JP2021069974A - 二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<実施形態1に係る二酸化炭素回収システムの構成>
図1に示されるように、本開示の実施形態1に係る二酸化炭素回収システム1は、工場の敷地内に設けられる複数の燃焼設備、例えば、加熱炉、改質炉、反応炉のような炉100、ボイラ101、スチームリフォーマー102、及びガスタービン103のそれぞれから排出された排ガスと吸収液とを接触させて、排ガス中の二酸化炭素を吸収液に吸収させる複数の吸収塔2,3,4,5と、吸収塔2,3,4,5のそれぞれと連通する1つの再生塔6とを備えている。
次に、本開示の実施形態1に係る二酸化炭素回収システム1の動作について説明する。図1に示されるように、炉100、ボイラ101、スチームリフォーマー102、及びガスタービン103のそれぞれから排出された排ガスは、ブロワー15,16,17,18によってダクト11,12,13,14をそれぞれ流通し、クエンチャー45,46,47,48によってそれぞれ冷却されて、吸収塔2,3,4,5のそれぞれに流入する。吸収塔2,3,4,5のそれぞれに流入した排ガスは、CO2リーン吸収液供給管31,32,33,34を介して吸収塔2,3,4,5のそれぞれに流入した吸収液と接触することで、排ガス中に含まれる二酸化炭素の少なくとも一部が吸収液に吸収される。二酸化炭素を吸収した吸収液は、CO2リッチ吸収液として吸収塔2,3,4,5のそれぞれから流出して流出管21,22,23,24を流通する。
本開示の実施形態1に係る二酸化炭素回収システム1によれば、複数の燃焼設備、すなわち炉100、ボイラ101、スチームリフォーマー102、及びガスタービン103のそれぞれから排出された排ガス中の二酸化炭素を吸収したCO2リッチ吸収液から二酸化炭素を回収する再生塔6及びリッチ・リーン溶液熱交換器50が1つのみ設けられているので、燃焼設備ごとに吸収塔及び再生塔を設ける場合に比べて、二酸化炭素回収システム1の設置コストを低減することができる。尚、実施形態1では、再生塔6及びリッチ・リーン溶液熱交換器50がそれぞれ1つのみ設けられているが、それぞれが複数設けられている場合でも吸収塔の数よりも少ない数であれば、燃焼設備ごとに吸収塔及び再生塔を設ける場合に比べて、二酸化炭素回収システム1の設置コストを低減することができる。
実施形態1では、複数の燃焼設備として炉100、ボイラ101、スチームリフォーマー102、及びガスタービン103の4つを例示したが、これらに限定するものではなく、燃焼によって二酸化炭素を含む排ガスを排出する設備であればどのような設備でもよい。また、燃焼設備の数も4つに限定するものではなく、2つ又は3つでもよく、5つ以上でもよい。
次に、実施形態2に係る二酸化炭素回収システムについて説明する。実施形態2に係る二酸化炭素回収システムは、実施形態1に対して、二酸化炭素の回収動作を最適化するための構成を付加したものである。尚、実施形態2において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図4に示されるように、本開示の実施形態2に係る二酸化炭素回収システム1において、ダクト11,12,13,14のそれぞれには、クエンチャー45,46,47,48と吸収塔2,3,4,5との間に、排ガスに含まれる二酸化炭素の流量を取得するための二酸化炭素流量取得部51,52,53,54が設けられている。二酸化炭素流量取得部51,52,53,54はそれぞれ、排ガスの流量を検出する流量センサと、排ガス中の二酸化炭素の濃度を検出する濃度センサとから構成することができる。両センサによる検出値を乗算することで、吸収塔2,3,4,5のそれぞれに流入する二酸化炭素の流量を検出することができる。尚、ブロワー15,16,17,18のそれぞれがクエンチャー45,46,47,48よりも下流側に設置される場合には、二酸化炭素流量取得部51,52,53,54はそれぞれ、ブロワー15,16,17,18のそれぞれと吸収塔2,3,4,5のそれぞれとの間に設けてもよい。
次に、本開示の実施形態2に係る二酸化炭素回収システム1の動作について説明する。図4に示されるように、実施形態1と同様にして、炉100、ボイラ101、スチームリフォーマー102、及びガスタービン103のそれぞれから排出された排ガスは、ダクト11,12,13,14を介して吸収塔2,3,4,5のそれぞれに流入する。実施形態2では、各排ガスが吸収塔2,3,4,5のそれぞれに流入する前に、二酸化炭素流量取得部51,52,53,54のそれぞれが、各排ガスに含まれる二酸化炭素の流量を検出する。その後、各吸収塔2,3,4,5において排ガス中の二酸化炭素が吸収液に吸収され、再生塔6において二酸化炭素を吸収した吸収液(CO2リッチ吸収液)から二酸化炭素を回収し、二酸化炭素を回収された吸収液(CO2リーン吸収液)が再び各吸収塔2,3,4,5に供給される動作は実施形態1と同じである。
複数の燃焼設備(炉100,ボイラ101,スチームリフォーマー102,ガスタービン103)のそれぞれから排出された排ガスと吸収液とを接触させて、前記排ガス中の二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる複数の吸収塔(2,3,4,5)と、
前記複数の吸収塔(2,3,4,5)のそれぞれと連通する少なくとも1つの再生塔(6)であって、前記複数の吸収塔(2,3,4,5)のそれぞれから流出した吸収液であるCO2リッチ吸収液から二酸化炭素を回収する再生塔(6)と
を備え、
前記再生塔(6)の数は前記吸収塔(2,3,4,5)の数よりも少ない。
前記複数の燃焼設備(100,101,102,103)のそれぞれと前記複数の吸収塔(2,3,4,5)のそれぞれとはダクト(11,12,13,14)によって接続されている。
前記複数の燃焼設備(100,101,102,103)のそれぞれと前記複数の燃焼設備(100,101,102,103)ごとに設けられた前記複数の吸収塔(2,3,4,5)のそれぞれとの間の距離(L11,L12,L13,L14)のそれぞれは、前記複数の燃焼設備(100,101,102,103)のそれぞれと前記再生塔(6)との間の距離(L21,L22,L23,L24)のそれぞれよりも短い。
前記再生塔(6)で前記CO2リッチ吸収液から二酸化炭素を回収したCO2リーン吸収液を、前記複数の吸収塔のそれぞれにおいて前記排ガスと接触する前記吸収液として前記複数の吸収塔(2,3,4,5)のそれぞれに供給するための複数のCO2リーン吸収液供給管(31,32,33,34)と、
前記複数のCO2リーン吸収液供給管(31,32,33,34)のそれぞれを流通する前記CO2リーン吸収液の流量を調整するための流量調整部(流量調整弁61,62,63,64)と
を備え、
前記複数の吸収塔(2,3,4,5)のそれぞれから流出する前記CO2リッチ吸収液中の二酸化炭素濃度が予め設定された下限濃度以上となるように、前記流量調整部(61,62,63,64)は、前記複数のCO2リーン吸収液供給管(31,32,33,34)のそれぞれを流通する前記CO2リーン吸収液の流量を調整する。
前記再生塔(6)に流入する二酸化炭素の流量を取得するための二酸化炭素流量取得部(71)と、
前記再生塔(6)において前記CO2リッチ吸収液を加熱するために前記再生塔(6)に供給される熱媒体の流量を調整するための熱媒体流量調整部(流量調整弁72)と
を備え、
前記熱媒体流量調整部(72)は、前記二酸化炭素流量取得部による検出値に基づいて、前記熱媒体の流量を調整する。
複数の燃焼設備のそれぞれから排出された排ガスと吸収液とを別々に接触させて、各排ガス中の二酸化炭素を前記吸収液のそれぞれに吸収させるステップと、
二酸化炭素を吸収した各吸収液であるCO2リッチ吸収液を合流させてから二酸化炭素を回収するステップと
を含む。
2 吸収塔
3 吸収塔
4 吸収塔
5 吸収塔
6 再生塔
11 ダクト
12 ダクト
13 ダクト
14 ダクト
31 CO2リーン吸収液供給管
32 CO2リーン吸収液供給管
33 CO2リーン吸収液供給管
34 吸収液供給管
61 流量調整弁(流量調整部)
62 流量調整弁(流量調整部)
63 流量調整弁(流量調整部)
64 流量調整弁(流量調整部)
71 二酸化炭素流量取得部
72 流量調整弁(熱媒体流量調整部)
100 炉
101 ボイラ
102 スチームリフォーマー
103 ガスタービン
200 二酸化炭素回収システム
201 再生塔
A プラント
A1 吸収塔
B プラント
B1 吸収塔
C プラント
C1 吸収塔
D プラント
D1 吸収塔
E プラント
E1 吸収塔
Claims (6)
- 複数の燃焼設備のそれぞれから排出された排ガスと吸収液とを接触させて、前記排ガス中の二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる複数の吸収塔と、
前記複数の吸収塔のそれぞれと連通する少なくとも1つの再生塔であって、前記複数の吸収塔のそれぞれから流出した吸収液であるCO2リッチ吸収液から二酸化炭素を回収する再生塔と
を備え、
前記再生塔の数は前記吸収塔の数よりも少ない二酸化炭素回収システム。 - 前記複数の燃焼設備のそれぞれと前記複数の吸収塔のそれぞれとはダクトによって接続されている、請求項1に記載の二酸化炭素回収システム。
- 前記複数の燃焼設備のそれぞれと前記複数の燃焼設備ごとに設けられた前記複数の吸収塔のそれぞれとの間の距離のそれぞれは、前記複数の燃焼設備のそれぞれと前記再生塔との間の距離のそれぞれよりも短い、請求項1または2に記載の二酸化炭素回収システム。
- 前記再生塔で前記CO2リッチ吸収液から二酸化炭素を回収したCO2リーン吸収液を、前記複数の吸収塔のそれぞれにおいて前記排ガスと接触する前記吸収液として前記複数の吸収塔のそれぞれに供給するための複数のCO2リーン吸収液供給管と、
前記複数のCO2リーン吸収液供給管のそれぞれを流通する前記CO2リーン吸収液の流量を調整するための流量調整部と
を備え、
前記複数の吸収塔のそれぞれから流出する前記CO2リッチ吸収液中の二酸化炭素濃度が予め設定された下限濃度以上となるように、前記流量調整部は、前記複数のCO2リーン吸収液供給管のそれぞれを流通する前記CO2リーン吸収液の流量を調整する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。 - 前記再生塔に流入する二酸化炭素の流量を取得するための二酸化炭素流量取得部と、
前記再生塔において前記CO2リッチ吸収液を加熱するために前記再生塔に供給される熱媒体の流量を調整するための熱媒体流量調整部と
を備え、
前記熱媒体流量調整部は、前記二酸化炭素流量取得部による検出値に基づいて、前記熱媒体の流量を調整する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。 - 複数の燃焼設備のそれぞれから排出された排ガスと吸収液とを別々に接触させて、各排ガス中の二酸化炭素を前記吸収液のそれぞれに吸収させるステップと、
二酸化炭素を吸収した各吸収液であるCO2リッチ吸収液を合流させてから二酸化炭素を回収するステップと
を含む二酸化炭素回収方法。
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