させ、該分岐したリッチ溶液１４ａ−２を再生塔１６の頂部１６ａのリッチ溶液供給部１６ｃよりも底部１６ｂ側で、第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1の第１の供給位置Ｂ−１よりも頂部１６ａ側の側壁から第２の供給位置Ｂ−２に供給する第２のリッチ溶液分岐ラインＬ13-2と、第２のリッチ溶液分岐ラインＬ13-2に設けられ、第２の分岐部Ａ−２で分岐したリッチ溶液１４ａ−２を予熱する第２のリッチ溶液熱交換器２２−２と、第２のリッチ溶液分岐ラインＬ13-2の第２の分岐部Ａ−２と第２のリッチ溶液熱交換器２２−２との間に設けられ、第２の分岐部Ａ−２で分岐したリッチ溶液１４ａ−２の流量を制御する第２の流量制御装置２３−２と、を具備する。【００６１】
本実施例によれば、リッチ・リーン溶液熱交換器２１で熱交換したリッチ溶液１４を２か所の第１及び第２の分岐部Ａ−１、Ａ−２で各々分岐し、その分岐したリッチ溶液１４ａ−１、１４ａ−２を各々第１のリッチ溶液熱交換器２２−１、第２のリッチ溶液熱交換器２２−２で予熱して、再生塔１６の第１の供給位置Ｂ−１、第２の供給位置Ｂ−２に導入している。【００６２】
そして、第２の分岐部Ａ−２と第２のリッチ溶液熱交換器２２−２との間に設けられ、分岐したリッチ溶液１４ａ−２の流量を制御する第２の流量制御装置（例えば流量調節バルブ）２３−２を制御する。第２の流量制御装置２３−２を制御することにより、温度計Ｔ12で計測される分岐したリッチ溶液１４ａ−２の予熱された温度ｔ12と、第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1に設置され、全量を抜出すセミリーン溶液１５ａの温度を計測する温度計Ｔ1により計測される温度ｔ1とを略同一、またはセミリーン溶液１５ａの温度ｔ1の方が高く（ｔ1≧ｔ12）なるようにしている。【００６３】
さらに、第１の分岐部Ａ−１と第１のリッチ溶液熱交換器２２−１との間に設けられ、分岐したリッチ溶液１４ａ−１の流量を制御する第１の流量制御装置（例えば流量調節バルブ）２３−１を制御する。第１の流量制御装置２３−１を制御することにより、温度計Ｔ11で計測される分岐したリッチ溶液１４ａ−１の予熱された温度ｔ11と、再生塔１６のリボイラ３１に抜出すリーン溶液１５の温度を計測する温度計Ｔ2により計測される温度ｔ2とを略同一、またはセミリーン溶液１５ａの温度ｔ2の方が高く（ｔ2≧ｔ11）なるようにしている。【００６４】
本実施例のように、リッチ溶液１４の分岐部を２か所とすることで、リボイラ効率の省エネ化を図ることができる。また、吸収塔１３に導入するリーン溶液１５を冷却するリーン溶液冷却器３０における必要な冷却水量の低減を図ることができる。【００６５】
なお、本実施例において、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１に供給する熱交換用の熱媒体２９として、実施例１と同様に蒸気凝縮水送給ラインＬ32により、気液分離器３３で分離された蒸気凝縮水３４を用いるようにしてもよい。【００６６】
さらに、第２のリッチ溶液熱交換器２２−２に供給する熱交換用の熱媒体２９として、第２のリッチ溶液熱交換器２２−２で熱交換後の蒸気凝縮水３４を用いるようにしてもよい。
【実施例８】
【００６７】
図１０は、実施例８に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。図１０に示すように、本実施例に係るＣＯ2回収装置１０Ｊは、実施例６のＣＯ2回収装置１０Ｈにおいて、リッチ溶液供給ラインＬ11の第１の分岐部Ａ−１と再生塔１６との間に第２の分岐部Ａ−２を設け、第２の分岐部Ａ−２で、リッチ溶液１４の一部をさらに分岐させ、該分岐した一部のリッチ溶液１４ａ−２を再生塔１６のリッチ溶液供給部１６ｃよりも底部１６ｂ側の第１のリッチ溶液分岐ラインＬ13-1の第１の第１の供給位置Ｂ−１よりも頂部１６ａ側の側壁のいずれかの第２の供給位置Ｂ−２に供給する第２のリッチ溶液分岐ラインＬ13-2と、第２のリッチ溶液分岐ラインＬ13-2に設けられ、第２の分岐部Ａ−２で分岐したリッチ溶液１４ａ−２を予熱する第２のリッチ溶液熱交換器２２−２と、第２のリッチ溶液分岐ラインＬ13-2の第２の分岐部Ａ−２と第２のリッチ溶液熱交換器２２−２との間に設けられ、第２の分岐部Ａ−２で分岐したリッチ溶液１４ａ−２の流量を制御する第２の流量制御装置２３−２と、第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1の供給位置Ｃと、第２のリッチ溶液分岐ラインＬ13-2の第２の供給位置Ｂ−２とが略同一位置であり、再生塔１６内にセミリーン溶液１５ａと分岐したリッチ溶液１４ａ−２とが混合する第１の混合部２４−１と、を具備する。【００６８】
本実施例によれば、リッチ・リーン溶液熱交換器２１で熱交換したリッチ溶液１４を２か所の第１及び第２の分岐部Ａ−１、Ａ−２で各々分岐し、その分岐したリッチ溶液１４ａ−１、１４ａ−２を各々第１のリッチ溶液熱交換器２２−１、第２のリッチ溶液熱交換器２２−２で予熱して、再生塔１６の第１の供給位置Ｂ−１、第２の供給位置Ｂ−２に導入している。【００６９】
そして、第２の分岐部Ａ−２と第２のリッチ溶液熱交換器２２−２との間に設けられ、分岐したリッチ溶液１４ａ−２の流量を制御する第２の流量制御装置（例えば流量調節バルブ）２３−２を制御する。第２の流量制御装置２３−２を制御することにより、温度計Ｔ12で計測される分岐したリッチ溶液１４ａ−２の予熱された温度ｔ12と、第１のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-1に設置され、全量抜出すセミリーン溶液１５ａの温度を計測する温度計Ｔ2により計測される温度ｔ2とを略同一、またはセミリーン溶液１５ａの温度ｔ2の方が高く（ｔ2≧ｔ12）なるようにしている。【００７０】
また、第１の分岐部Ａ−１と第１のリッチ溶液熱交換器２２−１との間に設けられ、分岐したリッチ溶液１４ａ−１の流量を制御する第１の流量制御装置（例えば流量調節バルブ）２３−１を制御する。第１の流量制御装置２３−１を制御することにより、温度計Ｔ11で計測される分岐したリッチ溶液１４ａ−１の予熱された温度ｔ11と、第２のセミリーン溶液抜出ラインＬ21-2に設置され、全量抜出すセミリーン溶液１５ｂの温度を計測する温度計Ｔ4により計測される温度ｔ4とを略同一、またはセミリーン溶液１５ｂの温度ｔ4の方が高く（ｔ4≧ｔ11）なるようにしている。【００７１】
リッチ溶液１４の分岐部を２か所とすることで、リボイラ効率の省エネ化を図ることができる。また、吸収塔１３に導入するリーン溶液１５を冷却するリーン溶液冷却器３０における必要な冷却水量の低減を図ることができる。【００７２】
なお、本実施例において、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１に供給する熱交換用の熱媒体２９として、実施例１と同様に蒸気凝縮水送給ラインＬ32により、気液分離器３３で分離された蒸気凝縮水３４を用いるようにしてもよい。【００７３】
さらに、第２のリッチ溶液熱交換器２２−２に供給する熱交換用の熱媒体２９として、第２のリッチ溶液熱交換器２２−２で熱交換後の蒸気凝縮水３４を用いるようにしてもよい。【００７４】
［試験例１〜８］
本発明の実施例１〜８の効果を確認する試験を行った。
即ち、従来技術のように、吸収塔１３から、再生塔１６に導入するリッチ溶液１４をリッチ・リーン溶液熱交換器２１のみを用いた場合の再生塔１６におけるリボイラ３１の必要熱量を１、リーン溶液冷却器３０の必要冷却量を１とし、図３〜１０に示す実施例のＣＯ2回収装置１０Ｃ〜１０Ｊに示す装置を用いて、リッチ・リーン溶液熱交換器２１の後段側の第１の分岐部Ａ−１において、リッチ溶液１４の一部を分岐し、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１で予熱した後、再生塔１６のセミリーン溶液１５ａと同一温度となるように導入した場合におけるリボイラ３１の熱量、リーン溶液冷却器３０の冷却効率を較べた。【００７５】
なお、第１のリッチ溶液熱交換器２２−１に用いる熱媒体２９として蒸気凝縮水３４を用いた。この結果を表１に示す。【００７６】
表１に示すように、試験例１（図３の実施例１のＣＯ2回収装置１０Ｃ）では、基準である分岐しない比較例１の場合に較べて６％の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例２（図４の実施例２のＣＯ2回収装置１０Ｄ）では、基準である分岐しない比較例１の場合に較べて６％の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例３（図５の実施例３のＣＯ2回収装置１０Ｅ）では、基準である分岐しない比較例１の場合に較べて６％の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例４（図６の実施例４のＣＯ2回収装置１０Ｆ）では、基準である分岐しない比較例１の場合に較べて１４％の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例５（図７の実施例５のＣＯ2回収装置１０Ｇ）では、基準である分岐しない比較例１の場合に較べて１６％の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例６（図８の実施例６のＣＯ2回収装置１０Ｈ）では、基準である分岐しない比較例１の場合に較べて１７％の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例７（図９の実施例７のＣＯ2回収装置１０Ｉ）では、基準である分岐しない比較例１の場合に較べて６％の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例８（図１０の実施例８のＣＯ2回収装置１０Ｊ）では、基準である分岐しない比較例１の場合に較べて６％の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例９（図１０の実施例８のＣＯ2回収装置１０Ｊ）において、第２のリッチ溶液熱交換器２２−２の熱媒に、外部からの水蒸気を用いた場合、基準である分岐しない比較例１の場合に較べて７％の省エネルギー化を図ることが確認された。さらに、試験例４〜６においては、リーン溶液冷却器３０の冷却効率も向上し、冷却水量の低減を図ることが確認された。【００７７】
【表１】
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【符号の説明】
【００７８】
１０Ａ〜１０Ｊ  ＣＯ2回収装置
１１  ＣＯ2含有排ガス
１２  ＣＯ2吸収液
１３  ＣＯ2吸収塔
１４  リッチ溶液
１４ａ  分岐したリッチ溶液
１５  リーン溶液
１５ａ  セミリーン溶液
１６  吸収液再生塔
Ｌ11  リッチ溶液供給ライン
Ｌ12  リーン溶液供給ライン
Ｌ13-1  第１のリッチ溶液分岐ライン
Ｌ13-2  第２のリッチ溶液分岐ライン
２１  リッチ・リーン溶液熱交換器
２２−１  第１のリッチ溶液熱交換器
２２−２  第２のリッチ溶液熱交換器
２３−１  第１の流量制御装置
２３−２  第２の流量制御装置
Ａ−１  第１の分岐部
Ａ−２  第２の分岐部
Ｂ−１  第１の供給位置
Ｂ−２  第２の供給位置  
【図１】
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【図２】
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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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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