特許 6862251 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】6862251

(24)【登録日】2021年4月2日

(45)【発行日】2021年4月21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 20060101AFI20210412BHJP

   B01D 53/14 20060101ALI20210412BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20210412BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/62ZAB

   B01D53/14 200

   B01D53/14 220

   B01D53/78

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-75454(P2017-75454)

(22)【出願日】2017年4月5日

(65)【公開番号】特開2018-176027(P2018-176027A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2020年1月21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】大橋 幸夫

(72)【発明者】

【氏名】程塚 正敏

(72)【発明者】

【氏名】北村 英夫

【審査官】 長谷部 智寿

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１９２３８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０５−１９２５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１２７７０８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１６−０２３８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２３１５２５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／１４−５３／１８

Ｂ０１Ｄ ５３／３４−５３／８５

Ｂ０１Ｄ ５３／９２

Ｂ０１Ｄ ５３／９６

(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から前記二酸化炭素を放出させる再生装置と、を備え、
前記再生装置は、前記吸収液を貯留する再生貯留部と、前記再生貯留部に前記吸収液を導入する導入口と、前記再生貯留部から前記吸収液を導出する導出口と、区画部材と、を有し、
前記区画部材は、前記再生貯留部を、前記導入口の側に形成された上流側空間と、前記導出口の側に形成された下流側空間と、に区画し、
前記区画部材は、前記上流側空間から前記下流側空間に向かう前記吸収液が通過する開口部を含み、
前記上流側空間に、前記吸収液を加熱する加熱部が設けられている、二酸化炭素回収システム。

【請求項2】

前記区画部材は、上下方向に延びている、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項3】

前記下流側空間は、前記区画部材の周囲に形成されている、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】

前記再生貯留部および前記区画部材は、円筒状に形成され、
前記区画部材は、前記再生貯留部に同心状に形成されている、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】

前記導入口は、前記上流側空間内で前記吸収液が旋回流となって流れるように前記吸収液を前記上流側空間内に導入するように構成されている、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】

前記上流側空間に、前記上流側空間内で前記吸収液が旋回流となって流れるように前記吸収液の流れ方向を変更させる整流部材が設けられている、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7】

前記区画部材に、前記下流側空間内の前記吸収液を前記上流側空間に吸引する吸引口が設けられ、
前記吸引口は、前記導入口に対して前記開口部の側とは反対側に配置されている、請求項１〜６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8】

前記上流側空間に、前記上流側空間を前記開口部に向かって流れる前記吸収液の流れ方向を変更させるバッフルが設けられている、請求項１〜７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9】

前記バッフルに、前記吸収液から放出された前記二酸化炭素を通過させる貫通孔が設けられている、請求項８に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項10】

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から前記二酸化炭素を放出させる再生装置と、を備えた二酸化炭素回収システムの運転方法であって、
前記吸収装置から供給された前記吸収液を、前記再生装置の導入口から、前記再生装置の再生貯留部のうち区画部材により区画された上流側空間に導入する工程と、
前記上流側空間に導入された前記吸収液を加熱する工程と、
加熱された前記吸収液を、前記区画部材の開口部を通過させて、前記再生貯留部のうち前記区画部材により区画された下流側空間に流入させる工程と、
前記下流側空間に流入した前記吸収液を、導出口から導出する工程と、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、吸収液により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、化学吸収法による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、吸収装置と、再生装置と、を備えている。このうち吸収装置において、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、吸収装置からは、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装置に供給されて、再生装置において吸収液から二酸化炭素が放出される。この際、再生装置からは、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。再生装置において二酸化炭素を放出した吸収液は、吸収装置に戻されて、吸収装置において再び二酸化炭素を吸収する。このようにして、吸収液が吸収装置と再生装置とを循環し、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】

上述したように、再生装置では、二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放出するために、吸収液が加熱される。吸収液の加熱方法としては、要求される熱量に応じて、蒸気を用いて吸収液を加熱する方法や、ヒータを用いて吸収液を電気で加熱する方法などが挙げられる。加熱する吸収液の量が少ない場合や、加熱するために多量の熱量が必要とされない場合、設置スペースが制限されている場合には、二酸化炭素回収システムの構成の簡素化のために、ヒータを用いる方法が採用され得る。この場合、ヒータは、吸収液を貯留した容器内に設けられる。

【0005】

しかしながら、ヒータから出力される熱量は一般的に小さい。このことにより、容器内の吸収液に生じる対流が弱くなり、吸収液を効果的に加熱することが困難になっている。このため、容器内の吸収液に熱の偏在化が生じ、十分に加熱されることなく吸収液が再生装置から排出される場合がある。加熱が不十分な吸収液には二酸化炭素が比較的多く残存し、再生装置から排出される吸収液の二酸化炭素含有量が増大するという問題がある。この場合、二酸化炭素の回収性能が低下し得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【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】

【0007】

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、再生装置から排出される吸収液の二酸化炭素含有量を低減することができ、二酸化炭素の回収性能を向上させ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】

【0008】

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から二酸化炭素を放出させる再生装置と、を備えている。再生装置は、吸収液を貯留する再生貯留部と、再生貯留部に吸収液を導入する導入口と、再生貯留部から吸収液を導出する導出口と、区画部材と、を有している。区画部材は、再生貯留部を、導入口の側に形成された上流側空間と、導出口の側に形成された下流側空間と、に区画している。区画部材は、上流側空間から下流側空間に向かう吸収液が通過する開口部を含んでいる。上流側空間に、吸収液を加熱する加熱部が設けられている。

【0009】

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、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から二酸化炭素を放出させる再生装置と、を備えた二酸化炭素回収システムの運転方法である。この二酸化炭素回収システムの運転方法は、吸収装置から供給された吸収液を、再生装置の導入口から、再生装置の再生貯留部のうち区画部材により区画された上流側空間に導入する。上流側空間に導入された吸収液は、加熱される。加熱された吸収液は、区画部材の開口部を通過して、再生貯留部のうち区画部材により区画された下流側空間に流入する。下流側空間に流入した吸収液は、導出口から導出する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、再生装置から排出される吸収液の二酸化炭素含有量を低減することができ、二酸化炭素の回収性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第１の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図である。

【図2】図２は、第２の実施の形態における二酸化炭素回収システムにおいて、再生装置を示す図である。

【図3】図３は、図２の再生装置において、吸収液の導入方向を説明するための図である。

【図4】図４は、図２の再生装置において、吸収液の導入方向を説明するための図である。

【図5】図５は、第３の実施の形態における二酸化炭素回収システムにおいて、再生装置を示す図である。

【図6】図６は、第４の実施の形態における二酸化炭素回収システムにおいて、再生装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

（第１の実施の形態）
まず、図１を用いて、第１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。

【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）に吸収させる吸収装置２０（吸収塔）と、吸収装置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を再生する再生装置３０と、を備えている。このうち吸収装置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、吸収装置排ガス３として吸収装置２０から排出される。また、再生装置３０から二酸化炭素が蒸気と共に再生装置排ガス８として排出される。なお、吸収装置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、図示しない送風機によって吸収装置２０に供給される。

【0015】

吸収装置２０と再生装置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、吸収装置２０から排出されたリッチ液４を再生装置３０に供給する。リーン液ラインＬ２は、再生装置３０から排出されたリーン液５を吸収装置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によって吸収装置２０と再生装置３０とを循環し、吸収装置２０において二酸化炭素を吸収してリッチ液４となり、再生装置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ものではない。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】

吸収装置２０は、吸収装置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、吸収装置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、再生装置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に吸収されてリッチ液４が生成される。

【0017】

生成されたリッチ液４は、吸収装置２０の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、吸収装置排ガス３として吸収部２０ａから排出されて吸収装置２０内を上昇し、吸収装置２０の上部から排出される。

【0018】

吸収装置２０と再生装置３０との間には再生熱交換器３１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を通るリッチ液４と、リーン液ラインＬ２を通るリーン液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】

リッチ液ラインＬ１には、リッチ液用ポンプ３２が設けられている。このリッチ液用ポンプ３２によって、吸収装置２０から排出されたリッチ液４は、再生熱交換器３１を介して再生装置３０に供給される。

【0020】

リーン液ラインＬ２には、リーン液用ポンプ３４が設けられている。このリーン液用ポンプ３４によって、再生装置３０から排出されたリーン液５は、再生熱交換器３１を介して吸収装置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。また、リーン液ラインＬ２には、再生装置３０（より具体的には再生熱交換器３１）から吸収装置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。

【0021】

リーン液用冷却器３５において冷却されたリーン液５は、吸収装置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。

【0022】

本実施の形態における二酸化炭素回収システム１は、再生装置排ガス８を冷却する排ガス用冷却器３６を更に備えている。この排ガス用冷却器３６には、外部から冷却水等の冷却媒体が供給され、排ガス用冷却器３６は、再生装置３０から排出された再生装置排ガス８を冷却する。冷却された再生装置排ガス８は、図示しない回収設備に回収される。

【0023】

上述したように、再生装置３０は、吸収装置２０から供給されるリッチ液４から二酸化炭素を放出させて、リッチ液４をリーン液５にして吸収液を再生するための装置である。本実施の形態では、再生装置３０に供給されるリッチ液４を加熱するためのリボイラーは設けられていない。リボイラーとは、再生装置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加熱媒体によって加熱してリーン液５から蒸気を発生させ、発生した蒸気を再生装置３０に供給するためのものである。これに対して本実施の形態では、再生装置３０は、貯留されたリッチ液４を後述するヒータ４８によって加熱するように構成されている。このような再生装置３０は、例えば、加熱するリッチ液４の量が少ない場合や、加熱するために必要とされる熱量がそれほど多くない場合、二酸化炭素回収システム１の設置スペースが制限されている場合などに、好適に用いられる。以下に、再生装置３０についてより詳細に説明する。

【0024】

再生装置３０は、リッチ液４を貯留する再生タンク４０（再生貯留部）と、再生タンク４０にリッチ液４を導入する導入口４１と、再生タンク４０からリーン液５を導出する導出口４２と、を有している。本実施の形態による再生装置３０は、吸収装置２０から供給されたリッチ液４から二酸化炭素を放出させるため、フラッシュドラム若しくはフラッシュタンクと言う場合もある。

【0025】

再生タンク４０は、筒状の区画部材４３によって、上流側空間４４と下流側空間４５とに区画されている。このうち上流側空間４４は、再生タンク４０のうち導入口４１の側（上流側）に形成された空間となっている。下流側空間４５は、再生タンク４０のうち導出口４２の側（下流側）に形成された空間であり、上流側空間４４よりも下流側に形成されている。

【0026】

本実施の形態では、区画部材４３は、上下方向に延びている、区画部材４３の下部は、再生タンク４０の底部から下方に突出し、突出部４６をなしている。

【0027】

上流側空間４４は、区画部材４３の内側に形成された空間であって、導入口４１が配置された空間である。導入口４１は、区画部材４３の下部（より詳細には、突出部４６）に配置されている。導入口４１には、リッチ液ラインＬ１が連結されており、再生熱交換器３１から排出されたリッチ液４が供給されるようになっている。導入口４１は、リッチ液４の吐出方向が、区画部材４３の軸方向（上下方向）に直交する方向（水平方向）になるように構成されている。また、上方から見たときには、導入口４１は、上流側空間４４の中心４４Ｏ（図３、図４参照）付近に向かってリッチ液４を吐出するようになっていてもよい。例えば、導入口４１は、リッチ液４を所定の方向に吐出させるために、所定の流路長を有する部材として形成することができる。

【0028】

上流側空間４４においては、導入口４１から導入されたリッチ液４が上昇し、このリッチ液４が、後述するヒータ４８によって加熱されて、リッチ液４の温度が高められる。このことにより、上流側空間４４において、リッチ液４から二酸化炭素が放出され、リッチ液４はリーン液５となる。なお、本実施の形態では、便宜上、この上流側空間４４において、リッチ液４が二酸化炭素を放出してリーン液５になるものとして説明する。放出された二酸化炭素は、蒸気と共に再生装置排ガス８として再生タンク４０の上部から排出される。

【0029】

区画部材４３は、上流側空間４４から下流側空間４５に向かうリーン液５が通過する開口部４７を含んでいる。この開口部４７は、区画部材４３の下流側端部（上側端部）に配置されている。このことにより、上流側空間４４を上昇したリーン液５は、この開口部４７を通過して、下流側空間４５に流入する。

【0030】

下流側空間４５は、区画部材４３の外側に形成された空間であって、導出口４２が配置された空間である。導出口４２は、再生タンク４０の底部のうち区画部材４３の外側に配置されている。このことにより、下流側空間４５においては、上流側空間４４から流入したリーン液５が導出口４２に向かって下降し、導出口４２から導出される。導出口４２には、リーン液ラインＬ２が連結されており、導出されたリーン液５は、再生熱交換器３１に供給されるようになっている。

【0031】

本実施の形態では、下流側空間４５は、上流側空間４４（あるいは区画部材４３）の周囲に全周にわたって形成されている。すなわち、再生タンク４０および区画部材４３は、円筒状に形成されており、区画部材４３は、再生タンク４０と同心状に配置されている。このことにより、下流側空間４５は、上流側空間４４の周囲に均等に形成されている。

【0032】

図１に示すように、上流側空間４４には、リッチ液４を加熱するヒータ４８（加熱部）が設けられている。ヒータ４８は、リッチ液４に接してリッチ液４を加熱するヒータ本体４９と、ヒータ本体４９を支持し、再生タンク４０に取り付けるヒータ取付部５０と、を有している。本実施の形態では、ヒータ本体４９が、上流側空間４４内に挿入されており、ヒータ取付部５０は、区画部材４３の突出部４６開口部４７に取り付けられている。なお、ヒータ４８は、電気ヒータであることが好適であり、リッチ液４を直接的に加熱してもよく、若しくは、油などの媒体を介してリッチ液４を間接的に加熱してもよい。あるいは、ヒータ４８は、電気ヒータではなく、高温蒸気を用いてリッチ液４を加熱するようなヒータであってもよい。また、ヒータ４８は、ヒータ本体４９が筒状に形成された筒型ヒータ、コイル状に形成されたコイル型ヒータ、ヒータ取付部５０がフランジ式になっているフランジヒータ、または、ヒータ取付部５０がねじ込み式になっているねじ込みヒータであってもよい。さらには、ヒータ４８は、再生タンク４０の上方から上流側空間に挿入された投げ込み式ヒータであってもよい。

【0033】

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用、すなわち、二酸化炭素回収システムの運転方法について説明する。

【0034】

二酸化炭素回収システム１を運転している間、図１に示すように、吸収装置２０からリッチ液ラインＬ１に排出されたリッチ液４は、リッチ液用ポンプ３２の吐出力によって、再生熱交換器３１を通過して再生装置３０に供給される。

【0035】

再生装置３０に供給されたリッチ液４は、再生装置３０の導入口４１から再生タンク４０の上流側空間４４に導入される。リッチ液４は、上流側空間４４に導入されると、リッチ液用ポンプ３２の吐出力によって、上流側空間４４内を上昇する。

【0036】

リッチ液４は、上流側空間４４内を上昇している間、上流側空間４４に設けられたヒータ４８のヒータ本体４９によって加熱され、リッチ液４の温度が高められる。すると、リッチ液４に吸収されていた二酸化炭素が気体となってリッチ液４から放出され、リッチ液４はリーン液５となる。一方、放出された二酸化炭素は、吸収液４、５内を気泡となって上昇し、吸収液４、５の液面を抜けて吸収液４、５から分離される。分離された二酸化炭素は、吸収液４、５の水分から蒸発した蒸気とともに、再生装置排ガス８として再生タンク４０の上部から排出される。

【0037】

再生タンク４０の上流側空間４４において加熱されたリーン液５は、区画部材４３の開口部４７を通過して下流側空間４５に流入する。下流側空間４５では、リーン液５は下降し、再生タンク４０の底部に設けられた導出口４２から導出される。このようにして、リーン液５が、再生装置３０からリーン液ラインＬ２に排出される。

【0038】

リーン液ラインＬ２に排出されたリーン液５は、リーン液用ポンプ３４の吐出力によって、再生熱交換器３１およびリーン液用冷却器３５を通過して、吸収装置２０に供給される。

【0039】

このように本実施の形態によれば、再生装置３０の再生タンク４０が、区画部材４３によって上流側空間４４と下流側空間４５とによって区画され、上流側空間４４に、リッチ液４を加熱するヒータ４８が設けられている。このことにより、上流側空間４４に導入されたリッチ液４が、ヒータ４８の近傍を流れることができ、リッチ液４をヒータ４８によって効果的に加熱して、二酸化炭素を効率良く放出させることができる。このため、再生タンク４０に導入されたリッチ液４が、加熱が不十分なままで導出口４２から導出されることを防止でき、再生装置３０から排出されるリーン液５の二酸化炭素含有量を低減することができる。この結果、二酸化炭素の回収性能を向上させることができる。

【0040】

また、本実施の形態によれば、区画部材４３は、上下方向に延びている。このことにより、上流側空間４４を、上下方向に延びる空間とすることができ、リッチ液４から放出された二酸化炭素の気泡を、スムースに上昇させることができ、吸収液４、５から二酸化炭素を効率良く分離することができる。

【0041】

また、本実施の形態によれば、再生タンク４０の下流側空間４５は、区画部材４３の周囲に形成されている。このことにより、上流側空間４４を上昇して区画部材４３の開口部４７を通過したリーン液５は、上流側空間４４の周囲に設けられた下流側空間４５にスムースに流入することができる。このため、上流側空間４４内のリッチ液４の流れが、区画部材４３の軸方向に直交する方向（水平方向）で偏ることを防止でき、リッチ液４の加熱効率を向上させることができる。この結果、リッチ液４からの二酸化炭素をより一層効率良く放出させることができる。とりわけ、本実施の形態によれば、再生タンク４０および区画部材４３が、円筒状に形成され、区画部材４３が、再生タンク４０と同心状に配置されている。このことにより、下流側空間４５を、上流側空間４４の周囲に均等に形成することができる。このため、上流側空間４４内のリッチ液４の流れが偏ることをより一層防止できる。

【0042】

なお、上述した本実施の形態においては、導出口４２が、再生タンク４０の底部のうち区画部材４３の外側に配置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、下流側空間４５からリーン液５を導出することができれば、導出口４２の位置は任意である。

【0043】

また、上述した本実施の形態においては、区画部材４３が、上下方向に延び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、区画部材４３は、リッチ液４から放出された二酸化炭素の気泡を上昇させて吸収液４、５から分離させることができれば、区画部材４３の延びる方向は任意である。

【0044】

また、上述した本実施の形態においては、再生タンク４０および区画部材４３が、円筒状に形成されて、区画部材４３が、再生タンク４０に同心状に配置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、再生タンク４０および区画部材４３の形状は任意である。また、区画部材４３は、再生タンク４０に対して偏心していてもよい。

【0045】

さらに、上述した本実施の形態においては、再生タンク４０の下流側空間４５が、区画部材４３の周囲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、下流側空間４５は、区画部材４３の周囲の一部に形成されるようにしてもよい。

【0046】

（第２の実施の形態）
次に、図２〜図４を用いて、本発明の第２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。

【0047】

図２〜図４に示す第２の実施の形態においては、再生タンクの上流側空間内で吸収液が旋回流となって流れる点が主に異なり、他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図２〜図４において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0048】

本実施の形態においては、図２に示すように、再生タンク４０の上流側空間４４内で、リッチ液４が旋回流となって流れている。より具体的には、図２に示すように、再生タンク４０の導入口４１が、上流側空間４４内でリッチ液４が旋回流となって流れるようにリッチ液４を上流側空間４４内に導入するように構成されている。例えば、図３に示すように、導入口４１は、上方から見たときに上流側空間４４の中心４４Ｏから偏心した位置に向かってリッチ液４を吐出するようになっている。図３では、導入口４１が、上流側空間４４の半径方向に対して斜めの方向にリッチ液４を導入するように構成されている例が示されている。

【0049】

本実施の形態では、導入口４１からのリッチ液４は、上方から見たときの上流側空間４４の中心４４Ｏから偏心した位置に向かって吐出される。すると、リッチ液４は、上流側空間４４の中心４４Ｏの周りを、区画部材４３の内面に沿って旋回しながら上昇する。この間、リッチ液４は、ヒータ４８のヒータ本体４９によって加熱され、リッチ液４から二酸化炭素が放出され、リーン液５となる。リーン液５は、上流側空間４４内を旋回しながら上昇し、開口部４７を通過して下流側空間４５に流入する。

【0050】

このように本実施の形態によれば、上流側空間４４内で、リッチ液４が旋回流となって流れるように上流側空間４４内に導入される。このことにより、上流側空間４４内のリッチ液４は、旋回しながら上昇することができ、リッチ液４を均一に加熱することができるとともに、リッチ液４とヒータ４８のヒータ本体４９による加熱時間を長くすることができる。このため、リッチ液４から二酸化炭素を、より一層効率良く放出させることができる。この結果、再生装置３０から排出されるリーン液５の二酸化炭素含有量をより一層低減することができる。

【0051】

なお、上述した本実施の形態においては、導入口４１が、上流側空間４４内でリッチ液４が旋回流となって流れるようにリッチ液４を上流側空間４４内に導入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い。例えば、図４に示すように、上流側空間４４に、上流側空間４４内でリッチ液４が旋回流となって流れるようにリッチ液４の流れ方向を変更させる整流板６０（整流部材）が設けられていてもよい。より具体的には、図４に示すように、導入口４１は、上方から見たときに上流側空間４４の中心４４Ｏ付近に向かってリッチ液４を吐出するようになっているが、この導入口４１と上流側空間４４の中心４４Ｏとの間に、整流板６０が配置されている。整流板６０は、上流側空間４４の半径方向に対して斜めの方向に延びており、導入口４１から吐出されたリッチ液４の流れ方向を、半径方向に対して斜めの方向に変更させる。このようにして、上流側空間４４に導入されたリッチ液４を、上方から見たときの上流側空間４４の中心４４Ｏの周りで、区画部材４３の内面に沿って旋回するように流すことができる。

【0052】

（第３の実施の形態）
次に、図５を用いて、本発明の第３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。

【0053】

図５に示す第３の実施の形態においては、区画部材に、導入口に対して開口部の側とは反対側に、下流側空間内の吸収液を上流側空間に吸引する吸引口が設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図５において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0054】

本実施の形態においては、図５に示すように、区画部材４３に、下流側空間４５内のリーン液５を上流側空間４４に吸引する吸引口６１が設けられている。この吸引口６１は、導入口４１に対して開口部４７の側とは反対側に配置されている。図５に示す形態では、導入口４１の下方に吸引口６１が配置されており、吸引口６１は、区画部材４３に形成された開口として構成されている。吸引口６１の形状や開口面積、個数は、リーン液５の吸引量や、再生タンク４０の上流側空間４４の容量、下流側空間４５の容量などに応じて任意に設定することができる。

【0055】

なお、図５においては、図１等に示すような突出部４６は形成されておらず、区画部材４３は、再生タンク４０の内部に配置されている。そして、下流側空間４５には、リッチ液ラインＬ１と導入口４１とを連結したリッチ液配管６２が挿入されている。

【0056】

本実施の形態では、導入口４１から上流側空間４４に導入されたリッチ液４は、上流側空間４４を上昇する。この際、リッチ液４の上昇流に巻き込まれるように、導入口４１よりも下方に設けられた吸引口６１から、下流側空間４５内のリーン液５が上流側空間４４に吸引される。吸引されたリーン液５は、導入口４１から導入されたリッチ液４とともに、上流側空間４４内を上昇する。この間、リッチ液４およびリーン液５は、ヒータ４８のヒータ本体４９によって加熱され、リッチ液４は二酸化炭素を放出してリーン液５となる。吸引口６１から吸引されたリーン液５も加熱されることによって二酸化炭素を放出する。リーン液５は、開口部４７を通過して下流側空間４５に流入する。

【0057】

このように本実施の形態によれば、区画部材４３に設けられた吸引口６１によって、下流側空間４５内のリーン液５を上流側空間４４に吸引することができる。このことにより、下流側空間４５内のリーン液５を、ヒータ４８のヒータ本体４９によって再度加熱することができ、リーン液５から更に二酸化炭素を放出させることができる。このため、再生装置３０から排出されるリーン液５の二酸化炭素含有量をより一層低減することができる。

【0058】

なお、上述した本実施の形態においては、導入口４１は、上方に向けてリッチ液４を吐出するように構成されていてもよい。この場合には、上流側空間４４内におけるリッチ液４の上昇流れを強めることができ、吸引口６１からのリーン液５の吸引量を増大させることができる。

【0059】

（第４の実施の形態）
次に、図６を用いて、本発明の第４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。

【0060】

図６に示す第４の実施の形態においては、上流側空間に、上流側空間を開口部に向かって流れる吸収液の流れ方向を変更させるバッフルが設けられている点が主に異なり、他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図６において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0061】

本実施の形態においては、図６に示すように、上流側空間４４に、上流側空間４４を開口部４７に向かって流れるリッチ液４の流れ方向を変更させる板状のバッフル６３が設けられている。図６では、上流側空間４４に、区画部材４３の軸方向に直交する方向（水平方向）に延びる複数のバッフル６３が設けられている例が示されている。バッフル６３は、基端において区画部材４３に支持され、自由端において、リッチ液４が通過する流路を画定している。バッフル６３は、入れ子式に配置されている。すなわち、基端が、区画部材４３の一方の側の部分（図６における左側部分）に支持されているバッフル６３と、基端が、区画部材４３の他方の側の部分（図６における右側の部分）に支持されているバッフル６３とが、区画部材４３の軸方向において交互に配置されている。

【0062】

各バッフル６３には、リッチ液４から放出された二酸化炭素の気泡が通過可能な貫通孔６４が設けられていることが好適である。貫通孔６４の形状、大きさ、個数は、二酸化炭素の気泡が通過可能であれば任意であり、またリッチ液４の流れを変更させるというバッフル６３の目的が喪失されることを防止できれば任意である。図６においては、図面を明瞭にするために、最上段のバッフル６３に貫通孔６４が設けられている例を示しているが、各段のバッフル６３に、複数の貫通孔６４が設けられていることが好適である。

【0063】

なお、図６においては、図１等に示すような突出部４６は形成されておらず、区画部材４３は、再生タンク４０の内部に配置されている。そして、下流側空間４５には、リッチ液ラインＬ１と導入口４１とを連結したリッチ液配管６２が挿入されている。

【0064】

本実施の形態では、導入口４１から導入されたリッチ液４の流れは、バッフル６３によって制限されて、リッチ液４の流れ方向が変更される。上述したように、複数のバッフル６３が入れ子式に配置されていることにより、上流側空間４４内のリッチ液４は、上流側空間４４内を、水平方向に蛇行しながら上昇する。この間、リッチ液４は、ヒータ４８のヒータ本体４９によって加熱され、リッチ液４から二酸化炭素が放出され、リーン液５となる。リーン液５は、上流側空間４４内を蛇行しながら上昇し、開口部４７を通過して下流側空間４５に流入する。

【0065】

このように本実施の形態によれば、上流側空間４４内に設けられたバッフル６３によって、上流側空間４４内のリッチ液４の流れ方向を変更させることができる。このことにより、上流側空間４４内のリッチ液４を均一に加熱することができるとともに、リッチ液４とヒータ４８のヒータ本体４９による加熱時間を長くすることができる。このため、リッチ液４から二酸化炭素を、より一層効率良く放出させることができる。この結果、再生装置３０から排出されるリーン液５の二酸化炭素含有量をより一層低減することができる。

【0066】

また、本実施の形態によれば、バッフル６３に貫通孔６４が設けられていることにより、リッチ液４から放出された二酸化炭素の気泡は、貫通孔６４を通過して上昇することができる。このことにより、二酸化炭素の気泡を、スムースに上昇させることができ、二酸化炭素を吸収液４、５からスムースに分離させることができる。このため、再生装置３０から排出されるリーン液５の二酸化炭素含有量をより一層低減することができる。

【0067】

なお、上述した本実施の形態においては、バッフル６３が、区画部材４３の軸方向に直交する方向（水平方向）に延び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い。例えば、バッフル６３は、水平方向（あるいは、区画部材４３の軸方向）に対して斜めの方向に延びるように形成してもよい。この場合には、バッフル６３の基端よりも自由端が、高い位置に配置されることが好適である。このことにより、図６に示すような貫通孔６４が設けられていなくても、リッチ液４から放出された二酸化炭素の気泡を、吸収液４、５の液面に向けて上昇させることができる。

【0068】

以上述べた実施の形態によれば、再生装置から排出される吸収液の二酸化炭素含有量を低減することができ、二酸化炭素の回収性能を向上させることができる。

【0069】

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。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0070】

１：二酸化炭素回収システム、２０：吸収装置、３０：再生装置、４０：再生タンク、４１：導入口、４２：導出口、４３：区画部材、４４：上流側空間、４５：下流側空間、４７：開口部、４８：ヒータ、６０：整流板、６１：吸引口、６３：バッフル、６４：貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】