JP2012152731A - 二酸化炭素分離回収システム及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二酸化炭素を吸収液に吸収させ、吸収液から二酸化炭素を放出、回収するシステムにおいて、吸収液の温度と吸収液の超音波伝播速度あるいは電気伝導率の測定値により吸収液中の二酸化炭素溶存濃度を算出し、算出された二酸化炭素溶存濃度に基づいて、再生塔リボイラー109への投入熱量、吸収塔への二酸化炭素の供給流量、吸収液の循環液流量、及び吸収液を溜めるための吸収液緩衝タンク115の攪拌条件の少なくともいずれかを制御する。
【選択図】図1
Description
図1は、第1実施形態の二酸化炭素分離回収システムの構成を示す図である。
次に、図1のシステムの制御方法の具体例について説明する。
図3は、第2実施形態の二酸化炭素分離回収システムの構成を示す図である。
図5は、第3実施形態の二酸化炭素分離回収システムの構成を示す図である。
最後に、個々の測定装置201〜203の設置場所について説明する。
104:リーン液、105:リッチ液、106:リッチ液移送ポンプ、
107:再生熱交換器、108:再生塔、109:再生塔リボイラー、
110:還流液ポンプ、111:CO2分離器、112:回収CO2排出ライン、
113:再生塔還流冷却器、114:リーン液冷却器、
115:リーン液緩衝タンク、116:リーン液移送ポンプ、
117:吸収塔還流冷却器、118:気液分離器、
201:超音波伝播速度測定装置、
202:電気伝導率測定装置、
203:超音波伝播速度/電気伝導率測定装置、
211:超音波発生部、212:超音波伝播速度測定部、
213:CO2溶存濃度算出部、214:温度測定部、
221:電気伝導率測定部、222:イオン濃度算出部、223:温度測定部、
231:温度測定部、
301:差引濃度算出部
Claims (23)
- 二酸化炭素を吸収液に吸収させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液であるリッチ液を排出する吸収塔と、
前記リッチ液から前記二酸化炭素を放出させ、前記リッチ液よりも二酸化炭素溶存濃度が低下した前記吸収液であるリーン液を排出する再生塔と、
を備える二酸化炭素分離回収システムであって、
前記二酸化炭素分離回収システムは更に、前記システム内を流れる前記吸収液中の超音波伝播速度を測定する1台以上の測定装置を備え、
前記測定装置の各々は、
前記吸収液の温度を測定する温度測定部と、
前記吸収液中に超音波を発生させる超音波発生部と、
前記超音波を利用して前記超音波伝播速度を測定する超音波伝播速度測定部と、
前記温度測定部により測定された温度と、前記超音波伝播速度測定部により測定された超音波伝播速度と、前記吸収液における二酸化炭素溶存濃度と超音波伝播速度との関係を示し、前記吸収液の温度に応じて変化する相関式とに基づいて、前記吸収液中の二酸化炭素溶存濃度を算出する二酸化炭素溶存濃度算出部とを備え、
前記二酸化炭素分離回収システムは、前記測定装置により算出された二酸化炭素溶存濃度に基づいて、当該システムを制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項1に記載の二酸化炭素分離回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは更に、前記リッチ液を、前記吸収塔の出口から前記再生塔の入口へと移送させるリッチ液移送ポンプと、前記リーン液を、前記再生塔の出口から前記吸収塔の入口へと移送させるリーン液移送ポンプとを備え、
前記測定装置は、前記吸収塔の入口付近を流れる前記リーン液、前記吸収塔の出口付近を流れる前記リッチ液、前記再生塔の入口付近を流れる前記リッチ液、及び前記再生塔の出口付近を流れる前記リーン液中の前記超音波伝播速度をそれぞれ測定する第1から第4の測定装置を含むことを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 二酸化炭素を吸収液に吸収させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液であるリッチ液を排出する吸収塔と、
前記リッチ液から前記二酸化炭素を放出させ、前記リッチ液よりも二酸化炭素溶存濃度が低下した前記吸収液であるリーン液を排出する再生塔と、
を備える二酸化炭素分離回収システムであって、
前記二酸化炭素分離回収システムは更に、前記システム内を流れる前記吸収液の電気伝導率を測定する1台以上の測定装置を備え、
前記測定装置の各々は、
前記吸収液の温度を測定する温度測定部と、
前記吸収液の電気伝導率を測定する電気伝導率測定部と、
前記温度測定部により測定された温度と、前記電気伝導率測定部により測定された電気伝導率と、前記吸収液におけるイオン濃度と電気伝導率との関係を示し、前記吸収液の温度に応じて変化する相関式とに基づいて、前記吸収液中のイオン濃度を算出するイオン濃度算出部とを備え、
前記二酸化炭素分離回収システムは、前記測定装置により算出されたイオン濃度に基づいて、当該システムを制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項3に記載の二酸化炭素分離回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは更に、前記リッチ液を、前記吸収塔の出口から前記再生塔の入口へと移送させるリッチ液移送ポンプと、前記リーン液を、前記再生塔の出口から前記吸収塔の入口へと移送させるリーン液移送ポンプとを備え、
前記測定装置は、前記吸収塔の入口付近を流れる前記リーン液、前記吸収塔の出口付近を流れる前記リッチ液、前記再生塔の入口付近を流れる前記リッチ液、及び前記再生塔の出口付近を流れる前記リーン液の前記電気伝導率をそれぞれ測定する第1から第4の測定装置を含むことを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項4に記載の二酸化炭素分離回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは更に、
前記吸収塔から排出された二酸化炭素分離回収対象ガスと水蒸気の混合ガスを冷却し、前記水蒸気を水へと凝縮させる吸収塔還流冷却器と、
前記二酸化炭素分離回収対象ガスと前記水とを分離する気液分離器と、
前記再生塔から排出された二酸化炭素ガスと水蒸気の混合ガスを冷却し、前記水蒸気を水へと凝縮させる再生塔還流冷却器と、
前記二酸化炭素ガスを前記水から分離する二酸化炭素分離器とを備え、
前記測定装置は更に、前記気液分離器から前記水が排出される出口付近に配置され、前記水の電気伝導率を測定する第5の測定装置と、前記二酸化炭素分離器から前記水が排出される出口付近に配置され、前記水の電気伝導率を測定する第6の測定装置とを含むことを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項1又は2に記載の二酸化炭素分離回収システムにおいて、
前記測定装置の各々は更に、
前記吸収液の電気伝導率を測定する電気伝導率測定部と、
前記温度測定部又は前記測定装置内の第2の温度測定部により測定された温度と、前記電気伝導率測定部により測定された電気伝導率と、前記吸収液におけるイオン濃度と電気伝導率との関係を示し、前記吸収液の温度に応じて変化する相関式とに基づいて、前記吸収液中のイオン濃度を算出するイオン濃度算出部とを備え、
前記二酸化炭素分離回収システムは、前記測定装置により算出された二酸化炭素溶存濃度及びイオン濃度に基づいて、当該システムを制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項6に記載の二酸化炭素分離回収システムにおいて、
前記測定装置の各々は更に、
前記二酸化炭素溶存濃度算出部により算出された二酸化炭素溶存濃度から、前記イオン濃度算出部により算出された不純生成物イオン濃度を差し引いた差引濃度を算出する差引濃度算出部を備え、
前記二酸化炭素分離回収システムは、前記測定装置により算出された差引濃度に基づいて、当該システムを制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の二酸化炭素分離回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは、前記測定装置により算出された二酸化炭素溶存濃度、イオン濃度、又は差引濃度に基づいて、
前記リーン液を加熱する再生塔リボイラーへの投入熱量、
前記吸収塔への前記二酸化炭素の供給流量、
前記リッチ液の循環液流量、
前記リーン液の循環液流量、及び
前記リーン液を溜めるためのリーン液緩衝タンクの攪拌条件、
の少なくともいずれかを制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の二酸化炭素分離回収システムにおいて、
少なくとも一部の前記測定装置は、前記吸収液又は前記水の流路にバイパスとして設けられたバイパス流路に配置されていることを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項8に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは、
前記吸収塔頂から供給される前記リーン液中の前記二酸化炭素溶存濃度と、前記吸収塔底から排出される前記リッチ液中の前記二酸化炭素溶存濃度とに基づいて、前記システムにおける二酸化炭素回収量を演算し、
演算された前記二酸化炭素回収量が所定の二酸化炭素回収量になるように、前記リーン液及び/又は前記リッチ液の流量を制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項8に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは、
前記吸収塔頂から供給される前記リーン液中の前記二酸化炭素溶存濃度と、前記吸収塔底から排出される前記リッチ液中の前記二酸化炭素溶存濃度とに基づいて、前記システムにおける二酸化炭素回収量を演算し、
演算された前記二酸化炭素回収量が所定の二酸化炭素回収量になるように、前記再生塔リボイラーへの投入熱量を制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項8に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは、
前記吸収塔頂から供給される前記リーン液中の前記二酸化炭素溶存濃度と、前記吸収塔底から排出される前記リッチ液中の前記二酸化炭素溶存濃度とに基づいて、前記システムにおける二酸化炭素回収量を演算し、
演算された前記二酸化炭素回収量が所定の二酸化炭素回収量になるように、前記リーン液の流量と前記吸収塔への前記二酸化炭素の供給流量との比率を制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項8に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは、
前記吸収塔頂から供給される前記リーン液中の前記二酸化炭素溶存濃度と、前記吸収塔底から排出される前記リッチ液中の前記二酸化炭素溶存濃度とに基づいて、前記システムにおける二酸化炭素回収量を演算し、
演算された前記二酸化炭素回収量が所定の二酸化炭素回収量になるように、前記リーン液及び/又は前記リッチ液の流量と、前記再生塔リボイラーへの投入熱量と、前記リーン液の流量と前記吸収塔への前記二酸化炭素の供給流量との比率、のうちの2つ以上を制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項8に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは、
前記吸収塔底から排出される前記リッチ液中の前記二酸化炭素溶存濃度に基づいて、前記リーン液の流量、及び/又は前記再生塔リボイラーへの投入熱量を制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項8に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは、
前記再生塔頂から供給される前記リッチ液中の前記二酸化炭素溶存濃度と、前記再生塔底から排出される前記リーン液中の前記二酸化炭素溶存濃度とに基づいて、前記システムにおける二酸化炭素回収量を演算し、
演算された前記二酸化炭素回収量が所定の二酸化炭素回収量になるように、前記リッチ液及び/又は前記リーン液の流量を制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項8に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは、
前記再生塔頂から供給される前記リッチ液中の前記二酸化炭素溶存濃度と、前記再生塔底から排出される前記リーン液中の前記二酸化炭素溶存濃度とに基づいて、前記システムにおける二酸化炭素回収量を演算し、
演算された前記二酸化炭素回収量が所定の二酸化炭素回収量になるように、前記再生塔リボイラーへの投入熱量を制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項8に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは、
前記再生塔頂から供給される前記リッチ液中の前記二酸化炭素溶存濃度と、前記再生塔底から排出される前記リーン液中の前記二酸化炭素溶存濃度とに基づいて、前記システムにおける二酸化炭素回収量を演算し、
演算された前記二酸化炭素回収量が所定の二酸化炭素回収量になるように、前記リーン液の流量と前記吸収塔への前記二酸化炭素の供給流量との比率を制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項8に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは、
前記再生塔頂から供給される前記リッチ液中の前記二酸化炭素溶存濃度と、前記再生塔底から排出される前記リーン液中の前記二酸化炭素溶存濃度とに基づいて、前記システムにおける二酸化炭素回収量を演算し、
演算された前記二酸化炭素回収量が所定の二酸化炭素回収量になるように、前記リッチ液及び/又は前記リーン液の流量と、前記再生塔リボイラーへの投入熱量と、前記リーン液の流量と前記吸収塔への前記二酸化炭素の供給流量との比率、のうちの2つ以上を制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項8に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、
前記二酸化炭素分離回収システムは、
前記再生塔底から排出される前記リーン液中の前記二酸化炭素溶存濃度に基づいて、前記リーン液の流量、及び/又は前記再生塔リボイラーへの投入熱量を制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項3から5のいずれか1項に記載の二酸化炭素分離回収システムにおいて、
前記イオン濃度算出部は、前記吸収液中の二酸化炭素イオン濃度を算出し、
前記二酸化炭素分離回収システムは、前記二酸化炭素イオン濃度に基づいて、当該システムを制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 請求項6に記載の二酸化炭素分離回収システムにおいて、
前記イオン濃度算出部は、前記吸収液中の二酸化炭素イオン濃度を算出し、
前記二酸化炭素分離回収システムは、前記二酸化炭素溶存濃度と前記二酸化炭素イオン濃度とに基づいて、当該システムを制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システム。 - 二酸化炭素を吸収液に吸収させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液であるリッチ液を排出する吸収塔と、
前記リッチ液から前記二酸化炭素を放出させ、前記リッチ液よりも二酸化炭素溶存濃度が低下した前記吸収液であるリーン液を排出する再生塔と、
を備える二酸化炭素分離回収システムの制御方法であって、
前記システム内を流れる前記吸収液の温度を測定し、
前記吸収液中に超音波を発生させ、
前記超音波を利用して前記吸収液中の超音波伝播速度を測定し、
測定された前記温度と、測定された前記超音波伝播速度と、前記吸収液における二酸化炭素溶存濃度と超音波伝播速度との関係を示し、前記吸収液の温度に応じて変化する相関式とに基づいて、前記吸収液中の二酸化炭素溶存濃度を算出し、
前記二酸化炭素溶存濃度に基づいて、当該システムを制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システムの制御方法。 - 二酸化炭素を吸収液に吸収させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液であるリッチ液を排出する吸収塔と、
前記リッチ液から前記二酸化炭素を放出させ、前記リッチ液よりも二酸化炭素溶存濃度が低下した前記吸収液であるリーン液を排出する再生塔と、
を備える二酸化炭素分離回収システムの制御方法であって、
前記システム内を流れる前記吸収液の温度を測定し、
前記吸収液の電気伝導率を測定し、
測定された前記温度と、測定された前記電気伝導率と、前記吸収液におけるイオン濃度と電気伝導率との関係を示し、前記吸収液の温度に応じて変化する相関式とに基づいて、前記吸収液中のイオン濃度を算出し、
前記イオン濃度に基づいて、当該システムを制御することを特徴とする二酸化炭素分離回収システムの制御方法。
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