(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔から供給される前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から二酸化炭素を放出させて、二酸化炭素含有ガスを排出する再生塔と、
前記吸収塔内の前記吸収液の液面レベルを計測する吸収塔液面計測器と、
前記吸収液の水分比率を調整するための水を含む調整液を貯留する調整液タンクと、
前記調整液タンクから、調整液供給駆動部によって前記吸収塔または前記再生塔に供給される前記調整液の流量を調整する調整液制御弁と、
前記吸収塔液面計測器により計測された前記吸収液の液面レベルに基づいて、前記調整液制御弁の開度を制御する制御部と、
前記再生塔から排出される前記二酸化炭素含有ガスを冷却して第１凝縮水を生成する第１冷却器と、
前記第１冷却器により生成された前記第１凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第１気液分離器と、
前記第１気液分離器から排出される前記二酸化炭素含有ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から排出される前記二酸化炭素含有ガスを冷却して第２凝縮水を生成する第２冷却器と、
前記第２冷却器により生成された前記第２凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第２気液分離器と、
前記吸収塔の上部に設けられ、前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させた前記排ガスを洗浄水で洗浄する水洗部と、 前記洗浄水を冷却する洗浄用冷却器と、
前記調整液タンク内の前記調整液の液面レベルを計測するタンク液面計測器と、を備え、
前記調整液タンクに、前記第１凝縮水、前記第２凝縮水および前記洗浄水のうちの少なくとも一つが調整液として回収され、かつ、
前記制御部は、前記タンク液面計測器により計測された前記調整液の液面レベルに基づいて、前記第１凝縮水が前記調整液タンクに回収される場合における前記第１冷却器の出口温度、前記第２凝縮水が前記調整液タンクに回収される場合における前記第２冷却器の出口温度、および前記洗浄水が前記調整液タンクに回収される場合における前記洗浄用冷却器の出口温度のうちの少なくとも一つを調整することを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項２】
前記第１冷却器に供給される第１冷却媒体の流量を調整する第１冷却媒体制御弁と、
前記第２冷却器に供給される第２冷却媒体の流量を調整する第２冷却媒体制御弁と、
前記洗浄用冷却器に供給される洗浄用冷却媒体の流量を調整する洗浄用冷却媒体制御弁と、を更に備え、
前記制御部は、前記第１冷却器の出口温度を調整する場合に前記第１冷却媒体制御弁の開度を調整し、前記第２冷却器の出口温度を調整する場合に前記第２冷却媒体制御弁の開度を調整し、前記洗浄用冷却器の出口温度を調整する場合に前記洗浄用冷却媒体制御弁の開度を調整することを特徴とする請求項１記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項３】
排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔から供給される前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から二酸化炭素を放出させて、二酸化炭素含有ガスを排出する再生塔と、
前記吸収塔内の前記吸収液の液面レベルを計測する吸収塔液面計測器と、
前記吸収液の水分比率を調整するための水を含む調整液を貯留する調整液タンクと、
前記調整液タンクから、調整液供給駆動部によって前記吸収塔または前記再生塔に供給される前記調整液の流量を調整する調整液制御弁と、
前記吸収塔液面計測器により計測された前記吸収液の液面レベルに基づいて、前記調整液制御弁の開度を制御する制御部と、
前記再生塔から排出される前記二酸化炭素含有ガスを冷却して第１凝縮水を生成する第１冷却器と、
前記第１冷却器により生成された前記第１凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第１気液分離器と、
前記第１気液分離器から排出される前記二酸化炭素含有ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から排出される前記二酸化炭素含有ガスを冷却して第２凝縮水を生成する第２冷却器と、
前記第２冷却器により生成された前記第２凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第２気液分離器と、
前記調整液タンク内の前記調整液の液面レベルを計測するタンク液面計測器と、を備え、
前記調整液タンクに、前記第１凝縮水および前記第２凝縮水のうちの少なくとも一つが調整液として回収され、
前記制御部は、前記タンク液面計測器により計測された前記調整液の液面レベルに基づいて、前記第１凝縮水が前記調整液タンクに回収される場合における前記第１気液分離器内の圧力、および前記第２凝縮水が前記調整液タンクに回収される場合における前記第２気液分離器内の圧力のうちの少なくとも一つを調整することを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項４】
前記第１気液分離器から前記第２冷却器に供給される前記二酸化炭素含有ガスの流量を調整する第１圧力制御弁と、
前記第２気液分離器から排出される二酸化炭素ガスの流量を調整する第２圧力制御弁と、を更に備え、
前記制御部は、前記第１気液分離器内の圧力を調整する場合に前記第１圧力制御弁の開度を調整し、前記第２気液分離器内の圧力を調整する場合に前記第２圧力制御弁の開度を調整することを特徴とする請求項３に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項５】
排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔から供給される前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から二酸化炭素を放出させて、二酸化炭素含有ガスを排出する再生塔と、
前記吸収塔内の前記吸収液の液面レベルを計測する吸収塔液面計測器と、
前記吸収液の水分比率を調整するための水を含む調整液を貯留する調整液タンクと、
前記調整液タンクから、調整液供給駆動部によって前記吸収塔または前記再生塔に供給される前記調整液の流量を調整する調整液制御弁と、
前記吸収塔液面計測器により計測された前記吸収液の液面レベルに基づいて、前記調整液制御弁の開度を制御する制御部と、
前記再生塔から排出される前記二酸化炭素含有ガスを冷却して第１凝縮水を生成する第１冷却器と、
前記第１冷却器により生成された前記第１凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第１気液分離器と、
前記第１気液分離器から排出される前記二酸化炭素含有ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から排出される前記二酸化炭素含有ガスを冷却して第２凝縮水を生成する第２冷却器と、
前記第２冷却器により生成された前記第２凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第２気液分離器と、
前記吸収塔の上部に設けられ、前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させた前記排ガスを洗浄水で洗浄する水洗部と、
前記洗浄水を冷却する洗浄用冷却器と、
前記調整液タンクに回収される前記調整液の流量を計測する回収流量計測部と、
前記調整液タンクから前記吸収塔に供給される前記調整液の流量を計測する供給流量計測部と、を備え、
前記調整液タンクに、前記第１凝縮水、前記第２凝縮水および前記洗浄水のうちの少なくとも一つが調整液として回収され、かつ、
前記制御部は、前記回収流量計測部により計測された、前記調整液タンクに回収される前記調整液の流量と、前記供給流量計測部により計測された、前記吸収塔に供給される前記調整液の流量とに基づいて、前記第１凝縮水が前記調整液タンクに回収される場合における前記第１冷却器の出口温度、前記第２凝縮水が前記調整液タンクに回収される場合における前記第２冷却器の出口温度、および前記洗浄水が前記調整液タンクに回収される場合における前記洗浄用冷却器の出口温度のうちの少なくとも一つを調整することを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項６】
排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔から供給される前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から二酸化炭素を放出させて、二酸化炭素含有ガスを排出する再生塔と、
前記吸収塔内の前記吸収液の液面レベルを計測する吸収塔液面計測器と、
前記吸収液の水分比率を調整するための水を含む調整液を貯留する調整液タンクと、
前記調整液タンクから、調整液供給駆動部によって前記吸収塔または前記再生塔に供給される前記調整液の流量を調整する調整液制御弁と、
前記吸収塔液面計測器により計測された前記吸収液の液面レベルに基づいて、前記調整液制御弁の開度を制御する制御部と、
前記再生塔から排出される前記二酸化炭素含有ガスを冷却して第１凝縮水を生成する第１冷却器と、
前記第１冷却器により生成された前記第１凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第１気液分離器と、
前記第１気液分離器から排出される前記二酸化炭素含有ガスを圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から排出される前記二酸化炭素含有ガスを冷却して第２凝縮水を生成する第２冷却器と、
前記第２冷却器により生成された前記第２凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第２気液分離器と、
前記吸収塔の上部に設けられ、前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させた前記排ガスを洗浄水で洗浄する水洗部と、
前記調整液タンクに補給水を供給する補給水供給ラインと、
前記補給水供給ラインに設けられ、前記補給水の流量を調整する補給水制御弁と、
前記調整液タンク内の前記調整液の液面レベルを計測するタンク液面計測器と、を備え、
前記調整液タンクに、前記第１凝縮水、前記第２凝縮水および前記洗浄水のうちの少なくとも一つが調整液として回収され、かつ、
前記制御部は、前記タンク液面計測器により計測された前記調整液の液面レベルに基づいて、前記補給水制御弁の開度を調整することを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項７】
前記調整液タンクから前記調整液を排出する調整液排出ラインと、
前記調整液排出ラインに設けられ、排出される前記調整液の流量を調整する調整液排出制御弁と、を更に備え、
前記制御部は、前記タンク液面計測器により計測された前記調整液の液面レベルに基づいて、前記調整液排出制御弁の開度を調整することを特徴とする請求項６に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項８】
前記水洗部から排出される前記排ガスの流量および当該排ガスに含有される前記吸収液の濃度を計測する排ガス計測部と、
前記第２気液分離器から排出される二酸化炭素ガスの流量および当該二酸化炭素ガスに含有される前記吸収液の濃度を計測する二酸化炭素ガス計測部と、
前記調整液排出ラインから排出される前記調整液の流量および当該調整液に含有される前記吸収液の濃度を計測する調整液計測部と、
前記吸収液の成分を少なくとも含む補給液を貯留する補給液タンクと、
前記補給液タンクから、補給液供給駆動部によって前記吸収塔または前記再生塔に供給される前記補給液の流量を調整する補給液制御弁と、を更に備え、
前記制御部は、前記排ガス計測部の計測値と、前記二酸化炭素ガス計測部の計測値と、前記調整液計測部の計測値とに基づいて、排出される前記吸収液の成分の排出量を算出し、算出された前記吸収液の成分の排出量に基づいて、前記補給液制御弁の開度を調整することを特徴とする請求項７に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項９】
前記調整液排出ラインのうち前記調整液排出制御弁の下流側に設けられ、排出される前記調整液から前記吸収液の成分を分離する成分分離装置を更に備え、
前記成分分離装置から排出された前記調整液が、前記補給水供給ラインに供給されることを特徴とする請求項７または８に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項１０】
排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔から供給される前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から二酸化炭素を放出させて、二酸化炭素含有ガスを排出する再生塔と、
前記吸収塔内の前記吸収液の液面レベルを計測する吸収塔液面計測器と、
前記吸収液の水分比率を調整するための水を含む調整液を貯留する調整液タンクと、
前記調整液タンクから、調整液供給駆動部によって前記吸収塔または前記再生塔に供給される前記調整液の流量を調整する調整液制御弁と、
前記吸収塔液面計測器により計測された前記吸収液の液面レベルに基づいて、前記調整液制御弁の開度を制御する制御部と、
前記調整液タンクに補給水を供給する補給水供給ラインと、
前記補給水供給ラインに設けられ、前記補給水の流量を調整する補給水制御弁と、
前記調整液タンク内の前記調整液の液面レベルを計測するタンク液面計測器と、を備え、
前記制御部は、前記タンク液面計測器により計測された前記調整液の液面レベルに基づいて、前記補給水制御弁の開度を調整することを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項１１】
前記調整液タンクから前記調整液を排出する調整液排出ラインと、
前記調整液排出ラインに設けられ、排出される前記調整液の流量を調整する調整液排出制御弁と、を更に備え、
前記制御部は、前記タンク液面計測器により計測された前記調整液の液面レベルに基づいて、前記調整液排出制御弁の開度を調整することを特徴とする請求項１０に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項１２】
排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、前記吸収塔から供給される前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から二酸化炭素含有ガスを排出する再生塔と、を備えた二酸化炭素回収装置において二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収方法であって、
調整液タンクに、前記吸収液の水分比率を調整するための調整液を貯留する工程と、
前記吸収塔内の前記吸収液の第１液面レベルを計測する第１計測工程と、
前記調整液タンクから前記吸収塔または前記再生塔に前記調整液を、前記第１液面レベルに基づいて流量を調整して供給する工程と、
前記再生塔から排出される前記二酸化炭素含有ガスを第１冷却器で冷却して第１凝縮水を生成する工程と、
前記第１凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第１分離工程と、
前記第１凝縮水が分離された前記二酸化炭素含有ガスを圧縮する工程と、
圧縮された前記二酸化炭素含有ガスを第２冷却器で冷却して第２凝縮水を生成する工程と、
前記第２凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第２分離工程と、
前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させた前記排ガスを洗浄水で洗浄する工程と、
前記洗浄水を洗浄用冷却器で冷却する工程と、
前記調整液タンク内の前記調整液の第２液面レベルを計測する第２計測工程と、
前記調整液タンクに、前記第１凝縮水、前記第２凝縮水および前記洗浄水のうちの少なくとも一つを調整液として回収する工程と、
前記第２液面レベルに基づいて、前記第１凝縮水が前記調整液タンクに回収される場合における前記第１冷却器の出口温度、前記第２凝縮水が前記調整液タンクに回収される場合における前記第２冷却器の出口温度、および前記洗浄水が前記調整液タンクに回収される場合における前記洗浄用冷却器の出口温度のうちの少なくとも一つを調整する工程を備えたことを特徴とする二酸化炭素回収方法。
【請求項１３】
排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、前記吸収塔から供給される前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から二酸化炭素含有ガスを排出する再生塔と、を備えた二酸化炭素回収装置において二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収方法であって、
調整液タンクに、前記吸収液の水分比率を調整するための調整液を貯留する工程と、
前記吸収塔内の前記吸収液の第１液面レベルを計測する第１計測工程と、
前記調整液タンクから前記吸収塔または前記再生塔に前記調整液を前記第１液面レベルに基づいて流量を調整して供給する工程と、
前記再生塔から排出される前記二酸化炭素含有ガスを冷却して第１凝縮水を生成する工程と、
前記第１凝縮水を第１気液分離器で前記二酸化炭素含有ガスから分離する第１分離工程と、
前記第１凝縮水が分離された前記二酸化炭素含有ガスを圧縮する工程と、
圧縮された前記二酸化炭素含有ガスを冷却して第２凝縮水を生成する工程と、
前記第２凝縮水を第２気液分離器で前記二酸化炭素含有ガスから分離する第２分離工程と、
前記調整液タンク内の前記調整液の第２液面レベルを計測する第２計測工程と、
前記調整液タンクに、前記第１凝縮水および前記第２凝縮水のうちの少なくとも一つを調整液として回収する工程と、
前記第２液面レベルに基づいて、前記第１凝縮水が前記調整液タンクに回収される場合における前記第１気液分離器内の圧力、および前記第２凝縮水が前記調整液タンクに回収される場合における前記第２気液分離器内の圧力のうちの少なくとも一つを調整する工程を備えることを特徴とする二酸化炭素回収方法。
【請求項１４】
排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、前記吸収塔から供給される前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から二酸化炭素含有ガスを排出する再生塔と、を備えた二酸化炭素回収装置において二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収方法であって、
調整液タンクに、前記吸収液の水分比率を調整するための調整液を貯留する工程と、
前記吸収塔内の前記吸収液の液面レベルを計測する工程と、
前記調整液タンクから前記吸収塔または前記再生塔に前記調整液を前記液面レベルに基づいて流量を調整して供給する工程と、
前記再生塔から排出される前記二酸化炭素含有ガスを第１冷却器で冷却して第１凝縮水を生成する工程と、
前記第１凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第１分離工程と、
前記第１凝縮水が分離された前記二酸化炭素含有ガスを圧縮する工程と、
圧縮された前記二酸化炭素含有ガスを第２冷却器で冷却して第２凝縮水を生成する工程と、
前記第２凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第２分離工程と、
前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させた前記排ガスを洗浄水で洗浄する工程と、
前記調整液タンクに、前記第１凝縮水、前記第２凝縮水および前記洗浄水のうちの少なくとも一つを調整液として回収する工程と、
前記洗浄水を洗浄用冷却器で冷却する工程と、
前記調整液タンクに回収される前記調整液の第１流量を計測する第１流量計測工程と、
前記調整液タンクから前記吸収塔に供給される前記調整液の第２流量を計測する第２流量計測工程と、
前記第１流量と前記第２流量とに基づいて、前記第１凝縮水が前記調整液タンクに回収される場合における前記第１冷却器の出口温度、前記第２凝縮水が前記調整液タンクに回収される場合における前記第２冷却器の出口温度、および前記洗浄水が前記調整液タンクに回収される場合における前記洗浄用冷却器の出口温度のうちの少なくとも一つを調整する工程を備えることを特徴とする二酸化炭素回収方法。
【請求項１５】
排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、前記吸収塔から供給される前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から二酸化炭素含有ガスを排出する再生塔と、を備えた二酸化炭素回収装置において二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収方法であって、
調整液タンクに、前記吸収液の水分比率を調整するための調整液を貯留する工程と、
前記吸収塔内の前記吸収液の第１液面レベルを計測する第１計測工程と、
前記調整液タンクから前記吸収塔または前記再生塔に前記調整液を前記第１液面レベルに基づいて流量を調整して供給する工程と、
前記再生塔から排出される前記二酸化炭素含有ガスを冷却して第１凝縮水を生成する工程と、
前記第１凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第１分離工程と、
前記第１凝縮水が分離された前記二酸化炭素含有ガスを圧縮する工程と、
圧縮された前記二酸化炭素含有ガスを冷却して第２凝縮水を生成する工程と、
前記第２凝縮水を前記二酸化炭素含有ガスから分離する第２分離工程と、
前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させた前記排ガスを洗浄水で洗浄する工程と、
前記調整液タンクに、前記第１凝縮水、前記第２凝縮水および前記洗浄水のうちの少なくとも一つを調整液として回収する工程と、
前記調整液タンク内の前記調整液の第２液面レベルを計測する第２計測工程と、
前記調整液タンクに前記第２液面レベルに基づいて流量を調整して補給水を供給する工程を備えることを特徴とする二酸化炭素回収方法。
【請求項１６】
排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、前記吸収塔から供給される前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から二酸化炭素含有ガスを排出する再生塔と、を備えた二酸化炭素回収装置において二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収方法であって、
調整液タンクに、前記吸収液の水分比率を調整するための調整液を貯留する工程と、
前記吸収塔内の前記吸収液の第１液面レベルを計測する第１計測工程と、
前記調整液タンクから前記吸収塔または前記再生塔に前記調整液を前記第１液面レベルに基づいて流量を調整して供給する工程と、
前記調整液タンク内の前記調整液の第２液面レベルを計測する第２計測工程と、
前記調整液タンクに前記第２液面レベルに基づいて流量を調整して補給水を供給する工程を備えることを特徴とする二酸化炭素回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題の有効な対策として、二酸化炭素回収貯留（ＣＣＳ：Carbon Dioxide Capture and Storage）技術が注目されている。例えば、火力発電所や製鉄所、ごみ焼却設備などで発生する排ガス（燃焼排ガスまたはプロセス排ガス）に含有される二酸化炭素を、吸収液を用いて回収する二酸化炭素回収システムが検討されている。
【０００３】
このような二酸化炭素回収システムとしては、送風機によって供給される排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させてリッチ液を生成する吸収塔と、吸収塔から供給されるリッチ液から二酸化炭素含有蒸気を排出し、リッチ液を再生してリーン液を生成する再生塔と、を備えた装置が一般的に知られている。再生塔において生成されたリーン液は、吸収塔に供給され、リーン液とリッチ液とが熱交換器によって熱交換される。また、再生塔にはリボイラが連結されており、外部から供給される蒸気によって再生塔内のリッチ液を加熱して、リッチ液から二酸化炭素を排出させる。再生塔から排出された二酸化炭素含有蒸気は、冷却器によって冷却されて蒸気が凝縮されて凝縮水が生成され、生成された凝縮水は、気液分離器において二酸化炭素から分離される。このようにして、排ガスに含有される二酸化炭素が回収されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２３６６１号公報
【特許文献２】特開２０１１−５２９号公報
【特許文献３】特許第４５２３６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような二酸化炭素回収装置を運転している間、吸収液の水分比率が変動することがある。例えば、吸収塔に供給される排ガスに含有される水分量若しくは流量の変動、または吸収液の循環量の変動などにより、吸収液の水分比率が変動し得る。この場合、吸収液の濃度が変動し、二酸化炭素の吸収性能が低下して、二酸化炭素の回収率が低下するおそれが生じる。このため、二酸化炭素の回収率の低下を抑制するために、吸収液の水分比率の変動は迅速に抑制されることが望ましい。
【０００６】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、吸収液の水分比率の変動を迅速に抑制し、二酸化炭素の回収率の低下を抑制することができる二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収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】
【０００７】
実施の形態による二酸化炭素回収装置は、排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、吸収塔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、二酸化炭素含有ガスを排出する再生塔と、を備えている。吸収塔内の吸収液の液面レベルが、吸収塔液面計測器によって計測される。吸収液の水分比率を調整するための水を含む調整液が、調整液タンクに貯留されている。調整液タンクから、調整液供給駆動部によって吸収塔または再生塔に供給される調整液の流量が、調整液制御弁によって調整される。制御部は、吸収塔液面計測器により計測された吸収液の液面レベルに基づいて、調整液制御弁の開度を制御する。
【０００８】
実施の形態による二酸化炭素回収方法は、排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、吸収塔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含有ガスを排出する再生塔と、を備えた二酸化炭素回収装置において二酸化炭素を回収する方法である。この二酸化炭素回収方法は、調整液タンクに、吸収液の水分比率を調整するための調整液を貯留する工程と、吸収塔内の吸収液の液面レベルを計測する工程と、調整液タンクから吸収塔または再生塔に調整液を供給する工程と、を備えている。調整液を供給する工程において、計測された吸収液の液面レベルに基づいて、調整液調整液タンクから吸収塔または再生塔に供給される調整液の流量が調整される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における二酸化炭素回収装置の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施の形態における二酸化炭素回収装置の全体構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施の形態における二酸化炭素回収装置の全体構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第４の実施の形態における二酸化炭素回収装置の全体構成を示す図である。
【図５】図５は、図４の変形例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第５の実施の形態における二酸化炭素回収装置の全体構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第６の実施の形態における二酸化炭素回収装置の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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装置および二酸化炭素回収方法について説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
まず、図１を用いて、本発明の第１の実施の形態における二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法について説明する。
【００１２】
図１に示すように、二酸化炭素回収装置１は、排ガス２に含有される二酸化炭素を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。吸収塔２０において二酸化炭素を吸収液に吸収させた排ガス２は、脱二酸化炭素排ガス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二酸化炭素含有ガス７（二酸化炭素含有蒸気）として排出される。なお、吸収塔２０に供給される排ガス２は、特に限定されるものではないが、例えば火力発電所のボイラ（図示せず）の燃焼排ガスや、プロセス排ガス等であってもよく、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。
【００１３】
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、特に限られるものではないが、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン系水溶液を用いることができる。
【００１４】
吸収塔２０は、排ガス２に含有される二酸化炭素をリーン液５に吸収させる二酸化炭素回収部２０ａ（充填層）を有している。本実施の形態においては、二酸化炭素回収部２０ａは、向流型気液接触装置として構成されている。吸収塔２０の上部には、二酸化炭素をリーン液５に吸収させた脱二酸化炭素排ガス３を洗浄水９で洗浄する水洗部２１が設けられている。水洗部２１は、二酸化炭素回収部２０ａの上方に設けられている。
【００１５】
吸収塔２０の下部には、上述したボイラなどの二酸化炭素回収装置１の外部から排出された二酸化炭素を含有する排ガス２が、送風機２２によって供給され、吸収塔２０内を二酸化炭素回収部２０ａに向かって上昇する。一方、再生塔３０からリーン液５が二酸化炭素回収部２０ａと水洗部２１との間に供給されて吸収塔２０内を分散落下し、二酸化炭素回収部２０ａに供給される。二酸化炭素回収部２０ａにおいて、排ガス２とリーン液５とが気液接触して、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。
【００１６】
生成されたリッチ液４は、吸収塔２０の下部に一端貯留され、当該下部から排出される。リーン液５と気液接触した排ガス２は、二酸化炭素が除去されて、脱二酸化炭素排ガス３として吸収塔２０内を上昇し、水洗部２１に向う。
【００１７】
水洗部２１は、洗浄水９と脱二酸化炭素排ガス３とを気液接触させて、脱二酸化炭素排ガス３から吸収液成分（例えば、アミン）を回収する成分回収部２１ａと、成分回収部２１ａの下方に設けられ、成分回収部２１ａから流下する洗浄水９を貯留する洗浄水貯留部２１ｂと、を有している。水洗部２１には、洗浄水９を循環させる循環ライン２３が連結されている。すなわち、循環ライン２３には、洗浄用ポンプ２４が設けられており、洗浄水貯留部２１ｂに貯留されている洗浄水９を抜き出して、成分回収部２１ａの上方に供給し、洗浄水９を循環させる。成分回収部２１ａの上方に供給された洗浄水９は、分散落下して成分回収部２１ａに供給される。
【００１８】
循環ライン２３に、洗浄水９を冷却する洗浄用冷却器２５が設けられている。洗浄水９は、洗浄用冷却器２５によって冷却されて成分回収部２１ａに供給される。洗浄用冷却器２５には、外部から、洗浄水９を冷却するための洗浄用冷却媒体１０（例えば、冷却水）が供給される。洗浄用冷却器２５に供給される洗浄用冷却媒体１０の流量は、洗浄用冷却媒体制御弁２６によって調整される。また、循環ライン２３に、洗浄用冷却器２５の出口温度（洗浄用冷却器２５から排出された洗浄水９の温度）を計測する洗浄用温度計測器２７が設けられている。洗浄用温度計測器２７によって計測された出口温度情報は、後述する制御部５６に伝達され、当該制御部５６は、洗浄用温度計測器２７によって計測された出口温度が所望の温度となるように、洗浄用冷却媒体制御弁２６の開度を調整する。
【００１９】
このような構成により、水洗部２１の成分回収部２１ａにおいて、脱二酸化炭素排ガス３と洗浄水９とが気液接触して、脱二酸化炭素排ガス３に含有される吸収液成分が洗浄水９に回収される。このことにより、脱二酸化炭素排ガス３が洗浄される。成分回収部２１ａにおいて脱二酸化炭素排ガス３を洗浄した洗浄水９は、成分回収部２１ａから流下して洗浄水貯留部２１ｂに貯留される。また、成分回収部２１ａにおいて、脱二酸化炭素排ガス３は、冷却された洗浄水９によって洗浄されるため、脱二酸化炭素排ガス３に含有される蒸気が凝縮される。凝縮された水分は、洗浄水９に取り込まれて、成分回収部２１ａから落下し、洗浄水貯留部２１ｂに貯留される。
【００２０】
洗浄水９には、脱二酸化炭素排ガス３を洗浄する際に吸収液成分が溶け込む。このことにより、洗浄を繰り返すと洗浄水９中の吸収液成分の濃度が上昇し、水洗部２１の洗浄能力が低下し得る。このため、洗浄水９の水質管理として、常時、洗浄水９を新しい洗浄水に入れ替えるようにしてもよい。あるいは、洗浄水９のｐＨ測定を行い、所定の基準値を超えた場合に、洗浄水９を新しい洗浄水に入れ替えてもよい。
【００２１】
本実施の形態においては、循環ライン２３から、洗浄水９を調整液タンク５２（後述）に供給する分岐ライン２８が分岐されている。分岐ライン２８には、洗浄用開閉弁２９が設けられている。この洗浄用開閉弁２９は、水洗部２１の洗浄水貯留部２１ｂに貯留された洗浄水９の貯留量が所定の基準量より多くなった場合に開き、洗浄水９を後述する調整液タンク５２に供給する。洗浄用開閉弁２９は、後述するタンク液面計測器５３により計測される調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルとは無関係に開閉する。
【００２２】
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。
【００２３】
再生塔３０は、リッチ液４から二酸化炭素を放出させる吸収液再生部３０ａ（充填層）を有している。本実施の形態においては、吸収液再生部３０ａは、向流型気液接触装置として構成されている。
【００２４】
再生塔３０には、リボイラ３３が連結されている。このリボイラ３３は、加熱媒体１１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６を発生させ、発生した蒸気６が再生塔３０に供給される。より具体的には、リボイラ３３には、再生塔３０の下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、例えばタービン（図示せず）などの外部から加熱媒体１１としての高温の蒸気が供給される。リボイラ３３に供給されたリーン液５は、加熱媒体１１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６が生成される。生成された蒸気６は再生塔３０の下部に供給される。なお、加熱媒体１１は、タービンからの高温の蒸気に限られることはない。
【００２５】
再生塔３０の下部には、リボイラ３３から蒸気６が供給され、再生塔３０内を吸収液再生部３０ａに向って上昇する。一方、吸収塔２０からのリッチ液４は、吸収液再生部３０ａの上方に供給されて分散落下し、吸収液再生部３０ａに供給される。吸収液再生部３０ａにおいて、蒸気６とリッチ液４とが気液接触して、リッチ液４から二酸化炭素を放出する。このことにより、リーン液５が生成され、吸収液が再生される。
【００２６】
生成されたリーン液５は、再生塔３０の下部から排出され、リッチ液４と気液接触した蒸気６は、二酸化炭素を含有して、二酸化炭素含有ガス７として再生塔３０の上部から排出される。排出される二酸化炭素含有ガス７には蒸気も含有される。
【００２７】
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、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は、外部から冷却水等の冷却媒体が供給され、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。
【００２８】
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の二酸化炭素回収部２０ａと水洗部２１の洗浄水貯留部２１ｂとの間の領域に供給されて、排ガス２と気液接触して排ガス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、二酸化炭素回収装置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。
【００２９】
ところで、図１に示す二酸化炭素回収装置１は、再生塔３０の上部から排出される二酸化炭素含有ガス７を冷却して蒸気を凝縮し、第１凝縮水１２を生成する第１冷却器４０と、第１冷却器４０により生成された第１凝縮水１２を二酸化炭素含有ガス７から分離する第１気液分離器４１と、を更に備えている。このようにして、二酸化炭素含有ガス７に含有される水分が低減され、二酸化炭素含有ガス７は後述する圧縮機４４に供給される。第１凝縮水１２は、後述する調整液タンク５２に供給される。
【００３０】
第１冷却器４０には、外部から、二酸化炭素含有ガス７を冷却するための第１冷却媒体１３（例えば、冷却水）が供給される。第１冷却器４０に供給される第１冷却媒体１３の流量は、第１冷却媒体制御弁４２によって調整される。また、第１冷却器４０と第１気液分離器４１との間には、第１温度計測器４３が設けられており、第１冷却器４０の出口温度（第１冷却器４０から排出された二酸化炭素含有ガス７および第１凝縮水１２の温度）が計測される。第１温度計測器４３によって計測された出口温度情報は、後述する制御部５６に伝達され、当該制御部５６は、第１温度計測器４３によって計測された出口温度が所望の温度となるように、第１冷却媒体制御弁４２の開度を調整する。
【００３１】
また、二酸化炭素回収装置１は、第１気液分離器４１から排出される二酸化炭素含有ガス７を圧縮する圧縮機４４と、圧縮機４４から排出される二酸化炭素含有ガス７を更に冷却して蒸気を凝縮し、第２凝縮水１４を生成する第２冷却器４５と、第２冷却器４５により生成された第２凝縮水１４を二酸化炭素含有ガス７から分離する第２気液分離器４６と、を更に備えている。このうち圧縮機４４において、二酸化炭素含有ガス７が所望の圧力まで圧縮されて昇圧する。昇圧された二酸化炭素含有ガス７が、第２冷却器４５において冷却されて、二酸化炭素含有ガス７に含有されている蒸気が更に凝縮され、二酸化炭素含有ガス７に含有される水分が低減される。このようにして、第２気液分離器４６において二酸化炭素含有ガス７に含有される水分が更に低減され、第２気液分離器４６から二酸化炭素ガス８として排出されて、図示しない設備に供給されて貯蔵されたり、利活用されたりする。第２凝縮水１４は、後述する調整液タンク５２に供給される。
【００３２】
第２冷却器４５には、外部から、二酸化炭素含有ガス７を冷却するための第２冷却媒体１５（例えば、冷却水）が供給される。第２冷却器４５に供給される第２冷却媒体１５の流量は、第２冷却媒体制御弁４７によって調整される。また、第２冷却器４５と第２気液分離器４６との間には、第２温度計測器４８が設けられており、第２冷却器４５の出口温度（第２冷却器４５から排出された二酸化炭素含有ガス７および第２凝縮水１４の温度）が計測される。第２温度計測器４８によって計測された出口温度情報は、後述する制御部５６に伝達され、当該制御部５６によって、第２温度計測器４８によって計測された出口温度が所望の温度となるように、第２冷却媒体制御弁４７の開度が調整される。
【００３３】
吸収塔２０には、吸収塔２０の下部に貯留されるリッチ液４の液面レベル（吸収塔スチルレベル）を計測する吸収塔液面計測器５０が設けられている。同様にして、再生塔３０には、再生塔３０の下部に貯留されるリーン液５の液面レベル（再生塔スチルレベル）を計測する再生塔液面計測器５１が設けられている。
【００３４】
二酸化炭素回収装置１の運転中、吸収液の水分比率は変動し得る。より具体的には、吸収塔２０に供給される排ガス２に含有される水分量若しくは流量の変動、または吸収液の循環量の変化などによって、吸収液の水分比率が変動し得る。例えば、排ガス２に含有される水分量が増大することにより、その水分が吸収塔２０内で吸収液に取り込まれて、吸収液の水分比率が増大し得る。一方、吸収塔２０から排出される脱二酸化炭素排ガス３に含有される水分量や、第２気液分離器４６から排出される二酸化炭素ガス８に含有される水分量が多い場合には、吸収液の水分比率は低下し得る。
【００３５】
本実施の形態では、再生塔３０内のリーン液５の液面レベルは、再生塔３０に供給されるリッチ液４の流量または再生塔３０から排出されるリーン液５の流量を調整することによって、一定に維持されるようになっている。このため、吸収塔２０と再生塔３０とを循環する吸収液の水分比率が変動すると、吸収塔２０内のリッチ液４の液面レベルが変動する。すなわち、吸収塔２０内のリッチ液４の液面レベルによって、吸収塔２０と再生塔３０とを循環する吸収液の水分量が把握できる。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、このリッチ液４の液面レベルの変動に応じて、吸収塔２０に水分が供給されるようになっている。その構成について、以下に説明する。
【００３７】
図１に示すように、吸収塔２０に、吸収液の水分比率を調整するための水を含む調整液１６を貯留する調整液タンク５２が連結されている。本実施の形態では、調整液タンク５２に、上述した第１気液分離器から排出された第１凝縮水１２、第２気液分離器４６から排出された第２凝縮水１４、および水洗部２１から排出された洗浄水９が、調整液１６として回収されて貯留される。調整液タンク５２には、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルを計測するタンク液面計測器５３が設けられている。
【００３８】
調整液タンク５２と吸収塔２０との間には、調整液タンク５２から吸収塔２０に調整液１６を供給する調整液ポンプ５４（調整液供給駆動部）が設けられている。この調整液ポンプ５４によって、調整液タンク５２に貯留された調整液１６は、吸収塔２０の下部（より具体的には二酸化炭素回収部２０ａの下方の領域）に供給されるようになっている。
【００３９】
調整液タンク５２から吸収塔２０に供給される調整液１６の流量は、調整液制御弁５５によって調整される。調整液制御弁５５の開度は、制御部５６によって制御される。すなわち、制御部５６は、吸収塔液面計測器５０により計測された吸収液の液面レベルに基づいて、調整液制御弁５５の開度を制御する。
【００４０】
また、制御部５６は、タンク液面計測器５３により計測された調整液１６の液面レベルに基づいて、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２の流量、第２凝縮水１４の流量および洗浄水９の流量をそれぞれ調整するようになっている。より具体的には、制御部５６は、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルに基づいて、第１冷却器４０の出口温度と、第２冷却器４５の出口温度と、洗浄用冷却器２５の出口温度と、を調整する。第１冷却器４０の出口温度の調整は、第１冷却媒体制御弁４２の開度を調整することによって行われる。同様にして、第２冷却器４５の出口温度の調整は、第２冷却媒体制御弁４７の開度を調整することによって行われ、洗浄用冷却器２５の出口温度は、洗浄用冷却媒体制御弁２６の開度を調整することによって行われる。
【００４１】
次に、このように構成された本実施の形態の作用について説明する。
【００４２】
二酸化炭素回収装置１を運転している間、第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９が調整液１６として調整液タンク５２に回収されて貯留される。この場合、第１気液分離器４１、第２気液分離器４６および洗浄部２１から、バランス良く調整液１６を回収することができる。一方、吸収塔２０内の吸収液の液面レベルが、吸収塔液面計測器５０によって計測される。そして、この計測された吸収液の液面レベルに基づいて、調整液タンク５２から吸収塔２０に供給される吸収液の流量が調整される。
【００４３】
例えば、吸収塔２０内のリッチ液４の液面レベルが所定の基準レベルより低くなった場合、吸収塔液面計測器５０により計測されたリッチ液４の液面レベル情報が制御部５６に伝達され、制御部５６は、調整液制御弁５５の開度を大きくする。このことにより、調整液タンク５２から吸収塔２０に供給される調整液１６の流量が増大され、吸収塔２０内のリッチ液４の液面レベルが上昇し、基準レベルに戻すことができる。
【００４４】
一方、リッチ液４の液面レベルが所定の基準レベルより高くなった場合、吸収塔液面計測器５０により計測されたリッチ液４の液面レベル情報が制御部５６に伝達され、制御部５６は、調整液制御弁５５の開度を小さくする。このことにより、調整液タンク５２から吸収塔２０に供給される調整液１６の流量が低減され、吸収塔２０内のリッチ液４の液面レベルが下降し、基準レベルに戻すことができる。
【００４５】
このようにして、二酸化炭素回収装置１の運転中、吸収液の水分比率が変動してリッチ液４の液面レベルが変動した場合においても、リッチ液４の液面レベルの変動に応じて、調整液タンク５２から吸収塔２０に供給される調整液１６の流量を調整することができる。このため、吸収塔２０に適切な量の調整液１６を供給することができ、吸収液の水分比率を適切に維持することができる。
【００４６】
上述したように、吸収塔２０内のリッチ液４の液面レベルに応じて、調整液タンク５２から吸収塔２０に供給される調整液１６の流量が変動するため、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９の流量によっては、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが変動し得る。そこで、本実施の形態では、以下のようにして調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルの変動防止を図っている。
【００４７】
例えば、タンク液面計測器５３により計測された、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが所定の基準レベル（標準水位）より低くなった場合には、制御部５６は、第１温度計測器４３の設定温度を所定の基準温度より低くし、第１温度計測器４３により計測される第１冷却器４０の出口温度が当該設定温度となるように、第１冷却媒体制御弁４２の開度を大きくする。このことにより、第１冷却器４０に供給される第１冷却媒体１３の流量が増大し、第１冷却器４０の冷却能力が高まり、第１冷却器４０の出口温度が低下する。このため、第１凝縮水１２の生成量を増大させることができ、その結果、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２の流量を増大させることができる。
【００４８】
同様にして、制御部５６は、第２温度計測器４８の設定温度を所定の基準温度より低くし、第２温度計測器４８により計測される第２冷却器４５の出口温度が当該設定温度となるように、第２冷却媒体制御弁４７の開度を大きくする。このことにより、第２冷却器４５に供給される第２冷却媒体１５の流量が増大し、第２冷却器４５の冷却能力が高まり、第２冷却器４５の出口温度が低下する。このため、第２凝縮水１４の生成量を増大させることができ、その結果、調整液タンク５２に供給される第２凝縮水１４の流量を増大させることができる。
【００４９】
さらに、制御部５６は、洗浄用温度計測器２７の設定温度を所定の基準温度より低くし、洗浄用温度計測器２７により計測される洗浄用冷却器２５の出口温度が当該設定温度となるように、洗浄用冷却媒体制御弁２６の開度を大きくする。このことにより、洗浄用冷却器２５に供給される洗浄用冷却媒体１０の流量が増大し、洗浄用冷却器２５の冷却能力が高まり、洗浄用冷却器２５の出口温度が低下する。このため、水洗部２１の成分回収部２１ａにおいて、脱二酸化炭素排ガス３に含有される蒸気の凝縮量を増大させて、洗浄水９の量を増大させることができる。その結果、調整液タンク５２に供給される洗浄水９の流量を増大させることができる。なお、本実施の形態では、調整液１６に洗浄用開閉弁２９が設けられており、上述のように洗浄水９の量を増大させた場合には、洗浄水貯留部２１ｂに貯留された洗浄水９の貯留量を多くすることができ、洗浄用開閉弁２９を開くことができる。
【００５０】
一方、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが所定の基準レベルより高くなった場合には、制御部５６は、第１温度計測器４３の設定温度を所定の基準温度より高くし、第１温度計測器４３により計測される第１冷却器４０の出口温度が当該設定温度となるように、第１冷却媒体制御弁４２の開度が小さくされる。このことにより、第１冷却器４０に供給される第１冷却媒体１３の流量が減少し、第１冷却器４０の冷却能力が抑えられ、第１冷却器４０の出口温度が上昇する。このため、第１凝縮水１２の生成量を減少させることができ、その結果として、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２の流量を減少させることができる。第２冷却媒体制御弁４７および洗浄用冷却媒体制御弁２６についても同様に調整されて、第２凝縮水１４の流量および洗浄水９の流量をそれぞれ減少させることができる。
【００５１】
このようにして、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが変動した場合においても、調整液１６の液面レベルに応じて、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９の流量が調整されて、調整液タンク５２に適切な量の調整液を貯留することができる。すなわち、調整液１６の液面レベルが変動した場合であっても、調整液１６の液面レベルを基準レベルに戻すことができ、吸収液の水分比率を調整するための適切な量の調整液１６を調整液タンク５２に貯留しておくことができる。
【００５２】
このように本実施の形態によれば、吸収塔液面計測器５０により計測された吸収塔２０内のリッチ液４の液面レベルに基づいて調整液制御弁５５の開度が調整される。このことにより、リッチ液４の液面レベルに応じて、調整液タンク５２から吸収塔２０に供給される調整液１６の流量を調整することができ、吸収塔２０に適切な量の水分を供給することができる。このため、吸収液の水分比率を適切に調整して、水分比率の変動を抑制することができ、その結果、二酸化炭素の回収率の低下を抑制することができる。また、吸収塔２０に供給される調整液１６は、調整液タンク５２に貯留されているため、リッチ液４の液面レベルが低下した際には、調整液１６を吸収塔２０に迅速に供給することができ、吸収液の水分比率の変動を迅速に抑制することができる。
【００５３】
また、本実施の形態によれば、制御部５６は、タンク液面計測器５３により計測された調整液１６の液面レベルに基づいて、第１冷却器４０の出口温度、第２冷却器４５の出口温度および洗浄用冷却器２５の出口温度を調整する。このことにより、第１凝縮水１２の生成量と、第２凝縮水１４の生成量と、洗浄水９の量を調整することができ、調整液１６の液面レベルに応じて、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９の流量を調整して、調整液タンク５２に適切な量の第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９を供給することができる。このため、調整液タンク５２に、適切な量の調整液１６を貯留しておくことができ、リッチ液４の液面レベルが低下した際には、調整液１６を吸収塔２０に迅速に供給することができる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、制御部５６は、第１冷却媒体制御弁４２の開度と、第２冷却媒体制御弁４７の開度と、洗浄用冷却媒体制御弁２６の開度を調整する。このことにより、第１冷却器４０に供給される第１冷却媒体１３の流量を調整して第１冷却器４０の出口温度を調整することができる。同様に、第２冷却器４５に供給される第２冷却媒体１５の流量を調整して第２冷却器４５の出口温度を調整することができ、洗浄用冷却器２５に供給される洗浄用冷却媒体１０の流量を調整して洗浄用冷却器２５の出口温度を調整することができる。
【００５５】
なお、上述した本実施の形態においては、第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９が調整液タンク５２に回収されて、制御部５６は、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルに基づいて、第１冷却器４０の出口温度と、第２冷却器４５の出口温度と、洗浄用冷却器２５の出口温度と、を調整す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凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９が調整液タンク５２に回収されるが、制御部５６は、第１冷却器４０の出口温度、第２冷却器４５の出口温度および洗浄用冷却器２５の出口温度のうちの少なくとも一つを調整すればよい。この場合においても、調整液タンク５２内に、適切な量の調整液１６を貯留することができる。
【００５６】
また、上述した本実施の形態においては、調整液タンク５２に、第１気液分離器４１から供給された第１凝縮水１２、第２気液分離器４６から供給された第２凝縮水１４、および水洗部２１から排出された洗浄水９が、調整液１６として回収され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、調整液タンク５２には、第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９のうちの少なくとも一つが回収されるようにすればよい。この場合においても、調整液タンク５２に調整液１６を貯留することができる。更に言えば、第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９のうちの二つが調整液タンク５２に回収されてもよく、この場合には、調整液タンク５２に回収される水のうちの一方の水に対応する冷却器の出口温度を調整するようにしてもよい。すなわち、制御部５６は、第１凝縮水１２が調整液タンク５２に回収される場合における第１冷却器４０の出口温度、第２凝縮水１４が調整液タンク５２に回収される場合における第２冷却器４５の出口温度、および洗浄水９が調整液タンク５２に回収される場合における洗浄用冷却器２５の出口温度のうちの少なくとも一つを調整すればよい。
【００５７】
また、上述した本実施の形態においては、調整液１６が調整液タンク５２から吸収塔２０の二酸化炭素回収部２０ａの下方の領域に供給され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、調整液１６は、二酸化炭素回収部２０ａと水洗部２１の洗浄水貯留部２１ｂとの間の領域に供給されるようにしてもよい。この場合、例えば、リーン液用冷却器３５から排出されて吸収塔２０に供給される前のリーン液５に合流させて吸収塔２０に供給するようにしてもよい。更には、調整液１６は、再生塔３０に供給するようにしてもよい。この場合、調整液１６は、再生塔３０の下部（再生塔３０の吸収液再生部３０ａの下方の領域）に供給されるようにしてもよく、あるいは、再生塔３０の上部（吸収液再生部３０ａの上方の領域）に供給されるようにしてもよい。
【００５８】
（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装置および二酸化炭素回収方法について説明する。
【００５９】
図２に示す第２の実施の形態においては、制御部が、第１気液分離器内の圧力および第２気液分離器内の圧力を調整する点が主に異なり、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。
【００６０】
図２に示すように、調整液タンク５２には、第１気液分離器４１から供給された第１凝縮水１２および第２気液分離器４６から供給された第２凝縮水１４が調整液１６として回収されて貯留されている。
【００６１】
本実施の形態による二酸化炭素回収装置１は、第１気液分離器４１から圧縮機４４に供給される二酸化炭素含有ガス７の流量を調整する第１圧力制御弁６０と、第２気液分離器４６から排出される二酸化炭素ガス８の流量を調整する第２圧力制御弁６１と、を更に備えている。このうち第１圧力制御弁６０は、第１気液分離器４１と圧縮機４４との間に設けられ、第２圧力制御弁６１は、第２気液分離器４６の下流側に設けられている。
【００６２】
第１気液分離器４１と第１圧力制御弁６０との間には、第１圧力計測器６２が設けられており、第１気液分離器４１内の圧力が計測される。第１圧力計測器６２によって計測された圧力情報は、制御部５６に伝達され、当該制御部５６は、第１圧力計測器６２によって計測された圧力が所望の圧力となるように、第１圧力制御弁６０の開度を調整する。
【００６３】
第２気液分離器４６と第２圧力制御弁６１との間には、第２圧力計測器６３が設けられており、第２気液分離器４６内の圧力が計測される。第２圧力計測器６３によって計測された圧力情報は、制御部５６に伝達され、当該制御部５６は、第２圧力計測器６３によって計測された圧力が所望の圧力となるように、第２圧力制御弁６１の開度を調整する。
【００６４】
本実施の形態による制御部５６は、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルに基づいて、第１気液分離器４１内の圧力と、第２気液分離器４６内の圧力と、を調整する。第１気液分離器４１内の圧力の調整は、第１圧力制御弁６０の開度を調整することによって行われる。同様にして、第２気液分離器４６内の圧力の調整は、第２圧力制御弁６１の開度を調整することによって行われる。
【００６５】
調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが所定の基準レベルより低くなった場合には、制御部５６は、第１圧力計測器６２の設定圧力を所定の基準圧力（標準圧力）より高くし、第１圧力計測器６２により計測される第１気液分離器４１内の圧力が当該設定圧力となるように、第１圧力制御弁６０の開度を小さくする。このことにより、第１気液分離器４１から圧縮機４４に供給される二酸化炭素含有ガス７の流量が減少して、第１気液分離器４１内の二酸化炭素含有ガス７の圧力が高くなる。このため、飽和温度が上がり、第１気液分離器４１内において分離される第１凝縮水１２の量を増大させて、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２の流量を増大させることができる。
【００６６】
同様にして、制御部５６は、第２圧力計測器６３の設定圧力を所定の基準圧力より高くし、第２圧力計測器６３により計測される第２気液分離器４６内の圧力が当該設定圧力となるように、第２圧力制御弁６１の開度を小さくする。このことにより、第２気液分離器４６から排出される二酸化炭素ガス８の流量が減少して、第２気液分離器４６内の二酸化炭素ガス８の圧力が高くなる。このため、第２気液分離器４６内において分離される第２凝縮水１４の量を増大させることができ、調整液タンク５２に供給される第２凝縮水１４の流量を増大させることができる。
【００６７】
一方、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが所定の基準レベルより高くなった場合には、制御部５６は、第２圧力計測器６３の設定圧力を所定の基準圧力より低くし、第１圧力計測器６２により計測される第１気液分離器４１内の圧力が当該設定圧力となるように、第１圧力制御弁６０の開度を大きくする。このことにより、第１気液分離器４１から圧縮機４４に供給される二酸化炭素含有ガス７の流量が増大して、第１気液分離器４１内の二酸化炭素含有ガス７の圧力が低くなる。このため、飽和温度が下がり、第１気液分離器４１内において分離される第１凝縮水１２の量を減少させることができ、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２の流量を減少させることができる。第２圧力制御弁６１についても同様に調整されて、第２凝縮水１４の流量を減少させることができる。
【００６８】
このようにして、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが変動した場合においても、調整液１６の液面レベルに応じて、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２および第２凝縮水１４の流量が調整されて、調整液タンク５２に適切な量の調整液１６を貯留することができる。すなわち、調整液１６の液面レベルが変動した場合であっても、調整液１６の液面レベルを基準レベルに戻すことができ、吸収塔の水分比率を調整するための適切な量の調整液１６を調整液タンク５２に貯留しておくことができる。
【００６９】
このように本実施の形態によれば、制御部５６は、タンク液面計測器５３により計測された調整液１６の液面レベルに基づいて、第１気液分離器４１内の圧力および第２気液分離器４６内の圧力を調整する。このことにより、分離される第１凝縮水１２の量と、分離される第２凝縮水１４の量を調整することができ、調整液１６の液面レベルに応じて、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２および第２凝縮水１４の流量を調整して、調整液タンク５２に適切な量の第１凝縮水１２および第２凝縮水１４を供給することができる。このため、調整液タンク５２に、適切な量の調整液１６を貯留しておくことができる。また、リッチ液４の液面レベルが低下した際には、調整液１６を吸収塔２０に迅速に供給することができ、吸収液の水分比率の変動を迅速に抑制することができる。
【００７０】
また、本実施の形態によれば、制御部５６は、第１圧力制御弁６０の開度と、第２圧力制御弁６１の開度を調整する。このことにより、第１気液分離器４１から圧縮機４４に供給される二酸化炭素含有ガス７の流量を調整して、第１気液分離器４１内の二酸化炭素含有ガス７の圧力を調整することができる。同様に、第２気液分離器４６から排出される二酸化炭素ガス８の流量を調整して、第２気液分離器４６内の二酸化炭素ガス８の圧力を調整することができる。
【００７１】
なお、上述した本実施の形態においては、第１凝縮水１２および第２凝縮水１４が調整液タンク５２に回収されて、制御部５６は、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルに基づいて、第１気液分離器４１内の圧力と、第２気液分離器４６内の圧力とを調整す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凝縮水１２および第２凝縮水１４が調整液タンク５２に回収されるが、制御部５６は、第１気液分離器４１内の圧力および第２気液分離器４６内の圧力のうちの少なくとも一つを調整すればよい。この場合においても、調整液タンク５２内に、適切な量の調整液１６を貯留することができる。
【００７２】
また、上述した本実施の形態においては、調整液タンク５２に、第１気液分離器４１から供給された第１凝縮水１２および第２気液分離器４６から供給された第２凝縮水１４が調整液１６として回収され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、調整液タンク５２には、第１凝縮水１２および第２凝縮水１４のうちの少なくとも一つが回収されるようにすればよい。この場合においても、調整液タンク５２に調整液１６を貯留することができる。更に言えば、制御部５６は、第１凝縮水１２が調整液タンク５２に回収される場合における第１気液分離器４１内の圧力、および第２凝縮水１４が調整液タンク５２に回収される場合における第２気液分離器４６内の圧力のうちの少なくとも一つを調整すればよい。
【００７３】
（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装置および二酸化炭素回収方法について説明する。
【００７４】
図３に示す第３の実施の形態においては、調整液タンクに回収される調整液の流量と吸収塔に供給される調整液の流量とに基づいて、第１冷却器の出口温度、第２冷却器の出口温度および洗浄用冷却器の出口温度を調整する点が主に異なり、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３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。
【００７５】
図３に示すように、本実施の形態による二酸化炭素回収装置１は、調整液タンク５２に回収される調整液１６の流量を計測する回収流量計測部７０と、調整液タンク５２から吸収塔に供給される調整液１６の流量を計測する供給流量計測器７４（供給流量計測部）と、を更に備えている。なお、本実施の形態においては、調整液タンク５２には、タンク液面計測器５３は設けられていない。
【００７６】
回収流量計測部７０は、洗浄水９の流量を計測する洗浄水流量計測器７１と、第１凝縮水１２の流量を計測する第１凝縮水流量計測器７２と、第２凝縮水１４の流量を計測する第２凝縮水流量計測器７３と、を有している。このうち洗浄水流量計測器７１は、分岐ライン２８に設けられている。洗浄水流量計測器７１によって計測された洗浄水流量情報は制御部５６に伝達される。同様に、第１凝縮水流量計測器７２によって計測された第１凝縮水流量情報と、第２凝縮水流量計測器７３によって計測された第２凝縮水流量情報も制御部５６に伝達される。
【００７７】
供給流量計測器７４は、図３に示す形態においては調整液制御弁５５と吸収塔２０との間に設けられている。しかしながら、このことに限られることはなく、供給流量計測器７４は、調整液タンク５２と調整液制御弁５５との間に設けられていてもよい。
【００７８】
本実施の形態による制御部５６は、第１凝縮水流量計測器７２、第２凝縮水流量計測器７３および洗浄水流量計測器７１により計測された、調整液タンク５２に回収される調整液１６の流量と、供給流量計測器７４により計測された、吸収塔２０に供給される調整液１６の流量とに基づいて、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２の流量と、調整液タンク５２に供給される第２凝縮水１４の流量と、調整液タンク５２に供給される洗浄水９の流量と、を調整するようになっている。より具体的には、制御部５６は、調整液タンク５２に回収される調整液１６の流量と、吸収塔２０に供給される調整液１６の流量とが等しくなるように、第１冷却器４０の出口温度と、第２冷却器４５の出口温度と、洗浄用冷却器２５の出口温度と、を調整する。第１冷却器４０の出口温度の調整は、第１の実施の形態と同様にして、第１冷却媒体制御弁４２の開度を調整することによって行われる。同様にして、第２冷却器４５の出口温度の調整は、第２冷却媒体制御弁４７の開度を調整することによって行われ、洗浄用冷却器２５の出口温度は、洗浄用冷却媒体制御弁２６の開度を調整することによって行われる。
【００７９】
調整液タンク５２に回収される調整液１６の流量が、吸収塔２０に供給される調整液１６の流量より少なくなった場合には、制御部５６は、第１冷却媒体制御弁４２の開度を大きくし、第１冷却器４０の出口温度を低下させる。このことにより、第１凝縮水１２の生成量を増大させ、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２の流量を増大させることができる。
【００８０】
同様にして、制御部５６は、第２冷却媒体制御弁４７の開度を大きくし、第２冷却器４５の出口温度を低下させる。このことにより、第２凝縮水１４の生成量を増大させ、調整液タンク５２に供給される第２凝縮水１４の流量を増大させることができる。
【００８１】
さらに、制御部５６は、洗浄用冷却媒体制御弁２６の開度を大きくし、洗浄用冷却器２５の出口温度を低下させる。このことにより、洗浄水９の量を増大させ、調整液タンク５２に供給される洗浄水９の流量を増大させることができる。
【００８２】
一方、調整液タンク５２に回収される調整液１６の流量が、吸収塔２０に供給される調整液１６の流量より多くなった場合には、制御部５６は、第１冷却媒体制御弁４２の開度を小さくし、第１冷却器４０の出口温度を上昇させる。このことにより、第１凝縮水１２の生成量を減少させ、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２の流量を減少させることができる。第２冷却媒体制御弁４７および洗浄用冷却媒体制御弁２６についても同様に調整されて、第２凝縮水１４の流量および洗浄水９の流量をそれぞれ減少させることができる。
【００８３】
このようにして、調整液タンク５２に回収される調整液１６の流量が、吸収塔２０に供給される調整液１６の流量と異なる場合においても、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９の流量が調整されて、調整液タンク５２に適切な量の調整液１６を貯留することができる。このため、吸収液の水分比率を調整するための適切な量の調整液１６を調整液タンク５２に貯留しておくことができる。
【００８４】
このように本実施の形態によれば、制御部５６は、調整液タンク５２に回収される調整液１６の流量と、吸収塔２０に供給される調整液１６の流量とに基づいて、第１冷却器４０の出口温度と、第２冷却器４５の出口温度と、洗浄用冷却器２５の出口温度とを調整する。このことにより、第１凝縮水１２の生成量と、第２凝縮水１４の生成量と、洗浄水９の量を調整することができ、調整液タンク５２に回収される調整液１６の流量と吸収塔２０に供給される調整液１６の流量に応じて、調整液タンク５２に供給される第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９の流量を調整して、調整液タンク５２に適切な量の第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９を供給することができる。このため、調整液タンク５２に、適切な量の調整液１６を貯留しておくことができる。また、リッチ液４の液面レベルが低下した際には、調整液１６を吸収塔２０に迅速に供給することができ、吸収液の水分比率の変動を迅速に抑制することができる。
【００８５】
なお、上述した本実施の形態においては、第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９が調整液タンク５２に回収されて、制御部５６は、調整液タンク５２に回収される調整液１６の流量と、吸収塔２０に供給される調整液１６の流量とに基づいて、第１冷却器４０の出口温度と、第２冷却器４５の出口温度と、洗浄用冷却器２５の出口温度と、を調整す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凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９が調整液タンク５２に回収されるが、制御部５６は、第１冷却器４０の出口温度、第２冷却器４５の出口温度および洗浄用冷却器２５の出口温度のうちの少なくとも一つを調整すればよい。この場合においても、調整液タンク５２内に、適切な量の調整液１６を貯留することができる。
【００８６】
また、上述した本実施の形態においては、調整液タンク５２に、第１気液分離器から供給された第１凝縮水１２、第２気液分離器４６から供給された第２凝縮水１４、および水洗部２１の洗浄水９が調整液１６として回収され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、調整液タンク５２には、第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９のうちの少なくとも一つが回収されるようにすればよい。この場合においても、調整液タンク５２に調整液１６を貯留することができる。更に言えば、第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９のうちの二つが調整液タンク５２に回収されてもよく、この場合には、調整液タンク５２に回収される水のうちの一方の水に対応する冷却器の出口温度を調整するようにしてもよい。すなわち、制御部５６は、第１凝縮水１２が調整液タンク５２に回収される場合における第１冷却器４０の出口温度、第２凝縮水１４が調整液タンク５２に回収される場合における第２冷却器４５の出口温度、および洗浄水９が調整液タンク５２に回収される場合における洗浄用冷却器２５の出口温度のうちの少なくとも一つを調整すればよい。
【００８７】
（第４の実施の形態）
次に、図４を用いて、本発明の第４の実施の形態における二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法について説明する。
【００８８】
図４に示す第４の実施の形態においては、調整液タンクに補給水を供給する補給水供給ラインと、調整液タンクから調整液を排出する調整液排出ラインが設けら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４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。
【００８９】
図４に示すように、本実施の形態による二酸化炭素回収装置１は、調整液タンク５２に補給水８５（調整液タンク５２に補給するための水）を供給する補給水供給ライン８０と、調整液タンク５２から調整液１６を系外（二酸化炭素回収装置１の外部）排出する調整液排出ライン８１と、を備えている。このうち補給水供給ライン８０は、例えば、二酸化炭素回収装置１が設置されるプラント内に設けられる補給水供給源（図示せず）に連結されるようにすることが好適である。補給水供給源の補給水８５が加圧されている場合には、その圧力によって補給水８５を調整液タンク５２に供給することができ、補給水８５が加圧されていない場合には、補給水供給ライン８０にポンプ（図示せず）を設けることが好適である。なお、図４に示す形態においては、第１冷却媒体制御弁４２、第２冷却媒体制御弁４７および洗浄用冷却媒体制御弁２６は設けられておらず、第１温度計測器４３、第２温度計測器４８、および洗浄用温度計測器２７は設けられていない。
【００９０】
補給水供給ライン８０には、調整液タンク５２に供給される補給水８５の流量を調整する補給水制御弁８２が設けられている。
【００９１】
制御部８３は、タンク液面計測器５３により計測された調整液１６の液面レベルに基づいて、補給水制御弁８２の開度を調整する。より具体的には、二酸化炭素回収装置１の運転中、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが所定の基準レベルより低くなった場合、制御部８３は、補給水制御弁８２の開度を大きくする。このことにより、補給水供給ライン８０から調整液タンク５２に供給される補給水８５の流量を増大させることができる。一方、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが所定の基準レベルより高くなった場合、制御部８３は、補給水制御弁８２の開度を小さくする。このことにより、補給水供給ライン８０から調整液タンク５２に供給される補給水８５の流量を減少させることができる。この場合、補給水制御弁８２は閉じてもよい。
【００９２】
このようにして、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが変動した場合においても、調整液１６の液面レベルに応じて、調整液タンク５２に供給される補給水８５の流量が調整されて、調整液タンク５２に適切な量の調整液１６を貯留することができる。すなわち、調整液１６の液面レベルが変動した場合であっても、調整液１６の液面レベルを基準レベルに戻すことができ、吸収液の水分比率を調整するための適切な量の調整液１６を調整液タンク５２に貯留しておくことができる。
【００９３】
一方、調整液排出ライン８１には、調整液タンク５２から排出される調整液１６の流量を調整する調整液排出制御弁８４が設けられている。
【００９４】
制御部８３は、タンク液面計測器５３により計測された調整液１６の液面レベルに基づいて、調整液排出制御弁８４の開度を調整する。より具体的には、二酸化炭素回収装置１の運転中、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが所定の基準レベルより高くなった場合、制御部８３は、調整液排出制御弁８４の開度を大きくする。このことにより、調整液タンク５２から排出される調整液１６の流量を増大させることができる。一方、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが所定の基準レベルより低くなった場合、制御部８３は、調整液排出制御弁８４の開度を小さくする。このことにより、調整液タンク５２から排出される調整液１６の流量を減少させることができる。この場合、調整液排出制御弁８４は閉じてもよい。
【００９５】
このようにして、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが変動した場合においても、調整液１６の液面レベルに応じて、調整液タンク５２から排出される調整液１６の流量が調整されて、調整液タンク５２に適切な量の調整液１６を貯留することができる。すなわち、調整液１６の液面レベルが変動した場合であっても、調整液１６の液面レベルを基準レベルに戻すことができ、吸収液の水分比率を調整するための適切な量の調整液１６を調整液タンク５２に貯留しておくことができる。
【００９６】
このように本実施の形態によれば、タンク液面計測器５３により計測された調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルに基づいて、調整液タンク５２に供給される補給水８５の流量が調整される。このことにより、調整液１６の液面レベルに応じて、調整液タンク５２に供給される補給水８５の流量が調整されて、調整液タンク５２に適切な量の調整液１６を供給することができる。このため、調整液タンク５２に、適切な量の調整液１６を貯留しておくことができる。また、リッチ液４の液面レベルが低下した際には、調整液１６を吸収塔２０に迅速に供給することができ、吸収液の水分比率の変動を迅速に抑制することができる。
【００９７】
また、本実施の形態によれば、タンク液面計測器５３により計測された調整液タンク５３内の調整液１６の液面レベルに基づいて、調整液タンク５２から排出される調整液１６の流量が調整される。このことにより、調整液１６の液面レベルに応じて、調整液タンク５２から排出される調整液１６の流量が調整されて、調整液タンク５２から適切な量の調整液１６を排出することができる。このため、調整液タンク５２に、適切な量の調整液１６を貯留しておくことができる。
【００９８】
なお、上述した本実施の形態においては、二酸化炭素回収装置１が、補給水供給ライン８０と調整液排出ライン８１と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、補給水供給ライン８０および調整液排出ライン８１のいずれか一方は設けられていなくてもよい。
【００９９】
また、上述した本実施の形態においては、調整液タンク５２が、第１気液分離器４１から排出された第１凝縮水１２、第２気液分離器４６から排出された第２凝縮水１４、および水洗部２１から排出された洗浄水９を調整液１６として回収す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、調整液タンク５２には、第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９のうちの少なくとも一つが回収されるようにしてもよい。更には、調整液タンク５２には、第１凝縮水１２、第２凝縮水１４および洗浄水９のいずれもが回収されなくてもよい。この場合においても、調整液タンク５２に補給水８５を供給して、補給水８５を調整液１６として適切な量で貯留しておくことができる。また、リッチ液４の液面レベルが低下した際には、調整液１６を吸収塔２０に迅速に供給することができ、吸収液の水分比率の変動を迅速に抑制することができる。
【０１００】
また、上述した本実施の形態においては、第１冷却媒体制御弁４２、第２冷却媒体制御弁４７、洗浄用冷却媒体制御弁２６、第１温度計測器４３、第２温度計測器４８、および洗浄用温度計測器２７が設けられていない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、図５に示すように、第１の実施の形態と同様にして、第１冷却媒体制御弁４２、第２冷却媒体制御弁４７、洗浄用冷却媒体制御弁２６、第１温度計測器４３、第２温度計測器４８、および洗浄用温度計測器２７が設けられていてもよい。この場合においても、調整液タンク５２に、適切な量の調整液１６を貯留しておくことができる。なお、図５においては、第１冷却媒体制御弁４２の開度、第２冷却媒体制御弁４７の開度および洗浄用冷却媒体制御弁２６の開度を制御する制御部５６と、補給水制御弁８２の開度および調整液排出制御弁８４の開度を制御する制御部８３とが、別体に示されているが、これに限られることはなく、これらの制御部５６、８３は一体に構成されていてもよい。
【０１０１】
（第５の実施の形態）
次に、図６を用いて、本発明の第５の実施の形態における二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法について説明する。
【０１０２】
図６に示す第５の実施の形態においては、二酸化炭素回収装置から排出される吸収液成分の排出量を算出し、算出された吸収液成分の排出量に基づいて、吸収塔に供給される補給液の流量を調整する点が主に異なり、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６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。
【０１０３】
図６に示すように、本実施の形態による二酸化炭素回収装置１においては、第４の実施の形態と同様にして、補給水供給ライン８０、補給水制御弁８２、調整液排出ライン８１、および調整液排出制御弁８４が設けられている。
【０１０４】
また、本実施の形態による二酸化炭素回収装置１は、排ガス計測部９０と、二酸化炭素ガス計測部９１と、調整液計測部９２と、を更に備えている。
【０１０５】
排ガス計測部９０は、水洗部２１から排出される脱二酸化炭素排ガス３の流量および当該脱二酸化炭素排ガス３に含有される吸収液の濃度を計測する。排ガス計測部９０によって計測された流量情報および濃度情報は、後述する制御部９７に伝達される。なお、排ガス計測部９０は、流量計測器と濃度計測器とが一体に構成されていてもよく、あるいは別体に構成されていてもよい。
【０１０６】
二酸化炭素ガス計測部９１は、第２気液分離器４６から排出される二酸化炭素ガス８の流量および当該二酸化炭素ガス８に含有される吸収液の濃度を計測する。二酸化炭素ガス計測部９１によって計測された流量情報および濃度情報は、制御部９７に伝達される。なお、二酸化炭素ガス計測部９１は、流量計測器と濃度計測器とが一体に構成されていてもよく、あるいは別体に構成されていてもよい。
【０１０７】
調整液計測部９２は、調整液排出ライン８１から排出される調整液１６の流量および当該調整液１６に含有される吸収液の濃度を計測する。調整液計測部９２によって計測された流量情報および濃度情報は、制御部９７に伝達される。なお、調整液計測部９２は、流量計測器と濃度計測器とが一体に構成されていてもよく、あるいは別体に構成されていてもよい。
【０１０８】
図６に示すように、吸収塔２０に、吸収液成分を少なくとも含む補給液９８を貯留する補給液タンク９３が連結されている。補給液９８としては、所望の濃度を有する新しい吸収液とすることができ、例えば、吸収塔２０と再生塔３０とを循環している吸収液の基準濃度（標準濃度）としてもよく、あるいは、吸収液の濃度より高い濃度（１００％濃度を含む）としてもよい。
【０１０９】
補給液タンク９３と吸収塔２０との間には、補給液タンク９３から吸収塔２０に補給液９８を供給する補給液ポンプ９４（補給液供給駆動部）が設けられている。この補給液ポンプ９４によって、補給タンクに貯留された補給液９８は、吸収塔２０の下部（より具体的には二酸化炭素回収部２０ａの下方の領域）に供給されるようになっている。補給液ポンプ９４の下流側（吸収塔２０の側）には、補給液制御弁９５が設けられている。補給液制御弁９５は、補給液タンク９３から補給液ポンプ９４によって吸収塔２０に供給される補給液９８の流量を調整する。また、補給液制御弁９５の下流側には、補給液流量計測器９６が設けられており、補給液タンク９３から吸収塔２０に供給される補給液９８の流量が計測される。補給液流量計測器９６によって計測された補給液流量情報は、制御部９７に伝達され、制御部９７によって、補給液制御弁９５により調整された補給液９８の流量に応じて吸収塔２０に補給液９８が供給されているか否かが確認される。
【０１１０】
本実施の形態による制御部９７は、排ガス計測部９０の計測値（脱二酸化炭素排ガス３の流量および吸収液の濃度）と、二酸化炭素ガス計測部９１の計測値（二酸化炭素ガス８の流量および吸収液の濃度）と、調整液計測部９２の計測値（調整液１６の流量および吸収液の濃度）とに基づいて、二酸化炭素回収装置１から排出される吸収液成分の排出量を算出し、算出された吸収液成分の排出量に基づいて、補給液制御弁９５の開度を調整する。すなわち、排ガス計測部９０により計測された脱二酸化炭素排ガス３の流量と、当該脱二酸化炭素排ガス３に含有される吸収液の濃度とを乗じることにより、脱二酸化炭素排ガス３に同伴して吸収塔２０から排出される吸収液成分の排出量を算出することができる。同様にして、二酸化炭素ガス計測部９１により計測された二酸化炭素ガス８の流量と、当該二酸化炭素ガス８に含有される吸収液の濃度とを乗じることにより、二酸化炭素ガス８に同伴して第２気液分離器４６から排出される吸収液成分の排出量を算出することができる。調整液計測部９２により計測された調整液１６の流量と、当該調整液１６に含有される吸収液の濃度とを乗じることにより、調整液１６に同伴して調整液タンク５２から排出される吸収液成分の排出量を算出することができる。
【０１１１】
そして、脱二酸化炭素排ガス３に同伴して排出される吸収液成分の排出量と、二酸化炭素ガス８に同伴して排出される吸収液成分の排出量と、調整液１６に同伴して調整液タンク５２から排出される吸収液成分の排出量とを合計して、二酸化炭素回収装置１から排出される吸収液成分の排出量を算出することができる。算出された吸収液成分の排出量と、補給液タンク９３に貯留されている補給液９８の濃度とにより、補給液タンク９３から吸収塔２０に供給される補給液９８の流量が算出される。算出された補給液９８の流量に応じて、補給液制御弁９５の開度が調整される。
【０１１２】
なお、図６においては、第１冷却媒体制御弁４２の開度、第２冷却媒体制御弁４７の開度および洗浄用冷却媒体制御弁２６の開度を制御する制御部５６と、補給水制御弁８２の開度および調整液排出制御弁８４の開度を制御する制御部８３と、補給液制御弁９５の開度を制御する制御部９７とが、別体に示されているが、これに限られることはなく、これらの制御部５６、８３、９７は一体に構成されていてもよい。
【０１１３】
このように本実施の形態によれば、排ガス計測部９０の計測値と、二酸化炭素ガス計測部９１の計測値と、調整液計測部９２の計測値とに基づいて、二酸化炭素回収装置１から排出される吸収液成分の排出量が算出され、算出された吸収液成分の排出量に基づいて、補給液タンク９３から吸収塔２０に供給される補給液９８の流量が調整される。このことにより、二酸化炭素回収装置１から排出される吸収液成分を補給することができ、吸収液の濃度の低下を抑制することができる。また、吸収塔２０に供給される補給液９８は、補給液タンク９３に貯留されているため、吸収液の濃度が低下した際には、補給液９８を吸収塔２０に迅速に供給することができる。このため、吸収液の濃度の低下をより一層迅速に抑制することができ、吸収性能の低下を抑制して、二酸化炭素の回収率の低下を抑制することができる。
【０１１４】
なお、上述した本実施の形態においては、制御部９７が、排ガス計測部９０により計測された脱二酸化炭素排ガス３の流量および吸収液の濃度に基づいて、脱二酸化炭素排ガス３に同伴して排出される吸収液成分の排出量を算出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、脱二酸化炭素排ガス３の流量と、当該脱二酸化炭素排ガス３に含有される吸収液の濃度との間に普遍的な関係が見出されている場合には、流量と濃度のうちのいずれか一方と当該普遍的な関係とを用いて、排出される吸収液成分の排出量を算出してもよい。この場合には、排ガス計測部９０は、算出に必要となる流量または濃度を計測できればよい。二酸化炭素ガス８、調整液１６についても同様である。
【０１１５】
また、上述した本実施の形態においては、補給液９８が、補給液タンク９３から吸収塔２０の二酸化炭素回収部２０ａの下方の領域に供給され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、補給液９８は、二酸化炭素回収部２０ａと水洗部２１の洗浄水貯留部２１ｂとの間の領域に供給されるようにしてもよい。この場合、例えば、リーン液用冷却器３５から排出されて吸収塔２０に供給される前のリーン液５に合流させて吸収塔２０に供給するようにしてもよい。更には、補給液９８は、再生塔３０に供給するようにしてもよい。この場合、補給液９８は、再生塔３０の下部（再生塔３０の吸収液再生部３０ａの下方の領域）に供給されるようにしてもよく、あるいは、再生塔３０の上部（吸収液再生部３０ａの上方の領域）に供給されるようにしてもよい。
【０１１６】
（第６の実施の形態）
次に、図７を用いて、本発明の第６の実施の形態における二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法について説明する。
【０１１７】
図７に示す第６の実施の形態においては、調整液排出ラインに、排出される調整液から吸収液成分を分離する廃液処理設備が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図６に示す第５の実施の形態と略同一である。なお、図７において、図６に示す第５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。
【０１１８】
図７に示すように、調整液排出ライン８１のうち調整液排出制御弁８４の下流側に、排出される調整液１６から吸収液成分を分離する廃液処理設備１００（成分分離装置）が設けられている。廃液処理設備１００における処理方法としては、特に限られることはないが、例えば活性炭などの吸着材方式や、電気透析方式、イオン交換樹脂方式、蒸留方式などを用いて、調整液１６から吸収液成分を分離することができる。分離された吸収液成分は、廃液処理設備１００から調整液排出ライン８１の外部に排出される。
【０１１９】
調整液排出ライン８１のうち廃液処理設備１００の下流側に用水タンク１０１が設けられている。用水タンク１０１には、廃液処理設備１００から排出された調整液１６が供給されて貯留される。
【０１２０】
用水タンク１０１の下流側に用水ポンプ１０２が設けられており、調整液排出ライン８１は、二酸化炭素回収装置１が設置されたプラントの諸設備に連結されている。このことにより、用水タンク１０１に貯留されている調整液１６が、諸設備に供給されるようになっている。
【０１２１】
また、本実施の形態では、調整液排出ライン８１は、補給水供給ライン８０にも連結されている。このことにより、用水タンク１０１に貯留されている調整液１６は、補給水供給ライン８０にも供給される。
【０１２２】
例えば、二酸化炭素回収装置１の運転中、調整液タンク５２内の調整液１６の液面レベルが所定の基準レベルより高くなった場合、制御部８３は、調整液排出制御弁８４の開度を大きくする。このことにより、調整液タンク５２から調整液排出ライン８１に排出される調整液１６の流量が増大される。排出された調整液１６は、廃液処理設備１００に供給され、調整液１６から吸収液成分が分離される。吸収液成分が分離された調整液１６は用水タンク１０１に貯留され、その後、補給水供給ライン８０に供給される。補給水供給ライン８０に供給された調整液１６は、補給水制御弁８２の開度に応じて、補給水８５として調整液タンク５２に供給される。
【０１２３】
このように本実施の形態によれば、調整液タンク５２から調整液排出ライン８１に排出された調整液１６から吸収液成分が分離されて補給水供給ライン８０に供給される。このことにより、調整液１６に含有される吸収液成分を分離した調整液１６を調整液タンク５２に供給して再利用することができる。また、調整液１６に含有される吸収液成分を分離することができるため、調整液１６内に劣化した吸収液成分が増えてきたと推測されるときには、調整液排出制御弁８４を開くことによって、調整液１６から劣化した吸収液成分を取り除くことができる。このため、吸収性能の低下を抑制し、二酸化炭素の回収率の低下を抑制することができる。
【０１２４】
以上述べた実施の形態によれば、吸収液の水分比率の変動を迅速に抑制し、二酸化炭素の回収率の低下を抑制することができる。
【０１２５】
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】
【０１２６】
１      二酸化炭素回収装置
２      排ガス
３      脱二酸化炭素排ガス
４      リッチ液
５      リーン液
７      二酸化炭素含有ガス
８      二酸化炭素ガス
９      洗浄水
１０    洗浄用冷却媒体
１２    第１凝縮水
１３    第１冷却媒体
１４    第２凝縮水
１５    第２冷却媒体
１６    調整液
２０    吸収塔
２１    水洗部
２５    洗浄用冷却器
２６    洗浄用冷却媒体制御弁
３０    再生塔
４０    第１冷却器
４１    第１気液分離器
４２    第１冷却媒体制御弁
４４    圧縮機
４５    第２冷却器
４６    第２気液分離器
４７    第２冷却媒体制御弁
５０    吸収塔液面計測器
５２    調整液タンク
５３    タンク液面計測器
５５    調整液制御弁
５６    制御部
６０    第１圧力制御弁
６１    第２圧力制御弁
７０    回収流量計測部
７４    供給流量計測器
８０    補給水供給ライン
８１    調整液排出ライン
８２    補給水制御弁
８３    制御部
８４    調整液排出制御弁
８５    補給水
９０    排ガス計測部
９１    二酸化炭素ガス計測部
９２    調整液計測部
９３    補給液タンク
９５    補給液制御弁
９７    制御部
９８    補給液
１００  廃液処理設備
【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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