特開 2023-167356 二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム、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用の吸収液加熱方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023167356

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム、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用の吸収液加熱方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/14 20060101AFI20231116BHJP

   B01D 53/62 20060101ALI20231116BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20231116BHJP

   B01D 53/73 20060101ALI20231116BHJP

   B01D 53/96 20060101ALI20231116BHJP

   C07C 9/04 20060101ALI20231116BHJP

   C07C 1/12 20060101ALI20231116BHJP

   C01B 32/50 20170101ALN20231116BHJP

【ＦＩ】

B01D53/14 220

B01D53/62 ZAB

B01D53/78

B01D53/73

B01D53/96

C07C9/04

C07C1/12

C01B32/50

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022078486

(22)【出願日】2022-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【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】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(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】藤田 拳人

(72)【発明者】

【氏名】半田 優介

(72)【発明者】

【氏名】柴田 遼介

(72)【発明者】

【氏名】中上 尚美

(72)【発明者】

【氏名】長野 敬太

(72)【発明者】

【氏名】岩浅 清彦

【テーマコード（参考）】

4D002

4D020

4G146

4H006

【Ｆターム（参考）】

4D002AA09

4D002AC01

4D002AC04

4D002AC10

4D002BA02

4D002CA07

4D002DA32

4D002EA05

4D002EA08

4D002GA02

4D002GA03

4D002GB01

4D002GB20

4D020AA03

4D020BA16

4D020BB03

4D020BC01

4D020CB08

4D020CC09

4D020DA01

4D020DB01

4D020DB20

4G146JA02

4G146JB09

4G146JC08

4G146JC29

4G146JC35

4H006AA02

4H006AC11

4H006BD84

4H006BE20

4H006BE41

(57)【要約】

【課題】二酸化炭素回収システムの外部からの熱エネルギの供給量を低減することができる二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システムを提供する。
【解決手段】実施の形態による二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システムは、再生塔から排出された二酸化炭素含有ガスからメタンを合成するメタン製造装置と、再生塔から排出された吸収液を加熱して再生塔に供給するメタンリボイラーと、を備えている。メタンリボイラーは、メタン製造装置において合成されたメタンを加熱媒体として吸収液を加熱する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

二酸化炭素回収システムの再生塔内の吸収液を加熱するための吸収液加熱システムであって、
前記再生塔から排出された二酸化炭素含有ガスからメタンを合成するメタン製造装置と、
前記再生塔から排出された前記吸収液を加熱して前記再生塔に供給するメタンリボイラーと、を備え、
前記メタンリボイラーは、前記メタン製造装置において合成された前記メタンを加熱媒体として前記吸収液を加熱する、二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム。

【請求項2】

前記再生塔から排出された前記吸収液を加熱して前記再生塔に供給する水蒸気リボイラーを更に備え、
前記水蒸気リボイラーは、前記二酸化炭素回収システムの外部から供給される水蒸気を加熱媒体として前記吸収液を加熱する、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム。

【請求項3】

前記メタンリボイラーおよび前記水蒸気リボイラーは、前記再生塔に並列に接続されている、請求項２に記載の二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム。

【請求項4】

前記メタンリボイラーへの前記吸収液の供給を制御するメタンリボイラー弁を更に備えた、請求項３に記載の二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム。

【請求項5】

前記メタンリボイラーおよび前記水蒸気リボイラーは、前記再生塔に直列に接続され、
前記メタンリボイラーは、前記水蒸気リボイラーの下流側に配置されている、請求項２に記載の二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム。

【請求項6】

前記水蒸気リボイラーと前記メタンリボイラーは、三方弁を介して接続され、
前記三方弁は、前記水蒸気リボイラーから排出された前記吸収液の供給先を、前記メタンリボイラーおよび前記再生塔のいずれかに切り替え可能である、請求項５に記載の二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム。

【請求項7】

前記二酸化炭素含有ガスを圧縮する圧縮部を更に備え、
前記メタン製造装置に、前記圧縮部を通った前記二酸化炭素含有ガスが供給される、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム。

【請求項8】

前記メタン製造装置から前記メタンを排出する第１メタンラインと、
前記メタン製造装置から排出された前記メタンを前記メタンリボイラーに供給する第２メタンラインと、
前記メタンリボイラーから排出された前記メタンを前記第１メタンラインに供給する第３メタンラインと、を更に備えた、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム。

【請求項9】

前記メタン製造装置に水素を供給する水素供給ラインを更に備え、
前記メタン製造装置は、前記二酸化炭素含有ガスと前記水素から前記メタンを合成する、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム。

【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塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放出させる再生塔であって、前記二酸化炭素を含有する二酸化炭素含有ガスを排出するとともに前記吸収液を排出する再生塔と、
請求項１～９のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システムと、を備えた、二酸化炭素回収システム。

【請求項11】

二酸化炭素回収システムの再生塔内の吸収液を加熱するための吸収液加熱方法であって、
前記再生塔から排出された二酸化炭素含有ガスからメタンを合成する工程と、
合成された前記メタンを加熱媒体として、前記再生塔から排出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再生塔に供給する工程と、を備えた、二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱方法。

【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用の吸収液加熱システム、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用の吸収液加熱方法に関する。

【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、各種プラントから排出されるプラント排ガス（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。プラントの例としては、火力発電プラント、製鉄プラント、清掃工場等のゴミ焼却プラント等が挙げられる。

【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。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。吸収塔において、プラント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。このことにより、吸収液がリッチ液となる。吸収塔からは、二酸化炭素を放出したプラント排ガスが排出される。二酸化炭素を吸収したリッチ液は再生塔に供給される。再生塔に供給されたリッチ液は加熱されて二酸化炭素を放出し、リーン液となる。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る。このことにより、二酸化炭素を分離して回収することができる。リーン液は、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してリッチ液となる。二酸化炭素回収システムにおいては、吸収液が吸収塔と再生塔とを循環し、プラント排ガスに含有される二酸化炭素が連続的に回収される。

【0004】

再生塔における吸収液の加熱に必要な熱量に応じて、種々の加熱方式から任意の加熱方式が選択される。一例として、発電所等の上位設備等から蒸気が供給されるリボイラーを用いて、吸収液を加熱する場合がある。他の例としては、ジュール熱により吸収液を加熱する電気ヒータが挙げられる。

【0005】

上述したリボイラーには、火力発電プラントにおいて発電に用いられる蒸気の一部が供給される場合がある。この場合、火力発電プラントにおける発電量が低下し得る。製鉄プラント等の他のプラントでは、敷地内の他の設備から熱を回収して吸収液の加熱に用いる場合があるが、熱の回収には困難を伴う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１６－４８１６０号公報

【特許文献2】特開２００４－２３７１６７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、二酸化炭素回収システムの外部からの熱エネルギの供給量を低減することができる二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム、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用の吸収液加熱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用の吸収液加熱システムは、二酸化炭素回収システムの再生塔内の吸収液を加熱するためのシステムである。吸収液加熱システムは、再生塔から排出された二酸化炭素含有ガスからメタンを合成するメタン製造装置と、再生塔から排出された吸収液を加熱して再生塔に供給するメタンリボイラーと、を備えている。メタンリボイラーは、メタン製造装置において合成されたメタンを加熱媒体として吸収液を加熱する。

【0009】

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塔と、吸収塔から排出された吸収液から二酸化炭素を放出させる再生塔であって、二酸化炭素を含有する二酸化炭素含有ガスを排出するとともに吸収液を排出する再生塔と、上述の二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システムと、を備えている。

【0010】

実施の形態による二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱方法は、二酸化炭素回収システムの再生塔内の吸収液を加熱するための方法である。吸収液加熱方法は、再生塔から排出された二酸化炭素含有ガスからメタンを合成する工程と、合成されたメタンを加熱媒体として、再生塔から排出された吸収液を加熱する工程と、加熱された吸収液を再生塔に供給する工程と、を備えている。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、二酸化炭素回収システムの外部からの熱エネルギの供給量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第１の実施の形態による二酸化炭素回収システムの一例を示す図である。

【図2】図２は、図１の二酸化炭素回収システムによる吸収液加熱システムの一例を示す図である。

【図3】図３は、第２の実施の形態による吸収液加熱システムの一例を示す図である。

【図4】図４は、第３の実施の形態による吸収液加熱システムの一例を示す図である。

【図5】図５は、図４に示す吸収液加熱システムの変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態による二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム、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用の吸収液加熱方法について説明する。

【0014】

（第１の実施の形態）

【0015】

まず、本実施の形態による二酸化炭素回収システム１０について、図１を用いて説明する。二酸化炭素回収システム１０は、プラント排ガスＧ１に含有されている二酸化炭素を回収するためのシステムである。プラント排ガスＧ１の例としては、火力発電プラントにおけるボイラから排出された排ガス等が挙げられるが、これに限られることはない。

【0016】

図１に示すように、二酸化炭素回収システム１０は、吸収部２１（充填層）を含む吸収塔２０と、再生部３１（充填層）を含む再生塔３０と、を備えている。このうち吸収部２１は、プラント排ガスＧ１に含有される二酸化炭素をリーン液Ｌ２（吸収液）に吸収させるように構成されている。再生部３１は、吸収塔２０から排出されたリッチ液Ｌ１（吸収液）から二酸化炭素を放出させるように構成されている。再生部３１において、リッチ液Ｌ１がリーン液Ｌ２に再生される。吸収部２１は、１つの充填層で構成されていてもよく、２つ以上の充填層で構成されていてもよい。再生部３１も同様である。吸収部２１および再生部３１は、充填層の代わりに、図示しないトレイ等の反応部で構成されていてもよい。

【0017】

吸収塔２０には、二酸化炭素を含有するプラント排ガスＧ１（処理対象排ガス）が、プラント排ガスライン２２から供給される。プラント排ガスＧ１は、吸収塔２０の下部に供給されて、吸収塔２０の内部で吸収部２１に向かって上昇する。一方、吸収塔２０の上部には、後述するリーン液ライン４２からリーン液Ｌ２が供給される。リーン液Ｌ２は、吸収塔２０の内部で吸収部２１に向かって分散落下する。吸収部２１は、向流型気液接触装置として構成されており、吸収部２１において、プラント排ガスＧ１とリーン液Ｌ２とが気液接触する。プラント排ガスＧ１に含有される二酸化炭素がリーン液Ｌ２に吸収され、これにより、リッチ液Ｌ１が生成される。リッチ液Ｌ１は、吸収塔２０の底部に一旦貯留され、当該底部から、後述するリッチ液ライン４１に排出される。プラント排ガスＧ１は、リーン液Ｌ２と気液接触することにより二酸化炭素が除去される。プラント排ガスＧ１は、吸収塔排ガスＧ２として吸収塔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４０が設けられている。吸収塔２０と再生塔３０とは、リッチ液ライン４１およびリーン液ライン４２によって連結されている。リッチ液ライン４１およびリーン液ライン４２には再生熱交換器４０が設けられている。リッチ液ライン４１に、リッチ液ポンプ４３が設けられている。吸収塔２０から排出されたリッチ液Ｌ１は、リッチ液ポンプ４３によって再生熱交換器４０を介して再生塔３０に供給される。再生熱交換器４０は、リッチ液ライン４１を流れるリッチ液Ｌ１を、リーン液ライン４２を流れるリーン液Ｌ２と熱交換させる。リーン液Ｌ２が熱源となってリッチ液Ｌ１が加熱される。再生熱交換器４０から排出されたリッチ液Ｌ１は、再生塔３０に供給される。

【0019】

再生塔３０の下部に、後述する水蒸気リボイラー５１およびメタンリボイラー６０から、吸収液蒸気Ｓ２が供給される。吸収液蒸気Ｓ２は、再生塔３０の内部で再生部３１に向かって上昇する。一方、再生塔３０の上部には、リッチ液ライン４１からリッチ液Ｌ１が供給される。リッチ液Ｌ１は、再生塔３０の内部で再生部３１に向かって分散落下する。再生部３１は、向流型気液接触装置として構成されており、再生部３１において、吸収液蒸気Ｓ２とリッチ液Ｌ１とが気液接触する。リッチ液Ｌ１は加熱され、リッチ液Ｌ１から二酸化炭素が放出され、これにより、リーン液Ｌ２が生成される。リーン液Ｌ２は、再生塔３０の底部に一旦貯留され、当該底部からリーン液ライン４２に排出される。吸収液蒸気Ｓ２は、リッチ液Ｌ１と気液接触することにより二酸化炭素を同伴して上昇する。吸収液蒸気Ｓ２は、二酸化炭素および水蒸気を含有する再生塔排ガスＧ３として、再生塔３０の頂部から排出される。

【0020】

リーン液ライン４２には、リーン液ポンプ４４が設けられている。再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２は、リーン液ポンプ４４によって再生熱交換器４０を介して吸収塔２０に供給される。再生熱交換器４０は、リーン液ライン４２を流れるリーン液Ｌ２を、リッチ液ライン４１を流れるリッチ液Ｌ１と熱交換させる。リーン液Ｌ２は、リッチ液Ｌ１によって冷却される。リーン液ライン４２に、リーン液冷却器４５が設けられている。リーン液Ｌ２は、リーン液冷却器４５によって更に冷却される。リーン液冷却器４５に、二酸化炭素回収システム１０の外部から冷却水が供給され、リーン液Ｌ２を冷却する。冷却されたリーン液Ｌ２は、吸収塔２０に供給される。

【0021】

このようにして、吸収液は、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Ｌ１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Ｌ２となる。なお、吸収液には、例えば、モノエタノールアミン（monoethanolamine）、ジエタノールアミン（diethanolamine）等のアミン化合物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。

【0022】

図示しないが、吸収塔２０は、１つ以上の洗浄部を有していてもよい。洗浄部は、吸収部２１から排出されるプラント排ガスＧ１を洗浄水で洗浄して、プラント排ガスＧ１に同伴する吸収液成分を回収する。吸収塔２０は、プラント排ガスＧ１を冷却する冷却部を有していてもよい。

【0023】

本実施の形態による二酸化炭素回収システム１０は、再生塔３０内のリッチ液Ｌ１を加熱するための吸収液加熱システム５０を更に備えている。この吸収液加熱システム５０について、図２を用いて以下に説明する。

【0024】

図２に示すように、本実施の形態による吸収液加熱システム５０は、水蒸気リボイラー５１と、メタンリボイラー６０と、メタン製造装置７０と、制御装置８０と、を備えている。

【0025】

水蒸気リボイラー５１は、再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２を加熱して再生塔３０に供給するように構成されている。水蒸気リボイラー５１は、二酸化炭素回収システム１０の外部から供給される水蒸気Ｓ１を加熱媒体としてリーン液Ｌ２を加熱する。水蒸気リボイラー５１においてリーン液Ｌ２と水蒸気Ｓ１とが熱交換する。このことにより、リーン液Ｌ２は加熱されて吸収液蒸気Ｓ２となる。水蒸気Ｓ１は冷却されて凝縮し、凝縮水Ｃとなる。水蒸気リボイラー５１は、シェル＆チューブ型の熱交換器として構成されていてもよく、またはケトル型の熱交換器として構成されていてもよく、水蒸気リボイラー５１の構成は任意である。

【0026】

より具体的には、再生塔３０の底部に第１水蒸気リボイラーライン５２が接続されている。第１水蒸気リボイラーライン５２に、水蒸気リボイラー５１が接続されており、再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２は、第１水蒸気リボイラーライン５２を通って水蒸気リボイラー５１に供給される。第１水蒸気リボイラーライン５２は、リーン液ライン４２を介して再生塔３０に接続されていてもよい。第１水蒸気リボイラーライン５２は、リーン液ライン４２から分岐するように第１水蒸気リボイラーライン５２に接続されていてもよい。第１水蒸気リボイラーライン５２の分岐点Ｐ１は、上述したリーン液ポンプ４４の上流側に配置されている。

【0027】

水蒸気リボイラー５１に、第２水蒸気リボイラーライン５３が接続されている。第２水蒸気リボイラーライン５３は、再生塔３０の下部に接続されており、水蒸気リボイラー５１において生成された吸収液蒸気Ｓ２は、第２水蒸気リボイラーライン５３を通って再生塔３０に供給される。第２水蒸気リボイラーライン５３と再生塔３０との接続点は、リーン液ライン４２と再生塔３０との接続点よりも高い位置に配置されている。

【0028】

水蒸気リボイラー５１に、水蒸気供給ライン５４が接続されている。水蒸気供給ライン５４は、二酸化炭素回収システム１０の外部から水蒸気リボイラー５１に水蒸気Ｓ１を供給するように構成されている。例えば、二酸化炭素回収システム１０が火力発電プラントに設置されている場合、ボイラの蒸気発生器等から水蒸気Ｓ１が供給されてもよい。

【0029】

水蒸気供給ライン５４に、水蒸気流量調節弁５４Ｖが設けられていてもよい。水蒸気流量調節弁５４Ｖは、水蒸気リボイラー５１への水蒸気Ｓ１の供給流量を調節するための弁である。水蒸気流量調節弁５４Ｖは電動操作弁であってもよく、水蒸気流量調節弁５４Ｖの開度は制御装置８０により制御されてもよい。制御装置８０は、後述する第１ガス流量計７１Ｆにより計測された流量に基づいて、水蒸気流量調節弁５４Ｖの開度を制御してもよい。この場合、水蒸気リボイラー５１に供給される水蒸気Ｓ１の流量が、所望の流量に調節される。水蒸気流量調節弁５４Ｖは、再生塔排ガスＧ３の流量が少ない場合に開くようにしてもよい。例えば、メタンリボイラー６０によってリーン液Ｌ２を加熱する運用を行っている間、再生塔排ガスＧ３の流量が目標流量に達していない場合に、水蒸気流量調節弁５４Ｖを開くようにしてもよい。この場合、再生塔３０への吸収液蒸気Ｓ２の供給量を増大させることができ、再生塔排ガスＧ３の流量を増大できる。このことにより、リッチ液Ｌ１からの二酸化炭素の放出効率を向上させることができる。

【0030】

水蒸気リボイラー５１に、水蒸気排出ライン５５が接続されている。水蒸気排出ライン５５は、水蒸気リボイラー５１において凝縮した凝縮水Ｃを、水蒸気リボイラー５１から排出するように構成されている。凝縮水Ｃは、二酸化炭素回収システム１０の外部に供給してもよい。

【0031】

メタンリボイラー６０は、再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２を加熱して再生塔３０に供給するように構成されている。メタンリボイラー６０は、メタン製造装置７０において合成されたメタンＭ１を加熱媒体としてリーン液Ｌ２を加熱する。メタンＭ１は、後述するように、水蒸気を含有した高温のメタンガスであってもよい。メタンリボイラー６０においてリーン液Ｌ２とメタンＭ１とが熱交換する。このことにより、リーン液Ｌ２は加熱されて吸収液蒸気Ｓ２となる。メタンＭ１は冷却される。このことにより、メタンＭ１に含有している水蒸気が凝縮した凝縮水を含むメタンガスとなって、メタンＭ２としてメタンリボイラー６０から排出される。メタンリボイラー６０は、シェル＆チューブ型の熱交換器として構成されていてもよく、またはケトル型の熱交換器として構成されていてもよく、メタンリボイラー６０の構成は任意である。

【0032】

本実施の形態においては、メタンリボイラー６０および水蒸気リボイラー５１は、再生塔３０に並列に接続されている。

【0033】

より具体的には、メタンリボイラー６０に、第１メタンリボイラーライン６１が接続されている。第１メタンリボイラーライン６１は、再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２をメタンリボイラー６０に供給する。第１メタンリボイラーライン６１は、リーン液ライン４２および第１水蒸気リボイラーライン５２を介して再生塔３０に接続されていてもよい。第１メタンリボイラーライン６１は、第１水蒸気リボイラーライン５２から分岐点Ｐ２で分岐するように、第１水蒸気リボイラーライン５２に接続されていてもよい。しかしながら、このことに限られることはなく、第１メタンリボイラーライン６１は、リーン液ライン４２および第１水蒸気リボイラーライン５２に接続されることなく、再生塔３０に直接的に接続されていてもよい。

【0034】

第１メタンリボイラーライン６１に、メタンリボイラー弁６１Ｖが設けられていてもよい。メタンリボイラー弁６１Ｖは、メタンリボイラー６０へのリーン液Ｌ２の供給を制御するための弁である。メタンリボイラー弁６１Ｖは、リーン液Ｌ２の供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替える切替弁として構成されていてもよく、リーン液Ｌ２の供給量を調節する流量調節弁として構成されていてもよい。メタンリボイラー弁６１Ｖは電動操作弁であってもよく、制御装置８０により制御されてもよい。

【0035】

メタンリボイラー６０に、第２メタンリボイラーライン６２が接続されている。第２メタンリボイラーライン６２は、再生塔３０の下部に接続されており、メタンリボイラー６０において生成された吸収液蒸気Ｓ２は、第２メタンリボイラーライン６２を通って再生塔３０に供給される。第２メタンリボイラーライン６２は、第２水蒸気リボイラーライン５３に接続されることなく、再生塔３０に直接的に接続されていてもよい。第２メタンリボイラーライン６２と再生塔３０との接続点は、リーン液ライン４２と再生塔３０との接続点よりも高い位置に配置されている。しかしながら、このことに限られることはなく、第２メタンリボイラーライン６２は、第２水蒸気リボイラーライン５３と合流していてもよい。

【0036】

メタンリボイラー６０に、後述する第２メタンライン７７が接続されており、第２メタンライン７７からメタンリボイラー６０にメタンＭ１が供給される。メタンリボイラー６０に、後述する第３メタンライン７８が接続されており、メタンリボイラー６０から第３メタンライン７８にメタンＭ２が排出される。

【0037】

メタン製造装置７０は、再生塔３０から排出された再生塔排ガスＧ３（二酸化炭素含有ガス）からメタンＭ１を合成するように構成されている。メタン製造装置７０に、再生塔３０から排出された再生塔排ガスＧ３が供給される。

【0038】

より具体的には、再生塔３０の頂部に第１ガスライン７１が接続されている。第１ガスライン７１に煙突（図示せず）が接続されており、再生塔排ガスＧ３は、第１ガスライン７１を通って煙突に供給可能に構成されている。

【0039】

第１ガスライン７１に、第１ガス圧力調節弁７１Ｖが設けられていてもよい。第１ガス圧力調節弁７１Ｖは、再生塔３０の内部圧力を調節するための弁である。第１ガス圧力調節弁７１Ｖは電動操作弁であってもよく、制御装置８０により制御されてもよい。再生塔３０に、再生塔圧力計３０Ｐが設けられていてもよい。再生塔圧力計３０Ｐは再生塔３０の内部圧力を計測し、計測された圧力値は、制御装置８０に送信される。制御装置８０は、再生塔圧力計３０Ｐにより計測された内部圧力に基づいて、第１ガス圧力調節弁７１Ｖの開度を制御してもよい。このようにして、再生塔３０の内部圧力が、所望の圧力に調節される。

【0040】

第１ガスライン７１に、第１ガス流量計７１Ｆが設けられていてもよい。第１ガス流量計７１Ｆは、再生塔３０から排出された再生塔排ガスＧ３の流量を計測し、計測された流量値は、制御装置８０に送信される。第１ガス流量計７１Ｆは、第１ガス圧力調節弁７１Ｖの下流側に配置されていてもよいが、第１ガス圧力調節弁７１Ｖの上流側に配置されていてもよい。

【0041】

第１ガスライン７１に、煙突入口弁７２が設けられていてもよい。煙突入口弁７２は、煙突への再生塔排ガスＧ３の供給を制御するための弁である。煙突入口弁７２は、再生塔排ガスＧ３の供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替える切替弁として構成されていてもよく、再生塔排ガスＧ３の供給量を調節する流量調節弁として構成されていてもよい。メタン製造装置７０を停止するとともに、二酸化炭素圧縮設備１００への再生塔排ガスＧ３の供給を停止する場合、煙突入口弁７２を開く。このことにより、再生塔排ガスＧ３を煙突に供給することができる。煙突入口弁７２は、第１ガス流量計７１Ｆの下流側に配置されていてもよい。煙突入口弁７２は制御装置８０により制御されない手動操作弁であってもよいが、制御装置８０により制御される電動操作弁であってもよい。

【0042】

第１ガスライン７１に、第２ガスライン７３が接続されている。第２ガスライン７３は、第１ガスライン７１を介して再生塔３０に接続されている。第２ガスライン７３は、第１ガスライン７１から分岐するように第１ガスライン７１に接続されていてもよい。第２ガスライン７３は、メタン製造装置７０に接続されており、再生塔３０から排出された再生塔排ガスＧ３は、第１ガスライン７１および第２ガスライン７３を通って、メタン製造装置７０に供給される。第２ガスライン７３の分岐点Ｐ３は、上述した第１ガス流量計７１Ｆの下流側に配置されている。

【0043】

第２ガスライン７３に、第２ガス流量調節弁７３Ｖおよび第２ガス流量計７３Ｆが設けられていてもよい。第２ガス流量調節弁７３Ｖは、メタン製造装置７０に供給される再生塔排ガスＧ３の流量を調節するための弁である。第２ガス流量調節弁７３Ｖは電動操作弁であってもよく、制御装置８０により制御されてもよい。第２ガス流量計７３Ｆは、メタン製造装置７０に供給される再生塔排ガスＧ３の流量を計測し、計測された流量値は制御装置８０に送信される。制御装置８０は、第２ガス流量計７３Ｆにより計測された流量に基づいて、第２ガス流量調節弁７３Ｖの開度を制御してもよい。このようにして、メタン製造装置７０に供給される再生塔排ガスＧ３の流量が、所望の流量に調節される。第２ガス流量計７３Ｆは、第２ガス流量調節弁７３Ｖの下流側に配置されていてもよいが、第２ガス流量調節弁７３Ｖの上流側に配置されていてもよい。第２ガス流量調節弁７３Ｖを閉じることにより、メタン製造装置７０への再生塔排ガスＧ３の供給を停止することができる。この場合、メタン製造装置７０のメンテナンス等を行うことができる。

【0044】

第１ガスライン７１に、第３ガスライン７４が接続されている。第３ガスライン７４は、第１ガスライン７１を介して再生塔３０に接続されている。第３ガスライン７４は、第１ガスライン７１から分岐するように第１ガスライン７１に接続されていてもよい。第３ガスライン７４は、再生塔排ガスＧ３を圧縮する二酸化炭素圧縮設備１００（図４参照）に接続されていてもよい。再生塔３０から排出された再生塔排ガスＧ３は、第１ガスライン７１および第３ガスライン７４を通って、圧縮設備１００に供給される。第３ガスライン７４の分岐点Ｐ４は、第２ガスライン７３の分岐点Ｐ３よりも下流側に配置されるとともに、煙突入口弁７２よりも上流側に配置されている。

【0045】

第３ガスライン７４に、第３ガス流量調節弁７４Ｖおよび第３ガス流量計７４Ｆが設けられていてもよい。第３ガス流量調節弁７４Ｖは、二酸化炭素圧縮設備１００に供給される再生塔排ガスＧ３の流量を調節するための弁である。第３ガス流量調節弁７４Ｖは電動操作弁であってもよく、制御装置８０により制御されてもよい。第３ガス流量計７４Ｆは、二酸化炭素圧縮設備１００に供給される再生塔排ガスＧ３の流量を計測し、計測された流量値は制御装置８０に送信される。制御装置８０は、第３ガス流量計７４Ｆにより計測された流量に基づいて、第３ガス流量調節弁７４Ｖの開度を制御してもよい。このようにして、二酸化炭素圧縮設備１００に供給される再生塔排ガスＧ３の流量が、所望の流量に調節される。第３ガス流量計７４Ｆは、第３ガス流量調節弁７４Ｖの下流側に配置されていてもよいが、第３ガス流量調節弁７４Ｖの上流側に配置されていてもよい。第３ガス流量調節弁７４Ｖを閉じることにより、二酸化炭素圧縮設備１００への再生塔排ガスＧ３の供給を停止することができる。この場合、二酸化炭素圧縮設備１００のメンテナンス等を行うことができる。

【0046】

第１ガスライン７１に、図示しない洗浄部が設けられていてもよい。洗浄部は、再生塔排ガスＧ３を洗浄水で洗浄して、再生塔排ガスＧ３に同伴する吸収液成分を回収する。洗浄部は、例えば、再生塔３０と、第２ガスライン７３の分岐点Ｐ３との間に配置されていてもよく、第２ガスライン７３の分岐点Ｐ３と第３ガスライン７４の分岐点Ｐ４との間に配置されていてもよい。あるいは、洗浄部は、第３ガスライン７４の分岐点Ｐ４と煙突との間に配置されていてもよい。

【0047】

メタン製造装置７０に、水素供給ライン７５が接続されている。水素供給ライン７５は、メタン製造装置７０に水素を供給するように構成されている。水素供給ライン７５は、水素を貯蔵する水素貯蔵設備（図示せず）に接続されていてもよく、水素を合成する水素製造装置（図示せず）に接続されていてもよい。水素供給ライン７５に、メタン製造装置７０に供給される水素の流量を調節するための水素流量調節弁（図示せず）が設けられていてもよい。水素流量調節弁は電動操作弁であってもよく、制御装置８０により制御されてもよい。

【0048】

メタン製造装置７０は、第２ガスライン７３から供給される再生塔排ガスＧ３と、水素供給ライン７５から供給される水素からメタンＭ１を合成する。例えば、以下に示すようなメタネーション反応で、メタンＭ１が合成されてもよい。この反応は発熱反応であり、合成されたメタンＭ１は、水蒸気を含有した高温のメタンガスとなっている。メタンガスの温度は、上述した水蒸気リボイラー５１に供給される水蒸気の温度よりも高くてもよい。
ＣＯ_２＋４Ｈ_２→ＣＨ_４＋２Ｈ_２Ｏ

【0049】

メタン製造装置７０に、第１メタンライン７６が接続されている。第１メタンライン７６は、メタン製造装置７０からメタンＭ１を排出し、図示しないメタン下流設備に接続されていてもよい。メタン製造装置７０において合成されたメタンＭ１は、メタン下流設備に供給される。メタン下流設備の例としては、メタン圧縮設備または発電設備等が挙げられるが、メタン下流設備は任意である。

【0050】

第１メタンライン７６に、第１メタン流量調節弁７６Ｖおよび第１メタン流量計７６Ｆが設けられていてもよい。第１メタン流量調節弁７６Ｖは、メタン下流設備に供給されるメタンＭ１の流量を調整するための弁である。第１メタン流量調節弁７６Ｖは電動操作弁であってもよく、制御装置８０により制御されてもよい。第１メタン流量計７６Ｆは、メタン製造装置７０から排出されるメタンＭ１の流量を計測し、計測された流量値は制御装置８０に送信される。制御装置８０は、第１メタン流量計７６Ｆにより計測された流量に基づいて、第１メタン流量調節弁７６Ｖの開度を制御してもよい。このようにして、メタン製造装置７０からメタン下流設備に供給されるメタンＭ１の流量が、所望の流量に調節される。第１メタン流量計７６Ｆは、第１メタン流量調節弁７６Ｖの上流側に配置されていてもよい。

【0051】

第１メタンライン７６に、第２メタンライン７７が接続されている。第２メタンライン７７は、メタンリボイラー６０に接続されている。第２メタンライン７７は、メタン製造装置７０から排出されたメタンＭ１を、メタンリボイラー６０に供給する。第２メタンライン７７は、第１メタンライン７６を介してメタン製造装置７０に接続されている。第２メタンライン７７は、第１メタンライン７６から分岐するように、第１メタンライン７６に接続されていてもよい。第２メタンライン７７の分岐点Ｐ５は、第１メタン流量計７６Ｆと第１メタン流量調節弁７６Ｖとの間に配置されている。しかしながら、このことに限られることはなく、第２メタンライン７７は、第１メタンライン７６に接続されることなく、メタン製造装置７０に直接的に接続されていてもよい。

【0052】

第２メタンライン７７に、第２メタン流量調節弁７７Ｖおよび第２メタン流量計７７Ｆが設けられていてもよい。第２メタン流量調節弁７７Ｖは、メタンリボイラー６０に供給されるメタンＭ１の流量を調整するための弁である。第２メタン流量調節弁７７Ｖは電動操作弁であって、制御装置８０により制御されてもよい。第２メタン流量計７７Ｆは、メタンリボイラー６０に供給されるメタンＭ１の流量を計測し、計測された流量値は制御装置８０に送信される。制御装置８０は、第２メタン流量計７７Ｆにより計測された流量に基づいて、第２メタン流量調節弁７７Ｖの開度を制御してもよい。このようにして、メタン製造装置７０からメタンリボイラー６０に供給されるメタンＭ１の流量が、所望の流量に調節される。第２メタン流量計７７Ｆは、第２メタン流量調節弁７７Ｖの下流側に配置されていてもよいが、第２メタン流量調節弁７７Ｖの上流側に配置されていてもよい。第２メタン流量調節弁７７Ｖを閉じることにより、メタンリボイラー６０へのメタンＭ１の供給を停止することができる。この場合、メタンリボイラー６０のメンテナンス等を行うことができる。また、この場合、メタン製造装置７０から排出されたメタンＭ１は、第１メタンライン７６を通ってメタン下流設備に供給することができ、メタン製造装置７０によるメタンＭ１の合成を継続することができる。

【0053】

メタンリボイラー６０に、第３メタンライン７８が接続されている。第３メタンライン７８は、メタンリボイラー６０にも接続されている。第３メタンライン７８は、メタンリボイラー６０において生成された凝縮水を含有するメタンＭ２を、メタンリボイラー６０から排出して、第１メタンライン７６に供給するように構成されている。第３メタンライン７８は、第１メタンライン７６に合流して、メタンＭ２をメタン下流設備に供給するようにしもよい。第３メタンライン７８の合流点Ｐ６は、第１メタン流量調節弁７６Ｖの下流側に配置されていてもよい。しかしながら、このことに限られることはなく、第３メタンライン７８は、第１メタンライン７６に接続することなく、メタン下流設備に直接的に接続されていてもよい。

【0054】

制御装置８０は、上述したように、水蒸気流量調節弁５４Ｖ、第１ガス圧力調節弁７１Ｖ、第２ガス流量調節弁７３Ｖ、第３ガス流量調節弁７４Ｖ、メタンリボイラー弁６１Ｖ、第１メタン流量調節弁７６Ｖおよび第２メタン流量調節弁７７Ｖを制御する制御装置８０は、二酸化炭素回収システム１０を制御する制御装置（図示せず）とは別体に構成されていてもよいが、二酸化炭素回収システム１０を制御する制御装置と一体に構成されていてもよい。

【0055】

次に、本実施の形態による二酸化炭素回収システムにおける二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱方法について説明する。

【0056】

二酸化炭素回収システム１０の通常運転時、再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２の一部は、第１水蒸気リボイラーライン５２を通って水蒸気リボイラー５１に供給される。一方、水蒸気流量調節弁５４Ｖを開くことにより、水蒸気リボイラー５１に、水蒸気Ｓ１が供給される。このことにより、リーン液Ｌ２は水蒸気Ｓ１と熱交換し、水蒸気Ｓ１を加熱媒体として加熱される。加熱されたリーン液Ｌ２は、吸収液蒸気Ｓ２となって、水蒸気リボイラー５１から排出される。吸収液蒸気Ｓ２は、第２水蒸気リボイラーライン５３を通って再生塔３０に供給される。水蒸気Ｓ１は冷却されて凝縮し、凝縮水Ｃが生成される。凝縮水Ｃは、水蒸気排出ライン５５に排出される。

【0057】

水蒸気リボイラー５１から再生塔３０に供給された吸収液蒸気Ｓ２は、再生塔３０内のリッチ液Ｌ１を加熱する。このことにより、リッチ液Ｌ１の温度が上昇し、リッチ液Ｌ１から二酸化炭素が放出される。

【0058】

第１ガス圧力調節弁７１Ｖを開くことにより、再生塔３０から、二酸化炭素および水蒸気を含有する再生塔排ガスＧ３が第１ガスライン７１に排出される。本実施の形態による吸収液加熱方法においては、再生塔３０から排出された再生塔排ガスＧ３からメタンＭ１を合成する工程と、メタンＭ１を加熱媒体として、再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２を加熱する工程と、加熱された吸収液蒸気Ｓ２を再生塔３０に供給する工程、とが行われる。

【0059】

より具体的には、第２ガス流量調節弁７３Ｖを開くことにより、第１ガスライン７１に排出された再生塔排ガスＧ３が、第２ガスライン７３を通ってメタン製造装置７０に供給される。再生塔排ガスＧ３に含有される二酸化炭素と、水素供給ライン７５から供給された水素とから、メタンＭ１が合成される。

【0060】

第２メタン流量調節弁７７Ｖを開くことにより、メタン製造装置７０において合成されたメタンＭ１は、メタン製造装置７０から排出される。メタンＭ１は、第１メタンライン７６および第２メタンライン７７を通って、メタンリボイラー６０に供給される。

【0061】

メタンリボイラー弁６１Ｖを開くことにより、再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２の一部は、メタンリボイラー６０にも供給される。メタンリボイラー６０に供給されたリーン液Ｌ２は、第２メタンライン７７から供給されたメタンＭ１と熱交換し、メタンＭ１を加熱媒体として加熱される。メタンＭ１は冷却されてメタンＭ２となる。メタンＭ２は、第３メタンライン７８に排出されて、メタン下流設備に供給される。

【0062】

メタンリボイラー６０において加熱されたリーン液Ｌ２は、吸収液蒸気Ｓ２となって、メタンリボイラー６０から排出される。吸収液蒸気Ｓ２は、第２メタンリボイラーライン６２を通って再生塔３０に供給される。

【0063】

上述したように、メタンリボイラー６０に供給されるメタンＭ１の温度は、水蒸気リボイラー５１に供給される水蒸気よりも高い。このことにより、メタンリボイラー６０から再生塔３０に供給された吸収液蒸気Ｓ２の温度は、水蒸気リボイラー５１から再生塔３０に供給された吸収液蒸気Ｓ２の温度よりも高い。このため、再生塔３０内のリッチ液Ｌ１の温度を高めることができ、二酸化炭素の放出効率を向上させることができる。

【0064】

このように本実施の形態によれば、メタン製造装置７０において、再生塔３０から排出された二酸化炭素を含有する再生塔排ガスＧ３からメタンＭ１が合成される。メタンリボイラー６０において、合成されたメタンＭ１を加熱媒体として、再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２が加熱されて、再生塔３０に供給される。このことにより、リーン液Ｌ２を加熱するために、再生塔排ガスＧ３を用いて合成されたメタンＭ１が有する熱エネルギを用いることができる。このため、二酸化炭素回収システム１０の外部から加熱媒体として水蒸気リボイラー５１に供給される水蒸気の供給量を低減することができる、または水蒸気の供給を不要とすることができる。この結果、二酸化炭素回収システム１０の外部からの熱エネルギの供給量を低減することができる。

【0065】

また、本実施の形態によれば、水蒸気リボイラー５１において、二酸化炭素回収システム１０の外部から供給される水蒸気を加熱媒体として、再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２が加熱されて、再生塔３０に供給される。このことにより、リーン液Ｌ２を加熱するための熱エネルギを増大させることができる。このため、再生塔３０内のリッチ液Ｌ１の温度を高めることができ、二酸化炭素の放出効率を向上させることができる。

【0066】

また、本実施の形態によれば、メタンリボイラー６０および水蒸気リボイラー５１は、再生塔３０に並列に接続されている。このことにより、再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２を、メタンリボイラー６０および水蒸気リボイラー５１のいずれかで加熱することができる。このため、メタンリボイラー６０またはメタン製造装置７０の異常発生時であっても、二酸化炭素回収システム１０の運用を継続することができ、メタンリボイラー６０および水蒸気リボイラー５１のいずれか一方を停止することができる。この結果、二酸化炭素回収システム１０の運用の柔軟性を向上させることができる。

【0067】

また、本実施の形態によれば、メタンリボイラー６０へのリーン液Ｌ２の供給が、メタンリボイラー弁６１Ｖによって制御される。このことにより、メタン製造装置７０からメタンリボイラー６０にメタンＭ１が供給される場合に、メタンリボイラー弁６１Ｖを開いて、メタンリボイラー６０にリーン液Ｌ２を供給することができる。一方、メタン製造装置７０からメタンリボイラー６０にメタンＭ１が供給されない場合、メタンリボイラー弁６１Ｖを閉じて、メタンリボイラー６０へのリーン液Ｌ２の供給を停止することができる。また、メタンリボイラー６０またはメタン製造装置７０の異常発生時に、メタンリボイラー弁６１Ｖを閉じることにより、メタンリボイラー６０へのリーン液Ｌ２の供給を停止することができる。メタンリボイラー６０へのリーン液Ｌ２の供給を停止した場合、リーン液Ｌ２を水蒸気リボイラー５１に供給することにより、二酸化炭素回収システム１０の運用を継続することができる。このため、二酸化炭素回収システム１０の運用の柔軟性を向上させることができる。

【0068】

また、本実施の形態によれば、メタン製造装置７０から第１メタンライン７６にメタンＭ１が排出されるとともに、メタン製造装置７０から第２メタンライン７７を通ってメタンリボイラー６０にメタンＭ１が供給される。メタンリボイラー６０から排出されたメタンＭ２は、第３メタンライン７８を通って、第１メタンライン７６に供給される。このことにより、メタン製造装置７０において合成されたメタンＭ１を、メタンリボイラー６０に供給するか否かを選択することができる。このため、メタンリボイラー６０の異常発生時に、メタン製造装置７０から排出されたメタンＭ１がメタンリボイラー６０に供給されることを回避でき、二酸化炭素回収システム１０の運用の柔軟性を向上させることができる。

【0069】

また、本実施の形態によれば、メタン製造装置７０に、水素供給ライン７５から水素が供給される。このことにより、メタン製造装置７０において、水素供給ライン７５から供給された水素と、二酸化炭素を含有する再生塔排ガスＧ３からメタンＭ１を合成することができる。このため、メタン製造装置７０において、メタネーション反応を用いてメタンＭ１を合成することができる。メタネーション反応は、発熱反応であるため、合成されたメタンＭ１の温度を高くすることができる。この結果、メタンＭ１が有する熱エネルギを増大させることができ、再生塔３０内のリッチ液Ｌ１の温度を高めることができる。

【0070】

なお、上述した本実施の形態においては、第１メタンライン７６に、第１メタン流量調節弁７６Ｖおよび第１メタン流量計７６Ｆが設けら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い。例えば、メタン製造装置７０に、メタン製造装置７０の内部圧力を計測する圧力計（図示せず）が設けられるとともに、第１メタンライン７６に、メタン圧力調節弁（図示せず）が設けられていてもよい。メタン圧力調節弁は、メタン製造装置７０の内部圧力を調節するための弁としてもよい。メタン圧力計は、計測された圧力値を制御装置８０に送信し、制御装置８０は、メタン圧力計により計測された内部圧力に基づいて、メタン圧力調節弁の開度を制御してもよい。この場合、メタン製造装置７０の内部圧力が、所望の圧力に調節される。

【0071】

（第２の実施の形態）
次に、図３を用いて、本発明の第２の実施の形態による二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム、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用の吸収液加熱方法について説明する。

【0072】

図３に示す第２の実施の形態においては、メタンリボイラーおよび水蒸気リボイラーが、再生塔に直列に接続されている点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図３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付して詳細な説明は省略する。

【0073】

図３に示すように、本実施の形態においては、メタンリボイラー６０および水蒸気リボイラー５１は、再生塔３０に直列に接続されている。メタンリボイラー６０は、水蒸気リボイラー５１の下流側に配置されている。

【0074】

より具体的には、第２水蒸気リボイラーライン５３に、第１メタンリボイラーライン６１が接続されている。水蒸気リボイラー５１から第２水蒸気リボイラーライン５３に排出されたリーン液Ｌ２は、第１メタンリボイラーライン６１を通ってメタンリボイラー６０に供給可能になっている。

【0075】

水蒸気リボイラー５１ラインとメタンリボイラー６０ラインは、三方弁９０を介して接続されていてもよい。三方弁９０は、水蒸気リボイラー５１から排出されたリーン液Ｌ２の供給先を、メタンリボイラー６０および再生塔３０のいずれかに切り替え可能に構成されている。

【0076】

より具体的には三方弁９０は、第３水蒸気リボイラーライン９１を介して再生塔３０に接続されている。すなわち、三方弁９０は、第２水蒸気リボイラーライン５３と、第１メタンリボイラーライン６１と、第３水蒸気リボイラーライン９１に接続されている。三方弁９０は、第２水蒸気リボイラーライン５３と第３水蒸気リボイラーライン９１を連通する状態と、第２水蒸気リボイラーライン５３と第１メタンリボイラーライン６１を連通する状態とに、切り替え可能に構成されている。

【0077】

第２メタンリボイラーライン６２および第３水蒸気リボイラーライン９１は、互いに接続されることなく、再生塔３０に直接的に接続されている。第３水蒸気リボイラーライン９１と再生塔３０との接続点は、リーン液ライン４２と再生塔３０との接続点よりも高い位置に配置されている。しかしながら、このことに限られることはなく、第２メタンリボイラーライン６２は、第３水蒸気リボイラーライン９１と合流していてもよい。

【0078】

このように本実施の形態によれば、メタンリボイラー６０および水蒸気リボイラー５１は、再生塔３０に直列に接続され、メタンリボイラー６０は、水蒸気リボイラー５１の下流側に配置されている。このことにより、再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２を、水蒸気リボイラー５１おおびメタンリボイラー６０にこの順番で供給して加熱することができる。このため、水蒸気リボイラー５１で加熱されたリーン液Ｌ２を、メタンリボイラー６０で更に加熱することができ、リーン液Ｌ２の温度をより一層高めることができる。この結果、再生塔３０内のリッチ液Ｌ１の温度を高めることができ、二酸化炭素の放出効率を向上させることができる。

【0079】

また、本実施の形態によれば、水蒸気リボイラー５１とメタンリボイラー６０は、三方弁９０を介して接続されている。三方弁９０は、水蒸気リボイラー５１から排出されたリーン液Ｌ２の供給先を、メタンリボイラー６０および再生塔３０のいずれかに切り替え可能になっている。このことにより、水蒸気リボイラー５１から排出されたリーン液Ｌ２を、メタンリボイラー６０に供給することなく、再生塔３０に供給することができる。このため、二酸化炭素回収システム１０の運用を継続しながら、メタンリボイラー６０を停止することができ、二酸化炭素回収システム１０の運用の柔軟性を向上させることができる。

【0080】

（第３の実施の形態）
次に、図４および図５を用いて、本発明の第３の実施の形態による二酸化炭素回収システム用の吸収液加熱システム、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用の吸収液加熱方法について説明する。

【0081】

図４および図５に示す第３の実施の形態においては、メタン製造装置に、圧縮された再生塔排ガスが供給される点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図４および図５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付して詳細な説明は省略する。

【0082】

図４に示すように、本実施の形態による吸収液加熱システム５０は、再生塔排ガスＧ３を圧縮する二酸化炭素圧縮設備１００（圧縮部）を備えている。メタン製造装置７０に、二酸化炭素圧縮設備１００を通った再生塔排ガスＧ３が供給される。

【0083】

より具体的には、第３ガスライン７４に、二酸化炭素圧縮設備１００が接続されている。第２ガスライン７３は、二酸化炭素圧縮設備１００に接続されている。第３ガスライン７４に供給された再生塔排ガスＧ３は、二酸化炭素圧縮設備１００に供給されて圧縮される。圧縮された再生塔排ガスＧ３は、二酸化炭素圧縮設備１００から排出される。

【0084】

本実施の形態による第２ガスライン７３は、第１ガスライン７１ではなく、二酸化炭素圧縮設備１００に接続されている。二酸化炭素圧縮設備１００から排出された再生塔排ガスＧ３は、第２ガスライン７３を通ってメタン製造装置７０に供給される。

【0085】

図２に示す形態と同様にして、第２ガスライン７３に、第２ガス流量調節弁７３Ｖおよび第２ガス流量計７３Ｆが設けられていてもよい。第２ガス流量調節弁７３Ｖは、二酸化炭素圧縮設備１００からメタン製造装置７０に供給される再生塔排ガスＧ３の流量を調節するための弁である。第２ガス流量計７３Ｆは、二酸化炭素圧縮設備１００からメタン製造装置７０に供給される再生塔排ガスＧ３の流量を計測し、計測された流量値は制御装置８０に送信される。制御装置８０は、第２ガス流量計７３Ｆにより計測された流量に基づいて、第２ガス流量調節弁７３Ｖの開度を制御してもよい。このようにして、二酸化炭素圧縮設備１００からメタン製造装置７０に供給される再生塔排ガスＧ３の流量が、所望の流量に調節される。第２ガス流量計７３Ｆは、第２ガス流量調節弁７３Ｖの下流側に配置されていてもよいが、第２ガス流量調節弁７３Ｖの上流側に配置されていてもよい。第２ガス流量調節弁７３Ｖを閉じることにより、メタン製造装置７０への再生塔排ガスＧ３の供給を停止することができる。この場合、メタン製造装置７０のメンテナンス等を行うことができる。

【0086】

第２ガスライン７３に、第４ガスライン１０１が接続されている。第４ガスライン１０１は、第２ガスライン７３から分岐するように第２ガスライン７３に接続されていてもよい。第４ガスライン１０１は、図示しない貯蔵設備に接続されており、二酸化炭素圧縮設備１００で圧縮された再生塔排ガスＧ３は、第４ガスライン１０１を通って貯蔵設備に供給される。第４ガスライン１０１の分岐点Ｐ７は、上述した第２ガス流量調節弁７３Ｖの上流側に配置されている。

【0087】

第４ガスライン１０１に、第４ガス流量調節弁１０１Ｖおよび第４ガス流量計１０１Ｆが設けられていてもよい。第４ガス流量調節弁１０１Ｖは、上述した貯蔵設備に供給される再生塔排ガスＧ３の流量を調節するための弁である。第４ガス流量調節弁１０１Ｖは電動操作弁であってもよく、制御装置８０により制御されてもよい。第４ガス流量計１０１Ｆは、貯蔵設備に供給される再生塔排ガスＧ３の流量を計測し、計測された流量値は、制御装置８０に送信される。制御装置８０は、第４ガス流量計１０１Ｆにより計測された流量に基づいて、第４ガス流量調節弁１０１Ｖの開度を制御してもよい。このようにして、貯蔵設備に供給される再生塔排ガスＧ３の流量が、所望の流量に調節される。第４ガス流量計１０１Ｆは、第４ガス流量調節弁１０１Ｖの下流側に配置されていてもよいが、第４ガス流量調節弁１０１Ｖの上流側に配置されていてもよい。第４ガス流量調節弁１０１Ｖを閉じることにより、貯蔵設備への再生塔排ガスＧ３の供給を停止することができる。

【0088】

このように本実施の形態によれば、メタン製造装置７０に、二酸化炭素圧縮設備１００を通って圧縮された再生塔排ガスＧ３が供給される。このことにより、メタン製造装置７０への再生塔排ガスＧ３の供給量を増大させることができ、メタン製造装置７０におけるメタンＭ１の合成量を増大させることができる。このため、メタンリボイラー６０へのメタンＭ１の供給量を増大でき、リーン液Ｌ２の温度をより一層高めることができる。この結果、再生塔３０内のリッチ液Ｌ１の温度を高めることができ、二酸化炭素の放出効率を向上させることができる。

【0089】

なお、上述した本実施の形態においては、メタンリボイラー６０および水蒸気リボイラー５１が、図２に示す形態と同様にして再生塔３０に並列に接続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、メタンリボイラー６０および水蒸気リボイラー５１は、図３に示す形態と同様にして再生塔３０に直列に接続されていてもよい。この場合、図３に示す形態と同様にして、水蒸気リボイラー５１ラインとメタンリボイラー６０ラインは、三方弁９０を介して接続されていてもよい。

【0090】

以上述べた実施の形態によれば、二酸化炭素回収システムの外部からの熱エネルギの供給量を低減することができる。

【0091】

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】

【0092】

１０：二酸化炭素回収システム、２０：吸収塔、３０：再生塔、５０：吸収液加熱システム、５１：水蒸気リボイラー、６０：メタンリボイラー、６１Ｖ：メタンリボイラー弁、
７０：メタン製造装置、７５：水素供給ライン、７６：第１メタンライン、７７：第２メタンライン、７８：第３メタンライン、９０：三方弁、１００：二酸化炭素圧縮設備、Ｇ１：プラント排ガス、Ｇ３：再生塔排ガス、Ｌ１：リッチ液、Ｌ２：リーン液、Ｍ１、Ｍ２：メタン、Ｓ１：水蒸気、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】