(57)【要約】【課題】極めて生成速度が遅い低温でのガスハイドレート生成反応を向上する。ＬＮＧのガス化時に捨てられている未利用冷熱を回収して、その冷熱を有効に利用することにより、エネルギー消費の少ない二酸化炭素回収方法を提供する。【解決手段】排ガス中の二酸化炭素をガスハイドレート化して回収する二酸化炭素回収方法。前記排ガス１を、液化天然ガスｂを燃料とする施設の液化天然ガスの冷熱を利用して所定の温度に冷却する工程と、前記液化天然ガスｂの冷熱を利用して所定の温度に冷却した微細氷生成器２３内に水を噴霧して微細氷ｉを生成する工程と、前記微細氷ｉと所定温度に冷却後の排ガス１ｆとをガスハイドレート生成器１４に導入して、微細氷ｉと排ガス１中の二酸化炭素を反応させて二酸化炭素ハイドレートｃを生成する工程とからなる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中の二酸化炭素をガスハイドレート化して回収する二酸化炭素回収方法において、前記排ガスを、液化天然ガスを燃料とする施設の液化天然ガスの冷熱を利用して所定の温度に冷却する工程と、前記液化天然ガスの冷熱を利用して所定の温度に冷却した微細氷生成器内に水を噴霧して微細氷を生成する工程と、前記微細氷と所定温度に冷却後の排ガスとをガスハイドレート生成器に導入して、微細氷と排ガス中の二酸化炭素を反応させて二酸化炭素ハイドレートを生成する工程とからなる排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収方法。
【請求項２】
液化天然ガスの冷熱を利用して−７０℃〜−１００℃程度に冷却した排ガスを、粒径が０．１〜１０μｍ程度の微細氷と反応させることを特徴とする請求項１記載の排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素分離回収方法。
【請求項３】
排ガス中の二酸化炭素を水と反応させて二酸化炭素ハイドレートを生成する二酸化炭素回収装置であって、前記水を噴霧するスプレーノズルと、該スプレーノズルから噴霧された微粒子状の水滴を液化天然ガスの冷熱を利用して凍結させ、微細氷を生成する微細氷生成器と、前記微細氷と液化天然ガスの冷熱によって冷却された排ガスとを導入して二酸化炭素ハイドレートを生成するガスハイドレート生成器とから成る排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置。
【請求項４】
ガスハイドレート生成器内の排ガスの一部を循環させ、かつ、該循環排ガスを液化天然ガスの冷熱を利用して冷却することを特徴とする請求項３記載の排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置。
【請求項５】
ガスハイドレート生成器内で発生する反応熱を、液化天然ガスの冷熱を利用して生成器を冷却することによって除去することを特徴とする請求項３記載の排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置。
【請求項６】
ガスタービン複合サイクル発電設備から排出される排ガスを二酸化炭素分離回収後で、且つ、大気圧付近まで膨張した低温・低圧排ガスで予冷する排ガス予冷器と、
該排ガス予冷器で予冷後の低温排ガスをガスハイドレートの生成に必要な圧力まで昇圧する排ガス圧縮機と、
該排ガス圧縮機で圧縮した排ガスを二酸化炭素分離回収後の低温・高圧の排ガスで再冷却する排ガス再冷却器と、
前記排ガス再冷却器で昇温された高圧排ガスを大気圧まで膨張させる排ガス膨張機、および下記の各機器で構成された低温ガスハイドレート生成装置から成り、
前記低温ガスハイドレート生成装置を、生成水を反応に必要な圧力まで加圧する生成水ポンプと、
前記排ガスの一部を生成水の噴霧に必要なアシストガス圧力まで加圧するアシストガス圧縮機と、
上記生成水およびアシストガスを導入して生成水を微粒化するスプレーノズルと、
該スプレーノズルにより微粒化された水滴を液化天然ガスの冷熱によって凍結させて微細氷を生成する微細氷生成器と、
前記微細氷と液化天然ガスの冷熱によって冷却された残りの排ガスとを導入して反応させる複数の反応容器を直列に接続してなるガスハイドレート生成器と、
前記複数反応容器の環状に接続する循環ループと、これらの反応容器群を循環する排ガスを液化天然ガスによって冷却する循環ガス冷却器より構成して成る排ガス中の二酸化炭素を回収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、ＬＮＧ（液化天然ガス）の冷熱を利用することにより、低温下で排ガスと氷とを接触させて二酸化炭素ガスハイドレートを生成して、排ガス中の二酸化炭素（ＣＯ2 ）をガスハイドレート内に濃縮固定し、以て、排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素分離回収システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、地球環境保全などの観点から、排ガス中に含まれている二酸化炭素を回収する方法が開発されている。これらの方法としては、例えば、化学吸収法、物理吸着法、膜分離法などがある。
【０００３】
化学吸収法は、４０℃〜５０℃で二酸化炭素を吸収し、１００℃〜１２０℃で二酸化炭素を放出するというアミン吸収液の性質を利用して二酸化炭素を分離回収する方法である。
【０００４】
物理吸着法は、圧力を加えると二酸化炭素を吸着し、減圧すると脱着するというゼオライトの持つ性質を利用して二酸化炭素を分離回収する方法である。また、膜分離法は、多孔質中空糸膜を用いて二酸化炭素を膜分離する方法である。
【０００５】
しかし、化学吸収法、あるいは物理吸着法は、吸収剤や吸着材の再生が必要であり、エネルギーの消費も大きいことから、二酸化炭素を固定するための二酸化炭素分離方法としては、必ずしも適当ではない。
【０００６】
一方、膜分離法は、分子の大きさに基づいて分離する方法であるが、燃焼排ガスに含まれる窒素分子と二酸化炭素分子の大きさは同程度であるため、両者の分離は困難であり、回収された二酸化炭素の純度が低いという問題がある。
【０００７】
また、ガスハイドレートによる分離方法も提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−９６１３３号公報
【特許文献２】特開平５−３８４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ガスハイドレートによる分離方法は、いずれの場合も、ガスタービン排ガスのように、二酸化炭素の含有量が希薄な排ガスから高濃度の二酸化炭素を含むガスハイドレートを生成することが困難であった。
【０００９】
一方、近年のガスハイドレート研究によって、例えば、−７０℃〜−１００℃の低温下において生成されたガスハイドレートの中に６０〜８０％程度の二酸化炭素が濃縮されることが示され、ベンチスケールの実験においても確認されている。
【００１０】
この発明は、上記の研究および実験結果に基づいてなされたものであり、一般的に極めて生成速度が遅い低温でのガスハイドレート生成反応を高速化させると共に、複合サイクル発電設備で燃料として使用されているＬＮＧをガス化する時に捨てられている未利用冷熱を回収して、その冷熱を有効に利用することにより、エネルギー消費の少ない二酸化炭素回収方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明は、次のように構成されている。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、排ガス中の二酸化炭素をガスハイドレート化して回収する二酸化炭素回収方法において、前記排ガスを、液化天然ガスを燃料とする施設の液化天然ガスの冷熱を利用して所定の温度に冷却する工程と、前記液化天然ガスの冷熱を利用して所定の温度に冷却した微細氷生成器内に水を噴霧して微細氷を生成する工程と、前記微細氷と所定温度に冷却後の排ガスとをガスハイドレート生成器に導入して、微細氷と排ガス中の二酸化炭素を反応させて二酸化炭素ハイドレートを生成する工程とからなる排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収方法である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、液化天然ガスの冷熱を利用して−７０℃〜−１００℃程度に冷却した排ガスを、粒径が０．１〜１０μｍの微細氷と反応させることを特徴とする請求項１記載の排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素分離回収方法である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、排ガス中の二酸化炭素を水と反応させて二酸化炭素ハイドレートを生成する二酸化炭素回収装置であって、前記水を噴霧するスプレーノズルと、該スプレーノズルから噴霧された微粒子状の水滴を液化天然ガスの冷熱を利用して凍結させ、微細氷を生成する微細氷生成器と、前記微細氷と液化天然ガスの冷熱によって冷却された排ガスとを導入して二酸化炭素ハイドレートを生成するガスハイドレート生成器とから成る排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、ガスハイドレート生成器内の排ガスの一部を循環させ、かつ、該循環排ガスを液化天然ガスの冷熱を利用して冷却することを特徴とする請求項３記載の排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置である。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、ガスハイドレート生成器内で発生する反応熱を、液化天然ガスの冷熱を利用して生成器を冷却することによって除去することを特徴とする請求項３記載の排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置である。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、ガスタービン複合サイクル発電設備から排出される排ガスを二酸化炭素分離回収後で、且つ、大気圧付近まで膨張した低温・低圧排ガスで予冷する排ガス予冷器と、
該排ガス予冷器で予冷後の低温排ガスをガスハイドレートの生成に必要な圧力まで昇圧する排ガス圧縮機と、
該排ガス圧縮機で圧縮した排ガスを二酸化炭素分離回収後の低温・高圧の排ガスで再冷却する排ガス再冷却器と、
前記排ガス再冷却器で昇温された高圧排ガスを大気圧まで膨張させる排ガス膨張機、および下記の各機器で構成された低温ガスハイドレート生成装置から成り、
前記低温ガスハイドレート生成装置を、生成水を反応に必要な圧力まで加圧する生成水ポンプと、
前記排ガスの一部を生成水の噴霧に必要なアシストガス圧力まで加圧するアシストガス圧縮機と、
上記生成水およびアシストガスを導入して生成水を微粒化するスプレーノズルと、
該スプレーノズルにより微粒化された水滴を液化天然ガスの冷熱によって凍結させて微細氷を生成する微細氷生成器と、
前記微細氷と液化天然ガスの冷熱によって冷却された残りの排ガスとを導入して反応させる複数の反応容器を直列に接続してなるガスハイドレート生成器と、
前記複数反応容器の環状に接続する循環ループと、これらの反応容器群を循環する排ガスを液化天然ガスによって冷却する循環ガス冷却器より構成して成る排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置である。
【発明の効果】
【００１８】
上記のように、請求項１に記載の発明は、排ガス中の二酸化炭素をガスハイドレート化して回収する二酸化炭素回収方法において、前記排ガスを、液化天然ガスを燃料とする施設の液化天然ガスの冷熱を利用して所定の温度に冷却する工程と、前記液化天然ガスの冷熱を利用して所定の温度に冷却した微細氷生成器内に水を噴霧して微細氷を生成する工程と、前記微細氷と所定温度に冷却後の排ガスとをガスハイドレート生成器に導入して、微細氷と排ガス中の二酸化炭素を反応させて二酸化炭素ハイドレートを生成する工程とから構成されているので、低温下、例えば、−７０℃〜−１００℃程度の低温下では、ガスハイドレート化し難いと言われていた氷を微細氷（例えば、０．１〜１０μｍ）とすることにより、比較的短時間で微細氷の芯までガスハイドレート化させることができた。
【００１９】
その結果、排ガス、特に、二酸化炭素の含有率が３〜４％程度のガスタービン排ガス中の二酸化炭素でも効率的に回収することができた。
【００２０】
また、この方法によれば、ＬＮＧをガス化する時に捨てられていた未利用冷熱を回収して、その冷熱を有効に利用することにより、従来よりもエネルギー消費の少ない新規な方法で二酸化炭素ハイドレートを効率良く回収することができるようになった。
【００２１】
他方、請求項３に記載の発明は、排ガス中の二酸化炭素を水と反応させて二酸化炭素ハイドレートを生成する二酸化炭素回収装置であって、前記水を噴霧するスプレーノズルと、該スプレーノズルから噴霧された微粒子状の水滴を液化天然ガスの冷熱を利用して凍結させ、微細氷を生成する微細氷生成器と、前記微細氷と液化天然ガスの冷熱によって冷却された排ガスとを導入して二酸化炭素ハイドレートを生成するガスハイドレート生成器とから構成したので、方法発明と同様に、低温下、例えば、−７０℃〜−１００℃程度の低温下では、ガスハイドレート化し難いと言われていた氷を微細氷とすることにより、比較的短時間で微細氷の芯までガスハイドレート化させることができた。その結果、排ガス、特に、二酸化炭素の含有率が３〜４％程度のガスタービン排ガス中の二酸化炭素でも効率的に回収することができた。
【００２２】
また、この方法によれば、ＬＮＧをガス化する時に捨てられていた未利用冷熱を回収して、その冷熱を有効に利用することにより、従来よりもエネルギー消費の少ない新規な方法で二酸化炭素ハイドレートを効率良く回収することができるようになった。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明は、ガスハイドレート生成器内の排ガスの一部を循環させ、かつ、該循環排ガスを液化天然ガスの冷熱を利用して冷却するので、ガスハイドレート生成器内を所定の温度に保持することができ、ガスハイドレート生成器内のガスハイドレートの生成を促進させることができる。
【００２４】
また、請求項５に記載の発明は、ガスハイドレート生成器内で発生する反応熱を、液化天然ガスの冷熱を利用して生成器を冷却することによって除去するため、二酸化炭素ハイドレートの生成反応を高めることが可能となった。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、ガスタービン複合サイクル発電設備から排出される排ガスを二酸化炭素分離回収後で、且つ、大気圧付近まで膨張した低温・低圧排ガスで予冷する排ガス予冷器と、該排ガス予冷器で予冷後の低温排ガスをガスハイドレートの生成に必要な圧力まで昇圧する排ガス圧縮機と、該排ガス圧縮機で圧縮した排ガスを二酸化炭素分離回収後の低温・高圧の排ガスで再冷却する排ガス再冷却器と、前記排ガス再冷却器で昇温された高圧排ガスを大気圧まで膨張させる排ガス膨張機、および下記の各機器で構成された低温ガスハイドレート生成装置から成り、
前記低温ガスハイドレート生成装置を、生成水を反応に必要な圧力まで加圧する生成水ポンプと、前記排ガスの一部を生成水の噴霧に必要なアシストガス圧力まで加圧するアシストガス圧縮機と、上記生成水およびアシストガスを導入して生成水を微粒化するスプレーノズルと、該スプレーノズルにより微粒化された水滴を液化天然ガスの冷熱によって凍結させて微細氷を生成する微細氷生成器と、前記微細氷と液化天然ガスの冷熱によって冷却された残りの排ガスとを導入して反応させる複数の反応容器を直列に接続してなるガスハイドレート生成器と、前記複数反応容器の環状に接続する循環ループと、これらの反応容器群を循環する排ガスを液化天然ガスによって冷却する循環ガス冷却器より構成したので、方法発明と同様に、低温下、例えば、−７０℃〜−１００℃程度の低温下では、ガスハイドレート化し難いと言われていた氷を微細氷とすることにより、比較的短時間で微細氷の芯までガスハイドレート化させることができた。その結果、排ガス、特に、二酸化炭素の含有率が３〜４％程度のガスタービン排ガス中の二酸化炭素でも効率的に回収することができた。
【００２６】
また、この方法によれば、ＬＮＧをガス化する時に捨てられていた未利用冷熱を回収して、その冷熱を有効に利用することにより、従来よりもエネルギー消費の少ない新規な方法で二酸化炭素ハイドレートを効率良く回収することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２８】
なお、この実施の形態では、大型のガスタービン複合サイクル発電設備を例に取るが、この例に限定されるものではない。
【００２９】
図１は、この発明に係る二酸化炭素分離回収システムのブロック図であり、この二酸化炭素分離回収システムは、主として、大型のガスタービン複合サイクル発電設備１０、排ガス予冷却器１１、排ガス圧縮機１２、排ガス再冷却器１３、排ガスハイドレート生成装置（二酸化炭素分離回収装置）１４、および排ガス膨張機１５により構成されている。
【００３０】
しかして、ガスタービン複合サイクル発電設備１０から排出された二酸化炭素含有率が比較的少なく（例えば、３〜４％）、かつ、所定の温度、圧力（例えば、１００℃、０ＭＰａ）を有する排ガス１ａは、排ガス予冷器１１に導入され、同排ガス予冷器１１にて排ガスハイドレート生成装置１４より排出される二酸化炭素分離回収後で、なおかつ、排ガス膨張機１５により大気圧付近（例えば、０ＭＰａ）まで膨張した低温・低圧排ガス１ｅにより予冷される。
【００３１】
上記排ガス予冷器１１で予冷後の低温排ガス１ｃは、排ガス圧縮機１２を用いてガスハイドレートの生成に必要な圧力まで昇圧される（例えば、２ＭＰａ）。また、上記排ガス圧縮機１２で圧縮した排ガス１ｄは、排ガス再冷却器１３に導入し、排ガスハイドレート生成装置１４より排出される二酸化炭素分離回収後の低温・高圧（例えば、２ＭＰａ、−７０℃、）の排ガス１ｂを用いて再冷却される。
【００３２】
上記排ガス再冷却器１３で再冷却された高圧・低温（例えば、２ＭＰａ、−７０℃、）の排ガス１ｆは、ＬＮＧの冷熱を利用して生成された微細氷と反応して排ガスハイドレート（二酸化炭素ガスハイドレート）となる。
【００３３】
この結果、この排ガスハイドレートには、二酸化炭素が６０〜８０％取り込まれることになり、その分、後述する煙突１６から排出される排ガス中の二酸化炭素の濃度が低下する。上記排ガス再冷却器１５で昇温された二酸化炭素分離回収後の排ガス１ｇは、煙突１６より大気中に放出される。
【００３４】
次に、図２を用いてより具体的に説明する。
【００３５】
図２に示すように、この二酸化炭素分離回収システムは、大型のガスタービン複合サイクル発電設備１０、排ガス予冷却器１１、排ガス圧縮機１２、排ガス再冷却器１３、低温ガスハイドレート生成装置１４、排ガス膨張機１５により構成されている。
【００３６】
そして、この低温ガスハイドレート生成装置１４は、生成水ポンプ２０、アシストガス圧縮機２１、２流体スプレーノズル２２、微細氷生成器２３、ガスハイドレート生成器２４、循環ループ２５、ＬＮＧの冷熱を利用する循環ガス冷却器２６により構成されている。
【００３７】
他方、ガスタービン複合サイクル発電設備１０から排出された排ガス１ａを供給する排ガス供給管２８は、排ガス予冷却器１１、排ガス圧縮機１２、排ガス再冷却器１３を経て微細氷生成器２３に達している。また、この排ガス供給管２８から分岐した排ガス供給分岐管２９は、上記循環ループ２５と接続している。また、この循環ループ２５に接続している排ガス排出管３０は、排ガス再冷却器１３、排ガス膨張機１５、排ガス予冷却器１１を経て図示しない煙突に接続している。
【００３８】
また、上記微細氷生成器２３には、給水管３１が接続している。更に、上記排ガス予冷却器１１で生じた水を回収する水回収管３２は、上記給水管３１に接続している。
【００３９】
さて、上記ガスタービン複合サイクル発電設備１０は、発電機３５と、吸気圧縮機３６と、排ガス膨張機３７と、燃焼器３８と、廃熱ボイラ３９により構成され、排ガス膨張機３７によって駆動される発電機３５によって発電するようになっている。
【００４０】
排ガス膨張機３７から排出された排ガス１は、廃熱ボイラ３９により熱回収された後、比較的低温（例えば、３７３°Ｋ（１００℃））・常圧（０ＭＰａ）の排ガス１ａとなって排ガス予冷却器１１に供給される。
【００４１】
この排ガス予冷器１１に供給された排ガス１ａは、低温ガスハイドレート生成装置１４から排出される二酸化炭素分離回収後で、なおかつ、排ガス膨張機１５により大気圧付近（例えば、０ＭＰａ）まで膨張した低温・低圧排ガス１ｅを用いて予冷するようになっている。
【００４２】
上記排ガス予冷却器１１で予冷後（例えば、−４０°〜−５０°程度）の低温排ガス１ｃは、排ガス圧縮機１２を用いてガスハイドレートの生成に必要な圧力（例えば、２ＭＰａ程度）まで昇圧される。
【００４３】
上記排ガス圧縮機１２で圧縮した排ガス１ｄは、排ガス再冷却器１３に導入され、後述する低温ガスハイドレート生成装置１４から排出される二酸化炭素分離回収後の低温・高圧（例えば、２０３°Ｋ（−７０℃））・２ＭＰａ）の排ガス１ｂにより再冷却される。
【００４４】
この低温・低圧排ガス１ｅは、排ガス圧縮機１２で圧縮した排ガス１ｄを再冷却後、図示しない煙突を経て大気中に放出される。この時の放出ガス１ｇの圧力は、例えば、０ＭＰａである。
【００４５】
なお、この発明では、上記排ガス膨張機１５によって排ガス圧縮機１２および発電機１７を駆動し、同発電機１７による発電を行っている。
【００４６】
さて、上記低温ガスハイドレート生成装置１４は、既に説明したように、生成水ポンプ２０、アシストガス圧縮機２１、２流体スプレーノズル２２、微細氷生成器２３、ガスハイドレート生成器２４、循環ループ２５、循環ガス冷却器２６により構成されている。
【００４７】
排ガスハイドレート生成用（二酸化炭素ガスハイドレート生成用）の生成水ｗは、生成水ポンプ２０によって反応に必要な圧力まで加圧される。
【００４８】
他方、排ガス再冷却器１３によって再冷却された排ガス１ｆの一部は、アシストガス圧縮機２１によって上記生成水ｗの噴霧に必要なアシストガス圧力（例えば、２．３ＭＰａ）まで加圧される。
【００４９】
上記微細氷生成器２３は、その内部に２流体スプレーノズル２２を備えている。この２流体スプレーノズル２２は、アシストガス（例えば、２．３ＭＰａ）１ｈの導入により開弁したノズル孔（図示せず）から生成水ｗを微粒子状に噴霧するようになっている。
【００５０】
また、この微細氷生成器２３は、その外側に冷却ジャケット２７を有し、スプレーノズル２２により微細な水滴をＬＮＧ（液化天然ガス）の冷熱を利用して凍結させ、微細氷（例えば、０．１〜１０μｍ程度）ｉを生成するようになっている。なお、上記冷却ジャケット２７は、冷媒として、ＬＮＧの冷熱を利用して所定の温度に冷却した冷媒ａを使用している。ここで、微細氷の粒径が１０μｍを超えると、微細氷の芯までガスハイドレート化するのに時間がかかるので、工業上は、避けた方が無難である。
【００５１】
上記ガスハイドレート生成器２４は、複数の反応容器４１ａ〜４１ｄにより構成されている。これらの反応容器４１ａ〜４１ｄは、見掛け上、並列に並べられているが、隣接する反応容器４１は、その後端部（下流端）と先端部（上流端）とが連通管４２によって互いに連結されているために、実質的には、直列に接続されている。
【００５２】
なお、図において、最上段の反応容器４１ａは、その左端部（上流端）が連通管４２ａを介して微細氷生成器２３の出口と接続し、最下段の反応容器４１ｄは、その左端部（下流端）に排出管４３を備えている。
【００５３】
一方、上記循環ループ２５は、上述した複数の反応容器４１ａ〜４１ｄに沿って排ガス１ｆを循環させるものであり、上記排ガス供給分岐管２９に接続するループ形成用配管４５の一端は、最上段の反応容器４１ａの左端部に接続し、他端は、最下段の反応容器４１ｄの右端部に接続している。更に、最上段の反応容器４１ａと２段目の反応容器４１ｂとは、その左端部が連通管４６ａによって連通し、２段目の反応容器４１ｂと３段目の反応容器４１ｃとは、その右端部が連通管４６ｂによって連通し、３段目の反応容器４１ｃと最下段の反応容器４１ｄとは、その左端部が連通管４６ｃによって連通している。
【００５４】
上記反応容器４１ａ〜４１ｄは、それぞれ、攪拌器４７を備え、反応容器４１ａ〜４１ｄ内の微細氷ｉを攪拌して、排ガス１ｆとの反応を促進するようになっている。
【００５５】
しかして、ガスタービン複合サイクル発電設備１０から排出された二酸化炭素含有率が比較的少なく（例えば、３〜４％）、かつ、所定の温度、圧力（例えば、１００℃、０ＭＰａ）を有する排ガス１ａは、排ガス予冷器１１に導入され、同排ガス予冷器１１にて、排ガスハイドレート生成装置１４より排出される二酸化炭素分離回収後で、なおかつ、排ガス膨張機１５により大気圧付近（例えば、０ＭＰａ）まで膨張した低温・低圧排ガス１ｅを用いて予冷される。
【００５６】
上記排ガス予冷器１１で予冷後の低温排ガス１ｃは、排ガス圧縮機１２を用いてガスハイドレートの生成に必要な圧力まで昇圧される（例えば、２ＭＰａ）。排ガス圧縮機１２で圧縮された排ガス１ｄは、排ガス再冷却器１３に導入し、同排ガス再冷却器１３にて排ガスハイドレート生成装置１４より排出される二酸化炭素分離回収後の低温・高圧（例えば、２ＭＰａ、−７０℃、）の排ガス１ｂにより再冷却される。
【００５７】
上記排ガス再冷却器１３で再冷却された高圧・低温（例えば、２ＭＰａ、−７０℃、）の排ガス１ｆは、アシストガス圧縮機２１によって所定の圧力（例えば、２．３ＭＰａ）に昇圧される。
【００５８】
このアシストガス１ｆが２流体スプレーノズル２２に供給されると、既に説明したように、２流体スプレーノズル２２内に内蔵された弁又はバルブが開いて、生成水ポンプ２０によって加圧された生成水ｗが噴霧され、微細な水滴となる。この微細な粒子状の水滴は、微細氷生成器２３の内部が冷却ジャケット２７によって所定の温度（例えば、−３０〜−５０℃）に冷却されていることから、瞬時に凍結して微細氷ｉとなる。
【００５９】
この微細氷ｉは、排ガスハイドレート生成器２４の最上段の反応容器４１ａの上流端に供給された後、攪拌機４７によって攪拌されながら下流端に移送される。他方、排ガス供給分岐管２９を経てループ形成用配管４５に供給された残りの排ガス１ｆは、ＬＮＧ（ｂ）の冷熱を利用する循環ガス冷却機２６によって所定の温度（例えば、２０３°Ｋ（−７０℃）、２ＭＰａ）に冷却された後、最上段の反応容器４１ａの下流端に供給される。
【００６０】
上記微細氷ｉは、最上段の反応容器４１ａから最下段の反応容器４１ｄに向けて、順次、移送され、最終的には、最下段の反応容器４１ｄに設けた排出管４３から系外に排出されるが、複数の反応容器４１ａ〜４１ｄを通過する間に排ガス１ｆに含まれている二酸化炭素と反応して二酸化炭素ガスハイドレートｃとなる。
【００６１】
この結果、この二酸化炭素ガスハイドレートｃには、二酸化炭素が６０〜８０％取り込まれることになり、その分、後述する煙突１６から排出される排ガス中の二酸化炭素の濃度が低下する。
【００６２】
他方、排ガス１ｆは、循環ループ２５の経路にしたがって循環するが、その一部は、既に説明した排ガス排出管３０を経て大気中に放出される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る二酸化炭素分離回収システムのブロック図である。
【図２】本発明に係る二酸化炭素分離回収システムの構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  排ガス
２３  微細氷生成器
ｂ  液化天然ガス
ｃ  二酸化炭素ハイドレート
ｉ  微細氷
【図１】
2006282403.tif 000003
【図２】
2006282403.tif 000004