(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素含有ガスが導入され、二酸化炭素を吸収する吸収液と接触させて二酸化炭素を吸収したリッチ液を生成し排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記リッチ液を加熱することにより、一部の二酸化炭素を含有する蒸気を放散させたセミリーン液を排出する二酸化炭素放出器と、
前記二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液を加熱することにより、残存していた二酸化炭素を含有する蒸気を放散させて分離したリーン液を生成して前記吸収塔に戻す再生塔と、
を備え、
前記二酸化炭素放出器として、前記リーン液を熱源とする第１の二酸化炭素放出器と、前記再生塔から放散された前記二酸化炭素を含有する蒸気を熱源とする第２の二酸化炭素放出器とを有し、前記吸収塔から排出された前記リッチ液が前記第１の二酸化炭素放出器と前記第２の二酸化炭素放出器とに分流されて供給され、
前記第１の二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液から前記二酸化炭素を含有する蒸気を分離して、二酸化炭素含有蒸気を前記第２の二酸化炭素放出器に供給すると共に、分離された液体を前記再生塔に供給する第１の気液分離器をさらに備えることを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項２】
二酸化炭素含有ガスが導入され、二酸化炭素を吸収する吸収液と接触させて二酸化炭素を吸収したリッチ液を生成し排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記リッチ液を加熱することにより、一部の二酸化炭素を含有する蒸気を放散させたセミリーン液を排出する二酸化炭素放出器と、
前記二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液を加熱することにより、残存していた二酸化炭素を含有する蒸気を放散させて分離したリーン液を生成して前記吸収塔に戻す再生塔と、
を備え、
前記二酸化炭素放出器として、前記リーン液を熱源とする第１の二酸化炭素放出器と、前記再生塔から放散された前記二酸化炭素を含有する蒸気を熱源とする第２の二酸化炭素放出器とを有し、前記吸収塔から排出された前記リッチ液が前記第１の二酸化炭素放出器と前記第２の二酸化炭素放出器とに分流されて供給され、
前記第２の二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液から前記二酸化炭素を含有する蒸気を分離して、二酸化炭素含有蒸気を前記第２の二酸化炭素放出器に供給すると共に、分離された液体を前記再生塔に供給する第２の気液分離器をさらに備えることを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項３】
二酸化炭素含有ガスが導入され、二酸化炭素を吸収する吸収液と接触させて二酸化炭素を吸収したリッチ液を生成し排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記リッチ液を加熱することにより、一部の二酸化炭素を含有する蒸気を放散させたセミリーン液を排出する二酸化炭素放出器と、
前記二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液を加熱することにより、残存していた二酸化炭素を含有する蒸気を放散させて分離したリーン液を生成して前記吸収塔に戻す再生塔と、
を備え、
前記二酸化炭素放出器として、前記リーン液を熱源とする第１の二酸化炭素放出器と、前記再生塔から放散された前記二酸化炭素を含有する蒸気を熱源とする第２の二酸化炭素放出器とを有し、前記吸収塔から排出された前記リッチ液が前記第１の二酸化炭素放出器と前記第２の二酸化炭素放出器とに分流されて供給され、
前記第１の二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液と前記第２の二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液から、前記二酸化炭素を含有する蒸気を分離して、二酸化炭素含有蒸気を前記第２の二酸化炭素放出器に供給すると共に、分離された液体を前記再生塔に供給する第３の気液分離器をさらに備えることを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項４】
二酸化炭素含有ガスが導入され、二酸化炭素を吸収する吸収液と接触させて二酸化炭素を吸収したリッチ液を生成し排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記リッチ液を加熱することにより、一部の二酸化炭素を含有する蒸気を放散させたセミリーン液を排出する二酸化炭素放出器と、
前記二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液を加熱することにより、残存していた二酸化炭素を含有する蒸気を放散させて分離したリーン液を生成して前記吸収塔に戻す再生塔と、
を備え、
前記二酸化炭素放出器として、前記リーン液を熱源とする第１の二酸化炭素放出器と、前記再生塔から放散された前記二酸化炭素を含有する蒸気を熱源とする第２の二酸化炭素放出器とを有し、前記吸収塔から排出された前記リッチ液が前記第１の二酸化炭素放出器と前記第２の二酸化炭素放出器とに分流されて供給され、
前記第１の二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液から前記二酸化炭素を含有する蒸気を分離して、二酸化炭素含有蒸気を前記第２の二酸化炭素放出器に供給すると共に、分離された液体を前記再生塔に供給する第１の気液分離器と、
前記第２の二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液から前記二酸化炭素を含有する蒸気を分離して、二酸化炭素含有蒸気を前記第２の二酸化炭素放出器に供給すると共に、分離された液体を前記再生塔に供給する第２の気液分離器と、
をさらに備えることを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項５】
二酸化炭素含有ガスが導入され、二酸化炭素を吸収する吸収液と接触させて二酸化炭素を吸収したリッチ液を生成し排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記リッチ液を加熱することにより、一部の二酸化炭素を含有する蒸気を放散させたセミリーン液を排出する二酸化炭素放出器と、
前記二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液を加熱することにより、残存していた二酸化炭素を含有する蒸気を放散させて分離したリーン液を生成して前記吸収塔に戻す再生塔と、
を備え、
前記二酸化炭素放出器として、前記リーン液を熱源とする第１の二酸化炭素放出器と、前記再生塔で分離された前記二酸化炭素を含有する蒸気を熱源とする第２の二酸化炭素放出器とを有し、前記吸収塔から排出された前記リッチ液が前記第１の二酸化炭素放出器と前記第２の二酸化炭素放出器とに分流されて供給され、
前記第１の二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液から前記二酸化炭素を含有する蒸気を分離して、二酸化炭素含有蒸気を前記第２の二酸化炭素放出器に供給すると共に、分離された液体を前記再生塔に供給する第１の気液分離器をさらに備えることを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項６】
前記第１の気液分離器の圧力または前記第２の気液分離器の圧力または前記第３の気液分離器の圧力を、前記再生塔の圧力以下に設定することを特徴とする請求項１乃至５何れか１項に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項７】
分流されて供給された前記リッチ液が、前記第２の二酸化炭素放出器の手前に設置されたリーン液冷却器において、前記第１の二酸化炭素放出器から排出された前記リーン液を冷却することを特徴とする請求項１乃至６何れか１項に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項８】
前記第２の二酸化炭素放出器に熱源として供給された前記二酸化炭素を含有する蒸気を冷却する冷却器をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至７何れか１項に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項９】
二酸化炭素含有ガスが導入され、二酸化炭素を吸収する吸収液と接触させて二酸化炭素を吸収したリッチ液を生成し排出する吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記リッチ液を加熱することにより、一部の二酸化炭素を含有する蒸気を放散させたセミリーン液を排出する二酸化炭素放出器と、
前記二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液を加熱することにより、残存していた二酸化炭素を含有する蒸気を放散させて分離したリーン液を生成して前記吸収塔に戻すため第１の充填層を有する再生塔と、
を備え、
前記二酸化炭素放出器として、前記リーン液を熱源とする第１の二酸化炭素放出器と、前記再生塔内に前記第１の充填層の上部に第２の充填層として設けられる第２の二酸化炭素放出器とを有し、前記吸収塔から排出された前記リッチ液が前記第１の二酸化炭素放出器と、前記第２の二酸化炭素放出器としての前記再生塔内の前記第２の充填層に分流されて供給され、
前記第１の二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液から前記二酸化炭素を含有する蒸気を分離して、二酸化炭素含有蒸気を前記第２の二酸化炭素放出器としての前記再生塔内の前記第２の充填層に供給すると共に、分離された液体を前記再生塔内の前記第１の充填層に供給する第１の気液分離器をさらに備えることを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項１０】
分流されて供給された前記リッチ液が、前記第２の二酸化炭素放出器の手前に設置されたリーン液冷却器において、前記第１の二酸化炭素放出器から排出された前記リーン液を冷却することを特徴とする請求項９に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項１１】
前記第２の二酸化炭素放出器に熱源として供給された前記二酸化炭素を含有する蒸気を冷却する冷却器をさらに備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項１２】
二酸化炭素含有ガスを導入し、二酸化炭素を吸収する吸収液と接触させて二酸化炭素を吸収したリッチ液を生成し排出する工程と、
前記リッチ液を加熱することにより、一部の二酸化炭素を含有する蒸気を放散させたセミリーン液を排出する工程と、
前記セミリーン液を加熱することにより、残存していた二酸化炭素を含有する蒸気を放散させて分離したリーン液を生成する工程と、
を備え、
前記セミリーン液を排出する工程では、前記リッチ液を、前記リーン液を熱源とする第１の二酸化炭素放出器と、前記再生塔から放散された前記二酸化炭素を含有する蒸気を熱源とする第２の二酸化炭素放出器とに分流して供給し、
前記第１の二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液を第１の気液分離器に供給し、前記セミリーン液から前記二酸化炭素を含有する蒸気を分離して、二酸化炭素含有蒸気を前記第２の二酸化炭素放出器に供給すると共に、分離された液体を、前記リーン液を生成する工程に供給する工程をさらに備えることを特徴とする二酸化炭素回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の回収に関し、地球規模で懸念される地球温暖化問題に対する有効な対策として二酸化炭素回収貯留技術が注目されている。特に、火力発電所やプロセス排出ガスを対象に、二酸化炭素を水溶液により回収する手法が検討されている。
【０００３】
このような二酸化炭素回収装置として、例えば特許文献１には、二酸化炭素含有ガスを吸収液に吸収させてリッチ液を生成する吸収塔と、吸収塔から排出されたリッチ液を加熱することにより二酸化炭素を蒸気と共に放散させて分離し、生成されたリーン液を吸収塔に戻す放散塔と、放散塔から吸収塔に供給されるリーン液が通過する第１の熱交換器と、放散塔で分離された二酸化炭素含有蒸気が通過する第２の熱交換器と、吸収塔から排出されたリッチ液を第１、第２の熱交換器に分流する分流装置とを備え、第１、第２の熱交換器に導入されたリッチ液がそれぞれリーン液及び二酸化炭素含有蒸気と熱交換した後に、放散塔に供給されるようにしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１４０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の二酸化炭素回収装置では、放散塔で分離された二酸化炭素含有蒸気の有する熱エネルギを、分流したリッチ液によって第２の熱交換器において回収することできるが、第１の熱交換器を通過するリッチ液の流量が低下して温度が上昇し易くなり、結果として高温側流体であるリーン液との温度差が小さくなることによって、この部位におけるリーン液からの熱エネルギ回収量が、分流しない場合よりも低下してしまうという問題点がある。この傾向は、二酸化炭素回収装置の消費蒸気量低減のために、伝熱面積を増やす等の方策により第１の熱交換器の高性能化を図った場合において、より顕著となる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、リッチ液によるリーン液および二酸化炭素含有蒸気からの熱回収を効果的に行うことが可能な二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収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】
【０００７】
本発明の二酸化炭素回収装置は、二酸化炭素含有ガスが導入され、二酸化炭素を吸収する吸収液と接触させて二酸化炭素を吸収したリッチ液を生成し排出する吸収塔と、前記吸収塔から排出された前記リッチ液を加熱することにより、一部の二酸化炭素を含有する蒸気を放散させたセミリーン液を排出する二酸化炭素放出器と、前記二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液を加熱することにより、残存していた二酸化炭素を含有する蒸気を放散させて分離したリーン液を生成して前記吸収塔に戻す再生塔とを備え、前記二酸化炭素放出器として、前記リーン液を熱源とする第１の二酸化炭素放出器と、前記再生塔から放散された前記二酸化炭素を含有する蒸気を熱源とする第２の二酸化炭素放出器とを有し、前記吸収塔から排出された前記リッチ液が前記第１の二酸化炭素放出器と前記第２の二酸化炭素放出器とに分流されて供給され、前記第１の二酸化炭素放出器から排出された前記セミリーン液から前記二酸化炭素を含有する蒸気を分離して、二酸化炭素含有蒸気を前記第２の二酸化炭素放出器に供給すると共に、分離された液体を前記再生塔に供給する第１の気液分離器をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法によれば、リッチ液によるリーン液および二酸化炭素含有蒸気からの熱回収を効果的に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１による二酸化炭素回収装置１の構成を示した配置図。
【図２】本発明の実施の形態２による二酸化炭素回収装置２の構成を示した配置図。
【図３】本発明の実施の形態２による二酸化炭素回収装置２の変形例を示した配置図。
【図４】本発明の実施の形態３による二酸化炭素回収装置３の構成を示した配置図。
【図５】本発明の実施の形態４による二酸化炭素回収装置４の構成を示した配置図。
【図６】本発明の実施の形態５による二酸化炭素回収装置５の構成を示した配置図。
【図７】本発明の実施の形態６による二酸化炭素回収装置６の構成を示した配置図。
【図８】本発明の実施の形態７による二酸化炭素回収装置７の構成を示した配置図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態１〜７による二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による二酸化炭素回収装置について、その構成を示した図１を用いて説明する。
【００１２】
本実施の形態１による二酸化炭素回収装置１は、主要な構成要素として、吸収塔１０１、二酸化炭素放出器１０３、１０４、気液分離器１３２、冷却器１０５、１０６、再生塔１０２Ａ、リボイラ１０８を備えている。
【００１３】
さらに二酸化炭素回収装置１は、ポンプ２０１、２０２、２０３、分流装置１０７、合流装置１０９を備えている。
【００１４】
吸収塔１０１において、二酸化炭素含有ガス１１１が導入され、二酸化炭素を吸収する吸収液と接触し、二酸化炭素を吸収したリッチ液３０１が生成される。
【００１５】
ここで吸収塔１０１は、例えば向流型気液接触装置から成り、下部から供給された二酸化炭素含有ガス１１１を、上部から流下するリーン液３１９と気液接触させるように構成されている。
【００１６】
吸収塔１０１に供給される二酸化炭素含有ガス１１１は特に限定されるものではないが、例えば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導入してもよい。
【００１７】
また吸収液は特に限定されるものではなく、例えばモノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）等のアミン系水溶液を用いてもよい。吸収塔１０１で二酸化炭素が除去された脱二酸化炭素ガス１１２は、吸収塔１０１の上部から排出される。
【００１８】
吸収塔１０１から排出されたリッチ液３０１は、ポンプ２０１を介して分流装置１０７に与えられ、所望の流量比でリッチ液３０２、３０３に分流される。
【００１９】
リッチ液３０２、３０３はそれぞれ二酸化炭素放出器１０３、１０４において加熱され、一部の二酸化炭素が蒸気と共に放散され、二酸化炭素の一部が液体から除去された気液２相のセミリーン液３２０、３０６となって排出される。
【００２０】
ここで、第１の二酸化炭素放出器である二酸化炭素放出器１０３では、再生塔１０２Ａから吸収塔１０１に供給されるリーン液３１６が通過する。
【００２１】
第２の二酸化炭素放出器である二酸化炭素放出器１０４では、後述する再生塔１０２Ａで分離された二酸化炭素含有蒸気３１０が通過する。
【００２２】
これにより、二酸化炭素放出器１０３、１０４にそれぞれ供給されたリッチ液３０２、３０３が、リーン液３１６、二酸化炭素含有蒸気３１０との熱交換により加熱され、一部の二酸化炭素を蒸気と共に放散させる。
【００２３】
二酸化炭素放出器１０４では水蒸気の一部が凝縮し、排出された二酸化炭素含有蒸気３１１は冷却器１０５へ供給され、外部から供給される冷水等の冷媒により冷却されて気液分離器１３２に排出される。気液分離器１３２において、二酸化炭素３１５と凝縮水３１４とに分離されて排出される。
【００２４】
二酸化炭素の一部が放出されたセミリーン液３２０、３０６は、それぞれポンプ２０２、２０３を介して合流装置１０９にて合流し、再生塔１０２Ａに供給される。
【００２５】
再生塔１０２Ａは充填層１０２ａを備え、セミリーン液３０９が加熱されることにより大部分の二酸化炭素が蒸気と共に放散されて分離し上部から二酸化炭素含有蒸気３１０として排出され、二酸化炭素の大部分が除去されたリーン液３１６が吸収塔１０１に戻される。
【００２６】
再生塔１０２Ａは、例えば向流型気液接触装置であり、貯留液の加熱はリボイラ１０８において外部供給熱である高温蒸気と熱交換することにより行われる。
【００２７】
再生塔１０２Ａから吸収塔１０１にリーン液３１６が供給される経路において、二酸化炭素放出器１０３と吸収塔１０１との間に冷却器１０６が設けられている。外部から供給される冷水等の冷媒によりリーン液３１８が冷却された後、リーン液３１９として吸収塔１０１に戻される。
【００２８】
以上の構成を備える本実施の形態１の二酸化炭素回収装置１によれば、以下のような作用、効果が得られる。
【００２９】
先ず吸収塔１０１において、二酸化炭素含有ガス１１１が吸収液に吸収されてリッチ液３０１が生成される二酸化炭素の吸収工程が行われる。
【００３０】
吸収塔１０１から排出されたリッチ液３０１は分流され、それぞれ二酸化炭素放出器１０３、１０４において一部の二酸化炭素が放散された気液２相のセミリーン液３２０、３０６となって再生塔１０２Ａに供給され、リボイラ１０８により加熱されて二酸化炭素含有蒸気１３１として循環供給され、残存していた二酸化炭素含有蒸気が放散される。
【００３１】
この二酸化炭素含有蒸気は、再生塔１０２Ａの上部から二酸化炭素含有蒸気３１０として排出される一方、リーン液３１６が吸収塔１０１に戻される。
【００３２】
このようにして、二酸化炭素を吸収したリッチ液３０１がリーン液３１６となるまでの間にエネルギの再利用のための再生工程が行われる。
【００３３】
再生工程においては、再生塔１０２Ａから排出されたリーン液３１６が二酸化炭素放出器１０３、冷却器１０６を通過して吸収塔１０１に供給されると共に、再生塔１０２Ａで分離された二酸化炭素含有蒸気３１０が二酸化炭素放出器１０４、冷却器１０５を通過して気液分離器１３２に供給される。
【００３４】
吸収塔１０１から排出されたリッチ液３０１は、分流装置１０７で分流されて二酸化炭素放出器１０３、１０４に導入され、それぞれリーン液３１６、二酸化炭素含有蒸気３１０と熱交換した後、再生塔１０２Ａに供給される。
【００３５】
２つの二酸化炭素放出器１０３、１０４を用いて、再生塔１０２Ａに導入するセミリーン液３２０、３０６の温度を十分高めることができると共に二酸化炭素の一部が放散されるが、二酸化炭素の放散およびそれに伴う水分の蒸発は吸熱反応であり、二酸化炭素放出器１０３内におけるリッチ液とリーン液の温度差、あるいは二酸化炭素放出器１０４内におけるリッチ液と二酸化炭素含有蒸気の温度差を、リッチ液が相変化しない場合に比べて大きくすることができるので、リッチ液によるリーン液および二酸化炭素含有蒸気からの熱回収をより効果的に行うことが可能になる。
【００３６】
また、二酸化炭素放出器１０３、１０４における圧力を低く設定することでセミリーン液３２０、３０６を液体と二酸化炭素含有蒸気とに容易に２相化させることができ、２相化の程度および熱回収の効率を高めることができるので、再生塔１０２Ａにおいて二酸化炭素を放散させるための熱エネルギをより一層低減することができる。
【００３７】
この結果、冷却器１０６、１０５にそれぞれ導入されるリーン液３１８、二酸化炭素含有蒸気３１１の温度を低く設定することができることから、冷却器１０６、１０５における冷却負荷を軽減して冷却損失を抑制することができる。
【００３８】
このように本実施の形態１によれば、リッチ液によるリーン液および二酸化炭素含有蒸気からの熱回収を効果的に行うことが可能になる。
【００３９】
尚、気液分離器１３２で分離された凝縮水３１４は、本実施の形態１においては再生塔１０２Ａに戻すように構成されている。しかし、この凝縮水３１４は吸収塔１０１に戻すことや、二酸化炭素放出器１０３後のリーン液３１８と合流させることも可能であり、或いは他の用途に利用してもよい。
【００４０】
さらに、本実施の形態１ではポンプ２０１〜２０３を備えているが、必ずしも全てを設ける必要はなくその数を減らすことも可能である。
【００４１】
本実施の形態１では、分流装置１０７が吸収塔１０１の外部に設けられており、リッチ液３０１の流路を分流装置１０７により分岐した後２本の配管を介して二酸化炭素放出器１０３、１０４に供給している。しかしこの構成には限定されず、吸収塔１０１から分岐して二酸化炭素放出器１０３、１０４に供給する等、二酸化炭素放出器１０３、１０４の双方に所望の流量比で供給できる構成であればよい。
【００４２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２による二酸化炭素回収装置２について、その構成を示した図２を用いて説明する。
【００４３】
本実施の形態２による二酸化炭素回収装置２は、上記実施の形態１による二酸化炭素回収装置１と比較し、気液分離器１３３、１３４、１３５、および合流装置１１０、ポンプ２０４を備えている点で相違する。
【００４４】
吸収塔１０１から排出されたリッチ液３０１は、分流装置１０７を介してリッチ液３０２、３０３として二酸化炭素放出器１０３、１０４に供給され、それぞれ加熱されて一部の二酸化炭素が蒸気と共に放散され、二酸化炭素の一部が液体から除去された気液２相のセミリーン液３２０、３０６となって排出される。
【００４５】
二酸化炭素放出器１０３では、再生塔１０２Ａから吸収塔１０１に供給されるリーン液３１６が通過する。二酸化炭素放出器１０４では、再生塔１０２Ａで分離された二酸化炭素含有蒸気３１０が、後述するように他の二酸化炭素含有蒸気３０５、３０８と共に合流装置１１０において合流して通過する。
【００４６】
これにより、二酸化炭素放出器１０３、１０４にそれぞれ供給されたリッチ液３０２、３０３が、リーン液３１６、二酸化炭素含有蒸気３０５、３０８、３１０との熱交換により加熱され、一部の二酸化炭素を蒸気と共に放散させる。
【００４７】
二酸化炭素放出器１０４では水蒸気の一部が凝縮し、排出された二酸化炭素含有蒸気３１１が気液分離器１３５に供給されると、二酸化炭素含有蒸気３１３と凝縮水３１２とに分離されて排出される。二酸化炭素含有蒸気３１３は冷却器１０５へ供給され、外部から供給される冷水等の冷媒により冷却されて気液分離器１３２に排出される。気液分離器１３２において、二酸化炭素３１５と凝縮水３１４とに分離されて排出される。気液分離器１３５から排出された凝縮水３１２はポンプ２０４を介して、気液分離器１３２から排出された凝縮水３１４と共に再生塔１０２Ａに戻される。なお、気液分離器１３５を設置することなく、二酸化炭素含有蒸気３１１を直接冷却器１０５に供給することも可能である。
【００４８】
二酸化炭素放出器１０３、１０４からそれぞれ排出されたセミリーン液３２０、３０６は、それぞれ気液分離器１３３、１３４により二酸化炭素含有蒸気３０５、３０８とセミリーン液３０４、３０７とに分離される。
【００４９】
二酸化炭素含有蒸気３０５、３０８は、再生塔１０２Ａから排出された二酸化炭素含有蒸気３１０と共に合流装置１１０に与えられて合流し、二酸化炭素放出器１０４に与えられる。
【００５０】
二酸化炭素の一部が放出されたセミリーン液３０４、３０７は、それぞれポンプ２０２、２０３を介して合流装置１０９にて合流し、再生塔１０２Ａに供給される。
【００５１】
他の構成並びに動作は上記実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００５２】
本実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様に二酸化炭素放出器１０３、１０４において圧力を低く設定することで、セミリーン液３２０、３０６を、液体と二酸化炭素含有蒸気とに容易に２相化させることができ、より効果的な熱回収が可能になる。
【００５３】
また、本実施の形態２によれば、再生塔１０２Ａと気液分離器１３３、１３４がガス単一相で連通しており、従って、気液分離器１３３と二酸化炭素放出器１０３、および気液分離器１３４と二酸化炭素放出器１０４とが近接している場合には、再生塔１０２Ａと二酸化炭素放出器１０３、１０４が気液２相のセミリーン液の供給ラインで連通している上記実施の形態１に比べて配管での圧力損失が小さくなるので、二酸化炭素放出器１０３、１０４内部のリッチ液圧力をより低く設定することができ、また二酸化炭素放出器１０３、１０４が低位置に設置されている場合に顕著になる再生塔１０２Ａに至る配管内の液相ヘッド分が存在しないか小さい分だけ、二酸化炭素放出器１０３、１０４内部のリッチ液圧力をより低く設定することができるので、セミリーン液３２０、３０６の２相化の程度をより高めることができ、リッチ液によるリーン液および二酸化炭素含有蒸気からの熱回収をより効果的に行うことが可能になる。
【００５４】
さらに、気液分離器１３３、１３４により二酸化炭素がある程度分離された後にセミリーン液３０４、３０７が再生塔１０２Ａに供給されるので、再生塔１０２Ａにおいて二酸化炭素が再吸収されることをより抑制することができる。
【００５５】
尚、本実施の形態２においては、例えば図３に示すように、セミリーン液３２０、３０６を合流した後に気液分離器１３３に導入し、ここで分離された二酸化炭素含有蒸気３０５と、再生塔１０２Ａから排出された二酸化炭素含有蒸気３１０を合流し、二酸化炭素放出器１０４に供給する等の構成とすることも可能である。
【００５６】
さらに、本実施の形態２ではポンプ２０１〜２０４を備えているが、再生塔１０２Ａの設置位置を低く設定する等により、全て設ける必要はなくその数を減らすことも可能である。
【００５７】
他の構成並びに動作は上記実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００５８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３による二酸化炭素回収装置３について、その構成を示した図４を用いて説明する。
【００５９】
本実施の形態３による二酸化炭素回収装置３は、上記実施の形態２による二酸化炭素回収装置２と比較し、二酸化炭素放出器１２１、１２２、冷却器１１３、気液分離器１３６、およびポンプ２０５、２０６を備えている点で相違する。
【００６０】
吸収塔１０１から排出されたリッチ液３０１は、分流装置１０７を介してリッチ液３０２として第１の二酸化炭素放出器である二酸化炭素放出器１０３に供給され、加熱されて一部の二酸化炭素が蒸気と共に放散され、二酸化炭素の一部が液体から除去された気液２相のセミリーン液３２０となって排出される。一方、リッチ液３０３は第２の二酸化炭素放出器である二酸化炭素放出器１２１、１２２、１０４に順次供給され、それぞれ加熱されて一部の二酸化炭素が蒸気と共に放散され、二酸化炭素の一部が液体から除去された気液２相のセミリーン液３０６となって排出される。
【００６１】
二酸化炭素放出器１０３では、再生塔１０２Ａから吸収塔１０１に供給されるリーン液３１６が通過することにより、これがリッチ液３０２との熱交換を行ってリッチ液３０２を加熱し、一部の二酸化炭素を蒸気と共に放散させる。
【００６２】
二酸化炭素放出器１２１では、気液分離器１３４から排出された二酸化炭素含有蒸気３０８が通過し、二酸化炭素放出器１２２では、再生塔１０２Ａで分離された二酸化炭素含有蒸気３１０が通過し、二酸化炭素放出器１０４では、気液分離器１３３から排出された二酸化炭素含有蒸気３０５が通過する。これにより、二酸化炭素放出器１２１、１２２、１０４に順次供給されたリッチ液３０３が、二酸化炭素含有蒸気３０８、３１０、３０５との熱交換により加熱され、一部の二酸化炭素を蒸気と共に放散させる。
【００６３】
二酸化炭素放出器１２１、１０４では水蒸気の一部が凝縮し、排出された二酸化炭素含有蒸気１２８、３１１が合流装置１１０に与えられて合流し、二酸化炭素含有蒸気１２４として気液分離器１３５に供給されると、二酸化炭素含有蒸気３１３と凝縮水３１２とに分離されて排出される。二酸化炭素含有蒸気３１３は冷却器１０５へ供給され、外部から供給される冷水等の冷媒により冷却されて気液分離器１３２に排出される。気液分離器１３２において、二酸化炭素３１５と凝縮水３１４とに分離されて排出される。気液分離器１３５から排出された凝縮水３１２はポンプ２０４を介して、気液分離器１３２から排出された凝縮水３１４と共に再生塔１０２Ａに戻される。なお、気液分離器１３５を設置することなく、二酸化炭素含有蒸気１２４を直接冷却器１０５に供給することも可能である。
【００６４】
二酸化炭素放出器１２２では水蒸気の一部が凝縮し、排出された二酸化炭素含有蒸気１２７は冷却器１１３へ供給され、外部から供給される冷水等の冷媒により冷却されて気液分離器１３６に排出される。気液分離器１３６において、二酸化炭素３２５と凝縮水３２４とに分離されて排出される。気液分離器１３６ら排出された凝縮水３２４はポンプ２０６を介して再生塔１０２Ａに戻される。
【００６５】
二酸化炭素放出器１０３、１０４からそれぞれ排出されたセミリーン液３２０、３０６は、それぞれ気液分離器１３３、１３４により二酸化炭素含有蒸気３０５、３０８とセミリーン液３０４、３０７とに分離される。
【００６６】
二酸化炭素の一部が放出されたセミリーン液３０４、３０７は、それぞれポンプ２０２、２０３を介して合流装置１０９にて合流し、再生塔１０２Ａに供給される。
【００６７】
このように、二酸化炭素含有蒸気３０５と３０８の供給ラインと、二酸化炭素含有蒸気３１０の供給ラインとを合流させないことにより、二酸化炭素３１５の供給ライン等に設置された圧力調整弁（図示せず）の調整によって、上記実施の形態２とは異なり、気液分離器１３３、１３４内部の圧力を再生塔１０２Ａ内部の圧力よりも大幅に低くすることができ、したがって二酸化炭素放出器１０３、１２１、１２２、１０４内部のリッチ液圧力も低くすることができるので、セミリーン液３２０、３０６の２相化の程度をより高めることができ、リッチ液によるリーン液および二酸化炭素含有蒸気からの熱回収をより効果的に行うことが可能になる。
【００６８】
また、セミリーン液３２０、３０６を合流した後に気液分離器に導入し、ここで分離された二酸化炭素含有蒸気と、再生塔１０２Ａから排出された二酸化炭素含有蒸気３１０を合流させず、個別の二酸化炭素放出器によってリッチ液３０３を順次加熱する構成とすることによっても、二酸化炭素放出器内部のリッチ液圧力を、再生塔１０２Ａ内部の圧力よりも低くすることが可能になる。
【００６９】
他の構成並びに動作は上記実施の形態２と同様であり、説明を省略する。
【００７０】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４による二酸化炭素回収装置４について、その構成を示した図５を用いて説明する。
【００７１】
本実施の形態４による二酸化炭素回収装置４は、上記実施の形態１による二酸化炭素回収装置１と比較し、リーン液冷却器１２３を備えている点で相違する。
【００７２】
分流されて供給されたリッチ液３０３は、二酸化炭素放出器１０４の手前に設置されたリーン液冷却器１２３において、二酸化炭素放出器１０３から排出されたリーン液３１８を冷却し、自身は加熱される。リーン液からの熱回収を最大限行うことにより、リボイラ１０８において供給される高温蒸気の使用量を低減することが可能になり、また、冷却器１０６における冷却負荷を軽減することにより、動力使用量も削減される。
【００７３】
他の構成並びに動作は上記実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００７４】
なお、このリーン液冷却器１２３の設置は、他にも実施の形態２や、実施の形態３に示す二酸化炭素回収装置に対して行うことも勿論可能であり、同様の効果を発揮する。
【００７５】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５による二酸化炭素回収装置５について、その構成を示した図６を用いて説明する。
【００７６】
上記実施の形態１〜４において、二酸化炭素放出器１０４は再生塔１０２Ａの外部に設けられている。これに対し本実施の形態５では、二酸化炭素放出器１０４が再生塔１０２Ｂの外部には設けられていない。このため、分流装置１０７から排出されたリッチ液３０３が直接再生塔１０２Ｂに供給される。二酸化炭素放出器１０４が再生塔１０２Ｂの外部に設けられていないことに伴い、合流装置１０９が不要となる。
【００７７】
そして、再生塔１０２Ｂの内部において、セミリーン液３２０およびリッチ液３０３と、二酸化炭素含有蒸気１３１との熱交換が行われる。上記実施の形態１〜４における再生塔１０２Ａは充填層１０２ａのみ備えているが、本実施の形態５における再生塔１０２Ｂは下段の充填層１０２ａに加えてその上段に充填層１０２ｂを備えている。リッチ液３０３は上段の充填層１０２ｂの上方から供給されて充填層１０２ｂを通過して下方へ移動する。セミリーン液３２０は充填層１０２ａと１０２ｂとの間に供給されて下段の充填層１０２ａを通過して下方へ移動する。充填層１０２ａ、１０２ｂを上方へ向かって二酸化炭素含有蒸気１３１が通過して熱交換が行われる。即ち、二酸化炭素放出器１０４の替わりに、再生塔１０２Ｂ内において同等の機能を有する充填層１０２ｂが第２の二酸化炭素放出器として設けられている。なお、セミリーン液３２０に含まれる二酸化炭素含有蒸気は、再生塔１０２Ｂに導入された後に上方へ向かって移動するので、これもまた二酸化炭素含有蒸気１３１と共にリッチ液３０３の加熱媒体として作用する。
【００７８】
再生塔１０２Ｂの上部から排出された二酸化炭素含有蒸気３１０は、上記実施の形態１〜４では二酸化炭素放出器１０４等を通過するが、本実施の形態５では直接冷却器１０５に与えられて冷却され、気液分離器１３２に与えられる。
【００７９】
本実施の形態５によれば、二酸化炭素放出器１０４、合流装置１０９が設けられていないことに伴い、上記実施の形態１より必要な配管が少なく製造コストの低減が可能である。なお、本実施の形態５ではポンプ２０１〜２０３を備えているが、必ずしも全てを設ける必要はなくその数を減らすことも可能である。
【００８０】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６による二酸化炭素回収装置６について、その構成を示した図７を用いて説明する。
【００８１】
本実施の形態６による二酸化炭素回収装置６は、上記実施の形態５による二酸化炭素回収装置５と比較し、気液分離器１３３を備えている点で相違する。
【００８２】
二酸化炭素放出器１０３から排出されたセミリーン液３２０は、気液分離器１３３により二酸化炭素含有蒸気３０５とセミリーン液３０４とに分離される。
【００８３】
セミリーン液３０４はポンプ２０２により充填層１０２ａと１０２ｂとの間に供給されて下段の充填層１０２ａを通過して下方へ移動する。二酸化炭素含有蒸気３０５は、セミリーン液３０４と同じか、より高い位置において、再生塔１０２Ｂに供給されて上方へ向かって移動し、二酸化炭素含有蒸気１３１と共にセミリーン液３０３の加熱媒体として作用する。
【００８４】
本実施の形態６によれば、再生塔１０２Ｂと気液分離器１３３がガス単一相で連通しており、従って、気液分離器１３３と二酸化炭素放出器１０３とが近接している場合には、再生塔１０２Ｂと二酸化炭素放出器１０３が気液２相のセミリーン液の供給ラインで連通している上記実施の形態５に比べて配管での圧力損失が小さくなるので、二酸化炭素放出器１０３内部のリッチ液圧力をより低く設定することができ、また二酸化炭素放出器１０３が低位置に設置されている場合に顕著になる再生塔１０２Ｂに至る配管内の液相ヘッド分が存在しないか小さい分だけ、二酸化炭素放出器１０３内部のリッチ液圧力をより低く設定することができるので、セミリーン液３２０の２相化の程度をより高めることができ、リッチ液によるリーン液および二酸化炭素含有蒸気からの熱回収をより効果的に行うことが可能になる。
【００８５】
他の構成並びに動作は上記実施の形態５と同様であり、説明を省略する。
【００８６】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７による二酸化炭素回収装置７について、その構成を示した図８を用いて説明する。
【００８７】
本実施の形態７による二酸化炭素回収装置７は、上記実施の形態５による二酸化炭素回収装置５と比較し、リーン液冷却器１２３を備えている点で相違する。
【００８８】
分流されて供給されたリッチ液３０３は、再生塔１０２Ｂの手前に設置されたリーン液冷却器１２３において、二酸化炭素放出器１０３から排出されたリーン液３１８を冷却し、自身は加熱される。リーン液からの熱回収を最大限行うことにより、リボイラ１０８において供給される高温蒸気の使用量を低減することが可能になり、また、冷却器１０６における冷却負荷を軽減することにより、動力使用量も削減される。
【００８９】
他の構成並びに動作は上記実施の形態５と同様であり、説明を省略する。
【００９０】
なお、このリーン液冷却器１２３の設置は、他にも実施の形態６に示す二酸化炭素回収装置に対して行うことも勿論可能であり、同様の効果を発揮する。
【００９１】
以上、本発明の実施の形態１〜７について説明したがいずれも一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲内において変形することが可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１〜４  二酸化炭素回収装置
１０１  吸収塔
１０２Ａ、１０２Ｂ  再生塔
１０３、１０４、１２１、１２２  二酸化炭素放出器
１２３  リーン液冷却器
１０５、１０６、１１３  冷却器
１０７  分流装置
１０８  リボイラ
１０９、１１０  合流装置
１３２〜１３６  気液分離器
【図１】
0005697411.tif 000002
【図２】
0005697411.tif 000003
【図３】
0005697411.tif 000004
【図４】
0005697411.tif 000005
【図５】
0005697411.tif 000006
【図６】
0005697411.tif 000007
【図７】
0005697411.tif 000008
【図８】
0005697411.tif 000009