JP2014200774A - Carbon dioxide recovery system and method of operating the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、二酸化炭素回収システムおよびその運転方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a carbon dioxide recovery system and an operation method thereof.
近年、地球温暖化問題に対する有効な対策として、二酸化炭素回収貯留(CCS:Carbon Dioxide Capture and Storage)技術が注目されている。例えば、火力発電所や製鉄所などで発生するプロセス排ガス(処理対象ガス)中の二酸化炭素を、吸収液により回収する二酸化炭素回収システムが検討されている。
このような二酸化炭素回収システムでは、火力発電所や製鉄所などの運用変更に伴うボイラ負荷の変動や、空気供給量や燃料供給量の変化などが生じた場合に、供給されるプロセス排ガスの二酸化炭素濃度やガス流量が急激に変化する。しかしながら、従来の二酸化炭素回収システムは、これらの急激な変化に対し、二酸化炭素回収システム側のプロセス条件の変更で対応することができないため、二酸化炭素回収システムの不安定化や異常発熱などが発生してしまう。
In recent years, carbon dioxide capture and storage (CCS) technology has attracted attention as an effective measure against the global warming problem. For example, a carbon dioxide recovery system that recovers carbon dioxide in process exhaust gas (processing target gas) generated at a thermal power plant, a steel mill, or the like with an absorbing solution has been studied.
In such a carbon dioxide recovery system, if the boiler load fluctuates due to operational changes such as thermal power plants or steelworks, or if there is a change in the air supply amount or fuel supply amount, the CO2 in the process exhaust gas supplied Carbon concentration and gas flow rate change abruptly. However, the conventional carbon dioxide recovery system cannot cope with these sudden changes by changing the process conditions on the carbon dioxide recovery system side, so the carbon dioxide recovery system becomes unstable or abnormally heated. Resulting in.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、処理対象ガスの二酸化炭素濃度やガス流量が急激に変化しても、安定した運転を継続可能な二酸化炭素回収システムおよびその運転方法を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a carbon dioxide recovery system capable of continuing stable operation even when the carbon dioxide concentration or gas flow rate of the gas to be treated changes rapidly, and an operation method thereof. is there.
一の実施形態による二酸化炭素回収システムは、二酸化炭素を含む処理対象ガスと、前記二酸化炭素を吸収するための吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液と、前記二酸化炭素が除去された前記処理対象ガスを含む吸収塔排出ガスとを排出する吸収塔を備える。さらに、前記システムは、前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液と、前記二酸化炭素を含む再生塔排出ガスとを排出する再生塔を備える。さらに、前記システムは、前記処理対象ガスを前記吸収塔に導入するための処理対象ガスラインを備える。さらに、前記システムは、前記処理対象ガスラインに、前記処理対象ガスよりも二酸化炭素濃度の高い第1のガスを導入する第1の導入機構を備える。さらに、前記システムは、前記処理対象ガスラインに、前記処理対象ガスよりも二酸化炭素濃度の低い第2のガスを導入する第2の導入機構を備える。 In the carbon dioxide recovery system according to one embodiment, a gas to be treated containing carbon dioxide is brought into contact with an absorption liquid for absorbing the carbon dioxide, and the absorption liquid that has absorbed the carbon dioxide and the carbon dioxide are in contact with each other. An absorption tower for discharging the absorption tower exhaust gas containing the removed gas to be treated is provided. Furthermore, the system is configured to dissipate the carbon dioxide from the absorption liquid discharged from the absorption tower, and to discharge the absorption liquid from which the carbon dioxide has been released and a regeneration tower exhaust gas containing the carbon dioxide. Is provided. Furthermore, the system includes a processing target gas line for introducing the processing target gas into the absorption tower. Furthermore, the system includes a first introduction mechanism that introduces a first gas having a higher carbon dioxide concentration than the processing target gas into the processing target gas line. Furthermore, the system includes a second introduction mechanism that introduces a second gas having a lower carbon dioxide concentration than the processing target gas into the processing target gas line.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the carbon dioxide recovery system of the first embodiment.
図1の二酸化炭素回収システムは、吸収塔11と、処理対象ガスラインの例であるプロセス排ガスライン12と、ブロワ13と、リッチ液ポンプ14と、再生熱交換器15と、再生塔16と、リボイラ17と、リーン液ポンプ18と、冷却器19とを備えている。
The carbon dioxide recovery system of FIG. 1 includes an
吸収塔11は、例えば向流型気液接触装置により構成されており、その下部から、二酸化炭素を含むプロセス排ガス1が導入され、その上部から、二酸化炭素を吸収するための吸収液(リーン液)2が導入される。
The
そして、吸収塔11は、プロセス排ガス1と吸収液2とを気液接触させて、その下部から、二酸化炭素を吸収した吸収液(リッチ液)2を排出し、その上部から、二酸化炭素が除去されたプロセス排ガス1を含む吸収塔排出ガス3を排出する。
The
本実施形態の吸収塔11は、気液接触を効率よく進めるために、充填物またはトレイが1段以上配置された構造を有している。
The
プロセス排ガス1は、プロセス排ガスライン12を介して吸収塔11に導入される。この際、プロセス排ガス1は、プロセス排ガスライン12上のブロワ13により任意の圧力まで昇圧される。プロセス排ガス1は、本開示の処理対象ガスの例であり、例えば火力発電所や製鉄所などから供給される。
The process exhaust gas 1 is introduced into the
吸収液2は、例えば、モノエタノールアミン(monoethanolamin)やジエタノールアミン(diethanolamin)などのアミン系水溶液、アルカリ性水溶液、イオン性液体やその水溶液などであるが、これらに限定されるものではない。
The absorbing
吸収塔11から排出された吸収液2は、リッチ液ポンプ14により、再生熱交換器15を介して再生塔16へ移送される。この際、吸収塔11から再生塔16へ向かう吸収液2は、再生熱交換器15における熱交換により加熱される。
The absorbent 2 discharged from the
再生塔16は、導入された吸収液2を加熱することにより、吸収液2から大部分の二酸化炭素を蒸気と共に放散させて、吸収液2から二酸化炭素を分離する。再生塔16は、例えば向流型気液接触装置により構成されており、リボイラ17において外部供給熱である高温蒸気と吸収液2との熱交換を行うことにより、吸収液2を加熱する。
The
そして、再生塔16は、その上部から、放散された二酸化炭素および蒸気を含む再生塔排出ガス4を排出し、その下部から、二酸化炭素を放散した吸収液(リーン液)2を排出する。
Then, the
本実施形態の再生塔16は、気液接触を効率よく進めるために、充填物またはトレイが1段以上配置された構造を有している。
The
再生塔16から排出された吸収液2は、リーン液ポンプ18により、再生熱交換器15と冷却器19とを介して吸収塔11へ戻される。この際、再生塔16から吸収塔11へ向かう吸収液2は、再生熱交換器15における熱交換と冷却器19における冷却作用により冷却される。
The absorbent 2 discharged from the
再生塔16から排出された再生塔排出ガス4は、使用目的に応じてその後の処理工程が異なるが、一般には、冷却によりその水分が凝縮されて除去される。その後、水分が除去された再生塔排出ガス4は、圧縮ポンプにより、超臨界状態や液体状態など、使用目的に応じた状態に転移され、タンク、ローリー、パイプラインなどにより保管、輸送される。
The regeneration
図1の二酸化炭素回収システムはさらに、計測器21と、制御部22と、再生塔排出ガス用バルブ23と、ガス供給部24と、供給ガス用バルブ25とを備えている。
The carbon dioxide recovery system in FIG. 1 further includes a
計測器21は、プロセス排ガスライン12を流れるプロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量を監視している。図1において、計測器21は、ブロワ13と吸収塔11との間を流れるプロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量を計測する。
The
制御部22は、計測器21の計測値(二酸化炭素濃度やガス流量)に基づいて、再生塔排出ガス用バルブ23の開度や、ガス供給部24の動作や、供給ガス用バルブ25の開度を制御する。
Based on the measurement values (carbon dioxide concentration and gas flow rate) of the
例えば、制御部22は、再生塔排出ガス用バルブ23を開くことで、再生塔16からの再生塔排出ガス4をプロセス排ガスライン12に導入し、プロセス排ガス1に混入させることができる。この際、制御部22は、再生塔排出ガス用バルブ23の開度や開時間を調整することで、再生塔排出ガス4の導入量を制御することが可能である。再生塔排出ガス用バルブ23や再生塔16は、本開示の第1の導入機構の例である。また、再生塔排出ガス4は、処理対象ガスよりも二酸化炭素濃度が高い第1のガスの例である。
For example, the
また、制御部22は、供給ガス用バルブ25を開くことで、ガス供給部24からの供給ガス5をプロセス排ガスライン12に導入し、プロセス排ガス1に混入させることができる。この際、制御部22は、供給ガス用バルブ25の開度や開時間を調整することで、供給ガス5の導入量を制御することが可能である。供給ガス用バルブ25やガス供給部24は、本開示の第2の導入機構の例である。また、供給ガス5は、処理対象ガスよりも二酸化炭素濃度が低い第2のガスの例である。
Further, the
供給ガス5は、例えば、空気、不活性ガス、または空気と不活性ガスとを混合して得られた混合ガスである。不活性ガスの例としては、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスなどが挙げられる。
The
(1)プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度、ガス流量の制御
次に、引き続き図1を参照して、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度、ガス流量の制御について説明する。
(1) Control of carbon dioxide concentration and gas flow rate of process exhaust gas 1 Next, control of the carbon dioxide concentration and gas flow rate of the process exhaust gas 1 will be described with reference to FIG.
プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量は、排出元のボイラの運用状態によって左右されるが、ボイラが定常運転中であれば安定した挙動を示す。しかしながら、ボイラ負荷の変動や、空気供給量や燃料供給量の変更、スートブロー等の急激な変化があると、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量の急激な増加や減少が起こる。 The carbon dioxide concentration and gas flow rate of the process exhaust gas 1 depend on the operating state of the discharge source boiler, but show stable behavior if the boiler is in steady operation. However, if there is a change in the boiler load, a change in the air supply amount or the fuel supply amount, a sudden change such as a soot blow, a rapid increase or decrease in the carbon dioxide concentration or gas flow rate of the process exhaust gas 1 occurs.
従来の二酸化炭素回収システムは、ガス流量の増加に対しては、システムへのガス導入量をブロワの設定や調整弁の調整などで減らすことにより対応できるが、二酸化炭素濃度の増減やガス流量の減少に対しては、二酸化炭素回収システム側では対応できない。 The conventional carbon dioxide recovery system can cope with the increase in gas flow rate by reducing the amount of gas introduced into the system by setting the blower or adjusting the adjustment valve. The decrease cannot be handled by the carbon dioxide recovery system.
従来の二酸化炭素回収システムでは、二酸化炭素濃度の急激な増減やガス流量の急激な減少が発生した場合、二酸化炭素回収システムがこれらに対応したプロセス条件を速やかに変更しても、プラントが安定するまで長い時間がかかる。 In a conventional carbon dioxide recovery system, if a sudden increase or decrease in carbon dioxide concentration or a rapid decrease in gas flow occurs, the plant will be stable even if the carbon dioxide recovery system changes the corresponding process conditions quickly. Takes a long time.
そのため、吸収塔の異常発熱や、吸収塔や再生塔の液位の急変動や、再生塔内の圧力の急変動等に起因して、再生塔で二酸化炭素の放散と放散停止が繰り返されるハンチング等の異常挙動が発生し、二酸化炭素回収システムが制御不能な状態に陥る可能性がある。また、プロセス条件の急激な変更も、同様にハンチング等の異常挙動を誘発する原因になり得る。 Therefore, hunting in which carbon dioxide is repeatedly emitted and stopped in the regeneration tower due to abnormal heat generation in the absorption tower, sudden fluctuations in the liquid level of the absorption tower and regeneration tower, sudden fluctuations in pressure in the regeneration tower, etc. The abnormal behavior such as the above may occur, and the carbon dioxide recovery system may fall into an uncontrollable state. A sudden change in process conditions can also cause abnormal behavior such as hunting.
そこで、本実施形態の二酸化炭素回収システムは、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量が、任意に設定された許容範囲外へと変動したことを感知すると、プロセス排ガスライン12に再生塔排出ガス4や供給ガス5を導入する。この際、本実施形態の二酸化炭素回収システムは、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量が許容範囲内へと戻って維持されるように、再生塔排出ガス用バルブ23や供給ガス用バルブ25の開度や開時間を調整する。これにより、本実施形態では、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量が急激に変化しても、二酸化炭素回収システムの安定した運転を継続することができる。
Therefore, when the carbon dioxide recovery system of the present embodiment senses that the carbon dioxide concentration and the gas flow rate of the process exhaust gas 1 have fluctuated outside of the arbitrarily set allowable range, the exhaust gas discharged from the regeneration tower into the process
具体的には、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度が濃度許容範囲の下限値よりも低いことが計測器21により感知されると、制御部22が、再生塔排出ガス用バルブ23を開にする。これにより、プロセス排ガスライン12に再生塔排出ガス4が導入され、プロセス排ガス1と混合されることで、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度が増大する。
Specifically, when the measuring
一方、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度が濃度許容範囲の上限値よりも高いことが計測器21により感知されると、制御部22が、供給ガス用バルブ25を開にする。これにより、プロセス排ガスライン12に供給ガス5が導入され、プロセス排ガス1と混合されることで、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度が低下する。
On the other hand, when the measuring
また、プロセス排ガス1のガス流量が流量許容範囲の下限値よりも低いことが計測器21により感知されると、制御部22が、再生塔排出ガス用バルブ23と供給ガス用バルブ25の両方を開にする。これにより、プロセス排ガスライン12に再生塔排出ガス4と供給ガス5が導入され、プロセス排ガス1と混合されることで、プロセス排ガス1のガス流量が増大する。
Further, when the measuring
この際、再生塔排出ガス4と供給ガス5の導入量の割合は、これらのガスとの混合後のプロセス排ガス1の二酸化炭素濃度が濃度許容範囲内に収まるように設定される。これにより、本実施形態では、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度を大きく変動させずに、プロセス排ガス1のガス流量を増大させることができる。再生塔排出ガス4と供給ガス5の導入量の割合は、例えば、あらかじめ用意しておいた関数を用いて設定可能である。
At this time, the ratio of the introduction amounts of the regeneration
その後、制御部22は、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量の変動が収束し安定した状態となった段階で、二酸化炭素回収システムの各種条件を、その時点の状態に合った条件に緩やかに変更する。これにより、本実施形態では、二酸化炭素回収システムの発熱やハンチング等の異常挙動の発生を抑制しながら、システムの安定運転を継続することができる。
Thereafter, the
(2)再生塔排出ガス4、供給ガス5の詳細
次に、引き続き図1を参照して、再生塔排出ガス4と供給ガス5について、詳細に説明する。
(2) Details of the regeneration
本実施形態でプロセス排ガスライン12に導入される再生塔排出ガス4は、どのような段階のものでもよい。例えば、この再生塔排出ガス4は、水分などの不純物を除去する前のものでも除去した後のものでもよいし、超臨界状態や液体状態から気体に戻したものでもよいし、タンク、ローリー、吸着剤などにより保管される前のものでも保管された後のものでもよい。
The regeneration
また、本実施形態では、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度を増大させるためのガスとして、再生塔排出ガス4を使用しているが、プロセス排ガス1よりも二酸化炭素濃度の高いその他のガスを使用してもよい。この場合、このガスは、ガスボンベ、タンク、二酸化炭素回収システム外部からのガスラインなどから供給してもよい。
In the present embodiment, the regeneration
同様に、本実施形態の供給ガス5は、どのような方法でプロセス排ガスライン12に導入してもよい。供給ガス5は例えば、ガスボンベ、タンク、二酸化炭素回収システム外部からのガスラインなどから導入可能である。
Similarly, the
供給ガス5の例としては、任意の濃度の不活性ガスを含有するガスが挙げられる。この場合、供給ガス5のガス組成や不活性ガス濃度は、プロセス排ガス1と混合されることでプロセス排ガス1の二酸化炭素濃度を許容範囲内に調整できる組成や濃度であれば、どのような組成や濃度でもよい。供給ガス5の別の例としては、空気が挙げられる。
Examples of the
なお、供給ガス5として不活性ガスを用いることには、ガス流路等の腐食を抑制できるという利点がある。また、供給ガス5として空気を用いることには、供給ガス5を安価に用意できるという利点がある。本実施形態の供給ガス5は、プロセス排ガス1よりも二酸化炭素濃度が低ければ、二酸化炭素を含有していてもよい。
Note that the use of an inert gas as the
以上のように、本実施形態の二酸化炭素回収システムは、処理対象ガス1よりも二酸化炭素濃度の高い第1のガス(例:再生塔排出ガス4)を処理対象ガスライン12に導入する第1の導入機構と、処理対象ガス1よりも二酸化炭素濃度の低い第2のガス(例:供給ガス5)を処理対象ガスライン12に導入する第2の導入機構とを備えている。
As described above, the carbon dioxide recovery system of the present embodiment introduces the first gas (for example, the regeneration tower exhaust gas 4) having a higher carbon dioxide concentration than the processing target gas 1 into the processing
よって、本実施形態によれば、処理対象ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量が急激に変化しても、二酸化炭素回収システムの安定した運転を継続することが可能となる。 Therefore, according to the present embodiment, even if the carbon dioxide concentration or the gas flow rate of the processing target gas 1 is rapidly changed, it is possible to continue the stable operation of the carbon dioxide recovery system.
(第2実施形態)
図2は、第2実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the carbon dioxide recovery system of the second embodiment.
図2の二酸化炭素回収システムは、図1に示すガス供給部24と供給ガス用バルブ25の代わりに、吸収塔排出ガス3の二酸化炭素濃度を計測する計測器31と、吸収塔排出ガス3をプロセス排ガスライン12に導入するための吸収塔排出ガス用バルブ32とを備えている。吸収塔排出ガス用バルブ32と吸収塔11は、本開示の第2の導入機構の例である。また、吸収塔排出ガス3は、処理対象ガスよりも二酸化炭素濃度が低い第2のガスの例である。
The carbon dioxide recovery system of FIG. 2 includes a measuring
以下の文中では、計測器21と計測器31とを区別するために、計測器21を第1の計測器と呼び、計測器31を第2の計測器と呼ぶ。
In the following sentence, in order to distinguish the measuring
本実施形態の二酸化炭素回収システムは、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量が、任意に設定された許容範囲外へと変動したことを感知すると、プロセス排ガスライン12に再生塔排出ガス4や吸収塔排出ガス3を導入する。この際、本実施形態の二酸化炭素回収システムは、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量が許容範囲内へと戻って維持されるように、再生塔排出ガス用バルブ23や吸収塔排出ガス用バルブ32の開度や開時間を調整する。
The carbon dioxide recovery system of this embodiment detects that the carbon dioxide concentration and gas flow rate of the process exhaust gas 1 have fluctuated outside an arbitrarily set allowable range. Absorption
具体的には、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度が濃度許容範囲の下限値よりも低いことが第1の計測器21により感知されると、制御部22が、再生塔排出ガス用バルブ23を開にする。これにより、プロセス排ガスライン12に再生塔排出ガス4が導入され、プロセス排ガス1と混合されることで、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度が増大する。
Specifically, when the first measuring
一方、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度が濃度許容範囲の上限値よりも高いことが第1の計測器21により感知されると、制御部22が、吸収塔排出ガス用バルブ32を開にする。これにより、プロセス排ガスライン12に吸収塔排出ガス3が導入され、プロセス排ガス1と混合されることで、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度が低下する。
On the other hand, when the first measuring
この際、吸収塔排出ガス3の二酸化炭素濃度が、吸収塔11での二酸化炭素吸収効率により異なることが問題となる。そこで、本実施形態では、吸収塔排出ガス3の導入量を決定するために、第2の計測器31により吸収塔排出ガス3の二酸化炭素濃度を計測する。
At this time, the carbon dioxide concentration of the absorption
そして、本実施形態では、この濃度計測値を制御部22にフィードバックすることで、吸収塔排出ガス3の導入量を決定する。具体的には、濃度計測値が高い場合には、導入量を少なくし、濃度計測値が低い場合には、導入量を多くする。
In this embodiment, the concentration measurement value is fed back to the
また、プロセス排ガス1のガス流量が流量許容範囲の下限値よりも低いことが第1の計測器21により感知されると、制御部22が、再生塔排出ガス用バルブ23と吸収塔排出ガス用バルブ32の両方を開にする。これにより、プロセス排ガスライン12に再生塔排出ガス4と吸収塔排出ガス3が導入され、プロセス排ガス1と混合されることで、プロセス排ガス1のガス流量が増大する。
When the first measuring
この際、再生塔排出ガス4と吸収塔排出ガス3の導入量の割合は、これらのガスとの混合後のプロセス排ガス1の二酸化炭素濃度が濃度許容範囲内に収まるように決定される。これは、第1実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、これらの導入量の割合を決定する際にも、第1の計測器21の計測値と共に、第2の計測器31により計測された吸収塔排出ガス3の二酸化炭素濃度が使用される。
At this time, the ratio of the introduction amounts of the regeneration
その後、制御部22は、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量の変動が収束し安定した状態となった段階で、二酸化炭素回収システムの各種条件を、その時点の状態に合った条件に緩やかに変更する。これにより、本実施形態では、第1実施形態と同様、二酸化炭素回収システムの発熱やハンチング等の異常挙動の発生を抑制しながら、システムの安定運転を継続することができる。
Thereafter, the
以上のように、本実施形態の二酸化炭素回収システムは、処理対象ガスライン12に再生塔排出ガス4を導入する第1の導入機構と、処理対象ガスライン12に吸収塔排出ガス3を導入する第2の導入機構とを備えている。
As described above, the carbon dioxide recovery system of this embodiment introduces the first introduction mechanism for introducing the regeneration
よって、本実施形態によれば、第1実施形態と同様、処理対象ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量が急激に変化しても、二酸化炭素回収システムの安定した運転を継続することが可能となる。 Therefore, according to the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to continue the stable operation of the carbon dioxide recovery system even if the carbon dioxide concentration or the gas flow rate of the processing target gas 1 is rapidly changed. Become.
なお、処理対象ガスライン12に導入するガスとして、吸収塔排出ガス3や再生塔排出ガス4を使用することには、供給ガス5として空気を使用する場合と同様に、導入ガスを安価に用意できるという利点がある。
In addition, when the absorption
(第1、第2実施形態の変形例)
以下、第1、第2実施形態の変形例について説明する。
(Modification of the first and second embodiments)
Hereinafter, modifications of the first and second embodiments will be described.
第1、第2実施形態の第1の計測器21は、ブロワ13と吸収塔11との間でプロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量を計測している。しかしながら、制御部22が、吸収塔11に導入前のプロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量を制御可能であれば、第1の計測器21は、その他の地点でプロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量を計測してもよい。同様に、第2の計測器31は、図2に示す地点以外で吸収塔排出ガス3の二酸化炭素濃度を計測してもよい。
The
また、プロセス排ガスライン12に対する再生塔排出ガス4の導入地点と供給ガス5の導入地点は、どちらが上流側でもよい。同様に、プロセス排ガスライン12に対する再生塔排出ガス4の導入地点と吸収塔排出ガス3の導入地点は、どちらが上流側でもよい。ただし、これらのガスの導入地点は、プロセス排ガスライン12における第1の計測器21の計測地点よりも上流であることが望ましい。理由は、これらのガスの導入地点を計測地点よりも上流にすることで、これらのガスの二酸化炭素濃度やガス流量が、第1の計測器21の計測値に反映され、計測値をフィードバック制御に利用できるからである。
Further, either the introduction point of the regeneration
また、第1、第2実施形態では、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度やガス流量が、制御部22によるPID制御等のフィードバック制御により自動で制御されるが、代わりに手動で制御してもよい。例えば、第1、第2実施形態では、バルブ23、25、32の開度や開時間が、制御部22により自動で調整されるが、これらのバルブ23、25、32を手動弁にして、現場運転員が手動で調整してもよい。
Further, in the first and second embodiments, the carbon dioxide concentration and gas flow rate of the process exhaust gas 1 are automatically controlled by feedback control such as PID control by the
また、第1、第2実施形態では、プロセス排ガス1のガス組成を把握するための計測器を設置し、その計測結果を制御部22によるフィードバック制御に用いてもよい。
In the first and second embodiments, a measuring instrument for grasping the gas composition of the process exhaust gas 1 may be installed, and the measurement result may be used for feedback control by the
また、第1、第2実施形態では、プロセス排ガス1の二酸化炭素濃度とガス流量の両方を制御対象としているが、これらの片方だけを制御対象にしてもよい。この場合、第1の計測器21は、これらの片方だけを計測するようにしてもよい。
In the first and second embodiments, both the carbon dioxide concentration and the gas flow rate of the process exhaust gas 1 are controlled, but only one of these may be controlled. In this case, the first measuring
また、第1、第2実施形態の代わりに、第1、第2実施形態の両方の構成を有する二酸化炭素回収システムを採用してもよい。この二酸化炭素回収システムは、吸収塔排出ガス3、再生塔排出ガス4、供給ガス5をプロセス排ガスライン12に導入可能である。
Further, instead of the first and second embodiments, a carbon dioxide recovery system having both configurations of the first and second embodiments may be adopted. This carbon dioxide recovery system can introduce the absorption
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、処理対象ガスの二酸化炭素濃度やガス流量が急激に変化しても、二酸化炭素回収システムの安定した運転を継続することが可能となる。 According to at least one embodiment described above, it is possible to continue stable operation of the carbon dioxide recovery system even if the carbon dioxide concentration or gas flow rate of the gas to be processed changes rapidly.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1:プロセス排ガス(処理対象ガス)、2:吸収液、
3:吸収塔排出ガス、4:再生塔排出ガス、5:供給ガス、
11:吸収塔、12:プロセス排ガスライン(処理対象ガスライン)、
13:ブロワ、14:リッチ液ポンプ、15:再生熱交換器、
16:再生塔、17:リボイラ、18:リーン液ポンプ、19:冷却器、
21:計測器(第1の計測器)、22:制御部、23:再生塔排出ガス用バルブ、
24:ガス供給部、25:供給ガス用バルブ、
31:計測器(第2の計測器)、32:吸収塔排出ガス用バルブ
1: Process exhaust gas (processing target gas), 2: Absorbing liquid,
3: Absorption tower exhaust gas, 4: Regeneration tower exhaust gas, 5: Supply gas,
11: Absorption tower, 12: Process exhaust gas line (treatment target gas line),
13: Blower, 14: Rich liquid pump, 15: Regenerative heat exchanger,
16: regeneration tower, 17: reboiler, 18: lean liquid pump, 19: cooler,
21: Measuring instrument (first measuring instrument), 22: Control unit, 23: Valve for regeneration tower exhaust gas,
24: Gas supply unit, 25: Valve for supply gas,
31: Measuring instrument (second measuring instrument), 32: Absorption tower exhaust gas valve
Claims (8)
前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液と、前記二酸化炭素を含む再生塔排出ガスとを排出する再生塔と、
前記処理対象ガスを前記吸収塔に導入するための処理対象ガスラインと、
前記処理対象ガスラインに、前記処理対象ガスよりも二酸化炭素濃度の高い第1のガスを導入する第1の導入機構と、
前記処理対象ガスラインに、前記処理対象ガスよりも二酸化炭素濃度の低い第2のガスを導入する第2の導入機構と、
を備える二酸化炭素回収システム。 A treatment target gas containing carbon dioxide and an absorption liquid for absorbing the carbon dioxide are brought into contact with each other to absorb the carbon dioxide, and an absorption tower containing the treatment target gas from which the carbon dioxide has been removed. An absorption tower for discharging exhaust gas,
A regeneration tower for releasing the carbon dioxide from the absorption liquid discharged from the absorption tower, discharging the absorption liquid from which the carbon dioxide has been released, and a regeneration tower exhaust gas containing the carbon dioxide;
A gas line to be treated for introducing the gas to be treated into the absorption tower;
A first introduction mechanism for introducing a first gas having a carbon dioxide concentration higher than that of the processing target gas into the processing target gas line;
A second introduction mechanism for introducing a second gas having a carbon dioxide concentration lower than that of the processing target gas into the processing target gas line;
A carbon dioxide recovery system.
前記計測器の計測値に基づいて、前記処理対象ガスラインに導入される前記第1または第2のガスの量を制御する制御部と、
を備える請求項1から4のいずれか1項に記載の二酸化炭素回収システム。 A measuring instrument for measuring at least one of the carbon dioxide concentration and gas flow rate of the gas to be treated;
A control unit for controlling the amount of the first or second gas introduced into the processing target gas line based on the measurement value of the measuring instrument;
A carbon dioxide recovery system according to any one of claims 1 to 4.
前記吸収塔排出ガスの二酸化炭素濃度を計測する第2の計測器と、
前記第1の計測器の計測値に基づいて、前記処理対象ガスラインに導入される前記第1のガスの量を制御し、前記第1および第2の計測器の計測値に基づいて、前記処理対象ガスラインに導入される前記第2のガスの量を制御する制御部と、
を備える請求項4に記載の二酸化炭素回収システム。 A first measuring instrument for measuring at least one of a carbon dioxide concentration and a gas flow rate of the processing target gas;
A second measuring instrument for measuring the carbon dioxide concentration of the absorption tower exhaust gas;
Based on the measured value of the first measuring instrument, the amount of the first gas introduced into the processing target gas line is controlled, and based on the measured value of the first and second measuring instruments, A control unit for controlling the amount of the second gas introduced into the processing target gas line;
A carbon dioxide recovery system according to claim 4.
前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液と、前記二酸化炭素を含む再生塔排出ガスとを排出する再生塔と、
前記処理対象ガスを前記吸収塔に導入するための処理対象ガスラインと、
を備える二酸化炭素回収システムの運転方法であって、
前記処理対象ガスの二酸化炭素濃度が下限値よりも低い場合に、前記処理対象ガスラインに、前記処理対象ガスよりも二酸化炭素濃度の高い第1のガスを導入し、
前記処理対象ガスの二酸化炭素濃度が上限値よりも高い場合に、前記処理対象ガスラインに、前記処理対象ガスよりも二酸化炭素濃度の低い第2のガスを導入する、
二酸化炭素回収システムの運転方法。 A treatment target gas containing carbon dioxide and an absorption liquid for absorbing the carbon dioxide are brought into contact with each other to absorb the carbon dioxide, and an absorption tower containing the treatment target gas from which the carbon dioxide has been removed. An absorption tower for discharging exhaust gas,
A regeneration tower for releasing the carbon dioxide from the absorption liquid discharged from the absorption tower, discharging the absorption liquid from which the carbon dioxide has been released, and a regeneration tower exhaust gas containing the carbon dioxide;
A gas line to be treated for introducing the gas to be treated into the absorption tower;
A method of operating a carbon dioxide recovery system comprising:
When the carbon dioxide concentration of the processing target gas is lower than a lower limit value, a first gas having a higher carbon dioxide concentration than the processing target gas is introduced into the processing target gas line,
When the carbon dioxide concentration of the processing target gas is higher than an upper limit value, a second gas having a lower carbon dioxide concentration than the processing target gas is introduced into the processing target gas line.
How to operate the carbon dioxide recovery system.
前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液と、前記二酸化炭素を含む再生塔排出ガスとを排出する再生塔と、
前記処理対象ガスを前記吸収塔に導入するための処理対象ガスラインと、
を備える二酸化炭素回収システムの運転方法であって、
前記処理対象ガスのガス流量が下限値よりも低い場合に、前記処理対象ガスラインに、前記処理対象ガスよりも二酸化炭素濃度の高い第1のガスと、前記処理対象ガスよりも二酸化炭素濃度の低い第2のガスとを導入する、
二酸化炭素回収システムの運転方法。 A treatment target gas containing carbon dioxide and an absorption liquid for absorbing the carbon dioxide are brought into contact with each other to absorb the carbon dioxide, and an absorption tower containing the treatment target gas from which the carbon dioxide has been removed. An absorption tower for discharging exhaust gas,
A regeneration tower for releasing the carbon dioxide from the absorption liquid discharged from the absorption tower, discharging the absorption liquid from which the carbon dioxide has been released, and a regeneration tower exhaust gas containing the carbon dioxide;
A gas line to be treated for introducing the gas to be treated into the absorption tower;
A method of operating a carbon dioxide recovery system comprising:
When the gas flow rate of the processing target gas is lower than a lower limit value, the processing target gas line has a first gas having a higher carbon dioxide concentration than the processing target gas and a carbon dioxide concentration higher than the processing target gas. Introducing a low second gas,
How to operate the carbon dioxide recovery system.
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