知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024070639
(43)【公開日】2024-05-23
(54)【発明の名称】二酸化炭素回収システム
(51)【国際特許分類】
F02C 6/00 20060101AFI20240516BHJP
F02C 3/22 20060101ALI20240516BHJP
F02C 7/22 20060101ALI20240516BHJP
F02C 6/18 20060101ALI20240516BHJP
F23R 3/28 20060101ALI20240516BHJP
B01D 53/62 20060101ALI20240516BHJP
C01B 32/50 20170101ALI20240516BHJP
【ＦＩ】
F02C6/00 E
F02C3/22 ZAB
F02C6/00 A
F02C7/22 B
F02C6/18
F23R3/28 F
B01D53/62
C01B32/50
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022181258
(22)【出願日】2022-11-11
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】辻内 達也
(72)【発明者】
【氏名】平田 琢也
(72)【発明者】
【氏名】吉川 雅司
(72)【発明者】
【氏名】上地 英之
(72)【発明者】
【氏名】ファン カンスン
(72)【発明者】
【氏名】木村 新太郎
【テーマコード（参考）】
4D002
4G146
【Ｆターム（参考）】
4D002AA09
4D002BA02
4D002BA13
4D002BA14
4D002CA13
4D002EA01
4D002EA08
4D002FA01
4D002HA08
4G146JA02
4G146JB09
4G146JC09
4G146JC21
4G146JC35
4G146JC36
(57)【要約】 （修正有）
【課題】製鉄設備から排出されるガスをガスタービンの燃料に使用しても、発生した二酸化炭素を回収可能であり、かつガスタービンの燃料のカロリー調整用として使用される窒素の供給量の増加を抑制可能な二酸化炭素回収システムを提供する。
【解決手段】二酸化炭素回収システムは、製鉄設備と、製鉄設備から排出される第１ガスを燃焼させることにより発生した燃焼ガスでタービンを駆動するガスタービンと、タービンから排出された第２ガスと熱媒体とを熱交換する熱交換器と、熱交換器において熱媒体と熱交換した第２ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置とを備え、二酸化炭素回収装置は、第２ガスと吸収液とを接触させることによって二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、二酸化炭素を吸収した吸収液を加熱して二酸化炭素を放散させる再生塔と、吸収液と第２ガスと熱交換した熱媒体とを熱交換することにより吸収液を加熱するリボイラとを備える。
【選択図】図１
【解決手段】二酸化炭素回収システムは、製鉄設備と、製鉄設備から排出される第１ガスを燃焼させることにより発生した燃焼ガスでタービンを駆動するガスタービンと、タービンから排出された第２ガスと熱媒体とを熱交換する熱交換器と、熱交換器において熱媒体と熱交換した第２ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置とを備え、二酸化炭素回収装置は、第２ガスと吸収液とを接触させることによって二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、二酸化炭素を吸収した吸収液を加熱して二酸化炭素を放散させる再生塔と、吸収液と第２ガスと熱交換した熱媒体とを熱交換することにより吸収液を加熱するリボイラとを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
製鉄設備と、
前記製鉄設備から排出される第１ガスを燃焼させることにより発生した燃焼ガスでタービンを駆動するガスタービンと、
前記ガスタービンの前記タービンから排出された第２ガスと熱媒体とを熱交換する熱交換器と、
前記熱交換器において前記熱媒体と熱交換した前記第２ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置と
を備え、
前記二酸化炭素回収装置は、
前記第２ガスと吸収液とを接触させることによって二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔において二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して前記吸収液から二酸化炭素を放散させる再生塔と、
前記再生塔内の前記吸収液と前記熱交換器において前記第２ガスと熱交換した前記熱媒体とを熱交換することにより前記吸収液を加熱するリボイラと
を備える二酸化炭素回収システム。
前記製鉄設備から排出される第１ガスを燃焼させることにより発生した燃焼ガスでタービンを駆動するガスタービンと、
前記ガスタービンの前記タービンから排出された第２ガスと熱媒体とを熱交換する熱交換器と、
前記熱交換器において前記熱媒体と熱交換した前記第２ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置と
を備え、
前記二酸化炭素回収装置は、
前記第２ガスと吸収液とを接触させることによって二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収塔において二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して前記吸収液から二酸化炭素を放散させる再生塔と、
前記再生塔内の前記吸収液と前記熱交換器において前記第２ガスと熱交換した前記熱媒体とを熱交換することにより前記吸収液を加熱するリボイラと
を備える二酸化炭素回収システム。
【請求項2】
前記熱交換器において前記第２ガスと熱交換した前記熱媒体としての水蒸気の一部を前記リボイラに供給するための第１ラインと、
前記熱交換器において前記第２ガスと熱交換した前記熱媒体としての水蒸気の残部によって駆動される蒸気タービンと
を備える、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
前記熱交換器において前記第２ガスと熱交換した前記熱媒体としての水蒸気の残部によって駆動される蒸気タービンと
を備える、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項3】
前記第１ラインを介して前記リボイラに供給される水蒸気の供給量を調節するための第１供給量調節装置を備える、請求項２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項4】
前記リボイラにおいて前記水蒸気が前記吸収液と熱交換することによって生成した凝縮水の一部を前記第１供給量調節装置よりも下流側で前記第１ラインに供給するための凝縮水供給ラインを備える、請求項３に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項5】
前記蒸気タービンを駆動するために使用された水蒸気、又は、前記蒸気タービンから抽気された水蒸気を前記リボイラに供給するための第２ラインを備える、請求項２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項6】
前記蒸気タービンから抽気された水蒸気が前記第２ラインを介して前記リボイラに供給されるように構成され、
前記第１ラインを介して前記リボイラに供給される水蒸気の供給量を調節するための第１供給量調節装置を備える、請求項５に記載の二酸化炭素回収システム。
前記第１ラインを介して前記リボイラに供給される水蒸気の供給量を調節するための第１供給量調節装置を備える、請求項５に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項7】
前記第２ラインを介して前記リボイラに供給される水蒸気の供給量を調節するための第２供給量調節装置を備える、請求項６に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項8】
前記蒸気タービンを駆動するために使用された水蒸気が前記第２ラインを介して前記リボイラに供給されるように構成され、
前記水蒸気の残部の少なくとも一部が前記蒸気タービンをバイパスして前記第２ラインに供給されるためのバイパスラインと、
前記バイパスラインを流れる水蒸気の流量を調節するためのバイパス流量調節装置と
を備える、請求項５に記載の二酸化炭素回収システム。
前記水蒸気の残部の少なくとも一部が前記蒸気タービンをバイパスして前記第２ラインに供給されるためのバイパスラインと、
前記バイパスラインを流れる水蒸気の流量を調節するためのバイパス流量調節装置と
を備える、請求項５に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項9】
前記第１ラインを介して前記リボイラに供給される水蒸気の供給量を調節するための第１供給量調節装置を備える、請求項８に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項10】
前記リボイラにおいて前記吸収液と熱交換した前記熱媒体を、前記熱交換器において前記第２ガスと熱交換させるために、前記熱交換器に供給するための熱媒体戻りラインを備える、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。
【請求項11】
前記ガスタービンは、
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を用いて前記第１ガスを燃焼させる燃焼器と、
前記タービンと、
前記圧縮空気の一部と前記熱媒体の一部とを熱交換することにより前記圧縮空気の一部を冷却する空気クーラーと
を備える、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。
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を用いて前記第１ガスを燃焼させる燃焼器と、
前記タービンと、
前記圧縮空気の一部と前記熱媒体の一部とを熱交換することにより前記圧縮空気の一部を冷却する空気クーラーと
を備える、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。
【請求項12】
前記製鉄設備における発熱体と前記熱媒体の一部とを熱交換することにより前記発熱体を冷却する発熱体クーラーを備える、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。
【請求項13】
前記二酸化炭素回収装置は、
前記二酸化炭素回収装置内で前記吸収液を流通させるための少なくとも１つのポンプと、
前記再生塔から流出したガスを昇圧するための昇圧機と
を備え、
前記二酸化炭素回収システムは、前記ガスタービンによって駆動される第１発電装置を備え、
前記第１発電装置で発電された電力によって前記少なくとも１つのポンプ又は前記昇圧機の少なくともいずれかが駆動されるように構成されている、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。
前記二酸化炭素回収装置内で前記吸収液を流通させるための少なくとも１つのポンプと、
前記再生塔から流出したガスを昇圧するための昇圧機と
を備え、
前記二酸化炭素回収システムは、前記ガスタービンによって駆動される第１発電装置を備え、
前記第１発電装置で発電された電力によって前記少なくとも１つのポンプ又は前記昇圧機の少なくともいずれかが駆動されるように構成されている、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。
【請求項14】
前記二酸化炭素回収装置は、
前記二酸化炭素回収装置内で前記吸収液を流通させるための少なくとも１つのポンプと、
前記再生塔から流出したガスを昇圧するための昇圧機と
を備え、
前記二酸化炭素回収システムは、前記蒸気タービンによって駆動される第２発電装置を備え、
前記第２発電装置で発電された電力によって前記少なくとも１つのポンプ又は前記昇圧機の少なくともいずれかが駆動されるように構成されている、請求項２～９のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
前記二酸化炭素回収装置内で前記吸収液を流通させるための少なくとも１つのポンプと、
前記再生塔から流出したガスを昇圧するための昇圧機と
を備え、
前記二酸化炭素回収システムは、前記蒸気タービンによって駆動される第２発電装置を備え、
前記第２発電装置で発電された電力によって前記少なくとも１つのポンプ又は前記昇圧機の少なくともいずれかが駆動されるように構成されている、請求項２～９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15】
前記第１ガスから固形成分を除去するための集塵装置を備える、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。
【請求項16】
前記ガスタービンは、
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を用いて前記第１ガスを燃焼させる燃焼器と、
前記タービンと、
を備え、
前記二酸化炭素回収システムは、前記第１ガスが前記燃焼器に供給される前に前記第１ガスに窒素を供給するための窒素供給ラインを備え、
前記製鉄設備は、
溶融ガス化炉と、
空気を酸素と窒素とに分離する空気分離器と
を備え、
前記空気分離器において分離された酸素は前記溶融ガス化炉に供給され、前記空気分離器において分離された窒素は前記窒素供給ラインを介して前記第１ガスに供給されるように構成されている、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。
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された圧縮空気を用いて前記第１ガスを燃焼させる燃焼器と、
前記タービンと、
を備え、
前記二酸化炭素回収システムは、前記第１ガスが前記燃焼器に供給される前に前記第１ガスに窒素を供給するための窒素供給ラインを備え、
前記製鉄設備は、
溶融ガス化炉と、
空気を酸素と窒素とに分離する空気分離器と
を備え、
前記空気分離器において分離された酸素は前記溶融ガス化炉に供給され、前記空気分離器において分離された窒素は前記窒素供給ラインを介して前記第１ガスに供給されるように構成されている、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。
【請求項17】
前記製鉄設備における電力需要を取得する電力需要取得部と、
前記電力需要取得部が取得した前記電力需要に基づいて前記リボイラに供給される前記水蒸気の供給量を調節する水蒸気供給量調節部と
を含む制御装置を備え、
前記電力需要が増加するデータを前記電力需要取得部が取得したら、取得された前記電力需要に基づいて、前記水蒸気供給量調節部は、前記リボイラへの前記水蒸気の供給量を減少させるように、前記バイパス流量調節装置、前記第１供給量調節装置又は前記第２供給量調節装置の動作の調整を行うように構成されている、請求項３、４、６～９のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
前記電力需要取得部が取得した前記電力需要に基づいて前記リボイラに供給される前記水蒸気の供給量を調節する水蒸気供給量調節部と
を含む制御装置を備え、
前記電力需要が増加するデータを前記電力需要取得部が取得したら、取得された前記電力需要に基づいて、前記水蒸気供給量調節部は、前記リボイラへの前記水蒸気の供給量を減少させるように、前記バイパス流量調節装置、前記第１供給量調節装置又は前記第２供給量調節装置の動作の調整を行うように構成されている、請求項３、４、６～９のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【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に関する。
【背景技術】
【0002】
製鉄プラントでは、化石燃料を利用して鉄鉱石を還元して鉄を得るため、二酸化炭素が排出される。例えば、特許文献１では、高炉ガスから二酸化炭素を分離・除去した後に、燃料として高炉ガスをガスタービンに供給している。特許文献２では、製鉄プラントの循環ガス中において二酸化炭素の分離・回収（ＰＳＡ法）を行った後に、燃料として循環ガスをガスタービンに供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１０－２２９９１９号公報
【特許文献2】米国特許第９２２２０４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１及び２のように、製鉄プラントの排出ガスから二酸化炭素を分離・除去したとしても、燃料としてガスタービンで燃焼させると、再び二酸化炭素が発生してしまうといった課題があった。また、二酸化炭素を分離・除去したガスをガスタービンの燃料として燃焼させると、燃料のカロリーが上昇するため、特許文献２ではカロリー調整のため燃料としての循環ガスに不活性成分である窒素ガスを供給しているが、燃料中の二酸化炭素濃度を低くするほど、燃料への窒素の供給量が増加してしまうといった課題もあった。
【0005】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも１つの実施形態は、製鉄設備から排出されるガスをガスタービンの燃料に使用しても、製鉄設備及びガスタービンにおいて発生した二酸化炭素を回収可能であり、かつ、ガスタービンの燃料のカロリー調整用として使用される窒素の供給量の増加を抑制可能な二酸化炭素回収システム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】
【0006】
上記目的を達成するため、本開示に係る二酸化炭素回収システムは、製鉄設備と、前記製鉄設備から排出される第１ガスを燃焼させることにより発生した燃焼ガスでタービンを駆動するガスタービンと、前記ガスタービンの前記タービンから排出された第２ガスと熱媒体とを熱交換する熱交換器と、前記熱交換器において前記熱媒体と熱交換した前記第２ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置とを備え、前記二酸化炭素回収装置は、前記第２ガスと吸収液とを接触させることによって二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔と、前記吸収塔において二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して前記吸収液から二酸化炭素を放散させる再生塔と、前記再生塔内の前記吸収液と前記熱交換器において前記第２ガスと熱交換した前記熱媒体とを熱交換することにより前記吸収液を加熱するリボイラとを備える。
【発明の効果】
【0007】
本開示の二酸化炭素回収システムによれば、二酸化炭素回収装置はガスタービンから排出されたガスから二酸化炭素を回収するので、製鉄設備から排出されるガスをガスタービンの燃料に使用しても、製鉄設備及びガスタービンにおいて発生した二酸化炭素を回収可能であり、かつ、製鉄設備から排出されるガス中に含まれる不活性成分である二酸化炭素の濃度を低減しないので、ガスタービンの燃料のカロリー調整用として使用される不活性成分である窒素の供給量の増加を抑制可能である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本開示の実施形態１に係る二酸化炭素回収システムの構成図である。
【図2】本開示の実施形態１に係る二酸化炭素回収システムの変形例の構成図である。
【図3】本開示の実施形態１に係る二酸化炭素回収システムの別の変形例の構成図である。
【図4】本開示の実施形態１に係る二酸化炭素回収システムのさらに別の変形例の構成図である。
【図5】本開示の実施形態２に係る二酸化炭素回収システムの構成図である。
【図6】本開示の実施形態２に係る二酸化炭素回収システムの変形例の構成図である。
【図7】本開示の実施形態３に係る二酸化炭素回収システムの構成図である。
【図8】本開示の実施形態１～３のそれぞれに係る二酸化炭素回収システムの一部分の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の実施形態による二酸化炭素回収システムについて、図面に基づいて説明する。以下で説明する実施形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【0010】
（実施形態１）
＜本開示の実施形態１に係る二酸化炭素回収システムの構成＞
図１に示されるように、本開示の実施形態１に係る二酸化炭素回収システム１は、製鉄設備２と、ガスタービン設備３と、蒸気生成設備４と、二酸化炭素回収装置５とを備えている。
＜本開示の実施形態１に係る二酸化炭素回収システムの構成＞
図１に示されるように、本開示の実施形態１に係る二酸化炭素回収システム１は、製鉄設備２と、ガスタービン設備３と、蒸気生成設備４と、二酸化炭素回収装置５とを備えている。
【0011】
製鉄設備２は、石炭及び鉄鉱石を原料として製鉄を行うための溶融ガス化炉１０を備えている。溶融ガス化炉１０には、溶融鉄又はスラグ等が排出される排出ライン１１と、可燃成分（例えば一酸化炭素）及び二酸化炭素を含む排ガスである第１ガスが排気される排気ライン１２とが接続されている。
【0012】
ガスタービン設備３は、ガスタービン２０と、ガスタービン２０によって駆動される第１発電装置２６とを備えている。ガスタービン２０は、空気を圧縮する圧縮機２１と、圧縮機２１で圧縮された圧縮空気を用いて第１ガスを燃焼させる燃焼器２２と、燃焼器２２において第１ガスを燃焼させることにより発生した燃焼ガスで駆動されるタービン２３とを備えている。一端が溶融ガス化炉１０に接続される排気ライン１２の他端は燃焼器２２に接続されている。排気ライン１２には、第１ガスに不活性成分である窒素を供給するための窒素供給ライン２４が設けられている。窒素の供給源については特に限定しないが、例えば、製鉄設備２が酸素吹き込みの溶融ガス化炉１０を有する場合、製鉄設備２に空気分離器１３を設け、空気分離器１３により空気を窒素と酸素とに分離し、酸素ライン１４を介して酸素を溶融ガス化炉１０に供給し、窒素供給ライン２４を介して窒素を第１ガスに供給してもよい。尚、空気分離器１３の構成は特に限定するものではなく、圧力変動吸着（ＰＳＡ）式の装置や、温度変動吸着（ＴＳＡ）式の装置や、膜分離装置等の任意の構成の酸素分離装置を使用することができる。
【0013】
製鉄設備２とガスタービン２０との間の差圧が小さい場合には、排気ライン１２に、窒素が供給された第１ガスを昇圧するための圧縮機２５を設けてもよい。また、排気ライン１２には、圧縮機２５よりも上流側に、第１ガスから固形成分を除去するための集塵装置２７（例えば、電気集塵機やバグフィルタ等）を設けてもよい。
【0014】
蒸気生成設備４は、ガスタービン２０のタービン２３から排出された第２ガスと熱媒体（例えば水）とを熱交換する熱交換器３０を備えている。タービン２３と熱交換器３０とは、第２ガスライン２８を介して連通されている。実施形態１において熱交換器３０には、第２ガスと熱交換する熱媒体が流れる流路（図示せず）の途中の位置から熱媒体の蒸気（例えば水蒸気）、すなわち低圧蒸気を抜き出すための第１ライン３１と、熱媒体が流れる流路の下流端から低圧蒸気よりも高温・高圧の蒸気である高圧蒸気が流出するための高圧蒸気ライン３２とが接続されている。
【0015】
蒸気生成設備４は、高圧蒸気によって駆動される蒸気タービン３３と、蒸気タービン３３によって駆動される第２発電装置３４とを備えてもよい。また、蒸気生成設備４は、蒸気タービン３３を駆動するために使用した高圧蒸気（蒸気タービン３３を駆動したことにより圧力が低下しているので、以下では単に蒸気という）を第１ライン３１に供給するための第２ライン３５を備えてもよい。さらに、蒸気生成設備４は、高圧蒸気が蒸気タービン３３をバイパスして第２ライン３５に供給されるためのバイパスライン３６と、バイパスライン３６を流れる高圧蒸気の流量を調節するためのバイパス流量調節装置である流量調節弁３７とを備えてもよい。
【0016】
二酸化炭素回収装置５は、熱交換器３０から流出した第２ガスを冷却する冷却塔４０と、冷却塔４０において冷却された第２ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔４１と、吸収塔４１において二酸化炭素を吸収した吸収液を加熱することにより二酸化炭素を放散させる再生塔４２と、再生塔４２内の吸収液を加熱するためのリボイラ４３とを備えている。熱交換器３０と冷却塔４０とは、第２ガスライン３８を介して連通されている。尚、二酸化炭素回収装置５において冷却塔４０は必須の構成ではなく、熱交換器３０から流出する第２ガスの温度が十分に低く、さらに第２ガスに含まれる硫黄酸化物や塵のような固形成分等の濃度が十分に低い場合には、冷却塔４０はなくてもよい。二酸化炭素回収装置５が冷却塔４０を含まない場合、熱交換器３０と吸収塔４１とが第２ガスライン３８を介して連通される。
【0017】
吸収塔４１と再生塔４２とは、吸収塔４１の塔底と再生塔４２の塔底よりも上方の位置とに接続するリッチ吸収液ライン４４と、再生塔４２の塔底と吸収塔４１の塔底よりも上方の位置とに接続するリーン吸収液ライン４５とによって連通されている。後述するようにリッチ吸収液ライン４４には、二酸化炭素を多く含んだ吸収液であるリッチ吸収液が流通し、リーン吸収液ライン４５には、リッチ吸収液から二酸化炭素を放散し二酸化炭素含有率がリッチ吸収液よりも相対的に低い吸収液であるリーン吸収液が流通する。リッチ吸収液ライン４４を流通するリッチ吸収液とリーン吸収液ライン４５を流通するリーン吸収液とが熱交換する熱交換器４６が設けられている。リッチ吸収液ライン４４には、吸収塔４１と熱交換器４６との間にリッチ吸収液ポンプ４７が設けられている。リーン吸収液ライン４５には、再生塔４２と熱交換器４６との間にリーン吸収液ポンプ４８が設けられている。
【0018】
吸収塔４１の塔頂には、吸収塔４１内のガスを大気中に放出するための排気ライン５３が接続されている。再生塔４２は、再生塔４２内の吸収液を塔底から抜き出して再生塔４２内に再び戻すように吸収液が循環する循環ライン４９が設けられている。循環ライン４９は、リボイラ４３を通過するように設けられている。後述する二酸化炭素回収システム１の動作の説明において詳細を説明するが、リッチ吸収液ポンプ４７及びリーン吸収液ポンプ４８によって吸収液が二酸化炭素回収装置５内を流通するようになる。再生塔４２の塔頂には、再生塔４２内のガス、すなわち吸収液から放散された二酸化炭素を含むガスが再生塔４２から流出するための流出ライン５１が接続されている。流出ライン５１にはガスを昇圧するための昇圧機５２を設けてもよい。
【0019】
熱交換器３０において熱媒体が流れる流路（図示せず）に一端が接続する第１ライン３１の他端は、リボイラ４３の流路（図示せず）に接続されている。第１ライン３１を介してリボイラ４３の流路を流れる熱媒体の低圧蒸気は、詳細は後述するが、循環ライン４９を循環する吸収液と熱交換する。また、リボイラ４３において吸収液と熱交換した熱媒体を再び熱交換器３０に戻すための熱媒体戻りライン５４を設けてもよい。熱媒体戻りライン５４には、凝縮した熱媒体の一部を貯留するためのタンク５５を設けてもよい。
【0020】
＜本開示の実施形態１に係る二酸化炭素回収システムの動作＞
次に、本開示の実施形態１に係る二酸化炭素回収システムの動作を、図１を参照して説明する。尚、熱媒体が水であるとして、動作の説明を行う。製鉄設備２における製鉄動作によって、溶融ガス化炉１０から第１ガスが排気される。溶融ガス化炉１０から排気された第１ガスは、排気ライン１２を介してガスタービン２０の燃焼器２２に燃料として供給される。第１ガスが排気ライン１２を流通する際に、第１ガスが燃焼する際のカロリー調整のために、窒素供給ライン２４を介して第１ガスに窒素が供給される。排気ライン１２に圧縮機２５が設けられている場合には、第１ガスは圧縮機２５によって昇圧されることにより燃焼器２２に供給される。また、排気ライン１２に集塵装置２７が設けられている場合には、集塵装置２７において第１ガスから固形成分が除去されるので、固形成分の含有量が低減された第１ガスが燃焼器２２（及び圧縮機２５）に供給される。これにより、ガスタービン２０（及び圧縮機２５）の故障のリスクを低減することができる。
次に、本開示の実施形態１に係る二酸化炭素回収システムの動作を、図１を参照して説明する。尚、熱媒体が水であるとして、動作の説明を行う。製鉄設備２における製鉄動作によって、溶融ガス化炉１０から第１ガスが排気される。溶融ガス化炉１０から排気された第１ガスは、排気ライン１２を介してガスタービン２０の燃焼器２２に燃料として供給される。第１ガスが排気ライン１２を流通する際に、第１ガスが燃焼する際のカロリー調整のために、窒素供給ライン２４を介して第１ガスに窒素が供給される。排気ライン１２に圧縮機２５が設けられている場合には、第１ガスは圧縮機２５によって昇圧されることにより燃焼器２２に供給される。また、排気ライン１２に集塵装置２７が設けられている場合には、集塵装置２７において第１ガスから固形成分が除去されるので、固形成分の含有量が低減された第１ガスが燃焼器２２（及び圧縮機２５）に供給される。これにより、ガスタービン２０（及び圧縮機２５）の故障のリスクを低減することができる。
【0021】
燃焼器２２には、燃料としての第１ガスと、圧縮機２１によって圧縮された圧縮空気とが供給され、圧縮空気を用いて第１ガスが燃焼される。燃焼器２２において第１ガスが燃焼することにより生成した燃焼ガスがタービン２３を駆動する。圧縮機２１及びタービン２３の回転によって第１発電装置２６が駆動されて、発電が行われる。第１発電装置２６によって発電された電力は、リッチ吸収液ポンプ４７、リーン吸収液ポンプ４８又は昇圧機５２の少なくとも１つを駆動するために使用してもよい。このような構成によれば、二酸化炭素回収システム１で発電された電力を二酸化炭素回収システム１内で使用することにより、二酸化炭素回収システム１の外部から供給する必要のある電力を低減又は二酸化炭素回収システム１の外部からの電力供給を必要としないようにすることができる。
【0022】
タービン２３から排出された第２ガスは、第２ガスライン２８を介して熱交換器３０に流入する。熱交換器３０では、第２ガスは熱媒体である水と熱交換することにより冷却される。一方、熱交換器３０において第２ガスと熱交換することにより加熱された水は、第１ライン３１を介して熱交換器３０内の流路から低圧蒸気として一部が抜き出され、高圧蒸気ライン３２を介して高圧蒸気として残りが熱交換器３０から流出する。第１ライン３１を流通する低圧蒸気は、二酸化炭素回収装置５のリボイラ４３に供給される。
【0023】
高圧蒸気ライン３２を流通する高圧蒸気は、蒸気タービン３３に供給されて蒸気タービン３３を駆動する。蒸気タービン３３によって第２発電装置３４が駆動されて、発電が行われる。第２発電装置３４によって発電された電力は、リッチ吸収液ポンプ４７、リーン吸収液ポンプ４８又は昇圧機５２の少なくとも１つを駆動するために使用してもよい。このような構成によれば、二酸化炭素回収システム１で発電された電力を二酸化炭素回収システム１内で使用することにより、二酸化炭素回収システム１の外部から供給する必要のある電力を低減又は二酸化炭素回収システム１の外部からの電力供給を必要としないようにすることができる。蒸気タービン３３を駆動するために使用された水蒸気は、蒸気タービン３３から流出して第２ライン３５を流通する。蒸気タービン３３から流出した水蒸気は、低圧蒸気の圧力と同等又は高い圧力を有しているので、昇圧装置がなくても第２ライン３５を流通する。第２ライン３５を流通する水蒸気は、第１ライン３１に流入し、低圧蒸気と混合してリボイラ４３に供給される。
【0024】
熱交換器３０において水と熱交換した第２ガスは、熱交換器３０から流出した後に第２ガスライン３８を流通して、二酸化炭素回収装置５の冷却塔４０に流入する。冷却塔４０内では、第２ガスが上昇するとともに冷却水が落下することにより、第２ガスと冷却水とが気液接触して、第２ガスが冷却される。第２ガスに硫黄酸化物や固形成分等が含まれている場合は、第２ガスと冷却水との気液接触により、冷却水に硫黄酸化物や固形成分等が捕捉されて、第２ガスから硫黄酸化物や固形成分等が除去される。尚、二酸化炭素回収装置５に冷却塔４０が設けられていない場合は、第２ガスは吸収塔４１に流入する。
【0025】
冷却塔４０から流出した第２ガスは吸収塔４１に流入する。吸収塔４１内では、第２ガスが上昇するとともにリーン吸収液が落下することにより、第２ガスとリーン吸収液とが気液接触して、第２ガスに含まれる二酸化炭素がリーン吸収液に吸収される。二酸化炭素を吸収することによりリーン吸収液はリッチ吸収液となり、吸収塔４１の底部に滞留する。このような動作により、第２ガスから二酸化炭素の少なくとも一部が除去されて、二酸化炭素の濃度が低下した第２ガスが吸収塔４１の塔頂から流出し、排気ライン５３を介して大気中へ放出される。尚、排気ライン５３を他の設備、例えば煙突に接続させて、煙突を経由して二酸化炭素の濃度が低下した第２ガスを放出してもよい。
【0026】
リッチ吸収液ポンプ４７によって吸収塔４１内のリッチ吸収液が吸収塔４１の塔底から抜き出され、リッチ吸収液ライン４４を流通する。リッチ吸収液ライン４４を流通するリッチ吸収液は、後述するようにリーン吸収液ライン４５を流通するリーン吸収液と熱交換器４６において熱交換することによって加熱された後、再生塔４２に流入する。再生塔４２に流入したリッチ吸収液は再生塔４２内を落下する。リッチ吸収液は、再生塔４２内を落下する際に、後述する動作で生成して再生塔４２内を上昇する飽和蒸気と接触することにより加熱される。これにより、リッチ吸収液から二酸化炭素の少なくとも一部が放散され、リッチ吸収液はリーン吸収液となって、再生塔４２の塔底に滞留する。再生塔４２内のリーン吸収液が再生塔４２の塔底から抜き出され、循環ライン４９を流通して再生塔４２内に再び戻される。リーン吸収液が循環ライン４９を流通する際に、リボイラ４３においてリーン吸収液と水蒸気とが熱交換することにより、リーン吸収液が加熱される。これにより、再生塔４２のリーン吸収液の温度が上昇するので、リーン吸収液から二酸化炭素が放散されるとともに水が蒸発し、主に二酸化炭素及び水蒸気を含む飽和蒸気が再生塔４２内を上昇する。尚、循環ライン４９を介してのリーン吸収液の循環は、循環ライン４９に設けられた図示しないポンプを用いて行ってもよいし、ポンプを設けずに吸収液の密度差により行ってもよい。
【0027】
再生塔４２内のリーン吸収液は、リーン吸収液ポンプ４８によっても再生塔４２の塔底から抜き出され、リーン吸収液ライン４５を流通する。リーン吸収液ライン４５を流通するリーン吸収液は、リッチ吸収液ライン４４を流通するリッチ吸収液と熱交換器４６において熱交換することにより冷却される。熱交換器４６において冷却されたリーン吸収液は、上述したように吸収塔４１内に流入し、吸収塔４１内を落下する。
【0028】
再生塔４２内においてリッチ吸収液及びリーン吸収液から放散された二酸化炭素を含むガスは、再生塔４２の塔頂から流出し、流出ライン５１を流通する。流出ライン５１を流通するガスは、昇圧機５２によって昇圧されることにより、二酸化炭素を消費する設備又は二酸化炭素を貯蔵する設備（いずれも図示せず）に供給される。
【0029】
二酸化炭素回収装置５では、二酸化炭素の回収量に応じて、リボイラ４３で必要とされる熱量が変化する。これに対し、実施形態１では、流量調節弁３７の開度を調節することにより、蒸気タービン３３をバイパスする高圧蒸気の流量を調節することができる。例えば、蒸気タービン３３をバイパスする高圧蒸気の流量を増加する（流量調節弁３７の開度を大きくする）と、低圧蒸気のリボイラ４３への供給量が低下する一方で低圧蒸気よりも高温・高圧の高圧蒸気のリボイラ４３への供給量が増加するので、リボイラ４３に付与する熱量が増加する。逆に、蒸気タービン３３をバイパスする高圧蒸気の流量を低下する（流量調節弁３７の開度を小さくする）と、リボイラ４３に付与する熱量が低下する。このように、流量調節弁３７の開度を調節することにより、低圧蒸気のリボイラ４３への供給量と、蒸気タービン３３をバイパスしてリボイラ４３に供給される高圧蒸気の供給量とを調節することができるので、二酸化炭素の回収量に応じた熱量をリボイラ４３に付与することができる。
【0030】
リボイラ４３においてリーン吸収液と熱交換した水蒸気は、熱媒体戻りライン５４を介して再び熱交換器３０に流入し、第２ガスと熱交換する。熱媒体戻りライン５４を設けずに、リボイラ４３においてリーン吸収液と熱交換した水蒸気を廃棄し、熱交換器３０に常に新しい水を供給することもできるが、熱媒体戻りライン５４を設ける構成にすれば、一定量の水が熱交換器３０とリボイラ４３との間を循環するので、水の消費量を抑制することができる。熱交換器３０に水を供給する際に、凝縮水の一部をタンク５５に貯留してもよい。
【0031】
このように、二酸化炭素回収装置５はガスタービン２０から排出されたガスから二酸化炭素を回収するので、製鉄設備２から排出される第１ガスをガスタービン２０の燃料に使用しても、製鉄設備２及びガスタービン２０において発生した二酸化炭素を回収可能であり、かつ、製鉄設備２から排出される第１ガス中に含まれる不活性成分である二酸化炭素の濃度を低減しないので、ガスタービン２０の燃料のカロリー調整用として使用される不活性成分である窒素の供給量の増加を抑制可能である。
【0032】
上述の実施形態１とは異なり、製鉄設備２において第１ガスから二酸化炭素を回収すると、燃焼器２２に流入する前の第１ガスに、カロリー調整用として供給される窒素の供給量が増えてしまう。そうすると、製鉄設備２に設けられる空気分離器１３として大型の装置を用いるか、別の空気分離器をさらに追加する必要がある。しかしながら、実施形態１では、ガスタービン２０から排出されたガスから二酸化炭素を回収することで、第１ガスから二酸化炭素を回収することによる窒素の供給量の増加が生じず、その結果、カロリー調整用としての窒素の使用量が増加することを抑制できるので、溶融ガス化炉１０に供給される酸素を生成するための空気分離器１３で分離された窒素で賄うことが可能である。
【0033】
＜本開示の実施形態１に係る二酸化炭素回収システムの変形例＞
実施形態１では、リボイラ４３においてリーン吸収液を加熱するための熱は、熱交換器３０において第２ガスから回収した熱であったが、この熱に限定するものではない。図２に示されるように、ガスタービン２０では通常、圧縮空気の一部を冷却した冷却空気が、燃焼器２２の内部、タービン２３の静翼６０、タービンローター６１、タービンローター６１の動翼６２等を冷却するために用いられる。このため、ガスタービン２０は、圧縮空気を冷却するための空気クーラー６３を備えている。空気クーラー６３は、圧縮空気と蒸気生成設備４から供給される水とを熱交換する熱交換器であり、この熱交換により、圧縮空気は冷却され、水は加熱される。空気クーラー６３は、例えば、燃焼器２２の内部を冷却するための冷却空気を調製するためのクーラー６３ａと、タービン２３の静翼６０を冷却するための冷却空気を調製するためのクーラー６３ｂと、タービンローター６１及びタービンローター６１の動翼６２を冷却するための冷却空気を調製するためのクーラー６３ｃとを備える構成であってもよい。空気クーラー６３において加熱された水（又は水蒸気）は、蒸気生成設備４に戻り、直接リボイラ４３（図１参照）に供給されてもよいし、熱交換器３０（図１参照）で第２ガスと熱交換する水に混合されて加熱された上でリボイラ４３に供給されてもよい。
実施形態１では、リボイラ４３においてリーン吸収液を加熱するための熱は、熱交換器３０において第２ガスから回収した熱であったが、この熱に限定するものではない。図２に示されるように、ガスタービン２０では通常、圧縮空気の一部を冷却した冷却空気が、燃焼器２２の内部、タービン２３の静翼６０、タービンローター６１、タービンローター６１の動翼６２等を冷却するために用いられる。このため、ガスタービン２０は、圧縮空気を冷却するための空気クーラー６３を備えている。空気クーラー６３は、圧縮空気と蒸気生成設備４から供給される水とを熱交換する熱交換器であり、この熱交換により、圧縮空気は冷却され、水は加熱される。空気クーラー６３は、例えば、燃焼器２２の内部を冷却するための冷却空気を調製するためのクーラー６３ａと、タービン２３の静翼６０を冷却するための冷却空気を調製するためのクーラー６３ｂと、タービンローター６１及びタービンローター６１の動翼６２を冷却するための冷却空気を調製するためのクーラー６３ｃとを備える構成であってもよい。空気クーラー６３において加熱された水（又は水蒸気）は、蒸気生成設備４に戻り、直接リボイラ４３（図１参照）に供給されてもよいし、熱交換器３０（図１参照）で第２ガスと熱交換する水に混合されて加熱された上でリボイラ４３に供給されてもよい。
【0034】
図３に示されるように、排出ライン１１に、溶融鉄又はスラグ等の発熱体と蒸気生成設備４から供給される水とを熱交換する熱交換器である発熱体クーラー６５を設けてもよい。発熱体クーラー６５において発熱体と熱交換することにより加熱された水（又は水蒸気）を蒸気生成設備４に戻し、直接リボイラ４３（図１参照）に供給してもよいし、熱交換器３０（図１参照）で第２ガスと熱交換する水に混合されて加熱した上でリボイラ４３に供給してもよい。
【0035】
実施形態１では、流量調節弁３７の開度調整のみにより、リボイラ４３に付与する熱量の調節を行っているが、この形態に限定するものではない。図４に示されるように、第１ライン３１に、第１供給量調節装置である第１供給量調節弁３９を設け、第１供給量調節弁３９及び流量調節弁３７の両方の開度調整によって、リボイラ４３に付与する熱量の調節を行ってもよい。例えば、リボイラ４３に付与する熱量を増加するためには、第１供給量調節弁３９の開度を小さくすることにより、リボイラ４３への低圧蒸気の供給量を低減し、蒸気タービン３３を駆動した水蒸気及び蒸気タービン３３をバイパスした高圧蒸気のリボイラ４３への供給量を増加する。さらにリボイラ４３に付与する熱量を増加するためには、流量調節弁３７の開度を大きくし、蒸気タービン３３をバイパスした高圧蒸気のリボイラ４３への供給量を増加する。逆に、リボイラ４３に付与する熱量を低下するためには、第１供給量調節弁３９の開度を大きくする。さらにリボイラ４３に付与する熱量を低下するためには、流量調節弁３７の開度を小さくし、蒸気タービン３３を駆動した水蒸気のリボイラ４３への供給量を増加する。
【0036】
（実施形態２）
次に、実施形態２に係る二酸化炭素回収システムについて説明する。実施形態２に係る二酸化炭素回収システムは、実施形態１に対して、蒸気生成設備４の構成を変更したものである。尚、実施形態２において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
次に、実施形態２に係る二酸化炭素回収システムについて説明する。実施形態２に係る二酸化炭素回収システムは、実施形態１に対して、蒸気生成設備４の構成を変更したものである。尚、実施形態２において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0037】
＜本開示の実施形態２に係る二酸化炭素回収システムの構成＞
図５に示されるように、本開示の実施形態２に係る二酸化炭素回収システム１において、蒸気生成設備４の第１ライン３１には、第１供給量調節装置である第１供給量調節弁３９が設けられている。第２ライン３５の一端は、蒸気タービン３３から水蒸気を抽気するように蒸気タービン３３に接続され、第２ライン３５の他端は第１供給量調節弁３９よりも下流側で第１ライン３１に接続されている。蒸気タービン３３には、蒸気タービン３３を駆動した水蒸気が排出するための排出ライン７０の一端が接続されている。排出ライン７０の他端はタンク５５に接続されている。排出ライン７０には、排出ライン７０を流通する水蒸気を冷却するクーラー７１と、復水器７２と、ポンプ７３とが設けられている。熱媒体戻りライン５４には、タンク５５と熱交換器３０との間にポンプ７４が設けられている。その他の構成は実施形態１と同じである。
図５に示されるように、本開示の実施形態２に係る二酸化炭素回収システム１において、蒸気生成設備４の第１ライン３１には、第１供給量調節装置である第１供給量調節弁３９が設けられている。第２ライン３５の一端は、蒸気タービン３３から水蒸気を抽気するように蒸気タービン３３に接続され、第２ライン３５の他端は第１供給量調節弁３９よりも下流側で第１ライン３１に接続されている。蒸気タービン３３には、蒸気タービン３３を駆動した水蒸気が排出するための排出ライン７０の一端が接続されている。排出ライン７０の他端はタンク５５に接続されている。排出ライン７０には、排出ライン７０を流通する水蒸気を冷却するクーラー７１と、復水器７２と、ポンプ７３とが設けられている。熱媒体戻りライン５４には、タンク５５と熱交換器３０との間にポンプ７４が設けられている。その他の構成は実施形態１と同じである。
【0038】
＜本開示の実施形態２に係る二酸化炭素回収システムの動作＞
次に、本開示の実施形態２に係る二酸化炭素回収システムの動作を、図５を参照して説明するが、実施形態２の動作は、実施形態１の動作に対して蒸気生成設備４の動作が異なるだけで、他の構成の動作は同じであるので、以下では蒸気生成設備４の動作についてのみ説明する。
次に、本開示の実施形態２に係る二酸化炭素回収システムの動作を、図５を参照して説明するが、実施形態２の動作は、実施形態１の動作に対して蒸気生成設備４の動作が異なるだけで、他の構成の動作は同じであるので、以下では蒸気生成設備４の動作についてのみ説明する。
【0039】
実施形態１では、低圧蒸気と蒸気タービン３３を駆動した水蒸気とがリボイラ４３に供給されていたが、実施形態２では、低圧蒸気と蒸気タービン３３から抽気された水蒸気とがリボイラ４３に供給される。実施形態２において、蒸気タービン３３を駆動した水蒸気は、排出ライン７０を流通する間に、クーラー７１において冷却され、復水器７２において凝縮され、ポンプ７３によってタンク５５へ供給される。タンク５５には、リボイラ４３において吸収液と熱交換した水蒸気（又は水）も供給され、これらの混合水がポンプ７４によって再び熱交換器３０に供給される。
【0040】
実施形態２でも、リボイラ４３に付与する熱量を調節することが可能である。例えば、リボイラ４３に付与する熱量を増加する場合には、第１供給量調節弁３９の開度を小さくする。そうすると、リボイラ４３へ供給される低圧蒸気の供給量が低下するのに対し、低圧蒸気よりも高温・高圧の蒸気タービン３３から抽気された水蒸気のリボイラ４３への供給量が増加するので、リボイラ４３に付与する熱量が増加する。逆に、リボイラ４３に付与する熱量を低下する場合は、第１供給量調節弁３９の開度を大きくする。そうすると、リボイラ４３へ供給される低圧蒸気の供給量が増加するのに対し、低圧蒸気よりも高温・高圧の蒸気タービン３３から抽気された水蒸気のリボイラ４３への供給量が低下するので、リボイラ４３に付与する熱量が低下する。
【0041】
このように、実施形態２においても、二酸化炭素回収装置５はガスタービン２０から排出されたガスから二酸化炭素を回収するので、製鉄設備２から排出される第１ガスをガスタービン２０の燃料に使用しても、製鉄設備２及びガスタービン２０において発生した二酸化炭素を回収可能であり、かつ、製鉄設備２から排出される第１ガス中に含まれる不活性成分である二酸化炭素の濃度を低減しないので、ガスタービン２０の燃料のカロリー調整用として使用される不活性成分である窒素の供給量の増加を抑制可能である。
【0042】
＜本開示の実施形態２に係る二酸化炭素回収システムの変形例＞
図６に示されるように、第２ライン３５に、第２供給量調節装置である第２供給量調節弁７５を設けてもよい。この変形例において、リボイラ４３に付与する熱量を増加するために第１供給量調節弁３９の開度を小さくした上で、さらにリボイラ４３に付与する熱量を増加する場合には、蒸気タービン３３から抽気された水蒸気のリボイラ４３への供給量を増加するために第２供給量調節弁７５の開度を大きくする。逆に、リボイラ４３に付与する熱量を低下するために第１供給量調節弁３９の開度を大きくした上で、さらにリボイラ４３に付与する熱量を低下する場合には、蒸気タービン３３から抽気された水蒸気のリボイラ４３への供給量を低下するために第２供給量調節弁７５の開度を小さくする。
図６に示されるように、第２ライン３５に、第２供給量調節装置である第２供給量調節弁７５を設けてもよい。この変形例において、リボイラ４３に付与する熱量を増加するために第１供給量調節弁３９の開度を小さくした上で、さらにリボイラ４３に付与する熱量を増加する場合には、蒸気タービン３３から抽気された水蒸気のリボイラ４３への供給量を増加するために第２供給量調節弁７５の開度を大きくする。逆に、リボイラ４３に付与する熱量を低下するために第１供給量調節弁３９の開度を大きくした上で、さらにリボイラ４３に付与する熱量を低下する場合には、蒸気タービン３３から抽気された水蒸気のリボイラ４３への供給量を低下するために第２供給量調節弁７５の開度を小さくする。
【0043】
（実施形態３）
次に、実施形態３に係る二酸化炭素回収システムについて説明する。実施形態３に係る二酸化炭素回収システムは、実施形態１に対して、蒸気生成設備４の構成を変更したものである。尚、実施形態３において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
次に、実施形態３に係る二酸化炭素回収システムについて説明する。実施形態３に係る二酸化炭素回収システムは、実施形態１に対して、蒸気生成設備４の構成を変更したものである。尚、実施形態３において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0044】
＜本開示の実施形態３に係る二酸化炭素回収システムの構成＞
図７に示されるように、本開示の実施形態３に係る二酸化炭素回収システム１において、熱交換器３０は、第２ガスと水とが熱交換して水が加熱されることにより、低圧蒸気のみが流出するように構成されている。低圧蒸気をリボイラ４３に供給するために、熱交換器３０とリボイラ４３とが第１ライン３１によって連通されている。第１ライン３１には、第１供給量調節装置である第１供給量調節弁３９が設けられている。
図７に示されるように、本開示の実施形態３に係る二酸化炭素回収システム１において、熱交換器３０は、第２ガスと水とが熱交換して水が加熱されることにより、低圧蒸気のみが流出するように構成されている。低圧蒸気をリボイラ４３に供給するために、熱交換器３０とリボイラ４３とが第１ライン３１によって連通されている。第１ライン３１には、第１供給量調節装置である第１供給量調節弁３９が設けられている。
【0045】
蒸気生成設備４は、熱交換器３０から流出する低圧蒸気の一部によって駆動される蒸気タービン３３を備えている。蒸気タービン３３に低圧蒸気を供給するために、一端が第１供給量調節弁３９よりも上流側で第１ライン３１に接続するとともに他端が蒸気タービン３３に接続される蒸気供給ライン８０が設けられている。蒸気タービン３３には、蒸気タービン３３を駆動した水蒸気が排出するための排出ライン７０の一端が接続されている。排出ライン７０の他端はタンク５５に接続されている。排出ライン７０には、排出ライン７０を流通する水蒸気を冷却するクーラー７１と、復水器７２と、ポンプ７３とが設けられている。熱媒体戻りライン５４には、タンク５５と熱交換器３０との間にポンプ７４が設けられている。また、一端がリボイラ４３とタンク５５との間で熱媒体戻りライン５４に接続されるとともに他端が第１供給量調節弁３９とリボイラ４３との間で第１ライン３１に接続される凝縮水供給ライン８１が設けられている。その他の構成は実施形態１と同じである。
【0046】
＜本開示の実施形態３に係る二酸化炭素回収システムの動作＞
次に、本開示の実施形態３に係る二酸化炭素回収システムの動作を、図７を参照して説明するが、実施形態３の動作は、実施形態１の動作に対して蒸気生成設備４の動作が異なるだけで、他の構成の動作は同じであるので、以下では蒸気生成設備４の動作についてのみ説明する。
次に、本開示の実施形態３に係る二酸化炭素回収システムの動作を、図７を参照して説明するが、実施形態３の動作は、実施形態１の動作に対して蒸気生成設備４の動作が異なるだけで、他の構成の動作は同じであるので、以下では蒸気生成設備４の動作についてのみ説明する。
【0047】
実施形態１では、低圧蒸気と蒸気タービン３３を駆動した水蒸気とがリボイラ４３に供給されていたが、実施形態３では、低圧蒸気のみがリボイラ４３に供給される。実施形態３において、蒸気タービン３３を駆動した水蒸気は、排出ライン７０を流通する間に、クーラー７１において冷却され、復水器７２において凝縮され、ポンプ７３によってタンク５５へ供給される。タンク５５には、リボイラ４３において吸収液と熱交換した水蒸気（又は水）も供給され、これらの混合水がポンプ７４によって再び熱交換器３０に供給される。
【0048】
実施形態３でも、リボイラ４３に付与する熱量を調節することが可能である。例えば、リボイラ４３に付与する熱量を増加する場合には、第１供給量調節弁３９の開度を大きくして、リボイラ４３へ供給される低圧蒸気の供給量を増加する。逆に、リボイラ４３に付与する熱量を低下する場合は、第１供給量調節弁３９の開度を小さくして、リボイラ４３へ供給される低圧蒸気の供給量を低下する。
【0049】
実施形態３では、凝縮水供給ライン８１を介して、リボイラ４３において水蒸気が吸収液と熱交換することによって生成した凝縮水の一部を第１供給量調節弁３９よりも下流側で第１ライン３１に供給することもできる。すなわち、リボイラ４３において水蒸気が吸収液と熱交換することにより生成した凝縮水の一部を第１供給量調節弁３９よりも下流側で第１ライン３１内に噴霧することによって、リボイラ４３に供給される水蒸気の温度を調節することもできる。上述の動作、すなわち、リボイラ４３に供給される低圧蒸気の供給量を低下させることではリボイラ４３で必要とされる熱量を調節できない場合、第１供給量調節弁３９の下流で過熱蒸気となっている低圧蒸気に凝縮水が噴霧されると、凝縮水が蒸発して低圧蒸気の温度が低下することにより、リボイラ４３で必要とされる熱量を調節することが可能になる。
【0050】
このように、実施形態３においても、二酸化炭素回収装置５はガスタービン２０から排出されたガスから二酸化炭素を回収するので、製鉄設備２から排出される第１ガスをガスタービン２０の燃料に使用しても、製鉄設備２及びガスタービン２０において発生した二酸化炭素を回収可能であり、かつ、製鉄設備２から排出される第１ガス中に含まれる不活性成分である二酸化炭素の濃度を低減しないので、ガスタービン２０の燃料のカロリー調整用として使用される不活性成分である窒素の供給量の増加を抑制可能である。
【0051】
＜その他の変形例＞
実施形態１～３では、二酸化炭素回収装置５における二酸化炭素の回収量に応じてリボイラ４３に付与する熱量を調節していたが、この形態に限定するものではない。電力需要に応じて蒸気タービン３３の負荷を調節するために、例えば電力需要が高まったときに、蒸気タービン３３の負荷を増大する一方で、二酸化炭素回収装置５における二酸化炭素の回収量を減らすために、リボイラ４３に付与する熱量を低下することもあり得る。電力需要が変動する例としては、製鉄設備２において製造される鉄鋼製品に応じて変動する圧延機等の電力需要の変動が挙げられる。
実施形態１～３では、二酸化炭素回収装置５における二酸化炭素の回収量に応じてリボイラ４３に付与する熱量を調節していたが、この形態に限定するものではない。電力需要に応じて蒸気タービン３３の負荷を調節するために、例えば電力需要が高まったときに、蒸気タービン３３の負荷を増大する一方で、二酸化炭素回収装置５における二酸化炭素の回収量を減らすために、リボイラ４３に付与する熱量を低下することもあり得る。電力需要が変動する例としては、製鉄設備２において製造される鉄鋼製品に応じて変動する圧延機等の電力需要の変動が挙げられる。
【0052】
図８に、製鉄設備２における電力需要に基づいて、リボイラ４３に付与する熱量を低下することのできる例示的な構成の概略構成図を示す。製鉄設備２における電力需要を取得する電力需要取得部１０１と、電力需要取得部１０１が取得した電力需要に基づいてリボイラ４３に供給される水蒸気の供給量を調節する水蒸気供給量調節部１０２とを含む制御装置１００が設けられている。電力需要取得部１０１は例えば、製鉄設備２の図示しない制御装置と電気的に又は無線通信を介して接続されている。水蒸気供給量調節部１０２は水蒸気の供給量を調節する目的で流量調節弁３７、第１供給量調節弁３９又は第２供給量調節弁７５の開度調整を行えるように、これらの弁と電気的に接続されている。
【0053】
制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。
【0054】
図８の構成では、例えば、電力需要取得部１０１が製鉄設備２における電力需要が増加するデータを取得した場合は、水蒸気供給量調節部１０２は、予め設定されたマップや計算式等に基づいて、流量調節弁３７、第１供給量調節弁３９又は第２供給量調節弁７５の開度を決定し、それらの開度調整を行うことにより、二酸化炭素回収装置５における二酸化炭素の回収量を減らして、リボイラ４３に付与する熱量を低下することができる。
【0055】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
【0056】
［１］一の態様に係る二酸化炭素回収システムは、
製鉄設備（２）と、
前記製鉄設備（２）から排出される第１ガスを燃焼させることにより発生した燃焼ガスでタービン（２３）を駆動するガスタービン（２０）と、
前記ガスタービン（２０）の前記タービン（２３）から排出された第２ガスと熱媒体とを熱交換する熱交換器（３０）と、
前記熱交換器（３０）において前記熱媒体と熱交換した前記第２ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置（５）と
を備え、
前記二酸化炭素回収装置（５）は、
前記第２ガスと吸収液とを接触させることによって二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔（４１）と、
前記吸収塔（４１）において二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して前記吸収液から二酸化炭素を放散させる再生塔（４２）と、
前記再生塔（４２）内の前記吸収液と前記熱交換器（３０）において前記第２ガスと熱交換した前記熱媒体とを熱交換することにより前記吸収液を加熱するリボイラ（４３）と
を備える。
製鉄設備（２）と、
前記製鉄設備（２）から排出される第１ガスを燃焼させることにより発生した燃焼ガスでタービン（２３）を駆動するガスタービン（２０）と、
前記ガスタービン（２０）の前記タービン（２３）から排出された第２ガスと熱媒体とを熱交換する熱交換器（３０）と、
前記熱交換器（３０）において前記熱媒体と熱交換した前記第２ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置（５）と
を備え、
前記二酸化炭素回収装置（５）は、
前記第２ガスと吸収液とを接触させることによって二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔（４１）と、
前記吸収塔（４１）において二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して前記吸収液から二酸化炭素を放散させる再生塔（４２）と、
前記再生塔（４２）内の前記吸収液と前記熱交換器（３０）において前記第２ガスと熱交換した前記熱媒体とを熱交換することにより前記吸収液を加熱するリボイラ（４３）と
を備える。
【0057】
本開示の二酸化炭素回収システムによれば、二酸化炭素回収装置はガスタービンから排出されたガスから二酸化炭素を回収するので、製鉄設備から排出されるガスをガスタービンの燃料に使用しても、製鉄設備及びガスタービンにおいて発生した二酸化炭素を回収可能であり、かつ、製鉄設備から排出されるガス中に含まれる不活性成分である二酸化炭素の濃度を低減しないので、ガスタービンの燃料のカロリー調整用として使用される不活性成分である窒素の供給量の増加を抑制可能である。
【0058】
［２］別の態様に係る二酸化炭素回収システムは、［１］の二酸化炭素回収システムであって、
前記熱交換器（３０）において前記第２ガスと熱交換した前記熱媒体としての水蒸気の一部を前記リボイラ（４３）に供給するための第１ライン（３１）と、
前記熱交換器（３０）において前記第２ガスと熱交換した前記熱媒体としての水蒸気の残部によって駆動される蒸気タービン（３３）と
を備える。
前記熱交換器（３０）において前記第２ガスと熱交換した前記熱媒体としての水蒸気の一部を前記リボイラ（４３）に供給するための第１ライン（３１）と、
前記熱交換器（３０）において前記第２ガスと熱交換した前記熱媒体としての水蒸気の残部によって駆動される蒸気タービン（３３）と
を備える。
【0059】
このような構成によれば、二酸化炭素回収装置で使用されない水蒸気を利用して蒸気タービンを駆動することにより発電が可能なので、二酸化炭素回収システムを含むプラント全体での発電効率を向上させることができる。
【0060】
［３］さらに別の態様に係る二酸化炭素回収システムは、［２］の二酸化炭素回収システムであって、
前記第１ライン（３１）を介して前記リボイラ（４３）に供給される水蒸気の供給量を調節するための第１供給量調節装置（第１供給量調節弁３９）を備える。
前記第１ライン（３１）を介して前記リボイラ（４３）に供給される水蒸気の供給量を調節するための第１供給量調節装置（第１供給量調節弁３９）を備える。
【0061】
このような構成によれば、二酸化炭素回収装置で必要な熱量に応じて、リボイラに供給する水蒸気の供給量を調節することができる。
【0062】
［４］さらに別の態様に係る二酸化炭素回収システムは、［３］の二酸化炭素回収システムであって、
前記リボイラ（４３）において前記水蒸気が前記吸収液と熱交換することによって生成した凝縮水の一部を前記第１供給量調節装置（３９）よりも下流側で前記第１ライン（３１）に供給するための凝縮水供給ライン（８１）を備える。
前記リボイラ（４３）において前記水蒸気が前記吸収液と熱交換することによって生成した凝縮水の一部を前記第１供給量調節装置（３９）よりも下流側で前記第１ライン（３１）に供給するための凝縮水供給ライン（８１）を備える。
【0063】
このような構成によれば、リボイラにおいて水蒸気が吸収液と熱交換することにより生成した凝縮水の一部を第１供給量調節装置よりも下流側で第１ライン内に噴霧することによって、リボイラに供給される水蒸気の温度を調節することができる。リボイラに供給される水蒸気の供給量を低下させることではリボイラで必要とされる熱量を調節できない場合、第１供給量調節装置の下流で過熱蒸気となっている水蒸気に凝縮水が噴霧されると、凝縮水が蒸発して水蒸気の温度が低下することにより、リボイラで必要とされる熱量を調節することが可能になる。
【0064】
［５］さらに別の態様に係る二酸化炭素回収システムは、［２］の二酸化炭素回収システムであって、
前記蒸気タービン（３３）を駆動するために使用された水蒸気、又は、前記蒸気タービン（３３）から抽気された水蒸気を前記リボイラ（４３）に供給するための第２ライン（３５）を備える。
前記蒸気タービン（３３）を駆動するために使用された水蒸気、又は、前記蒸気タービン（３３）から抽気された水蒸気を前記リボイラ（４３）に供給するための第２ライン（３５）を備える。
【0065】
このような構成によれば、熱交換器で生成した水蒸気だけではなく、蒸気タービンから排出又は抽気された水蒸気を用いてリボイラにおいて吸収液を加熱するので、リボイラで必要とされる熱量を調節し易くなる。
【0066】
［６］さらに別の態様に係る二酸化炭素回収システムは、［５］の二酸化炭素回収システムであって、
前記蒸気タービン（３３）から抽気された水蒸気が前記第２ライン（３５）を介して前記リボイラ（４３）に供給されるように構成され、
前記第１ライン（３１）を介して前記リボイラ（４３）に供給される水蒸気の供給量を調節するための第１供給量調節装置（３９）を備える。
前記蒸気タービン（３３）から抽気された水蒸気が前記第２ライン（３５）を介して前記リボイラ（４３）に供給されるように構成され、
前記第１ライン（３１）を介して前記リボイラ（４３）に供給される水蒸気の供給量を調節するための第１供給量調節装置（３９）を備える。
【0067】
このような構成によれば、熱交換器で生成した水蒸気の供給量と、蒸気タービンから排出又は抽気された水蒸気の供給量とを調節可能になるので、リボイラで必要とされる熱量を調節し易くなる。
【0068】
［７］さらに別の態様に係る二酸化炭素回収システムは、［６］の二酸化炭素回収システムであって、
前記第２ライン（３５）を介して前記リボイラ（４３）に供給される水蒸気の供給量を調節するための第２供給量調節装置（第２供給量調節弁７５）を備える。
前記第２ライン（３５）を介して前記リボイラ（４３）に供給される水蒸気の供給量を調節するための第２供給量調節装置（第２供給量調節弁７５）を備える。
【0069】
このような構成によれば、熱交換器で生成した水蒸気の供給量と、蒸気タービンから排出又は抽気された水蒸気の供給量とを調節可能になるので、リボイラで必要とされる熱量を調節し易くなる。
【0070】
［８］さらに別の態様に係る二酸化炭素回収システムは、［５］の二酸化炭素回収システムであって、
前記蒸気タービン（３３）を駆動するために使用された水蒸気が前記第２ライン（３５）を介して前記リボイラ（４３）に供給されるように構成され、
前記水蒸気の残部の少なくとも一部が前記蒸気タービン（３３）をバイパスして前記第２ライン（３５）に供給されるためのバイパスライン（３６）と、
前記バイパスライン（３６）を流れる水蒸気の流量を調節するためのバイパス流量調節装置（流量調節弁３７）と
を備える。
前記蒸気タービン（３３）を駆動するために使用された水蒸気が前記第２ライン（３５）を介して前記リボイラ（４３）に供給されるように構成され、
前記水蒸気の残部の少なくとも一部が前記蒸気タービン（３３）をバイパスして前記第２ライン（３５）に供給されるためのバイパスライン（３６）と、
前記バイパスライン（３６）を流れる水蒸気の流量を調節するためのバイパス流量調節装置（流量調節弁３７）と
を備える。
【0071】
このような構成によれば、蒸気タービンをバイパスしてリボイラに供給される水蒸気の供給量を調節することができるので、二酸化炭素の回収に必要な熱量をリボイラに付与することができる。
【0072】
［９］さらに別の態様に係る二酸化炭素回収システムは、［８］の二酸化炭素回収システムであって、
前記第１ライン（３１）を介して前記リボイラ（４３）に供給される水蒸気の供給量を調節するための第１供給量調節装置（３９）を備える。
前記第１ライン（３１）を介して前記リボイラ（４３）に供給される水蒸気の供給量を調節するための第１供給量調節装置（３９）を備える。
【0073】
このような構成によれば、第１ラインを介して前記リボイラに供給される水蒸気の供給量と、蒸気タービンをバイパスしてリボイラに供給される水蒸気の供給量を調節することができるので、二酸化炭素の回収に必要な熱量をリボイラに付与することができる。
【0074】
［１０］さらに別の態様に係る二酸化炭素回収システムは、［１］～［９］の二酸化炭素回収システムであって、
前記リボイラ（４３）において前記吸収液と熱交換した前記熱媒体を、前記熱交換器（３０）において前記第２ガスと熱交換させるために、前記熱交換器（３０）に供給するための熱媒体戻りライン（５４）を備える。
前記リボイラ（４３）において前記吸収液と熱交換した前記熱媒体を、前記熱交換器（３０）において前記第２ガスと熱交換させるために、前記熱交換器（３０）に供給するための熱媒体戻りライン（５４）を備える。
【0075】
このような構成によれば、一定量の熱媒体が熱交換器とリボイラとの間を循環するので、熱媒体の消費量を抑制することができる。
【0076】
［１１］さらに別の態様に係る二酸化炭素回収システムは、［１］～［１０］の二酸化炭素回収システムであって、
前記ガスタービン（２０）は、
空気を圧縮する圧縮機（２１）と、
前記圧縮機（２１）で圧縮された圧縮空気を用いて前記第１ガスを燃焼させる燃焼器（２２）と、
前記タービン（２３）と、
前記圧縮空気の一部と前記熱媒体の一部とを熱交換することにより前記圧縮空気の一部を冷却する空気クーラー（６３）と
を備える。
前記ガスタービン（２０）は、
空気を圧縮する圧縮機（２１）と、
前記圧縮機（２１）で圧縮された圧縮空気を用いて前記第１ガスを燃焼させる燃焼器（２２）と、
前記タービン（２３）と、
前記圧縮空気の一部と前記熱媒体の一部とを熱交換することにより前記圧縮空気の一部を冷却する空気クーラー（６３）と
を備える。
【0077】
このような構成によれば、ガスタービンの燃焼器及びタービンを冷却する冷却空気の温度を調節するために圧縮空気から除去した熱を吸収液の加熱に使用するので、二酸化炭素回収システム全体の熱効率を向上させることができる。
【0078】
［１２］さらに別の態様に係る二酸化炭素回収システムは、［１］～［１１］の二酸化炭素回収システムであって、
前記製鉄設備（２）における発熱体と前記熱媒体の一部とを熱交換することにより前記発熱体を冷却する発熱体クーラー（６５）を備える。
前記製鉄設備（２）における発熱体と前記熱媒体の一部とを熱交換することにより前記発熱体を冷却する発熱体クーラー（６５）を備える。
【0079】
このような構成によれば、製鉄設備での排熱を吸収液の加熱に使用するので、二酸化炭素回収システム全体の熱効率を向上させることができる。
【0080】
［１３］さらに別の態様に係るは、［１］～［１２］の二酸化炭素回収システムであって、
前記二酸化炭素回収装置（５）は、
前記二酸化炭素回収装置（５）内で前記吸収液を流通させるための少なくとも１つのポンプ（リッチ吸収液ポンプ４７，リーン吸収液ポンプ４８）と、
前記再生塔（４２）から流出したガスを昇圧するための昇圧機（５２）と
を備え、
前記二酸化炭素回収システム（１）は、前記ガスタービン（２０）によって駆動される第１発電装置（２６）を備え、
前記第１発電装置（２６）で発電された電力によって前記少なくとも１つのポンプ（４７，４８）又は前記昇圧機（５２）の少なくともいずれかが駆動されるように構成されている。
前記二酸化炭素回収装置（５）は、
前記二酸化炭素回収装置（５）内で前記吸収液を流通させるための少なくとも１つのポンプ（リッチ吸収液ポンプ４７，リーン吸収液ポンプ４８）と、
前記再生塔（４２）から流出したガスを昇圧するための昇圧機（５２）と
を備え、
前記二酸化炭素回収システム（１）は、前記ガスタービン（２０）によって駆動される第１発電装置（２６）を備え、
前記第１発電装置（２６）で発電された電力によって前記少なくとも１つのポンプ（４７，４８）又は前記昇圧機（５２）の少なくともいずれかが駆動されるように構成されている。
【0081】
このような構成によれば、二酸化炭素回収システムで発電された電力を二酸化炭素回収システム内で使用することにより、二酸化炭素回収システムの外部から供給する必要のある電力を低減又は二酸化炭素回収システムの外部からの電力供給を必要としないようにすることができる。
【0082】
［１４］さらに別の態様に係るは、［２］～［９］の二酸化炭素回収システムであって、
前記二酸化炭素回収装置（５）は、
前記二酸化炭素回収装置（５）内で前記吸収液を流通させるための少なくとも１つのポンプ（４７，４８）と、
前記再生塔（４２）から流出したガスを昇圧するための昇圧機（５２）と
を備え、
前記二酸化炭素回収システム（５）は、前記蒸気タービン（３３）によって駆動される第２発電装置（３４）を備え、
前記第２発電装置（３４）で発電された電力によって前記少なくとも１つのポンプ（４７，４８）又は前記昇圧機（５２）の少なくともいずれかが駆動されるように構成されている。
前記二酸化炭素回収装置（５）は、
前記二酸化炭素回収装置（５）内で前記吸収液を流通させるための少なくとも１つのポンプ（４７，４８）と、
前記再生塔（４２）から流出したガスを昇圧するための昇圧機（５２）と
を備え、
前記二酸化炭素回収システム（５）は、前記蒸気タービン（３３）によって駆動される第２発電装置（３４）を備え、
前記第２発電装置（３４）で発電された電力によって前記少なくとも１つのポンプ（４７，４８）又は前記昇圧機（５２）の少なくともいずれかが駆動されるように構成されている。
【0083】
このような構成によれば、二酸化炭素回収システムで発電された電力を二酸化炭素回収システム内で使用することにより、二酸化炭素回収システムの外部から供給する必要のある電力を低減又は二酸化炭素回収システムの外部からの電力供給を必要としないようにすることができる。
【0084】
［１５］さらに別の態様に係るは、［１］～［１４］の二酸化炭素回収システムであって、
前記第１ガスから固形成分を除去するための集塵装置（２７）を備える。
前記第１ガスから固形成分を除去するための集塵装置（２７）を備える。
【0085】
このような構成によれば、集塵装置で固形成分の含有量が低減された第１ガスがガスタービンに供給されるので、ガスタービンの故障のリスクを低減することができる。
【0086】
［１６］さらに別の態様に係るは、［１］～［１５］の二酸化炭素回収システムであって、
前記ガスタービン（２０）は、
空気を圧縮する圧縮機（２１）と、
前記圧縮機（２１）で圧縮された圧縮空気を用いて前記第１ガスを燃焼させる燃焼器（２２）と、
前記タービン（２３）と、
を備え、
前記二酸化炭素回収システム（１）は、前記第１ガスが前記燃焼器（２２）に供給される前に前記第１ガスに窒素を供給するための窒素供給ライン（２４）を備え、
前記製鉄設備（２）は、
溶融ガス化炉（１０）と、
空気を酸素と窒素とに分離する空気分離器（１３）と
を備え、
前記空気分離器（１３）において分離された酸素は前記溶融ガス化炉（１０）に供給され、前記空気分離器（１３）において分離された窒素は前記窒素供給ライン（２４）を介して前記第１ガスに供給されるように構成されている。
前記ガスタービン（２０）は、
空気を圧縮する圧縮機（２１）と、
前記圧縮機（２１）で圧縮された圧縮空気を用いて前記第１ガスを燃焼させる燃焼器（２２）と、
前記タービン（２３）と、
を備え、
前記二酸化炭素回収システム（１）は、前記第１ガスが前記燃焼器（２２）に供給される前に前記第１ガスに窒素を供給するための窒素供給ライン（２４）を備え、
前記製鉄設備（２）は、
溶融ガス化炉（１０）と、
空気を酸素と窒素とに分離する空気分離器（１３）と
を備え、
前記空気分離器（１３）において分離された酸素は前記溶融ガス化炉（１０）に供給され、前記空気分離器（１３）において分離された窒素は前記窒素供給ライン（２４）を介して前記第１ガスに供給されるように構成されている。
【0087】
製鉄設備において第１ガスから二酸化炭素を回収すると、燃焼器に流入する前の第１ガスに、カロリー調整用として供給される窒素の供給量が増えてしまう。そうすると、製鉄設備に設けられる空気分離器として大型の装置を用いるか、別の空気分離器をさらに追加する必要がある。これに対し、［１６］の構成によれば、ガスタービンから排出されたガスから二酸化炭素を回収することで、第１ガスから二酸化炭素を回収することによる窒素の供給量の増加が生じず、その結果、カロリー調整用としての窒素の使用量が増加することを抑制できるので、溶融ガス化炉に供給される酸素を生成するための空気分離器で分離された窒素で賄うことが可能である。
【0088】
［１７］さらに別の態様に係るは、［３］、［４］、［６］～［９］の二酸化炭素回収システムであって、
前記製鉄設備（２）における電力需要を取得する電力需要取得部（１０１）と、
前記電力需要取得部（１０１）が取得した前記電力需要に基づいて前記リボイラ（４３）に供給される前記水蒸気の供給量を調節する水蒸気供給量調節部（１０２）と
を含む制御装置（１００）を備え、
前記電力需要が増加するデータを前記電力需要取得部（１０１）が取得したら、取得された前記電力需要に基づいて、前記水蒸気供給量調節部（１０２）は、前記リボイラ（４３）への前記水蒸気の供給量を減少させるように、前記バイパス流量調節装置（３７）、前記第１供給量調節装置（３９）又は前記第２供給量調節装置（７５）の動作の調整を行うように構成されている。
前記製鉄設備（２）における電力需要を取得する電力需要取得部（１０１）と、
前記電力需要取得部（１０１）が取得した前記電力需要に基づいて前記リボイラ（４３）に供給される前記水蒸気の供給量を調節する水蒸気供給量調節部（１０２）と
を含む制御装置（１００）を備え、
前記電力需要が増加するデータを前記電力需要取得部（１０１）が取得したら、取得された前記電力需要に基づいて、前記水蒸気供給量調節部（１０２）は、前記リボイラ（４３）への前記水蒸気の供給量を減少させるように、前記バイパス流量調節装置（３７）、前記第１供給量調節装置（３９）又は前記第２供給量調節装置（７５）の動作の調整を行うように構成されている。
【0089】
このような構成によれば、製鉄設備の電力需要が高まったときに、蒸気タービンの負荷を増大する一方で、二酸化炭素回収装置における二酸化炭素の回収量を減らすために、リボイラに付与する熱量を低下することができる。
【符号の説明】
【0090】
１ 二酸化炭素回収システム
２ 製鉄設備
５ 二酸化炭素回収装置
１０ 溶融ガス化炉
１３ 空気分離器
２０ ガスタービン
２１ 圧縮機
２２ 燃焼器
２３ タービン
２４ 窒素供給ライン
２６ 第１発電装置
２７ 集塵装置
３０ 熱交換器
３１ 第１ライン
３３ 蒸気タービン
３４ 第２発電装置
３５ 第２ライン
３６ バイパスライン
３７ 流量調節弁（バイパス流量調節装置）
３９ 第１供給量調節弁（第１供給量調節装置）
４１ 吸収塔
４２ 再生塔
４３ リボイラ
４７ リッチ吸収液ポンプ
４８ リーン吸収液ポンプ
５２ 昇圧機
５４ 熱媒体戻りライン
６３ 空気クーラー
６５ 発熱体クーラー
７５ 第２供給量調節弁（第２供給量調節装置）
８１ 凝縮水供給ライン
１００ 制御装置
１０１ 電力需要取得部
１０２ 水蒸気供給量調節部
２ 製鉄設備
５ 二酸化炭素回収装置
１０ 溶融ガス化炉
１３ 空気分離器
２０ ガスタービン
２１ 圧縮機
２２ 燃焼器
２３ タービン
２４ 窒素供給ライン
２６ 第１発電装置
２７ 集塵装置
３０ 熱交換器
３１ 第１ライン
３３ 蒸気タービン
３４ 第２発電装置
３５ 第２ライン
３６ バイパスライン
３７ 流量調節弁（バイパス流量調節装置）
３９ 第１供給量調節弁（第１供給量調節装置）
４１ 吸収塔
４２ 再生塔
４３ リボイラ
４７ リッチ吸収液ポンプ
４８ リーン吸収液ポンプ
５２ 昇圧機
５４ 熱媒体戻りライン
６３ 空気クーラー
６５ 発熱体クーラー
７５ 第２供給量調節弁（第２供給量調節装置）
８１ 凝縮水供給ライン
１００ 制御装置
１０１ 電力需要取得部
１０２ 水蒸気供給量調節部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】