特許 6356589 二酸化炭素回収システムおよびその運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6356589

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】二酸化炭素回収システムおよびその運転方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/14 20060101AFI20180702BHJP

   B01D 53/62 20060101ALI20180702BHJP

   C01B 32/50 20170101ALI20180702BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/14 220

   B01D53/14 200

   B01D53/62

   C01B32/50ZAB

【請求項の数】12

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-246716(P2014-246716)

(22)【出願日】2014年12月5日

(65)【公開番号】特開2016-107203(P2016-107203A)

(43)【公開日】2016年6月20日

【審査請求日】2017年6月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(73)【特許権者】

【識別番号】390014568

【氏名又は名称】東芝プラントシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(72)【発明者】

【氏名】宇田津 満

(72)【発明者】

【氏名】樫本 悟

(72)【発明者】

【氏名】程塚 正敏

(72)【発明者】

【氏名】北村 英夫

(72)【発明者】

【氏名】大橋 幸夫

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 聡

【審査官】 佐々木 典子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０００５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−００９０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８４０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０７７９１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０２４０５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／１４−５３／１８

Ｂ０１Ｄ ５３／３４−５３／８５

Ｃ０１Ｂ ３２／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二酸化炭素を含むガスと、前記二酸化炭素を吸収可能な吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液を排出する再生塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液を前記再生塔に導入する第１の吸収液ラインと、
前記再生塔から排出された前記吸収液を前記吸収塔に導入する第２の吸収液ラインと、
前記第１の吸収液ラインを流れる前記吸収液と、前記第２の吸収液ラインを流れる前記吸収液との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記吸収塔と前記熱交換器との間で前記第１の吸収液ラインから分岐し、前記吸収液を前記熱交換器を介さずに前記再生塔に導入するバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられた１つ以上の吸収液用バルブと、
前記再生塔の状態を示す値を計測する１つ以上の計測器と、
前記計測器により計測された前記値に基づいて、前記吸収液用バルブの開度を制御する制御部とを備え、
前記計測器は、前記再生塔内の温度を計測する温度計を含み、
前記制御部は、前記温度計により計測された温度が上昇した場合に、いずれかの前記吸収液用バルブの開度を増加させることで、前記再生塔内の前記吸収液を冷却する、二酸化炭素回収システム。

【請求項2】

前記バイパスラインは、前記吸収液を前記再生塔内の第１から第Ｎの箇所にそれぞれ導入する第１から第Ｎのライン（Ｎは２以上の整数）を含み、
前記吸収液用バルブは、前記第１から第Ｎのラインにそれぞれ設けられた第１から第Ｎの吸収液用バルブを含み、
前記計測器は、前記再生塔内の前記第１から第Ｎの箇所付近の温度をそれぞれ計測する第１から第Ｎの温度計を含み、
前記制御部は、第Ｋの温度計により計測された温度が上昇した場合に、第Ｋの吸収液用バルブの開度を増加させることで、前記再生塔内の第Ｋの箇所付近の前記吸収液を冷却する（Ｋは１≦Ｋ≦Ｎを満たす整数）、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項3】

二酸化炭素を含むガスと、前記二酸化炭素を吸収可能な吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液を排出する再生塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液を前記再生塔に導入する第１の吸収液ラインと、
前記再生塔から排出された前記吸収液を前記吸収塔に導入する第２の吸収液ラインと、
前記第１の吸収液ラインを流れる前記吸収液と、前記第２の吸収液ラインを流れる前記吸収液との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記吸収塔と前記熱交換器との間で前記第１の吸収液ラインから分岐し、前記吸収液を前記熱交換器を介さずに前記再生塔に導入するバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられた１つ以上の吸収液用バルブと、
前記再生塔の状態を示す値を計測する１つ以上の計測器と、
前記計測器により計測された前記値に基づいて、前記吸収液用バルブの開度を制御する制御部とを備え、
前記吸収液用バルブは、第１から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の吸収液用バルブを含み、
前記計測器は、第１から第Ｎの計測器を含み、
前記制御部は、第Ｋ（Ｋは１≦Ｋ≦Ｎを満たす整数）の計測器により計測された前記値に基づいて、第Ｋの吸収液用バルブの開度を制御する、二酸化炭素回収システム。

【請求項4】

二酸化炭素を含むガスと、前記二酸化炭素を吸収可能な吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液を排出する再生塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液を前記再生塔に導入する第１の吸収液ラインと、
前記再生塔から排出された前記吸収液を前記吸収塔に導入する第２の吸収液ラインと、
前記第１の吸収液ラインを流れる前記吸収液と、前記第２の吸収液ラインを流れる前記吸収液との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記吸収塔と前記熱交換器との間で前記第１の吸収液ラインから分岐し、前記吸収液を前記熱交換器を介さずに前記再生塔に導入するバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられた１つ以上の吸収液用バルブと、
前記再生塔の状態を示す値を計測する１つ以上の計測器と、
前記バイパスラインを流れる前記吸収液を冷却する冷却器と、
前記冷却器の冷媒の流量を調整する冷媒用バルブと、
前記計測器により計測された前記値に基づいて、前記吸収液用バルブの開度と、前記冷媒用バルブの開度とを制御する制御部と、
を備える二酸化炭素回収システム。

【請求項5】

二酸化炭素を含むガスと、前記二酸化炭素を吸収可能な吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液を排出する再生塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液を前記再生塔に導入する第１の吸収液ラインと、
前記再生塔から排出された前記吸収液を前記吸収塔に導入する第２の吸収液ラインと、
前記第１の吸収液ラインを流れる前記吸収液と、前記第２の吸収液ラインを流れる前記吸収液との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記吸収塔と前記熱交換器との間で前記第１の吸収液ラインから分岐し、前記吸収液を前記熱交換器を介さずに前記再生塔に導入するバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられた１つ以上の吸収液用バルブと、
前記再生塔の状態を示す値を計測する１つ以上の計測器と、
前記第２の吸収液ラインを流れる前記吸収液を冷却する冷却器と、
前記冷却器の冷媒の流量を調整する冷媒用バルブと、
前記計測器により計測された前記値に基づいて、前記吸収液用バルブの開度と、前記冷媒用バルブの開度とを制御する制御部と、
を備える二酸化炭素回収システム。

【請求項6】

二酸化炭素を含むガスと、前記二酸化炭素を吸収可能な吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液を排出する再生塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液を前記再生塔に導入する第１の吸収液ラインと、
前記再生塔から排出された前記吸収液を前記吸収塔に導入する第２の吸収液ラインと、
前記第１の吸収液ラインを流れる前記吸収液と、前記第２の吸収液ラインを流れる前記吸収液との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記吸収塔と前記熱交換器との間で前記第１の吸収液ラインから分岐し、前記吸収液を前記熱交換器を介さずに前記再生塔に導入するバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられた１つ以上の吸収液用バルブと、
前記再生塔の状態を示す値を計測する１つ以上の計測器と、
前記二酸化炭素を含む前記ガスを前記吸収塔に導入するガスラインと、
前記ガスラインを流れる前記ガスの流量を調整するガス用バルブと、
前記計測器により計測された前記値に基づいて、前記吸収液用バルブの開度と、前記ガス用バルブの開度とを制御する制御部と、
を備える二酸化炭素回収システム。

【請求項7】

二酸化炭素を含むガスと、前記二酸化炭素を吸収可能な吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液を排出する再生塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液を前記再生塔に導入する第１の吸収液ラインと、
前記再生塔から排出された前記吸収液を前記吸収塔に導入する第２の吸収液ラインと、
前記第１の吸収液ラインを流れる前記吸収液と、前記第２の吸収液ラインを流れる前記吸収液との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記吸収塔と前記熱交換器との間で前記第１の吸収液ラインから分岐し、前記吸収液を前記熱交換器を介さずに前記再生塔に導入するバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられた１つ以上の吸収液用バルブと、
前記再生塔の状態を示す値を計測する１つ以上の計測器と、
前記再生塔を加熱する加熱部と、
前記計測器により計測された前記値に基づいて、前記吸収液用バルブの開度と、前記加熱部への投入熱量とを制御する制御部と、
を備える二酸化炭素回収システム。

【請求項8】

二酸化炭素を含むガスと、前記二酸化炭素を吸収可能な吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液を排出する再生塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液を前記再生塔に導入する第１の吸収液ラインと、
前記再生塔から排出された前記吸収液を前記吸収塔に導入する第２の吸収液ラインと、
前記第１の吸収液ラインを流れる前記吸収液と、前記第２の吸収液ラインを流れる前記吸収液との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記吸収塔と前記熱交換器との間で前記第１の吸収液ラインから分岐し、前記吸収液を前記熱交換器を介さずに前記再生塔に導入するバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられた１つ以上の吸収液用バルブと、
前記再生塔の状態を示す値を計測する１つ以上の計測器と、
前記吸収塔から前記吸収液を抜き出し、抜き出した前記吸収液を冷却し、冷却した前記吸収液を前記吸収塔に戻す冷却部と、
前記計測器により計測された前記値に基づいて、前記吸収液用バルブの開度と、前記冷却部の動作とを制御する制御部と、
を備える二酸化炭素回収システム。

【請求項9】

前記計測器は、前記再生塔内の温度、前記再生塔から排出されたガスの流量、または前記再生塔内の圧力を計測する、請求項３から８のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項10】

前記制御部は、前記バイパスラインから前記再生塔に導入される前記吸収液の流量が、前記吸収塔から前記第１の吸収液ラインに排出される前記吸収液の流量の８０％以下になるように、前記吸収液用バルブの開度を制御する、請求項１から９のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項11】

二酸化炭素を含むガスと、前記二酸化炭素を吸収可能な吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液を排出する再生塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液を前記再生塔に導入する第１の吸収液ラインと、
前記再生塔から排出された前記吸収液を前記吸収塔に導入する第２の吸収液ラインと、
前記第１の吸収液ラインを流れる前記吸収液と、前記第２の吸収液ラインを流れる前記吸収液との間で熱交換を行う熱交換器と、
を備える二酸化炭素回収システムの運転方法であって、
前記再生塔の状態を示す値を１つ以上の計測器により計測し、
前記計測器により計測された前記値に基づいて、前記吸収塔と前記熱交換器との間で前記第１の吸収液ラインから分岐し、前記吸収液を前記熱交換器を介さずに前記再生塔に導入するバイパスラインに設けられた１つ以上の吸収液用バルブの開度を制御し、
前記吸収塔から排出された前記吸収液を、前記第１の吸収液ラインおよび前記バイパスラインを介して前記再生塔に導入する、
ことを含み、
前記計測器は、前記再生塔内の温度を計測する温度計を含み、
前記制御では、前記温度計により計測された温度が上昇した場合に、いずれかの前記吸収液用バルブの開度を増加させることで、前記再生塔内の前記吸収液を冷却する、二酸化炭素回収システムの運転方法。

【請求項12】

前記バイパスラインは、前記吸収液を前記再生塔内の第１から第Ｎの箇所にそれぞれ導入する第１から第Ｎのライン（Ｎは２以上の整数）を含み、
前記吸収液用バルブは、前記第１から第Ｎのラインにそれぞれ設けられた第１から第Ｎの吸収液用バルブを含み、
前記計測器は、前記再生塔内の前記第１から第Ｎの箇所付近の温度をそれぞれ計測する第１から第Ｎの温度計を含み、
前記制御では、第Ｋの温度計により計測された温度が上昇した場合に、第Ｋの吸収液用バルブの開度を増加させることで、前記再生塔内の第Ｋの箇所付近の前記吸収液を冷却する、請求項１１に記載の二酸化炭素回収システムの運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、二酸化炭素回収システムおよびその運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、地球温暖化問題に対する有効な対策として、二酸化炭素回収貯留（ＣＣＳ：Carbon Dioxide Capture and Storage）技術が注目されている。例えば、火力発電所、製鉄所、ごみ焼却炉などで発生するプロセス排ガス中の二酸化炭素を、吸収液により回収する二酸化炭素回収システムが精力的に研究開発されている。
二酸化炭素回収システムが発電プラントなどの施設に設置されている場合、施設の通常停止時や緊急時において、二酸化炭素回収システムを停止状態や待機運転可能な状態などの安全な状態まで速やかに移行させることが望ましい。しかしながら、例えば大規模施設内の二酸化炭素回収システムは、吸収液の保有量が多く、設置された設備も大型であるため、安全な状態に移行するまでに長い時間を要してしまう。そこで、二酸化炭素回収システムの高温部分を速やかに冷却することで、二酸化炭素回収システムを速やかに安全な状態に移行させる案が考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−０００７２９号公報

【特許文献2】特開２０１０−２４０６２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そこで、本発明は、二酸化炭素回収システム内の高温部分を速やかに冷却可能な二酸化炭素回収システムおよびその運転方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一の実施形態によれば、二酸化炭素回収システムは、二酸化炭素を含むガスと、前記二酸化炭素を吸収可能な吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を排出する吸収塔と、前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液を排出する再生塔と、前記吸収塔から排出された前記吸収液を前記再生塔に導入する第１の吸収液ラインと、前記再生塔から排出された前記吸収液を前記吸収塔に導入する第２の吸収液ラインと、前記第１の吸収液ラインを流れる前記吸収液と、前記第２の吸収液ラインを流れる前記吸収液との間で熱交換を行う熱交換器とを備える。さらに、前記システムは、前記吸収塔と前記熱交換器との間で前記第１の吸収液ラインから分岐し、前記吸収液を前記熱交換器を介さずに前記再生塔に導入するバイパスラインと、前記バイパスラインに設けられた１つ以上の吸収液用バルブと、前記再生塔の状態を示す値を計測する１つ以上の計測器と、前記計測器により計測された前記値に基づいて、前記吸収液用バルブの開度を制御する制御部とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【図2】第２実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【図3】第３実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【図4】第４実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【図5】第５実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【図6】第６実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【図7】第７実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【図8】第８実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

【0008】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【0009】

図１の二酸化炭素回収システムは、吸収塔１と、ガスラインの例であるプロセス排ガスライン２と、リッチ液ポンプ３と、熱交換器の例である再生熱交換器４と、再生塔５と、加熱部の例であるリボイラ６と、リーン液ポンプ７と、冷却器８と、第１の吸収液ラインの例であるリッチ液ライン１１と、第２の吸収液ラインの例であるリーン液ライン１２、１３とを備えている。

【0010】

吸収塔１は、例えば向流型気液接触装置により構成されている。吸収塔１は、その下部から、二酸化炭素を含むプロセス排ガスが導入され、その上部から、二酸化炭素を吸収可能な吸収液（リーン液）が導入される。プロセス排ガスは、プロセス排ガスライン２から吸収塔１内に導入され、リーン液は、リーン液ライン１２から吸収塔１内に導入される。

【0011】

吸収塔１は、プロセス排ガスと吸収液とを気液接触させる。そして、吸収塔１は、その下部から、二酸化炭素を吸収した吸収液（リッチ液）を排出し、その上部から、二酸化炭素が除去されたプロセス排ガスを含む吸収塔排出ガスを排出する。リッチ液は、吸収塔１からリッチ液ライン１１に排出される。

【0012】

本実施形態の吸収塔１は、上記の気液接触を効率よく進めるために、充填物またはトレイが１段以上配置された構造を有している。図１の吸収塔１は、一例として１段の充填物１ａを備えている。

【0013】

プロセス排ガスは、プロセス排ガスを発生する施設からプロセス排ガスライン２を介して吸収塔１内に導入される。このような施設の例は、火力発電所、製鉄所、ごみ焼却炉などである。

【0014】

また、吸収液の例は、モノエタノールアミン（monoethanolamin）やジエタノールアミン（diethanolamin）などのアミン系水溶液、アルカリ性水溶液、イオン性液体やその水溶液などであるが、これらに限定されるものではない。

【0015】

リッチ液ポンプ３と再生熱交換器４は、リッチ液ライン１１に設けられている。吸収塔１から排出された吸収液は、リッチ液ポンプ３によりリッチ液ライン１１を介して再生塔５へ移送され、再生塔５内に導入される。この際、再生熱交換器４は、リッチ液ライン１１を流れる吸収液とリーン液ライン１２を流れる吸収液との間で熱交換を行い、リッチ液ライン１１を流れる吸収液を加熱する。

【0016】

再生塔５は、例えば向流型気液接触装置により構成されている。再生塔５は、リボイラ６からのガスとの気液接触により吸収液を加熱することで、吸収液から二酸化炭素および蒸気を放散させる。そして、再生塔５は、その上部から、放散された二酸化炭素および蒸気を含む再生塔排出ガスを排出し、その下部から、二酸化炭素を放散した吸収液（リーン液）を排出する。リーン液は、再生塔５からリーン液ライン１２に排出される。

【0017】

リボイラ６は、リーン液ライン１３に設けられている。リーン液ライン１３は、リーン液ライン１２から分岐しており、再生塔５から排出された吸収液の一部をリボイラ６を介して再生塔５内に戻す。この際、リボイラ６は、外部熱源である蒸気と吸収液との熱交換により吸収液を加熱することで、吸収液から二酸化炭素および蒸気を放散させる。これらのガスは、吸収液と共に再生塔５内に戻され、再生塔５内の吸収液を加熱するために使用される。

【0018】

本実施形態の再生塔５は、上記の気液接触を効率よく進めるために、充填物またはトレイが１段以上配置された構造を有している。図１の再生塔５は、一例として２段の充填物５ａ、５ｂを備えている。

【0019】

リーン液ポンプ７、再生熱交換器４、および冷却器８は、リーン液ライン１２に設けられている。再生塔５から排出された吸収液は、リーン液ポンプ７によりリーン液ライン１２を介して吸収塔１へ移送され、吸収塔１内に導入される。この際、再生熱交換器４は、リーン液ライン１２を流れる吸収液とリッチ液ライン１１を流れる吸収液との間で熱交換を行い、リーン液ライン１２を流れる吸収液を冷却する。リーン液ライン１２を流れる吸収液はさらに、冷却器８により冷却される。

【0020】

再生塔５から排出された再生塔排出ガスは、使用目的に応じてその後の処理工程が異なるが、一般には冷却によりその水分が凝縮されて除去される。その後、水分が除去された再生塔排出ガスは、圧縮ポンプにより、超臨界状態や液体状態などの使用目的に応じた状態に転移され、タンク、ローリー、パイプラインなどにより保管、輸送される。

【0021】

図１の二酸化炭素回収システムはさらに、１つ以上の計測器の例である温度計２１ａ〜２１ｃと、１つ以上の吸収液用バルブの例である吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃと、制御部２３と、バイパスラインの例であるリッチ液バイパスライン２４とを備えている。

【0022】

以下の説明において、温度計２１ａ〜２１ｃのうちの任意の１つの温度計は、符号２１で表すことにする。同様に、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃのうちの任意の１つの吸収液用バルブは、符号２２で表すことにする。

【0023】

［温度計２１ａ〜２１ｃ］
温度計２１ａ〜２１ｃは、再生塔５内の温度を計測する。再生塔５内の温度は、再生塔５の状態を示す値の例である。再生塔５内の温度の例としては、再生塔５内の吸収液の温度や、再生塔５内の気温が挙げられる。本実施形態の温度計２１ａ〜２１ｃは、再生塔５内の異なる箇所の温度を計測する。具体的には、本実施形態の温度計２１ａ、２１ｂ、２１ｃはそれぞれ、充填物５ａ内の吸収液の温度、充填物５ｂ内の吸収液の温度、再生塔５の底部に溜まった吸収液の温度を計測する。温度計２１ａ〜２１ｃは、計測した温度を含む信号を制御部２３に出力する。

【0024】

［リッチ液バイパスライン２４］
リッチ液バイパスライン（以下「バイパスライン」と呼ぶ）２４は、吸収塔１と再生熱交換器４との間でリッチ液ライン１１から分岐している。リッチ液ライン１１からバイパスライン２４に流入した吸収液（リッチ液）は、再生熱交換器４を介さずに再生塔５内に導入される。よって、バイパスライン２４は、再生熱交換器４により加熱されていない低温の吸収液を再生塔５内に導入することができる。

【0025】

［吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃ］
吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃは、バイパスライン２４に設けられている。本実施形態のバイパスライン２４は、第１から第３の分岐ラインに分岐しており、第１、第２、第３の分岐ラインがそれぞれ、充填物５ａの上方、充填物５ａ、５ｂの間、充填物５ｂの下方において再生塔５に接続されている。そして、本実施形態の吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃはそれぞれ、第１から第３の分岐ラインに設けられている。本実施形態の吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃは、これらの開度の制御により吸収液の流量を調整可能な流量調整弁である。

【0026】

［制御部２３］
制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃにより計測された温度に基づいて、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を制御する。例えば、制御部２３は、温度計２１ｃの温度（温度値）が上昇した場合に、吸収液用バルブ２２ｃの開度を増加させる。これにより、制御部２３は、再生塔５の底部に溜まった吸収液を吸収液用バルブ２２ｃからの吸収液により冷却することができ、温度計２１ｃの温度を低下させることができる。このように、本実施形態によれば、二酸化炭素回収システム内の高温部分である再生塔５を、低温の吸収液の導入により速やかに冷却することができる。

【0027】

本実施形態の制御部２３は、温度計２１ａの温度に基づいて吸収液用バルブ２２ａの開度を制御し、温度計２１ｂの温度に基づいて吸収液用バルブ２２ｂの開度を制御し、温度計２１ｃの温度に基づいて吸収液用バルブ２２ｃの開度を制御する。よって、本実施形態の制御部２３は、ある温度計２１の温度が上昇した場合に、この温度計２１付近の吸収液用バルブ２２の開度を増加させることで、この温度計２１付近の吸収液を速やかに冷却することができる。

【0028】

本実施形態の制御部２３は、吸収液用バルブ２２ａの開度が温度計２１ａの温度の増加関数となるように、吸収液用バルブ２２ａの開度を制御する。すなわち、本実施形態の制御部２３は、温度計２１ａの温度の上昇に伴い、吸収液用バルブ２２ａの開度を増加させる。これにより、温度計２１ａ付近の吸収液の温度の上昇を抑制することができる。これは、吸収液用バルブ２２ｂ、２２ｃについても同様である。

【0029】

以下、吸収塔１からリッチ液ライン１１に排出される吸収液の流量を、リッチ液流量Ａと表す。また、リッチ液ライン１１から再生塔５に導入される吸収液の流量を、リッチ液流量Ｂと表す。また、バイパスライン２４から再生塔５に導入される吸収液の流量を、バイパスリッチ液流量Ｃと表す。本実施形態では、これらの流量の間に「Ａ＝Ｂ＋Ｃ」の関係が成り立つ。

【0030】

制御部２３は、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を調整することで、バイパスライン２４から再生塔５に導入される吸収液の流量、すなわち、バイパスリッチ液流量Ｃを制御することができる。本実施形態の制御部２３は、バイパスライン２４から再生塔５に吸収液を導入する場合、バイパスリッチ液流量Ｃがリッチ液流量Ａの８０％以下になるように、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を制御する（０＜Ｃ≦０．８Ａ）。

【0031】

バイパスリッチ液流量Ｃがリッチ液流量Ａの８０％よりも多い場合、リッチ液流量Ｂはリッチ液流量Ａの２０％よりも少なくなる。よって、再生熱交換器４に導入されるリッチ液の流量が少なくなり、再生熱交換器４での交換熱量が小さくなる。そのため、リーン液ライン１２を流れるリーン液の温度が、再生熱交換器４を通過しても十分に低下しない。その結果、冷却器８での負荷が大きくなることや、十分に冷却されていないリーン液が吸収塔１に導入されることにより、吸収塔１や冷却器８の異常発熱や損傷を引き起こす可能性がある。

【0032】

そのため、本実施形態の制御部２３は、バイパスリッチ液流量Ｃをリッチ液流量Ａの８０％以下に設定する。本実施形態のバイパスリッチ液流量Ｃは、リッチ液流量Ａの５０％程に設定することが望ましく（Ｃ≒０．５Ａ）、例えば、リッチ液流量Ａの４０〜６０％に設定することが望ましい（０．４Ａ≦Ｃ≦０．６Ａ）。

【0033】

制御部２３は、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を互いに異なる値に調整してもよい。例えば、温度計２２ａの温度が高く、温度計２２ｃの温度が低い場合には、吸収液用バルブ２２ａの開度を大きく設定し、吸収液用バルブ２２ｃの開度を小さく設定してもよい。これにより、バイパスライン２４から再生塔５内の高温箇所に供給される吸収液の流量を増加させることができ、高温箇所を効率的に冷却することができる。

【0034】

本実施形態の制御部２３は、二酸化炭素回収システムが設置されている施設（例えば発電プラント）が停止する際に、二酸化炭素回収システムを停止状態に移行させる。具体的には、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃの温度が二酸化炭素回収システムの停止時の温度になるように、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を制御する。そして、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃの温度が二酸化炭素回収システムを安全に停止できる温度になったら、バイパスライン２４から再生塔５内に導入される吸収液を減少させて停止し、その後、リッチ液ライン１１およびリーン液ライン１２を循環する吸収液を停止する。

【0035】

本実施形態の制御部２３による制御は、二酸化炭素回収システムが設置されている施設の緊急時に、施設の低負荷運転のために二酸化炭素システムを低負荷で待機させる場合にも有効である。この場合、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃの温度が二酸化炭素回収システムの待機運転時の温度になるように、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を制御する。そして、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃの温度が待機に適した温度になったら、バイパスライン２４から再生塔５に導入される吸収液を減少させて停止するが、リッチ液ライン１１およびリーン液ライン１２の吸収液の循環は維持する。このような制御は例えば、吸収液の循環系を停止させずに、再生塔５内を急冷して再生塔５からの二酸化炭素放散を停止させたい場合や、再生塔５内を任意の温度まで急冷したい場合などに用いてもよい。

【0036】

なお、本実施形態のバイパスライン２４には、バイパスライン２４を流れる吸収液を冷却する冷却器や、バイパスライン２４を流れる吸収液とその他の流体との熱交換を行う熱交換器が設けられていてもよい。このような流体の例としては、吸収塔排出ガス、再生塔排出ガス、吸収塔排出ガスから得られた凝縮水、再生塔排出ガスから得られた凝縮水などが挙げられる。

【0037】

また、本実施形態のバイパスライン２４の吸収液は、再生塔５の冷却だけでなく、再生塔５以外の高温部分（機器や配管など）の冷却にも使用してもよい。このような高温部分の例としては、再生熱交換器４と再生塔５との間を流れるリッチ液の気液分離を行う気液分離器などが挙げられる。

【0038】

また、本実施形態の温度計２１ａ〜２１ｃの台数や、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの台数は、３台以外でもよい。例えば、本実施形態の二酸化炭素回収システムは、第１から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の温度計２１と、第１から第Ｎの吸収液用バルブ２２とを備えていてもよい。この場合、制御部２３は、第Ｋ（Ｋは１≦Ｋ≦Ｎを満たす任意の整数）の温度計２１の温度に基づいて、第Ｋの吸収液用バルブ２２の開度を制御してもよい。

【0039】

以上のように、本実施形態の二酸化炭素回収システムは、バイパスライン２４に設けられた１つ以上の吸収液用バルブ２２と、再生塔５内の温度を計測する１つ以上の温度計２１と、温度計２１により計測された温度に基づいて、吸収液用バルブ２２の開度を制御する制御部２３とを備えている。よって、本実施形態によれば、二酸化炭素回収システム内の高温部分を速やかに冷却することが可能となり、二酸化炭素回収システムを安全な状態に速やかに移行させることが可能となる。

【0040】

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【0041】

図２の二酸化炭素回収システムは、図１の二酸化炭素回収システムと同様の構成を有している。ただし、図２においては、温度計２１ａ〜２１ｃが流量計２５に置き換えられている。流量計２５は、１つ以上の計測器の例である。

【0042】

流量計２５は、再生塔５から排出された再生塔排出ガスの流量を計測する。再生塔排出ガスの流量は、再生塔５の状態を示す値の例である。流量計２５は、計測した流量を含む信号を制御部２３に出力する。

【0043】

制御部２３は、流量計２５により計測された流量に基づいて、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を制御する。一般に、再生塔５内の温度が上昇すると、再生塔排出ガスの流量は増加する。よって、本実施形態の制御部２３は、流量計２５の流量（流量値）が増加した場合、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を増加させる。これにより、制御部２３は、再生塔５内の吸収液を吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃからの吸収液により冷却することができ、再生塔５内の温度を低下させることができる。その結果、流量計２５の流量が減少することとなる。このように、本実施形態によれば、二酸化炭素回収システム内の高温部分である再生塔５を、低温の吸収液の導入により速やかに冷却することができる。

【0044】

一般に、再生塔５内の温度が低下すると、再生塔排出ガスの流量は減少し、再生塔５内の温度が十分に低くなると、再生塔排出ガスの流量は検出可能な最小流量よりも小さくなる。よって、本実施形態の制御部２３は、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度が流量計２５の流量の増加関数となるように、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を制御する。すなわち、本実施形態の制御部２３は、流量計２５の流量の低下に伴い、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を減少させる。そして、本実施形態の制御部２３は、流量計２５の流量が検出可能な最小流量よりも小さくなると、再生塔５が十分に冷却されたと判断し、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を全閉し、バイパスライン２４から再生塔５内への吸収液の導入を停止する。

【0045】

本実施形態の制御部２３は、第１実施形態の制御部２３と同様に動作可能である。例えば、本実施形態の制御部２３は、バイパスリッチ液流量Ｃをリッチ液流量Ａの８０％以下に設定する。また、本実施形態の制御部２３による制御は、二酸化炭素回収システムを停止状態や待機運転可能な状態に移行させる際に適用可能である。

【0046】

なお、本実施形態の吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの台数は、１台でもよいし、複数台でもよい。後者の場合、制御部２３は、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を互いに異なる値に調整してもよい。

【0047】

以上のように、本実施形態の二酸化炭素回収システムは、バイパスライン２４に設けられた１つ以上の吸収液用バルブ２２と、再生塔５から排出されたガスの流量を計測する１つ以上の流量計２５と、流量計２５により計測された流量に基づいて、吸収液用バルブ２２の開度を制御する制御部２３とを備えている。よって、本実施形態によれば、二酸化炭素回収システム内の高温部分を速やかに冷却することが可能となり、二酸化炭素回収システムを安全な状態に速やかに移行させることが可能となる。

【0048】

（第３実施形態）
図３は、第３実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【0049】

図３の二酸化炭素回収システムは、図１の二酸化炭素回収システムと同様の構成を有している。ただし、図３においては、温度計２１ａ〜２１ｃが圧力計２６に置き換えられている。圧力計２６は、１つ以上の計測器の例である。

【0050】

圧力計２６は、再生塔５内の圧力（再生塔内部圧力）を計測する。再生塔内部圧力は、再生塔５の状態を示す値の例である。圧力計２６は、計測した圧力を含む信号を制御部２３に出力する。

【0051】

制御部２３は、圧力計２６により計測された圧力に基づいて、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を制御する。一般に、大気圧よりも高い圧力が再生塔５の運転圧力として設定されている場合には、再生塔５内で二酸化炭素が連続して放出されているときに、再生塔内部圧力が圧力調整弁などにより設定圧力に維持される。本実施形態の制御部２３は、圧力計２６の圧力（圧力値）が設定圧力である場合において、再生塔５を冷却する必要があるときには、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を増加させる。これにより、制御部２３は、再生塔５内の吸収液を吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃからの吸収液により冷却することができ、再生塔５内の温度を低下させることができる。その結果、二酸化炭素の放出反応が止まり、再生塔内部圧力が設定圧力に維持されなくなるため、圧力計２６の圧力が減少することとなる。このように、本実施形態によれば、二酸化炭素回収システム内の高温部分である再生塔５を、低温の吸収液の導入により速やかに冷却することができる。

【0052】

一般に、再生塔５内の温度が低下すると、再生塔内部圧力は減少し、再生塔５内の温度が十分に低くなると、圧力調整弁が全開となり、再生塔内部圧力が大気圧または再生塔排出ガスラインの下流の圧力と等しくなる。よって、本実施形態の制御部２３は、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度が圧力計２６の圧力の増加関数となるように、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を制御する。すなわち、本実施形態の制御部２３は、圧力計２６の圧力の低下に伴い、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を減少させる。そして、本実施形態の制御部２３は、圧力計２６の圧力が設定圧力よりも小さくなると、再生塔５が十分に冷却されたと判断し、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を全閉し、バイパスライン２４から再生塔５内への吸収液の導入を停止する。

【0053】

本実施形態の制御部２３は、第１実施形態の制御部２３と同様に動作可能である。例えば、本実施形態の制御部２３は、バイパスリッチ液流量Ｃをリッチ液流量Ａの８０％以下に設定する。また、本実施形態の制御部２３による制御は、二酸化炭素回収システムを停止状態や待機運転可能な状態に移行させる際に適用可能である。

【0054】

なお、本実施形態の吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの台数は、１台でもよいし、複数台でもよい。後者の場合、制御部２３は、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度を互いに異なる値に調整してもよい。

【0055】

以上のように、本実施形態の二酸化炭素回収システムは、バイパスライン２４に設けられた１つ以上の吸収液用バルブ２２と、再生塔５内の圧力を計測する１つ以上の圧力計２６と、圧力計２６により計測された圧力に基づいて、吸収液用バルブ２２の開度を制御する制御部２３とを備えている。よって、本実施形態によれば、二酸化炭素回収システム内の高温部分を速やかに冷却することが可能となり、二酸化炭素回収システムを安全な状態に速やかに移行させることが可能となる。

【0056】

（第４〜第８実施形態）
第４〜第８実施形態の二酸化炭素回収システムは、第１〜第３実施形態の二酸化炭素回収システムの変形例である。第４〜第８実施形態のシステムは、第１実施形態のシステムと同様に、温度計２１ａ〜２１ｃと、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃと、制御部２３と、リッチ液バイパスライン２４とを備えている（図４〜図８参照）。ただし、第４〜第８実施形態の温度計２１ａ〜２１ｃは、第２実施形態の流量計２５または第３実施形態の圧力計２６に置き換えてもよい。

【0057】

図４は、第４実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【0058】

図４のシステムは、冷却器３１と、冷媒用バルブ３２とを備えている。冷却器３１は、バイパスライン２４に設けられており、バイパスライン２４を流れる吸収液を冷媒により冷却する。冷媒の例は冷却水である（以下同様）。冷媒用バルブ３２は、冷却器３１に冷媒を供給するためのラインに設けられており、冷却器３１に供給する冷媒の流量を調整するために使用される。本実施形態の冷媒用バルブ３２は、その開度の制御により冷媒の流量を調整可能な流量調整弁である。

【0059】

本実施形態の制御部２３は、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃだけでなく、冷媒用バルブ３２も制御する。具体的には、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃにより計測された温度に基づいて、冷媒用バルブ３２の開度を制御する。例えば、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃの平均温度に基づいて開度を制御してもよいし、温度計２１ａ〜２１ｃの最高温度に基づいて開度を制御してもよい。本実施形態の制御部２３は例えば、冷媒用バルブ３２の開度が温度計２１ａ〜２１ｃの平均温度または最高温度の増加関数となるように、冷媒用バルブ３２の開度を制御する。また、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃのうちの１つの温度に基づいて開度を制御してもよいし、温度計２１ａ〜２１ｃのうちの２つの平均温度または最高温度に基づいて開度を制御してもよい。

【0060】

本実施形態の制御部２３は、二酸化炭素回収システムが設置されている施設の停止指示を受信すると、再生塔５を冷却するためにバイパスライン２４から再生塔５内にリッチ液を導入する。この際、リッチ液ライン１１やバイパスライン２４のリッチ液は、吸収塔１内での二酸化炭素の吸収反応が発熱反応であることから、リーン液ライン１２のリーン液よりも高温になる。そのため、本実施形態では、再生塔５内の温度をより速やかに冷却させるために、バイパスライン２４を流れるリッチ液を冷却器３１で冷却している。

【0061】

図５は、第５実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【0062】

図５のシステムは、冷媒用バルブ３３を備えている。冷媒用バルブ３３は、リーン液ライン１２の冷却器８に冷媒を供給するためのラインに設けられており、冷却器８に供給する冷媒の流量を調整するために使用される。本実施形態の冷媒用バルブ３３は、その開度の制御により冷媒の流量を調整可能な流量調整弁である。

【0063】

本実施形態の制御部２３は、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃだけでなく、冷媒用バルブ３３も制御する。具体的には、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃにより計測された温度に基づいて、冷媒用バルブ３３の開度を制御する。例えば、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃの平均温度に基づいて開度を制御してもよいし、温度計２１ａ〜２１ｃの最高温度に基づいて開度を制御してもよい。本実施形態の制御部２３は例えば、冷媒用バルブ３３の開度が温度計２１ａ〜２１ｃの平均温度または最高温度の増加関数となるように、冷媒用バルブ３３の開度を制御する。また、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃのうちの１つの温度に基づいて開度を制御してもよいし、温度計２１ａ〜２１ｃのうちの２つの平均温度または最高温度に基づいて開度を制御してもよい。

【0064】

バイパスライン２４から再生塔５内にリッチ液を導入する場合、再生熱交換器４を通過するリッチ液の流量が減少し、再生熱交換器４での交換熱量が減少する。そのため、リーン液ライン１２を流れるリーン液は、再生熱交換器４でリッチ液と十分に熱交換できず、高温のまま再生熱交換器４から排出される。その結果、リーン液ライン１２の冷却器８の冷却負荷が増加する。しかしながら、冷却器８の負荷が急激に増加すると、負荷の増加に対する冷却の追従が難しくなる。そこで、本実施形態では、温度計２１ａ〜２１ｃの温度に基づいて、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃと冷媒用バルブ３３とを制御する。よって、本実施形態によれば、冷却器８の動作を制御部２３の動作に連動させることができ、冷却器８による冷却の追従性を向上させることができる。

【0065】

図６は、第６実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【0066】

図６のシステムは、排ガス用バルブ３４を備えている。排ガス用バルブ３４は、プロセス排ガスライン２に設けられており、プロセス排ガスライン２を流れるプロセス排ガスの流量を調整するために使用される。本実施形態の排ガス用バルブ３４は、その開度の制御によりプロセス排ガスの流量を調整可能な流量調整弁である。

【0067】

本実施形態の制御部２３は、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃだけでなく、排ガス用バルブ３４も制御する。具体的には、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃにより計測された温度に基づいて、排ガス用バルブ３４の開度を制御する。例えば、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃのうちの１つの温度に基づいて開度を制御してもよいし、温度計２１ａ〜２１ｃのうちの２つ以上の平均温度または最高温度に基づいて開度を制御してもよい。

【0068】

本実施形態の制御部２３は、二酸化炭素回収システムが設置されている施設の停止指示や低負荷運転指示を受信すると、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度の制御と、排ガス用バルブ３４の開度の制御とを連動して実行する。具体的には、制御部２３は、バイパスライン２４から再生塔５内への吸収液の導入を開始すると共に、プロセス排ガスの流量を減少させるか導入を停止する。

【0069】

プロセス排ガスの導入を停止する場合、吸収塔１内で発熱反応である二酸化炭素の吸収反応が起きなくなり、バイパスライン２４を流れる吸収液の温度が低下する。そのため、より効率的に再生塔５内の温度を低下させることができる。

【0070】

一方、本実施形態の制御部２３は、二酸化炭素回収システムを待機運転可能な状態に移行させる場合、プロセス排ガスの流量を減少させる。例えば、施設内の吸収液に二酸化炭素を十分に吸収させたい場合、制御部２３は、再生塔５内の温度を低下させて再生塔５からの二酸化炭素の放散を止め、吸収塔１内で吸収反応を進めさせる。この場合、リーン液ライン１２から吸収塔１内に導入される吸収液の温度が高温になる可能性がある。そのため、大量のプロセス排ガスを吸収塔１内に導入すると、吸収塔１内の温度が高温になるおそれがある。そこで、本実施形態の制御部２３は、二酸化炭素回収システムを待機運転可能な状態に移行させる場合、プロセス排ガスの流量を減少させる。これにより、再生塔５内の温度を低くしつつ、吸収塔１内で好適に吸収反応を進めることができる。

【0071】

図７は、第７実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【0072】

図７のシステムは、蒸気用バルブ３５を備えている。蒸気用バルブ３５は、リボイラ６に熱源となる蒸気を供給するためのラインに設けられており、リボイラ６に供給する蒸気の流量を調整するために使用される。本実施形態の蒸気用バルブ３５は、その開度の制御により蒸気の流量を調整可能な流量調整弁である。

【0073】

本実施形態の制御部２３は、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃだけでなく、蒸気用バルブ３５も制御する。具体的には、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃにより計測された温度に基づいて、蒸気用バルブ３５の開度を制御する。例えば、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃのうちの１つの温度に基づいて開度を制御してもよいし、温度計２１ａ〜２１ｃのうちの２つ以上の平均温度または最高温度に基づいて開度を制御してもよい。本実施形態の制御部２３は、蒸気用バルブ３５の開度を制御することで、リボイラ６への投入熱量を制御することができる。

【0074】

本実施形態の制御部２３は、二酸化炭素回収システムが設置されている施設の停止指示や低負荷運転指示を受信すると、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃの開度の制御と、蒸気用バルブ３５の開度の制御とを連動して実行する。具体的には、制御部２３は、バイパスライン２４から再生塔５内への吸収液の導入を開始すると共に、リボイラ６に供給する蒸気の流量を減少させるか供給を停止する。

【0075】

例えば、低負荷運転のために再生塔５を冷却した後、再生塔５内の温度を設定温度に維持する場合、本実施形態の制御部２３は、バイパスライン２４の吸収液流量とリボイラ６用の蒸気流量の制御を連動させることで、再生塔５の冷却と再生塔５の温度維持とを効率的に行うことができる。この場合、制御部２３は例えば、バイパスライン２４の吸収液により再生塔５内の温度を設定温度近傍まで冷却する動作に連動して、リボイラ６用の蒸気流量の低減により急速に再生塔５を冷却する。その後、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃの温度に基づいて吸収液流量および蒸気流量を調整することで、再生塔５内の温度を設定温度に維持することができる。

【0076】

本実施形態のリボイラ６は、蒸気の熱により吸収液を加熱する代わりに、電気ヒーターの熱により吸収液を加熱してもよい。この場合、制御部２３は、電気ヒーターに供給する電力を制御することで、リボイラ６への投入熱量を制御することができる。本実施形態のリボイラ６は、再生塔５内の温度を制御可能なその他の加熱部に置き換えてもよい。この場合、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃにより計測された温度に基づいて、この加熱部への投入熱量を制御する。

【0077】

図８は、第８実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す概略図である。

【0078】

図８のシステムは、冷却器３６と、冷媒用バルブ３７とを備えている。冷却器３６と冷媒用バルブ３７は、冷却部の例である。冷却器３６は、吸収塔１から吸収液を抜き出し、抜き出した吸収液を冷媒により冷却し、冷却した吸収液を吸収塔１に戻す。冷媒用バルブ３７は、冷却器３６に冷媒を供給するためのラインに設けられており、冷却器３６に供給する冷媒の流量を調整するために使用される。本実施形態の冷媒用バルブ３７は、その開度の制御により冷媒の流量を調整可能な流量調整弁である。

【0079】

本実施形態の制御部２３は、吸収液用バルブ２２ａ〜２２ｃだけでなく、冷媒用バルブ３７も制御する。具体的には、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃにより計測された温度に基づいて、冷媒用バルブ３７の開度を制御する。例えば、制御部２３は、温度計２１ａ〜２１ｃのうちの１つの温度に基づいて開度を制御してもよいし、温度計２１ａ〜２１ｃのうちの２つ以上の平均温度または最高温度に基づいて開度を制御してもよい。本実施形態の制御部２３は、冷媒用バルブ３７の開度を制御することで、冷却器３６および冷媒用バルブ３７を備える冷却部の動作を制御することができる。

【0080】

本実施形態の制御部２３は、冷媒の流量を増加させることで、吸収塔１内の吸収液の温度を低下させることができる。これにより、制御部２３は、バイパスライン２４から再生塔５内に導入される吸収液の温度を低下させることができ、より効率的に再生塔５を冷却することができる。

【0081】

なお、本実施形態の冷却器３６は、吸収液と冷媒との熱交換により吸収液を冷却する熱交換器であるが、その他の方式で吸収液を冷却する装置でもよい。

【0082】

また、本実施形態の二酸化炭素回収システムは、１台の吸収塔１用に１台の冷却器３６を備えているが、１台の吸収塔１用に複数の冷却器３６を備えていてもよい。この場合、本実施形態の制御部２３は、複数の冷却器３６のすべてを制御してもよいし、複数の冷却器３６のうちの一部のみを制御してもよい。

【0083】

本実施形態によれば、第１〜第３実施形態と同様に、二酸化炭素回収システム内の高温部分を速やかに冷却することが可能となり、二酸化炭素回収システムを安全な状態に速やかに移行させることが可能となる。

【0084】

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規なシステムおよび方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明したシステムおよび方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

【符号の説明】

【0085】

１：吸収塔、２：プロセス排ガスライン、３：リッチ液ポンプ、４：再生熱交換器、
５：再生塔、６：リボイラ、７：リーン液ポンプ、８：冷却器、
１１：リッチ液ライン、１２、１３：リーン液ライン、
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ：温度計、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ：吸収液用バルブ、
２３：制御部、２４：リッチ液バイパスライン、２５：流量計、２６：圧力計、
３１：冷却器、３２：冷媒用バルブ、３３：冷媒用バルブ、３４：排ガス用バルブ、
３５：蒸気用バルブ、３６：冷却器、３７：冷媒用バルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】