(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回収装置と、
前記第１回収装置に並列に設けられた第２回収装置と、を備え、
前記第１回収装置は、
処理対象ガスに含有される二酸化炭素ガスを高温型吸収液に吸収させる第１吸収塔と、
前記第１吸収塔から供給される前記二酸化炭素ガスを吸収した前記高温型吸収液から前記二酸化炭素ガスを放出させる第１再生塔と、を有し、
前記第２回収装置は、
前記処理対象ガスに含有される前記二酸化炭素ガスを低温型吸収液に吸収させる第２吸収塔と、
前記第２吸収塔から供給される前記二酸化炭素ガスを吸収した前記低温型吸収液から前記二酸化炭素ガスを放出させる第２再生塔と、を有し、
前記第２再生塔における前記低温型吸収液の温度は、前記第１再生塔における前記高温型吸収液の温度よりも低くなっていることを特徴とする二酸化炭素回収システム。
【請求項２】
前記第１回収装置は、前記第１再生塔内の前記高温型吸収液を、供給される第１加熱媒体によって加熱する第１リボイラーを更に有し、
前記第２回収装置は、前記第２再生塔内の前記低温型吸収液を、供給される第２加熱媒体によって加熱する第２リボイラーを更に有し、
前記第１リボイラーから排出された前記第１加熱媒体が、前記第２リボイラーに前記第２加熱媒体として供給されることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項３】
互いに並列に設けられた複数の前記第１回収装置を備え、
前記第１回収装置の各々の前記第１リボイラーから排出された前記第１加熱媒体が、前記第２リボイラーに前記第２加熱媒体として供給されることを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項４】
前記第１リボイラーから前記第２リボイラーに供給される前記第１加熱媒体をフラッシュさせるフラッシュ部を更に備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項５】
前記第２リボイラーは、前記二酸化炭素ガスを放出して前記第２再生塔から排出された前記低温型吸収液を、前記第２加熱媒体によって加熱するようになっており、
前記第２回収装置は、前記第２リボイラーにおいて加熱された前記低温型吸収液を加熱する第３リボイラーを更に有していることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項６】
前記第１再生塔内の圧力が、前記第２再生塔内の圧力より高くなっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項７】
前記第１再生塔は、前記高温型吸収液から放出された前記二酸化炭素ガスを含む再生塔排出ガスを排出するようになっており、
前記第２回収装置は、前記第２再生塔内の前記低温型吸収液を、前記第１再生塔から排出された前記再生塔排出ガスによって加熱する第４リボイラーを更に有している請求項１乃至６のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項８】
前記第２回収装置は、前記第２再生塔内の前記低温型吸収液を、前記第１再生塔から排出される前記高温型吸収液によって加熱する第５リボイラーを更に有していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項９】
前記第１回収装置は、
前記第１吸収塔から前記第１再生塔に供給される前記高温型吸収液と、前記第１再生塔から前記第１吸収塔に供給される前記高温型吸収液とを熱交換させる第１熱交換器と、
前記第１熱交換器から前記第１再生塔に供給される前記高温型吸収液を加熱する加熱器と、を更に有していることを特徴とする請求項８に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項１０】
前記第２回収装置は、前記第２再生塔内の前記低温型吸収液を、前記第１再生塔から排出される前記高温型吸収液によって加熱する第５リボイラーを更に有し、
前記第１回収装置は、
前記第１吸収塔から前記第１再生塔に供給される前記高温型吸収液と、前記第１再生塔から前記第１吸収塔に供給される前記高温型吸収液とを熱交換させる第１熱交換器と、
前記第１熱交換器から前記第１再生塔に供給される前記高温型吸収液を加熱する加熱器と、
前記第１再生塔内の前記高温型吸収液を、供給される第１加熱媒体によって加熱する第１リボイラーと、を更に有し、
前記第１再生塔内の前記高温型吸収液を加熱した前記第１加熱媒体は、前記加熱器において前記高温型吸収液を加熱することを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項１１】
前記第１回収装置は、前記第１再生塔から前記第１吸収塔に供給される前記高温型吸収液を、供給される第１冷却媒体によって冷却する第１冷却器を更に有し、
前記第２回収装置は、前記第２再生塔から前記第２吸収塔に供給される前記低温型吸収液を、供給される第２冷却媒体によって冷却する第２冷却器を更に有し、
前記第２冷却器から排出された前記第２冷却媒体が、前記第１冷却器に前記第１冷却媒体として供給されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項１２】
前記第１吸収塔に供給される前記処理対象ガスの第１流量と、前記第２吸収塔に供給される前記処理対象ガスの第２流量とを調整する流量調整部と、
前記流量調整部を制御する制御部と、を更に備え、
前記制御部は、前記第１リボイラーに投入される熱量と、前記第２リボイラーに投入される熱量との合計値が最小となるように、前記第１流量および前記第２流量を調整することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、二酸化炭素回収システムに関する。
【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出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。この問題に対処するために、気候変動に関する国際連合枠組条約の京都議定書に応じて、各国は、温室効果ガスの排出量削減に取り組んでいる。
【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出ガスに含有される二酸化炭素ガス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、燃焼排出ガスをアミン系吸収液と接触させ、燃焼排出ガスから二酸化炭素ガスを分離して回収する。また、分離された二酸化炭素ガスは、大気へ放出することなく貯蔵される。
【０００４】
より具体的には、二酸化炭素回収システムは、燃焼排出ガスに含有される二酸化炭素ガスを、アミン系吸収液に吸収させる吸収塔と、二酸化炭素ガスを吸収した吸収液（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ガス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、リボイラーが連結されている。リボイラーには、蒸気等の加熱媒体によって熱量が投入されるようになっている。投入された熱量は再生塔に投入され、再生塔内でリッチ液が加熱さる。このことにより、リッチ液から二酸化炭素ガスが放出され、リッチ液が再生されてリーン液となる。再生塔において再生されたリーン液は吸収塔に供給され、このシステム内で吸収液が循環するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
上述したように、二酸化炭素回収システムの再生塔においては、二酸化炭素ガスを吸収したリッチ液から二酸化炭素ガスを放出させるためにリッチ液が加熱されている。一般的にリッチ液の温度を高めるほど、リッチ液から放出される二酸化炭素ガスの放出量を増大させることができる。しかしながら、リッチ液の温度を高めるためには、リボイラーに供給される加熱媒体としての蒸気が有する熱量が増大し、リッチ液の再生のための再生エネルギーが増大するという課題がある。とりわけ、二酸化炭素回収システムが大型化される場合には、再生エネルギーがより一層増大する恐れがある。
【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、再生エネルギーを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、第１回収装置と、第１回収装置に並列に設けられた第２回収装置と、を備えている。第１回収装置は、処理対象ガスに含有される二酸化炭素ガスを高温型吸収液に吸収させる第１吸収塔と、第１吸収塔から供給される二酸化炭素ガスを吸収した高温型吸収液から二酸化炭素ガスを放出させる第１再生塔と、を有している。第２回収装置は、処理対象ガスに含有される二酸化炭素ガスを低温型吸収液に吸収させる第２吸収塔と、第２吸収塔から供給される二酸化炭素ガスを吸収した低温型吸収液から二酸化炭素ガスを放出させる第２再生塔と、を有している。第２再生塔における低温型吸収液の温度は、第１再生塔における高温型吸収液の温度よりも低くなっている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、再生エネルギーを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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の二酸化炭素回収システムの変形例を示す図である。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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について説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
まず、図１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について説明する。
【００１３】
図１に示すように、二酸化炭素回収システム１は、第１回収装置１ａと、第１回収装置１ａに並列に設けられた第２回収装置１ｂと、を備えている。このうち第１回収装置１ａは、後述する高温型吸収液を用いて、燃焼排出ガス２（処理対象ガス）に含有される二酸化炭素ガスを分離回収するためのものである。第２回収装置１ｂは、後述する低温型吸収液を用いて、燃焼排出ガス２に含有される二酸化炭素ガスを分離回収するためのものである。ここではまず、第１回収装置１ａについて説明する。
【００１４】
図１に示すように、第１回収装置１ａは、燃焼排出ガス２に含有される二酸化炭素ガスを高温型吸収液に吸収させる第１吸収塔２０ａと、第１吸収塔２０ａから供給される二酸化炭素ガスを吸収した高温型吸収液から二酸化炭素ガスを放出させて、高温型吸収液を再生する第１再生塔３０ａと、を有している。第１吸収塔２０ａにおいて二酸化炭素ガスを高温型吸収液に吸収させた燃焼排出ガス２は、吸収塔排出ガス３（脱炭酸燃焼排出ガス）として第１吸収塔２０ａから、煙突４２（図２参照）を介して大気に排出される。また、第１再生塔３０ａは、高温型吸収液から放出された二酸化炭素ガスと蒸気とを含む再生塔排出ガス８を排出するようになっている。なお、第１吸収塔２０ａに供給される処理対象ガスは、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）の燃焼排出ガスや、プロセス排出ガス等であってもよく、必要に応じて冷却処理後に第１吸収塔２０ａに供給されるようにしてもよい。
【００１５】
第１吸収塔２０ａは、燃焼排出ガス２に含有される二酸化炭素ガスを高温型リーン液５ａに吸収させる二酸化炭素回収部２１ａ（充填層）を有している。この二酸化炭素回収部２１ａは、向流型気液接触装置として構成されている。
【００１６】
第１吸収塔２０ａの下部には、二酸化炭素回収システム１の外部に設けられた上述したボイラーなどから排出された二酸化炭素ガスを含有する燃焼排出ガス２が、送風機（図示せず）によって供給される。供給された燃焼排出ガス２は、第１吸収塔２０ａ内を二酸化炭素回収部２１ａに向かって上昇する。一方、第１再生塔３０ａからの高温型リーン液５ａが第１吸収塔２０ａ内を落下し、二酸化炭素回収部２１ａに供給される。二酸化炭素回収部２１ａにおいて、燃焼排出ガス２と高温型リーン液５ａとが気液接触して、燃焼排出ガス２に含有される二酸化炭素ガスが高温型リーン液５ａに吸収されて高温型リッチ液４ａが生成される。
【００１７】
生成された高温型リッチ液４ａは、第１吸収塔２０ａの下部に一端貯留され、当該下部から排出される。高温型リーン液５ａと気液接触した燃焼排出ガス２は、二酸化炭素ガスが除去されて、吸収塔排出ガス３として二酸化炭素回収部２１ａから第１吸収塔２０ａ内を更に上昇して、第１吸収塔２０ａの頂部から排出される。
【００１８】
なお、図示しないが、第１吸収塔２０ａから排出された吸収塔排出ガス３を洗浄水で洗浄するアミン回収部が設けられる場合がある。このアミン回収部により、吸収塔排出ガス３が洗浄されて、吸収塔排出ガス３に同伴するアミンが回収される。このことにより、吸収塔排出ガス３に同伴するアミンの濃度を低減することができる。このようなアミン回収部は、第１吸収塔２０ａとは別体に設けることができる。しかしながら、アミン回収部を、第１吸収塔２０ａ内に設けることもできる。この場合、アミン回収部は、二酸化炭素回収部２１ａよりも上方に配置される。
【００１９】
第１吸収塔２０ａと第１再生塔３０ａとの間には第１熱交換器３２ａが設けられている。第１吸収塔２０ａと第１熱交換器３２ａとの間には第１リッチ液用ポンプ３３ａが設けられており、第１吸収塔２０ａから排出された高温型リッチ液４ａは、第１リッチ液用ポンプ３３ａによって第１熱交換器３２ａを介して第１再生塔３０ａに供給される。第１熱交換器３２ａは、第１吸収塔２０ａから第１再生塔３０ａに供給される高温型リッチ液４ａを、第１再生塔３０ａから第１吸収塔２０ａに供給される高温型リーン液５ａと熱交換させる。このことにより、高温型リーン液５ａが熱源となって、高温型リッチ液４ａが所望の温度まで加熱される。言い換えると、高温型リッチ液４ａが冷熱源となって、高温型リーン液５ａが所望の温度まで冷却される。
【００２０】
第１再生塔３０ａは、高温型リッチ液４ａから二酸化炭素ガスを放出させるアミン再生部３１ａ（充填層）を有している。このアミン再生部３１ａは、向流型気液接触装置として構成されている。
【００２１】
第１再生塔３０ａには、第１リボイラー３４ａが連結されている。この第１リボイラー３４ａは、第１加熱媒体６ａによって、第１再生塔３０ａから排出される高温型リーン液５ａを加熱して蒸気７を発生させ、発生した蒸気７が第１再生塔３０ａに供給される。より具体的には、第１リボイラー３４ａには、第１再生塔３０ａの下部から排出される高温型リーン液５ａの一部が供給されるとともに、例えば図示しないタービンなどの二酸化炭素回収システム１の外部から、高温の蒸気（例えば、低圧タービンの抽気蒸気）が第１加熱媒体６ａとして供給される。第１リボイラー３４ａに供給された高温型リーン液５ａは、第１加熱媒体６ａと熱交換することによって加熱されて、高温型リーン液５ａから蒸気７が生成される。生成された蒸気７は第１再生塔３０ａの下部に供給され、第１再生塔３０ａ内の高温型リーン液５ａを加熱する。なお、第１加熱媒体６ａは、タービンからの高温の蒸気に限られることはない。
【００２２】
第１再生塔３０ａの下部には、第１リボイラー３４ａから蒸気７が供給され、第１再生塔３０ａ内をアミン再生部３１ａに向って上昇する。一方、第１吸収塔２０ａからの高温型リッチ液４ａは、第１再生塔３０ａ内を落下し、アミン再生部３１ａに供給される。アミン再生部３１ａにおいて、高温型リッチ液４ａと蒸気７とが気液接触して、高温型リッチ液４ａから二酸化炭素ガスを放出して高温型リーン液５ａが生成される。このようにして第１再生塔３０ａにおいて高温型吸収液が再生される。
【００２３】
生成された高温型リーン液５ａは、第１再生塔３０ａの下部から排出され、高温型リッチ液４ａと気液接触した蒸気７は、二酸化炭素ガスを含有して、再生塔排出ガス８として第１再生塔３０ａの上部から排出される。排出される再生塔排出ガス８には蒸気も含有される。
【００２４】
第１再生塔３０ａと第１熱交換器３２ａとの間には、第１リーン液用ポンプ（図示せず）が設けられている。第１再生塔３０ａから排出された高温型リーン液５ａは、第１リーン液用ポンプによって上述した第１熱交換器３２ａを介して第１吸収塔２０ａに供給される。第１熱交換器３２ａは、上述したように、第１再生塔３０ａから第１吸収塔２０ａに供給される高温型リーン液５ａを、第１吸収塔２０ａから第１再生塔３０ａに供給される高温型リッチ液４ａと熱交換させて冷却する。また、第１熱交換器３２ａと第１吸収塔２０ａとの間には、第１リーン液用冷却器３５ａ（第１冷却器）が設けられている。第１リーン液用冷却器３５ａは、第１再生塔３０ａから第１吸収塔２０ａに供給される高温型リーン液５ａを、二酸化炭素回収システム１の外部から供給される第１冷却媒体３６ａ（例えば、冷却水）によって冷却する。このことにより、第１熱交換器３２ａにおいて冷却された高温型リーン液５ａが所望の温度まで更に冷却される。
【００２５】
第１リーン液用冷却器３５ａにおいて冷却された高温型リーン液５ａは、第１吸収塔２０ａ内を落下し、二酸化炭素回収部２１ａに供給される。二酸化炭素回収部２１ａにおいて、高温型リーン液５ａは燃焼排出ガス２と気液接触して燃焼排出ガス２に含有される二酸化炭素ガスが高温型リーン液５ａに吸収されて高温型リッチ液４ａとなる。このようにして、第１回収装置１ａでは、高温型吸収液が高温型リーン液５ａとなる状態と高温型リッチ液４ａ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。
【００２６】
ところで、第１回収装置１ａは、第１再生塔３０ａの上部から排出された再生塔排出ガス８を冷却する第１ガス用冷却器３７ａを更に備えている。第１ガス用冷却器３７ａは、二酸化炭素回収システム１の外部から供給される冷却水等の冷却媒体を用いて、再生塔排出ガス８を冷却するようになっている。冷却された再生塔排出ガス８は、後述する圧縮機４０に供給される。
【００２７】
次に、第２回収装置１ｂについて説明する。
【００２８】
第２回収装置１ｂは、上述した第１回収装置１ａと基本構成は同一である。すなわち、第２回収装置１ｂは、燃焼排出ガス２に含有される二酸化炭素ガスを低温型吸収液に吸収させる第２吸収塔２０ｂと、第２吸収塔２０ｂから供給される二酸化炭素ガスを吸収した低温型吸収液から二酸化炭素ガスを放出させて、低温型吸収液を再生する第２再生塔３０ｂと、を有している。このうち、第２吸収塔２０ｂは、二酸化炭素回収部２１ｂ（充填層）を有しており、第２再生塔３０ｂは、アミン再生部３１ｂ（充填層）を有している。そして、第２再生塔３０ｂにおける低温型リッチ液４ｂの温度は、第１再生塔３０ａにおける高温型リッチ液４ａの温度よりも低くなっている。
【００２９】
第２吸収塔２０ｂと第２再生塔３０ｂとの間には、第２熱交換器３２ｂが設けられている。第２吸収塔２０ｂと第２熱交換器３２ｂとの間には第２リッチ液用ポンプ３３ｂが設けられている。第２再生塔３０ｂには、第２リボイラー３４ｂが連結されており、第２再生塔３０ｂと第２熱交換器３２ｂとの間には、第２リーン液用ポンプ（図示せず）が設けられている。この第２リボイラー３４ｂは、第２再生塔３０ｂ内の低温型リッチ液４ｂを、供給される第２加熱媒体６ｂによって加熱するようになっている。第２熱交換器３２ｂと第２吸収塔２０ｂとの間には、第２リーン液用冷却器３５ｂ（第２冷却器）が設けられている。なお、第２リーン液用冷却器３５ｂは、第２再生塔３０ｂから第２吸収塔２０ｂに供給される低温型リーン液５ｂを、二酸化炭素回収システム１の外部から供給される第２冷却媒体３６ｂによって冷却する。第２回収装置１ｂにおいては、第１回収装置１ａと同様に、低温型吸収液が低温型リーン液５ｂとなる状態と低温型リッチ液４ｂ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。また、第２再生塔３０ｂの上部から排出された再生塔排出ガス８は、第２ガス用冷却器３７ｂにおいて冷却される。
【００３０】
図１に示す二酸化炭素回収システム１は、第１ガス用冷却器３７ａおよび第２ガス用冷却器３７ｂにより冷却された再生塔排出ガス８を圧縮する圧縮機４０を更に備えている。より詳細には、ガス用冷却器３７ａ、３７ｂにおいて冷却された再生塔排出ガス８は、凝縮されて水分が除去され、二酸化炭素ガスとして圧縮機４０に供給される。圧縮機４０において圧縮された再生塔排出ガス８は、例えば、図示しない貯蔵設備に貯蔵される。
【００３１】
次に、第１回収装置１ａにおいて用いられる高温型吸収液、および第２回収装置１ｂにおいて用いられる低温型吸収液について説明する。
【００３２】
二酸化炭素回収システム１の性能向上を図るために、様々な特徴を持つ吸収液が開発されている。そのうちの一つの特徴ある吸収液として、吸収した二酸化炭素ガスを放出する際の温度が低い吸収液が知られている（例えば特許第５６５９１２７号公報参照）。本実施の形態における低温型吸収液は、高温型吸収液よりも、二酸化炭素ガスを放出する際の温度を低くすることができる吸収液を意味している。例えば、一般的な吸収液（本実施の形態における高温型吸収液）では、約１２０℃の温度において、吸収した二酸化炭素ガスを放出させる。一方、低温型吸収液は、例えば約１００℃の温度において、吸収した二酸化炭素ガスを十分に放出させることができる。高温型吸収液も低温型吸収液も、アミン化合物を含んでいることが好適である。
【００３３】
高温型吸収液のアミン化合物の例としては、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が挙げられる。これらのアミン類は通常１０〜７０重量％の水溶液として使用される。また、高温型吸収液には二酸化炭素吸収促進剤或いは腐食防止剤、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。なお、上記アミン化合物は、他の化合物との配合によって低温型吸収液に用いることも可能である。
【００３４】
一方、低温型吸収液のアミン化合物の例としては、Ｎ−（２−ブチル）−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−（２−ペンチル）−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−（２−ヘキシル）−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−（３−ペンチル）−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−（３−ヘキシル）−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−（３−ヘプチル）−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−（４−ヘプチル）−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−（４−オクチル）−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−（５−ノニル）−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−（２−ブチル）−Ｎ−エチルアミノエタノール、Ｎ−（２−ペンチル）−Ｎ−エチルアミノエタノール、Ｎ−（２−ヘキシル）−Ｎ−エチルアミノエタノール、Ｎ−（３−ペンチル）−Ｎ−エチルアミノエタノール、Ｎ−（３−ヘキシル）−Ｎ−エチルアミノエタノール、Ｎ−（３−ヘプチル）−Ｎ−エチルアミノエタノール、Ｎ−（４−ヘプチル）−Ｎ−エチルアミノエタノール、Ｎ−（４−オクチル）−Ｎ−エチルアミノエタノール、Ｎ−（５−ノニル）−Ｎ−エチルアミノエタノール、Ｎ−（２−ブチル）−Ｎ−メチルアミノプロパノール、Ｎ−（２−ペンチル）−Ｎ−メチルアミノプロパノール、Ｎ−（２−ヘキシル）−Ｎ−メチルアミノプロパノール、Ｎ−（３−ペンチル）−Ｎ−メチルアミノプロパノール、Ｎ−（３−ヘキシル）−Ｎ−メチルアミノプロパノール、Ｎ−（３−ヘプチル）−Ｎ−メチルアミノプロパノール、Ｎ−（４−ヘプチル）−Ｎ−メチルアミノプロパノール、Ｎ−（４−オクチル）−Ｎ−メチルアミノプロパノール、Ｎ−（５−ノニル）−Ｎ−メチルアミノプロパノール、Ｎ−（２−ブチル）−Ｎ−エチルアミノプロパノール、Ｎ−（２−ペンチル）−Ｎ−エチルアミノプロパノール、Ｎ−（２−ヘキシル）−Ｎ−エチルアミノプロパノール、Ｎ−（３−ペンチル）−Ｎ−エチルアミノプロパノール、Ｎ−（３−ヘキシル）−Ｎ−エチルアミノプロパノール、Ｎ−（３−ヘプチル）−Ｎ−エチルアミノプロパノール、Ｎ−（４−ヘプチル）−Ｎ−エチルアミノプロパノール、Ｎ−（４−オクチル）−Ｎ−エチルアミノプロパノール、Ｎ−（５−ノニル）−Ｎ−エチルアミノプロパノール、Ｎ−（２−ブチル）−Ｎ−メチルアミノブタノール、Ｎ−（２−ペンチル）−Ｎ−メチルアミノブタノール、Ｎ−（２−ヘキシル）−Ｎ−メチルアミノブタノール、Ｎ−（３−ペンチル）−Ｎ−メチルアミノブタノール、Ｎ−（３−ヘキシル）−Ｎ−メチルアミノブタノール、Ｎ−（３−ヘプチル）−Ｎ−メチルアミノブタノール、Ｎ−（４−ヘプチル）−Ｎ−メチルアミノブタノール、Ｎ−（４−オクチル）−Ｎ−メチルアミノブタノール、Ｎ−（５−ノニル）−Ｎ−メチルアミノブタノール、Ｎ−（２−ブチル）−Ｎ−エチルアミノブタノール、Ｎ−（２−ペンチル）−Ｎ−エチルアミノブタノール、Ｎ−（２−ヘキシル）−Ｎ−エチルアミノブタノール、Ｎ−（３−ペンチル）−Ｎ−エチルアミノブタノール、Ｎ−（３−ヘキシル）−Ｎ−エチルアミノブタノール、Ｎ−（３−ヘプチル）−Ｎ−エチルアミノブタノール、Ｎ−（４−ヘプチル）−Ｎ−エチルアミノブタノール、Ｎ−（４−オクチル）−Ｎ−エチルアミノブタノール、Ｎ−（５−ノニル）−Ｎ−エチルアミノブタノールを挙げることができる。
【００３５】
また、アミン化合物の他の例としては、Ｎ−シクロプロピル−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−シクロブチル−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−シクロペンチル−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−シクロヘプチル−Ｎ−メチルアミノエタノール、Ｎ−シクロオクチル−Ｎ−メチルアミノエタノールなどが挙げられる。
【００３６】
本実施の形態においては、図１に示すように、第１回収装置１ａの第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａは、第２回収装置１ｂの第２リボイラー３４ｂに、第２加熱媒体６ｂとして供給される。より具体的には、第１リボイラー３４ａの加熱媒体出口と第２リボイラー３４ｂの加熱媒体入口とが第１加熱媒体ライン４１によって連結されており、本実施の形態による第２加熱媒体６ｂが、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａとなっている。
【００３７】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００３８】
図１に示す二酸化炭素回収システム１の運転中、図示しないボイラーから排出された燃焼排出ガス２は分流して、第１回収装置１ａの第１吸収塔２０ａおよび第２回収装置１ｂの第２吸収塔２０ｂにそれぞれ供給される。そして、第１回収装置１ａおよび第２回収装置１ｂのそれぞれにおいて、燃焼排出ガス２に含有される二酸化炭素ガスが分離して回収される。各吸収塔２０ａ、２０ｂにおいて二酸化炭素ガスが除去された燃焼排出ガス２は、吸収塔排出ガス３として、吸収塔２０ａ、２０ｂから排出される。一方、各再生塔３０ａ、３０ｂにおいて、放出された二酸化炭素ガスは、再生塔排出ガス８として、再生塔３０ａ、３０ｂから排出される。再生塔３０ａ、３０ｂから排出された再生塔排出ガス８は、対応するガス用冷却器３７ａ、３７ｂを通って合流し、圧縮機４０に供給される。圧縮機４０に供給された再生塔排出ガス８は圧縮され、図示しない貯蔵設備に貯蔵される。
【００３９】
この間、例えばタービン（図示せず）などの外部から、第１加熱媒体６ａとしての高温の蒸気が第１リボイラー３４ａに供給される。一方、第１再生塔３０ａから、二酸化炭素ガスを放出した高温型リーン液５ａの一部が第１リボイラー３４ａに供給される。そして、第１リボイラー３４ａにおいて、供給された第１加熱媒体６ａは高温型リーン液５ａと熱交換し、高温型リーン液５ａが加熱される。このことにより、高温型リーン液５ａから蒸気７が生成され、生成された蒸気７は、第１再生塔３０ａの下部に供給される。第１再生塔３０ａに供給された蒸気７は、第１再生塔３０ａ内の高温型リッチ液４ａを加熱し、高温型リッチ液４ａから二酸化炭素ガスが放出される。
【００４０】
第１再生塔３０ａ内における高温型リッチ液４ａの温度が例えば約１２０℃となるように、第１加熱媒体６ａが第１リボイラー３４ａに供給する熱量が調整される。このことにより、第１再生塔３０ａにおいて、二酸化炭素ガスを吸収した高温型リッチ液４ａから二酸化炭素ガスを十分に放出させることができる。
【００４１】
高温型リーン液５ａと熱交換した第１加熱媒体６ａは、第１リボイラー３４ａから排出されて、第１加熱媒体ライン４１を通って第２リボイラー３４ｂに第２加熱媒体６ｂとして供給される。一方、第２再生塔３０ｂから、二酸化炭素ガスを放出した低温型リーン液５ｂの一部が第２リボイラー３４ｂに供給される。
【００４２】
本実施の形態においては、第２再生塔３０ｂ内における低温型リッチ液４ｂの温度が、第１再生塔３０ａ内における高温型リッチ液４ａの温度よりも低くなっている。このことにより、第１リボイラー３３ａにおいて高温型リーン液５ａを加熱した後の第１加熱媒体６ａの温度は比較的高く、当該第１加熱媒体６ａは、第２リボイラー３４ｂにおいて低温型リーン液５ｂを加熱可能な熱量を有している。このため、第２リボイラー３４ｂにおいて、供給された第１加熱媒体６ａは低温型リーン液５ｂと熱交換し、低温型リーン液５ｂが加熱される。このようにして、第２リボイラー３４ｂに第２加熱媒体６ｂとして、第１加熱媒体６ａとは別々に外部から加熱媒体を供給することを不要とすることができる。
【００４３】
そして、第１加熱媒体６ａによって加熱された低温型リーン液５ｂから蒸気７が生成され、生成された蒸気７は、第２再生塔３０ｂの下部に供給される。第２再生塔３０ｂに供給された蒸気７は、第２再生塔３０ｂ内の低温型リッチ液４ｂを加熱し、低温型リッチ液４ｂから二酸化炭素ガスが放出される。
【００４４】
第２再生塔３０ｂ内における低温型リッチ液４ｂの温度は、例えば約１００℃とすることができる。一方、低温型リッチ液４ｂは、高温型リッチ液４ａよりも低い温度で二酸化炭素ガスを放出することができる。このことにより、第２再生塔３０ｂにおいて、二酸化炭素ガスを吸収した低温型リッチ液４ｂから二酸化炭素ガスを十分に放出させることができる。
【００４５】
このようにして、第１リボイラー３４ａにおいて、高温型リーン液５ａを加熱した第１加熱媒体６ａが、第２リボイラー３４ｂにおいて低温型リーン液５ｂを加熱するために利用することができる。このため、高温型リーン液５ａを加熱した後に第１加熱媒体６ａが有している熱量（廃熱）を、第２リボイラー３４ｂにおいて有効活用することができる。すなわち、高温型リッチ液４ａの再生に要する再生エネルギーと、低温型リッチ液４ｂの再生に要する再生エネルギーとの差異に着目して、第１リボイラー３４ａに供給される第１加熱媒体６ａが有している熱量を、リッチ液５ａ、５ｂの再生のための再生エネルギーに有効活用することができる。
【００４６】
第１回収装置１ａにおける二酸化炭素ガスの回収率と、第２回収装置１ｂにおける二酸化炭素ガスの回収率とは、同等にして運用することができる。しかしながら、第１加熱媒体６ａにより投入される熱量を最小化するために、第２回収装置１ｂにおける二酸化炭素ガスの回収率とは、相違していてもよい。より具体的には、第２回収装置１ｂにおける回収率を、第１回収装置１ａにおける回収率よりも小さくする運用も考えられる。この場合、例えば、二酸化炭素回収システム１全体としての回収率が９０％となるように、第１回収装置１ａにおける二酸化炭素ガスの回収率を９５％にし、第２回収装置１ｂにおける回収率を８５％にするという運用が考えられる。また、第１回収装置１ａにおける回収率を、第２回収装置１ｂにおける回収率よりも大きくする運用も考えられる。
【００４７】
このように本実施の形態によれば、第２回収装置１ｂの第２再生塔３０ｂにおける低温型リッチ液４ｂの温度が、第２回収装置１ｂに並列に設けられた第１回収装置１ａの第１再生塔３０ａにおける高温型リッチ液４ａの温度よりも低くなっている。このことにより、第２再生塔３０ｂにおいて低温リッチ液４ｂを再生するために投入される熱量を低減することができる。このため、第２回収装置１ｂにおける再生エネルギーを低減することができ、結果として、二酸化炭素回収システム１全体としても再生エネルギーを低減することができる。
【００４８】
また、本実施の形態によれば、第１回収装置１ａの第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａが、第２回収装置１ｂの第２リボイラー３４ｂに第２加熱媒体６ｂとして供給される。このことにより、第２リボイラー３４ｂに第２加熱媒体６ｂとして外部から新たに加熱媒体を供給することを不要とすることができ、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａが有している熱量を、第２リボイラー３４ｂにおいて有効活用することができる。このため、二酸化炭素回収システム１全体として、投入される熱量を低減することができる。この結果、再生エネルギーをより一層低減することができる。
【００４９】
また、本実施の形態によれば、第１回収装置１ａにおいて高温型吸収液４ａ、５ａが用いられ、第２回収装置１ｂにおいて、低温型吸収液４ｂ、５ｂが用いられている。このことにより、第１回収装置１ａと第２回収装置１ｂとにおいて、用いられる吸収液の種別を異ならせることができる。このため、二酸化炭素回収システム１の一部に安価な吸収液を用いることができ、二酸化炭素回収システム１全体として吸収液のコストを低減させることが可能となる。また、特性の異なる複数種類の吸収液を用いることができるため、例えば、劣化による交換のタイミングなどをずらすことができ、運用上好都合である。
【００５０】
なお、上述した本実施の形態においては、１つの第１回収装置１ａと、１つの第２回収装置１ｂとが、互いに並列に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、例えば、図２に示すように、複数の第１回収装置１ａが互いに並列に設けられていてもよい。図２に示す形態では、３つの第１回収装置１ａが並列に設けられている。この場合、第１回収装置１ａの各々の第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａが、第２回収装置１ｂの第２リボイラー３４ｂに、第２加熱媒体６ｂとして供給される。この場合においても、二酸化炭素回収システム１全体として、投入される熱量を低減することができる。また、図示しないが、第２回収装置１ｂが複数並列されるようにすることもできる。さらに言えば、３種類以上の吸収液を用いて、３種類以上の回収装置を並列にしてもよい。
【００５１】
（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について説明する。
【００５２】
図３に示す第２の実施の形態においては、第１リボイラーから第２リボイラーに供給される第１加熱媒体がフラッシュされる点が主に異なり、他の構成は、図１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。
【００５３】
図３に示すように、本実施の形態における二酸化炭素回収システム１は、第１リボイラー３４ａから第２リボイラー３４ｂに供給される第１加熱媒体６ａをフラッシュさせるフラッシュ部５０を更に備えている。このフラッシュ部５０は、第１加熱媒体ライン４１に設けられており、第１リボイラー３４ａから供給された第１加熱媒体６ａを減圧してフラッシュ（沸騰）させる。
【００５４】
第１リボイラー３４ａに供給される第１加熱媒体６ａは、例えばタービン（図示せず）から供給された際には高温の蒸気となっている。しかしながら、第１リボイラー３４ａにおいて、高温型リーン液５ａを加熱させることにより、第１加熱媒体６ａが凝縮して液化している場合が考えられる。そこで、本実施の形態のように、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａを減圧してフラッシュさせることにより、第１加熱媒体６ａを蒸気化させることができる。この場合、第２リボイラー３４ｂにおいて、第１加熱媒体６ａと低温型リーン液５ｂとの熱交換の効率を高めることができる。
【００５５】
図３に示すように、第２回収装置１ｂが、第２リボイラー３４ｂにおいて加熱された低温型リーン液５ｂを、供給される加熱媒体によって加熱する第３リボイラー５１を更に有していてもよい。このことにより、第１加熱媒体６ａによって第２リボイラー３４ｂに投入される熱量が不足している場合には、第３リボイラー５１によって熱量の不足分を補うことができる。このため、第２再生塔３０ｂ内における低温型リッチ液４ｂの温度を十分に高めることができる。ところで、第３リボイラー５１に供給される加熱媒体としては、第１リボイラー３４ａに供給される第１加熱媒体６ａと同様に、例えば、図示しないタービンなどの外部から供給される高温の蒸気（例えば、低圧タービンの抽気蒸気）を用いることができる。なお、この第３リボイラー５１は、図１に示す第１の実施の形態を含む他の実施の形態にも同様にして適用することができる。
【００５６】
また、第１再生塔３０ａ内の圧力が、第２再生塔３０ｂ内の圧力より高くなっていてもよい。この場合、第１ガス用冷却器３７ａの下流に、保圧弁５２が設けられる。この保圧弁５２の開度を調整することにより、第１再生塔３０ａ内の圧力を調整することができる。すなわち、保圧弁５２の開度を小さくすることにより、第１再生塔３０ａ内の圧力を高めることができ、第１再生塔３０ａ内の高温型リッチ液４ａの温度を高めることができる。一般的な吸収液である高温型リッチ液４ａから二酸化炭素ガスを放出させる際の温度は、約１２０℃とすることが一般的である。諸条件にもよるが、例えば第１再生塔３０ａ内の圧力を約２００ｋＰａに高めると、第１再生塔３０ａ内における高温型リッチ液４ａの温度を約１２０℃とすることができる。一方、第２回収装置１ｂでは、高温型吸収液よりも二酸化炭素ガスを放出する際の温度が低い低温型吸収液が用いられている。このことにより、第２回収装置１ｂの第２再生塔３０ｂ内の圧力は、第１再生塔３０ａ内の圧力と同等か、またはそれ以下とすることができる。なお、図１に示す第１の実施の形態を含む他の実施の形態においても、第１再生塔３０ａ内の圧力を、第２再生塔３０ｂ内の圧力より高くしてもよい。
【００５７】
このように本実施の形態によれば、第１リボイラー３４ａから第２リボイラー３４ｂに供給される第１加熱媒体６ａが、フラッシュ部５０によってフラッシュされる。このことにより、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａが液化されている場合であっても、フラッシュ部５０において蒸気化することができる。このため、第２リボイラー３４ｂにおける低温型リーン液５ｂと第１加熱媒体６ａとの熱交換の効率を高めることができる。
【００５８】
（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について説明する。
【００５９】
図４に示す第３の実施の形態においては、第２回収装置が、第２再生塔内の低温型吸収液を、第１再生塔から排出された再生塔排出ガスによって加熱する第４リボイラーを更に有している点が主に異なり、他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図４において、図１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。
【００６０】
図４に示すように、本実施の形態における第２回収装置１ｂは、第２再生塔３０ｂ内の低温型リッチ液４ｂを、第１再生塔３０ａから排出された再生塔排出ガス８によって加熱する第４リボイラー５３を更に有している。第４リボイラー５３は、第２リボイラー３４ｂよりも上流側に配置されている。すなわち、第２再生塔３０ｂから排出された低温型リーン液５ｂは、第４リボイラー５３、第２リボイラー３４ｂおよび第３リボイラー５１を、この順番で通過して加熱されるようになっている。
【００６１】
第１再生塔３０ａの頂部と第４リボイラー５３の加熱媒体入口とが、第１再生塔排出ライン５４によって連結されている。第４リボイラー５３の加熱媒体出口と第１ガス用冷却器３７ａとが、第２再生塔排出ライン５５によって連結されている。このことにより、第１再生塔３０ａから排出された再生塔排出ガス８が、第１再生塔排出ライン５４を通って第４リボイラー５３に供給される。
【００６２】
本実施の形態においては、第２再生塔３０ｂ内における低温型リッチ液４ｂの温度が、第１再生塔３０ａ内における高温型リッチ液４ａの温度よりも低くなっている。このことにより、第１再生塔３０ａから排出された再生塔排出ガス８の温度は比較的高く、当該再生塔排出ガス８は、第４リボイラー５３において、第２再生塔３０ｂから排出された低温型リーン液５ｂを加熱可能な熱量を有している。このため、第４リボイラー５３において、供給された再生塔排出ガス８は低温型リーン液５ｂと熱交換し、低温型リーン液５ｂが加熱される。その後、再生塔排出ガス８は、第４リボイラー５３から排出されて、第２再生塔排出ライン５５を通って第１ガス用冷却器３７ａに供給される。
【００６３】
このように本実施の形態によれば、第２再生塔３０ｂ内の低温型リッチ液４ｂが、第１再生塔３０ａから排出された再生塔排出ガス８によって加熱される。このことにより、第１再生塔３０ａから排出された再生塔排出ガス８が持つ熱量を、第４リボイラー５３において有効活用することができる。このため、二酸化炭素回収システム１全体として、投入される熱量をより一層低減することができ、再生エネルギーをより一層低減することができる。
【００６４】
また、本実施の形態によれば、第１再生塔３０ａから排出された再生塔排出ガス８は、第４リボイラー５３において冷却される。このことにより、第１ガス用冷却器３７ａの冷却能力を低減することができ、より具体的には、第１ガス用冷却器３７ａにおいて使用される冷却媒体の使用量を低減することができる。
【００６５】
なお、上述した本実施の形態においては、第２再生塔３０ｂから排出された低温型リーン液４ｂが、第４リボイラー５３、第２リボイラー３４ｂおよび第３リボイラー５１をこの順番で通過す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４リボイラー５３および第２リボイラー３４ｂに投入される熱量が十分である場合には、第３リボイラー５１は設けられていなくてもよい。
【００６６】
（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について説明する。
【００６７】
図５に示す第４の実施の形態においては、第２回収装置が、第２再生塔内の低温型吸収液を、第１再生塔から排出された高温型吸収液によって加熱する第５リボイラーを有している点が主に異なり、他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図５において、図１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。
【００６８】
図５に示すように、本実施の形態における第２回収装置１ｂは、第２再生塔３０ｂ内の低温型リッチ液４ｂを、第１再生塔３０ａから排出された高温型リーン液５ａによって加熱する第５リボイラー５６を有している。また、第２再生塔３０ｂ内の低温型リッチ液４ｂを加熱した高温型リーン液５ａは、第１熱交換器３２ａを介して第１吸収塔２０ａに供給されるようになっている。
【００６９】
より具体的には、第１再生塔３０ａの底部と第５リボイラー５６の加熱媒体入口とが、第１リーン液ライン５７によって連結されている。第５リボイラー５６の加熱媒体出口と第１熱交換器３２ａとが、第２リーン液ライン５８によって連結されている。このことにより、第１再生塔３０ａから排出された高温型リーン液５ａが、第１リーン液ライン５７を通って第５リボイラー５６に供給される。
【００７０】
本実施の形態においては、第２再生塔３０ｂ内における低温型リッチ液４ｂの温度が、第１再生塔３０ａ内における高温型リッチ液４ａの温度よりも低くなっている。このことにより、第１再生塔３０ａから排出された高温リーン液５ａの温度は比較的高く、当該高温リーン液５ａは、第５リボイラー５６において、第２再生塔３０ｂから排出された低温型リーン液５ｂを加熱可能な熱量を有している。このため、第５リボイラー５６において、供給された高温リーン液５ａは低温型リーン液５ｂと熱交換し、低温型リーン液５ｂが加熱される。その後、高温型リーン液５ａは、第５リボイラー５６から排出されて、第２リーン液ライン５８を通って第１熱交換器３２ａに供給される。
【００７１】
図５に示すように、第１熱交換器３２ａから第１再生塔３０ａに供給される高温型リッチ液４ａは、加熱器５９によって加熱されることが好適である。より具体的には、加熱機５９は、第１熱交換器３２ａと第１再生塔３０ａとの間に設けられており、第１熱交換器３２ａから排出された高温型リッチ液４ａは、加熱器５９によって加熱されて、その後に第１再生塔３０ａに供給される。
【００７２】
加熱機５９は、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａによって、高温型リッチ液４ａを加熱するようになっている。より具体的には、第１リボイラー３４ａの加熱媒体出口と、加熱機５９の加熱媒体入口とが、第２加熱媒体ライン６０によって連結されている。このことにより、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａが、第２加熱媒体ライン６０を通って加熱機５９に供給される。すなわち、第１再生塔３０ａ内の高温型リッチ液４ａを加熱した第１加熱媒体６ａが、加熱器５９において高温型リッチ液４ａを加熱するように構成されている。
【００７３】
本実施の形態においては、上述したように、第１再生塔３０ａから排出された高温型リーン液５ａが第５リボイラー５６において熱交換している。このことにより、第１熱交換器３２ａに供給される高温型リーン液５ａの温度が低くなる場合がある。この場合、第１熱交換器３２ａから排出されて第１再生塔３０ａに向かう高温型リッチ液４ａの温度が低くなり得る。しかしながら、上述した加熱器５９によって、第１熱交換器３２ａから排出された高温型リッチ液４ａが加熱されるため、第１再生塔３０ａに供給される高温型リッチ液４ａの温度を高めることができる。
【００７４】
なお、加熱器５９と第１再生塔３０ａとの間に、追加加熱器（図示せず）が設けられていてもよい。この場合、加熱器５９から排出された高温型リッチ液４ａを追加加熱器において加熱することができ、第１再生塔３０ａに供給される高温型リッチ液４ａの温度を高めることができる。このことにより、加熱器５９によって加熱された高温型リッチ液４ａの温度が所定の温度まで高まっていない場合であっても、追加加熱器によって高温型リッチ液４ａの温度を高めることができる。この追加加熱器では、加熱媒体として、例えば図示しないタービンなどの外部から供給される高温の蒸気（例えば、低圧タービンの抽気蒸気）を用いることができる。
【００７５】
また、本実施の形態においては、上述した加熱機５９が第１加熱媒体６ａによって高温型リッチ液４ａを加熱するようになっていない場合には、第５リボイラー５６の下流側に上述した第２リボイラー３４ｂが設けられていてもよい。このことにより、高温型リーン液５ａによって第５リボイラー５６に投入される熱量が不足している場合には、第２リボイラー３４ｂによって熱量の不足分を補うことができる。このため、第２再生塔３０ｂ内における低温型リッチ液４ｂの温度を十分に高めることができる。このような第２リボイラー３４ｂには、第１の実施の形態などと同様に、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａが、第２加熱媒体６ｂとして供給されることが好適である、また、同様にして、上述した第３リボイラー５１および／または第４リボイラー５３が、第５リボイラー５６の下流側に設けられるようにしてもよい。この際には、加熱機５９が第１加熱媒体６ａによって高温型リッチ液４ａを加熱しない場合だけでなく、加熱機５９が当該第１加熱媒体６ａによって高温型リッチ液４ａを加熱する場合も可能になる。なお、第４リボイラー５３は、第５リボイラー５６よりも加熱性能が低い場合には、第５リボイラー５６の上流側に設けることが好適である。
【００７６】
このように本実施の形態によれば、第２再生塔３０ｂ内の低温型リッチ液４ｂが、第１再生塔３０ａから排出された高温型リーン液５ａによって加熱される。このことにより、第１再生塔３０ａから排出された高温型リーン液５ａが持つ熱量を、第５リボイラー５６において有効活用することができる。このため、二酸化炭素回収システム１全体として、投入される熱量を低減することができ、再生エネルギーを低減することができる。
【００７７】
また、本実施の形態によれば、第１吸収塔２０ａから第１再生塔３０ａに供給される高温型リッチ液４ａが、加熱機５９において、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａによって加熱される。このことにより、高温型リーン液５ａが第５リボイラー５６において熱交換することにより第１熱交換器３２ａに供給される高温型リーン液５ａの温度が低くなった場合であっても、第１再生塔３０ａに供給される高温型リッチ液４ａの温度を高めることができる。このため、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａが有している熱量を、加熱器５９において有効活用することができる。この結果、二酸化炭素回収システム１全体として、燃焼排出ガス２に含有される二酸化炭素ガスを回収するために投入される熱量を低減することができる。
【００７８】
（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について説明する。
【００７９】
図６に示す第５の実施の形態においては、第２リーン液用冷却器から排出された第２冷却媒体が、第１リーン液用冷却器に第１冷却媒体として供給される点が主に異なり、他の構成は、図１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。
【００８０】
図６に示すように、本実施の形態においては、第２リーン液用冷却器３５ｂから排出された第２冷却媒体３６ｂが、第１リーン液用冷却器３５ａに第１冷却媒体３６ａとして供給されるようになっている。より具体的には、第２リーン液用冷却器３５ｂの冷却媒体出口と第１リーン液用冷却器３５ａの冷却媒体入口とが冷却媒体供給ライン６０によって連結されている。このようにして、第１再生塔３０ａから第１吸収塔２０ａに供給される高温型リーン液５ａが、第１リーン液用冷却器３５ａにおいて第２冷却媒体３６ｂによって冷却される。
【００８１】
本実施の形態においては、第２再生塔３０ａ内における低温型リッチ液４ｂの温度が、第１再生塔３０ｂ内における高温型リッチ液４ａの温度よりも低くなっている。このことにより、第２吸収塔２０ｂに供給される低温型リーン液５ｂの温度は、第１吸収塔２０ａに供給される高温型リーン液５ａの温度よりも低くなる傾向にある。このため、第２リーン液用冷却器３５ｂにおいて低温型リーン液５ｂを冷却した後の第２冷却媒体３６ｂの温度は比較的低くなっており、当該第２冷却媒体３６ｂは、第１リーン液用冷却器３５ａにおいて高温型リーン液５ａを冷却することができる。このため、第１リーン液用冷却器３５ａに第１冷却媒体３６ａとして外部から新たに冷却媒体を供給することを不要とすることができる。
【００８２】
なお、第１リーン液用冷却器３５ａと第１吸収塔２０ａとの間に、追加リーン液用冷却器（図示せず）が設けられていてもよい。この場合、第１リーン液用冷却器３５ａから排出された高温型リーン液５ａを追加冷却器において冷却することができ、第１吸収塔２０ａに供給される高温型リーン液５ａの温度を低くすることができる。このことにより、第１リーン液用冷却器３５ａによって冷却された高温型リーン液５ａの温度が所定の温度まで下がっていない場合であっても、追加リーン液用冷却器によって高温型リーン液５ａの温度を低くすることができる。この追加リーン液用冷却器では、冷却媒体として外部から供給される冷却水を用いることができる。
【００８３】
このように本実施の形態によれば、第２リーン液用冷却器３５ｂから排出された第２冷却媒体３６ｂが、第１リーン液用冷却器３５ａに第１冷却媒体３６ａとして供給される。このことにより、第１リーン液用冷却器３５ａに第１冷却媒体３６ａとして外部から新たに冷却媒体を供給することを不要とすることができる。このため、二酸化炭素回収システム１全体として、冷却媒体の使用量を低減することができる。
【００８４】
なお、上述した図６に示す形態においては、第２リボイラー３４ｂに、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａが、第２加熱媒体６ｂとして供給される例について示されている。しかしながら、このことに限られることはなく、図示しないタービンなどの外部からの蒸気が、第１リボイラー３４ａを介することなく第２リボイラー３４ｂに供給されるようにしてもよい。
【００８５】
（第６の実施の形態）
次に、図７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について説明する。
【００８６】
図７に示す第６の実施の形態においては、第１リボイラーに投入される熱量と、第２リボイラーに投入される熱量との合計値が最小となるように、第１吸収塔に供給される処理対象ガスの第１流量と、第２吸収塔に供給される処理対象ガスの第２流量とが調整される点が主に異なり、他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図７において、図１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。
【００８７】
図７に示すように、本実施の形態における二酸化炭素回収システム１は、第１吸収塔２０ａに供給される燃焼排出ガス２の第１流量と、第２吸収塔２０ｂに供給される燃焼排出ガス２の第２流量とを調整する流量調整部６１を更に備えている。図７に示す流量調整部６１は、燃焼排出ガス２が分流する部分に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、燃焼排出ガス２が分流する部分よりも下流側にそれぞれ設けられた流量調整弁などによって構成されていてもよい。
【００８８】
また、本実施の形態による二酸化炭素回収システム１は、第１吸収塔２０ａおよび第２吸収塔２０ｂに供給される燃焼排出ガス２の二酸化炭素濃度を計測する入口濃度計６２を更に備えている。一方、二酸化炭素回収システム１は、第１吸収塔２０ａから排出される吸収塔排出ガス３の二酸化炭素濃度を計測する第１出口濃度計６３と、第２吸収塔２０ｂから排出される吸収塔排出ガス３の二酸化炭素濃度を計測する第２出口濃度計６４と、を更に備えている。これらの入口濃度計６２、第１出口濃度計６３および第２出口濃度計６４において二酸化炭素濃度を計測することにより、後述する制御部６７において、二酸化炭素回収システム１における二酸化炭素ガスの回収率が算出される。
【００８９】
また、本実施の形態による二酸化炭素回収システム１は、第１リボイラー３４ａに投入される熱量を計測する第１熱量計測部６５と、第２リボイラー３４ｂに投入される熱量を計測する第２熱量計測部６６と、を更に備えている。このうち第１熱量計測部６５は、例えば、第１リボイラー３４ａに供給される前の第１加熱媒体６ａの流量（体積流量）と圧力と温度とを計測するとともに、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａの流量（体積流量）と圧力と温度とを計測するように構成される。同様に、第２熱量計測部６６は、例えば、第１リボイラー３４ａから排出されて第２リボイラー３４ｂに供給される前の第１加熱媒体６ａの流量（体積流量）と圧力と温度とを計測するとともに、第２リボイラー３４ｂから排出された第１加熱媒体６ａの流量（体積流量）と圧力と温度とを計測するように構成される。第１熱量計測部６５により計測された各流量、圧力および温度と、第２熱量計測部６６により計測された各流量、圧力および温度は、信号として後述する制御部６７に送信される。なお、第１リボイラー３４ａから排出されて第２リボイラー３４ｂに供給される前の第１加熱媒体６ａの流量と圧力と温度は、第１熱量計測部６５および第２熱量計測部６６のいずれか一方で計測するようにしてもよい。また、各熱量計測部６５、６６は、互いに別個の流量計、圧力計および温度計により構成されていてもよい。
【００９０】
さらに、本実施の形態による二酸化炭素回収システム１は、流量調整部６１を制御する制御部６７を更に備えている。制御部６７には、上述した入口濃度計６２、第１出口濃度計６３および第２出口濃度計６４により計測された二酸化炭素濃度が送信されるとともに、第１熱量計測部６５および第２熱量計測部６６により計測された流量および温度が送信される。
【００９１】
そして制御部６７は、第１リボイラー３４ａに投入される熱量と、第２リボイラー３４ｂに投入される熱量との合計値が最小となるように、第１吸収塔２０ａに供給される燃焼排出ガス２の第１流量と、第２吸収塔２０ｂに供給される燃焼排出ガス２の第２流量とを調整する。より具体的には、各リボイラー３４ａ、３４ｂに投入される熱量の合計値が最小となるような第１流量および第２流量を算出し、算出された第１流量および第２流量となるように、流量調整部６１が制御される。例えば、第１流量および第２流量の算出のために、各リボイラー３４ａ、３４ｂに投入される熱量と、第１流量および第２流量との関係を実験などによって求めて制御部６７に記憶しておき、この記憶された関係から求めることができる。
【００９２】
なお、第１リボイラー３４ａに投入される熱量は、第１リボイラー３４ａに投入される前の第１加熱媒体６ａが有する熱量と、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａが有する熱量との差であり、第１熱量計測部６５により計測された流量、圧力および温度の計測値から求められる。より具体的には、第１加熱媒体６ａが飽和蒸気である場合、まず、第１リボイラー３４ａに投入される前の第１加熱媒体６ａの流量（体積流量）と圧力とから、当該第１加熱媒体６ａの比重量が求められる。続いて、求められた比重量が換算されて質量流量が求められ、この質量流量と温度とから、第１リボイラー３４ａに投入される前の第１加熱媒体６ａの熱量が求められる。これと同様にして、第１リボイラー３４ｂから排出された後の第１加熱媒体６ａの熱量が求められる。その後、第１リボイラー３４ａに投入される前の第１加熱媒体６ａの熱量と、第１リボイラー３４ａから排出された後の第１加熱媒体６ａの熱量との差から、第１リボイラー３４ａに投入される熱量が求められる。
【００９３】
また、第２リボイラー３４ｂに投入される熱量は、第１リボイラー３４ａから排出された後であって第２リボイラー３４ｂに投入される前の第１加熱媒体６ａが有する熱量と、第２リボイラー３４ｂから排出された第１加熱媒体６ａが有する熱量との差である。このような第２リボイラー３４ｂに投入される熱量は、第２熱量計測部６６により計測された流量、圧力および温度の計測値から、第１リボイラー３４ａに投入される熱量と同様にして求めることができる。
【００９４】
このように本実施の形態によれば、第１リボイラー３４ａに投入される熱量と、第２リボイラー３４ｂに投入される熱量との合計値が最小となるように、第１吸収塔２０ａに供給される燃料排出ガス２の第１流量および第２吸収塔２０ｂに供給される燃料排出ガス２の第２流量が調整される。このことにより、二酸化炭素回収システム１全体として、高温リッチ液４ａおよび低温リッチ液４ｂを再生するために投入される熱量、すなわち再生エネルギーを低減することができる。
【００９５】
なお、上述した本実施の形態においては、第１加熱媒体６ａが飽和蒸気である場合について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第１加熱媒体６ａは過熱蒸気であってもよい。この場合、第１熱量計測部６５および第２熱量計測部６６によりそれぞれ計測された圧力と温度から過熱蒸気の比重量が求められ、この求められた比重量から熱量を見積もることができる。
【００９６】
また、上述した本実施の形態においては、第１リボイラー３４ａから排出された第１加熱媒体６ａが、第２リボイラー３４ｂに第２加熱媒体６ｂとして供給され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リボイラー３４ｂに供給される第２加熱媒体６ｂは、図示しないタービンなどの外部からの蒸気が、第１加熱媒体６ａとは別々に供給されるようにしてもよい。この場合においても、上述と同様にして、第１リボイラー３４ａに投入される熱量と、第２リボイラー３４ｂに投入される熱量との合計値が最小となるように、燃料排出ガス２の第１流量および燃料排出ガス２の第２流量を調整することができる。
【００９７】
以上述べた実施の形態によれば、再生エネルギーを低減することができる。
【００９８】
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、図２に示す変形例も含めて、少なくとも部分的に適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１：二酸化炭素回収システム、１ａ：第１回収装置、１ｂ：第２回収装置、２：燃焼排出ガス、４ａ：高温型リッチ液、４ｂ：低温型リッチ液、５ａ：高温型リーン液、５ｂ：低温型リーン液、６ａ：第１加熱媒体、６ｂ：第２加熱媒体、８：再生塔排出ガス、２０ａ：第１吸収塔、２０ｂ：第２吸収塔、３０ａ：第１再生塔、３０ｂ：第２再生塔、３２ａ：第１熱交換器、３４ａ：第１リボイラー、３４ｂ：第２リボイラー、３５ａ：第１リーン液用冷却器、３５ｂ：第２リーン液用冷却器、３６ａ：第１冷却媒体、３６ｂ：第２冷却媒体、５０：フラッシュ部、５１：第３リボイラー、５３：第４リボイラー、５６：第５リボイラー、５９：加熱機、６１：流量調整部、６７：制御部、
【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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