JP2003220316A

JP2003220316A - ガス精製方法、ガス精製システム及び発電システム

Info

Publication number: JP2003220316A
Application number: JP2002020952A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Mori; 豊森; Masao Murai; 正夫村井; Keisen So; 慶泉蘇; Tomohiro Togo; 友裕東郷
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-08-05
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: JP4338928B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】処理液に酸性ガスを吸収させる吸収装置
１１と、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；酸性ガスを処理液に吸収させ
る吸収工程と；吸収装置１１の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の処理液温度を検出
する第２の温度検出工程と；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；第１の温度Ｔ１と
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；前記関係と濃度Ｃ１と濃度の設
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；循環量Ｑを調節することにより酸性ガ
ス濃度を設定値Ｃ０に制御するガス精製方法。

Description

【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１
１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Ｔ
１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Ｔ
１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】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、前記所望の設定
値と実測値とを比較する工程をさらに備えるようにして
もよい。

【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】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、所望の設定値Ｃ０と実測値Ｃ１とを比較可
能に構成するのが好ましい。

【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】上記目的を達成するために、請求項５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１
１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。

【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、請求項２及び請求項５のいずれか１項に記
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、請求項２及び請求項５のいずれか
１項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】また請求項６に記載のガス精製システム
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。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７に記載の発電システムは、請
求項３、請求項４及び請求項６のいずれか１項に記載の
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、請求項４
及び請求項６のいずれか１項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１
７、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２
１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２
３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３
１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３
２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５
２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５
１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８
０℃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（ＭＤＥ
Ａ）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１
４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−ＮＨ_２＋Ｈ_２Ｏ＋ＣＯ_２→Ｒ−ＮＨ_３ＨＣＯ_３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１
４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Δ
Ｃ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１０
１）。

【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３
０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３
２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ＣＯ_２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３
５℃）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ＣＯ_２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ＣＯ_２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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 8/04 Ｈ０１Ｍ 8/04 Ｊ 8/06 8/06 Ｒ (72)発明者蘇慶泉東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者東郷友裕東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内Ｆターム(参考） 4D020 AA03 AA04 BA01 BA09 BA16 BB03 BB04 BC01 CB01 CB08 CB25 DA01 DA02 DB03 DB05 DB06 4G040 EA03 EB01 4H060 AA01 AA08 BB04 BB23 BB32 CC03 CC04 CC06 DD02 DD12 EE04 FF04 FF13 GG02 5H027 AA04 AA06 BA01 BA16 KK31 KK41 MM01

Claims

【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
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】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
濃度検出工程と；前記濃度検出工程で検出された濃度に
基いて、処理液循環量を調節することにより前記濃度を
所望の値に制御する制御工程とを備える；ガス精製方
法。
【請求項６】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；前記吸収装置で酸性ガス
を吸収された被処理ガス中の前記酸性ガスの濃度を検出
する濃度検出器と；前記濃度検出器で検出された濃度に
基いて、前記処理液循環量を調節することにより前記濃
度を所望の値に制御する調節器とを備える；ガス精製シ
ステム。
【請求項７】請求項３、請求項４及び請求項６のいず
れか１項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。