(57)【要約】【課題】アミンの大気中への放出量を効果的に低減することができる二酸化炭素回収システムを提供する。【解決手段】実施の形態による二酸化炭素回収システム１は、二酸化炭素回収部２０ａと、第２洗浄部２２と、第３洗浄部２３と、を備えている。第２洗浄部２２と第３洗浄部２３との間に、第２洗浄部２２から排出される燃焼排ガス３に同伴するミストを捕捉する第２洗浄部出口デミスター８３が設けられている。第３洗浄部２３から排出される燃焼排ガス３に同伴するミストを捕捉する第３洗浄部出口デミスター８４が設けられている。第３洗浄部出口デミスター８４は、第２洗浄部出口デミスター８３よりも疎に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排ガスに含有される二酸化炭素を、アミンを含有する吸収液に吸収させる二酸化炭素回収部と、
前記二酸化炭素回収部から排出される前記燃焼排ガスを第２洗浄液で洗浄して、前記燃焼排ガスに同伴する前記アミンを回収する第２洗浄部と、
前記第２洗浄部から排出される前記燃焼排ガスを第３洗浄液で洗浄して、前記燃焼排ガスに同伴する前記アミンを回収する第３洗浄部と、
前記第２洗浄部と前記第３洗浄部との間に設けられ、前記第２洗浄部から排出される前記燃焼排ガスに同伴するミストを捕捉する第２洗浄部出口デミスターと、
前記第３洗浄部から排出される前記燃焼排ガスに同伴するミストを捕捉する第３洗浄部出口デミスターと、を備え、
前記第３洗浄部出口デミスターは、前記第２洗浄部出口デミスターよりも疎に形成されている、二酸化炭素回収システム。
【請求項２】
前記二酸化炭素回収部と前記第２洗浄部との間に設けられ、前記二酸化炭素回収部から排出される前記燃焼排ガスに同伴するミストを捕捉する回収部出口デミスターを更に備え、
前記回収部出口デミスターは、前記第２洗浄部出口デミスターよりも疎に形成されている、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項３】
前記二酸化炭素回収部と前記第２洗浄部との間に設けられ、前記二酸化炭素回収部から排出される前記燃焼排ガスを第１洗浄液で洗浄して、前記燃焼排ガスに同伴する前記アミンを回収する第１洗浄部を更に備えた、請求項１または２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項４】
二酸化炭素回収部において、燃焼排ガスに含有される二酸化炭素を、アミンを含有する吸収液に吸収させる工程と、
前記二酸化炭素回収部から排出された前記燃焼排ガスを、第２洗浄部において第２洗浄液で洗浄して、前記燃焼排ガスに同伴する前記アミンを回収する工程と、
前記第２洗浄部から排出された前記燃焼排ガスに同伴するミストを、第２洗浄部出口デミスターで捕捉する工程と、
前記第２洗浄部出口デミスターから排出された前記燃焼排ガスを、第３洗浄部において第３洗浄液で洗浄して、前記燃焼排ガスに同伴する前記アミンを回収する工程と、
前記第３洗浄部から排出された前記燃焼排ガスに同伴するミストを、第３洗浄部出口デミスターで捕捉する工程と、を備え、
前記第３洗浄部出口デミスターは、前記第２洗浄部出口デミスターよりも疎に形成されている、二酸化炭素回収システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の原因の一つとして、化石燃料を燃焼させる際に生成される燃焼排ガスに含まれる二酸化炭素の温室効果が指摘されている。
【０００３】
このような状況の下、多量の化石燃料を使用する火力発電所等において、化石燃料を燃焼して生成された燃焼排ガスに含有される二酸化炭素を大気中へ放出することを防止するための二酸化炭素回収システムが研究されている。二酸化炭素回収システムでは、燃焼排ガスをアミン系吸収液と接触させ、燃焼排ガスから二酸化炭素を分離して回収する。
【０００４】
より具体的には、二酸化炭素回収システムは、燃焼排ガスに含有される二酸化炭素を、アミン系吸収液に吸収させる吸収塔と、二酸化炭素を吸収した吸収液（リッチ液）が吸収塔から供給され、供給されたリッチ液を加熱してリッチ液から二酸化炭素を放出させると共に吸収液を再生する再生塔と、を備えている。再生塔には、熱源を供給するリボイラーが連結されており、再生塔内でリッチ液が加熱される。再生塔において再生された吸収液（リーン液）は吸収塔に供給され、このシステム内で吸収液は循環するように構成されている。
【０００５】
しかしながら、このような二酸化炭素回収システムでは、吸収塔においてアミン系吸収液に二酸化炭素を吸収させた燃焼排ガス（脱炭酸燃焼排ガス）が吸収塔から大気へ放出される際に、アミンを同伴するという課題があった。すなわち、火力発電所などでは多量の燃焼排ガスが放出されることから、脱炭酸燃焼排ガスに同伴して多量のアミノ基含有化合物（アミン）が放出される可能性がある。このため、火力発電所において二酸化炭素回収システムを利用する際には、吸収塔において脱炭酸燃焼排ガスに同伴して大気中に放出されるアミンを効果的に低減することが望まれる。このことに対処するために、吸収塔内に、脱炭酸燃焼排ガスに同伴するアミンのうちミスト状アミンを回収するためにデミスターが設けられる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２３３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、アミンの大気中への放出量を効果的に低減することができる二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施の形態による二酸化炭素回収システムは、燃焼排ガスに含有される二酸化炭素を、アミンを含有する吸収液に吸収させる二酸化炭素回収部と、二酸化炭素回収部から排出される燃焼排ガスを第２洗浄液で洗浄して、燃焼排ガスに同伴するアミンを回収する第２洗浄部と、第２洗浄部から排出される燃焼排ガスを第３洗浄液で洗浄して、燃焼排ガスに同伴するアミンを回収する第３洗浄部と、を備えている。第２洗浄部と第３洗浄部との間に、第２洗浄部から排出される燃焼排ガスに同伴するミストを捕捉する第２洗浄部出口デミスターが設けられている。第３洗浄部から排出される燃焼排ガスに同伴するミストを捕捉する第３洗浄部出口デミスターが設けられている。第３洗浄部出口デミスターは、第２洗浄部出口デミスターよりも疎に形成されている。
【０００９】
実施の形態による二酸化炭素回収システムの運転方法は、  二酸化炭素回収部において、燃焼排ガスに含有される二酸化炭素を、アミンを含有する吸収液に吸収させる工程と、二酸化炭素回収部から排出された燃焼排ガスを、第２洗浄部において第２洗浄液で洗浄して、燃焼排ガスに同伴する前記アミンを回収する工程と、第２洗浄部から排出された燃焼排ガスに同伴するミストを、第２洗浄部出口デミスターで捕捉する工程と、第２洗浄部出口デミスターから排出された燃焼排ガスを、第３洗浄部において第３洗浄液で洗浄して、燃焼排ガスに同伴する前記アミンを回収する工程と、第３洗浄部から排出された燃焼排ガスに同伴するミストを、第３洗浄部出口デミスターで捕捉する工程と、を備えている。第３洗浄部出口デミスターは、第２洗浄部出口デミスターよりも疎に形成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アミンの大気中への放出量を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における二酸化炭素回収システムの全体構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す二酸化炭素回収システムにおいて、洗浄液の流量とミスト状アミンの回収効率との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態における二酸化炭素回収システムの全体構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施の形態における二酸化炭素回収システムの全体構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第４の実施の形態における二酸化炭素回収システムの全体構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第５の実施の形態における二酸化炭素回収システムの全体構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第６の実施の形態における二酸化炭素回収システムの全体構成を示す図である。
【図８】図８は、図７に示す二酸化炭素回収システムにおいて、吸収塔内におけるミスト状アミンの粒径の推移を示すグラフである。
【図９】図９は、図７に示す二酸化炭素回収システムの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
まず、図１および図２を用いて、本発明の第１の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
【００１４】
図１に示すように、二酸化炭素回収システム１は、燃焼排ガス２に含有される二酸化炭素を、アミンを含有する吸収液に吸収させる吸収塔２０と、吸収塔２０から供給される二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放出させて、吸収液を再生する再生塔３０と、を備えている。吸収塔２０において二酸化炭素を吸収液に吸収させた燃焼排ガス２は、脱炭酸燃焼排ガス３（後述）として吸収塔２０から排出される。また、再生塔３０から二酸化炭素が蒸気と共に二酸化炭素含有ガス８（二酸化炭素含有蒸気）として排出される。なお、吸収塔２０に供給される燃焼排ガス２は、特に限定されるものではないが、例えば火力発電所のボイラー（図示せず）の燃焼排ガスや、プロセス排ガス等であってもよく、必要に応じて冷却処理後に吸収塔２０に供給されるようにしてもよい。
【００１５】
吸収液は、吸収塔２０と再生塔３０とを循環し、吸収塔２０において二酸化炭素を吸収してリッチ液４となり、再生塔３０において二酸化炭素を放出してリーン液５となる。吸収液には、特に限られるものではないが、例えば、モノエタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールのようなアルコール性水酸基含有１級アミン類、ジエタノールアミン、２−メチルアミノエタノールのようなアルコール性水酸基含有２級アミン類、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミンのようなアルコール性水酸基含有３級アミン類、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジエチレントリアミンのようなポリエチレンポリアミン類、ピペラジン類、ピペリジン類、ピロリジン類のような環状アミン類、キシリレンジアミンのようなポリアミン類、メチルアミノカルボン酸のようなアミノ酸類等及びこれらの混合物を用いることができる。これらのアミン化合物は通常１０〜７０重量％の水溶液として使用される。また、吸収液には二酸化炭素吸収促進剤あるいは腐食防止剤、更には、その他の媒体としてメタノール、ポリエチレングリコール、スルフォラン等を加えることができる。
【００１６】
吸収塔２０は、二酸化炭素回収部２０ａ（充填層または棚段、以下、充填層等と記す）と、二酸化炭素回収部２０ａの上方に設けられた液分散器２０ｂと、二酸化炭素回収部２０ａおよび液分散器２０ｂを収容する吸収塔容器２０ｃと、を有している。
【００１７】
二酸化炭素回収部２０ａは、向流型気液接触装置として構成されている。すなわち、二酸化炭素回収部２０ａは、一例として充填層等からなり、充填された充填物や粒子等の気液接触面積を増やすための内部構造物の表面に再生塔３０から供給されるリーン液５を流下させながら、燃焼排ガス２に含有される二酸化炭素と気液接触させ、この二酸化炭素をリーン液５に吸収させるようになっている。言い換えると、燃焼排ガス２から二酸化炭素が回収（または除去）される。液分散器２０ｂは、リーン液５を二酸化炭素回収部２０ａに向けて分散させて落下させ、二酸化炭素回収部２０ａの表面にリーン液５を供給する。液分散器２０ｂに供給されるリーン液５の圧力は吸収塔２０内の圧力に対してそれほど高くない圧力であり、液分散器２０ｂは、実質的には強制的ではなく主に重力の作用によってリーン液５を二酸化炭素回収部２０ａに落下させる。吸収塔容器２０ｃには、二酸化炭素回収部２０ａおよび液分散器２０ｂとともに、後述する第１洗浄部２１、第２洗浄部２２、第３洗浄部２３、および各デミスター８１、８２、８３、８４が収容されている。吸収塔容器２０ｃは、吸収塔容器２０ｃの下部から燃焼排ガス２を受け入れ、燃焼排ガス２を吸収塔容器２０ｃの頂部から、後述する脱炭酸燃焼排ガス３として排出するようになっている。
【００１８】
吸収塔２０の下部には、上述したボイラーなどの二酸化炭素回収システム１の外部から排出された二酸化炭素を含有する燃焼排ガス２が、送風機Ｂによって供給される。供給された燃焼排ガス２は、吸収塔２０内を二酸化炭素回収部２０ａに向かって上昇する。一方、再生塔３０からのリーン液５が液分散器２０ｂに供給されて落下し、二酸化炭素回収部２０ａに供給されてその表面を流下する。二酸化炭素回収部２０ａにおいて、燃焼排ガス２とリーン液５とが気液接触して、燃焼排ガス２に含有される二酸化炭素がリーン液５に吸収されてリッチ液４が生成される。
【００１９】
生成されたリッチ液４は、吸収塔容器２０ｃの下部に一端貯留され、当該下部から排出される。リーン液５と気液接触した燃焼排ガス２は、二酸化炭素が回収されて、脱炭酸燃焼排ガス３として二酸化炭素回収部２０ａから吸収塔２０内を更に上昇する。
【００２０】
吸収塔２０と再生塔３０との間には熱交換器３１が設けられている。吸収塔２０と熱交換器３１との間にはリッチ液用ポンプ３２が設けられており、吸収塔２０から排出されたリッチ液４は、リッチ液用ポンプ３２によって熱交換器３１を介して再生塔３０に供給される。熱交換器３１は、吸収塔２０から再生塔３０に供給されるリッチ液４を、再生塔３０から吸収塔２０に供給されるリーン液５と熱交換させる。このことにより、リーン液５が熱源となって、リッチ液４が所望の温度まで加熱される。言い換えると、リッチ液４が冷熱源となって、リーン液５が所望の温度まで冷却される。
【００２１】
再生塔３０は、アミン再生部３０ａ（充填層等）と、アミン再生部３０ａの上方に設けられた液分散器３０ｂと、アミン再生部３０ａおよび液分散器３０ｂを収容する再生塔容器３０ｃと、を有している。このうちアミン再生部３０ａは、向流型気液接触装置として構成されている。すなわち、アミン再生部３０ａは、一例として充填層等からなり、充填された充填物や粒子等の気液接触面積を増やすための内部構造物の表面に吸収塔２０から供給されるリッチ液４を流下させながら、後述する蒸気７と気液接触させ、リッチ液４から二酸化炭素を放出させるようになっている。液分散器３０ｂに供給されるリッチ液４の圧力は再生塔３０内の圧力に対してそれほど高くない圧力であり、液分散器３０ｂは、リッチ液４をアミン再生部３０ａに向けて分散させて落下させ、アミン再生部３０ａの表面にリッチ液４を供給する。液分散器３０ｂに供給されるリッチ液４の圧力は高くないため、液分散器３０ｂは、実質的には強制的ではなく主に重力の作用によってリッチ液４をアミン再生部３０ａに落下させる。再生塔容器３０ｃには、アミン再生部３０ａおよび液分散器３０ｂとともに、後述する再生塔洗浄部３７、および各デミスター８６、８７が収容されている。再生塔容器３０ｃは、リッチ液４から放出された二酸化炭素含有ガス８を、再生塔容器３０ｃの頂部から排出するようになっている。
【００２２】
再生塔３０には、リボイラー３３が連結されている。このリボイラー３３は、加熱媒体６によって、再生塔３０から供給されるリーン液５を加熱して蒸気７を発生させ、発生した蒸気７を再生塔３０に供給する。より具体的には、リボイラー３３には、再生塔３０の下部から排出されるリーン液５の一部が供給されるとともに、例えばタービン（図示せず）などの外部から加熱媒体６としての高温の蒸気が供給される。リボイラー３３に供給されたリーン液５は、加熱媒体６と熱交換することによって加熱されて、リーン液５から蒸気７が生成される。生成された蒸気７は再生塔３０の下部に供給され、再生塔３０内のリーン液５を加熱する。なお、加熱媒体６は、タービンからの高温の蒸気に限られることはない。
【００２３】
再生塔３０の下部には、リボイラー３３から蒸気７が供給され、再生塔３０内をアミン再生部３０ａに向って上昇する。一方、吸収塔２０からのリッチ液４は、液分散器３０ｂに供給されて落下し、アミン再生部３０ａに供給されてその表面を流下する。アミン再生部３０ａにおいて、リッチ液４と蒸気７とが気液接触して、リッチ液４から二酸化炭素ガスを放出してリーン液５が生成される。このようにして再生塔３０において吸収液が再生される。
【００２４】
生成されたリーン液５は、再生塔３０の下部から排出され、リッチ液４と気液接触した蒸気７は、二酸化炭素を含有して、二酸化炭素含有ガス８として再生塔３０の頂部から排出される。排出される二酸化炭素含有ガス８には蒸気も含有される。
【００２５】
再生塔３０と熱交換器３１との間には、リーン液用ポンプ３４が設けられている。再生塔３０から排出されたリーン液５は、リーン液用ポンプ３４によって上述した熱交換器３１を介して吸収塔２０に供給される。熱交換器３１は、上述したように、再生塔３０から吸収塔２０に供給されるリーン液５を、吸収塔２０から再生塔３０に供給されるリッチ液４と熱交換させて冷却する。また、熱交換器３１と吸収塔２０との間には、リーン液用冷却器３５が設けられている。リーン液用冷却器３５は、外部から冷却水（例えば、クリーングタワーの冷却水や、海水）等の冷却媒体が供給され、熱交換器３１において冷却されたリーン液５を所望の温度まで更に冷却する。
【００２６】
リーン液用冷却器３５において冷却されたリーン液５は、吸収塔２０の液分散器２０ｂに供給されて落下し、二酸化炭素回収部２０ａに供給されてその表面を流下する。二酸化炭素回収部２０ａにおいて、リーン液５は燃焼排ガス２と気液接触して燃焼排ガス２に含有される二酸化炭素がリーン液５に吸収されてリッチ液４となる。このようにして、二酸化炭素回収システム１では、吸収液がリーン液５となる状態とリッチ液４となる状態とを繰り返しながら循環するようになっている。
【００２７】
図１に示す二酸化炭素回収システム１は、再生塔３０の頂部から排出された二酸化炭素含有ガス８を冷却して蒸気を凝縮して凝縮水９を生成するガス用冷却器４０と、ガス用冷却器４０により生成された凝縮水９を二酸化炭素含有ガス８から分離する気液分離器４１と、を更に備えている。このようにして、二酸化炭素含有ガス８に含有される水分が低減され、二酸化炭素含有ガス８が、二酸化炭素ガス１０として気液分離器４１から排出されて、図示しない設備に供給されて貯蔵される。一方、気液分離器４１において分離された凝縮水９は、凝縮水用ポンプ４２によって再生塔３０に供給され、吸収液に混入される。なお、ガス用冷却器４０には、外部から、二酸化炭素含有ガス８を冷却するための冷却媒体（例えば、クリーングタワーの冷却水や、海水）が供給されるようになっている。
【００２８】
ところで、吸収塔２０内には、第１洗浄部２１と、第２洗浄部２２と、第３洗浄部２３と、が設けられている、このうち第１洗浄部２１は、二酸化炭素回収部２０ａから排出された脱炭酸燃焼排ガス３を第１洗浄液１１（第１洗浄水）で洗浄して、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴する吸収液成分であるアミンを回収する。第２洗浄部２２は、第１洗浄部２１から排出された脱炭酸燃焼排ガス３を、第２洗浄液１２（第２洗浄水）で洗浄して、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するアミンを回収する。第３洗浄部２３は、第２洗浄部２２から排出された脱炭酸燃焼排ガス３を、第３洗浄液１３（第３洗浄水）で洗浄して、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するアミンを回収する。このうち第１洗浄部２１は、液分散器２０ｂの上方に設けられ、第２洗浄部２２は、第１洗浄部２１の上方に設けられ、第３洗浄部２３は、第２洗浄部２２の上方に設けられている。
【００２９】
第１洗浄部２１は、第１回収空間２１ｄと、第１回収空間２１ｄの上方に設けられた第１噴射器２１ｅと、第１回収空間２１ｄの下方に設けられた第１受け部２１ｃと、を有している、
【００３０】
第１回収空間２１ｄは、第１圧力で供給されて第１噴射器２１ｅから噴射された第１洗浄液１１がミストの状態で自由落下（すなわち、空間内の構造物等の表面に接触することがないまま落下）しながら、第１受け部２１ｃを通過して上昇する脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触する空間であって、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するアミン（主として、ミスト状アミン、吸収液のミスト）を回収する空間である。第１回収空間２１ｄは、第１噴射器２１ｅから第１受け部２１ｃにわたって形成されている。
【００３１】
本実施の形態では、第１噴射器２１ｅと第１受け部２１ｃとの間には、第１洗浄液１１が表面を流下しながら脱炭酸燃焼排ガス３と接触させるための充填層や棚段等の構造物は設けられていない。すなわち、第１噴射器２１ｅと第１受け部２１ｃとの間には、第１洗浄液１１が表面を流下するような構造物等の部材は設けられておらず、第１噴射器２１ｅから第１受け部２１ｃにわたって第１回収空間２１ｄが形成されていることにより、第１回収空間２１ｄは、第１洗浄液１１が自由落下しながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触するように構成されている。第１噴射器２１ｅから噴射された第１洗浄液１１のミストは、脱炭酸燃焼排ガス３が上昇する第１回収空間２１ｄを落下して、第１受け部２１ｃに直接的に達するようになっている。すなわち、第１回収空間２１ｄを通過した第１洗浄液１１は、直接的に第１受け部２１ｃにより受け取られるように構成されている。落下している間、第１洗浄液１１が脱炭酸燃焼排ガス３と接触し、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンが第１洗浄液１１に衝突して回収される。
【００３２】
第１噴射器２１ｅは、第１圧力で供給される第１洗浄液１１を第１回収空間２１ｄに向けて噴射して落下させる。第１噴射器２１ｅは、複数のスプレーノズル孔（図示せず）を含み、後述する第１循環ポンプ５１によって圧力が高められて第１圧力で供給された第１洗浄液１１をスプレーノズル孔から噴射（スプレー）する。これにより、第１洗浄液１１は、ミスト状となって第１噴射器２１ｅから高速噴射され、第１回収空間２１ｄに均等に行き渡りながら自由落下する。すなわち、第１噴射器２１ｅは、第１洗浄液１１に鉛直方向の速度成分として第１鉛直方向初速度を与えて第１回収空間２１ｄ内を鉛直方向の速度成分を持たせて強制的に自由落下させる（噴射する）。
【００３３】
第１受け部２１ｃは、第１回収空間２１ｄを落下した第１洗浄液１１を受け取って貯留するとともに、二酸化炭素回収部２０ａから排出されて上昇する脱炭酸燃焼排ガス３が通過可能に構成されている。すなわち、第１受け部２１ｃは、第１洗浄液１１を受け取って貯留する受け部本体と、受け部本体の間に設けられた、脱炭酸燃焼排ガス３が通過する開口部と、開口部を上方から覆い、第１洗浄液１１が開口部を通過することを防止するためのカバーと、によって構成されている。
【００３４】
第１洗浄部２１には、第１洗浄液１１を循環させる第１循環ライン５０が連結されている。すなわち、第１循環ライン５０には、第１循環ポンプ５１が設けられており、第１受け部２１ｃに貯留されている第１洗浄液１１を抜き出して第１噴射器２１ｅに第１圧力となるように供給し、第１洗浄液１１を循環させる。
【００３５】
第２洗浄部２２は、第２回収部２２ａ（充填層等）と、第２回収部２２ａの上方に設けられた第２洗浄液分散器２２ｂと、第２回収部２２ａの下方に設けられた第２受け部２２ｃと、を有している。
【００３６】
第２回収部２２ａは、向流型気液接触装置として構成されている。すなわち、第２回収部２２ａは、一例として充填層等からなり、充填された充填物や粒子等の気液接触面積を増やすための内部構造物の表面に第２洗浄液１２を流下させながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触させて脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するアミン（主としてガス状アミン）を回収し、脱炭酸燃焼排ガス３からアミンを除去する。第２洗浄液分散器２２ｂは、第２圧力で供給される第２洗浄液１２を第２回収部２２ａに向けて分散させて落下させ、第２回収部２２ａの内部にある構造物の表面を流下するように第２洗浄液１２を供給する。第２圧力は、第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅに供給される第１洗浄液１１の圧力である第１圧力よりも低い。第２洗浄液分散器２２ｂに供給される第２洗浄液１２の圧力（第２圧力）は、吸収塔２０内の圧力に対してそれほど高くない圧力である。第２洗浄液分散器２２ｂが分散させる第２洗浄液１２に与える鉛直方向の速度成分である第２鉛直方向初速度は、第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅが第１洗浄液１１に与える鉛直方向の速度成分である第１鉛直方向初速度よりも小さい。実質的には第２洗浄液１２に与えられる鉛直方向の速度成分である第２鉛直方向初速度はほぼ０（ゼロ）であり、第２洗浄液分散器２２ｂは、重力の作用によって非強制的に第２洗浄液１２を第２回収部２２ａに自由落下させる。第２受け部２２ｃは、第２回収部２２ａで内部構造物の表面を流下した第２洗浄液１２を受け取って貯留するとともに、第１洗浄部２１の第１回収空間２１ｄから排出されて上昇する脱炭酸燃焼排ガス３が通過可能に構成されている。第２受け部２２ｃは、第１受け部２１ｃと同様に構成されている。
【００３７】
第２洗浄部２２には、第２洗浄液１２を循環させる第２循環ライン５４が連結されている。すなわち、第２循環ライン５４には、第２循環ポンプ５５が設けられており、第２受け部２２ｃに貯留されている第２洗浄液１２を抜き出して第２洗浄液分散器２２ｂに供給し、第２洗浄液１２を循環させる。
【００３８】
本実施の形態では、第２循環ライン５４に、第２洗浄液１２を冷却する第２洗浄液冷却器５６が設けられている。第２洗浄液冷却器５６には、第２洗浄液１２を冷却するための冷却媒体として、二酸化炭素回収システム１の外部から冷却媒体（例えば、クリーングタワーの冷却水や、海水）が供給される。このようにして、第２洗浄液冷却器５６は、第２循環ライン５４を流れる第２洗浄液１２を冷却するようになっており、第２洗浄液１２の温度を、第１洗浄液１１の温度よりも低くしている。なお、第２洗浄液１２の温度と第１洗浄液１１の温度は、ほぼ同等となるように構成してもよい。
【００３９】
第３洗浄部２３は、第３回収部２３ａ（充填層等）と、第３回収部２３ａの上方に設けられた第３洗浄液分散器２３ｂと、第３回収部２３ａの下方に設けられた第３受け部２３ｃと、を有している。
【００４０】
第３回収部２３ａは、向流型気液接触装置として構成されている。すなわち、第３回収部２３ａは、一例として充填層等からなり、充填された充填物や粒子等の気液接触面積を増やすための内部構造物の表面に第３洗浄液１３を流下させながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触させて脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するアミン（主としてガス状アミン）を回収し、脱炭酸燃焼排ガス３からアミンを除去する。第３洗浄液分散器２３ｂは、第３圧力で供給される第３洗浄液１３を第３回収部２３ａに向けて分散させて落下させ、第３回収部２３ａの内部にある構造物の表面を流下するように第３洗浄液１３を供給する。第３圧力は、第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅに供給される第１洗浄液１１の圧力である第１圧力よりも低い。第３洗浄液分散器２３ｂに供給される第３洗浄液１３の圧力（第３圧力）は、吸収塔２０内の圧力に対してそれほど高くない圧力である。第３洗浄液分散器２３ｂが分散させる第３洗浄液１３に与える鉛直方向の速度成分である第３鉛直方向初速度は、第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅが第１洗浄液１１に与える鉛直方向の速度成分である第１鉛直方向初速度よりも小さい。実質的には第３洗浄液１３に与えられる鉛直方向の速度成分である第３鉛直方向初速度はほぼ０（ゼロ）であり、第３洗浄液分散器２３ｂは、重力の作用によって非強制的に第３洗浄液１３を第３回収部２３ａに自由落下させる。第３受け部２３ｃは、第３回収部２３ａで内部構造物の表面を流下した第３洗浄液１３を受け取って貯留するとともに、第２洗浄部２２の第２回収部２２ａから排出されて上昇する脱炭酸燃焼排ガス３が通過可能に構成されている。第３受け部２３ｃは、第１受け部２１ｃおよび第２受け部２２ｃと同様に構成されている。第３洗浄液分散器２３ｂに供給される第３洗浄液１３の圧力である第３圧力は、例えば、第２洗浄液分散器２２ｂに供給される第２洗浄液１２の圧力である第２圧力と等しくすることができる。同様に、第３洗浄液分散器２３ｂが分散させる第３洗浄液１３に与える鉛直方向の速度成分である第３鉛直方向初速度を、第２洗浄液分散器２２ｂが分散させる第２洗浄液１２に与える鉛直方向の速度成分である第２鉛直方向初速度と等しくなるように構成することもできる。
【００４１】
第３洗浄部２３には、第３洗浄液１３を循環させる第３循環ライン５７が連結されている。すなわち、第３循環ライン５７には、第３循環ポンプ５８が設けられており、第３受け部２３ｃに貯留されている第３洗浄液１３を抜き出して第３洗浄液分散器２３ｂに供給し、第３洗浄液１３を循環させる。
【００４２】
本実施の形態では、第３循環ライン５７に、第３洗浄液１３を冷却する第３洗浄液冷却器５９が設けられている。第３洗浄液冷却器５９には、第３洗浄液１３を冷却するための冷却媒体として、二酸化炭素回収システム１の外部から冷却媒体（例えば、クリーングタワーの冷却水や、海水）が供給される。このようにして、第３洗浄液冷却器５９は、第３循環ライン５７を流れる第３洗浄液１３を冷却するようになっている。
【００４３】
ところで、第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅから噴射される第１洗浄液１１の単位面積・単位時間当たりの流量（第１流量）は、第２洗浄部２２の第２洗浄液分散器２２ｂから分散される第２洗浄液１２の単位面積・単位時間当たりの流量（第２流量）よりも大きくなっているとともに、第３洗浄部２３の第３洗浄液分散器２３ｂの第３洗浄液１３の単位面積・単位時間当たりの流量（第３流量）よりも大きくなっている。第１噴射器２１ｅから噴射される第１洗浄液１１の流量は、上述した第１循環ポンプ５１（流量調整部）により調整される。同様に、第２洗浄液分散器２２ｂから分散される第２洗浄液１２の流量は、上述した第２循環ポンプ５５により調整され、第３洗浄液分散器２３ｂから分散される第３洗浄液１３の流量は、上述した第３循環ポンプ５８により調整される。
【００４４】
なお、ここで示した単位面積とは、第１噴射器２１ｅが第１洗浄液１１を噴射する水平断面積（または第１洗浄部２１の水平断面積）、第２洗浄液分散器２２ｂが第２洗浄液１２を分散する水平断面積（または第２洗浄部２２の水平断面積）、および第３洗浄液分散器２３ｂが第３洗浄液１３を分散する水平断面積（または第２洗浄部２２の水平断面積）に対する単位面積である。本実施の形態においては第１洗浄部２１、第２洗浄部２２および第３洗浄部２３の水平断面積は実質的に等しいため各洗浄部（第１洗浄部２１、第２洗浄部２２および第３洗浄部２３）の水平断面積の違いは考慮せず、単位時間当たりの流量により第１流量、第２流量および第３流量を設定しても構わない。
【００４５】
各洗浄部２１〜２３の水平断面積が異なる場合も含めて一般化すると、例えば、第１噴射器２１ｅから噴射される第１洗浄液１１の単位面積・単位時間当たりの流量（第１流量）を、３００Ｌ／分／ｍ２以上とし、第２洗浄液分散器２２ｂから分散される第２洗浄液１２の単位面積・単位時間当たりの流量（第２流量）および第３洗浄液分散器２３ｂから分散される第３洗浄液１３の単位面積・単位時間当たりの流量（第３流量）を、５０Ｌ／分／ｍ２〜１５０Ｌ／分／ｍ２（図２に示す通常流量範囲）としてもよい。
【００４６】
第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅに供給される第１洗浄液１１の第１圧力（第１噴射器２１ｅ内の圧力）は、第２洗浄部２２の第２洗浄液分散器２２ｂに供給される第２洗浄液１２の第２圧力（第２洗浄液分散器２２ｂ内の圧力）よりも高くなっているとともに、第３洗浄部２３の第３洗浄液分散器２３ｂに供給される第３洗浄液１３の第３圧力（第３洗浄液分散器２３ｂ内の圧力）よりも高くなっている。第１噴射器２１ｅに供給される第１洗浄液１１の第１圧力は、上述した第１循環ポンプ５１（圧力調整部）により調整される。同様に、第２洗浄液分散器２２ｂに供給される第２洗浄液１２の第２圧力は、上述した第２循環ポンプ５５により調整され、第３洗浄液分散器２３ｂに供給される第３洗浄液１３の第３圧力は、上述した第３循環ポンプ５８により調整される。例えば、第１噴射器２１ｅに供給される第１洗浄液１１の第１圧力は、０．１ＭＰａ〜０．８ＭＰａとしてもよい。第２洗浄液分散器２２ｂに供給される第２洗浄液１２の第２圧力および第３洗浄液分散器２３ｂに供給される第３洗浄液１３の第３圧力は、０．１ＭＰａ以下であってもよい。例えば、第１循環ポンプ５１、第２循環ポンプ５５および第３循環ポンプ５８の吐出圧を、第１噴射器２１ｅ、第２洗浄液分散器２２ｂおよび第３洗浄液分散器２３ｂまでのそれぞれの揚程（水頭）を考慮して設定することにより、第１圧力、第２圧力および第３圧力をそれぞれ上記のように適切に設定することができる。
【００４７】
第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅから噴射される第１洗浄液１１の粒径は、小さい方がよい。同一流量で考えた場合、第１洗浄液１１のミストの粒径を小さくした方が、ミストの個数を増やすことができるからである。この場合、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンへの物理的な衝突確率を高めることができる。例えば、この第１洗浄液１１の中心粒径を、１００μｍ〜１０００μｍ、好ましくは２００μｍ〜８００μｍとしてもよい。上述した第１噴射器２１ｅのスプレーノズル孔は、このような中心粒径を有する第１洗浄液１１のミストを形成可能に構成されている。ここで中心粒径とは、第１噴射器２１ｅから噴射される第１洗浄液１１の粒径の平均値としている。中心粒径については、粒径の平均値のほか、中央値や、もしくはこれらの平均値や中央値に加えて分散や画標準偏差などをさらに用いた関数などにより適宜定義しても構わない。
【００４８】
ところで、二酸化炭素回収部２０ａの上方には、回収部出口デミスター８１が設けられている。より詳細には、回収部出口デミスター８１は、二酸化炭素回収部２０ａと第１洗浄部２１との間（液分散器２０ｂと第１受け部２１ｃとの間）に設けられている。このことにより、二酸化炭素回収部２０ａから排出された脱炭酸燃焼排ガス３は、回収部出口デミスター８１を通過して上昇する。回収部出口デミスター８１は、通過する脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト（主としてミスト状アミン）を捕捉する。
【００４９】
第１洗浄部２１の上方には、第１洗浄部出口デミスター８２が設けられている。より詳細には、第１洗浄部出口デミスター８２は、第１洗浄部２１と第２洗浄部２２との間（第１噴射器２１ｅと第２受け部２２ｃとの間）に設けられている。このことにより、第１洗浄部２１から排出された脱炭酸燃焼排ガス３は、第１洗浄部出口デミスター８２を通過して上昇する。第１洗浄部出口デミスター８２は、通過する脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト（主としてミスト状アミンおよび第１洗浄液１１のミスト）を捕捉する。
【００５０】
第２洗浄部２２の上方には、第２洗浄部出口デミスター８３が設けられている。より詳細には、第２洗浄部出口デミスター８３は、第２洗浄部２２と第３洗浄部２３との間（第２洗浄液分散器２２ｂと第３受け部２３ｃとの間）に設けられている。このことにより、第２洗浄部２２から排出された脱炭酸燃焼排ガス３は、第３洗浄部出口デミスター８４を通過して上昇する。第２洗浄部出口デミスター８３は、通過する脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト（主としてミスト状アミンおよび第２洗浄液１２のミスト）を捕捉する。
【００５１】
第３洗浄部２３の上方には、第３洗浄部出口デミスター８４が設けられている。より詳細には、第３洗浄部出口デミスター８４は、第３洗浄部２３の第３洗浄液分散器２３ｂの上方（第３洗浄液分散器２３ｂと吸収塔容器２０ｃの頂部との間）に設けられている。このことにより、第３洗浄部２３から排出された脱炭酸燃焼排ガス３は、第３洗浄部出口デミスター８４を通過して上昇する。第３洗浄部出口デミスター８４は、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト（主としてミスト状アミンおよび第３洗浄液１３のミスト）を捕捉する。
【００５２】
本実施の形態では、第３洗浄部出口デミスター８４は、第２洗浄部出口デミスター８３よりも疎に形成されている。
【００５３】
デミスターが疎または密に形成されているということは、例えば、デミスターの空間率で説明することができる。より具体的には、デミスターの空間率の大小をデミスターの疎または密に対応させてもよい。この場合、第３洗浄部出口デミスター８４が第２洗浄部出口デミスター８３よりも疎に形成されているということは、第３洗浄部出口デミスター８４の空間率が、第２洗浄部出口デミスター８３の空間率よりも大きくなっていることと同義となる。このことにより、第３洗浄部出口デミスター８４のうち脱炭酸燃焼排ガス３が通過する空間が増え、脱炭酸燃焼排ガス３が通過しやすくなっている。このため、脱炭酸燃焼排ガス３の流れに生じる圧力損失を低減することができる。例えば、第２洗浄部出口デミスター８３および第３洗浄部出口デミスター８４がメッシュ状のデミスターである場合には、第３洗浄部出口デミスター８４のメッシュを、第２洗浄部出口デミスター８３のメッシュよりも粗くしてもよい。同様にして、第３洗浄部出口デミスター８４は、第１洗浄部出口デミスター８２よりも疎に形成されていてもよい。
【００５４】
また、デミスターが疎または密に形成されているということは、例えば、デミスターによるミストの除去（または回収）率特性で説明することもできる。より具体的には、所定の粒径範囲（例えば、０．１μｍ〜１０μｍ）におけるミストの除去率でデミスターの特性が示されている場合には、除去率の大小をデミスターの疎または密に対応させてもよい。この場合、第３洗浄部出口デミスター８４が第２洗浄部出口デミスター８３よりも疎に形成されているということは、第３洗浄部出口デミスター８４における所定の粒径範囲のミストの除去率が、第２洗浄部出口デミスター８３の除去率よりも小さいことと同義となる。
【００５５】
また、本実施の形態では、回収部出口デミスター８１は、第３洗浄部出口デミスター８４と同様に、第１洗浄部出口デミスター８２および／または第２洗浄部出口デミスター８３よりも疎に形成されていてもよい。
【００５６】
また、図１に示すように、再生塔３０は、上述したアミン再生部３０ａから排出された二酸化炭素含有ガス８を、凝縮水９で洗浄して、二酸化炭素含有ガス８に同伴するアミンを回収する再生塔洗浄部３７を有している。再生塔洗浄部３７は、アミン再生部３０ａの上方に設けられている。
【００５７】
再生塔洗浄部３７は、再生塔回収部３７ａ（充填層等）と、再生塔回収部３７ａの上方に設けられた液分散器３７ｂと、を有している。このうち再生塔回収部３７ａは、向流型気液接触装置として構成されている。すなわち、再生塔回収部３７ａは、一例として充填層等からなり、充填された充填物や粒子等の気液接触面積を増やすための内部構造物の表面に凝縮水９を流下させながら二酸化炭素含有ガス８と気液接触させて二酸化炭素含有ガス８からアミンを回収する。液分散器３７ｂは、凝縮水９を再生塔回収部３７ａに向けて分散させて落下させ、再生塔回収部３７ａの表面に凝縮水９を供給する。液分散器３７ｂは、強制的ではなく重力の作用で、凝縮水９を落下させる。
【００５８】
ところで、再生塔３０のアミン再生部３０ａの上方には、第１再生塔デミスター８６が設けられている。より詳細には、第１再生塔デミスター８６は、アミン再生部３０ａと再生塔洗浄部３７との間（液分散器３０ｂと再生塔回収部３７ａとの間）に設けられている。このことにより、アミン再生部３０ａから排出された二酸化炭素含有ガス８は、第１再生塔デミスター８６を通過して上昇する。第１再生塔デミスター８６は、通過する二酸化炭素含有ガス８に同伴するミスト（主としてミスト状アミン）を捕捉する。
【００５９】
再生塔洗浄部３７の上方には、第２再生塔デミスター８７が設けられている。より詳細には、第２再生塔デミスター８７は、再生塔洗浄部３７の液分散器３７ｂの上方（液分散器３７ｂと再生塔容器３０ｃの頂部との間）に設けられている。このことにより、再生塔洗浄部３７から排出された二酸化炭素含有ガス８は、第２再生塔デミスター８７を通過して上昇する。第２再生塔デミスター８７は、通過する二酸化炭素含有ガス８に同伴するミスト状アミンや凝縮水９のミストを捕捉する。
【００６０】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用、すなわち二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
【００６１】
図１に示す二酸化炭素回収システムの運転中、吸収塔２０の二酸化炭素回収部２０ａにおいて、リーン液用冷却器３５から供給されたリーン液５は液分散器２０ｂから分散落下して、二酸化炭素回収部２０ａの表面を流下しながら燃焼排ガス２と気液接触する。燃焼排ガス２に含有される二酸化炭素は、リーン液５に吸収される。燃焼排ガス２は、脱炭酸燃焼排ガス３として二酸化炭素回収部２０ａから排出される。排出された脱炭酸燃焼排ガス３は、吸収塔容器２０ｃ内を上昇し、回収部出口デミスター８１を通過する。
【００６２】
回収部出口デミスター８１では、主として、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンのうち粒径が大きいミスト状アミンが捕捉される。
【００６３】
すなわち、回収部出口デミスター８１は、液分散器２０ｂの直上に設けられており、二酸化炭素回収部２０ａから排出された脱炭酸燃焼排ガス３が最初に通過するデミスターになっている。このため、回収部出口デミスター８１を通過する脱炭酸燃焼排ガス３には粒径が比較的大きいミスト状アミンが同伴している可能性がある。粒径が大きいミスト状アミンが第１洗浄部２１に達すると、第１洗浄液１１のアミン濃度が高まり、第１洗浄液１１の洗浄能力が大きく低下する恐れがある。このため、回収部出口デミスター８１は、粒径が大きいミスト状アミンを回収することを目的として設けられている。このことから、回収部出口デミスター８１は、上述したように疎に形成されている。この場合、回収部出口デミスター８１を通過する脱炭酸燃焼排ガス３の流れに生じる圧力損失を低減することができる。
【００６４】
回収部出口デミスター８１を通過した脱炭酸燃焼排ガス３は、第１洗浄部２１の第１受け部２１ｃを通過して第１回収空間２１ｄに達する。
【００６５】
一方、第１受け部２１ｃに貯留された第１洗浄液１１は、第１循環ポンプ５１によって第１受け部２１ｃから抜き出され、第１循環ライン５０を通って第１噴射器２１ｅに第２圧力や第３圧力よりも高い第１圧力で供給される。本実施の形態では、第１循環ライン５０には、後述する加熱器５２、５３（図３、図４参照）や冷却器などは設けられていないことから、第１循環ライン５０を通過する第１洗浄液１１は、積極的に加熱も冷却もされていない。
【００６６】
第１洗浄液１１は、第１噴射器２１ｅのスプレーノズル孔から噴射されて第１回収空間２１ｄ内を落下し、第１受け部２１ｃに直接的に達する。この間、第１洗浄液１１はミストの状態で落下しながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触し、脱炭酸燃焼排ガス３が第１洗浄液１１で洗浄される。このことにより、主として、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンが第１洗浄液１１に回収される。第１受け部２１ｃに達した第１洗浄液１１は、第１受け部２１ｃに受け取られて貯留される。
【００６７】
ここで、二酸化炭素回収システム１において、脱炭酸燃焼排ガス３を洗浄する際の一般的な課題について説明する。
【００６８】
一般に、二酸化炭素回収システム１において、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するアミンを回収するために、表面に洗浄液を流下させる充填層や棚段が設けられる場合がある。この場合、脱炭酸燃焼排ガス３と洗浄液との接触面積が増加し、効率良くアミンを回収することが可能になる。
【００６９】
脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するアミンは、ガス状アミンとミスト状アミンとに大別される。このうちガス状アミンは、洗浄液と充填層等を用いた洗浄で回収されやすい。一方、ミスト状アミンは、洗浄液と充填層等を用いた洗浄では回収されにくい。ミスト状アミンは、デミスターで捕捉されやすいが、ミストの粒径が５μｍ以下になるとデミスターでも捕捉されにくくなる。
【００７０】
そこで、本実施の形態では、洗浄液をミスト化することで、ミスト状アミンの回収効率の向上を図っている。すなわち、本実施の形態では、第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅに供給される第１洗浄液１１の圧力が高められ、第１噴射器２１ｅのスプレーノズル孔から第１洗浄液１１が、（噴射直後は特に）高速で噴射される。このことにより、第１洗浄液１１のミストが、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンに物理的に衝突し、ミスト状アミンが第１洗浄液１１のミストに捕捉されて回収される。ミスト状アミンを回収した第１洗浄液１１は第１受け部２１ｃに落下する。このようにして、洗浄液と充填層等を用いた洗浄では捕捉されにくいミスト状アミンが、第１洗浄液１１に回収され、脱炭酸燃焼排ガス３が効率良く洗浄される。
【００７１】
また、上述したように、第１噴射器２１ｅから噴射された第１洗浄液１１は、充填層等が設けられていない第１回収空間２１ｄ内を構造物等の表面に接触することなく自由落下する。この場合、第１洗浄液１１のミストが、構造物等の部材に衝突することなく、第１受け部２１ｃに直接的に達するため、第１洗浄液１１のミストが微細化されることを防止できる。
【００７２】
すなわち、第１洗浄部２１が、第２洗浄部２２または第３洗浄部２３のように充填層等により構成される回収部（後述する図９に示す第１回収部２１ａ）を有している場合、第１噴射器２１ｅから高速で噴射された第１洗浄液１１のミストが充填層等に衝突し、微細化される。この場合、第１洗浄液１１のミストの粒径が小さくなり、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴しやすくなる。このため、アミンを回収した第１洗浄液１１が脱炭酸燃焼排ガス３に同伴して大気に排出されることになり、洗浄効率が低下するという問題がある。
【００７３】
しかしながら、本実施の形態では、第１噴射器２１ｅの下方に第１回収空間２１ｄが形成されており、充填層等の構造物等の部材が設けられていない。このため、第１洗浄液１１のミストが微細化されることを防止でき、洗浄効率の低下を防止できる。例えば、第１噴射器２１ｅから第１受け部２１ｃまでの距離を少なくとも１ｍ以上、好ましくは１．５ｍ以上にすることで、十分な第１回収空間２１ｄを設けることができる。この場合、第１洗浄液１１のミストが第１受け部２１ｃに達する際には減速することができ、第１受け部２１ｃに衝突して微細化されることを防止できる。
【００７４】
ところで、脱炭酸燃焼排ガス３の洗浄効率の向上には、第１洗浄液１１のミストの噴射速度や粒径も寄与し得る。このため、第１噴射器２１ｅに供給される第１洗浄液１１の第１圧力は、例えば、０．１ＭＰａ〜０．８ＭＰａに高められていることが好ましい。第１洗浄液１１の第１圧力を０．１ＭＰａ以上にすることにより、第１洗浄液１１のミストの噴射速度を高めることができる。一方、第１洗浄液１１の第１圧力を０．８ＭＰａ以下にすることにより、噴射された第１洗浄液１１のミストの粒径が、ブロードになる（広い粒径分布を持つ）ことを防止でき、洗浄性能を安定化させることができる。また、第１循環ポンプ５１の容量（必要動力）の増大を抑制でき、運転コストの増大を抑制できる。
【００７５】
噴射される第１洗浄液１１の中心粒径は、１００μｍ〜１０００μｍ、特に２００μｍ〜８００μｍであることが好ましい。ここで、中心粒径を１００μｍ以上にすることにより、脱炭酸燃焼排ガス３の流れにアミンを含有する第１洗浄液１１のミストが同伴して、洗浄効率が低下することを防止できる。第１洗浄液１１のミストが脱炭酸燃焼排ガス３に同伴することをより一層防止するためには、第１噴射器２１ｅから噴射される第１洗浄液１１の粒径を、２００μｍ以上にしてもよい。一方、中心粒径を１０００μｍ以下にすることにより、第１洗浄液１１のミストの粒径を小さくすることができ、第１洗浄液１１のミストの個数を増やして、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンへの衝突確率を高めることができる。脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンへの衝突確率をより一層高めるためには、第１噴射器２１ｅから噴射される第１洗浄液１１の粒径を、８００μｍ以下にしてもよい。
【００７６】
また、第１噴射器２１ｅから噴射される第１洗浄液１１の単位面積・単位時間当たりの流量（第１流量）は、３００Ｌ／分／ｍ２以上にしてもよい。ここで、第２洗浄部２２の第２洗浄液分散器２２ｂから分散される第２洗浄液１２の単位面積・単位時間当たりの流量（第２流量）は、５０Ｌ／分／ｍ２〜１５０Ｌ／分／ｍ２に設定されている。第３洗浄液１３の単位面積・単位時間当たりの流量（第３流量）も同様である。第２洗浄液分散器２２ｂから分散される第２洗浄液１２は、充填層等により構成される第２回収部２２ａの表面を流下しながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触する。このため、第２洗浄液１２の単位面積・単位時間当たりの流量を１５０Ｌ／分／ｍ２より大きくしても、脱炭酸燃焼排ガス３の洗浄効率向上への貢献は限られてしまう。また必要以上に第２洗浄液１２の流量を増大させることは第２循環ポンプ５５の容量を増大させ、運転コストを増大させることになり、好ましくない。しかしながら、第１洗浄部２１では、充填層等の部材を設けずに、第１噴射器２１ｅから噴射された第１洗浄液１１をミストの状態で脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触させている。このことにより、第１洗浄液１１の単位面積・単位時間当たりの流量を増大させることは、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンへの物理的な衝突確率を高めることに寄与することができ、脱炭酸燃焼排ガス３の洗浄効率を高めることができる。このことが、図２に示されている。
【００７７】
図２は、第１洗浄液１１の流量と、ミスト状アミンの回収効率との関係を示したグラフである。このデータは、以下に示す試験条件下で得られた。
・試験装置内径（吸収塔容器２０ｃの内径に相当）・・・１５７ｍｍ
・処理ガス流速（脱炭酸燃焼排ガス３の流速に相当）・・・０．７ｍ／ｓ
・ミスト状アミン個数濃度（粒径０．６１μｍ〜０．９５μｍ）
・・・約１００００個／ｃｃ
・洗浄水ミスト中心粒径・・・約０．５ｍｍ
・噴射圧力・・・０．２ＭＰａ
【００７８】
図２に示されているように、第２洗浄液１２や第３洗浄液１３の通常流量範囲では、回収効率は低いが、この範囲を超えると回収効率は増大していく。流量が３００Ｌ／分／ｍ２以上になると回収効率が７０％を越え、ミスト状アミンの回収効率を高めることができる。
【００７９】
また、上述したように、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するアミンは、ガス状アミンとミスト状アミンとに大別されるが、一般的には、ミスト状アミンの方が、アミン量としての比率が多い。このことにより、二酸化炭素回収部２０ａから排出された脱炭酸燃焼排ガス３を最初に洗浄する第１洗浄液１１が第１噴射器２１ｅから噴射してミスト状アミンを回収することにより、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するアミンを効果的に回収することが可能になる。この場合、第２洗浄液１２が洗浄する際には、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するアミンの量が低減され、第３洗浄液１３が洗浄する際には更に低減される。このため、第１洗浄液１１のアミン濃度よりも第２洗浄液１２のアミン濃度が低くなり、第２洗浄液１２よりも第３洗浄液１３のアミン濃度が更に低くなる。
【００８０】
図１に示すように、第１洗浄液１１で洗浄された脱炭酸燃焼排ガス３は、第１洗浄部２１の第１回収空間２１ｄから排出される。そして、脱炭酸燃焼排ガス３は、吸収塔容器２０ｃ内を更に上昇し、第１洗浄部出口デミスター８２を通過する。
【００８１】
第１洗浄部出口デミスター８２では、主として、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンおよび第１洗浄液１１のミストが捕捉される。このうちミスト状アミンについて述べると、第１洗浄部出口デミスター８２は、回収部出口デミスター８１よりも密に形成されている。このため、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するガス状アミンのうち粒径が大きいミスト状アミンとともに粒径が小さいミスト状アミンが第１洗浄部出口デミスター８２に捕捉される。第１回収空間２１ｄで回収しきれなかったミスト状アミンは、第１洗浄部出口デミスター８２で捕捉される。
【００８２】
第１洗浄部出口デミスター８２を通過した脱炭酸燃焼排ガス３は、第２洗浄部２２の第２受け部２２ｃを通過して第２回収部２２ａに達する。
【００８３】
一方、第２受け部２２ｃに貯留された第２洗浄液１２は、第２循環ポンプ５５によって第２受け部２２ｃから抜き出され、第２循環ライン５４を通って第２洗浄液分散器２２ｂに供給される。この間、第２洗浄液１２は、第２洗浄液冷却器５６によって冷却され、第２洗浄液１２の温度が、第１洗浄液１１の温度よりも低くなる。
【００８４】
第２回収部２２ａにおいて、冷却された第２洗浄液１２が第２回収部２２ａの表面を流下しながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触し、脱炭酸燃焼排ガス３が洗浄される。このことにより、主として、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するガス状アミンが第２洗浄液１２に回収される。第２回収部２２ａにおいて脱炭酸燃焼排ガス３を洗浄した第２洗浄液１２は、第２回収部２２ａから落下して第２受け部２２ｃに受け取られて貯留される。
【００８５】
第２回収部２２ａには、冷却された第２洗浄液１２が供給されるため、第２回収部２２ａの温度は第１回収空間２１ｄの温度よりも低くなる。このため、脱炭酸燃焼排ガス３は第２洗浄液１２によって冷却され、脱炭酸燃焼排ガス３の温度は低下する。脱炭酸燃焼排ガス３の温度の低下により、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴していた水蒸気が凝縮して、凝縮した水分が、第２洗浄液１２に捕捉される。このことにより、第２洗浄液１２のアミン濃度が低減する。
【００８６】
また、第１洗浄部出口デミスター８２で回収しきれなかったミスト状アミンは、第２洗浄部２２の第２回収部２２ａに供給されて、第２回収部２２ａにおいて冷却される。第２回収部２２ａでは、凝縮した水分がミスト状アミンにも捕捉される。このことにより、ミスト状アミンの粒径が増大し、ミスト状アミンが、第２回収部２２ａの上方に設けられた第２洗浄部出口デミスター８３で捕捉されやすくなる。
【００８７】
第２洗浄液１２で洗浄された脱炭酸燃焼排ガス３は、第２回収部２２ａから排出されて、吸収塔容器２０ｃ内を更に上昇し、第２洗浄部出口デミスター８３を通過する。
【００８８】
第２洗浄部出口デミスター８３では、主として、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンおよび第２洗浄液１２のミストが捕捉される。このうちミスト状アミンについて述べると、第２洗浄部出口デミスター８３は、回収部出口デミスター８１よりも密に形成されている。このため、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するガス状アミンのうち粒径が大きいミスト状アミンとともに粒径が小さいミスト状アミンが第２洗浄部出口デミスター８３に捕捉される。第１回収空間２１ｄや第１洗浄部出口デミスター８２で回収しきれなかったミスト状アミンは、第２洗浄部出口デミスター８３で捕捉される。
【００８９】
第２洗浄部出口デミスター８３を通過した脱炭酸燃焼排ガス３は、第３洗浄部２３の第３受け部２３ｃを通過して、第３回収部２３ａに達する。
【００９０】
一方、第３受け部２３ｃに貯留された第３洗浄液１３は、第３循環ポンプ５８によって第３受け部２３ｃから抜き出され、第３循環ライン５７を通って第３洗浄液分散器２３ｂに供給される。この間、第３洗浄液１３は、第３洗浄液冷却器５９によって冷却される。
【００９１】
第３回収部２３ａにおいて、冷却された第３洗浄液１３が第３回収部２３ａの表面を流下しながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触し、脱炭酸燃焼排ガス３が洗浄される。このことにより、主として、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するガス状アミンが第３洗浄液１３に回収される。第３回収部２３ａにおいて脱炭酸燃焼排ガス３を洗浄した第３洗浄液１３は、第３回収部２３ａから落下して第３受け部２３ｃに受け取られて貯留される。
【００９２】
また、第３回収部２３ａに冷却された第３洗浄液１３が供給される場合、第３回収部２３ａの温度は第２洗浄部２２の温度よりも低くなる。このため、脱炭酸燃焼排ガス３は第３洗浄液１３によって冷却され、脱炭酸燃焼排ガス３の温度は低下する。脱炭酸燃焼排ガス３の温度の低下により、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴していた水蒸気が凝縮して、凝縮した水分が、第３洗浄液１３に捕捉される。このことにより、第３洗浄液１３のアミン濃度が低減する。
【００９３】
また、第１洗浄部２１および第２洗浄部２２で回収しきれなかったミスト状アミンは、第３洗浄部２３の第３回収部２３ａに供給されて、第３回収部２３ａにおいて冷却される。第３回収部２３ａでは、凝縮した水分がミスト状アミンにも捕捉される。このことにより、ミスト状アミンの粒径が増大し、ミスト状アミンが、第３回収部２３ａの上方に設けられた第３洗浄部出口デミスター８４で捕捉されやすくなる。
【００９４】
第３洗浄液１３で洗浄された脱炭酸燃焼排ガス３は、第３回収部２３ａから排出されて、吸収塔容器２０ｃ内を更に上昇し、第３洗浄部出口デミスター８４を通過する。
【００９５】
第３洗浄部出口デミスター８４では、主として、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンおよび第３洗浄液１３のミストが捕捉される。一般的に第３洗浄部出口デミスター８４が設けられている目的の一つは、第２洗浄部出口デミスター８３のバックアップであり、第２洗浄部出口デミスター８３で回収しきれなかったミスト状アミンを捕捉することである。しかしながら、ミスト状アミンは、回収部出口デミスター８１や第１洗浄部出口デミスター８２、第２洗浄部出口デミスター８３で捕捉される。このため、第２洗浄部出口デミスター８３で十分にミスト状アミンが捕捉されるとみなせる場合には、第３洗浄部出口デミスター８４の捕捉対象を、第３洗浄液１３のミストに絞ることができる。第３洗浄液１３に由来するミストは、ミスト状アミンに比べると粒径が大きい傾向にある。このため、脱炭酸燃焼排ガス３の圧力損失を考慮して、第３洗浄部出口デミスター８４は、疎に形成されている。
【００９６】
第３洗浄部出口デミスター８４を通過した脱炭酸燃焼排ガス３は、吸収塔容器２０ｃの頂部から排出される。
【００９７】
このように本実施の形態によれば、第１洗浄部２１が、第１洗浄液１１を噴射して落下させる第２噴射器２２ｅを有している。このことにより、第１洗浄液１１をミスト化することができ、第１洗浄液１１のミストが、二酸化炭素回収部２０ａから排出された脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンに物理的に衝突することができる。このため、第１洗浄液１１にミスト状アミンを効率良く回収することができ、脱炭酸燃焼排ガス３の洗浄効率を向上させることができる。この結果、アミンの大気中への放出量を低減することができる。
【００９８】
また、本実施の形態によれば、第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅから第１受け部２１ｃにわたって、第１洗浄液１１がミストの状態で自由落下しながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触する第１回収空間２１ｄが形成されている。このことにより、第１噴射器２１ｅから噴射された第１洗浄液１１のミストが第１受け部２１ｃに達する前に、構造物等の部材に衝突することを防止できる。このため、第１洗浄液１１のミストが微細化されて脱炭酸燃焼排ガス３に同伴することを防止できる。
【００９９】
また、本実施の形態によれば、第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅから噴射される第１洗浄液１１の単位面積・単位時間当たりの流量（第１流量）は、第２洗浄部２２の第２洗浄液分散器２２ｂから分散される第２洗浄液１２の単位面積・単位時間当たりの流量（第２流量）よりも大きくなっている。このことにより、第１噴射器２１ｅから噴射される第１洗浄液１１のミストの個数を増やすことができ、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンへの物理的な衝突確率を高めることができる。このため、ミスト状アミンをより一層効率良く回収することができる。
【０１００】
また、本実施の形態によれば、第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅに供給される第１洗浄液１１の第１圧力は、第２洗浄部２２の第２洗浄液分散器２２ｂに供給される第２洗浄液１２の第２圧力よりも高くなっている。このことにより、第１噴射器２１ｅからの第１洗浄液１１のミストの噴射速度のうちの特に鉛直方向の速度成分である第１鉛直方向初速度を高めることができる。このため、第１洗浄液１１のミストを第１回収空間２１ｄ内に迅速にかつ均一に供給することができ、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンを効率良く回収することができる。また、第１洗浄液１１のミストが脱炭酸燃焼排ガス３に同伴することを防止できる。
【０１０１】
また、本実施の形態によれば、第３洗浄部出口デミスター８４が、第２洗浄部出口デミスター８３よりも疎に形成されている。このことにより、第３洗浄部出口デミスタ−８４でミスト状アミンおよび第３洗浄液１３のミストを捕捉しながらも、第３洗浄部出口デミスター８４を通過する脱炭酸燃焼排ガス３の流れに生じる圧力損失を低減することができる。この場合、吸収塔２０に燃焼排ガス２を供給するための送風機Ｂの動力を低減することができる。
【０１０２】
また、本実施の形態によれば、回収部出口デミスター８１が、第２洗浄部出口デミスター８３よりも疎に形成されている。このことにより、回収部出口デミスター８１でミスト状アミンを捕捉しながらも、回収部出口デミスター８１を通過する脱炭酸燃焼排ガス３の流れに生じる圧力損失を低減することができる。この場合、吸収塔２０に燃焼排ガス２を供給するための送風機Ｂの動力を低減することができる。
【０１０３】
なお、上述した本実施の形態においては、回収部出口デミスター８１および第３洗浄部出口デミスター８４が、第１洗浄部出口デミスター８２および第２洗浄部出口デミスター８３よりもそれぞれ疎に形成されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、各デミスター８１〜８４は、同様の空間率または除去率で形成されていてもよい。後述する各実施の形態においても同様である。
【０１０４】
また、上述した本実施の形態においては、第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅが、圧力が高められた第１洗浄液１１がスプレーノズル孔から噴射される、いわゆる１流体ノズルとして構成されている例について説明した。しかしながら、これに限られることはなく、第１洗浄液１１を噴射することができれば、第１噴射器２１ｅは、２流体ノズルとして構成されていてもよい。この場合、第１洗浄液１１を噴射させることができれば、第１噴射器２１ｅに供給される第１洗浄液１１の圧力は、０．１ＭＰａよりも低くてもよい。
【０１０５】
（第２の実施の形態）
次に、図３を用いて、本発明の第２の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
【０１０６】
図３に示す第２の実施の形態においては、第１洗浄液を加熱する第１加熱器が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図３において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０７】
本実施の形態では、図３に示すように、第１循環ライン５０に、第１洗浄液１１を加熱する第１加熱器５２（第１加熱部）が設けられている。第１加熱器５２は、第１洗浄液１１の温度を、二酸化炭素回収部２０ａの上端部の温度より高く、かつ第２洗浄液１２の温度より高くする。なお、図３に示す形態では、第１加熱器５２は、第１循環ライン５０において第１循環ポンプ５１の下流側（第１噴射器２１ｅの側）に設けられているが、このことに限られることはない。
【０１０８】
第１加熱器５２において第１洗浄液１１を加熱するための熱源は、再生塔３０から排出されて熱交換器３１を通過したリーン液５になっている。すなわち、本実施の形態では、熱交換器３１を通過したリーン液５は、第１加熱器５２に供給されて第１洗浄液１１を加熱するようになっている。
【０１０９】
上述したように、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンは、洗浄液と充填層等を用いた洗浄では回収されにくい。このため、本実施の形態では、第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅから噴射された第１洗浄液１１のミストを、ミスト状アミンに衝突させて、ミスト状アミンを第１洗浄液１１のミストに回収している。しかしながら、ミスト状アミンの粒径が小さくなると（例えば、０．５μｍ以下になると）、ミスト状アミンの回収効率が低下する。このため、ミスト状アミンの回収効率を高めるためには、ミスト状アミンの粒径を大きくすることが効果的である。
【０１１０】
ミスト状アミンの粒径を大きくする方法としては、第２洗浄部２２の温度を第１洗浄部２１の温度よりも低くして、両者に温度差を拡大させることが考えられる。この場合、第２洗浄部２２内を脱炭酸燃焼排ガス３が通過する際に冷却されて、脱炭酸燃焼排ガス３が含有する水蒸気が凝縮し、凝縮した水分がミスト状アミンに捕捉されてミスト状アミンの粒径を増大させることができる。
【０１１１】
第１洗浄部２１の温度よりも第２洗浄部２２の温度を低くする方法としては、２つ考えられる。一つ目は、第１洗浄部２１を加熱する方法、二つ目は、第２洗浄部２２を冷却する方法である。
【０１１２】
洗浄液中のアミン蒸気圧を低減することを目的として、洗浄液を冷却することがある。しかしながら、一般的な洗浄液の運用温度が３０℃〜４０℃程度であるのに対し、冷却された洗浄液の温度は２０℃〜３０℃程度に留まり、冷却によって得られる温度差は小さくなる。このことから、第２洗浄液１２を冷却することによって第１洗浄部２１と第２洗浄部２２との温度差を拡大させることは困難となる。また、温度差を拡大するために第２洗浄液１２を冷却能力の高いチラーなどを用いて冷却した場合には、洗浄液の温度をより一層下げることができるものの、冷却に要するエネルギーが急増してしまう。二酸化炭素回収システム１の大きな課題の一つが、二酸化炭素を回収するために要するエネルギーをいかに低減するかである。このため、脱炭酸燃焼排ガス３を冷却するためのエネルギーが増大することは好ましくない。
【０１１３】
そこで、本実施の形態では、二酸化炭素回収システム１の外部（周辺設備）での廃熱を活用する。すなわち、通常では常温でまたは冷却されて使用される第１洗浄液１１を廃熱で加熱することで第１洗浄液１１の温度を高めて、第１洗浄液１１と第２洗浄液１２との温度差を拡大させている。これにより第１洗浄部２１と第２洗浄部２２との温度差を拡大させて、第２洗浄部２２における凝縮水分量を増大させている。第１洗浄部２１の温度は、二酸化炭素回収部２０ａの上端部での温度よりも５℃〜５０℃高いことが好ましく、１０℃〜３０℃高いことがより一層好ましい。
【０１１４】
また、凝縮によりミスト状アミンの粒径を大きくする他に、凝縮水分を積極的に発生させることで、洗浄液と充填層等を用いた洗浄方法が抱える以下の２つの課題を回旋することができる。まず、洗浄液と充填層等を用いた洗浄方法が抱える課題について説明する。
【０１１５】
［１］充填層表面を流下する洗浄液は偏流しやすい。このことにより、充填層表面の全体が濡れなくなるため（ショートパス発生）、脱炭酸燃焼排ガス３が洗浄液と接触せずに、洗浄されることなく充填層をすり抜けるという課題がある。
【０１１６】
［２］充填層の表面を流下する洗浄液は、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴されるガス状アミンを吸収するが、その吸収速度は、気液接触界面における洗浄液のアミン濃度と、脱炭酸燃焼排ガス３のアミン濃度とに依存する。すなわち、気液接触界面における洗浄液のアミン濃度を常に低濃度に維持できれば、洗浄液がアミンを吸収する速度を高く維持することができる。しかしながら、気液接触界面における洗浄液のアミン濃度は、脱炭酸燃焼排ガス３中のアミンを吸収することによってすぐに上昇する。そして、洗浄液中のアミンの拡散速度が遅いため、気液接触界面で洗浄液に吸収されたアミンが洗浄液内へ拡散しにくい。このため、気液接触界面における洗浄液のアミン濃度は高濃度で維持され、アミン吸収速度の低下を招くという課題がある。
【０１１７】
本実施の形態では、上述したように、凝縮水分を積極的に活用させることで、上述した２つの改題が解決される。
【０１１８】
［１］凝縮は、充填層の空隙を流れる脱炭酸燃焼排ガス３から発生する。脱炭酸燃焼排ガス３は、充填層を均一に流れる。このため、凝縮された水分によって充填層の表面を均一に濡らすことができ、脱炭酸燃焼排ガス３が洗浄されることなく充填層をすり抜けることを抑制できる。
【０１１９】
［２］凝縮水分量を増大させることにより、凝縮された水分が洗浄液に捕捉される。このことにより、凝縮が発生している間、洗浄液の気液接触界面が、凝縮された水分によって置き換わる。このため、気液接触界面における洗浄液のアミン濃度を低濃度に維持することができ、アミン吸収速度の低下を抑制することができる。
【０１２０】
このようにして、上述した２つの課題を解決することができ、脱炭酸燃焼排ガス３からのアミンの吸収速度を高めてアミンを効果的に捕捉し、アミンの回収量が低下することを抑制できる。
【０１２１】
図３に示す本実施の形態では、第１洗浄部２１では、第１加熱器５２で加熱された第１洗浄液１１のミストが第１噴射器２１ｅから噴射されて、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンが回収される。第１洗浄部２１で回収しきれなかったミスト状アミンは、第１洗浄液１１で加熱され、第２洗浄部２２の第２回収部２２ａに供給されてから冷却される。このことにより、第２回収部２２ａにおいて、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴する水蒸気から多くの水分が凝縮し、多くの水分がミスト状アミンに捕捉される。このため、ミスト状アミンの粒径が増大し、ミスト状アミンが、第２回収部２２ａの上方に設けられた第２洗浄部出口デミスター８３で捕捉されやすくなる。また、第２回収部２２ａでは、上述した［１］、［２］の課題が解決されるため、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するガス状アミンも効果的に回収することができる。
【０１２２】
このように本実施の形態によれば、脱炭酸燃焼排ガス３が第１洗浄部２１において加熱されるため、第１洗浄部２１と第２洗浄部２２との温度差を拡大することができる。このことにより、第２洗浄部２２において脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンの粒径を増大させることができ、第２洗浄部出口デミスター８３によって、ミスト状アミンを効率良く捕捉することができる。とりわけ、本実施の形態では、加熱された第１洗浄液１１が噴射されるため、第１回収空間２１ｄを通過する脱炭酸燃焼排ガス３の加熱を均等化させることができる。このため、第１回収空間２１ｄから排出される脱炭酸燃焼排ガス３の温度を均等に上昇させることができ、第２洗浄部２２における水分の凝縮を促進させることができる。この結果、脱炭酸燃焼排ガス３の洗浄効率を向上させることができる。
【０１２３】
また、本実施の形態によれば、第１加熱器５２の熱源は、再生塔３０から排出されて熱交換器３１を通過したリーン液５になっている。このことにより、第１洗浄液１１の温度を、二酸化炭素回収部２０ａの上端部の温度より高く、かつ第２洗浄液１２の温度より高くすることができる。このため、第１洗浄部２１と第２洗浄部２２との温度差を拡大させることができる。また、このような温度差を拡大させるための熱源に、熱交換器３１を通過したリーン液５を使用しているため、廃熱を有効利用することができる。
【０１２４】
なお、上述した本実施の形態においては、第１加熱器５２の熱源が、再生塔３０から排出された熱交換器３１を通過したリーン液５になっている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第１加熱器５２の熱源は、第１洗浄液１１の温度を第２洗浄液１２の温度より高くすることができれば、任意である。例えば、リボイラー３３から排出された加熱媒体６であってもよく、あるいは、吸収塔２０に供給される燃焼排ガス２であってもよい。いずれにおいても、廃熱を有効利用して第１洗浄液１１を加熱することができる。このうち燃焼排ガス２は、通常、火力発電所のボイラーから脱硝装置、脱塵装置、脱硫装置などを通過した後に二酸化炭素回収システム１の吸収塔２０に供給されて脱炭酸処理される。吸収塔２０に供給される前の燃焼排ガス２の温度は、５０℃〜９０℃程度の熱を有しているため、この廃熱を有効利用することができる。更には、第１加熱器５２の熱源は、電気ヒータであってもよい。
【０１２５】
（第３の実施の形態）
次に、図４を用いて、本発明の第３の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
【０１２６】
図４に示す第３の実施の形態においては、第１加熱器により加熱された第１洗浄液を更に加熱する第２加熱器が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図３に示す第２の実施の形態と略同一である。なお、図４において、図３に示す第２の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１２７】
本実施の形態では、図４に示すように、第１循環ライン５０に、第１加熱器５２により加熱された第１洗浄液１１を更に加熱する第２加熱器５３（第２加熱部）が設けられている。図４に示す形態では、第２加熱器５３は、第１循環ライン５０において第１加熱器５２の下流側（第１噴射器２１ｅの側）に設けられている。
【０１２８】
第２加熱器５３において第１洗浄液１１を加熱するための熱源は、第１加熱器５２の熱源とは異なっており、リボイラー３３から排出された加熱媒体６になっている。すなわち、本実施の形態では、リボイラー３３から排出された加熱媒体６は、第２加熱器５３に供給されて、第１加熱器５２において加熱された第１洗浄液１１を更に加熱するようになっている。リボイラー３３を通過した加熱媒体６の温度は、熱交換器３１から排出されたリーン液５の温度よりも高いため、この加熱媒体６によって、第１加熱器５２で加熱された第１洗浄液１１を更に加熱することができる。このため、第１洗浄液１１の温度をより一層高くすることができる。
【０１２９】
このように本実施の形態によれば、第２加熱器５３が、第１加熱器５２により加熱された第１洗浄液１１を更に加熱する。このことにより、第１洗浄液１１の温度をより一層高くすることができ、第１洗浄部２１と第２洗浄部２２との温度差をより一層拡大させることができる。このため、第２洗浄部２２において脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンの粒径をより一層増大させることができ、第２洗浄部出口デミスター８３によって、ミスト状アミンをより一層効率良く捕捉することができる。この結果、脱炭酸燃焼排ガス３の洗浄効率をより一層向上させることができる。
【０１３０】
また、本実施の形態によれば、第２加熱器５３の熱源は、リボイラー３３から排出された加熱媒体６になっている。このことにより、廃熱を有効利用して、第１洗浄部２１と第２洗浄部２２との温度差を拡大させることができる。
【０１３１】
なお、上述した本実施の形態においては、第２加熱器５３の熱源が、リボイラー３３から排出された加熱媒体６になっている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第２加熱器５３の熱源は、第１洗浄液１１を更に加熱することができれば、任意である。例えば、吸収塔２０に供給される燃焼排ガス２であってもよい。更には、第２加熱器５３の熱源は、電気ヒータであってもよい。
【０１３２】
（第４の実施の形態）
次に、図５を用いて、本発明の第４の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
【０１３３】
図５に示す第４の実施の形態においては、第２洗浄液の一部を第１洗浄液に混入させる第１バイパスラインが設けられるとともに、第３洗浄液の一部を第２洗浄液に混入させる第２バイパスラインが設けられている点が主に異なり、他の構成は、図３に示す第２の実施の形態と略同一である。なお、図５において、図３に示す第２の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１３４】
本実施の形態では、図５に示すように、第２洗浄液１２の一部を第１洗浄液１１に混入させる第１バイパスライン６１が設けられている。図５では、第１バイパスライン６１の上流端部（第２洗浄部２２の側の端部）は、第２洗浄部２２の第２受け部２２ｃに連結されている例が示されている。このことにより、第２受け部２２ｃに貯留されている第２洗浄液１２の一部が、第１バイパスライン６１に流入するようになっている。第１バイパスライン６１の下流端部（第１洗浄部２１の側の端部）は、第１洗浄部２１の第１受け部２１ｃの上方近傍に配置されている例が示されている。このことにより、第１バイパスライン６１を通過した第２洗浄液１２が、第１受け部２１ｃに供給されるようになっている。
【０１３５】
第１バイパスライン６１には、第１バイパス弁６３が設けられていてもよい。例えば、第１バイパス弁６３は、第２受け部２２ｃに貯留されている第２洗浄液１２の液面レベルに基づいて制御されるようにしてもよい。この場合、第２受け部２２ｃに液面レベル計（図示せず）が設けられ、第２受け部２２ｃに貯留されている第２洗浄液１２の液面レベルが、所定の基準レベルより高い場合には、第１バイパス弁６３の開度を大きくし、所定の基準レベルより低い場合には第１バイパス弁６３の開度を小さくしてもよい。また、第２洗浄液１２の液面レベルに応じて、第１バイパス弁６３の開度を調整してもよい。
【０１３６】
また、本実施の形態では、図５に示すように、第３洗浄液１３の一部を第２洗浄液１２に混入させる第２バイパスライン６２が設けられている。図５では、第２バイパスライン６２の上流端部（第３洗浄部２３の側の端部）は、第３洗浄部２３の第３受け部２３ｃに連結されている例が示されている。このことにより、第３受け部２３ｃに貯留されている第３洗浄液１３の一部が、第２バイパスライン６２に流入するようになっている。第２バイパスライン６２の下流端部（第２洗浄部２２の側の端部）は、第２洗浄部２２の第２受け部２２ｃの上方近傍に配置されている例が示されている。このことにより、第２バイパスライン６２を通過した第３洗浄液１３が、第２受け部２２ｃに供給されるようになっている。
【０１３７】
第２バイパスライン６２には、第２バイパス弁６４が設けられていてもよい。例えば、第２バイパス弁６４は、第３受け部２３ｃに貯留されている第３洗浄液１３の液面レベルに基づいて制御されるようにしてもよい。この場合、第３受け部２３ｃに液面レベル計（図示せず）が設けられ、第３受け部２３ｃに貯留されている第３洗浄液１３の液面レベルが、所定の基準レベルより高い場合には、第２バイパス弁６４の開度を大きくし、所定の基準レベルより低い場合には第２バイパス弁６４の開度を小さくしてもよい。また、第３洗浄液１３の液面レベルに応じて、第２バイパス弁６４の開度を調整してもよい。
【０１３８】
このように本実施の形態によれば、第１バイパスライン６１によって、第１洗浄液１１よりもアミン濃度が低い第２洗浄液１２の一部を第１洗浄液１１に混入させることができる。このことにより、第１洗浄液１１のアミン濃度を低減することができ、第１洗浄部２１において、アミン回収性能が低下することを防止できる。また、第２洗浄液１２は、第１洗浄液１１として再利用できるため廃棄することを不要にでき、第１洗浄液１１に新しい洗浄液を補給する頻度を減らすことができる。
【０１３９】
また、本実施の形態によれば、第２バイパスライン６２によって、第２洗浄液１２よりもアミン濃度が低い第３洗浄液１３の一部を第２洗浄液１２に混入させることができる。このことにより、第２洗浄液１２のアミン濃度を低減することができ、第２洗浄部２２において、アミン回収性能が低下することを防止できる。また、第３洗浄液１３は、第２洗浄液１２として再利用できるため廃棄することを不要にでき、第２洗浄液１２に新しい洗浄液を補給する頻度を減らすことができる。
【０１４０】
なお、上述した本実施の形態においては、図５に示すように、第１循環ライン５０に第１加熱器５２が設けられている例が示されている。しかしながら、このことに限られることはなく、第１加熱器５２は設けられていなくてもよい。
【０１４１】
また、上述した本実施の形態においては、図５に示すように、第３洗浄液１３の一部を第２洗浄液１２に混入させる第２バイパスライン６２が設けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、このような第２バイパスライン６２は設けられていなくてもよい。
【０１４２】
（第５の実施の形態）
次に、図６を用いて、本発明の第５の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
【０１４３】
図６に示す第５の実施の形態においては、第１洗浄液が第１回収部の表面を流下しながら脱炭酸燃焼排ガスを洗浄し、第２洗浄液が回収空間をミストの状態で落下しながら脱炭酸燃焼排ガスを洗浄する点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図６において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１４４】
本実施の形態では、図６に示すように、概略的には、図１に示す第１洗浄部２１が、図１に示す第２洗浄部２２の上方に設けられている。
【０１４５】
より具体的には、第１洗浄部２１は、第１回収部２１ａ（充填層等）と、第１回収部２１ａの上方に設けられた第１洗浄液分散器２１ｂと、を有している。すなわち、第１回収空間２１ｄの代わりに第１回収部２１ａが設けられ、第１噴射器２１ｅの代わりに第１洗浄液分散器２１ｂが設けられている。第１回収部２１ａは、第２回収部２２ａや第３回収部２３ａと同様に向流型気液接触装置として構成されている。すなわち、第１回収部２１ａは、一例として充填層等からなり、充填された充填物や粒子等の気液接触面積を増やすための内部構造物の表面に第１洗浄液１１を流下させながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触させて脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するアミン（主としてガス状アミン）を回収し、脱炭酸燃焼排ガス３からアミンを除去する。第１洗浄液分散器２１ｂは、第２洗浄液分散器２２ｂや第３洗浄液分散器２３ｂと同様に、第１洗浄液１１を第１回収部２１ａに向けて分散させて落下させ、第１回収部２１ａの内部にある構造物の表面を流下するように第１洗浄液１１を供給する。第１洗浄液分散器２１ｂは、重力の作用によって非強制的に第１洗浄液１１を第１回収部２１ａに自由落下させる。第１回収部２１ａで内部構造物の表面を流下した第１洗浄液１１は第１受け部２１ｃで受け取られて貯留される。
【０１４６】
第２洗浄部２２は、第２回収空間２２ｄと、第２回収空間２２ｄの上方に設けられた第２噴射器２２ｅと、を有している、
【０１４７】
第２回収空間２２ｄは、第１回収空間２１ｄと同様に、第２噴射器２２ｅから噴射された第２洗浄液１２がミストの状態で自由落下（すなわち、空間内の構造物等の表面に接触することがないまま落下）しながら、第２受け部２２ｃを通過して上昇する脱炭酸燃焼排ガス３とが気液接触する空間であって、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するアミン（主として、ミスト状アミン）を回収する空間である。第２回収空間２２ｄは、第２噴射器２２ｅから第２受け部２２ｃにわたって形成されている。第２回収空間２２ｄは、上述した第１洗浄部２１の第１回収空間２１ｄと同様に構成されているため、ここでは詳細な説明は省略する。第２噴射器２２ｅは、上述した第１洗浄部２１の第１噴射器２１ｅと同様に構成されているため、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１４８】
回収部出口デミスター８１を通過した脱炭酸燃焼排ガス３は、第１洗浄部２１の第１受け部２１ｃを通過して、第１洗浄部２１の第１回収部２１ａに達する。
【０１４９】
一方、第１受け部２１ｃに貯留された第１洗浄液１１は、第１循環ポンプ５１によって第１受け部２１ｃから抜き出され、第１循環ライン５０を通って第１洗浄液分散器２１ｂに供給される。本実施の形態では、第１循環ライン５０には、後述する加熱器５２、５３や冷却器などは設けられていないことから、第１循環ライン５０を通過する第１洗浄液１１は、積極的に加熱も冷却もされていない。
【０１５０】
第１回収部２１ａにおいて、第１洗浄液１１が第１回収部２１ａの表面を流下しながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触し、脱炭酸燃焼排ガス３が洗浄される。このことにより、主として、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するガス状アミンが第１洗浄液１１に回収される。第１回収部２１ａにおいて脱炭酸燃焼排ガス３を洗浄した第１洗浄液１１は、第１回収部２１ａから落下して第１受け部２１ｃに受け取られて貯留される。
【０１５１】
第１洗浄液１１で洗浄された脱炭酸燃焼排ガス３は、第１回収部２１ａから排出されて、吸収塔容器２０ｃ内を更に上昇し、第１洗浄部出口デミスター８２を通過する。
【０１５２】
第１洗浄部出口デミスター８２では、主として、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンおよび第１洗浄液１１のミストが捕捉される。第１洗浄部出口デミスター８２を通過した脱炭酸燃焼排ガス３は、第２洗浄部２２の第２受け部２２ｃを通過して第２回収部２２ａに達する。
【０１５３】
一方、第２受け部２２ｃに貯留された第２洗浄液１２は、第２循環ポンプ５５によって第２受け部２２ｃから抜き出され、第２循環ライン５４を通って第２洗浄液分散器２２ｂに供給される。この間、第２洗浄液１２は、第２洗浄液冷却器５６によって冷却され、第２洗浄液１２の温度が、第１洗浄液１１の温度よりも低くなる。
【０１５４】
第２洗浄液１２は、第２噴射器２２ｅのスプレーノズル孔から噴射されて第２回収空間２２ｄ内を落下し、第２受け部２２ｃに直接的に達する。この間、第２洗浄液１２はミストの状態で落下しながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触し、脱炭酸燃焼排ガス３が第２洗浄液１２で洗浄される。このことにより、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンが第２洗浄液１２に回収される。第２受け部２２ｃに達した第２洗浄液１２は、第２受け部２２ｃに受け取られて貯留される。
【０１５５】
第２回収空間２２ｄ内では、冷却された第２洗浄液１２が第２噴射器２２ｅから噴射されているため、第２回収空間２２ｄの温度は第１回収部２１ａの温度よりも低くなる。このため、脱炭酸燃焼排ガス３は、第２洗浄液１２によって冷却され、脱炭酸燃焼排ガス３の温度は低下する。脱炭酸燃焼排ガス３の温度の低下により、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴していた水蒸気が凝縮して、凝縮した水分が、第２洗浄液１２に捕捉される。このことにより、ミスト状アミンの粒径が増大し、ミスト状アミンが、第２回収空間２２ｄの上方に設けられた第２洗浄部出口デミスター８３で捕捉される。また、第２回収空間２２ｄでは、冷却された第２洗浄液１２が噴射されていることにより、第２回収空間２２ｄを通過する脱炭酸燃焼排ガス３の冷却を均等化させることができる。このため、ミスト状アミンへの凝縮を促進させることができ、ミスト状アミンの粒径の増大を均等化させることができる。さらに、粒径が増大したミスト状アミンを、第２回収空間２２ｄにおいて第２噴射器２２ｅから噴射された第２洗浄液１２によって落とすことができるため、回収効率を向上させることができる。
【０１５６】
このように本実施の形態によれば、第２洗浄部２２が、第２回収空間２２ｄと第２噴射器２２ｅとを有している。このことにより、第２洗浄液１２をミスト化することができ、第２洗浄液１２のミストが、第１洗浄部２１から排出された脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンに物理的に衝突することができる。このため、第２洗浄液１２にミスト状アミンを効率良く回収することができ、脱炭酸燃焼排ガス３の洗浄効率を向上させることができる。とりわけ、第２洗浄液１２は、第２洗浄液冷却器５６によって冷却されているため、脱炭酸燃焼排ガス３の冷却を均等化させることができる。このため、脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンへの凝縮を均等に促進させることができ、ミスト状アミンの粒径の増大を均等化させることができる。この場合、第２洗浄部出口デミスター８３において、効率良くミスト状アミンを捕捉することができ、アミンの大気中への放出量を低減することができる。
【０１５７】
（第６の実施の形態）
次に、図７〜図９を用いて、本発明の第６の実施の形態における二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。
【０１５８】
図７〜図９に示す第６の実施の形態においては、第１洗浄部出口デミスターが設けられていない点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図７〜図９において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１５９】
本実施の形態では、図７に示すように、第１洗浄部２１は、表面に第１洗浄液１１を流下させながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触させてアミンを回収する第１回収部２１ａ（充填層等）と、第１回収部２１ａに向けて第１洗浄液１１を分散させて落下させる第１洗浄液分散器２１ｂと、を有している。すなわち、第１回収空間２１ｄの代わりに第１回収部２１ａが設けられ、第１噴射器２１ｅの代わりに第１洗浄液分散器２１ｂが設けられている。第１洗浄部２１は、図６に示す第５の実施の形態と同様の構成を有しているため、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１６０】
また、図７に示すように、第１洗浄部２１と第２洗浄部２２との間には、図１等に示すような第１洗浄部出口デミスター８２が設けられていない。このことにより、第１洗浄部２１から排出された脱炭酸燃焼排ガス３は、第２洗浄部２２に直接的に供給される。
【０１６１】
そこで、本実施の形態では、デミスターの配列を工夫することで、ミスト状アミンの回収効率の向上を図っている。すなわち、本実施の形態では、回収部出口デミスター８１、第２洗浄部出口デミスター８３および第３洗浄部出口デミスター８４を設けるが、第１洗浄部出口デミスター８２は設けていない。
【０１６２】
ここで、吸収塔容器２０ｃ内における脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンの粒径の変化の特性を、図８を用いて説明する。図８は、吸収塔容器２０ｃ内における脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンの粒径の推移を示すグラフである。横軸は、吸収塔容器２０ｃ内の高さ位置を無次元数で示している。図８においては、いずれのデミスターも配置していないとともに、各洗浄部２１〜２３が、内部構造物の表面に洗浄液１１〜１３を流下させる回収部を有しているという条件での粒径の変化を示している。
【０１６３】
脱炭酸燃焼排ガス３に同伴するミスト状アミンは、二酸化炭素回収部２０ａにおいては、緩やかに粒径が増大する。
【０１６４】
二酸化炭素回収部２０ａから排出されて第１洗浄部２１に達した脱炭酸燃焼排ガス３は、第１洗浄液１１で洗浄されるが、この第１洗浄液１１の水分濃度は、リーン液５よりも高い。このため、第１洗浄部２１では、気液平衡関係から、水蒸気分圧が二酸化炭素回収部２０ａよりも高くなる。このことにより、ミスト状アミンへの凝縮が生じ、ミスト状アミンの粒径が増大する。とりわけ、第１洗浄部２１では、後述する第２洗浄部２２および第３洗浄部２３よりも、ミスト状アミンへの凝縮速度が大きくなり、ミスト状アミンの粒径の増大が促進される。
【０１６５】
第１洗浄部２１から排出されて第２洗浄部２２に達した脱炭酸燃焼排ガス３は、第２洗浄液１２で洗浄されるが、この第２洗浄液１２の水分濃度は、第１洗浄液１１よりも高い。このため、第２洗浄部２２では、気液平衡関係から、水蒸気分圧が第１洗浄部２１よりも高くなる。このことにより、ミスト状アミンへの凝縮が生じ、ミスト状アミンの粒径が増大する。しかしながら、第２洗浄部２２におけるミスト状アミンの粒径の増大速度は、第１洗浄部２１よりも小さくなる。この理由は、第２洗浄部２２における水蒸気分圧は第１洗浄部２１よりも高くなるものの、第１洗浄部２１と第２洗浄部２２とで水蒸気分圧の差はそれほど大きくはなく、二酸化炭素回収部２０ａと第１洗浄部２１とでの水蒸気分圧の差よりも小さいことである。また、ミスト状アミンへの凝縮が生じた場合の粒径の増大の程度は、同一凝縮量で比較すると、ミスト状アミンの粒径が大きくなるほど小さくなることも理由として挙げられる。このようにして、第２洗浄部２２におけるミスト状アミンの粒径の増大は、第１洗浄部２１よりも緩やかになる。
【０１６６】
第２洗浄部２２から排出されて第３洗浄部２３に達した脱炭酸燃焼排ガス３は、第３洗浄液１３で洗浄されるが、この第３洗浄液１３の水分濃度は、第２洗浄液１２よりも高い。このため、第３洗浄部２３では、気液平衡関係から、水蒸気分圧が第２洗浄部２２よりも高くなる。このことにより、ミスト状アミンへの凝縮が生じ、ミスト状アミンの粒径が増大する。しかしながら、第２洗浄部２２の説明で述べた理由と同様に、第３洗浄部２３におけるミスト状アミンの粒径の増大速度は、第２洗浄部２２よりも小さくなる。このため、第３洗浄部２３におけるミスト状アミンの粒径の増大は、第２洗浄部２２よりも緩やかになる。
【０１６７】
このようなミスト状アミンの粒径の推移に基づいて、本実施の形態では、第１洗浄部出口デミスター８２を設けていない。すなわち、図８によれば、第１洗浄部２１におけるミスト状アミンの粒径は、概して５μｍ以下となっており、デミスターでは捕捉されにくい粒径になっている。また、第１洗浄部出口デミスター８２を設けない場合には、粒径が小さいミスト状アミンを第２洗浄部２２に送り、図８に示すように第２洗浄部２２にて粒径を増大させることができる。図８によれば、第２洗浄部２２においてミスト状アミンは、概して５μｍ以上に増大するため、デミスターで捕捉されやすい粒径となるまで成長する。このため、ミスト状アミンを第２洗浄部出口デミスター８３で効率良く回収することができる。このように、ミスト状アミンの効率良い回収を考慮して、本実施の形態では、第１洗浄部出口デミスター８２は設けられていない。この場合、吸収塔容器２０ｃ内における脱炭酸燃焼排ガス３の流れに生じる圧力損失を低減することができ、上述した送風機Ｂ（図１参照）の動力を低減することができる。
【０１６８】
このように本実施の形態によれば、第１洗浄部２１と第２洗浄部２２との間には、第１洗浄部出口デミスター８２が設けられておらず、第１洗浄部２１から排出される脱炭酸燃焼排ガス３が、デミスターを通過することなく、第２洗浄部２２に直接的に供給される。このことにより、粒径が小さいミスト状アミンを第２洗浄部２２に送って成長させ、第２洗浄部２２において、デミスターで捕捉されやすくなるまで粒径を増大させることができる。このため、第２洗浄部出口デミスター８３において、粒径が増大したミスト状アミンを、効率良く回収することができる。この結果、脱炭酸燃焼排ガス３の洗浄効率を向上させることができ、アミンの大気中への放出量を低減することができる。
【０１６９】
また、本実施の形態においても、第３洗浄部出口デミスター８４が、第２洗浄部出口デミスター８３よりも疎に形成されている。このことにより、第３洗浄部出口デミスタ−８４でミスト状アミンおよび第３洗浄液１３のミストを捕捉しながらも、第３洗浄部出口デミスター８４を通過する脱炭酸燃焼排ガス３の流れに生じる圧力損失を低減することができる。この場合、吸収塔２０に燃焼排ガス２を供給するための送風機Ｂの動力を低減することができる。
【０１７０】
また、本実施の形態においても、回収部出口デミスター８１が、第２洗浄部出口デミスター８３よりも疎に形成されている。このことにより、回収部出口デミスター８１でミスト状アミンを捕捉しながらも、回収部出口デミスター８１を通過する脱炭酸燃焼排ガス３の流れに生じる圧力損失を低減することができる。この場合、吸収塔２０に燃焼排ガス２を供給するための送風機Ｂの動力を低減することができる。
【０１７１】
なお、上述した本実施の形態においては、第１洗浄部２１が、表面に第１洗浄液１１を流下させながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触させてアミンを回収する第１回収部２１ａと、第１回収部２１ａに向けて第１洗浄液１１を分散させて落下させる第１洗浄液分散器２１ｂと、を有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図９に示すように、第１洗浄部２１は、図１および図２に示す第１の実施の形態と同様に、第１洗浄液１１がミストの状態で落下しながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触する第１回収空間２１ｄと、第１回収空間２１ｄに向けて第１洗浄液１１を噴射する第１噴射器２１ｅと、を有するように構成してもよい。この場合においても、上述した第６の実施の形態の効果を享受することができる。
【０１７２】
以上述べた実施の形態によれば、燃焼排ガスを洗浄液で洗浄してアミンの大気中への放出量を低減することができる。
【０１７３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。
【０１７４】
例えば、第２の実施の形態〜第５の実施の形態では、第１洗浄部２１が、第１洗浄液１１がミストの状態で落下しながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触する第１回収空間２１ｄと、第１回収空間２１ｄに向けて第１洗浄液１１を噴射する第１噴射器２１ｅと、を有するように構成されている例を示している。しかしながら、図７に示す形態と同様にして、第１洗浄部２１が、表面に第１洗浄液１１を流下させながら脱炭酸燃焼排ガス３と気液接触させてアミンを回収する第１回収部２１ａと、第１回収部２１ａの上方に設けられた第１洗浄液分散器２１ｂと、を有するように構成されていてもよい。この場合においても、各実施の形態の効果を享受することができる。
【０１７５】
また、第２の実施の形態〜第５の実施の形態では、第１洗浄部２１と第２洗浄部２２との間に第１洗浄部出口デミスター８２が設けられている例を示している。しかしながら、図７および図９に示す形態と同様にして、第１洗浄部出口デミスター８２が設けられていなくてもよい。この場合においても、各実施の形態の効果を享受することができる。
【符号の説明】
【０１７６】
１：二酸化炭素回収システム、２：燃焼排ガス、３：脱炭酸燃焼排ガス、４：リッチ液、５：リーン液、６：加熱媒体、８：二酸化炭素含有ガス、１０：二酸化炭素ガス、１１：第１洗浄液、１２：第２洗浄液、１３：第３洗浄液、２０：吸収塔、２０ａ：二酸化炭素回収部、２１：第１洗浄部、２１ａ：第１回収部、２１ｂ：第１洗浄液分散器、２１ｃ：第１受け部、２１ｄ：第１回収空間、２１ｅ：第１噴射器、２２：第２洗浄部、２２ａ：第２回収部、２２ｂ：第２洗浄液分散器、２２ｃ：第２受け部、２２ｄ：第２回収空間、２２ｅ：第２噴射器、２３：第３洗浄部、３０：再生塔、３３：リボイラー、５２：第１加熱器、５３：第２加熱器、６１：第１バイパスライン、６２：第２バイパスライン、８１：回収部出口デミスター、８２：第１洗浄部出口デミスター、８３：第２洗浄部出口デミスター、８４：第３洗浄部出口デミスター
【図１】
2019131426.tif 000003
【図２】
2019131426.tif 000004
【図３】
2019131426.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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