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公開番号2025109547
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-25
出願番号2024003502
出願日2024-01-12
発明の名称二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類B01D 53/62 20060101AFI20250717BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】排ガスに含まれる二酸化炭素を回収するための設備の大型化や複雑化を抑制できる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であって、排ガスを圧縮するように構成された圧縮機と、圧縮機で圧縮された排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させるように構成された吸収塔と、吸収塔から排出された吸収液から二酸化炭素ガスを分離させるように構成された再生塔と、圧縮機で圧縮された排ガスに含まれる窒素を含むガスを膨張させるように構成された膨張機と、膨張機で膨張した窒素を含むガスの冷熱エネルギーを利用して、再生塔で吸収液から分離した二酸化炭素ガスを液化させるように構成された液化器と、を備える。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
燃焼装置から排出された排ガスに含まれる二酸化炭素を回収するように構成された二酸化炭素回収システムであって、
前記排ガスを圧縮するように構成された圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された前記排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させるように構成された吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液から二酸化炭素ガスを分離させるように構成された再生塔と、
前記圧縮機で圧縮された前記排ガスに含まれる窒素を含むガスを膨張させるように構成された膨張機と、
前記膨張機で膨張した前記窒素を含むガスの冷熱エネルギーを利用して、前記再生塔で前記吸収液から分離した前記二酸化炭素ガスを液化させるように構成された液化器と、
を備える、二酸化炭素回収システム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記膨張機は前記圧縮機に回転軸を介して連結されたタービンであり、
前記二酸化炭素回収システムは、前記圧縮機で圧縮された前記排ガスに含まれる窒素を含むガスを前記吸収塔から前記タービンに供給するように構成された窒素ガスラインを更に備える、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項３】
前記タービンで膨張した前記窒素を含むガスが流れる膨張ガスラインを更に備え、
前記液化器は前記膨張ガスラインに設けられており、
前記二酸化炭素回収システムは、前記膨張ガスラインにおける前記液化器の下流側を流れる前記窒素を含むガスの冷熱エネルギーを利用して前記窒素ガスラインを流れる前記窒素を含むガスを冷却するように構成された熱交換装置を更に備える、請求項２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項４】
前記再生塔から前記吸収塔に前記吸収液を戻す吸収液戻しラインと、
前記タービンで膨張した前記窒素を含むガスが流れる膨張ガスラインと、
を更に備え、
前記液化器は前記膨張ガスラインに設けられており、
前記二酸化炭素回収システムは、前記膨張ガスラインにおける前記液化器の下流側を流れる前記窒素を含むガスの冷熱エネルギーを利用して前記吸収液戻しラインを流れる前記吸収液を冷却するように構成された熱交換装置を更に備える、請求項２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項５】
前記再生塔には、前記圧縮機で圧縮された前記排ガスを前記吸収塔に供給する吸収塔排ガス供給ラインと、前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液を前記再生塔から抜き出して前記再生塔に戻すように構成された吸収液循環ラインとが設けられ、
前記二酸化炭素回収システムは、前記吸収液循環ラインを流れる前記吸収液を前記吸収塔排ガス供給ラインを流れる前記排ガスの熱エネルギーを利用して加熱するように構成された第１熱交換装置を更に備える、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項６】
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前記再生塔に供給する吸収液供給ラインと、
前記吸収液供給ラインを流れる前記吸収液を前記吸収塔排ガス供給ラインにおける前記第１熱交換装置の下流側を流れる前記排ガスの熱エネルギーを利用して加熱するように構成された第２熱交換装置と、
を更に備える、請求項５に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項７】
前記排ガスを前記圧縮機に供給する圧縮機排ガス供給ラインと、
前記吸収液から分離した前記二酸化炭素ガスを前記再生塔から前記液化器に供給する二酸化炭素ガス供給ラインと、
前記圧縮機排ガス供給ラインを流れる前記排ガスを前記二酸化炭素ガス供給ラインを流れる前記二酸化炭素ガスの熱エネルギーを利用して加熱するように構成された熱交換装置と、
を更に備える、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項８】
前記排ガスを前記圧縮機に供給する排ガス供給ラインと、
前記吸収塔に放出された冷却水を前記吸収塔から抜き出して前記吸収塔に戻すように構成された冷却水循環ラインと、
前記排ガス供給ラインを流れる前記排ガスを前記冷却水循環ラインを流れる前記冷却水の熱エネルギーを利用して加熱するように構成された熱交換装置と、
を更に備える、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項９】
前記吸収塔は、第１吸収塔及び第２吸収塔を含み、
前記二酸化炭素回収システムは、前記第１吸収塔から排出された二酸化炭素を含むガスを前記第２吸収塔に供給する接続ラインと、前記接続ラインに設けられた圧縮機とを更に備える、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項１０】
前記排ガスの流れ方向において前記圧縮機と前記吸収塔との間に設けられ、前記圧縮機で圧縮された前記排ガスを分離膜によって窒素リッチガスと二酸化炭素リッチガスとに分離するように構成された膜分離装置と、
前記膜分離装置から排出された前記二酸化炭素リッチガスを前記吸収塔に供給する二酸化炭素ガスラインと、
前記膜分離装置から排出された前記窒素リッチガスを前記膨張機に供給する窒素ガスラインと、
を更に備える、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃焼装置から排出された排ガスに含まれる二酸化炭素を回収するための二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
燃焼装置から排出された排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収塔内に導入して、吸収塔内でアミン等の液状の吸収液に吸収させることで、排ガスから二酸化炭素ガスを分離することが行われている（例えば、特許文献１参照）。排ガスから回収した二酸化炭素は、ガス状態であるため、遠隔の集積地に二酸化炭素を効率良く輸送するためには、二酸化炭素の液化、高密度化が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－０９９３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収塔内の吸収液に吸収させて分離する場合、処理すべき排ガスの流量が多くなるほど吸収塔が大型化する傾向があり、また、排ガスから回収した二酸化炭素を液化するためには冷熱を供給する設備が必要である。このため、排ガスに含まれる二酸化炭素を回収するための設備の大型化や複雑化を抑制することが望まれている。
【０００５】
上述した事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、排ガスに含まれる二酸化炭素を回収するための設備の大型化や複雑化を抑制できる二酸化炭素回収システム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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る二酸化炭素回収システムは、
燃焼装置から排出された排ガスに含まれる二酸化炭素を回収するように構成された二酸化炭素回収システムであって、
前記排ガスを圧縮するように構成された圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された前記排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させるように構成された吸収塔と、
前記吸収塔から排出された前記吸収液から二酸化炭素ガスを分離させるように構成された再生塔と、
前記圧縮機で圧縮された前記排ガスに含まれる窒素を含むガスを膨張させるように構成された膨張機と、
前記膨張機で膨張した前記窒素を含むガスの冷熱エネルギーを利用して、前記再生塔で前記吸収液から分離した前記二酸化炭素ガスを液化させるように構成された液化器と、
を備える。
【０００７】
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る二酸化炭素回収方法は、
燃焼装置から排出された排ガスに含まれる二酸化炭素を回収するための二酸化炭素回収方法であって、
前記排ガスを圧縮する圧縮ステップと、
前記圧縮ステップで圧縮された前記排ガスに含まれる二酸化炭素を吸収液に吸収させる吸収ステップと、
前記吸収ステップで前記二酸化炭素を吸収した前記吸収液から二酸化炭素ガスを分離させる分離ステップと、
前記圧縮ステップで圧縮された前記排ガスに含まれる窒素を含むガスを膨張させる膨張ステップと、
前記膨張ステップで膨張した前記窒素を含むガスの冷熱エネルギーを利用して、前記吸収液から分離した前記二酸化炭素ガスを液化させる液化ステップと、
を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、排ガスに含まれる二酸化炭素を回収するための設備の大型化や複雑化を抑制できる二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示における一実施形態に係る二酸化炭素回収システム２を模式的に示す図である。
本開示における他の実施形態に係る二酸化炭素回収システム２を模式的に示す図である。
本開示における更に他の実施形態に係る二酸化炭素回収システム２を模式的に示す図である。
吸収塔１０の変形例を模式的に示す図である。
本開示における更に他の実施形態に係る二酸化炭素回収システム２を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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