(57)【要約】【課題】エネルギー効率を向上させたＣＯ2回収装置および回収方法を提供する。【解決手段】ＣＯ2を含有する排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させて前記排ガスからＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液であるリッチ溶液からＣＯ2を除去することにより前記リッチ溶液をＣＯ2の吸収のないＣＯ2吸収液であるリーン溶液に再生する再生塔とを有し、前記再生塔でＣＯ2が除去されてなるリーン溶液を前記吸収塔で再利用するＣＯ2回収装置において、前記再生塔の上部から該再生塔内に注入されたリッチ溶液から一部のＣＯ2が放出されてなるセミリーン溶液の少なくとも一部を該再生塔から抜き出し、前記ボイラやガスタービン等、産業設備の煙道内の高温の排ガスと熱交換させて昇温した後、該再生塔の前記セミリーン溶液抜き出し位置より下方の位置から該再生塔内に戻すセミリーン溶液抜き出し昇温返還流路を設ける。【選択図】        図１
2006232596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業設備から排出されたＣＯ2を含有する排ガスとＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液とを接触させて前記排ガスからＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液であるリッチ溶液からＣＯ2を除去することにより前記リッチ溶液をＣＯ2の吸収のないＣＯ2吸収液であるリーン溶液に再生する再生塔とを有し、前記再生塔でＣＯ2が除去されてなるリーン溶液を前記ＣＯ2吸収液として前記吸収塔で再利用するＣＯ2回収装置において、
前記再生塔の上部から前記再生塔内に注入されたリッチ溶液から一部のＣＯ2が放出されてなるセミリーン溶液の少なくとも一部を該再生塔から抜き出し、前記ボイラ等の産業設備煙道内の高温の排ガスと熱交換させて昇温した後、該再生塔内に戻すセミリーン溶液抜き出し昇温返還流路を設けたことを特徴とするＣＯ2回収装置。
【請求項２】
前記セミリーン溶液抜き出し昇温返還流路の前記再生塔への返還位置を前記再生塔の前記セミリーン溶液抜き出し位置より下方に設定したことを特徴とする請求項１に記載のＣＯ2回収装置。
【請求項３】
前記再生塔における前記セミリーン溶液の抜き出し位置が前記リッチ溶液の注入位置近傍から該再生塔の中段までの間の任意の位置であることを特徴とする請求項１または２に記載のＣＯ2回収装置。
【請求項４】
前記再生塔における前記セミリーン溶液の抜き出し位置が複数であり、これら複数の抜き出しセミリーン溶液の前記排ガスとの熱交換後の前記再生塔への返還位置が一カ所もしくは前記抜き出し位置の数以下の複数箇所であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＣＯ2回収装置。
【請求項５】
煙道から抜き出した燃焼排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させてＣＯ2をＣＯ2吸収液に吸収するＣＯ2吸収塔と、
前記ＣＯ2吸収液を加熱してＣＯ2をＣＯ2吸収液から除去する再生塔と、
煙道に設けられた排ガス熱交換部と、
ＣＯ2吸収液を前記再生塔から抜き出して前記排ガス熱交換部に移送する抜き出しセミリーン往路管と、
ＣＯ2吸収液を前記排ガス熱交換部から前記再生塔に移送する前記抜き出しセミリーン復路管と、を備え、
ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液であるリッチ溶液からＣＯ2を除去してリーン溶液とする際、前記排ガス熱交換部において燃焼排ガスとＣＯ2吸収液と熱交換して燃焼排ガスの熱を利用するＣＯ2回収装置。
【請求項６】
産業設備から排出されたＣＯ2を含有する排ガスとＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液とをＣＯ2吸収塔内で接触させて前記排ガスからＣＯ2を除去した後、前記ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液であるリッチ溶液を再生塔内に導入して該リッチ溶液からＣＯ2を除去することにより前記リッチ溶液をＣＯ2の吸収のないＣＯ2吸収液であるリーン溶液に再生し、該リーン溶液を前記ＣＯ2吸収液として前記吸収塔で再利用するＣＯ2回収方法において、
前記再生塔の上部から該再生塔内に注入されたリッチ溶液から一部もしくは大部分のＣＯ2が放出されてなるセミリーン溶液の少なくとも一部を該再生塔から抜き出し、前記ボイラやガスタービン等、産業設備の煙道内の高温の排ガスと熱交換させて昇温した後、該再生塔の前記セミリーン溶液抜き出し位置より下方の位置から該再生塔内に戻すことを特徴とするＣＯ2回収方法。
【請求項７】
前記再生塔における前記セミリーン溶液の抜き出しを前記リッチ溶液の注入位置近傍から該再生塔の中段までの間の任意の位置から行うことを特徴とする請求項６に記載のＣＯ2回収方法。
【請求項８】
前記再生塔における前記セミリーン溶液の抜き出しを複数箇所から行い、これら複数の抜き出しセミリーン溶液を前記排ガスと熱交換させた後、前記再生塔への返還を一カ所もしくは前記抜き出し位置の数以下の複数箇所にて行うことを特徴とする請求項６または７に記載のＣＯ2回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼排ガスなどのＣＯ2 含有ガス中に含まれるＣＯ2 を除去、回収するに好適なＣＯ2回収装置および方法に関し、さらに詳しくは、エネルギ効率の改善されたＣＯ2 含有ガス中のＣＯ2を除去、回収するＣＯ2回収装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、ＣＯ2 による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ2 の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラやガスタービン等、産業設備の燃焼排ガスをアミン系ＣＯ2 吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去、回収する方法および回収されたＣＯ2を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的に研究されている。また前記のようなＣＯ2 吸収液を用い、燃焼排ガスからＣＯ2 を除去・回収する工程としては、吸収塔において燃焼排ガスとＣＯ2 吸収液とを接触させる工程、ＣＯ2 を吸収したＣＯ2吸収液を再生塔において加熱し、ＣＯ2 を遊離させるとともにＣＯ2吸収液を再生して再び吸収塔に循環して再使用するものが採用されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
前記従来のＣＯ2回収装置は、図７に示すように、ボイラやガスタービン等、産業設備１００１から排出されたＣＯ2を含有する排出ガス１００２を冷却水１００３によって冷却する排ガス冷却装置１００４と、冷却されたＣＯ2を含有する排ガス１００２とＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液１００５とを接触させて前記排ガス１００２からＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔１００６と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液（リッチ溶液）１００７からＣＯ2を放出させてＣＯ2吸収液を再生する再生塔１００８とを有する。この装置では、前記再生塔１００８でＣＯ2を除去した再生ＣＯ2吸収液（リーン溶液）１００９は前記吸収塔１００６でＣＯ2吸収液として再利用する。
【０００４】
この従来のＣＯ2回収装置を用いたＣＯ2回収方法では、まず、ＣＯ2を含んだボイラやガスタービン等、産業設備燃焼排ガス１００２は、排ガス送風機１０１０により昇圧された後、排ガス冷却装置１００４に送られ、ここで冷却水１００３により冷却され、ＣＯ2吸収塔１００６に送られる。
【０００５】
前記ＣＯ2吸収塔１００６において、排ガス１００２はアルカノールアミンをベースとするＣＯ2吸収液１００５と交向流接触し、排ガス１００２中のＣＯ2は、化学反応（Ｒ−ＮＨ2＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｒ−ＮＨ3ＨＣＯ3）によりＣＯ2吸収液１００５に吸収され、ＣＯ2が除去された排ガス１０１１は系外に放出される。ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液１００７はリッチ溶液とも呼称される。このリッチ溶液１００７はリッチソルベントポンプ１０１２により昇圧され、リッチ／リーンソルベント熱交換器１０１３において、後述の再生塔１００８でＣＯ2を除去されることにより再生されたＣＯ2吸収液（リーン溶液）１００９により加熱され、再生塔１００８に供給される。
【０００６】
再生塔１００８の上部から再生塔１００８内部に放出されたリッチ溶液１００７は、発熱反応を生じて、大部分のＣＯ2を放出する。再生塔１００８内で一部または大部分のＣＯ2を放出したＣＯ2吸収液はセミリーン溶液と呼称される。このセミリーン溶液は、再生塔１００８下部に至る頃には、ほぼ全てのＣＯ2が除去されたＣＯ2吸収液となる。このほぼ全てのＣＯ2が除去されることにより再生された吸収液はリーン溶液と呼称される。このリーン溶液はリボイラ１０１４でスチームにより加熱される。一方、再生塔１００８の頭頂部からは塔内においてリッチ溶液およびセミリーン溶液から放出された水蒸気を伴ったＣＯ2ガス１０１５が導出され、オーバーヘッドコンデンサ１０１６により水蒸気が凝縮され、分離ドラム１０１７にて水が分離され、ＣＯ2ガス１０１８が系外に放出されて回収される。分離ドラム１０１７にて分離された水は凝縮水循環ポンプ１０１９にて再生塔１００８の上部に供給される。再生されたＣＯ2吸収液（リーン溶液）１００９は、前記リッチ／リーンソルベント熱交換器１０１３にて前記リッチ溶液１００７により冷却され、つづいてリーンソルベントポンプ１０２０にて昇圧され、さらにリーンソルベントクーラ１０２１にて冷却された後、ＣＯ2吸収塔１００６に供給される。
【０００７】
なお、図７中、符号１００１ａはボイラやガスタービン等、産業設備１００１の煙道であり、１００ｂは煙突である。前記ＣＯ2回収装置は、既設の排ガス源からＣＯ2を回収するために後付で設けられる場合と、新設排ガス源に同時付設される場合とがある。煙突１００１ｂには開閉可能な扉を設置し、ＣＯ2回収装置の運転時は閉止する。また排ガス源は稼動しているが、ＣＯ2回収装置の運転を停止した際は開放するように設定する。
【０００８】
【特許文献１】特開平３−１９３１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記ＣＯ2吸収液およびＣＯ2吸収工程を用いて、燃焼排ガスのようなＣＯ2含有ガスからＣＯ2を回収する方法においては、そのＣＯ2回収装置を燃焼設備に付加的に設置する構成となっているため、ＣＯ2回収装置そのものの操業費用も可能な限り低減させる必要がある。特に、前記ＣＯ2回収方法において、再生塔を用いた再生工程は多量の熱エネルギーを消費するので、この再生工程における消費エネルギーの削減を可能とするプロセスを開発することが重要である。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、エネルギー効率をさらに向上させたＣＯ2回収装置および回収方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための本発明の第１の発明は、産業設備から排出されたＣＯ2を含有する排ガスとＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液とを接触させて前記排ガスからＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液であるリッチ溶液からＣＯ2を除去することにより前記リッチ溶液をＣＯ2の吸収のないＣＯ2吸収液であるリーン溶液に再生する再生塔とを有し、前記再生塔でＣＯ2が除去されてなるリーン溶液を前記ＣＯ2吸収液として前記吸収塔で再利用するＣＯ2回収装置において、前記再生塔の上部から前記再生塔内に注入されたリッチ溶液から一部のＣＯ2が放出されてなるセミリーン溶液の少なくとも一部を該再生塔から抜き出し、前記ボイラ等の産業設備煙道内の高温の排ガスと熱交換させて昇温した後、該再生塔内に戻すセミリーン溶液抜き出し昇温返還流路を設けたことを特徴とするＣＯ2回収装置にある。なお、本発明において、産業設備とは、例えば、ボイラ、ガスタービンなどの燃焼を伴う設備を意味する。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記セミリーン溶液抜き出し昇温返還流路の前記再生塔への返還位置を前記再生塔の前記セミリーン溶液抜き出し位置より下方に設定したことを特徴とする記載のＣＯ2回収装置にある。
【００１３】
第３の発明は、第１または２の発明において、前記再生塔における前記セミリーン溶液の抜き出し位置が前記リッチ溶液の注入位置近傍から該再生塔の中段までの間の任意の位置であることを特徴とするＣＯ2回収装置にある。
【００１４】
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、前記再生塔における前記セミリーン溶液の抜き出し位置が複数であり、これら複数の抜き出しセミリーン溶液の前記排ガスとの熱交換後の前記再生塔への返還位置が一カ所もしくは前記抜き出し位置の数以下の複数箇所であることを特徴とするＣＯ2回収装置にある。
【００１５】
第５の発明は、煙道から抜き出した燃焼排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させてＣＯ2をＣＯ2吸収液に吸収するＣＯ2吸収塔と、前記ＣＯ2吸収液を加熱してＣＯ2をＣＯ2吸収液から除去する再生塔と、煙道に設けられた排ガス熱交換部と、ＣＯ2吸収液を前記再生塔から抜き出して前記排ガス熱交換部に移送する抜き出しセミリーン往路管と、ＣＯ2吸収液を前記排ガス熱交換部から前記再生塔に移送する前記抜き出しセミリーン復路管と、を備え、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液であるリッチ溶液からＣＯ2を除去してリーン溶液とする際、前記排ガス熱交換部において燃焼排ガスとＣＯ2吸収液と熱交換して燃焼排ガスの熱を利用するＣＯ2回収装置にある。
【００１６】
第６の発明は、産業設備から排出されたＣＯ2を含有する排ガスとＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液とをＣＯ2吸収塔内で接触させて前記排ガスからＣＯ2を除去した後、前記ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液であるリッチ溶液を再生塔内に導入して該リッチ溶液からＣＯ2を除去することにより前記リッチ溶液をＣＯ2の吸収のないＣＯ2吸収液であるリーン溶液に再生し、該リーン溶液を前記ＣＯ2吸収液として前記吸収塔で再利用するＣＯ2回収方法において、前記再生塔の上部から該再生塔内に注入されたリッチ溶液から一部もしくは大部分のＣＯ2が放出されてなるセミリーン溶液の少なくとも一部を該再生塔から抜き出し、前記ボイラやガスタービン等、産業設備の煙道内の高温の排ガスと熱交換させて昇温した後、該再生塔の前記セミリーン溶液抜き出し位置より下方の位置から該再生塔内に戻すことを特徴とするＣＯ2回収方法にある。
【００１７】
第７の発明は、第６の発明において、前記再生塔における前記セミリーン溶液の抜き出しを前記リッチ溶液の注入位置近傍から該再生塔の中段までの間の任意の位置から行うことを特徴とするＣＯ2回収方法にある。
【００１８】
第８の発明は、第６または７の発明において、前記再生塔における前記セミリーン溶液の抜き出しを複数箇所から行い、これら複数の抜き出しセミリーン溶液を前記排ガスと熱交換させた後、前記再生塔への返還を一カ所もしくは前記抜き出し位置の数以下の複数箇所にて行うことを特徴とするＣＯ2回収方法にある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の特徴は、再生塔の上部から該再生塔内に注入されたリッチ溶液から一部もしくは大部分のＣＯ2が放出されてなるセミリーン溶液の少なくとも一部を該再生塔から抜き出し、抜き出したセミリーン溶液を前記ボイラやガスタービン等、産業設備の煙道内の高温排ガスと熱交換させて昇温した後、該再生塔の前記セミリーン溶液抜き出し位置より下方の位置から該再生塔内に戻すことによって、再生塔内の温度プロフィールを引き上げることある。すなわち、本発明のＣＯ2回収装置および方法は、排ガスの余熱を有効利用して、再生塔内の温度を上昇させて再生効率を向上させており、それによって、ＣＯ2の回収システムにおいて、より一層の省エネルギー化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明にかかるＣＯ2回収装置の実施例１の概略構成図である。図中、前記図７に示した装置と同一構成には同一符号を付して説明を簡略化する。
【００２２】
本発明の特徴は、先に述べたように、再生塔１００８の上部から該再生塔１００８内に噴出されたリッチ溶液１００７から一部もしくは大部分のＣＯ2が放出されてなるセミリーン溶液の少なくとも一部を該再生塔１００８から抜き出し、抜き出したセミリーン溶液をボイラやガスタービン等、産業設備１００１の煙道１００１ａ内の高温の排ガスと熱交換させて昇温させた後、該再生塔１００８の前記セミリーン溶液抜き出し位置より下方の位置から該再生塔１００８内に戻すことによって、再生塔内の温度プロフィールを引き上げることある。
【００２３】
本実施例では、再生塔１００８内の段数を１３段として用いた。なお、図１および後述の図３，５においては、図の煩雑化を避けるために充填槽層を２段積層した状態に描いたが、実際には多段積層している。本実施例においては、セミリーン抜き出し管１のセミリーン抜き出し位置１ａを６段目の下端位置に設定している。
【００２４】
段数を１３段にした再生塔１００８の６段目をセミリーン抜きだし位置１ａとして再生塔１００８に取り付けられたセミリーン抜き出し管１は、セミリーンソルベントポンプ２を介して抜き出しセミリーン往路管３に連結されている。この抜き出しセミリーン往路管３は、ボイラやガスタービン等、産業設備１００１の煙道１００１ａ内に侵入した後、煙道１００１ａ内の排ガス１００２との接触面積を高めるために例えば螺旋状に形成されている。この排ガスとの接触面積を高めた部分がセミリーン／排ガス熱交換部４を構成している。前記往路管３はこのセミリーン／排ガス熱交換部４を経て煙道１００１ａの外に延出した後、抜き出しセミリーン復路管５となって再生塔１００８に戻る。この抜き出しセミリーン復路管５の再生塔１００８へ取り付け位置であるセミリーン返還位置５ａは、本実施例では、７段目の上端に設定されている。
【００２５】
前記構成において、セミリーン抜き出し管１と、抜き出しセミリーン往路管３、熱交換部４、抜き出しセミリーン復路管５は、セミリーン抜き出し昇温返還流路６を構成している。
【００２６】
本実施例では、６段目に設けたセミリーン抜き出し位置１ａから再生塔１００８内の６段目の上部に存在するセミリーン溶液を１００％抜き出している。この抜き出しセミリーン溶液の温度は、１０４℃であり、セミリーン／排ガス熱交換部４を通過後のセミリーン溶液の温度は１０９℃に昇温され、その温度を維持したまま、再生塔１００８内の７段目の上部に戻された。前記セミリーン溶液と排ガスとの熱交換によって、煙道１００１ａ内の排ガス１００２は、１５０℃から１２８℃に降温された。この降温により排ガス冷却装置１００４において消費される冷却エネルギーが低減される。また、このセミリーン溶液の排ガスによる昇温によって、リボイラ１０１４の熱量は、熱交換をしない時の熱量１４．８７ＭＭｋｃａｌ／ｈｒから、１３．９４ＭＭｋｃａｌ／ｈｒに低減された。このリボイラ熱量減少率は、６．２４％にもなる。
【００２７】
さらに、図２に示すように、１０９℃に昇温されたセミリーン溶液を再生塔１００８の７段目に戻すことによって再生塔１００８内の温度分布プロフィールが高温側に引き上げられる。図２において、実線が本実施例１による再生塔温度分布プロフィールであり、点線がセミリーン溶液の抜き出し昇温変換処理をしない従来の場合の再生塔内温度分布プロフィールである。６段目から１００％のセミリーン溶液を抜き出し、排ガスにより１０９℃に昇温させた後、７段目に返還することによって、図示のように、４段目から１１段目にかけて温度プロフィールが高温側にシフトする。この中段における温度分布の高温側へのシフトは、本発明特有の効果であり、従来のリボイラ１０１４による加熱では得ることができない。
【００２８】
前記再生塔１００８内の温度分布プロフィールの高温側へのシフトは、中段部分においてなされており、上段部分の温度は上昇していない。その結果、コンデンサ１０１６の消費熱量は、従来装置と本実施例装置とで、ほぼ同様の値となっている。
【００２９】
前述の各測定結果は、表１に一覧表示した。
【実施例２】
【００３０】
図３は、本発明にかかるＣＯ2回収装置の第２の実施例の概略構成図である。図中、前記図１に示した装置と同一構成には同一符号を付して説明を簡略化する。この実施例２では、前記実施例１において、再生塔１００８におけるセミリーン溶液の抜き出し位置１ｂを前記リッチ溶液１００７の再生塔１００８への注入位置（４段目）に設定するとともに、復路管５の再生塔１００８への返還位置５ｂを６段目に設定したことと、セミリーン溶液の抜き出し量を５０％に設定したことが異なる。
【００３１】
本実施例２では、前述のように、リッチ溶液１００７の注入位置である４段目に設けたセミリーン抜き出し位置１ｂから再生塔１００８内の４段目に存在するセミリーン溶液を５０％抜き出している。この抜き出しセミリーン溶液の温度は、１０３℃であり、セミリーン／排ガス熱交換部４を通過後のセミリーン溶液の温度は１１３℃に昇温され、その温度を維持したまま、再生塔１００８内の６段目の上部に戻された。前記セミリーン溶液と排ガスとの熱交換によって、煙道１００１ａ内の排ガス１００２は、１５０℃から１２６℃に降温された。この降温により排ガス冷却装置１００４において消費される冷却エネルギーが低減される。また、このセミリーン溶液の排ガスによる昇温によって、リボイラ１０１４の熱量は、熱交換をしない時の熱量１４．８７ＭＭｋｃａｌ／ｈｒから、１３．９１ＭＭｋｃａｌ／ｈｒに低減された。このリボイラ熱量減少率は、６．４３％にもなる。
【００３２】
さらに、図４に示すように、１０９℃に昇温されたセミリーン溶液を再生塔１００８の６段目に戻すことによって再生塔１００８内の温度分布プロフィールが高温側に引き上げられる。図４において、実線が本実施例２による再生塔内の温度分布プロフィールであり、点線がセミリーン溶液の抜き出し昇温変換処理をしない従来の場合の再生塔内温度分布プロフィールである。４段目から５０％のセミリーン溶液を抜き出し、排ガスにより１０９℃に昇温させた後、６段目に返還することによって、図示のように、主に４段目から１１段目にかけて温度プロフィールが高温側にシフトする。この中段における温度分布の高温側へのシフトは、本発明特有の効果であり、従来のリボイラ１０１４による加熱では得ることができない。
【００３３】
前記再生塔１００８内の温度分布プロフィールの高温側へのシフトは、主に中段部分においてなされており、上段部分の温度上昇はごく僅かである。その結果、コンデンサ１０１６の消費熱量は、従来装置と本実施例装置とで、−４．１４ＭＭｋｃａｌ／ｈｒから−４．２２ＭＭｋｃａｌ／ｈｒに微増しただけで、ほぼ同様の値となっている。
【００３４】
前述の各測定結果は、表１に一覧表示した。
【実施例３】
【００３５】
図５は、本発明にかかるＣＯ2回収装置の実施例３の概略構成図である。図中、前記図１および図３に示した装置と同一構成には同一符号を付して説明を簡略化する。この実施例３では、前記実施例１において、再生塔１００８におけるセミリーン溶液の抜き出し位置を２箇所（位置１１ａ、２１ａ）に設定し、各セミリーン抜き出し昇温返還流路１６，２６の各復路管１５，２５を後半部分で一本の復路管３５に合流させて一箇所の返還位置３５ｂから再生塔１００８に戻す点が異なる。
【００３６】
前記抜き出し位置１１ａは前記実施例２と同様に４段目であり、前記抜きだし位置２１ａは実施例１と同様に第６段目である。各往路管１１，２１は、煙道１００１ａ内で螺旋形状に成形されてセミリーン／排ガス熱交換部１４，２４を構成し、その後、それぞれ前記復路管１５，２５に連結している。復路管１５，２５が後半合流されてなる前記復路管３５の再生塔１００８への取り付け位置である返還位置３５ａは７段目の上部に設定されている。
【００３７】
本実施例３では、再生塔１００８内のセミリーン溶液を２箇所から抜き出す。一方の抜き出し位置１１ａは、前述のように、リッチ溶液１００７の注入位置である４段目の上部に設定されている。このセミリーン抜き出し位置１１ａから再生塔１００８内の４段目の槽充填層層上部に存在するセミリーン溶液を５０％抜き出している。この抜き出しセミリーン溶液の温度は、１０２℃であり、セミリーン／排ガス熱交換部１４を通過後のセミリーン溶液の温度は１０３℃に昇温され、その温度を維持したまま、復路管１５に流される。
【００３８】
他方の抜き出し位置２１ａは、前述のように、６段目の槽充填層層の上部に設定されている。このセミリーン抜き出し位置２１ａから再生塔１００８内の６段目の槽充填層層上部に存在するセミリーン溶液を１００％抜き出している。この抜き出しセミリーン溶液の温度は、１０４℃であり、セミリーン／排ガス熱交換部２４を通過後のセミリーン溶液の温度は１０９℃に昇温され、その温度を維持したまま、復路管２５に流される。
【００３９】
前記復路管１５，２５を流れるセミリーン溶液はそれぞれ１０３℃、１０９℃に昇温されており、復路管３５に合流され、再生塔１００８内の７段目槽充填層層の上部に戻された。前記２種のセミリーン溶液と排ガスとの熱交換によって、煙道１００１ａ内の排ガス１００２は、セミリーン／排ガス熱交換部２４を通過することによって、１５０℃から１２８℃に降温され、さらにセミリーン／排ガス熱交換部１４を通過することによって、１２８℃から１２６℃に降温された。この降温により排ガス冷却装置１００４において消費される冷却エネルギーが低減される。また、これらのセミリーン溶液の排ガスによる昇温によって、リボイラ１０１４の熱量は、熱交換をしない時の熱量１４．８７ＭＭｋｃａｌ／ｈｒから、１３．８６ＭＭｋｃａｌ／ｈｒに低減された。このリボイラ熱量減少率は、６．７７％にもなる。
【００４０】
さらに、図６に示すように、昇温されたセミリーン溶液を再生塔１００８の７段目に戻すことによって再生塔１００８内の温度分布プロフィールが高温側に引き上げられる。図６において、実線が本実施例３による再生塔温度分布プロフィールであり、点線がセミリーン溶液の抜き出し昇温変換処理をしない従来の場合の再生塔内温度分布プロフィールである。リッチ溶液の注入位置である４段目の槽充填層層上部から５０％のセミリーン溶液を抜き出し、排ガスにより１０３℃に昇温させたセミリーン溶液と、６段目の充填層上部から抜き出し、排ガスにより１０９℃に昇温させたセミリーン溶液とを合流させた後、７段目に返還することによって、図示のように、主に４段目から１１段目にかけて温度プロフィールが高温側にシフトしていることが確認された。この中段における温度分布プロフィールの高温側へのシフトは、本発明特有の効果であり、従来のリボイラ１０１４による加熱では得ることができない。
【００４１】
前記再生塔１００８内の温度分布プロフィールの高温側へのシフトは、主に中段部分においてなされており、上段部分の温度上昇はごく僅かである。その結果、コンデンサ１０１６の消費熱量は、従来装置と本実施例装置とで、−４．１４ＭＭｋｃａｌ／ｈｒから−４．１８ＭＭｋｃａｌ／ｈｒに微増しただけで、ほぼ同様の値となっている。
【００４２】
前述の各測定結果は、表１に一覧表示した。
なお、本実施例３では再生塔内のセミリーン溶液を２箇所から抜き出し、排ガスとの熱交換後、再生塔に一箇所にて返還しているが、排ガスとの熱交換後の２種のセミリーン溶液を合流させずに、別々に再生塔に返還しても良い。
【００４３】
【表１】
2006232596.tif 000003
【００４４】
前記各実施例から明らかなように、再生塔１００８から少なくとも一部のセミリーン溶液を抜き出し、排ガス１００２の余熱により昇温させて、再び、再生塔１００８に戻すという本発明の構成によって、（ｉ）排ガス冷却装置１００４における冷却エネルギーを削減でき、（ii）再生塔１００８内の中段の温度プロフィールを高温側に引き上げて再生効率を高めることができ、（iii）再生効率を維持するために再生塔１００８底部を加熱しているリボイラ１０１４の消費熱量を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上説明したように、本発明によれば、エネルギー効率をさらに向上させたＣＯ2回収装置および回収方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例１に係るＣＯ2回収装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１における再生塔内の温度分布プロフィールを示す図である。
【図３】本発明の実施例２に係るＣＯ2回収装置の概略構成図である。
【図４】本発明の実施例２における再生塔内の温度分布プロフィールを示す図である。
【図５】本発明の実施例３に係るＣＯ2回収装置の概略構成図である。
【図６】本発明の実施例３における再生塔内の温度分布プロフィールを示す図である。
【図７】従来のＣＯ2回収装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  セミリーン抜き出し管
１ａ，１ｂ  セミリーン抜き出し位置
２  セミリーンソルベントポンプ
３，１１，２１  抜き出しセミリーン往路管
４，１４，２４  セミリーン／排ガス熱交換部
５、１５，２５  抜き出しセミリーン復路管
５ａ，５ｂ  セミリーン返還位置
６，１６，２６  セミリーン抜き出し昇温返還流路
３５  セミリーン合流復路管
１００１  産業設備（ボイラやガスタービン等）
１００１ａ  煙道
１００２  排ガス
１００４  排ガス冷却装置
１００５  ＣＯ2吸収液
１００６  ＣＯ2吸収塔
１００７  リッチ溶液
１００８  再生塔
１００９  リーン溶液
１０１４  リボイラ
１０１６  オーバーヘッドコンデンサ
【図１】
2006232596.tif 000004
【図２】
2006232596.tif 000005
【図３】
2006232596.tif 000006
【図４】
2006232596.tif 000007
【図５】
2006232596.tif 000008
【図６】
2006232596.tif 000009
【図７】
2006232596.tif 000010