JP6740364B2 - Co2回収装置及びco2回収方法 - Google Patents

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Description

本発明は、省エネルギーを図ったCO2回収装置及びCO2回収方法に関する。
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例えばアミン系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。
燃焼排ガスからCO2吸収液を用いてCO2を除去・回収する方法としては、吸収塔において燃焼排ガスとCO2吸収液とを接触させ、CO2を吸収した吸収液を再生塔において加熱してCO2を遊離させると共に吸収液を再生し、その再生した吸収液を再び吸収塔に循環させて再使用するものが採用されている(特許文献1)。
燃焼排ガスのようなCO2含有ガスからCO2を吸収除去・回収する方法においては、吸収塔及び再生塔を燃焼設備に付加して設置する必要がある。そのため、設置費用以外のコスト、例えば、その操業費用もできるだけ低減させなければならない。特に、吸収液を再生する際、CO2をCO2吸収液から放出させるために、多量の熱エネルギー(水蒸気)を消費するので、再生するプロセスでは可能な限り省エネルギープロセスとする必要がある。
そこで、従来においては、吸収塔から排出されたリッチ溶液を、リーン溶液を冷却する第1の熱交換器及び二酸化炭素含有蒸気を冷却する第2の熱交換器に分流する分流装置とを備え、第1の熱交換器及び第2の熱交換器に導入されたリッチ溶液が、それぞれリーン溶液及び二酸化炭素含有蒸気と熱交換した後に、CO2を放散する再生塔に供給されるような二酸化炭素回収装置の提案がある(特許文献2)。
特開2003−225537号公報 特開2009−214089号公報
しかしながら、特許文献2の提案では、CO2を吸収したリッチ溶液を第1の熱交換器であるリーン・リッチ溶液熱交換器の前段側で分岐し、分岐したリッチ溶液を、再生塔の塔頂部から排出する二酸化炭素含有蒸気で熱交換されて加熱しつつ再生塔に供給するものの、分岐したリッチ溶液は、リッチ溶液よりも上部に供給されるため、分岐したリッチ溶液の加熱が不十分な場合は良好な再生ができず、安定した省エネルギーを図ることができない、という問題がある。また、吸収液は再循環されるので、一部のリッチ溶液をリーン・リッチ溶液熱交換器の前段側で分岐して抜出す場合には、リーン・リッチ溶液熱交換器でのリーン溶液のリッチ溶液による冷却効率が悪くなる、という問題がある。この結果、吸収塔に導入する手前に設置される冷却器で、リーン溶液を冷却すべく冷却能力を増大させる必要がある、という問題がある。
本発明は、前記問題に鑑み、安定した省エネルギーを図りつつ、エネルギー効率を一層向上させたCO2回収装置及びCO2回収方法を提供することを課題とする。
本発明の第1の態様によると、CO2を含有するCO2含有排ガスとCO2吸収液とを接触させて、前記CO2含有排ガスからCO2を除去するCO2吸収塔と、CO2を吸収したリッチ溶液からCO2を分離して、リーン溶液としてCO2吸収液を再生する吸収液再生塔と、前記リッチ溶液を前記CO2吸収塔の底部から前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部に供給するリッチ溶液供給ラインと、前記リッチ溶液と前記リーン溶液とを熱交換するリッチ・リーン溶液熱交換器と、前記リッチ・リーン溶液熱交換器と前記吸収液再生塔との間に設けられる前記リッチ溶液供給ラインの第1の分岐部において前記リッチ溶液の一部を分岐させ、該分岐したリッチ溶液を前記吸収液再生塔の前記頂部側よりも底部側の側壁の第1の供給位置で供給する第1のリッチ溶液分岐ラインと、前記第1のリッチ溶液分岐ラインに設けられ、前記第1の分岐部で分岐したリッチ溶液を予熱する第1のリッチ溶液熱交換器と、前記第1のリッチ溶液分岐ラインの前記第1の分岐部と前記第1のリッチ溶液熱交換器との間に設けられ、前記第1のリッチ溶液熱交換器において前記リッチ溶液が所定温度に予熱されるように、前記第1の分岐部で分岐したリッチ溶液の流量を制御する第1の流量制御装置と、を具備することを特徴とする。
本発明の第2の態様によると、CO2を含有するCO2含有排ガスとCO2吸収液とを接触させて、前記CO2含有排ガスからCO2を除去するCO2吸収塔と、CO2を吸収したCO2吸収液であるリッチ溶液からCO2を分離してCO2吸収液をリーン溶液として再生する吸収液再生塔とを用い、前記吸収液再生塔でCO2が除去されたCO2吸収液を前記CO2吸収塔で循環再利用するCO2回収方法であって、前記CO2吸収塔から送出されたリッチ溶液と前記吸収液再生塔から送出されたリーン溶液とを熱交換する段階と、前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部、及び該リッチ溶液供給部の下側に位置する側壁に供給するために、前記熱交換されたリッチ溶液を分岐する段階と、前記側壁の供給位置に供給するリッチ溶液を予熱する段階と、を有し、前記熱交換されたリッチ溶液を分岐する段階において、前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部から供給されCO2が一部除去されたリッチ溶液の温度と、前記吸収液再生塔の側壁から供給された分岐したリッチ溶液の温度が同一、またはCO2が一部除去されたリッチ溶液の温度の方が高い温度となるように、熱交換されるリッチ溶液の分岐量を調整することを特徴とする。
本発明によれば、分岐されたリッチ溶液を予熱した後、吸収液再生塔内の第1の供給位置で供給する際、吸収液再生塔内のCO2が一部除去されたリッチ溶液の温度と略同一、またはCO2が一部除去されたリッチ溶液の温度の方が高い温度となるように、分岐したリッチ溶液の分岐量を流量調整装置で調整し、分岐したリッチ溶液を予熱して導入するので、合流した液の吸収液再生塔内での温度のバラつきが生じることがなく、CO2を効率よく放出し、高い省エネ効果を得ることができる。この結果、リボイラに必要な蒸気量の低減を図ることができると共に、CO2吸収塔に導入するリーン溶液を冷却するリーン溶液冷却器における必要な冷却水量の低減を図ることができる。
図1は、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は、実施例1に係る他のCO2回収装置の構成を示す概略図である。 図3は、実施例1に係る他のCO2回収装置の構成を示す概略図である。 図4は、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5は、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6は、実施例4に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。 図7は、実施例5に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。 図8は、実施例6に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。 図9は、実施例7に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。 図10は、実施例8に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明の下記の実施例により本発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
図1は、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1に示すように、本実施例に係るCO2回収装置10Aは、CO2を含有するCO2含有排ガス(以下「排ガス」)11とCO2吸収液12とを接触させて、排ガス11からCO2を除去するCO2吸収塔(以下「吸収塔」という)13と、CO2を吸収したリッチ溶液14からCO2を分離して、CO2吸収液12を再生してリーン溶液15とする吸収液再生塔(以下「再生塔」という)16と、リッチ溶液14を吸収塔13の底部13bから再生塔16の頂部16a側近傍のリッチ溶液供給部16cに供給するリッチ溶液供給ラインL11と、リッチ溶液14とリーン溶液15とを熱交換するリッチ・リーン溶液熱交換器21と、リッチ・リーン溶液熱交換器21と再生塔16との間に設けられるリッチ溶液供給ラインL11の第1の分岐部A−1において、リッチ溶液14の一部を分岐させ、該分岐したリッチ溶液14aを再生塔16のリッチ溶液供給部16cよりも底部16b側の側壁の第1の供給位置B−1の導入部24で供給する第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1と、第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1に設けられ、第1の分岐部A−1で分岐したリッチ溶液14aを予熱する第1のリッチ溶液熱交換器22−1と、第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1の第1の分岐部A−1と第1のリッチ溶液熱交換器22−1との間に設けられ、第1のリッチ溶液熱交換器22−1においてリッチ溶液14aが所定温度に予熱されるように、第1の分岐部A−1で分岐したリッチ溶液14aの流量を制御する第1の流量制御装置23−1と、を具備する。
そして、再生塔16に分岐したリッチ溶液14aを導入する第1の供給位置B−1における再生塔16内を落下するリッチ溶液14からCO2が脱離したリッチ溶液14であるセミリーン溶液15aの温度t1に合致するように、第1の流量制御装置23−1を調節して、分岐したリッチ溶液14aの分岐割合を調整しつつ、第1のリッチ溶液熱交換器22−1で予熱してなり、この予熱したリッチ溶液14aの導入する温度t11と、再生塔16内のセミリーン溶液15aの温度t1とを略同一としている。
ここで、図1中、符号L12は、再生塔16の底部16bから抜出されたリーン溶液15を吸収塔13のリーン溶液供給部13cに供給するリーン溶液供給ライン、30はリーン溶液供給ラインL12に介装され、吸収塔13に導入されるリーン溶液15を冷却水(CW)により冷却するリーン溶液冷却器、31は再生塔16に備えられ、リーン溶液15を飽和水蒸気32により間接加熱して再生塔16内部に水蒸気を導入するリボイラ、33は加熱後の飽和水蒸気32から蒸気凝縮水34を分離する気液分離器、L30はリボイラ31が介装され、リーン溶液15の一部が循環するリーン溶液循環ライン、L31は飽和水蒸気32をリボイラ31に導入する飽和水蒸気導入ライン、L32は蒸気凝縮水34を送給する蒸気凝縮水送給ラインを各々図示する。
このCO2回収装置10Aを用いたCO2回収方法では、まず、例えばボイラやガスタービン等からのCO2を含んだ排ガス11は、図示しないガス冷却装置で冷却され、吸収塔13に送られる。
吸収塔13において、排ガス11は例えばアミン系溶液をベースとするCO2吸収液12と向流接触する。そして、排ガス11中のCO2は、化学反応によりCO2吸収液12に吸収される。吸収塔13内でCO2が吸収除去された後のCO2除去排ガスは、吸収塔13内の水洗部(図示せず)で洗浄水と気液接触して、CO2除去排ガスに同伴するCO2吸収液12が回収され、その後CO2が除去されたCO2除去排ガス11Aは系外に頂部13aから放出される。また、CO2を吸収したCO2吸収液12であるリッチ溶液14は、リッチ溶液ポンプ(図示せず)により昇圧され、リッチ・リーン溶液熱交換器21において、再生塔16で再生されたCO2吸収液12であるリーン溶液15により加熱され(一方のリーン溶液15は熱交換により冷却される。)、再生塔16に供給される。
再生塔16のリッチ溶液供給部16cから内部に放出されたリッチ溶液14は、底部16b側から供給される水蒸気により吸熱反応を生じて、大部分のCO2を脱離させ放出する。再生塔16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15aと呼称される。このセミリーン溶液15aは、再生塔16の底部16bに至る頃には、ほぼ全てのCO2が除去されたCO2吸収液のリーン溶液15となる。このリーン溶液15はその一部がリボイラ31で飽和水蒸気32により加熱され、再生塔16内部に水蒸気を供給している。
一方、再生塔16の頂部16aからは、塔内においてリッチ溶液14及びセミリーン溶液15aから放出された水蒸気を伴ったCO2ガス41がガス排出ラインL25を介して導出される。その後、コンデンサにより水蒸気が凝縮され、分離ドラムにて水が分離される。分離ドラムで分離されたCO2ガス41はガス排出ラインL25を介して系外に放出され、別途圧縮器により圧縮され、回収される。この回収されたCO2ガス41は、例えば石油増進回収法(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。
再生されたCO2吸収液であるリーン溶液15は、リッチ・リーン溶液熱交換器21にて、リッチ溶液14と熱交換により冷却され、つづいてリーン溶液ポンプ(図示せず)にて昇圧され、さらにリーン溶液冷却器30にて冷却された後、吸収塔13内に供給され、CO2吸収液12として循環再利用される。
本実施例では、吸収塔13でCO2を吸収したリッチ溶液14の一部をリッチ・リーン溶液熱交換器21の後流側に設置した第1の分岐部A−1で分岐させ、該分岐したリッチ溶液14aを、該分岐したリッチ溶液14aの温度よりも高い温度の熱媒体(例えば水蒸気等)29により熱交換して予熱する第1のリッチ溶液熱交換器22−1を設け、分岐したリッチ溶液14aを予熱した後、再生塔16の中段近傍に導入している。
第1のリッチ溶液熱交換器22−1の熱媒体29としては、例えば水蒸気、リボイラ31からの蒸気凝縮水34、ボイラ排ガスと間接的に熱交換した熱媒体等を用いることができる。
ここで、第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1は、その基部は第1の分岐部A−1と接続され、その先端部は再生塔16の側壁と接続している。
また再生塔16内部においては、リッチ溶液供給ラインL11によりリッチ溶液供給部16cから供給されたリッチ溶液14は、再生塔16の内部に導入されると、再生塔16の底部16bから上昇する水蒸気によりリッチ溶液14からCO2が脱離除去される。次いで、リッチ溶液14が塔内を落下するにつれて、よりCO2含有割合が少ないセミリーン溶液15a、CO2がほとんど放出されたリーン溶液15となり、さらには頂部16aから底部16bにむけて、徐々に吸収液の熱温度が上昇する温度分布を有している。
本実施例では、第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1の先端部の第1の供給位置B−1は、CO2が一部除去され、頂部16a側のリッチ溶液供給部16cにおける導入温度よりも温度が上昇したセミリーン溶液15aの温度t1と、第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1に介装された第1のリッチ溶液熱交換器22−1により分岐したリッチ溶液14aの予熱された温度t11とが略同一、またはセミリーン溶液15aの温度t1の方が高い温度となる位置としている。
すなわち、この第1の供給位置B−1は、プラントの設計時において特定され、再生塔16の熱分布を特定すると、セミリーン溶液15aの温度t1と、分岐したリッチ溶液14aの予熱された温度t11とが略同一、またはセミリーン溶液15aの温度t1の方が高い位置に導入するようにしている。このため、第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1には分岐したリッチ溶液14aの温度t11を計測する温度計T11が設置されており、分岐したリッチ溶液14aの予熱された温度を計測している。また、再生塔16内に分岐したリッチ溶液14aを導入する第1の供給位置B−1における再生塔16内のセミリーン溶液15aの温度t1を温度計T1により計測している。ここで、再生塔16のリッチ溶液供給部16cに導入されるリッチ溶液14の液温度は温度計Tにより計測され、底部16bの液温度は温度計Tにより各々計測される。
この結果、再生塔16内の特定箇所のセミリーン溶液15aの温度t1と略同一または低い温度t11となる位置に、分岐したリッチ溶液14aを予熱して導入するので、再生塔16内での温度のバラつきが生じることがなく、CO2を効率よく放出し、高い省エネ効果を得ることができる。この結果、リボイラ31に必要な蒸気量の低減を図ることができると共に、吸収塔13に導入するリーン溶液15を冷却するリーン溶液冷却器30における必要な冷却水量の低減を図ることができる。
図2は、実施例1に係る他のCO2回収装置の構成を示す概略図である。図2に示すように、本実施例の他のCO2回収装置10Bでは、図2に示すように、再生塔16内でCO2吸収液12であるリッチ溶液14を再生する第1段再生部16−1及び第1段再生部16−1の下側に位置する第2段再生部16−2を含むものである。そして、再生塔16は、再生塔16の上段側の第1段再生部16−1の第1のチムニートレイ19aの第1の液貯留部18−1からリッチ溶液14から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液15aの全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液15aを抜出した位置よりも下段側で第2段再生部16−2の上部に供給する供給位置Cに接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1と、再生塔16の第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1の供給位置Cと、第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1の第1の供給位置B−1とが同一高さであり、再生塔16内にセミリーン溶液15aと分岐したリッチ溶液14aとが混合する第1の混合部24−1とを、具備している。ここで、第1の混合部24−1は、対向する位置又は側壁の4方向から均等にセミリーン溶液15aを供給できる構成のものであれば、特に限定されるものではない。例えば、第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1の供給位置Cと第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1の第1の供給位置B−1とが同一高さであるとは、完全な同一高さである必要はなく、セミリーン溶液15aとリッチ溶液14aとが第1の混合部24−1において混合できる高さであればよい。
そして、第1の分岐部A−1と第1のリッチ溶液熱交換器22−1との間に設けられ、分岐したリッチ溶液14aの流量を制御する第1の流量制御装置(例えば流量調節バルブ)23−1を制御する。第1の流量制御装置23−1を制御することにより、温度計T11で計測される分岐したリッチ溶液14aの予熱された温度t11と、第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1に設置され、全量を抜出すセミリーン溶液15aの温度を計測する温度計T1により計測される温度t1とを略同一、またはセミリーン溶液15aの温度t1の方が高く(t1≧t11)なるようにしている。
この温度調整としては、温度t11の初期設定温度よりも実測の温度t11が低くなった際には、例えば第1の流量制御装置23−1として例えば流量調節バルブを用いる場合、この流量調節バルブを絞り、分岐比率を調整し、例えば当初の設定比率の90:10から93:7と比率を変更して、温度計T11での実測温度t11を初期設定温度となるように上昇させて、セミリーン溶液15aの温度計T1による計測の温度t1に近似するように調整する。
また、分岐したリッチ溶液14aの温度調整方法として、第1の流量制御装置23−1の調整以外としては、例えば熱媒体29の温度を変化させることができる場合には、熱媒体29の温度を上昇させたり、熱交換容量を増大させたりして、分岐したリッチ溶液14aの予熱量の増大を図り、所定の設定温度に近似するように調整を行う。
この結果、再生塔16内の特定の所定のセミリーン溶液15aの温度t1と略同一の温度t11となるように分岐したリッチ溶液14aを予熱して導入することにより、両者の混合時の温度が略同一であるので、再生塔16内での温度のバラつきが生じることがなく、CO2を効率よく放出し、高い省エネ効果を得ることができる。この結果、リボイラ31に必要な蒸気量の低減を図ることができると共に、吸収塔13に導入するリーン溶液15を冷却するリーン溶液冷却器30における必要な冷却水量の低減を図ることができる。
この調整は、制御装置を用いて予めプログラミングされた処理により行う場合と、作業員が計器を用いて逐次判断して行う処理を行う場合とがある。ここで、再生塔16内のCO2吸収液の温度とは、例えば再生塔16内の塔内圧力、吸収液のアミン濃度、アミンの種類による沸点、CO2吸収液中のCO2濃度により、決定される温度のことをいう。
このように、本実施例では、吸収塔13でCO2を吸収し、再生塔16へ導入するリッチ溶液14の一部をリッチ・リーン溶液熱交換器21の後段側の第1の分岐部A−1で分岐させ、該分岐したリッチ溶液14aを供給する第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1と、この第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1に設けられ、分岐したリッチ溶液14aを予熱する第1のリッチ溶液熱交換器22−1と、第1の分岐部A−1と第1のリッチ溶液熱交換器22−1との間に設けられ、分岐したリッチ溶液14aの流量を制御する第1の流量制御装置23−1と、を具備している。そして、再生塔16の頂部16aよりも底部16b側のいずれか(例えば中段近傍)において、再生塔16の熱分布のセミリーン溶液15aの温度t1と、中段に供給する分岐したリッチ溶液14aの温度t11とが略同一となる位置で供給することにより、リボイラ31とリーン溶液冷却器30との省エネルギー化を図ることができる。
図2に示す本実施例のCO2回収装置10Bでは、再生塔16内部を第1段再生部16−1、第2段再生部16−2と2分割しているが、分割していない場合においても、再生塔16に分岐したリッチ溶液14aを導入する第1の供給位置B−1における再生塔16内を落下するリッチ溶液14からCO2が脱離したセミリーン溶液15aの温度t1に合致するように、第1の流量制御装置23−1を調節して、分岐したリッチ溶液14aの分岐割合を調整しつつ、第1のリッチ溶液熱交換器22−1で予熱することにより、温度計T11で計測される分岐したリッチ溶液14aの予熱された温度t11と、抜出さないセミリーン溶液15aの温度を計測する温度計T1により計測される温度t1とを略同一、またはセミリーン溶液15aの温度t1の方が高く(t1≧t11)することができる。
図3は、実施例1に係る他のCO2回収装置の構成を示す概略図である。図3に示すように、本実施例に係る他のCO2回収装置10Cは、第1のリッチ溶液熱交換器22−1で用いる熱媒体29として、蒸気凝縮水34を用いる場合である。本実施例では、気液分離器33で分離された蒸気凝縮水34を送給する蒸気凝縮水送給ラインL32を第1のリッチ溶液熱交換器22−1に接続しており、分岐したリッチ溶液14aの予熱に蒸気凝縮水34を用いている。この結果、第1のリッチ溶液熱交換器22−1に用いる熱媒体29として、蒸気凝縮水34を用いているので、外部からの熱媒体の供給を省くことができ、再生塔16の再生効率を向上させることができる。
図4は、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に示すように、本実施例に係るCO2回収装置10Dは、再生塔16の底部16bのリボイラ31にリーン溶液15を抜出す第2のチムニートレイ19bの第2の液貯留部18−2に、第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1の先端が接続され、分岐したリッチ溶液14aを第1の供給位置B−1より供給している。
そして、第1の分岐部A−1と第1のリッチ溶液熱交換器22−1との間に設けられ、分岐したリッチ溶液14aの流量を制御する第1の流量制御装置(例えば流量調節バルブ)23−1を制御する。第1の流量制御装置23−1を制御することにより、温度計T11で計測される分岐したリッチ溶液14aの予熱された温度t11と、第2の液貯留部18−2のリーン溶液15の温度を計測する温度計T1により計測される温度t1とを略同一、またはリーン溶液15の温度t1の方が高く(t1≧t11)なるようにしている。
なお、本実施例において、第1のリッチ溶液熱交換器22−1に供給する熱交換用の熱媒体29として、実施例1と同様に蒸気凝縮水送給ラインL32により、気液分離器33で分離された蒸気凝縮水34を用いるようにしてもよい。
この結果、再生塔16内の特定の所定温度t1と略同一の温度t11となるように分岐したリッチ溶液14aを予熱して導入することにより、再生塔16内での温度のバラつきが生じることがなく、CO2を効率よく放出し、高い省エネ効果を得ることができる。この結果、リボイラ31に必要な蒸気量の低減を図ることができると共に、吸収塔13に導入するリーン溶液15を冷却するリーン溶液冷却器30における必要な冷却水量の低減を図ることができる。また、吸収液の再生塔16内での滞留時間が小さくなるため、吸収液の熱劣化を低減することができる。
図5は、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に示すように、本実施例に係るCO2回収装置10Eは、再生塔16の底部16b側のリボイラ31により加熱されたリーン溶液15が導入される底部16bの液留部内に、第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1の先端が接続され、分岐したリッチ溶液14aを第1の供給位置B−1より供給している。
そして、第1の分岐部A−1と第1のリッチ溶液熱交換器22−1との間に設けられ、分岐したリッチ溶液14aの流量を制御する第1の流量制御装置(例えば流量調節バルブ)23−1を制御する。第1の流量制御装置23−1を制御することにより、温度計T11で計測される分岐したリッチ溶液14aの予熱された温度t11と、底部16bの液留部のリーン溶液15の温度を計測する温度計Tにより計測される温度tbとを略同一、またはリーン溶液15の温度tbの方が高く(tb≧t11)なるようにしている。
この結果、再生塔16内の底部16bの特定の所定温度tと略同一の温度t11となるように分岐したリッチ溶液14aを予熱して導入することにより、再生塔16内での温度のバラつきが生じることがなく、CO2を効率よく放出し、高い省エネ効果を得ることができる。この結果、リボイラ31に必要な蒸気量の低減を図ることができると共に、吸収塔13に導入するリーン溶液15を冷却するリーン溶液冷却器30における必要な冷却水量の低減を図ることができる。また、吸収液の再生塔16内での滞留時間が小さくなるため、吸収液の熱劣化を低減することができる。
なお、本実施例において、第1のリッチ溶液熱交換器22−1に供給する熱交換用の熱媒体29として、実施例1と同様に蒸気凝縮水送給ラインL32により、気液分離器33で分離された蒸気凝縮水34を用いるようにしてもよい。
図6は、実施例4に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。図6に示すように、本実施例に係るCO2回収装置10Fは、図1に示すCO2回収装置10Aにおいて、リーン溶液供給ラインL12の再生塔16の底部16bとリッチ・リーン溶液熱交換器21との間に設けられ、リーン溶液供給ラインL12と第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1との交差部に、リーン溶液15とセミリーン溶液15aとを熱交換する第1のリーン・セミリーン溶液熱交換器25−1を設けている。
この第1のリーン・セミリーン溶液熱交換器25−1を設けることにより、リーン溶液15によりセミリーン溶液15aが予熱され、温度計T1の計測によりセミリーン溶液15aの抜出の温度が(t1)であった場合、温度計T2の計測によりセミリーン溶液15aの導入の温度が(t2:t1+α℃)に上昇する。
そして、第1の分岐部A−1と第1のリッチ溶液熱交換器22−1との間に設けられ、分岐したリッチ溶液14aの流量を制御する第1の流量制御装置(例えば流量調節バルブ)23−1を制御する。第1の流量制御装置23−1を制御することにより、温度計T11で計測される分岐したリッチ溶液14aの予熱された温度t11と、第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1に設置され、全量を抜出すセミリーン溶液15aの予熱された温度を計測する温度計T2により計測される温度t2とを略同一、またはセミリーン溶液15aの温度t2の方が高く(t2≧t11)なるようにしている。
本実施例によれば、外部に抜出したセミリーン溶液15aをリーン溶液15により熱交換するので、再生塔16内に再投入するセミリーン溶液15aを加熱することができることにより、実施例1のCO2回収装置10Aよりも再生塔16のリボイラ効率の省エネ化を図ることができる。また、吸収塔13に導入するリーン溶液15を冷却するリーン溶液冷却器30における必要な冷却水量の低減を図ることができる。
なお、本実施例において、第1のリッチ溶液熱交換器22−1に供給する熱交換用の熱媒体29として、実施例1と同様に蒸気凝縮水送給ラインL32により、気液分離器33で分離された蒸気凝縮水34を用いるようにしてもよい。
図7は、実施例5に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。図7に示すように、本実施例に係るCO2回収装置10Gは、図1に示すCO2回収装置10Aとは異なり、再生塔16内でCO2吸収液であるリッチ溶液14を再生する第1段再生部16−1、該第1段再生部16−1の下側に位置する第2段再生部16−2、及び該第2段再生部16−2の下側に位置する第3段再生部16−3を含むものである。そして、再生塔16は、第1段再生部16−1によってリッチ溶液14から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液15aを貯留する第1の液貯留部18−1からセミリーン溶液15aの全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液15aを抜出した位置よりも下段側で第2段再生部16−2の上部に供給する供給位置Cに接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1と、第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1の供給位置Cと、第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1の第1の供給位置B−1とが同一高さであり、再生塔16内にセミリーン溶液15aと分岐したリッチ溶液14aとが混合する第1の混合部24−1と、第2段再生部16−2によってセミリーン溶液15aから一部のCO2がさらに除去されたセミリーン溶液15bを貯留する第3のチムニートレイ19cの第3の液貯留部18−3からセミリーン溶液15bを外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液15bを抜出した位置よりも下段側で第3段再生部16−3の上部に供給する供給位置Dに接続された第2のセミリーン溶液抜出ラインL21-2と、を具備するものである。
また、本実施例では、リーン溶液供給ラインL12の再生塔16の底部16bとリッチ・リーン溶液熱交換器21との間に設けられ、リーン溶液供給ラインL12と第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1との交差部に、リーン溶液15とセミリーン溶液15aとを熱交換する第1のリーン・セミリーン溶液熱交換器25−1と、リーン溶液供給ラインL12と第2のセミリーン溶液抜出ラインL21-2との交差部に、リーン溶液15とセミリーン溶液15bとを熱交換する第2のリーン・セミリーン溶液熱交換器25−2と、を具備している。
この第1のリーン・セミリーン溶液熱交換器25−1、第2のリーン・セミリーン溶液熱交換器25−2を各々設けることにより、リーン溶液15によりセミリーン溶液15aが各々予熱され、温度計T1の計測によりセミリーン溶液15aの抜出の温度がt1であった場合、温度計T2の計測によりセミリーン溶液15aの導入の温度がt2に上昇する。また、温度計T3の計測によりセミリーン溶液15bの抜出の温度がt3であった場合、温度計T4の計測によりセミリーン溶液15bの導入の温度がt4に上昇する。
そして、第1の分岐部A−1と第1のリッチ溶液熱交換器22−1との間に設けられ、分岐したリッチ溶液14aの流量を制御する第1の流量制御装置(例えば流量調節バルブ)23−1を制御する。第1の流量制御装置23−1を制御することにより、温度計T11で計測される分岐したリッチ溶液14aの予熱された温度t11と、第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1に設置され、全量を抜出すセミリーン溶液15aの温度を計測する温度計T2により計測される温度t2とを略同一、またはセミリーン溶液15aの温度t2の方が高く(t2≧t11)なるようにしている。
本実施例によれば、再生塔16の内部を三分割し、外部に2度抜出したセミリーン溶液15aをリーン溶液15により各々熱交換するので、再生塔16内に再投入するセミリーン溶液15aを加熱することができることにより、実施例1のCO2回収装置10Aよりも再生塔16のリボイラ効率の省エネ化を図ることができる。また、吸収塔13に導入するリーン溶液15を冷却するリーン溶液冷却器30における必要な冷却水量の低減を図ることができる。
なお、本実施例において、第1のリッチ溶液熱交換器22−1に供給する熱交換用の熱媒体29として、実施例1と同様に蒸気凝縮水送給ラインL32により、気液分離器33で分離された蒸気凝縮水34を用いるようにしてもよい。
図8は、実施例6に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。図8に示すように、本実施例に係るCO2回収装置10Hは、再生塔16内でCO2吸収液であるリッチ溶液14を再生する第1段再生部16−1、該第1段再生部16−1の下側に位置する第2段再生部16−2、及び該第2段再生部16−2の下側に位置する第3段再生部16−3を含むものである。そして、再生塔16は、第1段再生部16−1によってリッチ溶液14から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液15aを貯留する第1の液貯留部18−1からセミリーン溶液15aの全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液15aを抜出した位置よりも下段側で第2段再生部16−2の上部に供給する供給位置Cに接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1と、第2段再生部16−2によってセミリーン溶液15aから一部のCO2がさらに除去されたセミリーン溶液15bを貯留する第3の液貯留部18−3からセミリーン溶液15bを外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液15bを抜出した位置よりも下段側で第3段再生部16−3の上部に供給する供給位置Dに供給する第2のセミリーン溶液抜出ラインL21-2と、第2のセミリーン溶液抜出ラインL21-2の供給位置Dと、第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1の第1の供給位置B−1とが同一高さであり、再生塔16内にセミリーン溶液15bと分岐したリッチ溶液14aとが混合する第2の混合部24−2と、を具備するものである。
本実施例では、実施例5と異なり、第1の分岐部A−1と第1のリッチ溶液熱交換器22−1との間に設けられ、分岐したリッチ溶液14aの流量を制御する第1の流量制御装置(例えば流量調節バルブ)23−1を制御する。第1の流量制御装置23−1を制御することにより、温度計T11で計測される分岐したリッチ溶液14aの予熱された温度t11と、第2のセミリーン溶液抜出ラインL21-2に設置され、全量を抜出すセミリーン溶液15bの温度を計測する温度計T4により計測される温度t4とを略同一、またはセミリーン溶液15bの温度(t4)の方が高く(t4≧t11)なるようにしている。
本実施例によれば、再生塔16の内部を三分割し、外部に2度抜出したセミリーン溶液15a、15bをリーン溶液15により、第1のリーン・セミリーン溶液熱交換器25−1、第2のリーン・セミリーン溶液熱交換器25−2を用いて各々熱交換するので、再生塔16内に再投入するセミリーン溶液15a、15bを各々加熱することができることにより、実施例1のCO2回収装置10Aよりも再生塔16のリボイラ効率の省エネ化を図ることができる。また、吸収塔13に導入するリーン溶液15を冷却するリーン溶液冷却器30における必要な冷却水量の低減を図ることができる。
なお、本実施例において、第1のリッチ溶液熱交換器22−1に供給する熱交換用の熱媒体29として、実施例1と同様に蒸気凝縮水送給ラインL32により、気液分離器33で分離された蒸気凝縮水34を用いるようにしてもよい。
図9は、実施例7に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。図9に示すように、本実施例に係るCO2回収装置10Iは、実施例1のCO2回収装置10Aにおいて、リッチ溶液供給ラインL11の第1の分岐部A−1と再生塔16との間に第2の分岐部A−2を設け、第2の分岐部A−2で、リッチ溶液14の一部をさらに分岐させ、該分岐したリッチ溶液14a−2を再生塔16の頂部16aのリッチ溶液供給部16cよりも底部16b側で、第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1の第1の供給位置B−1よりも頂部16a側の側壁から第2の供給位置B−2に供給する第2のリッチ溶液分岐ラインL13-2と、第2のリッチ溶液分岐ラインL13-2に設けられ、第2の分岐部A−2で分岐したリッチ溶液14a−2を予熱する第2のリッチ溶液熱交換器22−2と、第2のリッチ溶液分岐ラインL13-2の第2の分岐部A−2と第2のリッチ溶液熱交換器22−2との間に設けられ、第2の分岐部A−2で分岐したリッチ溶液14a−2の流量を制御する第2の流量制御装置23−2と、を具備する。
本実施例によれば、リッチ・リーン溶液熱交換器21で熱交換したリッチ溶液14を2か所の第1及び第2の分岐部A−1、A−2で各々分岐し、その分岐したリッチ溶液14a−1、14a−2を各々第1のリッチ溶液熱交換器22−1、第2のリッチ溶液熱交換器22−2で予熱して、再生塔16の第1の供給位置B−1、第2の供給位置B−2に導入している。
そして、第2の分岐部A−2と第2のリッチ溶液熱交換器22−2との間に設けられ、分岐したリッチ溶液14a−2の流量を制御する第2の流量制御装置(例えば流量調節バルブ)23−2を制御する。第2の流量制御装置23−2を制御することにより、温度計T12で計測される分岐したリッチ溶液14a−2の予熱された温度t12と、第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1に設置され、全量を抜出すセミリーン溶液15aの温度を計測する温度計T1により計測される温度t1とを略同一、またはセミリーン溶液15aの温度t1の方が高く(t1≧t12)なるようにしている。
さらに、第1の分岐部A−1と第1のリッチ溶液熱交換器22−1との間に設けられ、分岐したリッチ溶液14a−1の流量を制御する第1の流量制御装置(例えば流量調節バルブ)23−1を制御する。第1の流量制御装置23−1を制御することにより、温度計T11で計測される分岐したリッチ溶液14a−1の予熱された温度t11と、再生塔16のリボイラ31に抜出すリーン溶液15の温度を計測する温度計T2により計測される温度t2とを略同一、またはセミリーン溶液15aの温度t2の方が高く(t2≧t11)なるようにしている。
本実施例のように、リッチ溶液14の分岐部を2か所とすることで、リボイラ効率の省エネ化を図ることができる。また、吸収塔13に導入するリーン溶液15を冷却するリーン溶液冷却器30における必要な冷却水量の低減を図ることができる。
なお、本実施例において、第1のリッチ溶液熱交換器22−1に供給する熱交換用の熱媒体29として、実施例1と同様に蒸気凝縮水送給ラインL32により、気液分離器33で分離された蒸気凝縮水34を用いるようにしてもよい。
さらに、第2のリッチ溶液熱交換器22−2に供給する熱交換用の熱媒体29として、第2のリッチ溶液熱交換器22−2で熱交換後の蒸気凝縮水34を用いるようにしてもよい。
図10は、実施例8に係るCO2回収装置の構成を示す概略図である。図10に示すように、本実施例に係るCO2回収装置10Jは、実施例6のCO2回収装置10Hにおいて、リッチ溶液供給ラインL11の第1の分岐部A−1と再生塔16との間に第2の分岐部A−2を設け、第2の分岐部A−2で、リッチ溶液14の一部をさらに分岐させ、該分岐した一部のリッチ溶液14a−2を再生塔16のリッチ溶液供給部16cよりも底部16b側の第1のリッチ溶液分岐ラインL13-1の第1の第1の供給位置B−1よりも頂部16a側の側壁のいずれかの第2の供給位置B−2に供給する第2のリッチ溶液分岐ラインL13-2と、第2のリッチ溶液分岐ラインL13-2に設けられ、第2の分岐部A−2で分岐したリッチ溶液14a−2を予熱する第2のリッチ溶液熱交換器22−2と、第2のリッチ溶液分岐ラインL13-2の第2の分岐部A−2と第2のリッチ溶液熱交換器22−2との間に設けられ、第2の分岐部A−2で分岐したリッチ溶液14a−2の流量を制御する第2の流量制御装置23−2と、第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1の供給位置Cと、第2のリッチ溶液分岐ラインL13-2の第2の供給位置B−2とが略同一位置であり、再生塔16内にセミリーン溶液15aと分岐したリッチ溶液14a−2とが混合する第1の混合部24−1と、を具備する。
本実施例によれば、リッチ・リーン溶液熱交換器21で熱交換したリッチ溶液14を2か所の第1及び第2の分岐部A−1、A−2で各々分岐し、その分岐したリッチ溶液14a−1、14a−2を各々第1のリッチ溶液熱交換器22−1、第2のリッチ溶液熱交換器22−2で予熱して、再生塔16の第1の供給位置B−1、第2の供給位置B−2に導入している。
そして、第2の分岐部A−2と第2のリッチ溶液熱交換器22−2との間に設けられ、分岐したリッチ溶液14a−2の流量を制御する第2の流量制御装置(例えば流量調節バルブ)23−2を制御する。第2の流量制御装置23−2を制御することにより、温度計T12で計測される分岐したリッチ溶液14a−2の予熱された温度t12と、第1のセミリーン溶液抜出ラインL21-1に設置され、全量抜出すセミリーン溶液15aの温度を計測する温度計T2により計測される温度t2とを略同一、またはセミリーン溶液15aの温度t2の方が高く(t2≧t12)なるようにしている。
また、第1の分岐部A−1と第1のリッチ溶液熱交換器22−1との間に設けられ、分岐したリッチ溶液14a−1の流量を制御する第1の流量制御装置(例えば流量調節バルブ)23−1を制御する。第1の流量制御装置23−1を制御することにより、温度計T11で計測される分岐したリッチ溶液14a−1の予熱された温度t11と、第2のセミリーン溶液抜出ラインL21-2に設置され、全量抜出すセミリーン溶液15bの温度を計測する温度計T4により計測される温度t4とを略同一、またはセミリーン溶液15bの温度t4の方が高く(t4≧t11)なるようにしている。
リッチ溶液14の分岐部を2か所とすることで、リボイラ効率の省エネ化を図ることができる。また、吸収塔13に導入するリーン溶液15を冷却するリーン溶液冷却器30における必要な冷却水量の低減を図ることができる。
なお、本実施例において、第1のリッチ溶液熱交換器22−1に供給する熱交換用の熱媒体29として、実施例1と同様に蒸気凝縮水送給ラインL32により、気液分離器33で分離された蒸気凝縮水34を用いるようにしてもよい。
さらに、第2のリッチ溶液熱交換器22−2に供給する熱交換用の熱媒体29として、第2のリッチ溶液熱交換器22−2で熱交換後の蒸気凝縮水34を用いるようにしてもよい。
[試験例1〜8]
本発明の実施例1〜8の効果を確認する試験を行った。
即ち、従来技術のように、吸収塔13から、再生塔16に導入するリッチ溶液14をリッチ・リーン溶液熱交換器21のみを用いた場合の再生塔16におけるリボイラ31の必要熱量を1、リーン溶液冷却器30の必要冷却量を1とし、図3〜10に示す実施例のCO2回収装置10C〜10Jに示す装置を用いて、リッチ・リーン溶液熱交換器21の後段側の第1の分岐部A−1において、リッチ溶液14の一部を分岐し、第1のリッチ溶液熱交換器22−1で予熱した後、再生塔16のセミリーン溶液15aと同一温度となるように導入した場合におけるリボイラ31の熱量、リーン溶液冷却器30の冷却効率を較べた。
なお、第1のリッチ溶液熱交換器22−1に用いる熱媒体29として蒸気凝縮水34を用いた。この結果を表1に示す。
表1に示すように、試験例1(図3の実施例1のCO2回収装置10C)では、基準である分岐しない比較例1の場合に較べて6%の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例2(図4の実施例2のCO2回収装置10D)では、基準である分岐しない比較例1の場合に較べて6%の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例3(図5の実施例3のCO2回収装置10E)では、基準である分岐しない比較例1の場合に較べて6%の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例4(図6の実施例4のCO2回収装置10F)では、基準である分岐しない比較例1の場合に較べて14%の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例5(図7の実施例5のCO2回収装置10G)では、基準である分岐しない比較例1の場合に較べて16%の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例6(図8の実施例6のCO2回収装置10H)では、基準である分岐しない比較例1の場合に較べて17%の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例7(図9の実施例7のCO2回収装置10I)では、基準である分岐しない比較例1の場合に較べて6%の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例8(図10の実施例8のCO2回収装置10J)では、基準である分岐しない比較例1の場合に較べて6%の省エネルギー化を図ることが確認された。試験例9(図10の実施例8のCO2回収装置10J)において、第2のリッチ溶液熱交換器22−2の熱媒に、外部からの水蒸気を用いた場合、基準である分岐しない比較例1の場合に較べて7%の省エネルギー化を図ることが確認された。さらに、試験例4〜6においては、リーン溶液冷却器30の冷却効率も向上し、冷却水量の低減を図ることが確認された。
Figure 0006740364
10A〜10J CO2回収装置
11 CO2含有排ガス
12 CO2吸収液
13 CO2吸収塔
14 リッチ溶液
14a 分岐したリッチ溶液
15 リーン溶液
15a セミリーン溶液
16 吸収液再生塔
11 リッチ溶液供給ライン
12 リーン溶液供給ライン
13-1 第1のリッチ溶液分岐ライン
13-2 第2のリッチ溶液分岐ライン
21 リッチ・リーン溶液熱交換器
22−1 第1のリッチ溶液熱交換器
22−2 第2のリッチ溶液熱交換器
23−1 第1の流量制御装置
23−2 第2の流量制御装置
A−1 第1の分岐部
A−2 第2の分岐部
B−1 第1の供給位置
B−2 第2の供給位置

Claims (12)

  1. CO2を含有するCO2含有排ガスとCO2吸収液とを接触させて、前記CO2含有排ガスからCO2を除去するCO2吸収塔と、
    CO2を吸収したリッチ溶液からCO2を分離して、リーン溶液としてCO2吸収液を再生する吸収液再生塔と、
    前記リッチ溶液を前記CO2吸収塔の底部から前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部に供給するリッチ溶液供給ラインと、
    前記リッチ溶液と前記リーン溶液とを熱交換するリッチ・リーン溶液熱交換器と、
    前記吸収液再生塔と、前記吸収液再生塔から供給された前記リーン溶液が前記CO2吸収塔から供給された全ての前記リッチ溶液と最初に熱交換を行う前記リッチ・リーン溶液熱交換器と、の間に設けられる前記リッチ溶液供給ラインの第1の分岐部において、前記リッチ溶液の一部を分岐させ、該分岐したリッチ溶液を前記吸収液再生塔の前記頂部側よりも底部側の側壁の第1の供給位置で供給する第1のリッチ溶液分岐ラインと、
    前記第1のリッチ溶液分岐ラインに設けられ、前記第1の分岐部で分岐したリッチ溶液を予熱する第1のリッチ溶液熱交換器と、
    前記第1のリッチ溶液分岐ラインの前記第1の分岐部と前記第1のリッチ溶液熱交換器との間に設けられ、前記第1のリッチ溶液熱交換器において前記リッチ溶液が所定温度に予熱されるように、前記第1の分岐部で分岐したリッチ溶液の流量を制御する第1の流量制御装置と、を具備することを特徴とするCO2回収装置。
  2. 請求項1において、
    前記第1のリッチ溶液熱交換器の熱交換媒体が、前記吸収液再生塔に備えるリボイラからの蒸気凝縮水であることを特徴とするCO2回収装置。
  3. 請求項1において、
    前記吸収液再生塔内で前記CO2吸収液を再生する第1段再生部及び該第1段再生部の下側に位置する第2段再生部を含み、
    前記第1段再生部によって前記リッチ溶液から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第1の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を抜出した位置よりも下段側で前記第2段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインと、
    前記吸収液再生塔の前記第1のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第1のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と前記分岐したリッチ溶液とが混合する第1の混合部とを、具備することを特徴とするCO2回収装置。
  4. 請求項3において、
    前記リーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から前記CO2吸収塔の頂部側のリーンリッチ溶液供給部に供給するリーン溶液供給ラインを有し、
    前記リーン溶液供給ラインの前記吸収液再生塔の底部と前記リッチ・リーン溶液熱交換器との間において、前記リーン溶液供給ラインと前記第1のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第1のリーン・セミリーン溶液熱交換器を設けることを特徴とするCO2回収装置。
  5. 請求項1において、
    前記吸収液再生塔内で前記CO2吸収液を再生する第1段再生部、該第1段再生部の下側に位置する第2段再生部、及び該第2段再生部の下側に位置する第3段再生部を含み、
    前記第1段再生部によって前記リッチ溶液から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第1の液貯留部からセミリーン溶液の全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第2段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインと、
    前記第1のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第1のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と前記分岐したリッチ溶液とが混合する第1の混合部と、
    前記第2段再生部によって前記セミリーン溶液から一部のCO2がさらに除去されたセミリーン溶液を貯留する第2の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第3段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第2のセミリーン溶液抜出ラインと、を具備することを特徴とするCO2回収装置。
  6. 請求項1において、
    前記吸収液再生塔内で前記CO2吸収液を再生する第1段再生部、該第1段再生部の下側に位置する第2段再生部、及び該第2段再生部の下側に位置する第3段再生部を含み、
    前記第1段再生部によって前記リッチ溶液から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第1の液貯留部からセミリーン溶液の全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第2段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインと、
    前記第2段再生部によって前記セミリーン溶液から一部のCO2がさらに除去されたセミリーン溶液を貯留する第2の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第3段再生部の上部に供給する供給位置に供給する第2のセミリーン溶液抜出ラインと、
    前記第2のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第1のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と分岐したリッチ溶液とが混合する第2の混合部と、を具備することを特徴とするCO2回収装置。
  7. 請求項1において、
    前記第1の分岐部と前記吸収液再生塔との間に設けられる第2の分岐部をさらに有し、
    前記第2の分岐部で、前記リッチ溶液の一部をさらに分岐させ、該分岐したリッチ溶液を前記吸収液再生塔の前記頂部側のリッチ溶液供給部よりも底部側で、且つ前記第1のリッチ溶液分岐ラインよりも頂部側の側壁の第2の供給位置で供給する第2のリッチ溶液分岐ラインと、
    前記第2のリッチ溶液分岐ラインに設けられ、前記第2の分岐部で分岐したリッチ溶液を予熱する第2のリッチ溶液熱交換器と、
    前記第2のリッチ溶液分岐ラインの前記第2の分岐部と前記第2のリッチ溶液熱交換器との間に設けられ、前記第2の分岐部で分岐したリッチ溶液の流量を制御する第2の流量制御装置と、を具備することを特徴とするCO2回収装置。
  8. 請求項6において、
    前記第1の分岐部と前記吸収液再生塔との間に設けられる第2の分岐部をさらに有し、
    前記第2の分岐部で、前記リッチ溶液の一部をさらに分岐させ、該分岐したリッチ溶液を前記吸収液再生塔の前記頂部側のリッチ溶液供給部よりも底部側で、且つ前記第1のリッチ溶液分岐ラインよりも頂部側の側壁のいずれかに供給する第2リッチ溶液分岐ラインと、
    前記第2のリッチ溶液分岐ラインに設けられ、前記第2の分岐部で分岐したリッチ溶液を予熱する第2のリッチ溶液熱交換器と、
    前記第2のリッチ溶液分岐ラインの前記第2の分岐部と前記第2のリッチ溶液熱交換器との間に設けられ、前記第2の分岐部で分岐したリッチ溶液の流量を制御する第2の流量制御装置と、
    前記第1のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第2のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と分岐したリッチ溶液とが混合する第1の混合部と、を具備することを特徴とするCO2回収装置。
  9. 請求項1において、
    前記吸収液再生塔内で前記CO2吸収液を再生する第1段再生部、該第1段再生部の下側に位置する第2段再生部、及び該第2段再生部の下側に位置する第3段再生部を含み、
    前記第1段再生部によって前記リッチ溶液から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第1の液貯留部からセミリーン溶液の全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第2段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインと、
    前記第1のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第1のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と前記分岐したリッチ溶液とが混合する第1の混合部と、
    前記第2段再生部によって前記セミリーン溶液から一部のCO2がさらに除去されたセミリーン溶液を貯留する第2の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第3段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第2のセミリーン溶液抜出ラインと、
    前記リーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から前記CO2吸収塔に供給するリーン溶液供給ラインを有し、前記リーン溶液供給ラインの前記吸収液再生塔の底部と前記リッチ・リーン溶液熱交換器との間に設けられ、前記リーン溶液供給ラインと前記第1のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第1のリーン・セミリーン溶液熱交換器と、
    前記リーン溶液供給ラインと前記第2のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第2のリーン・セミリーン溶液熱交換器と、を具備することを特徴とするCO2回収装置。
  10. 請求項1において、
    前記吸収液再生塔内で前記CO2吸収液を再生する第1段再生部、該第1段再生部の下側に位置する第2段再生部、及び該第2段再生部の下側に位置する第3段再生部を含み、
    前記第1段再生部によって前記リッチ溶液から一部のCO2が除去されたセミリーン溶液を貯留する第1の液貯留部からセミリーン溶液の全量を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第2段再生部の上部に供給する供給位置に接続された第1のセミリーン溶液抜出ラインと、
    前記第2段再生部によって前記セミリーン溶液から一部のCO2がさらに除去されたセミリーン溶液を貯留する第2の液貯留部からセミリーン溶液を外部に抜出し、該抜出したセミリーン溶液を前記抜出した位置よりも下段側で前記第3段再生部の上部に供給する供給位置に供給する第2のセミリーン溶液抜出ラインと、
    前記第2のセミリーン溶液抜出ラインの供給位置と、前記第1のリッチ溶液分岐ラインの供給位置とが同一高さであり、前記吸収液再生塔内に前記セミリーン溶液と分岐したリッチ溶液とが混合する第2の混合部と、
    前記リーン溶液を前記吸収液再生塔の底部から前記CO2吸収塔に供給するリーン溶液供給ラインを有し、前記リーン溶液供給ラインの前記吸収液再生塔の底部と前記リッチ・リーン溶液熱交換器との間に設けられ、前記リーン溶液供給ラインと前記第1のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第1のリーン・セミリーン溶液熱交換器と、
    前記リーン溶液供給ラインと前記第2のセミリーン溶液抜出ラインとの交差部に、前記リーン溶液と前記セミリーン溶液とを熱交換する第2のリーン・セミリーン溶液熱交換器と、を具備することを特徴とするCO2回収装置。
  11. CO2を含有するCO2含有排ガスとCO2吸収液とを接触させて、前記CO2含有排ガスからCO2を除去するCO2吸収塔と、CO2を吸収したCO2吸収液であるリッチ溶液からCO2を分離してCO2吸収液をリーン溶液として再生する吸収液再生塔とを用い、前記吸収液再生塔でCO2が除去されたCO2吸収液を前記CO2吸収塔で循環再利用するCO2回収方法であって、
    前記吸収液再生塔から供給された前記リーン溶液が前記CO2吸収塔から供給された全ての前記リッチ溶液と最初に熱交換する第1の熱交換段階と、
    前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部、及び該リッチ溶液供給部の下側に位置する側壁に供給するために、前記第1の熱交換段階で熱交換されたリッチ溶液を分岐する段階と、
    前記側壁の供給位置に供給する分岐したリッチ溶液を、熱交換により予熱する第2の熱交換段階と、を有し、
    前記第1の熱交換段階で熱交換されたリッチ溶液を分岐する段階において、
    前記吸収液再生塔の頂部側のリッチ溶液供給部から供給されCO2が一部除去されたリッチ溶液の温度と、
    前記吸収液再生塔の側壁から供給された分岐したリッチ溶液の温度とが、同一、またはCO2が一部除去されたリッチ溶液の温度の方が高い温度となるように、前記第2の熱交換段階で熱交換されるリッチ溶液の分岐量を調整することを特徴とするCO2回収方法。
  12. 請求項11において、
    前記側壁に供給されるリッチ溶液を予熱する熱媒体が、前記吸収液再生塔からの蒸気凝縮水であることを特徴とするCO2回収方法。
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