(57)【要約】【課題】ＣＯ２を含む燃料ガスと吸収液とを接触させてＣＯ２を回収・液化するプロセスにおいて、回収したＣＯ２の液化動力を低減できるＣＯ２回収方法および回収装置を提供する。【解決手段】ＣＯ２を含む燃料ガス１からのＣＯ２回収方法において、燃料ガス１を圧縮する第１の圧縮工程１１と、第１の圧縮工程１１で圧縮された燃料ガス１を冷却して凝縮水を除去してから吸収液と接触させることで、燃料ガス１中のＣＯ２を吸収液に吸収させて精製ガスを得る吸収工程１７と、吸収工程１７でＣＯ２を吸収した吸収液２を、第１の圧縮工程１１で圧縮された燃料ガス１を熱源として加熱する第１の加熱工程１４と、第１の加熱工程１４で加熱された吸収液２を減圧し、含まれているＣＯ２を放出させてこの吸収液２を再生する再生工程２０と、再生工程２０で再生された吸収液３を、吸収工程１７に用いる前に冷却する第１の冷却工程２２を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯ２を含む燃料ガスからのＣＯ２回収方法において、
前記燃料ガスを圧縮する第１の圧縮工程と、
前記第１の圧縮工程で圧縮された燃料ガスを冷却して凝縮水を除去してから吸収液と接触させることで、前記燃料ガス中のＣＯ２を前記吸収液に吸収させて精製ガスを得る吸収工程と、
前記吸収工程でＣＯ２を吸収した吸収液を、前記第１の圧縮工程で圧縮された燃料ガスを熱源として加熱する第１の加熱工程と、
前記第１の加熱工程で加熱された吸収液を減圧し、含まれているＣＯ２を放出させてこの吸収液を再生する再生工程と、
前記再生工程で再生された吸収液を、前記吸収工程に用いる前に冷却する第１の冷却工程と、
を有することを特徴とするＣＯ２回収方法。
【請求項２】
請求項１記載のＣＯ２回収方法において、
前記吸収工程でＣＯ２を吸収した吸収液を、前記再生工程で再生された吸収液を熱源として加熱する第２の加熱工程を有するＣＯ２回収方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のＣＯ２回収方法において、
前記再生工程で再生された吸収液を、前記吸収工程で得られた精製ガスを用いて冷却する第２の冷却工程を有するＣＯ２回収方法。
【請求項４】
請求項１または２記載のＣＯ２回収方法において、
前記吸収工程で得られた精製ガスを動力源として前記燃料ガスを圧縮する第２の圧縮工程と、
前記第２の圧縮工程で圧縮された燃料ガスを圧縮する前記第１の圧縮工程と、
前記再生工程で再生された吸収液を、前記第２の圧縮工程で動力源とした精製ガスを用いて冷却する第２の冷却工程と、
を有するＣＯ２回収方法。
【請求項５】
請求項３記載のＣＯ２回収方法において、
前記吸収工程で得られた精製ガスを動力源として前記燃料ガスを圧縮する第２の圧縮工程と、
前記第２の圧縮工程で圧縮された燃料ガスを圧縮する前記第１の圧縮工程と、を有し、
前記第２の冷却工程では、前記再生工程で再生された吸収液を、前記第２の圧縮工程で動力源とした精製ガスを用いて冷却するＣＯ２回収方法。
【請求項６】
請求項４または５記載のＣＯ２回収方法において、
前記吸収工程でＣＯ２を吸収した吸収液を、前記第２の圧縮工程で圧縮された燃料ガスを熱源として加熱する第３の加熱工程を有するＣＯ２回収方法。
【請求項７】
ＣＯ２を含む燃料ガスからＣＯ２を吸収液に吸収させるＣＯ２回収装置において、
前記燃料ガスを圧縮する第１の圧縮機と、
前記第１の圧縮機で圧縮された燃料ガスを冷却する燃料ガス冷却器と、
前記燃料ガス冷却器で冷却された燃料ガスから凝縮水を分離する気液分離器と、
前記第１の圧縮機で圧縮された燃料ガスに含まれるＣＯ２を、前記吸収液に吸収させて精製ガスを得る吸収塔と、
前記第１の圧縮機で圧縮された燃料ガスを熱源として、前記吸収塔の塔底から抜き出した吸収液を加熱する第１のリッチ液加熱器と、
前記第１のリッチ液加熱器で加熱された吸収液を減圧し、含まれているＣＯ２を放出させてこの吸収液を再生するフラッシュドラムと、
前記フラッシュドラムで再生された吸収液を冷却する第１の吸収液冷却器と、
を備えることを特徴とするＣＯ２回収装置。
【請求項８】
請求項７記載のＣＯ２回収装置において、
前記吸収塔と前記第１のリッチ液加熱器との間に設置され、前記フラッシュドラムで再生された吸収液を熱源として、前記吸収塔の塔底から抜き出した吸収液を加熱する第２のリッチ液加熱器を備えるＣＯ２回収装置。
【請求項９】
請求項７または８記載のＣＯ２回収装置において、
前記精製ガスを用いて、前記フラッシュドラムで再生された吸収液を冷却する第２の吸収液冷却器を備えるＣＯ２回収装置。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項記載のＣＯ２回収装置において、
前記精製ガスを動力源として駆動される膨張タービンと、
前記膨張タービンにより駆動されて、前記燃料ガスを圧縮する第２の圧縮機と、
を備えるＣＯ２回収装置。
【請求項１１】
請求項７または８記載のＣＯ２回収装置において、
前記精製ガスを動力源として駆動される膨張タービンと、
前記膨張タービンにより駆動されて、前記燃料ガスを圧縮する第２の圧縮機と、
前記膨張タービンを駆動した精製ガスを用いて、前記フラッシュドラムで再生された吸収液を冷却する第２の吸収液冷却器を備えるＣＯ２回収装置。
【請求項１２】
請求項９記載のＣＯ２回収装置において、
前記精製ガスを動力源として駆動される膨張タービンと、
前記膨張タービンにより駆動されて、前記燃料ガスを圧縮する第２の圧縮機と、を備え、
前記第２の吸収液冷却器は、前記膨張タービンを駆動した精製ガスを用いて、前記フラッシュドラムで再生された吸収液を冷却するＣＯ２回収装置。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか１項記載のＣＯ２回収装置において、
前記第２の圧縮機で圧縮された燃料ガスを熱源として、前記吸収塔の塔底から抜き出した吸収液を加熱する第３のリッチ液加熱器を備えるＣＯ２回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ２を含む燃料のガス化ガスからＣＯ２を回収する方法および回収する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化現象の一因としてＣＯ２による温室効果が指摘され、地球環境を守る上でその対策が急務となっている。ＣＯ２の発生源としては、化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。特に大量の化石燃料を使用する火力発電所を対象に、ＣＯ２を含む燃焼排ガスをアルカノールアミン水溶液等と接触させてＣＯ２を吸収させてＣＯ２を回収する方法、および回収されたＣＯ２を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的に研究されている。
【０００３】
アルカノールアミンの例としては、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）やＮ−メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）などが挙げられる。アルカノールアミン水溶液を吸収液とする吸収法では、吸収塔においてＣＯ２を吸収した吸収液は、再生塔において１５０℃前後の水蒸気を使用して加熱され再生される（例えば、特許文献１、２）。処理ガス量が多いほど、使用する吸収液量は多くなり、それに伴い、再生に必要な水蒸気量も増大する。したがって、石炭やオイルコークス等のガス化ガスを対象とした場合には、燃焼によりガス量が増加してしまうので、燃焼前にＣＯ２を回収する方法が望ましい。
【０００４】
一般にガス化ガスの圧力は数ＭＰａと高いため、ガス圧と同じ圧力下でＣＯ２を吸収した吸収液は、減圧することによりＣＯ２放出させて再生することができる。この再生方法では、加熱再生と異なり水蒸気を大量に使用する必要がないため、少ないエネルギーでＣＯ２を回収することができる。またＩＧＣＣ（石炭ガス化複合発電）においては、発電端出力の低下を抑制することができる。しかし、その一方で、吸収液から放出されたＣＯ２の圧力が低いため、回収したＣＯ２を移送や貯留するための液化処理に必要な動力が増大し、その結果として送電端出力が低下することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０３−１９３１１６号公報
【特許文献２】特開２００６−２３２５９６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、ガス圧と同じ圧力下でＣＯ２を吸収した吸収液に対し、減圧することによりＣＯ２を放出させて再生する方法には、再生に必要なエネルギーが削減できる半面、回収したＣＯ２の液化動力は増大するという課題がある。
【０００７】
本発明は、石炭や石油ピッチ等の炭素を含む燃料のガス化ガスや天然ガスのようにＣＯ２を含む燃料ガスと吸収液とを接触させてＣＯ２を回収・液化するプロセスにおいて、回収したＣＯ２の液化動力を削減し、ＣＯ２の回収および液化に必要なエネルギー消費を低減するためのＣＯ２回収方法および回収装置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】
本発明によるＣＯ２回収方法は、以下のような特徴を有する。
【０００９】
ＣＯ２を含む燃料ガスからのＣＯ２回収方法において、前記燃料ガスを圧縮する第１の圧縮工程と、前記第１の圧縮工程で圧縮された燃料ガスを冷却して凝縮水を除去してから吸収液と接触させることで、前記燃料ガス中のＣＯ２を前記吸収液に吸収させて精製ガスを得る吸収工程と、前記吸収工程でＣＯ２を吸収した吸収液を、前記第１の圧縮工程で圧縮された燃料ガスを熱源として加熱する第１の加熱工程と、前記第１の加熱工程で加熱された吸収液を減圧し、含まれているＣＯ２を放出させてこの吸収液を再生する再生工程と、前記再生工程で再生された吸収液を、前記吸収工程に用いる前に冷却する第１の冷却工程を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回収されたＣＯ２の圧力が高くなるため、ＣＯ２の回収および液化に必要な動力を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ＣＯ２の圧力と液化動力の関係を示す図である。
【図２】本発明の実施例１によるＣＯ２回収装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例２によるＣＯ２回収装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例３によるＣＯ２回収装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例４によるＣＯ２回収装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明によるＣＯ２回収方法の概要は、次の通りである。
【００１３】
ＣＯ２を含む燃料ガスは、加圧、圧縮された後、吸収塔に導入される。吸収塔で、燃料ガス中のＣＯ２は吸収液に吸収される。ＣＯ２を吸収した吸収液は、吸収塔の底部より抜き出され、圧縮された燃料ガスを熱源として加熱される。加熱された吸収液は、減圧されて吸収していたＣＯ２を放出し再生する。この再生された吸収液は、吸収塔へ塔頂から導入される。一方、吸収液の加熱に用いられた燃料ガスは、水分が除去された後に吸収塔に導入される。
【００１４】
本発明によれば、ＣＯ２を含む燃料ガスを吸収塔の前段で加圧、圧縮することで、吸収液を再生するときの圧力レベルと回収したＣＯ２の圧力を、従来よりも高くできる。回収したＣＯ２の圧力が高いと、このＣＯ２を液化する際の動力（液化動力）が少なくなるという利点がある。
【００１５】
図１は、回収したＣＯ２を加圧して液化する際の、ＣＯ２の圧力と液化動力の関係を示す図である。横軸に示した圧力のＣＯ２を、１０ＭＰａで３０℃の液体ＣＯ２にするのに必要な動力を縦軸に表している。図１に示すように、液化動力はＣＯ２の圧力が高くなるほどゼロに漸近するため、圧力が高いほど、少ない動力でＣＯ２を液化できることが分かる。
【００１６】
また、ＣＯ２を含む燃料ガスを吸収塔の前段で加圧することで、ＣＯ２を吸収する吸収塔やフラッシュドラムなどの容器容積を削減することができる。さらに、加圧された燃料ガスは温度が上昇するため、吸収液の再生に必要な加熱源として利用でき、従来は必要であった加熱用蒸気が不要となる。
【００１７】
したがって、本発明によると、回収したＣＯ２の液化動力を削減し、ＣＯ２の回収および液化に必要なエネルギー消費を低減することができる。
【００１８】
以下では、吸収塔の底部より抜き出された吸収液を「リッチ液」、ＣＯ２を放出して再生した吸収液を「セミリーン液」と称する。
【００１９】
本発明で対象となる燃料ガスは、石炭や石油ピッチや重油などの炭素を含む燃料を部分酸化したときに発生するガスや天然ガスなどの、ＣＯ２を含むガスである。
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２１】
本発明によるＣＯ２の回収方法および回収装置の実施例を、図２を用いて説明する。実施例１は、本発明によるＣＯ２回収方法および回収装置の基本的な構成を、石炭ガス化ガスからのＣＯ２回収プロセスに適用した例である。
【００２２】
図２は、本実施例でのＣＯ２回収装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施例でのＣＯ２回収装置は、主に、第１の圧縮機１１、第１のリッチ液加熱器１４、燃料ガス冷却器１５、気液分離機１６、吸収塔１７、リッチ液タービン１９、フラッシュドラム２０、吸収液循環ポンプ２１、および第１の吸収液冷却器２２から構成されている。
【００２３】
石炭をガス化して得られる燃料ガス１は、第１の圧縮機１１に導入されて加圧、圧縮される。圧縮された燃料ガス１は、温度が上昇する。次に、燃料ガス１は、第１のリッチ液加熱器１４に導入され、吸収塔１７の塔底から抜き出したリッチ液２との熱交換により冷却される。燃料ガス１は、さらに、燃料ガス冷却器１５で５０℃以下に冷却され、気水分離器１６で凝縮水６が除去された後、吸収塔１７に導入される。吸収塔１７の塔頂からはセミリーン液３が供給され、燃料ガス１はセミリーン液３と接触することにより酸性ガスであるＣＯ２が除去され、精製ガス４が得られる。
【００２４】
一方、酸性ガスを吸収したリッチ液２は、第１のリッチ液加熱器１４で燃料ガス１により加熱された後、リッチ液タービン１９に導入される。リッチ液タービン１９は、吐出側の圧力が吸収塔１７の圧力よりも低く調節されており、リッチ液２の吐出圧によりタービンが回転して動力が回収されるようになっている。リッチ液タービン１９から排出されたリッチ液２は、フラッシュドラム２０に導入されて減圧され、セミリーン液３とＣＯ２を主成分とする酸性ガス５とに分離される。したがって、燃料ガス中のＣＯ２は、酸性ガス５として回収される。
【００２５】
セミリーン液３は、吸収液循環ポンプ２１で加圧され、第１の吸収液冷却器２２で冷却水により冷却された後、吸収塔１７に導入される。第１の吸収液冷却器２２では、冷却水によるセミリーン液３の冷却により熱損失が発生している。
【００２６】
ここで、流量が１７万ｍ３Ｎ／ｈ（下付きのＮはノルマル流量を表す）、ＣＯ２濃度が３２．６％、圧力が２．５ＭＰａ、温度が４０℃である燃料ガスからＣＯ２を回収する際に、本実施例を適用した場合について、以下に説明する。回収したＣＯ２は、加圧して、１０ＭＰａで３０℃の液体ＣＯ２にする。このときに必要な液化動力は、図１から求められる。本実施例は、以下に示す式（１）で求められる炭素回収率が９０％となるようにＣＯ２回収装置を運転したときの例である。
【００２７】
燃料ガス１は、第１の圧縮機１１で５．１ＭＰａに加圧、圧縮することにより、４０℃から１２８℃に上昇する。吸収塔１７の塔頂から供給されるセミリーン液３の流量が１９００ｔ／ｈで温度が４３℃のとき、ＣＯ２を吸収したリッチ液２の温度は６２℃であった。このリッチ液２は、吸収塔１７の塔底から抜き出され、第１のリッチ液加熱器１４において燃料ガス１により加熱され、１００℃に上昇した。このリッチ液２を、突出圧を１．１ＭＰａに設定したリッチ液タービン１９に導入して動力回収を行い、フラッシュドラム２０に導入した。フラッシュドラム２０の内部温度は、圧力の低下により９０℃に低下し、５万５千ｍ３Ｎ／ｈの酸性ガス５とセミリーン液３が得られた。
【００２８】
燃料ガス１を第１の圧縮機１１で加圧して温度を上げたことにより、リッチ液２は、第１のリッチ液加熱器１４で燃料ガス１により加熱され、温度と圧力が上昇する。このため、リッチ液タービン１９の突出圧を通常より高く１．１ＭＰａに設定することができ、フラッシュドラム２０において、ＣＯ２を主成分とする酸性ガス５の圧力も１．１ＭＰａとなる。図１より、圧力が１．１ＭＰａのＣＯ２の液化動力は、５．５ＭＷである。
【００２９】
酸性ガス５に含まれるＣＯ２量から式（１）で求めた炭素回収率は、９０％であった。
η＝ＦｏＣＯ２／（ＦｉＣＯ＋ＦｉＣＨ４＋ＦｉＣＯ２）×１００    （１）
η：炭素回収率（％）
ＦｉＣＯ：吸収塔入口でのＣＯの流量（ｍ３Ｎ／ｈ）
ＦｉＣＨ４：吸収塔入口でのＣＨ４の流量（ｍ３Ｎ／ｈ）
ＦｉＣＯ２：吸収塔入口でのＣＯ２の流量（ｍ３Ｎ／ｈ）
ＦｏＣＯ２：フラッシュドラム出口でのＣＯ２の流量（ｍ３Ｎ／ｈ）
ＦｉＣＯ、ＦｉＣＨ４、およびＦｉＣＯ２は、燃料ガス１の流量に、それぞれ燃料ガス１中のＣＯの濃度、ＣＨ４の濃度、およびＣＯ２の濃度をかけて求めた。ＦｏＣＯ２は、酸性ガス５の流量に酸性ガス５中のＣＯ２の濃度をかけて求めた。
【００３０】
第１の圧縮機１１で燃料ガス１を加圧、圧縮しない場合は、燃料ガス１の温度が上昇しないので、リッチ液２は、第１のリッチ液加熱器１４で十分に加熱されず、燃料ガス１を加圧、圧縮した場合よりも温度と圧力が低い。したがって、第１の圧縮機１１で加圧、圧縮しない燃料ガス１からＣＯ２を除去して、炭素回収率を９０％とするには、リッチ液タービン１９の突出圧を０．１ＭＰａに設定する必要がある。このため、フラッシュドラム２０において、ＣＯ２を主成分とする酸性ガス５の圧力も０．１ＭＰａとなる。図１より、圧力が０．１ＭＰａのＣＯ２の液化動力は、１０．４ＭＷである。
【００３１】
以上の結果から、第１の圧縮機１１で燃料ガス１を圧縮する本実施例では、燃料ガス１の圧縮に動力を要するものの、回収したＣＯ２の液化動力は、１０．４ＭＷから５．５ＭＷに削減することができた。したがって、本実施例によると、ＣＯ２の回収および液化に必要なエネルギー消費を低減することができる。
【００３２】
また、リッチ液２を再生する際の加熱源は、加圧、圧縮により温度上昇した燃料ガス１のみで賄えるため、従来のように水蒸気を使用する必要がない。その結果、本実施例に基づくＣＯ２回収プロセス全体の所要動力は２４ＭＷとなり、従来のＣＯ２回収プロセスの２７ＭＷから約１０％低減することができた。したがって、本実施例に基づくＣＯ２回収プロセスを発電プラントに適用した場合は、ＣＯ２回収による送電端効率の低下を抑制することができるという効果がある。
【実施例２】
【００３３】
本発明によるＣＯ２の回収方法および回収装置の第２の実施例を、図３を用いて説明する。実施例２は、実施例１と同様に、本発明によるＣＯ２回収方法および回収装置を石炭ガス化ガスからのＣＯ２回収プロセスに適用した例であるが、以下の点が異なる。すなわち、セミリーン液を熱源として、燃料ガスで加熱する前のリッチ液を予め加熱する点と、精製ガスを用いてセミリーン液を冷却する点である。
【００３４】
図３は、本実施例でのＣＯ２回収装置の構成を示すブロック図である。図３において、図２と同一の符号は、図２と同一または共通する要素を示す。本実施例のＣＯ２回収装置は、実施例１と同様の構成であるが、吸収塔１７と第１のリッチ液加熱器１４の間に、第２のリッチ液加熱器１８が設置されている点、および、第１の吸収液冷却器２２と第２のリッチ液加熱器１８の間に、第２の吸収液冷却器２３が設置されている点が異なる。
【００３５】
本実施例でのＣＯ２回収方法は、実施例１と同様であり、以下では相違点のみを説明する。
【００３６】
フラッシュドラム２０で酸性ガス５と分離され再生されたセミリーン液３は、第２のリッチ液加熱器１８に導入され、リッチ液２を加熱すると同時に、セミリーン液３は冷却される。加熱されたリッチ液２は、第１のリッチ液加熱器１４に導入され、燃料ガス１によりさらに加熱される。冷却されたセミリーン液３は、第２の吸収液冷却器２３に導入され、精製ガス４によりさらに冷却される。その後、第１の吸収液冷却器２２で冷却水によりさらに冷却される。一方、精製ガス４は、第２の吸収液冷却器２３にてセミリーン液３により加熱される。
【００３７】
このように、第２のリッチ液加熱器１８を用いてリッチ液２をセミリーン液３で予め加熱した後に、燃料ガス１で加熱することにより、リッチ液２をより高い温度まで加熱することができる。吸収液（リッチ液２）の再生特性として、温度を高くすれば、高い圧力でも再生することができるので、結果として、後段のＣＯ２液化動力をさらに低減することが可能となる。
【００３８】
また、セミリーン液３を第１の吸収液冷却器２２にて冷却水で冷却するだけではなく、第２のリッチ液加熱器１８と第２の吸収液冷却器２３にてリッチ液２や精製ガス４を冷却媒体として冷却することにより、冷却水の使用量を削減できて冷却水の循環ポンプの動力が削減できるという利点もある。したがって、本実施例に基づくＣＯ２回収プロセスを発電プラントに適用した場合は、ＣＯ２回収による送電端効率の低下をさらに抑制することができ、さらなる発電端効率の向上が可能となる。
【実施例３】
【００３９】
本発明によるＣＯ２の回収方法および回収装置の第３の実施例を、図４を用いて説明する。実施例３は、本発明によるＣＯ２回収方法および回収装置を、ＩＧＣＣ（石炭ガス化複合発電）に適用した例である。
【００４０】
図４は、本実施例でのＣＯ２回収装置の構成を示すブロック図である。図４において、図２および図３と同一の符号は、図２および図３と同一または共通する要素を示す。本実施例のＣＯ２回収装置は、図２および図３に示した装置に加え、第２の圧縮機１３、膨張タービン２４、および燃料ガス冷却器２５で構成される。
【００４１】
本実施例でのＣＯ２回収方法は、実施例１と同様であり、以下では相違点のみを説明する。
【００４２】
第２の圧縮機１３は、同軸で接続されている膨張タービン２４により駆動される。第２の圧縮機１３に導入された燃料ガス１は、加圧、圧縮されて温度が上昇する。圧縮された燃料ガス１は、燃料ガス冷却器２５に導入されて所定の温度まで冷却された後、第１の圧縮機１１に導入される。第１の圧縮機１１で、燃料ガス１は、さらに加圧、圧縮されて温度が上昇する。その後、燃料ガス１は第１のリッチ液加熱器１４に導入される。
【００４３】
膨張タービン２４は、第２の圧縮機１３に同軸で接続されており、精製ガス４で駆動される。精製ガス４は、膨張タービン２４を駆動して圧力が低下すると同時に温度も低下し、第２の吸収液冷却器２３に導入される。
【００４４】
本実施例では、セミリーン液３は、フラッシュドラム２０から、第２のリッチ液加熱器１８、第１の吸収液冷却器２２、および第２の吸収液冷却器２３に、この順序で導入されて冷却される。
【００４５】
このように、本実施例によれば、精製ガス４を用いて膨張タービン２４を駆動し、膨張タービン２４に同軸で接続された第２の圧縮機１３を駆動して燃料ガス１を加圧、圧縮することにより、第１の圧縮機１１による燃料ガス１の圧縮動力を、実施例１に比べて約１５％低減することができた。この結果、ＣＯ２回収プロセス全体の所要動力も低減することができ、ＣＯ２の回収および液化に必要なエネルギー消費を低減することができる。
【００４６】
精製ガス４は、膨張タービン２４を駆動した後では温度が低下しているため、第２の吸収液冷却器２３においてセミリーン液３を冷却する冷媒として使用できる。また、精製ガス４をガスタービン（図示せず）に導入して発電に用いる場合には、加熱装置（図示せず）で精製ガス４を加熱してからガスタービンに導入する。本実施例でのＣＯ２回収装置では、精製ガス４は、セミリーン液３との熱交換により加熱されるので、ガスタービンに導入前の加熱量を減らすことができる。この結果、第１の吸収液冷却器２２でのセミリーン液３の冷却による熱損失を、従来のＣＯ２回収装置よりも約２０％低減することができた。
【００４７】
なお、図４に示した構成では、第２の圧縮機１３は、第１の圧縮機１１の前段に位置しているが、第１の圧縮機１１の後段に位置してもよい。この場合、燃料ガス１は、第１の圧縮機１１、燃料ガス冷却器２５、および第２の圧縮機１３に、この順序で導入される。
【実施例４】
【００４８】
本発明によるＣＯ２の回収方法および回収装置の第４の実施例を、図５を用いて説明する。実施例４は、実施例３と同様の構成のＣＯ２回収装置をＩＧＣＣ（石炭ガス化複合発電）に適用した例である。
【００４９】
図５は、本実施例でのＣＯ２回収装置の構成を示すブロック図である。図５において、図４と同一の符号は、図４と同一または共通する要素を示す。本実施例のＣＯ２回収装置は、図４に示した装置において、燃料ガス冷却器２５を備えず、第３のリッチ液加熱器１２が第２の圧縮機１３と第１の圧縮機１１の間に追加されている。
【００５０】
燃料ガス１は、第２の圧縮機１３で加圧、圧縮されて温度が上昇する。圧縮された燃料ガス１は、第３のリッチ液加熱器１２に導入されて、リッチ液２との熱交換により冷却された後、第１の圧縮機１１に導入される。
【００５１】
吸収塔１７の塔底から抜き出されたリッチ液２は、第３のリッチ液加熱器１２において、燃料ガス１により加熱される。その後、第２のリッチ液加熱器１８に導入されて、セミリーン液３により加熱される。そして、第１のリッチ液加熱器１４に導入されて、第１の圧縮機１１で加圧されて温度が上昇した燃料ガス１により、さらに加熱される。
【００５２】
このように、リッチ液２を、第３のリッチ液加熱器１２を用いて予め加熱した後に、第２のリッチ液加熱器１８と第１のリッチ液加熱器１４で加熱することにより、リッチ液２をより高い温度まで加熱することができる。吸収液（リッチ液２）の再生特性として、温度を高くすれば、高い圧力でも再生することができるので、結果として、後段のＣＯ２液化動力を、実施例３に示したＣＯ２回収装置よりもさらに低減することが可能となる。
【００５３】
なお、図５に示した構成では、第２の圧縮機１３は、第１の圧縮機１１の前段に位置しているが、第１の圧縮機１１の後段に位置してもよい。この場合、燃料ガス１は、第１の圧縮機１１、第３のリッチ液加熱器１２、および第２の圧縮機１３に、この順序で導入される。
【符号の説明】
【００５４】
１…燃料ガス、２…リッチ液、３…セミリーン液、４…精製ガス、５…酸性ガス、６…凝縮水、１１…第１の圧縮機、１２…第３のリッチ液加熱器、１３…第２の圧縮機、１４…第１のリッチ液加熱器、１５…燃料ガス冷却器、１６…気液分離機、１７…吸収塔、１８…第２のリッチ液加熱器、１９…リッチ液タービン、２０…フラッシュドラム、２１…吸収液循環ポンプ、２２…第１の吸収液冷却器、２３…第２の吸収液冷却器、２４…膨張タービン、２５…燃料ガス冷却器。
【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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