特許 7561094 二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統、二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の運用方法

(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】2024-09-25

(45)【発行日】2024-10-03

(54)【発明の名称】二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統、二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の運用方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/62 20060101AFI20240926BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20240926BHJP

   B01D 53/14 20060101ALI20240926BHJP

   F22B 35/00 20060101ALI20240926BHJP

   F01K 17/02 20060101ALI20240926BHJP

【ＦＩ】

B01D53/62 ZAB

B01D53/78

B01D53/14 200

B01D53/14 220

F22B35/00 Z

F01K17/02

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021104393

(22)【出願日】2021-06-23

(65)【公開番号】P2023003302

(43)【公開日】2023-01-11

【審査請求日】2024-01-19

(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】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(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】100150717

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 和也

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 尚美

(72)【発明者】

【氏名】長野 敬太

(72)【発明者】

【氏名】宇田津 満

(72)【発明者】

【氏名】千葉 典子

(72)【発明者】

【氏名】柴田 遼介

(72)【発明者】

【氏名】半田 優介

【審査官】池田 周士郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１１１９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８１１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１０４７５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１５８９９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／００－５３／９６

Ｆ２２Ｂ ３５／００－３５／１８

Ｆ０１Ｋ １７／００－１７／０６

Ｃ０１Ｂ ３２／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二酸化炭素回収システムのリボイラーに、吸収液を加熱するための加熱蒸気を供給する加熱蒸気系統であって、
前記リボイラーに前記加熱蒸気を供給する蒸気供給ラインと、
前記リボイラーにおいて前記加熱蒸気から生成された凝縮水を貯留するドレンタンクと、
前記蒸気供給ラインから分岐した第１バイパスラインと、
前記第１バイパスラインに供給された前記加熱蒸気を凝縮して、前記ドレンタンクに貯留される凝縮水を生成する加熱蒸気熱交換器と、
前記加熱蒸気熱交換器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給ラインと、
前記加熱蒸気熱交換器から前記冷却媒体を排出する冷却媒体排出ラインと、
前記蒸気供給ラインのうち前記第１バイパスラインとの分岐位置よりも下流側に設けられた蒸気入口弁と、
前記第１バイパスラインに設けられた第１バイパス弁と、
前記蒸気入口弁および前記第１バイパス弁を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記蒸気入口弁を閉じる場合、前記第１バイパス弁を開く、二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統。

【請求項2】

前記冷却媒体供給ラインに設けられ、前記制御装置によって制御される冷却媒体入口弁を更に備え、
前記制御装置は、前記蒸気入口弁を閉じる場合、前記冷却媒体入口弁を開く、請求項１に記載の二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統。

【請求項3】

前記冷却媒体排出ラインに設けられ、前記加熱蒸気熱交換器から排出された前記冷却媒体の温度を計測する冷却媒体温度計を更に備え、
前記制御装置は、前記冷却媒体温度計により計測された前記冷却媒体の温度に基づいて、前記冷却媒体入口弁の開度を調節する、請求項２に記載の二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統。

【請求項4】

前記蒸気供給ラインのうち前記第１バイパスラインとの分岐位置よりも上流側の分岐位置から分岐し、復水器に連結された第２バイパスラインと、
前記第２バイパスラインに設けられ、前記制御装置によって制御される第２バイパス弁と、を更に備え、
前記制御装置は、前記蒸気入口弁を閉じる場合、前記第２バイパス弁を開く、請求項１～３のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統。

【請求項5】

前記蒸気入口弁を閉じた場合に前記加熱蒸気熱交換器に供給される前記加熱蒸気の流量を調節可能な第１加熱蒸気流量調節弁であって、前記制御装置により制御される第１加熱蒸気流量調節弁と、
前記復水器に設けられ、前記復水器の内部圧力を計測する復水器圧力計と、を更に備え、
前記制御装置は、前記復水器圧力計により計測された前記復水器の内部圧力に基づいて、前記第１加熱蒸気流量調節弁の開度を調節する、請求項４に記載の二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統。

【請求項6】

前記蒸気供給ラインのうち前記第１バイパスラインとの分岐位置よりも上流側の位置から分岐し、給水加熱器に連結された第３バイパスラインと、
前記第３バイパスラインに設けられ、前記制御装置により制御される第３バイパス弁と、を更に備え、
前記制御装置は、前記蒸気入口弁を閉じる場合、前記第３バイパス弁を開く、請求項１～５のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統。

【請求項7】

前記加熱蒸気熱交換器は、前記ドレンタンクに内蔵されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統。

【請求項8】

前記加熱蒸気熱交換器は、前記ドレンタンクと別体に構成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統。

【請求項9】

処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、
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出させる再生塔と、
前記再生塔内の前記吸収液を加熱蒸気で加熱するとともに、前記加熱蒸気を凝縮して凝縮水を生成するリボイラーと、
請求項１～８のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統と、を備えた、二酸化炭素回収システム。

【請求項10】

請求項１～８のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統を運用する運用方法であって、
前記蒸気入口弁を開くとともに前記第１バイパス弁を閉じる第１工程と、
前記第１工程の後、前記蒸気入口弁を閉じるとともに前記第１バイパス弁を開く第２工程と、を備えた、二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の運用方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施の形態は、二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統、二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の運用方法に関する。

【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（ＣＯ_２）を回収して貯留する二酸化炭素回収貯留技術（ＣＣＳ：Carbon Dioxide Capture and Storage）が注目されている。具体的には、各種プラントから排出されるプラント排ガス（処理対象排ガス）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。プラントの例としては、火力発電プラント、余剰熱源などを用いた発電設備を併設した製鉄プラント、清掃工場などのゴミ焼却プラント、および、製造設備などの燃焼設備プラントなどが挙げられる。

【0003】

二酸化炭素回収貯留技術の一つとして、化学吸収法による二酸化炭素回収システムが知られている。二酸化炭素回収システムは、吸収塔と、再生塔と、を備えている。吸収塔において、プラント排ガスに含有されている二酸化炭素が、例えばアミンなどの吸収液成分および水分を含有する吸収液に吸収される。このことにより、吸収液がリッチ液となる。吸収塔からは、二酸化炭素を放出したプラント排ガスが排出される。二酸化炭素を吸収したリッチ液は再生塔に供給される。再生塔に供給されたリッチ液は加熱されて二酸化炭素を放出し、リーン液となる。再生塔からは、放出された二酸化炭素が蒸気とともに排出される。このことにより、二酸化炭素を分離して回収することができる。リーン液は、吸収塔に戻されて、吸収塔において再び二酸化炭素を吸収してリッチ液となる。二酸化炭素回収システムにおいては、吸収液が吸収塔と再生塔とを循環し、プラント排ガスに含有される二酸化炭素が連続的に回収される。

【0004】

再生塔におけるリッチ液の加熱は、リボイラーによって行われる。リボイラーには、発電所などの上位設備から蒸気が供給される。上位設備から供給される蒸気としては、例えば、主蒸気、補助蒸気、蒸気タービンから抽気若しくは排気された蒸気などが挙げられる。このような蒸気を、以下、加熱蒸気と記すが、過熱蒸気と称される場合もある。リボイラーでは、この加熱蒸気で、再生塔から排出されたリーン液の一部を加熱して蒸気（以下、吸収液蒸気と記す）を発生させる。発生した吸収液蒸気は再生塔に供給され、再生塔内のリッチ液を加熱する。

【0005】

リボイラーにおいてリーン液を加熱した加熱蒸気は凝縮されて凝縮水が生成される。凝縮水は、火力発電プラントの復水器に戻される。

【0006】

二酸化炭素回収システムは、何らかの異常が発生すると緊急停止する。この場合、火力発電プラントからリボイラーへの加熱蒸気の供給が遮断される。このことにより、火力発電プラントにおいて、加熱蒸気の供給元である蒸気が急激に増加し、火力発電プラントの制御が困難になり得る。この場合、例えば、火力発電プラントの安全弁が作動したり、出力が大幅に変動したりする恐れがあり、火力発電プラントの運転に影響を及ぼし得る。このため、二酸化炭素回収システムを安全に緊急停止することが困難になる恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開平４－１４８８９７号公報

【文献】特開２０１２－１５８９９６号公報

【文献】国際公開第２０１１／１０４７５９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、二酸化炭素回収システムの緊急停止がプラントの運転に影響を及ぼすことを防止できる二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統、二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の運用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】

【0009】

実施の形態による二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統は、二酸化炭素回収システムのリボイラーに、吸収液を加熱するための加熱蒸気を供給する系統である。加熱蒸気系統は、リボイラーに加熱蒸気を供給する蒸気供給ラインと、リボイラーにおいて加熱蒸気から生成された凝縮水を貯留するドレンタンクと、蒸気供給ラインから分岐した第１バイパスラインと、加熱蒸気熱交換器と、冷却媒体供給ラインと、冷却媒体排出ラインと、蒸気入口弁と、第１バイパス弁と、制御装置と、を備えている。加熱蒸気熱交換器は、第１バイパスラインに供給された加熱蒸気を凝縮して、ドレンタンクに貯留される凝縮水を生成する。冷却媒体供給ラインは、加熱蒸気熱交換器に冷却媒体を供給する。冷却媒体排出ラインは、加熱蒸気熱交換器から冷却媒体を排出する。蒸気入口弁は、蒸気供給ラインのうち第１バイパスラインとの分岐位置よりも下流側に設けられている。第１バイパス弁は、第１バイパスラインに設けられている。制御装置は、蒸気入口弁および第１バイパス弁を制御する。制御装置は、蒸気入口弁を閉じる場合、第１バイパス弁を開く。

【0010】

実施の形態による二酸化炭素回収システムは、処理対象排ガスに含有される二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収塔と、吸収塔から排出された吸収液から二酸化炭素を放出させる再生塔と、再生塔内の吸収液を加熱蒸気で加熱するとともに、加熱蒸気を凝縮して凝縮水を生成するリボイラーと、上述した二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統と、を備えている。

【0011】

実施の形態による二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の運用方法は、上述した載の二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統を運用する方法である。この運用方法は、蒸気入口弁を開くとともに第１バイパス弁を閉じる第１工程と、第１工程の後、蒸気入口弁を閉じるとともに第１バイパス弁を開く第２工程と、を備えている。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、二酸化炭素回収システムの緊急停止がプラントの運転に影響を及ぼすことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、第１の実施の形態における二酸化炭素回収システムが適用される火力発電プラントの一例を示す図である。

【図2】図２は、第１の実施の形態における二酸化炭素回収システムの一例を示す図である。

【図3】図３は、第１の実施の形態における二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の一例を示す図である。

【図4】図４は、第２の実施の形態における二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の一例を示す図である。

【図5】図５は、第３の実施の形態における二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の一例を示す図である。

【図6】図６は、図５の変形例を示す図である。

【図7】図７は、第４の実施の形態における二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態における二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統、二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の運用方法について説明する。

【0015】

（第１の実施の形態）
まず、図１を用いて、第１の実施の形態における二酸化炭素回収システムが適用される火力発電プラントについて説明する。

【0016】

図１に示すように、火力発電プラント１００は、ボイラー１０１と、高圧タービン１０２と、中圧タービン１０３と、低圧タービン１０４と、復水器１０５と、を備えている。

【0017】

ボイラー１０１は、復水器１０５から供給された復水を加熱して主蒸気Ｓ１を発生させる蒸気発生器１０６と、高圧タービン１０２で膨張仕事を終えた主蒸気Ｓ１を再加熱する再熱器１０７と、を含んでいる。蒸気発生器１０６において発生した主蒸気Ｓ１は、主蒸気ライン１０８を介して高圧タービン１０２に供給される。なお、「ライン」の一例としては、流体が通流する配管などが挙げられる。

【0018】

ボイラー１０１は、燃料を燃焼させることにより、主蒸気Ｓ１を発生させるとともに、主蒸気Ｓ１を加熱するように構成されている。燃料を燃焼することにより、二酸化炭素を含有するプラント排ガスＧ１が生成される。プラント排ガスＧ１は、ボイラー１０１からプラント排ガスライン１０９に排出される。

【0019】

主蒸気ライン１０８は、主蒸気止め弁１１０と、主蒸気止め弁１１０の下流側に設けられた蒸気加減弁１１１と、を含んでいる。主蒸気止め弁１１０は、主に非常時に主蒸気Ｓ１の流れを止めるための弁である。蒸気加減弁１１１は、主に高圧タービン１０２に供給される主蒸気Ｓ１の流量を調節するための弁である。高圧タービン１０２に供給された主蒸気Ｓ１は、膨張仕事を行い、高圧タービン１０２は回転駆動力を得る。膨張仕事を終えた主蒸気Ｓ１は、再熱器１０７に供給される。

【0020】

再熱器１０７に供給された蒸気は加熱されて、再熱蒸気Ｓ２として、再熱蒸気ライン１１２を介して中圧タービン１０３に供給される。再熱蒸気ライン１１２は、再熱蒸気弁１１３を含んでいる。再熱蒸気弁１１３は、非常時に再熱蒸気Ｓ２の流れを止める弁であるとともに、中圧タービン１０３に供給される再熱蒸気Ｓ２の流量を調節するための弁である。再熱蒸気弁１１３は、２つの弁で別体に構成されていてもよい。中圧タービン１０３に供給された再熱蒸気Ｓ２は膨張仕事を行い、中圧タービン１０３は回転駆動力を得る。膨張仕事を終えた再熱蒸気Ｓ２は、低圧タービン１０４に供給されて更に膨張仕事を行う。再熱蒸気Ｓ２は、その後、タービン排気として復水器１０５に供給される。

【0021】

復水器１０５に供給されたタービン排気は、凝縮されて復水となる。復水器１０５とボイラー１０１の蒸気発生器１０６は、給水ライン１１４によって連結されている。給水ライン１１４は、給水ポンプ１１５と、給水加熱器１１６と、を含んでいる。復水器１０５内の復水は、給水ポンプ１１５によって加圧されて給水加熱器１１６に供給される。給水加熱器１１６には、低圧タービン１０４から抽気された抽気蒸気Ｓ３が、抽気蒸気ライン１１７を介して供給される。抽気蒸気Ｓ３は、給水Ｗを加熱するための熱源として作用する。給水加熱器１１６において抽気蒸気Ｓ３は凝縮され、復水器１０５に供給される。加熱された給水Ｗは、ボイラー１０１の蒸気発生器１０６に供給される。

【0022】

火力発電プラント１００は、タービン１０２、１０３、１０４の回転駆動力で発電を行う発電機１１８を更に備えている。高圧タービン１０２、中圧タービン１０３および低圧タービン１０４の回転駆動力を得ることにより、発電機１１８が駆動されて、発電が行われる。

【0023】

火力発電プラント１００は、補助ボイラー１１９を更に備えている。補助ボイラー１１９は、火力発電プラント１００において用いられる補助蒸気Ｓ４を発生させる。例えば、プラントの起動時に、補助ボイラー１１９において生成された補助蒸気Ｓ４が、補助蒸気ライン１２０を介して高圧タービン１０２に供給される。

【0024】

次に、図１に示す火力発電プラント１００に適用される二酸化炭素回収システム１０について図２を用いて説明する。二酸化炭素回収システム１０は、ボイラー１０１から排出されたプラント排ガスＧ１に含有されている二酸化炭素を回収するためのシステムである。

【0025】

図２に示すように、二酸化炭素回収システム１０は、吸収部２１（充填層）を含む吸収塔２０と、再生部３１（充填層）を含む再生塔３０と、を備えている。このうち吸収部２１は、プラント排ガスＧ１に含有される二酸化炭素をリーン液Ｌ２（吸収液）に吸収させるように構成されている。再生部３１は、吸収塔２０から排出されたリッチ液Ｌ１（吸収液）から二酸化炭素を放出させるように構成されている。再生部３１において、リッチ液Ｌ１がリーン液Ｌ２に再生される。吸収部２１は、１つの充填層で構成されていてもよく、２つ以上の充填層で構成されていてもよい。再生部３１も同様である。吸収部２１および再生部３１は、充填層の代わりに、図示しないトレイなどの反応部で構成されていてもよい。

【0026】

吸収塔２０には、二酸化炭素を含有するプラント排ガスＧ１（処理対象排ガス）が、プラント排ガスライン１０９を介して供給される。プラント排ガスＧ１は、吸収塔２０の下部に供給されて、吸収塔２０の内部で吸収部２１に向かって上昇する。一方、吸収塔２０の上部には、後述するリーン液ライン４２を介してリーン液Ｌ２が供給される。リーン液Ｌ２は、吸収塔２０の内部で吸収部２１に向かって分散落下する。吸収部２１は、向流型気液接触装置として構成されており、吸収部２１において、プラント排ガスＧ１とリーン液Ｌ２とが気液接触する。プラント排ガスＧ１に含有される二酸化炭素がリーン液Ｌ２に吸収され、これにより、リッチ液Ｌ１が生成される。リッチ液Ｌ１は、吸収塔２０の底部に一旦貯留され、当該底部から、後述するリッチ液ライン４１に排出される。プラント排ガスＧ１は、リーン液Ｌ２と気液接触することにより二酸化炭素が除去される。プラント排ガスＧ１は、吸収塔排ガスＧ２として吸収塔２０の頂部から排出される。

【0027】

吸収塔２０と再生塔３０との間には、再生熱交換器４０が設けられている。吸収塔２０と再生塔３０とは、リッチ液ライン４１およびリーン液ライン４２によって連結されている。リッチ液ライン４１およびリーン液ライン４２には再生熱交換器４０が設けられている。リッチ液ライン４１に、リッチ液ポンプ４３が設けられている。吸収塔２０から排出されたリッチ液Ｌ１は、リッチ液ポンプ４３によって再生熱交換器４０を介して再生塔３０に供給される。再生熱交換器４０は、リッチ液ライン４１を流れるリッチ液Ｌ１を、リーン液ライン４２を流れるリーン液Ｌ２と熱交換させる。リーン液Ｌ２が熱源となってリッチ液Ｌ１が加熱される。再生熱交換器４０から排出されたリッチ液Ｌ１は、再生塔３０に供給される。

【0028】

再生塔３０には、リボイラー４４が連結されている。このリボイラー４４は、加熱蒸気Ｓで再生塔３０内のリーン液Ｌ２を加熱する。より具体的には、再生塔３０の底部からリーン液ライン４２にリーン液Ｌ２が排出され、排出されたリーン液Ｌ２の一部が、第１リボイラーライン４５を介してリボイラー４４に供給される。リボイラー４４に、火力発電プラント１００から、後述する蒸気供給ライン５１を介して加熱蒸気Ｓが供給される。

【0029】

リボイラー４４に供給されたリーン液Ｌ２は、加熱蒸気Ｓと熱交換する。加熱蒸気Ｓが熱源となってリーン液Ｌ２が加熱されて、吸収液蒸気Ｓ５が生成される。リボイラー４４において、加熱蒸気Ｓは冷却されて凝縮され、凝縮水Ｃ１が生成される。生成された凝縮水Ｃ１は、後述する加熱蒸気系統５０の第１凝縮水排出ライン５２に排出される。

【0030】

吸収液蒸気Ｓ５は、第２リボイラーライン４６を介して再生塔３０の下部に供給される。吸収液蒸気Ｓ５は、再生塔３０の内部で再生部３１に向かって上昇する。一方、再生塔３０の上部には、リッチ液ライン４１を介してリッチ液Ｌ１が供給される。リッチ液Ｌ１は、再生塔３０の内部で再生部３１に向かって分散落下する。再生部３１は、向流型気液接触装置として構成されており、再生部３１において、吸収液蒸気Ｓ５とリッチ液Ｌ１とが気液接触する。リッチ液Ｌ１から二酸化炭素が放出され、これにより、リーン液Ｌ２が生成される。リーン液Ｌ２は、再生塔３０の底部に一旦貯留され、当該底部からリーン液ライン４２に排出される。吸収液蒸気Ｓ５は、リッチ液Ｌ１と気液接触することにより二酸化炭素を同伴して上昇する。吸収液蒸気Ｓ５は、再生塔排ガスＧ３として再生塔３０の頂部から排出される。

【0031】

リーン液ライン４２には、リーン液ポンプ４７が設けられている。再生塔３０から排出されたリーン液Ｌ２は、リーン液ポンプ４７によって再生熱交換器４０を介して吸収塔２０に供給される。再生熱交換器４０は、リーン液ライン４２を流れるリーン液Ｌ２を、リッチ液ライン４１を流れるリッチ液Ｌ１と熱交換させる。リーン液Ｌ２は、リッチ液Ｌ１によって冷却される。リーン液ライン４２に、リーン液冷却器４８が設けられている。リーン液Ｌ２は、リーン液冷却器４８によって、更に冷却される。リーン液冷却器４８に、外部から冷却水が供給され、リーン液Ｌ２を冷却する。

【0032】

リーン液冷却器４８において冷却されたリーン液Ｌ２は、吸収塔２０に供給される。このようにして、二酸化炭素回収システム１０は、吸収液がリーン液Ｌ２となる状態とリッチ液Ｌ１となる状態とを繰り返しながら循環するように構成されている。

【0033】

このようにして、吸収液Ｌ１、Ｌ２は、吸収塔２０と再生塔３０とを循環し、吸収塔２０において二酸化炭素を吸収してリッチ液Ｌ１となり、再生塔３０において二酸化炭素を放出してリーン液Ｌ２となる。なお、吸収液には、例えば、モノエタノールアミン（monoethanolamin）、ジエタノールアミン（diethanolamin）などのアミン化合物水溶液を好適に用いることができるが、このようなアミンの種類に限定されない。また、１種類以上のアミンを含有する水溶液で構成されていてもよい。

【0034】

図示しないが、吸収塔２０は、１つ以上の洗浄部を有していてもよい。洗浄部は、吸収部２１から排出されるプラント排ガスＧ１を洗浄水で洗浄して、プラント排ガスＧ１に同伴する吸収液成分を回収する。吸収塔２０は、プラント排ガスＧ１を冷却する冷却部を有していてもよい。

【0035】

図２に示す二酸化炭素回収システム１０は、リボイラー４４にリーン液Ｌ２を加熱するための加熱蒸気Ｓを供給する加熱蒸気系統５０を更に備えている。この加熱蒸気系統５０について、図３を用いて以下に説明する。

【0036】

図３に示すように、加熱蒸気系統５０は、蒸気供給ライン５１と、第１凝縮水排出ライン５２と、ドレンタンク５３と、第１バイパスライン５４と、加熱蒸気熱交換器５５と、凝縮水戻りライン５６と、冷却水供給ライン５８と、冷却水排出ライン５９と、蒸気入口弁６０と、第１バイパス弁６１と、制御装置６５と、を備えている。

【0037】

蒸気供給ライン５１は、加熱蒸気Ｓをリボイラー４４に供給するように構成されている。蒸気供給ライン５１は、例えば、火力発電プラント１００の加熱蒸気ライン１２１から分岐していてもよい。このことにより、加熱蒸気ライン１２１を流れる蒸気の一部が、加熱蒸気Ｓとして、蒸気供給ライン５１を介してリボイラー４４に供給される。加熱蒸気ライン１２１は、例えば、上述した主蒸気ライン１０８、再熱蒸気ライン１１２、抽気蒸気ライン１１７、または補助蒸気ライン１２０であってもよい。

【0038】

第１凝縮水排出ライン５２は、リボイラー４４において生成された凝縮水Ｃ１をリボイラー４４から排出する。第１凝縮水排出ライン５２は、リボイラー４４とドレンタンク５３とを連結している。リボイラー４４から排出された凝縮水Ｃ１は、第１凝縮水排出ライン５２を介してドレンタンク５３に供給される。

【0039】

ドレンタンク５３は、リボイラー４４において加熱蒸気Ｓから生成された凝縮水Ｃ１を貯留する。ドレンタンク５３には、第１凝縮水排出ライン５２から凝縮水Ｃ１が供給される。また、ドレンタンク５３は、後述するように、加熱蒸気熱交換器５５において加熱蒸気Ｓから生成された凝縮水Ｃ２を貯留する。本実施の形態においては、ドレンタンク５３に、加熱蒸気熱交換器５５が内蔵されている。

【0040】

第１バイパスライン５４は、蒸気供給ライン５１から分岐している。第１バイパスライン５４は、加熱蒸気熱交換器５５に加熱蒸気Ｓを供給する。本実施の形態においては、第１バイパスライン５４は、加熱蒸気熱交換器５５が内蔵されたドレンタンク５３に連結されている。第１バイパスライン５４は、リボイラー４４をバイパスして、加熱蒸気Ｓをドレンタンク５３に供給する。

【0041】

加熱蒸気熱交換器５５は、第１バイパスライン５４に供給された加熱蒸気Ｓを凝縮して、ドレンタンク５３に貯留される凝縮水Ｃ２を生成する。加熱蒸気熱交換器５５は、後述する冷却水Ｃ３により加熱蒸気Ｓを冷却して、凝縮水Ｃ２を生成する。上述したように、本実施の形態においては、加熱蒸気熱交換器５５はドレンタンク５３に内蔵されている。加熱蒸気熱交換器５５は、シェル・チューブ式の熱交換器であってもよい。第１バイパスライン５４から供給された加熱蒸気Ｓは、ドレンタンク５３内に位置する加熱蒸気熱交換器５５で凝縮される。生成された凝縮水Ｃ２はドレンタンク５３に貯留される。

【0042】

冷却水供給ライン５８は、加熱蒸気Ｓを冷却するための冷却水Ｃ３を加熱蒸気熱交換器５５に供給する。冷却水供給ライン５８は、冷却媒体供給ラインの一例であり、冷却水Ｃ３は、冷却媒体の一例である。冷却水供給ライン５８には、外部から冷却水Ｃ３が供給される。冷却水排出ライン５９は、加熱蒸気熱交換器５５に供給された冷却水Ｃ３を排出する。冷却水排出ライン５９は、冷却媒体排出ラインの一例である。このような構成により、加熱蒸気熱交換器５５は、冷却水供給ライン５８から供給された冷却水Ｃ３を用いて、加熱蒸気Ｓを冷却する。加熱蒸気Ｓを冷却した冷却水Ｃ３は、加熱蒸気熱交換器５５から冷却水排出ライン５９に排出される。

【0043】

凝縮水戻りライン５６は、ドレンタンク５３と復水器１０５とを連結していてもよい。凝縮水戻りライン５６には、戻りポンプ５７が設けられている。本実施の形態においては、ドレンタンク５３に貯留された凝縮水Ｃ１、Ｃ２は、凝縮水戻りライン５６を介して復水器１０５に供給されて、復水に混入される例について説明する。

【0044】

蒸気入口弁６０は、蒸気供給ライン５１に設けられている。蒸気入口弁６０は、蒸気供給ライン５１のうち第１バイパスライン５４との分岐位置Ｐ１よりも下流側に配置されている。蒸気入口弁６０は、主にリボイラー４４への加熱蒸気Ｓの供給を制御するための弁である。例えば、二酸化炭素回収システム１０を緊急停止する場合に蒸気入口弁６０を急速に閉じて、リボイラー４４への加熱蒸気Ｓの流れを急速に遮断する。蒸気入口弁６０は、制御装置６５により制御される。蒸気入口弁６０は、電動操作弁であってもよい。

【0045】

第１バイパス弁６１は、第１バイパスライン５４に設けられている。第１バイパス弁６１は、主にドレンタンク５３への加熱蒸気Ｓの供給を制御するための弁である。例えば、二酸化炭素回収システム１０を急停止する場合に第１バイパス弁６１を開いて、加熱蒸気Ｓをドレンタンク５３に供給する。第１バイパス弁６１は、制御装置６５により制御される。第１バイパス弁６１は、電動操作弁であってもよい。

【0046】

蒸気供給ライン５１に、取合弁６２が設けられていてもよい。取合弁６２は、主に、加熱蒸気系統５０の保守点検時などで用いられる弁である。二酸化炭素回収システム１０の通常運転時、および二酸化炭素回収システム１０の緊急停止時には、取合弁６２は開いている。取合弁６２は、手動操作弁であってもよい。

【0047】

冷却水供給ライン５８に、冷却水入口弁６３が設けられていてもよい。冷却水入口弁６３は、冷却媒体入口弁の一例である。冷却水入口弁６３は、加熱蒸気熱交換器５５への冷却水Ｃ３の供給を制御するための弁である。冷却水入口弁６３は、開度調節可能に構成されていてもよい。冷却水入口弁６３は、制御装置６５により制御される。冷却水入口弁６３は、電動操作弁であってもよい。

【0048】

冷却水排出ライン５９に、冷却水温度計６４が設けられていてもよい。冷却水温度計６４は、冷却媒体温度計の一例である。冷却水温度計６４は、加熱蒸気熱交換器５５から排出される冷却水Ｃ３の温度を計測する。冷却水温度計６４により計測された温度情報は、制御装置６５に送信される。

【0049】

制御装置６５は、蒸気入口弁６０、第１バイパス弁６１および冷却水入口弁６３を制御する。制御装置６５は、蒸気入口弁６０を閉じる場合、第１バイパス弁６１および冷却水入口弁６３を開く。制御装置６５は、蒸気入口弁６０を開く場合には、第１バイパス弁６１および冷却水入口弁６３を閉じてもよい。制御装置６５は、冷却水温度計６４により計測された冷却水Ｃ３の温度に基づいて、冷却水入口弁６３の開度を調節してもよい。

【0050】

次に、本実施の形態における二酸化炭素回収システム１０の加熱蒸気系統５０を運用する運用方法について説明する。

【0051】

二酸化炭素回収システム１０の通常運転時、第１工程として、蒸気入口弁６０を開くとともに第１バイパス弁６１および冷却水入口弁６３を閉じる。このことにより、加熱蒸気Ｓは、蒸気供給ライン５１を介してリボイラー４４に供給される。ドレンタンク５３には加熱蒸気Ｓは供給されない。リボイラー４４に供給された加熱蒸気Ｓは、リーン液Ｌ２と熱交換し、加熱蒸気Ｓは冷却される。このことにより、加熱蒸気Ｓは凝縮されて、凝縮水Ｃ１が生成される。凝縮水Ｃ１は、リボイラー４４から第１凝縮水排出ライン５２に排出されて、ドレンタンク５３に貯留される。ドレンタンク５３内の凝縮水Ｃ１は、凝縮水戻りライン５６を介して復水器１０５に供給される。

【0052】

二酸化炭素回収システム１０の通常運転時に何らかの異常が発生した場合、二酸化炭素回収システム１０は緊急停止する。この場合、第２工程として、蒸気入口弁６０を閉じるとともに第１バイパス弁６１および冷却水入口弁６３を開く。このことにより、加熱蒸気Ｓの流れは、蒸気供給ライン５１から分岐した第１バイパスライン５４に向けられて、加熱蒸気Ｓが、ドレンタンク５３に内蔵された加熱蒸気熱交換器５５に供給される。リボイラー４４への加熱蒸気Ｓの供給は遮断される。加熱蒸気熱交換器５５において、加熱蒸気Ｓが冷却されて凝縮され、凝縮水Ｃ２が生成される。生成された凝縮水Ｃ２は、ドレンタンク５３に貯留される。ドレンタンク５３に貯留された凝縮水Ｃ２は、凝縮水戻りライン５６を介して復水器１０５に供給される。冷却水Ｃ３は、加熱蒸気熱交換器５５から冷却水排出ライン５９に排出される。

【0053】

第２工程において、加熱蒸気熱交換器５５から排出された冷却水Ｃ３の温度が、冷却水温度計６４により計測される。冷却水温度計６４により計測された冷却水Ｃ３の温度に基づいて、冷却水入口弁６３の開度が調節される。例えば、冷却水Ｃ３の温度が所定の閾値よりも高くなると、冷却水入口弁６３の開度を大きくし、加熱蒸気熱交換器５５に供給される冷却水Ｃ３の流量を増大させてもよい。冷却水Ｃ３の温度が上述の閾値以下になると、冷却水入口弁６３の開度を小さくし、加熱蒸気熱交換器５５に供給される冷却水Ｃ３の流量を低減させてもよい。このことにより、加熱蒸気熱交換器５５に供給される加熱蒸気Ｓを凝縮するために適した流量の冷却水Ｃ３を、加熱蒸気熱交換器５５に供給することができる。

【0054】

このように本実施の形態によれば、蒸気供給ライン５１に蒸気入口弁６０が設けられ、第１バイパスライン５４に第１バイパス弁６１が設けられている。蒸気入口弁６０を閉じるとともに第１バイパス弁６１を開いた場合、蒸気供給ライン５１に供給された加熱蒸気Ｓを加熱蒸気熱交換器５５において凝縮させて、凝縮水Ｃ２をドレンタンク５３に貯留することができる。このことにより、二酸化炭素回収システム１０を緊急停止する場合であっても、加熱蒸気Ｓを、第１バイパスライン５４に引き込むことができる。このため、火力発電プラント１００の加熱蒸気ライン１２１において、加熱蒸気Ｓの流量が増大したり、圧力が増大したりすることを防止できる。この結果、二酸化炭素回収システム１０の緊急停止が火力発電プラント１００の運転に影響を及ぼすことを防止できる。

【0055】

また、本実施の形態によれば、加熱蒸気熱交換器５５には、冷却水供給ライン５８から冷却水Ｃ３が供給され、加熱蒸気Ｓを冷却した冷却水Ｃ３は、冷却水排出ライン５９に排出される。このことにより、冷却水Ｃ３を用いて加熱蒸気Ｓを凝縮して凝縮水Ｃ２を生成することができる。

【0056】

また、本実施の形態によれば、冷却水供給ライン５８に冷却水入口弁６３が設けられている。蒸気入口弁６０を閉じた場合に、冷却水入口弁６３を開く。このことにより、加熱蒸気熱交換器５５に加熱蒸気Ｓが供給される場合に、加熱蒸気熱交換器５５に冷却水Ｃ３を供給することができる。加熱蒸気Ｓがリボイラー４４に供給される場合には、加熱蒸気熱交換器５５に冷却水Ｃ３が供給されることを防止でき、無用な冷却水Ｃ３が加熱蒸気熱交換器５５に供給されることを防止できる。

【0057】

また、本実施の形態によれば、加熱蒸気熱交換器５５から排出された冷却水Ｃ３の温度が冷却水温度計６４により計測される。この冷却水Ｃ３の温度に基づいて、冷却水入口弁６３の開度が調節される。このことにより、加熱蒸気熱交換器５５に供給された加熱蒸気Ｓの凝縮効率を向上させることができる。すなわち、加熱蒸気熱交換器５５から排出された冷却水Ｃ３の温度が高い場合には、加熱蒸気Ｓの凝縮が不十分になっている可能性がある。これに対して本実施の形態によれば、冷却水入口弁６３の開度が調節され、加熱蒸気熱交換器５５に供給される冷却水Ｃ３の流量を増大させることができる。このため、加熱蒸気熱交換器５５に供給された加熱蒸気Ｓの凝縮効率を向上させることができる。

【0058】

なお、上述した本実施の形態においては、蒸気入口弁６０を開く場合、冷却水入口弁６３を閉じる例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、蒸気入口弁６０を開く場合、冷却水入口弁６３を開いて、加熱蒸気熱交換器５５に冷却水が供給されていてもよい。

【0059】

また、上述した本実施の形態においては、一例として、加熱蒸気ライン１２１が、図１に示す補助蒸気ライン１２０であってもよい旨説明した。しかしながら、加熱蒸気ライン１２１に適用可能な補助蒸気ライン１２０は、他の用途の補助蒸気ラインであってもよい。例えば、補助蒸気ラインは、任意の機器から供給される補助蒸気を、リボイラー４４を含む任意の機器に分配するためのラインであってもよい。

【0060】

また、上述した本実施の形態においては、凝縮水戻りライン５６が復水器１０５に連結されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、凝縮水戻りライン５６は、図１に示す給水ライン１１４の任意の位置に連結されていてもよい。この場合、凝縮水Ｃ１、Ｃ２は、給水ライン１１４中の給水Ｗに混入される。あるいは、凝縮水戻りライン５６は、給水加熱器１１６に供給されて、凝縮水Ｃ１、Ｃ２が給水Ｗに混入されるようにしてもよい。

【0061】

また、上述した本実施の形態においては、蒸気供給ライン５１が、火力発電プラント１００の加熱蒸気ライン１２１から分岐している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。蒸気供給ライン５１は、火力発電プラント以外の各種プラントの加熱蒸気ラインから分岐していてもよい。プラントの例としては、余剰熱源などを用いた発電設備を併設した製鉄プラント、清掃工場などのゴミ焼却プラント、および、製造設備などの燃焼設備プラントなどが挙げられる。

【0062】

（第２の実施の形態）
次に、図４を用いて、本発明の第２の実施の形態における二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統、二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の運用方法について説明する。

【0063】

図４に示す第２の実施の形態においては、熱交換器が、ドレンタンクと別体に構成されている点が主に異なり、他の構成は、図１～図３に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図４において、図１～図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0064】

図４に示すように、本実施の形態においては、加熱蒸気熱交換器５５は、ドレンタンク５３と別体に構成されている。より具体的には、加熱蒸気熱交換器５５に第１バイパスライン５４が連結されている。加熱蒸気熱交換器５５とドレンタンク５３は、第２凝縮水排出ライン７０で連結されている。第１バイパスライン５４から加熱蒸気熱交換器５５に加熱蒸気Ｓが供給され、加熱蒸気熱交換器５５において凝縮水Ｃ２が生成される。生成された凝縮水Ｃ２は、第２凝縮水排出ライン７０を介してドレンタンク５３に供給されて、貯留される。

【0065】

このように本実施の形態によれば、加熱蒸気熱交換器５５が、ドレンタンク５３と別体に構成されている。このことにより、ドレンタンク５３に、加熱蒸気Ｓが流入することを防止でき、ドレンタンク５３を加熱蒸気Ｓから保護することができる。このため、リボイラー４４への加熱蒸気Ｓの遮断を安全に行うことができる。また、ドレンタンク５３に、加熱蒸気熱交換器５５を内蔵させることを不要にすることができ、ドレンタンク５３を小型化することができる。また、ドレンタンク５３に、加熱蒸気Ｓの温度に耐えるための耐熱性を不要とすることができる。このため、ドレンタンク５３の構造を簡素化することができ、低コスト化を図ることができる。

【0066】

（第３の実施の形態）
次に、図５および図６を用いて、本発明の第３の実施の形態における二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統、二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の運用方法について説明する。

【0067】

図５および図６に示す第３の実施の形態においては、蒸気供給ラインから第２バイパスラインが分岐して復水器に連結されている点が主に異なり、他の構成は、図１～図３に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図５および図６において、図１～図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0068】

図５に示すように、本実施の形態における加熱蒸気系統５０は、第２バイパスライン７１と、第２バイパス弁７２と、を更に備えている。

【0069】

第２バイパスライン７１は、蒸気供給ライン５１から分岐している。第２バイパスライン７１は、蒸気供給ライン５１のうち第１バイパスライン５４との分岐位置Ｐ１よりも上流側の分岐位置Ｐ２から分岐している。第２バイパスライン７１は、復水器１０５に連結されている。第２バイパスライン７１は、リボイラー４４をバイパスするとともに、ドレンタンク５３をバイパスしている。

【0070】

第２バイパス弁７２は、第２バイパスライン７１に設けられている。第２バイパス弁７２は、主に復水器１０５への加熱蒸気Ｓの供給を制御するための弁である。例えば、二酸化炭素回収システム１０を急停止する場合に第２バイパス弁７２を開いて、加熱蒸気Ｓを復水器１０５に直接的に供給する。第２バイパス弁７２は、開度調節可能に構成されていてもよい。第２バイパス弁７２は、制御装置６５により制御される。第２バイパス弁７２は、電動操作弁であってもよい。

【0071】

第１加熱蒸気流量調節弁７３は、蒸気入口弁６０を閉じた場合に加熱蒸気熱交換器５５に供給される加熱蒸気Ｓの流量を調節可能に構成されている。第１加熱蒸気流量調節弁７３は、蒸気供給ライン５１に設けられていてもよい。第１加熱蒸気流量調節弁７３は、蒸気供給ライン５１のうち第２バイパスライン７１との分岐位置Ｐ２と、第１バイパスライン５４との分岐位置Ｐ１との間に配置されていてもよい。このことにより、蒸気入口弁６０を閉じた場合に、第１加熱蒸気流量調節弁７３は、第２バイパスライン７１に供給される加熱蒸気Ｓの流量を調節することができる。第１加熱蒸気流量調節弁７３は、制御装置６５により制御される。第１加熱蒸気流量調節弁７３は、電動操作弁であってもよい。

【0072】

復水器１０５に、復水器圧力計７４が設けられていてもよい。復水器圧力計７４は、復水器１０５の内部圧力を計測する。復水器圧力計７４により計測された圧力情報は、制御装置６５に送信される。

【0073】

制御装置６５は、蒸気入口弁６０を閉じる場合、第１バイパス弁６１とともに第２バイパス弁７２を開いてもよい。制御装置６５は、蒸気入口弁６０を開く場合には、第２バイパス弁７２を閉じてもよい。第１加熱蒸気流量調節弁７３は、蒸気入口弁６０が開く場合および閉じる場合のいずれにおいても開いてもよい。制御装置６５は、復水器圧力計７４により計測された復水器１０５の内部圧力に基づいて、第１加熱蒸気流量調節弁７３の開度を調節してもよい。

【0074】

二酸化炭素回収システム１０を緊急停止する場合、リボイラー４４への加熱蒸気Ｓの供給を停止する。加熱蒸気Ｓは、第１バイパスライン５４を介して加熱蒸気熱交換器５５に供給されるとともに、第２バイパスライン７１を介して復水器１０５に供給される。

【0075】

より具体的には、蒸気入口弁６０を閉じるとともに、第１バイパス弁６１および第２バイパス弁７２を開く。このことにより、加熱蒸気Ｓの流れは、第１バイパスライン５４および第２バイパスライン７１に分流される。リボイラー４４への加熱蒸気Ｓの供給は遮断される。第２バイパスライン７１に供給された加熱蒸気Ｓは、復水器１０５に直接的に供給されて冷却される。このことにより、復水器１０５において加熱蒸気Ｓが凝縮され、復水器１０５に貯留される。第２バイパス弁７２は、第１バイパス弁６１と同時に開いてもよいが、第１バイパス弁６１が開いた後に開くようにしてもよい。

【0076】

第２バイパス弁７２を開いている間、復水器１０５の内部圧力が、復水器圧力計７４により計測される。復水器圧力計７４により計測された復水器１０５の内部圧力に基づいて、第１加熱蒸気流量調節弁７３の開度が調節される。例えば、復水器１０５の内部圧力が所定の閾値よりも高くなると、第１加熱蒸気流量調節弁７３の開度を大きくし、復水器１０５に供給される加熱蒸気Ｓの流量を低減させてもよい。復水器１０５の内部圧力が上述の閾値以下になると、第１加熱蒸気流量調節弁７３の開度を小さくし、復水器１０５に供給される加熱蒸気Ｓの流量を増大させてもよい。第１加熱蒸気流量調節弁７３の開度調節範囲は、発電機１８の出力変動が送電に影響を及ぼさない程度の範囲とすることが好ましい。

【0077】

このように本実施の形態によれば、蒸気供給ライン５１から第２バイパスライン７１が分岐し、第２バイパスライン７１に供給された加熱蒸気Ｓが、復水器１０５に供給される。このことにより、加熱蒸気熱交換器５５に供給される加熱蒸気Ｓの流量を低減することができ、ドレンタンク５３に供給される凝縮水Ｃ２の供給量を低減することができる。このため、ドレンタンク５３の容積を低減することができ、低コスト化を図ることができる。

【0078】

また、本実施の形態によれば、復水器１０５の内部圧力が復水器圧力計７４により計測される。この内部圧力に基づいて、第１加熱蒸気流量調節弁７３の開度が調節される。このことにより、第２バイパスライン７１を介して復水器１０５に供給される加熱蒸気Ｓの流量を調節することができる。このため、復水器１０５の内部圧力が上昇することを抑制でき、各タービン１０２、１０３、１０４の効率が低下することを抑制できる。

【0079】

なお、上述した本実施の形態においては、図５に示すように、加熱蒸気熱交換器５５がドレンタンク５３に内蔵されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図６に示すように、加熱蒸気熱交換器５５はドレンタンク５３と別体に構成されていてもよい。この場合、加熱蒸気熱交換器５５は、図４と同様にして、ドレンタンク５３と別体に構成されていてもよい。

【0080】

（第４の実施の形態）
次に、図７を用いて、本発明の第４の実施の形態における二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統、二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収システムの加熱蒸気系統の運用方法について説明する。

【0081】

図７に示す第４の実施の形態においては、蒸気供給ラインから第３バイパスラインが分岐して給水加熱器に連結されている点が主に異なり、他の構成は、図５および図６に示す第３の実施の形態と略同一である。なお、図７において、図５および図６に示す第３の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0082】

図７に示すように、本実施の形態における加熱蒸気系統５０は、第３バイパスライン７５と、第３バイパス弁７６と、を更に備えている。

【0083】

第３バイパスライン７５は、蒸気供給ライン５１から分岐している。第３バイパスライン７５は、蒸気供給ライン５１のうち第１バイパスライン５４との分岐位置Ｐ１よりも上流側の分岐位置Ｐ３から分岐している。分岐位置Ｐ３は、第２バイパスライン７１との分岐位置Ｐ２よりも下流側の位置であってもよい。第３バイパスライン７５は、給水加熱器１１６に連結されている。第３バイパスライン７５は、抽気蒸気ライン１１７を介して給水加熱器１１６に連結されていてもよい。第３バイパスライン７５は、リボイラー４４をバイパスするとともに、ドレンタンク５３をバイパスしている。

【0084】

第３バイパス弁７６は、第３バイパスライン７５に設けられている。第３バイパス弁７６は、主に給水加熱器１１６への加熱蒸気Ｓの供給を制御するための弁である。例えば、二酸化炭素回収システム１０を急停止する場合に、第３バイパス弁７６を開いて、加熱蒸気Ｓを給水加熱器１１６に直接的に供給する。第３バイパス弁７６は、開度調節可能に構成されていてもよい。第３バイパス弁７６は、制御装置６５により制御される。第３バイパス弁７６は、電動操作弁であってもよい。

【0085】

第２加熱蒸気流量調節弁７７は、蒸気入口弁６０を閉じた場合に加熱蒸気熱交換器５５に供給される加熱蒸気Ｓの流量を調節可能に構成されている。第２加熱蒸気流量調節弁７７は、蒸気供給ライン５１に設けられていてもよい。第２加熱蒸気流量調節弁７７は、蒸気供給ライン５１のうち第３バイパスライン７５との分岐位置Ｐ３と、第１バイパスライン５４との分岐位置Ｐ１との間に配置されていてもよい。このことにより、蒸気入口弁６０を閉じた場合に、第２加熱蒸気流量調節弁７７は、第３バイパスライン７５に供給される加熱蒸気Ｓの流量を調節することができる。第２加熱蒸気流量調節弁７７は、制御装置６５により制御される。第２加熱蒸気流量調節弁７７は、電動操作弁であってもよい。

【0086】

制御装置６５は、蒸気入口弁６０を閉じる場合、第１バイパス弁６１および第２バイパス弁７２とともに第３バイパス弁７６を開く。制御装置６５は、蒸気入口弁６０を開く場合には、第３バイパス弁７６を閉じてもよい。第２加熱蒸気流量調節弁７７は、蒸気入口弁６０が開く場合および閉じる場合のいずれにおいても開いてもよい。制御装置６５は、第２加熱蒸気流量調節弁７７の開度を調節してもよい。第２加熱蒸気流量調節弁７７の開度の調節は、任意の指標に基づいて行われてもよい。例えば、給水加熱器１１６から排出される給水Ｗの温度に基づいて行ってもよい。

【0087】

二酸化炭素回収システム１０を緊急停止する場合、リボイラー４４への加熱蒸気Ｓの供給を停止するとともに、第１バイパスライン５４を介して加熱蒸気熱交換器５５に供給される。加熱蒸気Ｓは、第２バイパスライン７１を介して復水器１０５に供給されるとともに、第３バイパスライン７５を介して給水加熱器１１６に供給される。

【0088】

より具体的には、蒸気入口弁６０を閉じるとともに、第１バイパス弁６１、第２バイパス弁７２および第３バイパス弁７６を開く。このことにより、加熱蒸気Ｓの流れは、第１バイパスライン５４、第２バイパスライン７１および第３バイパスライン７５に分流される。リボイラー４４への加熱蒸気Ｓの供給は遮断される。第３バイパスライン７５に供給された加熱蒸気Ｓは、抽気蒸気ライン１１７を介して給水加熱器１１６に直接的に供給される。加熱蒸気Ｓは、給水加熱器１１６において、給水Ｗを加熱するための熱源として作用する。加熱蒸気Ｓは凝縮され、凝縮水Ｃ２となって復水器１０５に供給される。第３バイパス弁７６は、第１バイパス弁６１と同時に開いてもよいが、第１バイパス弁６１が開いた後に開くようにしてもよい。第３バイパス弁７６は、第２バイパス弁７２と同時に開いてもよい。第３バイパス弁７６を開いている間、第２加熱蒸気流量調節弁７７の開度が調節されてもよい。

【0089】

このように本実施の形態によれば、蒸気供給ライン５１から第３バイパスライン７５が分岐し、第３バイパスライン７５に供給された加熱蒸気Ｓが、給水加熱器１１６に供給される。このことにより、加熱蒸気熱交換器５５に供給される加熱蒸気Ｓの流量を低減することができ、ドレンタンク５３に供給される凝縮水Ｃ２の供給量を低減することができる。このため、ドレンタンク５３の容積を低減することができ、低コスト化を図ることができる。

【0090】

なお、上述した本実施の形態においては、加熱蒸気熱交換器５５がドレンタンク５３に内蔵されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、加熱蒸気熱交換器５５はドレンタンク５３と別体に構成されていてもよい。この場合、加熱蒸気熱交換器５５は、図４と同様にして、ドレンタンク５３と別体に構成されていてもよい。

【0091】

また、上述した本実施の形態においては、加熱蒸気系統５０が第２バイパスライン７１を備えている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、加熱蒸気系統５０は、第２バイパスライン７１を備えていなくてもよい。

【0092】

以上述べた実施の形態によれば、二酸化炭素回収システムの緊急停止がプラントの運転に影響を及ぼすことを防止できる。

【0093】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0094】

１０：二酸化炭素回収システム、２０：吸収塔、３０：再生塔、４４：リボイラー、５０：加熱蒸気系統、５１：蒸気供給ライン、５３：ドレンタンク、５４：第１バイパスライン、５５：加熱蒸気熱交換器、５８：冷却水供給ライン、５９：冷却水排出ライン、６０：蒸気入口弁、６１：第１バイパス弁、６３：冷却水入口弁、６４：冷却水温度計、６５：制御装置、７１：第２バイパスライン、７２：第２バイパス弁、７３：第１加熱蒸気流量調節弁、７４：復水器圧力計、７５：第３バイパスライン、７６：第３バイパス弁、１００：火力発電プラント、１０５：復水器、１１６：給水加熱器、１２１：加熱蒸気ライン、Ｓ：加熱蒸気、Ｌ１：リッチ液、Ｌ２：リーン液、Ｃ１、Ｃ２：凝縮水、Ｃ３：冷却水、Ｐ１～Ｐ３：分岐位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】