(57)【要約】  二酸化炭素（ＣＯ2）をガス流から分離する方法が提供される。本方法は、冷却段でガス流を冷却して、冷却されたガス流を生成するステップと、冷却されたガス流を収縮拡大ノズルで冷却して、固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方を生成するステップとを含む。本方法は、固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方の少なくとも一部分を、収縮拡大ノズルで、冷却されたガス流から分離して、ＣＯ2リッチ流とＣＯ2リーンガス流を生成するステップをさらに含む。本方法は、ＣＯ2リーンガス流を収縮拡大ノズルの下流の膨張機で膨張させて、冷却されたＣＯ2リーンガス流を生成するステップと、冷却されたＣＯ2リーンガス流の少なくとも一部分を、ガス流を冷却する冷却段へ循環するステップとをさらに含む。二酸化炭素（ＣＯ2）をＣＯ2流から分離するシステムもまた提供される。【選択図】図１
2015517084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流から二酸化炭素（ＣＯ2）を分離する方法であって、
（ｉ）冷却段で前記ガス流を冷却して、冷却されたガス流を生成するステップと、
（ｉｉ）前記冷却されたガス流を収縮拡大ノズルで冷却して、前記ガス流中のＣＯ2の一部分が固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方を生成するステップと、
（ｉｉｉ）固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方の少なくとも一部分を前記収縮拡大ノズルの前記冷却されたガス流から分離して、ＣＯ2リッチ流およびＣＯ2リーンガス流を生成するステップと、
（ｉｖ）前記ＣＯ2リーンガス流を前記収縮拡大ノズルの下流の膨張機で膨張させて、冷却されたＣＯ2リーンガス流を生成するステップと、
（ｖ）前記冷却されたＣＯ2リーンガス流の少なくとも一部分を、前記ガス流を冷却する前記冷却段へ循環させるステップと
を含む方法。
【請求項２】
ステップ（ｉｉ）が、前記冷却されたガス混合物を前記収縮拡大ノズルで超音速に加速するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｉｉ）が、前記冷却されたガス混合物を前記収縮拡大ノズルで亜音速に加速するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ガス流が、前記循環する冷却されたＣＯ2リーンガス流によって前記冷却段で主に冷却される、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ＣＯ2リーンガス流を、ステップ（ｉｖ）の前にバルブを用いて冷却するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記ガス流が、ステップ（ｉ）の前に圧縮ステップを受ける、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記ガス流が、ステップ（ｉ）の前に圧縮ステップを受けない、請求項１記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｉｉ）が、前記収縮拡大ノズルで前記ガス流を冷却して、主に固体ＣＯ2を生成するステップを含み、かつステップ（ｉｉｉ）が、前記固体ＣＯ2を前記冷却されたガス流から分離して固体ＣＯ2リッチ流を生成するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記固体ＣＯ2リッチ流の少なくとも一部分を液化して、前記液化ユニットで液体ＣＯ2流を生成するステップと、
前記液体ＣＯ2流の少なくとも一部分を加圧ユニットで加圧して、加圧液体ＣＯ2流を生成するステップと、
前記加圧液体ＣＯ2流の少なくとも一部分を加熱して、加圧気体ＣＯ2流を生成するステップと、
前記加圧気体ＣＯ2流の少なくとも一部分を前記液化ユニットに循環させるステップと
をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記ガス流中に存在するＣＯ2の少なくとも約５０質量パーセントが、ステップ（ｉｉｉ）で分離される、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記ＣＯ2リーンガス流が実質的にＣＯ2を含まない、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
二酸化炭素（ＣＯ2）をガス流から分離するシステムであって、
（ａ）前記ガス流を冷却して、冷却されたガス流を生成するように構成される冷却段と、
（ｂ）前記冷却段と流体連通する収縮拡大ノズルであって、前記冷却されたガス流をさらに冷却して、前記ガス流中のＣＯ2の一部分が固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方を生成するように構成され、固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方の少なくとも一部分を前記冷却されたガス流から分離して、ＣＯ2リッチ流およびＣＯ2リーンガス流を生成するようにさらに構成される収縮拡大ノズルと、
（ｃ）前記収縮拡大ノズルの下流に位置し、かつ前記収縮拡大ノズルと流体連通する膨張機であって、前記ＣＯ2リーンガス流を膨張させて、冷却されたＣＯ2リーンガス流を生成するように構成される膨張機と、
（ｄ）前記冷却されたＣＯ2リーンガス流を、前記ガス流を冷却する前記冷却段に送るように構成される循環ループと
を含むシステム。
【請求項１３】
前記収縮拡大ノズルが前記ガス流を超音速に加速する、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記収縮拡大ノズルが前記ガス流を亜音速に加速する、請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
前記収縮拡大ノズルが、前記ＣＯ2リッチ流を排出する第１の出口、および前記ＣＯ2リーンガス流を排出する第２の出口をさらに含む、請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
前記収縮拡大ノズルの下流で前記膨張機の上流に位置し、かつ前記収縮拡大ノズルと流体連通するバルブをさらに含む、請求項１２記載のシステム。
【請求項１７】
前記収縮拡大ノズルが、実質的に固体ＣＯ2を生成し、前記固体ＣＯ2を前記冷却されたガス流から分離して固体ＣＯ2リッチ流を生成するように構成される、請求項１２記載のシステム。
【請求項１８】
前記収縮拡大ノズルと流体連通し、前記固体ＣＯ2リッチ流の少なくとも一部分を液化して液体ＣＯ2流を生成するように構成される液化ユニットをさらに含む請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
加圧液体ＣＯ2流を生成するように構成される加圧ユニットと、
加圧気体ＣＯ2流を生成するように構成される加熱ユニットと、
前記加圧気体ＣＯ2流の少なくとも一部分を液化ユニットに循環させるように構成される循環ユニットと
を含む請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
（Ａ）二酸化炭素（ＣＯ2）を含むガス流を発生するように構成されるガスエンジン組立体と、
（Ｂ）前記ガスエンジン組立体と流体連通するＣＯ2分離ユニットであって、
（ａ）前記ガス流を冷却して、冷却されたガス流を生成するように構成される冷却段と、
（ｂ）前記冷却段と流体連通する収縮拡大ノズルであって、前記冷却されたガス流をさらに冷却して、前記ガス流中のＣＯ2の一部分が固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方を生成するように構成され、固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方の少なくとも一部分を前記冷却されたガス流から分離して、ＣＯ2リッチ流およびＣＯ2リーンガス流を生成するようにさらに構成される収縮拡大ノズルと、
（ｃ）前記収縮拡大ノズルの下流に位置し、かつ前記収縮拡大ノズルと流体連通する膨張機であって、前記ＣＯ2リーンガス流を膨張させて、冷却されたＣＯ2リーンガス流を生成するように構成される膨張機と、
（ｄ）前記冷却されたＣＯ2リーンガス流を、前記ガス流を冷却する前記冷却段に送るように構成される循環ループとを含む分離ユニットと
を含む発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、二酸化炭素（ＣＯ2）をガス流から分離する方法およびシステムに関する。より詳細には、本開示は固体ＣＯ2分離の方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素を含む燃料の燃焼に基づく発電プロセスは、通常、副産物としてＣＯ2を発生する。ＣＯ2が環境の中に放出されるのを防ぐために、および／またはＣＯ2を発電プロセスまたは他のプロセスで利用するために、ＣＯ2を捕捉するか、さもなければガス混合物から分離することが望ましいことがある。
【０００３】
しかしながら、典型的なＣＯ2捕捉プロセス、例えばアミン系プロセスなどは、資本とともにエネルギーを多く使用する場合がある。低温および／または高圧プロセスもまたＣＯ2分離に使用され、ここでは、ＣＯ2を凝結させて固体ＣＯ2を生成することによって分離を実現する。しかしながら、ＣＯ2を凍結して固体ＣＯ2を生成するシステムおよび方法は通常、回転タービンを必要とする。タービンベースの分離システムはタービン翼に固体ＣＯ2が堆積し、それによってタービンのエロージョンまたは故障が生じるという運用上の課題に悩まされることがある。タービンベースのＣＯ2分離システムは、追加の分離システム（例えばサイクロン分離器）をさらに必要とする場合があり、またシステムの構成部品の表面に霜が付くために効率が下がる場合もある。なおその上に、典型的な固体ＣＯ2分離システムは１つまたは複数の予冷却ステップを含み、それによって外部冷凍サイクルが必要となり、ＣＯ2分離システムのコストと設置面積が増大する。
【０００４】
したがって、ＣＯ2の分離のための効率的で対費用効果の高い方法およびシステムが必要である。さらに、固体ＣＯ2の分離のための効率的で対費用効果が高い方法およびシステムが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／１８９４４３号明細書
【発明の概要】
【０００６】
１つの実施形態では、二酸化炭素（ＣＯ2）をガス流から分離する方法が提供される。本方法は、冷却段でガス流を冷却して冷却されたガス流を生成するステップを含む。本方法は、冷却されたガス流を収縮拡大ノズルで冷却して、ガス流中のＣＯ2の一部分が固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方を生成するステップをさらに含む。本方法は、固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方の少なくとも一部分を、収縮拡大ノズルの冷却されたガス流から分離して、ＣＯ2リッチ流とＣＯ2リーンガス流を生成するステップをさらに含む。本方法は、ＣＯ2リーンガス流を収縮拡大ノズルの下流の膨張機で膨張させて、冷却されたＣＯ2リーンガス流を生成するステップをさらに含む。本方法は、冷却されたＣＯ2リーンガス流の少なくとも一部分を、ガス流を冷却する冷却段へ循環させるステップをさらに含む。
【０００７】
別の実施形態では、ガス流からＣＯ2を分離するシステムが提供される。本システムは、ガス流を冷却して冷却されたガス流を生成するように構成される冷却段を含む。本システムは、熱交換器と流体連通する収縮拡大ノズルであって、冷却されたガス流をさらに冷却して、ガス流中のＣＯ2の一部分が固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方を生成するように構成され、固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方の少なくとも一部分を冷却されたガス流から分離して、ＣＯ2リッチ流およびＣＯ2リーンガス流を生成するようにさらに構成される収縮拡大ノズルをさらに含む。本システムは、収縮拡大ノズルの下流に位置し、かつ収縮拡大ノズルと流体連通する膨張機であって、ＣＯ2リーンガス流を膨張させて、冷却されたＣＯ2リーンガス流を生成するように構成される膨張機をさらに含む。本システムは、冷却されたＣＯ2リーンガス流を、ガス流を冷却する冷却段に送るように構成される循環ループをさらに含む。
【０００８】
さらに別の実施形態では、発電システムが提供される。本発電システムは、ＣＯ2を含むガス流を発生するように構成されるガスエンジン組立体およびガスエンジン組立体と流体連通するＣＯ2分離ユニットを含む。ＣＯ2分離ユニットは、ガス流を冷却して冷却されたガス流を生成するように構成される冷却段を含む。ＣＯ2分離ユニットは、冷却段と流体連通する収縮拡大ノズルであって、冷却されたガス流をさらに冷却して、ガス流中のＣＯ2の一部分が固体ＣＯ２および液体ＣＯ2の一方または両方を生成するように構成され、固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方の少なくとも一部分を冷却されたガス流から分離して、ＣＯ2リッチ流およびＣＯ2リーンガス流を生成するようにさらに構成される収縮拡大ノズルをさらに含む。ＣＯ2分離ユニットは、収縮拡大ノズルの下流に位置し、かつ収縮拡大ノズルと流体連通する膨張機であって、ＣＯ2リーンガス流を膨張させて、冷却されたＣＯ2リーンガス流を生成するように構成される膨張機をさらに含む。ＣＯ2分離ユニットは、冷却されたＣＯ2リーンガス流を、ガス流を冷却する冷却段に送るように構成される循環ループをさらに含む。
【０００９】
本発明の他の実施形態、態様、特徴、および利点は、以下の詳細な説明、添付図面、および添付の特許請求の範囲から、当業者には明らかになるであろう。
【００１０】
本発明のこれらのおよび他の特徴、態様ならびに利点は、図面を通して同じ参照符号が同様の部分を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むと、より良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つの実施形態による、ガス流からＣＯ2を分離するシステムのブロック図である。
【図２】本発明の１つの実施形態による、ガス流からＣＯ2を分離するシステムのブロック図である。
【図３】本発明の１つの実施形態による、ガス流からＣＯ2を分離するシステムのブロック図である。
【図４】本発明の１つの実施形態による、ガス流からＣＯ2を分離するシステムのブロック図である。
【図５】本発明の１つの実施形態による、ＣＯ2分離ユニットを含む発電システムのブロック図である。
【図６】本発明の１つの実施形態による収縮拡大ノズルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下で詳細に述べるように、本発明の実施形態は、ガス流からＣＯ2を分離するのに適する方法およびシステムを含む。以下で詳細に述べるように、本発明のいくつかの実施形態は、ガス流を冷却して液体ＣＯ2または固体ＣＯ2を生成することができる収縮拡大ノズルを用いてＣＯ2を分離する方法およびシステムを含む。収縮拡大ノズルは、さらに、それ自身でこれらの液体ＣＯ2または固体ＣＯ2の少なくとも一部分を分離することができ、それによって冷却されたＣＯ2リーンガス流を発生することができる。本発明の実施形態は、ガス流を収縮拡大ノズルに通す前に、ガス流を予冷却するために再生利用される冷却されたＣＯ2リーンガス流を使用する、ＣＯ2を分離する方法およびシステムをさらに含む。いくつかの実施形態では、本発明の方法およびシステムは、膨張機ベースのＣＯ2分離システムに比べて対費用効果が高く頑丈なＣＯ2分離方法およびシステムを提供するという利点がある。
【００１３】
以下の明細書および特許請求の範囲において、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈において特に明示しない限り、複数の対象物を含む。本明細書に使われる用語「または、もしくは、あるいは」は、排他的であることを意味せず、参照される構成部品のうちの少なくとも１つが存在することを示し、文脈において特に明示しない限り、参照される構成部品の組み合わせが存在する場合を含む。
【００１４】
本明細書および特許請求の範囲を通して用いられている近似的語法は、関係する基本的機能に変化を生じることなく変化することが可能であるすべての数量表現を修飾するために適用することができる。したがって、「約」および「実質的に」などの１つまたは複数の用語で修飾される値は、明示された正確な値に限定されない。いくつかの場合には、近似的語法は、その値を測定する機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は、組み合わせること、および／または相互に交換することが可能で、このような範囲は文脈または語法が他の意味を示さない限り、そこに含まれるあらゆる下位の範囲を含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、図１〜図５に示すように、二酸化炭素（ＣＯ2）をガス流１０から分離する方法が提供される。本明細書で使用する用語「ガス流」は、ガス混合物を指し、さらに固体成分と液体成分の一方または両方を含むことができる。いくつかの実施形態では、ガス流１０は、燃焼プロセス、ガス化プロセス、埋立ごみ、炉、蒸気発生器、ボイラ、またはそれらの組み合わせからの生成物である。１つの実施形態では、ガス流１０は、天然ガス、バイオマス、ガソリン、ディーゼル燃料、石炭、オイルシェール、燃料油、タールサンド、またはそれらの組み合わせなどの燃料の処理の結果として放出されるガス混合物を含む。いくつかの実施形態では、ガス流１０は、ガスタービンから放出されるガス混合物を含む。いくつかの実施形態では、ガス流１０は、ガス化プラントまたは改質プラントによって発生する合成ガスを含む。いくつかの実施形態では、ガス流１０は煙道ガスを含む。特定の実施形態では、ガス流１０は、石炭または天然ガス焚き発電プラントから放出されるガス混合物を含む。後に詳細に記述するように、いくつかの実施形態では、ガス流１０は、例えば内燃機関などのガスエンジンから放出されるガス混合物を含む。
【００１６】
上述のように、ガス流１０は二酸化炭素を含む。いくつかの実施形態では、ガス流１０は、窒素、酸素、または水蒸気のうちの１つまたは複数をさらに含む。いくつかの実施形態では、ガス流１０は、限定するものではないが、窒素酸化物、硫黄酸化物、一酸化炭素、硫化水素、未燃炭化水素、微粒子状物質、およびそれらの組み合わせなどを含む不純物または汚染物質をさらに含む。いくつかの実施形態では、ガス流１０は実質的に不純物または汚染物質を含まない。いくつかの実施形態では、ガス流１０は窒素、酸素、および二酸化炭素を含む。いくつかの実施形態では、ガス流１０は窒素および二酸化炭素を含む。いくつかの実施形態では、ガス流１０は一酸化炭素を含む。いくつかの実施形態では、ガス流１０は合成ガスを含む。
【００１７】
いくつかの実施形態では、ガス流１０中の不純物または汚染物質の量は約５０モルパーセントより少ない。いくつかの実施形態では、ガス流１０中の不純物または汚染物質の量は約１０モルパーセントから約２０モルパーセントの範囲にある。いくつかの実施形態では、ガス流１０中の不純物または汚染物質の量は約５モルパーセントより少ない。
【００１８】
いくつかの実施形態では、本方法は、図２に示すように、冷却段１１０でガス流を冷却するステップの前に圧縮機２１０でガス流１０を圧縮するステップをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、本方法は、図１に示すように、冷却段１１０でガス流を冷却するステップの前に圧縮機２１０でガス流１０を圧縮するステップを含まない。いくつかの実施形態では、ガス流１０は、加圧状態にあってもよく、また冷却およびＣＯ2分離ステップの前にガス流を圧縮する追加のステップを必要としなくてもよく、これは資本コストを下げシステム構成部品の数を少なくすることを可能にする。
【００１９】
いくつかの実施形態では、図１に示すように、本方法は、冷却段１１０でガス流１０を冷却して、冷却されたガス流１１を生成するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法は、冷却段１１０において、炭化水素処理プラント、燃焼プラント、ガス化プラント、または同様の発電プラント（図示せず）からのガス流１０を受け入れるステップをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、ガス流１０は、ガス流１０を冷却段１１０に送る前に、１つまたは複数の処理ステップ（例えば、水蒸気および不純物などの除去）をさらに受けることができる。
【００２０】
図１に示すように、冷却段１１０は、いくつかの実施形態では、熱交換器１１０を含むことができる。いくつかの実施形態では、熱交換器は冷却媒体を用いて冷却することができる。いくつかの実施形態では、熱交換器は、以下に詳細に記述するように、循環する冷却されたＣＯ2リーンガス流１５を用いて冷却することができる。いくつかの実施形態では、熱交換器は、循環する冷却されたＣＯ2リーンガス流１５を一部用いて冷却することができ、また任意に冷却空気、冷却水または両方を用いてさらに冷却することができる（図示せず）。特定の実施形態では、図１に示すように、ガス流１０は、熱交換器で、循環する冷却されたＣＯ2リーンガス流１５によって主に冷却される。本明細書で使用される用語「主に冷却される」は、冷却段の熱交換の少なくとも約８０パーセントが、循環する冷却されたＣＯ2リーンガス流１５を用いてもたらされることを意味する。
【００２１】
図１では、単一の熱交換器が単に例示的な実施形態として示されているが、冷却段１１０は、いくつかの実施形態では、２つ以上の熱交換器を含むように構成することができることに留意されたい。熱交換器の実際の数とそれらの個々の構成は、所望の最終結果によって変えることができる。さらに、複数の熱交換器を含む実施形態では、熱交換器の少なくとも１つは、循環する冷却されたＣＯ2リーンガス流１５を用いてガス流１０を冷却するように構成することができる。いくつかの実施形態では、本方法は、ガス流１０を複数の熱交換器で冷却するステップを含むことができ、ここでは冷却は、循環する冷却されたＣＯ2リーンガス流を用いて主にもたらされる。いくつかの実施形態では、本方法は、複数の冷却段１１０（図示せず）でガス流１０を冷却して、冷却されたガス流１１を形成するステップを含むことができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、図１に示すように、本方法は、冷却されたガス流１１を収縮拡大ノズル１２０で冷却するステップをさらに含む。図１に示すように、いくつかの実施形態では、本方法は、冷却されたガス流１１を冷却段１１０から収縮拡大ノズル１２０へ送るステップをさらに含む。本明細書で使用される用語「収縮拡大ノズル」は、ガス流が亜音速または超音速に加速されるように構成される収縮領域と拡大領域を有するノズルを指す。図１に示すように、いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は冷却段１１０の下流に位置する。用語「収縮拡大ノズル」と「ノズル」は交換可能に本明細書で使用される。
【００２３】
いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０の入口１０１での冷却されたガス流１１の温度は、ＣＯ2の飽和温度より約５℃低い。いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０の入口１０１での冷却されたガス流の圧力は、約４ｂａｒから約８ｂａｒの範囲にある。
【００２４】
いくつかの実施形態では、本方法は、冷却されたガス流１１を収縮拡大ノズル１２０で冷却して（後に詳細に記述する）、冷却されたガス流１１中のＣＯ2の一部分が固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方を生成するステップをさらに含む。
【００２５】
いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０はノズル内の冷却されたガス流１１の速度を上昇させるように構成される。理論に縛られることはないが、収縮拡大ノズル内の冷却されたガス流１１の速度を上昇させることによって、静温が下降してノズル内に固体ＣＯ2を生成することができると考えられる。いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、ノズル１２０内の冷却されたガス流１１の速度を、固体ＣＯ2を生成するために十分低い静温にするような速度まで上昇させるように構成される。当業者であれば理解するように、収縮拡大ノズル１２０内の冷却されたガス流１１の速度は、ノズルの設計、入口ガス温度、入口ガス圧力、およびガス流中のＣＯ2含有量のうちの１つまたは複数のことによって決まることができる。
【００２６】
本発明のいくつかの実施形態による代表的な収縮拡大ノズルが図６に示される。いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、図６に示すように、収縮部１２１、のど部１２２、および拡大部１２３を含む。いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、入口１０１、第１の出口１０２、および第２の出口１０３をさらに含む。図６に示すように、冷却されたガス流１１は、入口１０１を通ってノズル１２０の収縮部１２１に入る。図６に示すように、収縮部１２１は、入口１０１の直径Ｄ１によってさらに画定される。図６に示すように、冷却されたガス流１１の流れは、直径Ｄ１が収縮部１２１の入口から直径Ｄ２に連続的に狭まっていくノズル１２０ののど部１２２へ導かれる。本明細書での用語Ｄ２は、のど１２２の第１の領域１２４の直径を指す。
【００２７】
理論に縛られることはないが、ノズル直径がＤ１からＤ２に縮小することによって冷却されたガス流１１の運動エネルギーが増大して、静温はそれに対応した下降が生じると考えられる。いくつかの実施形態では、直径Ｄ２は、冷却されたガス流１１が亜音速に加速されて、ノズルの設計にもよるが、静温が絶対温度約２０度から絶対温度約７０度の範囲に下降するように選ばれる。いくつかの実施形態では、静温は絶対温度約２０度から絶対温度約５０度の範囲に下降する。いくつかの実施形態では、領域１２４の冷却されたガス流１１の静温はＣＯ2の飽和温度より下がり、その結果、固体ＣＯ2または液体ＣＯ2が生成される。
【００２８】
しかしながら、いくつかの実施形態では、ＣＯ2凝固ステップでの融解潜熱の放出の結果、ガス流の温度を上昇させることがあり、それは固体ＣＯ2または液体ＣＯ2の生成を制限することがある。いくつかの実施形態では、のど部１２２は、図６に示すように、のど部１２２の第２の領域１２５の直径Ｄ３がＤ２より小さいような第２の領域１２５をさらに含むことができる。理論に縛られることはないが、ガスの流れを、Ｄ２より小さい直径Ｄ３を有する第２の領域１２５を通るように導くことによって、融解潜熱の放出のために発生する付加のエネルギーが運動エネルギーに変換されると考えられる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、本方法は、収縮拡大ノズル１２０で生成した固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方の少なくとも一部分を、冷却されたガス流１１から分離して、ＣＯ2リッチ流１２を生成するステップをさらに含む。本明細書で使用される用語「ＣＯ2リッチ流」は、液体ＣＯ2および固体ＣＯ2の一方または両方を含み、ガス流１０のＣＯ2含有量より多いＣＯ2含有量を有する流れを指す。用語「ＣＯ2リッチ流」は、ＣＯ2リッチ流が１つまたは複数の搬送ガスを含む実施形態を含むことに留意されたい。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リッチ流は実質的にＣＯ2より構成される。本明細書で使用される用語「実質的に〜より構成される」は、ＣＯ2リッチ流がＣＯ2を少なくとも約９０質量パーセントを含むことを意味する。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リッチ流は主に液体ＣＯ2より構成される。本明細書で使用される用語「主に液体ＣＯ2より構成される」は、固体ＣＯ2の量が約２質量パーセントより少ないことを意味する。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リッチ流は主に固体ＣＯ2より構成される。本明細書で使用される用語「主に固体ＣＯ2より構成される」は、液体ＣＯ2の量が約２質量パーセントより少ないことを意味する。いくつかの実施形態では、ノズル１２０内の高速流れによって発生する旋回によって遠心分離が生じるため、固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方は、ノズル内のガス流から分離することができる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、本方法は、冷却されたガス流１１のＣＯ2の少なくとも約９０質量パーセントを分離してＣＯ2リッチ流１２を生成するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法は、冷却されたガス流１１のＣＯ2の少なくとも約９５質量パーセントを分離してＣＯ2リッチ流１２を生成するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法は、冷却されたガス流１１のＣＯ2の少なくとも約９９質量パーセントを分離してＣＯ2リッチ流１２を生成するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法は、冷却されたガス流１１のＣＯ2の約５０質量パーセントから約９０質量パーセントの範囲を分離してＣＯ2リッチ流１２を生成するステップを含む。
【００３１】
いくつかの実施形態では、ＣＯ2リッチ流は、液体ＣＯ2または固体ＣＯ2を遠心力で第１の出口１０２に輸送するために１つまたは複数の搬送ガスをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リッチ流は、窒素ガス、酸素ガス、または二酸化炭素ガスのうちの１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リッチ流中のＣＯ2の量は、ＣＯ2リッチ流の少なくとも約５０質量パーセントである。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リッチ流中のＣＯ2の量は、ＣＯ2リッチ流の少なくとも約６０質量パーセントである。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リッチ流中のＣＯ2の量は、ＣＯ2リッチ流の少なくとも約７５質量パーセントである。
【００３２】
いくつかの実施形態では、図１および図６に示すように、ＣＯ2リッチ流は第１の出口１０２を通って収縮拡大ノズルから排出される。第１の出口１０２の位置は変えることができ、図１および図６は単に代表的な実施形態を示していることに留意されたい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、図１に示すように、本方法は、収縮拡大ノズル１２０でＣＯ2リーン流１３を生成することをさらに含む。本明細書で使用される用語「ＣＯ2リーン流」は、ＣＯ2含有量がガス流１０のＣＯ2含有量より少ない流れを指す。いくつかの実施形態では、上述のように、冷却されたガス流１１のＣＯ2のほとんどすべてがノズル１２０で液体ＣＯ2または固体ＣＯ2の形で分離される。そのような実施形態では、ＣＯ2リーン流１３は実質的にＣＯ2を含まない。いくつかの他の実施形態では、液体ＣＯ2または固体ＣＯ2の一部分は、ノズルで分離されなくてもよく、ＣＯ2リーン流１３は分離されないＣＯ2を含んでもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、ＣＯ2リーン流１３は、１つまたは複数の非凝縮可能成分を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リーン流１３は、１つまたは複数の液体成分を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リーン流１３は、１つまたは複数の固体成分を含むことができる。そのような実施形態では、ＣＯ2リーン流１３は、液体ガスおよび固体ガス分離器（図示せず）のうちの１つまたは複数と流体連通するようにさらに構成することができる。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リーン流１３は、窒素、酸素、または二酸化硫黄のうちの１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リーン流１３は、二酸化炭素をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リーン流１３は、気体ＣＯ2、液体ＣＯ2、固体ＣＯ2、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
【００３５】
特定の実施形態では、ＣＯ2リーン流は実質的にＣＯ2を含まない。この文脈で使用される用語「実質的に含まない」は、ＣＯ2リーン流１３のＣＯ2の量が、ガス流１０のＣＯ2の約１０質量パーセントより少ないことを意味する。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リーン流１３のＣＯ2の量は、ガス流１０のＣＯ2の約５質量パーセントより少ない。いくつかの実施形態では、ＣＯ2リーン流１３のＣＯ2の量は、ガス流１０のＣＯ2の約１質量パーセントより少ない。
【００３６】
いくつかの実施形態では、図６に示すように、ＣＯ2リーン流は、直径がＤ３からＤ４に増大するノズル１２０の拡大部１２３で膨張する。図１および図６に示すように、ノズル１２０は、第２の出口１０３をさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法は、ＣＯ2リーン流を第２の出口１０３を通してノズル１２０から排出するステップを含む。
【００３７】
上述のように、いくつかの実施形態では、ノズル１２０は、冷却されたガス流１１の速度がノズル１１で超音速に上昇するように構成される。本明細書で使用される用語「超音速」は、マッハ１より速い速度を指す。そのような実施形態では、本方法は、冷却されたガス流１１を収縮部１２１で超音速に加速するステップを含む。本方法は、ＣＯ2リッチ流１２と拡大部１２３内での高速のＣＯ2リーン流１３の排出とを分離するステップをさらに含む。そのような実施形態では、ノズル１２０は超音速状態で作動するように構成することができる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、冷却されたガス流１１の速度がノズルで亜音速に上昇するように構成される。本明細書で使用される用語「亜音速」は、マッハ１より遅い速度を指す。そのような実施形態では、本方法は、冷却されたガス流１１を収縮部１２１で亜音速に加速するステップを含む。本方法は、ＣＯ2リッチ流１２と拡大部１２３内での高速のＣＯ2リーン流１３の排出とを分離するステップをさらに含む。そのような実施形態では、拡大部１２３は、ディフューザとして機能することができ、ＣＯ2リーン流１３はノズル１２０を出る速度よりも遅い速度でノズル１２０を出る。そのような実施形態では、ノズル１２０は亜音速状態で作動するように構成することができる。
【００３９】
理論に縛られることはないが、亜音速状態でのノズルの作動は、超音速状態に比べると、より低速の流れとなり、ノズル表面のエロージョンが減り、衝撃波による不安定性が減り、かつ全圧損失が減るという利点があると考えられる。
【００４０】
いくつかの実施形態では、本方法は、図１に示すように、ＣＯ2リーンガス流１３を収縮拡大ノズル１２０の下流の膨張機１４０で膨張させて、冷却されたＣＯ2リーンガス流１５を生成するステップをさらに含む。本明細書で使用される用語「膨張機」は、ガスまたはガス混合物を膨張させて仕事を発生する半径流、軸流、または斜流ターボ機械を指す。
【００４１】
いくつかの実施形態では、ＣＯ2リーンガス流１３は、図３に示すように、膨張機１４０での膨張ステップの前に、バルブ１３０を用いてさらに予冷却して、予冷却されたＣＯ2リーンガス流１４を生成することができる。そのような実施形態では、本方法は予冷却されたＣＯ2リーンガス流１４を膨張機１４０へ送るステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、バルブは、膨張ステップの前にＣＯ2リーン流１３の圧力を減じるために用いられることができ、その結果、膨張機１４０の出口での温度は、ＣＯ2リーン流１３中のすべての残留ＣＯ2が凝固しないように制御することができる。本発明のいくつかの実施形態によるバルブ１３０の適切な例は、ジュールトムソンバルブを含む。
【００４２】
いくつかの実施形態では、本発明のいくつかの実施形態による方法およびシステムによって、収縮拡大ノズルなどの対費用効果が高い膨張装置を使用することができ、ＣＯ2凝固および分離に通常用いられるターボ膨張機に比べて、資本コストおよび運用リスクを下げることができる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、図１に示すように、本方法は、冷却されたＣＯ2リーンガス流１５の少なくとも一部分を、循環ループ１５０を経て冷却段１１０へ循環するステップをさらに含む。前述のように、いくつかの実施形態では、ガス流１０は、循環する冷却されたＣＯ2リーンガス流１５によって冷却段１１０で主に冷却される。いくつかの実施形態では、本方法は、図１に示すように、ガス流１０との熱交換のステップの後に冷却段１１０で２次ＣＯ2リーンガス流１６を生成するステップをさらに含む。
【００４４】
いくつかの実施形態では、上述のように、冷却段１１０でのガス流１０の冷却は、循環する冷却されたＣＯ2リーンガス流１５によって主にもたらされる。いくつかの実施形態では、本発明の方法は、外部冷凍サイクルの必要性をなくし、したがって、電力消費を削減し、分離システムを簡素化（構成部品を少なく）することによって、対費用効果が高いＣＯ2分離方法を提供するという利点がある。
【００４５】
いくつかの実施形態では、本方法は、収縮拡大ノズル１２０で、冷却されたガス流１１を冷却して、主に固体ＣＯ2を生成し、この固体ＣＯ2を冷却されたガス流１１から分離して固体ＣＯ2リッチ流１２を生成するステップを含む。本明細書で使用される用語「固体ＣＯ2リッチ流」は、固体ＣＯ2が少なくとも約９０質量パーセント含む流れを指す。いくつかの実施形態では、本方法は、サイクロン分離器（図示せず）で固体ＣＯ2リッチ流を集めるステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法は、図４に示すように、固体ＣＯ2リッチ流１２の少なくとも一部分を液化ユニット１７０に送るステップをさらに含む。
【００４６】
いくつかの実施形態では、液化ユニット１７０は、加圧気体ＣＯ2流１９および固体ＣＯ2リッチ流１２を受け入れるように構成される。いくつかの実施形態では、加圧気体ＣＯ2流１９は、流れの平衡圧力がＣＯ2の三重点より高く、流れの平衡温度がＣＯ2の三重点よりわずかに低い状態で、液化ユニット１７０に送られ、その結果、気体／固体混合物から液体を生成する。液化ユニット１７０の適切な例は、ロックホッパシステムを含む。
【００４７】
いくつかの実施形態では、本方法は、固体ＣＯ2リッチ流１２の少なくとも一部分を液化して、液化ユニット１７０で液体ＣＯ2流１７を生成するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法は、液体ＣＯ2流１７の少なくとも一部分を加圧ユニット１８０で加圧して、加圧液体ＣＯ2流１８を生成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法は、加圧液体ＣＯ2流１８の少なくとも一部分を加熱ユニット１９０で加熱して、加圧気体ＣＯ2流１９を生成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法は、加圧気体ＣＯ2流１９の少なくとも一部分を液化ユニット１７０に循環させるステップをさらに含む。
【００４８】
１つの実施形態では、図１〜図５に示すように、ガス流１０から二酸化炭素（ＣＯ2）を分離するシステム１００が提供される。システム１００は、図１に示すように、ガス流１０を冷却して冷却されたガス流１１を生成するように構成される冷却段１１０を含む。システム１００は、冷却段１１０と流体連通する収縮拡大ノズル１２０をさらに含む。本明細書で使用される用語「流体連通」は、システムの構成部品が、構成部品間で流体を受ける、または送ることができることを意味する。流体という用語は、気体、液体、またはそれらの組み合わせを含む。
【００４９】
いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、前に詳細に記述したように、冷却されたガス流１１をさらに冷却して、冷却されたガス流１１中のＣＯ2の一部分が固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズルは、図１に示すように、固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方の少なくとも一部分を、冷却されたガス流１１から分離して、ＣＯ2リッチ流１２およびＣＯ2リーンガス流１３を生成するようにさらに構成される。
【００５０】
いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、冷却されたガス流１１を超音速に加速するように構成される。いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、冷却されたガス流１１を亜音速に加速するように構成される。超音速および亜音速という用語は前に定義されている。
【００５１】
本発明のいくつかの実施形態による代表的な収縮拡大ノズルを図６に示す。いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、図６に示すように、収縮部１２１、のど部１２２、および拡大部１２３を含む。いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、入口１０１、第１の出口１０２、および第２の出口１０３をさらに含む。いくつかの実施形態では、入口１０１は冷却されたガス流１１を受け入れるように構成され、第１の出口１０２はＣＯ2リッチ流１２を排出するように構成され、第２の出口１０３はＣＯ2リーンガス流１３を排出するように構成される。
【００５２】
いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、実質的に固体ＣＯ２を生成し、この固体ＣＯ2を冷却されたガス流１１から分離して固体ＣＯ2リッチ流１２を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、システム１００は、固体ＣＯ2リッチ流１２を集めて送るためにサイクロン分離器（図示せず）をさらに含むことができる。
【００５３】
収縮拡大ノズル１２０が主に固体ＣＯ2を生成するいくつかの実施形態では、図４に示すように、システム１００は、収縮拡大ノズル１２０と流体連通する液化ユニット１７０をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、液化ユニット１７０は、図４に示すように、固体ＣＯ2リッチ流１２の少なくとも一部分を液化して液体ＣＯ2流１７を生成するように構成される。システム１００は、いくつかの実施形態では、加圧液体ＣＯ2流１８および加圧気体ＣＯ２流１９を生成するように構成される加圧ユニット１８０および加熱ユニット１９０をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、図４に示すように、システム１００は、加圧気体ＣＯ2流１９の少なくとも一部分を液化ユニット１７０に循環させるように構成される循環ループ１９２をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、本発明のいくつかの実施形態によるノズル１２０は、ポジメトリックポンプの必要性をなくすことができる。
【００５４】
いくつかの実施形態では、システム１００は、収縮拡大ノズル１２０の下流に位置し、かつ収縮拡大ノズル１２０と流体連通する膨張機１４０をさらに含む。いくつかの実施形態では、膨張機１４０は、図１に示すように、ＣＯ2リーンガス流１３を膨張させて、冷却されたＣＯ2リーンガス流１５を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、システム１００は、図３に示すように、収縮拡大ノズル１２０の下流で膨張機１４０の上流に位置するバルブ１３０をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、バルブ１３０は収縮拡大ノズル１２０と流体連通する。本発明のいくつかの実施形態によるバルブ１３０の適切な例は、ジュールトムソンバルブを含む。
【００５５】
いくつかの実施形態では、システム１００は、図１に示すように、冷却されたＣＯ2リーンガス流１５を、ガス流１０を冷却する冷却段１１０に送るように構成される循環ループ１５０をさらに含む。
【００５６】
いくつかの実施形態では、図５に示すように、発電システム３００が提供される。いくつかの実施形態では、図５に示すように、本発電システム３００は、ＣＯ2を含むガス流１０を発生するように構成されるガスエンジン組立体２００を含む。いくつかの実施形態では、ガスエンジン組立体２００は、例えば、ＧＥイエンバッハエンジンなどの内燃機関を含む。
【００５７】
再び図５を参照すると、本発明のいくつかの実施形態による代表的な発電システム３００が示されている。当業者であれば理解するように、本発電システム３００は、電力網を介して市または町に配電される電力を発生する発電プラントなどの大規模施設、または車両エンジンの一部または小規模発電システムなどの小規模設置で使用するのに好適であることができる。すなわち、本発電システム３００は、様々な用途に好適とすることができ、かつ／またはある範囲のサイズにわたってスケール調整することができる。
【００５８】
図示の例において、本発明のいくつかの実施形態によれば、本発電システム３００は、通常、ターボ膨張に使用される１つまたは複数のターボ膨張機を含まないガスエンジン組立体２００を含む。したがって、そのような実施形態では、ガスエンジン組立体２００から出るガス流１０はすでに圧縮された状態にあってもよいので、ガスエンジン組立体２００から排出されるガス流１０はＣＯ2分離ユニット１２０へ送られる前に追加の圧縮のステップを必要としない。
【００５９】
いくつかの実施形態では、図５に示したように、ガスエンジン組立体２００は、同期電動機２１２および２１４によって動力を与えられ、圧縮機として同じ速度で回る相互接続されたターボ圧縮機２２２および２２４を含む。ガスエンジン組立体は、図５に示すように、１つまたは複数の熱交換器、すなわち中間冷却器２３２および２３４をさらに含むことができる。ガスエンジン組立体２００は、空気２１と燃料（図示せず）を燃焼させて排出ガス流２４を発生させるように構成されるガスエンジン２４０をさらに含む。いくつかの実施形態では、ガスエンジン組立体２００は、排出ガス流２４から追加の動力を発生し、ガス流１０を発生し、さらにこのガス流１０が、前に詳細に記述したように、ＣＯ2分離ステップに入るように構成される、例えば有機ランキンサイクルなどの廃熱回収ユニット２５０を任意に含むことができる。
【００６０】
いくつかの実施形態では、図５に示すように、本発電システム３００は、ガスエンジン組立体２００と流体連通するＣＯ２分離ユニット１００をさらに含む。いくつかの実施形態では、図５に示すように、ＣＯ2分離ユニット１００は廃熱回収ユニット２５０と流体連通する。いくつかの実施形態では、ＣＯ2分離ユニット１００は、図５に示すように、ガス流１０を冷却して冷却されたガス流１１を生成するように構成された冷却段１１０を含む。
【００６１】
ＣＯ２分離ユニット１００は、冷却段１１０と流体連通する収縮拡大ノズル１２０をさらに含む。いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、前に詳細に記述したように、冷却されたガス流１１をさらに冷却して、冷却されたガス流１１中のＣＯ2の一部分が固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、図５に示すように、固体ＣＯ2および液体ＣＯ2の一方または両方の少なくとも一部分を、冷却されたガス流１１から分離して、ＣＯ2リッチ流１２およびＣＯ2リーンガス流１３を生成するようにさらに構成される。
【００６２】
いくつかの実施形態では、収縮拡大ノズル１２０は、実質的に固体ＣＯ2を生成し、この固体ＣＯ2を冷却されたガス流１１から分離して固体ＣＯ2リッチ流１２を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、システム１００は、固体ＣＯ2リッチ流１２を集めて送るためにサイクロン分離器（図示せず）をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、本発明のいくつかの実施形態によるＣＯ2分離ユニットは、ポジメトリックポンプの必要性をなくすことができる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、ＣＯ2分離ユニット１００は、収縮拡大ノズル１２０の下流に位置し、かつ収縮拡大ノズル１２０と流体連通する膨張機１４０をさらに含む。いくつかの実施形態では、膨張機１４０は、図５に示すように、ＣＯ2リーンガス流１３を膨張させて、冷却されたＣＯ2リーンガス流１５を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、ＣＯ2分離ユニット１００は、図５に示すように、任意に、収縮拡大ノズル１２０の下流で膨張機１４０の上流に位置するバルブ１３０をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、バルブ１３０は収縮拡大ノズル１２０と流体連通することができる。本発明のいくつかの実施形態によるバルブ１３０の適切な例は、ジュールトムソンバルブを含む。
【００６４】
いくつかの実施形態では、ＣＯ2分離ユニット１００は、図５に示すように、冷却されたＣＯ2リーンガス流１５を、ガス流１０を冷却する冷却段１１０に送るように構成される循環ループ１５０をさらに含む。
【００６５】
収縮拡大ノズルが主に固体ＣＯ2を生成するいくつかの実施形態では、図５に示すように、ＣＯ2分離ユニット１００は、収縮拡大ノズル１２０と流体連通する液化ユニット１７０をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、液化ユニット１７０は、図５に示すように、固体ＣＯ2リッチ流１２の少なくとも一部分を液化して液体ＣＯ2流１７を生成するように構成される。システム１００は、いくつかの実施形態では、加圧液体ＣＯ2流１８および加圧気体ＣＯ2流１９を生成するように構成される加圧ユニット１８０および加熱ユニット１９０をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、図５に示すように、システム１００は、加圧気体ＣＯ2流１９の少なくとも一部分を液化ユニット１７０に循環させるように構成される循環ループ１９２をさらに含むことができる。
【００６６】
本明細書では、最良の態様を含む例を用いて本発明を開示し、さらに、あらゆる装置またはシステムの作製および使用、ならびにあらゆる付随の方法の実施を含め、あらゆる当業者が本発明を実施することを可能にする。本発明の特許性を有する範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、請求項の文言と相違ない構成要素を有する場合、または請求項の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図している。
【符号の説明】
【００６７】
１０  ガス流
１１  冷却されたガス流
１２  ＣＯ2リッチ流
１３  ＣＯ2リーン流
１４  予冷却されたＣＯ2リーンガス流
１５  冷却されたＣＯ2リーンガス流
１６  ＣＯ2リーンガス流
１７  液体ＣＯ2流
１８  加圧液体ＣＯ2流
１９  加圧気体ＣＯ2流
２１  空気
２４  排出ガス流
１００  ＣＯ2分離ユニット、システム
１０１  収縮拡大ノズルの入口
１０２  収縮拡大ノズルの第１の出口
１０３  収縮拡大ノズルの第２の出口
１１０  冷却段
１２０  収縮拡大ノズル
１２１  収縮拡大ノズルの収縮部
１２２  収縮拡大ノズルののど部
１２３  収縮拡大ノズルの拡大部
１２４  収縮拡大ノズルののど部の第１の領域
１２５  収縮拡大ノズルののど部の第２の領域
１３０  バルブ
１４０  膨張機
１５０  循環ループ
１７０  液化ユニット
１８０  加圧ユニット
１９０  加熱ユニット
１９２  循環ループ
２００  ガスエンジン組立体
２１０  圧縮機
２１２  同期電動機
２１４  同期電動機
２２２  ターボ圧縮機
２２４  ターボ圧縮機
２３２  中間冷却器
２３４  中間冷却器
２４０  ガスエンジン
２５０  廃熱回収ユニット
３００  発電システム
Ｄ１  収縮拡大ノズルの入口の直径
Ｄ２  収縮拡大ノズルののど部の第１の領域の直径
Ｄ３  収縮拡大ノズルののど部の第２の領域の直径
Ｄ４  収縮拡大ノズルの第２の出口の直径
【図１】
2015517084.tif 000003
【図２】
2015517084.tif 000004
【図３】
2015517084.tif 000005
【図４】
2015517084.tif 000006
【図５】
2015517084.tif 000007
【図６】
2015517084.tif 000008
【国際調査報告】
2015517084.tif 000009
2015517084.tif 000010
2015517084.tif 000011