特開 2023-178848 二酸化炭素回収システム及び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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023178848

(43)【公開日】2023-12-18

(54)【発明の名称】二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/14 20060101AFI20231211BHJP

   B01D 53/18 20060101ALI20231211BHJP

【ＦＩ】

B01D53/14 220

B01D53/14 210

B01D53/18 130

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022091791

(22)【出願日】2022-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】中村 至高

(72)【発明者】

【氏名】奥原 洋人

(72)【発明者】

【氏名】池田 諒介

(72)【発明者】

【氏名】富田 久士

【テーマコード（参考）】

4D020

【Ｆターム（参考）】

4D020AA03

4D020BA16

4D020BA19

4D020BB03

4D020BC01

4D020CB10

4D020CB16

4D020CB17

4D020CC01

4D020CC05

4D020CC06

4D020CC09

4D020CC10

4D020CC16

4D020CD01

4D020CD02

4D020CD10

4D020DA01

4D020DA02

4D020DA03

4D020DB01

4D020DB05

4D020DB07

4D020DB15

(57)【要約】

【課題】吸収液を用いて空気中の二酸化炭素を吸収する場合であっても、吸収液中の水分の減少を低減することが可能な二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法を提供する。
【解決手段】二酸化炭素回収システム１は、水と空気とが直接接触し、水の一部が気化して水蒸気が生成されることにより、水のうち気化せずに残った水を冷却する冷却部と、空気及び水蒸気と、アルカリ性水溶液を含む吸収液との気液接触により、空気に含まれる二酸化炭素が吸収液で吸収され、水蒸気の水分が吸収液に補給される少なくとも１つの吸収部と、吸収液に吸収された二酸化炭素を放散する少なくとも１つの再生部とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水と空気とが直接接触し、前記水の一部が気化して水蒸気が生成されることにより、前記水のうち気化せずに残った水を冷却する冷却部と、
前記空気及び前記水蒸気と、アルカリ性水溶液を含む吸収液との気液接触により、前記空気に含まれる二酸化炭素が前記吸収液で吸収され、前記水蒸気の水分が前記吸収液に補給される少なくとも１つの吸収部と、
前記吸収液に吸収された二酸化炭素を放散する少なくとも１つの再生部と、
を備える、二酸化炭素回収システム。

【請求項2】

前記冷却部は開放式冷却塔である、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項3】

前記アルカリ性水溶液はアミン水溶液である、請求項１又は２に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項4】

前記少なくとも１つの吸収部は、鉛直方向よりも水平方向に長い形状を有する容器と、前記容器内に配置され、充填材を含む気液接触部と、前記充填材に前記吸収液を供給する液体供給システムとを含み、
前記容器は、前記水平方向の一端に設けられ、前記冷却部から供給された空気が導入されるガス導入口と、前記水平方向の他端に設けられ、前記気液接触部で二酸化炭素が除去された残りの空気が排出されるガス排出口とを有する、請求項１又は２に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項5】

前記少なくとも１つの吸収部は前記二酸化炭素を吸収した吸収液の液面レベルを測定する吸収液液面計を含み、
前記冷却部から前記少なくとも１つの吸収部に供給される前記空気の量は前記吸収液液面計によって測定された液面レベルに基づいて制御される、請求項１又は２に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項6】

前記少なくとも１つの吸収部は、気液接触部と、前記気液接触部よりも前記冷却部側に設けられた前処理部とを含み、
前記気液接触部では、前記空気及び前記水蒸気と、前記吸収液との前記気液接触が実施され、
前記前処理部は、前記冷却部から供給される前記空気に水である前処理水を散布する、請求項１又は２に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項7】

前記前処理部は前記前処理水の液面レベルを測定する前処理水液面計を含み、
前記冷却部から前記前処理部に供給される前記空気の量は前記前処理水液面計によって測定された液面レベルに基づいて制御される、請求項６に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項8】

前記少なくとも１つの吸収部は、前記空気の流路上に並列に配置された複数の吸収部であり、
前記複数の吸収部の数は、前記少なくとも１つの再生部の数よりも多い、請求項１又は２に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項9】

水と空気とが直接接触し、前記水の一部が気化して水蒸気が生成されることにより、前記水のうち気化せずに残った水を冷却する工程と、
前記空気及び前記水蒸気と、アルカリ性水溶液を含む吸収液との気液接触により、前記空気に含まれる二酸化炭素が前記吸収液で吸収され、前記水蒸気の水分が前記吸収液に補給される工程と、
前記吸収液に吸収された二酸化炭素を放散する工程と、
を含む、二酸化炭素回収方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法に関する。

【背景技術】

【0002】

二酸化炭素は、地球温暖化の原因として問題視されており、世界的に二酸化炭素濃度の上昇を抑制する動きが広まっている。大気中の二酸化炭素濃度を低減させる方法の一つとして、直接空気回収（ＤＡＣ）と呼ばれる技術が提案されている。ＤＡＣは空気中の二酸化炭素を直接回収する技術である。ＤＡＣで回収された二酸化炭素は、地下などに貯蔵することができるが、様々な化合物の原料として用いることもできる。

【0003】

特許文献１には、吸着剤を用いた循環式吸着／脱着により、空気から二酸化炭素を分離する方法が開示されている。当該方法は、吸着剤に二酸化炭素を吸着させる吸着工程と、吸着剤から二酸化炭素を脱着する脱着工程を含んでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６６２２３０２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来技術では、固体吸着剤を用いることで空気中の二酸化炭素を吸着している。大気中の二酸化炭素濃度は４００ｐｐｍ程度と低いため、一定量の二酸化炭素を回収するには、大量の空気を処理する必要がある。しかしながら、固体吸着剤を用いた二酸化炭素の回収方法は、スケールアップが容易ではない。

【0006】

一方、液体吸収剤を用いて二酸化炭素を吸収する方法を利用することも考えられる。しかしながら、上述のように、一定量の二酸化炭素を回収するには、大量の空気を処理する必要がある。大量の空気を吸収液に接触させた場合、空気の湿度などの条件により、吸収液中の水分が蒸発し、吸収液の濃度が高くなるおそれがある。このような場合、吸収液の二酸化炭素の吸収特性が変化するおそれがある。

【0007】

そこで、本開示は、吸収液を用いて空気中の二酸化炭素を吸収する場合であっても、吸収液中の水分の減少を低減することが可能な二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収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】

本開示に係る二酸化炭素回収システムは、水と空気とが直接接触し、水の一部が気化して水蒸気が生成されることにより、水のうち気化せずに残った水を冷却する冷却部を備える。二酸化炭素回収システムは、空気及び水蒸気と、アルカリ性水溶液を含む吸収液との気液接触により、空気に含まれる二酸化炭素が吸収液で吸収され、水蒸気の水分が吸収液に補給される少なくとも１つの吸収部を備える。二酸化炭素回収システムは、吸収液に吸収された二酸化炭素を放散する少なくとも１つの再生部を備える。

【0009】

冷却部は開放式冷却塔であってもよい。

【0010】

アルカリ性水溶液はアミン水溶液であってもよい。

【0011】

少なくとも１つの吸収部は、鉛直方向よりも水平方向に長い形状を有する容器と、容器内に配置され、充填材を含む気液接触部と、充填材に吸収液を供給する液体供給システムとを含んでいてもよい。容器は、水平方向の一端に設けられ、冷却部から供給された空気が導入されるガス導入口と、水平方向の他端に設けられ、気液接触部で二酸化炭素が除去された残りの空気が排出されるガス排出口とを有していてもよい。

【0012】

少なくとも１つの吸収部は二酸化炭素を吸収した吸収液の液面レベルを測定する吸収液液面計を含み、冷却部から少なくとも１つの吸収部に供給される空気の量は吸収液液面計によって測定された液面レベルに基づいて制御されてもよい。

【0013】

少なくとも１つの吸収部は、気液接触部と、気液接触部よりも冷却部側に設けられた前処理部とを含み、気液接触部では、空気及び水蒸気と、吸収液との気液接触が実施され、前処理部は、冷却部から供給される空気に水である前処理水を散布してもよい。

【0014】

前処理部は前処理水の液面レベルを測定する前処理水液面計を含み、冷却部から前処理部に供給される空気の量は前処理水液面計によって測定された液面レベルに基づいて制御されてもよい。

【0015】

少なくとも１つの吸収部は、空気の流路上に並列に配置された複数の吸収部であり、複数の吸収部の数は、少なくとも１つの再生部の数よりも多くてもよい。

【0016】

本開示に係る二酸化炭素回収方法は、水と空気とが直接接触し、水の一部が気化して水蒸気が生成されることにより、水のうち気化せずに残った水を冷却する工程を含んでいる。二酸化炭素回収方法は、空気及び水蒸気と、アルカリ性水溶液を含む吸収液との接触により、空気に含まれる二酸化炭素が吸収液で吸収され、水蒸気の水分が吸収液に補給される工程を含んでいる。吸収液に吸収された二酸化炭素を放散する工程を含んでいる。

【発明の効果】

【0017】

本開示によれば、吸収液を用いて空気中の二酸化炭素を吸収する場合であっても、吸収液中の水分の減少を低減することが可能な二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】一実施形態に係る二酸化炭素回収システムを示す概略図である。

【図2】一実施形態に係る冷却部を示す概略図である。

【図3】一実施形態に係る横型多段構造の吸収部を示す概略図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線で切断した断面図である。

【図5】一実施形態に係る再生部を示す概略図である。

【図6】一実施形態に係る横型多段構造の吸収部を示す概略図である。

【図7】一実施形態に係る二酸化炭素回収装置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、いくつかの例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

【0020】

図１に示すように、本実施形態に係る二酸化炭素回収システム１は、冷却部１０と、二酸化炭素回収部２０とを備えている。二酸化炭素回収部２０は、吸収部３０と、再生部７０と、供給配管８１と、還流配管８２と、ポンプ８３と、熱交換器８４と、ポンプ８５と、冷却器８６とを備えている。

【0021】

供給配管８１は吸収部３０と再生部７０とを接続している。供給配管８１にはポンプ８３が設けられている。ポンプ８３の駆動により、二酸化炭素を吸収する吸収液Ｌは、吸収部３０から再生部７０へ供給される。還流配管８２は、再生部７０と吸収部３０とを接続している。還流配管８２にはポンプ８５と冷却器８６とが設けられている。また、供給配管８１及び還流配管８２には、熱交換器８４が設けられる。ポンプ８５の駆動により、二酸化炭素が放散された吸収液Ｌは、再生部７０から吸収部３０へ供給される。

【0022】

冷却部１０と吸収部３０とは配管１９を介して接続されている。本実施形態では、吸収部３０には、冷却部１０から配管１９を介して供給された空気と、大気中の空気とが混合された空気が供給される。後述するように、冷却部１０では水蒸気が生成され、冷却部１０から供給される空気には水蒸気が含まれる。そして、冷却部から出てくる水蒸気の水分を吸収液に補給することにより、吸収液中の水分の減少を低減している。以下、各構成要素についてさらに詳細に説明する。

【0023】

冷却部１０は、水と空気とが直接接触し、上記水の一部が気化して水蒸気が生成されることにより、上記水のうち気化せずに残った水を冷却する。これにより、水を効率的に冷却することができる。本実施形態では、冷却部１０は、開放式冷却塔である。冷却部１０で冷却された水は、発電所及び工場などの被冷却装置を冷却する冷却水として用いることができる。図２に示すように、冷却部１０は、タンク１１と、水供給部１２と、充填材１３と、気流発生部１４とを備えている。

【0024】

タンク１１は、水供給部１２と、充填材１３と、気流発生部１４とを収容している。タンク１１には、大気中の空気を取り込む空気供給口１５と、取り込んだ空気を排出する空気排出口１６とが設けられている。本実施形態において、空気供給口１５はタンク１１の側面に設けられており、空気排出口１６はタンク１１の天頂部に設けられている。タンク１１は、空気供給口１５と空気排出口１６とを接続する空気流路を有している。空気供給口１５からタンク１１内に供給された空気は、空気流路を通り、空気排出口１６を介してタンク１１の外側へ排出される。空気流路上には、充填材１３及び気流発生部１４が配置されている。また、タンク１１の底部には貯水部１７が設けられている。

【0025】

水供給部１２は、充填材１３に水を供給する。水供給部１２は、例えば充填材１３に水を散布してもよい。水供給部１２は、具体的には、ノズルから充填材１３に水を散布するノズルを含んでいてもよい。水供給部１２は、充填材１３の上方に設けられていてもよい。これにより、重力の作用によって水供給部１２から充填材１３に水を供給することができる。

【0026】

充填材１３は、水供給部１２の鉛直方向下方に配置されている。水供給部１２から供給された水は、充填材１３と接触しながら流れ落ちる。水が充填材１３の表面で液膜を形成するため、水の表面積が大きくなる。そのため、水と空気との接触効率が高くなり、水を効率的に冷却することができる。また、水は、充填材１３と接触することで時間をかけて流れ落ちるため、水が気化しやすくなる。充填材１３から流れ落ちた水は、貯水部１７に貯水される。

【0027】

水供給部１２及び貯水部１７には循環配管１８が接続されている。循環配管１８には、図示しない外部の被冷却装置と、ポンプとが接続されており、ポンプの駆動によって循環配管１８内の冷却水を循環することができる。具体的には、被冷却装置で加温された水は、水供給部１２に供給され、タンク１１内で冷却される。タンク１１内で冷却された水は、貯水部１７から排出され、循環配管１８を通って被冷却装置に供給される。被冷却装置に供給された水は、熱交換によって再度加温され、冷却部１０に戻される。

【0028】

充填材１３は、空気供給口１５と空気排出口１６との間に設けられている。充填材１３は冷却部１０の外部から供給された空気が通過可能なように構成されている。これにより、空気が、充填材１３の表面の水と直接接触するため、水を効率よく冷却することができる。

【0029】

気流発生部１４は、空気排出口１６に設けられている。気流発生部１４は、空気排出口１６を介し、タンク１１の内側から外側へ向かう空気の流れを発生させる。これにより、タンク１１内の空気をタンク１１の外側へ排出している。また、気流を発生させることにより、タンク１１内が陰圧になるため、空気供給口１５を介し、タンク１１の外側の空気をタンク１１内に取り入れることができる。すなわち、気流発生部１４の駆動により、空気流路に気流を発生させることができる。タンク１１内では、水供給部１２から供給された水と充填材１３とにタンク１１の外側の空気を強制的に吹き付けることができる。なお、気流発生部１４は、空気排出口１６に設けられているが、空気供給口１５など、空気の流路上に設けられていればよい。また、複数の気流発生部１４が空気の流路上に設けられていてもよい。また、気流発生部１４は、送風機であってもよく、ファンであってもよい。

【0030】

なお、本実施形態では、冷却部１０が上から落下する冷却水に対し、水と接触する空気が水の流れと直角に流れるクロスフロー方式である例について説明した。しかしながら、冷却部１０は、上から落下する冷却水に対し、水と接触する空気が下から上へ流れるカウンターフロー方式であってもよい。また、冷却部１０の形状は特に限定されず、丸形冷却塔であってもよく、角形冷却塔であってもよい。

【0031】

冷却部１０で生成された水蒸気は、冷却部１０に供給された空気とタンク１１内で混合され、空気と水蒸気とを含む加湿空気として空気排出口１６から排出される。冷却部１０の空気排出口１６と、吸収部３０のガス導入口３４は、配管１９を介して接続されている。加湿空気は、配管１９を介し、冷却部１０から吸収部３０へ供給される。配管１９には、吸収部３０へ供給される加湿空気の流量を調整する流量調整部１９ａが設けられている。流量調整部１９ａは、マスフローコントローラーを含んでいてもよい。

【0032】

配管１９は、主配管１９ｂと、分岐管１９ｃとを有していてもよい。主配管１９ｂは、冷却部１０から排出された空気が吸収部３０へ流れるように構成されている。また、分岐管１９ｃは、大気中の空気が吸収部３０へ流れるように構成されている。分岐管１９ｃは、流量調整部１９ａと吸収部３０との間において主配管１９ｂから分岐していてもよい。これにより、冷却部１０から吸収部３０へ供給される空気の比率を調整することができる。すなわち、冷却部１０から吸収部３０へ供給される水蒸気の量を調整することができる。

【0033】

なお、本実施形態では、主配管１９ｂに流量調整部１９ａを設け、冷却部１０から吸収部３０へ供給される空気量を調整することで、冷却部１０から吸収部３０へ供給される水蒸気の量を調整している。しかしながら、分岐管１９ｃに流量調整部１９ａを設け、分岐管１９ｃを介して吸収部３０に供給される大気中の空気量を調整することで、冷却部１０から吸収部３０へ供給される水蒸気の量を調整してもよい。

【0034】

また、配管１９の吸収部３０側の一端は、直接接続されておらず、後述する吸収部３０のガス導入口３４付近に配置されていてもよい。このような構成であっても、気流発生部１４により、冷却部１０からの加湿空気を吸収部３０に供給することができる。また、このような構成であっても、後述する吸収部３０の気流発生部３５ａにより、冷却部１０からの加湿空気と外気の空気とを、吸収部３０に所定の量で取り込むことができる。なお、配管１９の冷却部１０側の一端は、直接接続されておらず、空気排出口１６付近に配置されている。このような構成により、冷却部から空気と水蒸気とを含む加湿空気を吸収部３０に供給することができるとともに、流量調整部１９ａによって加湿空気の流れが止められた場合であっても、冷却部１０の運用に支障が生じるのを抑制することができる。

【0035】

なお、以下の説明において、冷却部１０から主配管１９ｂを介して吸収部３０へ供給される加湿空気、又は、上記加湿空気と分岐管１９ｃを介して吸収部３０へ供給される大気中の空気との混合ガスを、ガスＧとして説明する。

【0036】

吸収部３０では、空気及び水蒸気と、アルカリ性水溶液を含む吸収液との気液接触により、空気に含まれる二酸化炭素が吸収液で吸収され、水蒸気の水分が吸収液に補給される。これにより、空気中の二酸化炭素を吸収液で吸収するとともに、吸収液中の水分の減少を抑制することができる。

【0037】

アルカリ性水溶液はアミン水溶液であってもよい。これにより、二酸化炭素を効率よく吸収することができる。アミン水溶液は、例えば、アルカノールアミン、アルコール性水酸基を有するヒンダードアミン、ピペラジン及びピペラジン誘導体からなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。アルカノールアミンは、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、及びジグリコールアミンからなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。アルコール性水酸基を有するヒンダードアミンは、例えば、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール（ＡＭＰ）、２－（エチルアミノ）エタノール（ＥＡＥ）及び２－（メチルアミノ）エタノール（ＭＡＥ）からなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。ピペラジン誘導体は、２－メチルピペラジン、２－（アミノメチル）ピペラジン、２，６－ジメチルピペラジン、２，５－ジメチルピペラジン及び２－（β－ヒドロキシエチル）ピペラジンからなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。アルカリ性水溶液におけるアミノ化合物の濃度は、アルカリ性水溶液の流動性や消耗損失抑制などの観点から、例えば１０質量％～５０質量％であってもよい。

【0038】

図３及び図４は、横型多段構造の吸収部３０の一実施形態を示す。なお、図３及び図４では、Ｘ方向及びＹ方向を水平方向とし、Ｚ方向を鉛直方向として説明する。図３及び図４に示すように、吸収部３０は、容器３１と、気液接触部４０と、液体供給システム４２とを含んでいる。

【0039】

容器３１は、鉛直方向（Ｚ方向）よりも水平方向（Ｘ方向）に長い形状を有している。容器３１は、長手方向であるＸ方向に沿った天板３１ｔ、底板３１ｂ及び一対の側壁３１ｓと、Ｘ方向両端の第１端壁３１ａ及び第２端壁３１ｄとを有する。容器３１の形状は、略四角柱状であり、Ｘ方向に垂直な断面は略長方形である。ただし、容器３１の形状は特に限定されず、例えば、容器３１は湾曲した形状を有していてもよい。

【0040】

気液接触部４０は容器３１内に配置されている。気液接触部４０は、容器３１のＸ方向に沿って配列するように割り当てられる第１領域４０ａ、第２領域４０ｂ、第３領域４０ｃ及び第４領域４０ｄを含む複数の領域を有している。気液接触部４０は充填材４１を含んでいる。充填材４１は、気液接触部４０における複数の領域の各々に設けられている。本実施形態では、水平方向に沿って各領域が配列しているため、多段構造にしても重力負荷がかかりにくく、大量の空気を処理することができる。なお、気液接触部４０の複数の領域の数は特に限定されず、１つであってもよく、気液接触部４０は２以上の複数の領域を有していてもよい。また、各領域の形状及び大きさなどは、同じであってもよく、異なっていてもよい。また、複数の領域は、吸収部３０が例えばＹ字状などのような分岐構造を有するように接続してもよい。

【0041】

気液接触部４０の各領域において吸収液Ｌを上方から充填材４１へ供給して流下させることによって、充填材４１に液膜が形成される。充填材４１は、Ｘ方向及びＺ方向に延び広がっている複数の板４１ａを含んでいる。板４１ａは、長方形の平板であり、Ｙ方向に間隔を空けて並列している。板４１ａは、複数の板４１ａを並列させることによって、全体として直方体形状の気液接触空間が形成されている。板４１ａの平面は、ガスＧが通過するＸ方向に沿うように配置されるので、供給されるガスＧは、板４１ａ間の空間、及び、板４１ａと側壁３１ｓとの間の空間を真っ直ぐに通過する。これにより、流通抵抗によるガスＧの圧力損失を低く抑えながら、気液接触部４０をガスＧが通過することができる。

【0042】

板４１ａは、金属及び樹脂の少なくともいずれか一方を含んでいてもよい。金属は、ステンレス綱、アルミニウム、ニッケル、チタン、炭素鋼、真鍮、銅、モネル、銀、スズ及びニオブからなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン及びＰＴＦＥからなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。板４１ａは、やすりがけ、サンドブラスト処理、紫外線オゾン処理、及びプラズマ処理などの表面加工によって表面に微小な凹凸が形成されたものであってもよい。また、板４１ａは、コーティングなどによって表面が改質されていてもよい。

【0043】

なお、本実施形態では、Ｘ方向及びＺ方向に延び広がっている複数の板４１ａを、Ｙ方向に間隔を空けて並列している。しかしながら、Ｘ方向及びＹ方向に延び広がっている複数の板４１ａを、Ｚ方向に間隔を空けて並列していてもよい。また、板４１ａは、表面積を増やすため、凹凸を有していてもよい。また、板４１ａは、金属線を用いた金網、パンチングメタル板、及びエキスパンドメタル板などのように、複数の開口を有していてもよい。

【0044】

容器３１は、複数の上部仕切り壁３２と、複数の下部仕切り壁３３とを有している。上部仕切り壁３２は、それぞれ天板３１ｔから底板３１ｂに向かって突出している。上部仕切り壁３２は、ガスＧが充填材４１を回避して充填材４１の上方を流れるのを抑制する。下部仕切り壁３３は、底板３１ｂから天板３１ｔに向かって突出している。下部仕切り壁３３は、それぞれ上部仕切り壁３２とＺ方向で対向しており、空間を空けて設けられている。下部仕切り壁３３は、ガスＧの流れが充填材４１の下方に逃れるのを抑制する役割をする。

【0045】

容器３１は、水平方向（Ｘ方向）の一端に設けられ、冷却部１０から供給された空気（ガスＧ）が導入されるガス導入口３４を有している。また、容器３１は、水平方向（Ｘ方向）の他端に設けられ、気液接触部４０で二酸化炭素が除去された残りの空気（ガスＧ’）が排出されるガス排出口３５を有している。本実施形態に係る二酸化炭素回収システム１では、従来のような鉛直方向に長い縦型の吸収塔を用いることも可能である。しかしながら、空気中の二酸化炭素を回収する場合、二酸化炭素濃度が低いことから、多くの空気を回収するため、空気の導入口を大きく広げる場合がある。しかしながら、縦型の吸収塔では、充填材の下方から空気を導入するため、空気の導入口を広げると、充填材の下方に大きなデッドスペースが生じるおそれがある。しかしながら、上記のように、水平方向にガス導入口３４とガス排出口３５とが設けられることにより、吸収部３０をコンパクトにすることができる。

【0046】

ガス導入口３４は、容器３１の一端における第２端壁３１ｄの中央に設けられている。ガス排出口３５は、容器３１の他端における第１端壁３１ａ中央に設けられている。ガス導入口３４には、ガスＧを受け入れ可能なように配管１９が接続されている。また、ガス導入口３４にはフィルタ３４ａが設けられている。フィルタ３４ａにより、ガスＧ中の異物を取り除くことができる。また、ガス排出口３５には、気流発生部３５ａが設けられている。気流発生部３５ａにより、容器３１内に気流が発生し、ガスＧが第４領域４０ｄ、第３領域４０ｃ、第２領域４０ｂ、第１領域４０ａ内を順次通過することができる。本実施形態において、気流発生部３５ａは、送風機であってもよく、ファンであってもよい。なお、気流発生部３５ａは、例えばガス導入口３４に設けられていてもよい。また、気流発生部３５ａを用いず、外部から供給されるガスＧの流圧を利用して容器３１内に気流を発生させてもよい。

【0047】

ガス排出口３５は大気中に開放されていてもよい。また、ガス排出口３５と気液接触部４０との間の空間領域には、微小液滴がガスＧ’と一緒にガス排出口３５から排出されるのを抑制するため、デミスタ３５ｂが設けられていてもよい。デミスタ３５ｂは、金網のような網状部材、又は多孔板のような多孔質部材を含んでいてもよい。

【0048】

液体供給システム４２は、充填材４１に吸収液Ｌを供給する。液体供給システム４２は、液分配器４３と、液回収口４４と、接続配管４５と、ポンプ４６とを含んでいる。接続配管４５には、液分配器４３と、液回収口４４とが接続されている。また、各接続配管４５には、ポンプ４６が設けられている。

【0049】

液分配器４３は、充填材４１に吸収液Ｌを散布する。液分配器４３は、気液接触部４０において複数の領域の各々のＺ方向上側に設けられている。液分配器４３は、吸収液Ｌを各ドリップポイントへ誘導して分配するための分配管を含んでいてもよい。分配管の各ドリップポイントには、例えば、開口及び細管ノズルなどのような液体を落下させる部材が設けられていてもよい。液分配器４３のドリップポイントの密度（面積当たりの液体の供給点数）は１００～３０００点／ｍ^２程度であってもよく、５００～３０００点／ｍ^２程度であってもよい。

【0050】

液回収口４４は、気液接触部４０の各領域において充填材４１のＺ方向下側に設けられている。液回収口４４は、容器３１の底板３１ｂに形成されている。液回収口４４は、例えば中央が最も低くなるように傾斜した漏斗状のような凹部を有している。

【0051】

吸収部３０は、複数の接続配管４５を含んでいる。複数の接続配管４５は、第１配管４５ａと、第２配管４５ｂと、第３配管４５ｃとを含んでいる。第１配管４５ａは、第１領域４０ａの液回収口４４と第２領域４０ｂの液分配器４３とを接続している。第２配管４５ｂは、第２領域４０ｂの液回収口４４と第３領域４０ｃの液分配器４３とを接続している。第３配管４５ｃは、第３領域４０ｃの液回収口４４と第４領域４０ｄの液分配器４３とを接続している。第１配管４５ａ、第２配管４５ｂ及び第３配管４５ｃには、ポンプ４６がそれぞれ設けられている。ポンプ４６は、送液エネルギーを供給する動力源として作用する。また、第１領域４０ａの液分配器４３には、還流配管８２が接続されている。第４領域４０ｄの液回収口４４には、供給配管８１が接続されている。

【0052】

まず、吸収液Ｌは、還流配管８２を通じて第１領域４０ａ内の液分配器４３に供給される。液分配器４３に供給された吸収液Ｌは、液分配器４３から充填材４１へ散布される。充填材４１の上方から充填材４１の表面を伝って流下する吸収液Ｌは、第１領域４０ａの底部に貯留され、液回収口４４から第１配管４５ａへ排出される。吸収液Ｌは、ポンプ４６の駆動によって、１つの領域の液回収口４４から次の領域の液分配器４３へ送られる。したがって、第１領域４０ａの底部の吸収液Ｌは、次の第２領域４０ｂの液分配器４３へ供給される。同様に、吸収液Ｌは、後続の第３領域４０ｃ及び第４領域４０ｄへ順次供給される。このようにして、吸収液Ｌは、気液接触部４０の複数の領域を順番に流れる。吸収部３０に供給されたガスＧは、吸収液Ｌと気液接触し、ガスＧに含まれる二酸化炭素が吸収液Ｌに吸収される。二酸化炭素を吸収した吸収液Ｌ’は、第４領域４０ｄの液回収口４４から、供給配管８１を介して再生部７０へ送られる。

【0053】

吸収液Ｌが液体供給システム４２から充填材４１に供給されると、供給される吸収液Ｌは充填材４１をＺ方向に流下する。また、ガス導入口３４からガスＧが供給されると、供給されるガスＧは充填材４１内をＸ方向に通過する。そのため、液体供給システム４２により吸収液Ｌが散布される方向と、ガスＧが供給される方向とが、互いに交差し、吸収液ＬとガスＧとが接触する。

【0054】

本実施形態では、液体供給システム４２によって供給される吸収液Ｌは、第１領域４０ａ、第２領域４０ｂ、第３領域４０ｃ、第４領域４０ｄの順番で気液接触部４０を通過する。一方、ガスＧは、第４領域４０ｄ、第３領域４０ｃ、第２領域４０ｂ、第１領域４０ａの順番で気液接触部４０を通過する。すなわち、吸収液Ｌが気液接触部４０を通過する方向と、ガスＧが気液接触部４０を通過する方向とが逆方向であるため、気液接触部４０全体として向流接触が実施される。

【0055】

なお、二酸化炭素の吸収は、発熱反応である。しかしながら、空気中の二酸化炭素濃度は４００ｐｐｍ程度と低く、二酸化炭素の吸収に伴う発熱は多くない。また、気液接触部４０を通過するガスＧと吸収液Ｌとの接触により、一部の吸収液Ｌが気化し、残りの吸収液Ｌが冷却される。これにより、吸収液Ｌの温度が過度に上昇するのが抑制される。そのため、吸収液Ｌの温度を調整するための冷却器は、第１配管４５ａ、第２配管４５ｂ及び第３配管４５ｃに設けられていなくてもよい。また、本実施形態では還流配管８２に冷却器８６を設けている。しかしながら、上記と同様の理由により、冷却器８６は還流配管８２に設けられていなくてもよい。

【0056】

吸収部３０は二酸化炭素を吸収した吸収液Ｌの液面レベルを測定する吸収液液面計４７を含んでいてもよい。冷却部１０から吸収部３０に供給される空気の量は吸収液液面計４７によって測定された液面レベルに基づいて制御されてもよい。これにより、吸収液Ｌの液面を安定させることができ、吸収液Ｌの散布に支障が生じるのを抑制することができる。また、吸収液Ｌ中の水分量を維持することができ、吸収液Ｌ中のアルカリ性水溶液の濃度を安定させることができる。

【0057】

冷却部１０から吸収部３０に供給される空気の量は気流発生部１４及び流量調整部１９ａの少なくともいずれか一方によって調整することができる。吸収液液面計４７と気流発生部１４とは電気的に接続されていてもよい。そして、吸収液液面計４７で測定された吸収液Ｌの液面レベルに基づき、気流発生部１４による気流発生量を増減させ、吸収部３０に供給される空気の量を制御してもよい。また、吸収液液面計４７と流量調整部１９ａとは電気的に接続されていてもよい。そして、吸収液液面計４７で測定された吸収液Ｌの液面レベルに基づき、流量調整部１９ａによって配管１９内の流路を広げたり狭めたりすることにより、吸収部３０に供給される空気の量を制御してもよい。吸収液液面計４７は、電極式液面計、フロート式液面計、超音波式液面計、静電容量式液面計、及び差圧式液面計など公知の液面計を用いることができる。

【0058】

再生部７０は、吸収液に吸収された二酸化炭素を放散する。図５に示すように、再生部７０は、再生槽７１と、液供給部７２と、充填材７３と、循環配管７４と、リボイラ７５と、デミスタ７６と、気液分離部９０とを含んでいる。再生槽７１内には、液供給部７２と、充填材７３と、デミスタ７６とが収容されている。吸収部３０内の吸収液は、熱交換器８４で加熱され、液供給部７２に供給される。液供給部７２は充填材７３よりも上側に配置されており、充填材７３に吸収液Ｌを散布する。吸収液は、二酸化炭素を放散しながら滴り落ち、再生槽７１の底部に滞留する。再生槽７１の底部には循環配管７４が接続されており、循環配管７４にはリボイラ７５が設けられている。再生部７０の底部に滞留する吸収液はリボイラ７５によって加熱され、吸収液から二酸化炭素がさらに放散される。デミスタ７６は液供給部７２の上側に配置されており、再生槽７１内で放散された二酸化炭素を含むガスは、微小液滴を除去するデミスタ７６を通過し、再生部７０の天頂に設けられたガス排出口から排出される。

【0059】

一方、再生部７０の底部に滞留する吸収液は、還流配管８２を通じ、吸収部３０の液体供給システム４２へ送られる。この際、供給配管８１を通る吸収液と還流配管８２を通る吸収液の熱とが熱交換され、供給配管８１を通る吸収液が加熱され、還流配管８２を通る吸収液が冷却される。吸収部３０に供給された吸収液は、冷却部１０から供給されたガスＧと気液接触し、ガスＧ中の二酸化炭素が再び吸収液に吸収される。吸収部３０内で二酸化炭素が除去されたガスＧ’は、ガス排出口３５から排出される。

【0060】

気液分離部９０は、再生槽７１から排出された二酸化炭素を含むガス中の水分を分離する。気液分離部９０は、排気管９１と、送液配管９２と、冷却器９３と、気液分離器９４と、ポンプ９５とを含んでいる。排気管９１は再生槽７１のガス排出口と気液分離器９４の側面とを接続しており、排気管９１には冷却器９３が設けられている。送液配管９２は気液分離器９４の底部と再生槽７１とを接続しており、送液配管９２にはポンプ９５が設けられている。

【0061】

再生部７０のガス排出口から排出された高濃度の二酸化炭素を含むガスは、排気管９１を通って冷却器９３によって冷却され、ガスに含まれる水分及び吸収液Ｌが凝縮される。凝縮された水などは、気液分離器９４において分離され、ポンプ９５の駆動によって送液配管９２を通じて気液分離部９０から再生部７０へ供給され、再生槽７１の底部の吸収液Ｌに戻される。高濃度の二酸化炭素を含むガスは、例えば体積比で９０％以上、９５％以上又は９９％以上の二酸化炭素を含有する。

【0062】

以上説明した通り、本実施形態に係る二酸化炭素回収システム１は、冷却部１０と、少なくとも１つの吸収部３０と、少なくとも１つの再生部７０とを備えている。冷却部１０は、水と空気とが直接接触し、上記水の一部が気化して水蒸気が生成されることにより、上記水のうち気化せずに残った水を冷却する。少なくとも１つの吸収部３０は、上記空気及び上記水蒸気と、アルカリ性水溶液を含む吸収液との気液接触により、上記空気に含まれる二酸化炭素が吸収液で吸収され、上記水蒸気の水分が吸収液に補給される。再生部７０は、吸収液に吸収された二酸化炭素を放散する。

【0063】

また、二酸化炭素回収方法は、水と空気とが直接接触し、水の一部が気化して水蒸気が生成されることにより、上記水のうち気化せずに残った水を冷却する工程を含んでいる。二酸化炭素回収方法は、上記空気及び上記水蒸気と、アルカリ性水溶液を含む吸収液との気液接触により、上記空気に含まれる二酸化炭素が吸収液で吸収され、上記水蒸気の水分が吸収液に補給される工程を含んでいる。二酸化炭素回収方法は、吸収液に吸収された二酸化炭素を放散する工程を含んでいる。

【0064】

したがって、本実施形態に係る二酸化炭素回収システム１及び二酸化炭素回収方法によれば、吸収液を用いて空気中の二酸化炭素を吸収する場合であっても、吸収液中の水分の減少を低減することができる。

【0065】

また、気液接触部４０の吸収液Ｌには、冷却部１０から水蒸気が補給される。一方、吸収液Ｌを調製するための水は、二酸化炭素の吸収特性を高い状態で維持したり、塩が析出するのを抑制したりするため、純度が高い方が好ましい。このような純水は、水道水と比較してコストが高いが、水蒸気の純度は高いため、吸収液Ｌの濃度を維持するために必要な純水の使用量を低減することができる。

【0066】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る二酸化炭素回収システム１及び二酸化炭素回収方法について図６を用いて説明する。図６に示すように、本実施形態に係る二酸化炭素回収システム１では、吸収部３０は、前処理部５０と、洗浄部６０とをさらに備えている。その他の点については、特に言及がなければ、上記実施形態と同様であるため、説明を省略する。

【0067】

吸収部３０は、気液接触部４０と、気液接触部４０よりも冷却部１０側に設けられた前処理部５０とを含んでいる。上述したように、気液接触部４０では、空気及び水蒸気と、吸収液との気液接触が実施される。前処理部５０は、冷却部１０から供給される空気に水である前処理水Ｗ１を散布する。これにより、フィルタ３４ａを異物が通り抜けた場合、又は、フィルタ３４ａが設けられていない場合であっても、空気中の異物を前処理水Ｗ１で除去することができる。また、空気に前処理水Ｗ１を散布することにより、前処理水Ｗ１が空気に供給され、空気の湿度が高くなる。そのため、吸収液Ｌ中の水分の蒸発を抑制することができ、吸収液Ｌの液面を安定させることができる。

【0068】

前処理部５０は、容器３１内に配置されている。前処理部５０は、ガス導入口３４と気液接触部４０との間に配置されている。前処理部５０には、気液接触部４０の各領域と同様に、充填材５１と液体供給システム５２とが設けられている。液体供給システム５２は、液分配器５３と、液回収口５４と、配管５５と、ポンプ５６とを含んでいる。液分配器５３は、充填材５１の上側に設けられている。液回収口５４は、充填材５１の下側に設けられる。配管５５は、液分配器５３と液回収口５４とを接続している。配管５５にはポンプ５６が設けられ、ポンプ５６の駆動によって、前処理水Ｗ１が液分配器５３から充填材５１へ供給される。ガスＧと接触した前処理水Ｗ１は、充填材５１を流れ落ち、液回収口５４から配管５５を通じて液分配器５３へ供給される。すなわち、前処理水Ｗ１は、液回収口５４、配管５５及び液分配器５３をこの順番で通って循環している。液分配器５３から散布される前処理水Ｗ１は、前処理部５０におけるガスＧとの接触によって、ガスＧから微粒子などの異物を除去する。

【0069】

容器３１は下部仕切り壁３６を有している。下部仕切り壁３６は、前処理部５０と気液接触部４０との境界位置において、底板３１ｂから天板３１ｔに向かって突出している。また、前処理部５０と気液接触部４０との境界には、デミスタ３７が設置されている。デミスタ３７は、前処理部５０から気液接触部４０へ向かう前処理水Ｗ１の微小液滴を捕集し、前処理水Ｗ１の微小液滴がガスＧと一緒に気液接触部４０に移動するのを抑制する。デミスタ３７は、金網のような網状部材、又は多孔板のような多孔質部材を含んでいてもよい。デミスタ３７は、下部仕切り壁３６より前処理部５０に近い位置に設けられる。これにより、デミスタ３７が捕集した液滴を容易に前処理部５０側に落下させることができる。なお、本実施形態においては、容器３１内に前処理部５０を有するように吸収部３０を構成しているが、前処理部５０は、別体として吸収部３０に接続してもよい。

【0070】

前処理部５０の前処理水Ｗ１の一部を、二酸化炭素回収システム１の外部に排出してもよい。前処理部５０には、大気中の空気が供給されるため、空気のゴミ及び菌などが前処理部５０に流入するおそれがある。そのため、前処理水Ｗ１の一部を排出して入れ替えることで、前処理水Ｗ１の水質を安定させることができる。また、冷却部１０から水分が過剰に供給された場合であっても、前処理水Ｗ１の一部を排出することで、オーバーフローを抑制することができる。前処理水Ｗ１の排出量は、前処理水Ｗ１の総量の１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。

【0071】

洗浄部６０は、気液接触部４０を通過したガスＧを洗浄する。洗浄部６０は、容器３１内に配置されている。洗浄部６０は、気液接触部４０とガス排出口３５との間に配置されている。洗浄部６０は、気液接触部４０の各領域と同様に、充填材６１と液体供給システム６２とが設けられている。液体供給システム６２は、液分配器６３と、液回収口６４と、配管６５と、ポンプ６６とを含んでいる。液分配器６３は、充填材６１の上側に設けられる。液回収口６４は、充填材６１の下側に設けられる。配管６５は、液分配器６３と液回収口６４とを接続している。配管６５にはポンプ６６が設けられ、ポンプ６６の駆動によって、洗浄液Ｗ２が液分配器６３から充填材６１へ供給される。ガスＧと接触した洗浄液Ｗ２は、充填材６１を流れ落ち、液回収口６４から配管６５を通じて液分配器６３へ供給される。すなわち、洗浄液Ｗ２は、液回収口６４、配管６５及び液分配器６３をこの順番で通って循環している。洗浄液Ｗ２は、例えば水のような吸収液Ｌの吸収剤成分であるアミノ化合物を取り込み可能な液であってもよい。液分配器６３から散布される洗浄液Ｗ２は、洗浄部６０内のガスＧとの接触により、ガスＧが洗浄され、吸収液Ｌが容器３１から流れ出るのを抑制することができる。

【0072】

容器３１は、上部仕切り壁３８と、下部仕切り壁３９とを有している。上部仕切り壁３８は、洗浄部６０と気液接触部４０との境界位置において、天板３１ｔから底板３１ｂに向かって突出している。下部仕切り壁３９は、洗浄部６０と気液接触部４０との境界位置において、底板３１ｂから天板３１ｔに向かって突出している。上部仕切り壁３８は、ガスＧが充填材６１を回避して充填材６１の上方を流れるのを抑制する。下部仕切り壁３９の上端の高さは、気液接触部４０の下部仕切り壁３３の上端よりも高くてもよい。これにより、気液接触部４０の吸収液Ｌが洗浄部６０に移行するのを抑制することができる。なお、本実施形態においては、容器３１内に洗浄部６０を有するように吸収部３０を構成しているが、別体として吸収部３０に接続してもよい。

【0073】

前処理部５０は前処理水Ｗ１の液面レベルを測定する前処理水液面計５７を含み、冷却部１０から前処理部５０に供給される空気の量は前処理水液面計５７によって測定された液面レベルに基づいて制御される。これにより、前処理水Ｗ１の液面レベルを維持することができ、前処理水Ｗ１の散布に支障が生じるのを抑制することができる。

【0074】

冷却部１０から前処理部５０に供給される空気の量は気流発生部１４及び流量調整部１９ａの少なくともいずれか一方によって調整することができる。前処理水液面計５７と気流発生部１４とは電気的に接続されていてもよい。そして、前処理水液面計５７で測定された吸収液Ｌの液面レベルに基づき、気流発生部１４による気流発生量を増減させ、前処理部５０に供給される空気の量を制御してもよい。また、前処理水液面計５７と流量調整部１９ａとは電気的に接続されていてもよい。そして、前処理水液面計５７で測定された吸収液Ｌの液面レベルに基づき、流量調整部１９ａによって配管１９内の流路を広げたり狭めたりすることにより、前処理部５０に供給される空気の量を制御してもよい。前処理水液面計５７は吸収液液面計４７と同様のものを用いることができる。

【0075】

前処理水Ｗ１の液面レベルは、常に一定になるように制御されてもよい。また、冷却部１０の稼働時間が変化する場合には、冷却部１０の稼働時間に応じて前処理水Ｗ１の液面レベルが制御されてもよい。例えば、冷却部１０が昼間にしか稼働しない場合には、昼間の液面レベルを低くするように制御し、夜間の液面レベルを高くするように制御してもよい。また、前処理水Ｗ１の蒸発状況が変化する場合などには、前処理水Ｗ１の蒸発状況に応じて前処理水Ｗ１の液面レベルが制御されてもよい。例えば、昼間の前処理水Ｗ１の蒸発量が夜間の前処理水Ｗ１の蒸発量よりも多い場合には、昼間の液面レベルを高くするように制御し、夜間の液面レベルを低くするように制御してもよい。

【0076】

以上説明した通り、本実施形態に係る二酸化炭素回収システム１及び二酸化炭素回収方法によれば、吸収液を用いて空気中の二酸化炭素を吸収する場合であっても、吸収液中の水分の減少を低減することができる。

【0077】

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る二酸化炭素回収システム１及び二酸化炭素回収方法について図７を用いて説明する。図７に示すように、本実施形態に係る二酸化炭素回収システム１は、２つの吸収部３０を備えている。その他の点については、特に言及がなければ、上記実施形態と同様であるため、説明を省略する。

【0078】

二酸化炭素回収システム１は、第１吸収部３０ａと第２吸収部３０ｂとを含む２つの吸収部３０と、１つの再生部７０とを備えている。第１吸収部３０ａと第２吸収部３０ｂとは、空気の流路上に並列に配置されている。冷却部１０は、第１冷却部１０ａと第２冷却部１０ｂとを含んでいる。第１冷却部１０ａは第１吸収部３０ａと接続されている。第２冷却部１０ｂは第２吸収部３０ｂと接続されている。

【0079】

第１吸収部３０ａと第２吸収部３０ｂとは供給配管８１を介して再生部７０と接続されている。具体的には、供給配管８１は、第１供給配管８１ａと第２供給配管８１ｂと第３供給配管８１ｃとを含んでいる。第１吸収部３０ａは第１供給配管８１ａを介して再生部７０と接続されている。第２吸収部３０ｂは第２供給配管８１ｂを介して再生部７０と接続されている。第１供給配管８１ａ及び第２供給配管８１ｂは第３供給配管８１ｃから分岐して接続されている。ポンプ８３は第１ポンプ８３ａと第２ポンプ８３ｂとを含んでいる。第１ポンプ８３ａは第１供給配管８１ａに設けられている。第２ポンプ８３ｂは第２供給配管８１ｂに設けられている。第３供給配管８１ｃには熱交換器８４が設けられている。

【0080】

第１吸収部３０ａと第２吸収部３０ｂとは還流配管８２を介して再生部７０と接続されている。具体的には、還流配管８２は、第１還流配管８２ａと第２還流配管８２ｂと第３還流配管８２ｃとを含んでいる。第１吸収部３０ａは第１還流配管８２ａを介して再生部７０と接続されている。第２吸収部３０ｂは第２還流配管８２ｂを介して再生部７０と接続されている。第１還流配管８２ａ及び第２還流配管８２ｂは第３還流配管８２ｃから分岐して接続されている。ポンプ８５は第１ポンプ８５ａと第２ポンプ８５ｂとを含んでいる。冷却器８６は第１冷却器８６ａと第２冷却器８６ｂとを含んでいる。第１ポンプ８５ａ及び第１冷却器８６ａは第１還流配管８２ａに設けられている。第２ポンプ８５ｂ及び第２冷却器８６ｂは第２還流配管８２ｂに設けられている。第３還流配管８２ｃには熱交換器８４が設けられている。

【0081】

第１吸収部３０ａで二酸化炭素を吸収した吸収液は、第１ポンプ８３ａの駆動により、第１吸収部３０ａから再生部７０へ供給される。第２吸収部３０ｂで二酸化炭素を吸収した吸収液は、第２ポンプ８３ｂの駆動により、第２吸収部３０ｂから再生部７０へ供給される。第１吸収部３０ａの吸収液と第２吸収部３０ｂの吸収液は、熱交換器８４の手前で合流し、熱交換器８４によって加熱され、再生部７０に供給される。再生部７０では二酸化炭素が放散される。二酸化炭素が放散された吸収液は、第１ポンプ８５ａ及び第２ポンプ８５ｂの駆動により、再生部７０から第１吸収部３０ａ及び第２吸収部３０ｂへ供給される。吸収液は、熱交換器８４で冷却された後に分岐する。分岐した吸収液は、第１還流配管８２ａを介して第１吸収部３０ａへ供給され、第２還流配管８２ｂを介して第２吸収部３０ｂへ供給される。第１吸収部３０ａ及び第２吸収部３０ｂに供給された吸収液は、再び空気中の二酸化炭素を吸収する。

【0082】

本実施形態に係る二酸化炭素回収システム１では、少なくとも１つの吸収部３０は、空気の流路上に並列に配置された複数の吸収部３０であり、複数の吸収部３０の数は、少なくとも１つの再生部の数よりも多い。大気中の二酸化炭素濃度は、通常、発電所などから放出されるガスに比べて薄い。一方、本実施形態に係る二酸化炭素回収システム１では、複数の吸収部３０で二酸化炭素を吸収し、複数の吸収部３０よりも少ない数の再生部７０で二酸化炭素を放散する。そのため、空気中の二酸化炭素を効率よく回収することができる。また、複数の吸収部３０のうちの１つの吸収部３０が故障又はメンテナンスにより使用できなくなった場合であっても、残りの吸収部３０によって二酸化炭素を回収することができる。

【0083】

なお、本実施形態では、二酸化炭素回収システム１が２つの吸収部３０と１つの再生部７０とを備える例について説明した。しかしながら、二酸化炭素回収システム１は、３つ以上の複数の吸収部３０と、複数の吸収部３０よりも少ない数の再生部７０とを備えていてもよい。

【0084】

また、複数の吸収部３０がそれぞれ前処理部５０を備える場合、複数の前処理部５０における前処理水Ｗ１の合計量が一定になるように液面レベルを制御してもよい。これにより、いずれかの冷却部１０が故障又はメンテナンスにより使用できなくなった場合であっても、残りの冷却部１０によって前処理部５０に供給された水分が、他の前処理部５０にも供給される。したがって、使用できなくなった冷却部１０の後段の前処理部５０において、前処理水Ｗ１の散布に支障が生じるのを抑制することができる。複数の吸収部３０における各々の前処理部５０は、配管５８を介して接続されており、配管５８内を前処理水Ｗ１が流通していてもよい。なお、液面レベルの制御については、上述した通りであるため、説明を省略する。

【0085】

以上説明した通り、本実施形態に係る二酸化炭素回収システム１及び二酸化炭素回収方法によれば、吸収液を用いて空気中の二酸化炭素を吸収する場合であっても、吸収液中の水分の減少を低減することができる。

【0086】

いくつかの実施形態を説明したが、上記開示内容に基づいて実施形態の修正または変形をすることが可能である。上記実施形態のすべての構成要素、及び請求の範囲に記載されたすべての特徴は、それらが互いに矛盾しない限り、個々に抜き出して組み合わせてもよい。

【0087】

本開示は、例えば、国際連合が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標１３「気候変動及びその影響を軽減するための緊急対策を講じる」に貢献することができる。

【符号の説明】

【0088】

１ 二酸化炭素回収システム
１０ 冷却部
３０ 吸収部
４０ 気液接触部
４１ 充填材
４１ａ 板
４２ 液体供給システム
４７ 吸収液液面計
５０ 前処理部
５７ 前処理水液面計
７０ 再生部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】