JP6581471B2 - アミン吸収液の二酸化炭素濃度分析システム、二酸化炭素回収システムおよびその運転方法 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施の形態のCO2回収システムは、CO2を含有する処理対象ガスとアミン吸収液とを気液接触してアミン吸収液中にCO2を吸収させて処理対象ガス中からCO2を除去する吸収塔10と、CO2を吸収したアミン吸収液(リッチ吸収液)からCO2を放出させて、このCO2を放出したアミン吸収液(リーン吸収液)をCO2の吸収液として再生する再生塔20と、アミン吸収液の導電率と粘度を測定する測定装置40とを少なくとも備える。なお、本明細書では特に言及しないが、処理対象ガスがCO2の他にH2S等の酸性ガスを含む場合は、これら酸性ガスもアミン吸収液に吸収される。また、図1は、本実施の形態の概要を説明するための図であり、付属する機器を一部省略している。
第2の実施の形態は、測定装置40が、アミン吸収液の粘度と、超音波伝播速度または導電率とを測定できるものである点と、制御装置50が、アミン吸収液の粘度と、超音波伝播速度または導電率と、CO2濃度とアミン濃度との相関に基づいて、粘度の測定値と超音波伝播速度または導電率の測定値とから、アミン吸収液のCO2濃度とアミン濃度を算出するものである点を除き、第1の実施の形態と同様の構成を有するものである。本実施の形態の測定装置40は、公知の粘度計と、公知の超音波伝播速度測定器または導電率計とを備えるものでよい。
第3の実施の形態は、測定装置40が、アミン吸収液の粘度と、超音波伝播速度と、導電率とを測定できるものである点と、制御装置50が、アミン吸収液の超音波伝播速度を粘度で補正した値と、導電率または導電率を粘度で補正した値と、CO2濃度とアミン濃度との相関に基づいて、超音波伝播速度、粘度、導電率の3つの測定値から、アミン吸収液のCO2濃度とアミン濃度を算出するものである点を除き、第1の実施の形態と同様の構成を有するものである。
第4の実施の形態は、測定装置40が、更にアミン吸収液の温度も測定できるものである点と、制御装置50が、このアミン吸収液の温度の測定値で上述した相関を補正して、上述した粘度等の測定値からアミン吸収液のCO2濃度等を算出するものである点を除き、上述した第1から第3の各実施の形態と同様の構成を有するものである。すなわち、アミン吸収液の導電率、粘度、超音波伝播速度は、温度依存性を示し、アミン吸収液の組成が同一であっても測定温度によって異なる値を示すことから、本実施の形態では、アミン吸収液の温度が大きく変化しても、温度を測定して上記の相関を補正することで、アミン吸収液のCO2濃度やアミン濃度を正確に算出することができる。
アミン化合物の濃度が異なる4種類のアミン吸収液について、それぞれ4つのアミン吸収液に異なる量のCO2を吸収させて、CO2濃度およびアミン濃度が全て異なる16のアミン吸収液を得た。これらアミン吸収液について、導電率、粘度およびCO2濃度を測定した。その結果について、導電率に対するCO2濃度の関係を示すようにプロットしたものを図2に示し(比較例)、導電率と粘度の積に対するCO2濃度の関係を示すようにプロットしたものを図3に示す(実施例)。なお、アミン濃度は、40〜60wt%の範囲内で調整し、A%が一番低く、A%〜D%の順で高くなっている。
実施例1で用いた16のアミン吸収液について、導電率、粘度、CO2濃度に加えて、超音波伝播速度(音速)も測定した。音速(m/s)についても温度依存性を示すことから、導電率及び粘度の測定時と同じ温度で測定した。その結果について、導電率に対する音速の関係を示すようにプロットしたものを図4に示し(比較例)、粘度に対する音速の関係を示すようにプロットしたものを図5に示し(実施例)、導電率に対する粘度の関係を示すようにプロットしたものを図6に示す(実施例)。なお、これら図の凡例中のCO2濃度の値は、代表的な数値を示し、正確には図2及び図3のグラフに示す値である。
実施例2で用いた16のアミン吸収液の導電率、粘度、CO2濃度、超音波伝播速度(音速)の測定結果について、更に、導電率に対する音速と粘度の−1/2乗との積の関係を示すようにプロットしたものを図7に示し(実施例)、導電率と粘度の積に対する音速と粘度の−1/2乗との積の関係を示すようにプロットしたものを図8に示す(実施例)。
実施例1で用いた16種類のアミン吸収液について、温度を20℃から50℃まで10℃ずつ温度を上げて、これらアミン吸収液の導電率、粘度、超音波伝播速度(音速)をそれぞれ測定した。アミン濃度がA%の場合の各測定結果を、図9、図10、図11に示す。これらの図に示すように、いずれのCO2濃度においても、温度が高い程、導電率の測定値は高くなり、粘度および音速の測定値は低くなるという相関を示した。なお、図に示していないが、他のアミン濃度においても同様の相関を示した。
11a 下部充填部
11b 上部充填部
11c 水受部
12、13、23、32 冷却器
20 再生塔
22 リボイラ
24 気液分離器
25 熱交換器
30 冷却塔
31 充填部
40 測定装置
50 制御装置
Claims (8)
- 少なくともCO2を含有する処理対象ガスと気液接触して、CO2を吸収し、前記処理対象ガスからCO2を除去するアミン吸収液について、その粘度と、導電率および超音波伝播速度から選ばれる少なくとも1つとを測定する測定装置と、
前記測定装置で測定した結果から、前記アミン吸収液の少なくともCO2濃度を算出する制御装置と
を備えるアミン吸収液のCO2濃度分析システム。 - 前記制御装置が、アミン吸収液の導電率をアミン吸収液の粘度で補正した値とアミン吸収液のCO2濃度との相関に基づいて、導電率の測定値を粘度の測定値で補正することで、前記アミン吸収液のCO2濃度を算出するものである請求項1に記載のシステム。
- 前記制御装置が、アミン吸収液の粘度と、導電率または超音波伝播速度と、CO2濃度とアミン濃度との相関に基づいて、粘度の測定値と導電率または超音波伝播速度の測定値とから、前記アミン吸収液のCO2濃度とアミン濃度を算出するものである請求項1に記載のシステム。
- 前記制御装置が、アミン吸収液の超音波伝播速度を粘度で補正した値と、導電率または導電率を粘度で補正した値と、CO2濃度とアミン濃度との相関に基づいて、超音波伝播速度、粘度、導電率の3つの測定値から、前記アミン吸収液のCO2濃度とアミン濃度を算出するものである請求項1に記載のシステム。
- 前記測定装置が、アミン吸収液の温度を測定し、前記制御装置が、アミン吸収液の粘度と、導電率および超音波伝播速度から選ばれる少なくとも1つとの測定値と、温度の測定値とから、前記アミン吸収液のCO2濃度またはCO2濃度とアミン濃度を算出する請求項1〜4のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記測定装置が、CO2吸収液の温度を一定の値に調整した後に、この一定の温度のアミン吸収液の粘度と、導電率および超音波伝播速度から選ばれる少なくとも1つとを測定する請求項1〜4のいずれか一項に記載のシステム。
- 少なくともCO2を含有する処理対象ガスにアミン吸収液を気液接触させて、前記アミン吸収液にCO2を吸収させて、前記処理対象ガスからCO2を除去するCO2吸収塔と、
前記CO2吸収塔でCO2を吸収したアミン吸収液から、CO2を放散させてアミン吸収液を再生する吸収液再生塔と、
請求項1〜6のいずれか一項に記載のアミン吸収液のCO2濃度分析システムと
を備えるCO2回収システム。 - 請求項7に記載のCO2回収システムの運転方法であって、
前記アミン吸収液の粘度と、導電率および超音波伝播速度から選ばれる少なくとも1つとを測定する工程と、
前記測定した粘度と、導電率および超音波伝播速度から選ばれる少なくとも1つとの結果から、前記アミン吸収液の少なくともCO2濃度を算出する工程と
を含むCO2回収システムの運転方法。
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