二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法与流程

本发明实施方式涉及二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法。

背景技术：

近年来，作为对于地球变暖问题的有效对策，对二氧化碳(CO₂)进行回收、储存的二氧化碳回收储存技术(CCS：Carbon Dioxide Capture and Storage)备受关注。具体而言，研究了利用吸收液对在火力发电厂或炼铁厂、清扫工厂等中排出的处理废气(处理对象气体)中的二氧化碳进行回收的二氧化碳回收系统。

这样的二氧化碳回收系统中，将处理废气供给至吸收塔，在吸收塔的吸收部中，使处理废气中含有的二氧化碳被含有胺和水分的吸收液吸收。此时，将释放了二氧化碳的处理废气作为吸收部废气自吸收塔排出。将吸收了二氧化碳的吸收液供给至再生塔中，在再生塔的再生部中自吸收液释放二氧化碳。此时，将所释放的二氧化碳与蒸汽一起作为再生部废气自再生塔排出，将二氧化碳分离回收。将在再生塔中释放了二氧化碳的吸收液送回至吸收塔。

然而，在吸收部废气或再生部废气中可含有作为吸收液成分的胺。因此，作为用于减少吸收部废气或再生部废气中含有的胺的对策，考虑对这些气体进行冷却或水洗。

当对吸收部废气或再生部废气进行冷却时，该废气中含有的水分被冷凝，生成冷凝水。该废气中含有的胺被冷凝水吸收。另外，当对吸收部废气或再生部废气进行水洗时，该废气中含有的胺被洗涤水吸收。如此，任何对策均能减少吸收部废气或再生部废气中含有的胺的含量。

另一方面，将吸收了胺的冷凝水或洗涤水混入到在吸收塔和再生塔中循环的吸收液中。由此，将吸收部废气或再生部废气中含有的胺回收，能 够减少胺自二氧化碳回收系统排出到外部(系统外)而丧失(胺损耗)。作为这样的技术，有日本的公开专利公报日本特开2012-223681号公报(也称作专利文献1)。

技术实现要素：

发明所要解决的课题

一般来说，在二氧化碳回收系统的运转时，在吸收塔和再生塔中循环的吸收液的水分量被控制在规定的范围内。尝试了通过使吸收液的水分量比规定的上限值低来提高吸收液成分的浓度、提高二氧化碳的回收率。另一方面，当吸收液成分的浓度增高时，吸收部废气或再生部废气中含有的胺可增大。因此，尝试了通过使吸收液的水分量比规定的下限值高来减少胺损耗。

因此，当在水分量多的吸收液中混入上述吸收了胺的冷凝水或洗涤水时，吸收液的水分量可增大。此时，产生难以将吸收液的水分量控制在上述规定范围内的问题。

本发明是考虑到这点而完成的，其目的在于提供在减少吸收液成分的损耗的同时，可以适当地管理吸收液的水分量的二氧化碳回收系统以及二氧化碳回收系统的运转方法。

用于解决课题的方法

实施方式的二氧化碳回收系统具备具有：使处理对象废气中含有的二氧化碳被含有水分的吸收液吸收的吸收部的吸收塔；和具有从吸收了自吸收塔供给的二氧化碳的吸收液中释放二氧化碳的再生部的再生塔。另外，该二氧化碳回收系统具备利用洗涤水对自吸收塔的吸收部排出的吸收部废气或自再生塔的再生部排出的再生部废气进行洗涤的洗涤部；和对自洗涤部排出的洗涤部废气进行冷却、生成冷凝水，将所生成的冷凝水自洗涤部废气分离的气液分离装置。冷凝水通过冷凝水线路混入到洗涤水中。当洗涤水的水量多于规定量时，洗涤水通过洗涤水线路混入到吸收液中。吸收液的水分量利用吸收液水分量计进行测量。冷凝水线路包含对冷凝水的混入量进行调节的冷凝水阀。控制装置按照在利用吸收液水分量计测量的吸收液的水分量为规定下限值以下时增大冷凝水阀的开度、在吸收液的水分 量为规定上限值以上时减小冷凝水阀的开度的方式，控制冷凝水阀。

另外，实施方式的二氧化碳回收系统的运转方法是在二氧化碳回收系统中对二氧化碳进行回收的方法，所述二氧化碳回收系统具备：具有使处理对象废气中含有的二氧化碳被含有水分的吸收液吸收的吸收部的吸收塔；和具有从吸收了自吸收塔供给的二氧化碳的吸收液中释放二氧化碳的再生部的再生塔。该二氧化碳回收系统的运转方法中，在洗涤部中利用洗涤水对自吸收塔的吸收部排出的吸收部废气或自再生塔的再生部排出的再生部废气进行洗涤。自洗涤部排出的洗涤部废气被冷却、生成冷凝水，所生成的冷凝水自洗涤部废气被分离。另外，对吸收液的水分量进行测量。将自洗涤部废气中分离的冷凝水混入到洗涤水中。洗涤水的水量多于规定量时，将洗涤水混入到吸收液中。在将冷凝水混入到洗涤水中时，当所测量的吸收液的水分量为规定下限值以下时，增大冷凝水的混入量；当吸收液的水分量为规定上限值以上时，减少冷凝水的混入量。

发明效果

根据本发明，可以在减少吸收液成分的损耗的同时，适当地管理吸收液的水分量。

附图说明

图1是表示第1实施方式的二氧化碳回收系统的整体构成的图。

图2是表示图1的变形例的图。

图3是表示第2实施方式的二氧化碳回收系统的整体构成的图。

图4是表示第3实施方式的二氧化碳回收系统的整体构成的图。

图5是表示第4实施方式的二氧化碳回收系统的整体构成的图。

图6是表示第5实施方式的二氧化碳回收系统的整体构成的图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明实施方式的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

(第1实施方式)

首先，使用图1对第1实施方式的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收 系统的运转方法进行说明。

如图1所示，二氧化碳回收系统1具备：具有使处理废气2(处理对象气体)中含有的二氧化碳被含有水分的吸收液吸收的吸收塔20；和具有从吸收了自吸收塔20供给的二氧化碳的吸收液中释放二氧化碳、对吸收液进行再生的再生塔30。其中，吸收塔20中将二氧化碳吸收到吸收液中的处理废气2作为吸收部废气3自吸收塔20被排出。另外，二氧化碳随蒸汽一起作为再生部废气8自再生塔30被排出。另外，供给至吸收塔20的处理废气2并无特别限定，例如可以为在火力发电厂或者炼铁厂、清扫工厂等排出的废气。这样的废气通过未图示的送风机被供给至吸收塔20，此时还可根据需要在冷却处理后供给至吸收塔20。

吸收液在吸收塔20和再生塔30中循环，在吸收塔20中吸收二氧化碳变成富液(rich solution)4，在再生塔30中释放二氧化碳变成贫液(lean solution)5。另外，吸收液中可优选使用例如单乙醇胺(monoethanolamin)、二乙醇胺(diethanolamin)等胺系水溶液，但并不限定于这样的胺的种类。另外，还可以由含有1种以上胺的水溶液构成。

吸收塔20具有收纳在吸收塔20内、使处理废气2与贫液5接触、使处理废气2中含有的二氧化碳被贫液5吸收的吸收部20a(填充层或托盘)。吸收塔20自下部接受处理废气2、自塔顶排出吸收部废气3。吸收部20a以对流型气液接触装置的方式构成。

在吸收塔20的下部设置有对所储存的富液4的水分量进行测量的吸收液水平仪21(吸收液水分量计)。更具体而言，吸收液水平仪21对储存在吸收塔20中的富液4的液面水平进行测量。所测量的富液4的液面水平高时，可看作富液4的水分量多；液面水平低时，可看作富液4的水分量少。

供至吸收塔20下部的处理废气2朝着吸收部20a在吸收塔20内上升。另一方面，来自再生塔30的贫液5分散落下、被供至吸收部20a。吸收部20a中，处理废气2与贫液5气液接触，处理废气2中含有的二氧化碳被贫液5吸收、生成富液4。

所生成的富液4被临时储存在吸收塔20下部、自吸收塔20的底部排出。与贫液5气液接触过的处理废气2的二氧化碳被除去、自吸收部20a排出，在吸收塔20内上升，作为吸收部废气3自吸收塔20的塔顶排出。

在吸收塔20与再生塔30之间设置热交换器31。在吸收塔20与热交换器31之间设置富液用泵32，自吸收塔20排出的富液4通过富液用泵32、介由热交换器31供给再生塔30。热交换器31使自吸收塔20供给至再生塔30的富液4与自再生塔30供给至吸收塔20的贫液5热交换。如此，贫液5变成热源、将富液4加热至期望的温度。换言之，富液4变成冷热源并将贫液5冷却至期望的温度。

再生塔30具有收纳在再生塔30内、自富液4释放二氧化碳的再生部30a(填充层或托盘)。该再生部30a以对流型气液接触装置的方式构成。

在再生塔30上连接重沸器33。该重沸器33通过加热介质对自再生塔30供给的贫液5进行加热、产生蒸汽7，将所产生的蒸汽7供给至再生塔30。更具体而言，在将自再生塔30底部排出的贫液5的一部分供给至重沸器33的同时，将作为加热介质的高温蒸汽自沸腾器(未图示)等外部供给至重沸器33。被供给至重沸器33的贫液5通过与加热介质热交换而被加热，自贫液5生成蒸汽7。此时，二氧化碳也可自贫液5释放。所生成的蒸汽7与二氧化碳一起被供给至再生塔30的下部，对再生塔30内的富液4进行加热、提高富液4的温度。另外，加热介质并不限于高温的蒸汽。

供给至再生塔30下部的蒸汽7朝向再生部30a地在再生塔30内上升。另一方面，来自吸收塔20的富液4分散落下、被供给至再生部30a。再生部30a中，富液4与蒸汽7气液接触，自富液4释放二氧化碳、生成贫液5。如此，在再生塔30中将吸收液再生。

将所生成的贫液5自再生塔30的底部排出，与富液4气液接触的蒸汽7进一步作为含有二氧化碳的再生部废气8自再生塔30的塔顶排出。

在再生塔30与热交换器31之间设有贫液用泵34。自再生塔30排出的贫液5通过贫液用泵34介由上述热交换器31被供至吸收塔20。热交换器31如上所述，将自再生塔30供给至吸收塔20的贫液5与自吸收塔20供给至再生塔30的富液4热交换、进行冷却。另外，在热交换器31与吸收塔20之间设有对从再生塔30(更具体地为热交换器31)供给至吸收塔20的贫液5进行冷却的贫液用冷却器35。自外部向贫液用冷却器35供给冷却水等冷却介质，贫液用冷却器35进一步将在热交换器31中经冷却的贫液5冷却至期望温度。

贫液用冷却器35中经冷却的贫液5被供至吸收塔20的吸收部20a中。在吸收部20a中，贫液5与处理废气2气液接触，处理废气2中含有的二氧化碳被贫液5吸收，变成富液4。如此，在二氧化碳回收系统1中，吸收液一边反复变成贫液5的状态和变成富液4的状态、一边循环。

图1所示的二氧化碳回收系统1进一步具备：利用洗涤水11对自再生塔30的塔顶排出的再生部废气8进行洗涤的洗涤塔40；和对自洗涤塔40排出的洗涤部废气9进行冷却、生成冷凝水12的气液分离装置50。

本实施方式中，洗涤塔40与再生塔30分别地设置。该洗涤塔40具有收纳在洗涤塔40内使再生部废气8与洗涤水11气液接触、利用洗涤水11对再生部废气8进行洗涤的洗涤部40a(填充层或托盘)。如此，本实施方式中的洗涤部40a设置在不同于再生塔30的另外的洗涤塔40内。洗涤塔40自下部接受再生部废气8，自塔顶将经洗涤的再生部废气8作为洗涤部废气9排出。洗涤部40a以对流型气液接触装置的方式构成。洗涤水11并无特别限定，例如可以使用水。

洗涤塔40上连接有使洗涤水11循环的循环线路41。即，循环线路41中设有循环泵42，将储存在洗涤塔40下部的洗涤水11抽出、供给至洗涤塔40上部。另外，在该循环线路41上未设置用于冷却洗涤水11的冷却器。因此，再生部废气8维持其高温、作为洗涤部废气9被排出。另一方面，通过高温的再生部废气8与洗涤水11的热交换，将洗涤水11加热，变成与再生部废气8同等的温度或者较其稍低的温度。

另外，洗涤塔40的底部介由洗涤水线路43连接于再生塔30的上部。通过该洗涤水线路43，将洗涤塔40内的洗涤水11混入到再生塔30内的富液4中。在图1所示的形态中，洗涤水线路43的洗涤塔40一侧的部分与循环线路41一体地形成。

另外，洗涤水线路43含有调节洗涤水11的混入量的洗涤水阀43V。另一方面，在洗涤塔40中设置有对洗涤水11的水量进行测量的洗涤水水平仪44(洗涤水量计)。该洗涤水水平仪44对储存在洗涤塔40内的洗涤水11的水面水平进行测量。当该测量的洗涤水11的水面水平高时，可看作洗涤水11的水量多，当水面水平低时，可看作洗涤水11的水量少。利用后述的控制装置60对上述洗涤水阀43V进行开关，从而洗涤水线路43 能够在洗涤塔40内的洗涤水11水量多于规定量时将洗涤水11混入到富液4中。另外，当洗涤水11水量多于规定量时，洗涤水线路43能够将洗涤水11混入到富液4中，并不限定于包含洗涤水阀43V的构成。

通过这样的构成，供给至洗涤塔40下部的再生部废气8朝向洗涤部40a地在洗涤塔40内上升。另一方面，来自循环线路41的洗涤水11被供至洗涤塔40上部，朝向洗涤部40a地分散落下。洗涤部40a中，再生部废气8与洗涤水11气液接触，将再生部废气8洗涤，将再生部废气8中含有的胺溶解并吸收在再洗涤水11中。吸收了胺的洗涤水11自洗涤部40a流下，储存在洗涤塔40的下部。储存在洗涤塔40下部的洗涤水11通过循环线路41再次被供给至洗涤部40a。如此，洗涤水11循环。另外，储存在洗涤塔40下部的洗涤水11在洗涤水阀43V打开时也被供给至再生塔30中，混入到再生塔30内的富液4中。

另一方面，在洗涤部40a中被洗涤水11洗涤的再生部废气8作为洗涤部废气9自洗涤部40a排出、上升，自洗涤塔40的塔顶排出。洗涤部废气9如上所述被洗涤水11洗涤，因此可以减少洗涤部废气9的胺浓度。

如图1所示，在循环线路41上连接有纯水线路45。由此，将纯水13自纯水线路45供给至循环线路41，将纯水13混入到洗涤水11中。该纯水线路45含有对纯水13的混入量进行调节的纯水阀45V。另外，在循环线路41上设有对从循环线路41通过的洗涤水11的胺浓度进行测量的洗涤水浓度计46。洗涤水浓度计46优选对洗涤水11的比重、洗涤水11的氢离子浓度(pH)等与洗涤水11中的胺浓度有相关关系的物性值进行测定。

本实施方式的气液分离装置50具有：对自洗涤塔40排出的洗涤部废气9进行冷却、对洗涤部废气9中含有的水分进行冷凝、生成冷凝水12的冷凝用冷却器51；和将所生成的冷凝水12自洗涤部废气9分离的气液分离器52。冷凝用冷却器51中，自外部供给用于冷却洗涤部废气9的冷却液14。气液分离器52中分离了冷凝水12的洗涤部废气9作为二氧化碳气体10被排出，供给至未图示的设备中进行储存等。另一方面，将气液分离器52中经分离的冷凝水12废弃和/或供给至洗涤塔40。

即，在气液分离器52上连接有冷凝水线路53和废弃线路54。其中，冷凝水线路53连接在洗涤塔40的上部、将冷凝水12自气液分离器52供 给至洗涤部40a，混合在洗涤水11中。另外，冷凝水线路53包含调节冷凝水12的混入量的冷凝水阀53V。废弃线路54自气液分离器52将冷凝水12废弃(排出至外部)。另外，废弃线路54含有调节冷凝水12的废弃量的废弃阀54V。图1所示的方式中，冷凝水线路53的气液分离器52一侧的部分和废弃线路54的气液分离器52一侧的部分一体地形成。

另外，气液分离装置50还具有：对供给至冷凝用冷却器51、冷却洗涤部废气9的冷却液14的供给量进行调节的冷却液阀55V；和对气液分离器52内的冷凝水12的水量进行测量的冷凝水水平仪56(冷凝水量计)。冷凝水水平仪56对储存在气液分离器52中的冷凝水12的水面水平进行测量。当该所测量的冷凝水12的水面水平高时，可看作冷凝水12的水量多，当水面水平低时，可看作冷凝水12的水量少。

上述各调节阀43V、45V、53V、54V、55V通过控制装置60控制。

首先，控制装置60基于利用吸收液水平仪21测量的富液4的水分量、对冷凝水阀53V及废弃阀54V的开度进行控制。更具体而言，控制装置60在富液4的水分量为规定的下限值以下时，增大冷凝水阀53V的开度，同时减小废弃阀54V的开度。另一方面，控制装置60在富液4的水分量为规定的上限值以上时，减小冷凝水阀53V的开度。本实施方式中，将利用吸收液水平仪21测量的富液4的液面水平作为信号送信至控制装置60。进而，控制装置60在富液4的液面水平为规定下限值以下时，判断富液4的水分量为规定的下限值以下，当富液4的液面水平为规定上限值以上时，判断富液4的水分量为规定的上限值以上。

另外，控制装置60基于利用洗涤水水平仪44测量的洗涤水11的水量控制洗涤水阀43V的开关。更具体而言，控制装置60在洗涤水11的水量多于规定量时，打开洗涤水阀43V，在洗涤水11的水量少于规定量时，关闭洗涤水阀43V。本实施方式中，将利用洗涤水水平仪44测量的洗涤液11的水面水平作为信号送信至控制装置60。进而，控制装置60在洗涤水11的水面水平高于规定值时，判断洗涤水11的水量多于规定量，在洗涤水11的水面水平低于规定值时，判断洗涤水11的水量低于规定量。

另外，控制装置60基于利用吸收液水平仪21测量的富液4的水分量控制纯水阀45V的开关。更具体而言，控制装置60在富液4的水分量为规 定的下限值以下时，打开纯水阀45V。另外，该纯水阀45V的开关还可基于利用洗涤水浓度计46测量的洗涤水11的胺浓度进行控制。更具体而言，将利用洗涤水浓度计46测量的洗涤水11的胺浓度作为信号送信至控制装置60。进而，控制装置60在洗涤水11的胺浓度高于规定浓度时，打开纯水阀45B，在洗涤液11的胺浓度低于规定浓度时，关闭纯水阀45V。

此外，上述控制装置60基于利用冷凝水水平仪56测量的冷凝水12的水量控制冷却液阀55V的开度。更具体而言，控制装置60在冷凝水12的水量多于规定量时，减小冷却水阀53V的开度；在冷凝水12的水量少于规定量时，增大冷凝水阀53V的开度。本实施方式中，将所测量的冷凝水12的水面水平作为信号送信至控制装置60。进而，控制装置60在冷凝水12的水面水平高于规定值时，判断冷凝水12的水量多于规定量；在冷凝水12的水面水平低于规定值时，判断冷凝水12的水量低于规定量。

接着，对包含这样的构成的本实施方式的作用、即二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。以下所示的运转方法通过上述控制装置60控制各调节阀43V、45V、53V、54V、55V的动作来进行。

在运转二氧化碳回收系统1的期间，如图1所示，将自再生塔30排出的再生部废气8在洗涤塔40的洗涤部40a中用洗涤水11洗涤，作为洗涤部废气9自洗涤塔40排出。洗涤部废气9由于被洗涤水11洗涤，因此与再生部废气8相比可以降低胺浓度。

所排出的洗涤部废气9通过气液分离装置50的冷凝用冷却器51被冷却，将洗涤部废气9中含有的水分冷凝，生成冷凝水12。这里，洗涤塔40中洗涤水11未被冷却。由此，洗涤部废气9几乎不会被冷却而是维持高的温度，被供给至冷凝用冷却器51进行冷却。因此，可以增大在冷凝用冷却器51中生成的冷凝水12的生成量。

将经冷却的洗涤部废气9供给至气液分离器52中，在气液分离器52中将冷凝水12自洗涤部废气9中分离。分离了冷凝水12的洗涤部废气9自气液分离器52作为二氧化碳气体10被排出。另外，将经分离的冷凝水12储存在气液分离器52中。所储存的冷凝水12通过将减少了胺浓度的洗涤部废气9冷凝而生成，因此可以减少冷凝水12的胺浓度。另外，为了能够将洗涤部废气9中可含有的胺吸收在所生成的冷凝水12中，可以进一步 降低洗涤部废气9的胺浓度。

在运转中，利用设置于吸收塔20的吸收液水平仪21测量储存在吸收塔20中的富液4的液面水平。通常，将富液4的液面水平控制在规定的范围内(高于规定的下限值且低于规定的上限值)。此时，将冷凝水阀53V及废弃阀54V分别设定于规定的开度。由此，将规定量的冷凝水12介由冷凝水线路53自气液分离器52供给至洗涤塔40、混入到洗涤水11中，同时将规定量的冷凝水12介由废弃线路54废弃。另外，如上所述，由于能够减少冷凝水12的胺浓度，因此可以抑制介由冷凝水12所废弃的胺损耗、降低废弃成本。

这里，首先对吸收液的水分量为规定的下限值以下的情况，即富液4的液面水平为规定的下限值以下的情况进行说明。

此时，增大冷凝水阀53V的开度(较上述通常时的规定开度大)。由此，供给至洗涤塔40的冷凝水12的供给量增大、在洗涤塔40中混入到洗涤水11中的冷凝水12的混入量增大。当该冷凝水12的混入量增大时，储存在洗涤塔40中的洗涤水11的水面水平提高、也高于规定值。另外，由于在洗涤水11中混入了降低了胺浓度的冷凝水12，因此可以减少洗涤水11的胺浓度。由此，可以增大洗涤水11的洗涤能力、可以提高胺回收率。

运转中，通过设置于洗涤塔40的洗涤水水平仪44，对储存在洗涤塔40中的洗涤水11的水面水平进行测量。当该水面水平高于规定值时，打开洗涤水阀43V。由此，将洗涤水11自洗涤塔40的底部介由洗涤水线路43供给至再生塔30的上部。因此，洗涤水11混入到再生塔30内的富液4中、可以增大富液4的水分量。

然而，尽管如上地增大富液4的水分量，但当富液4的液面水平依然为规定的下限值以下时，可以使纯水阀45V打开。由此，将纯水13从纯水线路45供给至循环线路41，将纯水13混入到洗涤水11中。因此，可以提高储存在洗涤塔40中的洗涤水11的水面水平、将洗涤水11混入到再生塔30内的富液4中。另外，此时由于在洗涤水11中混入有纯水，因此可以降低洗涤水11的胺浓度。

当富液4的水分量增大时，储存在吸收塔20中的富液4的液面水平提高，可以使该液面水平高于规定的下限值。由此，可以将富液4的水分量 控制在规定的范围内。

运转中，利用设置于气液分离器52的冷凝水水平仪56对储存在气液分离器52中的冷凝水12的水面水平进行测量。当该水面水平低于规定值时，增大冷却液阀55V的开度(比通常时的开度大)。由此，供给至冷凝用冷却器51的冷却液14的供给量增大、冷凝用冷却器51的冷却能力增大。因此，在冷凝用冷却器51中生成的冷凝水12的生成量增大、可以提高储存在气液分离器52内的冷凝水12的水面水平。

另外，当气液分离器52内的冷凝水12的水面水平低于规定值时，还可以减小废弃阀54V的开度(比上述通常时的规定开度小)。由此，可以减少冷凝水12的废弃量、提高气液分离器52内的冷凝水12的水面水平。

接着，对吸收液的水分量为规定上限值以上的情况、即富液4的液面水平为规定上限值以上的情况进行说明。

此时，减小冷凝水阀53V的开度(比上述通常时的规定开度小)。由此，减少了混入到洗涤水11中的冷凝水12的混入量。当该冷凝水12的混入量减少时，储存在洗涤塔40中的洗涤水11的水面水平下降、也低于规定值。

当洗涤水11的水面水平低于规定值时，关闭洗涤水阀43V。由此，可以防止富液4的水分量的增大、使储存在吸收塔20中的富液4的液面水平下降。因此，还可以使该液面水平低于规定的上限值、可以将富液4的水分量控制在规定范围内。另外，通过关闭洗涤水阀43V，可以避免因洗涤水11的水量降低所导致的洗涤水11无法循环，同时可以确保用于洗涤再生部废气8所需要的洗涤水11的水量。

当气液分离器52内的冷凝水12的水面水平高于规定值时，可以增大废弃阀54V的开度(比上述通常时的规定开度大)。由此，可以增大冷凝水12的废弃量、使气液分离器52内的冷凝水12的水面水平下降。

另外，当气液分离器52内的冷凝水12的水面水平高于规定值时，也可以减小冷却液阀55V的开度(比通常时的开度小)。由此，可减少供给至冷凝用冷却器51的冷却液14的供给量、减少在冷凝用冷却器51中生成的冷凝水12的生成量。因此，可以使储存在气液分离器52内的冷凝水12的水面水平下降。此时，洗涤部废气9中含有的蒸汽含有在二氧化碳气体 10中被排出至外部。

另外，在减小冷凝水阀53V的开度的期间，由于减少了冷凝水12在洗涤水11中的混入量，因此可以增大洗涤水11的胺浓度。此时，有发生洗涤水11的洗涤能力降低的危险。

但是，运转中，利用设置于循环线路41的洗涤水浓度计46对从循环线路41通过的洗涤水11的胺浓度进行测量。该胺浓度高于规定浓度时，增大冷凝水阀53V的开度，例如返回至通常时的规定开度。由此，可以增大冷凝水12在洗涤水11中的混入量、抑制因洗涤水11的胺浓度上升所导致的洗涤能力的降低。其中，当洗涤水11的胺浓度高于规定浓度时，可以打开纯水阀45V将纯水13混入到洗涤水11中。此时，还可以抑制洗涤能力的降低。

如此，根据本实施方式，当吸收塔20内的富液4的液面水平为规定的下限值以下时，增大自气液分离器52混入到洗涤水11中的冷凝水12的混入量。由此，当洗涤塔40内的洗涤水11的水量增大、多于规定量时，将洗涤塔40内的洗涤水11混入到再生塔30内的富液4中。因此，可以增大富液4的水分量，可以使富液4的液面水平高于规定下限值。其结果，可以适当地管理吸收液的水分量。

另外，根据本实施方式，自再生塔30排出的再生部废气8在洗涤部40a中被洗涤水11洗涤。由此，可以将作为再生部废气8中含有的吸收液成分的胺回收，使胺含有在洗涤部废气9中，抑制排出至外部的胺。特别是，根据本实施方式，自洗涤部40a排出的洗涤部废气9在气液分离装置50的冷凝用冷却器51中被冷却，在气液分离器52中将冷凝水12分离。在该冷凝水12中由于能够将洗涤部废气9中可含有的胺吸收，因此可以进一步将胺回收，可以进一步减少胺损耗。

另外，上述本实施方式中，对洗涤水线路43连接于再生塔30上部的例子进行了说明。但是，只要能够将洗涤水11混入到富液4或贫液5中，则洗涤水线路43也可连接于吸收塔20或者设置于吸收塔20与再生塔30之间的富液4或贫液5的线路，是任意的。

另外，上述本实施方式中，对纯水线路45连接于循环线路41的例子进行了说明。但是，只要能够将纯水13混入到洗涤水11中，则并不限定 于此，例如还可以将纯水线路45连接于洗涤塔40。

另外，上述本实施方式中，对吸收液水分量计为对储存于吸收塔20的富液4的液面水平进行测量的吸收液水平仪21的例子进行了说明。但是，并不限定于此。例如，还可以是吸收液水平仪21对储存在再生塔30中的贫液5的液面水平进行测量的方式。另外，作为吸收液水分量计，还可以对吸收液(富液4或贫液5)的比重或者氢离子浓度(pH)等与吸收液中的胺浓度有相关关系的物性值进行测定，由所测定的物性值进行计算，从而获得水分量。

此外，上述本实施方式中，对将自再生塔30排出的再生部废气8供给至洗涤塔40、利用洗涤水11进行洗涤的例子进行说明。但是，并不限定于此。例如，还可以如图2所示，将自吸收塔20排出的吸收部废气3供给至洗涤塔40，利用洗涤水11进行洗涤。此时，可以适当地管理吸收液的水分量，同时将吸收部废气3中含有的胺回收，抑制胺损耗。

(第2实施方式)

接着，使用图3对本发明第2实施方式的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

图3所示的第2实施方式中，主要不同点是洗涤部在再生塔内设于再生部上方，其他构成与图1所示的第1实施方式大致相同。另外，图3中与图1所示的第1实施方式相同的部分使用相同符号，详细的说明省略。

如图3所示，本实施方式中，洗涤部40a并未设置在与再生塔30不同的其他洗涤塔40(参照图1)内，而是设置在再生塔30内。进而，洗涤部40a在再生塔30内配置在再生部30a的上方。

在再生部30a与洗涤部40a之间设置对自洗涤部40a流下的洗涤水11进行储存的收集器70(洗涤水储存部)。洗涤水11循环的循环线路41将储存在收集器70内的洗涤水11抽出、供给至洗涤部40a的上方。供给至洗涤部40a上方的洗涤水11分散落下、供给至洗涤部40a中。洗涤水水平仪44对储存在收集器70内的洗涤水11的水面水平进行测量。另外，本实施方式中，在循环线路41上也可不设置用于冷却洗涤水11的冷却器。

纯水线路45连接于再生塔30的上部。将纯水13自纯水线路45供给至再生塔30的上部，在再生塔30内将纯水13混入到洗涤水11中。

冷凝水线路53连接于循环线路41。由此，将来自气液分离器52的冷凝水1供给至循环线路41、混入到洗涤水11中。

如此，根据本实施方式，将洗涤再生部废气8的洗涤部40a设置在再生塔30内。由此，可以不必设置与再生塔30不同的另外的洗涤塔40。因此，可以简化二氧化碳回收系统1的构成、能够减少制造成本。

另外，上述本实施方式中对在再生塔30内设有1段洗涤部40a的例子进行说明。但是并不限定于此，也可在再生塔30内设置2段以上的洗涤部40a。此时，可以进一步减少洗涤部废气9的胺浓度。

(第3实施方式)

接着，使用图4对本发明第3实施方式的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

图4所示的第3实施方式中，主要不同点是在洗涤部与气液分离装置之间设有第2洗涤部，其他构成与图1所示的第1实施方式大致相同。另外，图4中与图1所示的第1实施方式相同的部分使用相同符号，详细的说明省略。

如图4所示，本实施方式中，在洗涤部40a与气液分离装置50之前设置第2洗涤部80a。第2洗涤部80a利用第2洗涤水15对自洗涤部40a排出的洗涤部废气9进行洗涤。

具体而言，在洗涤塔40与气液分离装置50的冷却器51之间设置第2洗涤塔80。第2洗涤塔80与洗涤塔40分别地设置。该第2洗涤塔80具有收纳在第2洗涤塔80内的第2洗涤部80a(填充层或托盘)。该第2洗涤部80a的构成如下：使自洗涤部40a排出的洗涤部废气9与第2洗涤水15气液接触，利用第2洗涤水15对洗涤部废气9进行洗涤。另外，第2洗涤塔80自下部接受洗涤部废气9，自塔顶将经洗涤的洗涤部废气9排出。第2洗涤部80a与洗涤部40a同样，以对流型气液接触装置的方式构成。

第2洗涤水15变成酸性溶液。而洗涤部废气9中含有的胺具有碱性。由此，第2洗涤水15与水等非酸性溶液相比可以提高胺的吸收能力。

第2洗涤塔80上连接有使第2洗涤水15循环的第2循环线路81。即，在第2循环线路81上设有第2循环泵82，将储存在第2洗涤塔80下部的第2洗涤水15抽出、供给至第2洗涤塔80的上部。供给至第2洗涤塔80 上部的第2洗涤水15分散落下、被供给至第2洗涤部80a中。其中，在该第2循环线路81上未设置用于冷却第2洗涤水15的冷却器。因此，洗涤部废气9维持其高温地自第2洗涤塔80排出。另一方面，通过高温的洗涤部废气9与第2洗涤水15的热交换，第2洗涤水15被加热，变成与再生部废气9同等的温度或者较其稍低的温度。

通过这样的构成，供给至第2洗涤塔80下部的洗涤部废气9朝向第2洗涤部80a地在第2洗涤塔80内上升。另一方面，将来自第2循环线路81的第2洗涤水15供给至第2洗涤塔80的上部，朝向第2洗涤部80a地分散落下。在第2洗涤部80a中，洗涤部废气9与第2洗涤水15气液接触，将洗涤部废气9洗涤，使洗涤部废气9中能够含有的胺溶解在第2洗涤水15中并吸收。吸收了胺的第2洗涤水15从第2洗涤部80a流下、储存在第2洗涤塔80的下部。储存在第2洗涤塔80下部的第2洗涤水15通过第2循环线路81再次被供给至第2洗涤部80a。如此，第2洗涤水15循环。

另一方面，在第2洗涤部80a中经第2洗涤水15洗涤的洗涤部废气9自第2洗涤部80a排出、上升，自第2洗涤塔80的塔顶排出。洗涤部废气9如上所述被第2洗涤水15洗涤，因此可以进一步降低洗涤部废气9的胺浓度。

第2循环线路81上连接有原液线路83。由此，自原液线路83将作为酸性溶液的原液16供给至第2循环线路81，混入到第2洗涤水15中。该原液线路83含有调节原液16的混入量的原液阀83V。另外，在第2循环线路81上设置对从第2循环线路81通过的第2洗涤水15的酸性成分浓度进行测量的第2洗涤水浓度计86。第2洗涤水浓度计86优选对第2洗涤水15的比重、第2洗涤水15的氢离子浓度(pH)等与第2洗涤水15中的酸性成分浓度有相关关系的物性值进行测定。

另外，在第2循环线路81上连接有第2废弃线路84。第2废弃线路84自第2循环线路81将第2洗涤水15废弃。另外，第2废弃线路84包含调节第2洗涤水15的废弃量的第2废弃阀84V。

在第2洗涤塔80中设有对第2洗涤水15的水量进行测量的第2洗涤水水平仪85。该第2洗涤水水平仪85对储存在第2洗涤塔80中的第2洗涤水15的水面水平进行测量。该经测量的第2洗涤水15的水面水平高时， 可看作第2洗涤水15的水量多，水面水平低时，可看作第2洗涤水15的水量少。

控制装置60基于利用第2洗涤水浓度计86测量的第2洗涤水15的酸性成分浓度控制原液阀83V的开关。更具体而言，将利用第2洗涤水浓度计86测量的第2洗涤液15的酸性成分浓度作为信号送信至控制装置60。进而，控制装置60在第2洗涤水15的酸性成分浓度高于规定浓度时，打开原液阀83V，在第2洗涤液15的酸性成分浓度低于规定浓度时，关闭原液阀83V。

另外，控制装置60基于利用第2洗涤水浓度计85测量的第2洗涤水15的水量控制第2废弃阀84V的开关。更具体而言，控制装置在第2洗涤水15的水量多于规定量时，打开第2废弃阀84V；在第2洗涤水15的水量少于规定量时，关闭第2废弃阀84V。本实施方式中，将利用第2洗涤水浓度计85测量的第2洗涤液15的水面水平作为信号送信至控制装置60。然后，控制装置60在第2洗涤水15的水面水平高于规定值时，判断第2洗涤水15的水量多于规定量，在第2洗涤水15的水面水平低于规定值时，判断第2洗涤水15的水量少于规定量。

通过这样的构成，在第2洗涤水15的酸性成分浓度低于规定浓度时，原液阀83V打开、将作为酸性溶液的原液16自原液线路83供给至第2循环线路81，混入到第2洗涤水15中。由此，在第2洗涤水15中补给因与胺的中和反应而减少的酸性成分，可以增大第2洗涤水15的洗涤能力、提高胺回收率。另一方面，通过原液16的补充，第2洗涤水15的液量增大，在水面水平变得高于规定值时，第2废弃阀84V打开。由此，第2循环线路81内的第2洗涤水15介由第2废弃线路84被废弃，可以减少第2洗涤塔80内的第2洗涤水15的水量。

另外，如图4所示，本实施方式的冷凝水线路53与循环线路41连接。由此，将来自气液分离器52的冷凝水12供给至循环线路41、混入到洗涤水11中。

根据这样的本实施方式，洗涤部废气9被作为酸性溶液的第2洗涤水15洗涤。由此，即便是通过洗涤部40a洗涤而胺浓度降低的洗涤部废气9，也可以将该洗涤部废气9中可含有的胺吸收到第2洗涤水15中、进一步地 对洗涤部废气9进行洗涤。因此，可以进一步将再生部废气8中含有的胺回收，使胺含有在洗涤部废气9中、进一步抑制排出至外部的胺。

(第4实施方式)

接着，使用图5对本发明第4实施方式的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

图5所示的第4实施方式中，主要不同点在于对由洗涤部废气生成、分离的冷凝水进行冷却，使用经冷却的冷凝水对洗涤部废气进行洗涤，其他构成与图1所示的第1实施方式大致相同。另外，图5中与图1所示的第1实施方式相同的部分使用相同符号，详细的说明省略。

如图5所示，本实施方式的气液分离装置90具有：气液分离器91、使气液分离器91内的冷凝水12循环的第2循环线路92；和设置在第2循环线路92内对冷凝水12进行冷却的冷凝用冷却器93。其中，气液分离器91包含使洗涤部废气9与冷凝水12气液接触、对洗涤部废气9进行洗涤的气液分离部91a(填充层或托盘)。进而，气液分离器91自下部接受洗涤部废气9、自塔顶将经洗涤的洗涤部废气9作为二氧化碳气体10排出。气液分离部91a以对流型气液接触装置的方式构成。

第2循环线路92连接在气液分离器91上，在第2循环线路92上设有第2循环泵94。通过这样的构成，第2循环线路92将储存在气液分离器91下部的冷凝水12抽出，供给至气液分离器91的上部。供给至气液分离器91上部的冷凝水12分散落下，供给至气液分离部91a。

通过这样的构成，供给至气液分离器91下部的洗涤部废气9朝向气液分离部91a地在气液分离器91内上升。另一方面，来自第2循环线路92的冷凝水12被供给至气液分离装置90的气液分离器91上部，朝向气液分离部91a地分散落下。气液分离部91a中，洗涤部废气9与冷凝水12气液接触，将洗涤部废气9洗涤，使洗涤部废气9中含有的胺溶解、吸收在冷凝水12中。

由于冷凝水12被冷凝用冷却器93冷却，因此在气液分离部91a中，洗涤部废气9被冷凝水12冷却。由此，洗涤部废气9中含有的水分冷凝而生成冷凝水12。将所生成的冷凝水12自洗涤部废气9分离、与洗涤了洗涤部废气9的冷凝水12混合。所混合的冷凝水12自气液分离部91a流下、 储存在气液分离器91的下部。储存在气液分离器91下部的冷凝水12通过第2循环线路92再次被供给至气液分离部91a。如此，冷凝水12循环。

另一方面，在气液分离部91a中被冷凝水12洗涤的洗涤部废气9自气液分离部91a排出、上升，自气液分离装置90的气液分离器91的塔顶排出。洗涤部废气9由于被冷凝水12洗涤，因此可以进一步减少洗涤部废气9的胺浓度。

在气液分离器91的底部上连接有冷凝水线路53和废弃线路54。其中，冷凝水线路53连接于洗涤水11的循环线路41。将来自气液分离装置90的气液分离器91的冷凝水12供给至循环线路41，将其混入到洗涤水11中。在图5所示的方式中，冷凝水线路53的气液分离器91一侧的部分与废弃线路54的气液分离器91一侧的部分一体地形成在第2循环线路92中。

本实施方式的纯水线路45连接于洗涤塔40上部。纯水13自纯水线路45被供给至洗涤塔40的上部，在洗涤塔40内，纯水13被混入到洗涤水11中。

第2循环线路92中设有对从第2循环线路92通过的冷凝水12的胺浓度进行测量的冷凝水浓度计97。冷凝水浓度计97优选对冷凝水12的比重或冷凝水12的氢离子浓度(pH)等与冷凝水12中的胺浓度有相关关系的物性值进行测定。

另外，气液分离装置90具有：对供给至冷凝用冷却器93的对冷凝水12进行冷却的冷却液14的供给量进行调节的冷却液阀95；和对气液分离器91内的冷凝水12的水量进行测量的冷凝水水平仪96。冷凝水水平仪96对储存在气液分离器91中的冷凝水12的水面水平进行测量。该测量的冷凝水12的水面水平高时，可看作冷凝水12的水量多；水面水平低时，可看作冷凝水的水量少。

控制装置60基于利用冷凝水水平仪96测量的冷凝水12的水量控制冷却液阀95的开关。更具体而言，控制装置60在冷凝水12的水量多于规定量时，减小冷却液阀95的开度；在冷凝水12的水量少于规定量时，增大冷却液阀95的开度。本实施方式中，将所测量的冷凝水12的水面水平作为信号送信至控制装置60。然后，控制装置60在冷凝水12的水面水平高于规定值时，判断冷凝水12的水量多于规定量，在冷凝水12的水面水平 低于规定值时，判断冷凝水12的水量少于规定量。

另外，控制装置60还可基于利用冷凝水浓度计97测量的冷凝水12的胺浓度控制冷却液阀95的开关。此时，将利用冷凝水浓度计97测量的冷凝水12的胺浓度作为信号送信至控制装置60。然后，控制装置60在冷凝水12的胺浓度低于规定量时，增大冷却液阀95的开度。由此，供给至冷凝用冷却器93的冷却液14的供给量增大，将冷凝水12进一步冷却。因此，可以在气液分离部91a中将洗涤部废气9进一步冷却，增大冷凝水12的生成量、降低冷凝水12的胺浓度。

如此根据本实施方式，对自洗涤部废气9生成并分离的冷凝水12进行冷却，使用经冷却的冷凝水12对洗涤部废气9进行洗涤。由此，即便是通过洗涤部40a洗涤、胺浓度降低的洗涤部废气9，可以使该洗涤部废气9中可含有的胺被冷凝水12吸收、对洗涤部废气9进行进一步洗涤。因此，可以进一步回收再生部废气8中含有的胺，可以使胺含有在洗涤部废气9中而进一步抑制排除至外部的胺。

(第5实施方式)

接着，使用图6对本发明第5实施方式的二氧化碳回收系统及二氧化碳回收系统的运转方法进行说明。

图6所示的第5实施方式中，主要不同点在于洗涤部在再生塔内设置在再生部上方、气液接触部在再生塔内设置在洗涤部上方，其他构成与图5所示的第4实施方式大致相同。另外，图6中与图5所示的第4实施方式相同的部分使用相同符号，详细的说明省略。

如图6所示，本实施方式中，洗涤部40a不会设置在与再生塔30不同的其他洗涤塔40(参照图1)内，而是设置在再生塔30内。并且，将洗涤部40a在再生塔30内配置在再生部30a的上方。

在再生部30a与洗涤部40a之间设置对自洗涤部40a流下的洗涤水11进行储存的收集器70(洗涤水储存部)。洗涤水11循环的循环线路41将储存在收集器70内的洗涤水11抽出、供给至洗涤部40a的上方。供给至洗涤部40a上方的洗涤水11分散落下、供给至洗涤部40a中。洗涤水水平仪44对储存在收集器70内的洗涤水11的水面水平进行测量。另外，本实施方式中，在循环线路41上未设置用于冷却洗涤水11的冷却器。

另外，本实施方式中，气液分离部91a未设置在与再生塔30不同的其他气液分离器91(参照图5)内，而是设置在再生塔30内。并且，将气液分离部91a在再生塔30内配置在洗涤部40a的上方。

在洗涤部40a与气液分离部91a之间设置对自气液分离部91a流下的冷凝水12进行储存的第2收集器100。使冷凝水12循环的第2循环线路92将储存在第2收集器100内的冷凝水12抽出、供给至气液分离部91a的上方。供给至气液分离部91a上方的冷凝水12分散落下、供给至气液分离部91a中。

纯水线路45在再生塔30中连接在洗涤部40a与第2收集器100之间的部分。纯水13自纯水线路45被供给至再生塔30的该部分，在再生塔30内纯水13被混入到洗涤水11中。

如此通过本实施方式，对再生部废气8进行洗涤的洗涤部40a设置在再生塔30内。由此，可以不必设置与再生塔30不同的其他洗涤塔40。另外，将冷却洗涤部废气9所生成的冷凝水从洗涤部废气9分离的气液分离部91a设置在再生塔30内。由此，可以不需要与再生塔30不同的其他气液分离器91。因此，能够简化可进一步抑制胺损耗的二氧化碳回收系统1的构成，能够降低制造成本。

根据以上所述的实施方式，可以在减少吸收液成分的损耗的同时，适当地管理吸收液的水分量。

虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子记载的，并非是为了限定发明的范围。这些新型的实施方式可以以其他各种方式进行实施，在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形在包含在发明范围或主旨的同时，包含在权利要求范围所记载的发明及其等同的范围内。另外，虽然是当然的，但也可以在本发明要旨的范围内部分地适当组合这些实施方式。

符号说明

1 二氧化碳回收系统

2 处理废气

4 富液

5 贫液

8 再生部废气

9 洗涤部废气

11 洗涤水

12 冷凝水

13 纯水

14 冷却液

15 第2洗涤水

20 吸收塔

20a 吸收部

21 吸收液水平仪

30 再生塔

30a 再生部

40 洗涤塔

40a 洗涤部

43 洗涤水线路

43V 洗涤水阀

44 洗涤水水平仪

45 纯水线路

45V 纯水阀

50 气液分离装置

51 冷却器

52 气液分离器

53 冷凝水线路

53V 冷凝水阀

54 废弃线路

54V 废弃阀

55V 冷却液阀

56 冷凝水水平仪

60 控制装置

80 第2洗涤塔

80a 第2洗涤部

90 气液分离装置

91 气液分离器

91a 气液分离部

92 第2循环线路

93 冷凝用冷却器