JP2006342032A - Carbon dioxide recovery system and carbon dioxide recovery method - Google Patents

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英重 森山
Masahiro Akiyoshi
正寛 秋吉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon dioxide recovery system and a carbon dioxide recovery method capable of achieving energy saving because it is possible to regenerate an absorbent solution and to separate carbon dioxide from the absorbent solution by heating the absorbent solution by using a low-temperature waste gas instead of steam. <P>SOLUTION: The carbon dioxide recovery apparatus is provided with an absorbent solution recirculation line that recirculates an absorbent solution into an absorption tower 100 for the absorption of carbon dioxide, another absorbent solution recirculation line that recirculates the absorbent solution into a regeneration tower 110 for the regeneration of the absorbent solution by releasing the carbon dioxide therefrom, these recirculation lines being provided independently of each other, a plurality of partition tanks 130a, 130b, and 130c capable of intervening in any one of the absorbent solution recirculation lines, and a heating medium recirculation line 182 that recirculates a heating medium 181 heated by a waste gas 103 through a heat recovery apparatus 180 into the partition tanks 130a, 130b, and 130c to heat the inside absorbent solution. This apparatus can efficiently utilize waste heat to regenerate the absorbent solution and to improve a heat efficiency. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、火力発電所のボイラ、ごみ焼却炉などの排ガスに含まれている二酸化炭素などを回収する二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収方法に関する。   The present invention relates to a carbon dioxide recovery system and a carbon dioxide recovery method for recovering carbon dioxide and the like contained in exhaust gas from a boiler, a waste incinerator, and the like of a thermal power plant.

近年、化石燃料の燃焼生成物である二酸化炭素の温室効果による地球温暖化の問題が大きくなっている。気候変動に関する国際連合枠組条約の京都議定書において、我が国の温室効果ガス排出削減の目標は、1990年の比率マイナス6%を2008〜2012年の間に達成することである。   In recent years, the problem of global warming due to the greenhouse effect of carbon dioxide, which is a combustion product of fossil fuel, has been increasing. In the Kyoto Protocol of the United Nations Framework Convention on Climate Change, Japan's goal of reducing greenhouse gas emissions is to achieve the 1990 ratio of minus 6% between 2008 and 2012.

このような背景の中、火力発電所、都市ごみ焼却場などから排出される二酸化炭素を、例えば、アルカリ物質であるアミン化合物の水溶液を吸収液として用いることにより、二酸化炭素を回収するシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   Against this background, a system for recovering carbon dioxide by using, for example, an aqueous solution of an amine compound, which is an alkaline substance, as an absorbing solution is proposed. (For example, refer to Patent Document 1).

ここで、図2は、吸収液としてアミン水溶液を用い、二酸化炭素を回収する従来の二酸化炭素回収システム200の概要を示している。   Here, FIG. 2 shows an outline of a conventional carbon dioxide recovery system 200 that recovers carbon dioxide using an aqueous amine solution as an absorbing solution.

図2に示された従来の二酸化炭素回収システム200では、化石燃料を燃焼して排出された排ガス201は、ガスブロワ202によって吸収塔203に導かれる。吸収塔203の上部には、温度が50℃程度の吸収液204が供給され、この供給された吸収液204は、導入された排ガス201と接触して、排ガス201中の二酸化炭素を吸収する。一方、吸収液204に二酸化炭素を吸収された残りの排ガス201は、吸収塔203の上部から大気へ放出される。   In the conventional carbon dioxide recovery system 200 shown in FIG. 2, exhaust gas 201 discharged by burning fossil fuel is guided to an absorption tower 203 by a gas blower 202. An absorption liquid 204 having a temperature of about 50 ° C. is supplied to the upper portion of the absorption tower 203, and the supplied absorption liquid 204 comes into contact with the introduced exhaust gas 201 and absorbs carbon dioxide in the exhaust gas 201. On the other hand, the remaining exhaust gas 201 having absorbed the carbon dioxide in the absorbing liquid 204 is released from the upper part of the absorption tower 203 to the atmosphere.

二酸化炭素を吸収した吸収液204は、吸収塔203の下部から抜出しポンプ205によって熱交換器206に導かれ、さらに再生塔207に導かれる。   The absorption liquid 204 that has absorbed carbon dioxide is extracted from the lower part of the absorption tower 203 and guided to the heat exchanger 206 by the pump 205 and further to the regeneration tower 207.

再生塔207に導かれた吸収液204は、加熱器208のスチーム209によって120℃程度の温度に加熱されて、撹乱される。そして、二酸化炭素が吸収液204から放散され、再び二酸化炭素を吸収できる吸収液204に再生される。再生された吸収液204は、循環ポンプ210により、熱交換器206およびクーラ211を介して吸収塔203の上部へ戻される。一方、吸収液204から放散された二酸化炭素は、クーラ212を介して分離器213に導かれ、分離器213よって水分が取り除かれた後に回収される。   The absorbing liquid 204 guided to the regeneration tower 207 is heated to a temperature of about 120 ° C. by the steam 209 of the heater 208 and disturbed. Then, carbon dioxide is dissipated from the absorbing liquid 204 and regenerated into the absorbing liquid 204 that can absorb carbon dioxide again. The regenerated absorption liquid 204 is returned to the upper part of the absorption tower 203 by the circulation pump 210 through the heat exchanger 206 and the cooler 211. On the other hand, the carbon dioxide released from the absorbing liquid 204 is guided to the separator 213 through the cooler 212, and is recovered after moisture is removed by the separator 213.

このように構成された従来の二酸化炭素回収システム200では、吸収塔203と再生塔207の間に吸収液204の循環ラインが設けられ、再生塔207において発電用ボイラのスチーム209を用いて、循環している吸収液204を瞬時に120℃程度の温度まで加熱して再生し、再生した吸収液204を瞬時に50℃程度の温度まで冷却して吸収塔203に戻していた。
特開2002−126439号公報
In the conventional carbon dioxide recovery system 200 configured as described above, a circulation line of the absorbing liquid 204 is provided between the absorption tower 203 and the regeneration tower 207, and the regeneration tower 207 uses the steam 209 of the power generation boiler to circulate. The absorbed liquid 204 was heated and regenerated instantly to a temperature of about 120 ° C., and the regenerated absorbent 204 was instantaneously cooled to a temperature of about 50 ° C. and returned to the absorption tower 203.
JP 2002-126439 A

上述した従来の二酸化炭素回収システム200においては、再生塔207において、循環している膨大な吸収液204を瞬時に所定温度まで加熱するために、高温のスチーム209を多量に使用する。また、排ガス201を用いて、上記した吸収液204を瞬時に所定温度まで加熱する場合には、排ガス201の温度が低いときには、所望の加熱を行うことができないという問題があった。   In the conventional carbon dioxide recovery system 200 described above, a large amount of high-temperature steam 209 is used in the regeneration tower 207 in order to instantaneously heat the enormous absorption liquid 204 circulating to a predetermined temperature. Further, when the above-described absorbing liquid 204 is heated instantaneously to a predetermined temperature using the exhaust gas 201, there is a problem that desired heating cannot be performed when the temperature of the exhaust gas 201 is low.

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、スチームの代わりに、低温の排ガスを用いて吸収液を加熱することで、吸収液の再生、吸収液からの二酸化炭素の分離などが可能であり、省エネルギ化を図ることができる二酸化炭素回収システム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。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems. By heating the absorption liquid using low-temperature exhaust gas instead of steam, the regeneration of the absorption liquid and the carbon dioxide from the absorption liquid are performed. An object of the present invention is to provide a carbon dioxide recovery system and a carbon dioxide recovery method that can be separated and can save energy.

上記目的を達成するために、本発明の二酸化炭素回収システムは、排ガス導入口、吸収用吸収液導入口、残り排ガス排出口および吸収液排出口を備え、前記排ガス導入口から導入された排ガスと前記吸収用吸収液導入口から導入された吸収液とを気液接触させて前記吸収液に前記排ガス中の二酸化炭素を吸収させる吸収装置と、再生用吸収液導入口、再生吸収液排出口および二酸化炭素取出口を備え、前記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前記吸収液を再生する再生装置と、前記吸収装置の吸収液排出口から排出される吸収液を前記吸収用吸収液導入口に還流させる第1の吸収液還流ラインと、前記再生装置の再生吸収液排出口から排出される吸収液を前記再生用吸収液導入口に還流させる第2の吸収液還流ラインと、前記第1の吸収液還流ラインおよび前記第2の吸収液還流ラインのいずれかに、吸収液の還流ラインを切り替えることで介在可能な複数の分割槽から構成される貯留槽と、前記排ガスからの熱を熱媒体へ伝達する熱回収装置を介在し、前記熱媒体を循環させて前記各分割層内の吸収液を加熱可能な熱媒体還流ラインとを具備することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a carbon dioxide recovery system of the present invention comprises an exhaust gas inlet, an absorption liquid inlet for absorption, a remaining exhaust gas outlet and an absorbent outlet, and the exhaust gas introduced from the exhaust gas inlet and An absorption device that causes gas-liquid contact with the absorption liquid introduced from the absorption liquid inlet for absorption and causes the absorption liquid to absorb carbon dioxide in the exhaust gas; an absorption liquid introduction port for regeneration; a regeneration absorption liquid discharge port; A regenerator having a carbon dioxide outlet and regenerating the absorbing liquid by releasing carbon dioxide from the absorbing liquid that has absorbed the carbon dioxide; and the absorbing liquid discharged from the absorbing liquid outlet of the absorbing apparatus for the absorption A first absorption liquid reflux line for refluxing to the absorbent inlet, and a second absorption liquid reflux line for refluxing the absorbent discharged from the regeneration absorbent outlet of the regeneration apparatus to the regeneration absorbent inlet for regeneration. A storage tank composed of a plurality of divided tanks that can be interposed by switching the reflux line of the absorbent liquid to either the first absorbent liquid reflux line or the second absorbent liquid reflux line; and A heat recovery device for transferring heat to the heat medium is interposed, and a heat medium reflux line capable of heating the absorption liquid in each of the divided layers by circulating the heat medium is provided.

この二酸化炭素回収システムによれば、熱回収装置で熱媒体へ排ガスからの熱を伝達し、その熱媒体を循環させて、分割槽内の吸収液を加熱する熱媒体還流ラインを設け、比較的低温の排ガスで吸収液を再生温度まで加熱することができる。また、吸収塔に吸収液を還流させて排ガス中の二酸化炭素を吸収する第1の吸収液還流ラインと、再生塔に吸収液を還流させて二酸化炭素を放出させるとともに吸収液を再生する第2の吸収液還流ラインとを別個に独立して設けることができ、それぞれの吸収液還流ラインを流れる吸収液の流量を個々に設定することができる。   According to this carbon dioxide recovery system, the heat recovery device transfers the heat from the exhaust gas to the heat medium, circulates the heat medium, and provides the heat medium reflux line for heating the absorption liquid in the dividing tank, The absorbing liquid can be heated to the regeneration temperature with low temperature exhaust gas. In addition, a first absorption liquid reflux line that recirculates the absorption liquid to the absorption tower and absorbs carbon dioxide in the exhaust gas, and a second that recirculates the absorption liquid to the regeneration tower to release carbon dioxide and regenerate the absorption liquid. These absorption liquid reflux lines can be provided separately and independently, and the flow rates of the absorption liquid flowing through the respective absorption liquid reflux lines can be individually set.

本発明の二酸化炭素回収方法は、吸収装置の吸収液排出口から排出される第1の吸収液を、貯留槽を構成する複数の分割槽のうちの第1の分割槽を介して前記吸収装置の吸収用吸収液導入口に還流させ、排ガス導入口から導入された排ガスと前記第1の吸収液とを気液接触させて、前記第1の吸収液に前記排ガス中の二酸化炭素を繰り返し吸収させる第1の吸収工程と、前記第1の吸収液の還流ラインを閉じ、前記第1の吸収工程において二酸化炭素を吸収した前記第1の分割槽に貯留された第1の吸収液を、前記排ガスによって加熱された熱媒体還流ラインを循環する熱媒体を介して、所定温度に加熱する第1の加熱工程と、前記第1の吸収液の還流ラインを切り替え、前記第1の加熱工程において所定温度に加熱された第1の吸収液を、再生装置の再生用吸収液導入口に導き、前記再生装置の再生吸収液排出口から排出される第1の吸収液を、前記第1の分割槽を介して前記再生用吸収液導入口に還流させ、二酸化炭素を前記再生装置内に放出させて、前記第1の吸収液の二酸化炭素の吸収能力を再生させる第1の再生工程とを具備することを特徴とする。   In the carbon dioxide recovery method of the present invention, the first absorbing liquid discharged from the absorbing liquid discharge port of the absorbing device is passed through the first dividing tank among the plurality of dividing tanks constituting the storage tank. The first absorption liquid is brought into gas-liquid contact with the exhaust gas introduced from the exhaust gas introduction port, and carbon dioxide in the exhaust gas is repeatedly absorbed by the first absorption liquid. The first absorption step and the first absorption liquid stored in the first division tank that has closed the reflux line of the first absorption liquid and absorbed carbon dioxide in the first absorption step, A first heating step for heating to a predetermined temperature and a reflux line for the first absorbing liquid are switched via a heat medium circulating in the heat medium reflux line heated by the exhaust gas. A first absorbent heated to a temperature, The first absorption liquid led to the regeneration absorption liquid inlet of the raw apparatus is returned to the regeneration absorption liquid inlet through the first division tank. And a first regeneration step in which carbon dioxide is released into the regeneration device to regenerate the carbon dioxide absorption capacity of the first absorbent.

この二酸化炭素回収方法によれば、第1の加熱工程において、第1の吸収工程で二酸化炭素を吸収した第1の吸収液を、比較的低温の排ガスによって、再生温度まで加熱することができる。これによって、システムとしての熱効率の向上を図ることができる。   According to this carbon dioxide recovery method, in the first heating step, the first absorption liquid that has absorbed carbon dioxide in the first absorption step can be heated to the regeneration temperature with a relatively low temperature exhaust gas. This can improve the thermal efficiency of the system.

本発明の二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収方法によれば、スチームの代わりに、低温の排ガスを用いて、所定の時間で吸収液を加熱することで、吸収液の再生、吸収液からの二酸化炭素の分離などが可能であり、省エネルギ化を図ることができる。   According to the carbon dioxide recovery system and the carbon dioxide recovery method of the present invention, the absorption liquid is regenerated and the carbon dioxide from the absorption liquid is heated by using low-temperature exhaust gas for a predetermined time instead of steam. Carbon can be separated and energy saving can be achieved.

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10の概要を示したものである。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an outline of a carbon dioxide recovery system 10 according to a first embodiment of the present invention.

この二酸化炭素回収システム10は、導入された排ガス103と吸収液を気液接触させる吸収塔100と、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110と、吸収塔100の吸収液排出口101から排出される吸収液を吸収用吸収液導入口102に還流させる吸収液還流ライン120a、120bと、再生塔110の再生吸収液排出口111から排出される吸収液を再生用吸収液導入口112に還流させる吸収液還流ライン121a、121bと、吸収液還流ライン120a、120bまたは吸収液還流ライン121a、121bに介在する複数の分割槽130a、130b、130cから構成される貯留槽130と、排ガスの熱を熱回収装置180を介して熱媒体181に回収し、その熱媒体181を循環させて各分割槽130a、130b、130cに収容される吸収液を加熱可能な熱媒体還流ライン182と、ポンプ、バルブ、各機器などを制御する制御部140とから主に構成されている。   The carbon dioxide recovery system 10 includes an absorption tower 100 that brings the introduced exhaust gas 103 into contact with an absorption liquid, a regeneration tower 110 that regenerates the absorption liquid by releasing carbon dioxide from the absorption liquid that has absorbed carbon dioxide, Absorption liquid reflux lines 120a and 120b for refluxing the absorption liquid discharged from the absorption liquid discharge port 101 of the absorption tower 100 to the absorption liquid introduction port 102 for absorption, and absorption discharged from the regenerative absorption liquid discharge port 111 of the regeneration tower 110 An absorbent liquid reflux line 121a, 121b for refluxing the liquid to the regeneration absorbent inlet 112, and a plurality of divided tanks 130a, 130b, 130c interposed in the absorbent liquid reflux lines 120a, 120b or the absorbent liquid reflux lines 121a, 121b. The storage tank 130 and the heat of the exhaust gas are recovered in the heat medium 181 via the heat recovery device 180, and the heat medium 18 Is mainly composed of a heat medium reflux line 182 capable of heating the absorption liquid stored in each of the divided tanks 130a, 130b, and 130c, and a control unit 140 that controls a pump, a valve, each device, and the like. .

なお、図1において、制御部140は、後述する各ポンプ、各バルブ、測定機器、各構成機器などと電気的に接続されているが、図の明記のため接続線の記載は省略する。   In FIG. 1, the control unit 140 is electrically connected to each pump, each valve, measurement device, each component device, and the like, which will be described later, but the connection lines are not shown for clarity of the drawing.

まず、吸収塔100の吸収液排出口101から排出される吸収液AL1を吸収用吸収液導入口102に還流させる吸収液還流経路について説明する。   First, an absorption liquid reflux path for returning the absorption liquid AL1 discharged from the absorption liquid discharge port 101 of the absorption tower 100 to the absorption liquid introduction port 102 for absorption will be described.

吸収塔100の下部には、火力発電所や都市ごみ焼却場などから排出された二酸化炭素を含む排ガス103を吸収塔100内に導くための排ガス導入口104が設けられている。また、この排ガス導入口104には、熱回収装置180を介して熱回収された排ガス103を吸収塔100内に送気するためのガスブロワ105が連結されている。また、吸収塔100の上部には、貯留槽130から送液ポンプ150によって供給される吸収液AL1を導入する吸収用吸収液導入口102が設けられている。この吸収用吸収液導入口102には、吸収液AL1を噴出する吸収液噴出部106が設けられている。さらに、吸収塔100の内部には、この吸収液噴出部106から噴出された吸収液AL1と吸収塔100に導入された排ガス103とを主として気液接触させる充填材107が設置されている。また、吸収塔100の上端部には、残り排ガス排出口として機能し、充填材107を通過することで、二酸化炭素が吸収された排ガス103を大気中に排気するための排気口108が設けられている。   An exhaust gas inlet 104 for guiding the exhaust gas 103 containing carbon dioxide discharged from a thermal power plant, a municipal waste incinerator, or the like into the absorption tower 100 is provided below the absorption tower 100. The exhaust gas inlet 104 is connected to a gas blower 105 for sending the exhaust gas 103 recovered through the heat recovery device 180 into the absorption tower 100. Further, an absorption liquid inlet 102 for absorption for introducing the absorption liquid AL1 supplied from the storage tank 130 by the liquid feed pump 150 is provided in the upper part of the absorption tower 100. The absorption liquid introduction port 102 for absorption is provided with an absorption liquid ejection part 106 that ejects the absorption liquid AL1. Further, inside the absorption tower 100, a filler 107 is mainly installed that makes gas-liquid contact between the absorption liquid AL1 ejected from the absorption liquid ejection section 106 and the exhaust gas 103 introduced into the absorption tower 100. The upper end of the absorption tower 100 functions as a remaining exhaust gas discharge port, and is provided with an exhaust port 108 for exhausting the exhaust gas 103 that has absorbed carbon dioxide into the atmosphere by passing through the filler 107. ing.

さらに、吸収塔100の底部には、二酸化炭素を吸収した吸収液AL1を排出するための吸収液排出口101が設けられている。この吸収液排出口101は、導出ポンプ151が備えられた吸収液還流ライン120aの一端と接続されている。吸収液還流ライン120aの他端は、分割された各分割槽130a、130b、130cに対応して分岐し、各分岐した吸収液還流ライン120aの他端側には、それぞれバルブ170a、170b、170cが備えられている。ここで、各分割槽130a、130b、130cは、例えば、密閉可能なタンクなどで構成される。   Further, an absorption liquid discharge port 101 for discharging the absorption liquid AL1 that has absorbed carbon dioxide is provided at the bottom of the absorption tower 100. The absorption liquid discharge port 101 is connected to one end of an absorption liquid recirculation line 120 a provided with a derivation pump 151. The other end of the absorption liquid reflux line 120a branches corresponding to each of the divided tanks 130a, 130b, and 130c, and valves 170a, 170b, and 170c are respectively provided at the other ends of the branched absorption liquid circulation lines 120a. Is provided. Here, each division tank 130a, 130b, 130c is comprised by the tank etc. which can be sealed, for example.

また、各分割槽130a、130b、130cには、それぞれにバルブ171a、171b、171cを備え、各分割槽130a、130b、130cに対応して一端側が分岐された吸収液還流ライン120bが設置されている。この分岐された吸収液還流ライン120bの一端は、各分割槽130a、130b、130cに貯留された吸収液中の比較的下部の位置に浸されている。また、吸収液還流ライン120bの他端は、冷却装置190を介在して、吸収塔100の吸収用吸収液導入口102に接続されている。また、吸収液還流ライン120bには、吸収液AL1を吸収塔100に圧送する送液ポンプ150が備えられている。   Each of the dividing tanks 130a, 130b, and 130c is provided with a valve 171a, 171b, and 171c, respectively, and an absorption liquid reflux line 120b that is branched at one end corresponding to each of the dividing tanks 130a, 130b, and 130c is installed. Yes. One end of the branched absorption liquid reflux line 120b is immersed in a relatively lower position in the absorption liquid stored in each of the divided tanks 130a, 130b, and 130c. The other end of the absorption liquid reflux line 120b is connected to the absorption liquid inlet for absorption 102 of the absorption tower 100 via a cooling device 190. Further, the absorption liquid reflux line 120b is provided with a liquid feed pump 150 that pumps the absorption liquid AL1 to the absorption tower 100.

冷却装置190は、吸収液還流ライン120bを還流する吸収液AL1を冷却する熱交換器などで構成される。吸収液AL1から熱を回収する冷却媒体として、例えば海水などを用いてもよい。   The cooling device 190 includes a heat exchanger that cools the absorbing liquid AL1 that flows back through the absorbing liquid reflux line 120b. For example, seawater may be used as a cooling medium for recovering heat from the absorbing liquid AL1.

ここで、例えば、分割槽130aに対応するバルブ170a、バルブ171aを開き、分割槽130b、130cに対応するバルブ170b、170c、バルブ171b、171cを閉じることで、吸収塔100、吸収液還流ライン120a、分割槽130a、吸収液還流ライン120b、吸収塔100の順に吸収液AL1を循環させる吸収液還流経路が形成される。   Here, for example, by opening the valves 170a and 171a corresponding to the division tank 130a and closing the valves 170b and 170c and valves 171b and 171c corresponding to the division tanks 130b and 130c, the absorption tower 100 and the absorption liquid reflux line 120a. Then, an absorption liquid reflux path for circulating the absorption liquid AL1 is formed in the order of the dividing tank 130a, the absorption liquid reflux line 120b, and the absorption tower 100.

なお、送液ポンプ150、導出ポンプ151、各バルブ170a、170b、170c、171a、171b、171cは、制御部140からの信号に基づいて作動し、吸収液還流経路に流れる吸収液AL1の流量などを調整している。   The liquid feed pump 150, the derivation pump 151, and the valves 170a, 170b, 170c, 171a, 171b, and 171c are operated based on signals from the control unit 140, and the flow rate of the absorbent AL1 flowing through the absorbent recirculation path, etc. Is adjusted.

また、吸収液噴出部106から噴出される吸収液AL1は、均一に噴出されることが好ましく、例えば、吸収液噴出部106に、所定の噴霧粒径および噴霧パターンが得られる噴霧ノズルなどを用いてもよい。なお、吸収用吸収液導入口102の構成によって、吸収塔100内に吸収液AL1をほぼ均一に分散させることができる場合には、吸収液噴出部106を設けなくてもよい。   Moreover, it is preferable that the absorbing liquid AL1 ejected from the absorbing liquid ejecting section 106 is ejected uniformly. For example, a spray nozzle that can obtain a predetermined spray particle size and spray pattern is used for the absorbing liquid ejecting section 106. May be. If the absorption liquid AL1 can be dispersed substantially uniformly in the absorption tower 100 by the configuration of the absorption liquid introduction port 102 for absorption, the absorption liquid ejection part 106 may not be provided.

充填材107は、例えば、多孔構造、ハニカム構造などを有するもので構成され、充填材107を通過する吸収液AL1を撹乱する作用を有するものであればよい。また、充填材107は、吸収塔100内に多段に設置されてもよい。この充填材107を多段に設置した場合、例えば、各段に対応して吸収液AL1を噴出する吸収液噴出部106を設けてもよい。なお、吸収塔100内において、排ガス103と吸収液AL1との気液接触を効率よく行えるならば、充填材107を設置せずに、吸収塔100を構成することも可能である。   The filler 107 is composed of, for example, a material having a porous structure, a honeycomb structure, or the like, and any material that disturbs the absorbing liquid AL1 passing through the filler 107 may be used. Moreover, the filler 107 may be installed in multiple stages in the absorption tower 100. In the case where the fillers 107 are installed in multiple stages, for example, an absorbing liquid ejection unit 106 that ejects the absorbing liquid AL1 may be provided corresponding to each stage. In addition, in the absorption tower 100, if the gas-liquid contact with the exhaust gas 103 and the absorption liquid AL1 can be performed efficiently, the absorption tower 100 can be configured without installing the filler 107.

次に、再生塔110の再生吸収液排出口111から排出される再生された吸収液を再生用吸収液導入口112に還流させる吸収液還流経路について説明する。   Next, an absorbent recirculation path for recirculating the regenerated absorbent discharged from the regenerated absorbent discharge port 111 of the regeneration tower 110 to the regenerating absorbent inlet 112 will be described.

上記した貯留槽130の各分割槽130a、130b、130cには、それぞれにバルブ172a、172b、172cを備え、各分割槽130a、130b、130cに対応して一端側が分岐された吸収液還流ライン121aが設置されている。一方、吸収液還流ライン121aの他端は、再生塔110の再生吸収液排出口111に接続されている。また、吸収液還流ライン121aには、導出ポンプ152が備えられている。   Each of the divided tanks 130a, 130b, 130c of the storage tank 130 is provided with valves 172a, 172b, 172c, respectively, and an absorption liquid reflux line 121a branched at one end corresponding to each of the divided tanks 130a, 130b, 130c. Is installed. On the other hand, the other end of the absorption liquid reflux line 121 a is connected to the regeneration absorption liquid discharge port 111 of the regeneration tower 110. The absorption liquid reflux line 121a is provided with a lead-out pump 152.

さらに、各分割槽130a、130b、130cには、それぞれにバルブ173a、173b、173cを備え、各分割槽130a、130b、130cに対応して一端側が分岐された吸収液還流ライン121bが設置されている。この分岐された吸収液還流ライン121bの一端は、各分割槽130a、130b、130cに貯留された吸収液中の比較的下部に位置するように設置されていればよく、例えば、図1に示すように、各分割槽130a、130b、130cの底部に設けてもよい。一方、吸収液還流ライン121bの他端は、再生塔110の再生用吸収液導入口112に接続されている。また、吸収液還流ライン121bには、吸収液AL2を再生塔110に圧送する高圧送液ポンプ153が備えられている。   Further, each of the dividing tanks 130a, 130b, and 130c is provided with a valve 173a, 173b, and 173c, respectively, and an absorption liquid reflux line 121b that is branched at one end corresponding to each of the dividing tanks 130a, 130b, and 130c is installed. Yes. One end of the branched absorption liquid reflux line 121b may be installed so as to be positioned relatively lower in the absorption liquid stored in each of the divided tanks 130a, 130b, and 130c. For example, as shown in FIG. Thus, you may provide in the bottom part of each division tank 130a, 130b, 130c. On the other hand, the other end of the absorbent reflux line 121 b is connected to the regeneration absorbent inlet 112 for regeneration of the regeneration tower 110. The absorbing liquid reflux line 121b is provided with a high-pressure liquid feeding pump 153 that pumps the absorbing liquid AL2 to the regeneration tower 110.

ここで、例えば、分割槽130bに対応するバルブ172b、バルブ173bを開き、分割槽130a、130cに対応するバルブ172a、172c、バルブ173a、173cを閉じることで、再生塔110、吸収液還流ライン121a、分割槽130b、吸収液還流ライン121b、再生塔110の順に吸収液AL2を循環させる吸収液還流経路が形成される。   Here, for example, by opening the valves 172b and 173b corresponding to the dividing tank 130b and closing the valves 172a and 172c and valves 173a and 173c corresponding to the dividing tanks 130a and 130c, the regeneration tower 110 and the absorption liquid reflux line 121a. Then, an absorption liquid reflux path for circulating the absorption liquid AL2 is formed in the order of the dividing tank 130b, the absorption liquid reflux line 121b, and the regeneration tower 110.

なお、導出ポンプ152、高圧送液ポンプ153、各バルブ172a、172b、172c、173a、173b、173cは、制御部140からの信号に基づいて作動し、吸収液還流経路に流れる吸収液AL2の流量などを調整している。   The derivation pump 152, the high-pressure liquid feed pump 153, and the valves 172a, 172b, 172c, 173a, 173b, and 173c are operated based on a signal from the control unit 140, and the flow rate of the absorbent AL2 flowing through the absorbent recirculation path Etc. are adjusted.

また、再生塔110の上部には、二酸化炭素を吸収した吸収液AL2を循環させることで放散される二酸化炭素を外部に取り出すための二酸化炭素取出口113が設けられている。この二酸化炭素取出口113は、吸引ポンプ114を備えた二酸化炭素回収ライン115に接続されている。再生塔110で放散された二酸化炭素は、この二酸化炭素回収ライン115を介して、外部に設置された二酸化炭素回収手段(図示しない)によって回収される。   In addition, a carbon dioxide outlet 113 is provided at the upper part of the regeneration tower 110 for taking out carbon dioxide diffused by circulating the absorbing liquid AL2 that has absorbed carbon dioxide. The carbon dioxide outlet 113 is connected to a carbon dioxide recovery line 115 provided with a suction pump 114. The carbon dioxide diffused in the regeneration tower 110 is recovered by a carbon dioxide recovery means (not shown) installed outside through the carbon dioxide recovery line 115.

なお、再生塔110は、その内部の圧力を減圧した状態で稼動させる場合には、フラッシングタンクが用いられ、その内部の圧力を加圧した状態で稼動させる場合には、吸収塔100と同様に、充填材を備えたタンクが使用される。   The regeneration tower 110 uses a flushing tank when operating in a state where the internal pressure is reduced, and in the same way as the absorption tower 100 when operating in a state where the internal pressure is increased. A tank with a filler is used.

次に、排ガスの熱を熱回収装置180を介して熱媒体181に回収し、その熱媒体181を循環させて各分割槽130a、130b、130cに収容される吸収液を加熱する熱媒体還流路について説明する。   Next, the heat of the exhaust gas is recovered in the heat medium 181 via the heat recovery device 180, and the heat medium reflux path for circulating the heat medium 181 and heating the absorption liquid stored in each of the divided tanks 130a, 130b, 130c. Will be described.

上記した貯留槽130の各分割槽130a、130b、130cの内部には、各分割槽130a、130b、130cに対応して分岐された熱媒体還流ライン182が導かれている。各分割槽130a、130b、130cの内部に導かれた熱媒体還流ライン182には、各分割槽130a、130b、130cに収容される吸収液と熱交換可能なように、フィンなどの構成を備えた熱交換部182a、182b、182cが形成されている。   A heat medium reflux line 182 branched in correspondence with each divided tank 130a, 130b, 130c is led into each divided tank 130a, 130b, 130c of the storage tank 130 described above. The heat medium reflux line 182 led to the inside of each division tank 130a, 130b, 130c has a structure such as a fin so that heat can be exchanged with the absorbing liquid stored in each division tank 130a, 130b, 130c. The heat exchanging portions 182a, 182b, and 182c are formed.

また、分岐された各熱媒体還流ライン182には、それぞれにバルブ174a、174b、174cが備えられている。また、熱媒体還流ライン182には、熱回収装置180が介在し、さらに熱媒体還流ライン182内を流れる熱媒体181を循環させる送液ポンプ183が備えられている。熱回収装置180には、排ガス103が供給され、熱媒体181が、例えばスクラバ式で排ガス103と気液接触することにより排ガスの熱を回収する。また、熱媒体181は、熱回収装置180を介して回収した熱を各分割槽130a、130b、130cに収容された吸収液に伝達するもので、熱媒体181として、熱媒体181の温度が100℃を超えない場合には、工業用水などが用いられ、100℃以上となる場合には、耐熱性の高い油などが用いられる。   Each of the branched heat medium reflux lines 182 is provided with valves 174a, 174b, and 174c, respectively. Further, the heat medium reflux line 182 is provided with a liquid feed pump 183 that circulates the heat medium 181 flowing in the heat medium reflux line 182 with a heat recovery device 180 interposed therebetween. The exhaust gas 103 is supplied to the heat recovery device 180, and the heat medium 181 recovers the heat of the exhaust gas by making gas-liquid contact with the exhaust gas 103 by, for example, a scrubber type. The heat medium 181 transmits the heat recovered through the heat recovery device 180 to the absorbing liquid stored in each of the dividing tanks 130a, 130b, and 130c. The temperature of the heat medium 181 is 100 as the heat medium 181. When it does not exceed ° C., industrial water or the like is used, and when it exceeds 100 ° C., oil with high heat resistance or the like is used.

例えば、分割槽130bに対応するバルブ174bを開き、分割槽130a、130cに対応するバルブ174a、174cを閉じることで、熱回収装置180、熱媒体還流ライン182、熱交換部182b、熱媒体還流ライン182、熱回収装置180の順に熱媒体181を循環させる還流経路が形成される。このように、バルブ174a、174b、174cを切り替えることで、各分割槽130a、130b、130c内の吸収液を加熱可能であり、例えば、二酸化炭素を吸収するのに最適な温度、吸収液を再生(二酸化炭素を放出)するのに最適な温度に吸収液を加熱することが可能となる。   For example, by opening the valve 174b corresponding to the division tank 130b and closing the valves 174a and 174c corresponding to the division tanks 130a and 130c, the heat recovery device 180, the heat medium reflux line 182, the heat exchange unit 182b, and the heat medium reflux line. A reflux path for circulating the heat medium 181 is formed in the order of 182 and the heat recovery apparatus 180. In this way, by switching the valves 174a, 174b, and 174c, it is possible to heat the absorption liquid in each of the dividing tanks 130a, 130b, and 130c. For example, the optimum temperature and absorption liquid for absorbing carbon dioxide are regenerated. The absorption liquid can be heated to an optimum temperature for releasing carbon dioxide.

ここで、貯留槽130を構成する分割槽の数は限定されるものではないが、少なくとも2つあれば、例えば、吸収塔100、吸収液還流ライン120a、分割槽130a、吸収液還流ライン120b、吸収塔100の順に吸収液AL1を循環させる吸収液還流経路と、再生塔110、吸収液還流ライン121a、分割槽130b、吸収液還流ライン121b、再生塔110の順に吸収液AL2を循環させる吸収液還流経路とを形成して、二酸化炭素の吸収ラインと二酸化炭素の回収ラインとを連続的に作動させることができる。   Here, the number of division tanks constituting the storage tank 130 is not limited, but if there are at least two, for example, the absorption tower 100, the absorption liquid reflux line 120a, the division tank 130a, the absorption liquid reflux line 120b, Absorption liquid reflux path for circulating the absorption liquid AL1 in the order of the absorption tower 100, and an absorption liquid for circulating the absorption liquid AL2 in the order of the regeneration tower 110, the absorption liquid reflux line 121a, the dividing tank 130b, the absorption liquid reflux line 121b, and the regeneration tower 110. The carbon dioxide absorption line and the carbon dioxide recovery line can be operated continuously by forming a reflux path.

また、熱媒体還流ライン182によって、二酸化炭素を吸収した吸収液AL2を再生塔110に還流する前に、その吸収液AL2を所定温度まで加熱するが、比較的低温の排ガス103の熱を利用しているため、所定温度に至るまでには所定時間(例えば、10〜100分)を必要とする。そこで、例えば、吸収塔100、吸収液還流ライン120a、分割槽130a、吸収液還流ライン120b、吸収塔100の順に吸収液AL1を循環させる吸収工程を実施し、それと同時に、再生塔110、吸収液還流ライン121a、分割槽130b、吸収液還流ライン121b、再生塔110の順に吸収液AL2を循環させる再生工程を実施し、さらに、それらと同時に、すでに二酸化炭素を吸収した吸収液AL3を分割槽130cで加熱(加熱工程)しておけば、分割槽130bに収容された吸収液AL2の再生工程終了後、すぐに、分割槽130cに収容された吸収液AL3に対して再生工程を実施することができる。したがって、上記した一例のように、再生工程、吸収工程および加熱工程を同時に実施することができるように、貯留槽130を構成する分割槽は、少なくとも3つあることが好ましい。なお、各分割槽130a、130b、130c間は、断熱されていることが好ましい。   Further, before the absorption liquid AL2 having absorbed carbon dioxide is refluxed to the regeneration tower 110 by the heat medium reflux line 182, the absorption liquid AL2 is heated to a predetermined temperature, but the heat of the relatively low temperature exhaust gas 103 is utilized. Therefore, a predetermined time (for example, 10 to 100 minutes) is required to reach the predetermined temperature. Therefore, for example, an absorption step of circulating the absorption liquid AL1 in the order of the absorption tower 100, the absorption liquid reflux line 120a, the dividing tank 130a, the absorption liquid reflux line 120b, and the absorption tower 100 is performed, and at the same time, the regeneration tower 110, the absorption liquid A regeneration step of circulating the absorbing liquid AL2 in the order of the reflux line 121a, the dividing tank 130b, the absorbing liquid reflux line 121b, and the regeneration tower 110 is performed, and at the same time, the absorbing liquid AL3 that has already absorbed carbon dioxide is divided into the dividing tank 130c. If the heating (heating process) is performed, the regeneration process may be performed on the absorbent AL3 stored in the dividing tank 130c immediately after the regeneration process of the absorbing liquid AL2 stored in the dividing tank 130b. it can. Therefore, as in the example described above, it is preferable that there are at least three divided tanks constituting the storage tank 130 so that the regeneration process, the absorption process, and the heating process can be performed simultaneously. In addition, it is preferable that each division tank 130a, 130b, 130c is thermally insulated.

また、図には示していないが、各分割槽130a、130b、130cには、吸収液AL1、AL2、AL3の水素イオン指数pHを計測するペーハー計に、吸収液AL1、AL2、AL3を導くための計測用ラインの一端が設置されている。このペーハー計は、制御部140と電気的に接続され、測定結果に基づく信号を制御部140に出力する。   Although not shown in the figure, in each of the dividing tanks 130a, 130b, and 130c, the absorbents AL1, AL2, and AL3 are guided to a pH meter that measures the hydrogen ion exponent pH of the absorbents AL1, AL2, and AL3. One end of the measurement line is installed. This pH meter is electrically connected to the control unit 140 and outputs a signal based on the measurement result to the control unit 140.

第1の実施の形態で用いられる吸収液は、水100g当たりに10〜28gの炭酸ナトリウムを溶かして、重量濃度を9〜22%に調整されたものが用いられる。各分割槽130a、130b、130cのそれぞれに貯留される吸収液の重量は、1〜5000トンである。また、上記した再生工程、吸収工程および加熱工程において、再生工程および吸収工程は、例えば、吸収液の水素イオン指数pHの値が所定範囲となった場合に終了され、加熱工程は、吸収液の温度が所定温度となった場合に終了される。これらの各工程の開始から終了までの時間は、10〜100分程度である。   The absorption liquid used in the first embodiment is prepared by dissolving 10 to 28 g of sodium carbonate per 100 g of water and adjusting the weight concentration to 9 to 22%. The weight of the absorbent stored in each of the divided tanks 130a, 130b, and 130c is 1 to 5000 tons. Further, in the above-described regeneration process, absorption process and heating process, the regeneration process and the absorption process are terminated when, for example, the value of the hydrogen ion exponent pH of the absorption liquid falls within a predetermined range, and the heating process is performed on the absorption liquid. The process is terminated when the temperature reaches a predetermined temperature. The time from the start to the end of each of these steps is about 10 to 100 minutes.

また、吸収塔100、吸収液還流ライン120a、分割槽130a、吸収液還流ライン120b、吸収塔100の順に吸収液AL1を循環させる還流経路が形成された場合(吸収工程)に、吸収塔100および分割槽130aにおける吸収液AL1の温度は、40〜75℃に設定される。また、再生塔110、吸収液還流ライン121a、分割槽130b、吸収液還流ライン121b、再生塔110の順に吸収液AL2を循環させる還流経路が形成された場合(再生工程)に、再生塔110および分割槽130bにおける吸収液AL2の温度は、60〜90℃に設定される。なお、吸収液AL2は、加熱工程を経て、この温度に設定される。この分割槽130bにおける加熱工程では、熱媒体還流ライン182の熱交換部182bにおける熱媒体181の温度は、70〜90℃に設定され、分割槽130bに静止した吸収液AL2の温度は、60〜90℃に設定される。   Further, when a reflux path for circulating the absorption liquid AL1 is formed in the order of the absorption tower 100, the absorption liquid reflux line 120a, the dividing tank 130a, the absorption liquid reflux line 120b, and the absorption tower 100 (absorption process), the absorption tower 100 and The temperature of the absorbing liquid AL1 in the dividing tank 130a is set to 40 to 75 ° C. In addition, when a reflux path for circulating the absorption liquid AL2 is formed in the order of the regeneration tower 110, the absorption liquid reflux line 121a, the dividing tank 130b, the absorption liquid reflux line 121b, and the regeneration tower 110 (regeneration step), the regeneration tower 110 and The temperature of the absorbing liquid AL2 in the dividing tank 130b is set to 60 to 90 ° C. In addition, absorption liquid AL2 is set to this temperature through a heating process. In the heating process in the division tank 130b, the temperature of the heat medium 181 in the heat exchange unit 182b of the heat medium reflux line 182 is set to 70 to 90 ° C., and the temperature of the absorption liquid AL2 stationary in the division tank 130b is 60 to Set to 90 ° C.

ここで、吸収塔100および分割槽130aにおける吸収液AL1の温度を40〜75℃の範囲に設定したのは、炭酸ナトリウムを主な溶質とする吸収液AL1では、40℃未満では、二酸化炭素の吸収液AL1への吸収が遅く、75℃を超えると吸収液AL1に吸収された二酸化炭素が放出し始めるからである。また、再生塔110および分割槽130cにおける吸収液AL2の温度を60〜90℃の範囲に設定したのは、炭酸ナトリウムを主な溶質とする吸収液AL2では、60℃未満では減圧下でも二酸化炭素の放出が遅く、90℃を超えると加圧下でも吸収液AL2から多量の水分が消失するからである。   Here, the temperature of the absorption liquid AL1 in the absorption tower 100 and the dividing tank 130a is set in the range of 40 to 75 ° C. The absorption liquid AL1 mainly containing sodium carbonate is less than 40 ° C. This is because the absorption into the absorption liquid AL1 is slow, and when it exceeds 75 ° C., carbon dioxide absorbed in the absorption liquid AL1 starts to be released. In addition, the temperature of the absorbing liquid AL2 in the regeneration tower 110 and the dividing tank 130c is set in the range of 60 to 90 ° C. The reason for the absorbing liquid AL2 containing sodium carbonate as the main solute is less than 60 ° C. even under reduced pressure. This is because a large amount of water disappears from the absorbing liquid AL2 even under pressure when the release of the water is over 90 ° C.

ここで、吸収液が炭酸ナトリウムを主な溶質とする場合における再生塔110の内圧は、ゲージ圧で、−0.08〜0MPaの減圧状態に設定されるため、再生塔110として、フラッシングタンクが用いられる。   Here, the internal pressure of the regeneration tower 110 when the absorption liquid is sodium carbonate as a main solute is set to a reduced pressure state of −0.08 to 0 MPa as a gauge pressure. Used.

次に、二酸化炭素回収システム10の作用について説明する。   Next, the operation of the carbon dioxide recovery system 10 will be described.

ここで、二酸化炭素回収システム10の稼動時には、分割槽130a、分割槽130bおよび分割槽130cに、水100g当たりに10〜28gの炭酸ナトリウムを溶かして、重量濃度を9〜22%に調整された温度が40〜75℃の吸収液が収容されているものとして、二酸化炭素回収システム10の作用を説明する。また、ここでは、分割槽130a、分割槽130bおよび分割槽130cに収容されている吸収液を、それぞれ吸収液ALa、吸収液ALb、吸収液ALcと示す。   Here, when the carbon dioxide recovery system 10 is in operation, 10 to 28 g of sodium carbonate per 100 g of water was dissolved in the dividing tank 130a, the dividing tank 130b, and the dividing tank 130c to adjust the weight concentration to 9 to 22%. The operation of the carbon dioxide recovery system 10 will be described on the assumption that an absorbing liquid having a temperature of 40 to 75 ° C. is stored. In addition, here, the absorbing liquids stored in the dividing tank 130a, the dividing tank 130b, and the dividing tank 130c are referred to as an absorbing liquid ALa, an absorbing liquid ALb, and an absorbing liquid ALc, respectively.

なお、二酸化炭素回収システム10の稼動時には、分割槽130aに対応するバルブ170a、バルブ171aを開き、分割槽130bおよび分割槽130cに対応するバルブ170b、170c、バルブ171b、171cを閉じて、吸収塔100、吸収液還流ライン120a、分割槽130a、吸収液還流ライン120b、吸収塔100の順に吸収液ALaを循環させる吸収液還流経路を形成する。   During the operation of the carbon dioxide recovery system 10, the valves 170a and 171a corresponding to the division tank 130a are opened, the valves 170b and 170c and valves 171b and 171c corresponding to the division tank 130b and the division tank 130c are closed, and the absorption tower. The absorbing liquid reflux path for circulating the absorbing liquid ALa is formed in the order of 100, the absorbing liquid reflux line 120a, the dividing tank 130a, the absorbing liquid reflux line 120b, and the absorption tower 100.

火力発電所のボイラ、都市ごみ焼却場などから排出された排ガス103は、熱回収装置180を通り、ガスブロワ105によって排ガス導入口104から吸収塔100内に供給される。なお、排ガス103の温度は、熱回収装置180に入る前で110〜120℃、熱回収装置180から出た後で60〜90℃になっている。   Exhaust gas 103 discharged from a boiler of a thermal power plant, a municipal waste incineration plant or the like passes through a heat recovery device 180 and is supplied from the exhaust gas inlet 104 into the absorption tower 100 by a gas blower 105. Note that the temperature of the exhaust gas 103 is 110 to 120 ° C. before entering the heat recovery device 180, and 60 to 90 ° C. after leaving the heat recovery device 180.

吸収塔100内に排ガス103が供給されると、分割槽130aに収容された吸収液ALaが吸収液還流ライン120bを介して吸収用吸収液導入口102に供給され、吸収液噴出部106から噴出される。吸収液噴出部106から噴出される吸収液ALaの流量は、制御部140からの信号に基づいて制御される送液ポンプ150によって調整される。   When the exhaust gas 103 is supplied into the absorption tower 100, the absorption liquid ALa accommodated in the dividing tank 130a is supplied to the absorption liquid inlet for absorption 102 through the absorption liquid recirculation line 120b and ejected from the absorption liquid ejection part 106. Is done. The flow rate of the absorbing liquid ALa ejected from the absorbing liquid ejecting unit 106 is adjusted by the liquid feeding pump 150 that is controlled based on a signal from the control unit 140.

吸収液噴出部106から噴出された吸収液ALaは、充填材107を伝わって流れ落ちながら、充填材107中を下方から上方に流れる排ガス103と気液接触し、排ガス103に含まれる二酸化炭素を吸収する。そして、二酸化炭素を吸収した吸収液ALaは、吸収塔100の底部に流れ落ちる。一方、また、窒素や吸収されなかった二酸化炭素などの残り排ガス103は、排気口108より大気に放出される。   The absorbing liquid ALa ejected from the absorbing liquid ejecting portion 106 flows down through the filler 107 and comes into gas-liquid contact with the exhaust gas 103 flowing upward from below in the filler 107 to absorb carbon dioxide contained in the exhaust gas 103. To do. Then, the absorption liquid ALa that has absorbed carbon dioxide flows down to the bottom of the absorption tower 100. On the other hand, the remaining exhaust gas 103 such as nitrogen and carbon dioxide that has not been absorbed is discharged to the atmosphere from the exhaust port 108.

充填材107を伝わって流れ落ちた吸収液ALaは、導出ポンプ151によって吸収液還流ライン120aに導かれ、分割槽130aに供給される。さらに、分割槽130aに導かれた吸収液ALaは、送液ポンプ150によって吸収液還流ライン120bに導かれ、吸収用吸収液導入口102に供給される。   The absorption liquid ALa that has flowed down through the filler 107 is guided to the absorption liquid reflux line 120a by the derivation pump 151, and is supplied to the dividing tank 130a. Further, the absorption liquid ALa guided to the dividing tank 130 a is guided to the absorption liquid reflux line 120 b by the liquid feed pump 150 and supplied to the absorption liquid inlet for absorption 102.

ここで、吸収液ALaである炭酸ナトリウム水に二酸化炭素を吸収させ、炭酸水素ナトリウムを生成する反応は、発熱反応であるため、吸収液ALaを還流させる間に、吸収液ALaの温度が上昇する。そのため、吸収液還流ライン120bに介在させた冷却装置190によって、吸収液ALaを冷却し、吸収液ALaの温度を上記した40〜75℃の範囲となるように調整している。なお、冷却装置190における吸収液ALaの温度調整は、制御部140からの制御信号によって、例えば、冷却装置190に供給する冷却媒体の流量などを調整して行う。   Here, the reaction in which carbon dioxide is absorbed by the sodium carbonate water that is the absorption liquid ALa to generate sodium hydrogen carbonate is an exothermic reaction, and therefore the temperature of the absorption liquid ALa rises while the absorption liquid ALa is refluxed. . Therefore, the absorption liquid ALa is cooled by the cooling device 190 interposed in the absorption liquid reflux line 120b, and the temperature of the absorption liquid ALa is adjusted to be in the above-described range of 40 to 75 ° C. The temperature adjustment of the absorbing liquid ALa in the cooling device 190 is performed by adjusting the flow rate of the cooling medium supplied to the cooling device 190, for example, by a control signal from the control unit 140.

上記したように、吸収塔100、吸収液還流ライン120a、分割槽130a、吸収液還流ライン120b、吸収塔100の順に吸収液ALaを循環させることで、吸収液ALaに、排ガス103に含まれる二酸化炭素を効率よく吸収させる。   As described above, the absorption liquid ALa is circulated in the order of the absorption tower 100, the absorption liquid reflux line 120a, the dividing tank 130a, the absorption liquid reflux line 120b, and the absorption tower 100, whereby the absorption liquid ALa contains the dioxide dioxide contained in the exhaust gas 103. Absorb carbon efficiently.

ここで、分割槽130aにおいて、還流している吸収液ALaの一部は、計測用ライン(図示しない)を介してペーハー計に導かれる。そして、ペーハー計は、導かれた吸収液ALaの水素イオン指数pHを検知し、その検知値に対応する信号を制御部140に出力する。   Here, in the dividing tank 130a, a part of the refluxed absorption liquid ALa is guided to a pH meter via a measurement line (not shown). Then, the pH meter detects the hydrogen ion exponent pH of the guided absorption liquid ALa, and outputs a signal corresponding to the detected value to the control unit 140.

制御部140では、ペーハー計からの信号に基づき、分割槽130a内の吸収液ALaのpH値が8.5〜9.5の範囲にあるか否かを判定する。なお、排ガス103に含まれる二酸化炭素を吸収することにより吸収液ALaは、炭酸水素ナトリウムを含む水溶液となり、pH値が11以上であったものが低下する。   The controller 140 determines whether or not the pH value of the absorption liquid ALa in the dividing tank 130a is in the range of 8.5 to 9.5 based on the signal from the pH meter. In addition, by absorbing the carbon dioxide contained in the exhaust gas 103, the absorbing liquid ALa becomes an aqueous solution containing sodium hydrogen carbonate, and the one whose pH value is 11 or more is lowered.

制御部140において、吸収液ALaのpH値が9.5よりも大きいと判定された場合には、分割槽130aに導かれた吸収液ALaは、引き続き、送液ポンプ150によって吸収液還流ライン120bに導かれ、吸収用吸収液導入口102に供給され、上記した還流動作を繰り返す。   When the control unit 140 determines that the pH value of the absorption liquid ALa is larger than 9.5, the absorption liquid ALa guided to the dividing tank 130a is continuously supplied by the liquid feeding pump 150 to the absorption liquid reflux line 120b. Is supplied to the absorption liquid inlet 102 for absorption, and the above-described reflux operation is repeated.

一方、制御部140は、吸収液ALaのpH値が8.5〜9.5の範囲にあると判定した場合には、吸収液還流ライン120aに設けられた分割槽130aに対応するバルブ170aおよび吸収液還流ライン120bに設けられた分割槽130aに対応するバルブ171aを閉じる制御を行うと同時に、吸収液還流ライン120aに設けられた分割槽130bに対応するバルブ170bおよび吸収液還流ライン120bに設けられた分割槽130bに対応するバルブ171bを開く制御を行う。   On the other hand, if the control unit 140 determines that the pH value of the absorbent ALa is in the range of 8.5 to 9.5, the controller 170 corresponding to the dividing tank 130a provided in the absorbent reflux line 120a and The valve 171a corresponding to the dividing tank 130a provided in the absorbing liquid reflux line 120b is controlled to be closed, and at the same time, the valve 170b corresponding to the dividing tank 130b provided in the absorbing liquid reflux line 120a and the absorbing liquid reflux line 120b are provided. Control is performed to open the valve 171b corresponding to the divided tank 130b.

このようにバルブ170a、170bおよびバルブ171a、171bの開閉を切り替えることで、吸収塔100、吸収液還流ライン120a、分割槽130b、吸収液還流ライン120b、吸収塔100の順に吸収液ALbを循環させる吸収液還流経路が形成される。そして、この吸収液還流経路を分割槽130bに収容された吸収液ALbが還流し、上記した二酸化炭素を吸収する還流動作を繰り返す。   Thus, by switching the opening and closing of the valves 170a and 170b and the valves 171a and 171b, the absorption liquid ALb is circulated in the order of the absorption tower 100, the absorption liquid reflux line 120a, the dividing tank 130b, the absorption liquid reflux line 120b, and the absorption tower 100. An absorption liquid reflux path is formed. And the absorption liquid ALb accommodated in the division tank 130b recirculates through the absorption liquid recirculation path, and the above-described recirculation operation of absorbing carbon dioxide is repeated.

続いて、制御部140からの制御信号に基づいて、分割槽130aに対応する熱媒体還流ライン182のバルブ174aを開き、分割槽130a内の熱交換部182aに熱媒体181を循環させる還流経路を形成する。   Subsequently, based on a control signal from the control unit 140, the valve 174a of the heat medium reflux line 182 corresponding to the division tank 130a is opened, and a reflux path for circulating the heat medium 181 to the heat exchange unit 182a in the division tank 130a is established. Form.

熱回収装置180を介して、温度が110〜120℃程度の排ガス103から温度が40〜75℃程度の熱媒体181に熱が伝達され、熱媒体181の温度は、徐々に60〜90℃に上昇する。この熱媒体181の温度上昇に伴って、分割槽130a内の吸収液ALaの温度も10〜100分で60〜90℃に上昇して、吸収液を再生可能な温度に達する。   Heat is transferred from the exhaust gas 103 having a temperature of about 110 to 120 ° C. to the heat medium 181 having a temperature of about 40 to 75 ° C. via the heat recovery device 180, and the temperature of the heat medium 181 gradually increases to 60 to 90 ° C. To rise. As the temperature of the heat medium 181 rises, the temperature of the absorption liquid ALa in the dividing tank 130a also rises to 60 to 90 ° C. in 10 to 100 minutes and reaches a temperature at which the absorption liquid can be regenerated.

続いて、制御部140は、分割槽130aに対応するバルブ173aおよびバルブ172aを開き、再生塔110、吸収液還流ライン121a、分割槽130a、吸収液還流ライン121b、再生塔110の順に吸収液ALaを循環させる還流経路を形成する。なお、この吸収液ALaは、pH値が8.5〜9.5の範囲、温度が60〜90℃にあり、吸収液ALaの再生に適する状態になっている。   Subsequently, the control unit 140 opens the valve 173a and the valve 172a corresponding to the dividing tank 130a, and the absorbing liquid ALa in the order of the regeneration tower 110, the absorbing liquid reflux line 121a, the dividing tank 130a, the absorbing liquid reflux line 121b, and the regeneration tower 110. A reflux path is circulated. The absorption liquid ALa has a pH value in the range of 8.5 to 9.5 and a temperature of 60 to 90 ° C., and is in a state suitable for regeneration of the absorption liquid ALa.

分割槽130aに収容された吸収液ALaは、高圧送液ポンプ153によって吸収液還流ライン121bを介して再生塔110の再生用吸収液導入口112に導かれる。再生用吸収液導入口112に導かれた吸収液ALaは、高圧送液ポンプ153による吐出圧力を利用して、減圧状態の再生塔110内へ噴出され、二酸化炭素を放出する。再生用吸収液導入口112から噴出される吸収液ALaの流量は、制御部140からの信号に基づいて制御される高圧送液ポンプ153によって調整される。   The absorbing liquid ALa accommodated in the dividing tank 130a is guided to the regenerating absorbing liquid inlet 112 of the regenerating tower 110 through the absorbing liquid reflux line 121b by the high-pressure liquid feeding pump 153. The absorption liquid ALa guided to the regeneration absorption liquid inlet 112 is ejected into the decompression regeneration tower 110 using the discharge pressure of the high-pressure liquid feed pump 153 to release carbon dioxide. The flow rate of the absorbing liquid ALa ejected from the regeneration absorbing liquid inlet 112 is adjusted by a high-pressure liquid feeding pump 153 that is controlled based on a signal from the control unit 140.

再生塔110内へ噴出された吸収液ALaは、導出ポンプ152によって、再生塔110の底部に設けられた再生吸収液排出口111から吸収液還流ライン121aを介して分割槽130aに導かれる。   The absorption liquid ALa ejected into the regeneration tower 110 is guided by the lead-out pump 152 from the regeneration absorption liquid discharge port 111 provided at the bottom of the regeneration tower 110 to the dividing tank 130a through the absorption liquid reflux line 121a.

ここで、再生塔110内に放出した二酸化炭素は、吸引ポンプ114によって吸引され、再生塔110の上部に設けられた二酸化炭素取出口113から二酸化炭素回収ライン115を介して二酸化炭素回収手段(図示しない)に導かれ回収される。   Here, the carbon dioxide released into the regeneration tower 110 is sucked by the suction pump 114, and a carbon dioxide recovery means (illustrated) from the carbon dioxide outlet 113 provided at the upper part of the regeneration tower 110 through the carbon dioxide recovery line 115. Not) and collected.

さらに、分割槽130aに導かれた吸収液ALaは、高圧送液ポンプ153によって吸収液還流ライン121bを介して再生塔110の再生用吸収液導入口112に導かれ、上記した還流動作を繰り返す。このように、再生塔110、吸収液還流ライン121a、分割槽130a、吸収液還流ライン121b、再生塔110の順に吸収液ALaを循環させることで、吸収液ALaから二酸化炭素を効率よく放出させることができる。   Further, the absorption liquid ALa guided to the dividing tank 130a is guided to the regeneration absorbent inlet 112 of the regeneration tower 110 via the absorbent reflux line 121b by the high-pressure liquid feed pump 153, and the above-described reflux operation is repeated. As described above, the absorption liquid ALa is circulated in the order of the regeneration tower 110, the absorption liquid reflux line 121a, the dividing tank 130a, the absorption liquid reflux line 121b, and the regeneration tower 110, thereby efficiently releasing carbon dioxide from the absorption liquid ALa. Can do.

なお、分割槽130a内の吸収液ALaは、温度が60〜90℃に達しているので、分割槽130a内においても、二酸化炭素の放出、水分が消失などを生じることがあるが、分割槽130a内で発生した二酸化炭素を二酸化炭素回収ライン115に導く配管を設けてもよい。なお、この際、二酸化炭素回収ライン115に導く配管に、例えば冷却器を介在させて、二酸化炭素とともにこの配管を流れる水蒸気をドレンとして回収し、二酸化炭素と分離することが好ましい。   Since the absorption liquid ALa in the dividing tank 130a has reached a temperature of 60 to 90 ° C., carbon dioxide may be released and moisture may be lost in the dividing tank 130a. A pipe that guides the carbon dioxide generated inside to the carbon dioxide recovery line 115 may be provided. At this time, it is preferable to interpose a cooler, for example, in a pipe leading to the carbon dioxide recovery line 115 to collect water vapor flowing through this pipe together with carbon dioxide as a drain and separate it from carbon dioxide.

ここで、吸収液ALaが吸収した二酸化炭素を放出させる反応、つまり、炭酸水素ナトリウム水から二酸化炭素を放出させ、炭酸ナトリウムを再生する反応は、吸熱反応であり、吸収液ALaの温度は、還流動作を繰り返す毎に低下する。ここで、熱媒体還流ライン182の熱交換部182aから供給される熱量では、この低下した熱量を補うことができない場合には、再生塔110の底部に、例えば、スチームを供給可能な熱交換器を備えて、再生塔110の底部に溜まった吸収液ALaを加熱する構成を備えてもよい。なお、加熱する熱源は、スチームに限られるものではなく、例えば、ヒータなどで再生塔110の底部に溜まった吸収液ALaを加熱してもよい。   Here, the reaction for releasing the carbon dioxide absorbed by the absorbing liquid ALa, that is, the reaction for releasing carbon dioxide from the sodium hydrogen carbonate water and regenerating the sodium carbonate is an endothermic reaction, and the temperature of the absorbing liquid ALa is refluxed. Decreases each time the operation is repeated. Here, when the amount of heat supplied from the heat exchange unit 182a of the heat medium reflux line 182 cannot compensate for this reduced amount of heat, for example, a heat exchanger that can supply steam to the bottom of the regeneration tower 110, for example. The absorption liquid ALa accumulated at the bottom of the regeneration tower 110 may be heated. The heat source to be heated is not limited to steam. For example, the absorption liquid ALa accumulated at the bottom of the regeneration tower 110 may be heated with a heater or the like.

また、分割槽130aにおいて、還流している吸収液ALaの一部は、計測用ライン(図示しない)を介してペーハー計に導かれる。そして、ペーハー計は、導かれた吸収液ALaの水素イオン指数pHを検知し、その検知値に対応する信号を制御部140に出力する。   In the dividing tank 130a, a part of the refluxed absorption liquid ALa is guided to a pH meter via a measurement line (not shown). Then, the pH meter detects the hydrogen ion exponent pH of the guided absorption liquid ALa, and outputs a signal corresponding to the detected value to the control unit 140.

制御部140では、ペーハー計からの信号に基づき、分割槽130a内の吸収液ALaのpH値が11〜12の範囲にあるか否かを判定する。なお、吸収液ALaから二酸化炭素を放出することにより、吸収液ALaのpH値は、二酸化炭素を吸収する前の当初の吸収液ALaのpH値に近づく。   The controller 140 determines whether or not the pH value of the absorbing liquid ALa in the dividing tank 130a is in the range of 11 to 12 based on the signal from the pH meter. In addition, by releasing carbon dioxide from the absorbing liquid ALa, the pH value of the absorbing liquid ALa approaches the initial pH value of the absorbing liquid ALa before absorbing carbon dioxide.

制御部140において、吸収液ALaのpH値が11よりも小さいと判定された場合には、分割槽130aに導かれた吸収液ALaは、引き続き、高圧送液ポンプ153によって吸収液還流ライン121bを介して再生塔110の再生用吸収液導入口112に導かれ、上記した還流動作を繰り返す。   When the control unit 140 determines that the pH value of the absorption liquid ALa is smaller than 11, the absorption liquid ALa guided to the dividing tank 130a is continuously passed through the absorption liquid reflux line 121b by the high-pressure liquid feed pump 153. Then, it is guided to the regeneration absorbent inlet 112 of the regeneration tower 110, and the above reflux operation is repeated.

一方、制御部140は、吸収液ALaのpH値が11〜12の範囲にあると判定した場合には、吸収液還流ライン121aに設けられた導出ポンプ152および吸収液還流ライン121bに設けられた高圧送液ポンプ153を停止させる制御を行う。さらに、吸収液還流ライン121aに設けられた分割槽130aに対応するバルブ172aおよび吸収液還流ライン121bに設けられた分割槽130aに対応するバルブ173aを閉じる制御を行う。   On the other hand, when it is determined that the pH value of the absorbent ALA is in the range of 11 to 12, the control unit 140 is provided in the derivation pump 152 and the absorbent return line 121b provided in the absorbent return line 121a. Control to stop the high-pressure liquid feed pump 153 is performed. Further, control is performed to close the valve 172a corresponding to the dividing tank 130a provided in the absorbing liquid reflux line 121a and the valve 173a corresponding to the dividing tank 130a provided in the absorbing liquid reflux line 121b.

また、分割槽130aの吸収液ALaに対する加熱工程とほぼ同時に開始された吸収液ALbにおける吸収工程において、制御部140は、上記した吸収塔100、吸収液還流ライン120a、分割槽130b、吸収液還流ライン120b、吸収塔100の順に吸収液ALbを循環する吸収液ALbにおける水素イオン指数pHが、8.5〜9.5の範囲にあるか否かを判定する。   Moreover, in the absorption process in the absorption liquid ALb started almost simultaneously with the heating process for the absorption liquid ALa in the division tank 130a, the control unit 140 performs the above-described absorption tower 100, absorption liquid reflux line 120a, division tank 130b, absorption liquid reflux. It is determined whether or not the hydrogen ion exponent pH in the absorption liquid ALb circulating through the absorption liquid ALb in the order of the line 120b and the absorption tower 100 is in the range of 8.5 to 9.5.

制御部140において、吸収液ALbのpH値が9.5よりも大きいと判定された場合には、分割槽130bに導かれた吸収液ALbは、引き続き、送液ポンプ150によって吸収液還流ライン120bに導かれ、吸収用吸収液導入口102に供給され、上記した還流動作を繰り返す。   When the controller 140 determines that the pH value of the absorbent ALb is greater than 9.5, the absorbent ALb guided to the dividing tank 130b is continuously fed by the liquid feed pump 150 to the absorbent reflux line 120b. Is supplied to the absorption liquid inlet 102 for absorption, and the above-described reflux operation is repeated.

一方、制御部140は、吸収液ALbのpH値が8.5〜9.5の範囲にあると判定した場合には、吸収液還流ライン120aに設けられた分割槽130bに対応するバルブ170bおよび吸収液還流ライン120bに設けられた分割槽130bに対応するバルブ171bを閉じる制御を行うと同時に、熱媒体還流ライン182に設けられた分割槽130bに対応するバルブ174bを開く制御を行う。そして、分割槽130b内の吸収液ALbを再生可能な温度に加熱する。この吸収液ALbの加熱工程は、吸収液ALaの再生工程が実施されているときに実施される。   On the other hand, when the control unit 140 determines that the pH value of the absorption liquid ALb is in the range of 8.5 to 9.5, the valve 170b corresponding to the divided tank 130b provided in the absorption liquid reflux line 120a and At the same time as performing control to close the valve 171b corresponding to the dividing tank 130b provided in the absorption liquid reflux line 120b, control to open the valve 174b corresponding to the dividing tank 130b provided in the heat medium reflux line 182 is performed. Then, the absorbing liquid ALb in the dividing tank 130b is heated to a recyclable temperature. The heating process of the absorbing liquid ALb is performed when the regeneration process of the absorbing liquid ALa is being performed.

続いて、分割槽130aに貯留された再生された吸収液ALaは、吸収塔100、吸収液還流ライン120a、分割槽130a、吸収液還流ライン120b、吸収塔100の順に吸収液ALaを循環させる吸収液還流経路に導かれ、再び、二酸化炭素を吸収する動作を行う。一方、加熱工程において再生可能な温度に加熱された吸収液ALbは、再生塔110、吸収液還流ライン121a、分割槽130b、吸収液還流ライン121b、再生塔110の順に吸収液ALbを循環させる吸収液還流経路に導かれ、二酸化炭素を放出し、当初の吸収液ALbに再生される。   Subsequently, the regenerated absorption liquid ALa stored in the division tank 130a is absorbed by circulating the absorption liquid ALa in the order of the absorption tower 100, the absorption liquid reflux line 120a, the division tank 130a, the absorption liquid reflux line 120b, and the absorption tower 100. It is guided to the liquid reflux path and again performs the operation of absorbing carbon dioxide. On the other hand, the absorption liquid ALb heated to a reproducible temperature in the heating step is absorbed by circulating the absorption liquid ALb in the order of the regeneration tower 110, the absorption liquid reflux line 121a, the dividing tank 130b, the absorption liquid reflux line 121b, and the regeneration tower 110. It is guided to the liquid reflux path, releases carbon dioxide, and is regenerated to the original absorbing liquid ALb.

ここで、上記した二酸化炭素回収システム10の作用についての説明では、分割槽130aおよび分割槽130bの2つの分割槽の吸収液を交互に、吸収工程、加熱工程および再生工程に用いる一例を示した。つまり、上記した一例では、まず、分割槽130aの吸収液ALaを用いて、吸収工程を実施し、その後加熱工程を実施する際に、分割槽130bの吸収液ALbを用いて、吸収工程を実施し、さらに分割槽130aの吸収液ALaの再生工程の際に、分割槽130bの吸収液ALbの加熱工程を実施することを示した。   Here, in the description of the operation of the carbon dioxide recovery system 10 described above, an example is shown in which the absorption liquids of the two divided tanks of the divided tank 130a and the divided tank 130b are alternately used in the absorption process, the heating process, and the regeneration process. . That is, in the above-described example, first, the absorption process is performed using the absorption liquid ALa in the division tank 130a, and then the absorption process is performed using the absorption liquid ALb in the division tank 130b when the heating process is performed. Furthermore, it was shown that the heating step of the absorbing liquid ALb in the dividing tank 130b is performed during the regeneration process of the absorbing liquid ALa in the dividing tank 130a.

なお、二酸化炭素回収システム10の作用は、これに限られるものではなく、次に示す場合も、二酸化炭素回収システム10の作用の一例に含まれ、これは、同時に3つの分割槽を使用することができる場合の一例である。   Note that the operation of the carbon dioxide recovery system 10 is not limited to this, and the following cases are also included in the example of the operation of the carbon dioxide recovery system 10, which uses three divided tanks at the same time. This is an example of a case where

まず、分割槽130aの吸収液ALaを用いて、吸収工程を実施する。続いて、所定の水素イオン指数pH値になった分割槽130aの吸収液ALaに対して、加熱工程を実施するとと同時に、分割槽130bの吸収液ALbを用いて、吸収工程を実施する。続いて、再生可能な温度になった分割槽130aの吸収液ALaに対して、再生工程を実施するとと同時に、所定の水素イオン指数pH値になった分割槽130bの吸収液ALbに対して、加熱工程を実施し、さらに、これらと同時に、分割槽130cの吸収液ALcを用いて、吸収工程を実施する。   First, an absorption process is performed using the absorption liquid ALa in the dividing tank 130a. Subsequently, the absorption process is performed using the absorption liquid ALb in the division tank 130b at the same time as the heating process is performed on the absorption liquid ALa in the division tank 130a having a predetermined hydrogen ion index pH value. Subsequently, with respect to the absorbing liquid ALb of the dividing tank 130b having a predetermined hydrogen ion index pH value at the same time as performing the regeneration process on the absorbing liquid ALa of the dividing tank 130a having reached a recyclable temperature, A heating step is performed, and at the same time, an absorption step is performed using the absorption liquid ALc in the dividing tank 130c.

ここで、上記した吸収工程において、吸収液は、二酸化炭素を吸収する以外にも、排ガス103に含まれる硫黄酸化物も吸収し、吸収液を長期に使用すると吸収液中に亜硫酸イオンが蓄積する。この亜硫酸イオンの蓄積は、二酸化炭素の回収率を低下させるので好ましくない。そこで、例えば、分割槽130aの吸収液ALaに含まれる亜硫酸イオンの濃度が重量濃度で0.5%に達した場合、分割槽130aに塩化カルシウムを添加して、亜硫酸イオンを亜硫酸カルシウムとして沈殿させ、分割槽130aから取り除くことが好ましい。   Here, in the absorption step described above, the absorption liquid absorbs not only carbon dioxide but also sulfur oxide contained in the exhaust gas 103, and sulfite ions accumulate in the absorption liquid when the absorption liquid is used for a long time. . This accumulation of sulfite ions is not preferable because it reduces the carbon dioxide recovery rate. Therefore, for example, when the concentration of sulfite ions contained in the absorption liquid ALa of the dividing tank 130a reaches 0.5% by weight, calcium chloride is added to the dividing tank 130a to precipitate the sulfite ions as calcium sulfite. It is preferable to remove from the dividing tank 130a.

なお、塩化カルシウムを添加する際の吸収液ALaに含まれる亜硫酸イオンの濃度は、重量濃度で0.5%のときに限られるものではなく、0.01〜1.0%の範囲のときでもよい。ここで、塩化カルシウムを添加する際の吸収液ALaに含まれる亜硫酸イオンの濃度の範囲を0.01〜1.0%としたのは、亜硫酸イオンの濃度が重量濃度で0.01%より小さい場合には、硫酸カルシウム(石膏)として回収し難いためであり、1.0%より大きい場合には、二酸化炭素の回収率が低下するためである。   The concentration of sulfite ion contained in the absorption liquid ALa when adding calcium chloride is not limited to 0.5% by weight concentration, and even in the range of 0.01 to 1.0%. Good. Here, the concentration range of sulfite ions contained in the absorption liquid ALa when adding calcium chloride is set to 0.01 to 1.0% because the concentration of sulfite ions is smaller than 0.01% by weight. In this case, it is difficult to recover as calcium sulfate (gypsum), and when it is larger than 1.0%, the carbon dioxide recovery rate decreases.

亜硫酸イオンの濃度は、例えば、各分割槽130a、130b、130cに設置されている計測用ライン(図示しない)から分岐されたラインを介して接続されたイオンクロマトグラフィなどのイオン濃度測定装置によって測定される。このイオン濃度測定装置は、制御部140と電気的に接続され、亜硫酸イオンの濃度の測定情報は、制御部140に出力される。また、亜硫酸イオンを亜硫酸カルシウムとして取り除いた分割槽130aには、新たな吸収液ALaが供給される。   The concentration of sulfite ions is measured by, for example, an ion concentration measurement device such as ion chromatography connected via a line branched from a measurement line (not shown) installed in each of the dividing tanks 130a, 130b, and 130c. The This ion concentration measurement apparatus is electrically connected to the control unit 140, and the measurement information of the concentration of sulfite ions is output to the control unit 140. Moreover, new absorption liquid ALa is supplied to the division tank 130a from which sulfite ions have been removed as calcium sulfite.

上記したように、第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10では、110〜120℃という比較的低温の排ガスの熱を熱回収装置180を介して熱媒体181に回収し、その熱媒体181を循環させて各分割槽130a、130b、130cに収容される吸収液を加熱することができる。これによって、例えば、二酸化炭素を吸収した後の吸収液を、再生可能な温度まで加熱することができる。このように、二酸化炭素回収システム10では、大きな加熱装置や多くの熱量を必要とせず、排熱を有効に利用して、吸収液の再生が可能であり、システムとしての熱効率を向上させることができ、省エネルギ化を図ることができる。   As described above, in the carbon dioxide recovery system 10 of the first embodiment, the heat of a relatively low temperature exhaust gas of 110 to 120 ° C. is recovered to the heat medium 181 via the heat recovery device 180, and the heat medium 181. Can be circulated to heat the absorption liquid accommodated in each of the dividing tanks 130a, 130b, and 130c. Thereby, for example, the absorbent after absorbing carbon dioxide can be heated to a reproducible temperature. In this way, the carbon dioxide recovery system 10 does not require a large heating device or a large amount of heat, and can effectively regenerate the absorbing liquid by effectively using exhaust heat, thereby improving the thermal efficiency of the system. This can save energy.

また、吸収塔100の吸収液排出口101から排出される吸収液を吸収用吸収液導入口102に還流させ、二酸化炭素を吸収する吸収液還流経路と、再生塔110の再生吸収液排出口111から排出される吸収液を再生用吸収液導入口112に還流させ、二酸化炭素を放出させて吸収液を再生する吸収液還流経路とを別個に独立して設けることができる。これによって、それぞれの吸収液還流経路を流れる吸収液の流量を個々に設定することができ、二酸化炭素の吸収工程や吸収液の再生工程のそれぞれに適した吸収液の還流流量などの設定をすることができる。   Also, the absorption liquid discharged from the absorption liquid discharge port 101 of the absorption tower 100 is refluxed to the absorption liquid introduction port 102 for absorption, and an absorption liquid reflux path for absorbing carbon dioxide, and a regenerative absorption liquid discharge port 111 of the regeneration tower 110. The absorption liquid discharged from the refrigerant can be refluxed to the regeneration-use absorption liquid inlet 112, and an absorption liquid reflux path for regenerating the absorption liquid by releasing carbon dioxide can be provided independently. As a result, the flow rate of the absorption liquid flowing through each absorption liquid reflux path can be individually set, and the reflux flow rate of the absorption liquid suitable for each of the carbon dioxide absorption process and the absorption liquid regeneration process is set. be able to.

さらに、二酸化炭素回収システム10では、少なくとも3つの分割槽を備えることで、吸収工程、加熱工程、再生工程のそれぞれを同時に実施することができるので、システムの稼動効率を向上させることができ、効果的なシステムを構築することができる。   Furthermore, since the carbon dioxide recovery system 10 includes at least three division tanks, each of the absorption process, the heating process, and the regeneration process can be performed at the same time, so that the operating efficiency of the system can be improved. System can be constructed.

また、この二酸化炭素回収システム10では、大気汚染物質である硫黄酸化物をも回収することができる。さらに、二酸化炭素回収システム10では、過大なエネルギを使わずに、火力発電所や都市ごみ焼却場などから排出される大量の二酸化炭素を回収することができるので、地球温暖化防止に寄与することができる。   The carbon dioxide recovery system 10 can also recover sulfur oxides that are air pollutants. Furthermore, since the carbon dioxide recovery system 10 can recover a large amount of carbon dioxide emitted from thermal power plants and municipal waste incineration plants without using excessive energy, it contributes to the prevention of global warming. Can do.

(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムは、上述した第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10に吸収液として炭酸カリウム水溶液を用いたものである。したがって、第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムの基本構成や動作は、第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10と同じであるので、図1を参照して第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムを説明し、第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10における説明と重複する説明は省略する。
(Second Embodiment)
The carbon dioxide recovery system according to the second embodiment of the present invention uses an aqueous potassium carbonate solution as an absorbent in the carbon dioxide recovery system 10 according to the first embodiment described above. Accordingly, the basic configuration and operation of the carbon dioxide recovery system of the second embodiment are the same as those of the carbon dioxide recovery system 10 of the first embodiment, and therefore the second embodiment will be described with reference to FIG. The carbon dioxide recovery system will be described, and the description overlapping with the description in the carbon dioxide recovery system 10 of the first embodiment will be omitted.

第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムで用いられる吸収液は、水100g当たりに10〜43gの炭酸カリウムを溶かして、重量濃度を9〜30%に調整されたものが用いられる。また、吸収塔100、吸収液還流ライン120a、分割槽130a、吸収液還流ライン120b、吸収塔100の順に吸収液ALaを循環させる吸収液還流経路が形成された場合に、吸収塔100および分割槽130aにおける吸収液ALaの温度は、40〜75℃程度に設定されている。   The absorption liquid used in the carbon dioxide recovery system of the second embodiment is prepared by dissolving 10 to 43 g of potassium carbonate per 100 g of water and adjusting the weight concentration to 9 to 30%. Further, when the absorption liquid reflux path for circulating the absorption liquid ALa is formed in the order of the absorption tower 100, the absorption liquid reflux line 120a, the dividing tank 130a, the absorption liquid reflux line 120b, and the absorption tower 100, the absorption tower 100 and the division tank The temperature of the absorbing liquid ALa in 130a is set to about 40 to 75 ° C.

また、再生塔110、吸収液還流ライン121a、分割槽130b、吸収液還流ライン121b、再生塔110の順に吸収液ALbを循環させる吸収液還流経路が形成された場合に、再生塔110および分割槽130bにおける吸収液ALbの温度は、90〜110℃程度に設定されている。   Further, when the absorption liquid reflux path for circulating the absorption liquid ALb is formed in the order of the regeneration tower 110, the absorption liquid reflux line 121a, the division tank 130b, the absorption liquid reflux line 121b, and the regeneration tower 110, the regeneration tower 110 and the division tank. The temperature of the absorbing liquid ALb at 130b is set to about 90 to 110 ° C.

ここで、吸収塔100および分割槽130aにおける吸収液ALaの温度を40〜75℃に設定したのは、炭酸カリウムを主な溶質とする吸収液ALaでは、40℃を下回ると、二酸化炭素の吸収液ALaへの吸収が遅く、75℃を上回ると吸収液ALaから多量の水分が消失するためである。   Here, the temperature of the absorption liquid ALa in the absorption tower 100 and the dividing tank 130a is set to 40 to 75 ° C. In the absorption liquid ALa containing potassium carbonate as a main solute, the absorption of carbon dioxide is below 40 ° C. This is because the absorption into the liquid ALa is slow, and when it exceeds 75 ° C., a large amount of water disappears from the absorption liquid ALa.

また、再生塔110および分割槽130bにおける吸収液ALbの温度を90〜110℃に設定したのは、炭酸カリウムを主な溶質とする吸収液ALbでは、90℃を下回ると二酸化炭素の放出が遅く、110℃を上回ると加圧状態でも吸収液ALbから水蒸気が多量に発生するからである。   In addition, the temperature of the absorption liquid ALb in the regeneration tower 110 and the dividing tank 130b is set to 90 to 110 ° C. The absorption liquid ALb containing potassium carbonate as a main solute has a slow release of carbon dioxide below 90 ° C. This is because if the temperature exceeds 110 ° C., a large amount of water vapor is generated from the absorbing liquid ALb even in a pressurized state.

ここで、吸収液が炭酸カリウムを主な溶質とする場合における再生塔110の内圧は、ゲージ圧で、−0.08〜0.15MPaの範囲で設定することができる。再生塔110の内圧が減圧下に設定される場合には、再生塔110として、フラッシングタンクが用いられる。また、再生塔110の内圧が加圧下に設定される場合には、再生塔110として、吸収塔100と同様に、充填材を備えたタンクが使用される。   Here, the internal pressure of the regeneration tower 110 when the absorbing solution contains potassium carbonate as a main solute can be set in the range of -0.08 to 0.15 MPa as a gauge pressure. When the internal pressure of the regeneration tower 110 is set to be reduced, a flushing tank is used as the regeneration tower 110. When the internal pressure of the regeneration tower 110 is set under pressure, a tank equipped with a filler is used as the regeneration tower 110 as in the absorption tower 100.

上記した吸収液の主な溶質として炭酸カリウムを用いた第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムでは、上記した第1の実施の形態の二酸化炭素回収システムにおける作用効果と同様の作用効果を得ることができ、110〜120℃という比較的低温の排ガスの熱を熱回収装置180を介して熱媒体181に回収し、その熱媒体181を循環させて各分割槽130a、130b、130cに収容される吸収液を加熱することができる。これによって、例えば、二酸化炭素を吸収した後の吸収液を、再生可能な温度まで加熱することができる。このように、この二酸化炭素回収システムでは、大きな加熱装置や多くの熱量を必要とせず、排熱を有効に利用して、吸収液の再生が可能であり、システムとしての熱効率を向上させることができ、省エネルギ化を図ることができる。   In the carbon dioxide recovery system of the second embodiment using potassium carbonate as the main solute of the absorption liquid described above, the same effects as those of the carbon dioxide recovery system of the first embodiment described above are obtained. The heat of the exhaust gas at a relatively low temperature of 110 to 120 ° C. is recovered in the heat medium 181 through the heat recovery device 180, and the heat medium 181 is circulated to be stored in each of the divided tanks 130a, 130b, and 130c. The absorbent can be heated. Thereby, for example, the absorbent after absorbing carbon dioxide can be heated to a reproducible temperature. As described above, this carbon dioxide recovery system does not require a large heating device or a large amount of heat, and can effectively regenerate the absorbing liquid by effectively using exhaust heat, thereby improving the thermal efficiency of the system. This can save energy.

また、吸収塔100の吸収液排出口101から排出される吸収液を吸収用吸収液導入口102に還流させ、二酸化炭素を吸収する吸収液還流経路と、再生塔110の再生吸収液排出口111から排出される吸収液を再生用吸収液導入口112に還流させ、二酸化炭素を放出させて吸収液を再生する吸収液還流経路とを別個に独立して設けることができる。これによって、それぞれの吸収液還流経路を流れる吸収液の流量を個々に設定することができ、二酸化炭素の吸収工程や吸収液の再生工程のそれぞれに適した吸収液の還流流量などの設定をすることができる。   Also, the absorption liquid discharged from the absorption liquid discharge port 101 of the absorption tower 100 is refluxed to the absorption liquid introduction port 102 for absorption, and an absorption liquid reflux path for absorbing carbon dioxide, and a regenerative absorption liquid discharge port 111 of the regeneration tower 110. The absorption liquid discharged from the refrigerant can be refluxed to the regeneration-use absorption liquid inlet 112, and an absorption liquid reflux path for regenerating the absorption liquid by releasing carbon dioxide can be provided independently. As a result, the flow rate of the absorption liquid flowing through each absorption liquid reflux path can be individually set, and the reflux flow rate of the absorption liquid suitable for each of the carbon dioxide absorption process and the absorption liquid regeneration process is set. be able to.

さらに、第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムでは、少なくとも3つの分割槽を備えることで、吸収工程、加熱工程、再生工程のそれぞれを同時に実施することができるので、システムの稼動効率を向上させることができ、効果的なシステムを構築することができる。   Furthermore, in the carbon dioxide recovery system of the second embodiment, since at least three divided tanks are provided, each of the absorption process, the heating process, and the regeneration process can be performed at the same time, thereby improving the system operating efficiency. And an effective system can be constructed.

また、この二酸化炭素回収システムでは、大気汚染物質である硫黄酸化物をも回収することができる。さらに、この二酸化炭素回収システムでは、過大なエネルギを使わずに、火力発電所や都市ごみ焼却場などから排出される大量の二酸化炭素を回収することができるので、地球温暖化防止に寄与することができる。   In addition, this carbon dioxide recovery system can also recover sulfur oxides that are air pollutants. In addition, this carbon dioxide recovery system can recover a large amount of carbon dioxide emitted from thermal power plants and municipal waste incineration plants without using excessive energy, contributing to the prevention of global warming. Can do.

(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態の二酸化炭素回収システムは、上述した第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10に吸収液としてアミン水溶液を用いたものである。したがって、第3の実施の形態の二酸化炭素回収システムの基本構成や動作は、第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10と同じであるので、図1を参照して第3の実施の形態の二酸化炭素回収システムを説明し、第1の実施の形態の二酸化炭素回収システム10における説明と重複する説明は省略する。
(Third embodiment)
The carbon dioxide recovery system according to the third embodiment of the present invention uses an aqueous amine solution as an absorbent in the carbon dioxide recovery system 10 according to the first embodiment described above. Accordingly, the basic configuration and operation of the carbon dioxide recovery system according to the third embodiment are the same as those of the carbon dioxide recovery system 10 according to the first embodiment. Therefore, the third embodiment will be described with reference to FIG. The carbon dioxide recovery system will be described, and the description overlapping with the description in the carbon dioxide recovery system 10 of the first embodiment will be omitted.

第3の実施の形態の二酸化炭素回収システムで用いられる吸収液は、水100g当たりに10〜43gのアミン化合物を溶かして、重量濃度を9〜30%に調整されたものが用いられる。ここで用いられるアミン化合物として、2アミノ2メチル1プロパノール(AMP)やメチルジエタノールアミン(MDEA)などが挙げられる。   The absorption liquid used in the carbon dioxide recovery system of the third embodiment is prepared by dissolving 10 to 43 g of amine compound per 100 g of water and adjusting the weight concentration to 9 to 30%. Examples of amine compounds used here include 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) and methyldiethanolamine (MDEA).

また、吸収塔100、吸収液還流ライン120a、分割槽130a、吸収液還流ライン120b、吸収塔100の順に吸収液ALaを循環させる吸収液還流経路が形成された場合に、吸収塔100および分割槽130aにおける吸収液ALaの温度は、40〜60℃程度に設定されている。また、再生塔110、吸収液還流ライン121a、分割槽130b、吸収液還流ライン121b、再生塔110の順に吸収液ALbを循環させる吸収液還流経路が形成された場合に、再生塔110および分割槽130bにおける吸収液ALbの温度は、115〜125℃程度に設定されている。
さらに、アミン化合物を主な溶質とする吸収液を用いる場合には、上記したように、吸収液の再生温度が、炭酸ナトリウムや炭酸カリウムを主な溶質とする吸収液を用いる場合よりも高くする必要がある。そこで、排ガス103の温度は、熱回収装置180に入る前で140〜160℃程度、熱回収装置180から出た後で120〜140℃程度になっている。なお、熱媒体還流ライン182を循環する熱媒体181には、耐熱性の高い油が用いられる。
Further, when the absorption liquid reflux path for circulating the absorption liquid ALa is formed in the order of the absorption tower 100, the absorption liquid reflux line 120a, the dividing tank 130a, the absorption liquid reflux line 120b, and the absorption tower 100, the absorption tower 100 and the division tank The temperature of the absorbing liquid ALa in 130a is set to about 40 to 60 ° C. Further, when the absorption liquid reflux path for circulating the absorption liquid ALb is formed in the order of the regeneration tower 110, the absorption liquid reflux line 121a, the division tank 130b, the absorption liquid reflux line 121b, and the regeneration tower 110, the regeneration tower 110 and the division tank. The temperature of the absorbing liquid ALb at 130b is set to about 115 to 125 ° C.
Furthermore, when using an absorbing solution containing an amine compound as a main solute, as described above, the regeneration temperature of the absorbing solution is set higher than when using an absorbing solution containing sodium carbonate or potassium carbonate as a main solute. There is a need. Therefore, the temperature of the exhaust gas 103 is about 140 to 160 ° C. before entering the heat recovery device 180 and about 120 to 140 ° C. after leaving the heat recovery device 180. In addition, oil with high heat resistance is used for the heat medium 181 circulating through the heat medium reflux line 182.

ここで、吸収塔100および分割槽130aにおける吸収液ALaの温度を40〜60℃程度に設定したのは、アミン化合物を主な溶質とする吸収液ALaでは、40℃を下回ると、二酸化炭素の吸収液ALaへの吸収が遅く、60℃を上回ると吸収液ALaから多量の水分が消失するからである。   Here, the temperature of the absorption liquid ALa in the absorption tower 100 and the dividing tank 130a is set to about 40 to 60 ° C. The absorption liquid ALa whose main solute is an amine compound is less than 40 ° C. This is because the absorption into the absorption liquid ALa is slow, and when it exceeds 60 ° C., a large amount of water disappears from the absorption liquid ALa.

また、再生塔110および分割槽130bにおける吸収液ALbの温度を120〜140℃程度に設定したのは、アミン化合物を主な溶質とする吸収液ALbでは、120℃を下回ると二酸化炭素の放出が遅く、140℃を上回ると加圧状態でも吸収液ALbから生じる水蒸気が多くなるからである。   Further, the temperature of the absorption liquid ALb in the regeneration tower 110 and the dividing tank 130b is set to about 120 to 140 ° C. The absorption liquid ALb mainly composed of an amine compound releases carbon dioxide when the temperature falls below 120 ° C. This is because if the temperature is higher than 140 ° C., water vapor generated from the absorbing liquid ALb increases even in a pressurized state.

ここで、吸収液がアミン化合物を主な溶質とする場合における再生塔110の内圧は、ゲージ圧で、0.15〜0.4MPaの範囲で設定することができ、再生塔110として、吸収塔100と同様に、充填材を備えたタンクが使用される。   Here, the internal pressure of the regeneration tower 110 in the case where the absorption liquid contains an amine compound as a main solute can be set in the range of 0.15 to 0.4 MPa as a gauge pressure. As with 100, a tank with a filler is used.

上記した吸収液の主な溶質としてアミン化合物を用いた第3の実施の形態の二酸化炭素回収システムでは、上記した第1および第2の実施の形態の二酸化炭素回収システムにおける作用効果と同様の作用効果を得ることができる。   In the carbon dioxide recovery system of the third embodiment using an amine compound as the main solute of the absorption liquid described above, the same action and effect as in the carbon dioxide recovery system of the first and second embodiments described above. An effect can be obtained.

第3の実施の形態の二酸化炭素回収システムでは、140〜160℃という比較的低温の排ガスの熱を熱回収装置180を介して熱媒体181に回収し、その熱媒体181を循環させて各分割槽130a、130b、130cに収容される吸収液を加熱することができる。これによって、例えば、二酸化炭素を吸収した後の吸収液を、再生可能な温度まで加熱することができる。このように、この二酸化炭素回収システムでは、大きな加熱装置や多くの熱量を必要とせず、排熱を有効に利用して、吸収液の再生が可能であり、システムとしての熱効率を向上させることができ、省エネルギ化を図ることができる。   In the carbon dioxide recovery system of the third embodiment, the heat of a relatively low temperature exhaust gas of 140 to 160 ° C. is recovered to the heat medium 181 via the heat recovery device 180, and the heat medium 181 is circulated to each division. The absorption liquid stored in the tanks 130a, 130b, and 130c can be heated. Thereby, for example, the absorbent after absorbing carbon dioxide can be heated to a reproducible temperature. As described above, this carbon dioxide recovery system does not require a large heating device or a large amount of heat, and can effectively regenerate the absorbing liquid by effectively using exhaust heat, thereby improving the thermal efficiency of the system. This can save energy.

また、吸収塔100の吸収液排出口101から排出される吸収液を吸収用吸収液導入口102に還流させ、二酸化炭素を吸収する吸収液還流経路と、再生塔110の再生吸収液排出口111から排出される吸収液を再生用吸収液導入口112に還流させ、二酸化炭素を放出させて吸収液を再生する吸収液還流経路とを別個に独立して設けることができる。これによって、それぞれの吸収液還流経路を流れる吸収液の流量を個々に設定することができ、二酸化炭素の吸収工程や吸収液の再生工程のそれぞれに適した吸収液の還流流量などの設定をすることができる。   Also, the absorption liquid discharged from the absorption liquid discharge port 101 of the absorption tower 100 is refluxed to the absorption liquid introduction port 102 for absorption, and an absorption liquid reflux path for absorbing carbon dioxide, and a regenerative absorption liquid discharge port 111 of the regeneration tower 110. The absorption liquid discharged from the refrigerant can be refluxed to the regeneration-use absorption liquid inlet 112, and an absorption liquid reflux path for regenerating the absorption liquid by releasing carbon dioxide can be provided independently. As a result, the flow rate of the absorption liquid flowing through each absorption liquid reflux path can be individually set, and the reflux flow rate of the absorption liquid suitable for each of the carbon dioxide absorption process and the absorption liquid regeneration process is set. be able to.

さらに、第3の実施の形態の二酸化炭素回収システムでは、少なくとも3つの分割槽を備えることで、吸収工程、加熱工程、再生工程のそれぞれを同時に実施することができるので、システムの稼動効率を向上させることができ、効果的なシステムを構築することができる。   Furthermore, in the carbon dioxide recovery system of the third embodiment, since at least three divided tanks are provided, each of the absorption process, the heating process, and the regeneration process can be performed at the same time, thereby improving the operation efficiency of the system. And an effective system can be constructed.

また、この二酸化炭素回収システムでは、大気汚染物質である硫黄酸化物をも回収することができる。さらに、この二酸化炭素回収システムでは、過大なエネルギを使わずに、火力発電所や都市ごみ焼却場などから排出される大量の二酸化炭素を回収することができるので、地球温暖化防止に寄与することができる。   In addition, this carbon dioxide recovery system can also recover sulfur oxides that are air pollutants. In addition, this carbon dioxide recovery system can recover a large amount of carbon dioxide emitted from thermal power plants and municipal waste incineration plants without using excessive energy, contributing to the prevention of global warming. Can do.

(他の実施の形態)
上記した第1〜3の実施の形態では、化学反応を用いて、吸収液に二酸化炭素を吸収させ、放出させる一例を示したが、化学反応を伴わずに、吸収工程および再生工程における圧力条件を調整することで、吸収液を介して、二酸化炭素を吸収し、放出することもできる。つまり、吸収塔100内を加圧して、吸収液に二酸化炭素を溶解し(吸収工程)、再生塔110内を吸収塔100内の圧力よりも減圧することで、吸収液から二酸化炭素を放出する(再生工程)。
(Other embodiments)
In the first to third embodiments described above, an example in which the absorption liquid absorbs and releases carbon dioxide using a chemical reaction has been described. However, pressure conditions in the absorption process and the regeneration process are not accompanied by a chemical reaction. By adjusting, carbon dioxide can be absorbed and released through the absorbing solution. That is, the inside of the absorption tower 100 is pressurized, carbon dioxide is dissolved in the absorption liquid (absorption step), and the carbon dioxide is released from the absorption liquid by reducing the pressure in the regeneration tower 110 to be lower than the pressure in the absorption tower 100. (Regeneration process).

この化学反応を伴わない二酸化炭素回収システムでは、吸収液として、例えば、ポリエチレングリコールジメチルエーテルやメタノールなどが用いられる。これらの吸収液を用いて、上記した第1〜3の実施の形態の二酸化炭素回収システムと同様のシステムを用いて、二酸化炭素の回収を行うことができる。   In the carbon dioxide recovery system that does not involve this chemical reaction, for example, polyethylene glycol dimethyl ether or methanol is used as the absorbing solution. Using these absorbing liquids, carbon dioxide can be recovered using a system similar to the carbon dioxide recovery system of the first to third embodiments described above.

なお、この二酸化炭素回収システムの場合には、化学反応を伴わないので、吸収液を加熱する必要がなく、熱媒体還流ライン182を設ける必要はない。また、吸収工程を実施する吸収塔100内の圧力は、ゲージ圧で2〜3MPa程度に加圧され、再生工程を実施する再生塔110内の圧力は、ゲージ圧で0.1〜0.2MPa程度に加圧されている。また、再生塔110として、吸収塔100と同様に、充填材を備えたタンクが使用される。   In the case of this carbon dioxide recovery system, since no chemical reaction is involved, it is not necessary to heat the absorption liquid and it is not necessary to provide the heat medium reflux line 182. Moreover, the pressure in the absorption tower 100 which implements an absorption process is pressurized to about 2-3 MPa with a gauge pressure, and the pressure in the regeneration tower 110 which implements a regeneration process is 0.1-0.2 MPa with a gauge pressure. Pressurized to the extent. As the regeneration tower 110, a tank provided with a filler is used as in the absorption tower 100.

上記した二酸化炭素回収システムでは、外部から受熱されることなく、吸収工程を実施する吸収塔100内の圧力および再生工程を実施する再生塔110内の圧力を調整することで、吸収液を介して、二酸化炭素の吸収および放出(吸収液の再生)を行うことができ、システムの省エネルギ化を図ることができる。   In the carbon dioxide recovery system described above, the pressure in the absorption tower 100 for performing the absorption process and the pressure in the regeneration tower 110 for performing the regeneration process are adjusted via the absorption liquid without receiving heat from the outside. In addition, carbon dioxide can be absorbed and released (regeneration of the absorption liquid), and energy saving of the system can be achieved.

さらに、この二酸化炭素回収システムでは、少なくとも2つの分割槽を備えることで、吸収工程、再生工程のそれぞれを同時に実施することができるので、システムの稼動効率を向上させることができ、効果的なシステムを構築することができる。また、この二酸化炭素回収システムでは、過大なエネルギを使わずに、火力発電所や都市ごみ焼却場などから排出される大量の二酸化炭素を回収することができるので、地球温暖化防止に寄与することができる。   Furthermore, in this carbon dioxide recovery system, since at least two divided tanks are provided, each of the absorption process and the regeneration process can be performed at the same time, so that the operating efficiency of the system can be improved, and an effective system Can be built. In addition, this carbon dioxide recovery system can recover a large amount of carbon dioxide emitted from thermal power plants and municipal waste incinerators without using excessive energy, contributing to the prevention of global warming. Can do.

本発明の実施の形態の二酸化炭素回収システムを示す概要図。The schematic diagram which shows the carbon dioxide collection system of embodiment of this invention. 従来の二酸化炭素回収システムを示す概要図。Schematic diagram showing a conventional carbon dioxide recovery system.

符号の説明Explanation of symbols

10…二酸化炭素回収システム、100…吸収塔、103…排ガス、105…ガスブロワ、110…再生塔、114…吸引ポンプ、115…二酸化炭素回収ライン、120a,120b,121a,121b…吸収液還流ライン、130…貯留槽、130a,130b,130c…分割槽、140…制御部、AL1,AL2,ALa,ALb,ALc…吸収液、150…送液ポンプ、151,152…導出ポンプ、153…高圧送液ポンプ、170a,170b,170c,171a,171b,171c,172a,172b,172c,173a,173b,173c…バルブ、180…熱回収装置、181…熱媒体、182…熱媒体還流ライン、182a,182b,182c…熱交換部、183…送液ポンプ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Carbon dioxide collection system, 100 ... Absorption tower, 103 ... Exhaust gas, 105 ... Gas blower, 110 ... Regeneration tower, 114 ... Suction pump, 115 ... Carbon dioxide collection line, 120a, 120b, 121a, 121b ... Absorption liquid recirculation line, DESCRIPTION OF SYMBOLS 130 ... Storage tank, 130a, 130b, 130c ... Divided tank, 140 ... Control part, AL1, AL2, ALa, ALb, ALc ... Absorption liquid, 150 ... Liquid feed pump, 151, 152 ... Derivative pump, 153 ... High pressure liquid feed Pump, 170a, 170b, 170c, 171a, 171b, 171c, 172a, 172b, 172c, 173a, 173b, 173c ... Valve, 180 ... Heat recovery device, 181 ... Heat medium, 182 ... Heat medium reflux line, 182a, 182b, 182c ... Heat exchange part, 183 ... Liquid feed pump.

Claims (6)

排ガス導入口、吸収用吸収液導入口、残り排ガス排出口および吸収液排出口を備え、前記排ガス導入口から導入された排ガスと前記吸収用吸収液導入口から導入された吸収液とを気液接触させて前記吸収液に前記排ガス中の二酸化炭素を吸収させる吸収装置と、
再生用吸収液導入口、再生吸収液排出口および二酸化炭素取出口を備え、前記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前記吸収液を再生する再生装置と、
前記吸収装置の吸収液排出口から排出される吸収液を前記吸収用吸収液導入口に還流させる第1の吸収液還流ラインと、
前記再生装置の再生吸収液排出口から排出される吸収液を前記再生用吸収液導入口に還流させる第2の吸収液還流ラインと、
前記第1の吸収液還流ラインおよび前記第2の吸収液還流ラインのいずれかに、吸収液の還流ラインを切り替えることで介在可能な複数の分割槽から構成される貯留槽と、
前記排ガスからの熱を熱媒体へ伝達する熱回収装置を介在し、前記熱媒体を循環させて前記各分割層内の吸収液を加熱可能な熱媒体還流ラインと
を具備することを特徴とする二酸化炭素回収システム。
An exhaust gas introduction port, an absorption liquid inlet for absorption, a remaining exhaust gas discharge port, and an absorption liquid discharge port are provided, and the exhaust gas introduced from the exhaust gas introduction port and the absorption liquid introduced from the absorption liquid introduction port for absorption are gas-liquid An absorbing device for contacting the absorbing liquid to absorb carbon dioxide in the exhaust gas;
A regeneration device comprising a regeneration absorbent inlet, a regeneration absorbent outlet, and a carbon dioxide outlet, and regenerating the absorbent by releasing carbon dioxide from the absorbent that has absorbed the carbon dioxide;
A first absorption liquid reflux line for refluxing the absorption liquid discharged from the absorption liquid discharge port of the absorption device to the absorption liquid introduction port for absorption;
A second absorption liquid reflux line for refluxing the absorption liquid discharged from the regeneration absorption liquid discharge port of the regeneration apparatus to the regeneration absorption liquid introduction port;
A storage tank composed of a plurality of divided tanks that can be interposed by switching the reflux line of the absorbing liquid to either the first absorbing liquid reflux line or the second absorbing liquid reflux line;
A heat recovery device for transferring heat from the exhaust gas to a heat medium, and a heat medium reflux line capable of heating the absorption liquid in each of the divided layers by circulating the heat medium. Carbon dioxide recovery system.
前記吸収液の主な溶質が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムまたはアミン化合物であることを特徴とする請求項1記載の二酸化炭素回収システム。   The carbon dioxide recovery system according to claim 1, wherein a main solute of the absorption liquid is sodium carbonate, potassium carbonate, or an amine compound. 吸収装置の吸収液排出口から排出される第1の吸収液を、貯留槽を構成する複数の分割槽のうちの第1の分割槽を介して前記吸収装置の吸収用吸収液導入口に還流させ、排ガス導入口から導入された排ガスと前記第1の吸収液とを気液接触させて、前記第1の吸収液に前記排ガス中の二酸化炭素を繰り返し吸収させる第1の吸収工程と、
前記第1の吸収液の還流ラインを閉じ、前記第1の吸収工程において二酸化炭素を吸収した前記第1の分割槽に貯留された第1の吸収液を、前記排ガスによって加熱された熱媒体還流ラインを循環する熱媒体を介して、所定温度に加熱する第1の加熱工程と、
前記第1の吸収液の還流ラインを切り替え、前記第1の加熱工程において所定温度に加熱された第1の吸収液を、再生装置の再生用吸収液導入口に導き、前記再生装置の再生吸収液排出口から排出される第1の吸収液を、前記第1の分割槽を介して前記再生用吸収液導入口に還流させ、二酸化炭素を前記再生装置内に放出させて、前記第1の吸収液の二酸化炭素の吸収能力を再生させる第1の再生工程と
を具備することを特徴とする二酸化炭素回収方法。
The first absorption liquid discharged from the absorption liquid discharge port of the absorption device is returned to the absorption liquid inlet for absorption of the absorption device through the first division tank among the plurality of division tanks constituting the storage tank. A first absorption step in which the exhaust gas introduced from the exhaust gas inlet and the first absorption liquid are brought into gas-liquid contact, and the first absorption liquid repeatedly absorbs carbon dioxide in the exhaust gas;
The reflux line of the first absorption liquid is closed, and the first absorption liquid stored in the first division tank that has absorbed carbon dioxide in the first absorption step is refluxed by the heat medium heated by the exhaust gas. A first heating step of heating to a predetermined temperature via a heat medium circulating in the line;
The reflux line of the first absorption liquid is switched, and the first absorption liquid heated to a predetermined temperature in the first heating step is guided to the regeneration absorption liquid inlet of the regeneration apparatus, and the regeneration absorption of the regeneration apparatus is performed. The first absorption liquid discharged from the liquid discharge port is refluxed to the regeneration absorption liquid introduction port through the first division tank, and carbon dioxide is released into the regeneration device, so that the first And a first regeneration step for regenerating the carbon dioxide absorption capacity of the absorbing liquid.
前記第1の加熱工程を施す際に、前記貯留槽の第2の分割槽に貯留された二酸化炭素を吸収可能な第2の吸収液を、前記吸収装置の吸収用吸収液導入口に導き、前記吸収装置の吸収液排出口から排出される第2の吸収液を、前記第2の分割槽を介して前記吸収用吸収液導入口に還流させ、前記排ガスと前記第2の吸収液とを気液接触させて、前記第2の吸収液に前記排ガス中の二酸化炭素を繰り返し吸収させる第2の吸収工程をさらに具備することを特徴とする請求項3記載の二酸化炭素回収方法。   When performing the first heating step, the second absorption liquid capable of absorbing carbon dioxide stored in the second division tank of the storage tank is guided to the absorption liquid inlet for absorption of the absorption device, The second absorption liquid discharged from the absorption liquid discharge port of the absorption device is recirculated to the absorption liquid introduction port for absorption through the second division tank, and the exhaust gas and the second absorption liquid are recirculated. The carbon dioxide recovery method according to claim 3, further comprising a second absorption step in which gas-liquid contact is performed and the second absorption liquid repeatedly absorbs carbon dioxide in the exhaust gas. 前記第1の再生工程を施す際に、前記第2の吸収液の還流ラインを閉じ、前記第2の吸収工程において二酸化炭素を吸収した前記第2の分割槽に貯留された第2の吸収液を、前記排ガスによって加熱された熱媒体還流ラインを循環する熱媒体を介して、所定温度に加熱する第2の加熱工程と、
前記第1の再生工程を施す際に、前記貯留槽の第3の分割槽に貯留された二酸化炭素を吸収した第3の吸収液を、前記吸収装置の吸収用吸収液導入口に導き、前記吸収装置の吸収液排出口から排出される第3の吸収液を、前記第3の分割槽を介して前記吸収用吸収液導入口に還流させ、前記排ガスと前記第3の吸収液とを気液接触させて、前記第3の吸収液に前記排ガス中の二酸化炭素を繰り返し吸収させる第3の吸収工程と
をさらに具備することを特徴とする請求項4記載の二酸化炭素回収方法。
When the first regeneration step is performed, the second absorption liquid stored in the second division tank that closes the reflux line of the second absorption liquid and absorbs carbon dioxide in the second absorption step. A second heating step of heating to a predetermined temperature via a heat medium circulating in the heat medium reflux line heated by the exhaust gas,
When performing the first regeneration step, the third absorption liquid that has absorbed carbon dioxide stored in the third division tank of the storage tank is guided to the absorption liquid inlet for absorption of the absorption device, and The third absorption liquid discharged from the absorption liquid discharge port of the absorption device is recirculated to the absorption liquid introduction port for absorption through the third division tank, and the exhaust gas and the third absorption liquid are removed. The carbon dioxide recovery method according to claim 4, further comprising a third absorption step of bringing the third absorption liquid into contact with liquid and repeatedly absorbing carbon dioxide in the exhaust gas.
前記吸収液の主な溶質が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムまたはアミン化合物であることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項記載の二酸化炭素回収方法。   The carbon dioxide recovery method according to any one of claims 3 to 5, wherein a main solute of the absorption liquid is sodium carbonate, potassium carbonate, or an amine compound.
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