(57)【要約】【課題】ＣＯ２吸収性能の低下を抑制することができるＣＯ２の回収システムを提供する。【解決手段】ＣＯ２の回収システムは、排ガス導入口２と、排ガス排出口３と、吸収液導入口４と、吸収液排出口５とを有する容器１５と、吸収液導入口４へ吸収液を供給する手段７，７ａ，１４とを備えている。容器１５内部に容器１５を第１吸収液空間１８と、第２吸収液空間１９と、第１吸収液空間１８と第２吸収液空間１９との間に位置する排ガス空間３５とに区画する一対の隔壁１７，１７が設けられている。排ガス空間３５内に、第１吸収液空間１８と第２吸収液空間１９との間に延び、排ガス中のＣＯ２のみ透過させるＣＯ２透過膜１６が配置されている。排ガス導入口２から排ガス空間３５内に排ガスが導入されると、排ガス中のＣＯ２が透過膜１６内部に入り、透過膜１６内の吸収液によりＣＯ２が吸収される。【選択図】図１
2009190009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯ２を含む排ガスの排ガス導入口と、処理後の排ガスの排ガス排出口と、ＣＯ２を吸収する吸収液の吸収液導入口と、ＣＯ２吸収後の吸収液の吸収液排出口とを有する容器と、
前記排ガスの排ガス導入口に、前記排ガスを供給する手段と、
前記吸収液の吸収液導入口に、前記吸収液を供給する手段とを備え、
前記容器の内部を、前記吸収液導入口に連通する吸収液導入空間と、前記吸収液排出口に連通する吸収液排出空間と、前記排ガス導入口および前記排ガス排出口と連通する排ガス空間の３つの空間に区画する隔壁を設け、
ＣＯ２だけを選択的に透過する材料から成るとともに互いに平行に延びる管形状の多数の膜を前記排ガス空間に設け、  前記吸収液を前記吸収液導入空間から各膜の内側を流通させて前記吸収液排出空間へ流通させて前記排ガス中のＣＯ２を前記吸収液に吸収させることを特徴とするＣＯ２の回収システム。
【請求項２】
前記排ガス空間に、吸収液を流通させる多数の膜とほぼ直交して案内板を設置し、この案内板は多数の膜を支持すると同時に、前記排ガスの流れを前記多数の膜とほぼ垂直に排ガス導入口から排ガス排出口へ流通するように導くことを特徴とする請求項１記載のＣＯ２の回収システム。
【請求項３】
ＣＯ２を含む排ガスの排ガス導入口と排ガス排出口とを有する容器と、
前記容器内における前記排ガスの流れに対して直交する方向に互いに平行に配置され、ＣＯ２を選択的に透過する材料から成る多数の管形状の膜と、
吸収液導入口を備えるとともに前記容器外面に設けられ、前記管形状の膜の内側にＣＯ２を吸収する吸収液を導入させる吸収液導入部と、
吸収液排出口を備えるとともに前記容器外面に設けられ、前記管形状の膜の内側から前記吸収液を排出させる吸収液排出部と、
前記排ガス導入口に排ガスを供給する手段と、
前記吸収液導入部に吸収液を供給する手段とを備え、
前記吸収液導入部から導入した前記吸収液を前記管形状の膜の内側を流通させ、前記排ガス中のＣＯ２を吸収させて前記吸収液排出部に導くことを特徴とするＣＯ２の回収システム。
【請求項４】
前記吸収液導入部によって前記管形状の膜の一側から当該管形状の膜の内側に導入された吸収液は当該管形状の膜の他端から排出されるとともに、
当該他端から排出された吸収液を集合させ、当該排出された管形状の膜とは別の前記管形状の膜の内側に導入させる吸収液集合部を前記容器の外面にさらに備えることを特徴とする請求項４記載のＣＯ２の回収システム。
【請求項５】
前記吸収液集合部内に、冷却媒体が流通する冷却管を設けたことを特徴とする請求項４記載のＣＯ２の回収システム。
【請求項６】
前記容器内部に、吸収液が膜の内部から前記排ガス中に漏洩したことを検知するｐＨセンサーを設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のＣＯ２の回収システム。
【請求項７】
前記吸収液の流通経路に圧力センサーを設け、膜内の詰まり、あるいは吸収液の膜外への漏洩を検知することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のＣＯ２の回収システム。
【請求項８】
前記排ガス供給手段は、前記吸収液排出口から排出されてきた前記吸収液を加熱する手段を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載のＣＯ２の回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＯ２の回収システムに係り、とりわけ吸収効率を低下させることなくＣＯ２を確実に吸収して回収することができるＣＯ２の回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化現象の原因の一つとして、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人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が強まっている。これに伴い、大量の化石燃料を使用する火力発電所などを対象に、燃焼排ガスを吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ２を除去して回収する方法が精力的に研究されている。
【０００３】
ＣＯ２回収プロセスとしては例えば、図８に示すＣＯ２回収システムの例がある（（財）地球環境産業技術研究機構  平成18年度成果報告書）（非特許文献１）。図８では主要設備のみ示し、付属設備は省略した。図８において、１はＣＯ２吸収塔、２は燃焼排ガス供給口、３は脱ＣＯ２燃焼排ガス排出口、４は吸収液供給口、５は吸収液排出口、６はＣＯ２を吸収した吸収液の排出ポンプ、７は熱交換器、８は吸収液再生塔、９は再生加熱器、１０は還流水ポンプ、１１はＣＯ２分離器、１２は回収ＣＯ２排出ライン、１３は再生塔還流冷却器である。
【０００４】
図８において、回収すべきＣＯ２を含む燃焼排ガスは、燃焼排ガス供給口２を通ってＣＯ２吸収塔１へ導かれる。ＣＯ２吸収塔１で燃焼排ガスは吸収液供給口４から供給される吸収液と向流接触させられ、燃焼排ガス中のＣＯ２は吸収液により吸収除去され、脱ＣＯ２燃焼排ガスは上部へと向かう。
【０００５】
ＣＯ２吸収塔１に供給される吸収液はＣＯ２を吸収し、その吸収による反応熱のため、あるいは排ガスが有する顕熱によって、通常吸収液供給口４における温度よりも高温となる。ＣＯ２を吸収した吸収液は、吸収液排出口５から排出ポンプ６を経て熱交換器７に送られて加熱され、吸収液再生塔８へ導かれて再生される。吸収液再生塔８で再生された吸収液の温度調節は、熱交換器７或いは必要に応じて熱交換器７と吸収液供給口４の間に設けられる冷却器１４により行うことができる。
【０００６】
再生塔８では、再生加熱器９による加熱により吸収液が再生され、熱交換器７及び必要に応じて冷却器１４により冷却されてＣＯ２吸収塔１へ戻される。吸収液再生塔８の上部において、吸収液から分離されたＣＯ２は再生塔還流冷却器１３により還流水と接触して冷却される。その後ＣＯ２分離器１１にてＣＯ２に同伴した水蒸気が凝縮した還流水と分離され、回収ＣＯ２排出口１２よりＣＯ２回収工程へ導かれる。
【０００７】
上述したＣＯ２回収プロセスで用いられる吸収液としてはアミン化合物が数多く知られている。特開昭61-71819号（特許文献１）には、立体障害アミンおよびスルホラン等の非水溶媒を含む酸性ガススクラッピング用組成物が記載されている。立体障害第一モノアミノアルコールとして、２−アミノー２−メチルー１−プロパノール等が例示され、また用いられている。
【０００８】
特開平5-301023号（特許文献２）には、２−アミノー２−メチルー１−プロパノール、２−（メリルアミノ)−エタノール、２−（エチルアミノ）−エタノール、２−（ジエチルアミノ）−エタノール、２−（ヒドロキシエチル）−ピペリジンの群から選ばれるヒンダードアミンを代表例とする特定のヒンダードアミン水溶液によるＣＯ２ガスの除去が記載されている。
【０００９】
また特開平8-252430号（特許文献３）には、第２級アミン及び第３級アミンのそれぞれの濃度が１０〜４５重量％の範囲にあるアミン混合水溶液によるＣＯ２ガスの除去が記載されている。
【００１０】
Chemical Engineering Science、41巻、4号、997〜1003頁（非特許文献２）にはヒンダードアミンアミンである２−アミノー２−２メチルー１−プロパノール水溶液のＣＯ２吸収挙動が開示されている。
【００１１】
このように数多くの吸収液によるＣＯ２の回収があるが、これらはいずれも、吸収液とＣＯ２を含む燃焼排ガスを直接接触させる方法によりＣＯ２を回収している。
【特許文献１】特開昭61-71819号
【特許文献２】特開平5-301023号
【特許文献３】特開平8-252430号
【非特許文献１】（財）地球環境産業技術研究機構  平成18年度成果報告書
【非特許文献２】Chemical Engineering Science、41巻、4号、997〜1003頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで燃焼排ガスにはＣＯ２だけでなく、Ｏ２、ＳＯｘ、ＮＯｘが含まれている。吸収液と排ガスを直接接触させると、これらＯ２、ＳＯｘ、ＮＯｘにより吸収液の性能低下、劣化が生じる。
【００１３】
例えば、窒素原子に付いた水素原子をアルキル基で置換したアルカノールアミンが吸収液に含まれる場合では、アルキル基の数が増加するにしたがって酸化が進む。また、吸収液中の炭素原子に付いた水素原子をアルキル基で置換する場合、置換基の数が増して第２級、第３級炭素になるにしたがって酸化が進む（小田良平：“酸化”、化学工業社(1963)）。置換基がないモノエタノールアミンを吸収液として用いた場合でも程度は少ないが酸化が起こる。
【００１４】
また排ガス中に含まれるＳＯｘ、ＮＯｘも吸収液の劣化をもたらす。例えば、吸収液中のアルカノールアミンがＳＯ２と反応して、加熱によっても再生されない熱的に安定な塩を生じることがある。この熱安定性塩を形成したアルカノールアミンは、ＣＯ２を吸収できない不活性なアルカノールアミンとなるため、ＣＯ２を吸収できるアルカノールアミン（活性アルカノールアミン）の濃度は排ガスの処理時間の経過と共に減少し、それに伴って吸収液のｐＨも低下する。このために、ＣＯ２除去性能は低下する。吸収液の劣化等はＣＯ２回収コストに大きなインパクトを与える。
【００１５】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ＣＯ２吸収液の酸化による劣化を防止してＣＯ２吸収性能の低下を抑制することができ、さらに、排ガス中のＳＯｘ、ＮＯｘが吸収液中に蓄積することによって生じるＣＯ２吸収性能の低下を抑制することができるＣＯ２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】
【００１６】
本発明は、ＣＯ２を含む排ガスの排ガス導入口と、処理後の排ガスの排ガス排出口と、ＣＯ２を吸収する吸収液の吸収液導入口と、ＣＯ２吸収後の吸収液の吸収液排出口とを有する容器と、前記排ガスの排ガス導入口に、前記排ガスを供給する手段と、前記吸収液の吸収液導入口に、前記吸収液を供給する手段とを備え、前記容器の内部を、前記吸収液導入口に連通する吸収液導入空間と、前記吸収液排出口に連通する吸収液排出空間と、前記排ガス導入口および前記排ガス排出口と連通する排ガス空間の３つの空間に区画する隔壁を設け、ＣＯ２だけを選択的に透過する材料から成るとともに互いに平行に延びる管形状の多数の膜を前記排ガス空間に設け、前記吸収液を前記吸収液導入空間から各膜の内側を流通させて前記吸収液排出空間へ流通させて前記排ガス中のＣＯ２を選択的に前記吸収液に吸収させることを特徴とするＣＯ２の回収システムである。
【００１７】
本発明は、前記排ガス空間に、吸収液を流通させる多数の膜とほぼ直交して案内板を設置し、この案内板は多数の膜を支持すると同時に、前記排ガスの流れを前記多数の膜とほぼ垂直に排ガス導入口から排ガス排出口へ流通するように導くことを特徴とするＣＯ２の回収システムである。
【００１８】
本発明は、ＣＯ２を含む排ガスの排ガス導入口と排ガス排出口とを有する容器と、前記容器内における前記排ガスの流れに対して直交する方向に互いに平行に配置され、ＣＯ２を選択的に透過する材料から成る多数の管形状の膜と、吸収液導入口を備えるとともに前記容器外面に設けられ、前記管形状の膜の内側にＣＯ２を吸収する吸収液を導入させる吸収液導入部と、吸収液排出口を備えるとともに前記容器外面に設けられ、前記管形状の膜の内側から前記吸収液を排出させる吸収液排出部と、前記排ガス導入口に排ガスを供給する手段と、前記吸収液導入部に吸収液を供給する手段とを備え、前記吸収液導入部から導入した前記吸収液を前記管形状の膜の内側を流通させ、前記排ガス中のＣＯ２を吸収させて前記吸収液排出部に導くことを特徴とするＣＯ２の回収システムである。
【００１９】
本発明は、前記吸収液導入部によって前記管形状の膜の一側から当該管形状の膜の内側に導入された吸収液は当該管形状の膜の他端から排出されるとともに、当該他端から排出された吸収液を集合させ、当該排出された管形状の膜とは別の前記管形状の膜の内側に導入させる吸収液集合部を前記容器の外面にさらに備えることを特徴とするＣＯ２の回収システム。
【００２０】
本発明は、前記吸収液集合部内に、冷却媒体が流通する冷却管を設けたことを特徴とするＣＯ２の回収システムである。
【００２１】
本発明は、前記容器内部に、吸収液が膜の内部から前記排ガス中に漏洩したことを検知するｐＨセンサーを設けたことを特徴とするＣＯ２の回収システムである。
【００２２】
本発明は、前記吸収液の流通経路に圧力センサーを設け、膜内の詰まり、あるいは吸収液の膜外への漏洩を検知することを特徴とするＣＯ２の回収システムである。
【００２３】
本発明は、前記排ガス供給手段は、前記吸収液排出口から排出されてきた前記吸収液を加熱する手段を有することを特徴とするＣＯ２の回収システムである。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように本発明によれば、排ガス中のＣＯ２を吸収する吸収液が酸化により劣化することはなく、排ガス中のＳＯｘ、ＮＯｘが吸収液中に蓄積して吸収液が劣化することはない。このためＣＯ２吸収性能の低下を抑制することができ、効率よくＣＯ２を回収することができるＣＯ２回収システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
第１の実施の形態
以下、図面を参照して本発明によるＣＯ２回収システムの第１の実施の形態について説明する。
【００２６】
図１および図７は、本発明によるＣＯ２回収システムの第１の実施の形態を示す図である。まず図７によりＣＯ２回収システムの全体について説明する。
【００２７】
ＣＯ２回収システムは、ＣＯ２を含む排ガスの排ガス導入口２と、処理後の排ガスの排ガス排出口３と、ＣＯ２を吸収する吸収液の吸収液導入口４と、ＣＯ２吸収後の吸収液の吸収液排出口５とを有する容器１５と、容器１５の吸収液排出口５に吸収液加熱器２９を介して接続された排出ポンプ６と、排出ポンプ６に熱交換器７を介して接続された吸収液再生塔８とを備えている。
【００２８】
吸収液再生塔８には、熱交換器７および供給ポンプ７ａを介して冷却器１４が接続され、吸収液再生塔８で再生された吸収液が熱交換器７、供給ポンプ７ａおよび冷却器１４を経て、吸収液導入口４から容器１５内に導入される。この場合、熱交換器７、供給ポンプ７ａおよび冷却器１４により、吸収液の供給手段が構成される。
【００２９】
また吸収液再生塔８には、再生塔環流冷却器１３を介してＣＯ２分離器１１が接続され、ＣＯ２分離器１１で吸収液から分離されたＣＯ２は、回収ＣＯ２排出ライン１２から外方へ排出される。またＣＯ２分離器１１でＣＯ２が回収された吸収液は、環流水ポンプ１０を経て吸収液再生塔８へ戻される。また吸収液再生塔８には再生加熱器９が接続されている。
【００３０】
さらに、容器１５の排ガス導入口２には、配管ライン３０を通り、吸収液加熱器２９により吸収液を加熱したＣＯ２を含む排ガスが、配管ライン３１を経て供給される。
【００３１】
また図１に示すように、容器１５の内部には、容器１５の内部を容器１５内を吸収液を収納する第１吸収液空間１８と、吸収液を収納する第２吸収液空間１９と、これら第１吸収液空間１８と第２吸収液空間１９との間に介在され排ガスを収納する排ガス空間３５との３つに区画する一対の隔壁１７，１７が設けられている。そしてＣＯ２だけを選択的に透過する材料からなる管形状の多数のＣＯ２透過膜１６が、排ガス空間３５内に互いに平行に延びて配置され、各膜１６の一方の端部は第１吸収液空間１８に達し、他方の端部は第２吸収液空間１９に達している。
【００３２】
この場合、容器１５の排ガス導入口２および排ガス排出口３は、排ガス空間３５に連通するように配置され、吸収液導入口４は第１吸収液空間１８に配置され、吸収液排出口５は第２吸収液空間１９に配置されている。すなわち、吸収液導入口４と連通する第１吸収液空間１８は吸収液導入空間を形成し、吸収液排出口５が連通する第２吸収液空間１９は吸収液排出空間を形成している。
【００３３】
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。図１および図７において、配管ライン３０、吸収液加熱器２９および配管ライン３１を経て吸収液を加熱したＣＯ２を含む排ガス２０は、排ガス供給口２から容器１５内に導入される。排ガス２０は、次にＣＯ２を透過する膜１６の外側を流通しながら、排ガス空間３５内を通る。このとき、排ガス中のＣＯ２だけが選択的に、ＣＯ２透過膜１６の内部に入り、膜１６内部を流通する吸収液２１に吸収される。その後排ガス空間３５内の排ガスは、排ガス排出口３から容器３の外方へ排出される。
【００３４】
一方、吸収液再生塔８で再生され冷却器１４で冷却された吸収液２１は、吸収液導入口４から容器１５内の第１吸収液空間１８に導入され、隔壁１７に固定された多数のＣＯ２透過膜１６の内部に圧送される。吸収液２１は、ＣＯ２透過膜１６の内部を流通する間に、外部から透過してくる排ガス中のＣＯ２を吸収し、第２吸収液空間１９に集められた後、吸収液排出口５から容器１５外方に排出される。
【００３５】
次にＣＯ２を吸収した吸収液は、吸収液排出口５から排出ポンプ６を経て熱交換器７に送られて加熱され、吸収液再生塔８へ導かれて再生される。吸収液再生塔８で再生された吸収液の温度調節は、熱交換器７或いは必要に応じて熱交換器７と吸収液供給口４の間に設けられる冷却器１４により行うことができる。
【００３６】
再生塔８では、再生加熱器９による加熱により吸収液が再生され、熱交換器７及び必要に応じて冷却器１４により冷却されて容器１５へ戻される。吸収液再生塔８の上部において、吸収液から分離されたＣＯ２は再生塔還流冷却器１３により還流水と接触して冷却される。その後ＣＯ２分離器１１にてＣＯ２に同伴した水蒸気が凝縮した還流水と分離され、回収ＣＯ２排出口１２よりＣＯ２回収工程へ導かれる。
【００３７】
上述したＣＯ２回収プロセスで用いられる吸収液としてはアミン化合物が数多く知られている。例えば、立体障害アミンおよびスルホラン等の非水溶媒を含む酸性ガススクラッピング用組成物を用いることができる。また立体障害第一モノアミノアルコールとして、２−アミノー２−メチルー１−プロパノール等が用いられる。
【００３８】
さらに吸収液として、２−アミノー２−メチルー１−プロパノール、２−（メリルアミノ)−エタノール、２−（エチルアミノ）−エタノール、２−（ジエチルアミノ）−エタノール、２−（ヒドロキシエチル）−ピペリジンの群から選ばれるヒンダードアミンを代表例とする特定のヒンダードアミン水溶液を用いることができ、また第２級アミン及び第３級アミンのそれぞれの濃度が１０〜４５重量％の範囲にあるアミン混合水溶液を用いてもよい。
【００３９】
またヒンダードアミンアミンである２−アミノー２−２メチルー１−プロパノール水溶液を用いてもよい。
【００４０】
このように、本実施の形態によれば、容器１５内において、吸収液２１は、排ガス２０中に含まれる酸素やＳＯｘ、ＮＯｘに直接接触すること無く、排ガス中のＣＯ２を吸収できるので、吸収液２１の酸化劣化や吸収性能の低下を抑制することができる。
【００４１】
なお容器１５内では、吸収液２１は、できるだけ温度が低い方がＣＯ２吸収可能容量が大きく吸収効率を高められるが、ＣＯ２を放出する再生塔８においては、吸収液２１を昇温する必要があり、これに多大なエネルギーを必要としている。そこで、容器１５に供給する前のより高温の排ガス２０を用いて、吸収液加熱器２９により容器１５から排出される吸収液２１を加熱する。このことにより再生塔８で必要となるエネルギーを削減することができる。また、吸収液加熱器２９で吸収液２１を加熱し、自らは冷却された排ガス２０を容器１５に供給することによって、吸収液２１のＣＯ２吸収可能容量も大きくできる。
【００４２】
第２の実施の形態
次に図２を用いて本発明によるＣＯ２の回収システムの第２の実施の形態について説明する。図２に示す第２の実施の形態において、図１および図７に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を符して詳細な説明は省略する。
【００４３】
図２に示すように、容器１５の排ガス空間３５内に、多数のＣＯ２透過膜１６に略直交して複数の案内板２２が設けられ、各案内板２２は一端側に開口２２ａを有している。そして各案内板２２の開口２２ａは互い違いに設けられている。
【００４４】
図２において、排ガス供給口２から容器１５内に導入された排ガス２０は、ＣＯ２透過膜１６の外側を流通する時に、案内板２２に案内されてＣＯ２透過膜１６にほぼ直交しながら流通し、かつ排ガスの流速分布が、ほぼ均一になる。このため排ガス中ＣＯ２の透過効率を向上させることができる。また、各ＣＯ２透過膜１６を案内板２２で支持することができ、排ガスの流れにより生じる応力が直接ＣＯ２透過膜１６に加わることを防止し、かつ損傷を防ぎ耐久性を高めることができる。特に、ＣＯ２透過膜１６が長くなると、このような案内板２０は必須となってくる。
【００４５】
第３の実施の形態
次に図３を用いて本発明によるＣＯ２の回収システムの第３の実施の形態について説明する。図３に示す第３の実施の形態において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を符して詳細な説明は省略する。
【００４６】
図３に示すように、ＣＯ２の回収システムは排ガス導入口２と、排ガス排出口３とを有する容器１５と、容器１５外面に設けられ吸収液を集合させて容器１５へ導入する吸収液導入部１８ａと、容器１５外面に設けられ容器１５からの吸収液を集合させて排出する吸収液排出部１９ａと、吸収液導入部１８ａと吸収液排出部１９ａとの間に設けられた吸収液集合部２３とを備えている。
【００４７】
また排ガス導入口２は容器１５の下端に設けられ、排ガス排出口３は容器１５の上端に設けられている。このため排ガス２０は容器１５内で下方から上方へ向って流れる。
【００４８】
一方、容器１５内には、吸収液導入部１８ａと吸収液集合部２３との間、吸収液集合部２３同士間、および吸収液集合部２３と吸収液排出部１９ａとの間に、排ガスの流れ方向と直交して多数のＣＯ２透過膜１６が設置されている。なお、本実施の形態においてもＣＯ２透過膜１６の各々は管形状をしている。
【００４９】
図３において、排ガス供給口２から容器１５内へ導入された排ガス２０は、容器１５の内部をＣＯ２透過膜１６の外側をＣＯ２透過膜１６と直交して流通する。このとき排ガス中のＣＯ２だけが選択的に、ＣＯ２透過膜１６の内部に入り、ＣＯ２透過膜１６内部を流通する吸収液２１に吸収され、最終的に処理済排ガス排出口３から容器外に排出される。
【００５０】
一方、吸収液２１は、吸収液導入部１８ａから容器１５に固定された多数のＣＯ２透過膜１６の内部に圧送され、吸収液集合部２３に集められる。その後吸収液集合部２３内の吸収液は、引き続き、他のＣＯ２透過膜１６の内部に圧送され、吸収液集合部２３から吸収液排出部１９ａから容器１５外方へ排出される。その間、吸収液２１は、外部から透過してくる排ガス中のＣＯ２を吸収する。すなわち、吸収液集合部２３は、ＣＯ２透過膜１６の一端から排出された吸収液を一旦集合させ、排出されたＣＯ２透過膜とは別のＣＯ２透過膜１６の内部に圧送するものであり、吸収液導入部１８ａ、吸収液集合部２３、および吸収液排出部１９ａを組み合わせることによって、吸収液２１の流路を直列に形成させ、吸収液２１が流通するＣＯ２透過膜１６の全長を長く取っている。
【００５１】
なお、吸収液集合部を複数設けることでさらに流路を延長し、吸収液２１が流通するＣＯ２透過膜１６の全長を長く取ることも可能であり、逆に吸収液集合部２３を設けず、ＣＯ２透過膜１６の一端側に吸収液導入部１８ａ、他端側に吸収液排出部１９ａを設ける構成とすれば、吸収液２１が流通するＣＯ２透過膜１６の全長を容器１５の幅程度まで短くすることも可能である。これらの、吸収液２１が流通するＣＯ２透過膜１６の全長については、排ガスや吸収液２１の流量、流速などに基づいて適宜決定することができる。
【００５２】
本実施の形態によれば、容器１５内において、排ガスはＣＯ２透過膜１６にほぼ直交しながら流通し、かつ流速分布が、ほぼ均一になるため、排ガス中ＣＯ２の透過効率を向上させることができる。
【００５３】
第４の実施の形態
次に図４により本発明によるＣＯ２の回収システムの第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態は、図３に示す第３の実施の形態において、吸収液集合部２３に、吸収液２１を冷却するための冷却管２６を設けたものである。
【００５４】
図４において、吸収液２１は、ＣＯ２透過膜１６を透過して内部に入るＣＯ２を吸収する際に反応熱を発生する。これによって吸収液２１の温度が上昇すると、吸収液２１の単位重量当たりのＣＯ２吸収可能容量が低下するために、それ以上ＣＯ２を吸収できなくなることがある。そこで、吸収液集合部２３に冷却媒体が流通する冷却管２６を設けて吸収液２１の温度を下げる。このことによって、吸収液２１の吸収可能容量の低下を防ぐことができる。
【００５５】
第５の実施の形態
次に図５により本発明によるＣＯ２の回収システムの第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態は、図１および図７に示す第１の実施の形態において、容器１５の排ガス空間３５の底部に吸収液２１がＣＯ２透過膜１６から漏洩したことを検知するためのｐＨセンサー２７を設けたものである。
【００５６】
排ガス２０は、ＣＯ２やＳＯｘ、ＮＯｘ等を含むことにより弱酸性を呈するので、ｐＨを測定すると中性を示す７より小さな値を示す。一方、吸収液２１に一般的に使用されるアミン系の水溶液は弱アルカリ性を呈し、ｐＨは７よりも大きな値を示す。従って、容器１５の排ガス空間３５の底部、すなわち吸収液２１が溜まり易い箇所にｐＨセンサー２７を設置することにより、ｐＨ値を常時監視することができる。これにより、排ガス空間３５に吸収液２１が漏洩したことを検知することができる。
【００５７】
第６の実施の形態
次に図６により本発明によるＣＯ２の回収システムの第６の実施の形態について説明する。第６の実施の形態は、図３に示す第３の実施の形態において、容器１５外面に設けられた吸収液導入部１８ａ、吸収液排出部１９ａ、あるいは吸収液集合部２３に、圧力センサー２８を設けたものである。
【００５８】
図６において吸収液２１が流通する各部の圧力は、上流ほど圧力が高く、各部間の圧力差は、正常運転時には所定の値付近で、ほぼ一定になっている。しかしＣＯ２透過膜１６の一部に漏洩が生じると、圧力差は所要の値より低下し、逆に、ＣＯ２透過膜１６の内部に閉塞が生じると圧力差は増加する。従って、これらの圧力差を圧力センサー２８により常時監視することによって、ＣＯ２透過膜１６の破損や詰まりなどを検知することができる。
【００５９】
なお、上述した第１〜第６の実施の形態において説明した技術内容は、互いに組み合わせて構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、本発明によるＣＯ２の回収システムの第１の実施の形態を示す図。
【図２】図２は、本発明によるＣＯ２の回収システムの第２の実施の形態を示す図。
【図３】図３は、本発明によるＣＯ２の回収システムの第３の実施の形態を示す図。
【図４】図４は、本発明によるＣＯ２の回収システムの第４の実施の形態を示す図。
【図５】図５は、本発明によるＣＯ２の回収システムの第５の実施の形態を示す図。
【図６】図６は、本発明によるＣＯ２の回収システムの第６の実施の形態を示す図。
【図７】図７は、本発明によるＣＯ２の回収システムの全体概略図。
【図８】図８は、従来のＣＯ２の回収システムを示す図。
【符号の説明】
【００６１】
２  排ガス導入口
３  排ガス排出口
４  吸収液導入口
５  吸収液排出口
７  熱交換器
８  再生塔
９  再生加熱器
１１  ＣＯ２分離器
１５  容器
１６  ＣＯ２透過膜
１７  隔壁
１８  第１吸収液空間
１８ａ  吸収液導入部
１９  第２吸収液空間
１９ａ  吸収液排出部
２０  排ガス
２１  吸収液
２２  案内板
２３  吸収液集合部
２６  冷却管
２７  ｐＨセンサー
２８  圧力センサー
２９  吸収液加熱器
３５  排ガス空間
【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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