(57)【要約】【課題】吸収液から二酸化炭素を分離して回収する回収率を向上できる二酸化炭素回収システムを提供する。【解決手段】二酸化炭素回収システムは、リッチ吸収液加熱部と、重力によって吸収液からＣＯ2を分離する吸収液再生部と、を備える。リッチ吸収液加熱部の加熱ユニット８０は、リッチ吸収液流路８１と、熱媒体流路８２と、を備える。リッチ吸収液流路８１及び熱媒体流路８２は、何れも、水平成分を有する方向に延びるように設けられる。リッチ吸収液流路８１及び熱媒体流路８２は、入口から出口まで吸収液又は冷却水が流れる方向の水平成分が互いに逆となるように隣接して配置される。リッチ吸収液流路８１の吸収液入口８１ａが熱媒体流路８２の熱媒体出口８２ｂより低い。熱媒体流路８２の熱媒体入口８２ａがリッチ吸収液流路８１の吸収液出口８１ｂより低い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理ガスから二酸化炭素を分離して回収する二酸化炭素回収システムであって、
前記被処理ガスに含まれる二酸化炭素を吸収した吸収液が供給される再生熱交換部と、
前記再生熱交換部によって加熱された前記吸収液が供給され、重力によって前記吸収液から二酸化炭素を分離する吸収液再生部と、
を備え、
前記再生熱交換部は、
前記吸収液が流れる第１流路と、
前記吸収液を加熱する熱媒体が流れる第２流路と、
を備え、
前記第１流路及び前記第２流路は、何れも、水平成分を有する方向に延びるように設けられ、
前記第１流路及び前記第２流路は、入口から出口まで前記吸収液又は前記熱媒体が流れる方向の水平成分が互いに逆となるように隣接して配置され、
前記第１流路の前記入口が前記第２流路の前記出口より低く、
前記第２流路の前記入口が前記第１流路の前記出口より低いことを特徴とする二酸化炭素回収システム。
【請求項２】
請求項１に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記再生熱交換部は、
第１再生熱交換ユニットと、
前記吸収液が流れる方向で、前記第１再生熱交換ユニットよりも下流側に位置する第２再生熱交換ユニットと、
を備え、
前記被処理ガスの発生源から供給される前記熱媒体が、前記第２再生熱交換ユニットを通過した後、前記第１再生熱交換ユニットを通過することを特徴とする二酸化炭素回収システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記再生熱交換部は、
第１再生熱交換ユニットと、
前記吸収液が流れる方向で、前記第１再生熱交換ユニットよりも下流側に位置する第２再生熱交換ユニットと、
前記吸収液が流れる方向で、前記第１再生熱交換ユニットよりも下流側かつ前記第２再生熱交換ユニットよりも上流側に位置する気液分離部と、
を備え、
前記第２再生熱交換ユニットは、前記吸収液が流れる方向で前記吸収液再生部よりも上流側に配置されており、
前記気液分離部によって分離された二酸化炭素は、前記吸収液再生部に供給されることを特徴とする二酸化炭素回収システム。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記再生熱交換部からの前記吸収液を前記吸収液再生部に供給する吸収液供給経路と、
前記吸収液供給経路に設けられ、前記吸収液を減圧させる減圧部と、
を備えることを特徴とする二酸化炭素回収システム。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記再生熱交換部からの前記吸収液を前記吸収液再生部に供給する吸収液供給経路を備え、
前記吸収液供給経路は、前記吸収液が流れる方向の上流側から下流側に行くに従って流路断面積が増加する部分を有することを特徴とする二酸化炭素回収システム。
【請求項６】
請求項１から４までの何れか一項に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記再生熱交換部からの前記吸収液を前記吸収液再生部に供給する吸収液供給経路を備え、
前記吸収液供給経路は、
前記吸収液再生部に接続する第１分岐経路と、
前記第１分岐経路が前記吸収液再生部に接続する位置よりも低い位置で前記吸収液再生部に接続する第２分岐経路と、
を有することを特徴とする二酸化炭素回収システム。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記吸収液再生部は、前記吸収液の流れに抗して流速を低減させる流速低減部材を備えることを特徴とする二酸化炭素回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気ガスに含まれる二酸化炭素の分離及び回収に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地球温暖化を防止するために、大気中への二酸化炭素の排出を削減する技術として、吸収液（吸着剤）を用いる二酸化炭素の回収システムが知られている。特許文献１は、この種の二酸化炭素回収システムにおける吸収液の再生に関する二酸化炭素の分離及び回収方法を開示する。
【０００３】
特許文献１の二酸化炭素の分離及び回収方法を用いるシステムは、吸着剤を加熱する加熱ゾーンと、垂直部材の上部及び下部にサイクロンが形成されるサイクロン分離ゾーンと、を備え、加熱ゾーンを通過して加熱された液体吸着剤をサイクロン分離ゾーンに導入し、遠心力によって吸着剤から二酸化炭素を分離する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１７−５３７７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１の構成においては、吸収液から分離した二酸化炭素の気泡が、サイクロンによって発生した高速旋回流に巻き込まれてしまい、二酸化炭素の回収率が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、吸収液から二酸化炭素を分離して回収する回収率を向上できる二酸化炭素回収システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００８】
本発明の観点によれば、以下の構成の二酸化炭素回収システムが提供される。即ち、この二酸化炭素回収システムは、再生熱交換部と、吸収液再生部と、を備え、被処理ガスから二酸化炭素を分離して回収する。前記再生熱交換部には、前記被処理ガスに含まれる二酸化炭素を吸収した吸収液が供給される。前記吸収液再生部には、前記再生熱交換部によって加熱された前記吸収液が供給され、重力によって前記吸収液から二酸化炭素を分離する。前記再生熱交換部は、前記吸収液が流れる第１流路と、前記吸収液を加熱する熱媒体が流れる第２流路と、を備える。前記第１流路及び前記第２流路は、何れも、水平成分を有する方向に延びるように設けられる。前記第１流路及び前記第２流路は、入口から出口まで前記吸収液又は前記熱媒体が流れる方向の水平成分が互いに逆となるように隣接して配置される。前記第１流路の前記入口が前記第２流路の前記出口より低い。前記第２流路の前記入口が前記第１流路の前記出口より低い。
【０００９】
これにより、吸収液を加熱する過程で分離された二酸化炭素が、第１流路の出口側に集まり易くなり、良好に第１流路から排出することができる。即ち、第１流路における二酸化炭素の滞留を防止できるので、第１流路と第２流路とで液体同士が実質的に対面する領域（加熱領域）を維持し、加熱効率の低下を回避できる。また、重力分離式の吸収液再生部を用いることで、分離された二酸化炭素が再度吸収されることを防止でき、二酸化炭素の回収率を向上することができる。
【００１０】
前記の二酸化炭素回収システムは、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記再生熱交換部は、第１再生熱交換ユニットと、第２再生熱交換ユニットと、を備える。前記第２再生熱交換ユニットは、前記吸収液が流れる方向で、前記第１再生熱交換ユニットよりも下流側に位置する。前記被処理ガスの発生源から供給される前記熱媒体が、前記第２再生熱交換ユニットを通過した後、前記第１再生熱交換ユニットを通過する。
【００１１】
これにより、再生熱交換ユニットを複数備えることで、個々の再生熱交換ユニットを小型化しながら、再生熱交換部としては良好な熱交換性能を発揮させることができる。それぞれの再生熱交換ユニットを狭いスペースに配置することで、設置スペースの効率化を実現することができる。また、吸収液が流れる方向の下流側に位置する再生熱交換ユニットから熱媒体を順に供給することによって、熱媒体に含まれる熱を効率的に利用することができる。
【００１２】
前記の二酸化炭素回収システムは、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記再生熱交換部は、第１再生熱交換ユニットと、第２再生熱交換ユニットと、気液分離部と、を備える。前記第２再生熱交換ユニットは、前記吸収液が流れる方向で、前記第１再生熱交換ユニットよりも下流側に位置する。前記気液分離部は、前記吸収液が流れる方向で、前記第１再生熱交換ユニットよりも下流側かつ前記第２再生熱交換ユニットよりも上流側に位置する。前記第２再生熱交換ユニットは、前記吸収液が流れる方向で前記吸収液再生部よりも上流側に配置されている。前記気液分離部によって分離された二酸化炭素は、前記吸収液再生部に供給される。
【００１３】
これにより、再生熱交換ユニットの間に気液分離部を設けることで、二酸化炭素の分離を促進することができる。
【００１４】
前記の二酸化炭素回収システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この二酸化炭素回収システムは、吸収液供給経路と、減圧部と、を備える。前記吸収液供給経路は、前記再生熱交換部からの前記吸収液を前記吸収液再生部に供給する。前記吸収液供給経路に設けられ、前記吸収液を減圧させる。
【００１５】
これにより、吸収液供給経路を通過する吸収液を減圧でき、二酸化炭素の分離を一層促進することができる。
【００１６】
前記の二酸化炭素回収システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この二酸化炭素回収システムは、吸収液供給経路を備える。前記吸収液供給経路は、前記再生熱交換部からの前記吸収液を前記吸収液再生部に供給する。前記吸収液供給経路は、前記吸収液が流れる方向の上流側から下流側に行くに従って流路断面積が増加する部分を有する。
【００１７】
これにより、吸収液再生部に供給される吸収液の流速を下げることができ、吸収液から二酸化炭素を分離することを一層促進できる。
【００１８】
前記の二酸化炭素回収システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この二酸化炭素回収システムは、吸収液供給経路を備える。前記吸収液供給経路は、前記再生熱交換部からの前記吸収液を前記吸収液再生部に供給する。前記吸収液供給経路は、第１分岐経路と、第２分岐経路と、を有する。前記第１分岐経路は、前記吸収液再生部に接続する。前記第２分岐経路は、前記第１分岐経路が前記吸収液再生部に接続する位置よりも低い位置で前記吸収液再生部に接続する。
【００１９】
これにより、吸収液供給経路内を通過する吸収液の気液分離を促進することができる。
【００２０】
前記の二酸化炭素回収システムの前記吸収液再生部においては、前記吸収液の流れに抗して流速を低減させる流速低減部材を備えることが好ましい。
【００２１】
これにより、供給された吸収液が吸収液再生部内に留まる時間を延ばすことができ、二酸化炭素の分離を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る二酸化炭素回収システムの構成を示す模式図。
【図２】リッチ吸収液加熱ユニットの構成を示す模式図。
【図３】リッチ吸収液加熱部の構成を示す模式図。
【図４】第１実施形態の変形例の二酸化炭素回収システムの構成を示す模式図。
【図５】第２実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す模式図。
【図６】第３実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す模式図。
【図７】減圧部の効果を示す図。
【図８】第３実施形態の第１変形例の二酸化炭素回収システムの構成を示す模式図。
【図９】第３実施形態の第２変形例の二酸化炭素回収システムの構成を示す模式図。
【図１０】第４実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る二酸化炭素回収システム１００の構成を示す模式図である。なお、以下の説明において「上流」及び「下流」とは、排気ガス、脱炭酸ガス、吸収液、ＣＯ2が流れる方向での上流及び下流を意味する。
【００２４】
図１に示す二酸化炭素回収システム１００は、吸収液を用いて、エンジン１０の排気ガス（被処理ガス）に含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）を排気ガスから分離して回収するシステムとして構成される。
【００２５】
この吸収液としては、例えば、ＣＯ2との化学反応を利用してＣＯ2を吸収する化学吸収液（アミン溶液やアンモニア水等）、又は、高圧下でＣＯ2の物理的溶解を利用してＣＯ2を吸収する物理吸収液（イオン液体等）等を用いることができる。なお、以下の説明においては、液内に含まれるＣＯ2の濃度が高い吸収液をリッチ吸収液と呼び、液内に含まれるＣＯ2の濃度が低い吸収液をリーン吸収液と呼ぶことがある。
【００２６】
エンジン１０は、排気ガスにＣＯ2が含まれていれば、その構成は特に限定されない。エンジン１０は、例えば、気体燃料を用いるガスエンジン、液体燃料を用いるガソリンエンジン又はディーゼルエンジン等として構成することができる。
【００２７】
二酸化炭素回収システム１００は、図１に示すように、主として、二酸化炭素吸収部１と、吸収液再生部２と、排気ガス供給部３と、吸収液循環部４と、を備える。
【００２８】
二酸化炭素吸収部１は、ＣＯ2を吸収する吸収室として構成され、排気ガスをリーン吸収液と接触させる。これにより、排気ガス内に含まれるＣＯ2をリーン吸収液に吸収させ、リッチ吸収液を生成する。
【００２９】
二酸化炭素吸収部１には、排気ガス導入口（排気ガス入口）１１と、リーン吸収液導入口１２と、リッチ吸収液排出口１３と、脱炭酸ガス排出口１４と、が形成されている。二酸化炭素吸収部１の下部には、所定量の吸収液を貯留している。
【００３０】
排気ガス導入口１１は、二酸化炭素吸収部１の下部に形成される。排気ガス導入口１１は、排気ガス供給部３に接続されており、エンジン１０からの排気ガスを導入する。排気ガス導入口１１を二酸化炭素吸収部１の下部に設けることにより、二酸化炭素吸収部１内に貯留される吸収液内にＣＯ2を導入することができる。
【００３１】
リーン吸収液導入口１２は、二酸化炭素吸収部１の頂部に形成される。リーン吸収液導入口１２は、吸収液循環部４に接続されており、吸収液再生部２により再生された吸収液（リーン吸収液）を導入する。
【００３２】
リッチ吸収液排出口１３は、二酸化炭素吸収部１の下部に形成される。リッチ吸収液排出口１３は、吸収液循環部４に接続されており、二酸化炭素吸収部１で生成されたリッチ吸収液を吸収液再生部２に供給するように排出する。
【００３３】
脱炭酸ガス排出口１４は、二酸化炭素吸収部１の頂部に形成される。脱炭酸ガス排出口１４は、ＣＯ2が分離された排気ガスである脱炭酸ガスを排出する。
【００３４】
このように構成された二酸化炭素吸収部１においては、貯留される吸収液内に排気ガスを導入して、排気ガスと吸収液とを混合させることによって、排気ガス内に含まれるＣＯ2が吸収液に吸収される。
【００３５】
そして、貯留される吸収液から浮き上がった排気ガス（脱炭酸ガスも含む）が二酸化炭素吸収部１の上部に向かって流動する途中で、頂部に設けられたリーン吸収液導入口１２から導入されたリーン吸収液と接触し、排気ガス内に残留されるＣＯ2がリーン吸収液によって吸収される。リーン吸収液は、ＣＯ2を吸収しリッチ吸収液となり、二酸化炭素吸収部１の下部に落下し、リッチ吸収液排出口１３を介して排出され、吸収液再生部２に供給される。
【００３６】
吸収液再生部２は、リッチ吸収液からＣＯ2を分離する分離室として構成される。吸収液再生部２は、加熱されたリッチ吸収液からＣＯ2を分離することで、ＣＯ2を回収するとともに、当該リッチ吸収液を再生してリーン吸収液を生成する。
【００３７】
吸収液再生部２には、リッチ吸収液導入口２１と、リーン吸収液排出口２２と、二酸化炭素排出口２３と、が形成されている。
【００３８】
リッチ吸収液導入口２１は、吸収液再生部２の高さ方向における中途部又は上部に形成される。リッチ吸収液導入口２１は、吸収液循環部４に接続されており、二酸化炭素吸収部１から供給されたリッチ吸収液をその内部に導入する。
【００３９】
リーン吸収液排出口２２は、吸収液再生部２の底部に形成される。リーン吸収液排出口２２は、吸収液循環部４に接続されており、生成されたリーン吸収液を二酸化炭素吸収部１に供給するように排出する。
【００４０】
二酸化炭素排出口２３は、吸収液再生部２の頂部に形成される。二酸化炭素排出口２３は、リッチ吸収液から分離されたＣＯ2を排出する。二酸化炭素排出口２３には、二酸化炭素排出経路２４が接続されている。
【００４１】
二酸化炭素排出経路２４は、ＣＯ2が流れる配管から形成される。二酸化炭素排出経路２４は、吸収液再生部２で分離されたＣＯ2を外部に導く。
【００４２】
このように、重力によってリーン吸収液とＣＯ2とを分離する吸収液再生部２が構成される。吸収液再生部２には、後述のリッチ吸収液加熱部４４により加熱されたもののＣＯ2の分離まで至っていないリッチ吸収液、及び、リッチ吸収液加熱部４４でＣＯ2が分離して生成されたリーン吸収液とＣＯ2との気液混合状態の流体、の混合流体がリッチ吸収液導入口２１を介して導入される。
【００４３】
吸収液再生部２においては、導入されたリッチ吸収液からＣＯ2が分離される。分離されたＣＯ2及びリッチ吸収液導入口２１を介して導入されたＣＯ2が吸収液再生部２の上部に集まり、二酸化炭素排出経路２４を介して排出される。一方、吸収液再生部２で生成されたリーン吸収液及び吸収液再生部２に導入されたリーン吸収液は、自重によって吸収液再生部２の底部へ落下する。このように、吸収液再生部２においては、加熱されたリッチ吸収液及び気液混合状態の流体からＣＯ2を分離して回収することができる。吸収液再生部２の底部に集まったリーン吸収液がリーン吸収液排出口２２を介して排出される。
【００４４】
このように、リッチ吸収液加熱部４４と吸収液再生部２との組合せにより、本実施形態の二酸化炭素回収システム１００における吸収液の再生システムが構成される。これにより、リッチ吸収液を加熱することでリッチ吸収液からのＣＯ2の分離を促進し、吸収液の再生（リーン吸収液の生成）を効率的に行うことができる。また、吸収液再生部２は重力式であるため、リッチ吸収液から分離されたＣＯ2が再び吸収されることを回避でき、再生システムにおけるＣＯ2の回収率を良好に維持することができる。
【００４５】
排気ガス供給部３は、排気ガスの発生源であるエンジン１０と、二酸化炭素吸収部１と、の間に設けられる。排気ガス供給部３は、エンジン１０からの排気ガスを二酸化炭素吸収部１に供給する。排気ガス供給部３は、排気ガス供給経路３０と、排気ガス凝縮器３１と、第１気液分離器３２と、排気ガス昇圧装置３３と、排気ガス冷却部３４と、を備える。
【００４６】
排気ガス供給経路３０は、排気ガスが流れる配管から形成される。排気ガス供給経路３０は、エンジン１０の排気管（図略）と二酸化炭素吸収部１の排気ガス導入口１１とを接続している。排気ガス供給経路３０は、エンジン１０からの排気ガスを、排気ガス導入口１１を介して二酸化炭素吸収部１内に供給する。
【００４７】
排気ガス凝縮器３１は、エンジン１０より下流側の排気ガス供給経路３０に設けられる。排気ガス凝縮器３１は、エンジン１０から排出された高温の排気ガスを、冷却水等の冷媒との熱交換によって冷却し、排気ガス内に含まれる水蒸気を凝縮させる。
【００４８】
排気ガス凝縮器３１において、排気ガス内に含まれる水蒸気は凝縮して液状態となる。排気ガス凝縮器３１から排出された気液混合状態の排気ガスが第１気液分離器３２に供給される。
【００４９】
第１気液分離器３２は、排気ガス凝縮器３１の下流側の排気ガス供給経路３０に設けられる。第１気液分離器３２は、例えば遠心力又は表面張力等を利用して、供給された排気ガスに含まれる水分を分離する。第１気液分離器３２は、排気ガスから分離した水を排出し、水分が分離された排気ガス（ドライ排気ガス）を排気ガス昇圧装置３３に供給する。
【００５０】
排気ガス凝縮器３１及び第１気液分離器３２を設けることにより、排気ガス内に含まれる水分を好適に取り除くことができ、当該水分による吸収液の希釈を回避できる。
【００５１】
排気ガス昇圧装置３３は、第１気液分離器３２の下流側であって、二酸化炭素吸収部１に近い側の排気ガス供給経路３０に設けられている。排気ガス昇圧装置３３は、例えば、ブロワから構成される。
【００５２】
排気ガス昇圧装置３３を第１気液分離器３２の下流側に設けることによって、水分が含まれる排気ガスが排気ガス昇圧装置３３に供給されることを回避でき、水分による排気ガス昇圧装置３３の劣化（例えば、錆の発生）等を回避できる。
【００５３】
排気ガス冷却部３４は、例えば、水冷式のクーラから構成され、冷却水との熱交換によってその内部に流れる排気ガスを冷却する。この構成を用いて、排気ガスの導入による二酸化炭素吸収部１内のリーン吸収液の温度が上昇することを回避でき、ＣＯ2吸収率の向上を図ることができる。
【００５４】
吸収液循環部４は、二酸化炭素吸収部１と、吸収液再生部２と、の間に設けられ、二酸化炭素吸収部１と吸収液再生部２との間に吸収液を循環させる。吸収液循環部４は、リッチ吸収液循環経路４１と、リーン吸収液循環経路４２と、吸収液熱交換部４３と、リッチ吸収液加熱部（再生熱交換部）４４と、リーン吸収液冷却部４７と、を備える。
【００５５】
リッチ吸収液循環経路４１は、リッチ吸収液が流れる配管から形成される。リッチ吸収液循環経路４１は、二酸化炭素吸収部１のリッチ吸収液排出口１３と吸収液再生部２のリッチ吸収液導入口２１とを接続する。リッチ吸収液循環経路４１は、二酸化炭素吸収部１から排出されたリッチ吸収液を吸収液再生部２に供給する。
【００５６】
リッチ吸収液循環経路４１において、吸収液熱交換部４３の上流側にはリッチ吸収液ポンプ４５が設けられている。リッチ吸収液ポンプ４５は、二酸化炭素吸収部１から排出されたリッチ吸収液を、吸収液再生部２に供給するように吸収液熱交換部４３へ圧送する。
【００５７】
リーン吸収液循環経路４２は、リーン吸収液が流れる配管から形成される。リーン吸収液循環経路４２は、吸収液再生部２のリーン吸収液排出口２２と二酸化炭素吸収部１のリーン吸収液導入口１２とを接続する。リーン吸収液循環経路４２は、吸収液再生部２から排出されたリーン吸収液を二酸化炭素吸収部１に供給する。
【００５８】
リーン吸収液循環経路４２において、吸収液熱交換部４３の下流側にはリーン吸収液ポンプ４６が設けられている。リーン吸収液ポンプ４６は、吸収液熱交換部４３により冷却されたリーン吸収液を、リーン吸収液導入口１２を介して二酸化炭素吸収部１の内部に導入するように強制的に圧送する。
【００５９】
吸収液熱交換部４３は、リッチ吸収液循環経路４１及びリーン吸収液循環経路４２の中途部に設けられる。吸収液熱交換部４３は、リッチ吸収液循環経路４１及びリーン吸収液循環経路４２のそれぞれの一部として構成される。
【００６０】
即ち、吸収液熱交換部４３内には、二酸化炭素吸収部１から排出された相対的に温度が低いリッチ吸収液と、吸収液再生部２から排出された相対的に温度が高いリーン吸収液と、が導入されている。
【００６１】
吸収液熱交換部４３においては、温度が高いリーン吸収液と温度が低いリッチ吸収液との熱交換が行われる。これにより、二酸化炭素吸収部１に供給されるリーン吸収液が冷却され、吸収液再生部２に供給されるリッチ吸収液が加熱される。即ち、吸収液再生部２により再生されたリーン吸収液が有する熱を利用することができ、省エネルギーを実現することができる。
【００６２】
リッチ吸収液加熱部４４は、吸収液熱交換部４３の下流側のリッチ吸収液循環経路４１に設けられ、吸収液再生部２に供給するリッチ吸収液を加熱する。リッチ吸収液加熱部４４は、例えば、熱交換器から構成される。
【００６３】
リッチ吸収液を加熱することによって、リッチ吸収液からのＣＯ2の分離が促進される。このリッチ吸収液加熱部４４を構成する熱交換器としては任意のタイプを使用することができるが、装置の簡素化及び清掃のための分解の容易さを考慮すれば、プレート式が好ましい。
【００６４】
この構成により、エンジン１０が発生する排熱（通常は１００℃以下）を利用して、リッチ吸収液からＣＯ2を分離することができる。
【００６５】
リーン吸収液冷却部４７は、リーン吸収液ポンプ４６の下流側のリーン吸収液循環経路４２に設けられ、二酸化炭素吸収部１の手前で、当該二酸化炭素吸収部１に供給されるリーン吸収液を冷却する。このように、冷却されたリーン吸収液を二酸化炭素吸収部１に供給することで、吸収液再生部２から排出された高温のリーン吸収液による二酸化炭素吸収部１内の温度の上昇を回避でき、二酸化炭素吸収部１内における、ＣＯ2の吸収反応に適した環境温度を好適に維持することができる。
【００６６】
本実施形態の二酸化炭素回収システム１００は、二酸化炭素後処理部６及び脱炭酸ガス処理部７を更に備えている。
【００６７】
二酸化炭素後処理部６は、吸収液再生部２の下流側の二酸化炭素排出経路２４に設けられる。二酸化炭素後処理部６は、吸収液再生部２から排出されたＣＯ2からその中に含まれる吸収液成分を取り除いた後、当該ＣＯ2を排出する。二酸化炭素後処理部６は、ＣＯ2が流れる方向の上流側から順に、二酸化炭素冷却部６１と、第２気液分離器６２と、を備える。
【００６８】
二酸化炭素冷却部６１は、冷却水等の冷媒を用いて、吸収液再生部２から排出されたＣＯ2を冷却することにより、その中に含まれる吸収液成分を凝縮させる。二酸化炭素冷却部６１から排出された気液混合状態のＣＯ2が第２気液分離器６２に供給される。
【００６９】
第２気液分離器６２は、例えば遠心力又は表面張力等を利用して、供給されたＣＯ2に含まれる吸収液を分離する。なお、当該第２気液分離器６２は、第１気液分離器３２と同じ構造の装置を用いても良い。この場合、二酸化炭素回収システム１００の構成の簡素化を図ることができる。
【００７０】
第２気液分離器６２と二酸化炭素吸収部１とを接続するように、第１吸収液戻し経路６３が設けられている。第１吸収液戻し経路６３には、吸収液を二酸化炭素吸収部１に圧送するポンプ６４が設けられる。第２気液分離器６２によりＣＯ2から分離された吸収液は、第１吸収液戻し経路６３を介して二酸化炭素吸収部１に戻される。
【００７１】
この構成により、ＣＯ2とともに排出されることによる吸収液の無駄な消費を防止できるとともに、環境に有害な吸収液の排出を回避することができる。
【００７２】
脱炭酸ガス処理部７は、二酸化炭素吸収部１から排出された脱炭酸ガスからその中に含まれる吸収液成分を取り除いた後、当該脱炭酸ガスを排出する。脱炭酸ガス処理部７は、脱炭酸ガス排出経路７０と、脱炭酸ガス冷却部７１と、第３気液分離器７２と、を備える。
【００７３】
脱炭酸ガス排出経路７０は、脱炭酸ガスが流れる配管から形成される。脱炭酸ガス排出経路７０は、二酸化炭素吸収部１の脱炭酸ガス排出口１４に接続されており、二酸化炭素吸収部１から排出された脱炭酸ガスを外部に導く。
【００７４】
脱炭酸ガス冷却部７１は、二酸化炭素吸収部１の下流側の脱炭酸ガス排出経路７０に設けられる。脱炭酸ガス冷却部７１は、冷却水等の冷媒を用いて、二酸化炭素吸収部１から排出された脱炭酸ガスを冷却することにより、その中に含まれる吸収液成分を凝縮させる。脱炭酸ガス冷却部７１から排出された気液混合状態の脱炭酸ガスが第３気液分離器７２に供給される。
【００７５】
第３気液分離器７２は、脱炭酸ガス冷却部７１の下流側の脱炭酸ガス排出経路７０に設けられる。第３気液分離器７２は、第１気液分離器３２及び第２気液分離器６２と実質的に同じ構成である。第３気液分離器７２と二酸化炭素吸収部１とを接続するように、第２吸収液戻し経路７３が設けられている。第２吸収液戻し経路７３には、吸収液を二酸化炭素吸収部１に圧送するポンプ７４が設けられる。第３気液分離器７２により脱炭酸ガスから分離された吸収液は、第２吸収液戻し経路７３を介して二酸化炭素吸収部１に戻される。
【００７６】
続いて、本実施形態の二酸化炭素回収システム１００のリッチ吸収液加熱部４４の構成について詳細に説明する。
【００７７】
本実施形態のリッチ吸収液加熱部４４は、エンジン１０を冷却することにより高温となった冷却水を熱媒体として用い、その内部に流れるリッチ吸収液を加熱する。リッチ吸収液加熱部４４は、少なくとも１つ（本実施形態においては３つ）の加熱ユニット８０を備える。
【００７８】
加熱ユニット８０は、図２に示すように、リッチ吸収液流路（第１流路）８１と、熱媒体流路（第２流路）８２と、を備える熱交換プレートとして構成される。加熱ユニット８０は、その長手方向が水平となるように配置されている。従って、リッチ吸収液流路８１を構成する空間、及び、熱媒体流路８２を構成する空間は、何れも水平方向に延びた細長い矩形状となっている。２つの空間は、熱交換プレートの厚み方向で対面する。
【００７９】
加熱ユニット８０の長手方向一端側に、リッチ吸収液流路８１の入口である吸収液入口８１ａと、熱媒体流路８２の出口である熱媒体出口８２ｂと、が形成されている。加熱ユニット８０の長手方向他端側に、リッチ吸収液流路８１の出口である吸収液出口８１ｂと、熱媒体流路８２の入口である熱媒体入口８２ａと、が形成されている。
【００８０】
この吸収液入口８１ａは、熱媒体出口８２ｂより下側に設けられている。一方、吸収液出口８１ｂは、熱媒体入口８２ａより上側に設けられている。
【００８１】
これにより、図２に示すように、加熱ユニット８０の一端側下部から他端側上部に向かって斜め上に延びるリッチ吸収液流路８１が形成され、加熱ユニット８０の他端側下部から一端側上部に向かって斜め上に延びる熱媒体流路８２が形成される。リッチ吸収液流路８１と熱媒体流路８２は何れも、矩形の空間の対角線に沿って、入口から出口まで斜め上に流れるように形成される。
【００８２】
リッチ吸収液流路８１及び熱媒体流路８２は、加熱ユニット８０の厚み方向に隣接して形成されている。即ち、図２に示すように、加熱ユニット８０の厚み方向で見たとき、リッチ吸収液流路８１及び熱媒体流路８２は、斜め上に延びており、互いに交差するように形成されている。言い換えれば、リッチ吸収液流路８１及び熱媒体流路８２のそれぞれが備える水平成分が互いに逆となっている。
【００８３】
加熱ユニット８０においては、リッチ吸収液流路８１に流れるリッチ吸収液が、隣接して配置された熱媒体流路８２に流れる熱媒体と熱交換することによって加熱される。リッチ吸収液が加熱されることによって、ＣＯ2が分離される。ここで、リッチ吸収液流路８１に流れる吸収液内には、まだＣＯ2が分離していないリッチ吸収液と、ＣＯ2が分離され生成されたリーン吸収液及び分離されたＣＯ2と、を含む。
【００８４】
加熱ユニット８０内で分離されたＣＯ2は、図２に示すように、吸収液の流れに押されながら吸収液から浮き上がって、吸収液出口８１ｂ側に集まる。当該ＣＯ2は吸収液の排出に伴って、吸収液出口８１ｂを介して加熱ユニット８０から速やかに排出され、吸収液再生部２に供給される。
【００８５】
このように、加熱ユニット８０内で分離されたＣＯ2が、加熱ユニット８０の上部の吸収液出口８１ｂ側に自然に集まって、吸収液出口８１ｂを介して容易に（吸収液よりも優先的に）排出される。従って、熱媒体流路８２に流れる熱媒体とリッチ吸収液流路８１に流れる吸収液とが隣接している加熱領域が、集まったＣＯ2によって減少しにくくなるので、熱媒体流路８２に流れる熱媒体の熱を十分に利用でき、加熱ユニット８０の加熱効率を良好的に維持することができる。
【００８６】
本実施形態のリッチ吸収液加熱部４４が備える３つの加熱ユニット８０は、具体的には図３に示すように、リッチ吸収液が流れる方向で直列接続されてリッチ吸収液循環経路４１に配置されている。なお、以下の説明においては、この３つの加熱ユニット８０を特定するために、上流側から順に、第１加熱ユニット（第１再生熱交換ユニット）８０ａ、第２加熱ユニット（第２再生熱交換ユニット）８０ｂ、第３加熱ユニット８０ｃと称することがある。
【００８７】
第１加熱ユニット８０ａと第２加熱ユニット８０ｂとの間に、第１熱媒体導管８３と、第１吸収液導管８４と、が設けられている。
【００８８】
第１熱媒体導管８３は、第２加熱ユニット８０ｂの熱媒体流路８２と、第１加熱ユニット８０ａの熱媒体流路８２と、を接続する。第１熱媒体導管８３は、熱媒体を、第２加熱ユニット８０ｂの熱媒体出口８２ｂから第１加熱ユニット８０ａの熱媒体入口８２ａへ導く。
【００８９】
第１吸収液導管８４は、第１加熱ユニット８０ａのリッチ吸収液流路８１と、第２加熱ユニット８０ｂのリッチ吸収液流路８１と、を接続する。第１吸収液導管８４は、第１加熱ユニット８０ａにより加熱された吸収液及び分離されたＣＯ2を、第１加熱ユニット８０ａの吸収液出口８１ｂから第２加熱ユニット８０ｂの吸収液入口８１ａへ導く。
【００９０】
第２加熱ユニット８０ｂと第３加熱ユニット８０ｃとの間に、第２熱媒体導管８５と、第２吸収液導管８６と、が設けられている。
【００９１】
第２熱媒体導管８５は、第３加熱ユニット８０ｃの熱媒体流路８２と、第２加熱ユニット８０ｂの熱媒体流路８２と、を接続する。第２熱媒体導管８５は、熱媒体を、第３加熱ユニット８０ｃの熱媒体出口８２ｂから第２加熱ユニット８０ｂの熱媒体入口８２ａへ導く。
【００９２】
第２吸収液導管８６は、第２加熱ユニット８０ｂのリッチ吸収液流路８１と、第３加熱ユニット８０ｃのリッチ吸収液流路８１と、を接続する。第２吸収液導管８６は、第２加熱ユニット８０ｂにより加熱された吸収液及び分離されたＣＯ2を、第２加熱ユニット８０ｂの吸収液出口８１ｂから第３加熱ユニット８０ｃの吸収液入口８１ａへ導く。
【００９３】
本実施形態の二酸化炭素回収システム１００は、エンジン１０とリッチ吸収液加熱部４４との間に冷却水（熱媒体）を循環させる冷却水導入経路４８及び冷却水導出経路４９を備えている。
【００９４】
冷却水導入経路４８は、冷却水をリッチ吸収液加熱部４４に導入する配管から形成される。冷却水導入経路４８は、エンジン１０の本体（図略）を冷却して温度が上昇した冷却水（熱媒体）をリッチ吸収液加熱部４４へ導く。冷却水導入経路４８は、エンジン１０の本体の冷却水出口（図略）と、第３加熱ユニット８０ｃの熱媒体入口８２ａと、を接続する。
【００９５】
冷却水導出経路４９は、冷却水をリッチ吸収液加熱部４４から導出する配管から形成される。冷却水導入経路４８は、リッチ吸収液加熱部４４で吸収液を加熱して温度が低下した冷却水（熱媒体）をエンジン１０へ導く。冷却水導出経路４９は、第１加熱ユニット８０ａの熱媒体出口８２ｂと、エンジン１０の冷却水循環経路（図略）と、を接続する。
【００９６】
このように構成されたリッチ吸収液加熱部４４においては、吸収液と熱媒体とは互いに逆方向に流れる。これにより、いわゆる向流熱交換を実現でき、リッチ吸収液加熱部４４における加熱効果を向上することができる。
【００９７】
そして、リッチ吸収液加熱部４４は、複数の加熱ユニット８０を直列に配置することによって構成されているので、冷却水に含まれる熱のカスケード利用によって、低温熱源（例えば、１００℃程度）であっても、吸収液を効率良く加熱することができる。
【００９８】
また、リッチ吸収液加熱部４４は複数の加熱ユニット８０から構成されているので、大型熱交換器と同等の加熱性能を有するとともに、加熱ユニット８０のそれぞれを分散して配置することができ、配置の自由度を高めることができる。従って、システムの小型化を図ることができる。
【００９９】
以上に説明したように、本実施形態の二酸化炭素回収システム１００は、リッチ吸収液加熱部４４と、吸収液再生部２と、を備え、排気ガスからＣＯ2を分離して回収する。リッチ吸収液加熱部４４には、排気ガスに含まれるＣＯ2を吸収したリッチ吸収液が供給される。吸収液再生部２には、リッチ吸収液加熱部４４によって加熱された吸収液が供給され、重力によって吸収液からＣＯ2を分離する。リッチ吸収液加熱部４４の加熱ユニット８０は、リッチ吸収液流路８１と、熱媒体流路８２と、を備える。リッチ吸収液流路８１には、吸収液が流れる。熱媒体流路８２には、吸収液を加熱する冷却水が流れる。リッチ吸収液流路８１及び熱媒体流路８２は、何れも、水平成分を有する方向に延びるように設けられる。リッチ吸収液流路８１及び熱媒体流路８２は、入口から出口まで吸収液又は冷却水が流れる方向の水平成分が互いに逆となるように隣接して配置される。リッチ吸収液流路８１の吸収液入口８１ａが熱媒体流路８２の熱媒体出口８２ｂより低い。熱媒体流路８２の熱媒体入口８２ａがリッチ吸収液流路８１の吸収液出口８１ｂより低い。
【０１００】
これにより、吸収液を加熱する過程で分離されたＣＯ2が、リッチ吸収液流路８１の吸収液出口８１ｂ側に集まり易くなり、良好にリッチ吸収液流路８１から排出することができる。即ち、リッチ吸収液流路８１におけるＣＯ2の滞留を防止できるので、リッチ吸収液流路８１と熱媒体流路８２とで液体同士が実質的に対面する領域（加熱領域）を維持し、加熱効率の低下を回避できる。また、重力分離式の吸収液再生部２を用いることで、分離されたＣＯ2が再度吸収されることを防止でき、ＣＯ2の回収率を向上することができる。
【０１０１】
また、本実施形態の二酸化炭素回収システム１００において、リッチ吸収液加熱部４４は、第１加熱ユニット８０ａと、第２加熱ユニット８０ｂと、を備える。第２加熱ユニット８０ｂは、吸収液が流れる方向で、第１加熱ユニット８０ａよりも下流側に位置する。排気ガスの発生源であるエンジン１０から供給される冷却水が、第２加熱ユニット８０ｂを通過した後、第１加熱ユニット８０ａを通過する。
【０１０２】
これにより、加熱ユニット８０を複数備えることで、個々の加熱ユニット８０を小型化しながら、リッチ吸収液加熱部４４としては良好な熱交換性能を発揮させることができる。それぞれの加熱ユニット８０を狭いスペースに配置することで、設置スペースの効率化を実現することができる。また、吸収液が流れる方向の下流側に位置する加熱ユニット８０から冷却水を順に供給することによって、冷却水に含まれる熱を効率的に利用することができる。
【０１０３】
次に、上記第１実施形態の変形例を説明する。図４は、第１実施形態の変形例の二酸化炭素回収システム１００ｘの構成を示す模式図である。なお、本変形例及び以後の実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【０１０４】
図４に示す本変形例の二酸化炭素回収システム１００ｘにおいて、リッチ吸収液加熱部４４ｘは、異なる２つの加熱系統４４ａ，４４ｂを有するように構成されている。
【０１０５】
第１加熱系統４４ａは、第２加熱ユニット８０ｂと、第３加熱ユニット８０ｃと、第２熱媒体導管８５と、第２吸収液導管８６と、冷却水導入経路４８と、冷却水導出経路４９ｘと、から構成されている。
【０１０６】
冷却水導出経路４９ｘは、冷却水（熱媒体）を第２加熱ユニット８０ｂから導出する配管から形成される。冷却水導出経路４９ｘは、加熱ユニット８０ｂで吸収液を加熱して温度が低下した熱媒体をエンジン１０へ導く。冷却水導出経路４９ｘは、第２加熱ユニット８０ｂの熱媒体出口８２ｂと、エンジン１０の冷却水循環経路（図略）と、を接続する。
【０１０７】
なお、第１加熱系統４４ａによる吸収液の加熱は、第１実施形態のリッチ吸収液加熱部４４と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１０８】
第２加熱系統４４ｂは、第１加熱ユニット８０ａと、リーン吸収液循環経路４２と、第２冷却水導入経路８８及び第２冷却水導出経路８９と、から構成されている。
【０１０９】
第２冷却水導入経路８８は、冷却水（熱媒体）を第１加熱ユニット８０ａに導入する配管から形成される。第２冷却水導入経路８８は、エンジン１０の本体（図略）を冷却して温度が上昇した熱媒体を第１加熱ユニット８０ａへ導く。第２冷却水導入経路８８は、エンジン１０の本体の冷却水出口（図略）と、第１加熱ユニット８０ａの熱媒体入口８２ａと、を接続する。
【０１１０】
第２冷却水導出経路８９は、冷却水（熱媒体）を第１加熱ユニット８０ａから導出する配管から形成される。第２冷却水導出経路８９は、第１加熱ユニット８０ａで吸収液を加熱して温度が低下した熱媒体をエンジン１０へ導く。第２冷却水導出経路８９は、第１加熱ユニット８０ａの熱媒体出口８２ｂと、エンジン１０の冷却水循環経路（図略）と、を接続する。
【０１１１】
第１加熱系統４４ａにより加熱された吸収液及び分離されたＣＯ2は、リッチ吸収液循環経路４１を介して吸収液再生部２に供給される。第２加熱系統４４ｂにより加熱された吸収液及び分離されたＣＯ2も、リッチ吸収液循環経路４１を介して吸収液再生部２に供給される。本実施形態においては、加熱ユニット８０ａ，８０ｂ，８０ｃは直列接続された状態でリッチ吸収液循環経路４１に配置されているため、第２加熱系統４４ｂの加熱ユニット８０ａから排出された吸収液及びＣＯ2が、第１加熱系統４４ａの加熱ユニット８０ｂ，８０ｃを通過して吸収液再生部２に供給される。なお、この構成に限定せず、必要に応じて、第１加熱系統４４ａ及び第２加熱系統４４ｂのそれぞれに吸収液循環経路を設けても良い。
【０１１２】
第１加熱系統４４ａ及び第２加熱系統４４ｂは、例えば、エンジン１０の出力、排気ガス流量、冷却水温度等に基づいて、それぞれ加熱／加熱停止を切り換えることができる。
【０１１３】
具体的には、二酸化炭素回収システム１００の出力が高い場合、排気ガス流量が多い場合、冷却水温度が高い場合等においては、リッチ吸収液加熱部４４ｘは、第１加熱系統４４ａを用いて、供給されたリッチ吸収液を加熱する。
【０１１４】
一方、二酸化炭素回収システム１００の出力が低い場合、排気ガス流量が少ない場合、冷却水温度が低い（例えば、７０℃ぐらい）場合等においては、リッチ吸収液加熱部４４ｘは、第２加熱系統４４ｂを用いて、供給されたリッチ吸収液を加熱する。
【０１１５】
これにより、排気ガスの発生源であるエンジン１０の状態に応じて、リッチ吸収液加熱部４４による加熱性能を適切に調整することができる。
【０１１６】
なお、第１加熱系統４４ａ及び第２加熱系統４４ｂの切換えは、エンジン１０側に設けられる切換弁（図略）を用いて実現できる。しかし、これに限定されず、例えば、冷却水導入経路４８及び冷却水導出経路４９の何れか一方、及び第２冷却水導入経路８８及び第２冷却水導出経路８９の何れか一方に設けられた開閉弁を用いて実現することもできる。
【０１１７】
次に、第２実施形態及び第３実施形態を説明する。図５は、第２実施形態の二酸化炭素回収システム１０２の構成を示す模式図である。図６は、第３実施形態の二酸化炭素回収システム１０３の構成を示す模式図である。
【０１１８】
図５に示す第２実施形態の二酸化炭素回収システム１０２において、リッチ吸収液加熱部４４ｙは、第１加熱ユニット８０ａと、第２加熱ユニット８０ｂと、二酸化炭素分離部（気液分離部）９１と、を備えている。
【０１１９】
第１加熱ユニット８０ａ及び第２加熱ユニット８０ｂは、吸収液が流れる方向の上流側から順にリッチ吸収液循環経路４１に配置されている。エンジン１０からの冷却水（熱媒体）は、第２加熱ユニット８０ｂ、第１加熱ユニット８０ａの順に供給される。なお、この構成は、第１実施形態のリッチ吸収液加熱部４４又は変形例の第１加熱系統４４ａと実質的に同じであるため、詳細な説明を省略する。
【０１２０】
二酸化炭素分離部９１は、第１加熱ユニット８０ａと第２加熱ユニット８０ｂとの間に設けられる。二酸化炭素分離部９１は、第１加熱ユニット８０ａから排出された吸収液から、気体の状態で含まれているＣＯ2を分離する。
【０１２１】
二酸化炭素分離部９１は、第３吸収液導管９３を介して、第１加熱ユニット８０ａに接続される。第３吸収液導管９３は、第１加熱ユニット８０ａから排出された気液混合状態の吸収液を二酸化炭素分離部９１に供給する。
【０１２２】
二酸化炭素分離部９１は、第４吸収液導管９４を介して、第２加熱ユニット８０ｂに接続される。第４吸収液導管９４は、二酸化炭素分離部９１の底部と、第２加熱ユニット８０ｂの吸収液入口８１ａと、を接続している。
【０１２３】
二酸化炭素分離部９１は、二酸化炭素導管９５を介して、吸収液再生部２に接続される。二酸化炭素導管９５は、二酸化炭素分離部９１の頂部と、リッチ吸収液加熱部４４より下流側のリッチ吸収液循環経路４１と、を接続している。
【０１２４】
なお、当該二酸化炭素導管９５は、リッチ吸収液循環経路４１と吸収液再生部２との接続位置より高い位置で吸収液再生部２と接続するように形成されても良い。これにより、二酸化炭素導管９５を介して吸収液再生部２内に導入されたＣＯ2を、容易に吸収液再生部２の頂部に浮上させて集めることができる。
【０１２５】
二酸化炭素分離部９１においては、供給された気液混合状態の吸収液に混在するＣＯ2がその上部に浮き上がって、二酸化炭素導管９５を介して排出される。吸収液は、重力によって、その底部に落下し、第４吸収液導管９４を介して第２加熱ユニット８０ｂに供給される。
【０１２６】
このように、第１加熱ユニット８０ａと第２加熱ユニット８０ｂとの間に二酸化炭素分離部９１を設けることで、ＣＯ2の分離を促進することができる。また、第１加熱ユニット８０ａからの吸収液を、気体のＣＯ2を取り除いてから第２加熱ユニット８０ｂに供給することで、第２加熱ユニット８０ｂにおいて図２のリッチ吸収液流路８１を通過する気体のＣＯ2の量を減らすことができる。この結果、第２加熱ユニット８０ｂにおける吸収液の加熱効率を向上することができる。
【０１２７】
以上に説明したように、本実施形態の二酸化炭素回収システム１０２は、二酸化炭素分離部９１を備える。二酸化炭素分離部９１は、吸収液が流れる方向で、第１加熱ユニット８０ａよりも下流側かつ第２加熱ユニット８０ｂよりも上流側に位置する。二酸化炭素分離部９１によって分離されたＣＯ2は、吸収液再生部２に供給される。
【０１２８】
これにより、隣接する２つの加熱ユニット８０の間に二酸化炭素分離部９１を設けることで、ＣＯ2の分離を促進することができる。
【０１２９】
図６に示す第３実施形態の二酸化炭素回収システム１０３は、二酸化炭素分離促進部１１０を更に備える。
【０１３０】
二酸化炭素分離促進部１１０は、リッチ吸収液加熱部４４より下流側のリッチ吸収液循環経路４１に設けられ、その内部に吸収液が流れる。なお、以下の説明においては、当該リッチ吸収液加熱部４４と吸収液再生部２との間のリッチ吸収液循環経路４１を吸収液供給経路８７と呼ぶことがある。
【０１３１】
二酸化炭素分離促進部１１０は、吸収液を減圧させる減圧部として構成され、例えば、スロート部１１１ａを有するスロートノズル１１１を用いる。図７に示すように、スロートノズル１１１を通過する吸収液がスロート部１１１ａで加速し、減圧することで、含まれるＣＯ2が気泡となって吸収液から分離される。
【０１３２】
図７に示すように、スロートノズル１１１の下流側においては、経路の断面積が増加することによって流速が減速し、圧力が少し増加する。しかし、ＣＯ2の気化やスロート部１１１ａを通過することによって発生する圧力損失等によって、その圧力は、スロートノズル１１１の上流側における圧力まで回復しないため、分離されたＣＯ2が再び吸収されることを回避できる。
【０１３３】
以上に説明したように、本実施形態二酸化炭素回収システム１０３は、吸収液供給経路８７と、二酸化炭素分離促進部１１０と、を備える。吸収液供給経路８７は、リッチ吸収液加熱部４４からの吸収液を吸収液再生部２に供給する。二酸化炭素分離促進部１１０は、吸収液供給経路８７に設けられ、吸収液を減圧させる。
【０１３４】
これにより、吸収液供給経路８７を通過する吸収液を減圧でき、ＣＯ2の分離を一層促進することができる。
【０１３５】
次に、上記第３実施形態の第１変形例及び第２変形例を説明する。図８は、第３実施形態の第１変形例の二酸化炭素回収システム１０３ｘの構成を示す模式図である。図９は、第３実施形態の第２変形例の二酸化炭素回収システム１０３ｙの構成を示す模式図である。
【０１３６】
図８に示す第３実施形態の第１変形例の二酸化炭素回収システム１０３ｘにおいて、二酸化炭素分離促進部１１０ｘは、吸収液供給経路８７ｘから構成される。
【０１３７】
吸収液供給経路８７ｘは、吸収液が流れる方向の上流側から下流側に行くに従って流路断面積が増加する部分を有する。即ち、吸収液再生部２側の吸収液供給経路８７ｘは、リッチ吸収液加熱部４４側の吸収液供給経路８７ｘより広い流路を有する。
【０１３８】
このように、下流側の流路が広がることによって吸収液の流速を低下させることができる。これにより、吸収液供給経路８７ｘ及び吸収液再生部２内での吸収液の滞留時間を増加させることができ、ＣＯ2の分離を促進することができる。
【０１３９】
図９に示す第３実施形態の第２変形例の二酸化炭素回収システム１０３ｙにおいて、二酸化炭素分離促進部１１０ｙは、分岐路を有する吸収液供給経路８７ｙから構成される。
【０１４０】
吸収液供給経路８７ｙは、下流側において２つの経路に分岐され、第１分岐経路８７ａと、第２分岐経路８７ｂと、を備える。第１分岐経路８７ａの下流側端部は、吸収液再生部２に接続されている。第２分岐経路８７ｂの下流側端部は、第１分岐経路８７ａと吸収液再生部２との接続位置より下側で吸収液再生部２に接続されている。
【０１４１】
これにより、吸収液供給経路８７ｙにおいて、第１分岐経路８７ａが第２分岐経路８７ｂより上側に位置することで、吸収液の上に浮き上がるＣＯ2が当該第１分岐経路８７ａを流れ、吸収液が第２分岐経路８７ｂを流れるように、自然に分けることができる。
【０１４２】
そして、第１分岐経路８７ａを介して、ＣＯ2を吸収液再生部２の相対的に高い位置に供給することで、当該ＣＯ2が吸収液再生部２の頂部に集まり易くなる。一方、第２分岐経路８７ｂを介して、吸収液を吸収液再生部２の相対的低い位置に供給することで、当該吸収液が吸収液再生部２の底部に落下し易くなるとともに、供給された吸収液とＣＯ2とが、吸収液再生部２内で接触することを回避でき、分離されたＣＯ2が再び吸収されることを回避できる。即ち、ＣＯ2の分離を促進でき、吸収液再生部２におけるＣＯ2の回収率を向上することができる。
【０１４３】
次に、第４実施形態を説明する。図１０は、第４実施形態の二酸化炭素回収システム１０４の構成を示す模式図である。
【０１４４】
図１０に示す本実施形態の二酸化炭素回収システム１０４において、吸収液再生部２の内部には、流速低減部材１２０が設けられている。流速低減部材１２０としては、例えば、メッシュを用いたり、多数の隙間を有する定形又は不定形の充填物を用いたりすることができる。
【０１４５】
この構成により、吸収液が吸収液再生部２内に滞留する時間を延ばすことができ、ＣＯ2の分離を一層促進することができる。
【０１４６】
流速低減部材１２０は、吸収液再生部２内の上部におけるＣＯ2が集まる部分を避けて設けることが好ましい。そして、流速低減部材１２０は、吸収液再生部２のリッチ吸収液導入口２１より低い位置に設けることが好ましい。これにより、設けられた流速低減部材１２０の全体を、吸収液の流れを邪魔するために十分に活用することができる。
【０１４７】
以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【０１４８】
二酸化炭素回収システム１００は、エンジン１０の排気ガス以外に、火力発電所や製鉄所等で発生する排気ガスに含まれるＣＯ2を分離して回収することもできる。
【０１４９】
第１吸収液戻し経路６３において、吸収液を二酸化炭素吸収部１に圧送するポンプ６４は省略しても良い。同様に、第２吸収液戻し経路７３において、吸収液を二酸化炭素吸収部１に圧送するポンプ７４は省略しても良い。
【０１５０】
吸収液循環部４においては、吸収液再生部２から排出されたリーン吸収液の一部をリッチ吸収液加熱部４４の上流側に還流させるリーン吸収液還流経路を設けても良い。これにより、吸収液再生部２におけるＣＯ2の回収率の向上を図ることができる。
【０１５１】
リッチ吸収液加熱部４４は、４つ以上の加熱ユニット８０を備えても良い。第１加熱系統４４ａは、３つ以上の加熱ユニット８０を備えても良い。第２加熱系統４４ｂは、２つ以上の加熱ユニット８０を備えても良い。
【０１５２】
第２実施形態の二酸化炭素回収システム１０２のリッチ吸収液加熱部４４ｙは、３つ以上の加熱ユニット８０を備えても良い。この場合、互いに隣接する２つの加熱ユニット８０の間に１つの二酸化炭素分離部９１を配置すれば良い。
【０１５３】
二酸化炭素分離促進部１１０，１１０ｘ，１１０ｙの組合せで、二酸化炭素分離促進部として構成することもできる。
【０１５４】
二酸化炭素回収システム１０４における流速低減部材１２０は、多段階となるように複数設けても良い。
【符号の説明】
【０１５５】
２  吸収液再生部
４４  リッチ吸収液加熱部（再生熱交換部）
８１  リッチ吸収液流路（第１流路）
８１ａ  吸収液入口（第１流路の入口）
８１ｂ  吸収液出口（第１流路の出口）
８２  熱媒体流路（第２流路）
８２ａ  熱媒体入口（第２流路の入口）
８２ｂ  熱媒体出口（第２流路の出口）
１００  二酸化炭素回収システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図１０】
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