JP5638262B2 - Ｃｏ２回収装置およびｃｏ２回収方法 - Google Patents
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Description
本発明は、省エネルギーを図ったＣＯ２回収装置およびＣＯ２回収方法に関する。
地球の温暖化の原因として、ＣＯ２（二酸化炭素）による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となっている。ＣＯ２の発生源としては、化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い、大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの排ガスとアミン化合物水溶液などのアミン系吸収液とを接触させ、排ガス中のＣＯ２を除去し回収する方法が精力的に研究されている。
吸収液を用いてボイラなどの排ガスからＣＯ２を回収するＣＯ２回収装置としては、吸収塔において排ガスとＣＯ２吸収液とを接触させることで排ガスからＣＯ２を除去し、次に、再生塔においてＣＯ２を吸収した吸収液を加熱することでＣＯ２を放出させて吸収液を再生し、この吸収液を吸収塔に戻して再利用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、前記再生塔にてＣＯ２を分離・回収するためには、リボイラにて吸収液を加熱する必要があり、加熱用の所定圧力の蒸気を供給する必要がある。従来においては、この蒸気は発電所のボイラなどの燃焼設備で発生させた蒸気の一部を利用して再生することが提案されている(例えば、特許文献２参照)。
再生塔に供給される蒸気は、ＣＯ２を吸収した吸収液を加熱した後には凝縮水となり、燃焼設備に戻されて再び加熱される。
再生塔に供給される蒸気は、ＣＯ２を吸収した吸収液を加熱した後には凝縮水となり、燃焼設備に戻されて再び加熱される。
このように、ＣＯ２回収装置は、燃焼設備に付加して設置され、当該燃焼設備の熱エネルギーを消費するため、燃焼設備のエネルギー効率が低下するという問題がある。例えば、発電設備の場合、発電設備の熱エネルギーが消費され、発電出力が低下するという問題がある。
本発明は、前記問題に鑑み、エネルギー効率を向上することのできるＣＯ２回収装置およびＣＯ２回収方法を提供することを課題とする。
上述の目的を達成するために、本発明のＣＯ２回収装置は、燃焼設備から排出される排ガス中のＣＯ２を吸収液に吸収させて除去する吸収塔と、ＣＯ２を吸収した前記吸収液を加熱することでＣＯ２を放出させて再生して前記吸収塔に供給する再生塔と、前記燃焼設備から供給された蒸気を前記再生塔で前記吸収液の加熱に供し、加熱後の凝縮水を前記燃焼設備に戻す再生加熱器とを有するＣＯ２回収装置であって、前記再生加熱器から前記燃焼設備に戻す凝縮水を、前記燃焼設備における煙道内の排ガスと熱交換させて加熱する凝縮水・排ガス熱交換器を備えたことを特徴とする。
このＣＯ２回収装置によれば、凝縮水・排ガス熱交換器により再生加熱器から燃焼設備に戻す凝縮水を予め加熱させるため、燃焼設備での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収装置が適用されたプラントにおけるエネルギー効率を向上できる。
また、本発明のＣＯ２回収装置では、前記再生加熱器から前記燃焼設備に凝縮水を戻す凝縮水ラインの途中に、凝縮水と排ガスとを熱交換する凝縮水・排ガス熱交換ラインが介在されており、当該凝縮水・排ガス熱交換ラインを介さず凝縮水ラインを直結するバイパスラインを設けたことを特徴とする。
このＣＯ２回収装置によれば、ＣＯ２回収装置が適用されたプラントやＣＯ２回収装置の少なくとも一方に負荷変動があった場合など、バイパスラインにより、凝縮水・排ガス熱交換器における凝縮水と排ガスとの熱交換量を調節できるので、負荷変動時であっても安定した運転を行える。
また、本発明のＣＯ２回収装置では、凝縮水・排ガス熱交換器の排ガスの下流にて、循環水を前記燃焼設備における煙道内の排ガスと熱交換させて加熱する循環水・排ガス熱交換器と、前記吸収塔にてＣＯ２を吸収した吸収液を、前記再生塔に至る以前に前記循環水と熱交換させて加熱する循環水・吸収液熱交換器と、をさらに備えたことを特徴とする。
このＣＯ２回収装置によれば、吸収液を、再生塔に至る以前に排ガスの熱を利用して加熱している。このため、吸収液を加熱するのに再生加熱器で必要な蒸気量を減らすことができるので、ＣＯ２回収に要している燃焼設備での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収装置が適用されたプラントにおけるエネルギー効率を向上できる。
また、本発明のＣＯ２回収装置では、ＣＯ２を回収する過程で排出される排熱により前記燃焼設備に至る以前の燃焼用空気を予熱する空気予熱器をさらに備えたことを特徴とする。
このＣＯ２回収装置によれば、燃焼用空気を、ＣＯ２を回収する過程で排出される排熱を利用して予熱している。このため、燃焼設備から排出される排ガスの温度が上昇するので、凝縮水・排ガス熱交換器での熱交換量が増加する。この結果、再生加熱器から燃焼設備に戻す凝縮水の温度が上昇することから、ＣＯ２回収に要している燃焼設備での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収装置が適用されたプラントにおけるエネルギー効率を向上できる。
また、本発明のＣＯ２回収装置では、前記凝縮水・排ガス熱交換器に至る以前の前記凝縮水により前記燃焼設備に至る以前の燃焼用空気を予熱する空気予熱器をさらに備えたことを特徴とする。
このＣＯ２回収装置によれば、燃焼用空気を、凝縮水・排ガス熱交換器に至る以前の凝縮水を利用して予熱している。このため、燃焼設備から排出される排ガスの温度が上昇するので、凝縮水・排ガス熱交換器での熱交換量が増加する。この結果、再生加熱器から燃焼設備に戻す凝縮水の温度が上昇することから、ＣＯ２回収に要している燃焼設備での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収装置が適用されたプラントにおけるエネルギー効率を向上できる。
上述の目的を達成するために、本発明のＣＯ２回収方法は、燃焼設備から排出される排ガス中のＣＯ２を吸収液に吸収させて除去するＣＯ２吸収工程と、ＣＯ２を吸収した前記吸収液を加熱することでＣＯ２を放出させて再生しＣＯ２吸収工程に供給する吸収液再生工程と、前記燃焼設備から供給された蒸気を前記吸収液再生工程で前記吸収液の加熱に供し、加熱後の凝縮水を前記燃焼設備に戻す再生加熱工程とを含み、再生された前記吸収液を前記ＣＯ２吸収工程で再利用するＣＯ２回収方法であって、前記燃焼設備に戻す凝縮水を、前記燃焼設備における煙道内の排ガスと熱交換させて加熱する凝縮水・排ガス熱交換工程を含むことを特徴とする。
このＣＯ２回収方法によれば、凝縮水・排ガス熱交換工程により再生加熱工程から燃焼設備に戻す凝縮水を予め加熱させるため、燃焼設備での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収方法が適用されたプラントにおけるエネルギー効率を向上できる。
また、本発明のＣＯ２回収方法では、凝縮水・排ガス熱交換工程を介さず、凝縮水を前記燃焼設備に戻す非熱交換工程を含むことを特徴とする。
このＣＯ２回収方法によれば、ＣＯ２回収方法が適用されたプラントやＣＯ２回収装置の少なくとも一方に負荷変動があった場合など、非熱交換工程により、凝縮水・排ガス熱交換工程における凝縮水と排ガスとの熱交換量を調節できるので、負荷変動時であっても安定した運転を行える。
また、本発明のＣＯ２回収方法では、前記凝縮水・排ガス熱交換工程の排ガスの下流にて、循環水を前記燃焼設備における煙道内の排ガスと熱交換させて加熱する循環水・排ガス熱交換工程と、前記ＣＯ２吸収工程にてＣＯ２を吸収した吸収液を、前記吸収液再生工程の以前に前記循環水と熱交換させて加熱する循環水・吸収液熱交換工程と、をさらに含むことを特徴とする。
このＣＯ２回収方法によれば、吸収液を、吸収液再生工程の以前に排ガスの熱を利用して加熱している。このため、吸収液を加熱するのに再生加熱工程で必要な蒸気量を減らすことができるので、ＣＯ２回収に要している燃焼設備での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収方法が適用されたプラントにおけるエネルギー効率を向上できる。
また、本発明のＣＯ２回収方法では、ＣＯ２を回収する過程で排出される排熱により前記燃焼設備に至る以前の燃焼用空気を予熱する空気予熱工程をさらに含むことを特徴とする。
このＣＯ２回収方法によれば、燃焼用空気を、ＣＯ２を回収する過程で排出される排熱を利用して予熱している。このため、燃焼設備から排出される排ガスの温度が上昇するので、凝縮水・排ガス熱交換工程での熱交換量が増加する。この結果、再生加熱器から燃焼設備に戻す凝縮水の温度が上昇することから、ＣＯ２回収に要している燃焼設備での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収方法が適用されたプラントにおけるエネルギー効率を向上できる。
また、本発明のＣＯ２回収方法では、前記凝縮水・排ガス熱交換工程の以前に、前記凝縮水により前記燃焼設備に至る以前の燃焼用空気を予熱する空気予熱工程をさらに含むことを特徴とする。
このＣＯ２回収方法によれば、燃焼用空気を、凝縮水・排ガス熱交換工程に至る以前の凝縮水を利用して予熱している。このため、燃焼設備から排出される排ガスの温度が上昇するので、凝縮水・排ガス熱交換工程での熱交換量が増加する。この結果、再生加熱器から燃焼設備に戻す凝縮水の温度が上昇することから、ＣＯ２回収に要している燃焼設備での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収方法が適用されたプラントにおけるエネルギー効率を向上できる。
本発明によれば、燃焼設備での消費エネルギーを低減し、エネルギー効率を向上できる。
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
［実施の形態１］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係るＣＯ２回収装置が適用されるプラントの概略図であり、図２は、実施の形態１に係るＣＯ２回収装置の概略図である。
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係るＣＯ２回収装置が適用されるプラントの概略図であり、図２は、実施の形態１に係るＣＯ２回収装置の概略図である。
図１に示すように、プラント５、例えば、発電プラントは、主に、燃料を燃焼させた熱エネルギーにより水を密閉器内で加熱して高温・高圧の過熱蒸気を得るボイラ、当該ボイラからの過熱蒸気により回転動力を得る各種タービンを含む燃焼設備５０や、蒸気タービンの回転動力により発電する発電機（図示せず）を備えている。なお、図には明示しないが、タービンには、高圧タービン、中圧タービン、低圧タービンがある。また、プラント５には、燃焼設備５０のボイラから排出される排ガス１０１を通す煙道５１に係り、排ガス１０１に含まれる硫黄分（硫黄化合物を含む）を除去する脱硫装置５２と、燃焼設備５０のボイラから排出される排ガス１０１に含まれるＣＯ２（二酸化炭素）を除去するＣＯ２回収装置５３とを備えている。すなわち、プラント５としての発電プラントは、燃焼設備５０のボイラからの過熱蒸気により発電すると共に、燃焼設備５０のボイラから排出される硫黄分およびＣＯ２を除去した排出ガス１０１ａを煙突５４から排出する。
このようなプラント５において、燃焼設備５０のボイラには、空気・排ガス熱交換器５５が付設されている。空気・排ガス熱交換器５５は、燃焼用空気１０２を燃焼設備５０のボイラに供給する空気ライン５６と煙道５１とに跨って設けられ、ボイラから排出される排ガス１０１と、ボイラに供給される燃焼用空気１０２との相互間の熱交換を行う。この空気・排ガス熱交換器５５によれば、ボイラへの燃焼用空気１０２を予熱することによりボイラの熱効率が向上する。
図２に示すように、ＣＯ２回収装置５３は、燃焼設備５０のボイラから排出される排ガス１０１を、冷却水１０３により冷却する冷却塔１と、排ガス１０１に、ＣＯ２を吸収するアミン化合物の水溶液である吸収液１０４のリーン液１０４ａを向流接触させて排ガス１０１中のＣＯ２を吸収液１０４に吸収させ、ＣＯ２を除去した排出ガス１０１ａを排出する吸収塔２と、ＣＯ２を吸収した吸収液１０４のリッチ液１０４ｂからＣＯ２を放出してリーン液１０４ａに再生し吸収塔２に戻す再生塔３とを備える。
冷却塔１は、ＣＯ２を含有する排ガス１０１が、排ガス送風機（図示せず）により昇圧されて内部に送られ、ここで冷却水１０３と向流接触させて排ガス１０１を冷却する。
冷却水１０３は、冷却塔１内の下部に溜まっており、冷却水循環ポンプ１ａにより圧送されて冷却水ライン１ｂを経て冷却塔１内の上部に供給される。そして、冷却水１０３は、冷却塔１内の上部に設けられたノズル１ｃから流下されつつ、冷却塔１内の下部に至る過程に設けられた充填層１ｄの位置で、上昇する排ガス１０１と向流接触する。また、冷却水ライン１ｂには、冷却器１ｅが設けられており、冷却水１０３を排ガス１０１の温度よりも低い温度まで冷却することで、冷却塔１内で排ガス１０１中の水分の一部が凝縮し、凝縮水となる。この冷却塔１にて冷却された排ガス１０１は、排ガスライン１ｆを経て冷却塔１の頂部から排出され吸収塔２に供給される。
吸収塔２は、その下部にＣＯ２吸収部２１、上部に水洗部２２を有している。ＣＯ２吸収部２１は、冷却塔１から供給された排ガス１０１と、吸収液１０４のリーン液１０４ａとを向流接触させ、排ガス１０１中のＣＯ２を吸収液１０４に吸収させて除去する（ＣＯ２吸収工程）。
吸収液１０４のリーン液１０４ａは、再生塔３から供給され、ノズル２１ａから流下されつつ、吸収塔２の下部に至る過程に設けられた充填層２１ｂの位置で、上昇する排ガス１０１と向流接触した後、ＣＯ２を吸収したリッチ液１０４ｂとなり吸収塔２の底部に貯留される。そして、吸収塔２の底部に貯留された吸収液１０４のリッチ液１０４ｂは、吸収塔２の外部のリッチ液排出ポンプ２１ｃにより圧送されてリッチ液ライン２１ｄを経て再生塔３に供給される。また、吸収液１０４のリッチ液１０４ｂは、リッチ液ライン２１ｄを経て再生塔３に供給される過程で、後述のリーン液ライン３１ｄを経て吸収塔２に供給される過程の吸収液１０４のリーン液１０４ａとリッチ・リーン熱交換器４により熱交換される。
水洗部２２は、ＣＯ２吸収部２１にてＣＯ２を除去された排出ガス１０１ａと、洗浄水１０５とを向流接触させ、排出ガス１０１ａに同伴されたアミン化合物を洗浄水１０５で除去し、アミン化合物が除去された排出ガス１０１ａを吸収塔２外に排出する。
洗浄水１０５は、ノズル２２ａから流下されつつ、下方に至る過程に設けられた充填層２２ｂの位置で、上昇する排出ガス１０１ａと向流接触した後、水受２２ｃに貯留される。そして、水受２２ｃに貯留された洗浄水１０５は、吸収塔２の外部の洗浄水排出ポンプ２２ｄにより圧送されて洗浄水ライン２２ｅで循環されつつ冷却器２２ｆで冷却されてノズル２２ａから再び流下される。
再生塔３は、その下半部に吸収液再生部３１を有している。吸収液再生部３１は、吸収液１０４のリッチ液１０４ｂからＣＯ２を回収してリーン液１０４ａとして再生することで、ＣＯ２を吸収した吸収液１０４からＣＯ２を放出させる（吸収液再生工程）。
吸収液１０４のリッチ液１０４ｂは、吸収塔２におけるＣＯ２吸収部２１のリッチ液ライン２１ｄを経て供給されノズル３１ａから流下される。そして、リッチ液１０４ｂは、再生塔３の下部に至る過程に設けられた下部充填層３１ｂを通過しつつ、再生塔３の下部に接続された再生加熱器３２による吸熱反応により、ほぼ全てのＣＯ２が放出されたリーン液１０４ａとなり再生塔３内の底部に貯留される。そして、再生塔３の下部に貯留されたリーン液１０４ａは、再生塔３の外部のリーン液排出ポンプ３１ｃにより圧送されてリーン液ライン３１ｄを経て吸収塔２に供給される過程で、リッチ液ライン２１ｄを経て再生塔３に供給される過程のリッチ液１０４ｂとリッチ・リーン熱交換器４により熱交換され、かつ冷却器３１ｅで冷却される。
一方、放出されたＣＯ２は、再生塔３内を上昇し、上部充填層３１ｆを経て、再生塔３の頂部より排出される。このとき、ＣＯ２には水分が含まれているため、冷却器３３ｂにおいて冷却することにより、ＣＯ２に含まれる水分を凝縮し、この凝縮水とＣＯ２とをＣＯ２分離器３３ｃによって分離する。凝縮水と分離された高純度のＣＯ２はＣＯ２放出ライン３３ｄからＣＯ２回収プロセスの系外へと放出され、後の工程において利用または処分される。凝縮水は、凝縮水ポンプ３３ｅにより輸送され、その一部は再生塔還流水ライン３３ｆを経て再生塔３内の塔頂のノズル３３ｇから再生塔３内に供給される。
再生加熱器３２は、再生塔３の底部に貯留された吸収液１０４を、加熱ライン３２ａを介して再生塔３の外部に抜き出しつつ再生塔３の底部に戻す循環過程で、蒸気１０６により加熱するものである。蒸気取出ライン３２ｂにより再生加熱器３２に供給された蒸気１０６は、吸収液１０４を加熱した後、凝縮されて凝縮水１０６ａとなり、凝縮水ライン３２ｃを介して排出される（再生加熱工程）。
また、吸収液再生部３１には、リーン液・凝縮水熱回収装置３４が設けられている。リーン液・凝縮水熱回収装置３４は、吸収液再生部３１にて再生される過程の吸収液１０４を再生塔３の外部に抜き出しつつ戻す循環過程で、抜き出した吸収液１０４と、リーン液ライン３１ｄを経て吸収塔２に供給される過程の吸収液１０４のリーン液１０４ａ、および凝縮水ライン３２ｃを経て排出される過程の凝縮水１０６ａとを熱交換する。
上述したＣＯ２回収装置５３では、再生加熱器３２（再生加熱工程）において、再生加熱器３２に供給される蒸気１０６は、図１に示すように、プラント５における燃焼設備５０から蒸気取出ライン３２ｂにより取り出される（図１および図２の記号Ａ）。さらに、上述したＣＯ２回収装置５３では、再生加熱器３２にて吸収液１０４の加熱に供された後の凝縮水１０６ａは、凝縮水ライン３２ｃにより燃焼設備５０のボイラに戻される（図１および図２の記号Ｂ）。なお、ＣＯ２回収装置５３の再生加熱器３２から凝縮水ライン３２ｃを経て燃焼設備５０のボイラに戻される凝縮水１０６ａは、脱気器（図示せず）により溶存酸素が取り除かれつつ燃焼設備５０のボイラに戻される。
凝縮水ライン３２ｃには、図１に示すように、凝縮水・排ガス熱交換ライン５７ａが介在されている。この凝縮水・排ガス熱交換ライン５７ａは、空気・排ガス熱交換器５５と脱硫装置５２との間の煙道５１に至り、再生加熱器３２から燃焼設備５０に戻す凝縮水１０６ａを、煙道５１内の排ガス１０１と熱交換させて加熱する凝縮水・排ガス熱交換器５７（凝縮水・排ガス熱交換工程）を成す。
このように、実施の形態１のＣＯ２回収装置５３は、燃焼設備５０から排出される排ガス１０１中のＣＯ２を吸収液１０４のリーン液１０４ａに吸収させて除去する吸収塔２と、ＣＯ２を吸収した吸収液１０４のリッチ液１０４ｂを加熱することでＣＯ２を放出させて再生して吸収塔２に供給する再生塔３と、燃焼設備５０から供給された蒸気１０６を再生塔３で吸収液１０４の加熱に供し、加熱後の凝縮水１０６ａを燃焼設備５０に戻す再生加熱器３２とを有するＣＯ２回収装置５３であって、再生加熱器３２から燃焼設備５０に戻す凝縮水１０６ａを、燃焼設備５０における煙道５１内の排ガス１０１と熱交換させて加熱する凝縮水・排ガス熱交換器５７を備えている。
このＣＯ２回収装置５３によれば、凝縮水・排ガス熱交換器５７により再生加熱器３２から燃焼設備５０に戻す凝縮水１０６ａを予め加熱させるため、燃焼設備５０での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収装置５３が適用されたプラント５におけるエネルギー効率を向上することが可能になる。
また、実施の形態１に係るＣＯ２回収装置５３の他の形態を図３に示す。図３に示すように、再生加熱器３２から燃焼設備５０に凝縮水１０６ａを戻す凝縮水ライン３２ｃには、凝縮水・排ガス熱交換ライン５７ａを介さず、当該凝縮水ライン３２ｃを直結するバイパスライン５７ｂが設けられている。また、凝縮水・排ガス熱交換器５７に凝縮水１０６ａを送る凝縮水・排ガス熱交換ライン５７ａの上流側には、開閉弁５７ｃが設けられている。さらに、バイパスライン５７ｂには、開閉弁５７ｄが設けられている。
そして、凝縮水・排ガス熱交換器５７により凝縮水１０６ａと排ガス１０１とを熱交換させる場合、開閉弁５７ｃを開状態とし、開閉弁５７ｄを閉状態とする。これにより、凝縮水ライン３２ｃにより燃焼設備５０に戻される過程の凝縮水１０６ａが、凝縮水・排ガス熱交換ライン５７ａを経由するので、凝縮水・排ガス熱交換器５７において凝縮水１０６ａと排ガス１０１とが熱交換される。
一方、凝縮水・排ガス熱交換器５７により凝縮水１０６ａと排ガス１０１とを熱交換させない場合は、開閉弁５７ｃを閉状態とし、開閉弁５７ｄを開状態とする。これにより、凝縮水ライン３２ｃにより燃焼設備５０に戻される過程の凝縮水１０６ａが、凝縮水・排ガス熱交換ライン５７ａを介さず燃焼設備５０に戻されるので、凝縮水・排ガス熱交換器５７において凝縮水１０６ａと排ガス１０１とが熱交換されない（非熱交換工程）。
このように、実施の形態１のＣＯ２回収装置５３では、再生加熱器３２から燃焼設備５０に凝縮水１０６ａを戻す凝縮水ライン３２ｃの途中に、凝縮水１０６ａと排ガス１０１とを熱交換する凝縮水・排ガス熱交換ライン５７ａが介在されており、当該凝縮水・排ガス熱交換ライン５７ａを介さず凝縮水ライン３２ｃを直結するバイパスライン５７ｂが設けられている。
このＣＯ２回収装置５３によれば、プラント５やＣＯ２回収装置５３の少なくとも一方に負荷変動があった場合など、バイパスライン５７ｂにより、凝縮水・排ガス熱交換器５７における凝縮水１０６ａと排ガス１０１との熱交換量を調節できるので、負荷変動時であっても安定した運転を行うことが可能になる。
実施の形態１のＣＯ２回収方法は、燃焼設備５０から排出される排ガス１０１中のＣＯ２を吸収液１０４のリーン液１０４ａに吸収させて除去するＣＯ２吸収工程と、ＣＯ２を吸収した吸収液１０４のリッチ液１０４ｂを加熱することでＣＯ２を放出させて再生しＣＯ２吸収工程に供給する吸収液再生工程と、燃焼設備５０から供給された蒸気１０６を吸収液再生工程で吸収液１０４の加熱に供し、加熱後の凝縮水１０６ａを燃焼設備５０に戻す再生加熱工程とを含むＣＯ２回収方法であって、燃焼設備５０に戻す凝縮水１０６ａを、燃焼設備５０における煙道５１内の排ガス１０１と熱交換させて加熱する凝縮水・排ガス熱交換工程を含む。
このＣＯ２回収方法によれば、凝縮水・排ガス熱交換工程により再生加熱工程から燃焼設備５０に戻す凝縮水１０６ａを予め加熱させるため、燃焼設備５０での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収方法が適用されたプラント５におけるエネルギー効率を向上することが可能になる。
また、実施の形態１のＣＯ２回収方法では、凝縮水・排ガス熱交換工程を介さず、凝縮水１０６ａを燃焼設備５０に戻す非熱交換工程を含む。
このＣＯ２回収方法によれば、プラント５やＣＯ２回収装置５３の少なくとも一方に負荷変動があった場合など、非熱交換工程により、凝縮水・排ガス熱交換工程における凝縮水１０６ａと排ガス１０１との熱交換量を調節できるので、負荷変動時であっても安定した運転を行うことが可能になる。
［実施の形態２］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図４は、実施の形態２に係るＣＯ２回収装置が適用されるプラントの概略図であり、図５は、実施の形態２に係るＣＯ２回収装置の概略図である。
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図４は、実施の形態２に係るＣＯ２回収装置が適用されるプラントの概略図であり、図５は、実施の形態２に係るＣＯ２回収装置の概略図である。
本実施の形態のＣＯ２回収装置５３は、上述した実施の形態１のＣＯ２回収装置５３と同様に、凝縮水・排ガス熱交換器５７（ＣＯ２回収方法では、凝縮水・排ガス熱交換工程）を備えたもので、さらに、循環水・排ガス熱交換器５８ａ（ＣＯ２回収方法では、循環水・排ガス熱交換工程）および循環水・吸収液熱交換器５８ｂ（ＣＯ２回収方法では、循環水・吸収液熱交換工程）を備えたものである。従って、実施の形態２では、循環水・排ガス熱交換器５８ａ（ＣＯ２回収方法では、循環水・排ガス熱交換工程）および循環水・吸収液熱交換器５８ｂ（ＣＯ２回収方法では、循環水・吸収液熱交換工程）に係る構成について説明し、上述した実施の形態１と同等部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
循環水・排ガス熱交換器５８ａは、図４に示すように、凝縮水・排ガス熱交換器５７よりも排ガス１０１の下流の煙道５１に設けられ、詳しくは、煙道５１における凝縮水・排ガス熱交換器５７と脱硫装置５２との間に設けられている。循環水・排ガス熱交換器５８ａは、循環水ライン５８ｃにより循環水１０７が供給される。
循環水・吸収液熱交換器５８ｂは、図５に示すように、吸収塔２にてＣＯ２を吸収した吸収液１０４のリッチ液１０４ｂを再生塔３に供給するリッチ液ライン２１ｄに設けられ、詳しくは、リッチ液ライン２１ｄにおけるリッチ・リーン熱交換器４と再生塔３との間に設けられている。循環水・吸収液熱交換器５８ｂには、循環水ライン５８ｃにより循環水１０７が供給される。すなわち、循環水１０７は、循環水ライン５８ｃにより循環水・排ガス熱交換器５８ａと循環水・吸収液熱交換器５８ｂとを経て循環する。
そして、循環水・排ガス熱交換器５８ａ（循環水・排ガス熱交換工程）では、循環水ライン５８ｃにより循環する循環水１０７を（図４および図５の記号Ｃ，Ｄ）、燃焼設備５０における煙道５１内の排ガス１０１と熱交換させて加熱する。さらに、循環水・吸収液熱交換器５８ｂ（循環水・吸収液熱交換工程）では、吸収塔２にてＣＯ２を吸収した吸収液１０４のリッチ液１０４ｂを、循環水ライン５８ｃにより循環する循環水１０７（図４および図５の記号Ｃ，Ｄ）と熱交換させて加熱する。
このように、実施の形態２のＣＯ２回収装置５３は、凝縮水・排ガス熱交換器５７の排ガス１０１の下流にて、循環水１０７を燃焼設備５０における煙道５１内の排ガス１０１と熱交換させて加熱する循環水・排ガス熱交換器５８ａと、吸収塔２にてＣＯ２を吸収した吸収液１０４のリッチ液１０４ｂを、再生塔３に至る以前に循環水１０７と熱交換させて加熱する循環水・吸収液熱交換器５８ｂとを備えている。
このＣＯ２回収装置５３によれば、吸収液１０４のリッチ液１０４ｂを、再生塔３に至る以前に排ガス１０１の熱を利用して加熱している。このため、吸収液１０４のリッチ液１０４ｂを加熱するのに再生加熱器３２で必要な蒸気量を減らすことができるので、ＣＯ２回収に要している燃焼設備５０での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収装置５３が適用されたプラント５におけるエネルギー効率を向上することが可能になる。
なお、実施の形態２のＣＯ２回収装置５３では、図４に示すように、循環水１０７を循環させる循環水ライン５８ｃに、開閉弁５８ｄを設けてもよい。開閉弁５８ｄを開状態とすれば、循環水１０７が循環することで、循環水１０７と排ガス１０１との熱交換、および吸収液１０４のリッチ液１０４ｂと循環水１０７との熱交換が行われる。一方、開閉弁５８ｄを閉状態とすれば、循環水１０７が循環しないので、循環水１０７と排ガス１０１とが熱交換されず、かつ吸収液１０４のリッチ液１０４ｂと循環水１０７とが熱交換されない。
このＣＯ２回収装置５３によれば、プラント５やＣＯ２回収装置５３の少なくとも一方に負荷変動があった場合など、開閉弁５８ｄを操作して循環水・排ガス熱交換器５８ａおよび循環水・吸収液熱交換器５８ｂでの熱交換量を調節できるので、負荷変動時であっても安定した運転を行うことが可能になる。
実施の形態２のＣＯ２回収方法は、凝縮水・排ガス熱交換工程の排ガス１０１の下流にて、循環水１０７を燃焼設備５０における煙道５１内の排ガス１０１と熱交換させて加熱する循環水・排ガス熱交換工程と、ＣＯ２吸収工程にてＣＯ２を吸収した吸収液１０４のリッチ液１０４ｂを、吸収液再生工程の以前に循環水１０７と熱交換させて加熱する循環水・吸収液熱交換工程とを含む。
このＣＯ２回収方法によれば、吸収液１０４のリッチ液１０４ｂを、吸収液再生工程の以前に排ガス１０１の熱を利用して加熱している。このため、吸収液１０４のリッチ液１０４ｂを加熱するのに再生加熱工程で必要な蒸気量を減らすことができるので、ＣＯ２回収に要している燃焼設備５０での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収方法が適用されたプラント５におけるエネルギー効率を向上することが可能になる。
なお、実施の形態２のＣＯ２回収方法では、図４に示すように、開閉弁５８ｄを閉状態として、循環水・排ガス熱交換工程、および循環水・吸収液熱交換工程の熱交換を止める非熱交換工程を含む。
このＣＯ２回収方法によれば、プラント５やＣＯ２回収装置５３の少なくとも一方に負荷変動があった場合など、開閉弁５８ｄを操作して循環水・排ガス熱交換工程および循環水・吸収液熱交換工程での熱交換量を調節できるので、負荷変動時であっても安定した運転を行うことが可能になる。
なお、本実施の形態を説明する図４では、上述した実施の形態１を説明する図３の構成に対し、循環水・排ガス熱交換器５８ａ（循環水・排ガス熱交換工程）および循環水・吸収液熱交換器５８ｂ（循環水・吸収液熱交換工程）を備えた構成を示しているが、上述した実施の形態１を説明する図１の構成に対し、循環水・排ガス熱交換器５８ａ（循環水・排ガス熱交換工程）および循環水・吸収液熱交換器５８ｂ（循環水・吸収液熱交換工程）を備えてもよい。
［実施の形態３］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図６は、実施の形態３に係るＣＯ２回収装置が適用されるプラントの概略図である。
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図６は、実施の形態３に係るＣＯ２回収装置が適用されるプラントの概略図である。
本実施の形態のＣＯ２回収装置５３は、上述した実施の形態１のＣＯ２回収装置５３と同様に、凝縮水・排ガス熱交換器５７（ＣＯ２回収方法では、凝縮水・排ガス熱交換工程）を備えたもので、さらに、空気予熱器５９（ＣＯ２回収方法では、空気予熱工程）を備えたものである。従って、実施の形態３では、空気予熱器５９（ＣＯ２回収方法では、空気予熱工程）に係る構成について説明し、上述した実施の形態１と同等部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
空気予熱器５９は、図６に示すように、排熱ライン５９ａを有している。排熱ライン５９ａは、空気・排ガス熱交換器５５の空気の上流での空気ライン５６と、ＣＯ２回収装置５３においてＣＯ２を回収する過程で排熱を排出する冷却器との間で、循環水などの熱媒体１０８を循環するように設けられている。ＣＯ２回収装置５３においてＣＯ２を回収する過程で排熱を排出する冷却器には、図２（または図５）に示すように、冷却塔１の冷却水ライン１ｂに設けられた冷却器１ｅ、吸収塔２の洗浄水ライン２２ｅに設けられた冷却器２２ｆ、再生塔３から吸収塔２に至るリーン液ライン３１ｄに設けられた冷却器３１ｅ、ＣＯ２回収部３３のＣＯ２排出ライン３３ａに設けられた冷却器３３ｂのうちの少なくとも一つがある。すなわち、熱媒体１０８は、排熱ライン５９ａにより空気ライン５６と冷却器１ｅ，２２ｆ，３１ｅ，３３ｂとを経て循環する。
そして、空気予熱器５９（空気予熱工程）では、空気ライン５６内の燃焼用空気１０２を、排熱ライン５９ａにより循環する熱媒体１０８と熱交換させて予熱する（図２（図５）および図６の記号Ｅ，Ｆ）。
このように、実施の形態３のＣＯ２回収装置５３は、ＣＯ２を回収する過程で排出される排熱により燃焼設備５０に至る以前の燃焼用空気１０２を予熱する空気予熱器５９を備えている。
このＣＯ２回収装置５３によれば、燃焼用空気１０２を、ＣＯ２を回収する過程で排出される排熱を利用して予熱している。このため、燃焼設備５０のボイラから排出される排ガス１０１の温度が上昇するので、凝縮水・排ガス熱交換器５７での熱交換量が増加する。この結果、再生加熱器３２から燃焼設備５０に戻す凝縮水１０６ａの温度が上昇することから、ＣＯ２回収に要している燃焼設備５０での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収装置５３が適用されたプラント５におけるエネルギー効率を向上することが可能になる。
なお、実施の形態３のＣＯ２回収装置５３では、図６に示すように、熱媒体１０８を循環させる排熱ライン５９ａに、開閉弁５９ｂを設けてもよい。開閉弁５９ｂを開状態とすれば、熱媒体１０８が循環することで、熱媒体１０８と燃焼用空気１０２との熱交換が行われる。一方、開閉弁５９ｂを閉状態とすれば、熱媒体１０８が循環しないので、熱媒体１０８と燃焼用空気１０２とが熱交換されない。
このＣＯ２回収装置５３によれば、プラント５やＣＯ２回収装置５３の少なくとも一方に負荷変動があった場合など、開閉弁５９ｂを操作して空気予熱器５９での熱交換量を調節できるので、負荷変動時であっても安定した運転を行うことが可能になる。
実施の形態３のＣＯ２回収方法は、ＣＯ２を回収する過程で排出される排熱により燃焼設備５０に至る以前の燃焼用空気１０２を予熱する空気予熱工程を含む。
このＣＯ２回収方法によれば、燃焼用空気１０２を、ＣＯ２を回収する過程で排出される排熱を利用して予熱している。このため、燃焼設備５０のボイラから排出される排ガス１０１の温度が上昇するので、凝縮水・排ガス熱交換器５７での熱交換量が増加する。この結果、再生加熱器３２から燃焼設備５０に戻す凝縮水１０６ａの温度が上昇することから、ＣＯ２回収に要している燃焼設備５０での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収方法が適用されたプラント５におけるエネルギー効率を向上することが可能になる。
なお、実施の形態３のＣＯ２回収方法では、図６に示すように、開閉弁５９ｂを閉状態として、空気予熱工程の熱交換を止める非熱交換工程を含む。
このＣＯ２回収方法によれば、プラント５やＣＯ２回収装置５３の少なくとも一方に負荷変動があった場合など、開閉弁５９ｂを操作して空気予熱工程での熱交換量を調節できるので、負荷変動時であっても安定した運転を行うことが可能になる。
なお、本実施の形態を説明する図６では、上述した実施の形態１を説明する図３の構成に対し、空気予熱器５９（空気予熱工程）を備えた構成を示しているが、上述した実施の形態１を説明する図１の構成に対し、空気予熱器５９（空気予熱工程）を備えてもよい。
また、本実施の形態の構成は、実施の形態２の構成において備えるものであってもよい。
［実施の形態４］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図７は、実施の形態４に係るＣＯ２回収装置が適用されるプラントの概略図である。
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図７は、実施の形態４に係るＣＯ２回収装置が適用されるプラントの概略図である。
本実施の形態のＣＯ２回収装置５３は、上述した実施の形態１のＣＯ２回収装置５３と同様に、凝縮水・排ガス熱交換器５７（ＣＯ２回収方法では、凝縮水・排ガス熱交換工程）を備えたもので、さらに、空気予熱器６０（ＣＯ２回収方法では、空気予熱工程）を備えたものである。従って、実施の形態４では、空気予熱器６０（ＣＯ２回収方法では、空気予熱工程）に係る構成について説明し、上述した実施の形態１と同等部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
空気予熱器６０は、図７に示すように、凝縮水・燃焼用空気熱交換ライン６０ａを有している。凝縮水・燃焼用空気熱交換ライン６０ａは、凝縮水ライン３２ｃに介在され、空気・排ガス熱交換器５５の空気の上流での空気ライン５６に至り、空気ライン５６内の燃焼用空気１０２を、再生加熱器３２から燃焼設備５０に戻す凝縮水１０６ａと熱交換させて予熱する。そして、空気予熱器６０を経た凝縮水ライン３２ｃには、上述の凝縮水・排ガス熱交換器５７が構成されている。
このように、実施の形態４のＣＯ２回収装置５３は、凝縮水・排ガス熱交換器５７に至る以前の凝縮水１０６ａにより燃焼設備５０に至る以前の燃焼用空気１０２を予熱する空気予熱器６０を備えている。
このＣＯ２回収装置５３によれば、燃焼用空気１０２を、凝縮水・排ガス熱交換器５７に至る以前の凝縮水１０６ａを利用して予熱している。このため、燃焼設備５０のボイラから排出される排ガス１０１の温度が上昇するので、凝縮水・排ガス熱交換器５７での熱交換量が増加する。この結果、再生加熱器３２から燃焼設備５０に戻す凝縮水１０６ａの温度が上昇することから、ＣＯ２回収に要している燃焼設備５０での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収装置５３が適用されたプラント５におけるエネルギー効率を向上することが可能になる。
なお、実施の形態４のＣＯ２回収装置５３では、再生加熱器３２から燃焼設備５０に凝縮水１０６ａを戻す凝縮水ライン３２ｃには、凝縮水・燃焼用空気熱交換ライン６０ａを介さず、当該凝縮水ライン３２ｃを直結するバイパスライン６０ｂが設けられている。また、空気予熱器６０に凝縮水１０６ａを送る凝縮水・燃焼用空気熱交換ライン６０ａの上流側には、開閉弁６０ｃが設けられている。さらに、バイパスライン６０ｂには、開閉弁６０ｄが設けられている。
そして、空気予熱器６０により凝縮水１０６ａと燃焼用空気１０２とを熱交換させる場合、開閉弁６０ｃを開状態とし、開閉弁６０ｄを閉状態とする。これにより、凝縮水ライン３２ｃにより燃焼設備５０に戻される過程の凝縮水１０６ａが、凝縮水・燃焼用空気熱交換ライン６０ａを経由するので、空気予熱器６０において凝縮水１０６ａと燃焼用空気１０２とが熱交換される。
一方、空気予熱器６０により凝縮水１０６ａと燃焼用空気１０２とを熱交換させない場合は、開閉弁６０ｃを閉状態とし、開閉弁６０ｄを開状態とする。これにより、凝縮水ライン３２ｃにより燃焼設備５０に戻される過程の凝縮水１０６ａが、凝縮水・燃焼用空気熱交換ライン６０ａを介さず燃焼設備５０に戻されるので、空気予熱器６０において凝縮水１０６ａと燃焼用空気１０２とが熱交換されない（非熱交換工程）。
このように、実施の形態４のＣＯ２回収装置５３では、再生加熱器３２から燃焼設備５０に凝縮水１０６ａを戻す凝縮水ライン３２ｃの途中に、凝縮水１０６ａと燃焼用空気１０２とを熱交換する凝縮水・燃焼用空気熱交換ライン６０ａが介在されており、当該凝縮水・燃焼用空気熱交換ライン６０ａを介さず凝縮水ライン３２ｃを直結するバイパスライン６０ｂが設けられている。
このＣＯ２回収装置５３によれば、プラント５やＣＯ２回収装置５３の少なくとも一方に負荷変動があった場合など、バイパスライン６０ｂにより、空気予熱器６０における凝縮水１０６ａと燃焼用空気１０２との熱交換量を調節できるので、負荷変動時であっても安定した運転を行うことが可能になる。
実施の形態４のＣＯ２回収方法は、凝縮水・排ガス熱交換工程の以前に、凝縮水１０６ａにより燃焼設備５０に至る以前の燃焼用空気１０２を予熱する空気予熱工程を含む。
このＣＯ２回収方法によれば、燃焼用空気１０２を、凝縮水・排ガス熱交換工程に至る以前の凝縮水１０６ａを利用して予熱している。このため、燃焼設備５０のボイラから排出される排ガス１０１の温度が上昇するので、凝縮水・排ガス熱交換器５７での熱交換量が増加する。この結果、再生加熱器３２から燃焼設備５０に戻す凝縮水１０６ａの温度が上昇することから、ＣＯ２回収に要している燃焼設備５０での消費エネルギーを低減でき、ＣＯ２回収方法が適用されたプラント５におけるエネルギー効率を向上することが可能になる。
なお、実施の形態４のＣＯ２回収方法では、空気予熱工程を介さず、凝縮水１０６ａを燃焼設備５０に戻す非熱交換工程を含む。
このＣＯ２回収方法によれば、プラント５やＣＯ２回収装置５３の少なくとも一方に負荷変動があった場合など、非熱交換工程により、凝縮水・排ガス熱交換工程における凝縮水１０６ａと排ガス１０１との熱交換量を調節できるので、負荷変動時であっても安定した運転を行うことが可能になる。
なお、本実施の形態を説明する図７では、上述した実施の形態１を説明する図３の構成に対し、空気予熱器６０（空気予熱工程）を備えた構成を示しているが、上述した実施の形態１を説明する図１の構成に対し、空気予熱器６０（空気予熱工程）を備えてもよい。
また、本実施の形態の構成は、実施の形態２の構成において備えるものであってもよい。
以下、本発明の効果を示す実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。発電能力９００ＭＷの石炭焚き火力発電設備に、本発明の方法を適用したプロセスの発電出力低減率を図８に示す。
比較として、凝縮水・排ガス熱交換器を備えておらず、凝縮水を燃焼設備に直接戻す従来技術を比較例１とした。一方、実施例１は、図１〜図３に示す上述した実施の形態１の構成である。また、実施例２は、図４および図５に示す上述した実施の形態２の構成である。また、実施例３は、図６に示す上述した実施の形態３の構成である。また、実施例４は、図７に示す上述した実施の形態４の構成である。
図８に示している、ＣＯ２回収装置出口（１）、空気予熱器凝縮水出口（９）、燃焼設備凝縮水入口（２）や、空気予熱器排ガス入口（１０）、空気・排ガス熱交換器空気入口（３）、燃焼設備空気入口（４）、燃焼設備排ガス出口（５）、凝縮水・排ガス熱交換器排ガス入口（６）、凝縮水・排ガス熱交換器排ガス出口（７）、循環水・排ガス熱交換器排ガス出口（８）における位置は、各実施例に対応する図１、図３、図４、図６および図７において同じ各括弧付き番号で示す。
比較例１は、凝縮水・排ガス熱交換器がないため、ＣＯ２回収装置出口（１）の凝縮水温度と、燃焼設備凝縮水入口（２）の凝縮水温度とが同じ１００［℃］であり、これにより、発電出力が７９１［ＭＷ］となる。この比較例１の発電出力減少は１２．１％となる。
一方、実施例１は、凝縮水・排ガス熱交換器５７を備えているため、ＣＯ２回収装置出口（１）の凝縮水温度１００［℃］に対し、燃焼設備凝縮水入口（２）の凝縮水温度が１２６［℃］に加熱されており、これにより、発電出力の減少が比較例１に比べて低く、１１．６％の減少であった。
また、実施例２は、凝縮水・排ガス熱交換器５７に加えて循環水・排ガス熱交換器５８ａおよび循環水・吸収液熱交換器５８ｂを備えているため、ＣＯ２回収装置出口（１）の凝縮水温度１００［℃］に対し、燃焼設備凝縮水入口（２）の凝縮水温度が１２６［℃］に加熱され、かつ循環水・排ガス熱交換器５８ａおよび循環水・吸収液熱交換器５８ｂにより吸収液１０４のリッチ液１０４ｂが９３．８［℃］に加熱されており、これにより、発電出力の減少が比較例１に比べて低く、１１．３％の減少であった。
また、実施例３は、凝縮水・排ガス熱交換器５７に加えて図６に示す実施の形態３の空気予熱器５９を備えているため、ＣＯ２回収装置出口（１）の凝縮水温度１００［℃］に対し、燃焼設備凝縮水入口（２）の凝縮水温度が１５４［℃］に加熱されており、これにより、発電出力の減少が比較例１に比べて低く、１０．８％の減少であった。
また、実施例４は、凝縮水・排ガス熱交換器５７に加えて図７に示す実施の形態４の空気予熱器６０を備えているため、ＣＯ２回収装置出口（１）の凝縮水温度１００［℃］に対し、燃焼設備凝縮水入口（２）の凝縮水温度が１５７［℃］に加熱されており、これにより、発電出力の減少が比較例１に比べて低く、１０．８％の減少であった。
この結果、図８に示すように、本実施例では、発電出力が向上されるので、燃焼設備でのエネルギー効率が向上できていることが分かる。
以上のように、本発明に係るＣＯ２回収装置およびＣＯ２回収方法は、燃焼設備でのエネルギー効率を向上することに適している。
１ 冷却塔
１ｅ 冷却器
２ 吸収塔
２２ｆ 冷却器
３ 再生塔
３１ 吸収液再生部
３１ｅ 冷却器
３２ 再生加熱器
３２ａ 加熱ライン
３２ｂ 蒸気取出ライン
３２ｃ 凝縮水ライン
３３ ＣＯ２回収部
３３ｂ 冷却器
３４ リーン液・凝縮水熱回収装置
４ リッチ・リーン熱交換器
５ プラント
５０ 燃焼設備
５１ 煙道
５２ 脱硫装置
５３ ＣＯ２回収装置
５４ 煙突
５５ 空気・排ガス熱交換器
５６ 空気ライン
５７ 凝縮水・排ガス熱交換器
５８ａ 循環水・排ガス熱交換器
５８ｂ 循環水・吸収液熱交換器
５９ 空気予熱器
６０ 空気予熱器
１０１ 排ガス
１０１ａ 排出ガス
１０２ 燃焼用空気
１０３ 冷却水
１０４ 吸収液
１０４ａ リーン液
１０４ｂ リッチ液
１０５ 洗浄水
１０６ 蒸気
１０６ａ 凝縮水
１０７ 循環水
１０８ 熱媒体
１ｅ 冷却器
２ 吸収塔
２２ｆ 冷却器
３ 再生塔
３１ 吸収液再生部
３１ｅ 冷却器
３２ 再生加熱器
３２ａ 加熱ライン
３２ｂ 蒸気取出ライン
３２ｃ 凝縮水ライン
３３ ＣＯ２回収部
３３ｂ 冷却器
３４ リーン液・凝縮水熱回収装置
４ リッチ・リーン熱交換器
５ プラント
５０ 燃焼設備
５１ 煙道
５２ 脱硫装置
５３ ＣＯ２回収装置
５４ 煙突
５５ 空気・排ガス熱交換器
５６ 空気ライン
５７ 凝縮水・排ガス熱交換器
５８ａ 循環水・排ガス熱交換器
５８ｂ 循環水・吸収液熱交換器
５９ 空気予熱器
６０ 空気予熱器
１０１ 排ガス
１０１ａ 排出ガス
１０２ 燃焼用空気
１０３ 冷却水
１０４ 吸収液
１０４ａ リーン液
１０４ｂ リッチ液
１０５ 洗浄水
１０６ 蒸気
１０６ａ 凝縮水
１０７ 循環水
１０８ 熱媒体
Claims (10)
- 燃焼設備から排出される排ガス中のＣＯ２を吸収液に吸収させて除去する吸収塔と、ＣＯ２を吸収した前記吸収液を加熱することでＣＯ２を放出させて再生して前記吸収塔に供給する再生塔と、前記燃焼設備から供給された蒸気を前記再生塔で前記吸収液の加熱に供し、加熱後の凝縮水を前記燃焼設備に戻す再生加熱器とを有するＣＯ２回収装置であって、
前記再生加熱器から前記燃焼設備に戻す凝縮水を、前記燃焼設備における煙道内の排ガスと熱交換させて加熱する凝縮水・排ガス熱交換器を備えたことを特徴とするＣＯ２回収装置。 - 前記再生加熱器から前記燃焼設備に凝縮水を戻す凝縮水ラインの途中に、凝縮水と排ガスとを熱交換する凝縮水・排ガス熱交換ラインが介在されており、当該凝縮水・排ガス熱交換ラインを介さず凝縮水ラインを直結するバイパスラインを設けたことを特徴とする請求項１に記載のＣＯ２回収装置。
- 凝縮水・排ガス熱交換器の排ガスの下流にて、循環水を前記燃焼設備における煙道内の排ガスと熱交換させて加熱する循環水・排ガス熱交換器と、
前記吸収塔にてＣＯ２を吸収した吸収液を、前記再生塔に至る以前に前記循環水と熱交換させて加熱する循環水・吸収液熱交換器と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のＣＯ２回収装置。 - ＣＯ２を回収する過程で排出される排熱により前記燃焼設備に至る以前の燃焼用空気を予熱する空気予熱器をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のＣＯ２回収装置。
- 前記凝縮水・排ガス熱交換器に至る以前の前記凝縮水により前記燃焼設備に至る以前の燃焼用空気を予熱する空気予熱器をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のＣＯ２回収装置。
- 燃焼設備から排出される排ガス中のＣＯ２を吸収液に吸収させて除去するＣＯ２吸収工程と、ＣＯ２を吸収した前記吸収液を加熱することでＣＯ２を放出させて再生しＣＯ２吸収工程に供給する吸収液再生工程と、前記燃焼設備から供給された蒸気を前記吸収液再生工程で前記吸収液の加熱に供し、加熱後の凝縮水を前記燃焼設備に戻す再生加熱工程とを含み、再生された前記吸収液を前記ＣＯ２吸収工程で再利用するＣＯ２回収方法であって、
前記燃焼設備に戻す凝縮水を、前記燃焼設備における煙道内の排ガスと熱交換させて加熱する凝縮水・排ガス熱交換工程を含むことを特徴とするＣＯ２回収方法。 - 凝縮水・排ガス熱交換工程を介さず、凝縮水を前記燃焼設備に戻す非熱交換工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のＣＯ２回収方法。
- 前記凝縮水・排ガス熱交換工程の排ガスの下流にて、循環水を前記燃焼設備における煙道内の排ガスと熱交換させて加熱する循環水・排ガス熱交換工程と、
前記ＣＯ２吸収工程にてＣＯ２を吸収した吸収液を、前記吸収液再生工程の以前に前記循環水と熱交換させて加熱する循環水・吸収液熱交換工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項６または７に記載のＣＯ２回収方法。 - ＣＯ２を回収する過程で排出される排熱により前記燃焼設備に至る以前の燃焼用空気を予熱する空気予熱工程をさらに含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載のＣＯ２回収方法。
- 前記凝縮水・排ガス熱交換工程の以前に、前記凝縮水により前記燃焼設備に至る以前の燃焼用空気を予熱する空気予熱工程をさらに含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載のＣＯ２回収方法。
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