JP5897142B2 - 蒸気供給システム及びこれを備えたco2回収設備 - Google Patents
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Description
図5には、蒸気供給システムの参考例を示す概略構成が示されている。再生塔(図示せず)の吸収液(図示せず)は、塔外に循環させる循環路L4と、再生塔の塔底部に付設されたリボイラ130の伝熱管130aに供給される蒸気によって再熱されている。リボイラ130には、蒸気供給管2が接続され、リボイラ内の伝熱管130aに蒸気が供給される。伝熱管130aにより吸収液に熱を与えた蒸気は、凝縮水ドラム5へと送られて凝縮ドラム内で気液分離されている。また、凝縮水6は、凝縮水ドラム5の底部からドレン抜き出し管7を流れ、ポンプ8により蒸気ドレン管9を介して送液されている。
本発明の第1の態様に係る蒸気供給システムは、ボイラから排出される排ガスと接触させて排ガス中のCO2を吸収した後に、加熱されてCO2が離脱された吸収液を昇温するためのリボイラを備え、該リボイラは、加熱用の蒸気が供給される伝熱管と、該伝熱管から導かれる蒸気の凝縮水を蒸気ドレンとして回収する凝縮水ドラムと、を備え、前記凝縮水ドラムには、該凝縮水ドラム内の圧力を低下させる減圧手段が設けられている。
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態について説明する。
図6には、本実施形態に係るCO2回収装置の基本的な構成が示されている。
図6に示されるように、CO2回収装置では、例えばボイラやガスタービン等の産業設備から排出されたCO2を含有する排ガス100が、図示されないブロワによって冷却塔102へと供給されている。冷却塔102へと供給された排ガス100は、冷却水101によって冷却される。排ガス100を冷却するのに用いられた冷却水101は、ポンプ131により、冷却器132を通り再び冷却塔102へと供給されて塔内で噴射されている。なお、冷却器132には、冷却塔102へと供給される冷却水101を冷やす冷却水101aが用いられている。
再生塔107でCO2を放出して再生されたリーン溶液114は、再生塔107の塔底部107bと吸収塔104の上部とを接続する送液ラインL2を通じてポンプ108によって吸収塔104に還流され、その間に、熱交換器109において、吸収塔104から再生塔107に供給される吸収液113との間で熱交換して冷却され、更に、水冷式冷却器105によって、CO2の吸収に適した温度まで充分に冷却される。
還流された凝縮水110は、凝縮部141を冷却して吸収剤等の放出が抑制される。
凝縮水ドラム5の底部には、蒸気ドレン抜き出し管7が接続され、ポンプ8の吸入部へと接続されている。
塔底部107bの吸収液113の一部は、循環路L4を通してリボイラ130に供給され、蒸気供給管2から供給される蒸気が流れる伝熱管130aとの熱交換によって加熱された後に再生塔107内へ還流される。
熱交換後の蒸気は、凝縮水ドラム5内へと供給されて凝縮水ドラム5内で気液分離されている。
凝縮水ドラム5内の圧力が上昇し、リボイラ130の伝熱管130a内の圧力と均圧に近い状態となった場合に、凝縮水ドラム5内の圧力を低下させる減圧手段としてベント管13が設けられている。ベント管13によりリボイラ130と凝縮水ドラム5の間に圧力差が生じ、凝縮水6が高圧側のリボイラ130から低圧側の凝縮水ドラム5に流れやすくなる。これにより、リボイラ130の性能および凝縮水ドラム5の液面を安定させることができる。
次に、本発明の第2実施形態について、図2および図3を用いて説明する。
本実施形態は、第1実施形態に示した凝縮水ドラム5の減圧手段であるベント管13に代えて、凝縮水ドラム5内の凝縮水6を冷却する冷却手段によって凝縮水ドラム5内を減圧するものである。したがって、第1実施形態と同様の構成には同一符号を付しその説明を省略する。
図2で示されているように、凝縮水ドラム5から凝縮水6を排出する蒸気ドレン配管9から分岐され、凝縮水ドラム5へと凝縮水6を返送するドレン循環路20が設けられている。このドレン循環路20には、凝縮水6を冷却する冷却器21(冷却手段)が設けられている。凝縮水ドラム5から排出された凝縮水6は、ポンプ8により蒸気ドレン配管9内を流れる。凝縮水ドラム5へと凝縮水6を返送するドレン循環路20がドレン蒸気配管9から分岐されることにより、凝縮水6の一部は、冷却器21を通る際に冷却器21内に設けられた複数の伝熱管内を流れる冷媒22(例えばリッチ溶液)に間接冷却されて凝縮水ドラム5へと供給される。
次に、本発明の第3実施形態について、図4を用いて説明する。
本実施形態は、第1実施形態および第2実施形態に示した凝縮水ドラム5の減圧手段に代えて、凝縮水ドラム5内の凝縮水6を冷却する冷却手段によって凝縮水ドラム5内を減圧するものである。したがって、第1実施形態および第2実施形態と同様の構成には同一符号を付しその説明を省略する。
図4で示されているように、リボイラ130と凝縮水ドラム5とを接続するリボイラ130の出口配管4に冷却器21(冷却手段)が設けられている。
本実施形態では、出口配管4に冷却器21が設けられていることにより、出口配管4内を流れる圧力損失が発生する
4 出口配管
5 凝縮水ドラム
6 凝縮水
7 蒸気ドレン抜き出し配管
8 ポンプ
9 蒸気ドレン配管
10 制御部
10a,b 測定部
11 信号
12,12a,12b 制御弁
13 ベント管
14 熱媒
15 加熱器
20 循環路
21 冷却器
22 冷媒
130 リボイラ
130a 伝熱管
L4 循環路
Claims (5)
- ボイラから排出される排ガスと接触させて排ガス中のCO2を吸収した後に、加熱されてCO2が離脱された吸収液を昇温するためのリボイラを備え、
該リボイラは、加熱用の蒸気が供給される伝熱管と、
該伝熱管から導かれる蒸気の凝縮水を蒸気ドレンとして回収する凝縮水ドラムと、
前記凝縮水ドラムに設けられ、該凝縮水ドラム内の圧力を低下させる減圧手段と、
を備え、
前記減圧手段は、前記凝縮水ドラム内の凝縮水を冷却する冷却手段、又は、前記凝縮水ドラム内の気相分を排出するベント管であり、前記凝縮水ドラムの内部圧力と前記リボイラに供給される蒸気圧力との差圧を得る圧力測定部にて得られた差圧が、一定値を超えて均圧に近い状態となった場合に、該差圧が所望値となるように制御手段によって制御される蒸気供給システム。 - 前記冷却手段は、前記凝縮水ドラムから前記蒸気ドレンを排出する蒸気ドレン配管から分岐され、該凝縮水ドラムへと前記蒸気ドレンを返送するドレン循環路と、
該ドレン循環路側に分岐された前記蒸気ドレンを冷却する冷却器と、
を備えている請求項1に記載の蒸気供給システム。 - 前記冷却手段は、前記凝縮水ドラムから前記蒸気ドレンを排出する蒸気ドレン配管に設けられた冷却器と、
該冷却器の下流側から分岐され、前記凝縮水ドラムへと前記蒸気ドレンを返送する蒸気ドレン循環路と、
を備えている請求項1に記載の蒸気供給システム。 - 前記冷却手段は、前記リボイラと前記凝縮水ドラムとを接続するリボイラ出口配管に設けられた冷却器を備えている請求項1に記載の蒸気供給システム。
- 排気ガス中のCO2を前記吸収液と接触させて吸収する吸収塔と、
前記吸収塔で吸収されたCO2を前記吸収液から放出する再生塔と、を備えたCO2回収設備であって、
前記再生塔には、請求項1から4のいずれかに記載の蒸気供給システムを備えたリボイラが設けられているCO2回収設備。
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