二氧化碳回收装置以及二氧化碳回收方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及二氧化碳回收装置以及二氧化碳回收方法。
【背景技术】
[0002]近年来，作为温室效应问题的有效对策，二氧化碳回收贮存(CCS =Carbon D1xideCapture and Storage)技术受到关注。例如，研究使用吸收液回收在火力发电站、钢铁厂、垃圾焚烧设备等产生的废气(燃烧废气或者工艺废气)所含有的二氧化碳的二氧化碳回收系统。
[0003]作为这种二氧化碳回收系统，通常公知有如下的装置，该装置具备:吸收塔，使吸收液吸收由送风机供给的废气所含有的二氧化碳从而生成富液；以及再生塔，从自吸收塔供给的富液排出含二氧化碳的蒸气，使富液再生从而生成贫液。在再生塔中生成的贫液被朝吸收塔供给，贫液与富液利用热交换器进行热交换。并且，在再生塔上连结有再沸器，利用从外部供给的蒸气对再生塔内的富液进行加热，从而从富液排出二氧化碳。从再生塔排出的含二氧化碳的蒸气由冷却器冷却，从而蒸气冷凝而生成冷凝水，所生成的冷凝水在气液分离器中被从二氧化碳分离。这样，废气中所含有的二氧化碳被回收。
[0004]专利文献1:日本特开2012 — 223661号公报
[0005]专利文献2:日本特开2011 — 529号公报
[0006]专利文献3:日本特许第4523691号公报
[0007]在这种二氧化碳回收装置运转的期间，吸收液的水分比率有时会变动。例如，由于朝吸收塔供给的废气中所含有的水分量或者流量的变动、或者吸收液的循环量的变动等，吸收液的水分比率可能变动。在该情况下，吸收液的浓度变动，会产生二氧化碳的吸收性能下降从而二氧化碳的回收率下降的顾虑。因此，为了抑制二氧化碳的回收率的下降，期望迅速地抑制吸收液的水分比率的变动。
【发明内容】
[0008]本发明就是考虑到这点而完成的，其目的在于提供一种能够迅速地抑制吸收液的水分比率的变动、抑制二氧化碳的回收率的下降的二氧化碳回收装置以及二氧化碳回收方法。
[0009]实施方式所涉及的二氧化碳回收装置具备:吸收塔，使吸收液吸收废气中所含有的二氧化碳；以及再生塔，使二氧化碳从自吸收塔供给的吸收了二氧化碳的吸收液放出，从而排出含二氧化碳的气体。由吸收塔液位计测器计测吸收塔内的吸收液的液位。在调整液箱中贮存有用于调整吸收液的水分比率的含水的调整液。由调整液供给驱动部从调整液箱朝吸收塔或者再生塔供给的调整液的流量由调整液控制阀调整。控制部基于由吸收塔液位计测器计测到的吸收液的液位来控制调整液控制阀的开度。
[0010]实施方式所涉及的二氧化碳回收方法是在二氧化碳回收装置中回收二氧化碳的方法，二氧化碳回收装置具备:吸收塔，使吸收液吸收废气中所含有的二氧化碳；以及再生塔，从自吸收塔供给的吸收了二氧化碳的吸收液排出含二氧化碳的气体。该二氧化碳回收方法具备:在调整液箱中贮存用于调整吸收液的水分比率的调整液的工序；计测吸收塔内的吸收液的液位的工序；以及从调整液箱朝吸收塔或者再生塔供给调整液的工序。在供给调整液的工序中，基于所计测到的吸收液的液位，调整从调整液箱朝吸收塔或者再生塔供给的调整液的流量。
【附图说明】
[0011]图1是示出本发明的第一实施方式中的二氧化碳回收装置的整体结构的图。
[0012]图2是示出本发明的第二实施方式中的二氧化碳回收装置的整体结构的图。
[0013]图3是示出本发明的第三实施方式中的二氧化碳回收装置的整体结构的图。
[0014]图4是示出本发明的第四实施方式中的二氧化碳回收装置的整体结构的图。
[0015]图5是示出图4的变形例的图。
[0016]图6是示出本发明的第五实施方式中的二氧化碳回收装置的整体结构的图。
[0017]图7是示出本发明的第六实施方式中的二氧化碳回收装置的整体结构的图。
[0018]标号说明
[0019]1: 二氧化碳回收装置
[0020]2:废气
[0021]3:脱二氧化碳废气
[0022]4:富液
[0023]5:贫液
[0024]7:含二氧化碳的气体
[0025]8: 二氧化碳气体
[0026]9:清洗水
[0027]10:清洗用冷却介质
[0028]12:第一冷凝水
[0029]13:第一冷却介质
[0030]14:第二冷凝水
[0031]15:第二冷却介质
[0032]16:调整液
[0033]20:吸收塔
[0034]21:水洗部
[0035]25:清洗用冷却器
[0036]26:清洗用冷却介质控制阀
[0037]30:再生塔
[0038]40:第一冷却器
[0039]41:第一气液分离器
[0040]42:第一冷却介质控制阀
[0041]44:压缩机
[0042]45:第二冷却器
[0043]46:第二气液分离器
[0044]47:第二冷却介质控制阀
[0045]50:吸收塔液位计测器
[0046]52:调整液箱
[0047]53:箱液位计测器
[0048]55:调整液控制阀
[0049]56:控制部
[0050]60:第一压力控制阀
[0051]61:第二压力控制阀
[0052]70:回收流量计测部
[0053]74:供给流量计测器
[0054]80:补给水供给管线
[0055]81:调整液排出管线
[0056]82:补给水控制阀
[0057]83:控制部
[0058]84:调整液排出控制阀
[0059]85:补给水
[0060]90:废气计测部
[0061]91: 二氧化碳气体计测部
[0062]92:调整液计测部
[0063]93:补给液箱
[0064]95:补给液控制阀
[0065]97:控制部
[0066]98:补给液
[0067]100:废液处理设备
【具体实施方式】
[0068]以下，参照附图对本发明的实施方式中的二氧化碳回收装置以及二氧化碳回收方法进行说明
[0069](第一实施方式)
[0070]首先，使用图1对本发明的第一实施方式中的二氧化碳回收装置以及二氧化碳回收方法进行说明。
[0071]如图1所示，二氧化碳回收装置I具备:吸收塔20，使吸收液吸收废气2所含有的二氧化碳；以及再生塔30，使二氧化碳从自吸收塔20供给的吸收了二氧化碳的吸收液放出，从而对吸收液进行再生。在吸收塔20中二氧化碳由吸收液吸收后的废气2作为脱二氧化碳废气3被从吸收塔20排出。并且，二氧化碳与蒸气一起从再生塔30作为含二氧化碳的气体7 (含二氧化碳的蒸气)被排出。另外，朝吸收塔20供给的废气2并无特殊限定，例如可以是火力发电站的锅炉(未图示)的燃烧废气、工艺废气等，可以在根据需要进行冷却处理后供给到吸收塔20。
[0072]吸收液在吸收塔20与再生塔30中循环，在吸收塔20中吸收二氧化碳而成为富液4，在再生塔30中放出二氧化碳而成为贫液5。另外，吸收液并无特殊限定，例如能够使用乙醇胺、二乙醇胺等胺系水溶液。
[0073]吸收塔20具有使贫液5吸收废气2所含有的二氧化碳的二氧化碳回收部20a (填充层)。在本实施方式中，二氧化碳回收部20a构成为对流型气液接触装置。在吸收塔20的上部设置有利用清洗水9清洗二氧化碳由贫液5吸收后的脱二氧化碳废气3的水洗部21。水洗部21设置在二氧化碳回收部20a的上方。
[0074]从上述的锅炉等二氧化碳回收装置I的外部排出的含有二氧化碳的废气2由送风机2供给至吸收塔20的下部，并在吸收塔20内朝二氧化碳回收部20a上升。另一方面，贫液5从再生塔30被朝二氧化碳回收部20a和水洗部21之间供给并在吸收塔20内分散落下，被朝二氧化碳回收部20a供给。在二氧化碳回收部20a中，废气2与贫液5气液接触，废气2所含有的二氧化碳由贫液5吸收，从而生成富液4。
[0075]所生成的富液4在吸收塔20的下部贮存于一端，并被从该下部排出。与富液5气液接触后的废气2的二氧化碳被除去，作为脱二氧化碳废气3在吸收塔20内上升，并流向水洗部21。
[0076]水洗部21具有:成分回收部21a，使清洗水9与脱二氧化碳废气3气液接触，从而从脱二氧化碳废气3回收吸收液成分(例如胺)；以及清洗水贮存部21b，设置在成分回收部21a的下方，贮存从成分回收部21a流下的清洗水9。在水洗部21上连结有使清洗水9循环的循环管线23。S卩，在循环管线23上设置有清洗用栗24，抽出贮存于清洗水贮存部21b的清洗水9，并朝成分回收部21a的上方供给，使清洗水9循环。被供给至成分回收部21a的上方后的清洗水9分散落下而被朝成分回收部21a供给。
[0077]在循环管线23上设置有对清洗水9进行冷却的清洗用冷却器25。清洗水9由清洗用冷却器25冷却并被朝成分回收部21a供给。从外部朝清洗用冷却器25供给用于对清洗水9进行冷却的清洗用冷却介质10 (例如冷却水)。朝清洗用冷却器25供给的清洗用冷却介质10的流量由清洗用冷却介质控制阀26调整。并且，在循环管线23上设置有用于计测清洗用冷却器25的出口温度(从清洗用冷却器25排出的清洗水9的温度)的清洗用温度计测器27。利用清洗用温度计测器27计测到的出口温度信息被传递至后述的控制部56，该控制部56调整清洗用冷却介质控制阀26的开度，以使得利用清洗用温度计测器27计测到的出口温度成为所期望的温度。
[0078]根据这种结构，在水洗部21的成分回收部21a中，脱二氧化碳废气3与清洗水9气液接触，脱二氧化碳废气3所含有的吸收液成分由清洗水9回收。由此，脱二氧化碳废气3被清洗。在成分回收部21a中对脱二氧化碳废气3进行清洗后的清洗水9从成分回收部21a流下而被贮存于清洗水贮存部21b。并且，在成分回收部21a中，脱二氧化碳废气3由冷却后的清洗水9清洗，因此脱二氧化碳废气3所含有的蒸气冷凝。冷凝后的水分被取入清洗水9，从成分回收部21a落下，并被贮存于清洗水贮存部21b。
[0079]在对脱二氧化碳废气3进行清洗时，吸收液成分溶入清洗水9。由此，若反复进行清洗则清洗水9中的吸收液成分的浓度上升，水洗部21的清洗能力可能下降。因此，作为清洗水9的水质管理，也可以始终将清洗水9替换成新的清洗水。或者，也可以进行清洗水9的pH测定，在超过预定的基准值的情况下，将清洗水9替换成新的清洗水。
[0080]在本实施方式中，从循环管线23分支出将清洗水9朝调整液箱52 (后述)供给的分支管线28。在分支管线28上设置有清洗用开闭阀29。该清洗用开闭阀29在贮存于水洗部21的清洗水贮存部21b的清洗水9的贮存量比预定的基准量多的情况下打开，将清洗水9朝后述的调整箱52供给。清洗用开闭阀29与由后述的箱液位计测器53计测的