特許 5829168 二酸化炭素回収システム及びこれを用いた二酸化炭素回収方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5829168

(24)【登録日】2015年10月30日

(45)【発行日】2015年12月9日

(54)【発明の名称】二酸化炭素回収システム及びこれを用いた二酸化炭素回収方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/04 20060101AFI20151119BHJP

   B01D 3/00 20060101ALI20151119BHJP

   C02F 1/04 20060101ALI20151119BHJP

   C02F 1/16 20060101ALI20151119BHJP

   B01D 5/00 20060101ALI20151119BHJP

   C01B 31/20 20060101ALI20151119BHJP

   B01D 53/62 20060101ALN20151119BHJP

   B01D 53/18 20060101ALN20151119BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/04 G

   B01D3/00 A

   C02F1/04 A

   C02F1/16

   B01D5/00 Z

   C01B31/20 B

   !B01D53/34 135Z

   !B01D53/18 ZZAB

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-79869(P2012-79869)

(22)【出願日】2012年3月30日

(65)【公開番号】特開2013-208534(P2013-208534A)

(43)【公開日】2013年10月10日

【審査請求日】2014年8月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 大樹

(72)【発明者】

【氏名】吉川 晃平

(72)【発明者】

【氏名】金枝 雅人

(72)【発明者】

【氏名】菅野 周一

【審査官】 神田 和輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５２−１１０２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１５３９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１６１１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２８３３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０２９７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１０８６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２２９２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００１−５２６９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１７５３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６２００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４００２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ １／００−５／００

Ｂ０１Ｄ ５３／０２−５３／１２

Ｂ０１Ｄ ５３／１４−５３／１８

Ｂ０１Ｄ ５３／３４−５３／８５

Ｃ０１Ｂ ３１／２０

Ｃ０２Ｆ １／０４

Ｃ０２Ｆ １／１６

ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二酸化炭素捕捉剤を有する二酸化炭素吸収塔に二酸化炭素含有ガスを流入させて二酸化炭素を捕捉させた後、前記二酸化炭素吸収塔に再生ガスを流入させて前記二酸化炭素捕捉剤から二酸化炭素を脱離して二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収システムにおいて、
前記二酸化炭素吸収塔の内部または外部の少なくとも一方に前記二酸化炭素捕捉剤を冷却する冷却手段を設置するとともに、前記冷却手段は、冷媒ラインと、該冷媒ラインを流れる冷媒を気化させる気化手段と、気化した冷媒を減圧する減圧ポンプと、気化した冷媒の蒸気を回収する冷媒回収ラインとを有することを特徴とする二酸化炭素回収システム。

【請求項2】

請求項１に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、前記冷媒ラインに通す冷媒として水を８０質量％以上含む液体を使用し、さらに気化した水蒸気を圧縮する圧縮機と、気化した水蒸気を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器で発生した凝縮熱を他の媒体に与える熱交換器と、生成した凝縮水を回収する凝縮水回収ラインを設置することを特徴とする二酸化炭素回収システム。

【請求項3】

請求項２に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、前記冷媒ラインに通す冷媒として海水を使用することを特徴とする二酸化炭素回収システム。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システムにおいて、前記気化手段は高表面積素材を有することを特徴とする二酸化炭素回収システム。

【請求項5】

二酸化炭素吸収塔に二酸化炭素含有ガスを流入させて二酸化炭素捕捉剤で二酸化炭素を捕捉させた後、前記二酸化炭素吸収塔に再生ガスを流入させて前記二酸化炭素捕捉剤から二酸化炭素を脱離して回収し、前記二酸化炭素吸収塔の内部または外部の少なくとも一方に前記二酸化炭素捕捉剤を冷却する冷却手段を設置し、
前記冷却手段は、冷媒ラインと、該冷媒ラインを流れる冷媒を気化させる気化手段と、気化した冷媒を減圧する減圧ポンプと、冷媒蒸気を回収する冷媒回収ラインとを有し、
前記冷媒として水を８０質量％以上含む液体を使用し、さらに気化した水蒸気を圧縮する圧縮機と、凝縮器と、該凝縮器で発生した凝縮熱を他の媒体に与える熱交換器と、生成した凝縮水を回収する凝縮水回収ラインを有する二酸化炭素回収システムを用いた二酸化炭素回収方法において、
二酸化炭素の回収操作と同時に前記冷媒の蒸留操作を実施することにより、冷媒中の水の質量濃度を上げて、蒸留操作前より純度の高い凝縮水を回収す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（ＣＯ２）捕捉剤を利用した二酸化炭素（ＣＯ２）回収システム及び回収方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地球温暖化を抑制するために、温室効果ガスとして影響が大きいＣＯ２の排出量削減が求められている。ＣＯ２排出抑制の具体的システムとしては、吸収液や吸着材等を用いた分離回収技術がある。

【0003】

一例として、ガスの吸着分離技術には特許文献１が知られている。特許文献１では、試料ガス中のある特定成分を吸着分離するため、まず吸着剤を収容した吸着塔の吸着剤に特定成分を吸着させ、その後、特定成分を一定量吸着させた吸着塔への加熱と通気により、特定成分を脱離して吸着剤を再生している。

【0004】

回収した特定成分のガス純度の低下を防止するためには、流入させるガスとして、常温で容易に気液分離が可能な水蒸気が望ましい。しかし、加熱水蒸気の流入によってＣＯ２捕捉剤を再生すると、加熱水蒸気よりも低い温度であるＣＯ２捕捉剤と接触することにより水蒸気が凝縮して液体の水が生成する可能性がある。ＣＯ２捕捉剤が水に浸漬すると、ＣＯ２捕捉剤のＣＯ２捕捉機能を果たさなくなる恐れがあった。

【0005】

そのため、ＣＯ２捕捉剤を用いたＣＯ２回収システムとしては、ＣＯ２捕捉剤の再生時に加熱水蒸気を流入するシステムではなく、吸着量の圧力差を利用した手法が大半である。圧力変化によって生じるＣＯ２捕捉剤のＣＯ２捕捉量の差を用いたＣＯ２回収システムとしては、例えば特許文献２がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平６−９１１２７号公報

【特許文献2】特開２００９−２２０１０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、ＣＯ２含有ガス中からＣＯ２を捕捉した後、ＣＯ２捕捉剤を再生するために高温の再生ガスをＣＯ２捕捉剤に流入してＣＯ２を脱離させるＣＯ２回収システムにおいて、ＣＯ２捕捉反応熱で生じるＣＯ２吸収塔内の温度上昇によってＣＯ２捕捉量が低下することを抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、二酸化炭素捕捉剤を有する二酸化炭素吸収塔に二酸化炭素含有ガスを流入させて二酸化炭素を捕捉させた後、二酸化炭素吸収塔に再生ガスを流入させて二酸化炭素捕捉剤から二酸化炭素を脱離して二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収システムにおいて、二酸化炭素吸収塔の内部または外部の少なくとも一方に二酸化炭素捕捉剤を冷却する冷却手段を設置したことを特徴とする。

【0009】

また、二酸化炭素回収システムにおいて、二酸化炭素吸収塔内に、冷媒ラインと冷媒ラインを流れる冷媒を気化させる気化手段と、気化した冷媒を減圧する減圧ポンプと、気化した冷媒の蒸気を回収する冷媒回収ラインとを設置することを特徴とする。

【0010】

また、二酸化炭素回収システムにおいて、冷媒ラインに通す冷媒として水を８０質量％以上含む液体を使用し、さらに気化した水蒸気を圧縮する圧縮機と、気化した水蒸気を凝縮させる凝縮器と、凝縮器で発生した凝縮熱を他の媒体に与える熱交換器と、生成した凝縮水を回収する凝縮水回収ラインを設置することを特徴とする。

【0011】

また、二酸化炭素回収システムにおいて、冷媒ラインに通す冷媒として海水を使用することを特徴とする。

【0012】

また、二酸化炭素回収システムにおいて、気化手段は高表面積素材を有することを特徴とする。

【0013】

また、二酸化炭素回収システムにおいて、二酸化炭素吸収塔内に冷却手段として冷却水を流す冷却水配管を設置し、二酸化炭素吸収塔内を流入させた冷却水と他の媒体を熱交換する熱交換器を二酸化炭素吸収塔外部に設置することを特徴とする。

【0014】

さらに、二酸化炭素吸収塔に二酸化炭素含有ガスを流入させて二酸化炭素捕捉剤で二酸化炭素を捕捉させた後、二酸化炭素吸収塔に再生ガスを流入させて二酸化炭素捕捉剤から二酸化炭素を脱離して回収し、二酸化炭素吸収塔の内部または外部の少なくとも一方に二酸化炭素捕捉剤を冷却する冷却手段を設置し、二酸化炭素吸収塔内に、冷媒ラインを流れる冷媒を気化させる気化手段と、気化した冷媒を減圧する減圧ポンプと、冷媒蒸気を回収する冷媒回収ラインとを設置し、冷媒として水を８０質量％以上含む液体を使用し、さらに気化した水蒸気を圧縮する圧縮機と、凝縮器と、凝縮器で発生した凝縮熱を他の媒体に与える熱交換器と、生成した凝縮水を回収する凝縮水回収ラインを有する二酸化炭素回収システムを用いた二酸化炭素回収方法において、二酸化炭素の回収操作と同時に冷媒の蒸留操作を実施することにより、冷媒中の水の質量濃度を上げて、蒸留操作前より純度の高い凝縮水を回収することを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、二酸化炭素捕捉剤を有する二酸化炭素吸収塔に二酸化炭素含有ガスを流入させて二酸化炭素を捕捉させた後、二酸化炭素吸収塔に再生ガスを流入させて二酸化炭素捕捉剤から二酸化炭素を脱離して二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収システムにおいて、二酸化炭素吸収塔の内部または外部の少なくとも一方に二酸化炭素捕捉剤を冷却する冷却手段を設置したことにより、吸収塔内にＣＯ２が捕捉された時、捕捉反応熱で吸収塔内の温度が上昇しても、ＣＯ２捕捉量が低下することを抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施例１におけるＣＯ２回収システムを示す模式図。

【図2】本発明の実施例２におけるＣＯ２回収システムを示す模式図。

【図3】本発明の実施例３におけるＣＯ２回収システムを示す模式図。

【図4】本発明の実施例４におけるＣＯ２回収システムを示す模式図。

【図5】本発明の比較例におけるＣＯ２回収システムを示す模式図。

【図6】ＣＯ２捕捉剤の脱離曲線を示すグラフ。

【図7】ＣＯ２含有ガス流入経過時間に対するＣＯ２回収率変化を示すグラフ。

【図8】本発明の比較例におけるＣＯ２吸収塔の温度分布とＣＯ２捕捉量の経時変化を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に本発明を実施する為の形態について説明する。まず、本発明の前提として、冷却手段を設置しない場合のＣＯ２回収システムについて次の比較例によって説明する。
［比較例］
図５に示すＣＯ２回収システムを比較例として挙げる。比較例のＣＯ２吸収塔１４０は、一種類のＣＯ２捕捉剤１４１を利用している。

【0018】

捕捉工程においては、ＣＯ２含有ガスライン１４２から流入させたＣＯ２含有ガス中のＣＯ２がＣＯ２捕捉剤１４１によって捕捉され、ＣＯ２除去ガスがＣＯ２除去ガスライン１４３から排出される。このＣＯ２捕捉時にＣＯ２捕捉反応によってＣＯ２捕捉剤１４１が発熱する。

【0019】

ＣＯ２捕捉剤１４１は、ＣＯ２吸収塔１４０の上流側（ＣＯ２含有ガスライン１４２側）では最初ＣＯ２捕捉反応によって温度が上昇する。しかし、捕捉量が飽和状態に近付くと、ＣＯ２捕捉剤１４１は供給されるＣＯ２含有ガスに常時接触するため、ＣＯ２含有ガス温度まで冷却される。

【0020】

一方、ＣＯ２吸収塔１４０の下流側（ＣＯ２除去ガスライン１４３側）では、ＣＯ２捕捉反応熱によって加熱されたＣＯ２含有ガスが徐々に流入し、またＣＯ２捕捉反応が上流側より遅れて始まることから、上流側よりも一定時間遅れて高温になる。

【0021】

ＣＯ２捕捉剤１４１として、図６に示す脱離曲線を持つ材料を用いた場合のＣＯ２回収率、ＣＯ２吸収塔内温度、及びＣＯ２捕捉量の経時変化を計算した。ただし、計算の諸条件は表１〜表３に示した値を用いた。

【0022】

【表1】

【0023】

【表2】

【0024】

【表3】

【0025】

図７にＣＯ２含有ガス流入経過時間に対するＣＯ２回収率を示す。ＣＯ２回収率として、例えば９０％以上を設定した場合には、このＣＯ２捕捉剤性能及び捕捉材容積では、ＣＯ２含有ガス流入時間として２０分以内が望ましいことが分かる。

【0026】

次に、ＣＯ２吸収塔１４０内のＣＯ２捕捉剤位置に対する温度分布、及びＣＯ２捕捉量の経時変化を図８に示す。２０分経過後にはＣＯ２捕捉剤の約７割の領域で温度が１０５℃まで上昇しており、それに伴いＣＯ２捕捉量は０．３６ｍｏｌ／Ｌまで減少していた。一方、入口に近い部分（上流側）では、捕捉量が飽和した後にＣＯ２含有ガスによって冷却されたため、ＣＯ２含有ガス温度と同じ５０℃まで低下していたことが確認できる。

【0027】

また、５０℃においてはＣＯ２が０．９５ｍｏｌ／Ｌ捕捉可能だが、温度が１０５℃まで上昇すると５０℃の時の半分以下である０．３６ｍｏｌ／Ｌしか捕捉できないことが判明した。

【0028】

次に、本発明の実施形態について、実施例を用いて説明する。

【実施例1】

【0029】

図１は実施例１のＣＯ２回収システムを示す模式図である。ＣＯ２回収システムは、ＣＯ２捕捉剤１０１でＣＯ２を捕捉する工程（以下、捕捉工程）と、ＣＯ２捕捉剤１０１より高い温度のＣＯ２以外のガス（以下、再生ガス）を流入してＣＯ２を脱離させ、ＣＯ２捕捉剤１０１を再生する工程（以下、再生工程）を繰り返すことによりＣＯ２の回収を実現する。この二つの工程はガスラインの切換で実施する。また、再生工程の後に吸収塔を冷却する工程を加える場合もあるが、図１では省略している。

【0030】

捕捉工程では、ＣＯ２含有ガスライン１０２から流入するＣＯ２含有ガスがＣＯ２吸収塔１００に流入する。ＣＯ２含有ガスは、ＣＯ２捕捉剤１０１と接触してＣＯ２を捕捉され、ＣＯ２を除去されたガスとしてＣＯ２除去ガスライン１０３から排出される。また、再生工程では、ＣＯ２吸収塔に再生ガスライン１０４から再生ガスを流入させ、ＣＯ２捕捉剤１０１と接触してＣＯ２を脱離させ、ＣＯ２回収ライン１０５より脱離したＣＯ２を回収する。

【0031】

捕捉工程では、ＣＯ２捕捉反応の反応熱によって、ＣＯ２吸収塔１００内のＣＯ２捕捉剤１０１の温度が上昇する。発生した熱は、ＣＯ２含有ガスの流れによってＣＯ２吸収塔１００の下流側（図１では下方）へ移動する。上流側より下流側の方が温度は高くなり、ＣＯ２捕捉剤は一般に温度が高いほどＣＯ２捕捉量が減少するため、下流側ではＣＯ２捕捉量が減少する。そこで、ＣＯ２吸収塔の内部又は外部の少なくとも一方に冷却手段１０６を設置するＣＯ２回収システムを提案する。このＣＯ２回収システムによって、捕捉工程におけるＣＯ２捕捉剤を冷却することによって、ＣＯ２捕捉量の減少を抑制することができる。

【0032】

比較例の結果から、ＣＯ２捕捉剤１４１と同じ捕捉剤を用いた場合、捕捉工程終了時にはＣＯ２吸収塔の上流側から約２０％の部分を除いて、残りの約８０％のＣＯ２捕捉剤では温度が上昇する。そこで、実施例１では温度上昇部分に冷却手段１０６を設置して、ＣＯ２捕捉量の減少を抑制した。

【0033】

ＣＯ２吸収塔１００は、捕捉工程において、内部にＣＯ２捕捉剤１０１を有し、ＣＯ２含有ガスラインからＣＯ２を流入してＣＯ２捕捉剤１０１とＣＯ２を接触させることにより、ＣＯ２を捕捉して残りのガスをＣＯ２除去ガスライン１０３から排出する。また捕捉工程の次に実施する再生工程において、再生ガスライン１０４から再生ガスを流入させ、ＣＯ２捕捉剤１０１から脱離したＣＯ２をＣＯ２回収ライン１０５から回収する。

【0034】

比較例の結果によれば、捕捉工程では冷却しない場合にＣＯ２捕捉剤温度は１０５℃まで上昇することが分かっている。冷却手段１０６によってＣＯ２捕捉剤温度を５０℃まで冷却することにより、ＣＯ２吸収塔の全域においてＣＯ２捕捉量を０．９５ｍｏｌ／Ｌまで向上させることができる。

【実施例2】

【0035】

図２は、本発明の実施例２のＣＯ２回収システムを示す模式図である。実施例２は、ヒートポンプを利用した冷却手段について記載している。ＣＯ２吸収塔１０７に冷却水ライン１１４から冷却水を流入させ、ＣＯ２捕捉反応熱を奪い、冷却水ライン１１４を流れる循環水と熱交換器１１３で熱交換することにより、ＣＯ２捕捉反応熱を有効活用できる。ＣＯ２吸収塔１０７内の冷却水ラインは、ＣＯ２捕捉剤１０８と配管の接触面積が大きくなることが望ましく、例えば塔内の配管がらせん状であっても良いし、直線状であっても良い。また配管は一本でも良いし二本以上であっても良い。

【0036】

実施例２では、図２に示すＣＯ２吸収塔１０７に冷却水ライン１１４から冷却水を流入して、ＣＯ２吸収塔１０７の温度上昇を抑制する。

【0037】

捕捉工程において、ＣＯ２含有ガスライン１０９からＣＯ２をＣＯ２吸収塔１０７内に流入させ、ＣＯ２捕捉剤１０８でＣＯ２を捕捉する。ＣＯ２を除去したガスはＣＯ２除去ガスライン１１０から排気される。

【0038】

再生工程においては、ＣＯ２捕捉剤１０８からＣＯ２を脱離させるための再生ガスを再生ガスライン１１１から流入して、ＣＯ２回収ライン１１２でＣＯ２を回収する。

【0039】

ＣＯ２吸収塔１０７内では、冷却水ライン１１４は冷却水用配管を通して間接的にＣＯ２捕捉剤１０８と接しているため、ＣＯ２捕捉剤１０８が濡れることはない。

【0040】

ＣＯ２捕捉反応熱を受け取り加熱された冷却水は、他の媒体と熱交換器１１３で熱交換を行い、循環水の加熱に利用される。以上のように、実施例２を活用すれば、ＣＯ２吸収塔１０７内の温度上昇を抑制することによりＣＯ２捕捉量を増加させるとともに、ＣＯ２捕捉反応熱を他の媒体に与えて発生した反応熱を有効活用することができる。

【実施例3】

【0041】

図３は、本発明の実施例３のＣＯ２回収システムを示す模式図である。実施例３はＣＯ２捕捉反応熱で冷媒を気化して、ＣＯ２吸収塔内の温度上昇を抑制する例を示している。液体の冷媒を冷媒ライン１２１から気化手段１２２へ流入させる。

【0042】

既に捕捉工程で温度が上昇しているＣＯ２捕捉剤１１６の周辺に設置された気化手段１２２で、ＣＯ２捕捉反応熱によって冷媒を気化させる。この際、液体の冷媒が気相と接する面積を大きくして気化しやすいよう、高表面積素材１２３を気化手段１２２内に設置しておくことが望ましい。高表面積素材１２３としては、熱交換フィン、折りたたみフィルタ、多孔質材料等の、気相液相を遮断してかつ熱交換の表面積が大きい素材であれば用いることができる。

【0043】

ＣＯ２捕捉剤温度に応じて、冷媒が気化しやすい温度となるよう減圧ポンプ１２４によって、気化手段１２２内を減圧する。これによって、例えば７０℃程度の低温でも容易に気化させる事ができる。気化した冷媒は冷媒蒸気回収ライン１２５を通った後、圧縮機ＣＰ及び凝縮器ＣＤで放出する凝縮熱を熱交換機によって他の媒体に受け渡す。

【0044】

蒸発しなかった冷媒は冷媒回収ライン１２６を通り、再度冷媒ライン１２１に輸送される。このシステムにより、ＣＯ２吸収塔１１５の高温部を選択的に冷却し、ＣＯ２捕捉反応熱を他の媒体に輸送して有効活用できる。

【0045】

実施例３では、ＣＯ２吸収塔１１５の冷却システムとして冷媒の気化熱を利用するシステムについて説明する。捕捉工程において、ＣＯ２含有ガスライン１１７からＣＯ２をＣＯ２吸収塔１１５内に流入させ、ＣＯ２捕捉剤１１６でＣＯ２を捕捉する。ＣＯ２を除去したガスはＣＯ２除去ガスライン１１８から排気される。

【0046】

再生工程においては、ＣＯ２捕捉剤１１６からＣＯ２を脱離させるための再生ガスを再生ガスライン１１９から流入して、ＣＯ２回収ライン１２０でＣＯ２を回収する。

【0047】

捕捉工程におけるＣＯ２捕捉反応熱をＣＯ２吸収塔から除去するために、冷媒ライン１２１より液体の冷媒を、ＣＯ２捕捉剤温度が上昇している部分周辺の気化手段１２２へ流入させる。

【0048】

ＣＯ２捕捉反応熱と減圧ポンプ１２４によって冷媒を気化させることにより、ＣＯ２捕捉剤１１６を非常に速やかに冷却することができる。

【0049】

このように、実施例３のＣＯ２回収システムを用いれば、捕捉工程におけるＣＯ２捕捉剤の温度上昇を素早く抑制し、かつＣＯ２捕捉反応熱を有効に活用することができる。

【実施例4】

【0050】

図４は、本発明の実施例４のＣＯ２回収システムを示す模式図である。実施例４では、ＣＯ２吸収塔１２７の冷却と同時に海水の淡水化を実施するＣＯ２回収システムについて説明する。
ＣＯ２捕捉反応熱で上昇する温度は、ＣＯ２捕捉剤の材料にもよるが２０〜１００℃程度である。従って、捕捉工程開始時のＣＯ２捕捉剤温度を５０℃とすると、最終的に７０〜１５０℃程度までしか上昇しないため、ＣＯ２捕捉反応熱を有効に使うシステムは限られている。

【0051】

しかし、７０〜１５０℃という温度領域は、減圧蒸留による海水淡水化（凝縮水生成）の条件に向いているため、ＣＯ２回収システムと減圧蒸留による海水淡水化を組み合わせるＣＯ２回収システムがＣＯ２捕捉反応熱の有効活用という観点から望ましい。

【0052】

図４において、捕捉工程では、海水ライン１３３から海水をＣＯ２吸収塔１２７内のＣＯ２捕捉剤温度が上昇している部分の海水蒸留手段１３４に流入させる。

【0053】

減圧ポンプ１３５を用いて、海水蒸留手段１３４中の海水を減圧蒸留し、得られた水蒸気を熱交換機１３６で凝縮して凝縮熱を放出し、海水ライン１３３中の海水を加熱するために利用する。生成した凝縮水は凝縮水回収ライン１３７を通って凝縮水貯留設備１３８に貯留される。

【0054】

再生工程では、海水ライン１３３からの海水の流入を停止し、海水蒸留手段１３４内部の海水を高濃度海水回収ライン１３９を経由して排出する。再生工程後に再度捕捉工程を実施するためにはＣＯ２吸収塔１２７の冷却が必要であるが、海水ライン１３３から海水を海水蒸留手段１３４に流すことにより、速やかに冷却をすることができる。

【0055】

以上のように、捕捉工程時の冷却によるＣＯ２捕捉量向上、冷却工程の時間短縮、及び海水から淡水の精製が可能となる点で優れている。また、実施例４に示した例では海水を淡水化する場合を記載しているが、海水ではなくても蒸留操作で水を抽出できるものであればどんな液体でも良く、例えば川の水や下水などを用いて凝縮水を生成しても良い。

【0056】

捕捉工程において、ＣＯ２含有ガスライン１２９からＣＯ２をＣＯ２吸収塔１２７内に流入させ、ＣＯ２捕捉剤１２８でＣＯ２を捕捉する。ＣＯ２を除去したガスはＣＯ２除去ガスライン１３０から排気される。

【0057】

再生工程においては、ＣＯ２捕捉剤１２８からＣＯ２を脱離させるための再生ガスを再生ガスライン１３１から流入して、ＣＯ２回収ライン１３２でＣＯ２を回収する。

【0058】

捕捉工程におけるＣＯ２捕捉反応熱をＣＯ２吸収塔１２７から除去するために、海水を海水ライン１３３よりＣＯ２捕捉剤温度が上昇している部分周辺の海水蒸留手段１３４へ流入させる。ここでは海水の例を示しているが、例えば河川水、湖水、池水、または下水など水を主成分とする液体であれば何を用いても良い。

【0059】

また、海水蒸留手段１３４には実施例３と同様に高表面積材料を備えておくことが海水を気化させやすくする観点から望ましい。

【0060】

ＣＯ２捕捉剤が高温になった周辺の海水蒸留手段１３４に流入させた海水は、ＣＯ２捕捉反応熱と減圧ポンプ１３５によって気化する。気化した水蒸気は熱交換器１３６の前段で、図示しない圧縮機および凝縮器により圧縮及び凝縮されて放出する凝縮熱を、熱交換器１３６によって海水ラインの海水と熱交換する。

【0061】

凝縮水は凝縮水回収ライン１３７を経由し、凝縮水貯留設備１３８で淡水として貯留される。捕捉工程終了時には、海水は高濃度海水回収ライン１３９より回収される。また、再生工程終了後、再び捕捉工程を実施するためには、ＣＯ２吸収塔１２７への空気流入などによるＣＯ２吸収塔の冷却が必要である。

【0062】

実施例４では、再び海水ライン１３３より海水を流入させることにより、ＣＯ２吸収塔１２７内を速やかに冷却することができるため、再生工程と捕捉工程の間の時間のロスを少なくすることができて効率がよい。

【0063】

以上のように、実施例４を用いると、ＣＯ２吸収塔内の温度上昇によるＣＯ２捕捉量の減少を抑制し、かつＣＯ２捕捉反応熱を利用して海水から淡水を精製することができ、さらに再生工程から再び捕捉工程を実施する間の時間のロスを小さくすることができるという三つの長所があるため、実用上の効果が高く非常に有効である。

【符号の説明】

【0064】

１００、１０７、１１５、１２７：ＣＯ２吸収塔
１０１、１０８、１１６、１２８：ＣＯ２捕捉剤
１０２、１０９、１１７、１１９、１２９：ＣＯ２含有ガスライン
１０３、１１０、１１８、１３０：ＣＯ２除去ガスライン
１０４、１１１、１２０、１３１：再生ガスライン
１０５、１１２、１３２：ＣＯ２回収ライン
１０６：冷却手段
１１３：熱交換器
１１４：冷却水ライン
１２１：冷媒ライン
１２２：気化手段
１２３：高表面積素材
１２４：減圧ポンプ
１２５：冷媒蒸気回収ライン
１２６：冷媒回収ライン
１３３：海水ライン
１３４：海水蒸留手段
１３５：減圧ポンプ
１３６：熱交換器
１３７：凝縮水回収ライン
１３８：凝縮水貯留設備
１３９：高濃度海水回収ライン
ＣＰ：圧縮機
ＣＤ：凝縮器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】