專利名稱：二氧化碳分離回收系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及二氧化碳分離回收系統(tǒng)及其控制方法，例如在燃燒排氣中的二氧化碳的分離·回收中使用。
背景技術(shù)：
近年，由作為化石燃料的燃燒產(chǎn)物的二氧化碳(CO2)的溫室效應(yīng)引起的地球變暖的問(wèn)題逐漸增大。在聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約的京都議定書中，日本的減少溫室效應(yīng)氣體排放的目標(biāo)是與1990年相比減少8%。在這樣的背景下，正在積極研究使燃燒排氣與胺系吸收液接觸而將燃燒排氣中的二氧化碳分離·回收的方法、和將回收的二氧化碳不排放到大氣中而進(jìn)行儲(chǔ)存的方法。作為使用這樣的吸收液將二氧化碳分離 回收的方法的例子，可以舉出如下方法， 該方法包括在吸收塔中使燃燒排氣與吸收液接觸而使燃燒排氣中的二氧化碳吸收到吸收液中的工序、和在再生塔中對(duì)吸收了二氧化碳的吸收液進(jìn)行加熱而從吸收液中除去二氧化碳的工序(參照日本特開2004-323339)。另外，除去了二氧化碳的吸收液可再次供給到吸收塔中進(jìn)行再次使用。此外，在日本特開2002-71647中記載了利用超聲波測(cè)定二氧化碳的溶解濃度的方法的例子。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，二氧化碳分離回收系統(tǒng)的處理包括下述兩個(gè)工序在吸收塔中使二氧化碳吸收到吸收液中的工序、和在再生塔中將吸收的二氧化碳從吸收液中除去的工序。為了使該系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，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濃度與在再生塔中從吸收液放出的二氧化碳溶解濃度一直保持一致。即，需要如下的運(yùn)轉(zhuǎn)，該運(yùn)轉(zhuǎn)使吸收塔出口的濃液二氧化碳溶解濃度與吸收塔入口的稀液二氧化碳溶解濃度的差、與再生塔入口的濃液二氧化碳溶解濃度與再生塔出口的稀液二氧化碳溶解濃度的差一致。例如，再生塔出口的稀液二氧化碳溶解濃度比吸收塔入口的稀液二氧化碳溶解濃度大時(shí)，若增加向再生塔再沸器輸入的熱能，不減少再生塔出口的稀液裝載量，則在吸收塔中無(wú)法吸收規(guī)定的二氧化碳量。相反，再生塔出口的稀液二氧化碳溶解濃度比吸收塔入口的稀液二氧化碳溶解濃度低時(shí)，則成為向再生塔再沸器輸入了必要量以上的熱能。這樣，為了使系統(tǒng)穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)，需要邊監(jiān)視吸收液中的二氧化碳溶解濃度， 邊調(diào)整向再生塔再沸器中輸入的熱能。但是，目前使用的二氧化碳溶解濃度的測(cè)定方法即氣相色譜儀圖表(TO):熱導(dǎo)檢測(cè)器(Thermal Conductivity Detector))需要技術(shù)上的工作和測(cè)定時(shí)間(所需時(shí)間15分鐘)。因此，通過(guò)該方法，無(wú)法及時(shí)地監(jiān)視二氧化碳溶解濃度，其結(jié)果是，無(wú)法穩(wěn)定地進(jìn)行二氧化碳分離回收系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。另一方面，可確認(rèn)二氧化碳分離回收系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致發(fā)生吸收液成分的分解和雜質(zhì)產(chǎn)物離子的生成。進(jìn)而，可知這些現(xiàn)象導(dǎo)致吸收液的二氧化碳吸收性能下降。因此，為了使二氧化碳分離回收系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，需要適當(dāng)進(jìn)行吸收液成分的補(bǔ)充和雜質(zhì)產(chǎn)物離子的除去。以往，在燃燒后二氧化碳回收方式中，使用的吸收液的組成和物性因運(yùn)轉(zhuǎn)條件而隨時(shí)變化，因此，難以及時(shí)測(cè)定吸收液中的二氧化碳溶解濃度。為此，需要測(cè)定條件的固定、 測(cè)定樣品的采集、前處理等的工作和時(shí)間，從而來(lái)測(cè)定二氧化碳溶解濃度。此外，及時(shí)地掌握化學(xué)吸附到吸收液中的胺中的二氧化碳的溶解濃度的方法還未確立。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二氧化碳分離回收系統(tǒng)具備使二氧化碳吸收到吸收液中、將吸收了所述二氧化碳的所述吸收液即濃液排出的吸收塔、和使所述二氧化碳從所述濃液中放出、并將與所述濃液相比二氧化碳溶解濃度降低了的所述吸收液即稀液排出的再生塔。進(jìn)而，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)還具備對(duì)在所述系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的所述吸收液中的超聲波傳播速度進(jìn)行測(cè)定的I臺(tái)以上的測(cè)定裝置。進(jìn)而，所述測(cè)定裝置各自具備測(cè)定所述吸收液的溫度的溫度測(cè)定部、在所述吸收液中使超聲波產(chǎn)生的超聲波發(fā)生部、利用所述超聲波測(cè)定所述超聲波傳播速度的超聲波傳播速度測(cè)定部。進(jìn)而，所述測(cè)定裝置各自還具備基于由所述溫度測(cè)定部測(cè)定的溫度、由所述超聲波傳播速度測(cè)定部測(cè)定的超聲波傳播速度、 和表示所述吸收液中的二氧化碳溶解濃度與超聲波傳播速度的關(guān)系且根據(jù)所述吸收液的溫度而變化的關(guān)系式來(lái)計(jì)算所述吸收液中的二氧化碳溶解濃度的二氧化碳溶解濃度計(jì)算部。進(jìn)而，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于由所述測(cè)定裝置計(jì)算得到的二氧化碳溶解濃度來(lái)控制該系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的另一實(shí)施方式的二氧化碳分離回收系統(tǒng)具備使二氧化碳吸收到吸收液中、將吸收了所述二氧化碳的所述吸收液即濃液排出的吸收塔、和使所述二氧化碳從所述濃液中放出、并將與所述濃液相比二氧化碳溶解濃度降低了的所述吸收液即稀液排出的再生塔。進(jìn)而，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)還具備對(duì)在所述系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的所述吸收液的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定的I臺(tái)以上的測(cè)定裝置。進(jìn)而，所述測(cè)定裝置各自具備測(cè)定所述吸收液的溫度的溫度測(cè)定部、測(cè)定所述吸收液的電導(dǎo)率的電導(dǎo)率測(cè)定部。進(jìn)而，所述測(cè)定裝置各自還具備基于由所述溫度測(cè)定部測(cè)定的溫度、由所述電導(dǎo)率測(cè)定部測(cè)定的電導(dǎo)率、和表示所述吸收液中的離子濃度與電導(dǎo)率的關(guān)系且根據(jù)所述吸收液的溫度而變化的關(guān)系式來(lái)計(jì)算所述吸收液中的離子濃度的離子濃度計(jì)算部。進(jìn)而，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于由所述測(cè)定裝置計(jì)算得到的離子濃度來(lái)控制該系統(tǒng)。


圖I是表示第I實(shí)施方式的二氧化碳分離回收系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。圖2是表示圖I的超聲波傳播速度測(cè)定裝置的構(gòu)成的框圖。圖3表示第2實(shí)施方式的二氧化碳分離回收系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。圖4是表示圖3的電導(dǎo)率測(cè)定裝置的構(gòu)成的框圖。圖5是表示第3實(shí)施方式的二氧化碳分離回收系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。
圖6是表示圖5的超聲波傳播速度/電導(dǎo)率測(cè)定裝置的第I構(gòu)成例的框圖。圖7是表示圖5的超聲波傳播速度/電導(dǎo)率測(cè)定裝置的第2構(gòu)成例的框圖。圖8是表示CO2溶解濃度與超聲波傳播速度的關(guān)系的圖表。圖9是表示溫度與超聲波傳播速度的關(guān)系的圖表。圖10是表示離子濃度與電導(dǎo)率的關(guān)系的圖表。圖11是用于說(shuō)明超聲波傳播速度測(cè)定裝置的設(shè)置場(chǎng)所的圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。(第I實(shí)施方式)圖I是表示第I實(shí)施方式的二氧化碳分離回收系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。在圖I的系統(tǒng)中，作為燃燒排氣的含CO2的氣體102被供給到吸收塔101內(nèi)。吸收塔101按照使含CO2的氣體102與吸收液接觸而使含CO2的氣體102中的CO2吸收到吸收液中的方式構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，作為吸收液，例如可使用胺系吸收液。在吸收塔101的下部積存吸收了 CO2的二氧化碳溶解濃度高的吸收液(濃液105)。 積存在吸收塔101的下部的濃液105從位于吸收塔101的下部的出口被排出，通過(guò)濃液輸送泵106從吸收塔101的出口輸送到位于再生塔108的上部的入口，從再生塔108的入口供給到其內(nèi)部。供給到再生塔108內(nèi)的濃液105從再生塔108的上部落下，與此相伴，被稱為稀液 104的吸收液積存在再生塔108的下部。積存在再生塔108的下部的稀液104從位于再生塔108的下部的出口被排出，通過(guò)再生塔再沸器109加熱后，再次供給到再生塔108內(nèi)。這樣，通過(guò)邊使稀液104在再生塔108與再生塔再沸器109之間循環(huán)邊進(jìn)行加熱，從而稀液 104中的CO2以CO2氣體的形式放出。這樣，稀液104將CO2放出，其二氧化碳溶解濃度變得比濃液105低。從稀液104放出的CO2氣體與從稀液104同時(shí)蒸發(fā)的水蒸氣一起從再生塔108的上部排出。排出的CO2氣體和水蒸氣的混合氣體通過(guò)再生塔回流冷卻器113進(jìn)行冷卻，從而水蒸氣冷凝而成為水。然后，由該冷凝水和CO2氣體構(gòu)成的混合流體流入CO2分離器111 內(nèi)。CO2分離器111將該CO2氣體從冷凝水中分離，僅將CO2氣體從回收CO2排出管線112排出。另一方面，冷凝水從CO2分離器111的下部的出口被取出，通過(guò)回流液泵110返回到再生塔108。此外，積存在再生塔108的下部的稀液104從位于再生塔108的下部的出口排出后，其一部通過(guò)稀液輸送泵116從再生塔108的出口向位于吸收塔101的上部的入口輸送， 從吸收塔101的入口供給到其內(nèi)部。然后，該稀液104作為使CO2吸收的吸收液，在吸收塔 101內(nèi)被再次使用。圖I中進(jìn)一步示出了再生熱交換器107、稀液冷卻器114、和稀液緩沖罐115。再生熱交換器107被配置在從吸收塔101的出口到再生塔108的入口的流路、與從再生塔108的出口到吸收塔101的入口的流路交叉的地點(diǎn)。再生熱交換器107是利用在再生塔再沸器109中被加熱后排出的稀液104的余熱對(duì)準(zhǔn)備由此流入再生塔108的濃液 105進(jìn)行加熱的熱交換器。
稀液冷卻器114和稀液緩沖罐115被配置在從再生塔108的出口到吸收塔101的入口的流路上。稀液冷卻器114是用于使稀液104在經(jīng)由再生熱交換器107后冷卻的冷卻器。此外，稀液緩沖罐115是用于在使經(jīng)由稀液冷卻器114的稀液104流入到吸收塔101 中之前對(duì)其進(jìn)行積存的罐。圖I中進(jìn)一步示出了吸收塔回流冷卻器117和氣液分離器118。在吸收塔101中，作為二氧化碳分離回收對(duì)象氣體的燃燒排氣(含CO2的氣體102) 與吸收液接觸而使CO2被吸收后，與從吸收液中蒸發(fā)的水蒸氣一起從吸收塔101的上部被排出。排出的燃燒排氣與水蒸氣的混合氣體利用吸收塔回流冷卻器117進(jìn)行冷卻，從而水蒸氣冷凝而成為水。然后，由該冷凝水和燃燒排氣構(gòu)成的混合流體流入到氣液分離器118 內(nèi)。氣液分離器118將該燃燒排氣(氣體)與冷凝水(液體)分離，將分離的燃燒排氣以 CO2除去排氣103的形式排出。另一方面，冷凝水從氣液分離器118的下部的出口被取出， 返回到吸收塔101中。下面，對(duì)本實(shí)施方式的系統(tǒng)控制進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，及時(shí)地計(jì)算吸收液中的CO2溶解濃度(二氧化碳溶解濃度)，基于該CO2溶解濃度進(jìn)行系統(tǒng)控制。在圖I的系統(tǒng)中，在吸收塔101的入口流動(dòng)的稀液104中的CO2溶解濃度與在再生塔108的出口流動(dòng)的稀液104中的CO2溶解濃度的質(zhì)量平衡破壞時(shí)，需要改變向再生塔再沸器109中輸入的熱量。但是，若無(wú)法及時(shí)地監(jiān)視該系統(tǒng)，則向再生塔再沸器109中輸入的熱量的質(zhì)量平衡的掌握延誤，因此，其結(jié)果是，有可能招致能量損失和CO2回收率的降低。因此，在本實(shí)施方式中，在圖I的系統(tǒng)內(nèi)配置用于測(cè)定在系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的吸收液中的超聲波傳播速度的I臺(tái)以上的超聲波傳播速度測(cè)定裝置201。在本實(shí)施方式中，這些測(cè)定裝置201被配置在吸收塔101與再生塔108的入口附近及出口附近。圖I中示出了被配置在這些部位的4臺(tái)測(cè)定裝置201。在本實(shí)施方式中，利用這些測(cè)定裝置201來(lái)測(cè)定在吸收塔101的入口附近流動(dòng)的稀液104、在吸收塔101的出口附近流動(dòng)的濃液105、在再生塔108的入口附近流動(dòng)的濃液105、及在再生塔108的出口附近流動(dòng)的稀液104中的超聲波傳播速度。這些測(cè)定裝置201為本發(fā)明公開的第I至第4測(cè)定裝置的例子。在本實(shí)施方式中，這些測(cè)定裝置201均設(shè)置在吸收液流動(dòng)的流路(吸收液配管)上。圖2是表示圖I的超聲波傳播速度測(cè)定裝置201的構(gòu)成的框圖。圖I的超聲波傳播速度測(cè)定裝置201均具有圖2所示的構(gòu)成。超聲波傳播速度測(cè)定裝置201如圖2所示具備超聲波發(fā)生部211、超聲波傳播速度測(cè)定部212、CO2溶解濃度計(jì)算部213、和溫度測(cè)定部214。超聲波發(fā)生部211為在測(cè)定裝置201內(nèi)流動(dòng)的吸收液中使超聲波產(chǎn)生的裝置。超聲波發(fā)生部211例如由超聲波振子構(gòu)成。超聲波傳播速度測(cè)定部212是利用該超聲波測(cè)定該吸收液中的超聲波傳播速度的裝置。本實(shí)施方式的超聲波傳播速度測(cè)定部212通過(guò)測(cè)定超聲波的反射波從位于離開超聲波發(fā)生部211 —定距離的位置處的反射板返回為止的時(shí)間，測(cè)定超聲波傳播速度(即音速)。吸收液中的超聲波傳播速度為能用于計(jì)算吸收液中的CO2溶解濃度的參數(shù)。參照?qǐng)D8來(lái)說(shuō)明這一點(diǎn)。圖8是表示吸收液中的CO2溶解濃度與超聲波傳播速度的關(guān)系的圖表。如圖8所示，吸收液中的超聲波傳播速度根據(jù)吸收液中的CO2溶解濃度而變化。因此，吸收液中的CO2溶解濃度可由吸收液中的超聲波傳播速度算出。但是，如圖9所示，吸收液中的超聲波傳播速度根據(jù)吸收液的溫度而變化。圖9是表示吸收液中的溫度與超聲波傳播速度的關(guān)系的圖表。如圖9所示，超聲波傳播速度具有溫度依賴性。因此，圖8所示的關(guān)系式根據(jù)吸收液的溫度而變化。圖8中示出了吸收液的溫度為25°C時(shí)和60°C時(shí)的關(guān)系式，關(guān)系式示出了根據(jù)溫度而變化的情況。如上所示，吸收液中的CO2溶解濃度可由吸收液中的超聲波傳播速度算出，因此， 在本實(shí)施方式中，預(yù)先求出表示吸收液中的超聲波傳播速度與CO2溶解濃度的關(guān)系的關(guān)系式，將其保存在測(cè)定裝置201內(nèi)。并且，在本實(shí)施方式中，將該關(guān)系式所示的像圖8那樣的直線作為用于測(cè)量CO2溶解濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線使用。由此，測(cè)定裝置201可由超聲波傳播速度計(jì)算CO2溶解濃度。但是，由于上述關(guān)系式具有溫度依賴性，因此，在本實(shí)施方式中，將各種溫度下的上述關(guān)系式保存在測(cè)定裝置201內(nèi)、或者將上述關(guān)系式以包含溫度作為參數(shù)的形式進(jìn)行公式化后保存在測(cè)定裝置201內(nèi)。由此，能計(jì)算考慮了溫度補(bǔ)正的CO2溶解濃度。然后，本實(shí)施方式的測(cè)定裝置201基于吸收液的溫度、吸收液中的超聲波傳播速度、和上述關(guān)系式，計(jì)算吸收液中的CO2溶解濃度。下面，對(duì)作為參與該處理的模塊的CO2溶解濃度計(jì)算部213和溫度測(cè)定部214(參照?qǐng)D2)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。溫度測(cè)定部214是測(cè)定吸收液的溫度的溫度計(jì)。本實(shí)施方式的溫度測(cè)定部214被配置在上述超聲波傳播的場(chǎng)所附近。CO2溶解濃度計(jì)算部213是基于由溫度測(cè)定部214測(cè)定的溫度、由超聲波傳播速度測(cè)定部212測(cè)定的超聲波傳播速度、和上述關(guān)系式來(lái)計(jì)算吸收液中的CO2溶解濃度的模塊。 CO2溶解濃度計(jì)算部213例如由能存儲(chǔ)上述關(guān)系式的存儲(chǔ)部和進(jìn)行CO2溶解濃度的計(jì)算處理的演算部構(gòu)成。如上所示，在本實(shí)施方式中，采用了由吸收液中的超聲波傳播速度計(jì)算吸收液中的CO2溶解濃度的方法。該方法具有與氣相色譜儀圖表不同的、能及時(shí)地掌握CO2溶解濃度的優(yōu)點(diǎn)。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，如后所述，通過(guò)邊及時(shí)地監(jiān)視吸收液中的CO2溶解濃度邊調(diào)整向再生塔再沸器109中輸入的熱量，從而能使系統(tǒng)穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，將與吸收液中的胺發(fā)生了化學(xué)吸附的CO2的溶解濃度、和與水發(fā)生了物理吸附的CO2的溶解濃度加和而得到的CO2溶解濃度對(duì)于吸收液中的超聲波傳播速度的變化有貢獻(xiàn)。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能掌握將這2種溶解濃度加和而成的CO2溶解濃度。下面，對(duì)基于由測(cè)定裝置201計(jì)算的CO2溶解濃度進(jìn)行的本實(shí)施方式的系統(tǒng)控制進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在圖I的系統(tǒng)中，如上所述，通過(guò)4臺(tái)測(cè)定裝置201計(jì)算在吸收塔101和再生塔108 的入口附近及出口附近流動(dòng)的吸收液中的CO2溶解濃度。這里，將吸收塔101的入口附近、 吸收塔101的出口附近、再生塔108的入口附近、再生塔108的出口附近的CO2溶解濃度分別表示為在圖I的系統(tǒng)中，進(jìn)一步使用這些CO2溶解濃度X1J2JpY2，計(jì)算吸收塔101的入口附近與出口附近的CO2溶解濃度XpX2的差Λ X ( = X2-X1)、和再生塔108的入口附近與出口附近的CO2溶解濃度Y。Y2的差ΛΥ( = Υ「Υ2)。并且，在圖I的系統(tǒng)中，基于吸收塔101的差ΛΧ和再生塔108的差Λ Y控制該系統(tǒng)。在本實(shí)施方式中，基于這些差ΛΧ、ΛΥ的控制按照如下進(jìn)行。例如，再生塔108中的差ΛΥ比吸收塔101中的差Λ X大時(shí)，成為向再生塔再沸器 109中輸入了必要量以上的熱能的情況。因此，在圖I的系統(tǒng)中，按照減少向再生塔再沸器 109中輸入的熱能的方式控制再生塔再沸器109的工作。相反，再生塔108中的差Λ Y比吸收塔101中的差Δ X小時(shí)，則成為輸入到再生塔再沸器109中的熱能不足的情況。因此，在圖I的系統(tǒng)中，按照增加向再生塔再沸器109輸入的熱能的方式控制再生塔再沸器109的工作。在本實(shí)施方式中，如上所述，能及時(shí)地掌握CO2溶解濃度XpX2JpYy因此，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)邊及時(shí)地監(jiān)視由這些CO2溶解濃度XpXyYpY2計(jì)算的差Λ X、Λ Y，邊調(diào)整向再生塔再沸器109輸入的熱量，能使系統(tǒng)穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)。即，根據(jù)本實(shí)施方式，能使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高、使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)成本降低。另外，在本實(shí)施方式中，可以判斷ΛΧ與Λ Y的差是否超過(guò)上限或下限來(lái)代替比較 ΛΧ值與ΛΥ值。該情況下，在ΛΥ-ΛΧ為上限以上的情況下，減小向再生塔再沸器109輸入的熱能，在ΛΥ-ΛΧ成為下限以下的情況下，增大向再生塔再沸器109輸入的熱能。上限及下限例如設(shè)定為±5% (優(yōu)選為±1%)。具體而言，上限設(shè)定為ΛΥ/ΛΧ= 1.05(優(yōu)選為I. 01)，下限設(shè)定為Λ Y/ Λ X = O. 95 (優(yōu)選為O. 99)。此外，在本實(shí)施方式中，在上述系統(tǒng)控制中，代替控制向再生塔再沸器109中輸入的熱量，也可以控制向吸收塔101供給的含CO2的氣體102的流量、從吸收塔101向再生塔 108流動(dòng)的濃液105的循環(huán)液流量、在再生塔108、再生塔再沸器109及吸收塔101之間流動(dòng)的稀液104的循環(huán)液流量、或稀液緩沖罐115的攪拌條件?；蛘?也可以控制這些工作條件中的2種以上。通過(guò)這些工作條件的控制，也能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，這些工作條件考慮到相互的平衡性后進(jìn)行設(shè)定很重要，因此，認(rèn)為在上述的系統(tǒng)控制時(shí)，優(yōu)選控制這些工作條件的2種以上的情況很多。此外，在本實(shí)施方式中，計(jì)算差ΛΧ、Λ Y的模塊、和進(jìn)行上述系統(tǒng)控制的模塊可以配置在圖I的系統(tǒng)內(nèi)的任意的場(chǎng)所。例如，在僅將再生塔再沸器109的工作條件作為控制對(duì)象時(shí)，也可以通過(guò)設(shè)置在再生塔再沸器109上的控制部，進(jìn)行差ΛΧ、Λ Y的計(jì)算和上述系統(tǒng)控制。此外，在將2種以上的工作條件作為控制對(duì)象時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置在圖I的系統(tǒng)的控制室或現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行這些處理。此外，圖I所示的各測(cè)定裝置201不僅可以具備用于計(jì)算吸收液中的CO2溶解濃度的模塊(211 214)，還可以具備用于進(jìn)行吸收液的成分分析、檢測(cè)吸收液中的異常物質(zhì)的存在的模塊。由此，能及時(shí)地進(jìn)行吸收液的成分分析，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)吸收液的異常，能使系統(tǒng)的工作的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。此外，這樣的異常檢測(cè)用的模塊(或者具備這樣的模塊的測(cè)定裝置201)可以設(shè)置在吸收塔101或再生塔108內(nèi)的多個(gè)部位(上段部、中段部、下段部)處。由此，能及時(shí)地監(jiān)視是否在塔內(nèi)發(fā)生了異常。如上所示，在本實(shí)施方式中，在I臺(tái)以上的測(cè)定裝置201中由超聲波傳播速度計(jì)算 CO2溶解濃度，基于這些CO2溶解濃度進(jìn)行系統(tǒng)控制。由此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)及時(shí)地掌握吸收液中的CO2溶解濃度并基于這些CO2溶解濃度的系統(tǒng)控制，從而能使系統(tǒng)穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，在本實(shí)施方式中，將4臺(tái)測(cè)定裝置201設(shè)置在吸收塔101和再生塔108的入口附近及出口附近，但是測(cè)定裝置201的設(shè)置場(chǎng)所和設(shè)置臺(tái)數(shù)可以為除這些以外的場(chǎng)所和臺(tái)數(shù)。此外，在本實(shí)施方式中，由CO2溶解濃度XpX2Jp Y2計(jì)算差ΛΧ、Λ Y，基于差ΛΧ、 Δ Y進(jìn)行系統(tǒng)控制，但是，也可以由CO2溶解濃度Xp X2、Y1, Y2計(jì)算其他參數(shù)，基于該參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)控制。(圖I的系統(tǒng)的控制方法的具體例子)接著，對(duì)圖I的系統(tǒng)的控制方法的具體例子進(jìn)行說(shuō)明。在圖I的系統(tǒng)的控制的第I例中，基于從吸收塔101的上部(吸收塔頂)供給的稀液104中的CO2溶解濃度、和從吸收塔101的下部(吸收塔底)排出的濃液105中的CO2 溶解濃度，計(jì)算該系統(tǒng)中的CO2回收量。作為這些CO2溶解濃度，利用由第I、第2測(cè)定裝置 201測(cè)定的濃度。然后，在第I例中，按照計(jì)算得到的CO2回收量成為規(guī)定的CO2回收量的方式控制稀液104的流量和濃液105的流量。通過(guò)使這些流量的平衡變化，能使計(jì)算得到的CO2回收量接近規(guī)定的CO2回收量。另外，在第I例中，也可以僅控制稀液104的流量和濃液105的流量中的任一方來(lái)代替稀液104的流量和濃液105的流量?jī)烧摺４送?，在第I例中，也可以按照計(jì)算得到的CO2 回收量成為規(guī)定的CO2回收量的方式控制向再生塔再沸器109中輸入的熱量、和稀液104的流量與含CO2的氣體102的流量的比率。此外，在第I例中，也可以控制稀液104和/或濃液105的流量、向再生塔再沸器 109中輸入的熱量、稀液104的流量與含CO2的氣體102的流量的比率中的2種以上。例如， 也可以按照計(jì)算得到的CO2回收量成為規(guī)定的CO2回收量的方式，首先控制稀液104和/或濃液105的流量，進(jìn)而，將向再生塔再沸器109中輸入的熱量控制成與該流量對(duì)應(yīng)的值。此外，在第I例中，也可以基于從吸收塔101的下部排出的濃液105中的CO2溶解濃度，控制稀液104的流量和/或向再生塔再沸器109中輸入的熱量。理由是，最早對(duì)系統(tǒng)中的CO2的變化進(jìn)行應(yīng)答的量是濃液105中的CO2溶解濃度。此時(shí)，在第I至第4測(cè)定裝置 201中，可以僅設(shè)置第I測(cè)定裝置201。另一方面，在圖I的系統(tǒng)的控制的第2例中，基于從再生塔108的上部(再生塔頂)供給的濃液105中的CO2溶解濃度、和從再生塔108的下部(再生塔底)排出的稀液 104中的CO2溶解濃度，計(jì)算該系統(tǒng)中的CO2回收量。作為這些CO2溶解濃度，利用由第3、 第4測(cè)定裝置201測(cè)定的濃度。另外，計(jì)算得到的CO2回收量的利用方法與第I例相同。此外，在第2例中，也可以基于從再生塔108的下部排出的稀液104中的CO2溶解濃度，控制稀液104的流量和/或向再生塔再沸器109中輸入的熱量。理由是，根據(jù)稀液104 中的CO2溶解濃度，能夠判斷需要增加稀液104的流量、需要增加上述熱量而使稀液104中的CO2溶解濃度降低等。此時(shí)，在第I至第4測(cè)定裝置201中，也可以僅設(shè)置第4測(cè)定裝置 201。在本實(shí)施方式中，由于利用超聲波傳播速度測(cè)定CO2溶解濃度，因此能準(zhǔn)確地測(cè)定在與熱源(再生塔再沸器109)相近的再生塔108附近流動(dòng)的濃液105和稀液104中的CO2溶解濃度。因此，根據(jù)第2例，能進(jìn)行與第I例相同的高精度的控制。下面，對(duì)于作為第I實(shí)施方式的變形例的第2及第3實(shí)施方式，以與第I實(shí)施方式的區(qū)別點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明。(第2實(shí)施方式)圖3是表示第2實(shí)施方式的二氧化碳分離回收系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。在第I實(shí)施方式中，在圖I的系統(tǒng)內(nèi)配置了用于測(cè)定在系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的吸收液中的超聲波傳播速度的I臺(tái)以上的超聲波傳播速度測(cè)定裝置201。相對(duì)于此，在第2實(shí)施方式中，在圖3的系統(tǒng)內(nèi)配置了用于測(cè)定在系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的吸收液(或冷凝水)的電導(dǎo)率的I臺(tái)以上的電導(dǎo)率測(cè)定裝置202。在本實(shí)施方式中，這些測(cè)定裝置202配置在吸收塔101和再生塔108的入口附近及出口附近、氣液分離器118中的冷凝水的出口附近、CO2分離器111的冷凝水的出口附近。 在圖3中示出了配置在這些部位的6臺(tái)測(cè)定裝置202。在本實(shí)施方式中，通過(guò)這些測(cè)定裝置202，測(cè)定在吸收塔101的入口附近流動(dòng)的的稀液104、在吸收塔101的出口附近流動(dòng)的濃液105、在再生塔108的入口附近流動(dòng)的濃液 105、在再生塔108的出口附近流動(dòng)的稀液104、在氣液分離器118的出口附近流動(dòng)的冷凝水、及在CO2分離器111的出口附近流動(dòng)的冷凝水的電導(dǎo)率。這些測(cè)定裝置202為本發(fā)明公開的第I至第6測(cè)定裝置的例子。在本實(shí)施方式中，這些測(cè)定裝置202均設(shè)置在吸收液或冷凝水流動(dòng)的流路(吸收液配管或冷凝水配管)上。圖4是表示圖3的電導(dǎo)率測(cè)定裝置202的構(gòu)成的框圖。圖3的電導(dǎo)率測(cè)定裝置 202均具有圖4所示的構(gòu)成。電導(dǎo)率測(cè)定裝置202如圖4所示，具備電導(dǎo)率測(cè)定部221、離子濃度計(jì)算部222、和溫度測(cè)定部223。電導(dǎo)率測(cè)定部221為測(cè)定吸收液或冷凝水的電導(dǎo)率的裝置。此外，溫度測(cè)定部223 為測(cè)定吸收液或冷凝水的溫度的溫度計(jì)。電導(dǎo)率測(cè)定部221與溫度測(cè)定部223按照電導(dǎo)率的測(cè)定場(chǎng)所與溫度的測(cè)定場(chǎng)所靠近的方式相互接近地配置。吸收液和冷凝水的電導(dǎo)率為能用于計(jì)算吸收液和冷凝水中的離子濃度的參數(shù)。參照?qǐng)D10對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。圖10是表示吸收液中的離子濃度與電導(dǎo)率的關(guān)系的圖表。如圖10 所示，吸收液的電導(dǎo)率根據(jù)吸收液中的離子濃度而變化。因此，吸收液中的離子濃度可由吸收液的電導(dǎo)率算出。這對(duì)于水也同樣，冷凝水中的離子濃度可由冷凝水的電導(dǎo)率算出。但是，吸收液和冷凝水的電導(dǎo)率與超聲波傳播速度同樣，根據(jù)吸收液和冷凝水的溫度而變化。即，電導(dǎo)率具有溫度依賴性。因此，圖10所示的關(guān)系式根據(jù)吸收液的溫度而變化。圖10中示出了吸收液的溫度為25°C時(shí)和60°C時(shí)的關(guān)系式，示出了關(guān)系式根據(jù)溫度而變化的情況。另外，更詳細(xì)而言，吸收液和冷凝水的電導(dǎo)率根據(jù)吸收液和冷凝水中的總離子濃度(即全部離子濃度)而變化。因此，吸收液和冷凝水中所含的雜質(zhì)產(chǎn)物離子的多少也對(duì)電導(dǎo)率的大小有貢獻(xiàn)。反過(guò)來(lái)說(shuō)，電導(dǎo)率的大小可用于評(píng)價(jià)吸收液和冷凝水中所含的雜質(zhì)產(chǎn)物離子的多少。對(duì)于這樣的評(píng)價(jià)方法的詳細(xì)情況，如后所述。另外，圖10所示的橫軸表示吸收液中的總離子濃度。如上所示，吸收液和冷凝水中的離子濃度可由吸收液和冷凝水的電導(dǎo)率算出，因此，在本實(shí)施方式中，預(yù)先求出表示吸收液和冷凝水中的電導(dǎo)率和離子濃度的關(guān)系的關(guān)系式，將該關(guān)系式保存在測(cè)定裝置202內(nèi)。并且，在本實(shí)施方式中，將該關(guān)系式所示的圖10那樣的直線作為用于檢測(cè)離子濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線使用。由此，測(cè)定裝置202可由電導(dǎo)率計(jì)算離子濃度。但是，上述關(guān)系式具有溫度依賴性，因此，在本實(shí)施方式中，將各種溫度下的上述關(guān)系式保存在測(cè)定裝置202內(nèi)、或?qū)⑸鲜鲫P(guān)系式以包含溫度作為參數(shù)的形式進(jìn)行公式化而保存在測(cè)定裝置202內(nèi)。由此，能計(jì)算將溫度補(bǔ)正考慮在內(nèi)的離子濃度。并且，本實(shí)施方式的測(cè)定裝置202基于吸收液和冷凝水的溫度、吸收液和冷凝水的電導(dǎo)率、上述關(guān)系式，計(jì)算吸收液和冷凝水中的離子濃度。下面，對(duì)參與該處理的模塊即離子濃度計(jì)算部222(參照?qǐng)D4)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。離子濃度計(jì)算部222是基于由溫度測(cè)定部223測(cè)定的溫度、由電導(dǎo)率測(cè)定部221 測(cè)定的電導(dǎo)率、和上述關(guān)系式，計(jì)算吸收液或冷凝水中的離子濃度的模塊。離子濃度計(jì)算部 222例如由能存儲(chǔ)上述關(guān)系式的存儲(chǔ)部、和進(jìn)行離子濃度的計(jì)算處理的演算部構(gòu)成。如上所示，在本實(shí)施方式中，采用了將吸收液和冷凝水中的離子濃度由吸收液和冷凝水的電導(dǎo)率算出的方法。在該方法中，與由超聲波傳播速度計(jì)算CO2溶解濃度的情況相同，具有能及時(shí)地掌握離子濃度的優(yōu)點(diǎn)。如上所述，由吸收液和冷凝水的電導(dǎo)率可計(jì)算吸收液和冷凝水中的總離子濃度。 另一方面，在本實(shí)施方式的系統(tǒng)中，能在吸收液和冷凝水中存在的離子為所謂的雜質(zhì)產(chǎn)物離子。因此，在本實(shí)施方式中，若在吸收液和冷凝水中生成雜質(zhì)產(chǎn)物離子，則吸收液和冷凝水中的總離子濃度增高，這使電導(dǎo)率增加。因此，在本實(shí)施方式中，能由吸收液和冷凝水的電導(dǎo)率計(jì)算吸收液和冷凝水中所含的雜質(zhì)產(chǎn)物離子的離子濃度?？芍找褐械碾s質(zhì)產(chǎn)物離子使吸收液的CO2吸收性能劣化，對(duì)系統(tǒng)的質(zhì)量和熱平衡有影響。并且，冷凝水返回到吸收塔101和再生塔108內(nèi)的吸收液中，因此，冷凝水中的雜質(zhì)產(chǎn)物離子也同樣對(duì)系統(tǒng)的質(zhì)量和熱平衡有影響。因此，在本實(shí)施方式中，及時(shí)地監(jiān)視吸收液和冷凝水中的離子濃度，基于該離子濃度，控制系統(tǒng)的質(zhì)量和熱平衡。例如，調(diào)整向再生塔再沸器109中輸入的熱量、和向吸收塔 101供給的含CO2的氣體102的流量。由此，在本實(shí)施方式中，能使系統(tǒng)穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)。下面，對(duì)基于由測(cè)定裝置202計(jì)算的離子濃度進(jìn)行的本實(shí)施方式的系統(tǒng)控制進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在圖3的系統(tǒng)中，如上所述，通過(guò)6臺(tái)測(cè)定裝置202，計(jì)算在吸收塔101和再生塔 108的入口附近及出口附近流動(dòng)的吸收液、和在氣液分離器118和CO2分離器111的出口附近流動(dòng)的冷凝水中的離子濃度。這里，將吸收塔101的入口附近、吸收塔101的出口附近、 再生塔108的入口附近、再生塔108的出口附近、氣液分離器118的出口附近、CO2分離器 111的出口附近的離子濃度分別表示為a i、α 2、β i、β 2、Y i、γ2。并且，在圖3的系統(tǒng)中，基于這些離子濃度αι、α2、βρ β2、Yl、Y2，如下所示進(jìn)行該系統(tǒng)的控制。例如，在吸收塔101附近的離子濃度a i、α 2、Y1超過(guò)規(guī)定的上限值時(shí)，在吸收塔 101附近流動(dòng)的吸收液的CO2吸收性能降低。因此，在圖3的系統(tǒng)中，按照減小向再生塔再沸器109中輸入的熱能的方式控制再生塔再沸器109的工作，使再生塔108中的CO2的放
15出量減少。相反，在再生塔108附近的離子濃度βρ β2、Y2超過(guò)規(guī)定的上限值時(shí)，在再生塔 108附近流動(dòng)的吸收液的CO2吸收性能降低。因此，在圖3的系統(tǒng)中，按照增大向再生塔再沸器109中輸入的熱能的方式控制再生塔再沸器109的工作，使再生塔108中的CO2的放出量增加。另外，在本實(shí)施方式中，在上述系統(tǒng)控制中，代替控制向再生塔再沸器109中輸入的熱量，也可以控制向吸收塔101供給的含CO2的氣體102的流量、從吸收塔101向再生塔 108流動(dòng)的濃液105的循環(huán)液流量、在再生塔108、再生塔再沸器109、及吸收塔101之間流動(dòng)的稀液104的循環(huán)液流量、或稀液緩沖罐115的攪拌條件?；蛘?也可以控制這些工作條件中的2種以上。通過(guò)控制這些工作條件，也能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，在本實(shí)施方式中，在離子濃度a i、α2、βρ β2、Yl、Y2超過(guò)規(guī)定的上限值時(shí)，可以進(jìn)一步進(jìn)行從吸收液和冷凝水除去雜質(zhì)產(chǎn)物離子的處理、更換純吸收液的處理。雜質(zhì)產(chǎn)物離子的除去例如可通過(guò)使用離子交換樹脂來(lái)進(jìn)行。如上所示，在本實(shí)施方式中，在I臺(tái)以上的測(cè)定裝置202中由電導(dǎo)率計(jì)算離子濃度，基于這些離子濃度進(jìn)行系統(tǒng)控制。由此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)及時(shí)地掌握吸收液和冷凝水中的離子濃度、并基于這些離子濃度的系統(tǒng)控制，能使系統(tǒng)穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，在本實(shí)施方式中，將6臺(tái)測(cè)定裝置202設(shè)置在吸收塔101和再生塔108的入口附近及出口附近、氣液分離器118和CO2分離器111的出口附近，但是，測(cè)定裝置202的設(shè)置場(chǎng)所和設(shè)置臺(tái)數(shù)也可以為除這些以外的場(chǎng)所和臺(tái)數(shù)。例如，可以僅將4臺(tái)測(cè)定裝置202 設(shè)置在吸收塔101和再生塔108的入口附近及出口附近。(第3實(shí)施方式)圖5是表示第3實(shí)施方式的二氧化碳分離回收系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。在本實(shí)施方式中，在圖5的系統(tǒng)內(nèi)配置了用于測(cè)定在系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的吸收液(或冷凝水)的超聲波傳播速度及電導(dǎo)率的I臺(tái)以上的超聲波傳播速度/電導(dǎo)率測(cè)定裝置203。在本實(shí)施方式中，這些測(cè)定裝置203配置在吸收塔101和再生塔108的入口附近及出口附近、氣液分離器118中的冷凝水的出口附近、CO2分離器111中的冷凝水的出口附近。在圖5中示出了配置在這些部位的6臺(tái)測(cè)定裝置203。在本實(shí)施方式中，通過(guò)這些測(cè)定裝置203，測(cè)定在吸收塔101的入口附近流動(dòng)的稀液104、在吸收塔101的出口附近流動(dòng)的濃液105、在再生塔108的入口附近流動(dòng)的濃液 105、在再生塔108的出口附近流動(dòng)的稀液104、在氣液分離器118的出口附近流動(dòng)的冷凝水、及在CO2分離器111的出口附近流動(dòng)的冷凝水的超聲波傳播速度和電導(dǎo)率。這些測(cè)定裝置203為本發(fā)明公開的第I至第6測(cè)定裝置的例子。在本實(shí)施方式中，這些測(cè)定裝置203 均設(shè)置在吸收液或冷凝水流動(dòng)的流路(吸收液配管或冷凝水配管)上。圖6及圖7是表示圖5的超聲波傳播速度/電導(dǎo)率測(cè)定裝置203的第I及第2的構(gòu)成例的框圖。圖5的超聲波傳播速度/電導(dǎo)率測(cè)定裝置203均為具有圖6或圖7所示的構(gòu)成的裝置。圖6的測(cè)定裝置203具有將圖2的測(cè)定裝置201和圖4的測(cè)定裝置202組合而成的構(gòu)成，具備超聲波發(fā)生部211、超聲波傳播速度測(cè)定部212、C02溶解濃度計(jì)算部213、溫度測(cè)定部214、電導(dǎo)率測(cè)定部221、離子濃度計(jì)算部222、溫度測(cè)定部223。這些模塊的構(gòu)成與圖2及圖4所示的模塊相同。另一方面，圖7的測(cè)定裝置203具有將圖6的溫度測(cè)定部214及223替換成溫度測(cè)定部231的構(gòu)成。這是避免在I臺(tái)測(cè)定裝置203中存在2個(gè)溫度測(cè)定部214及223的浪費(fèi)的構(gòu)成。由溫度測(cè)定部231測(cè)定的溫度用于利用CO2溶解濃度計(jì)算部213進(jìn)行的CO2溶解濃度的計(jì)算、和利用離子濃度計(jì)算部222進(jìn)行的離子濃度的計(jì)算。另外，圖6的溫度測(cè)定部214及223分別為本發(fā)明公開的第I及第2溫度測(cè)定部的例子。根據(jù)本實(shí)施方式，將第I及第2實(shí)施方式組合而成的方式的系統(tǒng)控制成為可能。例如，根據(jù)本實(shí)施方式，能及時(shí)地監(jiān)視吸收液的CO2溶解濃度和離子濃度，基于這些CO2溶解濃度和離子濃度，進(jìn)行系統(tǒng)的質(zhì)量和熱平衡控制，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)。在這樣的質(zhì)量和熱平衡控制中，由于考慮CO2溶解濃度和離子濃度兩者，因此，能成為比第I及第2實(shí)施方式的系統(tǒng)控制更適合的系統(tǒng)控制。此外，在本實(shí)施方式中，也可以基于由圖6或圖7的減去濃度計(jì)算部301計(jì)算的減去濃度進(jìn)行系統(tǒng)控制。減去濃度是從由CO2溶解濃度計(jì)算部213計(jì)算的CO2溶解濃度中減去由離子濃度計(jì)算部222計(jì)算的離子濃度而得到的CO2溶解濃度。CO2溶解濃度計(jì)算部213由超聲波傳播速度計(jì)算CO2溶解濃度，但是，如此計(jì)算的 CO2溶解濃度中，除了 CO2溶解濃度本身之外，也包含雜質(zhì)產(chǎn)物離子的效果。因此，如果計(jì)算的CO2溶解濃度不從中減去雜質(zhì)產(chǎn)物離子的效果，則無(wú)法得到準(zhǔn)確的值。因此，在本實(shí)施方式的減去濃度計(jì)算部301中，計(jì)算從由CO2溶解濃度計(jì)算部213 算出的CO2溶解濃度減去由離子濃度計(jì)算部222算出的離子濃度(雜質(zhì)產(chǎn)物離子濃度)而得到的CO2溶解濃度(減去濃度)。但是，在從CO2溶解濃度減去離子濃度時(shí)，在需要將離子濃度換算成CO2溶解濃度的情況下，在進(jìn)行必要的換算后進(jìn)行減去。然后，在本實(shí)施方式中，基于計(jì)算得到的減去濃度進(jìn)行系統(tǒng)控制。根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)及時(shí)地監(jiān)視吸收液的減去濃度，基于該減去濃度，進(jìn)行系統(tǒng)的質(zhì)量和熱平衡控制， 從而能使系統(tǒng)穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)。在該質(zhì)量和熱平衡控制中，能使用準(zhǔn)確的CO2溶解濃度， 因此，能進(jìn)行比第I實(shí)施方式的系統(tǒng)控制更準(zhǔn)確的系統(tǒng)控制。另外，在進(jìn)行基于減去濃度的系統(tǒng)控制的情況下，與第I實(shí)施方式同樣，也可以計(jì)算吸收塔101的入口附近與出口附近的減去濃度的差、和再生塔108的入口附近與出口附近的減去濃度的差，基于這些差進(jìn)行系統(tǒng)控制。如上所示，在本實(shí)施方式中，在I臺(tái)以上的測(cè)定裝置203中由超聲波傳播速度和電導(dǎo)率分別計(jì)算CO2溶解濃度和離子濃度，基于CO2溶解濃度和離子濃度進(jìn)行系統(tǒng)控制。由此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)及時(shí)地掌握吸收液和冷凝水中的CO2溶解濃度和離子濃度、并基于CO2溶解濃度和離子濃度的系統(tǒng)控制，能使系統(tǒng)穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，在本實(shí)施方式中，將6臺(tái)測(cè)定裝置203設(shè)置在吸收塔101和再生塔108的入口附近及出口附近、氣液分離器118和CO2分離器111的出口附近，但是，測(cè)定裝置203的設(shè)置場(chǎng)所和設(shè)置臺(tái)數(shù)可以為除這些以外的場(chǎng)所和臺(tái)數(shù)。例如，可以僅將4臺(tái)測(cè)定裝置203設(shè)置在吸收塔101和再生塔108的入口附近及出口附近。此外，在吸收液中的雜質(zhì)產(chǎn)物離子的濃度低的情況下，由電導(dǎo)率測(cè)定部221測(cè)定的電導(dǎo)率由于雜質(zhì)產(chǎn)物離子的影響少，因此，能用于評(píng)價(jià)吸收液中的CO2離子濃度。因此，在這樣的情況下，離子濃度計(jì)算部222能基于由電導(dǎo)率測(cè)定部221測(cè)定的電導(dǎo)率，計(jì)算吸收液中的CO2離子濃度。因此，在本實(shí)施方式中，可以基于由CO2溶解濃度計(jì)算部213算出的CO2溶解濃度和由離子濃度計(jì)算部222算出的CO2離子濃度來(lái)控制上述系統(tǒng)。作為這些濃度的使用方法的例子，可以考慮I)計(jì)算這些濃度的平均值、2)若在這些濃度中產(chǎn)生差則認(rèn)為發(fā)生異常、3)將這些濃度分開使用等。例如，在吸收液中的雜質(zhì)產(chǎn)物離子的濃度高的情況下，由離子濃度計(jì)算部222計(jì)算的CO2離子濃度的誤差大，因此，在該情況下，可以考慮使用由CO2溶解濃度計(jì)算部213計(jì)算的CO2溶解濃度。另外，計(jì)算CO2離子濃度的離子濃度計(jì)算部222也能應(yīng)用于第2實(shí)施方式。(測(cè)定裝置的設(shè)置場(chǎng)所)最后，對(duì)各個(gè)測(cè)定裝置201 203的設(shè)置場(chǎng)所進(jìn)行說(shuō)明。圖11是用于對(duì)第I實(shí)施方式的超聲波傳播速度測(cè)定裝置201的設(shè)置場(chǎng)所進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖11中，作為吸收液流動(dòng)的流路(吸收液配管)，示出了相當(dāng)于主流的流路A和在流路A上作為支路設(shè)置的支路流路B。作為流路A的例子，可以舉出將吸收塔101的出口與再生塔108的入口連結(jié)的濃液105用流路和將再生塔108的出口與吸收塔101的入口連結(jié)的稀液104用流路。測(cè)定裝置201用于準(zhǔn)確地測(cè)定超聲波傳播速度，優(yōu)選設(shè)置在吸收液中的氣泡少的部位。一般而言，在相當(dāng)于主流的流路A中，吸收液中的氣泡多，但是在其支路流路B中，與相當(dāng)于主流的流路A相比，吸收液中的氣泡少。因此，在第I實(shí)施方式中，將各測(cè)定裝置201 配置在支路流路B上，對(duì)流經(jīng)支路流路B的吸收液中的超聲波傳播速度進(jìn)行測(cè)定。同樣，在第2及第3實(shí)施方式中，將各測(cè)定裝置202、203配置在吸收液或冷凝水用的流路的支路流路上，對(duì)流經(jīng)支路流路的吸收液和冷凝水中的超聲波傳播速度和電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定。另外，在吸收塔101的入口附近或出口附近測(cè)定超聲波傳播速度和電導(dǎo)率時(shí)，吸收液的溫度優(yōu)選為30°C 50°C。此外，在再生塔108的入口附近或出口附近測(cè)定超聲波傳播速度或電導(dǎo)率時(shí)，吸收液的溫度優(yōu)選為100°C 130°C。雖然在對(duì)某些實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，僅以例子的方式對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明的范圍不限定于此。實(shí)際上，這里所說(shuō)的新的系統(tǒng)和方式可以以各種形式來(lái)實(shí)施，而且，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可以對(duì)所述系統(tǒng)和方法進(jìn)行各種省略、替換和變更。后附的權(quán)利要求書及其等同物包括了在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的方式和變更。
權(quán)利要求
1.一種二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，其具備使二氧化碳吸收到吸收液中、將吸收了所述二氧化碳的所述吸收液即濃液排出的吸收塔、和使所述二氧化碳從所述濃液中放出、并將與所述濃液相比二氧化碳溶解濃度降低了的所述吸收液即稀液排出的再生塔，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)還具備對(duì)在所述系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的所述吸收液中的超聲波傳播速度進(jìn)行測(cè)定的I臺(tái)以上的測(cè)定裝置，所述測(cè)定裝置各自具備測(cè)定所述吸收液的溫度的溫度測(cè)定部、在所述吸收液中使超聲波產(chǎn)生的超聲波發(fā)生部、利用所述超聲波測(cè)定所述超聲波傳播速度的超聲波傳播速度測(cè)定部、和基于由所述溫度測(cè)定部測(cè)定的溫度、由所述超聲波傳播速度測(cè)定部測(cè)定的超聲波傳播速度、和表示所述吸收液中的二氧化碳溶解濃度與超聲波傳播速度的關(guān)系且根據(jù)所述吸收液的溫度而變化的關(guān)系式來(lái)計(jì)算所述吸收液中的二氧化碳溶解濃度的二氧化碳溶解濃度計(jì)算部，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于由所述測(cè)定裝置計(jì)算得到的二氧化碳溶解濃度來(lái)控制該系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)還具備將所述濃液從所述吸收塔的出口向所述再生塔的入口輸送的濃液輸送泵、和將所述稀液從所述再生塔的出口向所述吸收塔的入口輸送的稀液輸送泵，所述測(cè)定裝置包括第I至第4測(cè)定裝置，所述第I至第4測(cè)定裝置分別測(cè)定在所述吸收塔的入口附近流動(dòng)的所述稀液、在所述吸收塔的出口附近流動(dòng)的所述濃液、在所述再生塔的入口附近流動(dòng)的所述濃液、及在所述再生塔的出口附近流動(dòng)的所述稀液中的所述超聲波傳播速度。
3.—種二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，其具備使二氧化碳吸收到吸收液中、將吸收了所述二氧化碳的所述吸收液即濃液排出的吸收塔、和使所述二氧化碳從所述濃液中放出、并將與所述濃液相比二氧化碳溶解濃度降低了的所述吸收液即稀液排出的再生塔，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)還具備對(duì)在所述系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的所述吸收液的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定的I臺(tái)以上的測(cè)定裝置，所述測(cè)定裝置各自具備測(cè)定所述吸收液的溫度的溫度測(cè)定部、測(cè)定所述吸收液的電導(dǎo)率的電導(dǎo)率測(cè)定部、和基于由所述溫度測(cè)定部測(cè)定的溫度、由所述電導(dǎo)率測(cè)定部測(cè)定的電導(dǎo)率、和表示所述吸收液中的離子濃度與電導(dǎo)率的關(guān)系且根據(jù)所述吸收液的溫度而變化的關(guān)系式來(lái)計(jì)算所述吸收液中的離子濃度的離子濃度計(jì)算部，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于由所述測(cè)定裝置計(jì)算得到的離子濃度來(lái)控制該系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)還具備將所述濃液從所述吸收塔的出口向所述再生塔的入口輸送的濃液輸送泵、和將所述稀液從所述再生塔的出口向所述吸收塔的入口輸送的稀液輸送泵，所述測(cè)定裝置包括第I至第4測(cè)定裝置，所述第I至第4測(cè)定裝置分別測(cè)定在所述吸收塔的入口附近流動(dòng)的所述稀液、在所述吸收塔的出口附近流動(dòng)的所述濃液、在所述再生塔的入口附近流動(dòng)的所述濃液、及在所述再生塔的出口附近流動(dòng)的所述稀液的所述電導(dǎo)率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)還具備將從所述吸收塔排出的二氧化碳分離回收對(duì)象氣體和水蒸氣的混合氣冷卻、使所述水蒸氣冷凝成水的吸收塔回流冷卻器、將所述二氧化碳分離回收對(duì)象氣體與所述水分離的氣液分離器、將從所述再生塔排出的二氧化碳?xì)怏w和水蒸氣的混合氣體冷卻、使所述水蒸氣冷凝成水的再生塔回流冷卻器、和將所述二氧化碳?xì)怏w從所述水中分離的二氧化碳分離器，所述測(cè)定裝置還包含配置在從所述氣液分離器排出所述水的出口附近而測(cè)定所述水的電導(dǎo)率的第5測(cè)定裝置、和配置在從所述二氧化碳分離器排出所述水的出口附近而測(cè)定所述水的電導(dǎo)率的第6測(cè)定裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)定裝置各自還具備測(cè)定所述吸收液的電導(dǎo)率的電導(dǎo)率測(cè)定部、和基于由所述溫度測(cè)定部或所述測(cè)定裝置內(nèi)的第2溫度測(cè)定部測(cè)定的溫度、由所述電導(dǎo)率測(cè)定部測(cè)定的電導(dǎo)率、和表示所述吸收液中的離子濃度與電導(dǎo)率的關(guān)系且根據(jù)所述吸收液的溫度而變化的關(guān)系式來(lái)計(jì)算所述吸收液中的離子濃度的離子濃度計(jì)算部，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于由所述測(cè)定裝置計(jì)算得到的二氧化碳溶解濃度及離子濃度來(lái)控制該系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)定裝置各自還具備減去濃度計(jì)算部，所述減去濃度計(jì)算部計(jì)算從由所述二氧化碳溶解濃度計(jì)算部算出的二氧化碳溶解濃度減去由所述離子濃度計(jì)算部算出的雜質(zhì)產(chǎn)物離子濃度而得到的減去濃度，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于由所述測(cè)定裝置計(jì)算得到的減去濃度來(lái)控制該系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于由所述測(cè)定裝置計(jì)算得到的二氧化碳溶解濃度、離子濃度、或減去濃度來(lái)對(duì)下述條件中的至少一個(gè)進(jìn)行控制加熱所述稀液的向再生塔再沸器中輸入的熱量、向所述吸收塔供給的所述二氧化碳的流量、所述濃液的循環(huán)液流量、所述稀液的循環(huán)液流量、及用于積存所述稀液的稀液緩沖罐的攪拌條件。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，至少一部分的所述測(cè)定裝置被配置在支路流路上，所述支路流路作為支路被設(shè)置在所述吸收液或所述水的流路上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于從所述吸收塔頂供給的所述稀液中的所述二氧化碳溶解濃度和從所述吸收塔底排出的所述濃液中的所述二氧化碳溶解濃度來(lái)計(jì)算所述系統(tǒng)中的二氧化碳回收量，按照計(jì)算得到的所述二氧化碳回收量成為規(guī)定的二氧化碳回收量的方式控制所述稀液和/或所述濃液的流量。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于從所述吸收塔頂供給的所述稀液中的所述二氧化碳溶解濃度和從所述吸收塔底排出的所述濃液中的所述二氧化碳溶解濃度來(lái)計(jì)算所述系統(tǒng)中的二氧化碳回收量，按照計(jì)算得到的所述二氧化碳回收量成為規(guī)定的二氧化碳回收量的方式控制向所述再生塔再沸器中輸入的熱量。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于從所述吸收塔頂供給的所述稀液中的所述二氧化碳溶解濃度和從所述吸收塔底排出的所述濃液中的所述二氧化碳溶解濃度來(lái)計(jì)算所述系統(tǒng)中的二氧化碳回收量，按照計(jì)算得到的所述二氧化碳回收量成為規(guī)定的二氧化碳回收量的方式控制所述稀液的流量與向所述吸收塔供給的所述二氧化碳的流量的比率。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于從所述吸收塔頂供給的所述稀液中的所述二氧化碳溶解濃度和從所述吸收塔底排出的所述濃液中的所述二氧化碳溶解濃度來(lái)計(jì)算所述系統(tǒng)中的二氧化碳回收量，按照計(jì)算得到的所述二氧化碳回收量成為規(guī)定的二氧化碳回收量的方式控制所述稀液和/或所述濃液的流量、向所述再生塔再沸器中輸入的熱量、及所述稀液的流量與向所述吸收塔供給的所述二氧化碳的流量的比率中的2種以上。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于從所述吸收塔底排出的所述濃液中的所述二氧化碳溶解濃度來(lái)控制所述稀液的流量和/或向所述再生塔再沸器中輸入的熱量。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于從所述再生塔頂供給的所述濃液中的所述二氧化碳溶解濃度和從所述再生塔底排出的所述稀液中的所述二氧化碳溶解濃度來(lái)計(jì)算所述系統(tǒng)中的二氧化碳回收量，按照計(jì)算得到的所述二氧化碳回收量成為規(guī)定的二氧化碳回收量的方式控制所述濃液和/或所述稀液的流量。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于從所述再生塔頂供給的所述濃液中的所述二氧化碳溶解濃度和從所述再生塔底排出的所述稀液中的所述二氧化碳溶解濃度來(lái)計(jì)算所述系統(tǒng)中的二氧化碳回收量，按照計(jì)算得到的所述二氧化碳回收量成為規(guī)定的二氧化碳回收量的方式控制向所述再生塔再沸器中輸入的熱量。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于從所述再生塔頂供給的所述濃液中的所述二氧化碳溶解濃度和從所述再生塔底排出的所述稀液中的所述二氧化碳溶解濃度來(lái)計(jì)算所述系統(tǒng)中的二氧化碳回收量，按照計(jì)算得到的所述二氧化碳回收量成為規(guī)定的二氧化碳回收量的方式控制所述稀液的流量與向所述吸收塔供給的所述二氧化碳的流量的比率。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于從所述再生塔頂供給的所述濃液中的所述二氧化碳溶解濃度和從所述再生塔底排出的所述稀液中的所述二氧化碳溶解濃度來(lái)計(jì)算所述系統(tǒng)中的二氧化碳回收量，按照計(jì)算得到的所述二氧化碳回收量成為規(guī)定的二氧化碳回收量的方式控制所述濃液和/或所述稀液的流量、向所述再生塔再沸器中輸入的熱量、所述稀液的流量與向所述吸收塔供給的所述二氧化碳的流量的比率中的2種以上。
19.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于從所述再生塔底排出的所述稀液中的所述二氧化碳溶解濃度來(lái)控制所述稀液的流量和/或向所述再生塔再沸器中輸入的熱量。
20.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述離子濃度計(jì)算部計(jì)算所述吸收液中的二氧化碳離子濃度，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于所述二氧化碳離子濃度來(lái)控制該系統(tǒng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二氧化碳分離回收系統(tǒng)，其特征在于，所述離子濃度計(jì)算部計(jì)算所述吸收液中的二氧化碳離子濃度，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)基于所述二氧化碳溶解濃度和所述二氧化碳離子濃度來(lái)控制該系統(tǒng)。
22.—種二氧化碳分離回收系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)具備使二氧化碳吸收到吸收液中、將吸收了所述二氧化碳的所述吸收液即濃液排出的吸收塔、和使所述二氧化碳從所述濃液中放出、并將與所述濃液相比二氧化碳溶解濃度降低了的所述吸收液即稀液排出的再生塔，對(duì)在所述系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的所述吸收液的溫度進(jìn)行測(cè)定，在所述吸收液中使超聲波產(chǎn)生，利用所述超聲波測(cè)定所述吸收液中的超聲波傳播速度，基于測(cè)定的所述溫度、測(cè)定的所述超聲波傳播速度、表示所述吸收液中的二氧化碳溶解濃度與超聲波傳播速度的關(guān)系且根據(jù)所述吸收液的溫度而變化的關(guān)系式來(lái)計(jì)算所述吸收液中的二氧化碳溶解濃度，基于所述二氧化碳溶解濃度來(lái)控制該系統(tǒng)。
23.—種二氧化碳分離回收系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述二氧化碳分離回收系統(tǒng)具備使二氧化碳吸收到吸收液中、將吸收了所述二氧化碳的所述吸收液即濃液排出的吸收塔、和使所述二氧化碳從所述濃液中放出、并將與所述濃液相比二氧化碳溶解濃度降低了的所述吸收液即稀液排出的再生塔，測(cè)定在所述系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的所述吸收液的溫度，測(cè)定所述吸收液的電導(dǎo)率，基于測(cè)定的所述溫度、測(cè)定的所述電導(dǎo)率、和表示所述吸收液中的離子濃度與電導(dǎo)率的關(guān)系且根據(jù)所述吸收液的溫度而變化的關(guān)系式來(lái)計(jì)算所述吸收液中的離子濃度，基于所述離子濃度來(lái)控制該系統(tǒng)。
全文摘要
二氧化碳分離回收系統(tǒng)具備使二氧化碳吸收到吸收液中、將吸收了二氧化碳的吸收液即濃液排出的吸收塔，使二氧化碳從濃液中放出、并將與濃液相比二氧化碳溶解濃度降低了的吸收液即稀液排出的再生塔，測(cè)定在系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的吸收液中的超聲波傳播速度的1臺(tái)以上的測(cè)定裝置；測(cè)定裝置各自具備溫度測(cè)定部、超聲波發(fā)生部、超聲波傳播速度測(cè)定部、及基于由溫度測(cè)定部測(cè)定的溫度、由超聲波傳播速度測(cè)定部測(cè)定的超聲波傳播速度、和表示吸收液中的二氧化碳溶解濃度與超聲波傳播速度的關(guān)系且根據(jù)吸收液的溫度而變化的關(guān)系式來(lái)計(jì)算吸收液中的二氧化碳溶解濃度的二氧化碳溶解濃度計(jì)算部；基于由測(cè)定裝置計(jì)算得到的二氧化碳溶解濃度來(lái)控制該系統(tǒng)。
文檔編號(hào)C01B31/20GK102583375SQ20121000160
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者北村英夫, 小川斗, 村岡大悟, 程塚正敏, 藤田己思人, 齊藤聰 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝