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JP2024142094A - Carbon Dioxide Capture Equipment - Google Patents

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JP2024142094A
JP2024142094A JP2023054089A JP2023054089A JP2024142094A JP 2024142094 A JP2024142094 A JP 2024142094A JP 2023054089 A JP2023054089 A JP 2023054089A JP 2023054089 A JP2023054089 A JP 2023054089A JP 2024142094 A JP2024142094 A JP 2024142094A
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concentration
carbon dioxide
exhaust gas
absorption tower
tower
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JP2023054089A
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Japanese (ja)
Inventor
秀典 月舘
太志 川之上
幸輝 一坪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
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Publication date
Application filed by Taiheiyo Cement Corp filed Critical Taiheiyo Cement Corp
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Abstract

【課題】熱安定性塩の生成量を抑制することが可能な二酸化炭素回収装置を提供する。【解決手段】二酸化炭素回収装置20は、導入される二酸化炭素を含有する排ガスG1から二酸化炭素を吸収する吸収液Lが貯留されている吸収塔21と、加熱により二酸化炭素が分離される吸収液Lが貯留されている再生塔22と、吸収塔21から再生塔22に導入される吸収液Lと再生塔22から吸収塔21に導入される吸収液Lとの間で熱交換を行う熱交換器23と、排ガスG1の吸収液Lと接触して熱安定性塩を生成する成分の濃度を測定する濃度測定器33と、吸収塔21に空気を導入する誘引ファン35及び流量制御弁36と、濃度測定器33が測定した濃度が所定の第1の濃度を超える場合、吸収塔21に導入される排ガスG1の前記成分の濃度が第1の濃度未満となるように、誘引ファン35及び流量制御弁36を制御して、吸収塔21に外気G4を導入させる制御部41とを備える。【選択図】図1[Problem] To provide a carbon dioxide capture device capable of suppressing the amount of heat-stable salt produced. [Solution] A carbon dioxide capture device 20 includes an absorption tower 21 in which an absorbing solution L that absorbs carbon dioxide from an exhaust gas G1 containing carbon dioxide is stored, a regeneration tower 22 in which an absorbing solution L from which carbon dioxide is separated by heating is stored, a heat exchanger 23 that exchanges heat between the absorbing solution L introduced from the absorption tower 21 to the regeneration tower 22 and the absorbing solution L introduced from the regeneration tower 22 to the absorption tower 21, a concentration meter 33 that measures the concentration of a component that produces a heat-stable salt upon contact with the absorbing solution L in the exhaust gas G1, an induced draft fan 35 and a flow control valve 36 that introduce air into the absorption tower 21, and a control unit 41 that controls the induced draft fan 35 and the flow control valve 36 to introduce outside air G4 into the absorption tower 21 when the concentration measured by the concentration meter 33 exceeds a predetermined first concentration so that the concentration of the component in the exhaust gas G1 introduced into the absorption tower 21 is less than the first concentration. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、二酸化炭素回収装置に関する。 The present invention relates to a carbon dioxide capture device.

温室効果ガスの1つである二酸化炭素(CO)ガスの削減はセメント業界にとっても喫緊の課題である。二酸化炭素ガスを回収する有力な技術として化学吸収法(アミン法)がある。化学吸収法は、アミン系吸収液の二酸化炭素の吸収、脱離の特性を利用した二酸化炭素分離回収技術であり、他方式に比べ大容量・低圧ガスに適合し、既存のセメント製造プロセスに影響を及ぼさないという利点がある。 Reducing carbon dioxide ( CO2 ) gas, one of the greenhouse gases, is an urgent issue for the cement industry. The chemical absorption method (amine method) is a promising technology for capturing carbon dioxide gas. The chemical absorption method is a carbon dioxide separation and capture technology that utilizes the carbon dioxide absorption and desorption properties of amine-based absorbents, and has the advantage of being suitable for large-volume, low-pressure gas compared to other methods and not affecting existing cement manufacturing processes.

化学吸収法を用いた二酸化炭素回収装置においては、導入された二酸化炭素を含有するガスが吸収塔内の吸収液と気液接触して吸収され、二酸化炭素を吸収した吸収液が吸収塔から熱交換器により加熱された後、再生塔内に供給され、再生塔に貯留された吸収液が加熱器によって加熱され、これにより、吸収液中の二酸化炭素が再生塔内に二酸化炭素ガスとして放出され、高純度の二酸化炭素含有ガスとして回収される。 In a carbon dioxide recovery system using the chemical absorption method, the introduced gas containing carbon dioxide is absorbed through gas-liquid contact with the absorbing liquid in the absorption tower, the absorbing liquid that has absorbed the carbon dioxide is heated from the absorption tower by a heat exchanger and then supplied to the regeneration tower, and the absorbing liquid stored in the regeneration tower is heated by a heater, causing the carbon dioxide in the absorbing liquid to be released into the regeneration tower as carbon dioxide gas, and the carbon dioxide is recovered as a high-purity carbon dioxide-containing gas.

しかし、セメント製造設備におけるセメントキルンから排出される排ガスに吸収液が接触すると、吸収液の性能を低下させる熱安定性塩(Heat Stable Salt:HSS)が生成する。 However, when the absorbing solution comes into contact with exhaust gas discharged from the cement kiln in a cement manufacturing facility, heat stable salts (HSS) are produced, which reduce the performance of the absorbing solution.

そこで、例えば、特許文献1には、吸収液の性能の低下に応じて吸収液を適切に浄化するために、再生塔における二酸化炭素ガスの回収量に基づいて、吸収液中の熱安定性塩などの不純物を浄化する浄化部へ導入する吸収液の液量を調整することが開示されている。 Therefore, for example, Patent Document 1 discloses that, in order to appropriately purify the absorbing liquid in response to a decrease in the performance of the absorbing liquid, the amount of the absorbing liquid introduced into a purification section that purifies impurities such as thermally stable salts in the absorbing liquid is adjusted based on the amount of carbon dioxide gas recovered in the regeneration tower.

また、特許文献2には、再生塔で再生された吸収液を吸収塔に供給する配管を流れる吸収液を測定した粘度に基づいて、再生塔で再生された吸収液の一部を導入して熱安定性塩などの劣化物を除去するリクレーマでの処理量を制御することが開示されている。 Patent Document 2 also discloses that the amount of absorbent regenerated in the regeneration tower is controlled based on the measured viscosity of the absorbent flowing through a pipe that supplies the absorbent regenerated in the regeneration tower to the absorption tower, and a portion of the absorbent is introduced to the reclaimer to remove degraded products such as thermally stable salts.

特開2022-100713号公報JP 2022-100713 A 国際公開第2022/044487号International Publication No. 2022/044487

しかしながら、上記特許文献1,2に開示された技術においては、熱安定性塩を浄化や除去することはできるが、その生成量を抑制するものではない。 However, the techniques disclosed in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2 can purify and remove heat-stable salts, but do not suppress their production.

本発明は、熱安定性塩の生成量を抑制することが可能な二酸化炭素回収装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a carbon dioxide capture device that can suppress the amount of heat-stable salt produced.

本発明の二酸化炭素回収装置は、導入される二酸化炭素を含有する排ガスから二酸化炭素を吸収する吸収液が貯留されている吸収塔と、加熱により二酸化炭素が分離される吸収液が貯留されている再生塔と、前記吸収塔から前記再生塔に導入される吸収液と前記再生塔から前記吸収塔に導入される吸収液との間で熱交換を行う熱交換器と、前記排ガスの前記吸収液と接触して熱安定性塩を生成する成分の濃度を測定する第1の濃度測定器と、前記吸収塔に空気を導入する空気導入手段と、前記第1の濃度測定器が測定した濃度が所定の第1の濃度を超える場合、前記吸収塔に導入される排ガスの前記成分の濃度が前記第1の濃度未満となるように、前記空気導入手段を制御して、前記吸収塔に空気を導入させる第1の制御部とを備えることを特徴とする。 The carbon dioxide capture device of the present invention is characterized by comprising an absorption tower in which an absorbing liquid that absorbs carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide that is introduced is stored, a regeneration tower in which an absorbing liquid from which carbon dioxide is separated by heating is stored, a heat exchanger that performs heat exchange between the absorbing liquid introduced from the absorption tower to the regeneration tower and the absorbing liquid introduced from the regeneration tower to the absorption tower, a first concentration measuring device that measures the concentration of a component of the exhaust gas that produces a heat-stable salt upon contact with the absorbing liquid, an air introduction means that introduces air into the absorption tower, and a first control unit that controls the air introduction means to introduce air into the absorption tower when the concentration measured by the first concentration measuring device exceeds a predetermined first concentration so that the concentration of the component in the exhaust gas introduced into the absorption tower is less than the first concentration.

本発明の二酸化炭素回収装置によれば、排ガスの吸収液と接触して熱安定性塩を生成する成分は所定の第1の濃度以下しか吸引塔に導入されない。そのため、吸収液と接触する当該成分の濃度とほぼ比例して生成される熱安定性塩の生成量を抑制することが可能となる。 According to the carbon dioxide capture device of the present invention, the components that produce heat-stable salts in contact with the exhaust gas absorption liquid are introduced into the suction tower only at a predetermined first concentration or less. Therefore, it is possible to suppress the amount of heat-stable salts produced in approximately proportion to the concentration of the components that come into contact with the absorption liquid.

本発明の二酸化炭素回収装置において、前記排ガスの二酸化炭素の濃度を測定する第2の濃度測定器と、前記吸収塔に前記排ガスよりも高濃度の二酸化炭素ガスを導入する高濃度二酸化炭素ガス導入手段と、前記第2の濃度測定器が測定した二酸化炭素の濃度が所定の第2の濃度未満である場合、前記吸収塔に導入される排ガスの二酸化炭素の濃度が前記第2の濃度以上となるように、前記高濃度二酸化炭素ガス導入手段を制御して、前記吸収塔に前記高濃度の二酸化炭素ガスを導入させる第2の制御部とを備えることが好ましい。 The carbon dioxide capture device of the present invention preferably includes a second concentration measuring device that measures the carbon dioxide concentration of the exhaust gas, a high-concentration carbon dioxide gas introduction means that introduces carbon dioxide gas with a higher concentration than the exhaust gas into the absorption tower, and a second control unit that, when the carbon dioxide concentration measured by the second concentration measuring device is less than a predetermined second concentration, controls the high-concentration carbon dioxide gas introduction means to introduce the high-concentration carbon dioxide gas into the absorption tower so that the carbon dioxide concentration of the exhaust gas introduced into the absorption tower is equal to or greater than the second concentration.

この場合、所定の第2の濃度以上の二酸化炭素を含む排ガスが吸引塔に導入される。そのため、二酸化炭素回収装置における二酸化炭素の回収率の低下と変動の抑制を図ることが可能となる。 In this case, exhaust gas containing carbon dioxide at a predetermined second concentration or higher is introduced into the suction tower. This makes it possible to suppress the decrease and fluctuation of the carbon dioxide capture rate in the carbon dioxide capture device.

また、本発明の二酸化炭素回収装置において、例えば、前記排ガスの前記吸収液と接触して熱安定性塩を生成する成分の濃度は、当該排ガスの硫黄酸化物の濃度、窒素酸化物の濃度、又は、硫黄酸化物と窒素酸化物の合計濃度の何れかである。 In the carbon dioxide capture device of the present invention, for example, the concentration of the component that produces a thermally stable salt upon contact with the absorbing liquid in the exhaust gas is either the concentration of sulfur oxides, the concentration of nitrogen oxides, or the combined concentration of sulfur oxides and nitrogen oxides in the exhaust gas.

また、本発明の二酸化炭素回収装置において、前記再生塔で分離された二酸化炭素を圧縮して貯蔵する二酸化炭素貯蔵手段を備え、前記高濃度二酸化炭素ガス導入手段は、前記二酸化炭素貯蔵手段から前記排ガスよりも高濃度の二酸化炭素ガスを導入することが好ましい。 In addition, the carbon dioxide capture device of the present invention preferably includes a carbon dioxide storage means for compressing and storing the carbon dioxide separated in the regeneration tower, and the high-concentration carbon dioxide gas introduction means preferably introduces carbon dioxide gas having a higher concentration than the exhaust gas from the carbon dioxide storage means.

この場合、吸収塔に導入する高濃度の二酸化炭素ガスのガス源として、外部のガス源を追加して設置する必要がない。 In this case, there is no need to install an additional external gas source as a source of high-concentration carbon dioxide gas to be introduced into the absorption tower.

セメント焼成装置と、これに付設された本発明の実施形態に係る二酸化炭素回収装置を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a cement calcination apparatus and a carbon dioxide capture apparatus according to an embodiment of the present invention attached thereto.

セメント焼成設備10に付設された、本発明の実施形態に係る二酸化炭素回収装置20を、図面を参照して説明する。 A carbon dioxide capture device 20 according to an embodiment of the present invention, which is attached to a cement burning facility 10, will be described with reference to the drawings.

セメント焼成設備10は、セメント原料粉末Pを焼成するものであり、予備加熱機11、仮焼炉12、及びセメントキルン13などから構成されている。 The cement firing equipment 10 fires the cement raw material powder P and is composed of a preheater 11, a calciner 12, and a cement kiln 13.

予備加熱機11は、多段、ここでは4段のサイクロン11a~11dが配列されてなるプレヒータである。セメント原料粉末Pは、図示しないセメント原料粉末生成設備から最上段のサイクロン11aに供給され、サイクロン11a~11cを下方に順次移動しながら予備加熱され、サイクロン11cから仮焼炉12に供給され、最終的にサイクロン11dに供給される。予備加熱機11は、誘引ファン14で吸引されて上昇する高温の排ガスGとの熱交換により、セメント原料粉末Pを予備加熱する。 The preheater 11 is a preheater consisting of a multi-stage, here four-stage, arrangement of cyclones 11a-11d. Cement raw material powder P is supplied to the top-stage cyclone 11a from a cement raw material powder production facility (not shown), preheated as it moves downward through the cyclones 11a-11c, supplied from cyclone 11c to the calciner 12, and finally supplied to cyclone 11d. The preheater 11 preheats the cement raw material powder P by heat exchange with high-temperature exhaust gas G that is sucked up and rises by the induction fan 14.

仮焼炉12は、予備加熱機11の下部に備わり、バーナなどを備えている。仮焼炉12は、その型式は限定されないが、例えば、流動床式、流動層式、噴流層式などの型式であってもよい。なお、仮焼炉12を省略して、予備加熱機11からセメントキルン13にセメント原料粉末Pを直接的に供給してもよい。 The calciner 12 is provided below the preheater 11 and is equipped with a burner and the like. The type of the calciner 12 is not limited, but may be, for example, a fluidized bed type, a fluidized bed type, a spouted bed type, or the like. The calciner 12 may be omitted, and the cement raw material powder P may be directly supplied from the preheater 11 to the cement kiln 13.

セメントキルン13は、バーナ13aを備えており、仮焼炉12にて仮焼されたセメント原料粉末Pを1350℃~1450℃で焼成してセメントクリンカCを生成する。セメントキルン13は、その型式は限定されないが、例えば、ロータリー式である。 The cement kiln 13 is equipped with a burner 13a and burns the cement raw material powder P calcined in the calciner 12 at 1350°C to 1450°C to produce cement clinker C. The type of the cement kiln 13 is not limited, but may be, for example, a rotary type.

セメントキルン13にて得られたセメントクリンカCは、排出口から落下して、クリンカクーラ15に投入され、100℃程度に冷却される。冷却されたセメントクリンカCはクリンカクーラ15の取出口から外部へ取り出される。なお、クリンカクーラ15でセメントクリンカCを冷却して高温となった排ガスGの一部は、仮焼炉12に流入する。 The cement clinker C obtained in the cement kiln 13 falls from the discharge port and is fed into the clinker cooler 15, where it is cooled to about 100°C. The cooled cement clinker C is taken out from the outlet of the clinker cooler 15. A portion of the exhaust gas G, which has become hot after cooling the cement clinker C in the clinker cooler 15, flows into the calciner 12.

二酸化炭素回収装置20は、吸収塔21、再生塔22、及び熱交換器23などから構成されている。二酸化炭素回収装置20において二酸化炭素を化学吸収法にて吸収する吸収液Lは、MEA、MDEA、AMP、PZ/PIPAなどのアミン系吸収液である。 The carbon dioxide capture device 20 is composed of an absorption tower 21, a regeneration tower 22, a heat exchanger 23, etc. The absorption liquid L that absorbs carbon dioxide by chemical absorption in the carbon dioxide capture device 20 is an amine-based absorption liquid such as MEA, MDEA, AMP, or PZ/PIPA.

吸収塔21内に、二酸化炭素(CO)を含有する排ガスG1が、誘引ファン31で吸引されて導入される。この排ガスG1は、図示しないが、セメント原料からセメント原料粉末Pを生成してセメント焼成設備10に供給するセメント原料粉末生成設備から排出され、電気集塵機などの集塵手段を介して、煙突から大気に放出される手前から抽出したものである。そして、誘引ファン31によって導入された排ガスG1は、吸収塔21内の吸収液Lと気液接触して、二酸化炭素が吸収液Lに吸収される。吸収液Lの温度は例えば、約40℃である。 Exhaust gas G1 containing carbon dioxide (CO 2 ) is sucked in by the induced draft fan 31 and introduced into the absorption tower 21. Although not shown, this exhaust gas G1 is discharged from a cement raw material powder production facility that produces cement raw material powder P from cement raw materials and supplies the cement burning facility 10, and is extracted via a dust collection means such as an electric dust collector just before being released into the atmosphere from a chimney. The exhaust gas G1 introduced by the induced draft fan 31 comes into gas-liquid contact with the absorbing liquid L in the absorption tower 21, and the carbon dioxide is absorbed by the absorbing liquid L. The temperature of the absorbing liquid L is, for example, about 40°C.

吸収塔21内で二酸化炭素を吸収した吸収液Lは、ポンプ24により熱交換器23に送られ、加熱された後、再生塔22内に供給される。 The absorption liquid L that has absorbed carbon dioxide in the absorption tower 21 is sent to the heat exchanger 23 by the pump 24, where it is heated and then supplied to the regeneration tower 22.

この吸収液Lは、再生塔22の下部に貯留され、ボイラーや蒸気などを用いた加熱器25によって加熱され、約70℃~約120℃に昇温する。これにより、吸収液L中の二酸化炭素が再生塔22内に二酸化炭素ガスとして放出される。この高純度の二酸化炭素を含むガスG2は再生塔22内を上昇して上部から排出され、遠心式圧縮機などの圧縮機26で圧縮された後、ドライヤ27で乾燥されて水分が除去された後、二酸化炭素貯蔵タンク28に高純度の二酸化炭素を含むガスG5として貯蔵される。 This absorption liquid L is stored in the lower part of the regeneration tower 22 and heated by a heater 25 using a boiler or steam, etc., to approximately 70°C to approximately 120°C. As a result, the carbon dioxide in the absorption liquid L is released into the regeneration tower 22 as carbon dioxide gas. This gas G2 containing high-purity carbon dioxide rises inside the regeneration tower 22 and is discharged from the top, compressed by a compressor 26 such as a centrifugal compressor, dried by a dryer 27 to remove moisture, and then stored in the carbon dioxide storage tank 28 as gas G5 containing high-purity carbon dioxide.

一方、二酸化炭素が除去されて再生された吸収液Lは、ポンプ29により熱交換器23に送られて冷却された後、吸収塔21内に上部から供給され、再び、排ガスG1から二酸化炭素を吸収する。二酸化炭素が除去された排ガスG3は吸収塔21内を上昇し、図示しないセメント原料粉末生成設備に導入される。 Meanwhile, the absorbent L from which carbon dioxide has been removed and regenerated is sent by pump 29 to heat exchanger 23 where it is cooled, and then supplied from the top of absorption tower 21 to again absorb carbon dioxide from exhaust gas G1. Exhaust gas G3 from which carbon dioxide has been removed rises inside absorption tower 21 and is introduced into a cement raw material powder production facility (not shown).

予備加熱機11の出口から誘引ファン31を介して吸収塔21に導入される排ガスG1が含まれる配管32には、排ガスG1に含まれる各種成分の濃度を測定する濃度測定器33が設置されている。濃度検出器33は、熱安定性塩の生成原因となる成分、具体的には、硫黄化合物及び窒素化合物の濃度を測定する。濃度検出器33は、さらに、二酸化炭素の濃度も測定する。濃度測定器33が測定して測定結果を示すデータは制御部41に送信される。なお、濃度測定器33は本発明の第1及び第2の濃度測定器に、制御部41は本発明の第1及び第2の制御部に相当する。 A concentration meter 33 is installed in the pipe 32 containing the exhaust gas G1 introduced into the absorption tower 21 from the outlet of the preheater 11 via the induction fan 31 to measure the concentration of various components contained in the exhaust gas G1. The concentration detector 33 measures the concentration of components that cause the generation of thermally stable salts, specifically, sulfur compounds and nitrogen compounds. The concentration detector 33 also measures the concentration of carbon dioxide. Data indicating the measurement results measured by the concentration meter 33 is transmitted to the control unit 41. The concentration meter 33 corresponds to the first and second concentration meters of the present invention, and the control unit 41 corresponds to the first and second control units of the present invention.

そして、配管32には、外部から空気(外気)G4が導入される配管34が接続されており、この配管34には誘引ファン35及び流量制御弁36が設置されている。誘引ファン35及び流量制御弁36は、濃度測定器33が測定した測定結果に基づいて、制御部41にて制御される。なお、誘引ファン35及び流量制御弁36は本発明の空気導入手段に相当する。 Then, the pipe 32 is connected to a pipe 34 through which air (outside air) G4 is introduced from the outside, and an induced draft fan 35 and a flow control valve 36 are installed in this pipe 34. The induced draft fan 35 and the flow control valve 36 are controlled by the control unit 41 based on the measurement results measured by the concentration measuring device 33. The induced draft fan 35 and the flow control valve 36 correspond to the air introduction means of the present invention.

さらに、配管32には、二酸化炭素貯蔵タンク28から高純度の二酸化炭素を含むガスG5が導入される配管37が接続されており、この配管37には誘引ファン38及び流量制御弁39が設置されている。誘引ファン38及び流量制御弁39は、濃度測定器33が測定して測定結果に基づいて、制御部41にて制御される。なお、誘引ファン38及び流量制御弁39は本発明の高濃度二酸化炭素ガス導入手段に相当する。 Furthermore, the pipe 32 is connected to a pipe 37 through which gas G5 containing high-purity carbon dioxide is introduced from the carbon dioxide storage tank 28, and this pipe 37 is equipped with an induced draft fan 38 and a flow control valve 39. The induced draft fan 38 and the flow control valve 39 are controlled by the control unit 41 based on the measurement results measured by the concentration measuring device 33. The induced draft fan 38 and the flow control valve 39 correspond to the high-concentration carbon dioxide gas introduction means of the present invention.

次に、制御部41による、誘引ファン35,38及び流量制御弁36,39の制御について説明する。 Next, we will explain how the control unit 41 controls the induced draft fans 35, 38 and the flow control valves 36, 39.

制御部41は、濃度測定器33が測定した硫黄化合物の濃度、窒素化合物の濃度、又は、硫黄化合物と窒素化合物との合計濃度の少なくとも何れかが、それぞれに対して予め設定された所定の第1の濃度を超えていると判断した場合、誘引ファン35及び流量制御弁36を制御して、配管32に外気G4を導入する。その導入量は、硫黄化合物の濃度、窒素化合物の濃度、及び、硫黄化合物と窒素化合物との合計濃度が何れも所定の第1の濃度以下となるように制御部41にて定められる。 When the control unit 41 determines that at least one of the sulfur compound concentration, the nitrogen compound concentration, or the total concentration of sulfur compounds and nitrogen compounds measured by the concentration measuring device 33 exceeds a predetermined first concentration set in advance for each, the control unit 41 controls the induction fan 35 and the flow control valve 36 to introduce outside air G4 into the piping 32. The amount of the outside air introduced is determined by the control unit 41 so that the sulfur compound concentration, the nitrogen compound concentration, and the total concentration of sulfur compounds and nitrogen compounds are all equal to or less than the predetermined first concentration.

これにより、硫黄化合物や窒素化合物は所定の第1の濃度以下しか吸引塔21に導入されない。そのため、熱安定性塩の生成量を抑制することが可能となる。なお、吸収液Lと接触する窒素化合物や硫黄化合物の濃度とほぼ比例して熱安定性塩の生成量は増加するので、熱安定性塩を除去する装置の性能や動作頻度に応じて、第1の濃度を定めればよい。 As a result, sulfur compounds and nitrogen compounds are introduced into the suction tower 21 at a predetermined first concentration or less. This makes it possible to suppress the amount of thermally stable salts produced. Note that the amount of thermally stable salts produced increases approximately in proportion to the concentration of nitrogen compounds and sulfur compounds that come into contact with the absorption liquid L, so the first concentration can be determined according to the performance and operating frequency of the device that removes the thermally stable salts.

また、制御部41は、濃度測定器33が測定した二酸化炭素の濃度が、予め設定された所定の第2の濃度未満であると判断した場合、誘引ファン38及び流量制御弁39を制御して、配管32に二酸化炭素貯蔵タンク28から高純度の二酸化炭素を含むガスG5を導入する。その導入量は、二酸化炭素の濃度が所定の第2の濃度以上となるように制御部41にて定められる。 When the control unit 41 determines that the carbon dioxide concentration measured by the concentration measuring device 33 is less than a preset second concentration, it controls the induction fan 38 and the flow control valve 39 to introduce gas G5 containing high-purity carbon dioxide from the carbon dioxide storage tank 28 into the piping 32. The amount of gas introduced is determined by the control unit 41 so that the carbon dioxide concentration is equal to or greater than the preset second concentration.

これにより、所定の第2の濃度以上の二酸化炭素を含む排ガスG1が吸引塔21に導入される。そのため、二酸化炭素回収装置20における二酸化炭素の回収率の低下と変動の抑制を図ることが可能となる。なお、所定の第2の濃度は、例えば15vol%、20vol%などであり、二酸化炭素回収装置20の定格に応じて定めればよい。 As a result, exhaust gas G1 containing carbon dioxide at or above a predetermined second concentration is introduced into the suction tower 21. This makes it possible to suppress the decrease and fluctuation of the carbon dioxide capture rate in the carbon dioxide capture device 20. The predetermined second concentration is, for example, 15 vol.%, 20 vol.%, etc., and may be determined according to the rating of the carbon dioxide capture device 20.

さらに、制御部41は、誘引ファン35及び流量制御弁36を制御して配管32に外気G4を導入する結果として、配管32を流れる排ガスG1の二酸化炭素の濃度が、予め設定された所定の第2の濃度未満となると予測した場合、誘引ファン38及び流量制御弁39を制御して、配管32に二酸化炭素貯蔵タンク28から高純度の二酸化炭素を含むガスG5を導入する。その導入量は、二酸化炭素の濃度が所定の第2の濃度以上となるように制御部41にて定められる。 Furthermore, when the control unit 41 predicts that the carbon dioxide concentration of the exhaust gas G1 flowing through the pipe 32 will be less than a predetermined second concentration as a result of controlling the induced draft fan 35 and the flow control valve 36 to introduce outside air G4 into the pipe 32, it controls the induced draft fan 38 and the flow control valve 39 to introduce gas G5 containing high-purity carbon dioxide from the carbon dioxide storage tank 28 into the pipe 32. The amount of gas introduced is determined by the control unit 41 so that the carbon dioxide concentration is equal to or greater than the predetermined second concentration.

これにより、外気G4の導入によって排ガスG1中の二酸化炭素の濃度が低下した場合であっても、所定の第2の濃度以上の二酸化炭素を含む排ガスG1が吸引塔21に導入される。そのため、二酸化炭素回収装置20における二酸化炭素の回収率の低下と変動の抑制を図ることが可能となる。 As a result, even if the concentration of carbon dioxide in the exhaust gas G1 decreases due to the introduction of outside air G4, the exhaust gas G1 containing carbon dioxide at or above a predetermined second concentration is introduced into the suction tower 21. Therefore, it is possible to suppress the decrease and fluctuation of the carbon dioxide capture rate in the carbon dioxide capture device 20.

なお、本発明は、上述した実施形態に具体的に記載した二酸化炭素回収装置20に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内であれば適宜変更することができる。 The present invention is not limited to the carbon dioxide capture device 20 specifically described in the above embodiment, and may be modified as appropriate within the scope of the claims.

例えば、配管37を介して導入される高純度の二酸化炭素を含むガスG5は、二酸化炭素貯蔵タンク28から導入されるものに限定されない。例えば、市販の二酸化炭素ガスボンベなどから高純度の二酸化炭素を含むガスG5を配管37を介して導入してもよい。 For example, the gas G5 containing high-purity carbon dioxide introduced through the pipe 37 is not limited to that introduced from the carbon dioxide storage tank 28. For example, the gas G5 containing high-purity carbon dioxide may be introduced through the pipe 37 from a commercially available carbon dioxide gas cylinder or the like.

10…セメント焼成設備、 11…予備加熱機、 11a~11d…サイクロン、 12…仮焼炉、 13…セメントキルン、 13a…バーナ、 14…誘引ファン、 15…クリンカクーラ、 20…二酸化炭素回収装置、 21…吸収塔、 22…再生塔、 23…熱交換器、 24…ポンプ、 25…加熱器、 26…圧縮機、 27…ドライヤ、 28…二酸化炭素貯蔵タンク、 29…ポンプ、 31…誘引ファン、 32,34,37…配管、 33…濃度測定器(第1の濃度測定器、第2の濃度測定器)、 35…誘引ファン(空気導入手段)、 36…流量制御弁(空気導入手段)、 38…誘引ファン(高濃度二酸化炭素ガス導入手段)、 39…流量制御弁(高濃度二酸化炭素ガス導入手段)、 41…制御部(第1の制御部、第2の制御部)、 C…セメントクリンカ、 G…排ガス、 G1…排ガス、 G2…高純度の二酸化炭素を含む排ガス、 G3…二酸化炭素が除去された排ガス、 G4…外気、 G5…高純度の二酸化炭素を含むガス、 L…吸収液、 P…セメント原料粉末。 10...Cement burning equipment, 11...Preheater, 11a-11d...Cyclone, 12...Calciner, 13...Cement kiln, 13a...Burner, 14...Induced draft fan, 15...Clinker cooler, 20...Carbon dioxide recovery device, 21...Absorption tower, 22...Regeneration tower, 23...Heat exchanger, 24...Pump, 25...Heater, 26...Compressor, 27...Dryer, 28...Carbon dioxide storage tank, 29...Pump, 31...Induced draft fan, 32, 34, 37...Pipe, 33...Concentration meter (first concentration meter, second concentration meter), 35...Induced draft fan (air introduction means), 36...Flow control valve (air introduction means), 38...Induced draft fan (high concentration carbon dioxide gas introduction means), 39...Flow control valve (high concentration carbon dioxide gas introduction means), 41: control unit (first control unit, second control unit), C: cement clinker, G: exhaust gas, G1: exhaust gas, G2: exhaust gas containing high-purity carbon dioxide, G3: exhaust gas from which carbon dioxide has been removed, G4: outside air, G5: gas containing high-purity carbon dioxide, L: absorption liquid, P: cement raw material powder.

Claims (4)

導入される二酸化炭素を含有する排ガスから二酸化炭素を吸収する吸収液が貯留されている吸収塔と、
加熱により二酸化炭素が分離される吸収液が貯留されている再生塔と、
前記吸収塔から前記再生塔に導入される吸収液と前記再生塔から前記吸収塔に導入される吸収液との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記排ガスの前記吸収液と接触して熱安定性塩を生成する成分の濃度を測定する第1の濃度測定器と、
前記吸収塔に空気を導入する空気導入手段と、
前記第1の濃度測定器が測定した濃度が所定の第1の濃度を超える場合、前記吸収塔に導入される排ガスの前記成分の濃度が前記第1の濃度未満となるように、前記空気導入手段を制御して、前記吸収塔に空気を導入させる第1の制御部とを備えることを特徴とする二酸化炭素回収装置。
an absorption tower in which an absorption liquid that absorbs carbon dioxide from an introduced exhaust gas containing carbon dioxide is stored;
a regeneration tower storing an absorption liquid from which carbon dioxide is separated by heating;
a heat exchanger that performs heat exchange between an absorption liquid introduced from the absorption tower to the regeneration tower and an absorption liquid introduced from the regeneration tower to the absorption tower;
A first concentration measuring device that measures a concentration of a component that produces a heat stable salt upon contact with the absorption liquid of the exhaust gas;
An air introduction means for introducing air into the absorption tower;
and a first control unit that controls the air introduction means to introduce air into the absorption tower when the concentration measured by the first concentration measuring device exceeds a predetermined first concentration so that the concentration of the component in the exhaust gas introduced into the absorption tower is less than the first concentration.
前記排ガスの二酸化炭素の濃度を測定する第2の濃度測定器と、
前記吸収塔に前記排ガスよりも高濃度の二酸化炭素ガスを導入する高濃度二酸化炭素ガス導入手段と、
前記第2の濃度測定器が測定した二酸化炭素の濃度が所定の第2の濃度未満である場合、前記吸収塔に導入される排ガスの二酸化炭素の濃度が前記第2の濃度以上となるように、前記高濃度二酸化炭素ガス導入手段を制御して、前記吸収塔に前記高濃度の二酸化炭素ガスを導入させる第2の制御部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の二酸化炭素回収装置。
A second concentration measuring device that measures the concentration of carbon dioxide in the exhaust gas;
a high-concentration carbon dioxide gas introducing means for introducing carbon dioxide gas having a higher concentration than the exhaust gas into the absorption tower;
and a second control unit that controls the high-concentration carbon dioxide gas introduction means to introduce the high-concentration carbon dioxide gas into the absorption tower when the carbon dioxide concentration measured by the second concentration measuring device is less than a predetermined second concentration so that the carbon dioxide concentration of the exhaust gas introduced into the absorption tower is equal to or greater than the second concentration.
前記排ガスの前記吸収液と接触して熱安定性塩を生成する成分の濃度は、当該排ガスの硫黄酸化物の濃度、窒素酸化物の濃度、又は、硫黄酸化物と窒素酸化物の合計濃度の何れかであることを特徴とする請求項1又は2に記載の二酸化炭素回収装置。 The carbon dioxide recovery device according to claim 1 or 2, characterized in that the concentration of the components of the exhaust gas that come into contact with the absorption liquid to produce a thermally stable salt is either the concentration of sulfur oxides, the concentration of nitrogen oxides, or the combined concentration of sulfur oxides and nitrogen oxides in the exhaust gas. 前記再生塔で分離された二酸化炭素を圧縮して貯蔵する二酸化炭素貯蔵手段を備え、
前記高濃度二酸化炭素ガス導入手段は、前記二酸化炭素貯蔵手段から前記排ガスよりも高濃度の二酸化炭素ガスを導入することを特徴とする請求項2に記載の二酸化炭素回収装置。
A carbon dioxide storage means is provided for compressing and storing the carbon dioxide separated in the regeneration tower,
3. The carbon dioxide recovery apparatus according to claim 2, wherein the high-concentration carbon dioxide gas introduction means introduces carbon dioxide gas having a higher concentration than the exhaust gas from the carbon dioxide storage means.
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