JP2019081121A

JP2019081121A - 二酸化炭素分離回収システムおよび二酸化炭素分離回収システムの運転方法

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Publication number: JP2019081121A
Application number: JP2017208473A
Authority: JP
Inventors: 遼介柴田; Ryosuke Shibata; 北村　英夫; Hideo Kitamura; 英夫北村; 清彦岩浅; Kiyohiko Iwaasa; 正敏程塚; Masatoshi Hodozuka; 満宇田津; Mitsuru Udatsu
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2019-05-30
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: US20190126192A1; GB2567923B; US10981105B2; AU2018217997B2; GB201813586D0; CN109718636B; GB2567923A; AU2018217997A1; JP6913604B2; CN109718636A

Abstract

【課題】リボイラーにおける吸収液成分の漏洩を精度良く検知することができる二酸化炭素分離回収システムを提供する。【解決手段】実施の形態による二酸化炭素分離回収システム１は、再生塔３０内の吸収液４を加熱蒸気６で加熱するとともに、加熱蒸気６を凝縮して下流側凝縮水１０を生成するリボイラー４２を備えている。リボイラー４２には、上流側ライン５１によって加熱蒸気６が供給される。リボイラー４２からは、下流側ライン５２によって下流側凝縮水１０が排出される。上流側ライン５１から、分岐ライン６３が分岐している。分岐ライン６３に供給された加熱蒸気６は、上流側冷却器６４によって冷却されて凝縮し、上流側凝縮水９が生成される。上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量および下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量が、物理量測定装置７０によって測定される。【選択図】図２

Description

本発明の実施の形態は、二酸化炭素分離回収システムおよび二酸化炭素分離回収システムの運転方法に関する。

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（ＣＯ_２）を回収して貯留する二酸化炭素回収貯留技術（ＣＣＳ：Carbon Dioxide Capture and Storage）が注目されている。具体的には、火力発電所や製鉄所、清掃工場等で排出されるプラント排ガス（処理対象排ガス）中の二酸化炭素を、吸収液により回収する二酸化炭素分離回収システムが検討されている。

二酸化炭素回収貯留技術の一つとして、化学吸収法による二酸化炭素分離回収システムが知られている。このような二酸化炭素分離回収システムは、吸収塔と、再生塔と、を備えている。このうち吸収塔において、プラント排ガスに含有されている二酸化炭素が、例えばアミン等の吸収液成分および水分を含有する吸収液に吸収される。これにより吸収液がリッチ液となる。この際、吸収塔からは、二酸化炭素を放出したプラント排ガスが排出される。二酸化炭素を吸収したリッチ液は再生塔に供給される。再生塔に供給されたリッチ液は、加熱されて二酸化炭素を放出し、リーン液となる。この際、再生塔からは、放出された二酸化炭素が蒸気とともに排出される。これにより、二酸化炭素が分離回収される。リーン液は、吸収塔に戻されて、吸収塔において再び二酸化炭素を吸収してリッチ液となる。このようにして、吸収液が吸収塔と再生塔とを循環し、プラント排ガスに含有されている二酸化炭素が連続的に回収されるようになっている。

再生塔におけるリッチ液の加熱は、リボイラーによって行われる。リボイラーには、発電所などの上流設備から蒸気（例えば、蒸気タービンから抽気や排気された蒸気、以下加熱蒸気と記す。）が供給される。リボイラーでは、この加熱蒸気で、再生塔から排出されたリーン液の一部を加熱して蒸気（以下、吸収液蒸気と記す）を発生させる。発生した吸収液蒸気は再生塔に戻され、再生塔内のリッチ液が加熱される。

リボイラーにおいてリーン液を加熱した加熱蒸気は、凝縮されて凝縮水となる。この凝縮水は上流設備に戻され、ボイラーで加熱されて蒸気タービンに供給される。

リボイラーでは、加熱蒸気とリーン液は、互いに仕切られた空間を流れながら熱交換する。例えば、加熱蒸気およびリーン液の一方は、配管内を流れ、他方が配管外を流れる。これにより、加熱蒸気とリーン液とで熱交換が行われる。しかしながら、配管等の部材同士を連結する連結箇所に隙間が存在していると、この隙間から吸収液蒸気が漏洩して加熱蒸気に混入する可能性がある。この場合、加熱蒸気が戻される上流設備の機器（ボイラーや蒸気タービン等）に支障を来す恐れがある。

このことに対処するためには、リボイラーから排出された凝縮水中の吸収液成分を測定する測定器を用いて、吸収液成分の漏洩量を監視することが考えられる。しかしながら、測定器により得られる測定値は、測定器固有の誤差や、外乱等による誤差を含む可能性がある。この場合、吸収液成分の漏洩を精度良く関し検知することが困難になり得る。

特開２００４−３２３３３９号公報

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、リボイラーにおける吸収液成分の漏洩を精度良く検知することができる二酸化炭素分離回収システムおよび二酸化炭素分離回収システムの運転方法を提供することを目的とする。

実施の形態による二酸化炭素分離回収システムは、処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、吸収塔から供給される吸収液から二酸化炭素を放出させる再生塔と、再生塔内の吸収液を加熱蒸気で加熱するとともに、加熱蒸気を凝縮して下流側凝縮水を生成するリボイラーと、を備えている。リボイラーには、上流側ラインによって加熱蒸気が供給される。リボイラーからは、下流側ラインによって下流側凝縮水が排出される。上流側ラインから、下流側ラインに連結された分岐ラインが分岐している。分岐ラインに供給された加熱蒸気は、上流側冷却器によって冷却されて凝縮し、上流側凝縮水が生成される。上流側凝縮水中の吸収液成分の物理量および下流側凝縮水中の吸収液成分の物理量が、物理量測定装置によって測定される。

また、実施の形態による二酸化炭素分離回収システムの運転方法は、処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、前記吸収塔から供給される前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させる再生塔と、前記再生塔内の前記吸収液を加熱蒸気で加熱するとともに、前記加熱蒸気を凝縮して下流側凝縮水を生成するリボイラーと、を備えた二酸化炭素分離回収システムの運転方法である。この運転方法は、リボイラーに加熱蒸気を供給する工程と、リボイラーから下流側凝縮水を排出する工程と、リボイラーに供給される加熱蒸気の一部を冷却して凝縮し、上流側凝縮水を生成する工程と、上流側凝縮水中の吸収液成分の物理量を測定する工程と、下流側凝縮水中の吸収液成分の物理量を測定する工程と、を備えている。

本発明によれば、リボイラーにおける吸収液成分の漏洩を精度良く検知することができる。

図１は、第１の実施の形態における二酸化炭素分離回収システムの基本構成を示す図である。図２は、図１の二酸化炭素分離回収システムにおける加熱蒸気給排系統を示す図である。図３は、第２の実施の形態における二酸化炭素分離回収システムにおける加熱蒸気給排系統を示す図である。図４は、第３の実施の形態における二酸化炭素分離回収システムにおける加熱蒸気給排系統を示す図である。図５は、第４の実施の形態における二酸化炭素分離回収システムにおける加熱蒸気給排系統を示す図である。図６は、第５の実施の形態における二酸化炭素分離回収システムにおける加熱蒸気給排系統を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態における二酸化炭素分離回収システムおよび二酸化炭素分離回収システムの運転方法について説明する。

（第１の実施の形態）
まず、図１および図２を用いて、第１の実施の形態における二酸化炭素分離回収システムおよび二酸化炭素分離回収システムの運転方法について説明する。

図１に示すように、二酸化炭素分離回収システム１は、吸収部２１（充填層）を有する吸収塔２０と、再生部３１（充填層）を有する再生塔３０と、を備えている。このうち吸収部２１は、プラント排ガス２に含有される二酸化炭素をリーン液５（吸収液）に吸収させる。再生部３１は、吸収塔２０から供給されるリッチ液４（吸収液）から二酸化炭素を放出させて、リッチ液４をリーン液５に再生する。

吸収塔２０は、吸収部２１の上方に設けられた液分散器２２を更に有している。液分散器２２は、再生塔３０から供給されるリーン液５を吸収部２１に向けて分散落下させる。

吸収塔２０の下部には、二酸化炭素を含有するプラント排ガス２（処理対象排ガス）が、送風機（図示せず）によって供給され、吸収塔２０内を吸収部２１に向かって上昇する。一方、再生塔３０からのリーン液５が液分散器２２に供給されて分散落下し、吸収部２１に供給される。吸収部２１は、向流型気液接触装置として構成されており、吸収部２１において、プラント排ガス２とリーン液５とが気液接触する。このことにより、プラント排ガス２に含有される二酸化炭素がリーン液５に吸収されてリッチ液４が生成される。生成されたリッチ液４は、吸収塔２０の底部に一端貯留され、当該底部から排出される。リーン液５と気液接触したプラント排ガス２は、二酸化炭素が除去されて、吸収塔排ガス３として吸収塔２０の頂部から排出される。

吸収塔２０と再生塔３０との間には再生熱交換器４０が設けられている。吸収塔２０と再生熱交換器４０との間にはリッチ液ポンプ４１が設けられており、吸収塔２０から排出されたリッチ液４は、リッチ液ポンプ４１によって再生熱交換器４０を介して再生塔３０に供給される。再生熱交換器４０は、吸収塔２０から再生塔３０に供給されるリッチ液４を、再生塔３０から吸収塔２０に供給されるリーン液５と熱交換させる。このことにより、リーン液５が熱源となって、リッチ液４が所望の温度まで加熱される。言い換えると、リッチ液４が冷熱源となって、リーン液５が所望の温度まで冷却される。

再生塔３０は、再生部３１の上方に設けられた液分散器３２を更に有している。液分散器３２は、吸収塔２０から供給されるリッチ液４を再生部３１に向けて分散落下させる。

再生塔３０には、リボイラー４２が連結されている。このリボイラー４２は、加熱蒸気６で再生塔３０内のリーン液５を加熱する。より具体的には、リボイラー４２には、再生塔３０の底部から排出されるリーン液５の一部が供給される。また、リボイラー４２には、二酸化炭素分離回収システム１の上流側設備から、加熱蒸気６が供給される。より具体的には、リボイラー４２には、後述する加熱蒸気給排系統５０の上流側ライン５１から加熱蒸気が供給される。

リボイラー４２に供給されたリーン液５は、加熱蒸気６と熱交換する。このことにより、加熱蒸気６が熱源となって、リーン液５が加熱される。言い換えると、リーン液５が冷熱源となって、加熱蒸気６が冷却される。リボイラー４２において、冷却された加熱蒸気６は凝縮されて、下流側凝縮水１０が生成される。生成された下流側凝縮水１０は、後述する加熱蒸気給排系統５０の第１下流側ライン５７に排出される。

リボイラー４２において加熱されたリーン液５から吸収液蒸気７が生成され、再生塔３０の下部に供給される。再生塔３０に供給された吸収液蒸気７は、再生塔３０内を再生部３１に向かって上昇する。一方、吸収塔２０からのリッチ液４は、液分散器３２に供給されて分散落下し、再生部３１に供給される。再生部３１は、向流型気液接触装置として構成されており、再生部３１において、リッチ液４と吸収液蒸気７とが気液接触する。このことにより、リッチ液４から二酸化炭素が放出されてリーン液５が生成される。すなわち、再生塔３０において、二酸化炭素が放出されることによりリッチ液４がリーン液５に再生される。生成されたリーン液５は、再生塔３０の底部に一端貯留され、当該底部から排出される。リッチ液４と気液接触した吸収液蒸気７は、二酸化炭素を同伴して、再生塔排ガス８として再生部３１の上部から排出される。再生部３１の上部から排出された再生塔排ガス８は、再生塔３０の上部に設けられたデミスター３３を通って、再生塔３０の頂部から排出される。デミスター３３において、吸収液蒸気７に含まれるミストと吸収液成分が捕捉される。

再生塔３０と再生熱交換器４０との間には、リーン液ポンプ４３が設けられている。再生塔３０から排出されたリーン液５は、リーン液ポンプ４３によって上述した再生熱交換器４０を介して吸収塔２０に供給される。再生熱交換器４０は、上述したように、再生塔３０から吸収塔２０に供給されるリーン液５を、吸収塔２０から再生塔３０に供給されるリッチ液４と熱交換させて冷却する。また、再生熱交換器４０と吸収塔２０との間には、リーン液冷却器４４が設けられている。リーン液冷却器４４は、外部から冷却液（冷却水）が供給され、再生熱交換器４０において冷却されたリーン液５を所望の温度まで更に冷却する。

リーン液冷却器４４において冷却されたリーン液５は、吸収塔２０の液分散器２２に供給されて分散落下し、吸収部２１に供給される。吸収部２１において、リーン液５はプラント排ガス２と気液接触して、プラント排ガス２に含有される二酸化炭素がリーン液５に吸収されてリッチ液４となる。このようにして、二酸化炭素分離回収システム１は、吸収液がリーン液５となる状態とリッチ液４となる状態とを繰り返しながら循環するように構成されている。

このようにして、吸収液４、５は、吸収塔２０と再生塔３０とを循環し、吸収塔２０において二酸化炭素を吸収してリッチ液４となり、再生塔３０において二酸化炭素を放出してリーン液５となる。なお、吸収液には、例えば、モノエタノールアミン（monoethanolamin）、ジエタノールアミン（diethanolamin）などのアミン化合物水溶液を好適に用いることができるが、このようなアミンの種類に限定されるものではない。また、１種類以上のアミンを含有する水溶液で構成されていてもよい。

図１に示す二酸化炭素分離回収システム１は、リボイラー４２に加熱蒸気６を供給するとともにリボイラー４２において生成された下流側凝縮水１０を排出する加熱蒸気給排系統５０を更に備えている。この加熱蒸気給排系統５０について、図２を用いて以下に説明する。

図２に示すように、加熱蒸気給排系統５０は、リボイラー４２に加熱蒸気６を供給する上流側ライン５１と、リボイラー４２から下流側凝縮水１０を排出する下流側ライン５２と、を有している。

上流側ライン５１は、加熱蒸気６をリボイラー４２に供給する加熱蒸気供給源５３に連結されている。この加熱蒸気供給源５３は、例えば、二酸化炭素分離回収システム１の上流設備である蒸気タービンで構成される。この場合、加熱蒸気６は、蒸気タービンから抽気や排気された高温の蒸気になる。なお、加熱蒸気６は、蒸気タービンからの高温の蒸気に限られることはない。

上流側ライン５１には、インターロック弁５４が設けられている。このインターロック弁５４は、上流側ライン５１のうち、後述する分岐ライン６３が分岐する位置よりも上流側に配置されている。インターロック弁５４は、上流側ライン５１への加熱蒸気６の供給を制御している。

下流側ライン５２は、リボイラードレンタンク５５に連結されている。下流側ライン５２に排出された下流側凝縮水１０と、後述する上流側凝縮水９は、リボイラードレンタンク５５に貯留される。リボイラードレンタンク５５には、上流設備の蒸気発生源５６（例えばボイラー）が連結されている。これにより、リボイラードレンタンク５５に貯留された上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０は、蒸気発生源５６に供給されて加熱される。これにより、上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０は蒸気となり、上流設備内の蒸気タービンに供給される。

下流側ライン５２は、第１下流側ライン５７と、第２下流側ライン５８と、を有している。このうち第１下流側ライン５７は、リボイラー４２とリボイラードレンタンク５５とを連結している。すなわち、第１下流側ライン５７の上流端がリボイラー４２に連結され、第１下流側ライン５７の下流端がリボイラードレンタンク５５に連結されている。第２下流側ライン５８は、第１下流側ライン５７から分岐して第１下流側ライン５７に合流している。すなわち、第２下流側ライン５８の上流端が第１下流側ライン５７に連結され、第２下流側ライン５８の下流端が第１下流側ライン５７に連結されている。これにより、下流側凝縮水１０の一部が、第２下流側ライン５８に設けられた下流側測定器７２（後述）を通るように構成されている。なお、第１下流側ライン５７には、図示していないが、下流側凝縮水１０を下流側に送るためのポンプ（図示せず）が設けられていてもよい。後述する凝縮水用の各ラインにおいても、適宜ポンプが設けられていてもよい。

第１下流側ライン５７には、廃液タンク５９が連結されている。廃液タンク５９は、第１下流側ライン５７から分岐した廃液ライン６０を介して下流側ライン５２に連結されている。廃液タンク５９は、リボイラー４２において吸収液成分が漏洩しているとみなされる場合に、上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０を回収する。廃液ライン６０の上流端は第１下流側ライン５７に連結され、廃液ライン６０の下流端は廃液タンク５９に連結されている。このうち上流端は、第１下流側ライン５７のうち第２下流側ライン５８が合流する位置よりも下流側の位置に連結されている。

第１下流側ライン５７には、ドレン弁６１が設けられている。このドレン弁６１は、第１下流側ライン５７のうち、廃液ライン６０が分岐した位置とリボイラードレンタンク５５との間に配置されている。ドレン弁６１は、リボイラードレンタンク５５への上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０の供給を制御している。

廃液ライン６０には、廃液弁６２が設けられている。この廃液弁６２は、廃液タンク５９への上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０の供給を制御している。

図２に示すように、上流側ライン５１から、分岐ライン６３が分岐している。この分岐ライン６３は、第１下流側ライン５７に連結されている。すなわち、分岐ライン６３の上流端が上流側ライン５１に連結され、下流端が第１下流側ライン５７に連結されている。このうち上流端は、分岐ライン６３のうちインターロック弁５４とリボイラー４２との間の部分に連結されている。下流端は、第１下流側ライン５７のうち第２下流側ライン５８が合流する位置と、廃液ライン６０が分岐する位置との間の部分に連結されている。分岐ライン６３には、上流側ライン５１を流れる加熱蒸気６の一部が流入し、リボイラー４２を通ることなく、後述する上流側凝縮水９となって第１下流側ライン５７に供給される。

分岐ライン６３には、上流側冷却器６４が設けられている。この上流側冷却器６４は、上流側ライン５１から分岐ライン６３に供給された加熱蒸気６を冷却する。これにより、加熱蒸気６が凝縮し、上流側凝縮水９が生成される。上流側冷却器６４は、後述する上流側測定器７１よりも上流側に配置されている。

また、分岐ライン６３には、上流側弁６５が設けられている。この上流側弁６５は、分岐ライン６３のうち上流側冷却器６４と後述する上流側測定器７１との間に配置されている。これにより、上流側弁６５は、上流側測定器７１への上流側凝縮水９の供給を制御している。しかしながら、このことに限られることはなく、上流側弁６５は、分岐ライン６３のうち上流側冷却器６４よりも上流側に配置されていてもよい。

第２下流側ライン５８には、下流側冷却器６６が設けられている。この下流側冷却器６６は、第１下流側ライン５７から第２下流側ライン５８に供給された下流側凝縮水１０を冷却する。これにより、下流側凝縮水１０に蒸気が含まれている場合には、その蒸気が冷却されて凝縮される。下流側冷却器６６は、後述する下流側測定器７２よりも上流側に配置されている。

また、第２下流側ライン５８には、下流側弁６７が設けられている。この下流側弁６７は、第２下流側ライン５８のうち下流側冷却器６６と後述する下流側測定器７２との間に配置されている。これにより、下流側弁６７は、下流側測定器７２への下流側凝縮水１０の供給を制御している。しかしながら、このことに限られることはなく、下流側弁６７は、第２下流側ライン５８のうち下流側冷却器６６よりも上流側に配置されていてもよい。

図２に示すように、加熱蒸気給排系統５０は、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量および下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量を測定する物理量測定装置７０を有している。本実施の形態においては、物理量測定装置７０は、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量を測定する上流側測定器７１と、下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量を測定する下流側測定器７２と、を含んでいる。

上流側測定器７１は、分岐ライン６３に設けられている。より具体的には、上流側測定器７１は、分岐ライン６３のうち上流側弁６５よりも下流側に配置されている。下流側測定器７２は、第２下流側ライン５８に設けられている。より具体的には、下流側測定器７２は、第２下流側ライン５８のうち下流側弁６７よりも下流側に配置されている。

上流側測定器７１は、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量を測定することができれば、任意の構成とすることができる。例えば、上流側測定器７１には、電気伝導率（物理量の一例）を測定する電気伝導率計、ｐＨ（物理量の他の一例）を測定するｐＨ計、赤外線を照射して光のスペクトル（物理量の他の一例）を得る赤外分光光度計、またはレーザ光を照射してその反射率（物理量の他の一例）や蛍光（物理量の他の一例）を測定する油膜検知器を用いることができる。下流側測定器７２も同様である。

上述したインターロック弁５４、ドレン弁６１、廃液弁６２、上流側弁６５および下流側弁６７は、制御装置８０によって制御される。制御装置８０は、判断部８１と、弁指令部８２と、を含んでいる。このうち判断部８１は、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側凝縮水１０の吸収液成分の物理量との差である物理量差を求め、物理量差が閾値を超えたか否かを判断する。弁指令部８２は、インターロック弁５４、ドレン弁６１、廃液弁６２、上流側弁６５および下流側弁６７を制御する。そして、弁指令部８２は、判断部８１により物理量差が閾値を超えたと判断された場合、ドレン弁６１を閉じるとともに廃液弁６２を開く。なお、閾値は、任意に設定することができ、制御装置８０において設定変更可能になっている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここでは、二酸化炭素分離回収システムの運転方法について説明する。

二酸化炭素分離回収システム１を運転している間、再生塔３０から排出されたリーン液５の一部がリボイラー４２に供給される。リボイラー４２には、加熱蒸気供給源５３から上流側ライン５１を介して加熱蒸気６が供給される。これにより、リーン液５と加熱蒸気６とが熱交換し、リーン液５は加熱されて、吸収液蒸気７が生成される。生成された吸収液蒸気７は再生塔３０に供給される。

一方、リボイラー４２において加熱蒸気６は冷却されて、凝縮される。これにより、下流側凝縮水１０が生成される。生成された下流側凝縮水１０は、リボイラー４２から第１下流側ライン５７を通ってリボイラードレンタンク５５に排出される。

通常運転時には、上流側弁６５、下流側弁６７およびドレン弁６１は開き、廃液弁６２は閉じる。

この場合、加熱蒸気供給源５３からリボイラー４２に供給される加熱蒸気６の一部は、分岐ライン６３に供給される。分岐ライン６３に供給された加熱蒸気６は、上流側冷却器６４で冷却されて凝縮される。これにより、上流側凝縮水９が生成される。生成された上流側凝縮水９は、上流側弁６５を通って上流側測定器７１に供給される。上流側測定器７１において、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量が測定される。上流側測定器７１を通った上流側凝縮水９は、第１下流側ライン５７に供給され、第１下流側ライン５７を通る下流側凝縮水１０とともにリボイラードレンタンク５５に供給される。

一方、リボイラー４２から第１下流側ライン５７に排出された下流側凝縮水１０の一部は、第２下流側ライン５８に供給される。第２下流側ライン５８に供給された下流側凝縮水１０は、下流側冷却器６６で冷却される。このことにより、下流側凝縮水１０に蒸気が含まれる場合には、その蒸気が凝縮される。冷却された下流側凝縮水１０は、下流側弁６７を通って下流側測定器７２に供給される。下流側測定器７２において、下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量が測定される。下流側測定器７２を通った下流側凝縮水１０は、第１下流側ライン５７に戻され、分岐ライン６３から供給された上流側凝縮水９とともにリボイラードレンタンク５５に供給される。

上流側測定器７１により測定された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側測定器７２により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である物理量差が、制御装置８０の判断部８１において求められる。判断部８１は、この物理量差が閾値を超えたか否かを判断する。

ここで、判断部８１が、物理量差が閾値を超えたと判断した場合には、リボイラー４２において吸収液成分が漏洩しているとみなされ、弁指令部８２が、ドレン弁６１を閉じるとともに廃液弁６２を開く。この場合、第１下流側ライン５７を通る上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０が、廃液ライン６０を介して廃液タンク５９に回収される。なお、物理量差が閾値を超えた場合には、廃液弁６２を開きつつ、ドレン弁６１だけでなくインターロック弁５４も閉じるようにしてもよい。

ところで、上流側弁６５の開度を調整して、上流側測定器７１に供給される上流側凝縮水９の流速を制御するようにしてもよい。例えば、上流側測定器７１に供給される上流側凝縮水９の流速を低くするように上流側弁６５を調整してもよい。このことにより、上流側ライン５１に供給された加熱蒸気６の一部が上流側凝縮水９となって上流側測定器７１に到達するまでの時間と、当該加熱蒸気６の他の一部が下流側凝縮水１０となって下流側測定器７２に到達するまでの時間との時間差を低減し、好適には等しくすることができる。このことにより、同時刻に上流側ライン５１に供給された加熱蒸気６から派生した凝縮水に基づいて、物理量差を求めることができる。この場合、リボイラー４２において吸収液成分が漏洩しているか否かの判断に、外乱等による誤差の影響が含まれることを抑制することができる。

また、制御装置８０が、図示しない記憶部を有し、この記憶部が、上流側測定器７１により測定された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量を、測定時刻と関連付けられたデータとして記憶していてもよい。また、記憶部は、下流側測定器７２により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量を、測定時刻と関連付けられたデータとして記憶していてもよい。この場合、判断部８１は、物理量差を求める際、上流側凝縮水９のデータとして、下流側凝縮水１０のデータの測定時刻よりも所定時間前の測定時刻における上流側凝縮水９のデータを用いる。この所定時間は、上流側ライン５１に供給された加熱蒸気６の一部が上流側凝縮水９となって上流側測定器７１に到達するまでの時間と、当該加熱蒸気６の他の一部が下流側凝縮水１０となって下流側測定器７２に到達するまでの時間との時間差とすればよい。このような時間差は、予め、実験や解析等によって求めることができる。このことにより、同時刻に上流側ライン５１に供給された加熱蒸気６から派生した凝縮水に基づいて、物理量差を求めることができる。この場合、リボイラー４２において吸収液成分が漏洩しているか否かの判断に、外乱等による誤差の影響が含まれることを抑制することができる。

また、上流側ライン５１のうち分岐ライン６３が分岐する位置から上流側測定器７１までの距離と、当該分岐する位置からリボイラー４２を経由して下流側測定器７２までの距離とを、加熱蒸気６として流れる部分と、凝縮水として流れる部分とでそれぞれ等しくしてもよい。このことにより、同時刻に上流側ライン５１に供給された加熱蒸気６から派生した凝縮水に基づいて、物理量差を求めることができる。この場合、リボイラー４２において吸収液成分が漏洩しているか否かの判断に、外乱等による誤差の影響が含まれることを抑制することができる。

このように本実施の形態によれば、上流側ライン５１を通る加熱蒸気６を凝縮して生成された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、リボイラー４２から排出された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量とを測定することができる。このことにより、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である物理量差を求め、この物理量差が大きい場合に、下流側凝縮水１０に吸収液成分が含まれているとみなすことができる。この判断は、リボイラー４２を通っていない上流側凝縮水９からの測定値と、リボイラー４２を通った下流側凝縮水１０からの測定値との差に基づいている。このことにより、測定器固有の誤差や、外乱等による誤差の影響を抑制しながら、リボイラー４２における吸収液成分の漏洩を精度良く検知することができる。

また、本実施の形態によれば、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量が上流側測定器７１によって測定され、下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量が下流側測定器７２によって測定される。このことにより、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量および下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量をそれぞれ連続的に測定することができる。このため、リボイラー４２において吸収液成分が漏洩した場合にはその漏洩を迅速に検知することができる。

また、本実施の形態によれば、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である物理量差が大きい場合に、ドレン弁６１を閉じるとともに廃液弁６２を開くことができる。このことにより、第１下流側ライン５７内の上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０を、廃液タンク５９に供給することができ、リボイラードレンタンク５５に供給されることを防止できる。このため、吸収液成分が混入した凝縮水が、上流設備の蒸気発生源５６や加熱蒸気供給源５３等に供給されることを防止できる。

また、本実施の形態によれば、制御装置８０によって、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である物理量差が閾値を超えた場合に、ドレン弁６１を閉じるとともに廃液弁６２を自動的に開くことができる。このことにより、リボイラー４２において吸収液成分が漏洩したと判断された場合の上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０の供給先を、廃液タンク５９に迅速に切り替えることができる。このため、吸収液成分が混入した凝縮水が、上流設備の蒸気発生源５６や加熱蒸気供給源５３等に供給されることをより一層防止できる。

さらに、本実施の形態によれば、下流側冷却器６６により、リボイラー４２から排出された下流側凝縮水１０が冷却される。このことにより、下流側凝縮水１０に蒸気が含まれている場合であっても、その蒸気を凝縮することができる。このため、下流側測定器７２に供給される下流側凝縮水１０に蒸気が含まれることを防止でき、下流側測定器７２による測定精度を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
次に、図３を用いて、本発明の第２の実施の形態における二酸化炭素分離回収システムおよび二酸化炭素分離回収システムの運転方法について説明する。

図３に示す第２の実施の形態においては、上流側凝縮水を下流側測定器に供給する第１バイパスラインと、下流側凝縮水を上流側測定器に供給する第２バイパスラインと、が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図３において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図３に示すように、本実施の形態による二酸化炭素分離回収システム１は、上流側凝縮水９を下流側測定器７２に供給する第１バイパスライン９０と、下流側凝縮水１０を上流側測定器７１に供給する第２バイパスライン９１と、を更に備えている。このうち第１バイパスライン９０は、分岐ライン６３から分岐して第２下流側ライン５８に合流している。すなわち、第１バイパスライン９０の上流端が、分岐ライン６３のうち上流側冷却器６４と上流側弁６５との間の部分に連結されている。第１バイパスライン９０の下流端が、第２下流側ライン５８のうち下流側弁６７と下流側測定器７２との間の部分に連結されている。第２バイパスライン９１は、第２下流側ライン５８から分岐して分岐ライン６３に合流している。すなわち、第２バイパスライン９１の上流端が、第２下流側ライン５８のうち下流側冷却器６６と下流側弁６７との間の部分に連結されている。第２バイパスライン９１の下流端が、分岐ライン６３のうち上流側弁６５と上流側測定器７１との間の部分に連結されている。

第１バイパスライン９０には、第１バイパス弁９２が設けられている。第１バイパス弁９２は、第１バイパスライン９０から下流側測定器７２への上流側凝縮水９の供給を制御している。第２バイパスライン９１には、第２バイパス弁９３が設けられている。第２バイパス弁９３は、第２バイパスライン９１から上流側測定器７１への下流側凝縮水１０の供給を制御している。第１バイパス弁９２および第２バイパス弁９３は、制御装置８０の弁指令部８２により制御される。

上流側弁６５および下流側弁６７が開くとともに、第１バイパス弁９２および第２バイパス弁９３が閉じている場合、制御装置８０の判断部８１は、第１の実施の形態と同様にして、上流側測定器７１により測定された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側測定器７２により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である第１の物理量差を求める。そして、判断部８１は、この第１の物理量差が閾値を超えたか否かを判断する。第１の物理量差が閾値を超えたと判断された場合、弁指令部８２は、上流側弁６５および下流側弁６７を閉じるとともに、第１バイパス弁９２および第２バイパス弁９３を開く。

一方、上流側弁６５および下流側弁６７が閉じるとともに、第１バイパス弁９２および第２バイパス弁９３が開いている場合、制御装置８０の判断部８１は、下流側測定器７２により測定された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、上流側測定器７１により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である第２の物理量差を求める。そして、判断部８１は、上述の第１の物理量差と第２の物理量差との差である測定値差を求め、この測定値差が測定閾値を超えたか否かを判断する。測定値差が測定閾値を超えたと判断された場合、弁指令部８２が、上流側弁６５、下流側弁６７、第１バイパス弁９２および第２バイパス弁９３を閉じるようにしてもよい。なお、測定閾値は、任意に設定することができ、制御装置８０において設定変更可能になっている。

次に、本実施の形態による二酸化炭素分離回収システム１の運転方法について説明する。

通常運転時には、上流側弁６５、下流側弁６７およびドレン弁６１は開き、廃液弁６２、第１バイパス弁９２および第２バイパス弁９３は閉じる。

この場合、第１の実施の形態と同様に、上流側冷却器６４で生成された上流側凝縮水９の吸収液成分の物理量が、上流側測定器７１で測定される。一方、下流側冷却器６６で冷却された下流側凝縮水１０の吸収液成分の物理量が、下流側冷却器６６で測定される。

この間、上流側測定器７１により測定された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側測定器７２により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である第１の物理量差が、制御装置８０の判断部８１において求められる。判断部８１は、この第１の物理量差が閾値を超えたか否かを判断する。

ここで、判断部８１が、第１の物理量差が閾値を超えたと判断した場合には、弁指令部８２が、上流側弁６５および下流側弁６７を閉じるとともに、第１バイパス弁９２および第２バイパス弁９３を開く。

この場合、上流側冷却器６４で生成された上流側凝縮水９が、第１バイパスライン９０を通って下流側測定器７２に供給される。下流側測定器７２において、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量が測定される。下流側測定器７２を通った上流側凝縮水９は、第１下流側ライン５７に戻され、分岐ライン６３から供給された下流側凝縮水１０とともにリボイラードレンタンク５５に供給される。この場合、下流側測定器７２により上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量が測定される。

一方、下流側冷却器６６で冷却された下流側凝縮水１０が、第２バイパスライン９１を通って上流側測定器７１に供給される。上流側測定器７１において、下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量が測定される。上流側測定器７１を通った下流側凝縮水１０は、第１下流側ライン５７に供給され、第１下流側ライン５７を通る上流側凝縮水９とともにリボイラードレンタンク５５に供給される。この場合、上流側測定器７１により下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量が測定される。

この間、下流側測定器７２により測定された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、上流側測定器７１により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である第２の物理量差が、制御装置８０の判断部８１において求められる。そして、判断部８１は、第１の物理量差と第２の物理量差との差である測定値差を求め、この測定値差が測定閾値を超えたか否かを判断する。

ここで、判断部８１が、測定値差が測定閾値を超えていないと判断した場合には、上流側測定器７１および下流側測定器７２は正常であるとみなされる。このことにより、リボイラー４２において吸収液成分が漏洩しているとみなされ、第１の実施の形態と同様にして、弁指令部８２が、ドレン弁６１を閉じるとともに廃液弁６２を開く。この場合、第１下流側ライン５７を通る上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０が、廃液ライン６０を介して廃液タンク５９に回収される。

一方、判断部８１が、測定値差が測定閾値を超えたと判断した場合には、弁指令部８２は、上流側弁６５、下流側弁６７、第１バイパス弁９２および第２バイパス弁９３を閉じるようにしてもよい。この場合、図示しないが、分岐ライン６３のうち上流側測定器７１よりも下流側に設けられた弁を閉じるとともに、第２下流側ライン５８のうち下流側測定器７２よりも下流側に設けられた弁を閉じる。このことにより、上流側測定器７１への上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０の供給を停止するとともに、下流側測定器７２への上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０の供給を停止する。このことにより、上流側測定器７１および下流側測定器７２を点検し、必要に応じて校正することができる。

点検後、弁指令部８２が、上流側弁６５および下流側弁６７を開き、第１バイパス弁９２および第２バイパス弁９３を閉じる。そして、上述した図示しない弁を開くことで、上流側測定器７１に上流側凝縮水９を供給するとともに、下流側測定器７２に下流側凝縮水１０を供給する。制御装置８０の判断部８１が、上流側測定器７１により測定された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側測定器７２により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である物理量差が、閾値を超えた否かを判断する。

判断部８１が、物理量差が閾値を超えたと判断した場合には、第１の実施の形態と同様に、リボイラー４２において吸収液成分が漏洩しているとみなされ、弁指令部８２が、ドレン弁６１を閉じるとともに廃液弁６２を開き、上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０が、廃液ライン６０を介して廃液タンク５９に回収される。

このように本実施の形態によれば、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量を、上流側測定器７１および下流側測定器７２によって測定することができるとともに、下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量を、上流側測定器７１および下流側測定器７２によって測定することができる。このことにより、上流側測定器７１の測定値および下流側測定器７２の測定値の少なくとも一方に、測定器固有の誤差や、外乱等による誤差が含まれているか否かを容易に検知することができる。このような誤差が含まれている場合には、上流側測定器７１および下流側測定器７２を校正することにより、吸収液成分の漏洩の検知精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、上流側測定器７１により測定された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側測定器７２により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である第１の物理量差が閾値を超えた場合に、上流側弁６５および下流側弁６７を自動的に閉じるとともに、第１バイパス弁９２および第２バイパス弁９３を自動的に開くことができる。このことにより、上流側凝縮水９の供給先を上流側測定器７１から下流側測定器７２に迅速に切り替えることができるとともに、下流側凝縮水１０の供給先を下流側測定器７２から上流側測定器７１に迅速に切り替えることができる。このため、上流側測定器７１の測定値および下流側測定器７２の測定値の少なくとも一方に、測定器固有の誤差や、外乱等による誤差が含まれているか否かを迅速に検知することができる。

また、本実施の形態によれば、下流側測定器７２により測定された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、上流側測定器７１により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である第２の物理量差が求められ、第１の物理量差と第２の物理量差との差である測定値差が測定閾値を超えたか否かを判断することができる。この測定値差が測定閾値を超えた場合に、上流側測定器７１の測定値および下流側測定器７２の測定値の少なくとも一方に、測定器固有の誤差や、外乱等による誤差が含まれているとみなすことができる。このため、上流側測定器７１および下流側測定器７２の精度低下を容易に検知することができる。

なお、上述した本実施の形態においては、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である物理量差が閾値を超えた場合に、上流側測定器７１に下流側凝縮水１０が供給されるとともに、下流側測定器７２に上流側凝縮水９が供給される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、上流側測定器７１への下流側凝縮水１０の供給と、下流側測定器７２への上流側凝縮水９の供給は、定期的に行ってもよい。この場合、上流側測定器７１および下流側測定器７２の精度低下を未然に検知することができる。

（第３の実施の形態）
次に、図４を用いて、本発明の第３の実施の形態における二酸化炭素分離回収システムおよび二酸化炭素分離回収システムの運転方法について説明する。

図４に示す第３の実施の形態においては、上流側ラインのうち分岐ラインが分岐する位置よりも下流側に蒸気冷却器が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図３に示す第２の実施の形態と略同一である。なお、図４において、図３に示す第２の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図４に示すように、本実施の形態による二酸化炭素分離回収システム１は、上流側ライン５１に設けられた蒸気冷却器１００を更に備えている。この蒸気冷却器１００は、上流側ライン５１のうち分岐ライン６３が分岐する位置よりも下流側に配置されている。また、蒸気冷却器１００には、蒸気冷却ライン１０１を介して分岐ライン６３に連結されている。蒸気冷却ライン１０１の上流端は、分岐ライン６３のうち上流側測定器７１よりも下流側の部分に連結されている。蒸気冷却ライン１０１の下流端は、上流側ライン５１のうち分岐ライン６３が分岐する位置よりも下流側の部分に連結されている。

蒸気冷却器１００には、上流側測定器７１を通った上流側凝縮水９の一部が、蒸気冷却ライン１０１を介して供給される。蒸気冷却器１００において、供給された上流側凝縮水９で加熱蒸気６が冷却される。このことにより、過飽和状態の加熱蒸気６を飽和状態にするまで冷却することができる。この場合、リボイラー４２においてリーン液５を加熱するために、加熱蒸気６の潜熱を有効利用することができる。例えば、蒸気冷却器１００は、上流側凝縮水９を噴霧することにより加熱蒸気６を冷却するように構成されていてもよい。

蒸気冷却ライン１０１には、蒸気冷却弁１０２が設けられている。この蒸気冷却弁１０２は、制御装置８０の弁指令部８２により制御される。

このように本実施の形態によれば、上流側ライン５１に設けられた蒸気冷却器１００が、加熱蒸気６を上流側凝縮水９で冷却する。このことにより、吸収液成分の測定のために凝縮された上流側凝縮水９を有効利用して加熱蒸気６を冷却することができる。このため、加熱蒸気６を冷却するために外部から供給される冷却媒体（冷却水など）を不要にすることができる。

なお、上述した本実施の形態においては、第１バイパスライン９０および第２バイパスライン９１が設けられている加熱蒸気給排系統５０に、蒸気冷却器１００が設けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第１バイパスライン９０および第２バイパスライン９１が設けられていない加熱蒸気給排系統５０（すなわち、図２に示す加熱蒸気給排系統５０）に、蒸気冷却器１００が設けられていてもよい。：

（第４の実施の形態）
次に、図５を用いて、本発明の第４の実施の形態における二酸化炭素分離回収システムおよび二酸化炭素分離回収システムの運転方法について説明する。

図５に示す第４の実施の形態においては、上流側凝縮水および下流側凝縮水を混合する混合タンクから、上流側測定器および下流側測定器に混合凝縮水が供給される点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図５において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図５に示すように、本実施の形態では、下流側ライン５２は、第２下流側ライン５８を有しておらず、第１下流側ライン５７によって構成されている。下流側冷却器６６、下流側弁６７および下流側測定器７２は、第１下流側ライン５７に設けられており、図２に示す第１の実施の形態と同様の順番で配置されている。

また、本実施の形態では、第１下流側ライン５７に下流側バイパスライン１１０が設けられている。この下流側バイパスライン１１０は、第１下流側ライン５７から分岐し、下流側測定器７２をバイパスして第１下流側ライン５７に合流している。すなわち、下流側バイパスライン１１０の上流端が第１下流側ライン５７のうち下流側弁６７と下流側測定器７２との間の部分に連結されている。下流側バイパスライン１１０の下流端は第１下流側ライン５７のうち下流側測定器７２と分岐ライン６３が合流する位置との間の部分に連結されている。

図５に示すように、本実施の形態による二酸化炭素分離回収システム１は、上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０を混合して混合凝縮水１１を生成する混合タンク１１１を更に備えている。

混合タンク１１１は、第１供給ライン１１２を介して分岐ライン６３に連結されており、上流側凝縮水９が混合タンク１１１に供給されるようになっている。より具体的には、第１供給ライン１１２の上流端が、分岐ライン６３のうち上流側冷却器６４と上流側弁６５との間の部分に連結され、第１供給ライン１１２の下流端が、混合タンク１１１に連結されている。

また、混合タンク１１１は、第２供給ライン１１３を介して第１下流側ライン５７に連結されており、下流側凝縮水１０が混合タンク１１１に供給されるようになっている。より具体的には、第２供給ライン１１３の上流端が、第１下流側ライン５７のうち下流側冷却器６６と下流側弁６７との間の部分に連結され、第２供給ライン１１３の下流端が、混合タンク１１１に連結されている。

このような構成により、混合タンク１１１に、上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０が供給されて貯留される。混合タンク１１１は、上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０を撹拌する撹拌部１１４を含んでおり、撹拌部１１４によって混合タンク１１１内で上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０が混合され、混合凝縮水１１となる。

一方、混合タンク１１１は、第１混合液ライン１１５を介して分岐ライン６３に連結されており、混合凝縮水１１が分岐ライン６３に設けられた上流側測定器７１に供給されるようになっている。より具体的には、第１混合液ライン１１５の上流端が、混合タンク１１１に連結され、第１混合液ライン１１５の下流端が、分岐ライン６３のうち上流側弁６５と上流側測定器７１との間の部分に連結されている。

また、混合タンク１１１は、第２混合液ライン１１６を介して第１下流側ライン５７に連結されており、混合凝縮水１１が第１下流側ライン５７に設けられた下流側測定器７２に供給されるようになっている。より具体的には、第２混合液ライン１１６の上流端が、混合タンク１１１に連結され、第２混合液ライン１１６の下流端が、第１下流側ライン５７のうち下流側弁６７と下流側バイパスライン１１０が分岐する位置との間の部分に連結されている。

第１供給ライン１１２には、第１供給弁１１７が設けられている。第１供給弁１１７は、混合タンク１１１への上流側凝縮水９の供給を制御している。第２供給ライン１１３には、第２供給弁１１８が設けられている。第２供給弁１１８は、混合タンク１１１への下流側凝縮水１０の供給を制御している。

第１混合液ライン１１５には、第１混合液弁１１９が設けられている。第１混合液弁１１９は、上流側測定器７１への混合凝縮水１１の供給を制御している。第２混合液ライン１１６には第２混合液弁１２０が設けられている。第２混合液弁１２０は、下流側測定器７２への混合凝縮水１１の供給を制御している。

上流側弁６５および下流側弁６７が開くとともに、第１供給弁１１７、第２供給弁１１８、第１混合液弁１１９および第２混合液弁１２０が閉じている場合、制御装置８０の判断部８１は、第１の実施の形態と同様にして、上流側測定器７１により測定された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側測定器７２により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である物理量差を求める。そして、判断部８１は、この物理量差が閾値を超えたか否かを判断する。

一方、上流側弁６５および下流側弁６７が閉じるとともに、第１供給弁１１７、第２供給弁１１８、第１混合液弁１１９および第２混合液弁１２０が開いている間、制御装置８０の判断部８１は、上流側測定器７１により測定された混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量と、下流側測定器７２により測定された混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量との差である混合差を求める。そして、判断部８１は、この混合差が混合閾値を超えたか否かを判断し、混合閾値を超えたと判断した場合、上流側弁６５、下流側弁６７、第１供給弁１１７、第２供給弁１１８、第１混合液弁１１９および第２混合液弁１２０を閉じる。なお、混合閾値は、任意に設定することができ、制御装置８０において設定変更可能になっている。

通常運転時には、上流側弁６５、下流側弁６７およびドレン弁６１は開き、廃液弁６２、第１供給弁１１７、第２供給弁１１８、第１混合液弁１１９および第２混合液弁１２０は閉じる。

この間、上流側測定器７１により測定された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側測定器７２により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である物理量差が、制御装置８０の判断部８１において求められる。判断部８１は、この物理量差が閾値を超えたか否かを判断する。

定期的に、上流側弁６５および下流側弁６７を閉じるとともに、第１供給弁１１７、第２供給弁１１８、第１混合液弁１１９および第２混合液弁１２０を開く。

この場合、上流側冷却器６４で生成された上流側凝縮水９が、第１供給ライン１１２を通って混合タンク１１１に供給される。また、下流側冷却器６６で冷却された下流側凝縮水１０が、第２供給ライン１１３を通って混合タンク１１１に供給される。混合タンク１１１に供給された上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０は、撹拌部１１４によって撹拌されて混合される。このようにして混合凝縮水１１が生成される。

混合タンク１１１内の混合凝縮水１１は、第１混合液ライン１１５を通って上流側測定器７１に供給される。上流側測定器７１において、混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量が測定される。上流側測定器７１を通った混合凝縮水１１は、第１下流側ライン５７に供給され、第１下流側ラインを通る混合凝縮水１１とともにリボイラードレンタンク５５に供給される。

また、混合タンク１１１内の混合凝縮水１１は、第２混合液ライン１１６を通って下流側測定器７２に供給される。下流側測定器７２において、混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量が測定される。下流側測定器７２を通った混合凝縮水１１は、第１下流側ライン５７において、分岐ライン６３から供給された混合凝縮水１１とともにリボイラードレンタンク５５に供給される。

この間、上流側測定器７１および下流側測定器７２により混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量がそれぞれ測定される。そして、上流側測定器７１により測定された混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量と、下流側測定器７２により測定された混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量との差である混合差が、制御装置８０の判断部８１において求められる。判断部８１は、この混合差が、混合閾値を超えたか否かを判断する。

ここで、判断部８１が、混合差が混合閾値を超えていないと判断した場合には、上流側測定器７１および下流側測定器７２は正常であるとみなされる。そして、再び、上流側弁６５および下流側弁６７が開き、第１供給弁１１７、第２供給弁１１８、第１混合液弁１１９および第２混合液弁１２０が閉じられる。

一方、判断部８１が、混合差が混合閾値を超えたと判断した場合には、上流側弁６５、第１供給弁１１７、第２供給弁１１８、第１混合液弁１１９および第２混合液弁１２０を閉じて、下流側弁６７を開く。また、図示しないが、第１下流側ライン５７のうち下流側バイパスライン１１０が分岐する位置と下流側測定器７２との間に設けられた弁を閉じるとともに、下流側測定器７２と第１下流側ライン５７のうち下流側バイパスライン１１０が合流する位置との間に設けられた弁を閉じる。このことにより、上流側ライン５１に供給された加熱蒸気６の全てをリボイラー４２に供給するとともに、リボイラー４２から排出された下流側凝縮水１０の全てを、下流側バイパスライン１１０に供給する。このことにより、上流側測定器７１への上流側凝縮水９および混合凝縮水１１の供給を停止するとともに、下流側測定器７２への下流側凝縮水１０および混合凝縮水１１の供給を停止する。このため、上流側測定器７１および下流側測定器７２を点検し、必要に応じて校正することができる。

点検後、再び、上流側測定器７１および下流側測定器７２により混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量がそれぞれ測定され、上述の混合差が混合閾値を超えたか否かを判断する。混合差が混合閾値を超えたと判断された場合には、再び点検が行われる。混合差が混合閾値を超えていないと判断された場合には、上流側測定器７１および下流側測定器７２は正常であるとみなされる。そして、上流側弁６５および下流側弁６７が開き、第１供給弁１１７、第２供給弁１１８、第１混合液弁１１９および第２混合液弁１２０が閉じられる。このことにより、上流側測定器７１に上流側凝縮水９が供給されるとともに、下流側測定器７２に下流側凝縮水１０が供給される。制御装置８０の判断部８１により、上流側測定器７１により測定された上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側測定器７２により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である物理量差が、閾値を超えた否かが判断される。

判断部８１が、物理量差が閾値を超えたと判断した場合には、リボイラー４２において吸収液成分が漏洩しているとみなされ、弁指令部８２が、ドレン弁６１を閉じるとともに廃液弁６２を開き、上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０が、廃液ライン６０を介して廃液タンク５９に供給される。

このように本実施の形態によれば、混合タンク１１１において上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０を混合して生成された混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量を、上流側測定器７１および下流側測定器７２でそれぞれ測定することができる。このことにより、上流側測定器７１の測定値および下流側測定器７２の測定値の少なくとも一方に、測定器固有の誤差や、外乱等による誤差が含まれているか否かを容易に検知することができる。このような誤差が含まれている場合には、上流側測定器７１および下流側測定器７２を校正することにより、吸収液成分の漏洩の検知精度を向上させることができる。とりわけ、本実施の形態によれば、上流側測定器７１に供給される混合凝縮水１１と、下流側測定器７２に供給される混合凝縮水１１は、混合タンク１１１から供給される同じ凝縮水になっている。このことにより、上流側測定器７１の測定値および下流側測定器７２の測定値に、上述した誤差が含まれているか否かをより一層容易に検知することができる。

また、本実施の形態によれば、上流側測定器７１により測定された混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量と、下流側測定器７２により測定された混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量との差である混合差が混合閾値を超えたか否かを判断することができる。この混合差が混合閾値を超えた場合に、上流側測定器７１の測定値および下流側測定器７２の測定値の少なくとも一方に、測定器固有の誤差や、外乱等による誤差が含まれているとみなすことができる。このため、上流側測定器７１および下流側測定器７２の精度低下を容易に検知することができる。

なお、上述した本実施の形態において、下流側ライン５２が第２下流側ライン５８を有しておらず、第１下流側ライン５７によって構成され、下流側測定器７２が第１下流側ライン５７に設けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、下流側ライン５２の構成は、図２に示すような構成にしてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、定期的に、上流側測定器７１および下流側測定器７２により混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量をそれぞれ測定し、混合差が混合閾値を超えたか否かを判断する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、判断部８１が、上述した物理量差が閾値を超えたと判断した場合には、弁指令部８２が、上流側弁６５および下流側弁６７を閉じるとともに、第１供給弁１１７、第２供給弁１１８、第１混合液弁１１９および第２混合液弁１２０を開くようにしてもよい。この場合、上流側測定器７１および下流側測定器７２により混合凝縮水１１中の吸収液成分の物理量をそれぞれ測定し、混合差が混合閾値を超えたか否かを判断される。このことにより、上流側測定器７１の測定値および下流側測定器７２の測定値の少なくとも一方に、測定器固有の誤差や、外乱等による誤差の影響が含まれているか否かを検知することができる。

（第５の実施の形態）
次に、図６を用いて、本発明の第５の実施の形態における二酸化炭素分離回収システムおよび二酸化炭素分離回収システムの運転方法について説明する。

図６に示す第５の実施の形態においては、第２下流側ラインに設けられた物理量測定装置が、上流側凝縮水の吸収液成分の物理量を測定するとともに下流側凝縮水の吸収液成分の物理量を測定する点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図６において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図６に示すように、本実施の形態では、物理量測定装置７０が、上流側測定器７１を有しておらず、下流側ライン５２に設けられた下流側測定器７２によって構成されている。上流側冷却器６４は、下流側ライン５２のうち下流側測定器７２の上流側、すなわち、下流側弁６７と下流側測定器７２との間に設けられている。分岐ライン６３の下流端は、下流側ライン５２のうち上流側冷却器６４の上流側、すなわち、下流側弁６７と上流側冷却器６４との間の部分に連結されている。

通常運転時には、上流側弁６５を閉じるとともに下流側弁６７を開く。この場合、リボイラー４２から第１下流側ライン５７に排出された下流側凝縮水１０の一部は、第２下流側ライン５８に供給される。第２下流側ライン５８に供給された下流側凝縮水１０は、上流側冷却器６４で冷却される。冷却された下流側凝縮水１０は、下流側弁６７を通って下流側測定器７２に供給される。下流側測定器７２において、下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量が測定される。下流側測定器７２を通った下流側凝縮水１０は、第１下流側ライン５７に戻され、リボイラードレンタンク５５に供給される。

定期的に、上流側弁６５を開くとともに下流側弁６７を閉じる。この場合、加熱蒸気供給源５３から上流側ライン５１に供給された加熱蒸気６の一部は、分岐ライン６３に供給される。分岐ライン６３に供給された加熱蒸気６は、第２下流側ライン５８に供給され、第２下流側ライン５８に設けられた上流側冷却器６４で冷却されて凝縮される。これにより、上流側凝縮水９が生成される。生成された上流側凝縮水９は、下流側測定器７２に供給され、下流側測定器７２において、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量が測定される。下流側測定器７２を通った上流側凝縮水９は、第１下流側ライン５７に供給され、下流側測定器７２をバイパスして第１下流側ライン５７を通る下流側凝縮水１０とともにリボイラードレンタンク５５に供給される。

このようにして、上流側弁６５および下流側弁６７を切り替えることにより、下流側測定器７２において上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量とを得ることができる。なお、吸収液成分の物理量の測定は、上流側弁６５および下流側弁６７を切り替えた後に十分な時間が経過した後に行われることが好ましい。このことにより、切り替える前の凝縮水の混入を防止することができ、物理量の測定精度を向上させることができる。

そして、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である物理量差が、制御装置８０の判断部８１において求められる。判断部８１は、この物理量差が閾値を超えたか否かを判断する。

ここで、判断部８１が、物理量差が閾値を超えたと判断した場合には、第１の実施の形態と同様に、リボイラー４２において吸収液成分が漏洩しているとみなされ、弁指令部８２が、ドレン弁６１を閉じるとともに廃液弁６２を開く。この場合、第１下流側ライン５７を通る上流側凝縮水９および下流側凝縮水１０が、廃液ライン６０を介して廃液タンク５９に回収される。

このように本実施の形態によれば、第２下流側ライン５８に設けられた下流側測定器７２によって、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と、下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量とを測定することができる。このことにより、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量と下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量との差である物理量差を求め、この物理量差が大きい場合に、下流側凝縮水１０に吸収液成分が含まれていると判断することができる。このため、吸収液成分の物理量を測定するための測定器の個数を低減することができ、システム構成を簡素化することができる。

なお、上述した本実施の形態においては、定期的に、下流側測定器７２が、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量を測定する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、判断部８１に、下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量の基準値を予め記憶しておき、この基準値を、下流側測定器７２により測定された下流側凝縮水１０中の吸収液成分の物理量が超えた場合に、下流側測定器７２が、上流側凝縮水９中の吸収液成分の物理量を測定するようにしてもよい。このことにより、下流側測定器７２の測定値に、測定器固有の誤差や、外乱等による誤差の影響が含まれているか否かを検知することができる。

以上述べた実施の形態によれば、リボイラーにおける吸収液成分の漏洩を精度良く検知することができる。

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され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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。

１：二酸化炭素分離回収システム、２：プラント排ガス、４：リッチ液、５：リーン液、６：加熱蒸気、９：上流側凝縮水、１０：下流側凝縮水、１１：混合凝縮水、２０：吸収塔、３０：再生塔、４２：リボイラー、５１：上流側ライン、５２：下流側ライン、５５：リボイラードレンタンク、５７：第１下流側ライン、５８：第２下流側ライン、５９：廃液タンク、６０：廃液ライン、６１：ドレン弁、６２：廃液弁、６３：分岐ライン、６４：上流側冷却器、６５：上流側弁、６６：下流側冷却器、６７：下流側弁、７０；物理量測定装置、７１：上流側測定器、７２：下流側測定器、８０：制御装置、９０：第１バイパスライン、９１：第２バイパスライン、９２：第１バイパス弁、９３：第２バイパス弁、１００：蒸気冷却器、１１１：混合タンク、１１２：第１供給ライン、１１３：第２供給ライン、１１５：第１混合液ライン、１１６：第２混合液ライン、１１７：第１供給弁、１１８：第２供給弁、１１９：第１混合液弁、１２０：第２混合液弁

Claims

処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔から供給される前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させる再生塔と、
前記再生塔内の前記吸収液を加熱蒸気で加熱するとともに、前記加熱蒸気を凝縮して下流側凝縮水を生成するリボイラーと、
前記リボイラーに前記加熱蒸気を供給する上流側ラインと、
前記リボイラーから前記下流側凝縮水を排出する下流側ラインと、
前記上流側ラインから分岐して前記下流側ラインに連結された分岐ラインと、
前記分岐ラインに供給された前記加熱蒸気を冷却して凝縮し、上流側凝縮水を生成する上流側冷却器と、
前記上流側凝縮水中の吸収液成分の物理量および前記下流側凝縮水中の吸収液成分の物理量を測定する物理量測定装置と、を備えた、二酸化炭素分離回収システム。
前記物理量測定装置は、前記分岐ラインに設けられた、前記物理量を測定する上流側測定器と、前記下流側ラインに設けられた、前記物理量を測定する下流側測定器と、を有している、請求項１に記載の二酸化炭素分離回収システム。
前記下流側ラインに連結され、前記上流側凝縮水および前記下流側凝縮水を貯留するリボイラードレンタンクと、
前記下流側ラインから分岐した廃液ラインに連結され、前記上流側凝縮水および前記下流側凝縮水を回収する廃液タンクと、
前記下流側ラインのうち前記廃液ラインが分岐した位置と前記リボイラードレンタンクとの間に設けられたドレン弁と、
前記廃液ラインに設けられた廃液弁と、を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素分離回収システム。
制御装置を更に備え、
前記制御装置は、前記上流側凝縮水中の前記吸収液成分の前記物理量と、前記下流側凝縮水中の前記吸収液成分の前記物理量との差である物理量差が閾値を超えた場合、前記ドレン弁を閉じるとともに、前記廃液弁を開く、請求項３に記載の二酸化炭素分離回収システム。
前記分岐ラインのうち前記上流側測定器よりも上流側の位置から分岐し、前記上流側凝縮水を前記下流側測定器に供給する第１バイパスラインと、
前記下流側ラインのうち前記下流側測定器よりも上流側の位置から分岐し、前記下流側凝縮水を前記上流側測定器に供給する第２バイパスラインと、
前記分岐ラインのうち前記第１バイパスラインが分岐する位置と前記上流側測定器との間の部分に設けられた上流側弁と、
前記下流側ラインのうち前記第２バイパスラインが分岐する位置と前記下流側測定器との間の部分に設けられた下流側弁と、
前記第１バイパスラインに設けられた第１バイパス弁と、
前記第２バイパスラインに設けられた第２バイパス弁と、を更に備えた、請求項２に記載の二酸化炭素分離回収システム。
制御装置を更に備え、
前記制御装置は、前記上流側弁および前記下流側弁が開くとともに、前記第１バイパス弁および前記第２バイパス弁が閉じている場合、前記上流側測定器により測定された前記上流側凝縮水中の前記吸収液成分の前記物理量と、前記下流側測定器により測定された前記下流側凝縮水中の前記吸収液成分の前記物理量との差である第１の物理量差を求め、前記第１の物理量差が閾値を超えた場合、前記上流側弁および前記下流側弁を閉じるとともに、前記第１バイパス弁および前記第２バイパス弁を開く、請求項５に記載の二酸化炭素分離回収システム。
前記制御装置は、前記上流側弁および前記下流側弁が閉じるとともに、前記第１バイパス弁および前記第２バイパス弁が開いている場合、前記下流側測定器により測定された前記上流側凝縮水中の前記吸収液成分の物理量と、前記上流側測定器により測定された前記下流側凝縮水中の前記吸収液成分の物理量との差である第２の物理量差を求め、前記第１の物理量差と前記第２の物理量差との差である測定値差が、測定閾値を超えたか否かを判断する、請求項６に記載の二酸化炭素分離回収システム。
前記上流側ラインのうち前記分岐ラインが分岐する位置よりも下流側に設けられた蒸気冷却器を更に備え、
前記蒸気冷却器は、前記加熱蒸気を前記上流側凝縮水で冷却する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離回収システム。
前記上流側凝縮水および前記下流側凝縮水を混合して混合凝縮水を生成する混合タンクと、
前記上流側凝縮水を前記混合タンクに供給する第１供給ラインと、
前記下流側凝縮水を前記混合タンクに供給する第２供給ラインと、
前記混合タンクから前記上流側測定器に前記混合凝縮水を供給する第１混合液ラインと、
前記混合タンクから前記下流側測定器に前記混合凝縮水を供給する第２混合液ラインと、
前記分岐ラインに設けられた上流側弁と、
前記下流側ラインに設けられた下流側弁と、
前記第１供給ラインに設けられた第１供給弁と、
前記第２供給ラインに設けられた第２供給弁と、
前記第１混合液ラインに設けられた第１混合液弁と、
前記第２混合液ラインに設けられた第２混合液弁と、を更に備えた、請求項２に記載の二酸化炭素分離回収システム。
制御装置を更に備え、
前記制御装置は、前記上流側弁および前記下流側弁が閉じるとともに、前記第１供給弁、前記第２供給弁、前記第１混合液弁および前記第２混合液弁が開いている場合、前記上流側測定器により測定された前記混合凝縮水中の前記吸収液成分の前記物理量と、前記下流側測定器により測定された前記混合凝縮水中の前記吸収液成分の前記物理量との差である混合差が混合閾値を超えたか否かを判断する、請求項９に記載の二酸化炭素分離回収システム。
前記下流側ラインは、前記物理量測定装置よりも上流側に設けられ、前記下流側凝縮水を冷却する下流側冷却器を有している、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の二酸化炭素分離回収システム。
前記物理量測定装置は、前記下流側ラインに設けられ、
前記上流側冷却器は、前記下流側ラインのうち前記物理量測定装置の上流側に設けられ、
前記分岐ラインは、前記下流側ラインのうち前記上流側冷却器の上流側の部分に連結されている、請求項１に記載の二酸化炭素分離回収システム。
処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、前記吸収塔から供給される前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させる再生塔と、前記再生塔内の前記吸収液を加熱蒸気で加熱するとともに、前記加熱蒸気を凝縮して下流側凝縮水を生成するリボイラーと、を備えた二酸化炭素分離回収システムの運転方法であって、
前記リボイラーに前記加熱蒸気を供給する工程と、
前記リボイラーから前記下流側凝縮水を排出する工程と、
前記リボイラーに供給される前記加熱蒸気の一部を冷却して凝縮し、上流側凝縮水を生成する工程と、
前記上流側凝縮水中の吸収液成分の物理量を測定する工程と、
前記下流側凝縮水中の吸収液成分の物理量を測定する工程と、を備えた、二酸化炭素分離回収システムの運転方法。