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(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】2024-09-06
(45)【発行日】2024-09-17
(54)【発明の名称】二酸化炭素回収装置
(51)【国際特許分類】
B01D 53/62 20060101AFI20240909BHJP
B01D 53/78 20060101ALI20240909BHJP
B01D 53/96 20060101ALI20240909BHJP
B01D 53/14 20060101ALI20240909BHJP
C01B 32/50 20170101ALI20240909BHJP
【ＦＩ】
B01D53/62 ZAB
B01D53/78
B01D53/96
B01D53/14 200
C01B32/50
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2023081561
(22)【出願日】2023-05-17
(62)【分割の表示】P 2022126094の分割
【原出願日】2022-08-08
(65)【公開番号】P2024023131
(43)【公開日】2024-02-21
【審査請求日】2023-05-17
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 発行者名：公益社団法人 全国都市清掃会議 刊行物名：都市清掃、第７５巻、第３６５号、第６４頁 発行年月日：令和４年１月１日
(73)【特許権者】
【識別番号】000133032
【氏名又は名称】株式会社タクマ
(74)【代理人】
【識別番号】100141586
【弁理士】
【氏名又は名称】沖中 仁
(72)【発明者】
【氏名】藤川 宗治
(72)【発明者】
【氏名】宍田 健一
(72)【発明者】
【氏名】藤平 弘樹
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 和宏
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 竜生
(72)【発明者】
【氏名】釼持 恭平
(72)【発明者】
【氏名】西畑 遥
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 滋敏
【審査官】石岡 隆
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－０３０２２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１２６７３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０３７１８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－２４１４４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０００６９４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｄ５３／００－５３／９６
Ｃ０１Ｂ３２／５０
Ｆ２３Ｊ１５／００－１５／０８
Ｂ０１Ｄ１９／００－１９／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱することによって前記二酸化炭素を放散させて回収する二酸化炭素回収装置であって、前記吸収液を収容し、前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記吸収液を収容し、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させる再生塔と、
前記吸収塔と前記再生塔との間で前記吸収液が循環されるように前記吸収塔と前記再生塔とを接続する吸収液供給管及び吸収液還流管と、
前記吸収塔から前記再生塔に向かって前記吸収液供給管を流れる前記吸収液を、前記再生塔から前記吸収塔に向かって前記吸収液還流管を流れる前記吸収液との熱交換によって昇温させる昇温器と、
前記吸収液供給管を流れる、前記昇温器で昇温された後の前記吸収液を、除塵処理された排ガスとの熱交換により、前記二酸化炭素を放散可能な４０～９０℃に加熱する加熱器と、
を備え、
前記除塵処理された後に湿式処理にて洗浄された排ガスが前記二酸化炭素含有ガスとして前記吸収塔に送り込まれ、
前記加熱器は、前記湿式処理される前の排ガスとの間で熱交換を行う二酸化炭素回収装置。
【請求項2】
前記加熱器は、排ガスが外側表面に接触されるとともに、熱媒が内部に通流される、耐腐食性の材料で構成される伝熱管を備え、前記伝熱管の外側表面温度が排ガスの露点以下となるまで熱交換を行う請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項3】
前記加熱器は、さらに、排ガス中の水分の凝縮温度以下まで熱交換を行う請求項２に記載の二酸化炭素回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させ、二酸化炭素を吸収した吸収液を加熱することによって二酸化炭素を放散させて回収する二酸化炭素回収装置、及び二酸化炭素回収方法に関する。
【背景技術】
【0002】
二酸化炭素の回収方法として、例えば、塩基性化合物による反応吸収を利用する化学吸収法が知られている。化学吸収法において、ガスに含まれる二酸化炭素とアミン系の吸収液とを吸収塔で接触させ、二酸化炭素を吸収した吸収液を吸収塔から再生塔へと送り、再生塔で吸収液から二酸化炭素を放散させて回収する二酸化炭素回収装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【0003】
特許文献１に記載された二酸化炭素回収装置において、再生塔の下部にはスチームを熱源とするリボイラが設けられており、リボイラにより吸収液が加熱されることによって吸収液から二酸化炭素が放散される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平１１－２６７４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の二酸化炭素回収装置において、二酸化炭素の放散は、スチームを熱源とするリボイラによる加熱によって行われるため、スチームを発生させるのに要する熱エネルギー、吸収液の温度上昇に要する熱エネルギー、吸収液から二酸化炭素を放散させるのに要する熱エネルギー、吸収液の水分蒸発による熱損失を補うための熱エネルギー等が必要である。従って、吸収した二酸化炭素の放散に要するエネルギーが大きく、エネルギーコストが嵩むという問題があった。
【0006】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、エネルギーコストを低く抑えることができる二酸化炭素回収装置、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】
【0007】
上記課題を解決するための本発明に係る二酸化炭素回収装置の特徴構成は、
二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱することによって前記二酸化炭素を放散させて回収する二酸化炭素回収装置であって、
前記吸収液を収容する処理塔と、
前記吸収液を、排ガスとの熱交換により、前記二酸化炭素を放散可能な４０～９０℃に加熱する加熱器と、
を備えることにある。
二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させ、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱することによって前記二酸化炭素を放散させて回収する二酸化炭素回収装置であって、
前記吸収液を収容する処理塔と、
前記吸収液を、排ガスとの熱交換により、前記二酸化炭素を放散可能な４０～９０℃に加熱する加熱器と、
を備えることにある。
【0008】
本構成の二酸化炭素回収装置によれば、吸収した二酸化炭素を４０～９０℃で放散可能な吸収液が用いられ、排ガスとの熱交換により、当該吸収液が加熱器によって加熱される。ここで、排ガスは、通常は大気放出されて廃棄されるが、廃棄される際の排ガス温度は１４０～１７０℃程度である。このように、吸収液の二酸化炭素を放散可能な温度（４０～９０℃）と、廃棄される際の排ガス温度（１４０～１７０℃）との間に十分な温度差があるため、吸収液を排ガスとの熱交換で加熱器により４０～９０℃に加熱することができ、処理塔において吸収液から二酸化炭素を放散させて回収することができる。従って、通常は大気放出されて廃棄されている排ガスの廃熱によっても二酸化炭素を回収することができ、廃熱の有効利用によってエネルギーコストを低く抑えることができる。
【0009】
本発明に係る二酸化炭素回収装置において、
前記処理塔は、前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔と、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させる再生塔とを含み、
前記吸収塔と前記再生塔との間で前記吸収液が循環されるように前記吸収塔と前記再生塔とが接続されるとともに、前記吸収塔から前記再生塔に供給される前記吸収液を加熱するように前記加熱器が配設されることが好ましい。
前記処理塔は、前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔と、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させる再生塔とを含み、
前記吸収塔と前記再生塔との間で前記吸収液が循環されるように前記吸収塔と前記再生塔とが接続されるとともに、前記吸収塔から前記再生塔に供給される前記吸収液を加熱するように前記加熱器が配設されることが好ましい。
【0010】
本構成の二酸化炭素回収装置によれば、吸収塔及び再生塔によって二酸化炭素の吸収及び放散が連続的に行われるとともに、吸収塔から再生塔に供給される吸収液が、排ガスの廃熱を熱源とする加熱器によって加熱されるので、吸収した二酸化炭素の放散に要するエネルギーを低く抑えつつ、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。
【0011】
本発明に係る二酸化炭素回収装置において、
前記処理塔は、前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔と、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させる再生塔とを含み、
前記吸収塔と前記再生塔との間で前記吸収液が循環されるように前記吸収塔と前記再生塔とが接続されるとともに、前記再生塔と前記加熱器との間で前記吸収液が循環されるように前記再生塔と前記加熱器とが接続されることが好ましい。
前記処理塔は、前記二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収塔と、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から前記二酸化炭素を放散させる再生塔とを含み、
前記吸収塔と前記再生塔との間で前記吸収液が循環されるように前記吸収塔と前記再生塔とが接続されるとともに、前記再生塔と前記加熱器との間で前記吸収液が循環されるように前記再生塔と前記加熱器とが接続されることが好ましい。
【0012】
本構成の二酸化炭素回収装置によれば、吸収塔及び再生塔によって二酸化炭素の吸収及び放散が連続的に行われるとともに、再生塔と加熱器との間で循環される吸収液が、排ガスの廃熱を熱源とする加熱器によって加熱されるので、吸収した二酸化炭素の放散に要するエネルギーを低く抑えつつ、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。
【0013】
本発明に係る二酸化炭素回収装置において、
前記再生塔内を減圧する減圧手段を備えることが好ましい。
前記再生塔内を減圧する減圧手段を備えることが好ましい。
【0014】
本構成の二酸化炭素回収装置によれば、吸収液に対する加熱器による加熱と、吸収液に対する減圧手段による減圧との相乗効果により、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができるとともに、二酸化炭素を十分に吸収できる状態に吸収液を再生することができる。
【0015】
本発明に係る二酸化炭素回収装置において、
前記加熱器は、前記排ガスが外側表面に接触されるとともに、熱媒が内部に通流される伝熱管を備え、
前記伝熱管の外側表面温度が前記排ガスの露点よりも高くなるように設定されることが好ましい。
前記加熱器は、前記排ガスが外側表面に接触されるとともに、熱媒が内部に通流される伝熱管を備え、
前記伝熱管の外側表面温度が前記排ガスの露点よりも高くなるように設定されることが好ましい。
【0016】
本構成の二酸化炭素回収装置によれば、伝熱管の外側表面温度が排ガスの露点よりも高くなるように設定されるので、伝熱管の外側表面付近は排ガスとの接触による腐食性成分の蒸発が支配的な雰囲気となり、結露による腐食性成分含有液滴が発生するのを未然に防ぐことができる。従って、加熱器のケーシング等への腐食対策（例えば、耐腐食塗装やフッ素樹脂ライニング等）が不要又は簡略化できるという利点がある。
【0017】
本発明に係る二酸化炭素回収装置において、
前記加熱器は、前記排ガスが外側表面に接触されるとともに、熱媒が内部に通流される伝熱管を備え、
前記伝熱管は、耐腐食性の材料で構成され、
前記伝熱管の外側表面温度が前記排ガスの露点以下となるように設定されることが好ましい。
前記加熱器は、前記排ガスが外側表面に接触されるとともに、熱媒が内部に通流される伝熱管を備え、
前記伝熱管は、耐腐食性の材料で構成され、
前記伝熱管の外側表面温度が前記排ガスの露点以下となるように設定されることが好ましい。
【0018】
本構成の二酸化炭素回収装置によれば、耐腐食性の材料を用いて露点以下の温度まで熱回収を行うことができるため、二酸化炭素回収装置における熱媒（水蒸気等）の使用量を大幅に減少させることができる。さらに、排ガス中の水分の凝縮温度以下まで熱回収を行うことで水の潜熱分の熱エネルギーも回収することができ、効果がより大きくなる。
【0019】
次に、上記課題を解決するための本発明に係る二酸化炭素回収方法の特徴構成は、
二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収工程と、
前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を、排ガスとの熱交換により、前記二酸化炭素を放散可能な４０～９０℃に加熱することによって前記二酸化炭素を放散させて回収する回収工程と、
を包含することにある。
二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収工程と、
前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を、排ガスとの熱交換により、前記二酸化炭素を放散可能な４０～９０℃に加熱することによって前記二酸化炭素を放散させて回収する回収工程と、
を包含することにある。
【0020】
本構成の二酸化炭素回収方法によれば、吸収工程において吸収した二酸化炭素を４０～９０℃で放散可能な吸収液が用いられ、排ガスとの熱交換により、当該吸収液が回収工程において加熱される。ここで、排ガスは、通常は大気放出されて廃棄されるが、廃棄される際の排ガス温度は１４０～１７０℃程度である。このように、吸収液の二酸化炭素を放散可能な温度（４０～９０℃）と、廃棄される際の排ガス温度（１４０～１７０℃）との間に十分な温度差があるため、回収工程において吸収液を排ガスとの熱交換で４０～９０℃に加熱することができ、吸収液から二酸化炭素を放散させて回収することができる。従って、通常は大気放出されて廃棄されている排ガスの廃熱によっても二酸化炭素を回収することができ、廃熱の有効利用によってエネルギーコストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、バイオマス発電施設における排ガス処理設備で処理された排ガスから二酸化炭素を回収する例を挙げて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。なお、バイオマス発電施設において燃焼させるバイオマス燃料とは、化石燃料以外の植物や農産物等の自然界の有機性資源から抽出した生物由来の燃料である。具体的には、バイオマス燃料として、例えば、廃棄木材、間伐材、流木、草類、生活廃棄物、汚泥、家畜の糞尿、エネルギー作物（農作物）、これらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）等が挙げられる。
【0023】
〔第一実施形態〕
図１は、本発明の第一実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ａの概略構成を示すブロック図である。図１に示す二酸化炭素回収装置１Ａは、バイオマス発電施設において排ガス処理設備２００で処理された排ガス（二酸化炭素含有ガス）に含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させ、二酸化炭素を吸収した吸収液を加熱することによって二酸化炭素を放散させて回収するように構成されている。
図１は、本発明の第一実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ａの概略構成を示すブロック図である。図１に示す二酸化炭素回収装置１Ａは、バイオマス発電施設において排ガス処理設備２００で処理された排ガス（二酸化炭素含有ガス）に含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させ、二酸化炭素を吸収した吸収液を加熱することによって二酸化炭素を放散させて回収するように構成されている。
【0024】
＜排ガス処理設備＞
排ガス処理設備２００は、バグフィルタや誘引通風機等を含む設備である。排ガス処理設備２００においては、燃焼炉でのバイオマス燃料の燃焼に伴い発生した排ガスが、誘引通風機による誘引作用によりバグフィルタに導入されて除塵処理される。
排ガス処理設備２００は、バグフィルタや誘引通風機等を含む設備である。排ガス処理設備２００においては、燃焼炉でのバイオマス燃料の燃焼に伴い発生した排ガスが、誘引通風機による誘引作用によりバグフィルタに導入されて除塵処理される。
【0025】
＜吸収液＞
吸収液は、吸収した二酸化炭素を、４０～９０℃で放散することができるものであればよく、特に限定されものではないが、例えば、特開２０２１－１５４２３６号公報や、特開２０２１－１５４２３７号公報に開示された非水系の二酸化炭素吸収液を用いることができる。
吸収液は、吸収した二酸化炭素を、４０～９０℃で放散することができるものであればよく、特に限定されものではないが、例えば、特開２０２１－１５４２３６号公報や、特開２０２１－１５４２３７号公報に開示された非水系の二酸化炭素吸収液を用いることができる。
【0026】
＜二酸化炭素回収装置＞
図１に示すように、二酸化炭素回収装置１Ａは、吸収液を収容する処理塔１０を備えている。
図１に示すように、二酸化炭素回収装置１Ａは、吸収液を収容する処理塔１０を備えている。
【0027】
＜処理塔＞
処理塔１０は、二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔３と、二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放散させる再生塔５とを含む。
処理塔１０は、二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔３と、二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放散させる再生塔５とを含む。
【0028】
＜吸収塔＞
吸収塔３は、二酸化炭素を吸収液に吸収させることができる構造のものであればよく、特に限定されるものではなく、公知の構造のものを用いることができる。吸収塔３において、下部にはガス導入口１１が設けられ、頂部にはガス排出口１３が設けられ、底部には吸収液排出口１５が設けられ、上部には吸収液導入口１７が設けられている。
吸収塔３は、二酸化炭素を吸収液に吸収させることができる構造のものであればよく、特に限定されるものではなく、公知の構造のものを用いることができる。吸収塔３において、下部にはガス導入口１１が設けられ、頂部にはガス排出口１３が設けられ、底部には吸収液排出口１５が設けられ、上部には吸収液導入口１７が設けられている。
【0029】
＜再生塔＞
再生塔５は、二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放散させることができる構造のものであればよく、特に限定されるものではなく、公知の構造のものを用いることができる。再生塔５において、上部には吸収液導入口２１が設けられ、底部には、吸収液排出口２３が設けられ、頂部にはガス排出口２５が設けられている。
再生塔５は、二酸化炭素を吸収した吸収液から二酸化炭素を放散させることができる構造のものであればよく、特に限定されるものではなく、公知の構造のものを用いることができる。再生塔５において、上部には吸収液導入口２１が設けられ、底部には、吸収液排出口２３が設けられ、頂部にはガス排出口２５が設けられている。
【0030】
吸収塔３のガス導入口１１と排ガス処理設備２００とは、排ガス供給管３１によって接続されている。吸収塔３のガス排出口１３には、ガス排出管３３が接続されている。再生塔５のガス排出口２５には、ガス排出管３５が接続されている。
【0031】
吸収塔３の吸収液排出口１５と再生塔５の吸収液導入口２１とは、吸収液供給管４１によって接続されている。吸収塔３の吸収液導入口１７と再生塔５の吸収液排出口２３とは、吸収液還流管４３によって接続されている。こうして、吸収塔３と再生塔５との間で吸収液が循環されるように吸収塔３と再生塔５とが吸収液供給管４１及び吸収液還流管４３によって接続される。
【0032】
排ガス供給管３１の途中には、前処理設備４５が配設されている。前処理設備４５は、薬剤を添加した洗浄水と排ガスとの気液接触により、排ガスを湿式処理にて洗浄するように構成されている。前処理設備４５において、排ガス中の硫黄酸化物や酸性ガス成分、ダイオキシン、重金属類等の有害物質の殆どは、洗浄水によって排ガスから分離・除去されるとともに、排ガスが二酸化炭素の吸収に適した温度にまで減温される。なお、前処理設備４５において、噴霧後にｐＨが弱酸性になった洗浄水を中和してから再度噴霧して気液接触により酸性ガスの除去を行うようにしてもよい。
【0033】
吸収液供給管４１には、ポンプ５１が介設されている。吸収塔３に収容されている吸収液は、ポンプ５１の作動により、吸収液供給管４１を介して再生塔５に供給される。吸収液還流管４３には、ポンプ５３が介設されている。再生塔５に収容されている吸収液は、ポンプ５３の作動により、吸収液還流管４３を介して吸収塔３に環流される。
【0034】
＜減圧手段＞
ガス排出管３５には、本発明の減圧手段として機能するポンプ５５が介設されている。再生塔５の内部は、ポンプ５５の作動により、減圧される。
ガス排出管３５には、本発明の減圧手段として機能するポンプ５５が介設されている。再生塔５の内部は、ポンプ５５の作動により、減圧される。
【0035】
二酸化炭素回収装置１Ａは、吸収塔３から再生塔５に供給される吸収液を昇温する昇温器６０、及び昇温器６０によって昇温された吸収液を加熱する加熱器６５Ａをさらに備えている。
【0036】
＜昇温器＞
昇温器６０は、吸収液供給管４１に介設される第１熱交換器７１と、吸収液還流管４３に介設される第２熱交換器７２とを備えている。昇温器６０においては、第１熱交換器７１と第２熱交換器７２との間で熱媒（例えば、空気や水等）が通流することにより、吸収液供給管４１を流れる吸収液と、吸収液還流管４３を流れる吸収液との間で熱交換が行われ、吸収液供給管４１を流れる吸収液が昇温されるように構成されている。
昇温器６０は、吸収液供給管４１に介設される第１熱交換器７１と、吸収液還流管４３に介設される第２熱交換器７２とを備えている。昇温器６０においては、第１熱交換器７１と第２熱交換器７２との間で熱媒（例えば、空気や水等）が通流することにより、吸収液供給管４１を流れる吸収液と、吸収液還流管４３を流れる吸収液との間で熱交換が行われ、吸収液供給管４１を流れる吸収液が昇温されるように構成されている。
【0037】
＜加熱器＞
加熱器６５Ａは、吸収液供給管４１における第１熱交換器７１の吸収液流れ下流側に介設される第３熱交換器７３と、排ガス供給管３１における前処理設備４５の排ガス流れ上流側に介設される第４熱交換器７４とを備えている。加熱器６５Ａにおいては、第３熱交換器７３と第４熱交換器７４との間で熱媒（例えば、空気や水等）が通流することにより、吸収液供給管４１を流れる吸収液と、排ガス供給管３１を流れる排ガスとの間で熱交換が行われ、吸収液供給管４１を流れる、昇温器６０（第１熱交換器７１）で昇温された後の吸収液が加熱されるように構成されている。
加熱器６５Ａは、吸収液供給管４１における第１熱交換器７１の吸収液流れ下流側に介設される第３熱交換器７３と、排ガス供給管３１における前処理設備４５の排ガス流れ上流側に介設される第４熱交換器７４とを備えている。加熱器６５Ａにおいては、第３熱交換器７３と第４熱交換器７４との間で熱媒（例えば、空気や水等）が通流することにより、吸収液供給管４１を流れる吸収液と、排ガス供給管３１を流れる排ガスとの間で熱交換が行われ、吸収液供給管４１を流れる、昇温器６０（第１熱交換器７１）で昇温された後の吸収液が加熱されるように構成されている。
【0038】
第４熱交換器７４は、排ガスが外側表面に接触されるとともに、熱媒が内部に通流される伝熱管を備えて構成されている。第４熱交換器７４においては、排ガス量や排ガス温度の変動域で排ガス量が最も少ない、及び／又は排ガス温度が最も低い、という条件においても、伝熱管における排ガスと接触する伝熱管の外側表面温度が露点よりも高くなるように、伝熱管の長さ、管径、厚さ、材質等が設定されている。ここで、露点とは、特に、硫酸ガスが硫酸となって結露する温度のことである。
【0039】
第４熱交換器７４においては、伝熱管の外側表面温度が排ガスの露点よりも高くなるように設定されるので、伝熱管の外側表面付近は排ガスとの接触による腐食性成分の蒸発が支配的な雰囲気となり、結露による腐食性成分含有液滴が発生するのを未然に防ぐことができる。従って、第４熱交換器７４のケーシング等への腐食対策（例えば、耐腐食塗装やフッ素樹脂ライニング等）が不要又は簡略化できるという利点がある。
【0040】
第４熱交換器７４における伝熱管の材料としては、例えばステンレス、ハステロイ、インコネル等の耐腐食金属や、例えばフッ素樹脂等の非金属材料が挙げられる。フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等が挙げられる。
【0041】
伝熱管として用いられるフッ素樹脂チューブの厚みは、０．５～２．０ｍｍであることが好ましく、１．０～１．５ｍｍであることがより好ましい。フッ素樹脂チューブの厚みが上記数値範囲内であれば、伝熱管の高い伝熱性能を維持することができる。
【0042】
フッ素樹脂チューブの外径は、熱媒が気体である場合はφ１０～φ１００ｍｍであることが好ましく、φ１８～φ３０ｍｍあることがより好ましい。また、熱媒が液体である場合は、φ４～φ１５ｍｍであることが好ましく、φ８～φ１３ｍｍであることがより好ましい。外径が上記数値範囲内であれば、圧力損失の影響を受けにくく、伝熱管は良好な耐圧強度を有するものとなる。
【0043】
以上に述べたように構成される二酸化炭素回収装置１Ａにおいては、吸収塔３での吸収工程と、再生塔５での回収工程とが連続的に行われるとともに、回収工程の実施に際して昇温工程及び加熱工程が行われる。
【0044】
＜吸収工程＞
排ガス処理設備２００から送り出される除塵処理された排ガスは、前処理設備４５に送り込まれ、前処理設備４５で有害物質が除去された後に、排ガス供給管３１を介して吸収塔３の内部に送り込まれる。吸収塔３の内部に送り込まれた排ガスは、吸収液と気液接触する。これにより、排ガスに含まれる二酸化炭素が吸収液に吸収される。二酸化炭素を吸収した処理液は、吸収塔３の下部に貯留される。一方、二酸化炭素が除去された排ガスは、ガス排出管３３を介して吸収塔３の外部に排出される。なお、「二酸化炭素が除去された排ガス」とは、「含まれている二酸化炭素の全部が取り除かれた排ガス」と、「含まれている二酸化炭素の一部が取り除かれた排ガス」との両方を包含するものである。
排ガス処理設備２００から送り出される除塵処理された排ガスは、前処理設備４５に送り込まれ、前処理設備４５で有害物質が除去された後に、排ガス供給管３１を介して吸収塔３の内部に送り込まれる。吸収塔３の内部に送り込まれた排ガスは、吸収液と気液接触する。これにより、排ガスに含まれる二酸化炭素が吸収液に吸収される。二酸化炭素を吸収した処理液は、吸収塔３の下部に貯留される。一方、二酸化炭素が除去された排ガスは、ガス排出管３３を介して吸収塔３の外部に排出される。なお、「二酸化炭素が除去された排ガス」とは、「含まれている二酸化炭素の全部が取り除かれた排ガス」と、「含まれている二酸化炭素の一部が取り除かれた排ガス」との両方を包含するものである。
【0045】
＜昇温工程、加熱工程＞
吸収塔３の下部に貯留されている吸収液は、ポンプ５１の作動により、吸収液供給管４１を介して再生塔５に供給される。この際、吸収塔３から再生塔５に向かって吸収液供給管４１を流れる吸収液は、昇温器６０（第１熱交換器７１）によって昇温された後、加熱器６５Ａによって４０～９０℃に加熱される。こうして、後述する再生工程を実施する前段階において、処理液を加熱することにより、再生工程での二酸化炭素の放散効率を向上することができる。
吸収塔３の下部に貯留されている吸収液は、ポンプ５１の作動により、吸収液供給管４１を介して再生塔５に供給される。この際、吸収塔３から再生塔５に向かって吸収液供給管４１を流れる吸収液は、昇温器６０（第１熱交換器７１）によって昇温された後、加熱器６５Ａによって４０～９０℃に加熱される。こうして、後述する再生工程を実施する前段階において、処理液を加熱することにより、再生工程での二酸化炭素の放散効率を向上することができる。
【0046】
＜再生工程＞
再生塔５の内部は、減圧手段として機能するポンプ５５によって減圧されている（減圧工程）。加熱器６５Ａによって加熱された吸収液は、減圧下にある再生塔５の内部に供給される。再生塔５においては、吸収液に対する加熱器６５Ａによる加熱と、吸収液に対する減圧手段（ポンプ５５）による減圧との相乗効果により、吸収液から二酸化炭素が効率よく放散される。こうして、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができるとともに、二酸化炭素を十分に吸収できる状態に吸収液を再生することができる。
再生塔５の内部は、減圧手段として機能するポンプ５５によって減圧されている（減圧工程）。加熱器６５Ａによって加熱された吸収液は、減圧下にある再生塔５の内部に供給される。再生塔５においては、吸収液に対する加熱器６５Ａによる加熱と、吸収液に対する減圧手段（ポンプ５５）による減圧との相乗効果により、吸収液から二酸化炭素が効率よく放散される。こうして、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができるとともに、二酸化炭素を十分に吸収できる状態に吸収液を再生することができる。
【0047】
再生工程において、二酸化炭素が放散されて二酸化炭素を十分に吸収できる状態に再生された再生塔５内の吸収液は、ポンプ５３の作動により、吸収液還流管４３を介して吸収塔３に環流される。この際、第１熱交換器７１と第２熱交換器７２との間においては、吸収塔３から再生塔５に向かって吸収液供給管４１を流れる吸収液と、再生塔５から吸収塔３に向かって吸収液還流管４３を流れる吸収液との間で熱交換が行われる。これにより、吸収塔３から再生塔５に向かって吸収液供給管４１を流れる吸収液が冷熱源となって、再生塔５から吸収塔３に向かって吸収液還流管４３を流れる吸収液が第２熱交換器７２によって冷却される。
【0048】
第一実施形態の二酸化炭素回収装置１Ａによれば、吸収した二酸化炭素を４０～９０℃で放散可能な吸収液が用いられ、排ガスとの熱交換により、当該吸収液が加熱器６５Ａによって加熱される。ここで、排ガスは、通常は大気放出されて廃棄されるが、廃棄される際の排ガス温度は１４０～１７０℃程度である。このように、吸収液の二酸化炭素を放散可能な温度（４０～９０℃）と、廃棄される際の排ガス温度（１４０～１７０℃）との間に十分な温度差があるため、吸収液を排ガスとの熱交換で加熱器６５Ａにより４０～９０℃に加熱することができ、再生塔５において吸収液から二酸化炭素を放散させて回収することができる。従って、通常は大気放出されて廃棄されている排ガスの廃熱によっても二酸化炭素を回収することができ、廃熱の有効利用によってエネルギーコストを低く抑えることができる。
【0049】
また、二酸化炭素回収装置１Ａによれば、吸収塔３及び再生塔５によって二酸化炭素の吸収及び放散が連続的に行われるとともに、吸収塔３から再生塔５に供給される吸収液が、排ガスの廃熱を熱源とする加熱器６５Ａによって加熱されるので、吸収した二酸化炭素の放散に要するエネルギーを低く抑えつつ、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。
【0050】
〔第二実施形態〕
図２は、本発明の第二実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ｂの概略構成を示すブロック図である。第二実施形態において、第一実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第二実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
図２は、本発明の第二実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ｂの概略構成を示すブロック図である。第二実施形態において、第一実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第二実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
【0051】
第二実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｂにおいて、加熱器６５Ｂは、再生塔５に付設されるリボイラ８０を備えている。リボイラ８０には、吸収液抜き管８１及び吸収液戻し管８３が接続されている。吸収液抜き管８１は、吸収液還流管４３から分岐する形態でリボイラ８０に接続されるように配設されている。吸収液戻し管８３は、リボイラ８０と再生塔５の下部とを接続するように配設されている。また、リボイラ８０には、排ガス処理設備２００から送り出される除塵処理された排ガスが導入・導出されるように接続されている。加熱器６５Ｂにおいては、吸収液抜き管８１を介してリボイラ８０に導入された吸収液と、排ガス供給管３１を介してリボイラ８０に導入された排ガスとの間で熱交換が行われ、排ガスの熱を吸収した吸収液が吸収液戻し管８３を介して再生塔５の内部に戻されることにより、再生塔５内の吸収液を加熱するように構成されている。
【0052】
以上に述べたように構成される二酸化炭素回収装置１Ｂにおいては、吸収塔３での吸収工程と、再生塔５での回収工程とが連続的に行われるとともに、回収工程の実施に際して昇温工程及び加熱工程が行われる。
【0053】
＜吸収工程＞
排ガス処理設備２００から送り出される除塵処理された排ガスは、リボイラ８０を経由して前処理設備４５に送り込まれ、前処理設備４５で有害物質が除去された後に、排ガス供給管３１を介して吸収塔３の内部に送り込まれる。吸収塔３の内部に送り込まれた排ガスは、吸収液と気液接触する。これにより、排ガスに含まれる二酸化炭素が吸収液に吸収される。二酸化炭素を吸収した処理液は、吸収塔３の下部に貯留される。一方、二酸化炭素が除去された排ガスは、ガス排出管３３を介して吸収塔３の外部に排出される。
排ガス処理設備２００から送り出される除塵処理された排ガスは、リボイラ８０を経由して前処理設備４５に送り込まれ、前処理設備４５で有害物質が除去された後に、排ガス供給管３１を介して吸収塔３の内部に送り込まれる。吸収塔３の内部に送り込まれた排ガスは、吸収液と気液接触する。これにより、排ガスに含まれる二酸化炭素が吸収液に吸収される。二酸化炭素を吸収した処理液は、吸収塔３の下部に貯留される。一方、二酸化炭素が除去された排ガスは、ガス排出管３３を介して吸収塔３の外部に排出される。
【0054】
＜昇温工程、加熱工程＞
吸収塔３の下部に貯留されている吸収液は、ポンプ５１の作動により、吸収液供給管４１を介して再生塔５に供給される。この際、吸収塔３から再生塔５に向かって吸収液供給管４１を流れる吸収液は、昇温器６０（第１熱交換器７１）によって昇温された後、再生塔５の内部に送り込まれる。再生塔５の内部の吸収液は、加熱器６５Ｂによって４０～９０℃に加熱される。こうして、後述する再生工程を実施する前段階において、処理液を加熱することにより、再生工程での二酸化炭素の放散効率を向上することができる。
吸収塔３の下部に貯留されている吸収液は、ポンプ５１の作動により、吸収液供給管４１を介して再生塔５に供給される。この際、吸収塔３から再生塔５に向かって吸収液供給管４１を流れる吸収液は、昇温器６０（第１熱交換器７１）によって昇温された後、再生塔５の内部に送り込まれる。再生塔５の内部の吸収液は、加熱器６５Ｂによって４０～９０℃に加熱される。こうして、後述する再生工程を実施する前段階において、処理液を加熱することにより、再生工程での二酸化炭素の放散効率を向上することができる。
【0055】
＜再生工程＞
再生塔５の内部は、減圧手段として機能するポンプ５５によって減圧されている（減圧工程）。再生塔５においては、吸収液に対する加熱器６５Ｂによる加熱と、吸収液に対する減圧手段（ポンプ５５）による減圧との相乗効果により、吸収液から二酸化炭素が効率よく放散される。こうして、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができるとともに、二酸化炭素を十分に吸収できる状態に吸収液を再生することができる。
再生塔５の内部は、減圧手段として機能するポンプ５５によって減圧されている（減圧工程）。再生塔５においては、吸収液に対する加熱器６５Ｂによる加熱と、吸収液に対する減圧手段（ポンプ５５）による減圧との相乗効果により、吸収液から二酸化炭素が効率よく放散される。こうして、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができるとともに、二酸化炭素を十分に吸収できる状態に吸収液を再生することができる。
【0056】
再生工程において、二酸化炭素が放散されて二酸化炭素を十分に吸収できる状態に再生された再生塔５の内部の吸収液は、ポンプ５３の作動により、吸収液還流管４３を介して吸収塔３に環流される。この際、第１熱交換器７１と第２熱交換器７２との間においては、吸収塔３から再生塔５に向かって吸収液供給管４１を流れる吸収液と、再生塔５から吸収塔３に向かって吸収液還流管４３を流れる吸収液との間で熱交換が行われる。これにより、吸収塔３から再生塔５に向かって吸収液供給管４１を流れる吸収液が冷熱源となって、再生塔５から吸収塔３に向かって吸収液還流管４３を流れる吸収液が第２熱交換器７２によって冷却される。
【0057】
第二実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｂにおいても、第一実施形態の二酸化炭素回収装置１Ａと同様に、吸収した二酸化炭素を４０～９０℃で放散可能な吸収液が用いられ、排ガスとの熱交換により、当該吸収液が加熱器６５Ｂによって４０～９０℃に加熱される。従って、第二実施形態においても、第一実施形態と同様に、廃熱の有効利用によってエネルギーコストを低く抑えることができる。
【0058】
〔第三実施形態〕
図３は、本発明の第三実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ｃの概略構成を示すブロック図である。第三実施形態において、第二実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第三実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
図３は、本発明の第三実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ｃの概略構成を示すブロック図である。第三実施形態において、第二実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第三実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
【0059】
第三実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｃにおいて、加熱器６５Ｃは、再生塔５の下部に装着される伝熱ジャケット８５を備えている。伝熱ジャケット８５には、排ガス処理設備２００から送り出される除塵処理された排ガスが導入・導出されるように排ガス供給管３１が接続されている。加熱器６５Ｃにおいては、伝熱ジャケット８５の内部を排ガスが通って出ていく間に、再生塔５の内部の吸収液と再生塔５の伝熱ジャケット８５に導入された排ガスとの間で熱交換が行われ、再生塔５の内部の吸収液を加熱するように構成されている。
【0060】
第三実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｃにおいては、加熱器６５Ｃの構造が第二実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｂにおける加熱器６５Ｂと異なるのみで、それ以外については二酸化炭素回収装置１Ｂと基本的に同様の構成である。従って、第三実施形態によっても、第二実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0061】
〔第四実施形態〕
図４は、本発明の第四実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ｄの概略構成を示すブロック図である。第四実施形態において、上記各実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付しており、上記各実施形態と重複する部分については説明を省略することとする。
図４は、本発明の第四実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ｄの概略構成を示すブロック図である。第四実施形態において、上記各実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付しており、上記各実施形態と重複する部分については説明を省略することとする。
【0062】
図４に示すように、第四実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｄは、吸収液を収容する単塔式の処理塔１００を備えている。処理塔１００においては、当該処理塔１００の内部において吸収液と排ガスとの接触が行われ、二酸化炭素の回収が、当該処理塔１００の内部での吸収液に対する二酸化炭素の吸収／放散を利用して行われるように構成されている。
【0063】
＜処理塔＞
処理塔１００は、吸収液を循環させずに吸収液に対する二酸化炭素の吸収／放散を単一の塔内でバッチ処理できる構造のものであればよく、特に限定されるものではなく、公知の構造のものを用いることができる。処理塔１００において、下部にはガス導入口１０１が設けられ、頂部にはガス排出口１０３が設けられている。底部には吸収液排出口１０５が設けられ、下部にはガス導入口１０１と相反する位置に吸収液導入口１０７が設けられている。
処理塔１００は、吸収液を循環させずに吸収液に対する二酸化炭素の吸収／放散を単一の塔内でバッチ処理できる構造のものであればよく、特に限定されるものではなく、公知の構造のものを用いることができる。処理塔１００において、下部にはガス導入口１０１が設けられ、頂部にはガス排出口１０３が設けられている。底部には吸収液排出口１０５が設けられ、下部にはガス導入口１０１と相反する位置に吸収液導入口１０７が設けられている。
【0064】
処理塔１００のガス導入口１０１と排ガス処理設備２００とは、排ガス供給管３１によって接続されている。処理塔１００のガス排出口１０３には、ガス排出管３５が接続されている。
【0065】
第四実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｄにおいて、加熱器６５Ｄは、再生塔５に付設されるリボイラ８０を備えている。リボイラ８０には、吸収液抜き管８１及び吸収液戻し管８３が接続されている。吸収液抜き管８１は、吸収液排出口１０５とリボイラ８０とを接続するように配設されている。吸収液戻し管８３は、リボイラ８０と吸収液導入口１０７とを接続するように配設されている。また、リボイラ８０には、排ガス処理設備２００から送り出される除塵処理された排ガスが排ガス流路切替手段１１０を介して導入・導出されるように接続されている。加熱器６５Ｄにおいては、吸収液抜き管８１を介してリボイラ８０に導入された吸収液と、排ガス供給管３１を介してリボイラ８０に導入された排ガスとの間で熱交換が行われ、排ガスの熱を吸収した吸収液が吸収液戻し管８３を介して処理塔１００の内部に戻されることにより、処理塔１００の内部の吸収液を加熱するように構成されている。
【0066】
図示による詳細説明は省略するが、図４に示す排ガス流路切替手段１１０は、排ガス供給管３１に適宜に組み込まれる所要の開閉弁の開閉状態の組み合わせにより、排ガス処理設備２００から送り出される除塵後の排ガスを、処理塔１００へと供給する状態と、リボイラ８０に対し導入・導出する状態とを切り替えるように構成されている。
【0067】
以上に述べたように構成される二酸化炭素回収装置１Ｄにおいては、単塔式の処理塔１００において、吸収工程と回収工程とが交互に行われる。
【0068】
＜吸収工程＞
吸収工程は、排ガス流路切替手段１１０により、排ガス処理設備２００から送り出される排ガスを処理塔１００へと供給するように切り替えられた状態で行われる。排ガス処理設備２００から送り出される除塵処理後の排ガスは、前処理設備４５での前処理を経て排ガス供給管３１を介して吸収塔３の内部に送り込まれる。吸収塔３の内部に送り込まれた排ガスは、吸収液と気液接触する。これにより、排ガスに含まれる二酸化炭素が吸収液に吸収される。一方、二酸化炭素が除去された排ガスは、ポンプ５５の作動により、ガス排出管３５を介して処理塔１００の外部に排出される。
吸収工程は、排ガス流路切替手段１１０により、排ガス処理設備２００から送り出される排ガスを処理塔１００へと供給するように切り替えられた状態で行われる。排ガス処理設備２００から送り出される除塵処理後の排ガスは、前処理設備４５での前処理を経て排ガス供給管３１を介して吸収塔３の内部に送り込まれる。吸収塔３の内部に送り込まれた排ガスは、吸収液と気液接触する。これにより、排ガスに含まれる二酸化炭素が吸収液に吸収される。一方、二酸化炭素が除去された排ガスは、ポンプ５５の作動により、ガス排出管３５を介して処理塔１００の外部に排出される。
【0069】
＜再生工程（減圧工程、加熱工程）＞
吸収工程は、排ガス流路切替手段１１０により、排ガス処理設備２００から送り出される排ガスをリボイラ８０に対し導入・導出するように切り替えられた状態で行われる。処理塔１００の内部は、減圧手段として機能するポンプ５５によって減圧されている（減圧工程）。処理塔１００の内部の吸収液は、加熱器６５Ｄによって４０～９０℃に加熱される。こうして、処理塔１００においては、吸収液に対する加熱器６５Ｄによる加熱と、吸収液に対する減圧手段（ポンプ５５）による減圧との相乗効果により、吸収液から二酸化炭素が効率よく放散される。こうして、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができるとともに、二酸化炭素を十分に吸収できる状態に吸収液を再生することができる。
吸収工程は、排ガス流路切替手段１１０により、排ガス処理設備２００から送り出される排ガスをリボイラ８０に対し導入・導出するように切り替えられた状態で行われる。処理塔１００の内部は、減圧手段として機能するポンプ５５によって減圧されている（減圧工程）。処理塔１００の内部の吸収液は、加熱器６５Ｄによって４０～９０℃に加熱される。こうして、処理塔１００においては、吸収液に対する加熱器６５Ｄによる加熱と、吸収液に対する減圧手段（ポンプ５５）による減圧との相乗効果により、吸収液から二酸化炭素が効率よく放散される。こうして、二酸化炭素の回収効率をより向上させることができるとともに、二酸化炭素を十分に吸収できる状態に吸収液を再生することができる。
【0070】
第四実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｄによれば、単塔式の処理塔１００を用いたバッチ処理により、上記二酸化炭素回収装置１Ａ～１Ｃよりも簡易な構成で二酸化炭素を回収することができる。
【0071】
〔第五実施形態〕
図５は、本発明の第五実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ｅの概略構成を示すブロック図である。第五実施形態において、第四実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第五実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
図５は、本発明の第五実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ｅの概略構成を示すブロック図である。第五実施形態において、第四実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第五実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
【0072】
第五実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｅにおいて、加熱器６５Ｅは、処理塔１００の下部に装着される伝熱ジャケット８５を備えている。排ガス流路切替手段１１０は、排ガス処理設備２００から送り出される除塵後の排ガスを、処理塔１００へと供給する状態と、伝熱ジャケット８５に対し導入・導出する状態とを切り替えるように構成されている。
【0073】
第五実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｅにおいては、加熱器６５Ｅの構造が第四実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｄにおける加熱器６５Ｄと異なるのみで、それ以外については二酸化炭素回収装置１Ｄと基本的に同様の構成である。従って、第五実施形態によっても、第四実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0074】
〔第六実施形態〕
図６は、本発明の第六実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ｆの概略構成を示すブロック図である。第六実施形態において、第一実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第六実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
図６は、本発明の第六実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ｆの概略構成を示すブロック図である。第六実施形態において、第一実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第六実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
【0075】
図１に示すように、第一実施形態の二酸化炭素回収装置１Ａにおいて、昇温器６０は、第１熱交換器７１と第２熱交換器７２との２つの熱交換器を備え、第１熱交換器７１と第２熱交換器７２との間で熱媒（例えば、空気や水等）が通流することにより、吸収液供給管４１を流れる吸収液と、吸収液還流管４３を流れる吸収液との間で熱交換が行われ、吸収液供給管４１を流れる吸収液が昇温されるように構成されている。これに対し、図６に示すように、第六実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｆにおいて、昇温器６０は、吸収液供給管４１と吸収液還流管４３との間で熱交換可能にそれら吸収液供給管４１及び吸収液還流管４３に介設される単一の熱交換器７０を備えている。この熱交換器７０においては、吸収液供給管４１を流れる吸収液と、吸収液還流管４３を流れる吸収液との間で直接的に熱交換が行われ、吸収液供給管４１を流れる吸収液が昇温されるように構成されている。このような第六実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｆによっても、第一実施形態の二酸化炭素回収装置１Ａと同様の作用効果を得ることができる。
【0076】
〔第七実施形態〕
図７は、本発明の第七実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ｇの概略構成を示すブロック図である。第七実施形態において、第六実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第七実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
図７は、本発明の第七実施形態に係る二酸化炭素回収装置１Ｇの概略構成を示すブロック図である。第七実施形態において、第六実施形態と同一又は同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明は省略し、以下においては、第七実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
【0077】
図６に示すように、第六実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｆにおいて、加熱器６５Ａは、第３熱交換器７３と第４熱交換器７４との２つの熱交換器を備え、第３熱交換器７３と第４熱交換器７４との間で熱媒（例えば、空気や水等）が通流することにより、吸収液供給管４１を流れる吸収液と、排ガス供給管３１を流れる排ガスとの間で熱交換が行われ、吸収液供給管４１を流れる、昇温器６０（熱交換器７０）で昇温された後の吸収液が加熱されるように構成されている。これに対し、図７に示すように、第七実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｇにおいて、加熱器６５Ａは、吸収液供給管４１と排ガス供給管３１との間で熱交換可能にそれら吸収液供給管４１及び排ガス供給管３１に介設される単一の熱交換器７５を備えている。この熱交換器７５においては、吸収液供給管４１を流れる吸収液と、排ガス供給管３１を流れる排ガスとの間で直接的に熱交換が行われ、吸収液供給管４１を流れる、昇温器６０（熱交換器７０）で昇温された後の吸収液が加熱されるように構成されている。このような第七実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｇによっても、第六実施形態の二酸化炭素回収装置１Ｆと同様の作用効果を得ることができる。
【0078】
以上、本発明の二酸化炭素回収装置、及び二酸化炭素回収方法について、複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施形態に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【0079】
上記各実施形態において、本発明の減圧手段として機能するポンプ５５を省略する態様もある。
【0080】
第一実施形態においては、第４熱交換器７４における伝熱管の外側表面温度が排ガスの露点よりも高くなるように設定される例を示したが、第４熱交換器７４において、排ガスの露点以下の温度になるまで熱交換を行う態様もある。この場合、伝熱管としては、耐腐食性の材料で構成されるものを用いるのが好ましい。耐腐食性の材料を用いて露点以下の温度まで熱回収を行うことで二酸化炭素回収装置１Ａにおける熱媒（水蒸気等）の使用量を大幅に減少させることができる。さらに、排ガス中の水分の凝縮温度以下まで熱回収を行うことで水の潜熱分の熱エネルギーも回収することができ、効果がより大きくなる。また、排ガス処理設備２００から前処理設備４５へと導入される排ガスから十分に熱回収していない場合、前処理設備４５での湿式処理による排ガスの冷却に多くの冷却水が必要であるが、露点以下の温度まで熱回収を行うことで、前処理設備４５で行われる湿式処理での負荷を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【0081】
本発明の二酸化炭素回収装置、及び二酸化炭素回収方法は、例えば、火力発電施設、製鉄所、石油精製施設等において、化石燃料の燃焼によって発生した排ガスに含まれる二酸化炭素、水素製造施設において、オフガスの燃焼によって発生した排ガスに含まれる二酸化炭素、一般廃棄物焼却施設において、廃棄物の燃焼によって発生した排ガスに含まれる二酸化炭素、バイオマス発電施設において、バイオマス燃料の燃焼によって発生した排ガスに含まれる二酸化炭素等を分離回収する用途において利用可能である。
【符号の説明】
【0082】
１Ａ～１Ｇ 二酸化炭素回収装置
３ 吸収塔
５ 再生塔
１０ 処理塔
５５ 減圧手段
６５Ａ～６５Ｅ 加熱器
１００ 処理塔
３ 吸収塔
５ 再生塔
１０ 処理塔
５５ 減圧手段
６５Ａ～６５Ｅ 加熱器
１００ 処理塔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】