[发明专利]二氧化碳分离回收系统及其控制方法

说明书

本申请主张2011年1月5日申请的日本专利申请2011-000727和2011年12月22日申请的日本专利申请2011-281295的优先权，将其全部内容引用于此作为参考。

技术领域

本发明的实施方式涉及二氧化碳分离回收系统及其控制方法，例如在燃烧排气中的二氧化碳的分离·回收中使用。

背景技术

近年，由作为化石燃料的燃烧产物的二氧化碳(CO₂)的温室效应引起的地球变暖的问题逐渐增大。在联合国气候变化框架公约的京都议定书中，日本的减少温室效应气体排放的目标是与1990年相比减少8％。

在这样的背景下，正在积极研究使燃烧排气与胺系吸收液接触而将燃烧排气中的二氧化碳分离·回收的方法、和将回收的二氧化碳不排放到大气中而进行储存的方法。

作为使用这样的吸收液将二氧化碳分离·回收的方法的例子，可以举出如下方法，该方法包括：在吸收塔中使燃烧排气与吸收液接触而使燃烧排气中的二氧化碳吸收到吸收液中的工序、和在再生塔中对吸收了二氧化碳的吸收液进行加热而从吸收液中除去二氧化碳的工序(参照日本特开2004-323339)。另外，除去了二氧化碳的吸收液可再次供给到吸收塔中进行再次使用。

此外，在日本特开2002-71647中记载了利用超声波测定二氧化碳的溶解浓度的方法的例子。

发明内容

如上所述，二氧化碳分离回收系统的处理包括下述两个工序：在吸收塔中使二氧化碳吸收到吸收液中的工序、和在再生塔中将吸收的二氧化碳从吸收液中除去的工序。

为了使该系统稳定地运转，重要的是使在吸收塔中被吸收到吸收液中的二氧化碳溶解浓度与在再生塔中从吸收液放出的二氧化碳溶解浓度一直保持一致。即，需要如下的运转，该运转使吸收塔出口的浓液二氧化碳溶解浓度与吸收塔入口的稀液二氧化碳溶解浓度的差、与再生塔入口的浓液二氧化碳溶解浓度与再生塔出口的稀液二氧化碳溶解浓度的差一致。

例如，再生塔出口的稀液二氧化碳溶解浓度比吸收塔入口的稀液二氧化碳溶解浓度大时，若增加向再生塔再沸器输入的热能，不减少再生塔出口的稀液装载量，则在吸收塔中无法吸收规定的二氧化碳量。相反，再生塔出口的稀液二氧化碳溶解浓度比吸收塔入口的稀液二氧化碳溶解浓度低时，则成为向再生塔再沸器输入了必要量以上的热能。

这样，为了使系统稳定且经济地运转，需要边监视吸收液中的二氧化碳溶解浓度，边调整向再生塔再沸器中输入的热能。但是，目前使用的二氧化碳溶解浓度的测定方法即气相色谱仪图表(TCD：热导检测器(Thermal Conductivity Detector))需要技术上的工作和测定时间(所需时间：15分钟)。因此，通过该方法，无法及时地监视二氧化碳溶解浓度，其结果是，无法稳定地进行二氧化碳分离回收系统的运转。

另一方面，可确认二氧化碳分离回收系统的运转导致发生吸收液成分的分解和杂质产物离子的生成。进而，可知这些现象导致吸收液的二氧化碳吸收性能下降。因此，为了使二氧化碳分离回收系统稳定地运转，需要适当进行吸收液成分的补充和杂质产物离子的除去。

以往，在燃烧后二氧化碳回收方式中，使用的吸收液的组成和物性因运转条件而随时变化，因此，难以及时测定吸收液中的二氧化碳溶解浓度。为此，需要测定条件的固定、测定样品的采集、前处理等的工作和时间，从而来测定二氧化碳溶解浓度。此外，及时地掌握化学吸附到吸收液中的胺中的二氧化碳的溶解浓度的方法还未确立。

本发明的一个实施方式的二氧化碳分离回收系统具备：使二氧化碳吸收到吸收液中、将吸收了所述二氧化碳的所述吸收液即浓液排出的吸收塔、和使所述二氧化碳从所述浓液中放出、并将与所述浓液相比二氧化碳溶解浓度降低了的所述吸收液即稀液排出的再生塔。进而，所述二氧化碳分离回收系统还具备对在所述系统内流动的所述吸收液中的超声波传播速度进行测定的1台以上的测定装置。进而，所述测定装置各自具备：测定所述吸收液的温度的温度测定部、在所述吸收液中使超声波产生的超声波发生部、利用所述超声波测定所述超声波传播速度的超声波传播速度测定部。进而，所述测定装置各自还具备：基于由所述温度测定部测定的温度、由所述超声波传播速度测定部测定的超声波传播速度、和表示所述吸收液中的二氧化碳溶解浓度与超声波传播速度的关系且根据所述吸收液的温度而变化的关系式来计算所述吸收液中的二氧化碳溶解浓度的二氧化碳溶解浓度计算部。进而，所述二氧化碳分离回收系统基于由所述测定装置计算得到的二氧化碳溶解浓度来控制该系统。