JP7011731B2 - Ｃｏ２回収装置及びｃｏ２回収方法 - Google Patents

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Description

本開示は、ＣＯ２回収装置及びＣＯ２回収方法に関する。
近年、排ガスとＣＯ２吸収液とをＣＯ２回収装置内で気液接触させて、排ガス中のＣＯ２を回収する方法が精力的に研究されている。ＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液は、吸収液再生装置へと導かれ、ＣＯ２吸収液として再利用できるように再生される。
例えば、特許文献１には、吸収塔において排ガス中のＣＯ２を吸収した後のＣＯ２吸収液を再生するようにしたＣＯ２回収システムが記載されている。
引用文献１記載のＣＯ２回収システムでは、吸収塔から再生塔に導かれたＣＯ２吸収液は、再生塔において蒸気で加熱されることによりＣＯ２を含むガスを放出し、再生される。再生塔から放出されたガスは、凝縮水分配装置（還流水ドラム）において、ＣＯ２ガスと凝縮水とに分離される。この凝縮水の一部は、吸収塔にて、ＣＯ２が除去された排ガスから、該排ガスに同伴する吸収液を除去するための洗浄水の一部として利用されるようになっている。
米国特許第８５０１１３０号明細書
ところで、還流水ドラムの凝縮水は、吸収塔や再生塔においてガスに同伴される吸収剤等を除去するための洗浄液として用いることがあるから、凝縮水中の吸収剤濃度は高くないことが望ましい。
一方、洗浄液としての凝縮水の供給先や供給量によっては、特に、低負荷時などで凝縮水発生量が低下する場合、外部から水を供給する必要が生じることがあり、この場合、装置内の水バランスを維持するために装置内における水の蒸発量を増加させる必要が生じ、ＣＯ２回収装置の運転効率の低下をまねく場合がある。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、運転効率を向上可能な、ＣＯ２回収装置及びＣＯ２回収方法を提供することを目的とする。
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るＣＯ２回収装置は、
吸収剤を含有するＣＯ２吸収液に排ガス中のＣＯ２を吸収させるように構成された吸収塔と、
前記吸収塔からの前記ＣＯ２吸収液を再生するための再生塔と、
前記再生塔から放出されるＣＯ２含有ガスをＣＯ２ガスと凝縮水とに分離するための還流水ドラムと、
前記再生塔の気相部内に設けられ、前記還流水ドラムからの前記凝縮水、または、前記凝縮水由来の水を少なくとも含む第１洗浄液により、前記気相部を流通するＣＯ２含有ガスに含まれる前記吸収剤を除去するように構成された第１洗浄部と、
前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、前記第１洗浄液の前記第１洗浄部への供給量を調節するように構成された制御部と、
を備える。
還流水ドラムの凝縮水は、洗浄対象のガスから吸収剤を除去するための洗浄液として用いられることから、該凝縮水中の吸収剤濃度は高くないことが望ましい。一方、再生塔では、再生塔内の液量を適正範囲内に維持するために、液体の蒸発のための熱が必要であるため、再生塔内の液量の維持に必要な熱量（例えば蒸気等）の削減の観点から、洗浄液として再生塔の洗浄部に供給される凝縮水の供給量はなるべく少ないほうが望ましい。
この点、上記（１）の構成では、凝縮水中の吸収剤濃度が規定値以下に維持されるように、凝縮水を含む第１洗浄液の第１洗浄部への供給量を調節するようにしたので、第１洗浄部に供給される第１洗浄液中の吸収剤濃度の高まりを抑制しながら、第１洗浄部への第１洗浄液の供給量（すなわち凝縮水の供給量）を少なく抑え、再生塔内の液体の蒸発に必要な熱を削減することができる。よって、上記（１）の構成によれば、ＣＯ２回収装置の運転効率を向上させることができる。
また、還流水ドラム中の凝縮水を洗浄液として第１洗浄部で用いたとき、凝縮水中の吸収剤濃度が大きいほど、洗浄後のＣＯ２含有ガス中に含まれる蒸気圧分の吸収剤濃度が大きくなる。この点、上記（１）の構成では、凝縮水中の吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるようにしたので、第１洗浄部で洗浄した後のＣＯ２含有ガス中の吸収剤濃度が高まるのを抑制することができる。その結果、還流水ドラムの気相部から取り出される製品ＣＯ２中の吸収剤濃度を低く抑えることができる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記ＣＯ２回収装置は、
前記凝縮水の少なくとも一部を前記第１洗浄液として前記第１洗浄部に供給するための第１供給ラインと、
前記第１供給ラインに設けられ、該第１供給ラインから前記第１洗浄部に供給する前記凝縮水の流量を調節するための第１弁と、をさらに備え、
前記制御部は、前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように前記第１弁の開度を調節するように構成される。
上記（２）の構成によれば、第１弁の開度の調節により、第１洗浄部に供給する第１洗浄液としての凝縮水の流量を調節することで、凝縮水中の吸収剤の濃度を規定値以下に維持することができる。また、凝縮水中の吸収剤の濃度が規定値以下に維持される範囲内において、第１洗浄液の第１洗浄部への供給量がなるべく少なくなるように上述の第１弁の開度を調節することで、再生塔内の液体の蒸発に必要な熱を削減することができる。
よって、上記（２）の構成によれば、ＣＯ２回収装置の運転効率を向上させることができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記ＣＯ２回収装置は、
前記吸収塔の気相部内に設けられ、前記ＣＯ２吸収液と接触後の前記排ガスに含まれる前記吸収剤を第２洗浄液により除去するように構成された第２洗浄部と、
前記凝縮水の少なくとも一部を前記第２洗浄液として前記第２洗浄部に供給するための第２供給ラインと、
前記第２供給ラインに設けられ、前記第２洗浄部に供給する前記凝縮水の流量を調節するための第２弁と、をさらに備え、
前記制御部は、前記還流水ドラムの液位が規定範囲内となるように前記第２弁の開度を調節するように構成される。
上記（３）の構成によれば、還流水ドラムの液位が規定範囲内となるように、第２弁の開度調節により凝縮水の第２洗浄部への供給量を調節するようにしたので、凝縮水を第２洗浄水として有効利用しながら、還流水ドラムの水位を適切に調節することができる。よって、運転効率向上が可能なＣＯ２回収装置の運転を継続的に行うことができる。
また、上記（３）の構成によれば、吸収剤濃度が規定値以下に管理された還流水ドラムの凝縮水を洗浄液として第２洗浄部に供給するようにしたので、第２洗浄部で洗浄後の排ガス中の吸収剤濃度を低く維持することができる。よって、吸収塔から排出される排ガス中の吸収剤濃度を低減することができる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記ＣＯ２回収装置は、
前記第２洗浄部の液相貯留部に貯留された前記第２洗浄液の一部を前記第１洗浄液として前記第１洗浄部に戻すための返送ラインと、
前記返送ラインに設けられ、該返送ラインから前記第１洗浄部に戻す前記第２洗浄液の流量を調節するための返送量調節弁と、をさらに備え、
前記制御部は、前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、前記返送量調節弁の開度を調節するように構成される。
上記（４）の構成によれば、返送量調節弁の開度の調節により、第１洗浄部に戻す第１洗浄液としての第２洗浄液の流量を調節することで、凝縮水中の吸収剤の濃度を規定値以下に維持することができる。また、凝縮水中の吸収剤の濃度が規定値以下に維持される範囲内において、第１洗浄液の第１洗浄部への供給量がなるべく少なくなるように上述の返送量調節弁の開度を調節することで、再生塔内の液体の蒸発に必要な熱を削減することができる。
よって、上記（４）の構成によれば、ＣＯ２回収装置の運転効率を向上させることができる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記ＣＯ２回収装置は、
前記吸収塔の気相部内において、前記第２洗浄部よりも前記排ガスの流れの上流側に設けられ、前記ＣＯ２吸収液と接触後の前記排ガスに含まれる前記吸収剤を第３洗浄液により除去するように構成された第３洗浄部と、
前記返送ラインの前記第２洗浄液の一部を前記第３洗浄液として前記第３洗浄部に供給するための分岐ラインと、
前記分岐ラインに設けられ、該分岐ラインから前記第３洗浄部に供給される前記第３洗浄液の流量を調節するための第３弁と、をさらに備え、
前記制御部は、前記第２洗浄部の前記液相貯留部の液位が規定範囲内となるように前記第３弁の開度を調節するように構成される。
上記（５）の構成によれば、第２洗浄部の液相貯留部の液位が規定範囲内となるように、第３弁の開度調節により第３洗浄液の第３洗浄部への供給量を調節するようにしたので、第２洗浄部の洗浄に用いた後の第２洗浄水を再度有効利用しながら、上述の液相貯留部の水位を適切に調節することができる。よって、ＣＯ２回収装置を適切に運転することができる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記ＣＯ２回収装置は、
前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度の指標としての前記凝縮水の物性値を検出するためのセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記センサからの信号に基づいて、前記第１洗浄液の前記第１洗浄部への供給量を調節するように構成される。
上記（６）の構成によれば、センサにより凝縮水中の吸収液の濃度の指標となる該凝縮水の物性値を取得するようにしたので、センサにより検出された物性値に基づいて、第１洗浄液の第１洗浄部への供給量を適切に調節することができる。
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記センサは、前記指標として前記凝縮水のｐＨを検出するように構成されたｐＨ計、前記指標として前記凝縮水の電気伝導度を検出するように構成された電気伝導度計、又は、前記指標として前記凝縮水の比抵抗を検出するように構成された比抵抗計を含む。
上記（７）の構成によれば、ｐＨ計、電気電導度計又は比抵抗計等のセンサを用いた簡素な構成により、上記（１）で述べたように、ＣＯ２回収装置の運転効率を向上させることができる。
（８）本発明の少なくとも一実施形態に係るＣＯ２回収方法は、
吸収塔において、吸収剤を含有するＣＯ２吸収液に排ガス中のＣＯ２を吸収させるステップと、
前記吸収塔からの前記ＣＯ２吸収液を再生塔に導き、該再生塔において前記ＣＯ２吸収液を再生するステップと、
前記再生塔から放出されるＣＯ２含有ガスを還流水ドラムに導き、該還流水ドラムにおいて前記ＣＯ２含有ガスをＣＯ２ガスと凝縮水とに分離するステップと、
前記再生塔の気相部内に設けられた第１洗浄部に、前記還流水ドラムからの前記凝縮水、または、前記凝縮水由来の水を少なくとも含む第１洗浄液を供給し、前記気相部を流通するＣＯ２含有ガスに含まれる前記吸収剤を除去するステップと、
前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、前記第１洗浄液の前記第１洗浄部への供給量を調節するステップと、
を備える。
上記（８）の方法では、凝縮水中の吸収剤濃度が規定値以下に維持されるように、凝縮水を含む第１洗浄液の第１洗浄部への供給量を調節するようにしたので、第１洗浄部に供給される第１洗浄液中の吸収剤濃度の高まりを抑制しながら、第１洗浄部への第１洗浄液の供給量（すなわち凝縮水の供給量）を少なく抑え、再生塔内の液体の蒸発に必要な熱を削減することができる。よって、上記（８）の方法によれば、ＣＯ２回収の効率を向上させることができる。
また、上記（８）の方法では、凝縮水中の吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるようにしたので、第１洗浄部で洗浄した後のＣＯ２含有ガス中の吸収剤濃度が高まるのを抑制することができる。その結果、還流水ドラムの気相部から取り出される製品ＣＯ２中の吸収剤濃度を低く抑えることができる。
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の方法は、
前記凝縮水の少なくとも一部を前記第１洗浄液として第１供給ラインを介して前記第１洗浄部に供給するステップと、
前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、前記第１供給ラインから前記第１洗浄部に供給する前記凝縮水の流量を調節するステップと、
を備える。
上記（９）の方法によれば、第１洗浄部に供給する第１洗浄液としての凝縮水の流量を調節することで、凝縮水中の吸収剤の濃度を規定値以下に維持することができる。また、凝縮水中の吸収剤の濃度が規定値以下に維持される範囲内において、第１洗浄液の第１洗浄部への供給量がなるべく少なくなるように該供給量を調節することで、再生塔内の液体の蒸発に必要な熱を削減することができる。
よって、上記（９）の方法によれば、ＣＯ２回収の効率を向上することができる。
（１０）幾つかの実施形態では、上記（８）又は（９）の方法は、
前記吸収塔の気相部内に設けられた第２洗浄部に第２洗浄液を供給し、前記ＣＯ２吸収液と接触後の前記排ガスに含まれる前記吸収剤を除去するステップと、
前記凝縮水の少なくとも一部を前記第２洗浄液として第２供給ラインを介して前記第２洗浄部に供給するステップと、
前記還流水ドラムの液位が規定範囲内となるように、前記第２洗浄部に供給する前記凝縮水の流量を調節するステップと、
を備える。
上記（１０）の方法によれば、還流水ドラムの液位が規定範囲内となるように、凝縮水の第２洗浄部への供給量を調節するようにしたので、凝縮水を第２洗浄水として有効利用しながら、還流水ドラムの水位を適切に調節することができる。よって、効率的なＣＯ２回収を継続的に行うことができる。
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の方法は、
前記第２洗浄部の液相貯留部に貯留された前記第２洗浄液の一部を前記第１洗浄液として返送ラインを介して前記第１洗浄部に戻すステップと、
前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、前記返送ラインから前記第１洗浄部に戻す前記第２洗浄液の流量を調節するステップと、
を備える。
上記（１１）の方法によれば、第１洗浄部に戻す第１洗浄液としての第２洗浄液の流量を調節することで、凝縮水中の吸収剤の濃度を規定値以下に維持することができる。また、凝縮水中の吸収剤の濃度が規定値以下に維持される範囲内において、第１洗浄液の第１洗浄部への供給量がなるべく少なくなるように該供給量を調節することで、再生塔内の液体の蒸発に必要な熱を削減することができる。
よって、上記（１１）の方法によれば、ＣＯ２回収の効率を向上することができる。
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）の方法は、
前記吸収塔の気相部内において、前記第２洗浄部よりも前記排ガスの流れの上流側に設けられた第３洗浄部に第３洗浄液を供給し、前記ＣＯ２吸収液と接触後の前記排ガスに含まれる前記吸収剤を除去するステップと、
前記返送ラインの前記第２洗浄液の一部を分岐ラインを介して前記第３洗浄液として前記第３洗浄部に供給するステップと、
前記第２洗浄部の前記液相貯留部の液位が規定範囲内となるように、前記分岐ラインから前記第３洗浄部に供給される前記第３洗浄液の流量を調節するステップと、
を備える。
上記（１２）の方法によれば、第２洗浄部の液相貯留部の液位が規定範囲内となるように、第３洗浄液の第３洗浄部への供給量を調節するようにしたので、第２洗浄部の洗浄に用いた後の第２洗浄水を再度有効利用しながら、上述の液相貯留部の水位を適切に調節することができる。よって、ＣＯ２回収を適切に行うことができる。
（１３）幾つかの実施形態では、上記（８）乃至（１２）の何れかの方法は、
前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度の指標としての前記凝縮水の物性値を検出するステップを備え、
前記第１洗浄液の供給量を調節するステップでは、前記検出するステップでの前記物性値の検出結果に基づいて、前記第１洗浄液の前記第１洗浄部への供給量を調節する。
上記（１３）の方法によれば、凝縮水中の吸収液の濃度の指標となる該凝縮水の物性値を取得するようにしたので、検出された物性値に基づいて、第１洗浄液の第１洗浄部への供給量を適切に調節することができる。
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の方法において、
前記検出するステップでは、前記指標として、前記凝縮水のｐＨ、前記凝縮水の電気伝導度、又は、前記凝縮水の比抵抗を検出する。
上記（１４）の方法によれば、ｐＨ計、電気電導度計又は比抵抗計等のセンサを用いた簡素な構成により、上記（８）で述べたように、ＣＯ２回収の効率を向上させることができる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、運転効率を向上可能な、ＣＯ２回収装置及びＣＯ２回収方法を提供することを目的とする。
一実施形態に係るＣＯ２回収装置の構成を示す概略図である。 一実施形態に係るＣＯ２回収装置の構成を示す概略図である。 一実施形態に係るＣＯ２回収装置の構成を示す概略図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図１～図３は、それぞれ、本発明の一実施形態に係るＣＯ２回収装置の構成を示す概略図である。図１～図３に示すＣＯ２回収装置１は、発電設備や工場等から排出された排ガスからＣＯ２を回収するための装置である。同図に示すように、ＣＯ２回収装置１は、排ガスを前処理するための脱硫塔２と、排ガス中のＣＯ２を吸収液に吸収させるための吸収塔４と、ＣＯ２を吸収した吸収液を再生するための再生塔６と、再生塔６からの放出ガスをＣＯ２ガスと凝縮水とに分離し、凝縮水を再生塔６に還流させるように構成された還流水ドラム８と、を備えている。
脱硫塔２は、処理対象の排ガス中の硫黄酸化物を除去するための脱硫部１４と、脱硫塔２内を上昇するガスに同伴する液滴を除去するためのデミスタ２０と、循環ライン１６と、循環ライン１６に設けられた冷却器１８と、を含む。
工場等からの排ガスは、排ガス導入ライン１２を介して脱硫塔２に導入されるようになっている。脱硫塔２に導入された排ガスは、脱硫部１４において、脱硫吸収液と接触することにより硫黄分が除去されるとともに、冷却器１８で冷却された液体によって冷却される。脱硫部１４を通過した排ガスは、該排ガスに同伴する液滴がデミスタ２０により除去された後、脱硫塔２の塔頂部に設けられたガス排出ライン２２を介して脱硫塔２から排出され、吸収塔４送られる。
吸収塔４は、排ガス中のＣＯ２ガスを吸収する吸収部２４と、吸収部２４の上方に設けられ、ＣＯ２ガス除去後の排ガスを水洗する洗浄部２６，２８と、洗浄部２６，２８の上方にそれぞれ設けられ、排ガス中のミストを除去するデミスタ３４，３６と、を備えている。
吸収部２４には、再生塔６の塔底部に貯留された吸収液が、リーン液ライン６０を介して供給されるようになっている。吸収塔４に流入した排ガスは、吸収塔４の塔底部側から吸収塔４内を上方に流れていき、吸収部２４へと流れ込み、吸収部２４において、該吸収部２４の上方から供給されるＣＯ２吸収液と対向流接触するようになっている。
吸収部２４は、ＣＯ２吸収液と排ガスとの気液接触を促進させるものであれば特に限定されないが、例えば、任意の材質の充填物が充填された充填層によって形成されてもよいし、１段以上のトレイによって構成されてもよい。
ＣＯ２吸収液に含まれるＣＯ２吸収剤の種類は特に限定されないが、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンに代表されるアルカノールアミンや、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及水酸化カルシウム等のアミン以外の各種アルカリ水溶液を使用することができる。
吸収部２４における反応により、排ガス中のＣＯ２ガスは、ＣＯ２吸収液に吸収される。例えば、ＣＯ２吸収剤としてアミンを用いる場合、ＣＯ２ガスの吸収反応は、Ｒ－ＮＨ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→Ｒ－ＮＨ３ＨＣＯ３の反応式によって表される。この吸収反応の結果、吸収部２４を通過した排ガスのＣＯ２ガスは、ほとんど除去される。
吸収部２４において排ガス中のＣＯ２ガスと反応したＣＯ２吸収液は、吸収塔４の塔底部に下降し、該塔底部に貯留される。この吸収塔４の塔底部に貯留されたＣＯ２吸収液は、後述する再生塔６の塔底部に貯留されるＣＯ２吸収液に比べてＣＯ２濃度が高いリッチ吸収液である。
一方、吸収部２４におけるＣＯ２吸収液との接触によりＣＯ２ガスが除去された後の排ガスは、吸収塔４内を塔頂部に向かってさらに上昇する。
吸収部２４を通過後の排ガスには、排ガスの温度における飽和蒸気圧の関係から、ＣＯ２吸収剤が含まれる。このため、吸収部２４を通過後の排ガスに含まれたＣＯ２吸収剤を回収するため、吸収部２４の上方に位置する洗浄部２６，２８において、排ガスを水洗するようになっている。
洗浄部２６，２８は、吸収塔４の塔頂側に設けられる第２洗浄部２８と、第２洗浄部２８よりも下方に(即ち排ガス流れ方向の上流側に)位置する第３洗浄部２６と、を含む。第２洗浄部２８及び第３洗浄部２６は、吸収塔４の気相部に設けられている（即ち、吸収塔４において液だまりが形成される塔底部よりも上方に設けられている。）。
第２洗浄部２８及び第３洗浄部２６には、それぞれ、洗浄液循環ライン４４，４０からの洗浄液（それぞれ、第２洗浄液及び第３洗浄液）が上方から供給されるようになっている。洗浄液循環ライン４４，４０には、洗浄液を循環させるための循環ポンプ（不図示）がそれぞれ設けられていてもよい。また、洗浄液循環ライン４４，４０には、洗浄液を冷却するための冷却部（例えば図１～図３に示す冷却器４２）がそれぞれ設けられていてもよい。
第２洗浄部２８及び第３洗浄部２６の下方には、チムニートレイ３２，３０がそれぞれ設けられている。チムニートレイ３２，３０は、開口部を介して下方から上方へと気体を通過させるが、上方から下方へは液体を通過させないように構成されている。
吸収塔４内を上昇する排ガスは、吸収部２４を通った後、チムニートレイ３０の開口部を介して第３洗浄部２６へと上昇する。
第３洗浄部２６において、上昇してきた排ガスと、洗浄液循環ライン４０から供給された第３洗浄液が気液接触することにより、排ガス中のＣＯ２吸収剤が第３洗浄液に溶解する。
第３洗浄部２６にて排ガスを洗浄した後の第３洗浄液は、第３洗浄部２６から降下し、チムニートレイ３０に貯留される。チムニートレイ３０に貯留された第３洗浄液は、循環ポンプによって、洗浄液循環ライン４０を介して循環されて、再び、第３洗浄部２６の上方から第３洗浄部２６に向けて供給される。
第３洗浄部２６でＣＯ２吸収剤が除去された排ガスは、さらに吸収塔４内を上昇し、デミスタ３４を通過する。デミスタ３４では、排ガス中のミストが捕捉される。
第３洗浄部２６での洗浄により、排ガスからは大部分のＣＯ２吸収剤が除去されるが、第３洗浄部２６通過後の排ガス中になお残存するＣＯ２吸収剤を、第３洗浄部２６の上方に設けられた第２洗浄部２８で除去するようになっている。
第２洗浄部２８では、該第２洗浄部２８の上方から供給される第２洗浄液により、排ガス中に残存するＣＯ２吸収剤を除去するようになっている。
第２洗浄部２８での排ガスの洗浄は、第３洗浄部２６での排ガスの洗浄と同様であるので、詳細な説明を省略する。
第２洗浄部２８でＣＯ２吸収剤が除去された排ガスは、さらに吸収塔４内を上昇し、デミスタ３６を通過し、この際、排ガス中のミストが捕捉される。このようにしてミストが除去された排ガスは、吸収塔４の塔頂部３８より外部へ排出される。
なお、図１～図３において、吸収塔４は、第２洗浄部２８及び第３洗浄部２６を含む２段の洗浄部を備えているが、吸収塔４の洗浄部は１段であってもよく、３段以上の洗浄部を備えていてもよい。
吸収塔４に複数段の洗浄部が設けられる場合、複数の洗浄部のうち、塔頂側に設けられる洗浄部が第２洗浄部２８であり、第２洗浄部２８よりも下方（排ガス流れの上流側）に設けられる洗浄部が第３洗浄部２６である。
吸収塔４の塔底部に貯留されたリッチ吸収液は、リッチ液ライン４６を介して、吸収塔４から再生塔６に供給されるようになっている。なお、リッチ液ライン４６には、リッチ液を吸収塔４の塔底部から再生塔６に向けて送給するための送給ポンプ（不図示）が設けられていてもよい。また、図１～図３に示すように、リッチ液ライン４６には、リッチ液ライン４６を流れるリッチ吸収液と、後述するリーン液ライン６０を流れるリーン吸収液とを熱交換するための熱交換器４８が設けられていてもよい。比較的高温のリーン吸収液との熱交換によりリッチ吸収液を加熱することで、後述する再生塔６での吸収液の再生を促進することができる。
再生塔６は、リッチ吸収液からＣＯ２ガスを放出させる放出部５０と、放出したＣＯ２ガスを還流水で洗浄する第１洗浄部５２と、を備える。
放出部５０は、充填材を有しており、リッチ液ライン４６からのリッチ吸収液が上方から供給されるようになっている。
リッチ吸収液は、放出部５０において、後述する飽和蒸気により加熱されることによりＣＯ２ガスを放出し、相対的にＣＯ２の含有率が低いリーン吸収液となる。
放出部５０の下方には、リーン吸収液を受け止めるチムニートレイ５４が設けられている。
チムニートレイ５４に受け止められたリーン吸収液は、リボイラライン５６を通ってリボイラライン５６上に設けられる再生加熱器（リボイラ）５８に導かれる。
再生加熱器５８には、加熱媒体（例えば、飽和蒸気）を再生加熱器５８に供給するためのライン５９が設けられている。再生加熱器５８において加熱媒体と熱交換して加熱されたリーン吸収液は、少なくとも一部が飽和蒸気に相変化し、気液混相状態でリボイラライン５６によりチムニートレイ５４の下部に導かれる。こうして、再生加熱器５８によって生成された飽和蒸気は、チムニートレイ５４を介して、再生塔６内を放出部５０へと上昇する。
一方、リボイラライン５６を介してチムニートレイ５４の下部に導かれたリーン吸収液（再生加熱器５８において相変化しなかったリーン吸収液）は、再生塔６の塔底部に貯留される。このリーン吸収液は、再生塔６の塔底部からリーン液ライン６０より抜き出され、リーン液ライン６０に設けられた送給ポンプ（不図示）によって、吸収塔４の吸収部２４に供給される。このようにして吸収塔４に戻されたリーン吸収液は、上述したＣＯ２吸収液として再利用される。なお、リーン液ライン６０には、リーン吸収液を冷却するための冷却器６２が設けられていてもよい。
一方、放出部５０でリッチ吸収液から放出されたＣＯ２ガスは、再生塔６内において放出部５０の上方に設けられた第１洗浄部５２へと向かう。第１洗浄部５２では、上述のＣＯ２ガスと、第１洗浄液とが気液接触することにより、該ＣＯ２ガスから吸収剤が除去されるように構成されている。
第１洗浄部５２は、再生塔６の気相部に設けられている。すなわち、第１洗浄部５２は、即ち、再生塔６において液だまりが形成される塔底部よりも上方に設けられている。
第１洗浄部５２は、上述のＣＯ２ガスと第１洗浄液との気液接触を促進させるものであれば特に限定されない。
例えば、第１洗浄部５２は、１段以上のトレイを含んでいてもよい。この場合、１段以上のトレイの各々に第１洗浄液が流れるようになっており、該第１洗浄液と、放出部５０で放出されたＣＯ２ガスがトレイの各段で気液接触するように構成されていてもよい。
あるいは、第１洗浄部５２は、充填層を含んでおり、該充填層において、ＣＯ２吸収液と排ガスとが気液接触されるように構成されていてもよい。
第１洗浄部５２を通ったＣＯ２ガスは、再生塔６の塔頂部から放出され、ＣＯ２ガスライン６４へと導かれる。ＣＯ２ガスライン６４上にはコンデンサ６６が設けられており、該コンデンサ６６において、ＣＯ２ガスが冷却されて、ＣＯ２ガス中の水蒸気が凝縮される。
コンデンサ６６を通過後のＣＯ２ガスは、ＣＯ２ガスライン６４の出口側に設けられた還流水ドラム８に導かれる。
還流水ドラム８は、再生塔６からの放出ガス（ＣＯ２含有ガス）を、ＣＯ２ガスと凝縮水とに分離するように構成されている。
還流水ドラム８で分離された凝縮水は、還流水ドラム８の塔底部に貯留される。この凝縮水は、後述するように、再生塔６の第１洗浄部５２又は吸収塔４の第２洗浄部２８に第１洗浄液又は第２洗浄液として供給されるようになっている。還流水ドラム８からの凝縮水は、ポンプを用いて、第１洗浄部５２又は第２洗浄部２８に送給されるようになっていてもよい。
なお、還流水ドラム８で分離された凝縮水の一部が、第１洗浄部５２や第２洗浄部２８以外の需要先に供給されるようになっていてもよい。例えば、上述の凝縮水の一部は、各種循環ポンプにメカニカルシール水として供給されてもよく、あるいは、吸収液中に蓄積した劣化物等を分離除去するためのリクレーミング装置に処理水として供給されるようになっていてもよい。
一方、還流水ドラム８で分離されたＣＯ２ガスは、還流水ドラム８の塔頂部に接続された回収ライン６８を介して還流水ドラム８から放出され、回収ライン６８に設けられたコンプレッサ１０で圧縮された後、製品ＣＯ２として系外に取り出されるようになっている。
図１及び図３に示す例示的な実施形態では、ＣＯ２回収装置１は、還流水ドラム８と再生塔６との間に設けられる第１供給ライン７０を有し、該第１供給ライン７０を介して、還流水ドラム８からの凝縮水の少なくとも一部が第１洗浄液として第１洗浄部５２に供給されるようになっている。
また、第１供給ライン７０には第１弁７２が設けられており、該第１弁７２の開度を調節することで、第１供給ライン７０から第１洗浄部５２に供給される凝縮水（第１洗浄水）の流量を調節できるようになっている。
図１～図３に示す例示的な実施形態では、ＣＯ２回収装置１は、還流水ドラム８と吸収塔４の間に設けられた第２供給ライン７４を有し、該第２供給ライン７４を介して、還流水ドラム８からの凝縮水の少なくとも一部が第２洗浄液として第２洗浄部２８に供給されるようになっている。図１～図３において、第２供給ライン７４は、第２洗浄部２８に洗浄液を供給するための洗浄液循環ライン４４に接続されており、第２供給ライン７４からの凝縮水は、洗浄液循環ライン４４を介して、第２洗浄部２８に供給されるようになっている。
また、第２供給ライン７４には第２弁７６が設けられており、該第２弁７６の開度を調節することで、第２供給ライン７４から第２洗浄部２８に供給される凝縮水（第２洗浄液）の流量を調節できるようになっている。
図２及び図３に示す例示的な実施形態では、ＣＯ２回収装置１は、吸収塔４と再生塔６との間に設けられた返送ライン８４を有し、該返送ライン８４を介して、第２洗浄部２８の液相貯留部（チムニートレイ３２）に貯留された第２洗浄液の一部が上述の第１洗浄液として第１洗浄部５２に戻されるようになっている。なお、チムニートレイ３２に貯留された第２洗浄液は、第２供給ライン７４を介して第２洗浄部２８に供給された凝縮水を含んでいる。よって、返送ライン８４を介して第１洗浄部５２に戻される第２洗浄液は、凝縮水由来の水を含むものである。
また、返送ライン８４には返送量調節弁８６が設けられており、該返送量調節弁８６の開度を調節することで、返送ライン８４から第１洗浄部５２に戻す（供給する）第２洗浄液の流量を調節できるようになっている。
また、図２及び図３に示す例示的な実施形態では、ＣＯ２回収装置１は、返送ライン８４の第２洗浄液の一部を第３洗浄液として第３洗浄部２６に供給するための分岐ライン８０を有している。
分岐ライン８０には第３弁８２が設けられており、該第３弁の開度を調節することで、分岐ライン８０から第３洗浄部２６に供給される第３洗浄液の流量を調節できるようになっている。
なお、図１～図３に示す例示的な実施形態では、第２供給ライン７４は、洗浄液循環ライン４４に接続されており、洗浄液循環ライン４４を介して第２洗浄液が第２洗浄部２８に供給されるようになっているが、他の実施形態では、第２供給ライン７４は、洗浄液ライン４４を介さずに第２洗浄液を第２洗浄部２８に供給するようになっていてもよい。例えば、第２供給ライン７４は、直接吸収塔４に接続されており、第２供給ライン７４からの第２洗浄液が、第２洗浄部２８に直接供給されるようになっていてもよい。
また、図２～図３に示す例示的な実施形態では、返送ライン８４から分岐して分岐ライン８０が設けられているが、他の実施形態では、返送ライン８４と分岐ライン８０とは、独立して設けられていてもよい。例えば、返送ライン８４は、一端が吸収塔４に接続されるとともに他端が再生塔６に接続され、吸収塔４の液相貯留部（チムニートレイ３２）に貯留された第２洗浄液を再生塔６の第１洗浄部５２に戻すように構成されていてもよい。この場合、分岐ライン８０は、洗浄液循環ライン４４からの第２洗浄液を、洗浄液循環ライン４０に供給するように構成されていてもよい。
また、図１～図３に示す例示的な実施形態において、ＣＯ２回収装置１には、還流水ドラム８で分離された凝縮水中の吸収剤の濃度の指標となる該凝縮水の物性値を検出するためのセンサ９２が設けられている。該センサ９２は、検出結果を電気信号として後述する制御部（不図示）に送るように構成されている。
このセンサ９２は、凝縮水中の吸収剤の濃度指標として凝縮水のｐＨを検出するように構成されたｐＨ計、上述の指標として凝縮水の電気伝導度を検出するように構成された電気伝導度計、又は、上述の指標として凝縮水の比抵抗を検出するように構成された比抵抗計を含んでいてもよい。
なお、凝縮水中の吸収剤濃度が大きいほど、凝縮水のｐＨ及び電気伝導度は大きくなる傾向があり、凝縮水の比抵抗は小さくなる傾向がある。
これらのセンサを用いることで、凝縮水中の吸収剤の濃度を計測する場合に比べて、簡易かつ迅速に凝縮水中の吸収剤濃度を概ね知ることができる。よって、以下に説明する凝縮水中の吸収剤濃度に基づくバルブの制御を迅速かつ適切に行うことができる。
なお、図１～図３において、センサ９２は、還流水ドラム８の直後に設けられているが、センサ９２を設ける位置はここに限られない。例えば、センサ９２は、第１供給ライン７０又は第２供給ライン７４に設けられていてもよく、あるいは、還流水ドラム８の液相部に設けられていてもよい。
また、図１～図３に示す例示的な実施形態において、還流水ドラム８には、該還流水ドラム８の液位を検出するための液位センサ９４が設けられている。
また、図１～図３に示す例示的な実施形態において、吸収塔４には、該吸収塔４の第２洗浄部２８の液相貯留部（チムニートレイ３２）の液位を検出するための液位センサ９６が設けられている。
液位センサ９４，９６は、検出結果を電気信号として後述する制御部（不図示）に送るように構成されている。
上述した構成を有するＣＯ２回収装置１は、さらに、以下に説明する第１制御部（不図示）を備えている。
なお、以下の説明に登場する制御部（第１制御部～第３制御部）は、それぞれ別個の制御装置として構成されていてもよく、あるいは、１つの制御装置が、第１制御部～第３制御部の制御内容を実行可能に構成されていてもよい。
上述の制御装置は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記録媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工や演算処理を実行することにより、各種機能が実現されるようになっている。
第１制御部は、凝縮水中の吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、第１洗浄液の第１洗浄部５２への供給量を調節するように構成される。
第１供給ライン７０及び第１弁７２を含む実施形態（例えば図１又は図３に示す実施形態）では、第１制御部は、センサ９２で検出される凝縮水中の吸収剤の濃度の指標が規定値以下に維持されるように、第１弁７２の開度を調節することで、第１洗浄液の第１洗浄部５２への供給量を調節するように構成される。
また、返送ライン８４及び返送量調節弁８６を含む実施形態（例えば図２又は図３に示す実施形態）では、第１制御部は、センサ９２で検出される凝縮水中の吸収剤の濃度の指標が規定値以下に維持されるように、返送量調節弁８６の開度を調節することで、第２洗浄液の第１洗浄部５２への供給量を調節するように構成される。
なお、第１供給ライン７０及び第１弁７２、並びに、返送ライン８４及び返送量調節弁８６の両方を含む実施形態（例えば図３に示す実施形態）では、第１制御部は、センサ９２で検出される凝縮水中の吸収剤の濃度の指標が規定値以下に維持されるように、第１弁７２及び返送量調節弁８６の開度を調節することで、第１洗浄液の第１洗浄部５２への供給量を調節するようになっていてもよい。
還流水ドラム８の凝縮水は、洗浄対象のガスから吸収剤を除去するための洗浄液として用いられることから、該凝縮水中の吸収剤濃度は高くないことが望ましい。一方、再生塔６では、再生塔６内の液量を適正範囲内に維持するために、液体の蒸発のための熱が必要であるため、再生塔６内の液量の維持に必要な熱量（例えば蒸気等）の削減の観点から、洗浄液として再生塔の洗浄部に供給される凝縮水の供給量はなるべく少ないほうが望ましい。
この点、上述の第１制御部を含む構成によれば、凝縮水中の吸収剤濃度が規定値以下に維持されるように、凝縮水を含む第１洗浄液の第１洗浄部５２への供給量を調節するようにしたので、第１洗浄部５２に供給される第１洗浄液中の吸収剤濃度の高まりを抑制しながら、第１洗浄部５２への第１洗浄液の供給量（すなわち凝縮水の供給量）を少なく抑え、再生塔６内の液体の蒸発に必要な熱（再生加熱器５８に供給する蒸気の量）を削減することができる。よって、ＣＯ２回収装置１の運転効率を向上させることができる。
また、還流水ドラム８中の凝縮水を洗浄液として第１洗浄部５２で用いたとき、凝縮水中の吸収剤濃度が大きいほど、洗浄後のＣＯ２含有ガス中に含まれる蒸気圧分の吸収剤濃度が大きくなる。この点、上述の実施形態では、凝縮水中の吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるようにしたので、第１洗浄部５２で洗浄した後のＣＯ２含有ガス中の吸収剤濃度が高まるのを抑制することができる。その結果、還流水ドラム８の気相部から取り出される製品ＣＯ２中の吸収剤濃度を低く抑えることができる。
幾つかの実施形態では、ＣＯ２回収装置１は、還流水ドラム８の液位が規定範囲内となるように第２弁７６の開度を調節するように構成された第２制御部（不図示）を備えていてもよい。
例えば、図１～図３に示す実施形態では、第２制御部は、還流水ドラム８に設けられた液位センサ９４の検出値が規定範囲内となるように、第２弁７６の開度を調節するようになっていてもよい。
上述の第２制御部を含む実施形態では、還流水ドラム８の液位が規定範囲内となるように、第２弁７６の開度調節により凝縮水の第２洗浄部２８への供給量を調節するようにしたので、凝縮水を第２洗浄水として有効利用しながら、還流水ドラム８の水位を適切に調節することができる。よって、効率的なＣＯ２回収装置１の運転を継続的に行うことができる。
また、第２洗浄部２８が設けられる吸収塔４では、通常、吸収塔４内の液体を蒸発させるために積極的に熱を与ることをしないから、第２洗浄部２８への洗浄水供給量が増えたとしても、これによってＣＯ２回収装置１の全体の水バランスを維持するための熱量は増加しない。よって、上述の実施形態によれば、第２洗浄部２８への凝縮水の供給量を調節することにより、効果的に、凝縮水ドラムの水位を調節することができる。
幾つかの実施形態では、ＣＯ２回収装置１は、第２洗浄部２８の液相貯留部（チムニートレイ３２）の液位が規定範囲内となるように、第３弁８２の開度を調節するように構成された第３制御部（不図示）を備えていてもよい。
例えば、図２及び図３に示す実施形態では、第３制御部は、チムニートレイ３２の液位を検出する液位センサ９６の検出値が規定範囲内となるように、第３弁８２の開度を調節するようになっていてもよい。
上述の第３制御部を含む実施形態によれば、第２洗浄部２８の液相貯留部（チムニートレイ３２）の液位が規定範囲内となるように、第３弁８２の開度調節により第３洗浄液の第３洗浄部２６への供給量を調節するようにしたので、第２洗浄部２８の洗浄に用いた後の第２洗浄水を再度有効利用しながら、上述の液相貯留部（チムニートレイ３２）の水位を適切に調節することができる。よって、ＣＯ２回収装置１を適切に運転することができる。
なお、図１に示す実施形態では、洗浄液循環ライン４４と洗浄液循環ライン４０との間に接続ライン８１が設けられ、洗浄液循環ライン４４を流れる洗浄液の一部が、接続ライン８１を介して、第３洗浄液として第３洗浄部２６に供給されるようになっている。また、接続ライン８１にバルブ８３が設けられ、バルブ８３の開度の調節により、接続ライン８１を介した第３洗浄部２６への第３洗浄液の供給量を調節可能になっている。
そして、第３制御部は、チムニートレイ３２の液位を検出する液位センサ９６の検出値が規定範囲内となるように、バルブ８３の開度を調節するようになっていてもよい。
この場合にも、上述したのと同様の効果を得ることができる。
なお、図３に示す例示的な実施形態では、第１弁７２と返送量調節弁８６の開度をそれぞれ調節することで、還流水ドラム８からの凝縮水の供給先を、第１洗浄部５２と、第２洗浄部２８とで切り替えることが可能である。
そして、ＣＯ２回収装置１の運転モード（例えば、通常負荷運転モードと低負荷運転モード等）に応じて上述のように凝縮水の供給先を切替えることで、ＣＯ２回収装置１のより効率的な運転が可能となる。
通常負荷運転モードに比べて、低負荷運転モードでは、ＣＯ２回収装置から取り出される製品ＣＯ２の量が減少するため、ＣＯ２回収装置１への排ガス供給量、系内を循環する吸収液量や、再生加熱器５８に供給する蒸気が減少し、還流水ドラム８で生じる水分量も減少する。
ここで、図３に示す実施形態との対比として、図１に示す実施形態において、低負荷運転モードとする場合、還流水ドラム８で生じる凝縮水が減少するから、第１洗浄部５２及び第２洗浄部２８に洗浄液として供給可能な凝縮水量は減少する。
なお、凝縮水をポンプのメカニカルシール水やリクレーミング装置の処理水として利用する場合には、これらの用途における凝縮水供給量は、低負荷運転時であっても通常運転時とほぼ変わらないため、なおさら、洗浄液として供給可能な凝縮水量は少なくなる。
そうすると、洗浄液としての供給可能量が限定された凝縮水を第１洗浄部５２と第２洗浄部２８の両方に供給することで、これらの洗浄部の両方において洗浄液量が不足してしまう場合がある。この場合、洗浄液として外部からの給水が必要となってしまい、運転コストが上昇してしまう。
これに対し、図３の実施形態では、通常運転時には、例えば、返送量調節弁８６を全閉としたうえで、凝縮水中の吸収剤濃度が規定値以下となる範囲で第１弁７２の開度を調節し、また、第２洗浄部２８の液相貯留部（チムニートレイ３２）の液位が規定範囲内となるように第２弁７６を調節することで、ＣＯ２回主装置１を効率的に運転することができる。
また、低負荷運転時には、第１弁７２を全閉とすることで、凝縮水のうち洗浄液として利用可能な量の全量が、第２供給ライン７４を介して第２洗浄部２８に供給される。また、凝縮水中の吸収剤濃度が規定値以下となる範囲で返送量調節弁８６の開度を調節することで、第２洗浄部２８を洗浄する第２洗浄液のうち必要十分な量を、返送ライン８４を介して第１洗浄部５２に供給することができる。
これにより、上述した図１の実施形態の場合に比べ、結果として多量の洗浄水を、第１洗浄部５２と第２洗浄部２８の両方に供給することができる。よって、低負荷運転時であっても洗浄水の不足を抑制することができ、外部注水の供給によるコスト増加を抑制することができる。よって、ＣＯ２回収装置の運転効率をより向上することができる。
次に、幾つかの実施形態に係るＣＯ２回収方法について述べる。
なお、以下で述べるＣＯ２回収方法は、上述したＣＯ２回収装置１を用いて行ってもよい。
幾つかの実施形態に係るに係るＣＯ２回収方法は、吸収塔４において、吸収剤を含有するＣＯ２吸収液に排ガス中のＣＯ２を吸収させるステップ（Ｓ１）と、吸収塔４からのＣＯ２吸収液を再生塔６に導き、該再生塔６においてＣＯ２吸収液を再生するステップ（Ｓ３）と、再生塔６から放出されるＣＯ２含有ガスを還流水ドラム８に導き、該還流水ドラム８においてＣＯ２含有ガスをＣＯ２ガスと凝縮水とに分離するステップ（Ｓ５）と、再生塔６の気相部内に設けられた第１洗浄部５２に、還流水ドラム８からの凝縮水、または、凝縮水由来の水を少なくとも含む第１洗浄液を供給し、前記気相部を流通するＣＯ２含有ガスに含まれる吸収剤を除去するステップ（Ｓ７）と、凝縮水中の吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、第１洗浄液の第１洗浄部５２への供給量を調節するステップ（Ｓ９）と、を備える。
上述の方法では、凝縮水中の吸収剤濃度が規定値以下に維持されるように、凝縮水を含む第１洗浄液の第１洗浄部５２への供給量を調節するようにしたので、第１洗浄部５２に供給される第１洗浄液中の吸収剤濃度の高まりを抑制しながら、第１洗浄部５２への第１洗浄液の供給量（すなわち凝縮水の供給量）を少なく抑え、再生塔６内の液体の蒸発に必要な熱（再生加熱器５８に供給する蒸気の量）を削減することができる。よって、上述の方法によれば、ＣＯ２回収の効率を向上させることができる。
また、上述の方法では、凝縮水中の吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるようにしたので、第１洗浄部５２で洗浄した後のＣＯ２含有ガス中の吸収剤濃度が高まるのを抑制することができる。その結果、還流水ドラム８の気相部から取り出される製品ＣＯ２中の吸収剤濃度を低く抑えることができる。
上述のステップＳ７では、凝縮水の少なくとも一部を第１洗浄液として第１供給ライン７０を介して第１洗浄部５２に供給するようにしてもよい。
また、ステップＳ９では、凝縮水中の吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、第１供給ライン７０から第１洗浄部５２に供給する凝縮水の流量を調節するようにしてもよい。
幾つかの実施形態では、吸収塔４の気相部内に設けられた第２洗浄部２８に第２洗浄液を供給し、ＣＯ２吸収液と接触後の排ガスに含まれる吸収剤を除去するステップ（Ｓ１１）と、凝縮水の少なくとも一部を第２洗浄液として第２供給ライン７４を介して第２洗浄部２８に供給するステップ（Ｓ１３）と、還流水ドラム８の液位が規定範囲内となるように、第２洗浄部２８に供給する凝縮水の流量を調節するステップ（Ｓ１５）と、を備えていてもよい。
このように、還流水ドラム８の液位が規定範囲内となるように、凝縮水の第２洗浄部２８への供給量を調節するようにすることにより、凝縮水を第２洗浄水として有効利用しながら、還流水ドラム８の水位を適切に調節することができる。よって、製品ＣＯ２中の吸収剤濃度の低減と、運転効率向上が可能なＣＯ２回収を継続的に行うことができる。
また、上述のステップＳ７では、第２洗浄部２８の液相貯留部（チムニートレイ３２）に貯留された第２洗浄液の一部を第１洗浄液として返送ライン８４を介して第１洗浄部５２に戻すようにしてもよい。
また、ステップＳ９では、凝縮水中の吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、返送ライン８４から第１洗浄部５２に戻す第２洗浄液の流量を調節するようにしてもよい。
幾つかの実施形態では、吸収塔４の気相部内において、第２洗浄部２８よりも排ガスの流れの上流側に設けられた第３洗浄部２６に第３洗浄液を供給し、ＣＯ２吸収液と接触後の排ガスに含まれる吸収剤を除去するステップ（Ｓ１７）と、返送ライン８４の第２洗浄液の一部を分岐ライン８０を介して第３洗浄液として第３洗浄部２６に供給するステップ（Ｓ１９）と、第２洗浄部２８の液相貯留部（チムニートレイ３２）の液位が規定範囲内となるように、分岐ライン８０から第３洗浄部２６に供給される第３洗浄液の流量を調節するステップ（Ｓ２１）と、を備えてもよい。
このように、第２洗浄部２８の液相貯留部（チムニートレイ３２）の液位が規定範囲内となるように、第３洗浄液の第３洗浄部２６への供給量を調節するようにしたので、第２洗浄部２８の洗浄に用いた後の第２洗浄水を再度有効利用しながら、上述の液相貯留部の水位を適切に調節することができる。よって、ＣＯ２回収を適切に行うことができる。
幾つかの実施形態では、凝縮水中の吸収剤の濃度の指標としての凝縮水の物性値を検出するステップ（Ｓ２３）を備えていてもよい。
そして、第１洗浄液の供給量を調節するステップＳ９では、検出するステップＳ２３での前記物性値の検出結果に基づいて、第１洗浄液の第１洗浄部５２への供給量を調節するようにしてもよい。
このように、凝縮水中の吸収液の濃度の指標となる該凝縮水の物性値を取得するようにすることで、検出された物性値に基づいて、第１洗浄液の第１洗浄部５２への供給量を適切に調節することができる。
上述の検出するステップＳ２３では、凝縮水中の吸収剤の濃度の指標として、前記凝縮水のｐＨ、凝縮水の電気伝導度、又は、凝縮水の比抵抗を検出するようにしてもよい。
これにより、ｐＨ計、電気電導度計又は比抵抗計等のセンサを用いた簡素な構成により、ＣＯ２回収の効率を向上させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
２ 脱硫塔
４ 吸収塔
６ 再生塔
８ 還流水ドラム
１０ コンプレッサ
１２ 排ガス導入ライン
１４ 脱硫部
１６ 循環ライン
１８ 冷却器
２０ デミスタ
２２ ガス排出ライン
２４ 吸収部
２６ 第３洗浄部
２８ 第２洗浄部
３０ チムニートレイ
３２ チムニートレイ
３４ デミスタ
３６ デミスタ
３８ 塔頂部
４０ 洗浄液循環ライン
４２ 冷却器
４４ 洗浄液循環ライン
４６ リッチ液ライン
４８ 熱交換器
５０ 放出部
５２ 第１洗浄部
５４ チムニートレイ
５６ リボイラライン
５８ 再生加熱器
５９ ライン
６０ リーン液ライン
６２ 冷却器
６４ ＣＯ２ガスライン
６６ コンデンサ
６８ 回収ライン
７０ 第１供給ライン
７２ 第１弁
７４ 第２供給ライン
７６ 第２弁
８０ 分岐ライン
８１ 接続ライン
８２ 第３弁
８３ バルブ
８４ 返送ライン
８６ 返送量調節弁
９２ センサ
９４ 液位センサ
９６ 液位センサ

Claims (14)

  1. 吸収剤を含有するＣＯ２吸収液に排ガス中のＣＯ２を吸収させるように構成された吸収塔と、
    前記吸収塔からの前記ＣＯ２吸収液を再生するための再生塔と、
    前記再生塔から放出されるＣＯ２含有ガスをＣＯ２ガスと凝縮水とに分離するための還流水ドラムと、
    前記再生塔の気相部内に設けられ、前記還流水ドラムからの前記凝縮水、または、前記凝縮水由来の水を少なくとも含む第１洗浄液により、前記気相部を流通するＣＯ２含有ガスに含まれる前記吸収剤を除去するように構成された第１洗浄部と、
    前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、前記第１洗浄液の前記第１洗浄部への供給量を調節するように構成された制御部と、
    を備えることを特徴とするＣＯ２回収装置。
  2. 前記凝縮水の少なくとも一部を前記第１洗浄液として前記第１洗浄部に供給するための第１供給ラインと、
    前記第１供給ラインに設けられ、該第１供給ラインから前記第１洗浄部に供給する前記凝縮水の流量を調節するための第１弁と、をさらに備え、
    前記制御部は、前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように前記第１弁の開度を調節するように構成された
    ことを特徴とする請求項１に記載のＣＯ２回収装置。
  3. 前記吸収塔の気相部内に設けられ、前記ＣＯ２吸収液と接触後の前記排ガスに含まれる前記吸収剤を第２洗浄液により除去するように構成された第２洗浄部と、
    前記凝縮水の少なくとも一部を前記第２洗浄液として前記第２洗浄部に供給するための第２供給ラインと、
    前記第２供給ラインに設けられ、前記第２洗浄部に供給する前記凝縮水の流量を調節するための第２弁と、をさらに備え、
    前記制御部は、前記還流水ドラムの液位が規定範囲内となるように前記第２弁の開度を調節するように構成された
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＣＯ２回収装置。
  4. 前記第２洗浄部の液相貯留部に貯留された前記第２洗浄液の一部を前記第１洗浄液として前記第１洗浄部に戻すための返送ラインと、
    前記返送ラインに設けられ、該返送ラインから前記第１洗浄部に戻す前記第２洗浄液の流量を調節するための返送量調節弁と、をさらに備え、
    前記制御部は、前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、前記返送量調節弁の開度を調節するように構成された
    ことを特徴とする請求項３に記載のＣＯ２回収装置。
  5. 前記吸収塔の気相部内において、前記第２洗浄部よりも前記排ガスの流れの上流側に設けられ、前記ＣＯ２吸収液と接触後の前記排ガスに含まれる前記吸収剤を第３洗浄液により除去するように構成された第３洗浄部と、
    前記返送ラインの前記第２洗浄液の一部を前記第３洗浄液として前記第３洗浄部に供給するための分岐ラインと、
    前記分岐ラインに設けられ、該分岐ラインから前記第３洗浄部に供給される前記第３洗浄液の流量を調節するための第３弁と、をさらに備え、
    前記制御部は、前記第２洗浄部の前記液相貯留部の液位が規定範囲内となるように前記第３弁の開度を調節するように構成された
    ことを特徴とする請求項４に記載のＣＯ２回収装置。
  6. 前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度の指標としての前記凝縮水の物性値を検出するためのセンサをさらに備え、
    前記制御部は、前記センサからの信号に基づいて、前記第１洗浄液の前記第１洗浄部への供給量を調節するように構成された
    ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のＣＯ２回収装置。
  7. 前記センサは、前記指標として前記凝縮水のｐＨを検出するように構成されたｐＨ計、前記指標として前記凝縮水の電気伝導度を検出するように構成された電気伝導度計、又は、前記指標として前記凝縮水の比抵抗を検出するように構成された比抵抗計を含む
    ことを特徴とする請求項６に記載のＣＯ２回収装置。
  8. 吸収塔において、吸収剤を含有するＣＯ２吸収液に排ガス中のＣＯ２を吸収させるステップと、
    前記吸収塔からの前記ＣＯ２吸収液を再生塔に導き、該再生塔において前記ＣＯ２吸収液を再生するステップと、
    前記再生塔から放出されるＣＯ２含有ガスを還流水ドラムに導き、該還流水ドラムにおいて前記ＣＯ２含有ガスをＣＯ２ガスと凝縮水とに分離するステップと、
    前記再生塔の気相部内に設けられた第１洗浄部に、前記還流水ドラムからの前記凝縮水、または、前記凝縮水由来の水を少なくとも含む第１洗浄液を供給し、前記気相部を流通するＣＯ２含有ガスに含まれる前記吸収剤を除去するステップと、
    前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、前記第１洗浄液の前記第１洗浄部への供給量を調節するステップと、
    を備えることを特徴とするＣＯ２回収方法。
  9. 前記凝縮水の少なくとも一部を前記第１洗浄液として第１供給ラインを介して前記第１洗浄部に供給するステップと、
    前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、前記第１供給ラインから前記第１洗浄部に供給する前記凝縮水の流量を調節するステップと、
    を備えることを特徴とする請求項８に記載のＣＯ２回収方法。
  10. 前記吸収塔の気相部内に設けられた第２洗浄部に第２洗浄液を供給し、前記ＣＯ２吸収液と接触後の前記排ガスに含まれる前記吸収剤を除去するステップと、
    前記凝縮水の少なくとも一部を前記第２洗浄液として第２供給ラインを介して前記第２洗浄部に供給するステップと、
    前記還流水ドラムの液位が規定範囲内となるように、前記第２洗浄部に供給する前記凝縮水の流量を調節するステップと、
    を備えることを特徴とする請求項８又は９に記載のＣＯ２回収方法。
  11. 前記第２洗浄部の液相貯留部に貯留された前記第２洗浄液の一部を前記第１洗浄液として返送ラインを介して前記第１洗浄部に戻すステップと、
    前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度が規定値以下に維持されるように、前記返送ラインから前記第１洗浄部に戻す前記第２洗浄液の流量を調節するステップと、
    を備えることを特徴とする請求項１０に記載のＣＯ２回収方法。
  12. 前記吸収塔の気相部内において、前記第２洗浄部よりも前記排ガスの流れの上流側に設けられた第３洗浄部に第３洗浄液を供給し、前記ＣＯ２吸収液と接触後の前記排ガスに含まれる前記吸収剤を除去するステップと、
    前記返送ラインの前記第２洗浄液の一部を分岐ラインを介して前記第３洗浄液として前記第３洗浄部に供給するステップと、
    前記第２洗浄部の前記液相貯留部の液位が規定範囲内となるように、前記分岐ラインから前記第３洗浄部に供給される前記第３洗浄液の流量を調節するステップと、
    を備えることを特徴とする請求項１１に記載のＣＯ２回収方法。
  13. 前記凝縮水中の前記吸収剤の濃度の指標としての前記凝縮水の物性値を検出するステップを備え、
    前記第１洗浄液の供給量を調節するステップでは、前記検出するステップでの前記物性値の検出結果に基づいて、前記第１洗浄液の前記第１洗浄部への供給量を調節する
    ことを特徴とする請求項８乃至１２の何れか一項に記載のＣＯ２回収方法。
  14. 前記検出するステップでは、前記指標として、前記凝縮水のｐＨ、前記凝縮水の電気伝導度、又は、前記凝縮水の比抵抗を検出する
    ことを特徴とする請求項１３に記載のＣＯ２回収方法。
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