吸収塔と再生塔

CO2分離回収装置の最適化と検証

CO2分離回収装置には、低エネルギー消費、装置の小型化、低コスト化などの要求がある。

CO2分離回収装置は主に4つの部分から構成されている： 吸収塔再生塔、再生熱交換器、リボイラー。

これらの要件は、4つの主要コンポーネントとプロセス設計を最適化し、吸収液のhttps://www.yitan2010.com/what-are-the-key-differences-between-absorption-towers-and-regeneration-towers-in 性能を向上させることで満たされる。

図2にCO2分離回収技術の開発・検証・適用プロセスを示す。プロセスシミュレーションや数値流体解析を適切に活用しながら、ラボスケールからパイロットスケールへ、さらにパイロットスケールへとスケールアップし、得られた知見を実規模の装置設計に反映させている。中でも重要なのは、シグマパワー有明・三川発電所（福岡県大牟田市）に設置したパイロットプラント（出力50MW）での検証である。

CO2分離回収技術の開発・検証・適用プロセス

今後、プロセスシミュレーションや数値流体解析を駆使しながら、三川パイロットプラントでの検証を通じて、開発した技術を実機規模の装置設計に応用し、規模を拡大していく。

パイロットプラントは2009年に設置され、発電所の排ガスの一部を処理し、10t/日のCO2を分離回収する能力を持つ。このパイロットプラントで、システムの性能、実際の排ガスの状態、含有不純物が吸収液の性能に与える影響、操作性、適用性、メンテナンス性などを検証し、その結果を実規模の装置に適用した◇。

例えば、再生塔での反応に必要な熱を供給するために、発電に使用する蒸気の一部を熱源として取り出すことが一般的である。しかし、処理する排ガス量が膨大になると、必要な熱供給量も膨大になり、発電効率の低下を招く。.これを防ぐためには、反応熱量の小さい吸収液の開発、熱回収プロセスの採用、再生熱交換器の設計の最適化などにより、装置内の回収熱量を増加させる必要がある。

また、アミン系吸収液を用いた化学吸収法では、吸収塔から大気中に排出されるCO2回収後の排ガス中に、吸収液由来のアミン成分が微量に含まれており、環境への影響が懸念されている。そのため、この排ガスの現地調査やアミン成分の排出低減技術の開発も進められている。

CO2分離回収実証装置

東芝エネルギーシステムズは三河発電所の近くに、発電所の排ガスからCO2を分離・回収する大規模な実証設備を建設した（図3）。2018年2月の着工後、設備の搬入・据付を開始。試運転を経て、2020年10月に正式稼働した(2)。この実証設備と三河発電所の関係を図4に示す。

CO2分離回収実証設備の建設・運転は、環境省の「環境調和型CCS実証事業」の一環として実施され、みずほリサーチ＆テクノロジー株式会社（現みずほリサーチ＆テクノロジー株式会社）をはじめ、多くの企業に採用されました。(株)みずほ総合研究所（現 みずほリサーチ＆テクノロジー(株)）など多くの企業に採用された。また、東芝エネルギーシステムズは、CO2分離回収実証設備の設計・建設・運転を担当しています。