特許 7479788 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】2024-04-26

(45)【発行日】2024-05-09

(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 20060101AFI20240430BHJP

   B01D 53/62 20060101ALI20240430BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20240430BHJP

   B01D 53/96 20060101ALI20240430BHJP

   C01B 32/50 20170101ALI20240430BHJP

【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 2018224003

(22)【出願日】2018-11-29

(65)【公開番号】P2020082018

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-03-08

【審判番号】

【審判請求日】2023-01-12

(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】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】藤田 己思人

(72)【発明者】

【氏名】加藤 康博

(72)【発明者】

【氏名】村岡 大悟

(72)【発明者】

【氏名】半田 優介

(72)【発明者】

【氏名】北村 英夫

【合議体】

【審判長】原 賢一

【審判官】宮澤 尚之

【審判官】金 公彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１６８２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１２６４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－１５５５３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B01D53/14-53/18

B01D53/34-53/85

B01D53/92

B01D53/96

B01D46/00-46/90

B01D47/00-47/18

B01D1/00-8/00

B01B1/00-1/08

C01B32/50

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

洗浄部を備え、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を排出し、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塔排出ガスを前記洗浄部を介して排出する吸収塔と、
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散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液と、前記二酸化炭素を含む再生塔排出ガスとを排出する再生塔と、
を備え、
前記洗浄部は、前記吸収塔排出ガスの旋回流を発生させる旋回流発生部と、前記吸収塔排出ガスの前記旋回流に洗浄液を噴射することで、前記吸収塔排出ガスを前記洗浄液により洗浄する噴射部と、を備え、
前記旋回流発生部は、前記洗浄部の内壁に沿って流れる前記旋回流を発生させ、
前記噴射部は、前記洗浄部の前記内壁から離れる方向または前記洗浄部の前記内壁に向かう方向に前記洗浄液を噴射することで、前記洗浄部の内壁に沿って流れる前記旋回流に前記洗浄液を噴射し、
前記旋回流発生部は、前記洗浄部の前記内壁に沿う方向に前記吸収塔排出ガスが流れるように前記洗浄部内に前記吸収塔排出ガスを導入するガス導入口の位置で、前記旋回流を発生させる、または、前記吸収塔排出ガスが衝突して前記洗浄部の前記内壁に沿う方向に前記吸収塔排出ガスが配向するように設けられた衝突部材の位置で、前記旋回流を発生させる、
二酸化炭素回収システム。

【請求項2】

前記噴射部は、前記吸収塔排出ガスに前記洗浄液をミスト状に噴射する複数のスプレーを備える、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項3】

前記複数のスプレーは、管形状のアレイ状に配置されている、請求項２に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項4】

前記複数のスプレーは、前記管形状の内周側または外周側を旋回中の前記吸収塔排出ガスに前記洗浄液を噴射する、請求項３に記載の二酸化炭素回収システム。

【請求項5】

前記噴射部は、前記洗浄部の前記内壁に前記洗浄液が衝突する位置に設けられている、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】

前記吸収塔排出ガスおよび洗浄液が通過する充填層を備え、前記吸収塔排出ガスを前記充填層内で前記洗浄液により洗浄する第２洗浄部をさらに備える、請求項１から５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7】

二酸化炭素を含む処理対象ガスと吸収液とを吸収塔内で接触させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を前記吸収塔から排出し、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塔排出ガスを前記吸収塔内の洗浄部を介して前記吸収塔から排出し、
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再生塔内で放散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液と、前記二酸化炭素を含む再生塔排出ガスとを前記再生塔から排出し、
前記洗浄部内で前記吸収塔排出ガスの旋回流を前記洗浄部内の旋回流発生部により発生させ、前記洗浄部内で前記吸収塔排出ガスの前記旋回流に噴射部から洗浄液を噴射することで、前記吸収塔排出ガスを前記洗浄液により洗浄する、
ことを含み、
前記旋回流発生部は、前記洗浄部の内壁に沿って流れる前記旋回流を発生させ、
前記噴射部は、前記洗浄部の前記内壁から離れる方向または前記洗浄部の前記内壁に向かう方向に前記洗浄液を噴射することで、前記洗浄部の内壁に沿って流れる前記旋回流に前記洗浄液を噴射し、
前記旋回流発生部は、前記洗浄部の前記内壁に沿う方向に前記吸収塔排出ガスが流れるように前記洗浄部内に前記吸収塔排出ガスを導入するガス導入口の位置で、前記旋回流を発生させる、または、前記吸収塔排出ガスが衝突して前記洗浄部の前記内壁に沿う方向に前記吸収塔排出ガスが配向するように設けられた衝突部材の位置で、前記旋回流を発生させる、
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、製鉄所、ごみ焼却所、製造設備などの排ガス排出設備から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。
二酸化炭素回収システムでは、処理対象ガス中の二酸化炭素を吸収塔内で吸収液に吸収させる。しかしながら、二酸化炭素が除去された処理対象ガスが吸収塔から放出される際に、処理対象ガスが吸収液成分を同伴することが問題となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【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】

【0004】

そこで、本発明の実施形態は、吸収塔により二酸化炭素が除去された処理対象ガスに同伴する吸収液成分を低減することが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】

【0005】

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塔排出ガスとを排出する吸収塔を備える。さらに、前記システムは、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散させ、前記二酸化炭素を放散した前記吸収液と、前記二酸化炭素を含む再生塔排出ガスとを排出する再生塔を備える。さらに、前記システムは、前記吸収塔排出ガスの旋回流を発生させる旋回流発生部と、前記吸収塔排出ガスの前記旋回流に洗浄液を噴射することで、前記吸収塔排出ガスを前記洗浄液により洗浄する噴射部と、を備える洗浄部を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【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実施形態の洗浄部の構成を説明するための断面図である。

【図3】第１実施形態の洗浄部の第１および第２の例を示した断面図である。

【図4】第２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5】第２実施形態の洗浄部の構成を説明するための断面図である。

【図6】第３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7】第３実施形態の洗浄部の構成を説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１～図７において、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0008】

（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。

【0009】

図１の二酸化炭素回収システムは、排ガス排出設備１と、吸収塔２と、洗浄部３と、リッチ液ポンプ４と、再生熱交換器５と、再生塔６と、リーン液ポンプ７と、リーン液冷却器８と、制御部９と、第２洗浄部１０とを備えている。吸収塔２は、充填層２ａと、デミスタ２ｂと、第２デミスタ２ｃとを備えている。洗浄部３は、洗浄液ポンプ３ａと、洗浄液冷却器３ｂと、１つ以上のスプレー３ｃとを備えている。これらのスプレー３ｃは、噴射部の例である。再生塔６は、充填層６ａを備えている。第２洗浄部１０は、洗浄液ポンプ１０ａと、洗浄液冷却器１０ｂと、充填層１０ｃとを備えている。なお、洗浄部３は適宜「第１洗浄部３」とも呼び、デミスタ２ｂは適宜「第１デミスタ２ｂ」とも呼ぶ。

【0010】

図１は、吸収塔２や再生塔６の設置面に平行で互いに垂直なＸ方向およびＹ方向と、吸収塔２や再生塔６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、例えば吸収塔２や再生塔６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。

【0011】

排ガス排出設備１は、燃焼排ガスなどのプロセス排ガスを排出する設備である。排ガス排出設備１から排出されたプロセス排ガスは、プロセス排ガスラインを介して吸収塔２に導入される。排ガス排出設備１は例えば、火力発電所などの発電所や、製鉄所や清掃工場などの工場や、ごみ焼却所や製造設備などの燃焼設備である。プロセス排ガスは例えば、火力発電所内のボイラーから排出される。プロセス排ガスは、二酸化炭素回収システムによって処理される処理対象ガスの例である。排ガス排出設備１は、本実施形態では二酸化炭素回収システム内に設けられているが、二酸化炭素回収システム外に設けられていてもよい。

【0012】

吸収塔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２は、プロセス排ガスを導入するためのガス導入口を充填層２ａの下方に備え、吸収液（リーン液）を導入するための吸収液導入口を充填層２ａの上方に備えている。吸収液導入口から導入された吸収液は、充填層２ａへと落下する。一方、ガス導入口から導入されたプロセス排ガスは、充填層２ａへと上昇する。

【0013】

吸収塔２は、プロセス排ガスと吸収液とを充填層２ａ内で気液接触させて、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、充填層２ａから落下して吸収塔２の底部に溜まる。このリッチ液は、吸収塔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塔排出ガスは、充填層２ａから上昇して吸収塔２の頂部に向かう。ただし、この吸収塔排出ガスは、吸収塔２の頂部に設けられたガス排出口から外部に排出（放出）される前に、吸収塔２内に設けられた、詳細は後述する洗浄部３および第２洗浄部１０に順番に流入する。

【0014】

なお、吸収塔２は、１つの充填層２ａを備えているが、これに限定されず、複数の充填層を備えていてもよいし、１つ以上のその他の反応部（例えばトレイ）を備えていてもよい。また、本実施形態の二酸化炭素回収システムは、吸収塔排出ガスを冷却する冷却塔を備えていてもよい。また、洗浄部３および第２洗浄部１０は、本実施形態では吸収塔２内に設けられているが、吸収塔２外に設けられていてもよい。

【0015】

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（monoethanolamin）や、ジエタノールアミン（diethanolamin）である。吸収液は、その他のアミンを含有していてもよい。

【0016】

洗浄部３は、吸収塔排出ガスを洗浄液により洗浄して、吸収塔排出ガスに同伴する吸収液成分を除去するために設けられている。洗浄部３はおおむね、Ｚ方向に平行に延びる筒形状を有しており、吸収塔排出ガスは、洗浄部３の底部から洗浄部３内に導入され、洗浄部３内を上昇していき、洗浄部３の頂部から洗浄部３外に排出される。本実施形態の洗浄部３は、洗浄部３内で吸収塔排出ガスの旋回流を発生させるように吸収塔排出ガスを洗浄部３内に導入する。よって、本実施形態の吸収塔排出ガスは、洗浄部３内を旋回しながら上昇していく、すなわち、＋Ｚ方向に向かって螺旋状に進行する。

【0017】

本実施形態の洗浄部３は、洗浄部３の内壁に沿って流れる旋回流を発生させると共に、洗浄部３の内壁付近に配置された１つ以上のスプレー３ｃを備えている。これらのスプレー３ｃは、吸収塔排出ガスの旋回流に洗浄液を噴射することで、吸収塔排出ガスを洗浄液により洗浄する。これにより、吸収塔排出ガスに同伴する吸収液成分が除去される。洗浄液は例えば水や酸性水であるが、これらの例に限定されるものではない。

【0018】

洗浄部３を通過した吸収塔排出ガスは、デミスタ２ｂを通過した後、第２洗浄部１０に流入する。デミスタ２ｂは、吸収塔排出ガスに同伴する吸収液成分を捕捉して、吸収液成分をさらに除去する。一方、スプレー３ｃから噴射された洗浄液は、洗浄部３の底部に溜まった後、洗浄液ポンプ３ａにより移送され、洗浄液冷却器３ｂにより冷却される。冷却された洗浄液は、スプレー３ｃに供給され、スプレー３ｃから吸収塔排出ガスに再び噴射される。

【0019】

なお、本実施形態の洗浄部３のさらなる詳細については後述する。

【0020】

デミスタ２ｂを通過した吸収塔排出ガスは、第２洗浄部１０に流入する。第２洗浄部１０は、充填層１０ｃ内を上昇する吸収塔排出ガスと、充填層１０ｃ内を落下する洗浄液とを気液接触させ、吸収塔排出ガスを洗浄液により洗浄する。これにより、吸収塔排出ガスに同伴する吸収液成分が除去される。この洗浄液は例えば水や酸性水であるが、これらの例に限定されるものではない。

【0021】

充填層１０ｃを通過した吸収塔排出ガスは、第２デミスタ２ｃを通過した後、吸収塔２の頂部に設けられたガス排出口から外部に排出（放出）される。第２デミスタ２ｃは、吸収塔排出ガスに同伴する吸収液成分を捕捉して、吸収液成分をさらに除去する。一方、充填層１０ｃを通過した洗浄液は、洗浄液ポンプ１０ａにより移送され、洗浄液冷却器１０ｂにより冷却される。冷却された洗浄液は、充填層１０ｃに再び供給される。

【0022】

このように、本実施形態の吸収塔２は、スプレー３ｃによる第１洗浄部３に加えて、充填層１０ｃによる第２洗浄部１０を備えている。この場合、ミスト状の吸収液成分を主に第１洗浄部３で除去し、ガス状の吸収液成分を主に第２洗浄部１０で除去するという構成を実現することが可能となる。なお、第１および第２洗浄部３、１０は、本実施形態では吸収塔２内に設けられているが、吸収塔２外に設けられていてもよい。

【0023】

吸収塔２の吸収塔排出口から排出された吸収液は、リッチ液ポンプ４により、再生熱交換器５を介して再生塔６へ移送される。この際、吸収塔２から再生塔６へ向かう吸収液は、再生熱交換器５における熱交換により加熱される。

【0024】

再生塔６は、例えば向流型気液接触装置により構成されている。再生塔６は、吸収塔２から排出された吸収液（リッチ液）を導入するための吸収液導入口を、充填層６ａの上方に備えている。

【0025】

再生塔６は、導入された吸収液を加熱することにより、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。再生塔６は、図示しないリボイラを備えており、このリボイラに供給された高温蒸気と吸収液との熱交換を行うことにより吸収液を加熱する。再生塔６に導入された吸収液は、充填層６ａを通過して、再生塔６の底部に落下する。

【0026】

その結果、二酸化炭素を放散した吸収液（リーン液）が再生塔６の底部にに溜まり、再生塔６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、放散された二酸化炭素と蒸気とを含有する再生塔排出ガスは、再生塔６の頂部に設けられたガス排出口から外部に排出される。再生塔排出ガスはその後、図示しないガス冷却器により冷却される。これにより、再生塔排出ガス中の蒸気が凝縮し、二酸化炭素と凝縮水とに分離される。凝縮水は、吸収液成分を含有しているため、再生塔６へ戻される。一方、分離された二酸化炭素は例えば、圧縮ポンプにより超臨界状態や液体状態など目的に応じた状態に転移され、タンク、ローリー、パイプラインなどにより保管または輸送される。

【0027】

なお、再生塔６は、１つの充填層６ａを備えているが、これに限定されず、複数の充填層を備えていてもよいし、１つ以上のその他の反応部（例えばトレイ）を備えていてもよい。また、再生塔６は、タンク内で吸収液を加熱して二酸化炭素を放散させるフラッシュドラム（フラッシュタンク）を備えていてもよい。また、本実施形態の二酸化炭素回収システムは、再生塔排出ガスを洗浄する洗浄塔、再生塔排出ガスを冷却する冷却塔、再生塔排出ガスから得られた二酸化炭素を圧縮する圧縮設備などを備えていてもよい。

【0028】

再生塔６から排出された吸収液は、リーン液ポンプ７により、再生熱交換器５とリーン冷却器８とを介して吸収塔２へ戻される。この際、再生塔６から吸収塔２へ向かう吸収液は、再生熱交換器５における熱交換と、リーン冷却器８における冷却作用により冷却される。再生熱交換器５は、吸収塔２から再生塔６へ向かう吸収液と、再生塔６から吸収塔２へ向かう吸収液との間で熱交換を行う。

【0029】

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、洗浄液ポンプ３ａ、１０ａやリーン液ポンプ７の回転数や、洗浄液冷却器３ｂ、１０ｂやリーン液冷却器８の冷却動作や、スプレー３ｃの噴射動作などを制御する。

【0030】

以下、本実施形態の洗浄部３のさらなる詳細について説明する。

【0031】

上述のように、洗浄部３は、吸収塔排出ガスを洗浄液により洗浄して、吸収塔排出ガスに同伴する吸収液成分を除去する。吸収液成分の例は、吸収液の主成分（例えばアミン）や、吸収液の添加成分や、吸収液の劣化等により生じた副次成分などである。本実施形態の洗浄部３は、これらの吸収液成分を洗浄液により除去する。

【0032】

本実施形態の洗浄部３は、洗浄部３内を旋回中の吸収塔排出ガスに洗浄液を噴霧する、すなわち、吸収塔排出ガスに洗浄液をミスト状に噴射する。これにより、吸収塔排出ガスに同伴する吸収液成分を効率的に除去することが可能となる。このようなスプレー３ｃによる洗浄は例えば、ミスト状で飛散する吸収液成分を含む吸収塔排出ガスから吸収液成分を除去する際に効果的である。洗浄液は例えば水や酸性水であるが、これらの例に限定されるものではない。

【0033】

図２は、第１実施形態の洗浄部３の構成を説明するための断面図である。

【0034】

図２(ａ)は、洗浄部３の縦断面（ＸＺ断面）を示しており、図２(ｂ)は、洗浄部３の横断面（ＸＹ断面）を示している。符号Ｓは、洗浄部３の内壁（壁面）を表す。図２(ｃ)と図２(ｄ)は、図２(ａ)と図２(ｂ)に対応しており、洗浄部３内の吸収塔排出ガスの旋回流Ｇを示している。

【0035】

図２(ａ)～図２(ｄ)は、洗浄部３に設けられた複数のスプレー３ｃを示している。本実施形態では、これらのスプレー３ｃが、洗浄部３の内壁Ｓの付近で管形状のアレイ状に配置されており、管形状の内周側を旋回流Ｇが通過する（一方、後述する第２および第３実施形態では、管形状の外周側を旋回流Ｇが通過する）。そのため、これらのスプレー３ｃは、管形状の内周側（洗浄部３の中心軸側）を向くように配置されており、洗浄部３の内壁Ｓから離れる方向に洗浄液を噴射する。よって、管形状の内周側を旋回中の吸収塔排出ガスに洗浄液が噴射され、吸収塔排出ガスが洗浄液により洗浄される。

【0036】

吸収塔排出ガスが洗浄部３内で旋回流Ｇとして流れると、吸収塔排出ガス中の吸収液ミストの密度分布が、遠心力により内壁Ｓ付近で高くなる。そのため、内壁Ｓ付近から洗浄液を噴霧することで、効率的に吸収液ミストを除去することが可能となる。旋回流Ｇの遠心力を高めるために、洗浄部３の内径を吸収塔２全体の内径よりも部分的に小さく設定してもよい。これにより、より効率的なミスト除去が可能となる。

【0037】

なお、図２(ａ)や図２(ｃ)は、７周分のスプレー３ｃを示しているが、スプレー３ｃの周の数は、７周以外でもよい。また、図２(ｂ)や図２(ｄ)は、２４列分のスプレー３ｃの一部を示しているが、スプレー３ｃの列の数は、２４列以外でもよい。これらのスプレー３ｃは、図２(ｂ)や図２(ｄ)に示すように洗浄部３の内壁Ｓの全周に配置されることが望ましいが、十分なミスト除去が可能であれば全周に配置されなくてもよい。例えば、これらのスプレー３ｃは、旋回流Ｇの流れに沿って螺旋状に配置されていてもよい。

【0038】

図３は、第１実施形態の洗浄部３の第１および第２の例を示した断面図である。

【0039】

図３(ａ)に示す第１の例では、洗浄部３は、洗浄部３の底部から洗浄部３内に吸収塔排出ガスを導入するガス導入口１１を備えている。ガス導入口１１は、矢印Ｇ１で示すように、洗浄部３の内壁Ｓに沿う方向に吸収塔排出ガスが流れるように、洗浄部３内に吸収塔排出ガスを導入する。この際、吸収塔排出ガスは、真横ではなく斜上を向けられてガス導入口１１から導入される。その結果、ガス導入口１１から導入された吸収塔排出ガスは、洗浄部３内で旋回流Ｇとして流れることとなる。ガス導入口１１は、旋回流発生部の例である。第１の例では、ガス導入口１１の位置で旋回流Ｇが発生する。

【0040】

図３(ｂ)に示す第２の例では、洗浄部３は、洗浄部３の底部から洗浄部３内に吸収塔排出ガスを導入するガス導入口１２と、ガス導入口１２からの吸収塔排出ガスが衝突するように設けられた邪魔板１３とを備えている。邪魔板１３は、衝突部材の例である。邪魔板１３は、矢印Ｇ２で示すように、洗浄部３の内壁Ｓに沿う方向に吸収塔排出ガスを配向するように設けられている。この際、吸収塔排出ガスは、真横ではなく斜上を向くように配向される。その結果、邪魔板１３に衝突した吸収塔排出ガスは、洗浄部３内で旋回流Ｇとして流れることとなる。ガス導入口１２および邪魔板１３も、旋回流発生部の例である。第２の例では、邪魔板１３の位置で旋回流Ｇが発生する。

【0041】

なお、旋回流Ｇは、第１および第２の例以外の方法で発生させてもよい。本実施形態の旋回流Ｇの発生方法は、これらの例に限定されるものではない。図３(ａ)や図３(ｂ)を参照して説明した内容は、後述する第２および第３実施形態にも適用可能である。

【0042】

以上のように、本実施形態の洗浄部３は、洗浄部３内で吸収塔排出ガスの旋回流Ｇを発生させ、洗浄部３内で吸収塔排出ガスの旋回流Ｇに洗浄液を噴射することで、吸収塔排出ガスを洗浄液により洗浄する。よって、本実施形態によれば、洗浄液による洗浄効果を旋回流Ｇにより向上させることで、吸収塔排出ガスが吸収塔２から放出される際に吸収塔排出ガスに同伴する吸収液成分を低減することが可能となる。

【0043】

なお、スプレー３ｃは、洗浄液を噴射するその他の機器に置き換えてもよい。

【0044】

（第２実施形態）
図４は、第２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。

【0045】

本実施形態の二酸化炭素回収システムは、第１実施形態の二酸化炭素回収システムと同様の構成機器を備えている。ただし、図４に示すように、本実施形態のスプレー３ｃの配置は、第１実施形態のスプレー３ｃの配置と異なっている。以下、本実施形態のスプレー３ｃの配置を、図５を参照して説明する。

【0046】

図５は、第２実施形態の洗浄部３の構成を説明するための断面図である。図５(ａ)～図５(ｄ)はそれぞれ、図２(ａ)～図２(ｄ)に対応している。

【0047】

図５(ａ)～図５(ｄ)は、洗浄部３に設けられた複数のスプレー３ｃを示している。本実施形態では、これらのスプレー３ｃが、洗浄部３の内壁Ｓから離れて管形状のアレイ状に配置されており、管形状の外周側を旋回流Ｇが通過する。そのため、これらのスプレー３ｃは、管形状の外周側（洗浄部３の内壁Ｓ側）を向くように配置されており、洗浄部３の内壁Ｓに向かう方向に洗浄液を噴射する。よって、管形状の外周側を旋回中の吸収塔排出ガスに洗浄液が噴射され、吸収塔排出ガスが洗浄液により洗浄される。

【0048】

吸収塔排出ガスが洗浄部３内で旋回流Ｇとして流れると、吸収塔排出ガス中の吸収液ミストの密度分布が、遠心力により内壁Ｓ付近で高くなる。そのため、内壁Ｓに向けて洗浄液を噴霧することで、効率的に吸収液ミストを除去することが可能となる。旋回流Ｇの遠心力を高めるために、洗浄部３の内径を吸収塔２全体の内径よりも部分的に小さく設定してもよい。これにより、より効率的なミスト除去が可能となる。

【0049】

本実施形態のスプレー３ｃは、洗浄効果を高くするために、液滴径が小さい洗浄液を噴射可能なスプレーノズルを備えていてもよい。この場合、洗浄液の液滴が吸収塔排出ガスによる巻き上げられる可能性が高くなる。しかしながら、本実施形態のスプレー３ｃは内壁Ｓの近くに配置されているため、スプレー３ｃからの洗浄液が内壁Ｓに衝突し、洗浄液が内壁Ｓを流れ落ちる。よって、液滴径が小さい洗浄液をスプレー３から噴射しても、吸収塔排出ガスによる洗浄液の液滴の巻き上げを抑制することが可能となる。

【0050】

なお、図５(ａ)や図５(ｃ)は、７周分のスプレー３ｃを示しているが、スプレー３ｃの周の数は、７周以外でもよい。また、図５(ｂ)や図５(ｄ)は、８列分のスプレー３ｃの一部を示しているが、スプレー３ｃの列の数は、８列以外でもよい。これらのスプレー３ｃは、図５(ｂ)や図５(ｄ)に示すように洗浄部３の内壁Ｓの全面に対向して配置されることが望ましいが、十分なミスト除去が可能であればそれの限りではない。

【0051】

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、洗浄液による洗浄効果を旋回流Ｇにより向上させることで、吸収塔排出ガスに同伴する吸収液成分を低減することが可能となる。

【0052】

（第３実施形態）
図６は、第３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。

【0053】

本実施形態の二酸化炭素回収システムは、第１および第２実施形態の二酸化炭素回収システムと同様の構成機器を備えている。ただし、図６に示すように、本実施形態のスプレー３ｃの配置は、第１および第２実施形態のスプレー３ｃの配置と異なっている。以下、本実施形態のスプレー３ｃの配置を、図７を参照して説明する。

【0054】

図７は、第３実施形態の洗浄部３の構成を説明するための断面図である。図７(ａ)～図７(ｄ)はそれぞれ、図２(ａ)～図２(ｄ)や図５(ａ)～図５(ｄ)に対応している。

【0055】

図７(ａ)～図７(ｄ)は、洗浄部３に設けられた複数のスプレー３ｃを示している。本実施形態では、これらのスプレー３ｃが、洗浄部３の内壁Ｓから離れて管形状のアレイ状に配置されており、管形状の外周側を旋回流Ｇが通過する。そのため、これらのスプレー３ｃは、管形状の外周側（洗浄部３の内壁Ｓ側）を向くように配置されており、洗浄部３の内壁Ｓに向かう方向に洗浄液を噴射する。よって、管形状の外周側を旋回中の吸収塔排出ガスに洗浄液が噴射され、吸収塔排出ガスが洗浄液により洗浄される。

【0056】

ただし、第２実施形態のスプレー３ｃが内壁Ｓの近くに配置されているのに対し、本実施形態のスプレー３ｃは内壁Ｓから遠くに配置されており、具体的には、洗浄部３の中心軸付近に配置されている。本実施形態のスプレー３ｃからの洗浄液は、内壁Ｓに衝突しても衝突しなくてもよい。

【0057】

本実施形態では、第２実施形態と同様に、洗浄部３の内壁Ｓに向かう方向に洗浄液を噴射する。よって、本実施形態によれば、第２実施形態と同様に、吸収塔排出ガスによる洗浄液の液滴の巻き上げを抑制することが可能となる。だだし、第２実施形態には、本実施形態に比べて、吸収塔排出ガスによる洗浄液の液滴の巻き上げを抑制しやすいという利点がある。一方、本実施形態には、第２実施形態に比べて、スプレー３ｃが旋回流Ｇの流れの抵抗となることを抑制できるという利点がある。理由は、スプレー３ｃが内壁Ｓ付近に設けられていると、スプレー３ｃが旋回流Ｇの流れの妨げになり得るからである。そのため、本実施形態によれば、第２実施形態に比べて、洗浄部３の底部から頂部まで旋回流Ｇを維持しやすくなる。

【0058】

なお、図７(ａ)や図７(ｃ)は、７周分のスプレー３ｃを示しているが、スプレー３ｃの周の数は、７周以外でもよい。また、図７(ｂ)や図７(ｄ)は、８列分のスプレー３ｃの一部を示しているが、スプレー３ｃの列の数は、８列以外でもよい。これらのスプレー３ｃは、図７(ｂ)や図７(ｄ)に示すように洗浄部３の内壁Ｓの全面に対向して配置されることが望ましいが、十分なミスト除去が可能であればそれの限りではない。

【0059】

本実施形態によれば、第１および第２実施形態と同様に、洗浄液による洗浄効果を旋回流Ｇにより向上させることで、吸収塔排出ガスに同伴する吸収液成分を低減することが可能となる。

【0060】

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】

【0061】

１：排ガス排出設備、２：吸収塔、２ａ：充填層、
２ｂ：デミスタ、２ｃ：第２デミスタ、３：洗浄部、
３ａ：洗浄液ポンプ、３ｂ：洗浄液冷却器、３ｃ：スプレー、
４：リッチ液ポンプ、５：再生熱交換器、６：再生塔、６ａ：充填層、
７：リーン液ポンプ、８：リーン液冷却器、９：制御部、１０：第２洗浄部、
１０ａ：洗浄液ポンプ、１０ｂ：洗浄液冷却器、１０ｃ：充填層、
１１：ガス導入口、１２：ガス導入口、１３：邪魔板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】