JP7043249B2 - Co2回収装置、co2回収方法 - Google Patents

Co2回収装置、co2回収方法 Download PDF

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Description

本発明は、CO回収装置、CO回収方法に関する。
排出ガス中のCO(二酸化炭素)を除去してCOの排出を抑えるためのCO回収装置がプラント等で利用されている。CO回収装置では、排出ガスとアミン系吸収液(以下、吸収液と呼ぶ)とを吸収塔で接触させて、吸収液にCOを吸収させたリッチ溶液を生成する。またCO回収装置ではリッチ溶液を再生塔へ送出し、再生塔においてリッチ溶液に含まれるCOを遊離させるとともに、吸収液を再生して、再びその吸収液を吸収塔へ循環させている。CO回収装置は遊離したCOのガスを油田中に圧入するか、帯水層へ貯留して、大気にCOが放出されることを防いでいる。なお関連する技術が特許文献1に開示されている。
特許第5749677号公報
ところで上述のCO回収装置において装置の故障率を低下させて吸収液やリッチ溶液の循環をより効率よく行うことが求められている。
そこでこの発明は、上述の課題を解決するCO回収装置、CO回収方法を提供することを目的としている。
本発明の第1の態様によればCO回収装置は、COを含有する排ガスと吸収液とを接触させて前記排ガス中のCOを除去し前記COを吸収した前記吸収液であるリッチ溶液を生成する吸収塔と、前記リッチ溶液中のCOを除去し前記吸収液を再生する再生塔と、前記リッチ溶液と当該リッチ溶液よりも温度が高く前記COが除去された前記吸収液との間の熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器において熱交換された前記吸収液を前記吸収塔へ送出する吸収液送出配管と、前記熱交換が行われる前の前記リッチ溶液を前記吸収液送出配管へ送出するバイパス配管と、前記再生塔の底部に蓄積する前記吸収液の液面位置が所定の位置未満の場合に前記バイパス配管に設けられるバイパス制御弁の開度を増加させる制御装置と、を備えることを特徴とする。
上述のCO回収装置において、前記制御装置は、前記熱交換器に前記リッチ溶液を送出するリッチ溶液送出配管における第一圧力所定の閾値を超えた場合に、前記バイパス配管に設けられた前記バイパス制御弁の開度を増加させて、前記熱交換が行われる前の前記リッチ溶液を前記吸収液送出配管へ送出てよい。
上述のCO回収装置は、前記リッチ溶液を前記再生塔へ送出するリッチ溶液送出配管と、前記リッチ溶液送出配管に流れる前記リッチ溶液と前記吸収液との熱交換を行う前記熱交換器よりも前記再生塔側に設けられ前記リッチ溶液の流量を調整するリッチ溶液制御弁と、前記再生塔の底部に蓄積する前記吸収液の液面位置を計測する液面位置計測部と、前記液面位置の変化割合が増加傾向にある場合には当該液面位置の低下に応じて前記リッチ溶液制御弁の開度を増加させる制御を行い、前記液面位置変化割合が低下傾向にある場合には当該液面位置の低下に応じて前記バイパス制御弁の開度を増加させる制御を行う液面位置制御部と、を備えてよい。
本発明の第2の態様によればCO回収方法は、CO回収装置において、吸収塔が、COを含有する排ガスと吸収液とを接触させて前記排ガス中のCOを除去し前記COを吸収した前記吸収液であるリッチ溶液を生成し、再生塔が、前記リッチ溶液中のCOを除去し前記吸収液を再生し、熱交換器が、前記リッチ溶液と当該リッチ溶液よりも温度が高く前記COが除去された前記吸収液との間の熱交換を行い、吸収液送出配管が、前記熱交換器において熱交換された前記吸収液を前記吸収塔へ送出し、バイパス配管が、バイパス制御弁の制御に基づいて前記熱交換器に投入される熱交換が行われる前の前記リッチ溶液を前記吸収液送出配管へ送出することを特徴とする。
上述のCO回収方法において前記熱交換が行われる前の前記リッチ溶液の前記吸収液送出配管における第一圧力所定の閾値を超えた場合に、前記バイパス配管に設けられた前記バイパス制御弁の開度を増加させて、前記熱交換が行われる前の前記リッチ溶液を前記吸収液送出配管へ送出してよい。
上述のCO回収方法においてリッチ溶液送出配管が、前記リッチ溶液を前記再生塔へ送出し、リッチ溶液制御弁が、前記リッチ溶液送出配管に流れる前記リッチ溶液と前記吸収液との熱交換を行う前記熱交換器よりも前記再生塔側に設けられ前記リッチ溶液の流量を調整し、液面位置計測部が、前記再生塔の底部に蓄積する前記吸収液の液面位置を計測し、液面位置制御部が、前記液面位置の変化割合が増加傾向にある場合には当該液面位置の低下に応じて前記リッチ溶液制御弁の開度を増加させる制御を行い、前記液面位置変化割合が低下傾向にある場合には当該液面位置の低下に応じて前記バイパス制御弁の開度を増加させる制御を行ってよい。
本発明によれば、故障率を低下させてCO回収装置において吸収液やリッチ溶液の循環をより効率よく行うことができる。
本発明の位置実施形態によるCO回収装置の概略図である。 本発明の位置実施形態による制御装置のハードウェア構成を示す図である。 本発明の位置実施形態による制御装置の機能ブロック図である。 本発明の位置実施形態による制御装置の処理フローを示す第一の図である。 本発明の位置実施形態による制御装置の処理フローを示す第二の図である。 本発明の位置実施形態による制御装置の処理フローを示す第三の図である。 本発明の位置実施形態による関数fx1と関数fx2の液面位置と開度との関係を示す図である。
以下、本発明の一実施形態によるCO回収装置を、図面を参照して説明する。
図1は本実施形態によるCO回収装置の概略図である。
この図で示すようにCO回収装置100は、制御装置1、吸収塔2、再生塔3、熱交換器4を主に備える。
ボイラやガスタービン等の産業燃焼設備から排出された排ガス80は排ガス冷却装置に送られた後、冷却水により冷却されてCO回収装置100の吸収塔2へ送出される。吸収塔2において排ガス80は、アミン系溶液をベースとする吸収液と交向流接触し、排ガス80中のCOは化学反応により吸収液(リーン溶液92)に吸収される。COを吸収した吸収液をリッチ溶液91と呼ぶ。吸収塔2においてCOが除去された後の排ガス80は系外に放出される。リッチ溶液91はリッチ溶液送出ポンプ21により昇圧され第一リッチ溶液送出配管53を通って熱交換器4に送出される。リッチ溶液91は熱交換器4において、再生塔3で再生された吸収液でありリッチ溶液91より温度の高いリーン溶液92により加熱され、第二リッチ溶液送出配管54を通って再生塔3に供給される。
再生塔3に供給されるリッチ溶液91は再生塔3の上部から内部に放出される。リッチ溶液91は再生塔3内部において吸熱反応を生じて大部分のCOを放出する。再生塔3内で一部または大部分のCOを放出した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3下部に至る頃には、ほぼ全てのCOが除去された吸収液(リーン溶液92)となる。再生塔3下部ではリボイラにより吸収液が加熱され、セミリーン溶液中のCO2が吸収液から放出される。リボイラの熱源には水蒸気などが使われる。このリーン溶液92は第一吸収液送出配管51を通って熱交換器4へ送出される。再生塔3の上部からは塔内においてリッチ溶液91およびセミリーン溶液から放出された水蒸気を伴ったCOガス81が導出される。放出されたCO2ガス81中の水蒸気は凝縮されて再生塔3に戻される。またCOガス81は系外に放出されて別途回収される。この回収されたCOガス81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、温暖化対策が図られる。第一吸収液送出配管51を通って熱交換器4に送出されたリーン溶液92は当該熱交換器4においてリッチ溶液91により冷却され、第二吸収液送出配管52を通って吸収塔2に供給される。
第二リッチ溶液送出配管54にはリッチ溶液制御弁61が設けられる。制御装置1はリッチ溶液制御弁61を制御することによりリッチ溶液91の再生塔3への単位時間当たりの送出量を制御する。リッチ溶液91の再生塔3への単位時間当たりの送出量の変動により再生塔3の下部に溜まるリーン溶液92の液面位置(レベル)が増減する。また第二吸収液送出配管52にはリーン溶液制御弁62が設けられる。制御装置1はリーン溶液制御弁62を制御することによりリーン溶液92の吸収塔2への単位時間当たりの送出量を制御する。
第一リッチ溶液送出配管53にはリッチ溶液送出ポンプ21が設けられる。制御装置1はリッチ溶液送出ポンプ21を制御することにより吸収塔2の下部に溜まるリッチ溶液91を熱交換器4、再生塔3側へ圧送する。第一吸収液送出配管51にはリーン溶液送出ポンプ31が設けられる。制御装置1はリーン溶液送出ポンプ31を制御することにより再生塔3の下部に溜まるリーン溶液92を熱交換器4、吸収塔2側へ圧送する。
そして本実施形態によるCO回収装置100は第一リッチ溶液送出配管53と、第二吸収液送出配管52との間を接続するバイパス配管55を設ける。バイパス配管55にはバイパス制御弁63が設けられる。制御装置1がバイパス制御弁63を開に制御することにより熱交換器4に投入される熱交換が行われる前のリッチ溶液91が第二吸収液送出配管52へ送出される。
制御装置1はリッチ溶液送出ポンプ21によるリッチ溶液91の圧送、リーン溶液送出ポンプ31によるリーン溶液92の圧送、リッチ溶液制御弁61の開度、リーン溶液制御弁62の開度を制御することにより、リッチ溶液91とリーン溶液92とを循環させる。具体的には制御装置1はリッチ溶液流量計71やリーン溶液流量計72から得た単位時間当たりの流量、再生塔3の下部のリーン溶液92の液面位置、吸収塔2の下部のリッチ溶液91の液面位置、ボイラやガスタービン等の産業燃焼設備の負荷(出力)の値を取得し、これらの情報に基づいて、リッチ溶液送出ポンプ21によるリッチ溶液91の圧送、リーン溶液送出ポンプ31によるリーン溶液92の圧送、リッチ溶液制御弁61の開度、リーン溶液制御弁62の開度を制御する。
なお再生塔3の下部にはリーン溶液92の液面位置を検出する液位計L1が設けられる。再生塔3の下部のリーン溶液92の液面位置が極端に下がると、リーン溶液送出ポンプ31が十分にリーン溶液92を送出できずキャビテーション等の不具合が生じる可能性がある。したがって液面位置は基準位置となるように制御されることが望まれる。制御装置1は再生塔3の下部におけるリーン溶液92の液面位置を液位計L1から取得した計測値に基づいて計測し、当該液面位置が一定となるようにフィードバック制御によりリッチ溶液制御弁61の開度を制御する。具体的には負荷減少によって吸収塔2からリッチ溶液送出ポンプ21から圧送される単位時間当たりのリッチ溶液91の流量が減少すると、制御装置1はリッチ溶液制御弁61の開度を小さくする制御を行う。この時、第一リッチ溶液送出配管53の圧力が増大する。第一リッチ溶液送出配管53の圧力は圧力計P1が計測して制御装置1へ計測値を出力する。第一リッチ溶液送出配管53の圧力が増大すると熱交換器4に圧力負荷がかかり熱交換器4に故障などの不具合が発生する場合がある。このため本実施形態によるCO回収装置100は上述したようにバイパス配管55を設け、バイパス制御弁63を閉から開に制御することによりリッチ溶液91を第二吸収液送出配管52へ排出する。これにより第一リッチ溶液送出配管53の圧力が減少し、熱交換器4の故障等の懸念を減少させることができる。
図2は本実施形態による制御装置のハードウェア構成を示す図である。
制御装置1はコンピュータであり、図2で示すように、CPU101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、HDD(Hard Disk Drive)104などの記憶部、タッチパネル等のユーザインタフェース105、各センサと通信する通信モジュール106等のハードウェアによって構成される。
図3は本実施形態による制御装置の機能ブロック図である。
制御装置のCPU101は制御装置の起動後に予め記憶する制御プログラムを実行する。これにより制御装置1には、制御部11、圧力計測部12、液面位置計測部13、バイパス制御部14、液面位置制御部15、弁開度調整部16、吸収液流量計測部17、吸収液流量調節部18を備える。
制御部11は制御装置1の各機能部を制御する。
圧力計測部12は熱交換器4にリッチ溶液91を送出する第二リッチ溶液送出配管54における圧力等の所定の配管の圧力を計測する。
液面位置計測部13は再生塔3の底部に蓄積するリーン溶液92の液面位置を計測する。
吸収液流量計測部17はリッチ溶液流量計71やリーン溶液流量計72から単位時間当たりの流量を計測する。
バイパス制御部14は、圧力計測部12の計測した圧力が所定の閾値を超えた場合に、バイパス制御弁の開度を増加させるよう弁開度調整部16に指示する。この結果、バイパス制御部14は、熱交換器4に投入される熱交換が行われる前のリッチ溶液91を第二吸収液送出配管52へ送出する制御を行う。
液面位置制御部15は再生塔3の底部に蓄積するリーン溶液92の液面位置が所定の位置以上の場合には、当該液面位置の低下に応じてリッチ溶液制御弁61の開度を増加するよう吸収液流量調節部18に指示する。液面位置制御部15は再生塔3の底部に蓄積するリーン溶液92の液面位置が所定の位置未満の場合には当該液面位置の低下に応じてバイパス制御弁63の開度を増加するよう吸収液流量調節部18に指示する。
吸収液流量調節部18は、吸収液流量計測部17の計測した流量が所定の目標値となるようリッチ溶液制御弁61およびリーン溶液制御弁62の開度を演算する。リッチ溶液流量の目標値は、液面位置制御部15によって決めてもよい。
弁開度調整部16はバイパス制御部14や、吸収液流量調節部18の指示に基づいて、リッチ溶液制御弁61やバイパス制御弁63の開度を制御する。
<第一の実施形態>
図4は制御装置の処理フローを示す第一の図である。
第一リッチ溶液送出配管53の圧力の増大により熱交換器4に負荷がかかることが懸念される。制御装置1は以下の処理により熱交換器4への圧力負荷を軽減する。
まず制御装置1の圧力計測部12は圧力計P1から計測値aを取得する(ステップS1)。バイパス制御部14は圧力値の閾値bと計測値aとを比較する(ステップS2)。閾値bは、一例としては整定時の第一リッチ溶液送出配管53の圧力cに所定の値を加えた値である(b>c)。ここで吸収液流量計測部17によるリッチ溶液流量計71やリーン溶液流量計72から単位時間当たりの流量の計測結果を吸収液流量調節部18が取得する。吸収液流量調節部18は、リッチ溶液流量計71やリーン溶液流量計72から得た単位時間当たりの流量が所定の値となるよう、リッチ溶液制御弁61およびリーン溶液制御弁62の開度を制御する。当該制御は通常のリッチ溶液91やリーン溶液92の循環制御である。吸収液流量調節部18が弁開度調整部16にリッチ溶液制御弁61の開度を減じるよう指示したとする。これにより弁開度調整部16はリッチ溶液制御弁61の開度を指示された開度まで減じる。これにより第一リッチ溶液送出配管53の圧力が計測値a>閾値bとなったとする。
バイパス制御部14は上記比較によって計測値aが閾値bを上回ったと判定した場合、バイパス制御を行うと判定する。バイパス制御部14はバイパス制御弁63を閉から開にするよう弁開度調整部16に指示する。弁開度調整部16はバイパス制御弁63を閉から開に制御する(ステップS3)。バイパス制御部14は計測値aの値が高いほどバイパス制御弁63の開度が大きくなるよう弁開度調整部16に開度の指示を行って、この指示に基づいて弁開度調整部16がバイパス制御弁63の開度を制御してもよい。バイパス制御部14は処理を終了するかを判定し(ステップS4)、終了しない場合にはステップS1からの処理を繰り返す。
以上の処理により制御装置1は、第一リッチ溶液送出配管53の圧力の増大により熱交換器4にかかる圧力負荷を軽減することができる。また制御装置1は上述のようにバイパス配管55を利用して、ミニマムフローラインを構成し、なんらかの理由によりリッチ溶液制御弁61が全閉になった場合でも、バイパス制御弁63を開にしてバイパス配管55により構成される吸収塔2側のミニマムフローラインによりリッチ溶液91を自動循環させることができる。
なおCO回収装置100の第一吸収液送出配管51に圧力計P2を設け、制御装置1は圧力計P1から得た計測値aと、圧力計P2から得た計測値dとを用いて、熱交換器4に投入される熱交換が行われる前のリッチ溶液91を第二吸収液送出配管52へ送出する制御を行ってもよい。
具体的にはバイパス制御部14は圧力計P1から計測値aを取得し、また圧力計P2から計測値dを取得する。そしてバイパス制御部14は計測値a>計測値d+αとなる場合に、バイパス制御弁63を閉から開にするよう弁開度調整部16に指示する。
これにより上述の効果と同様に、第一リッチ溶液送出配管53の圧力の増大により熱交換器4にかかる圧力負荷を軽減することができる。
<第二の実施形態>
図5は制御装置の処理フローを示す第二の図である。
CO回収装置100の再生塔3においては供給されたリッチ溶液91のCOが除去されたリーン溶液92が再生塔3の下部に到達するまで数分の時間がかかる。これにより再生塔3の下部のリーン溶液92の液面位置を安定させることが困難であった。この課題を解決するために第二の実施形態によるCO回収装置100の制御装置1は、バイパス配管55を用いて熱交換器4に投入される熱交換が行われる前のリッチ溶液91を第二吸収液送出配管52へ送出する制御を行う。
具体的には液面位置制御部15は、リーン溶液92の液面位置を検出する液位計L1からリーン溶液92の液面位置を取得する(ステップS11)。液面位置制御部15はリーン溶液92の液面位置が所定の基準値となるよう制御している。液面位置制御部15はリーン溶液92の液面位置と所定の基準値よりも所定値以上低下した下限閾値とを比較する(ステップS12)。液面位置制御部15は、リーン溶液92の液面位置が下限閾値以下と判定した場合、バイパス制御弁63の開度が大きくなるよう弁開度調整部16に開度を指示する。弁開度調整部16はバイパス制御弁63を閉から開に制御する(ステップS13)。これにより、液面位置が著しく低下した場合にバイパス配管55を介してリッチ溶液91が第二吸収液送出配管52へ送出される。すると第二吸収液送出配管52にリッチ溶液91が流入することにより、第一吸収液送出配管51から第二吸収液送出配管52へ向かうリーン溶液92の単位時間当たりの流量が減少し、再生塔3の下部からのリーン溶液92の単位時間当たりの排出量も減少する。この排出量の減少は応答性が良いため、リーン溶液92の液面位置は直ちに増加する。液面位置制御部15は処理を終了するかを判定し(ステップS14)、終了しない場合にはステップS11からの処理を繰り返す。
図6は制御装置の処理フローを示す第三の図である。
図7は関数fx1と関数fx2の液面位置と開度との関係を示す図である。
または制御装置1は以下のようにリーン溶液92の液面位置の変化割合に応じた制御を行うようにしてもよい。具体的には液面位置制御部15は、リーン溶液92の液面位置を検出する液位計L1からリーン溶液92の液面位置を取得する(ステップS21)。液面位置制御部15はリーン溶液92の液面位置が所定の基準値となるよう制御している。液面位置制御部15はリーン溶液92の液面位置の変化割合を判定する(ステップS22)。液面位置制御部15は液面位置の変化割合が増加傾向にある場合には、液面位置の増加割合が増えるに従って線型的にリッチ溶液制御弁61の開度が小さくなるよう開度を算出する関数fx1(図7(a))に現在の液面位置を入力し開度を算出する(ステップS23)。液面位置制御部15は算出した開度に制御するよう弁開度調整部16に指示する。弁開度調整部16はリッチ溶液制御弁61を指示に基づく開度に制御する(ステップS24)。これにより、液面位置の増加割合が増えるにつれてリッチ溶液91の再生塔3に流れる単位時間当たりの流量が減るため。リーン溶液92の液面位置は時間に応じて低下する。
他方、液面位置制御部15は液面位置の変化割合が低下傾向にある場合には、液面位置の低下割合が増えるに従って線型的にバイパス制御弁63の開度が大きくなるよう開度を算出する関数fx2(図7(b))に現在の液面位置を入力し開度を算出する(ステップS25)。液面位置制御部15は算出した開度に制御するよう弁開度調整部16に指示する。弁開度調整部16はバイパス制御弁63を指示に基づく開度に制御する(ステップS26)。これにより、液面位置の低下割合が増えるにつれてバイパス配管55を介してリッチ溶液91が第二吸収液送出配管52へ送出される。これにより第一吸収液送出配管51から第二吸収液送出配管52へ向かうリーン溶液92の単位時間当たりの流量が減少し、再生塔3の下部からのリーン溶液92の単位時間当たりの排出量も減少する。この排出量の減少は応答性が良いため、リーン溶液92の液面位置は直ちに増加する。液面位置制御部15は処理を終了するかを判定し(ステップS27)、終了しない場合にはステップS21からの処理を繰り返す。
以上の制御装置1の処理により、再生塔3の下部のリーン溶液92の液面位置を従来よりも安定させる制御を行うことができる。
上述の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
100・・・CO回収装置
1・・・制御装置
2・・・吸収塔
3・・・再生塔
4・・・熱交換器
11・・・制御部
12・・・圧力計測部
13・・・液面位置計測部
14・・・バイパス制御部
15・・・液面位置制御部
16・・・弁開度調整部
51・・・第一吸収液送出配管
52・・・第二吸収液送出配管
53・・・第一リッチ溶液送出配管
54・・・第二リッチ溶液送出配管
61・・・リッチ溶液制御弁
62・・・リーン溶液制御弁
63・・・バイパス制御弁

Claims (6)

  1. COを含有する排ガスと吸収液とを接触させて前記排ガス中のCOを除去し前記COを吸収した前記吸収液であるリッチ溶液を生成する吸収塔と、
    前記リッチ溶液中のCOを除去し前記吸収液を再生する再生塔と、
    前記リッチ溶液と当該リッチ溶液よりも温度が高く前記COが除去された前記吸収液との間の熱交換を行う熱交換器と、
    前記熱交換器において熱交換された前記吸収液を前記吸収塔へ送出する吸収液送出配管と、
    バイパス制御弁の制御に基づいて前記熱交換器に投入される熱交換が行われる前の前記リッチ溶液を前記吸収液送出配管へ送出するバイパス配管と、
    を備えるCO回収装置。
  2. 前記熱交換器に前記リッチ溶液を送出するリッチ溶液送出配管における第一圧力を計測する第一圧力計測部と、
    前記第一圧力が所定の閾値を超えた場合に、前記バイパス配管に設けられた前記バイパス制御弁の開度を増加させて、前記熱交換器に投入される熱交換が行われる前の前記リッチ溶液を前記吸収液送出配管へ送出するバイパス制御部と、
    を備える請求項1に記載のCO回収装置。
  3. 前記リッチ溶液を前記再生塔へ送出するリッチ溶液送出配管と、
    前記リッチ溶液送出配管に流れる前記リッチ溶液と前記吸収液との熱交換を行う前記熱交換器よりも前記再生塔側に設けられ前記リッチ溶液の流量を調整するリッチ溶液制御弁と、
    前記再生塔の底部に蓄積する前記吸収液の液面位置を計測する液面位置計測部と、
    前記液面位置の変化割合が増加傾向にある場合には当該液面位置の低下に応じて前記リッチ溶液制御弁の開度を増加させる制御を行い、前記液面位置変化割合が低下傾向にある場合には当該液面位置の低下に応じて前記バイパス制御弁の開度を増加させる制御を行う液面位置制御部と、
    を備える請求項1または請求項2に記載のCO回収装置。
  4. CO回収装置において、
    吸収塔が、COを含有する排ガスと吸収液とを接触させて前記排ガス中のCOを除去し前記COを吸収した前記吸収液であるリッチ溶液を生成し、
    再生塔が、前記リッチ溶液中のCOを除去し前記吸収液を再生し、
    熱交換器が、前記リッチ溶液と当該リッチ溶液よりも温度が高く前記COが除去された前記吸収液との間の熱交換を行い、
    吸収液送出配管が、前記熱交換器において熱交換された前記吸収液を前記吸収塔へ送出し、
    バイパス配管が、バイパス制御弁の制御に基づいて前記熱交換器に投入される熱交換が行われる前の前記リッチ溶液を前記吸収液送出配管へ送出する
    CO回収方法。
  5. 第一圧力計測部が、前記熱交換器に投入される熱交換が行われる前の前記リッチ溶液の前記吸収液送出配管における第一圧力を計測し、
    バイパス制御部が、前記第一圧力が所定の閾値を超えた場合に、前記バイパス配管に設けられた前記バイパス制御弁の開度を増加させて、前記熱交換器に投入される熱交換が行われる前の前記リッチ溶液を前記吸収液送出配管へ送出する
    請求項4に記載のCO回収方法。
  6. リッチ溶液送出配管が、前記リッチ溶液を前記再生塔へ送出し、
    リッチ溶液制御弁が、前記リッチ溶液送出配管に流れる前記リッチ溶液と前記吸収液との熱交換を行う前記熱交換器よりも前記再生塔側に設けられ前記リッチ溶液の流量を調整し、
    液面位置計測部が、前記再生塔の底部に蓄積する前記吸収液の液面位置を計測し、
    液面位置制御部が、前記液面位置の変化割合が増加傾向にある場合には当該液面位置の低下に応じて前記リッチ溶液制御弁の開度を増加させる制御を行い、前記液面位置変化割合が低下傾向にある場合には当該液面位置の低下に応じて前記バイパス制御弁の開度を増加させる制御を行う
    請求項4または請求項5に記載のCO回収方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3112966B1 (fr) 2020-07-29 2022-11-11 Ifp Energies Now Procédé et système de prétraitement d’effluent gazeux pour le captage de CO2en post combustion
CN113418825A (zh) * 2021-06-24 2021-09-21 中国核动力研究设计院 一种二氧化碳消弭剂消弭性能测试系统及测试方法
JP2024115682A (ja) * 2023-02-15 2024-08-27 三菱重工業株式会社 Co2回収装置及び制御方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009104744A1 (ja) 2008-02-22 2009-08-27 三菱重工業株式会社 Co2回収装置及びco2回収方法
JP2010201379A (ja) 2009-03-04 2010-09-16 Toshiba Corp 二酸化炭素回収システム
JP2011042554A (ja) 2009-04-08 2011-03-03 Toshiba Corp 測定装置、測定方法、及び二酸化炭素回収システム
JP2013022514A (ja) 2011-07-21 2013-02-04 Ihi Corp 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
JP2013523429A (ja) 2010-03-31 2013-06-17 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 化石燃料発電所設備の排ガスから二酸化炭素を分離するための方法及び装置
JP2014024056A (ja) 2012-06-20 2014-02-06 Toshiba Corp 二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5584491A (en) 1978-12-15 1980-06-25 Kurita Water Ind Ltd Pitch attachment preventing agent for paper making
US7718151B1 (en) * 2006-04-07 2010-05-18 Liang Hu Methods and systems for deacidizing gaseous mixtures
JP5383338B2 (ja) 2009-06-17 2014-01-08 三菱重工業株式会社 Co2回収装置及びco2回収方法
JP5749677B2 (ja) 2012-03-28 2015-07-15 株式会社東芝 二酸化炭素回収システムおよびその制御方法
KR101534710B1 (ko) * 2013-11-12 2015-07-07 현대자동차 주식회사 산성가스의 흡수 분리 장치
US10946330B2 (en) * 2018-02-06 2021-03-16 Saudi Arabian Oil Company System and method for removing acid gas from a sour gas stream

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009104744A1 (ja) 2008-02-22 2009-08-27 三菱重工業株式会社 Co2回収装置及びco2回収方法
JP2010201379A (ja) 2009-03-04 2010-09-16 Toshiba Corp 二酸化炭素回収システム
JP2011042554A (ja) 2009-04-08 2011-03-03 Toshiba Corp 測定装置、測定方法、及び二酸化炭素回収システム
JP2013523429A (ja) 2010-03-31 2013-06-17 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 化石燃料発電所設備の排ガスから二酸化炭素を分離するための方法及び装置
JP2013022514A (ja) 2011-07-21 2013-02-04 Ihi Corp 二酸化炭素の回収方法及び回収装置
JP2014024056A (ja) 2012-06-20 2014-02-06 Toshiba Corp 二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収方法

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