JP5383338B2 - Co2回収装置及びco2回収方法 - Google Patents

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Description

本発明は、CO2回収においてCO2吸収液再生のためのエネルギー量を大幅に低減することができるCO2回収装置及び方法に関する。
近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、CO2による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。CO2の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排ガスをアミン系CO2吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のCO2を除去、回収する方法及び回収されたCO2を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的に研究されている。また、前記のようなCO2吸収液を用い、燃焼排ガスからCO2を除去・回収する工程としては、吸収塔において燃焼排ガスとCO2吸収液とを接触させる工程、CO2を吸収した吸収液を再生塔において加熱し、CO2を遊離させると共に吸収液を再生して再び吸収塔に循環して再使用するものが採用されている(例えば、特許文献1参照)。
前記従来のCO2回収装置100は、図5に示すように、ボイラやガスタービン等の産業燃焼設備11から排出されたCO2を含有する排ガス12を冷却水13によって冷却する排ガス冷却装置14と、冷却されたCO2を含有する排ガス12とCO2を吸収するCO2吸収液(以下、「吸収液」ともいう。)15とを接触させて排ガス12からCO2を除去するCO2回収部16Aを有するCO2吸収塔16と、CO2を吸収したCO2吸収液(以下、「リッチ溶液」ともいう。)17からCO2を放出させてCO2吸収液を再生する再生塔18とを有する。
そして、このCO2回収装置100では、再生塔18でCO2を除去した再生CO2吸収液(以下、「リーン溶液」ともいう。)15はCO2吸収塔16でCO2吸収液として再利用する。
この従来のCO2回収装置を用いたCO2回収方法では、まず、CO2を含んだボイラやガスタービン等の産業燃焼設備からの排ガス12は、排ガス送風機20により昇圧された後、排ガス冷却装置14に送られ、ここで冷却水13により冷却され、CO2吸収塔16に送られる。
前記CO2吸収塔16において、排ガス12はアミン系溶液をベースとするCO2吸収液15と交向流接触し、排ガス12中のCO2は、化学反応によりCO2吸収液15に吸収される。
CO2回収部16AでCO2が除去された後のCO2除去排ガスは、CO2吸収塔16内の水洗部16Bでノズルから供給されるCO2吸収液を含む循環する凝縮水19と気液接触して、CO2除去排ガスに同伴するCO2吸収液15が回収され、その後CO2が除去された排ガス21は系外に放出される。
また、CO2を吸収したCO2吸収液17であるリッチ溶液は、リッチソルベントポンプ22により昇圧され、リッチ/リーンソルベント熱交換器23において、再生塔18で再生されたCO2吸収液15であるリーン溶液により加熱され、再生塔18に供給される。
再生塔18の上部から内部に放出されたリッチ溶液は、吸熱反応を生じて、大部分のCO2を放出する。再生塔18内で一部または大部分のCO2を放出したCO2吸収液はセミリーン溶液と呼称される。このセミリーン溶液は、再生塔18下部に至る頃には、ほぼ全てのCO2が除去されたCO2吸収液15となる。このリーン溶液は再生過熱器24で水蒸気25により過熱され、再生塔18内部に水蒸気を供給している。
一方、再生塔18の頭頂部からは塔内においてリッチ溶液およびセミリーン溶液から放出された水蒸気を伴ったCO2ガス26aが導出され、コンデンサ27により水蒸気が凝縮され、分離ドラム28にて水26bが分離され、CO2ガス26cが系外に放出されて別途回収される。この回収されたCO2ガス26cは、石油増進回収法(EOR:Enhanced Oil Recovery)を用いて油田中に圧入するか、帯水層へ貯留し、温暖化対策を図っている。
分離ドラム28にて分離された水26bは凝縮水循環ポンプ29にて再生塔18の上部に供給される。再生されたCO2吸収液(リーン溶液)15は、リッチ/リーンソルベント熱交換器23にてリッチ溶液17により冷却され、つづいてリーンソルベントポンプ30にて昇圧され、さらにリーンソルベントクーラ31にて冷却された後、CO2吸収塔16に供給される。
なお、図5中、符号11aは排ガス12の煙道であり、11bは煙突、32は水蒸気凝縮水である。前記CO2回収装置は、既設の排ガス源からCO2を回収するために後付で設けられる場合と、新設排ガス源に同時付設される場合とがある。煙突11bには開閉可能な扉を設置し、CO2回収装置の運転時は閉止する。また排ガス源は稼動しているが、CO2回収装置の運転を停止した際は開放するように設定する。
ところで、CO2を吸収したリッチ溶液17からCO2ガスを放出して吸収液を再生する方法として、再生過熱器24により吸収液を沸騰させ、発生したスチームにより再生塔18内において吸収液に熱を与えると共に、スチームによるストリッピング効果による再生方法が用いられている。
この方法では、再生塔18から抜き出されるCO2ガス26a中には水蒸気が同伴し、水蒸気の系外に排出されることによる熱ロスが大きいという問題がある。
このため、従来においては、再生塔において硫化水素及び二酸化炭素の如き酸性ガス不純物を含有する使用済み水性アミン吸収剤液から該酸性ガス不純物をストリッピングすることによって該使用済みアミン吸収液を再生する方法において、リッチ溶液の一部を分岐して、再生塔の頂部に供給し、頂部に入る液体と、その頂部においてオーバヘッドとして出る上記との間の温度差を連続的に測定し、また該再生塔の底部から上昇する蒸気及び中間点で入る蒸気の合流混合物と該中間点で入る液体との間の温度差も連続的に測定し、しかして該再生塔の頂部点及び中間点の両方における温度差を1〜15F(華氏)の範囲内の温度に維持して、水蒸気の所要量を低減することのアミン再生法の提案がある(特許文献2)。
特開平3−193116号公報 特開昭55−9079号公報
しかしながら、従来の特許文献2に係るアミン再生法の技術においては、システム全体のエンタルピーを考慮するものではないので、システム全体の熱バランスを考慮した水蒸気の低減を図ることが切望されている。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、CO2吸収装置のシステムのエンタルピーを考慮して吸収液再生のためのエネルギー量を大幅に低減することができるCO2回収装置及び方法を提供することを課題とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第1の発明は、CO2を含有する排ガスとCO2吸収液とを接触させて前記排ガス中のCO2を除去するCO2吸収塔と、前記CO2吸収塔でCO2を吸収したリッチ溶液中のCO2を除去し、再生する再生塔と、前記CO 2 を吸収したリッチ溶液を再生塔に供給するリッチ溶液供給ラインと、前記再生塔で再生したリーン溶液を吸収塔に供給するリーン溶液供給ラインと、前記リッチ溶液供給ラインとリーン溶液供給ラインとの交差部分に設けられ、リッチ溶液とリーン溶液とを熱交換するリッチ/リーンソルベント熱交換器と、前記リッチ溶液供給ラインのリッチ/リーンソルベント熱交換器の前流側に設けられ、リッチ溶液を分岐する分岐ラインと、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器の前後においてリッチ溶液の温度及びリーン溶液の温度を計測する温度計と分岐したリッチ溶液の流量を計測する流量計と、前記再生塔から水蒸気を同伴したCO 2 ガスとして持ち出されるエンタルピーと、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器において熱交換された後のリーン溶液のエンタルピーから熱交換される前のリッチ溶液のエンタルピーとの差し引きしたエンタルピーとの和が最小限となるように、前記リッチ溶液の一部を抜き出し、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器を迂回して熱交換せずに再生塔の塔頂部側へ供給する制御手段とを具備し、前記制御手段は、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器の入口側の温度差[リーン溶液の熱交換後の温度−リッチ溶液の熱交換前の温度]と、熱交換器の出口側の温度差[リーン溶液の熱交換前の温度−リッチ溶液の熱交換後の温度]とが、同一又は近くではない場合、少なくとも温度及び流量計の流量に基づいて、リッチ溶液の一部をリッチ溶液分岐供給ラインに分岐させ、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器の入口側の前記温度差と、リッチ/リーンソルベント熱交換器の出口側の前記温度差とを、同一又は近寄るように調整弁を制御することを特徴とするCO2回収装置にある。
第2の発明は、第1の発明において、前記一部迂回して再生塔の塔頂部から導入したリッチ溶液を再生塔上部内で間接的に熱交換することを特徴とするCO2回収装置にある。
第3の発明は、第1又は2の発明において、前記一部迂回するリッチ溶液の割合が3〜15重量%であることを特徴とするCO2回収装置にある。
第4の発明は、CO 2 を含有する排ガスとCO 2 吸収液とを接触させて前記排ガス中のCO 2 を除去するCO 2 吸収塔と、前記CO 2 吸収塔でCO 2 を吸収したリッチ溶液中のCO 2 を除去し、再生する再生塔と、CO 2 を吸収したリッチ溶液を再生塔に供給するリッチ溶液供給ラインと、前記再生塔で再生したリーン溶液を吸収塔に供給するリーン溶液供給ラインと、前記リッチ溶液供給ラインとリーン溶液供給ラインとの交差部分に設けられ、リッチ溶液とリーン溶液とを熱交換するリッチ/リーンソルベント熱交換器と、前記リッチ溶液供給ラインのリッチ/リーンソルベント熱交換器の前流側に設けられ、リッチ溶液を分岐する分岐ラインと、リッチ/リーンソルベント熱交換器の前後においてリッチ溶液の温度及びリーン溶液の温度を計測する温度計と分岐したリッチ溶液の流量を計測する流量計と、前記再生塔から水蒸気を同伴したCO 2 ガスとして持ち出されるエンタルピーと、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器において熱交換された後のリーン溶液のエンタルピーから熱交換される前のリッチ溶液のエンタルピーとの差し引きしたエンタルピーとの和が最小限となるように、前記リッチ溶液の一部を抜き出し、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器を迂回して熱交換せずに再生塔の塔頂部側へ供給する制御手段とを具備するCO 2 回収装置を用い、前記制御手段により、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器の入口側の温度差[(リーン溶液の熱交換後の温度−リッチ溶液の熱交換前の温度]と、熱交換器の出口側の温度差[(リーン溶液の熱交換前の温度−リッチ溶液の熱交換後の温度]とが、同一又は近くではない場合、少なくとも温度及び流量計の流量に基づいて、リッチ溶液の一部をリッチ溶液分岐供給ラインに分岐させ、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器の入口側の前記温度差と、リッチ/リーンソルベント熱交換器の出口側の前記温度差とを、同一又は近寄るように調整弁を制御することを特徴とするCO2回収方法にある。
第5の発明は、第4の発明において、前記一部迂回して再生塔の塔頂部から導入したリッチ溶液を再生塔上部内で間接的に熱交換することを特徴とするCO 2 回収方法にある。
本発明によれば、システム全体の熱バランスを考慮することとなり、その結果、再加熱器に供給する水蒸気量の大幅な削減を図ることができる。
図1は、本発明の実施例1に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。 図2−1は、本発明の実施例1に係るCO2回収装置の熱交換器におけるリーン溶液とリッチ溶液との熱バランスを示す図である。 図2−2は、実施例1の試験例に係るCO2回収装置の熱交換器におけるリーン溶液とリッチ溶液との熱バランスを示す図である。 図3−1は、本発明の実施例2に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。 図3−2は、本発明の実施例2に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。 図4−1は、本発明の実施例3に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。 図4−2は、本発明の実施例3に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。 図5は、従来のCO2回収装置の構成の一例を示す図である。
以下に、本発明にかかるCO2回収装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
本発明による実施例1に係るCO2回収装置について、図1を参照して説明する。
図1は、本発明の実施例1に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。また、図2−1は、本発明の実施例1に係るCO2回収装置の熱交換器におけるリーン溶液とリッチ溶液との熱バランスを示す図である。図2−2は、実施例1の試験例に係るCO2回収装置の熱交換器におけるリーン溶液とリッチ溶液との熱バランスを示す図である。図1中、前記図5に示したCO2回収装置と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。なお、図1では、前述したCO2回収装置100のCO2再生塔18を示す。
図1に示すように、本発明の実施例に係るCO2回収装置は、CO2を含有する排ガスとCO2吸収液とを接触させて前記排ガス中のCO2を除去するCO2吸収塔(図示せず)と、前記CO2吸収塔でCO2を吸収したリッチ溶液17中のCO2を除去し、再生する再生塔18と、前記再生塔18でCO2を除去したリーン溶液15を前記CO2吸収塔で再利用するCO2回収装置であって、前記リッチ溶液17とリーン溶液15とを熱交換するリッチ/リーンソルベント熱交換器(以下、「熱交換器」という)23と、前記再生塔18から水蒸気を同伴したCO2ガス26aとして持ち出されるエンタルピー(E1)と、前記熱交換器23において熱交換された後のリーン溶液15のエンタルピーから熱交換される前のリッチ溶液17のエンタルピーとの差し引きしたエンタルピー(E2)との和(E1+E2)が最小限となるように、前記リッチ溶液17の一部のリッチ溶液17−2を抜き出し、前記熱交換器23を迂回して熱交換せずに再生塔18の塔頂部側へ一部のリッチ溶液17−2を供給する制御を行う制御手段40とを有してなるものである。
図1中、符号18A−1は第1の再生部、18A−2は第2の再生部、18Bは水洗部、18Cはデミスタ、L1はリッチ溶液供給ライン、L2はリーン溶液供給ライン、L3はリッチ溶液分岐供給ライン、41はリッチ溶液分岐供給ラインL3に介装された調整弁、Fは流量計を各々図示する。
本実施例では、前記リッチ溶液分岐供給ラインL3で分岐された一部のリッチ溶液17−2は、再生塔18の塔頂部側へ供給され、再生塔内の第1の再生部18A−1において、再生塔底部から上昇される水蒸気によりストリッピングされてCO2ガスを放出し、塔頂から水蒸気を同伴したCO2ガス26aとして外部に持ち出される。
この際、抜き出された一部のリッチ溶液17−2は、熱交換器23において熱交換されていないので、リッチ溶液の温度は低いままであり、第1の再生部18A−1における水蒸気と熱交換される熱交換容量が大きいものとなる。
この結果、再生塔18から水蒸気を同伴したCO2ガス26aとして持ち出されるエンタルピー(E1)が分岐しない場合と較べて小さいものとなる。
また、前記熱交換器23で熱交換された大部分のリッチ溶液17−1は、再生塔18の中断部へ供給され、再生塔18内の第2の再生部18A−2において、再生塔底部から上昇される水蒸気によりストリッピングされてCO2ガスを放出する。
本発明においては、熱交換器23において熱交換されたリーン溶液のエンタルピー(E2)を求めると共に、前記水蒸気を同伴したCO2ガス26aとして持ち出されるエンタルピー(E1)を求め、それらの総和が最小限となるように、リッチ溶液17の分岐量を制御装置40の指示により調整弁41を調整することで調整するようにしている。
ここで、水蒸気を同伴したCO2ガス26aとして持ち出されるエンタルピー(E1)は、水蒸気と同伴して持ち出されるCO2ガス26aの温度(T4)と圧力とCO2回収量から、求めることができる。
また、熱交換されたリーン溶液のエンタルピー(E2)は、熱交換器23で熱交換されたリーン溶液15の温度(T6)から、熱交換器23で熱交換される前のリッチ溶液17の温度(T1)の温度差とリーン溶液の流量と圧力から求めることができる。
前記一部迂回するリッチ溶液17−2の割合としては、プラント設備により異なるが、約3〜15重量%とするのが好ましい。
この範囲外であると、両者のエンタルピーの総和(E1+E2)が最小限とならないからである。
また、図2−1に示すように、熱交換器23の入口側の温度差[(リーン溶液15の温度(T6)−リッチ溶液17の温度(T1)):ΔT]と、熱交換器23の出口側の温度差[(リーン溶液15の温度(T5)−リッチ溶液17の温度(T2)):ΔT]とが近似(ΔT≒ΔT)するように制御手段40で制御することが好ましい。
ここで、リッチ溶液は、CO2吸収塔にてCO2ガスを吸収しているので、約1割程度容量が大きいものとなる。よって、熱交換器での熱交換が好適となるには両者の温度差を同じとすると熱交換効率が理想的なものとなる。
具体的には、図2−2に示すように、一部分岐しない場合には、熱交換器23の入口側の温度差[(リーン溶液15の温度(T6:60.0℃)−リッチ溶液17の温度(T1:52.0℃))ΔT:8.0℃]と、熱交換器23の出口側の温度差[(リーン溶液15の温度(T5:109.4℃)−リッチ溶液17の温度(T2:96.8℃))ΔT:12.6℃]であり、温度差が近似していないものであった。
これに対して、本発明のように、一部分岐すると熱交換器23の入口側の温度差[(リーン溶液15の温度(T6:62.1℃)−リッチ溶液17の温度(T1:52.0℃))ΔT:10.1℃]と、熱交換器23の出口側の温度差[(リーン溶液15の温度(T5:109.4℃)−リッチ溶液17の温度(T2:99.3℃))ΔT:10.1℃]であり、温度差が同一となった。
これにより熱交換器23での熱交換効率を最大限に引き出すことが可能となる。
ここで、CO2回収装置の運転工程の具体例について説明する。
(1)先ず、排ガスからCO2を回収するために、CO2回収装置を駆動させる。
(2)次に、所定の安定した吸収液の循環になったときに、リッチ溶液17の一部をリッチ溶液分岐供給ラインL3に分岐するように、調整弁41を徐々に開放させる制御を、図示しない制御装置により行う。
(3)次に、水蒸気を同伴したCO2ガス26aとして持ち出されるエンタルピー(E1)と、熱交換されたリーン溶液のエンタルピー(E2)とを求め、その総和が最小限となるように、調整弁41を調整する制御を、図示しない制御装置により行う。
(4)運転を継続している間、制御装置では常に、エンタルピーの総和が最小限となるように監視する制御を行う。
本発明のような制御を行うことにより、システム全体の熱バランスを考慮することとなり、その結果、再生過熱器24に供給する水蒸気量の大幅な削減を図ることができる。
[試験例]
CO2吸収液としてアミン系溶液を用いて、二酸化炭素の回収として29.0Nm/H(57.0Kg/H)の場合において、再生塔18に供給するリッチ溶液の一部を分岐しない従来の場合には、再生塔18の塔頂から持ち出される水蒸気を同伴したCO2ガス26a温度は87℃であった。
これに対し、図1のように前記再生塔18から水蒸気を同伴したCO2ガス26aとして持ち出されるエンタルピーE1と、前記熱交換器23においてリッチ溶液17と熱交換された後のリーン溶液15のエンタルピーE2との和(E1+E2)が最小限となるように、前記リッチ溶液17の一部17−2を抜き出した場合(リッチ溶液17が681.1kg/Hの約5%の33.1kg/Hを分岐した)には、水蒸気を同伴したCO2ガス26aの温度は60℃に低下した。
この際、リーン溶液で失う熱は1,310Kcal/Hであり、塔頂部でもらう熱は4,830Kcal/Hであった。その差3,520Kcal/Hのエネルギー量が水蒸気量の削減となることができた。
よって、再生過熱器24で使用する水蒸気量46,800Kcal/Hの約7.5%の削減を達成することができ、システム全体の熱効率の向上を図ることができた。
すなわち、本発明によれば、再生塔頂部から外部に持ち出される水蒸気の熱を回収し、リッチ溶液の温度を上昇させるだけではなく、リッチ溶液を再生することができ、吸収液の再生のための水蒸気を発生させる再生過熱器24の水蒸気供給エネルギーを大幅に削減することができた。
本発明による実施例2に係るCO2回収装置について、図3−1及び図3−2を参照して説明する。
図3−1及び図3−2は、本発明の実施例2に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。図中、前記図1に示したCO2回収装置と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図3−1に示すように、本実施例においては、前記一部迂回して再生塔18の塔頂部から導入した一部のリッチ溶液17−2を再生塔上部で熱交換する第1の熱交換部18Dを有するものである。
この第1の熱交換部18Dにおいて、再生塔18に一時的に引き込まれた一部のリッチ溶液17−2は、上昇してくる水蒸気により加熱され、再生塔18内に放出されるときにはその温度(T7)が高くなっている。
よって、実施例1よりも再生過熱器24で使用する水蒸気量のさらなる削減を達成することができ、システム全体の熱効率の向上を図ることができる。
具体的には、図3−2に示す温度分布のように、再生塔18の塔底部に供給される水蒸気温度(t0)が140℃の場合、第2の再生部18A−2において、上昇される水蒸気によりストリッピングされてCO2ガスを放出した後の水蒸気の温度(t1)が86℃であり、第1の再生部18A−1を通過した後の温度(t3)が82℃である場合、再生塔18に一時的に引き込まれた一部のリッチ溶液17−2の温度は、再生塔18に入る前の温度(T1)が52℃の場合、熱交換により温度(T)が62℃まで上昇することとなる。
この結果、水蒸気の使用量が120kg/Hの場合、13.4kg/Hの削減となり、約12%の水蒸気量の低減効果となることが判明した。なお、この際の再生塔18からのリーン溶液の温度(T5)は109.4℃、熱交換器23での熱交換後のリッチ溶液の温度(T2)は99.3℃まで熱交換されている。また、一部のリッチ溶液17−2分岐量は10%とした。
本発明による実施例3に係るCO2回収装置について、図4−1及び図4−2を参照して説明する。
図4−1及び図4−2は、本発明の実施例3に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。図中、前記図1に示したCO2回収装置と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図4−1に示すように、本実施例においては、前記一部迂回した一部のリッチ溶液17−2を用いて、再生塔18から抜き出される水蒸気を同伴したCO2ガス26aと熱交換する第2の熱交換部18Eを有するものである。
この第2の熱交換部18Eにおいて、再生塔18に供給する前に一部のリッチ溶液17−2を用いて、外部に放出される水蒸気を伴ったCO2ガス26aと熱交換するので、水蒸気により加熱され、再生塔18内に放出されるときにはその温度(T8)が高くなっている。
よって、実施例1よりも再生過熱器24で使用する水蒸気量のさらなる削減を達成することができ、システム全体の熱効率の向上を図ることができる。
具体的には、図4−2に示す温度分布のように、再生塔18の塔底部に供給される水蒸気温度(t0)が140℃の場合、第2の再生部18A−2において、上昇される水蒸気によりストリッピングされてCO2ガスを放出した後の水蒸気の温度(t1)が86℃であり、第1の再生部18A−1を通過した後の温度(t3)が82℃であり、再生塔から放出された水蒸気の温度(T4)が80℃である場合、一部のリッチ溶液17−2の温度が(T1)が52℃の場合、第2の熱交換部18Eにおける熱交換により温度(T8)が62℃まで上昇することとなる。
この結果、水蒸気の使用量が120kg/Hの場合、13.4kg/Hの削減となり、約12%の水蒸気量の低減効果となることが判明した。なお、この際の再生塔18からのリーン溶液の温度(T5)は109.4℃、熱交換器23での熱交換後のリッチ溶液の温度(T2)は99.3℃まで熱交換されている。また、一部のリッチ溶液17−2分岐量は10%とした。
以上のように、本発明に係るCO2回収装置及び方法は、システム全体の熱バランスを考慮して熱効率が好適な二酸化炭素の回収を行うことに用いるのに適している。
12 排ガス
15 CO2吸収液(リーン溶液)
16 CO2吸収塔
17 CO2を吸収したCO2吸収液(リッチ溶液)
18 再生塔
23 リッチ/リーンソルベント熱交換器
40 制御手段
41 調整弁

Claims (5)

  1. CO2を含有する排ガスとCO2吸収液とを接触させて前記排ガス中のCO2を除去するCO2吸収塔と、
    前記CO2吸収塔でCO2を吸収したリッチ溶液中のCO2を除去し、再生する再生塔と、
    前記CO 2 を吸収したリッチ溶液を再生塔に供給するリッチ溶液供給ラインと、
    前記再生塔で再生したリーン溶液を吸収塔に供給するリーン溶液供給ラインと、
    前記リッチ溶液供給ラインとリーン溶液供給ラインとの交差部分に設けられ、リッチ溶液とリーン溶液とを熱交換するリッチ/リーンソルベント熱交換器と、
    前記リッチ溶液供給ラインのリッチ/リーンソルベント熱交換器の前流側に設けられ、リッチ溶液を分岐する分岐ラインと、
    前記リッチ/リーンソルベント熱交換器の前後においてリッチ溶液の温度及びリーン溶液の温度を計測する温度計と分岐したリッチ溶液の流量を計測する流量計と、
    前記再生塔から水蒸気を同伴したCO 2 ガスとして持ち出されるエンタルピーと、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器において熱交換された後のリーン溶液のエンタルピーから熱交換される前のリッチ溶液のエンタルピーとの差し引きしたエンタルピーとの和が最小限となるように、前記リッチ溶液の一部を抜き出し、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器を迂回して熱交換せずに再生塔の塔頂部側へ供給する制御手段とを具備し、
    前記制御手段は、
    前記リッチ/リーンソルベント熱交換器の入口側の温度差[リーン溶液の熱交換後の温度−リッチ溶液の熱交換前の温度]と、熱交換器の出口側の温度差[リーン溶液の熱交換前の温度−リッチ溶液の熱交換後の温度]とが、同一又は近くではない場合、
    少なくとも温度及び流量計の流量に基づいて、リッチ溶液の一部をリッチ溶液分岐供給ラインに分岐させ、
    前記リッチ/リーンソルベント熱交換器の入口側の前記温度差と、リッチ/リーンソルベント熱交換器の出口側の前記温度差とを、同一又は近寄るように調整弁を制御することを特徴とするCO2回収装置。
  2. 請求項1において、
    前記一部迂回して再生塔の塔頂部から導入したリッチ溶液を再生塔上部内で間接的に熱交換することを特徴とするCO2回収装置。
  3. 請求項1又は2において、
    前記一部迂回するリッチ溶液の割合が3〜15重量%であることを特徴とするCO2回収装置。
  4. CO2を含有する排ガスとCO2吸収液とを接触させて前記排ガス中のCO2を除去するCO2吸収塔と、
    前記CO2吸収塔でCO2を吸収したリッチ溶液中のCO2を除去し、再生する再生塔と、
    CO 2 を吸収したリッチ溶液を再生塔に供給するリッチ溶液供給ラインと、
    前記再生塔で再生したリーン溶液を吸収塔に供給するリーン溶液供給ラインと、
    前記リッチ溶液供給ラインとリーン溶液供給ラインとの交差部分に設けられ、リッチ溶液とリーン溶液とを熱交換するリッチ/リーンソルベント熱交換器と、
    前記リッチ溶液供給ラインのリッチ/リーンソルベント熱交換器の前流側に設けられ、リッチ溶液を分岐する分岐ラインと、
    リッチ/リーンソルベント熱交換器の前後においてリッチ溶液の温度及びリーン溶液の温度を計測する温度計と分岐したリッチ溶液の流量を計測する流量計と、
    前記再生塔から水蒸気を同伴したCO 2 ガスとして持ち出されるエンタルピーと、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器において熱交換された後のリーン溶液のエンタルピーから熱交換される前のリッチ溶液のエンタルピーとの差し引きしたエンタルピーとの和が最小限となるように、前記リッチ溶液の一部を抜き出し、前記リッチ/リーンソルベント熱交換器を迂回して熱交換せずに再生塔の塔頂部側へ供給する制御手段とを具備するCO 2 回収装置を用い、
    前記制御手段により、
    前記リッチ/リーンソルベント熱交換器の入口側の温度差[(リーン溶液の熱交換後の温度−リッチ溶液の熱交換前の温度]と、熱交換器の出口側の温度差[(リーン溶液の熱交換前の温度−リッチ溶液の熱交換後の温度]とが、同一又は近くではない場合、
    少なくとも温度及び流量計の流量に基づいて、リッチ溶液の一部をリッチ溶液分岐供給ラインに分岐させ、
    前記リッチ/リーンソルベント熱交換器の入口側の前記温度差と、リッチ/リーンソルベント熱交換器の出口側の前記温度差とを、同一又は近寄るように調整弁を制御することを特徴とするCO2回収方法。
  5. 請求項において、
    前記一部迂回して再生塔の塔頂部から導入したリッチ溶液を再生塔上部内で間接的に熱交換することを特徴とするCO2回収方法。
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