(57)【要約】【課題】圧縮機の温度を低く維持するように構成することで、圧縮機にかかるコストを低減しつつ、吸収液の再生に要する熱エネルギーを効率よく回収する。【解決手段】二酸化炭素回収装置１００は、吸収部１２０と、再生部１４０と、再生部１４０から排出された二酸化炭素および水蒸気を含有する回収ガスＸが通過する通過ライン２１０と、通過ラインに設けられ、回収ガスＸを圧縮する複数段の圧縮部２２０、２２２、２２４と、圧縮部それぞれの出口温度を測定する温度測定部２８０と、温度測定部が測定した温度が２００℃以下となるように、圧縮部の回転数をそれぞれ制御する回転数制御部２８２と、圧縮部の下流側において圧縮部による回収ガスＸの圧縮に伴って発生する熱を回収し、再生部へ供給する熱交換部（第２の熱交換部３２０）とを備える。【選択図】図１
2014108389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素を含有するガスを吸収液に接触させて、該吸収液に二酸化炭素を吸収させ、二酸化炭素含有吸収液を生成する吸収部と、
前記二酸化炭素含有吸収液を加熱し、当該二酸化炭素含有吸収液から二酸化炭素を放出させることで、該二酸化炭素含有吸収液を前記吸収液に再生する再生部と、
前記再生部から排出された二酸化炭素および水蒸気を含有する回収ガスが通過する通過ラインと、
前記通過ラインに設けられ、前記回収ガスを圧縮する複数段の圧縮部と、
前記複数段の圧縮部それぞれの出口温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部が測定した出口温度が２００℃以下となるように、前記複数段の圧縮部の回転数をそれぞれ制御する回転数制御部と、
前記圧縮部の下流側において該圧縮部における前記回収ガスの圧縮に伴って発生する熱を回収し、前記再生部へ供給する熱交換部と、
を備えたことを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項２】
前記通過ラインに設けられ、前記熱交換部によって熱が回収されることで凝縮した水を回収ガスから分離する気液分離部をさらに備え、
前記気液分離部の上流側に設けられた前記圧縮部の数は、該気液分離部の下流側に設けられた該圧縮部の数より多いことを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項３】
前記熱交換部は、前記気液分離部によって分離された、凝縮された水が有する熱を回収することを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼に伴う排気ガス等の二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を分離して回収する二酸化炭素回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所、製鉄所、ボイラー等のプラントにおいては、大量の化石燃料（例えば、石炭、重油、超重質油）を燃焼させている。したがって、化石燃料の燃焼に伴って、二酸化炭素（ＣＯ２）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を含む排気ガスが上記プラントから排出されることとなる。排気ガスに含まれる物質の中で、二酸化炭素は、地球温暖化の要因となっており、気候変動に関する国際連合枠組条約等において大気への排出量が規制されている。
【０００３】
そこで、燃焼に伴う排気ガスや、プロセスに伴う排気ガス等の二酸化炭素を含む排気ガスから二酸化炭素を分離して回収し、その後、二酸化炭素が取り除かれた排気ガスを大気へ排出する技術（ＣＣＳ：Carbon dioxide Capture and Storage）が開発されている。ＣＣＳを利用した二酸化炭素回収装置は、吸収液（二酸化炭素を吸収していない吸収液、以下、リーン吸収液と称する）と排気ガスとを接触させて、排気ガスに含まれる二酸化炭素をリーン吸収液に吸収させることで、排気ガスから二酸化炭素を除去する吸収塔と、二酸化炭素を吸収した吸収液（以下、リッチ吸収液と称する）から二酸化炭素を放出させてリーン吸収液に再生する再生塔とを備え、再生塔で再生されたリーン吸収液は、吸収塔で再利用される。そして、再生塔で放出された二酸化炭素は、圧縮機で圧縮された後、大気に排出されずに、地下の帯水層や地中の油田に貯留されたり、海洋や河川に溶解させられたりする。
【０００４】
再生塔において、リッチ吸収液から二酸化炭素を放出するためには、リッチ吸収液を加熱する必要がある。したがって、二酸化炭素回収装置全体としての稼働コストを低減するために、上記加熱に要するエネルギーの低減が希求されている。
【０００５】
そこで、再生塔の下流側に複数の圧縮機を直列に備えておき、再生塔から排出された二酸化炭素と水蒸気を含む回収ガスを圧縮機で圧縮する際に生じる熱を回収し、回収した熱を再生塔で利用する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した特許文献１の技術では、回収ガスを圧縮した後の圧縮機の温度については考慮されておらず、再生塔から排出された回収ガスの温度や回収ガスにおける二酸化炭素の割合によっては圧縮機の温度が２００℃を上回ることがあった。したがって、圧縮機のインペラ等の部材を、２００℃を上回っても耐えられる程度の耐熱性を有する特別な材料で構成する必要があり、圧縮機のコストが増大していた。
【０００８】
そこで本発明は、このような課題に鑑み、圧縮機の温度を低く維持するように構成することで、圧縮機にかかるコストを低減しつつ、吸収液の再生に要する熱エネルギーを効率よく回収することが可能な二酸化炭素回収装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の二酸化炭素回収装置は、二酸化炭素を含有するガスを吸収液に接触させて、該吸収液に二酸化炭素を吸収させ、二酸化炭素含有吸収液を生成する吸収部と、前記二酸化炭素含有吸収液を加熱し、当該二酸化炭素含有吸収液から二酸化炭素を放出させることで、該二酸化炭素含有吸収液を前記吸収液に再生する再生部と、前記再生部から排出された二酸化炭素および水蒸気を含有する回収ガスが通過する通過ラインと、前記通過ラインに設けられ、前記回収ガスを圧縮する複数段の圧縮部と、前記複数段の圧縮部それぞれの出口温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部が測定した出口温度が２００℃以下となるように、前記複数段の圧縮部の回転数を制御する回転数制御部と、前記圧縮部の下流側において該圧縮部における前記回収ガスの圧縮に伴って発生する熱を回収し、前記再生部へ供給する熱交換部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記通過ラインに設けられ、前記熱交換部によって熱が回収されることで凝縮した水を回収ガスから分離する気液分離部をさらに備え、前記気液分離部の上流側に設けられた前記圧縮部の数は、該気液分離部の下流側に設けられた該圧縮部の数より多いとしてもよい。
【００１１】
また、前記熱交換部は、前記気液分離部によって分離された、凝縮された水が有する熱を回収するとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、圧縮機の温度を低く維持するように構成することで、圧縮機にかかるコストを低減しつつ、熱エネルギーを効率よく回収することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】二酸化炭素回収装置の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
（二酸化炭素回収装置１００）
図１は、本実施形態にかかる二酸化炭素回収装置１００の構成を説明するための図である。図１に示すように、二酸化炭素回収装置１００は、二酸化炭素分離回収ユニット１１０と、二酸化炭素圧縮ユニット２００とを含んで構成される。
【００１６】
二酸化炭素分離回収ユニット１１０は、二酸化炭素を含有するガスＧから二酸化炭素を分離し、二酸化炭素圧縮ユニット２００は、二酸化炭素分離回収ユニット１１０において分離された二酸化炭素を圧縮する。以下、二酸化炭素分離回収ユニット１１０および二酸化炭素圧縮ユニット２００の具体的な構成について説明する。
【００１７】
（二酸化炭素分離回収ユニット１１０）
吸収部（吸収塔）１２０は、例えば、向流型気液接触装置で構成され、二酸化炭素を含有するガスＧを吸収液（以下、リーン吸収液Ｌと称する）に接触させて、リーン吸収液Ｌに二酸化炭素を吸収させ、二酸化炭素含有吸収液（以下、リッチ吸収液Ｒと称する）を生成する。
【００１８】
ここで、ガスＧは、例えば、燃焼に伴う排気ガスや、プロセスに伴う排気ガスであるが、吸収部１２０においてリーン吸収液Ｌに二酸化炭素を効率よく吸収させるために適した温度（例えば、４０℃）であるとよい。なお、燃焼やプロセスに伴う排気ガスが、高温である場合には、別途の冷却装置で冷却した後に吸収部１２０に導入するとしてもよい。リーン吸収液Ｌは、例えば、アルカノールアミン類等の二酸化炭素に対して親和性を有する化合物を吸収剤として含有する水溶液で構成される。
【００１９】
また、吸収部１２０は、その内部に、リーン吸収液ＬとガスＧとの接触面積を大きくするための充填材１２２が設けられている。充填材１２２は、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼等の鉄系金属材料で構成される。
【００２０】
本実施形態において、ガスＧは吸収部１２０の下部から導入され、リーン吸収液Ｌは吸収部１２０の上部から導入される。そうすると、ガスＧが吸収部１２０の下部から上部へ通過し、リーン吸収液Ｌが吸収部１２０の上部から下部へ通過する間、すなわち、ガスＧおよびリーン吸収液Ｌが充填材１２２を通過する間に気液接触することで、ガスＧ中の二酸化炭素がリーン吸収液Ｌに吸収される。二酸化炭素が除去されたガスＣは、吸収部１２０の頂部から排出される。なお、リーン吸収液Ｌが二酸化炭素を吸収することによって発熱してリッチ吸収液Ｒの液温が上昇することで、ガスＣに含まれ得る水蒸気等を除去するための冷却凝縮部１２４を吸収部１２０の上部に設けてもよい。
【００２１】
送出ライン１３０は、吸収部１２０の下部と、後述する再生部１４０の上部とを接続するライン（配管）である。
【００２２】
予熱部１３２は、後述する返送ライン１６０を流通するリーン吸収液Ｌが有する熱（顕熱）を回収し、送出ライン１３０を流通するリッチ吸収液Ｒを加熱する。
【００２３】
また、予熱部１３２によって加熱されたリッチ吸収液Ｒは、送出ライン１３０において、後述する第１の熱交換部３１０によって、さらに加熱される。第１の熱交換部３１０による加熱処理については、後に詳述する。
【００２４】
再生部（再生塔）１４０は、例えば、向流型気液接触装置で構成され、送出ライン１３０を通じて、吸収部１２０から送出されたリッチ吸収液Ｒを加熱し、リッチ吸収液Ｒから二酸化炭素を放出させることで、リッチ吸収液Ｒをリーン吸収液Ｌに再生する。具体的に説明すると、再生部１４０は、本体１４２と、リボイラ１５０とを含んで構成される。本体１４２は、吸収部１２０と同様に、その内部に、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼等の鉄系金属材料で構成される充填材１４４が設けられている。
【００２５】
リボイラ１５０は、循環ライン１５２と、加熱部１５４とを含んで構成され、本体１４２中のリッチ吸収液Ｒを還流させる。具体的に説明すると、循環ライン１５２は、本体１４２の底部からリッチ吸収液Ｒを本体１４２外に一旦送出した後、本体１４２に再度導入することでリッチ吸収液Ｒを循環させる。加熱部１５４は、スチームヒータ、電気ヒータ等で構成され、循環ライン１５２を流通するリッチ吸収液Ｒを加熱する。また、循環ライン１５２において、リッチ吸収液Ｒは、後述する第２の熱交換部３２０によっても、加熱される。第２の熱交換部３２０による加熱処理については、後に詳述する。
【００２６】
返送ライン１６０は、本体１４２の底部と吸収部１２０の上部とを接続するライン（配管）である。
【００２７】
（吸収液の流れ）
続いて、二酸化炭素分離回収ユニット１１０における吸収液の流れについて説明する。吸収部１２０において生成され、吸収部１２０の底部に貯留されたリッチ吸収液Ｒは、ポンプ１７０ａによって、送出ライン１３０を通じて、再生部１４０における本体１４２の上部へ送出される。なお、リッチ吸収液Ｒは、送出ライン１３０を通過する間に、予熱部１３２、第１の熱交換部３１０によって加熱される。
【００２８】
再生部１４０に導入されたリッチ吸収液Ｒは、本体１４２において、充填材１４４を通過して、本体１４２の底部に貯留され、リボイラ１５０によって加熱される。そして、リボイラ１５０による加熱によって、本体１４２の底部のリッチ吸収液Ｒから二酸化炭素が放出される。
【００２９】
再生部１４０において二酸化炭素が放出することで再生されたリーン吸収液Ｌは、ポンプ１７０ｂにより、返送ライン１６０を通じて、吸収部１２０の上部に返送される。こうして、吸収液は、吸収部１２０と再生部１４０とを循環することになる。なお、リーン吸収液Ｌは、返送ライン１６０を通過する間に、予熱部１３２、冷却部１６２によって、吸収部１２０における二酸化炭素の吸収に適した温度まで冷却される。
【００３０】
一方、再生部１４０においてリッチ吸収液Ｒから放出された二酸化炭素は、水蒸気とともに、二酸化炭素圧縮ユニット２００に排出されることとなる。
【００３１】
（二酸化炭素圧縮ユニット２００）
通過ライン２１０は、二酸化炭素分離回収ユニット１１０を構成する再生部１４０から排出された回収ガスＸ（二酸化炭素および水蒸気）が通過するライン（配管）である。なお、ここでは、再生部１４０から排出された回収ガスＸの温度は、例えば、１１０℃であり、二酸化炭素：水蒸気の比率は１：１である。
【００３２】
第１の圧縮部２２０は、通過ライン２１０に設けられ、再生部１４０から排出された回収ガスＸを、例えば、５００ｋＰａ（Ａ）に圧縮する。なお、Ｐａ（Ａ）は、絶対真空をゼロとした絶対圧を示す。第２の圧縮部２２２は、通過ライン２１０に設けられ、第１の圧縮部２２０によって圧縮された回収ガスＸをさらに圧縮する（例えば、９００ｋＰａ（Ａ））。第３の圧縮部２２４は、通過ライン２１０に設けられ、第２の圧縮部２２２が圧縮した回収ガスＸを、例えば、１３００ｋＰａ（Ａ）に圧縮する。
【００３３】
温度測定部２８０は、第１の圧縮部２２０の出口温度、第２の圧縮部２２２の出口温度、第３の圧縮部２２４の出口温度をそれぞれ測定する。
【００３４】
回転数制御部２８２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、第１の圧縮部２２０、第２の圧縮部２２２、第３の圧縮部２２４の回転数をそれぞれ制御する。
【００３５】
本実施形態において、回転数制御部２８２は、温度測定部２８０が測定した第１の圧縮部２２０の出口温度が２００℃以下となるように、すなわち、第１の圧縮部２２０によって圧縮された回収ガスＸの温度が２００℃以下となるように第１の圧縮部２２０の回転数を制御する。また、回転数制御部２８２は、温度測定部２８０が測定した第２の圧縮部２２２の出口温度が２００℃以下となるように、すなわち、第２の圧縮部２２２によって圧縮された回収ガスＸの温度が２００℃以下となるように第２の圧縮部２２２の回転数を制御する。さらに、回転数制御部２８２は、温度測定部２８０が測定した第３の圧縮部２２４の出口温度が２００℃以下となるように、すなわち、第３の圧縮部２２４によって圧縮された回収ガスＸの温度が２００℃以下となるように第３の圧縮部２２４の回転数を制御する。
【００３６】
こうすることで、圧縮部２２０、２２２、２２４を構成するインペラ等の部材を、安価な材料で構成することができ、圧縮部のコストを低減することが可能となる。また、インペラ等の部材の耐熱温度が２００℃程度の圧縮機が、一般的に広く流通しているため、このような圧縮機を、圧縮部２２０、２２２、２２４に容易に利用することができる。
【００３７】
第２の熱交換部３２０は、第１の圧縮部２２０の下流側、第２の圧縮部２２２の下流側、第３の圧縮部２２４の下流側において、第１の圧縮部２２０による回収ガスＸの圧縮に伴って発生する熱（顕熱）と、第２の圧縮部２２２による回収ガスＸの圧縮に伴って発生する熱（潜熱）と、第３の圧縮部２２４による回収ガスＸの圧縮に伴って発生する熱（顕熱）を回収して、上述した二酸化炭素分離回収ユニット１１０を構成する循環ライン１５２を流通するリッチ吸収液Ｒを加熱する。
【００３８】
例えば、第１の圧縮部２２０の下流側の回収ガスＸ（例えば、２００℃）は、第２の熱交換部３２０によって１４０℃まで冷却される。第２の圧縮部２２２の下流側の回収ガスＸ（例えば、２００℃）は、第２の熱交換部３２０によって１３０℃まで冷却される。第３の圧縮部２２４の下流側の回収ガスＸ（例えば、１７０℃）は、第２の熱交換部３２０によって１３０℃まで冷却される。これに伴い、第２の熱交換部３２０によって、循環ライン１５２を流通する１２０℃のリッチ吸収液Ｒは、１３０℃まで加熱される。
【００３９】
ここで、回収ガスＸは、第２の圧縮部２２２によって圧縮され、第２の熱交換部３２０によって熱が回収されると、回収ガスＸ中の水蒸気が凝縮して水となる。そこで、第２の圧縮部２２２の下流側であり、第２の熱交換部３２０の下流側と、第３の圧縮部２２４の上流側に第１の気液分離部２３０を設ける。
【００４０】
第１の気液分離部２３０は、第２の圧縮部２２２の下流側に設けられ、第２の熱交換部３２０によって熱（潜熱）が回収されることによって、回収ガスＸにおいて凝縮した水（凝縮水）を回収ガスＸから分離する。
【００４１】
第１の熱交換部３１０は、第３の圧縮部２２４の下流側において第２の熱交換部３２０によって冷却された回収ガスＸの熱（顕熱）、および、第１の気液分離部２３０が分離した凝縮水の熱（顕熱）を回収して、上述した送出ライン１３０を流通するリッチ吸収液Ｒを加熱する。
【００４２】
例えば、第２の熱交換部３２０によって冷却された回収ガスＸ（例えば、１３０℃）は、第１の熱交換部３１０によって１２０℃まで冷却される。これに伴い、第１の熱交換部３１０によって、送出ライン１３０を流通する１１０℃のリッチ吸収液Ｒは、１２０℃まで加熱される。
【００４３】
第２の気液分離部２５０は、第３の圧縮部２２４の下流側に設けられ、第１の熱交換部３１０によって熱（顕熱）が回収され、さらに冷却部２５２によって冷却されることによって、回収ガスＸにおいて凝縮した水（凝縮水）を回収ガスＸから分離する。
【００４４】
第１の凝縮水導入ライン２６０は、第１の気液分離部２３０の底部と、通過ライン２１０における第３の圧縮部２２４の下流側であって、第２の熱交換部３２０による熱回収を行う箇所と、第１の熱交換部３１０による熱回収を行う箇所との間とを接続するライン（配管）である。第１の凝縮水導入ライン２６０には、ポンプ２６０ａが設けられており、第１の気液分離部２３０において分離された凝縮水は、ポンプ２６０ａによって、第１の凝縮水導入ライン２６０を通じて、上述した、通過ライン２１０における第２の熱交換部３２０による熱回収を行う箇所と、第１の熱交換部３１０による熱回収を行う箇所との間に導入される。
【００４５】
これにより、第１の熱交換部３１０は、第１の気液分離部２３０が分離した凝縮水の熱（顕熱）を回収することができる。したがって、第１の気液分離部２３０が分離した凝縮水の熱を効率よく利用することが可能となる。
【００４６】
第２の凝縮水導入ライン２７０は、第２の気液分離部２５０の底部と、上述した返送ライン１６０におけるポンプ１７０ｂと冷却部１６２との間を接続するライン（配管）である。第２の凝縮水導入ライン２７０には、冷却部２７２と、圧力調整弁２７４が設けられており、第２の気液分離部２５０において分離された凝縮水は、冷却部２７２によって冷却され、圧力調整弁２７４によって圧力が調整されて、第２の凝縮水導入ライン２７０を通じて、上述した返送ライン１６０におけるポンプ１７０ｂと冷却部１６２との間に導入される。
【００４７】
上述したように、再生部１４０において、リッチ吸収液Ｒから二酸化炭素を放出するために加熱を行うと、二酸化炭素とともに水（水蒸気）がリッチ吸収液Ｒから放出される。そうすると、再生部１４０で再生されるリーン吸収液Ｌ中の水の量が低下し、吸収剤の濃度が上昇することとなる。そこで、再生部１４０から排出された回収ガスＸに含まれる水蒸気由来の凝縮水（第２の気液分離部２５０で分離された凝縮水）を、再生部１４０で再生されたリーン吸収液Ｌに混合することで、吸収部１２０で利用するリーン吸収液Ｌの吸収剤の濃度を最適にすることができる。
【００４８】
ここで、凝縮水を再生部１４０に返送する構成が考えられるが、凝縮水の温度は、再生部１４０におけるリーン吸収液Ｌ（またはリッチ吸収液Ｒ）の温度よりも極めて低温である。したがって、凝縮水を再生部１４０に返送すると、再生部１４０においてリーン吸収液Ｌ（またはリッチ吸収液Ｒ）の温度が低下し、熱エネルギーが損失してしまう。すなわち、再生部１４０において、リッチ吸収液Ｒから二酸化炭素を放出するためにさらなる熱エネルギーを要してしまう。
【００４９】
そこで、第２の気液分離部２５０において分離された凝縮水を、返送ライン１６０に導入することで、再生部１４０における熱エネルギーの損失を抑制しつつ、リーン吸収液Ｌを最適な濃度に維持することが可能となる。
【００５０】
（圧縮部の配置設計について）
続いて、二酸化炭素回収装置１００を設計する際の圧縮部の数の設計方法について説明する。まず、二酸化炭素回収装置１００において利用する吸収剤の種類に応じて、再生部１４０における、吸収剤と二酸化炭素の分離に必要な温度を決定する（例えば、１２０℃）。そうすると、最終的に第２の熱交換部３２０における熱損失（例えば、１０℃）を考慮し、第２の熱交換部３２０の熱交換後の流体が１３０℃（１２０℃＋１０℃）になるような圧力まで、圧縮部で回収ガスＸを圧縮するようにする。ここで、水が１３０℃で凝縮するときの圧力は１３００ｋＰａとなるため、最終的に圧縮部によって圧縮された回収ガスＸの圧力が１３００ｋＰａとなるようにする。
【００５１】
また、再生部１４０から排出された回収ガスＸの温度が１１０℃、水蒸気：二酸化炭素が１：１であるとする。そうすると、最終的な回収ガスＸの圧力が１３００ｋＰａとなるようにし、かつ、圧縮後の回収ガスＸの温度がそれぞれ２００℃以下となるような圧力に回収ガスＸを圧縮するためには、圧縮部が最低３個必要になることとなる。詳細に説明すると、例えば、回収ガスＸの温度がそれぞれ２００℃以下となるような圧力に回収ガスＸを圧縮するための圧縮部の数が２．６７個であると算出した場合、圧縮部の最低限の数は、小数点を繰り上げて３個として算出する。こうして、再生部１４０の下流側の圧縮部の最低限の数が決定される。
【００５２】
また、再生部１４０から排出された回収ガスＸにおいて、二酸化炭素に対する水蒸気の比率が大きい場合、低い圧縮率であっても（圧縮後の回収ガスＸの圧力が小さくても）、回収ガスＸにおいて水蒸気が凝縮する。したがって、凝縮水を分離する第１の気液分離部２３０の上流側の圧縮部の数は、第１の気液分離部２３０の下流側の圧縮部の数より少なくなる。
【００５３】
一方、再生部１４０から排出された回収ガスＸにおいて、二酸化炭素に対する水蒸気の比率が小さい場合、高い圧縮率であっても（圧縮後の回収ガスＸの圧力が大きくても）、回収ガスＸにおいて水蒸気が凝縮しない。したがって、凝縮水を分離する第１の気液分離部２３０の上流側の圧縮部の数は、第１の気液分離部２３０の下流側の圧縮部の数より多くなる。
【００５４】
また、第１の気液分離部２３０の下流側より上流側に圧縮部を多く設けることで、潜熱の回収に加えて、顕熱の回収効率を向上させることが可能となる。
【００５５】
近年、より低温で二酸化炭素を分離できる吸収剤の開発が進められている。すなわち、再生部１４０から排出された回収ガスＸの二酸化炭素に対する水蒸気の比率が小さくなる傾向にある。したがって、第１の気液分離部２３０の下流側より上流側に圧縮部を多く配するとよい。
【００５６】
以上、説明したように、本実施形態にかかる二酸化炭素回収装置１００によれば、圧縮部２２０、２２２、２２４の温度を低く維持するように構成することで、圧縮部２２０、２２２、２２４にかかるコストを低減しつつ、熱エネルギーを効率よく回収することが可能となる。
【００５７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５８】
例えば、上述した実施形態において、圧縮部２２０、２２２、２２４は、それぞれ別個の圧縮機で構成してもよいし、一軸多段式の１台の圧縮機で構成してもよいし、ギアード式の１台の圧縮機で構成してもよい。
【００５９】
また、充填材１２２、１４４を、ステンレス鋼、炭素鋼等の鉄系金属材料で構成する場合を例に挙げて説明したが、リーン吸収液Ｌやリッチ吸収液Ｒの処理温度における耐久性や耐腐食性を有する材料であって、所望する接触面積を提供し得る形状のものを適宜選択してもよい。
【００６０】
また、上述した実施形態において、圧縮部２２０、２２２、２２４それぞれの出口温度が２００℃以下となるように、回転数制御部２８２が圧縮部２２０、２２２、２２４の回転数をそれぞれ制御している。しかし、圧縮部２２０、２２２、２２４それぞれの出口温度が２００℃以下となるように圧縮部２２０、２２２、２２４の圧縮効率を制御できれば、回転数制御部２８２による回転数制御に限定されない。例えば、圧縮部２２０、２２２、２２４がアンローダを備える場合、アンローダを制御して、圧縮部２２０、２２２、２２４それぞれの出口温度が２００℃以下となるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、燃焼に伴う排気ガス等の二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を分離して回収する二酸化炭素回収装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１００  …二酸化炭素回収装置
１２０  …吸収部
１３０  …送出ライン
１４０  …再生部
１６０  …返送ライン
２１０  …通過ライン
２２０  …第１の圧縮部（圧縮部）
２２２  …第２の圧縮部（圧縮部）
２２４  …第３の圧縮部（圧縮部）
２３０  …第１の気液分離部
２５０  …第２の気液分離部（気液分離部）
２８０  …温度測定部
２８２  …回転数制御部
３１０  …第１の熱交換部
３２０  …第２の熱交換部（熱交換部）
【図１】
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