(57)【要約】【課題】二酸化炭素捕捉剤の再生工程で二酸化炭素回収塔内に流通させる再生用ガスの使用量を低減し、二酸化炭素捕捉剤の再生率を向上する二酸化炭素回収装置を提供する。【解決手段】二酸化炭素捕捉剤を内包する二酸化炭素回収塔に、二酸化炭素含有ガスを供給する二酸化炭素含有ガス流路１０２と、二酸化炭素を除去したガスを回収する二酸化炭素除去ガス回収流路１０３と、再生用ガスを導入する再生用ガス流路１０４と、二酸化炭素と再生用ガスを含むガスを回収する二酸化炭素及び再生用ガス回収流路１０５と、回収した二酸化炭素及び再生用ガスを分離する二酸化炭素と再生用ガスの分離手段１０９と、二酸化炭素捕捉剤を加熱する熱源を供給する熱媒流路１０７と、二酸化炭素回収塔内の温度を測定する温度検出器７０と、熱媒及び再生用ガスの流通を制御する制御装置１１２をそれぞれ備えた二酸化炭素回収装置。【選択図】図１Ｂ
2014181162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素捕捉剤を内包する二酸化炭素回収塔を備えた二酸化炭素回収装置において、
前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤に二酸化炭素含有ガスを供給する二酸化炭素含有ガス流路を配設し、
前記二酸化炭素回収塔に接続され、前記二酸化炭素回収塔内で二酸化炭素を除去したガスを該二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素除去ガス回収流路を配設し、
前記二酸化炭素回収塔に内包含された二酸化炭素捕捉剤に再生用ガスを導入する再生用ガス流路を配設し、
前記二酸化炭素回収塔に接続され、前記二酸化炭素回収塔内で二酸化炭素と再生用ガスを含むガスを該二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素及び再生用ガス回収流路を配設し、
前記二酸化炭素回収塔から前記二酸化炭素及び再生用ガス回収流路を通じて回収された二酸化炭素及び再生用ガスを冷却して分離する二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段を設置し、
前記二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段にそれぞれ接続され、該二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段で分離された二酸化炭素と液化再生用ガスを該二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段から回収する二酸化炭素回収流路と液化再生用ガス回収流路をそれぞれ配設し、
前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を加熱する熱源を該二酸化炭素捕捉剤と非接触で供給する熱媒流路を二酸化炭素回収塔に配設し、
前記二酸化炭素回収塔内の温度を測定する温度検出器又は二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度検出器を該二酸化炭素回収塔に設置し、
前記温度検出器又は二酸化炭素濃度で検出した二酸化炭素回収塔内の温度又は二酸化炭素濃度に基づいて、前記温度検出器又は二酸化炭素濃度で検出した二酸化炭素回収塔内の温度又は二酸化炭素濃度に基づいて前記熱媒流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する熱源の流量を調節すると共に、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を再生する再生工程で、前記二酸化炭素含有ガス流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する二酸化炭素含有ガス及び前記二酸化炭素除去ガス回収流路を通じて二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素除去ガスの流量を調節する制御装置を設置したことを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項２】
二酸化炭素捕捉剤を内包する二酸化炭素回収塔を備えた二酸化炭素回収装置において、
前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤に二酸化炭素含有ガスを供給する二酸化炭素含有ガス流路を配設し、
前記二酸化炭素回収塔に接続され、前記二酸化炭素回収塔内で二酸化炭素を除去したガスを該二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素除去ガス回収流路を配設し、
前記二酸化炭素回収塔に内包含された二酸化炭素捕捉剤に再生用ガスを導入する再生用ガス流路を配設し、
前記二酸化炭素回収塔に接続され、前記二酸化炭素回収塔内で二酸化炭素と再生用ガスを含むガスを該二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素及び再生用ガス回収流路を配設し、
前記二酸化炭素回収塔から前記二酸化炭素及び再生用ガス回収流路を通じて回収された二酸化炭素及び再生用ガスを冷却して分離する二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段を設置し、
前記二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段にそれぞれ接続され、該二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段で分離された二酸化炭素と液化再生用ガスを該二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段から回収する二酸化炭素回収流路と液化再生用ガス回収流路をそれぞれ配設し、
前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を加熱する熱源を該二酸化炭素捕捉剤と非接触で供給する熱媒流路を二酸化炭素回収塔に配設し、
前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を冷却する冷媒を該二酸化炭素捕捉剤と非接触で供給する冷媒流路を二酸化炭素回収塔に配設し、
前記二酸化炭素回収塔内の温度を測定する温度検出器又は二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度検出器を該二酸化炭素回収塔に設置し、
前記冷媒流路に該冷媒流路を流下する冷媒の温度を測定する冷媒温度検出器を設置し、
前記温度検出器又は二酸化炭素濃度で検出した二酸化炭素回収塔内の温度又は二酸化炭素濃度に基づいて、前記二酸化炭素含有ガス流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する二酸化炭素含有ガス及び前記二酸化炭素除去ガス回収流路を通じて二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素除去ガスの流量を調節すると共に、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を再生する際に、前記温度検出器又は二酸化炭素濃度で検出した二酸化炭素回収塔内の温度又は二酸化炭素濃度に基づいて前記熱媒流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する熱源の流量を調節する制御装置を設置し、
前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を再生する再生工程が終了した後の冷却工程で、前記冷媒温度検出器で検出した該冷媒流路を流下する冷媒の温度に基づいて、前記冷媒流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する冷媒の流量を調節するように構成した冷媒の温度調節器を前記冷媒流路に設置したことを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項３】
二酸化炭素捕捉剤を内包する二酸化炭素回収塔を備えた二酸化炭素回収装置において、
前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤に二酸化炭素含有ガスを供給する二酸化炭素含有ガス流路を配設し、
前記二酸化炭素回収塔に接続され、前記二酸化炭素回収塔内で二酸化炭素を除去したガスを該二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素除去ガス回収流路を配設し、
前記二酸化炭素回収塔に内包含された二酸化炭素捕捉剤に再生用ガスを導入する再生用ガス流路を配設し、
前記二酸化炭素回収塔に接続され、前記二酸化炭素回収塔内で二酸化炭素と再生用ガスを含むガスを該二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素及び再生用ガス回収流路を配設し、
前記二酸化炭素回収塔から前記二酸化炭素及び再生用ガス回収流路を通じて回収された二酸化炭素及び再生用ガスを冷却して分離する二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段を設置し、
前記二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段にそれぞれ接続され、該二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段で分離された二酸化炭素と液化再生用ガスを該二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段から回収する二酸化炭素回収流路と液化再生用ガス回収流路をそれぞれ配設し、
前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を加熱する熱源を該二酸化炭素捕捉剤と非接触で供給する熱媒流路を二酸化炭素回収塔に配設し、
前記二酸化炭素回収塔に熱媒の供給を開始してから二酸化炭素捕捉剤が所定の温度に昇温するまでの時間を設定するタイマーを備えており、前記タイマーから出力する二酸化炭素捕捉剤の昇温完了の指令信号に基づいて、前記温度検出器又は二酸化炭素濃度で検出した二酸化炭素回収塔内の温度又は二酸化炭素濃度に基づいて前記熱媒流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する熱源の流量を調節すると共に、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を再生する再生工程で、前記二酸化炭素含有ガス流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する二酸化炭素含有ガス及び前記二酸化炭素除去ガス回収流路を通じて二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素除去ガスの流量を調節するように構成した制御装置を設置したことを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収装置において、
前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を加熱する熱源を該二酸化炭素捕捉剤と非接触で供給する前記熱媒流路は、二酸化炭素回収塔の内部と、二酸化炭素回収塔の外部もしくは二酸化炭素回収塔の壁内部との双方に配設していることを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項５】
請求項２又は４に記載の二酸化炭素回収装置において、
前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を冷却する冷媒を該二酸化炭素捕捉剤と非接触で供給する前記冷媒流路は、二酸化炭素回収塔の内部と、二酸化炭素回収塔の外部もしくは二酸化炭素回収塔の壁内部との双方に配設していることを特徴とする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、二酸化炭素捕捉剤を利用した二酸化炭素回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化を抑制するために、温室効果ガスとして影響が大きい二酸化炭素の排出量削減が求められている。二酸化炭素排出抑制の具体的方法としては、吸収液や吸着材等を用いた分離回収技術がある。
【０００３】
一例として、ガスの吸着分離技術には、特開平６−９１１２７号公報（特許文献１）に開示された技術などがある。
【０００４】
この特開平６−９１１２７号公報に開示された技術では、試料ガス中のある特定成分を吸着分離するために、まず、吸着塔に収容した吸着剤に特定成分を吸着させ、その後、特定成分を一定量吸着させた吸着塔に対して加熱と通気を行うことによって前記吸着剤から特定成分を脱離させ、この吸着剤を再生するようにしている。
【０００５】
ここで、回収した特定成分のガス純度の低下を防止するためには、吸着塔に流通させるガスとして、常温常圧で容易に気液分離が可能な水蒸気が望ましい。
【０００６】
また、特開２００６−２９８７０７号公報に開示された技術では、水蒸気が凝縮温度以下になるのを抑制する為に、二酸化炭素吸収時の二酸化炭素吸収材の温度は５００〜９００℃に設定し、二酸化炭素吸収材の再生時には、二酸化炭素吸収材に８００〜１０００℃の過熱水蒸気を供給しつつ二酸化炭素吸収材を加熱することで二酸化炭素吸収材を再生している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−９１１２７号公報
【特許文献２】特開２００６−２９８７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特開平６−９１１２７号公報に開示された技術では、二酸化炭素捕捉剤の温度が水蒸気温度より低い場合には、水蒸気の流通によって二酸化炭素捕捉剤の表面で水蒸気の凝縮が起きる等の課題があった。
【０００９】
そこでこれを解決する方法として、例えば、特開２００６−２９８７０７号公報に開示された技術によると、水蒸気が凝縮温度以下になるのを抑制する為に、二酸化炭素吸収時の二酸化炭素吸収材の温度は５００〜９００℃に設定し、二酸化炭素吸収材の再生時には、二酸化炭素吸収材に８００〜１０００℃の過熱水蒸気を供給しつつ二酸化炭素吸収材を加熱することで二酸化炭素吸収材を再生している。
【００１０】
しかしながら、特開２００６−２９８７０７号公報に開示された技術では、二酸化炭素吸収材を再生している間、二酸化炭素吸収材に水蒸気を流し続けるため、回収後の二酸化炭素と水蒸気を気液分離する際に大きな凝縮熱量が失われてしまい、運転コストが高くなるという課題があった。
【００１１】
本発明の目的は、二酸化炭素捕捉剤の再生工程で二酸化炭素回収塔内に流通させる再生用ガスの使用量を低減すると共に、二酸化炭素捕捉剤の再生率を向上する二酸化炭素回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の二酸化炭素回収装置は、二酸化炭素捕捉剤を内包する二酸化炭素回収塔を備えた二酸化炭素回収装置において、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤に二酸化炭素含有ガスを供給する二酸化炭素含有ガス流路を配設し、前記二酸化炭素回収塔に接続され、前記二酸化炭素回収塔内で二酸化炭素を除去したガスを該二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素除去ガス回収流路を配設し、前記二酸化炭素回収塔に内包含された二酸化炭素捕捉剤に再生用ガスを導入する再生用ガス流路を配設し、前記二酸化炭素回収塔に接続され、前記二酸化炭素回収塔内で二酸化炭素と再生用ガスを含むガスを該二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素及び再生用ガス回収流路を配設し、前記二酸化炭素回収塔から前記二酸化炭素及び再生用ガス回収流路を通じて回収された二酸化炭素及び再生用ガスを冷却して分離する二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段を設置し、前記二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段にそれぞれ接続され、該二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段で分離された二酸化炭素と液化再生用ガスを該二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段から回収する二酸化炭素回収流路と液化再生用ガス回収流路をそれぞれ配設し、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を加熱する熱源を該二酸化炭素捕捉剤と非接触で供給する熱媒流路を二酸化炭素回収塔に配設し、前記二酸化炭素回収塔内の温度を測定する温度検出器又は二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度検出器を該二酸化炭素回収塔に設置し、前記温度検出器又は二酸化炭素濃度で検出した二酸化炭素回収塔内の温度又は二酸化炭素濃度に基づいて、前記温度検出器又は二酸化炭素濃度で検出した二酸化炭素回収塔内の温度又は二酸化炭素濃度に基づいて前記熱媒流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する熱源の流量を調節すると共に、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を再生する再生工程で、前記二酸化炭素含有ガス流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する二酸化炭素含有ガス及び前記二酸化炭素除去ガス回収流路を通じて二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素除去ガスの流量を調節するように構成した制御装置を設置したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の二酸化炭素回収装置は、二酸化炭素捕捉剤を内包する二酸化炭素回収塔を備えた二酸化炭素回収装置において、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤に二酸化炭素含有ガスを供給する二酸化炭素含有ガス流路を配設し、前記二酸化炭素回収塔に接続され、前記二酸化炭素回収塔内で二酸化炭素を除去したガスを該二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素除去ガス回収流路を配設し、前記二酸化炭素回収塔に内包含された二酸化炭素捕捉剤に再生用ガスを導入する再生用ガス流路を配設し、前記二酸化炭素回収塔に接続され、前記二酸化炭素回収塔内で二酸化炭素と再生用ガスを含むガスを該二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素及び再生用ガス回収流路を配設し、前記二酸化炭素回収塔から前記二酸化炭素及び再生用ガス回収流路を通じて回収された二酸化炭素及び再生用ガスを冷却して分離する二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段を設置し、前記二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段にそれぞれ接続され、該二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段で分離された二酸化炭素と液化再生用ガスを該二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段から回収する二酸化炭素回収流路と液化再生用ガス回収流路をそれぞれ配設し、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を加熱する熱源を該二酸化炭素捕捉剤と非接触で供給する熱媒流路を二酸化炭素回収塔に配設し、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を冷却する冷媒を該二酸化炭素捕捉剤と非接触で供給する冷媒流路を二酸化炭素回収塔に配設し、前記二酸化炭素回収塔内の温度を測定する温度検出器又は二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度検出器を該二酸化炭素回収塔に設置し、前記冷媒流路に該冷媒流路を流下する冷媒の温度を測定する冷媒温度検出器を設置し、前記温度検出器又は二酸化炭素濃度で検出した二酸化炭素回収塔内の温度又は二酸化炭素濃度に基づいて、前記二酸化炭素含有ガス流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する二酸化炭素含有ガス及び前記二酸化炭素除去ガス回収流路を通じて二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素除去ガスの流量を調節すると共に、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を再生する際に、前記温度検出器又は二酸化炭素濃度で検出した二酸化炭素回収塔内の温度又は二酸化炭素濃度に基づいて前記熱媒流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する熱源の流量を調節するように構成した制御装置を設置し、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を再生する再生工程が終了した後の冷却工程で、前記冷媒温度検出器で検出した該冷媒流路を流下する冷媒の温度に基づいて、前記冷媒流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する冷媒の流量を調節するように構成した冷媒の温度調節器を前記冷媒流路に設置したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の二酸化炭素回収装置は、二酸化炭素捕捉剤を内包する二酸化炭素回収塔を備えた二酸化炭素回収装置において、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤に二酸化炭素含有ガスを供給する二酸化炭素含有ガス流路を配設し、前記二酸化炭素回収塔に接続され、前記二酸化炭素回収塔内で二酸化炭素を除去したガスを該二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素除去ガス回収流路を配設し、前記二酸化炭素回収塔に内包含された二酸化炭素捕捉剤に再生用ガスを導入する再生用ガス流路を配設し、前記二酸化炭素回収塔に接続され、前記二酸化炭素回収塔内で二酸化炭素と再生用ガスを含むガスを該二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素及び再生用ガス回収流路を配設し、前記二酸化炭素回収塔から前記二酸化炭素及び再生用ガス回収流路を通じて回収された二酸化炭素及び再生用ガスを冷却して分離する二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段を設置し、前記二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段にそれぞれ接続され、該二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段で分離された二酸化炭素と液化再生用ガスを該二酸化炭素と再生用ガスとの分離手段から回収する二酸化炭素回収流路と液化再生用ガス回収流路をそれぞれ配設し、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を加熱する熱源を該二酸化炭素捕捉剤と非接触で供給する熱媒流路を二酸化炭素回収塔に配設し、前記二酸化炭素回収塔に熱媒の供給を開始してから二酸化炭素捕捉剤が所定の温度に昇温するまでの時間を設定するタイマーを備えており、前記タイマーから出力する二酸化炭素捕捉剤の昇温完了の指令信号に基づいて、前記温度検出器又は二酸化炭素濃度で検出した二酸化炭素回収塔内の温度又は二酸化炭素濃度に基づいて前記熱媒流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する熱源の流量を調節すると共に、前記二酸化炭素回収塔に内包する二酸化炭素捕捉剤を再生する再生工程で、前記二酸化炭素含有ガス流路を通じて二酸化炭素回収塔に供給する二酸化炭素含有ガス及び前記二酸化炭素除去ガス回収流路を通じて二酸化炭素回収塔から回収する二酸化炭素除去ガスの流量を調節するように構成した制御装置を設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、二酸化炭素捕捉剤の再生工程で二酸化炭素回収塔内に流通させる再生用ガスの使用量を低減すると共に、二酸化炭素捕捉剤の再生率を向上する二酸化炭素回収装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の第１実施例である二酸化炭素回収装置における二酸化炭素捕捉剤の再生工程である加熱過程を示す二酸化炭素回収装置の全体構成図。
【図１Ｂ】本発明の第１実施例である二酸化炭素回収装置における二酸化炭素捕捉剤の再生工程である再生ガスの流通過程を示す二酸化炭素回収装置の全体構成図。
【図２Ａ】本発明の第２実施例である二酸化炭素回収装置における二酸化炭素捕捉剤の再生及び冷却工程を示す二酸化炭素回収装置の全体図。
【図２Ｂ】本発明の第２実施例である二酸化炭素回収装置における二酸化炭素捕捉剤の再生及び冷却工程を示す二酸化炭素回収装置の全体図。
【図２Ｃ】本発明の第２実施例である二酸化炭素回収装置における二酸化炭素捕捉剤の再生及び冷却工程を示す二酸化炭素回収装置の全体図。
【図３】比較例１、２及び本発明の実施例に用いた二酸化炭素捕捉剤に対する二酸化炭素再生試験装置を示す概略構成図。
【図４】比較例１、２及び本発明の実施例に用いた二酸化炭素捕捉剤に対する二酸化炭素再生試験装置の試験による二酸化炭素捕捉剤の再生率を示す比較図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施例である二酸化炭素回収塔を備えた二酸化炭素回収装置について図面を用いて以下に説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の第１実施例である二酸化炭素回収塔を備えた二酸化炭素回収装置について図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。
【００１９】
図１Ａは本発明の第１実施例である二酸化炭素回収塔１００を備えた二酸化炭素回収装置５０において、二酸化炭素捕捉剤の再生工程である再生ガスの流通過程を示す二酸化炭素回収装置の全体構成図である。
【００２０】
図１Ａに示した本実施例の二酸化炭素回収塔１００を備えた二酸化炭素回収装置５０において、二酸化炭素回収塔１００は二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を選択的に捕捉する二酸化炭素捕捉剤１０１を内包している。
【００２１】
ところで、二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素を回収するためには、（１）二酸化炭素回収塔１００に内包された二酸化炭素捕捉剤１０１によって二酸化炭素を捕捉する「捕捉工程」、（２）二酸化炭素捕捉剤１０１で捕捉した二酸化炭素を加熱によって脱離させて、再度捕捉工程で二酸化炭素捕捉剤１０１を使用可能にする二酸化炭素捕捉剤１０１の「再生工程」、（３）加熱された二酸化炭素捕捉剤１０１を、二酸化炭素含有ガスと同じかそれよりやや高い温度にまで冷却する「冷却工程」、の三つの工程を順番に実施する必要がある。
【００２２】
また、二酸化炭素回収装置には少なくとも三基の二酸化炭素回収塔１００を設置し、三基の二酸化炭素回収塔１００にそれぞれ前記した三つの工程をそれぞれ割り振ることで、二酸化炭素回収装置によって二酸化炭素含有ガスから連続的に二酸化炭素を回収することが可能となる。
【００２３】
本実施例の二酸化炭素回収塔１００を備えた二酸化炭素回収装置５０において、二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素を捕捉する際には、二酸化炭素含有ガス流路１０２を通じて二酸化炭素回収塔１００に二酸化炭素含有ガスを供給し、二酸化炭素回収塔１００に内包された二酸化炭素捕捉剤１０１によって該二酸化炭素回収塔１００内に供給した二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素が選択的に捕捉される。
【００２４】
そして、二酸化炭素捕捉剤１０１によって二酸化炭素を選択的に捕捉されて二酸化炭素を除去したガスは、二酸化炭素回収塔１００から二酸化炭素除去ガス回収流路１０３を通じて外部に排出される。
【００２５】
本実施例の二酸化炭素回収装置５０にはバルブの開閉を制御する制御装置１１２が設置されており、この制御装置１１２の制御によって、前記二酸化炭素回収塔１００から二酸化炭素を除去したガスを排出する二酸化炭素除去ガス回収流路１０３中のガスの二酸化炭素濃度が設定値に達したら、もしくは、二酸化炭素含有ガス流路１０２を通じて二酸化炭素回収塔１００に二酸化炭素含有ガスを流通させてから一定時間が経過したら、二酸化炭素含有ガス流路１０２及び二酸化炭素除去ガス回収流路１０３に設置したバルブを閉弁操作して二酸化炭素含有ガス流路１０２と二酸化炭素除去ガス回収流路１０３の流通を閉じる。
【００２６】
次に、二酸化炭素回収塔１００に内包された二酸化炭素捕捉剤１０１の再生工程について記載する。図１Ａは、二酸化炭素回収塔１００に内包した二酸化炭素捕捉剤１０１を再生する為に、前記二酸化炭素捕捉剤１０１を加熱する過程において、制御装置１１２によって操作され、二酸化炭素回収塔１００に熱媒を供給するバルブの開閉状態を示している。
【００２７】
図１Ａに示すように、二酸化炭素回収塔１００に内包された二酸化炭素捕捉剤１０１によって二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を選択的に捕捉した二酸化炭素を、該二酸化炭素捕捉剤１０１から脱離させて回収するために、制御装置１１２による制御操作によって前記二酸化炭素回収塔１００から再生用ガス凝縮器１０９に二酸化炭素及び再生用ガスを供給する二酸化炭素及び再生用ガス回収流路１０５に設置したバルブと、前記再生用ガス凝縮器１０９から二酸化炭素を外部に排出する二酸化炭素回収流路１１０に設置したバルブをそれぞれ開弁操作すると共に、二酸化炭素回収塔１００の内側を通る熱媒流路１０７及び二酸化炭素回収塔１００の外側を通る熱媒流路１０８にそれぞれ設置したバルブを開弁操作して前記熱媒流路１０７及び熱媒流路１０８に熱媒をそれぞれ流下させ、前記二酸化炭素回収塔１００に内包した二酸化炭素捕捉剤１０１を加熱する。
【００２８】
この二酸化炭素捕捉剤１０１の加熱によって前記二酸化炭素捕捉剤１０１から脱離させた二酸化炭素は、制御装置１１２による前記各バルブの開閉操作によって、二酸化炭素回収塔１００から前記二酸化炭素及び再生用ガス回収流路１０５を通じて再生用ガス凝縮器１０９に導かれ、更に前記再生用ガス凝縮器１０９から二酸化炭素回収流路１１０を通じて外部に排出されて該再生用ガス凝縮器１０９の下流側の回収装置（図示せず）によって回収される。
【００２９】
ただし、前記二酸化炭素回収塔１００の外側を通る熱媒流路１０８は、前記二酸化炭素回収塔１００の外部に配設されていても良いし、例えば、前記二酸化炭素回収塔１００の壁面内に配設されていても良い。
【００３０】
図１Ｂは、二酸化炭素回収塔１００に内包した二酸化炭素捕捉剤１０１を再生する為に、加熱された前記二酸化炭素捕捉剤１０１を再生する過程において、制御装置１１２によって操作され、二酸化炭素回収塔１００に再生ガスを供給するバルブの開閉状態を示している。
【００３１】
次に図１Ｂに示すように、制御装置１１２にはタイマー８０が設けられており、熱媒流路１０７、１０８に熱媒を流通させて前記二酸化炭素回収塔１００に内包する二酸化炭素捕捉剤１０１を加熱するために、二酸化炭素捕捉剤１０１の加熱を開始してから該二酸化炭素捕捉剤１０１の温度が所定の温度に到達するまでの所定の設定時間をカウントできるように設定している。
【００３２】
加熱工程となる前記二酸化炭素回収塔１００の内側及び外側に配設した熱媒流路１０７及び熱媒流路１０８に熱媒を流下させて前記二酸化炭素回収塔１００に内包した二酸化炭素捕捉剤１０１の加熱を開始してから、タイマー８０で設定した所定の設定時間が経過した後に、制御装置１１２による前記バルブの開閉操作によって、再生工程となる再生用ガス流路１０４を通じて外部から二酸化炭素回収塔１００内に再生用ガスを供給して流通させ、二酸化炭素捕捉剤１０１の再生を行なう。
【００３３】
この再生工程の場合、前記二酸化炭素回収塔１００の内側を通る熱媒流路１０７及び二酸化炭素回収塔１００の外側を通る熱媒流路１１０への熱媒の流通は、閉じていても良いし、閉じてなくても良い。
【００３４】
図１Ｂは、制御装置１１２による前記バルブの開閉操作によって、前記二酸化炭素回収塔１００の内側及び外側に配設した熱媒流路１０７及び熱媒流路１０８に熱媒を流下させる熱媒の流通を閉じると共に、再生用ガス流路１０４を通じて二酸化炭素回収塔１００の内側に再生用ガスの流通を開始した加熱工程における二酸化炭素回収装置５０に備えられた二酸化炭素回収塔１００に流体を給排させるバルブの開閉状態を示している。
【００３５】
制御装置１１２による制御操作によって図１Ｂに示したバルブの開閉状態に操作することによって、二酸化炭素回収塔１００に内包した二酸化炭素捕捉剤１０１周辺の二酸化炭素分圧を低下させ、二酸化炭素捕捉剤１０１から離脱する二酸化炭素の脱離を促進して、二酸化炭素捕捉剤１０１の再生率を向上させる。
【００３６】
前記二酸化炭素回収塔１００の内側及び外側に配設した熱媒流路１０７及び熱媒流路１０８に熱媒を流下させて二酸化炭素回収塔１００に内包した二酸化炭素捕捉剤１０１を加熱する加熱工程から、再生用ガス流路１０４を通じて二酸化炭素回収塔１００に再生用ガスを供給して二酸化炭素捕捉剤１０１を再生する再生工程に切り替える条件は、二酸化炭素回収塔１００に設置した温度計６０で検出した二酸化炭素回収塔１００内の二酸化炭素捕捉剤１０１の温度に基づいて制御装置１１２で演算して判断し、該制御装置１１２の制御によって前記バルブを開閉操作して切り替えても良いし、前記熱媒流路１０７及び熱媒流路１０８に熱媒を流下させて二酸化炭素回収塔１００に内包した二酸化炭素捕捉剤１０１が加熱によって設定温度に達するまでの時間を経験的に、もしくは、制御装置１１２に設けたタイマー８０に設定しておき、このタイマー８０から出力された二酸化炭素捕捉剤１０１が加熱によって設定温度に達するまでの設定時間に基づいて制御装置１１２によって前記バルブを開閉操作して切り替えても良い。
【００３７】
また、二酸化炭素捕捉剤１０１より脱離してくる出口ガス流量である二酸化炭素ガスの流量を測定して、測定したガス流量に基づいて制御装置１１２で判断して前記ガス流量が設定量以下になったら該制御装置１１２によって前記バルブを開閉操作して切り替えても良い。
【００３８】
ここで、二酸化炭素捕捉剤１０１を再生するために再生用ガス流路１０４を通じて二酸化炭素回収塔１００に供給する再生用ガスは、前記二酸化炭素回収塔１００から二酸化炭素及び再生用ガス回収流路１０５を通じて再生用ガス凝縮器１０９に流入して、この再生用ガス凝縮器１０９で容易に凝縮する再生用ガスであることが望ましい。
【００３９】
なぜなら、前記再生用ガス凝縮器１０９では、二酸化炭素回収塔１００から流入したガスから二酸化炭素をガスとして分離し、再生用ガスを液体として分離してそれぞれ回収する為である。
【００４０】
このように、再生用ガス流路１０４を通じて前記二酸化炭素回収塔１００に供給する再生用ガスとしては、大気圧で５０〜１５０℃の範囲で凝縮するガスであれば、例えば蒸気やアルコール類等の有機溶媒でも良い。
【００４１】
二酸化炭素捕捉剤１０１への被毒の観点からすると、前記二酸化炭素回収塔１００に供給する再生用ガスとしては、より望ましくは分子量５０以下の低分子量ガスとして水蒸気などがあげられる。
【００４２】
なお、５０℃未満で凝縮する再生用ガスは、再生用ガス凝縮器１０９で凝縮させるために別にエネルギーが必要となり、１５０℃より高い温度で凝縮するガスを再生用ガスとして利用すると、二酸化炭素捕捉時に前記二酸化炭素捕捉剤１０１の表面上で凝縮する可能性がある。
【００４３】
再生用ガスとして蒸気を用いる場合の二酸化炭素回収方法について、再生工程で二酸化炭素捕捉剤１０１へ最初から蒸気を流通させる場合、通常、二酸化炭素捕捉剤１０１の温度の方が、蒸気の温度よりも低いため、二酸化炭素捕捉剤１０１の表面上で蒸気が凝縮し、二酸化炭素捕捉剤１０１から二酸化炭素の脱離が阻害される課題があることが判明した。
【００４４】
すなわち、二酸化炭素捕捉剤１０１の表面上で蒸気が凝縮して二酸化炭素の脱離が阻害されると、二酸化炭素捕捉剤１０１の再生率が低下することになる。そこで、発明者らが鋭意検討を重ねた結果、予め二酸化炭素捕捉剤１０１の温度を、蒸気温度と同じ温度かそれ以上の温度まで加熱してから二酸化炭素捕捉剤１０１に蒸気を流通させることで、二酸化炭素捕捉剤の表面での蒸気凝縮を抑制し、最初から蒸気のみを二酸化炭素捕捉剤１０１に流通させた場合と比べて、二酸化炭素捕捉剤１０１から二酸化炭素の脱離量を向上させることに成功した。すなわち、二酸化炭素捕捉剤１０１の再生率向上に成功した。
【００４５】
また、予め二酸化炭素捕捉剤１０１の温度を、蒸気温度と同じ温度かそれ以上の温度まで加熱してから蒸気を流通させた場合は、再生ガスを流通させずに二酸化炭素捕捉剤１０１の加熱のみによって脱離した二酸化炭素の脱離量よりも、二酸化炭素捕捉剤１０１から脱離する二酸化炭素脱離量は多い結果も得られた。これは、二酸化炭素捕捉剤１０１周辺の二酸化炭素分圧を下げたことに起因するものである。
【００４６】
一方、本実施例の二酸化炭素回収装置においては、予め二酸化炭素捕捉剤１０１を加熱しておくことで、高温の熱源が必要な過熱蒸気ではなく、比較的低温の熱源から発生させた飽和蒸気を利用できるという長所がある。
【００４７】
この差は二酸化炭素を回収する際に必要なエネルギーに表れる。また、先に加熱をしてから二酸化炭素捕捉剤１０１へ蒸気を流通させるので、二酸化炭素捕捉剤１０１への蒸気流通量を減らすことが可能である。
【００４８】
蒸気流通量を減らすことは、再生用ガス凝縮器１０９における蒸気凝縮熱量を減らすことにつながり、運転コストの低減につながるという長所もある。
【００４９】
本実施例の二酸化炭素回収装置では、二酸化炭素捕捉剤１０１によって二酸化炭素を捕捉する捕捉工程における蒸気の凝縮を抑制することも可能である。
【００５０】
上記したように、本実施例によれば、二酸化炭素捕捉剤の再生工程で二酸化炭素回収塔内に流通させる再生用ガスの使用量を低減すると共に、二酸化炭素捕捉剤の再生率を向上する二酸化炭素回収装置を実現することができる。
【実施例２】
【００５１】
本発明の第２実施例である二酸化炭素回収塔１００を備えた二酸化炭素回収装置５０について図２Ａ〜図２Ｃを用いて説明する。
【００５２】
図２Ａ〜図２Ｃは、本発明の第２実施例である二酸化炭素回収装置における二酸化炭素回収塔１００に内包された二酸化炭素捕捉剤１０１の再生工程及び冷却工程をそれぞれ示す二酸化炭素回収装置５０の全体図である。
【００５３】
図２Ａ〜図２Ｃに示した本実施例の二酸化炭素回収装置は、図１Ａ〜図１Ｂに示した第１実施例の二酸化炭素回収装置と基本的な構成は同じであるので、両者に共通した構成の説明は省略し、相違する部分について以下に説明する。
【００５４】
図２Ａ及び図２Ｂに示した本実施例の二酸化炭素回収装置においては、図２Ｃに示す二酸化炭素捕捉剤１０１の冷却工程で、二酸化炭素捕捉剤１０１の表面で蒸気が凝縮しないように、二酸化炭素捕捉剤１０１の冷却工程において流通させる冷媒の温度調節手段１３１を設置した構成となっている。
【００５５】
図２Ａ及び図２Ｂに示した本実施例の二酸化炭素回収装置における二酸化炭素捕捉剤の再生工程までは、図１Ａ及び図１Ｂに示した第１実施例の二酸化炭素回収装置における二酸化炭素捕捉剤の再生工程と同様の流れで進むが、本実施例の二酸化炭素回収装置においては、二酸化炭素捕捉剤１０１を再生した後の次の捕捉工程である、二酸化炭素捕捉剤１０１によって二酸化炭素を捕捉する捕捉工程を実施するための準備として、二酸化炭素回収塔１００を冷却して二酸化炭素捕捉剤１０１を冷却する図２Ｃに示した冷却工程が必要となる。
【００５６】
図２Ｃに示したこの二酸化炭素捕捉剤１０１の冷却工程では、二酸化炭素回収塔１００の内側を通る冷媒流路１２４に冷媒を流通させて実施する。この二酸化炭素捕捉剤１０１の冷却工程で利用する冷媒には何を用いても良いが、毒性がない点や安価な点から水を利用することが望ましい。
【００５７】
冷却工程における冷媒の温度が、二酸化炭素捕捉剤１０１の冷却工程の後に行う二酸化炭素捕捉剤１０１によって二酸化炭素を捕捉する捕捉工程で流通する二酸化炭素含有ガス温度よりも低い場合、捕捉工程の開始時に二酸化炭素捕捉剤１０１の温度が二酸化炭素含有ガス温度よりも低くなってしまう。
【００５８】
その結果、二酸化炭素含有ガス中の蒸気が、二酸化炭素捕捉剤１０１の表面で凝縮し、二酸化炭素の捕捉を妨害する恐れがある。
【００５９】
そこで、本実施例の二酸化炭素回収装置５０では、二酸化炭素含有ガス中の蒸気が二酸化炭素捕捉剤１０１の表面で凝縮するという上記した問題を解決する為に、図２Ａ〜図２Ｃに示したように、冷却温度調節手段１３１を設置し、二酸化炭素回収塔１００の内側に配設した冷媒流路１２４に供給する冷媒の温度を二酸化炭素含有ガスの温度と同じかそれ以上となるように、二酸化炭素回収塔１００の入口側の冷媒流路１２４にバルブと温度計６５をそれぞれ設置し、この温度計６５の検出温度に基づいて前記冷却温度調節手段１３１によって二酸化炭素回収塔１００の内側に配設した冷媒流路１２４に供給する冷媒の流量を演算し、この演算した冷媒の流量となるように前記冷却温度調節手段１３１により演算した冷媒の流量となるように前記バルブの開閉を操作することによって、二酸化炭素回収塔１００の内側の冷媒流路１２４に供給する冷媒の温度を二酸化炭素含有ガスの温度と同じかそれ以上となるように制御する。
【００６０】
この結果、二酸化炭素捕捉剤１０１の捕捉工程における二酸化炭素捕捉剤１０１の表面の蒸気凝縮を抑制し、二酸化炭素捕捉剤１０１の捕捉効率の低下を抑制することが可能となる。
【００６１】
本実施例の二酸化炭素回収装置に備えた二酸化炭素回収塔１００に充填する二酸化炭素捕捉剤１０１としては、例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、セリア、ゼオライト、高分子材料、活性炭、ＭＯＦ（Molecular Organic Framework）、ＺＩＦ（Zeolitic Imidazolate Framework）等を含む高比表面積材料を使用しても良いし、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の酸化物や炭酸塩等を含む材料を使用しても良い。また、二酸化炭素捕捉剤１０１の形状としては、粒状、ハニカム状、通気性を有する板状等のいずれのものにしても良い。
【００６２】
上記したように、本実施例によれば、二酸化炭素捕捉剤の再生工程で二酸化炭素回収塔内に流通させる再生用ガスの使用量を低減すると共に、二酸化炭素捕捉剤の再生率を向上する二酸化炭素回収装置を実現することができる。
（比較例１の試験例）
次に、本発明の実施例である二酸化炭素回収装置に備えた二酸化炭素回収塔に充填した二酸化炭素捕捉剤を再生させる試験に関して、再生工程の過程が熱媒の供給による二酸化炭素捕捉剤の加熱のみを行った場合を比較例１の試験例として説明する。
【００６３】
比較例１として、本発明の実施例の二酸化炭素回収装置５０に備えた二酸化炭素回収塔１００に充填されて使用した二酸化炭素捕捉剤１０１と同じ材質の二酸化炭素捕捉剤１３３を用いて、５０℃、二酸化炭素分圧１３ｋＰａ下で捕捉平衡に達した二酸化炭素捕捉剤１３３に対して、１４０℃の飽和水蒸気を流通させて前記二酸化炭素捕捉剤１３３を再生させる試験について、図３に示した二酸化炭素捕捉剤の試験装置を用いて説明する。
【００６４】
二酸化炭素捕捉剤１３３としては、第一稀元素製高比表面積セリア（ＨＳ）を用いた。０．５〜１．０ｍｍの粒状に成型した二酸化炭素捕捉剤１３３を１６ｃｍ３用意し、内径約１ｃｍの反応管１３２内に充填して、以下の試験を実施した。
【００６５】
図３に、この比較例１で使用した二酸化炭素捕捉剤の試験装置の概略図を示す。図３に示した二酸化炭素捕捉剤の試験装置において、まず、二酸化炭素捕捉剤１３３に対して、３００℃で窒素を二時間流通させて、二酸化炭素捕捉剤１３３を清浄にしておく。
【００６６】
次に、捕捉工程で二酸化炭素捕捉剤１３３を捕捉平衡に至らせるために、二酸化炭素含有ガスを５０℃に設定した恒温槽１３８内のバブリング用ポット１３７を経由させて、水蒸気を含んだ二酸化炭素含有ガスとして、二酸化炭素及び水蒸気含有ガス流路１３４を通じて反応管１３２に流通させ、この反応管１３２に充填した二酸化炭素捕捉剤１３３に接触させる。
【００６７】
また、反応管１３２を加熱するために該反応管１３２の外周側に設置したヒータ１４４の温度を５０℃に設定しておく。反応管１３２の出口ガスの二酸化炭素濃度は、反応管１３２の下流側に設置され、１０℃に設定した冷却水槽１３９で冷却した蒸気回収用水槽１４０を経由させて蒸気を除去した後、該蒸気回収用水槽１４０の下流側に設置した二酸化炭素濃度計１４１で計測し、流量測定及び記録手段１４２で記録する。
【００６８】
この時、前記蒸気回収用水槽１４０から前記流量測定及び記録手段１４２側へつながる流路のバルブ１４３は閉止しておく。
【００６９】
そして、前記二酸化炭素濃度計１４１で検出した二酸化炭素濃度が反応管１３２の入口ガスと同じ二酸化炭素濃度を示してから十分な時間が経過した時点で、二酸化炭素捕捉剤１３３の捕捉工程を終了し、二酸化炭素含有ガスの流通を停止する。
【００７０】
次に二酸化炭素捕捉剤１３３の再生工程について説明する。
【００７１】
二酸化炭素捕捉剤１３３の捕捉工程の終了と同時に、水蒸気発生器１３６で発生した１４０℃、０．３６ＭＰａ（ゲージ圧で０．２６ＭＰａ）の飽和蒸気を、該水蒸気発生器１３６から水蒸気流路１３５を通じて反応管１３２に流通させる。
【００７２】
この際、ヒータ１４４の出力はＯＦＦにして、前記反応管１３２から前記蒸気回収用水槽１４０を経由して二酸化炭素濃度計１４１へつながる流路の設置したバルブ１４３を閉止し、前記蒸気回収用水槽１４０を経由して流量測定及び記録手段１４２へつながる流路のバルブを開く。
【００７３】
また、前記蒸気回収用水槽１４０を経由して流量測定及び記録手段１４２へつながる流路で前記流量測定及び記録手段１４２の上流側に設置した圧力調節弁１４５を０．３６ＭＰａ（ゲージ圧で０．２６ＭＰａ）に設定しておく。
【００７４】
反応管１３２内の二酸化炭素捕捉剤１３３の温度上昇と、反応管１３２内のガスの水蒸気による置換によって、二酸化炭素捕捉剤１３３から脱離した二酸化炭素は、前記反応管１３２から蒸気回収用水槽１４０を経由して流量測定及び記録手段１４２に流通する。
【００７５】
このドライベースの出口ガス流量（反応管１３２の出口ガス流量）から、二酸化炭素捕捉剤１３３から脱離した二酸化炭素脱離量を、計測した二酸化炭素流量を積算して算出し、（式１）で二酸化炭素捕捉剤の再生率を計算した。
【００７６】
（再生率）＝（二酸化炭素脱離量）／（二酸化炭素捕捉量）×１００  ・・・（式１）
その結果、３００℃で前処理（３００℃で窒素を二時間流通させる処理）した時の二酸化炭素捕捉量に対して、二酸化炭素捕捉剤１３３の再生率は４１％であった。ここで、
二酸化炭素捕捉量：３００℃で窒素を二時間流通させた後に、５０℃、二酸化炭素分圧１３ｋＰａの二酸化炭素含有ガスを流通させた時の二酸化炭素捕捉量。
【００７７】
二酸化炭素脱離量：１４０℃の飽和蒸気を十分な時間流した時の二酸化炭素脱離量。
【００７８】
この結果、後述する図４の二酸化炭素捕捉剤再生率における比較例１として示したように、二酸化炭素捕捉剤１３３の再生率は４１％程度しか得られなかった。
（比較例２の試験例）
次に、本発明の実施例である二酸化炭素回収装置に備えた二酸化炭素回収塔に充填した二酸化炭素捕捉剤を再生させる試験に関して、再生工程の過程が再生用ガスの供給のみの場合を比較例２の試験例として説明する。
【００７９】
比較例２として、本発明の実施例の二酸化炭素回収装置５０に備えた二酸化炭素回収塔１００に充填されて使用した二酸化炭素捕捉剤１０１と同じ材質の二酸化炭素捕捉剤１３３を用いて、５０℃、二酸化炭素分圧１３ｋＰａ下で捕捉平衡に達した二酸化炭素捕捉剤１３３に対して、１４０℃のヒータで加熱することで、該二酸化炭素捕捉剤１３３を再生させる試験について、図３に示した二酸化炭素捕捉剤の試験装置を用いて説明する。
【００８０】
比較例１と同様、二酸化炭素捕捉剤１３３としては、第一稀元素製高批表面積セリア（ＨＳ）を用いた。０．５〜１．０ｍｍの粒状に成型した二酸化炭素捕捉剤１３３を１６ｃｍ３用意し、内径約１ｃｍの反応管１３２内に充填して、以下の試験を実施した。使用した試験装置の概略図は、比較例１と同様で図３に示したものである。
【００８１】
図３に、比較例２で使用した二酸化炭素捕捉剤の試験装置の概略図を示す。図３に示した二酸化炭素捕捉剤の試験装置において、まず、二酸化炭素捕捉剤１３３に対して、３００℃で窒素を二時間流通させて、二酸化炭素捕捉剤を清浄にしておく。
【００８２】
次に、捕捉工程で二酸化炭素捕捉剤１３３を捕捉平衡に至らせるために、二酸化炭素含有ガスを５０℃に設定した恒温槽１３８中のバブリング用ポット１３７を経由させて、水蒸気を含んだ二酸化炭素含有ガスとして、二酸化炭素及び水蒸気含有ガス流路１３４を通じて反応管１３２に流通させ、この反応管１３２に充填した二酸化炭素捕捉剤１３３に接触させる。
【００８３】
また、反応管１３２を加熱するために該反応管１３２の外周側に設置したヒータ１４４の温度を５０℃に設定しておく。反応管１３２の出口ガスの二酸化炭素濃度は、反応管１３２の下流側に設置され、１０℃に設定した冷却水槽１３９で冷却した蒸気回収用水槽１４０を経由させて蒸気を除去した後、該蒸気回収用水槽１４０の下流側に設置した二酸化炭素濃度計１４１で計測し、流量測定及び記録手段１４２で記録する。
【００８４】
この時、前記蒸気回収用水槽１４０から前記流量測定及び記録手段１４２側へつながる流路のバルブ１４３は閉止しておく。
【００８５】
そして、前記二酸化炭素濃度計１４１で検出した二酸化炭素濃度が反応管１３２の入口ガスと同じ二酸化炭素濃度を示してから十分な時間が経過した時点で、二酸化炭素捕捉剤１３３の捕捉工程を終了し、二酸化炭素含有ガスの流通を停止する。ここまでは、比較例１の場合と同じである。
【００８６】
そして、二酸化炭素捕捉剤１３３の捕捉工程の終了と同時に、恒温槽１３８内のバブリング用ポット１３７から二酸化炭素及び蒸気含有ガスを、二酸化炭素及び蒸気含有ガス流路１３４のバルブを開いて、二酸化炭素捕捉剤１３３を充填した反応管１３２に供給する。
【００８７】
冷却水槽１３９内の蒸気回収用水槽１４０を経由して前記反応管１３２から反応管１３２の出口ガスを二酸化炭素濃度計１４１へつながる流路のバルブを閉じ、流量測定及び記録手段１４２へつながる流路のバルブを開く。
【００８８】
また、前記蒸気回収用水槽１４０を経由して流量測定及び記録手段１４２へつながる流路で前記流量測定及び記録手段１４２の上流側に設置した圧力調節弁１４５を０．１０ＭＰａ（ゲージ圧で０．００ＭＰａ）に設定しておき、反応管１３２を加熱するために該反応管１３２の外周側に設置したヒータ１４４の温度を１４０℃に設定する。
【００８９】
反応管１３２内の二酸化炭素捕捉剤１３３の温度上昇によって、二酸化炭素捕捉剤１３３から脱離した脱離した二酸化炭素は、前記反応管１３２から蒸気回収用水槽１４０を経由して流量測定及び記録手段１４２に流通するが、この蒸気回収用水槽１４０を経由することで１０℃に冷却されて、流量測定及び記録手段１４２に流通することになる。
【００９０】
この反応管１３２の出口ガス流量から、二酸化炭素捕捉剤１３３から脱離した二酸化炭素量を算出し、二酸化炭素捕捉剤１３３の再生率を、比較例１と同様に、前記した（式１）で計算した。
【００９１】
その結果、後述する図４の二酸化炭素捕捉剤再生率における比較例２として示したように、３００℃で前処理した時の二酸化炭素捕捉量に対して、二酸化炭素捕捉剤１３３の再生率は６１％であった。
（実施例の試験例）
次に、本発明の実施例である二酸化炭素回収装置に備えた二酸化炭素回収塔に充填した二酸化炭素捕捉剤を再生させる試験に関して、再生工程の過程において、予め二酸化炭素捕捉剤１３３に熱媒を供給して加熱し、その後に、二酸化炭素捕捉剤１３３に再生用ガスの供給を行った再生工程の場合の試験を実施例の試験例として説明する。
【００９２】
本発明の実施例の二酸化炭素回収装置５０に備えた二酸化炭素回収塔１００に充填されて使用した二酸化炭素捕捉剤１０１と同じ材質の二酸化炭素捕捉剤１３３を用いて、この二酸化炭素捕捉剤１３３を再生させる試験における実施例として、５０℃、二酸化炭素分圧１３ｋＰａ下で捕捉平衡に達した本発明の実施例に用いる二酸化炭素捕捉剤１３３を１４０℃のヒータで加熱した後に、１４０℃の飽和水蒸気を流通させることで、二酸化炭素捕捉剤を再生させる二酸化炭素捕捉剤の再生試験について説明する。
【００９３】
比較例１及び比較例２と同様に、この実施例としての試験では、二酸化炭素捕捉剤１３３として、第一稀元素製高比表面積セリア（ＨＳ）を用いた。
【００９４】
０．５〜１．０ｍｍの粒状に成型した二酸化炭素捕捉剤１３３を１６ｃｍ３用意し、内径約１ｃｍの反応管１３２内に充填して、以下の試験を実施した。この実施例として使用した試験装置の概略図は、比較例１及び比較例２で使用した試験装置と同様のものであり、使用した二酸化炭素捕捉剤１３３の試験装置の概略図を図３に示す。
【００９５】
この実施例では、図３に示した二酸化炭素捕捉剤１３３の試験装置において、まず、二酸化炭素捕捉剤１３３に対して、３００℃で窒素を二時間流通させて、二酸化炭素捕捉剤１３３を清浄にしておく。
【００９６】
次に、捕捉工程で二酸化炭素捕捉剤を捕捉平衡に至らせるために、二酸化炭素含有ガスを５０℃に設定した恒温槽１３８中のバブリング用ポット１３７を経由させて、水蒸気を含んだ二酸化炭素含有ガスとして、反応管１３２に流通させて、二酸化炭素捕捉剤１３３に接触させる。
【００９７】
また、ヒータ１４４の温度を５０℃に設定しておく。反応管１３２の出口ガスの二酸化炭素濃度は、１０℃に設定した冷却水槽１３９で冷却した蒸気回収用水槽１４０を経由させて蒸気を除去した後、二酸化炭素濃度計１４１で計測する。
【００９８】
この時、流量測定及び記録手段１４２側へつながるバルブ１４３は閉止しておく。二酸化炭素濃度計１４１が反応管１３２の入口ガスと同じ濃度を示してから十分な時間が経過した時点で、捕捉工程を終了し、二酸化炭素含有ガスの流通を停止する。ここまでは、比較例１及び比較例２と同じである。
【００９９】
捕捉工程終了と同時に、二酸化炭素及び蒸気含有ガス流路１３４のバルブ、及び二酸化炭素濃度計１４１へつながるバルブを閉じ、流量測定及び記録手段１４２へつながるバルブを開く。
【０１００】
また、圧力調節弁１４５を０．１０ＭＰａ（ゲージ圧で０．００ＭＰａ）に設定しておき、ヒータ１４４の温度を１４０℃に設定する。反応管１３２内の二酸化炭素捕捉剤１３３の温度上昇によって脱離した二酸化炭素は、蒸気回収用水槽１４０を経由することで１０℃に冷却されて、流量測定及び記録手段１４２に流通する。この時の出口ガス流量の積算値から二酸化炭素捕捉量ａを算出した。
【０１０１】
二酸化素捕捉剤１３３の温度が１４０℃まで上昇した後、圧力調節弁１４５を０．３６ＭＰａ（ゲージ圧で０．２６ＭＰａ）に設定し、水蒸気発生器１３６で作成しておいた１４０℃、０．３６ＭＰａ（ゲージ圧で０．２６ＭＰａ）の飽和蒸気を、水蒸気流路１３５を経由させて、反応管１３２へ流通する。
【０１０２】
この際、ヒータ１４４の出力はＯＦＦにする。反応管１３２内の二酸化炭素分圧が、水蒸気による置換によって低下し、脱離した二酸化炭素は、蒸気回収用水槽１４０を経由し、流量測定及び記録手段１４２に流通する。
【０１０３】
この時の出口ガス流量積算値から二酸化炭素捕捉量ｂを算出した。二酸化炭素捕捉量ａ及び二酸化炭素捕捉量ｂの和を、実施例の場合の二酸化炭素捕捉量とした。二酸化炭素捕捉剤の再生率は前述した（式１）で計算した結果、後述する図４の二酸化炭素捕捉剤再生率における実施例として示したように、３００℃で前処理した時の二酸化炭素捕捉量に対して、二酸化炭素捕捉剤の再生率は７８％であった。
【０１０４】
図４に本実施例の二酸化炭素捕捉剤１３３に対して、比較例１、比較例２及び実施例の各場合として、二酸化炭素捕捉剤を再生させる試験を行った場合の二酸化炭素捕捉剤の再生率をそれぞれ示す。
【０１０５】
比較例１、比較例２及び実施例による二酸化炭素捕捉剤１３３の各再生方法によれば、図４に示した二酸化炭素捕捉剤１３３の再生率から明らかなように、比較例１の場合の二酸化炭素捕捉剤１３３の再生方法では、二酸化炭素捕捉剤１３３の温度も上がり反応管１３２内の二酸化炭素分圧も低下するが、二酸化炭素捕捉剤１３３の表面で水蒸気の凝縮が起きて、凝縮した水が二酸化炭素脱離を妨害するカバーとなるため、二酸化炭素捕捉剤１３３の再生率は、図４に示したように、４１％と低い。
【０１０６】
比較例２の二酸化炭素捕捉剤１３３の再生方法では、二酸化炭素捕捉剤１３３の表面で水蒸気の凝縮は起きないが、二酸化炭素捕捉剤１３３の周辺の二酸化炭素分圧が高いままとなるため、二酸化炭素捕捉剤１３３の再生率は、図４に示したように、６１％であり、後述する実施例の二酸化炭素捕捉剤の再生方法と比べて低い二酸化炭素捕捉剤１３３の再生率となる。
【０１０７】
これに対して、実施例による二酸化炭素捕捉剤１３３の再生方法では、予め二酸化炭素捕捉剤１３３を加熱しておき、次に、再生用ガスを二酸化炭素捕捉剤１３３に供給することで、二酸化炭素捕捉剤１３３の表面で水蒸気が凝縮することを抑制でき、かつ、水蒸気によって二酸化炭素捕捉剤１３３の周辺の二酸化炭素分圧を低下させることができるため、図４に実施例として示したように、二酸化炭素捕捉剤１３３の再生率は、７８％となり、比較例１及び比較例２の二酸化炭素捕捉剤１３３の再生方法のいずれと比べても、図４に示した如く、実施例の二酸化炭素捕捉剤１３３の再生率として再生率７８％という高い値を得ることができる。
【０１０８】
このことから、二酸化炭素捕捉剤の再生率の観点から、実施例として示した二酸化炭素回収装置で使用する二酸化炭素捕捉剤の再生方法において、二酸化炭素捕捉剤１３３を先に加熱しておいてから、再生用ガスで二酸化炭素捕捉剤１３３の周辺をパージするという方法は優れていると考えられる。
【０１０９】
また、再生用ガスとして飽和蒸気を利用できる点でも優れている。
【０１１０】
この実施例としての二酸化炭素捕捉剤１３３の再生方法は、比較例１の二酸化炭素捕捉剤１３３の再生方法と比べて反応管１３２に蒸気を流通させる量を減らせるため、二酸化炭素と水蒸気を気液分離する際にロスとなる凝縮熱量を減らせることから、運転コストを下げられる点でも優れている。
【０１１１】
上記したように、本実施例によれば、二酸化炭素捕捉剤の再生工程で二酸化炭素回収塔内に流通させる再生用ガスの使用量を低減すると共に、二酸化炭素捕捉剤の再生率を向上する二酸化炭素回収装置を実現することができる。
【実施例３】
【０１１２】
次に本発明の第３実施例である二酸化炭素回収塔１００を備えた二酸化炭素回収装置５０における二酸化炭素捕捉剤１０１の再生工程について、基本的な構成が同じである第１実施例の図１Ａ及び図１Ｂを用いて詳細に説明する。
【０１１３】
第３実施例の二酸化炭素回収装置は、図１Ａ〜図１Ｂに示した第１実施例の二酸化炭素回収装置と基本的な構成は同じであるので、両者に共通した構成の説明は省略し、相違する部分について以下に説明する。
【０１１４】
第３実施例の二酸化炭素回収装置は、図１Ａ及び図１Ｂに示した第１実施例の二酸化炭素回収装置５０と同様に、二酸化炭素回収装置５０の二酸化炭素回収塔１００に充填され、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を選択的に捕捉した二酸化炭素捕捉剤１０１を再生させる二酸化炭素捕捉剤の再生工程を示すものである。
【０１１５】
第３実施例の二酸化炭素回収装置５０では、二酸化炭素回収塔１００に充填した二酸化炭素捕捉剤１０１を加熱して、該二酸化炭素回収塔１００の測定点の二酸化炭素捕捉剤１０１の温度が該二酸化炭素捕捉剤１０１を再生させる再生用ガス温度よりも高い温度となったことを検出した場合に、二酸化炭素捕捉剤１０１を再生するために、外部から再生用ガス流路１０４を通じて二酸化炭素回収塔１００に再生用ガスを流通させる再生用ガスの流量を調節する制御装置１１２を備えた本実施例の二酸化炭素回収装置による二酸化炭素捕捉剤１０１の再生工程について、第１実施例の二酸化炭素回収装置の場合と同様に、図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。
【０１１６】
第３実施例の二酸化炭素回収装置５０では、二酸化炭素捕捉剤１０１を再生するために、外部から再生用ガス流路１０４を通じて二酸化炭素回収塔１００に再生用ガスを流通させる再生用ガスとして水蒸気を使用した場合について説明する。
【０１１７】
図１Ａ及び図１Ｂに示した実施例と同じ構成となる第３実施例の二酸化炭素回収装置５０において、二酸化炭素回収塔１００には二酸化炭素捕捉剤１０１が内包している。
【０１１８】
二酸化炭素含有ガス流路１０２を通じて二酸化炭素回収塔１００に供給されている二酸化炭素含有ガスから、二酸化炭素回収塔１００に充填された二酸化炭素捕捉剤１０１によって二酸化炭素を選択的に捕捉する二酸化炭素の捕捉工程では、二酸化炭素含有ガス流路１０２より二酸化炭素含有ガスが二酸化炭素回収塔１００内に流入し、二酸化炭素回収塔１００内の二酸化炭素捕捉剤１０１によって二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素が選択的に捕捉される。
【０１１９】
そして二酸化炭素捕捉剤１０１による二酸化炭素の選択的な捕捉によって二酸化炭素を除去したガスは、二酸化炭素回収塔１００から二酸化炭素除去ガス回収流路１０３を通じて外部に排出される。
【０１２０】
前記二酸化炭素回収塔１００には二酸化炭素濃度計６０が設置されており、この二酸化炭素濃度計６０によって検出した二酸化炭素回収塔１００内の二酸化炭素捕捉剤１０３を流通する二酸化炭素除去ガスの二酸化炭素濃度が設定量を超えたことを検出した場合、もしくは再生用ガス流路１０４を通じて前記二酸化炭素回収塔１００に二酸化炭素含有ガスを流通させてから設定時間が経過した場合に、前記バルブを開閉操作して二酸化炭素含有ガス流路１０２及び二酸化炭素除去ガス回収流路１０３に設けたバルブを閉弁操作して前記二酸化炭素含有ガス流路１０２及び二酸化炭素除去ガス回収流路１０３の流通を閉じる制御装置１１２が設置されている。
【０１２１】
次に、第３実施例の二酸化炭素回収装置５０において、二酸化炭素回収塔１００に内包された二酸化炭素捕捉剤１０１を再生させる二酸化炭素捕捉剤１０１の再生工程について説明する。
【０１２２】
図１Ａは、二酸化炭素回収塔１００に内包した二酸化炭素捕捉剤１０１を再生する為に、前記二酸化炭素捕捉剤１０１を加熱する過程におけるバルブ開閉状態を示している。
【０１２３】
二酸化炭素回収塔１００に内包された二酸化炭素捕捉剤１０１によって二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を選択的に捕捉された二酸化炭素を、該二酸化炭素捕捉剤１０１から脱離させて回収するために、制御装置１１２による制御操作によって前記二酸化炭素回収塔１００から再生用ガス凝縮器１０９に二酸化炭素及び再生用ガスを供給する二酸化炭素及び再生用ガス回収流路１０５と、前記再生用ガス凝縮器１０９から二酸化炭素を外部に排出する二酸化炭素回収流路１１０にそれぞれ設置したバルブを開弁操作すると共に、二酸化炭素回収塔１００の内側を通る熱媒流路１０７及び二酸化炭素回収塔１００の外側を通る熱媒流路１０８にそれぞれ設置したバルブを開弁操作して前記熱媒流路１０７及び熱媒流路１０８に熱媒をそれぞれ流下させ、前記二酸化炭素回収塔１００に内包した二酸化炭素捕捉剤１０１を加熱する。
【０１２４】
この二酸化炭素捕捉剤１０１の加熱によって前記二酸化炭素捕捉剤１０１から脱離させた二酸化炭素は、制御装置１１２による前記バルブの開閉操作によって、二酸化炭素回収塔１００から前記二酸化炭素及び再生用ガス回収流路１０５を通じて再生用ガス凝縮器１０９に導かれ、更に前記再生用ガス凝縮器１０９から二酸化炭素回収流路１１０を通じて外部に排出されて該再生用ガス凝縮器１０９の下流側の回収装置（図示せず）によって回収される。
【０１２５】
前記二酸化炭素回収塔１００の内側及び外側に配設した熱媒流路１０７及び熱媒流路１０８に熱媒を流下させて前記二酸化炭素回収塔１００に内包した二酸化炭素捕捉剤１０１の加熱を開始してから設定時間が経過した後、もしくは測定点の二酸化炭素捕捉剤１０１が再生用ガスの温度よりも高い温度に到達した後に、図１Ｂに示したように、制御装置１１２による前記バルブの開閉操作によって、再生用ガス流路１０４を通じて二酸化炭素回収塔１００内に再生用ガスを流通させる。
【０１２６】
前記二酸化炭素回収塔１００内を通る熱媒流路１０７及び二酸化炭素回収塔１００外を通る熱媒流路１１０への熱媒の流通は、閉じていても良いし、閉じてなくても良い。
【０１２７】
図１Ｂに示したように、制御装置１１２による前記バルブの開閉操作によって、前記二酸化炭素回収塔１００の内側及び外側に配設した熱媒流路１０７及び熱媒流路１０８に熱媒を流下させる熱媒の流通を閉じると共に、再生用ガス流路１０４を通じて二酸化炭素回収塔１００内に再生用ガスの流通を開始した場合における二酸化炭素回収装置５０に備えられた二酸化炭素回収塔１００のバルブの開閉状態を示している。
【０１２８】
制御装置１１２で前記バルブを図１Ｂに示したバルブの開閉状態に操作することによって、二酸化炭素回収塔１００に内包した二酸化炭素捕捉剤１０１周辺の二酸化炭素分圧を低下させ、二酸化炭素捕捉剤１０１から離脱する二酸化炭素の脱離を促進して、二酸化炭素捕捉剤１０１の再生率を向上させている。
【０１２９】
上記した第３実施例の二酸化炭素回収装置５０において、二酸化炭素回収装置５０に備えられた二酸化炭素回収塔１００に内包する二酸化炭素捕捉剤１０１を再生する再生工程について説明する。
【０１３０】
前述した比較例１に示した加熱をせずに二酸化炭素捕捉剤１０１を再生する再生用ガスとして水蒸気を流通させて二酸化炭素捕捉剤１０１を再生する再生方法と比べると、上記したように本実施例の二酸化炭素回収装置における二酸化炭素捕捉剤を再生する再生工程では、二酸化炭素捕捉剤１０１の表面での凝縮を抑制できるため、二酸化炭素捕捉剤１０１の再生率を向上させることができる。
【０１３１】
また、二酸化炭素捕捉剤１０１の再生時に二酸化炭素回収塔１００から二酸化炭素及び再生用ガス回収流路１０５を通じて再生用ガス凝縮器１０９に流入する再生ガスとしての水蒸気の割合を減らし、蒸気凝縮熱量のロスを低減することが可能であるという長所がある。
【０１３２】
比較例２に示した再生用ガスとなる水蒸気を流通させずに、加熱のみによって二酸化炭素捕捉剤１０１を再生する再生方法と比べると、第３実施例の二酸化炭素回収装置における二酸化炭素捕捉剤１０１を再生する再生工程では、再生用ガスとしての水蒸気の流通によって二酸化炭素捕捉剤１０１周辺の二酸化炭素分圧を低下させることが可能であり、二酸化炭素捕捉剤１０１からの二酸化炭素の脱離を促進し、二酸化炭素捕捉剤１０１の再生率を向上させることが出来る。
【０１３３】
上記したように、本実施例によれば、二酸化炭素捕捉剤の再生工程で二酸化炭素回収塔内に流通させる再生用ガスの使用量を低減すると共に、二酸化炭素捕捉剤の再生率を向上する二酸化炭素回収装置を実現することができる。
【実施例４】
【０１３４】
次に本発明の第４実施例である二酸化炭素回収塔１００を備えた二酸化炭素回収装置５０における二酸化炭素捕捉剤１０１の再生工程について、基本的な構成が同じである第２実施例の図２Ａ〜図２Ｃを用いて詳細に説明する。
【０１３５】
第４実施例の二酸化炭素回収装置は、図２Ａ〜図２Ｃに示した第２実施例の二酸化炭素回収装置と基本的な構成は同じであるので、両者に共通した構成の説明は省略し、相違する部分について以下に説明する。
【０１３６】
第４実施例の二酸化炭素回収装置は、図２Ａ〜図２Ｃに示した第２実施例の二酸化炭素回収装置５０と同様に、二酸化炭素回収装置５０の二酸化炭素回収塔１００に充填され、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を選択的に捕捉した二酸化炭素捕捉剤１０１を再生させる二酸化炭素捕捉剤の再生工程及びその後の冷却工程を示すものである。
【０１３７】
図２Ａ〜図２Ｃは、本発明の第４実施例である二酸化炭素回収装置における二酸化炭素回収塔１００に内包された二酸化炭素捕捉剤１０１の再生工程及び冷却工程をそれぞれ示す二酸化炭素回収装置５０の全体図である。
【０１３８】
図２Ａ〜図２Ｃに示した第４実施例である二酸化炭素回収装置５０の二酸化炭素捕捉剤１０１の再生工程及び二酸化炭素捕捉剤１０１の冷却工程において、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を選択的に捕捉した二酸化炭素捕捉剤１０１を再生させるために、二酸化炭素回収塔１００に充填した二酸化炭素捕捉剤１０１を加熱した後に、前記二酸化炭素捕捉剤１０１を収容した二酸化炭素回収塔１００に再生用ガスを流通させて前記二酸化炭素捕捉剤１０１から二酸化炭素を回収する所までは、実施例２の二酸化炭素回収装置の場合と同じである。
【０１３９】
そして、二酸化炭素捕捉剤１０１を再生する再生工程の終了時に、再生工程で二酸化炭素捕捉剤１０１を加熱したことによって前記二酸化炭素捕捉剤１０１の温度が、捕捉工程の開始時よりも高くなっており、このため、二酸化炭素捕捉剤１０１を冷却しなければ二酸化炭素捕捉剤１０１は二酸化炭素をほとんど捕捉できないことになる。従って、二酸化炭素捕捉剤１０１の冷却工程が必要である。
【０１４０】
そこで、第４実施例の二酸化炭素回収装置５０において、二酸化炭素捕捉剤１０１を再生する再生工程の後の工程となる図２Ｃに示された二酸化炭素捕捉剤１０１を冷却する冷却工程で、外部から冷却用ガス流路１２０を通じて二酸化炭素捕捉剤１０１を充填した二酸化炭素回収塔１００に冷却用ガスを導入し、二酸化炭素捕捉剤１０１を冷却した後の冷却用ガスを前記二酸化炭素回収塔１００から冷却用ガス出口流路１２１を通じて外部に排出し、この冷却用ガスを回収する。
【０１４１】
また、同時に、図２Ｃに示されたように、該二酸化炭素回収塔１００に充填した二酸化炭素捕捉剤１０１を冷却するために、前記二酸化炭素回収塔１００の内側に配設された冷媒流路１２４内に冷媒と冷却用ガスを流下させて二酸化炭素捕捉剤１０１を冷却する。
【０１４２】
ただし、二酸化炭素捕捉剤１０１を冷却する冷却工程の次の工程となる、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を捕捉する二酸化炭素捕捉剤１０１の捕捉工程において、二酸化炭素含有ガス中に水蒸気が存在する場合に、二酸化炭素捕捉剤１０１中に二酸化炭素含有ガス温度よりも低い温度まで冷却された箇所が存在すると、その箇所で二酸化炭素含有ガス中の水蒸気が凝縮することになる。
【０１４３】
そして、この二酸化炭素含有ガス中の水蒸気が凝縮することによって、二酸化炭素捕捉剤１０１の二酸化炭素捕捉量が低下するという懸念がある。
【０１４４】
そこで、第４実施例の二酸化炭素回収装置５０においては、図２Ｃに示されたように、本実施例の二酸化炭素回収装置５０に冷媒と冷却用ガスの温度調節手段１３１を設置し、二酸化炭素回収塔１００の内側に配設した冷媒流路１２４に供給する冷媒と冷却用ガスの温度を二酸化炭素含有ガスの温度と同じかそれ以上となるように、二酸化炭素回収塔１００の入口側の冷媒流路１２４にバルブと温度計６５をそれぞれ設置する。
【０１４５】
そして、前記温度計６５の検出温度に基づいて前記冷却温度調節手段１３１によって二酸化炭素回収塔１００の内側に配設した冷媒流路１２４に供給する冷媒の流量を演算し、この演算した冷媒の流量となるように前記バルブの開閉を操作することによって、二酸化炭素回収塔１００の内側の冷媒流路１２４に供給する冷媒と冷却用ガスの温度を二酸化炭素含有ガスの温度と同じかそれ以上となるように制御する。
【０１４６】
この結果、二酸化炭素捕捉剤１０１の捕捉工程における二酸化炭素捕捉剤１０１の表面の蒸気凝縮を抑制し、二酸化炭素捕捉剤１０１の捕捉効率の低下を抑制することが可能となる。
【０１４７】
そして、二酸化炭素捕捉剤１０１の捕捉効率低下を抑制することができるという点で、冷媒及び冷却用ガスの温度調節手段がない場合と比べて二酸化炭素捕捉効率が高くなり優れた効果を奏することができる。
【０１４８】
上記したように、本実施例によれば、二酸化炭素捕捉剤の再生工程で二酸化炭素回収塔内に流通させる再生用ガスの使用量を低減すると共に、二酸化炭素捕捉剤の再生率を向上する二酸化炭素回収装置を実現することができる。
【符号の説明】
【０１４９】
５０：二酸化炭素回収装置、６０、６５：温度計、７０：二酸化炭素濃度計、８０：タイマー、１００：二酸化炭素回収塔、１０１：二酸化炭素捕捉剤、１０２：二酸化炭素含有ガス流路、１０３：二酸化炭素除去ガス回収流路、１０４：再生用ガス流路、１０５：二酸化炭素及び再生用ガス回収流路、１０６、１３０：開閉バルブ、１０７、１０８：熱媒流路、１０９：再生用ガス凝縮器、１１０：二酸化炭素回収流路、１１１：液化再生用ガス回収流路、１１２：制御装置、１１３：通信ライン、１２０：冷却用ガス流路、１２１：冷却用ガス出口流路、１２４：冷媒流路、１３１：冷媒温度調節手段、１３２：二酸化炭素回収塔、１３３：二酸化炭素捕捉剤、１３４：二酸化炭素及び水蒸気含有ガス流路、１３５：水蒸気流路、１３６：水蒸気発生器、１３７：バブリング用ポット、１３８：恒温槽、１３９：冷却水槽、１４０：蒸気回収用水槽、１４１：二酸化炭素濃度計、１４２：流量測定及び記録手段、１４３：バルブ、１４４：ヒータ、１４５：圧力調節弁。
【図１Ａ】
2014181162.tif 000003
【図１Ｂ】
2014181162.tif 000004
【図２Ａ】
2014181162.tif 000005
【図２Ｂ】
2014181162.tif 000006
【図２Ｃ】
2014181162.tif 000007
【図３】
2014181162.tif 000008
【図４】
2014181162.tif 000009