特許 6842407 二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法

(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】6842407

(24)【登録日】2021年2月24日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/62 20060101AFI20210308BHJP

   B01D 53/14 20060101ALI20210308BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20210308BHJP

   B01D 53/96 20060101ALI20210308BHJP

   C01B 32/50 20170101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/62ZAB

   B01D53/14 220

   B01D53/78

   B01D53/96

   C01B32/50

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-249849(P2017-249849)

(22)【出願日】2017年12月26日

(65)【公開番号】特開2019-115872(P2019-115872A)

(43)【公開日】2019年7月18日

【審査請求日】2020年2月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100150717

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 和也

(72)【発明者】

【氏名】宇田津 満

(72)【発明者】

【氏名】程塚 正敏

(72)【発明者】

【氏名】村岡 大悟

(72)【発明者】

【氏名】千葉 典子

(72)【発明者】

【氏名】北村 英夫

【審査官】 壷内 信吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１０７２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０６９２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０２７４３１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００８−５３２９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２８８０４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 韓国登録特許第１０−１５９２７６７（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ５３／１４−５３／１８

Ｂ０１Ｄ５３／３４−５３／７３，５３／７４−５３／８５，５３／９２，５３／９６

Ｃ０１Ｂ３２／００−３２／９９１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収装置と、
前記吸収装置から供給される前記吸収液を加熱して前記二酸化炭素を放出させる再生装置と、
前記吸収装置および前記再生装置を収容した筐体と、を備え、
前記筐体は、冷却部を有し、
前記再生装置の外表面は、前記冷却部に熱的に接続されて冷却される、二酸化炭素回収システム。

【請求項2】

前記再生装置は、外周面に設けられた断熱部材を有し、
前記再生装置の前記断熱部材は、前記筐体の前記冷却部に熱的に接続されている、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項3】

前記吸収装置から前記再生装置に供給される前記吸収液と前記再生装置から前記吸収装置に供給される前記吸収液とを熱交換させる再生熱交換装置を更に備え、
前記再生熱交換装置は、前記筐体に収容され、
前記再生熱交換装置の外表面は、前記冷却部に熱的に接続されて冷却される、請求項１または２に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項4】

前記再生装置から前記吸収装置に前記二酸化炭素を放出させた前記吸収液を供給する吸収液用ポンプ装置を更に備え、
前記吸収液用ポンプ装置は、前記筐体に収容され、
前記吸収液用ポンプ装置の外表面は、前記冷却部に熱的に接続されて冷却される、請求項１〜３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5】

前記再生装置から排出される再生塔排ガスを冷却するガス用冷却装置を更に備え、
前記ガス用冷却装置は、前記筐体に収容され、
前記ガス用冷却装置の外表面は、前記冷却部に熱的に接続されて冷却される、請求項１〜４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】

前記筐体の前記冷却部に、前記冷却部を冷却する筐体冷却器が設けられている、請求項１〜５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】

吸収装置と、再生装置と、前記吸収装置および前記再生装置を収容した筐体と、を備えた二酸化炭素回収システムの運転方法であって、
前記吸収装置において、処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる工程と、
前記再生装置において、前記吸収装置から供給される前記吸収液を加熱して前記二酸化炭素を放出させる工程と、
前記再生装置の外表面を、前記筐体の冷却部によって冷却する工程と、を備えた、二酸化炭素回収システムの運転方法。

【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および二酸化炭素回収システムの運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、地球温暖化問題に対する有効な対策として、二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収して貯留する二酸化炭素回収貯留技術（ＣＣＳ：Carbon Dioxide Capture and Storage）が注目されている。具体的には、火力発電所や製鉄所、清掃工場等で排出されるプロセス排ガス（処理対象排ガス）中の二酸化炭素を、吸収液で回収する二酸化炭素回収システムが検討されている。

【0003】

二酸化炭素回収貯留技術の一つとして、化学吸収法を用いた二酸化炭素回収システムが知られている。このような二酸化炭素回収システムは、吸収塔と、再生塔と、を備えている。このうち吸収塔において、プロセス排ガスに含有されている二酸化炭素が、例えばアミン等の吸収液成分および水分を含有する吸収液に吸収される。この際、吸収塔からは、二酸化炭素を放出したプロセス排ガスが排出される。二酸化炭素を吸収した吸収液は再生塔に供給されて加熱され、再生塔において吸収液から二酸化炭素が放出される。この際、再生塔からは、放出された二酸化炭素が蒸気とともに排出されて、二酸化炭素が分離回収される。再生塔において二酸化炭素を放出した吸収液は、吸収塔に戻されて、吸収塔において再び二酸化炭素を吸収する。このようにして、吸収液が吸収塔と再生塔とを循環し、プロセス排ガスに含有されている二酸化炭素が連続的に回収されるようになっている。

【0004】

このような二酸化炭素回収貯留技術は、様々なプロセス排ガスから二酸化炭素を回収して利活用するＣＣＵ（Carbon Dioxide Capture and Utilization）技術に展開されている。このＣＣＵ技術を具現化する二酸化炭素回収システムは、二酸化炭素の回収規模が小さくなる傾向にあり、多様なニーズに適合させるために小型化されてパッケージ化される場合がある。このことにより、吸収塔や再生塔といった二酸化炭素回収システムを構成する各装置が密集して配置されるため、運転時に高温となる装置（例えば、二酸化炭素を放出させるために吸収液を加熱する再生塔）の外表面の冷却が困難になるという問題がある。この場合、装置の外表面が高温になり、安全上の問題が生じ得る。

【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】

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、運転時に高温となる装置の外表面を効率良く冷却することができる二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの運転方法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】

【0007】

実施の形態による二酸化炭素回収システムは、処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収装置と、吸収装置から供給される吸収液を加熱して二酸化炭素を放出させる再生装置と、吸収装置および再生装置を収容した筐体と、を備えている。筐体は、冷却部を有している。再生装置の外表面は、冷却部に熱的に接続されて冷却される。

【0008】

また、実施の形態による二酸化炭素回収システムの運転方法は、吸収装置と、再生装置と、吸収装置および再生装置を収容した筐体と、を備えた二酸化炭素回収システムの運転方法である。この運転方法は、吸収装置において、処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる工程と、再生装置において、吸収装置から供給される吸収液を加熱して二酸化炭素を放出させる工程と、再生装置の外表面を、筐体の冷却部によって冷却する工程と、を備えている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、運転時に高温となる装置の外表面を効率良く冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、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系統図である。

【図2】図２は、図１の二酸化炭素回収システムの各装置の配置を示す模式斜視図である。

【図3】図３は、図１の二酸化炭素回収システムの模式平面断面図である。

【図4】図４は、図３の二酸化炭素回収システムにおける再生塔と筐体との熱的接続を説明するための模式断面図である。

【図5】図５は、図３の変形例を示す模式平面断面図である。

【図6】図６は、図３の他の変形例を示す模式平面断面図である。

【図7】図７は、図３の他の変形例を示す模式平面断面図である。

【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および二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。

【0012】

まず、図１〜図４を用いて、本実施の形態における二酸化炭素回収システム１について説明する。

【0013】

二酸化炭素回収システム１は、複数の装置を備えている。本実施の形態においては、複数の装置は、吸収装置、再生装置，再生熱交換装置、第１吸収液用ポンプ装置、第２吸収液用ポンプ装置、吸収液用冷却装置、ガス用冷却装置および気液分離装置により構成されている。以下に、本実施の形態による二酸化炭素回収システム１の構成について説明する。

【0014】

図１に示すように、二酸化炭素回収システム１は、プロセス排ガス２（処理対象排ガス）に含有される二酸化炭素を、水分を含有する吸収液（リーン液５）に吸収させる吸収塔２０（吸収装置）と、吸収塔２０から供給される二酸化炭素を吸収した吸収液（リッチ液４）から二酸化炭素を放出させて、リッチ液４を再生する再生塔３０（再生装置）と、を備えている。このうち吸収塔２０において二酸化炭素をリーン液５に吸収させたプロセス排ガス２は、吸収塔排ガス３として吸収塔２０から排出される。また、放出された二酸化炭素が蒸気と共に再生塔排ガス８（再生装置排ガス）として再生塔３０から排出される。なお、吸収塔２０に供給されるプロセス排ガス２は、特に限定されるものではないが、例えば火力発電所や、製鉄所、清掃工場等で排出される排ガスとすることができる。このような排ガスは、図示しない排ガス送風機によって吸収塔２０に供給される。

【0015】

吸収塔２０と再生塔３０とは、リッチ液ラインＬ１およびリーン液ラインＬ２によって連結されている。このうちリッチ液ラインＬ１は、吸収塔２０から排出されたリッチ液４を再生塔３０に供給する。リーン液ラインＬ２は、再生塔３０から排出されたリーン液５を吸収塔２０に供給する。吸収液４、５は、リッチ液ラインＬ１およびリーン液ラインＬ２によって吸収塔２０と再生塔３０とを循環し、吸収塔２０において二酸化炭素を吸収してリッチ液４となり、再生塔３０において二酸化炭素を放出してリーン液５となる。なお、吸収液には、例えば、モノエタノールアミン（monoethanolamin）、ジエタノールアミン（diethanolamin）などのアミン系水溶液を好適に用いることができるが、このようなアミンの種類に限定されることはない。また、１種類以上のアミンを含有する水溶液で構成されていてもよい。

【0016】

吸収塔２０は、吸収塔２０に収容された吸収部２０ａ（充填層またはトレイ）を有している。この吸収部２０ａは、向流型気液接触装置として構成されており、プロセス排ガス２とリーン液５とを接触させて、プロセス排ガス２に含有される二酸化炭素をリーン液５に吸収させる。より具体的には、吸収塔２０の下部に供給されたプロセス排ガス２は、吸収部２０ａ内を上昇する。一方、再生塔３０からのリーン液５が、吸収部２０ａ内を分散落下する。吸収部２０ａにおいて、プロセス排ガス２とリーン液５とが気液接触して、プロセス排ガス２に含有される二酸化炭素がリーン液５に吸収される。二酸化炭素を吸収したリーン液５はリッチ液４になる。

【0017】

リッチ液４は、吸収塔２０の下部で一端貯留されて、底部からリッチ液ラインＬ１に排出される。リーン液５と気液接触したプロセス排ガス２は、二酸化炭素が除去されて、吸収塔排ガス３として吸収部２０ａから排出されて吸収塔２０内を上昇し、吸収塔２０の頂部から排出される。

【0018】

吸収塔２０と再生塔３０との間には再生熱交換器３１（再生熱交換装置）が設けられている。この再生熱交換器３１は、リッチ液ラインＬ１を通って吸収塔２０から再生塔３０に供給されるリッチ液４と、リーン液ラインＬ２を通って再生塔３０から吸収塔２０に供給されるリーン液５とを熱交換させるように構成されている。このことにより、リーン液５が熱源となって、リッチ液４が所望の温度まで加熱される。言い換えると、リッチ液４が冷熱源となって、リーン液５が所望の温度まで冷却される。

【0019】

再生塔３０は、再生塔３０に収容された再生部３０ａ（充填層またはトレイ）を有している。この再生部３０ａは、向流型気液接触装置として構成されており、リッチ液４を加熱してリッチ液４から二酸化炭素を放出させる。より具体的には、再生塔３０の上部に供給されたリッチ液４は、再生部３０ａ内を下降する。一方、再生塔３０の下部には、ヒータ３３が設けられており、再生塔３０の下部に貯留されたリーン液５がヒータ３３によって加熱されてリーン液５から蒸気が生成される。生成された蒸気は再生部３０ａ内を上昇する。再生部３０ａにおいて、リッチ液４と蒸気とが気液接触して、リッチ液４が加熱されてリッチ液４から二酸化炭素が放出される。二酸化炭素を放出したリッチ液４はリーン液５になる。このようにして再生塔３０において吸収液が再生される。

【0020】

再生塔３０におけるリーン液５の加熱は、上述したヒータ３３ではなく、リボイラー（図示せず）によって行われるようにしてもよい。リボイラーは、再生塔３０から排出されるリーン液５の一部を、外部から供給される高温の蒸気等の加熱媒体によって加熱してリーン液５から蒸気を生成し、生成した蒸気を再生塔３０の下部に供給するように構成される。また、リーン液５の加熱は、再生塔３０内に熱交換器（図示せず）を挿入して、外部から熱交換器に供給される高温の蒸気等の加熱媒体と再生塔３０内のリーン液５とを熱交換させてリーン液５から蒸気を生成するようにしてもよい。

【0021】

また、再生塔３０の構成は、充填層などの再生部３０ａを有していることに限られることはない。例えば、リッチ液４を貯留してリッチ液４を直接的に加熱することで二酸化炭素をリッチ液４から放出させるフラッシュドラム（フラッシュタンク）として構成するようにしてもよい。この場合、フラッシュドラム内に貯留されるリッチ液４は、フラッシュドラムの下部に設けられたヒータや熱交換器などによって加熱することができる。

【0022】

リーン液５は、再生塔３０の底部からリーン液ラインＬ２に排出される。リッチ液４と気液接触した蒸気は、二酸化炭素を含有して再生塔排ガス８として再生部３０ａから排出されて再生塔３０内を上昇し、再生塔３０の頂部から排出される。

【0023】

リッチ液ラインＬ１には、リッチ液用ポンプ３２（第１吸収液用ポンプ装置）が設けられている。このリッチ液用ポンプ３２によって、吸収塔２０から排出されたリッチ液４は、再生熱交換器３１を通って再生塔３０に供給される。

【0024】

リーン液ラインＬ２には、リーン液用ポンプ３４（第２吸収液用ポンプ装置）が設けられている。このリーン液用ポンプ３４によって、再生塔３０から排出されたリーン液５は、再生熱交換器３１を通って吸収塔２０に供給される。再生熱交換器３１は、上述したように、リーン液ラインＬ２を通るリーン液５を、リッチ液ラインＬ１を通るリッチ液４と熱交換させて冷却する。

【0025】

また、リーン液ラインＬ２には、再生塔３０（より具体的には再生熱交換器３１）から吸収塔２０に供給されるリーン液５を冷却するリーン液用冷却器３５（吸収液用冷却装置）が設けられている。このリーン液用冷却器３５には、外部から冷却水等の冷却媒体が供給され、リーン液用冷却器３５は、再生熱交換器３１において冷却されたリーン液５を所望の温度まで更に冷却する。

【0026】

リーン液用冷却器３５において冷却されたリーン液５は、吸収塔２０の吸収部２０ａに供給される。吸収部２０ａにおいて、リーン液５はプロセス排ガス２と気液接触してプロセス排ガス２に含有される二酸化炭素がリーン液５に吸収されてリッチ液４となる。このようにして、二酸化炭素回収システム１では、吸収液が、二酸化炭素濃度が比較的低いリーン液５となる状態と、二酸化炭素濃度が比較的高いリッチ液４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。

【0027】

本実施の形態における二酸化炭素回収システム１は、再生塔排ガス８を冷却するガス用冷却器３６（ガス用冷却装置）と、気液分離器３７（気液分離装置）と、を更に備えている。このうちガス用冷却器３６は、外部から冷却水等の冷却媒体で、再生塔３０から排出された再生塔排ガス８を冷却する。冷却された再生塔排ガス８は、気液分離器３７に供給される。気液分離器３７は、冷却された再生塔排ガス８から凝縮水を分離し、再生塔排ガス８を排出する。気液分離器３７から排出された再生塔排ガス８は、図示しない回収設備に回収され、利活用される。

【0028】

再生塔３０と気液分離器３７とは、ガスラインＬ３によって連結されている。このガスラインＬ３に、上述したガス用冷却器３６が設けられている。また、再生塔３０と気液分離器３７とは、戻りラインＬ４によって連結されている。再生塔排ガス８から分離された凝縮水は、この戻りラインＬ４を通って再生塔３０の上部に戻される。

【0029】

上述した二酸化炭素回収システム１には、図示しないが、吸収塔排ガス３および再生塔排ガス８をそれぞれ洗浄する洗浄塔や、これらの排ガス３、８をそれぞれ冷却する冷却塔が設けられていてもよい。

【0030】

ところで、本実施の形態による二酸化炭素回収システム１は、図２に示すように、上述した吸収塔２０および再生塔３０等の各装置を収容する筐体４０を更に備えている。すなわち、筐体４０には、各装置、すなわち吸収塔２０、再生塔３０、再生熱交換器３１、リッチ液用ポンプ３２、リーン液用ポンプ３４、リーン液用冷却器３５、ガス用冷却器３６および気液分離器３７が収容されている。本実施の形態においては、筐体４０は、直方体状に形成されており、４つの側壁４０ａと、天井壁４０ｂと、を有している。各装置を筐体４０に収容することで、筐体４０に収容された形態（パッケージ形態）で輸送し、据付することができる。また、二酸化炭素回収システム１の外観の見栄えを良くすることができる。

【0031】

図２および図３に示すように、筐体４０は、冷却壁４１（冷却部）を有している。この冷却壁４１は、筐体４０の４つの側壁４０ａのうちの１つの側壁４０ａを構成している。冷却壁４１は、再生塔３０等の比較的高温の装置の外表面を冷却するように構成されている。

【0032】

図３に示すように、冷却壁４１には、再生塔３０の外表面が熱的に接続されている。より具体的には、図４に示すように、再生塔３０は、再生部３０ａを収容する塔本体３０ｂと、塔本体３０ｂの外周面に設けられた断熱部材３０ｃと、を有している。このうち断熱部材３０ｃは、再生塔３０内の温度を維持するとともに、再生塔３０内の熱が外部に放出されて他の装置に伝達されることを防止するための部材である。しかしながら、再生塔３０内の熱の一部によって、断熱部材３０ｃの外表面の温度が高まる傾向にある。このため、断熱部材３０ｃの外表面を冷却するために、断熱部材３０ｃの外表面が、筐体４０の冷却壁４１の内面に機械的に接触して、熱的に接続されている。なお、断熱部材３０ｃの外表面から冷却壁４１に熱を伝えることができれば、断熱部材３０ｃの外表面は、他の部材を介して冷却壁４１に熱的に接続されるようにしてもよい。また、断熱部材３０ｃの外表面には、断熱部材３０ｃを再生塔３０の外表面に保持するための結束バンド（図示せず）が設けられていてもよい。

【0033】

冷却壁４１は、その外表面に設けられた冷却面４２を含んでいる。冷却壁４１に熱的に接続された装置の熱は、この冷却面４２から後述する筐体冷却器５０に回収されるようになっている。

【0034】

本実施の形態においては、図３に示すように、冷却壁４１に、冷却壁４１を冷却する筐体冷却器５０が設けられている。この筐体冷却器５０は、冷却壁４１に熱的に接続された冷却器プレート５１と、冷却器プレート５１内に設けられ、外部から供給される冷却水等の冷却媒体が通流する通路５２と、を有している。このように、本実施の形態による筐体冷却器５０はプレート式熱交換器として構成され、冷却壁４１は冷却媒体で冷却される。冷却器プレート５１は、冷却面４２に機械的に接触し、熱的に接続されている。

【0035】

再生塔３０と同様にして、再生熱交換器３１、リーン液用ポンプ３４、ガス用冷却器３６が、冷却壁４１によって冷却されるようにしてもよい。すなわち、冷却壁４１に、再生熱交換器３１の外表面が熱的に接続されて冷却されるようになっている。再生熱交換器３１の外周面に断熱部材が設けられている場合には、この断熱部材の外表面が冷却壁４１に機械的に接触して熱的に接続されるようにしてもよい。同様に、冷却壁４１に、リーン液用ポンプ３４の外表面が熱的に接続されて冷却されるようになっている。リーン液用ポンプ３４の外周面に断熱部材が設けられている場合には、この断熱部材の外表面が冷却壁４１に機械的に接触して熱的に接続されるようにしてもよい。また、冷却壁４１に、ガス用冷却器３６の外表面が熱的に接続されて冷却されるようになっている。ガス用冷却器３６の外周面に断熱部材が設けられている場合には、この断熱部材の外表面が冷却壁４１に機械的に接触して熱的に接続されるようにしてもよい。

【0036】

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。ここでは、図１〜図４に示す二酸化炭素回収システム１の運転方法について説明する。

【0037】

二酸化炭素回収システム１の運転中、吸収塔２０において、プロセス排ガス２に含有される二酸化炭素がリーン液５に吸収される。吸収塔２０に供給されるリーン液５は、リーン液用冷却器３５によって冷却される。このことにより、吸収塔２０の内部は低温（例えば、４０℃程度）になり、プロセス排ガス２からリーン液５に二酸化炭素が効率良く吸収される。二酸化炭素を吸収したリッチ液４の温度は低いため、リッチ液用ポンプ３２の内部も低温になる。

【0038】

一方、再生塔３０において、吸収塔２０から供給されるリッチ液４は加熱されて二酸化炭素を放出する。再生塔３０に供給されるリッチ液４は、後述するように再生熱交換器３１において加熱されているため、リッチ液４の温度は上がる。また、再生塔３０の下部に貯留されたリーン液５がヒータ３３によって加熱され、リーン液５から蒸気が生成される。このことにより、再生塔３０の内部が高温（例えば、１２０℃程度）になり、リッチ液４が加熱されてリッチ液４の温度が更に上がる。このため、リッチ液４から二酸化炭素が効率良く放出される。二酸化炭素を放出したリーン液５の温度は高いため、リーン液用ポンプ３４の内部および再生熱交換器３１の内部もそれぞれ高温になる。

【0039】

再生熱交換器３１では、高温のリーン液５が、吸収塔２０から供給された低温のリッチ液４と熱交換するため、再生熱交換器３１から排出されたリッチ液４の温度は上がるとともに、再生熱交換器３１から排出されたリーン液５の温度は下がる。リーン液５は、リーン液用ポンプ３４によって更に冷却されて、吸収塔２０に供給される。

【0040】

また、再生塔３０から排出される再生塔排ガス８の温度も高くなる。このことにより、ガス用冷却器３６の内部も高温になる。ガス用冷却器３６では、冷却水によって再生塔排ガス８が冷却されるため、ガス用冷却器３６から排出された再生塔排ガス８の温度は下がる。このため、気液分離器３７の内部は低温になっている。

【0041】

ところで、高温の再生塔３０の塔本体３０ｂの外表面には、断熱部材３０ｃが設けられているが、再生塔３０内の熱の一部は、断熱部材３０ｃの外表面に伝わる。例えば、断熱部材３０ｃの外表面の温度は、７０℃〜８０℃になる場合がある。同様に、高温のリーン液用ポンプ３４の外表面にも、内部の熱の一部が伝わり、当該外表面の温度が高くなり得る。再生熱交換器３１の外表面にも、内部の熱の一部が伝わり、ガス用冷却器３６の外表面にも、内部の熱の一部が伝わり、各々の外表面の温度が高くなり得る。

【0042】

一方、筐体４０の冷却壁４１に設けられた筐体冷却器５０の通路５２に、外部から冷却媒体が供給される。

【0043】

再生塔３０の断熱部材３０ｃの外表面が筐体４０の冷却壁４１に熱的に接続されるとともに、冷却壁４１が冷却器プレート５１に熱的に接続されているため、再生塔３０の断熱部材３０ｃの外表面の熱が、冷却壁４１を介して冷却媒体に回収される。このことにより、再生塔３０の断熱部材３０ｃの外表面が、筐体冷却器５０によって冷却される。同様にして、リーン液用ポンプ３４の外表面の熱、再生熱交換器３１の外表面の熱、およびガス用冷却器３６の外表面の熱も、冷却壁４１を介して冷却媒体に回収される。

【0044】

このように本実施の形態によれば、再生塔３０の外表面が、再生塔３０等を収容した筐体４０の冷却壁４１に熱的に接続されて冷却される。このことにより、二酸化炭素を放出させるために内部が比較的高温になる再生塔３０の外表面の温度を下げることができる。このため、再生塔３０の外表面を作業員が触れることができる程度の温度（例えば、６０℃以下）に下げることができ、安全性を向上させることができる。この結果、運転時に高温となる再生塔３０の外表面を効率良く冷却することができ、安全性を確保することができる。

【0045】

また、本実施の形態によれば、上述したように再生塔３０の外表面の温度を下げることができるため、再生塔３０内の熱が、低温となる他の装置（例えば、吸収塔２０やリーン液用冷却器３５）に伝わることを防止できる。この場合、吸収塔２０に供給されるリーン液５の温度が上昇することを防止でき、吸収塔２０においてプロセス排ガス２からリーン液５への二酸化炭素吸収性能を向上させることができる。また、再生塔３０内の熱が周囲の他の装置に伝わることを防止できるため、筐体４０内における各装置の配置を密集させることができる。この場合、筐体４０の設置スペースを低減し、筐体４０の小型化を図ることができる。

【0046】

また、本実施の形態によれば、再生塔３０の断熱部材３０ｃが、筐体４０の冷却壁４１に熱的に接続されている。このことにより、再生塔３０内の温度低下を防止しながら、断熱部材３０ｃの外表面の温度を下げることができる。このため、再生塔３０内のリッチ液４から効率良く二酸化炭素を放出させながら、安全性を確保することができる。

【0047】

また、本実施の形態によれば、再生熱交換器３１の外表面が、筐体４０の冷却壁４１に熱的に接続されて冷却される。このことにより、再生塔３０から排出されたリーン液５によって高温になる再生熱交換器３１の外表面の温度を下げることができ、安全性を向上させることができる。同様に、リーン液用ポンプ３４の外表面が、筐体４０の冷却壁４１に熱的に接続されて冷却されるため、当該外表面の温度を下げることができ、さらに、ガス用冷却器３６の外表面が、筐体４０の冷却壁４１に熱的に接続されて冷却されるため、当該外表面の温度を下げることができる。

【0048】

また、本実施の形態によれば、筐体４０の冷却壁４１に、冷却壁４１を冷却する筐体冷却器５０が設けられている。このことにより、冷却壁４１を効率良く冷却することができ、再生塔３０等の各装置の外表面を効率良く冷却することができる。

【0049】

なお、上述した本実施の形態においては、筐体４０が直方体状に形成さ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、筐体４０が、冷却壁４１などの冷却部を有することができれば、任意の形状とすることができる。

【0050】

また、上述した本実施の形態においては、筐体４０の冷却壁４１が、筐体４０の４つの側壁４０ａのうちの１つの側壁４０ａを構成し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、再生塔３０等の各装置を冷却することができれば、冷却壁４１は、天井壁４０ｂを構成し、その冷却壁４１に、各装置が熱的に接続されるようにしてもよい。また、４つの側壁４０ａおよび天井壁４０ｂのうちの２つ以上の壁を、冷却壁４１として構成してもよい。

【0051】

また、上述した本実施の形態においては、筐体冷却器５０が、外部から供給される冷却媒体の通路５２を含むプレート式熱交換器として構成されている例について説明した。しかしながら、冷却壁４１を冷却することができれば、筐体冷却器５０の構成は任意である。例えば、筐体冷却器５０は、プレート式熱交換器ではなく、冷却媒体が通流する配管（図示せず）によって構成され、配管が冷却壁４１と接触して冷却壁４１を冷却するようにしてもよい。また、図示しないが、通路５２から排出された冷却媒体の熱を周囲空気に放出させる熱放出部（ラジエータなど）と、冷却媒体を循環させるポンプと、を更に含むようにしてもよい。この場合、ポンプによって冷却媒体が冷却器プレート５１と熱放出部とを循環しながら、冷却壁４１を冷却することができる。

【0052】

また、上述した本実施の形態においては、筐体冷却器５０が、外部から供給される冷却媒体で冷却壁４１を冷却するように構成さ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、筐体冷却器５０は、周囲空気で冷却壁４１を冷却するように構成されていてもよい。

【0053】

例えば、図５に示すように、筐体冷却器５０は、冷却壁４１の熱を周囲空気に放出するヒートシンク５３を有していてもよい。この場合、ヒートシンク５３が冷却壁４１の冷却面４２に機械的に接触し、熱的に接続される。このことにより、ヒートシンク５３と周囲空気との接触面積が大きいため、冷却壁４１からヒートシンク５３に伝わった熱を周囲空気に効率良く放出することができる。このため、冷却壁４１の熱を周囲空気によって効率良く冷却することができる。

【0054】

また、例えば、図６に示すように、筐体冷却器５０は、冷却壁４１の冷却面４２（表面）に強制対流を形成する少なくとも１つの冷却用送風機５４を有している。この場合、冷却用送風機５４が、周囲空気を冷却壁４１の冷却面４２に送り、冷却面４２の近傍に、周囲空気による強制対流が生じる。このことにより、冷却壁４１の熱を強制対流熱伝達によって周囲空気に効率良く放出することができる。このため、冷却壁４１の熱を周囲空気によって効率良く冷却することができる。なお、冷却用送風機５４は、冷却壁４１に取り付けられるようにしてもよく、または筐体４０とは別体に設置されていてもよい。また、筐体冷却器５０は、ヒートシンク５３と冷却用送風機５４の両方を有する構成としてもよい。

【0055】

また、上述した本実施の形態においては、冷却壁４１に筐体冷却器５０が設けられて、冷却壁４１が筐体冷却器５０によって冷却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、冷却壁４１を周囲空気によって冷却することができれば、冷却壁４１には筐体冷却器５０が設けられていなくてもよい。この場合、冷却壁４１は、筐体４０の他の部分（他の側壁４０ａや天井壁４０ｂ等）よりも熱伝導率が高い材料（例えば、銅等）で形成されていてもよい。このことにより、再生塔３０等の高温となる装置の熱を周囲空気に効率良く放出することができる。熱伝導率が高い材料は、冷却壁４１として構成される側壁４０ａの全体を形成していなくてもよく、当該側壁４０ａの一部分が熱伝導率が高い材料によって形成されて、この部分が冷却壁４１として構成されるようにしてもよい。なお、冷却壁４１に筐体冷却器５０が設けられる場合であっても、冷却壁４１を、筐体４０の他の部分よりも熱伝導率が高い材料で形成するようにしてもよい。

【0056】

以上述べた実施の形態によれば、運転時に高温となる装置の外表面を効率良く冷却することができる。

【0057】

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。

【符号の説明】

【0058】

１：二酸化炭素回収システム、２０：吸収塔、３０：再生塔、３１：再生熱交換器、３４：リーン液用ポンプ、３６：ガス用冷却器、３０ｃ：断熱部材、４０：筐体、４１：冷却壁、５０：筐体冷却器、５３：ヒートシンク、５４：冷却用送風機、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】