特許 7278908 二酸化炭素回収システムおよびその運転方法

(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】

(24)【登録日】2023-05-12

(45)【発行日】2023-05-22

(54)【発明の名称】二酸化炭素回収システムおよびその運転方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/14 20060101AFI20230515BHJP

   B01D 53/62 20060101ALI20230515BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20230515BHJP

   B01D 53/96 20060101ALI20230515BHJP

   C01B 32/50 20170101ALI20230515BHJP

【ＦＩ】

B01D53/14 220

B01D53/62 ZAB

B01D53/78

B01D53/96

C01B32/50

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019159799

(22)【出願日】2019-09-02

(65)【公開番号】P2021037455

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2022-02-14

(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】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】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(72)【発明者】

【氏名】宇田津 満

(72)【発明者】

【氏名】高田 典子

(72)【発明者】

【氏名】半田 優介

(72)【発明者】

【氏名】北村 英夫

【審査官】山田 陸翠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１７６０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０１６８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１９２３８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１２２５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０７８７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／１４－５３／１８

Ｂ０１Ｄ ５３／６２

Ｂ０１Ｄ ５３／７４－４３／８５

Ｂ０１Ｄ ５３／９６

Ｂ０１Ｊ １９／００－１９／０４

Ｃ０２Ｆ １／２０－ １／２６

Ｃ０１Ｂ ３２／５０

Ｆ２８Ｄ ７／１６

Ｆ２８Ｆ １３／０２

Ｆ２８Ｆ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二酸化炭素を含む処理対象ガスと吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液と、前記二酸化炭素が除去された前記処理対象ガスを含む吸収部排出ガスとを排出する吸収部と、
前記吸収部から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液と、前記吸収液から放散された前記二酸化炭素を含む再生部排出ガスとを排出する再生部とを備え、
前記再生部は、
前記吸収部から排出された前記吸収液を収容する容器と、
前記容器内に設けられ、第１端から第２端へと延びる形状を有する加熱部と、
前記容器内の前記吸収液が通過する１つ以上の開口部を有し、前記容器内において前記加熱部の上方に設けられた仕切り板と、
前記加熱部の前記第２端に対向する位置に設けられ、前記仕切り板と結合されており、前記容器内を前記第１端側から前記第２端側へと流れる前記吸収液の流れの向きを変える邪魔板とを備え、
前記容器は、前記吸収部から排出された前記吸収液を前記容器内に供給する吸収液供給口と、前記仕切り板の前記開口部を通過した前記吸収液を前記容器外に排出する吸収液排出口と、前記容器外にガスを排出するガス排出口とを備え、
前記再生部は、前記仕切り板が前記吸収液の液面下にある状態で前記吸収液を前記加熱部により加熱することで、前記吸収液が上昇流により前記液面に向かう流れが前記容器内で形成されるが前記仕切り板により前記流れが変化し、かつ、前記容器内で前記吸収液供給口から前記吸収液排出口に向かう前記吸収液の流れが形成され、かつ、前記容器内で前記吸収液が前記第１端から前記第２端側へと渦巻き状に流れて、前記容器内の前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、
前記容器は、前記二酸化炭素を放散し、かつ前記仕切り板の前記開口部を通過した前記吸収液を、前記吸収液排出口から排出し、前記吸収液から放散された前記二酸化炭素を、前記ガス排出口から排出する、
二酸化炭素回収システム。

【請求項2】

前記仕切り板は、前記１つ以上の開口部を有する領域の開口率が１０～９０％となるように構成されている、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項3】

前記仕切り板は、前記加熱部から離れる方向に凸型に湾曲した形状を有する、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】

前記再生部はさらに、前記第１端と前記第２端との間の位置に設けられ、前記容器内を前記第１端側から前記第２端側へと流れる前記吸収液の流れの向きを変える１枚以上の更なる邪魔板を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項5】

前記再生部は、前記加熱部として、同じ方向に延びる形状を有する複数の加熱部を備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項6】

前記再生部はさらに、前記複数の加熱部間に設けられ、前記吸収液が通過する１つ以上の開口部を有する仕切り板を備える、請求項５に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項7】

二酸化炭素を含む処理対象ガスと吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液と、前記二酸化炭素が除去された前記処理対象ガスを含む吸収部排出ガスとを排出する吸収部と、
前記吸収部から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液と、前記吸収液から放散された前記二酸化炭素を含む再生部排出ガスとを排出する再生部と、
を備える二酸化炭素回収システムの運転方法であって、
前記再生部は、
前記吸収部から排出された前記吸収液を収容する容器と、
前記容器内に設けられ、第１端から第２端へと延びる形状を有する加熱部と、
前記容器内の前記吸収液が通過する１つ以上の開口部を有し、前記容器内において前記加熱部の上方に設けられた仕切り板と、
前記加熱部の前記第２端に対向する位置に設けられ、前記仕切り板と結合されており、前記容器内を前記第１端側から前記第２端側へと流れる前記吸収液の流れの向きを変える邪魔板とを備え、
前記容器は、前記吸収部から排出された前記吸収液を前記容器内に供給する吸収液供給口と、前記仕切り板の前記開口部を通過した前記吸収液を前記容器外に排出する吸収液排出口と、前記容器外にガスを排出するガス排出口とを備え、
前記吸収部から排出された前記吸収液を、前記吸収液供給口から前記容器内に収容し、
前記仕切り板が前記吸収液の液面下にある状態で前記吸収液を前記加熱部により加熱することで、前記吸収液が上昇流により前記液面に向かう流れが前記容器内で形成されるが前記仕切り板により前記流れが変化し、かつ、前記容器内で前記吸収液供給口から前記吸収液排出口に向かう前記吸収液の流れが形成され、かつ、前記容器内で前記吸収液が前記第１端から前記第２端側へと渦巻き状に流れて、前記容器内の前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、
前記二酸化炭素を放散し、かつ前記仕切り板の前記開口部を通過した前記吸収液を、前記吸収液排出口から排出し、前記吸収液から放散された前記二酸化炭素を、前記ガス排出口から排出する、
ことを含む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】

本発明の実施形態は、二酸化炭素回収システムおよびそ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、二酸化炭素回収貯留（ＣＣＳ：Carbon Dioxide Capture and Storage）技術が注目されている。例えば、火力発電所や製鉄所などで発生するプロセス排ガス（処理対象ガス）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。
一般に、二酸化炭素回収システムは、二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収部と、吸収部から排出された吸収液を加熱することで、吸収液から二酸化炭素を放出させて吸収液を再生する再生部とを備えている。再生部は、吸収液の加熱に必要な熱量に応じて、種々の加熱手段を用いて構成することが可能である。例えば、リボイラーを用いて蒸気により吸収液を加熱することや、電気ヒーターを用いてジュール熱により吸収液を加熱することが考えられる。

【0003】

再生部は、充填物などを有する塔として構成される場合と、塔以外の形態で構成される場合とがある。前者の再生部は例えば、再生部を簡便に構成したい場合に採用される。一方、後者の再生部は例えば、吸収液の処理量、処理条件、処理スペースなどの制限がある場合に採用される。後者の再生部は、吸収液を貯留する容器（例えば、フラッシュドラムや気液分離タンク）内に加熱部を挿入することで実現可能である。しかし、後者の再生部は、吸収液を容器内に連続的に供給しながら吸収液を加熱して二酸化炭素を放出させるため、容器内の吸収液に液温度に偏在化が発生して、吸収液の加熱効率が悪化することや二酸化炭素の回収性能が低下することが問題となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本発明の実施形態は、吸収液の加熱効率に優れた再生部を実現可能な二酸化炭素回収システムおよびその運転方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一の実施形態によれば、二酸化炭素回収システムは、二酸化炭素を含む処理対象ガスと吸収液とを接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液と、前記二酸化炭素が除去された前記処理対象ガスを含む吸収部排出ガスとを排出する吸収部と、前記吸収部から排出された前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液と、前記吸収液から放散された前記二酸化炭素を含む再生部排出ガスとを排出する再生部とを備える。前記再生部は、前記吸収部から排出された前記吸収液を収容する容器と、前記容器内に設けられた加熱部と、前記容器内の前記吸収液が通過する１つ以上の開口部を有し、前記容器内において前記加熱部の上方に設けられた仕切り板とを備える。前記再生部は、前記仕切り板が前記吸収液の液面下にある状態で前記吸収液を前記加熱部により加熱することで、前記容器内の前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す模式図である。

【図2】第１実施形態の再生部の構成を示す断面図である。

【図3】第１実施形態およびその変形例の仕切り板の形状を示す平面図である。

【図4】第２実施形態の再生部の構成を示す断面図である。

【図5】第３実施形態の再生部の構成を示す断面図である。

【図6】第４実施形態の再生部の構成を示す断面図である。

【図7】第４実施形態の変形例の再生部の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１から図７において、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0009】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の二酸化炭素回収システムの構成を示す模式図である。

【0010】

本実施形態の二酸化炭素回収システムは、図１に示すように、プロセス排ガスライン１と、吸収部２と、リッチ液ポンプ３と、再生熱交換器４と、再生部５と、リーン液ポンプ６と、リーン液冷却器７と、ガス冷却器８と、制御部９とを備えている。

【0011】

図１は、吸収部２や再生部５の設置面に平行で互いに垂直なＸ方向およびＹ方向と、吸収部２や再生部５の設置面に垂直なＺ方向とを示している。本明細書においては、例えば吸収部２や再生部５の構成を説明する際に、＋Ｚ方向を上方向として取り扱い、－Ｚ方向を下方向として取り扱う。なお、－Ｚ方向は、重力方向と一致していても一致していなくてもよい。

【0012】

プロセス排ガスライン１は、燃焼排ガスなどのプロセス排ガスを吸収部２内に供給する流路である。プロセス排ガスは例えば、火力発電所、製鉄所、清掃工場、工場設備などから二酸化炭素回収システムに供給される。プロセス排ガスは、二酸化炭素回収システムにより処理される処理対象ガスの例である。

【0013】

吸収部２は例えば、向流型気液接触装置により構成されている吸収塔である。吸収部２は、プロセス排ガスを導入するためのガス導入口を吸収部２の下部に備え、吸収液（リーン液）を導入するための吸収液導入口を吸収部２の上部に備えている。吸収液の例は、１種類以上のアミンを含有するアミン系水溶液である。アミンの例は、モノエタノールアミン（monoethanolamine）や、ジエタノールアミン（diethanolamine）である。

【0014】

吸収部２は、プロセス排ガスと吸収液とを気液接触させて、プロセス排ガス中の二酸化炭素を吸収液に吸収させる。その結果、二酸化炭素を吸収した吸収液（リッチ液）が、吸収部２の底部に溜まる。このリッチ液は、吸収部２の底部に設けられた吸収液排出口から外部に排出される。一方、二酸化炭素が除去されたプロセス排ガスを含有する吸収部排出ガスは、吸収部２の頂部に設けられたガス排出口から外部に排出される。本実施形態の吸収部２は、気液接触を効率よく進めるために、充填物またはトレイが１段以上配置された構造を有している。

【0015】

吸収部２の吸収液排出口から排出された吸収液（リッチ液）は、リッチ液ポンプ３により、再生熱交換器４を介して再生部５へ移送される。この際、吸収部２から再生部５へ向かう吸収液は、再生熱交換器４における熱交換により加熱される。

【0016】

再生部５は、吸収部２から導入された吸収液を加熱することで、吸収液から大部分の二酸化炭素を蒸気と共に放散させて、吸収液から二酸化炭素を分離する。再生部５の加熱部は、吸収液を直接加熱するか、油などの媒体を介して間接的に吸収液を加熱する。加熱部が電気ヒーターの場合には、電気ヒーターとしてフランジヒーターを用いることが好ましい。電気ヒーターとして、代わりにネジ込みヒーターや筒型ヒーターを用いてもよいし、コイル形状の投げ込みヒーターを用いてもよい。また、加熱部のエネルギー源は、電気以外でもよく、例えば高温蒸気でもよい。本実施形態の再生部５のさらなる詳細については後述する。

【0017】

再生部５は、二酸化炭素や蒸気を放散した吸収液（リーン液）と、吸収液から放散された二酸化炭素や蒸気を含有する再生部排出ガスとを外部に排出する。例えば、このリーン液は、再生部５の底部に設けられた吸収液排出口から排出され、再生部排出ガスは、再生部５の頂部に設けられたガス排出口から排出される。

【0018】

再生部５の吸収液排出口から排出された吸収液（リーン液）は、リーン液ポンプ６により、再生熱交換器４とリーン液冷却器７とを介して吸収部２へ戻される。この際、再生部５から吸収部２へ向かう吸収液は、再生熱交換器４における熱交換とリーン液冷却器７における冷却により所定の温度に調整される。一方、再生部５のガス排出口から排出された再生部排出ガスは、ガス冷却器８により任意の温度まで冷却される。

【0019】

制御部９は、二酸化炭素回収システムの種々の動作を制御する。制御部９の例は、プロセッサ、電気回路、コンピュータなどである。制御部９は例えば、リッチ液ポンプ３やリーン液ポンプ６の回転数や、リーン液冷却器７やガス冷却器８の冷却動作や、再生部５の加熱部の加熱動作などを制御する。

【0020】

図２は、第１実施形態の再生部５の構成を示す断面図である。図２(ａ)は、再生部５のＸＺ断面を示している。図２(ｂ)は、再生部５のＹＺ断面を示しており、図２(ａ)の線Ａにおける断面を示している。

【0021】

本実施形態の再生部５は、図２(ａ)や図２(ｂ)に示すように、容器１１と、電気ヒーター１２と、邪魔板１３と、仕切り板１４とを備えている。電気ヒーター１２は、加熱部の例である。容器１１は、吸収液供給口１１ａと、吸収液排出口１１ｂと、ガス排出口１１ｃとを備えている。電気ヒーター１２は、複数のＵ字管１２ａと、これらのＵ字管１２ａが取り付けられた土台部１２ｂとを備えている。本実施形態の再生部５は、フラッシュドラム、フラッシュタンク、気液分離タンクなどと似た構造を有している。

【0022】

容器１１は、吸収部２から吸収液供給口１１ａを介して供給された吸収液（リッチ液）を収容する。符号Ｓは、容器１１内に収容された吸収液の液面を示す。再生部５は、容器１１内の吸収液を電気ヒーター１２により加熱することで、吸収液から二酸化炭素（および蒸気。以下同様）を放散させる。符号Ｇは、吸収液から放散された二酸化炭素を含む気泡を示している。二酸化炭素を放散した吸収液（リーン液）は、吸収液排出口１１ｂから外部に排出される。一方、吸収液から放散された二酸化炭素を含む再生部排出ガスは、ガス排出口１１ｃから外部に排出される。本実施形態の再生部５は、吸収液供給口１１ａおよび吸収液排出口１１ｂを容器１１の底部に備え、ガス排出口１１ｃを容器１１の頂部に備えている。

【0023】

電気ヒーター１２は、容器１１内に挿入されており、Ｘ方向に延びる棒状の形状を有している。具体的には、電気ヒーター１２を構成する複数のＵ字管１２ａが、容器１１内に設置されている。図２(ａ)と図２(ｂ)は、容器１１内の吸収液に浸かり、吸収液の液面Ｓの下に位置するＵ字管１２ａを示している。本実施形態の再生部５は、容器１１内の吸収液に浸かった電気ヒーター１２を動作させることで、容器１１内の吸収液をＵ字管１２ａにより加熱する。

【0024】

本実施形態の電気ヒーター１２は、－Ｘ方向にある第１端（左端）から＋Ｘ方向にある第２端（右端）へと延びる形状を有している。本実施形態では、吸収液供給口１１ａが、電気ヒーター１２の第１端付近に設けられており、吸収液排出口１１ｂが、電気ヒーター１２の第２端付近に設けられている。電気ヒーター１２の第１端では、複数のＵ字管１２ａが土台部１２ｂに取り付けられている。一方、電気ヒーター１２の第２端は、容器１１内の邪魔板１３と対向している。

【0025】

本実施形態の電気ヒーター１２は、容器１１内の吸収液をジュール熱により直接または間接的に加熱する。前者の場合には例えば、ジュール熱を発生するコイルなどの部材がＵ字管１２ａ内に配置されている。後者の場合には例えば、ジュール熱により加熱された油や蒸気などの媒体がＵ字管１２ａ内を通過する。

【0026】

邪魔板１３は、容器１１内において電気ヒーター１２の側方（＋Ｘ方向）に設置されている。仕切り板１４は、容器１１内において電気ヒーター１２の上方（＋Ｚ方向）に設置されている。邪魔板１３と仕切り板１４は、同じ素材で形成されていてもよいし、異なる素材で形成されていてもよい。邪魔板１３は縦向きに設置されており、仕切り板１４は横向きに設置されている。本実施形態の邪魔板１３と仕切り板１４は、互いに結合されており、かつ容器１１に接している。その結果、容器１１内の空間は、邪魔板１３と仕切り板１４により、吸収液供給口１１ａ側の第１空間と、吸収液排出口１１ｂおよびガス排出口１１ｃ側の第２空間とに仕切られている。

【0027】

ただし、仕切り板１４は、容器１１内の吸収液や気泡Ｇが通過する１つ以上の開口部を有している。よって、吸収液供給口１１ａから容器１１内に流入した吸収液は、仕切り板１４の開口部を介して吸収液排出口１１ｂに到達することができる。また、第１空間内で発生した気泡Ｇは、仕切り板１４の開口部を介して第２空間に移動することができ、ガス排出口１１ｃに到達することができる。ただし、気泡Ｇの一部は、第１空間ではなく第２空間で発生してもよい。なお、本実施形態の邪魔板１３は、容器１１内の吸収液や気泡Ｇが通過する開口部を有していない。

【0028】

図３は、第１実施形態およびその変形例の仕切り板１４の形状を示す平面図である。

【0029】

図３(ａ)は、本実施形態の仕切り板１４を示している。この仕切り板１４は、複数の開口部Ｐ１が設けられた領域Ｒ１と、これらの開口部Ｐ１が設けられていない領域Ｒ２とを有している。この仕切り板１４は例えば、板にパンチ穴をあけることで作製される。この仕切り板１４は、吸収液供給口１１ａの真上に領域Ｒ２が位置するように配置されることが望ましい。また、領域Ｒ２は、開口部Ｐ１を有しない代わりに、領域Ｒ１より低い開口率で開口部Ｐ１を有していてもよい。

【0030】

図３(ｂ)は、本実施形態の変形例の仕切り板１４を示している。この仕切り板１４は、複数の開口部Ｐ２が設けられた領域Ｒ３と、これらの開口部Ｐ２が設けられていない領域Ｒ４とを有している。この仕切り板１４は、網状に加工された板となっている。この仕切り板１４は、吸収液供給口１１ａの真上に領域Ｒ４が位置するように配置されることが望ましい。また、領域Ｒ４は、開口部Ｐ２を有しない代わりに、領域Ｒ３より低い開口率で開口部Ｐ２を有していてもよい。

【0031】

以下、図２(ａ)および図２(ｂ)を再び参照し、再生部５の構成をさらに説明する。

【0032】

本実施形態の再生部５は、仕切り板１４や邪魔板１３が吸収液の液面Ｓ下にある状態で動作する。図２(ａ)と図２(ｂ)は、電気ヒーター１２の上端と吸収液の液面Ｓとの間に位置する仕切り板１４を示している。再生部５は、仕切り板１４や邪魔板１３が吸収液の液面Ｓ下にある状態で吸収液を電気ヒーター１２により加熱することで、容器１１内の吸収液から二酸化炭素を放散させる。以下、再生部５の動作のさらなる詳細を説明する。

【0033】

吸収液供給口１１ａから容器１１内に流入した吸収液（リッチ液）は、電気ヒーター１２の加熱に伴う上昇流により液面Ｓに向かって上方に流れるが、仕切り板１４によりその流れが変化する。その結果、吸収液は、電気ヒーター１２の外周や容器１１の内周に沿って流れる。また、容器１１は吸収液供給口１１ａの反対側に吸収液排出口１１ｂを有しているため、容器１１内ではさらに、吸収液供給口１１ａから吸収液排出口１１ｂに向かう吸収液の流れが形成される。この両者の流れが合成され、吸収液が、図２(ａ)や図２(ｂ)に示すように、容器１１内を吸収液供給口１１ａから吸収液排出口１１ｂに向かって渦巻き状に流れる（符号Ｆ１参照）。すなわち、吸収液は、電気ヒーター１２の第１端（左端）側から第２端（右端）側へと渦巻き状に流れる。その結果、吸収液は電気ヒーター１２により均等に加熱される。

【0034】

符号Ｆ１のように流れる吸収液は、邪魔板１３の付近に到達する。邪魔板１３は、吸収液の流れを阻害する作用を有し、吸収液の流れの向きを別の向きに変える。具体的には、邪魔板１３の付近に到達した吸収液の向きは、上向きに変化したり、電気ヒーター１２に戻る向きに変化したりする。この邪魔板１３の効果により、電気ヒーター１２の付近で吸収液をさらに均一に加熱させることが可能となる。邪魔板１３は、吸収液の流れをせき止める「せき」として機能する。

【0035】

一方、吸収液が電気ヒーター１２により加熱される過程で発生する気泡Ｇは、仕切り板１４の開口部を通過する。これにより、電気ヒーター１２と吸収液との接触面に気泡Ｇが留まることや、電気ヒーター１２による吸収液の加熱を気泡Ｇが阻害することを抑制することが可能となる。本実施形態の電気ヒーター１２は、容器１１内で仕切り板１４と邪魔板１３により囲まれているため、電気ヒーター１２の周囲では吸収液が均一に加熱されながら流れ、吸収液から発生した気泡Ｇは液面Ｓからガス排出口１１ｃへと抜けていく。同様に、二酸化炭素を放散した吸収液（リーン液）は、仕切り板１４の開口部を通って吸収液排出口１１ｂに向かい（符号Ｆ２参照）、吸収液排出口１１ｂから外部に排出される。

【0036】

本実施形態の仕切り板１４は、吸収液や気泡Ｇが通過する１つ以上の開口部を有すると共に、仕切り板１４まで上昇してきた吸収液を電気ヒーター１２へと戻す作用を有することが望ましい。そのため、本実施形態の仕切り板１４は、これらの開口部を有する領域の開口率が１０～９０％（例えば３０～５０％）となるように構成されていることが望ましい。このような領域の例は、図３(ａ)の領域Ｒ１や、図３(ｂ)の領域Ｒ３である。領域Ｒ１の開口率や、領域Ｒ３の開口率は、１０～９０％であることが望ましい。図２(ａ)および図２(ｂ)に示す仕切り板１４の当該領域の開口率は、例えば４０％である。

【0037】

仕切り板１４の開口部の形状は、どのような形状としてもよい。開口部の形状の例は、円形、四角形、網目形状などである。図３(ａ)の領域Ｒ１は、開口部Ｐ１を均一な密度で有していても、不均一な密度で有していてもよい。同様に、図３(ｂ)の領域Ｒ３は、開口部Ｐ２を均一な密度で有していても、不均一な密度で有していてもよい。

【0038】

以上のように、本実施形態の再生部５は、１つ以上の開口部を有する仕切り板１４を電気ヒーター１２の上方に備えている。さらに、本実施形態の再生部５は、仕切り板１４が吸収液の液面Ｓ下にある状態で吸収液を電気ヒーター１２により加熱することで、容器１１内の吸収液から二酸化炭素を放散させる。これにより、再生部５内に供給された吸収液を均一かつ効率的に加熱することが可能となる。よって、本実施形態によれば、吸収液の加熱効率に優れた再生部５を実現することができ、二酸化炭素回収システムにおける二酸化炭素の回収性能を向上させることができる。

【0039】

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の再生部５の構成を示す断面図である。第２実施形態の再生部５は、図１の二酸化炭素回収システムに設けられている。図４(ａ)は、再生部５のＸＺ断面を示している。図４(ｂ)は、再生部５のＹＺ断面を示しており、図４(ａ)の線Ｂにおける断面を示している。

【0040】

本実施形態の再生部５は、第１実施形態の再生部５と同様に、容器１１と、電気ヒーター１２と、邪魔板１３と、仕切り板１４とを備えている。ただし、本実施形態の仕切り板１４は、図４(ｂ)に示すように、電気ヒーター１２から離れる方向に凸型に湾曲した形状を有しており、すなわち、＋Ｚ方向に凸型に湾曲した形状を有している。本実施形態によれば、仕切り板１４が湾曲していることで、吸収液が電気ヒーター１２の周囲に沿って流れやすくなり、吸収液をより均一かつ効率的に加熱することが可能となる。

【0041】

なお、仕切り板１４の曲率や形状は、電気ヒーター１２の形状、配置、サイズや容器１１のサイズなどに応じて、最適な曲率や形状を任意に選択可能である。仕切り板１４のＹＺ断面の形状の例は、半円形、半楕円形、弓なり形などである。

【0042】

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態の再生部５の構成を示す断面図である。第３実施形態の再生部５は、図１の二酸化炭素回収システムに設けられている。

【0043】

本実施形態の再生部５は、第１実施形態の再生部５と同様に、容器１１と、電気ヒーター１２と、邪魔板１３と、仕切り板１４とを備えており、さらには１枚以上の邪魔板１５を備えている。

【0044】

邪魔板１５は、容器１１内において仕切り板１４の下に設置されており、電気ヒーター１２の第１端（左端）と第２端（右端）との間の位置に設置されている。邪魔板１５は、邪魔板１３や仕切り板１４と同じ素材で形成されていても、異なる素材で形成されていてもよい。邪魔板１５は、邪魔板１３と同様に縦向きに設置されている。また、本実施形態の邪魔板１５は、邪魔板１３と同様に、容器１１内の吸収液や気泡Ｇが通過する開口部を有していない。

【0045】

邪魔板１５は、電気ヒーター１２の周囲の吸収液の流れを制限している。そのため、電気ヒータ１２の付近の吸収液は、図５の符号Ｆ１で示すように、電気ヒーター１２に対して蛇行したように流れる。これにより、電気ヒーター１２と吸収液との接触時間を長くすることができ、十分に吸収液を加熱して二酸化炭素を放散させることができる。

【0046】

各邪魔板１５は、吸収液の流れを阻害する作用を有し、吸収液の流れの向きを別の向きに変える。具体的には、各邪魔板１５の付近に到達した吸収液の向きは、上向きや下向きに変化したり、－Ｘ方向に戻る向きに変化したりする。各邪魔板１５は、吸収液の流れをせき止める「せき」として機能する。

【0047】

なお、邪魔板１５は、吸収液の流れを変えることができるればよく、邪魔板１５の形状や配置場所や配置数は、図５に示すものに限られない。

【0048】

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態の再生部５の構成を示す断面図である。第４実施形態の再生部５は、図１の二酸化炭素回収システムに設けられている。図６(ａ)は、再生部５のＸＺ断面を示している。図６(ｂ)は、再生部５のＹＺ断面を示しており、図６(ａ)の線Ｃにおける断面を示している。図６(ｃ)は、再生部５のＹＺ断面を示しており、図６(ａ)の線Ｄにおける断面を示している。

【0049】

本実施形態の再生部５は、第１実施形態の再生部５と同様に、容器１１と、邪魔板１３と、仕切り板１４とを備えている。第１実施形態の再生部５が、１つの電気ヒーター１２を備えているのに対し、本実施形態の再生部５は、複数（ここでは２つ）の電気ヒーター１２を備えている。

【0050】

本実施形態の各電気ヒーター１２は、第１実施形態の電気ヒーター１２と同様に、複数のＵ字管１２ａと、これらのＵ字管１２ａが取り付けられた土台部１２ｂとを備え、Ｘ方向に延びる棒状の形状を有している。本実施形態の２つの電気ヒーター１２は、同じ方向に延びており、図６(ｂ)や図６(ｃ)に示すように横方向に互いに並んでいる。

【0051】

本実施形態では、第１実施形態と同様に、吸収液の上昇流と＋Ｘ方向への流れとが合成され、各電気ヒーター１２を中心とした渦巻き状の流れが形成される。これにより、吸収液を２つの電気ヒーター１２により均一かつ効率的に加熱することが可能となり、二酸化炭素回収システムにおける二酸化炭素の回収性能を向上させることが可能となる。

【0052】

なお、本実施形態の再生部５は、３つ以上の電気ヒーター１２を備えていてもよいし、これらの電気ヒーター１２のうちの任意の２つは、互いに横方向に並んでいても縦方向に並んでいてもよい。また、本実施形態の再生部５は、容器１１に複数の吸収液供給口１１ａを備えていてもよい。

【0053】

図７は、第４実施形態の変形例の再生部５の構成を示す断面図である。

【0054】

本変形例の再生部５は、縦方向に並んだ２つの電気ヒーター１２を備えており、これらの電気ヒーター１２の間に仕切り板１６を備えている。仕切り板１６は、仕切り板１４と同様の形状を有しており、吸収液や気泡Ｇが通過する１つ以上の開口部を有している。これにより、仕切り板１６の下の空間と、仕切り板１４と仕切り板１６との間の空間とに、渦巻き状の流れを生じさせることができる。なお、本変形例の再生部５は、３つ以上の電気ヒーター１２と、２枚以上の仕切り板１６とを備えていてもよい。

【0055】

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規なシステムおよび方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明したシステムおよび方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

【符号の説明】

【0056】

１：プロセス排ガスライン、２：吸収部、３：リッチ液ポンプ、
４：再生熱交換器、５：再生部、６：リーン液ポンプ、
７：リーン液冷却器、８：ガス冷却器、９：制御部、
１１：容器、１１ａ：吸収液供給口、１１ｂ：吸収液排出口、１１ｃ：ガス排出口、
１２：電気ヒーター、１２ａ：Ｕ字管、１２ｂ：土台部、
１３：邪魔板、１４：仕切り板、１５：邪魔板、１６：仕切り板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】