废气处理装置和气体捕获材料劣化状况推定方法制造方法及图纸

废气处理装置(100)的控制装置(450)，通过移动装置(401)使温度测定元件(301～303)移动至CO2捕获容器(201)内的互不相同的位置，获取各位置的CO2捕获材料的温度，基于此时得到的温度测定元件(301～303)的位置与CO2捕获材料的温度的关系，推定CO2捕获材料(气体捕获材料)的劣化状况。

Inferring method for degradation of exhaust gas treatment equipment and gas capture materials

Exhaust gas treatment device (100) of the control device (450), the mobile device (401) so that the temperature measuring element (301~303) to CO2 mobile capture container (201) are not the same position, to obtain the location of the CO2 capture the temperature of the material, the temperature measuring element (301~303) based on the relationship between the location of CO2 and capture the temperature of the material, the presumption of CO2 capture the material (gas capture material) deterioration condition.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废气处理装置和气体捕获材料劣化状况推定方法
本专利技术涉及对从各种设备或动力器械等排出的废气进行处理的废气处理装置、以及该废气处理装置中的气体捕获材料劣化状况推定方法。
技术介绍
使用捕获材料或催化剂等固体材料从废气中捕获特定的气体、并使捕获的气体脱离、分离使其无害化的废气处理技术应用于发电设备、合成设备、汽车等众多领域，并且被系统化。但是，大多情况下，该从设备等排出的废气中含有使捕获材料或催化剂劣化的成分，因此捕获材料或催化剂随时间劣化。因此，探测捕获材料或催化剂的劣化程度并高效地进行系统管理在实现废气处理装置的运转稳定性的提高和运营成本的降低方面是至关重要的。例如，在使用二氧化碳(以下记为CO2)捕获材料从火力发电站的锅炉废气中回收CO2的废气处理装置的情况下，该锅炉废气中含有SOx、NOx、煤尘等使CO2捕获材料劣化的成分。因此，在CO2捕获材料受到这些成分的影响时，随着时间的经过，CO2的捕获性能降低。另外，CO2捕获材料在捕获CO2后通过加热或减压使所捕获的CO2脱离，再次连续用于CO2的捕获。或者，CO2捕获材料可能因反复进行该捕获-脱离的循环所致的热和压力的经历而使得CO2的捕获性能降低。通常，CO2捕获材料在捕获CO2时放热。因此，在CO2的捕获性能降低的情况下CO2的捕获量减少，因而其放热量也减少。因此，如果测量含有CO2的废气流通时的CO2捕获材料的温度，就能够间接地掌握CO2捕获材料的劣化状态。例如，在专利文献1中公开了如下技术：在充填有催化剂的反应容器内，沿着气体的流通方向设置多个温度测定元件，通过利用该设置的温度测定元件监控催化剂的温度，推定反应容器内的相应位置的催化剂的劣化状况。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-260700号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题根据专利文献1公开的技术，能够可靠地推定反应容器内的相应位置的催化剂的劣化状态。但是，为了高精度地推定反应容器内的相应位置的催化剂的劣化状况，需要如图1所示在反应容器内设置多个温度测定元件。即，在现有技术中，存在为了高精度地推定反应容器内的捕获材料或催化剂的劣化状况，需要多个温度测定元件的问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种能够利用由少数的温度测定元件测定的温度来推定气体捕获材料的劣化状况的气体处理装置、以及气体捕获材料劣化状况推定方法。用于解决问题的技术方案本专利技术的废气处理装置的特征在于，包括：反应容器，其充填有捕获特定的气体成分的气体捕获材料，排出通过供给气体与上述气体捕获材料的反应而从上述供给气体中除去上述特定的气体成分后的气体；温度测定元件，其配设于上述反应容器内，测定上述反应容器内的上述气体捕获材料的温度；移动装置，其使上述温度测定元件在与在上述反应容器内流通的上述供给气体的流动方向平行的方向上自由移动；和控制装置，其在通过上述移动装置使上述温度测定元件移动时，利用由上述温度测定元件测定的上述反应容器内互不相同的多个位置的上述气体捕获材料的温度，推定上述气体捕获材料的劣化状况。专利技术效果根据本专利技术，提供一种能够利用由少数的温度测定元件测定的温度来推定气体捕获材料的劣化状况的气体处理装置、以及气体捕获材料劣化状况推定方法。附图说明图1是表示本专利技术实施方式的废气处理装置的结构例的图。图2是表示CO2捕获容器内的CO2捕获材料的劣化状况的时序图。图3是示意性地表示CO2捕获容器内的CO2捕获材料的劣化模型的图，(a)是表示材料位置与CO2捕获材料的CO2可捕获量的关系的曲线图，(b)是表示材料位置与CO2捕获材料的可放热量的关系的曲线图。图4是表示根据捕获工序时的CO2捕获容器内的温度来推定CO2捕获材料的劣化状况的基本的考虑方法的图。图5是表示确定温度测定元件的适当的配置位置的方法的例子的图。图6是表示利用计算机进行的CO2捕获材料的劣化状况推定处理的处理流程的例子的图。图7是表示CO2捕获容器内的CO2捕获材料和温度测定元件的具体配置的例子的示意图，(a)是立体示意图的例子，(b)是仰视示意图的例子。具体实施方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。其中，在各图中对共同的构成要素标注同一符号，省略重复的说明。＜废气处理装置的结构和CO2的回收工序＞图1是表示本专利技术实施方式的废气处理装置100的结构例的图。如图1所示，废气处理装置100包括CO2捕获容器(反应容器)201、热交换器510、送风机501、502、503、冷凝器601、602、603、压缩机701、702等而构成。其中，在图1中，带箭头的粗线表示将这些构成要素相连的由配管形成的气体等的流路，在该流路的中途适宜设置有阀101、102、103、104、105。图1所示的废气处理装置100例如是从由发电站的锅炉排出的废气中回收CO2、精制液体二氧化碳的例子。因此，废气处理装置100的主要的构成要素是充填有含氧化铈(CeO2)等的CO2捕获材料的CO2捕获容器201，该CO2回收的工序包括捕获、加热和冷却三个工序。即，在捕获工序中，首先，使来自锅炉的废气在CO2捕获容器201中流通，该废气中所含的CO2被充填于CO2捕获容器201的CO2捕获材料捕获。接着，在加热工序中，在捕获了CO2的CO2捕获材料中流通加热气体，从而使CO2从CO2捕获材料脱离，提高从CO2捕获容器201排出的气体的CO2浓度。然后，取出该CO2浓度高的气体，利用冷凝器601、602、603将CO2进一步浓缩，精制液体二氧化碳。并且，在冷却工序中，通过在CO2捕获容器201中流通常温的大气，将CO2捕获容器201内的CO2捕获材料冷却。另外，在本实施方式中，在CO2捕获容器201中配设有由热电偶等构成的温度测定元件301、302、303，并且，在该容器之外配设有用于使温度测定元件301、302、303在上下方向上自由移动的移动装置401。另外，移动装置401与一般的由计算机等构成的控制装置450连接。控制装置450通过移动装置401使温度测定元件301、302、303分别移动至适当的确定的位置，并且获取在该各自的位置由温度测定元件301、302、303测定的CO2捕获材料的温度。并且，控制装置450利用这样获取的温度来推定CO2捕获容器201内的CO2捕获材料的劣化状况，其详情内容进一步参照其它附图进行说明。在此，首先，详细说明废气处理装置100的各构成要素，并且对使用了CO2捕获容器201的CO2回收的捕获、加热和冷却的各工序进行说明。如图1所示，在废气处理装置100中，作为向着作为反应容器的CO2捕获容器201的入侧流路，准备能够流通来自锅炉的废气、大气和加热气体中的任一种气体的三个流路。在这三个流路分别设置有阀101、103、104，与捕获、加热和冷却的各工序相应地打开其中任一个，关闭其它两个。另一方面，作为CO2捕获容器201的出侧流路，准备经由阀102、105与大气或热交换器510连通的流路。并且，与捕获、加热和冷却的各工序相应地打开阀102、105中的一方，关闭另一方。首先，在捕获工序中，打开阀101、102，关闭阀103、104、105，使来自锅炉的废气在CO2捕获容器201内流通，利用其中填充的CO2捕获材料捕获废气中的CO2。并且，此时也利用C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气处理装置，其特征在于，包括：反应容器，其充填有捕获特定的气体成分的气体捕获材料，排出通过供给气体与所述气体捕获材料的反应而从所述供给气体中除去所述特定的气体成分后的气体；温度测定元件，其配设于所述反应容器内，测定所述反应容器内的所述气体捕获材料的温度；移动装置，其使所述温度测定元件在与在所述反应容器内流通的所述供给气体的流动方向平行的方向上自由移动；和控制装置，其在通过所述移动装置使所述温度测定元件移动时，利用由所述温度测定元件测定的所述反应容器内互不相同的多个位置的所述气体捕获材料的温度，推定所述气体捕获材料的劣化状况。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.31 JP 2015-1700881.一种废气处理装置，其特征在于，包括：反应容器，其充填有捕获特定的气体成分的气体捕获材料，排出通过供给气体与所述气体捕获材料的反应而从所述供给气体中除去所述特定的气体成分后的气体；温度测定元件，其配设于所述反应容器内，测定所述反应容器内的所述气体捕获材料的温度；移动装置，其使所述温度测定元件在与在所述反应容器内流通的所述供给气体的流动方向平行的方向上自由移动；和控制装置，其在通过所述移动装置使所述温度测定元件移动时，利用由所述温度测定元件测定的所述反应容器内互不相同的多个位置的所述气体捕获材料的温度，推定所述气体捕获材料的劣化状况。2.根据权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于：所述反应容器具有从其外部对充填于所述反应容器内的所述气体捕获材料进行加热的加热单元、和对所述气体捕获材料进行冷却的冷却单元，在所述反应容器内，反复进行捕获工序、加热工序和冷却工序，在所述捕获工序中，流通所述供给气体，使所述气体捕获材料捕获所述特定的气体成分，在所述加热工序中，利用所述加热单元对所述气体捕获材料进行加热，使所述特定的气体成分从所述气体捕获材料脱离，在所述冷却工序中，利用所述冷却单元对所述加热后的所述气体捕获材料进行冷却。3.根据权利要求2所述的废气处理装置，其特征在于：在所述反应容器内，以能够在与所述供给气体的流动方向平行的方向上移动的方式配设有三个所述温度测定元件，所述控制装置，在进行所述捕获工序时，根据通过所述移动装置而被定位于互不相同的位置的所述三个温度测定元件的位置信息、和在所述被定位的位置由所述三个温度测定元件分别测得的所述气体捕获材料的温度，推定所述反应容器内的沿着所述供给气体的流动方向的所述气体捕获材料的温度分布，基于所述推定出的温度分布来推定所述气体捕获材料的劣化状况。4.根据权利要求2所述的废气处理装置，其特征在于：在所述反应容器内，以能够在与所述供给气体的流动方向平行的方向上移动的方式配设有三个所述温度测定元件，所述控制装置，在进行所述捕获工序时，根据通过所述移动装置而被定位于互不相同的位置的所述三个温度测定元件的位置信息、和在所述被定位的位置由所述三个温度测定元件分别测得的所述气体捕获材料的温度，推定所述反应容器内的沿着所述供给气体的流动方向的所述气体捕获材料的温度分布，基于所述推定出的温度分布来计算使所述三个温度测定元件分别移动的移动目的位置，在使所述三个温度测定元件分别向所述计算出的移动目的位置移动之后，根据所述三个温度测定元件的移动后的位置信息、和在所述移动后的位置由所述三个温度测定元件分别测得的所述气体捕获材料的温度，推定所述反应容器内的沿着所述供给气体的流动方向的所述气体捕获材料的第二温度分布，基于所述推定出的第二温度分布来推定所述气体捕获材料的劣化状况。5.根据权利要求4所述的废气处理装置，其特征在于：所述控制装置，将所述反应容器内的沿着所述供给气体的流动方向的所述气体捕获材料的温度分布的曲线图显示于显示装置。6.根据权利要求4所述的废气处理装置，其特征在于：所述控制装置，在基于所述反应容器内的沿着所述供给气体的流动方向的所述气体捕获材料的温度分布，推定所述气体捕获材料的大部分劣化的情况下，将督促更换所述气体捕获材料的警告消息显示于显示装置。7.根据权利要求2所述的废气处理装置，其特征在于：在所述反应容器内，以能够在与所述供给气体的流动方向平行的方向上移动的方式配设有一个所述温度测定元件，所述控制装置，在进行所述捕获工序时，一边使所述温度测定元件移动，一边在位置互不相同的至少三处获取由所述温度测定元件测得的所述气体捕获材料的温度，根据所述至少三处的位置信息、和在该各位置获取的所述气体捕获材料的温度，推定所述反应容器内的沿着所述供给气体的流动方向的所述气体捕获材料的温度分布，基于所述推定出的温度分布来推定所述气体捕获材料的劣化状况。8.根据权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于：所述反应容器内填充的气体捕获材料是捕获CO2的CO2捕获材料。9.根据权利要求8所述的废气处理装置，其特征在于：所述CO2捕获材料使用金属氧化物、活性炭、碱金属的碳酸盐、碱金属的氢氧化物、层状双氢氧化物和固体的有机化合物中的至少一种。10.根据权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于：所述气体捕获材料的成分为含有选自Ce、Ce以外的稀土金属和Zr...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉川晃平，金枝雅人，中村英博，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP