(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理ガス中の酸性ガスを除去して前記被処理ガスを精製するガス精製方法において；
前記酸性ガスを吸収する塩基性の処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収装置と、前記酸性ガスを吸収した前記処理液を再生する再生装置との間で、前記処理液を循環する循環工程と；
前記被処理ガスを前記吸収装置に供給して、前記処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収工程と；
前記吸収装置を流れる処理液温度を検出する第１の温度検出工程と；
前記再生装置を流れる処理液温度を検出する第２の温度検出工程と；
前記酸性ガスを吸収された被処理ガス中の酸性ガスの濃度を検出する濃度検出工程と；
前記第１の温度検出工程で検出された第１の温度と前記第２の温度検出工程で検出された第２の温度とに基いて、前記酸性ガスの濃度と前記処理液の循環量との関係を予め求められた関係の中から選択する選択工程と；
前記選択工程で選択された関係と、前記検出された濃度と、前記酸性ガス濃度の所望の設定値とに基いて、処理液循環量を調節する循環量調節工程とを備え；
前記処理液の循環量を調節することにより前記酸性ガス濃度を前記設定値に制御する；
ガス精製方法。
【請求項２】
被処理ガス中の酸性ガスを除去して前記被処理ガスを精製するガス精製方法において；
前記酸性ガスを吸収する塩基性の処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収装置と、前記酸性ガスを吸収した前記処理液を再生する再生装置との間で、前記処理液を循環する循環工程と；
前記被処理ガスを前記吸収装置に供給して、前記処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収工程と；
前記吸収装置を流れる処理液温度を検出する第１の温度検出工程と；
前記再生装置を流れる処理液温度を検出する第２の温度検出工程と；
前記吸収工程を経た被処理ガス中の酸性ガスの濃度を検出する濃度検出工程と； 
前記第１の温度検出工程で検出された第１の温度と前記第２の温度検出工程で検出された第２の温度と、前記酸性ガス濃度の所望の設定値とに基いて、処理液循環量を設定する設定工程と；
前記酸性ガス濃度の前記設定値を、前記設定値と前記濃度検出工程で検出した実測値との偏差により修正し、前記酸性ガス濃度の前記修正した設定値に基づいて前記設定工程で設定した処理液循環量を修正する修正工程と； 
前記処理液の循環量を前記修正工程で修正された量に制御する制御工程とを備え；
前記処理液の循環量を制御することにより前記酸性ガス濃度を前記設定値に制御する；
ガス精製方法。
【請求項３】
酸性ガスを含む被処理ガス中の酸性ガスを除去して被処理ガスを精製するガス精製システムにおいて；
塩基性の処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収装置と；
前記酸性ガスを吸収した前記処理液を再生する再生装置と；
前記吸収装置と前記再生装置との間で前記処理液を循環する循環経路と；
前記吸収装置を流れる処理液温度を検出する第１の温度検出器と；
前記再生装置を流れる処理液温度を検出する第２の温度検出器と；
前記吸収装置で酸性ガスを吸収された後の被処理ガス中の酸性ガスの濃度を検出する濃度検出器と；
前記第１の温度検出器で検出された第１の温度と前記第２の温度検出器で検出された第２の温度とに基いて、前記酸性ガスの濃度と前記処理液の循環量との関係を予め求められた関係の中から選択し、前記選択された関係と前記検出された濃度と前記酸性ガス濃度の所望の設定値とに基いて、処理液循環量を調節する調節器とを備える；
ガス精製システム。
【請求項４】
酸性ガスを含む被処理ガス中の酸性ガスを除去して被処理ガスを精製するガス精製システムにおいて；
塩基性の処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収装置と；
前記酸性ガスを吸収した前記処理液を再生する再生装置と；
前記吸収装置と前記再生装置との間で前記処理液を循環する循環経路と；
前記吸収装置を流れる処理液温度を検出する第１の温度検出器と；
前記再生装置を流れる処理液温度を検出する第２の温度検出器と；
前記吸収装置で酸性ガスを吸収された後の被処理ガス中の酸性ガスの濃度を検出する濃度検出器と；
前記第１の温度検出器で検出された第１の温度と前記第２の温度検出器で検出された第２の温度と前記酸性ガス濃度の所望の設定値とに基いて設定された処理液循環量を、前記酸性ガス濃度の前記所望の設定値と前記濃度検出器で検出された値との偏差により修正した前記酸性ガス濃度の値に基づいて修正し、前記修正された処理液循環量に前記処理液循環量を制御する調節器とを備える；
ガス精製システム。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のガス精製システムと；
前記ガス精製システムで精製されたガスを燃料とし、該燃料と酸化剤との電気化学的反応により発電する燃料電池システムと；
前記燃料電池システムで発生した排熱で前記処理液を加熱する熱交換器とを備える；
発電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス精製方法、ガス精製システム及び発電システムに関し、特に吸収装置と再生装置を使用し、塩基性の処理液を循環使用して消化ガス等の被処理ガスに含まれる炭酸ガス等の酸性ガスを除去するガス精製方法、ガス精製システム及び発電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、炭酸ガス等の酸性ガスを含むガスを精製する方法や装置としては、吸収塔と再生塔を使用し、塩基性吸収液を循環使用して酸性ガスを吸収させるガス精製システムがあった。そのようなシステムでは、精製されたガス中の酸性ガスの吸収量（濃度）を調整する必要がある。
【０００３】
また消化ガス等のガスを精製して燃料ガスを得る燃料電池システムでは、酸性ガスを含んだ原料ガスを用いなければならず、酸性ガスの処理に手間がかかっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来のシステムによれば、酸性ガス濃度の調整のためには、吸収液温度や再生液温度等の変量のうち何を調節すれば、設定濃度に対して応答性ならびに安定性が最も良好か明確でなかった。
【０００５】
そこで本発明は、酸性ガス濃度制御の応答性並びに安定性に優れた、ガス精製方法、ガス精製システム及び発電システムを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明によるガス精製方法は、例えば図１に示されるガス精製システムを用いて実施されるものであり、被処理ガスｃ中の酸性ガスを除去して被処理ガスｃを精製するガス精製方法において；前記酸性ガスを吸収する塩基性の処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収装置１１と、前記酸性ガスを吸収した前記処理液を再生する再生装置２１との間で、処理液を循環する循環工程と；被処理ガスｃを吸収装置１１に供給して、処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収工程と；吸収装置１１を流れる処理液温度を検出する第１の温度検出工程と；再生装置２１を流れる処理液温度を検出する第２の温度検出工程と；前記酸性ガスを吸収された被処理ガス中の酸性ガスの濃度Ｃ１を検出する濃度検出工程と；前記第１の温度検出工程で検出された第１の温度Ｔ１と前記第２の温度検出工程で検出された第２の温度Ｔ２とに基いて、前記酸性ガスの濃度と前記処理液の循環量Ｑとの関係を予め求められた関係の中から選択する選択工程と；前記選択工程で選択された関係と、検出された濃度Ｃ１と、前記酸性ガス濃度の所望の設定値Ｃ０とに基いて、処理液循環量を調節する循環量調節工程とを備え；処理液の循環量Ｑを調節することにより前記酸性ガス濃度を設定値Ｃ０に制御する。
【０００７】
このように構成すると、第１の温度と第２の温度とに基いて、酸性ガスの濃度と処理液の循環量との関係を予め求められた関係の中から選択する選択工程と、選択工程で選択された関係と検出された濃度と酸性ガス濃度の所望の設定値とに基いて、処理液循環量を調節する循環量調節工程とを備え、処理液の循環量を調節することにより酸性ガス濃度を設定値に制御する工程を備えるので、吸収工程を経たガス中の酸性ガス濃度制御の応答性並びに安定性に優れたガス精製方法を提供することができる。
【０００８】
また前記発明に係るガス精製方法では、前記予め求められた関係は、前記酸性ガス濃度の偏差ΔＣと前記処理液循環量の偏差ΔＱとの関係を第１の温度Ｔ１をパラメータとして求められた関係、及び前記酸性ガス濃度の偏差ΔＣと前記処理液の循環量の偏差ΔＱとの関係を第２の温度Ｔ２をパラメータとして求められた関係であるように構成してもよい。
【０００９】
また前記発明に係るガス精製方法では、前記予め求められた関係は、前記酸性ガス濃度の偏差ΔＣと前記処理液循環量の偏差ΔＱとの関係を第１の温度Ｔ１と第２の温度Ｔ２との差ΔＴをパラメータとして求められた関係であるように構成してもよい。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項２に係る発明によるガス精製方法は、例えば図１に示されるガス精製システムを用いて実施されるものであり、被処理ガスｃ中の酸性ガスを除去して被処理ガスｃを精製するガス精製方法において；前記酸性ガスを吸収する塩基性の処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収装置１１と、前記酸性ガスを吸収した処理液を再生する再生装置２１との間で、処理液を循環する循環工程と；被処理ガスｃを吸収装置１１に供給して、処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収工程と；吸収装置１１を流れる処理液温度を検出する第１の温度検出工程と；再生装置２１を流れる処理液温度を検出する第２の温度検出工程と；前記第１の温度検出工程で検出された第１の温度Ｔ１と前記第２の温度検出工程で検出された第２の温度Ｔ２と、前記酸性ガス濃度の所望の設定値Ｃ０とに基いて、処理液循環量Ｑを設定する設定工程と；前記処理液の循環量を前記設定工程で設定された量に制御する制御工程とを備え；前記処理液の循環量Ｑを制御することにより前記酸性ガス濃度Ｃ１を前記設定値に制御する。
【００１１】
さらに、前記吸収工程を経たガス中の前記酸性ガスの濃度を検出する濃度検出工程を備え、前記酸性ガス濃度の前記設定値を、前記設定値と前記濃度検出工程で検出した実測値との偏差（前記所望の設定値と実測値とを比較する工程）により修正し、前記酸性ガス濃度の前記修正した設定値に基づいて前記設定工程で設定した処理液循環量を修正する修正工程をさらに備え、前記制御工程は前記処理液の循環量を前記修正工程で修正された量に制御する。
【００１２】
このように構成すると、処理液循環量Ｑを設定する設定工程と、前記酸性ガス濃度の前記設定値を、前記設定値と前記濃度検出工程で検出した実測値との偏差により修正し、前記酸性ガス濃度の前記修正した設定値に基づいて前記設定工程で設定した処理液循環量を修正する修正工程と、前記処理液の循環量を前記修正工程で修正された量に制御する制御工程とを備え、前記処理液の循環量を制御することにより前記酸性ガス濃度を前記設定値に制御するので、吸収工程を経たガス中の酸性ガス濃度制御の応答性並びに安定性に優れたガス精製方法を提供することができる。
【００１３】
また請求項２に記載のガス精製方法では、前記設定工程は、酸性ガス濃度Ｃ１と処理液循環量Ｑとの関係を第１の温度Ｔ１をパラメータとして予め求められた関係、及び酸性ガス濃度Ｃ１と処理液循環量Ｑとの関係を第２の温度Ｔ２をパラメータとして予め求められた関係とに基いて、処理液循環量Ｑを設定するようにしてもよい。
【００１４】
また請求項２に記載のガス精製方法では、前記設定工程は、酸性ガス濃度Ｃ１と処理液循環量Ｑとの関係を第１の温度Ｔ１と第２の温度Ｔ２との差ΔＴをパラメータとして予め求められた関係に基いて、処理液循環量Ｑを設定するようにしてもよい。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項３に係る発明によるガス精製システムは、例えば図１に示されるように、酸性ガスを含む被処理ガスｃ中の酸性ガスを除去して被処理ガスを精製するガス精製システムにおいて；塩基性の処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収装置１１と；前記酸性ガスを吸収した前記処理液を再生する再生装置２１と；吸収装置１１と再生装置２１との間で前記処理液を循環する循環経路４１、４２と；吸収装置１１を流れる処理液温度Ｔ１を検出する第１の温度検出器３４と；再生装置２１を流れる処理液温度Ｔ２を検出する第２の温度検出器３５と；吸収装置１１で酸性ガスを吸収された後の被処理ガス中の酸性ガスの濃度を検出する濃度検出器３２と；第１の温度検出器３４で検出された第１の温度Ｔ１と第２の温度検出器３５で検出された第２の温度Ｔ２とに基いて、前記酸性ガスの濃度と前記処理液の循環量との関係を予め求められた関係の中から選択し、前記選択された関係と前記検出された濃度Ｃ１と前記酸性ガス濃度の所望の設定値Ｃ０とに基いて、処理液循環量Ｑを調節する調節器３０とを備える。処理液に酸性ガスを吸収させるには、典型的には、該処理液に被処理ガスｃを接触させる。特に向流接触させるとよい。
【００１６】
このように構成すると、第１の温度と第２の温度とに基いて、前記酸性ガスの濃度と前記処理液の循環量との関係を予め求められた関係の中から選択し、前記選択された関係と前記検出された濃度と前記酸性ガス濃度の所望の設定値とに基いて、処理液循環量を調節する調節器を備えるので、吸収装置を経たガス中の酸性ガス濃度制御の応答性並びに安定性に優れたガス精製システムを提供することができる。
【００１７】
また請求項３に記載のガス精製システムでは、前記前記予め求められた関係は、前記酸性ガス濃度の偏差ΔＣと前記処理液の循環量の偏差ΔＱとの関係を第１の温度Ｔ１をパラメータとして求められた関係、及び前記酸性ガス濃度の偏差ΔＣと前記処理液の循環量の偏差ΔＱとの関係を第２の温度Ｔ２をパラメータとして求められた関係であるように構成してもよい。
【００１８】
また請求項３に記載のガス精製システムでは、前記予め求められた関係は、前記酸性ガス濃度の偏差ΔＣと前記処理液の循環量の偏差ΔＱとの関係を第１の温度Ｔ１と第２の温度Ｔ２との差ΔＴをパラメータとして求められた関係であるように構成してもよい。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項４に係る発明によるガス精製システムは、例えば図１に示されるように、酸性ガスを含む被処理ガスｃ中の酸性ガスを除去して被処理ガスｃを精製するガス精製システムにおいて；塩基性の処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収装置１１と；前記酸性ガスを吸収した処理液を再生する再生装置２１と；吸収装置１１と再生装置２１との間で処理液ａ、ｂを循環する循環経路４１、４２と；吸収装置１１を流れる処理液温度Ｔ１を検出する第１の温度検出器３４と；再生装置２１を流れる処理液温度Ｔ２を検出する第２の温度検出器３５と；第１の温度検出器３４で検出された第１の温度Ｔ１と第２の温度検出器３５で検出された第２の温度Ｔ２と前記酸性ガスの濃度Ｃ１の所望の設定値Ｃ０とに基いて設定された処理液循環量Ｑに、前記処理液の循環量を制御する調節器３０とを備える。処理液に酸性ガスを吸収させるには、典型的には、該処理液に被処理ガスｃを接触させる。特に向流接触させるとよい。
【００２０】
さらに、吸収装置１１で酸性ガスを吸収された被処理ガスｄ中の前記酸性ガスの濃度を検出する濃度検出器３２を備え、第１の温度と第２の温度と前記酸性ガスの濃度の所望の設定値とに基いて設定された処理液循環量を、前記酸性ガス濃度の前記所望の設定値と前記濃度検出器で検出された値との偏差（所望の設定値Ｃ０と実測値Ｃ１とを比較）により修正した前記酸性ガス濃度の値に基づいて修正し、前記修正された処理液循環量に前記処理液の循環量を制御する。
【００２１】
このように構成すると、第１の温度検出器で検出された第１の温度と第２の温度検出器で検出された第２の温度と前記酸性ガスの濃度の所望の設定値とに基いて設定された処理液循環量を、前記酸性ガス濃度の前記所望の設定値と前記濃度検出器で検出された値との偏差により修正した前記酸性ガス濃度の値に基づいて修正し、前記修正された処理液循環量に前記処理液の循環量を制御する調節器とを備えるので、吸収装置を経たガス中の酸性ガス濃度制御の応答性並びに安定性に優れたガス精製システムを提供することができる。
【００２２】
また請求項４に記載のガス精製システムでは、調節器３０は、酸性ガス濃度Ｃ１と処理液循環量Ｑとの関係を第１の温度Ｔ１をパラメータとして予め求められた関係、及び酸性ガス濃度Ｃ１と処理液循環量Ｑとの関係を第２の温度Ｔ２をパラメータとして予め求められた関係とに基いて、処理液循環量Ｑを設定するように構成してもよい。
【００２３】
また請求項４に記載のガス精製システムでは、調節器３０は、酸性ガス濃度Ｃ１と処理液循環量Ｑとの関係を第１の温度Ｔ１と第２の温度Ｔ２との差ΔＴをパラメータとして予め求められた関係に基いて、処理液循環量Ｑを設定するように構成してもよい。
【００２４】
本発明によるガス精製方法は、例えば図１に示されるようなガス精製システムを用いて実施されるものであり、被処理ガスｃ中の酸性ガスを除去して被処理ガスｃを精製するガス精製方法において；前記酸性ガスを吸収する塩基性の処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収装置１１と、前記酸性ガスを吸収した処理液を再生する再生装置２１との間で、前記処理液を循環する循環工程と；被処理ガスｃを吸収装置１１に供給して、前記処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収工程と；前記吸収工程を経たガスｄ中の前記酸性ガスの濃度Ｃ１を検出する濃度検出工程と；前記濃度検出工程で検出された濃度Ｃ１に基いて、処理液循環量Ｑを調節することにより濃度Ｃ１を所望の値Ｃ０に制御する制御工程とを備えるようにしてもよい。
【００２５】
このように構成すると、濃度検出工程で検出された濃度Ｃ１に基いて、処理液循環量を調節することにより濃度を所望の値に制御する制御工程とを備えるので、応答性のよい安定した制御が可能となる。
【００２６】
また例えば図１に示される燃料電池発電システムを用いて実施される発電方法としてもよい。即ち、そのような発電方法は、水素分を含む被処理ガスｃを請求項１又は請求項２に記載のガス精製方法で精製するガス精製工程と；前記ガス精製工程で精製されたガスｄを燃料電池システム５２に供給するガス供給工程と；前記供給されたガスｄを燃料とし、該燃料ｄと酸化剤との電気化学的反応により発電する発電工程と；前記発電工程で発生した排熱で前記処理液を加熱する加熱工程とを備える。
【００２７】
ここで水素分を含むとは、炭化水素のように原子や分子として含んでいる場合であってもよい。また精製工程で精製されたガスを、燃料電池システム中の燃料電池で利用する前に（特に該ガスが水素ガスを主成分とするガスではなく、炭化水素のような形で水素を含む場合は）、該ガスを水素を主成分とする燃料ガスに改質する改質装置を備えるのが好ましい。
【００２８】
このように構成すると、水素分を含む被処理ガスｃを請求項１又は請求項２に記載のガス精製方法で精製するガス精製工程を備えるので、酸性ガスの処理に手間がかからず、ガス供給を効率的に行うことができ、発電システム全体として高効率の発電をすることが可能となる。
【００２９】
また、ガス精製システムは、例えば図１に示すように、酸性ガスを含む被処理ガスｃ中の酸性ガスを除去して被処理ガスｃを精製するガス精製システム１０において；塩基性の処理液に前記酸性ガスを吸収させる吸収装置１１と；前記酸性ガスを吸収した処理液を再生する再生装置２１と；吸収装置１１と再生装置２１との間で処理液ａ、ｂを循環する循環経路４１、４２と；吸収装置１１で酸性ガスを吸収された被処理ガスｄ中の前記酸性ガスの濃度を検出する濃度検出器３２と；濃度検出器３２で検出された濃度Ｃ１に基いて、処理液循環量Ｑを調節することにより濃度Ｃ１を所望の値Ｃ０に制御する調節器３０とを備えることとしてもよい。処理液に酸性ガスを吸収させるには、典型的には、該処理液に被処理ガスｃを接触させる。特に向流接触させるとよい。
【００３０】
また請求項５に記載の発電システムは、請求項３又は請求項４に記載のガス精製システム１０と；ガス精製システム１０で精製されたガスｄを燃料とし、該燃料ｄと酸化剤との電気化学的反応により発電する燃料電池システム５２と；燃料電池システム５２で発生した排熱で処理液を加熱する熱交換器５７とを備える。
【００３１】
このように構成すると請求項３又は請求項４に記載のガス精製システムを備えるので、酸性ガスを除去されたガスを燃料電池システムに供給することができ、ガス精製システムで精製されたガスを燃料とし、燃料と酸化剤との電気化学的反応により発電する燃料電池システムを備えるので、ガスを利用した発電が可能となり、燃料電池システムで発生した排熱で処理液を加熱する熱交換器を備えるので、排熱を回収し有効利用することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符号を付し、重複した説明は省略する。
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）のフローチャートを参照して、本発明による実施の形態であるガス精製システムとしての消化ガス精製システム及び該精製システムと燃料電池システムを備える発電システムを説明する。（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）の場合の変形例を示す部分フローチャートである。
【００３３】
消化ガス精製システム１０は、消化ガス発生装置５１から酸性ガスとしての炭酸ガス等を含む消化ガスｃの供給を受ける。消化ガスとは、バイオマスや有機性廃棄物等の発酵によって得られるメタンガス等を主成分とするガスである。バイオマスとは、藻類、稲がら、砂糖きび粕、アルコール発酵粕等であり、有機性廃棄物とは、食品製造廃液、畜産排水や下水処理等で発生する余剰汚泥等である。
【００３４】
有機物のメタン発酵によって得られる消化ガスは、有機物の種類やメタン発酵条件によって異なるが、一般に主成分としてメタンが６０〜７０％、二酸化炭素が３０〜４０％、水素が０〜２％、窒素が０〜２％含まれ、また、微量成分として硫化水素及び塩化水素が数十〜数百ｐｐｍの範囲において含まれている。一方、例えば水素製造工程に供給する精製ガスとしては、硫化水素や炭酸ガス等の酸性ガスの濃度を低くすることが要求される。または、特に炭酸ガスは所定の濃度とすることが要求される。
【００３５】
消化ガス精製システム１０は、消化ガス発生装置５１と原料ガス配管４５で接続された吸収装置としての吸収塔１１を備える。吸収塔１１は円筒状の容器として構成された塔であり、地上に円筒の中心軸を鉛直方向にして設置されている。円筒状の容器の上下方向中央部には充填層１２が設けられ、その上方の空間には、処理液としての吸収液を充填層１２の上部に散布するスプレーノズル１４が設置されている。
【００３６】
なお吸収装置は、図示のようなスプレーノズルと充填層を備える吸収塔に限らず、塩基性処理液を溜めるタンクと、該タンク内の底部に設けられた不図示のガス吹き込みノズルを備えるものであってもよい。この場合は、ノズルからガスを液に吹き込むことにより、ガスが液内を泡状に上昇する間に、酸性ガスが液に吸収される。
【００３７】
また吸収塔１１の円筒状容器の底部は、液溜１３となっている。吸収塔１１の外部には、液溜１３の液面を検出する液面検出器１７ａ、検出された液面に基いて液面を所定の液面設定値に制御する液面調節器１７、液面調節器１７からの制御信号を受信して、後述のポンプ１５の回転速度を調節するインバータ１６が設置されている。
【００３８】
消化ガス精製システム１０は、吸収塔１１に隣接して設置された再生塔２１をを備える。再生塔２１は、吸収塔１１と同様な構造を有している。即ち、再生塔２１は円筒状の容器として構成された塔であり、地上に円筒の中心軸を鉛直方向にして設置されており、円筒状の容器の上下方向中央部には充填層２２が設けられ、その上方の空間には、処理液としての再生液を充填層２２の上部に散布するスプレーノズル２４が設置されている。また再生塔１１の円筒状容器の底部は、液溜２３となっている。
【００３９】
なお再生装置は、図示のような円筒状の容器と充填層を備える再生塔に限らず、塩基性処理液を溜めるタンクと、該タンク内に配設された不図示の熱交換チューブを備えるものであってもよい。熱交換チューブには温水や水蒸気を供給する。熱交換チューブによりタンク内に溜められた再生液は加熱されガスを放出する。
【００４０】
ここで処理液は吸収塔１１内を流れる液（底部１３に溜まった液）を便宜上吸収液ａと呼び、再生塔２１内を流れる液（底部２３に溜まった液）を再生液ｂと呼ぶ。これらを区別する必要のないときは、総称して処理液と呼ぶ。図中では、吸収液ａとは、液溜１３に溜まった液を示している。充填層１２上部の、未だ酸性ガスを吸収する前の吸収液は、液溜１３内の吸収液よりも酸性ガスの濃度が高い（再生塔２１の液溜２３に溜まっている液と同濃度で温度は低い）。したがって、吸収塔１１内を流れる液であっても、区別する必要があるときは、酸性ガスを吸収する前の液を吸収前処理液、吸収した後の液を吸収後処理液とよぶ。この呼び方によれば、スプレーノズル１４で散布される液は吸収前処理液であり、液溜１３中の液は吸収後処理液ということになる。再生液についても、図中では、再生液ｂとは、液溜２３に溜まった液を示しているが、同様である。即ち、スプレーノズル２４で散布される液は吸収後処理液（又は再生前処理液）であり、液溜２３中の液は吸収前処理液（又は再生後処理液）ということになる。
【００４１】
吸収塔１１の液溜１３と再生塔２１のスプレーノズル２４とは、液配管４１で接続されている。液配管４１には、ポンプ１５が挿入配置されている。ポンプ１５は不図示の電動機で駆動される。該電動機は前述のインバータ１６から供給される周波数の調節された電源により駆動される。液溜１３の液面が低くなると液面調節器１７はインバータ１６の周波数を低くしてポンプの回転速度を落とし、また液面が高くなると逆にポンプの回転速度を上げる。このようにして、液溜１３の液面を設定値に制御する。
【００４２】
液配管４１のポンプ１５の吐出側には、第１の温度検出器としての吸収液温度検出器３４が設置されている。吸収液温度検出器３４は、この位置に限らず、液溜１３又は充填層１２に設けてもよい。要は、吸収液の酸性ガス吸収能力を最も反映する温度を検出するようにすればよい。
【００４３】
またポンプ１５とスプレーノズル２４との間の液配管４１には、熱交換器５７が挿入配置されている。熱交換器５７は、望ましくは温度検出器３４とノズル２４との間に配置する。熱交換器５７は、後述の燃料電池システム５２の排熱と処理液との熱交換を行うものであり、温水配管４７で燃料電池システム５２と接続されている。
【００４４】
再生塔２１の液溜２３と吸収塔１１のスプレーノズル１４とは、液配管４２で接続されている。液配管４２には、ポンプ２５が挿入配置されている。ポンプ２５は不図示の電動機で駆動される。該電動機はインバータ２６から供給される周波数の調節された電源により駆動される。インバータ２６は、後述の制御装置３０からの信号に基いて周波数を調節する。周波数の調節により、ポンプ２５の回転速度を調節し、液配管４２を流れる処理液の流量（循環量）を調節する。
【００４５】
液配管４２のポンプ２５の吐出側には、第２の温度検出器としての再生液温度検出器３５が設置されている。再生液温度検出器３５は、この位置に限らず、液溜２３又は充填層２２に設けてもよい。要は、再生液ｂの酸性ガス吸収能力を最も反映する温度を検出するようにすればよい。
【００４６】
またポンプ２５とスプレーノズル１４との間の液配管４２には、熱交換器５６が挿入配置されている。熱交換器５６は、望ましくは温度検出器３５とノズル１４との間に配置する。熱交換器５６は、冷却水により処理液の温度を下げるためのものである。
【００４７】
液配管４２の、ポンプ２５と熱交換器５６との間には、液流量検出器３３が挿入配置されている。但し、液流量検出器３３の位置は、ここに限らず、吸収塔１１と再生塔２１との間の処理液循環量を検出できる位置ならどこでもよい。しかしながら、吸収塔１１の液面制御により流量を調節されている配管の流量であってはならない。即ち、本実施の形態では、配管４１の流量ではなく、配管４２の流量を検出するような位置に配置する。要は、流量調節をしている部分の配管に設置する。
【００４８】
また、吸収塔１１の充填層１２上方の部分には、精製ガス配管４６が接続されており、充填層１２上方の空間から精製ガスを抜き出すように構成されている。ガス配管４６には、ガスブロワ３１が挿入配置されている。なお、図１（ｃ）に示すように、ガスブロワ３１はガス配管４６ではなく消化ガス発生装置５１と吸収塔１１との間のガス配管４５に設けてもよい。また吸収塔１１とガスブロワ３１との間のガス配管４６には、酸性ガス濃度検出器３２が設置されている。但し、酸性ガス濃度検出器３２の設置位置は、ここに限らず濃度検出に適した位置であれば、ガス配管４６のいずれの位置でもよい。また吸収塔１１の充填層１２上方の空間であってもよい。但し、配管に設ければ、滞留部分と違って均一化された濃度を検出できる利点がある。
【００４９】
吸収塔１１と再生塔２１の充填層の材料の種類としては、十分な耐食性及び耐熱性、そして高い接触効率を有するものであれば何でもよい。構造としては、液を流下させながら、上昇するガスと向流接触させやすい構造であればよく、例えば充填材充填構造とする。
【００５０】
消化ガス精製システム１０は、さらに再生塔２１から吸収塔１１に供給する液の流量を制御する制御装置３０を備える。制御装置３０は、以下説明するように、処理液の循環流量を制御することにより結局酸性ガスの濃度を所望の値にすることを目的とする制御装置である。
【００５１】
制御装置３０には、酸性ガス濃度検出器３２からの濃度信号、液流量検出器からの流量信号、液温度検出器３４からの温度信号、液温度検出器３５からの温度信号を受信して、制御信号をインバータ２６に送信する。
【００５２】
ガスブロワ３１で昇圧された精製ガスは、消化ガス精製システム１０を出て、燃料電池システム５２に送られる。燃料電池システム５２は、例えば固体高分子型である。固体高分子型燃料電池は、複数の固体高分子膜とその一方の面側に設けられた燃料極（アノード）と他方の面側に設けられた酸化剤極（カソード）とを有する複数の膜電極接合体が備えられている。
【００５３】
供給された精製ガスは、前記燃料極に送られる前に、不図示の改質装置（改質器、ＣＯ変成器、選択酸化装置等を含む）を経由して、水素を主成分とする燃料ガスに改質される。該燃料ガスが燃料極に送られる。一方酸化剤極には酸化剤としての例えば空気が供給され、燃料ガスと空気中の酸素とが電気化学的反応をして、電気を発生する。水素と酸素の電気化学的反応は発熱反応であるので、冷却する必要がある。また前記改質装置は、熱を発生する。このような熱を取り込んだ温水が、温水配管４７を通して、燃料電池システム５２と熱交換器５７との間を循環する。この間に、熱交換器５７で処理液を加熱する。
【００５４】
なお図１（ｂ）に示すように、液配管４１と４２を流れる液同士の間で熱交換する熱交換器５８を設けてもよい。この場合、ポンプ１５と２５のそれぞれ吐出側に設けるのがよい。この熱交換器５８は、吸収塔１１から再生塔２１に向かう液を加熱し（ガスを放出するためには加熱が必要）、再生塔２１から吸収塔１１に向かう液を冷却する（ガスを吸収するためには冷却が必要）ので、システムの熱効率が向上する。
【００５５】
燃料電池システム５２は、固体高分子型に限らず、例えば燐酸塩型であってもよい。
【００５６】
さらに図１を参照して、本実施の形態のガス生成システムの作用を説明する。消化ガス発生装置５１から供給される消化ガスは、まず吸収塔１１で処理液としての塩基性の液と接触することにより酸性ガスが吸収される。この工程は、接触工程あるいはアルカリ吸収工程と呼ぶ。吸収塔１１で使用される塩基性液は、熱炭酸カリウム吸収液又はアルカノールアミン吸収液が好適であるが、本発明では吸収能力が大きく、しかも燃料電池発電工程Ｄで生じる低位排熱及び／又は水素製造工程で排出される燃焼排ガスの排熱を利用して昇温できる８０℃までの温度範囲において吸収と再生が可能なアルカノールアミン吸収液がより好適であり、具体的な吸収剤としてモノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）などが挙げられる。
【００５７】
本実施の形態では、消化ガスは充填層１２の下方の空間に供給される。このガスは吸収塔１１内で塩基性の吸収液と向流接触させられる。前述の接触工程であり吸収工程である。向流接触は、まず充填層１２で、また充填層１２の上方の空間で、スプレーノズル１４により散布される液との間でなされる。この接触工程で、消化ガス中に含まれる酸性ガスである二酸化炭素又は二酸化炭素及び硫化水素（二酸化炭素等）が吸収液により吸収分離される。
【００５８】
酸性ガスが除去された精製ガスとなったガスは、精製ガス配管４６を通って、ガスブロワにより昇圧され、燃料電池システム５２に供給される。この間に、精製ガスの濃度が濃度検出器３２により検出され、濃度信号は制御装置３０に送信される。
【００５９】
吸収塔１１内で酸性ガスを吸収した吸収液ａは、配管４１を通ってポンプ１５により再生塔２１に送られる。循環工程である。特にスプレーノズル２４に送られる。この間に熱交換器５７により、燃料電池システムからの温水により加熱される。即ち、前記吸収後の塩基性処理液と燃料電池発電工程で発生する温水とが熱交換し、吸収後塩基性吸収液が、燃料電池システムからの温水の温度より１０℃以内低い温度、好ましくは２℃程度低い温度まで加熱される。
【００６０】
処理液はスプレーノズル２４により、充填層２２上方の空間内に散布される。散布された再生液は、充填層２２上方の空間を下降する間に、また充填層２２を流下する間に、再生塔２１内のガスと向流接触して酸性ガスを放散して吸収能力を取り戻す。すなわち接触工程であり再生工程である。再生用のガスは例えば空気を用いる。
【００６１】
吸収反応の例として、アルカノールアミン吸収液による二酸化炭素の吸収反応を下記に記す。
Ｒ−ＮＨ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→Ｒ−ＮＨ３ＨＣＯ３
なお、再生反応は上記反応の逆反応となる。処理液の温度が相対的に低ければ吸収反応が起こり、高ければ再生反応が起こる。
【００６２】
再生塔２１内で酸性ガスを放出して再生された再生後処理液ｂは、配管４２を通ってポンプ２５により吸収塔１１に送られる。循環工程である。特にスプレーノズル１４に送られる。この間に熱交換器５６で、冷却水により冷却される。
【００６３】
前述のように、処理液はスプレーノズル１４により、充填層２２上方の空間内に散布され酸性ガスを吸収する。
【００６４】
以上の実施の形態の変形例として、吸収液ａは吸収塔１１内で不図示の循環ポンプを有する循環ラインを通して液溜１３と充填層１２との間で循環して繰り返し吸収を行うようにしてもよい。再生液ｂも同様に再生塔２１内で循環使用するように構成してもよい。
このときは、吸収塔１１から再生塔２１への吸収後処理液ａは、ノズル２４に戻さず、例えば液溜２３に戻してもよい。同様に、再生塔２１から吸収塔１１への再生後処理液ｂは、ノズル１４に戻さず、例えば液溜１３に戻してもよい。
【００６５】
なお本実施の形態では、吸収塔１１と再生塔２１との間の処理液の循環流量は、制御装置３０からの信号により、インバータ２６により制御される。すなわち再生塔２１から吸収塔１１への配管４２内の流量を制御する。そして、液溜１３と液溜２３との液量のバランスが崩れないように、液溜１３の液面高さを液面調節器１７で制御する。
但しこれに限らず、吸収塔１１から再生塔２１への配管４１内の処理液流量を制御して、液溜２３の液面高さを液面調節器１７と同様な不図示の液面調節器で制御するようにしてもよい。
また、処理液循環量は、インバータに限らずポンプ吐出側に設けられた不図示の流量調節弁の開閉や、ポンプの吐出側から液溜への不図示のバイパス配管と該配管に設置された流量調節弁の開閉により調節するように構成してもよい。
【００６６】
図２のブロック線図を参照して、制御装置３０の構成と作用を説明する。図１で説明したようなガス精製システムでは、消化ガスに含まれる炭酸ガス等の酸性ガスの吸収量（濃度）を変化させる主なパラメータとしては、処理液（吸収液、再生液）循環量、吸収液温度および再生液温度がある。
【００６７】
処理液循環量を増加すると酸性ガスの吸収は促進され、低下すると吸収は進まない。また、吸収液温度については、温度が低いと吸収は促進され、逆に温度が高いと吸収能力は低減する。再生液温度については、温度が高いと再生が促進され吸収能力の高い液が得られるが、温度が低いと再生が十分行なわれず、吸収能力の高い液を得ることはできない。すなわち、再生液温度によっても吸収性能は変わるため、吸収液循環量、吸収液温度、および再生液温度のパラメータにより酸性ガスの濃度は変化するということができる。
【００６８】
そこで図２に示すように、本実施の形態では、前もって酸性ガス濃度の偏差ΔＣと処理液循環量の偏差ΔＱとの関係を、再生液温度と吸収液温度とをパラメータとして求めておく。図中、線図の形で示してあるが、関数の形で与えてもよいし、表の形であってもよい。線図や表の場合は、中間値は補完法で求めるようにすればよい。上記関係は、実際のガス精製システムを運転して、パラメータと処理液循環量を変えながら酸性ガス濃度を実測して求めるのが好ましいが、理論的に求めてもよい。
【００６９】
図２に示すように、酸性ガス濃度の偏差ΔＣと処理液循環量の偏差ΔＱとの関係を再生液温度Ｔ２をパラメータとして与える線図が、吸収液温度Ｔ１毎に制御装置３０に保存されている。本実施の形態では、また一般的に、酸性ガス濃度の偏差ΔＣと処理液循環量の偏差ΔＱとの関係は、原点Ｏを通る右上がりの曲線（直線を含む概念）となる。
【００７０】
制御装置３０は第１の温度としての吸収液温度Ｔ１を受信して、Ｔ１に対応する線図を選択する。次に、選択された線図中で、受信した第２の温度としての再生液温度Ｔ２に対応する曲線を選択する。
【００７１】
また制御装置３０は、濃度検出器３２からの濃度Ｃ１の実測値を濃度信号として受信する。一方、酸性ガス濃度の所望の濃度が設定値Ｃ０として、制御装置３０には与えられており、制御装置３０は濃度の偏差ΔＣ＝Ｃ１−Ｃ０を演算する。前記のように選ばれた線図上で、濃度の偏差ΔＣに対応する処理液循環量の偏差ΔＱを読取る。制御装置はこの偏差ΔＱだけ処理液循環量Ｑを増減する。処理液循環量Ｑを増減するには、インバータ２６の周波数を調節する（伝達関数ブロック１０１）。
【００７２】
そのように循環量Ｑが制御されると、酸性ガス濃度Ｃ１が得られる（伝達関数ブロック１０２）。濃度検出器３２で検出された酸性ガス濃度Ｃ１はフィードバックされ、設定値Ｃ０と実測値Ｃ１との偏差を得る。このようにして、酸性ガスの濃度は所望の設定値に制御される。
【００７３】
図３のブロック線図を参照して、第２の実施の形態を説明する。本実施の形態では、酸性ガス濃度の偏差ΔＣと処理液循環量の偏差ΔＱとの関係を再生液温度Ｔ２と吸収液温度Ｔ１との差ΔＴをパラメータとして与える線図が、制御装置３０に保存されている。制御装置３０は吸収液温度Ｔ１と再生液温度Ｔ２とを受信して、ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１を算出し、ΔＴに対応する曲線を選ぶ。第１の実施の形態と同様に、選ばれた曲線上で、実測濃度と設定濃度との差ΔＣに対応する処理液循環量の偏差ΔＱを読取る。以下第１の実施の形態と同様に、処理液循環量Ｑを調節することにより、酸性ガス濃度を制御する。
【００７４】
図４のブロック線図を参照して、第３の実施の形態で使用する制御装置３０（第１、第２の実施の形態と内容は多少異なるが便宜状符号で呼ぶ）の構成と作用を説明する。
【００７５】
図４に示すように、本実施の形態では、前もって酸性ガス濃度Ｃと処理液循環量Ｑとの関係を、再生液温度Ｔ２と吸収液温度Ｔ１とをパラメータとして求めておく。図中、線図の形で示してあるが、関数の形で与えてもよいし、表の形であってもよいのは、第１、第２の実施の形態と同様である。中間値は補完法で求めるようにすればよい点も同様である。上記関係は、実測して求めてもよいし、理論的に求めてもよい。
【００７６】
図４（ａ）に示すように、酸性ガス濃度と処理液循環量との関係を再生液温度をパラメータとして与える線図が、吸収液温度毎に制御装置３０に保存されている。制御装置３０は第１の温度としての吸収液温度Ｔ１を受信して、Ｔ１に対応する線図を選択する。次に、選択された線図中で、受信した第２の温度としての再生液温度Ｔ２に対応する曲線を選択する。一方、酸性ガス濃度の所望の濃度が設定値Ｃ０として、制御装置３０には与えられており、前記のように選ばれた線図上で、設定値Ｃ０に対応する処理液循環量Ｑを読取る。処理液循環量が値Ｑになるように、インバータ２６の周波数を調節する（伝達関数ブロック１０１）。循環量Ｑに制御するためには、流量検出器３３からの流量検出値をフィードバックして、例えば公知のＰ制御（比例制御）やＰＩ制御（比例積分制御）をすればよい。
【００７７】
前記吸収液温度Ｔ１、再生液温度Ｔ２の下で、そのような循環量Ｑに制御されると、前もって求められた関係により、所望の酸性ガス濃度Ｃ１が得られる（伝達関数ブロック１０２）。
【００７８】
図４（ｂ）のブロック線図に示すように、本実施の形態の変形例として、さらに濃度検出器３２で検出された酸性ガス濃度Ｃ１をフィードバックして、設定値Ｃ０と実測値Ｃ１との偏差により設定値Ｃ０’を修正して（伝達関数ブロック１０３）流量設定値Ｑを得ることにより、さらに酸性ガス濃度を正確に制御することもできる。
【００７９】
図５のブロック線図を参照して、第４の実施の形態を説明する。本実施の形態では、酸性ガス濃度と処理液循環量との関係を再生液温度Ｔ２と吸収液温度Ｔ１との差ΔＴをパラメータとして与える線図が、制御装置３０に保存されている。制御装置３０は吸収液温度Ｔ１と再生液温度Ｔ２とを受信して、ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１を算出し、ΔＴに対応する曲線を選ぶ。第３の実施の形態と同様に、選ばれた曲線上で、設定値Ｃ０に対応する処理液循環量Ｑを読取る。処理液循環量が値Ｑになるように、インバータ２６の周波数を調節する。不図示であるが、この場合も、図４（ｂ）と同様に、濃度検出器３２で検出された酸性ガス濃度Ｃ１をフィードバックして、さらに酸性ガス濃度を正確に制御するようにしてもよい。
【００８０】
図１と図６を参照して、第５の実施の形態を説明する。この実施の形態では、図１において、制御装置３０は、濃度検出器３２からの濃度信号と液流量検出器３３からの流量信号とを受信する。吸収液温度と再生液温度は検出する必要がない。そして制御装置３０は、インバータ２６を介してポンプ２５の回転速度を調節して、ひいては液の循環量を調節して、その結果として酸性ガスの濃度を制御する。
【００８１】
このとき図６に示すように、制御装置３０は、まず平均的な吸収液温度と再生液温度の場合の酸性ガス温度と液循環量との関係から流量設定値を求め、その流量値になるようにポンプ２５の回転速度を調節し（伝達関数ブロック１０１’）、その結果として得られる酸性ガス濃度Ｃ１をフィードバックして、Ｃ１とＣ０の偏差により濃度設定値を修正してＣ０’とし、液循環量Ｑを調節するようにする。
【００８２】
ここで、循環流量設定値を介さずに、単に濃度検出器３２の検出値に基いて液循環流量を調節して結果として酸性ガス濃度を制御するようにすることもできる。このようにすると、濃度を制御するのに、液循環量を変量としてこれを調節して行なうので、安定した制御が可能となる。
【００８３】
以上の実施の形態では、吸収塔１１と再生塔２１を使用するものとしたが、これに限らず吸収および再生を目的としたそれに類する他の機器であってもよい。即ち前述のように、タンクに吸収液を溜めて底部に設置されたノズルから該液中に被処理ガスを吹き込む構成の吸収装置であってもよいし、タンクに再生液を溜めて熱交換器で該液を加熱する構成の再生装置であってもよい。
【００８４】
精製されたガスは、精製ガス配管４６を通して燃料電池システム５２に供給され、改質装置で、改質、変成、選択酸化されて燃料ガスとなって、発電に使われる。改質装置に供給されるガスは吸収塔１１において二酸化炭素等の酸性ガスが吸収除去されている。二酸化炭素以外に例えば硫化水素のような硫化物も除去される。吸収塔１１の下流には、さらに不図示のリンス塔で洗浄液と向流接触させて、吸収塔１１からキヤリーオーバーされた吸収液滴が洗浄除去されるようにしてもよい。
【００８５】
前記のように精製ガスは燃料電池用改質装置に送られるが、本発明の実施の形態によれば、吸収塔１１で消化ガスｃ中の二酸化炭素が例えば７０〜８０％程度又はそれ以上分離除去されるので、吸収工程がない場合に比べて、ブロワー３１の送風及び昇圧動力を４０％近く削減できる。
【００８６】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、吸収塔１１と再生塔２１を使用し、ジエタノールアミン等の塩基性吸収液を循環使用して、消化ガスに含まれるＣＯ２などの酸性ガスを吸収させるガス精製システムにおいて、酸性ガスの吸収量（濃度）を変化させる主なパラメータとして、吸収液循環量、吸収液温度および再生液温度を用いる。
【００８７】
ガス精製装置１０で精製したガスｄを燃料電池システム等の燃料として使用する場合には、何らかの外乱によって精製ガスｄの成分濃度が変動した場合でも、目標濃度に迅速に追従しかつ安定な濃度制御を行なう必要がある。前記の３つのパラメータにはそれぞれ特性があり、特性に応じたロジックを組まないと系の安定性はかえって悪くなる。しかしながら、本実施の形態では、吸収液循環量、吸収液温度、再生液温度のパラメータをその特性に応じて有効に使用したカスケード制御を行なうことにより酸性ガスの吸収量(濃度)を目標値へ迅速に追従かつ安定保持させることができる。
【００８８】
以上説明したような実施の形態によれば、最終的には精製ガス中の酸性ガス濃度の制御は吸収液循環量で制御することとしているが、その間に再生液温度および吸収液温度を吸収液循環量を決める上の条件として取り込んだカスケード制御を行うので、制御の安定性を著しく向上することができる。したがって、何らかの外乱によってガス成分濃度が変動した場合でも、目標濃度に迅速に追従し、安定な濃度制御を行なうことができる。このようにして、燃料電池システム等の燃料として使用するのに適した精製ガスを得ることが出来る。
【００８９】
ここで、３つのパラメータにつきさらに説明する。これらパラメータは下記に示すように酸性ガス濃度に対する特性がそれぞれ異なる。本実施の形態では、それぞれの特性に応じた使い分けをして制御ロジックに取り込まれている。
（１）酸性ガス濃度に対して最も応答性の良い要素は吸収液の循環量である。したがって最終的には、ガス濃度の変化はこの吸収液循環量を制御することにより追従させるのが良い。しかし、吸収液循環量の設定値はガス濃度から直接得られないため、事前にガス濃度と吸収液循環量の関係を把握し、吸収液循環量に対してカスケード制御をかける必要がある。この方法は再生液温度または吸収液温度がほぼ一定の時はよいが、どちらかが大きく変化した時はガス濃度を一定に制御しにくいという問題がある。
【００９０】
（２）実際のガス精製システムの運転では再生液温度も変動する場合がある。特に燃料電池システムの排熱を再生に利用する場合には燃料電池システムの運転状況によって排熱温度が変化するため、再生温度もその影響を受け変化する場合がある。したがって、再生温度も加味したガス濃度と吸収液循環量の関係を事前に把握し、各再生温度に応じた処理液循環量の設定値を求め、カスケード制御を行なう必要がある。
【００９１】
（３）吸収液温度については、吸収性能に対する応答性が非常に緩慢であること、また、過度に低温とすることは冷却水に熱を放出し熱利用上好ましくないこと、過度に高温とすると吸収塔内で（またはそれに類する機器内で）フラッディングを発生するおそれもあることから、温度制御幅はあまり大きく取らない方が良い。また、精度の高い制御を行なっても応答性が悪くあまり効果的ではないことから、基準温度±５℃（例えばジエタノールアミンについては２５℃、３０℃および３５℃）の段階制御が望ましい。
【００９２】
（４）吸収液に対して再生液の温度が非常に高い場合には、吸収性能に対し再生性能が大きいため、酸性ガス例えばＣＯ２の吸収能力が高くなる。一方、吸収液に対して再生液の温度がそれ程高くない場合は、吸収性能に対し再生性能が良くないためＣＯ２の吸収性能も低い。この様に、吸収液温度および再生液温度それぞれを吸収液循環量を決める要素とするだけでなく、両者の温度差を吸収液循環量を決める要素とすることも可能である。
【００９３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１の温度と第２の温度とに基いて、酸性ガスの濃度と処理液の循環量との関係を予め求められた関係の中から選択する選択工程と、選択工程で選択された関係と検出された濃度と酸性ガス濃度の所望の設定値とに基いて、処理液循環量を調節する循環量調節工程とを備え、処理液の循環量を調節することにより酸性ガス濃度を設定値に制御する工程を備えるので、吸収工程を経たガス中の酸性ガス濃度制御の応答性並びに安定性に優れたガス精製方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である消化ガスを精製するガス精製システム、精製ガスを用いる発電システムを示すフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施の形態であるガス精製方法の制御を説明するブロック線図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態であるガス精製方法の制御を説明するブロック線図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態であるガス精製方法の制御を説明するブロック線図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態であるガス精製方法の制御を説明するブロック線図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態であるガス精製方法の制御を説明するブロック線図である。
【符号の説明】
１０  消化ガス精製システム
１１  吸収塔
１２  充填層
１３  液溜
１４  スプレーノズル
１５  ポンプ
１６  インバータ
１７  液面調節器
２１  再生塔
２２  充填層
２３  液溜
２４  スプレーノズル
２５  ポンプ
２６  インバータ
３０  制御装置
３１  ガスブロワ
３２  酸性ガス濃度検出器
３３  流量検出器
３４、３５  液温度検出器
４１、４２  液配管
４５  原料ガス配管
４６  精製ガス配管
４７  温水配管
５１  消化ガス発生装置
５２  燃料電池システム
５６、５７  熱交換器
【図１】
0004338928.tif 000002
【図２】
0004338928.tif 000003
【図３】
0004338928.tif 000004
【図４】
0004338928.tif 000005
【図５】
0004338928.tif 000006
【図６】
0004338928.tif 000007