JP7152975B2 - 吸収液再生装置及びco2回収装置並びに吸収液再生方法 - Google Patents
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Description
このような事情から、装置から得られる流体の温度を適切に調節可能とすることが求められる。
CO2を吸収した吸収液からCO2を分離して前記吸収液を再生するための再生塔と、
CO2を吸収した前記吸収液を前記再生塔に供給するための主リッチ液ラインと、
前記主リッチ液ラインに設けられ、前記主リッチ液ラインを流れる前記吸収液を加熱するための第1加熱部と、
前記主リッチ液ラインから分岐して、前記主リッチ液ラインを流れる前記吸収液の一部を前記再生塔に供給するための分岐リッチ液ラインと、
を備え、
前記分岐リッチ液ラインは、
前記主リッチ液ライン上において前記第1加熱部よりも上流側に位置する第1分岐点から分岐する第1分岐部と、
前記主リッチ液ライン上において前記第1加熱部よりも下流側に位置する第2分岐点から分岐する第2分岐部と、を含み、
前記吸収液再生装置は、
前記第1分岐部を流れる前記吸収液の第1流量と、前記第2分岐部を流れる前記吸収液の第2流量との比を調節するための調節部をさらに備える。
これにより、吸収液再生装置の吸収液由来の流体や、吸収液再生装置内で吸収液と熱交換される流体の温度を調節することができる。すなわち、吸収液再生装置から得られる流体の温度を所望の範囲に調節しやすくなる。
前記調節部は、前記主リッチ液ラインから前記分岐リッチ液ラインに分流される前記吸収液の流量を調節可能に構成される。
前記調節部は、前記第1分岐部に設けられ、前記第1流量を調節するための第1バルブ、または、前記第2分岐部に設けられ、前記第2流量を調節するための第2バルブの少なくとも一方を含む。
例えば、第1バルブの調節により第1分岐部における第1流量を調節することで、第1加熱器通過後の吸収液(主リッチ液ラインのうち第1加熱器の下流側及び第2分岐部の吸収液)の温度を適切に調節することができる。また、第1バルブ及び/又は第2バルブの調節により、主リッチ液ライン及び分岐リッチ液ラインの各部を流れる吸収液の流量を適に調節することができる。
前記調節部は、前記再生塔の塔頂部の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節するように構成される。
前記調節部は、前記第2分岐部よりも下流側の前記主リッチ液ラインにおける前記吸収液の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節するように構成される。
前記分岐リッチ液ラインは、前記第1分岐部と前記第2分岐部との合流点よりも下流側の部位である下流部を含み、
前記吸収液再生装置は、
前記再生塔から抜き出された吸収液を、蒸気との熱交換により加熱するための再生加熱器と、
前記再生加熱器に供給される蒸気が流れる蒸気ラインと、
前記蒸気ラインに設けられ、前記再生加熱器で前記吸収液を加熱した後の蒸気の凝縮水との熱交換により、前記下流部を流れる前記吸収液を加熱するように構成された第2加熱部と、をさらに備え、
前記調節部は、前記第2加熱部よりも下流側における前記蒸気ライン内の前記凝縮水の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節するように構成される。
前記分岐リッチ液ラインは、前記第1分岐部と前記第2分岐部との合流点よりも下流側の部位である下流部を含み、
前記吸収液再生装置は、
前記再生塔から抜き出された吸収液を、蒸気との熱交換により加熱するための再生加熱器と、
前記再生加熱器に供給される蒸気が流れる蒸気ラインと、
前記蒸気ラインに設けられ、前記再生加熱器で前記吸収液を加熱した後の蒸気の凝縮水との熱交換により、前記下流部を流れる前記吸収液を加熱するように構成された第2加熱部と、をさらに備え、
前記調節部は、前記第2加熱部よりも上流側における前記下流部における前記吸収液の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節するように構成される。
CO2を含む排ガスと吸収液とを接触させて前記吸収液に前記排ガス中のCO2を吸収させるように構成された吸収塔と、
前記(1)乃至(7)の何れか一項に記載の吸収液再生装置と、を備え、
前記主リッチ液ラインは、前記吸収塔にてCO2を吸収した前記吸収液を、前記再生塔に供給するように構成される。
これにより、吸収液再生装置内の吸収液由来の流体や、吸収液再生装置内で吸収液と熱交換される流体の温度を調節することができる。すなわち、吸収液再生装置から得られる流体の温度を所望の範囲に調節しやすくなる。
CO2を吸収した吸収液を、主リッチ液ラインを介して前記再生塔に供給するステップと、
前記再生塔において、前記吸収液からCO2を分離して前記吸収液を再生するステップと、
前記主リッチ液ラインに設けられた第1加熱部により、前記主リッチ液ラインを流れる前記吸収液を加熱するステップと、
前記主リッチ液ラインから分岐した分岐リッチ液ラインに、前記主リッチ液ラインを流れる前記吸収液の一部を分流させるステップと、を備え、
前記分流させるステップでは、
前記主リッチ液ライン上において前記第1加熱部よりも上流側に位置する第1分岐点から分岐する第1分岐部、及び、前記主リッチ液ライン上において前記第1加熱部よりも下流側に位置する第2分岐点から分岐する第2分岐部において前記吸収液の一部を分流させ、
前記第1分岐部を流れる前記吸収液の第1流量と、前記第2分岐部を流れる前記吸収液の第2流量との比を調節する調節ステップをさらに備える。
これにより、吸収液再生装置の吸収液由来の流体や、吸収液再生装置内で吸収液と熱交換される流体の温度を調節することができる。すなわち、吸収液再生装置から得られる流体の温度を所望の範囲に調節しやすくなる。
前記調節ステップでは、前記主リッチ液ラインから前記分岐リッチ液ラインに分流される前記吸収液の流量を調節する。
前記調節ステップでは、前記第1分岐部に設けられた第1バルブで前記第1流量を調節する、または、前記第2分岐部に設けられた第2バルブで前記第2流量を調節する。
例えば、第1バルブの調節により第1分岐部における第1流量を調節することで、第1加熱器通過後の吸収液(主リッチ液ラインのうち第1加熱器の下流側及び第2分岐部の吸収液)の温度を適切に調節することができる。また、第1バルブ及び/又は第2バルブの調節により、主リッチ液ライン及び分岐リッチ液ラインの各部を流れる吸収液の流量を適に調節することができる。
前記調節ステップでは、前記再生塔の塔頂部の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節する。
前記調節ステップでは、前記第2分岐部よりも下流側の前記主リッチ液ラインにおける前記吸収液の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節する。
前記分岐リッチ液ラインは、前記第1分岐部と前記第2分岐部との合流点よりも下流側の部位である下流部を含み、
前記方法は、
前記再生塔から吸収液を抜き出し、該吸収液を再生加熱器にて蒸気との熱交換により加熱するステップと、
蒸気ラインを介して前記再生加熱器に前記蒸気を供給ステップと、
前記蒸気ラインに設けられた第2加熱部にて、前記再生加熱器で前記吸収液を加熱した後の蒸気の凝縮水との熱交換により、前記下流部を流れる前記吸収液を加熱するステップと、をさらに備え、
前記調節ステップでは、前記第2加熱部よりも下流側における前記蒸気ライン内の前記凝縮水の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節する。
前記分岐リッチ液ラインは、前記第1分岐部と前記第2分岐部との合流点よりも下流側の部位である下流部を含み、
前記方法は、
前記再生塔から吸収液を抜き出し、該吸収液を再生加熱器にて蒸気との熱交換により加熱するステップと、
蒸気ラインを介して前記再生加熱器に前記蒸気を供給ステップと、
前記蒸気ラインに設けられた第2加熱部にて、前記再生加熱器で前記吸収液を加熱した後の蒸気の凝縮水との熱交換により、前記下流部を流れる前記吸収液を加熱するステップと、をさらに備え、
前記調節ステップでは、前記第2加熱部よりも上流側における前記下流部における前記吸収液の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節する。
放出部44では、上述のように供給されたリッチ液が、再生加熱器24からの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の含有率が低い吸収液(リーン液)となる。放出部44から降下したリーン液は、チムニートレイ46に受け取られるようになっている。
なお、幾つかの実施形態では、吸収液再生装置4において、第1バルブ14又は第2バルブ15のうち一方のみが設けられていてもよい。
例えば、図1又は図2に示す吸収液再生装置4において、主リッチ液ライン10の第1熱交換器18よりも上流側の位置からの分岐流量(第1分岐部12aにおける吸収液の第1流量)が多いほど、第1熱交換器18に供給される吸収液(リッチ液)が少なくなる。このため、主リッチ液ライン10のうち第1熱交換器18の下流側の温度が上昇し、このように温度が上昇されたリッチ液が、主リッチ液ライン10を介して再生塔6に供給されることになる。ここで、再生塔6の塔頂部における温度は、主リッチ液ライン10を介して供給されるリッチ液の温度に依存するため、再生塔6の塔頂部の温度も高くなる。このため、再生塔6の塔頂部及び回収ライン28を経由して回収される製品CO2の温度も高くなり、製品として要求される温度条件を超えてしまう場合がある。
例えば、回収ライン28に設けられる凝縮器30に供給される冷却水の温度は、季節によって変動し、気温の高い夏季には冷却水温度は高くなり、気温の低い冬季には冷却水温度は低くなる。そして、凝縮器30にて冷却されるCO2ガスの温度は、冷却水温度の影響を受けるため、冷却水温度が高すぎたり低すぎたりすると、凝縮器30を経てから回収されるCO2の温度が温度条件から逸脱してしまう場合がある。
また、例えば、分岐リッチ液ライン12の下流部12cでの吸収液の温度T1を上昇させる場合には、第1分岐部12aにおける比較的低温の吸収液の第1流量F1と、第2分岐部12bにおける比較的高温の吸収液の第2流量F2との比F1/F2が小さくなるように、調節部60(例えば、第1バルブ14及び/又は第2バルブ15)を調節すればよい。
上述の比F1/F2及び分岐流量(F1+F2)の調節は、第1バルブ14又は第2バルブ15の少なくとも一方を調節することにより行ってもよい。
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 吸収塔
4 吸収液再生装置
6 再生塔
8 排ガス導入ライン
10 主リッチ液ライン
11 リッチ液ポンプ
12 分岐リッチ液ライン
12a 第1分岐部
12b 第2分岐部
12c 下流部
14 第1バルブ
15 第2バルブ
16 リーン液ライン
17 リーン液ポンプ
18 第1熱交換器
20 リボイラライン
20a リボイラ入口ライン
20b リボイラ出口ライン
22 蒸気ライン
24 再生加熱器
26 第2熱交換器
28 回収ライン
30 凝縮器
32 吸収部
34 洗浄部
36 チムニートレイ
38 循環ライン
39 循環ポンプ
40 デミスタ
42 塔頂部
44 放出部
44A 第1放出部
44B 第2放出部
46 チムニートレイ
48 デミスタ
50 流量センサ
51 流量センサ
60 調節部
61 第1分岐点
62 第2分岐点
71 第1温度センサ
72 第2温度センサ
73 第3温度センサ
74 第4温度センサ
75 第5温度センサ
Claims (15)
- CO2を吸収した吸収液からCO2を分離して前記吸収液を再生するための再生塔と、
CO2を吸収した前記吸収液を前記再生塔に供給するための主リッチ液ラインと、
前記主リッチ液ラインに設けられ、前記主リッチ液ラインを流れる前記吸収液を加熱するための第1加熱部と、
前記主リッチ液ラインから分岐して、前記主リッチ液ラインを流れる前記吸収液の一部を前記再生塔に供給するための分岐リッチ液ラインと、
を備え、
前記分岐リッチ液ラインは、
前記主リッチ液ライン上において前記第1加熱部よりも上流側に位置する第1分岐点から分岐する第1分岐部と、
前記主リッチ液ライン上において前記第1加熱部よりも下流側に位置する第2分岐点から分岐する第2分岐部と、
前記第1分岐部と前記第2分岐部との合流点と、
を含み、
前記第1分岐部を流れる前記吸収液の第1流量と、前記第2分岐部を流れる前記吸収液の第2流量との比を調節するための調節部をさらに備える
吸収液再生装置。 - 前記調節部は、前記主リッチ液ラインから前記分岐リッチ液ラインに分流される前記吸収液の流量を調節可能に構成された
請求項1に記載の吸収液再生装置。 - 前記調節部は、前記第1分岐部に設けられ、前記第1流量を調節するための第1バルブ、または、前記第2分岐部に設けられ、前記第2流量を調節するための第2バルブの少なくとも一方を含む
請求項1又は2に記載の吸収液再生装置。 - 前記調節部は、前記再生塔の塔頂部の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節するように構成された
請求項1乃至3の何れか一項に記載の吸収液再生装置。 - 前記調節部は、前記第2分岐部よりも下流側の前記主リッチ液ラインにおける前記吸収液の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節するように構成された
請求項1乃至4の何れか一項に記載の吸収液再生装置。 - 前記分岐リッチ液ラインは、前記第1分岐部と前記第2分岐部との前記合流点よりも下流側の部位である下流部を含み、
前記再生塔から抜き出された吸収液を、蒸気との熱交換により加熱するための再生加熱器と、
前記再生加熱器に供給される蒸気が流れる蒸気ラインと、
前記蒸気ラインに設けられ、前記再生加熱器で前記吸収液を加熱した後の蒸気の凝縮水との熱交換により、前記下流部を流れる前記吸収液を加熱するように構成された第2加熱部と、をさらに備え、
前記調節部は、前記第2加熱部よりも下流側における前記蒸気ライン内の前記凝縮水の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節するように構成された
請求項1乃至5の何れか一項に記載の吸収液再生装置。 - 前記分岐リッチ液ラインは、前記第1分岐部と前記第2分岐部との前記合流点よりも下流側の部位である下流部を含み、
前記再生塔から抜き出された吸収液を、蒸気との熱交換により加熱するための再生加熱器と、
前記再生加熱器に供給される蒸気が流れる蒸気ラインと、
前記蒸気ラインに設けられ、前記再生加熱器で前記吸収液を加熱した後の蒸気の凝縮水との熱交換により、前記下流部を流れる前記吸収液を加熱するように構成された第2加熱部と、をさらに備え、
前記調節部は、前記第2加熱部よりも上流側における前記下流部における前記吸収液の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節するように構成された
請求項1乃至6の何れか一項に記載の吸収液再生装置。 - CO2を含む排ガスと吸収液とを接触させて前記吸収液に前記排ガス中のCO2を吸収させるように構成された吸収塔と、
請求項1乃至7の何れか一項に記載の吸収液再生装置と、を備え、
前記主リッチ液ラインは、前記吸収塔にてCO2を吸収した前記吸収液を、前記再生塔に供給するように構成された
CO2回収装置。 - CO2を吸収した吸収液を、主リッチ液ラインを介して再生塔に供給するステップと、
前記再生塔において、前記吸収液からCO2を分離して前記吸収液を再生するステップと、
前記主リッチ液ラインに設けられた第1加熱部により、前記主リッチ液ラインを流れる前記吸収液を加熱するステップと、
前記主リッチ液ラインから分岐した分岐リッチ液ラインに、前記主リッチ液ラインを流れる前記吸収液の一部を分流させるステップと、を備え、
前記分岐リッチ液ラインは、
前記主リッチ液ライン上において前記第1加熱部よりも上流側に位置する第1分岐点から分岐する第1分岐部と、
前記主リッチ液ライン上において前記第1加熱部よりも下流側に位置する第2分岐点から分岐する第2分岐部と、
前記第1分岐部と前記第2分岐部との合流点と、
を含み、
前記分流させるステップでは、
前記第1分岐部、及び、前記第2分岐部において前記吸収液の一部を分流させ、
前記第1分岐部を流れる前記吸収液の第1流量と、前記第2分岐部を流れる前記吸収液の第2流量との比を調節する調節ステップをさらに備える
吸収液再生方法。 - 前記調節ステップでは、前記主リッチ液ラインから前記分岐リッチ液ラインに分流される前記吸収液の流量を調節する
請求項9に記載の吸収液再生方法。 - 前記調節ステップでは、前記第1分岐部に設けられた第1バルブで前記第1流量を調節する、または、前記第2分岐部に設けられた第2バルブで前記第2流量を調節する
請求項9又は10に記載の吸収液再生方法。 - 前記調節ステップでは、前記再生塔の塔頂部の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節する
請求項9乃至11の何れか一項に記載の吸収液再生方法。 - 前記調節ステップでは、前記第2分岐部よりも下流側の前記主リッチ液ラインにおける前記吸収液の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節する
請求項9乃至12の何れか一項に記載の吸収液再生方法。 - 前記分岐リッチ液ラインは、前記第1分岐部と前記第2分岐部との前記合流点よりも下流側の部位である下流部を含み、
前記再生塔から吸収液を抜き出し、該吸収液を再生加熱器にて蒸気との熱交換により加熱するステップと、
蒸気ラインを介して前記再生加熱器に前記蒸気を供給ステップと、
前記蒸気ラインに設けられた第2加熱部にて、前記再生加熱器で前記吸収液を加熱した後の蒸気の凝縮水との熱交換により、前記下流部を流れる前記吸収液を加熱するステップと、をさらに備え、
前記調節ステップでは、前記第2加熱部よりも下流側における前記蒸気ライン内の前記凝縮水の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節する
請求項9乃至13の何れか一項に記載の吸収液再生方法。 - 前記分岐リッチ液ラインは、前記第1分岐部と前記第2分岐部との前記合流点よりも下流側の部位である下流部を含み、
前記再生塔から吸収液を抜き出し、該吸収液を再生加熱器にて蒸気との熱交換により加熱するステップと、
蒸気ラインを介して前記再生加熱器に前記蒸気を供給ステップと、
前記蒸気ラインに設けられた第2加熱部にて、前記再生加熱器で前記吸収液を加熱した後の蒸気の凝縮水との熱交換により、前記下流部を流れる前記吸収液を加熱するステップと、をさらに備え、
前記調節ステップでは、前記第2加熱部よりも上流側における前記下流部における前記吸収液の温度が規定範囲内となるように、前記第1流量と前記第2流量の前記比を調節する
請求項9乃至14の何れか一項に記載の吸収液再生方法。
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