煙道ガス流れ処理システム内において発生したエネルギーを捕えて利用する方法及びシステム
煙道ガス処理システム（１００）において発生したエネルギーを利用するシステム及び方法である。本方法は、二酸化炭素が混入している溶液（１４２）を再生装置（１３６）内の圧力にさらし、これにより、二酸化炭素が混入している溶液（１４２）から二酸化炭素を取り除き、高圧の二酸化炭素流れ（１３８）を生成することを包含する。この高圧の二酸化炭素流れ（１３８）の少なくとも一部分は、膨張タービン（１６０）に導入され、これによりエネルギー（１６４）を発生せしめる。このエネルギー（１６４）は、動力（１６８）を発生せしめるために利用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年９月２４日に出願された「煙道ガス流れ処理システム内において発生したエネルギーを捕えて利用する方法及びシステム」と題する米国特許仮出願第６１／２４５，４３６号の優先権を主張し、参照によりその全内容が本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、煙道ガス流れから二酸化炭素（ＣＯ２）を取り除くシステム及び方法に関する。より詳細には、本発明は煙道ガス流れからのＣＯ２の取り除き中に発生したエネルギーを捕えて利用するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
世界において使用されているエネルギーの多くは、炭素及び水素を含有している燃料、例えば石炭、油及び天然ガスの燃焼から得られている。これらの燃料は、炭素及び水素に加えて、水分及び汚染物質、例えば灰、硫黄（しばしば、“ＳＯＸ”と称されている硫黄酸化物の形である）、窒素化合物（しばしば、“ＮＯＸ”と称されている窒素酸化物の形である）、塩素、水銀及び他の微量元素を含有する。燃焼中に放出される汚染物質による被害影響に関する意識は、パワープラント、製油所及び他の工業プロセスからの放出に対して非常に厳重な制限を強化せしめるきっかけになる。汚染物質の放出をゼロ近くに達成せしめることは、このようなプラントのオペレータに対してのプレシャーを増大せしめるものである。
【０００４】
多数の方法及びシステムが、汚染物質の放出をゼロ近くに達成せしめる要望に応じて開発されている。このようなシステム及び方法には、限定されるものではないが、脱硫システム（湿式煙道ガス脱硫システム（“ＤＦＧＤ”）として知らされている）、微粒子フィルター（例えば、バグハウス、微粒子コレクター及び同種の装置から成る）、更には、煙道ガスから汚染物質を吸収するひとつ又はそれ以上の吸収剤の使用が含まれる。一例として、吸収剤は、限定されるものではないが、活性炭素、アンモニア、石灰石及び同種の物質から成る。
【０００５】
アンモニア及びアミン溶液は、煙道ガス流れからＣＯ２及び他の汚染物質、例えば硫黄酸化物（ＳＯ２）及び塩化水素（ＨＣｌ）を有効に取り除くことが知られている。ひとつの特定の適用において、アンモニアを用いての煙道ガス流れからのＣＯ２の吸収及び取り除きは、低温度、例えば、０セ氏度と２０セ氏度との間（０℃〜２０℃）の温度で行われる。
【０００６】
煙道ガス流れからの汚染物質の取り除きは、かなりの量のエネルギーを必要とする。煙道ガス流れ処理システム内においての汚染物質の取り除き及び処理中に発生したエネルギーを利用することは、システムによって要求される費用及び資力を減少せしめることができる。
【発明の概要】
【０００７】
本明細書に記載した一態様によれば、煙道ガス処理システム内において発生したエネルギーを利用する方法において、二酸化炭素が混入している溶液を前記煙道ガス処理システムの再生装置へ供給すること、前記二酸化炭素が混入している溶液を前記再生装置内の圧力にさらし、これにより、前記二酸化炭素が混入している溶液から二酸化炭素を取り除き、高圧の二酸化炭素流れと減少した二酸化炭素を含有している溶液とを生成すること、前記高圧の二酸化炭素流れの少なくとも一部分を膨張タービンへ導入して、前記高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめ、これにより、エネルギーと低圧の二酸化炭素流れとを生成すること、及び前記膨張タービン内において発生した前記エネルギーを利用して、動力を発生せしめ、これにより、前記煙道ガス処理システム内において発生したエネルギーを利用することを包含する方法が提供される。
【０００８】
本明細書に記載した他の態様によれば、煙道ガス流れから取り除いた二酸化炭素の処理中に発生したエネルギーを利用するシステムにおいて、二酸化炭素を含有している煙道ガス流れを受け入れるように構成した吸収装置であって、この吸収装置内で前記二酸化炭素を含有している煙道ガス流れが前記吸収装置内の二酸化炭素取り除き溶液と接触して、減少した二酸化炭素を含有している煙道ガス流れと二酸化炭素が混入している溶液とを生成するようにした吸収装置と、前記二酸化炭素が混入している溶液を受け入れるように構成した再生装置であって、高圧の二酸化炭素流れと減少した二酸化炭素を含有している溶液とを生成する再生装置と、前記高圧の二酸化炭素流れの少なくとも一部分を受け入れるように構成した膨張タービンであって、前記高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめて、低圧の二酸化炭素流れとエネルギーとを生成せしめる膨張タービンと、前記膨張タービンに接続しているジェネレータであって、前記膨張タービンからの前記エネルギーを利用して電気を発生せしめるジェネレータとを包含するシステムが提供される。
【０００９】
本明細書に記載した更に他の態様によれば、煙道ガス流れからの二酸化炭素の取り除き中に発生したエネルギーを再生利用する方法において、二酸化炭素を含有している煙道ガス流れを吸収装置へ供給すること、前記二酸化炭素を含有している煙道ガス流れを二酸化炭素取り除き溶液と接触させ、これにより、前記煙道ガス流れから二酸化炭素を取り除き、減少した二酸化炭素を含有している煙道ガス流れと二酸化炭素が混入している溶液とを生成すること、前記二酸化炭素が混入している溶液を１７２３．９kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲内の圧力にさらし、これにより、１７２３．７kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲内の圧力を有する高圧の二酸化炭素流れと減少した二酸化炭素を含有している溶液とを生成すること、前記高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめ、これにより、６８．９kpascalと６８９．５kpascalとの間の範囲内の圧力を有する低圧の二酸化炭素流れとエネルギーとを生成せしめること、及び前記エネルギーを利用して電気を前記吸収装置へ供給し、これにより、煙道ガス流れからの二酸化炭素の取り除き中に発生したエネルギーを再生利用することを包含する方法が提供される。
【００１０】
上述した及び他の特徴は、添付図面及び下記の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】煙道ガス流れから汚染物質を取り除くために用いられる煙道ガス流れ処理システムの概略系統図である。
【図２】図１のシステムに用いられている吸収装置の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図面を参照する。図１及び図２は例示的な一実施形態を示し、これらの図において同一の要素には同一の符号が付けられている。
【００１３】
図１に示されている一実施形態は、煙道ガス流れ１２０から汚染物質を取り除くシステム１００を包含する。煙道ガス流れ１２０は、炉１２２における燃料の燃焼により発生させられる。煙道ガス流れ１２０は、多種の汚染物質、限定されるものではないが、硫黄酸化物（ＳＯＸ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）、更には、水銀（Ｈｇ）、塩酸塩（ＨＣｌ）、微粒物質、ＣＯ２、及び同種の物質を含有する。図１には示されていないけれども、煙道ガス流れ１２０は、煙道ガス流れから汚染物質を取り除くための処理、例えば、煙道ガス脱硫プロセス及び微粒子コレクターによる処理がなされ、煙道ガスからＳＯＸ及び微粒子が取り除かれるものである。
【００１４】
再び図１を参照するに、煙道ガス流れ１２０は、また、煙道ガス流れ１２０が吸収装置１３０を通過することにより煙道ガス流れ１２０からＣＯ２を取り除く処理がなされる。図１には示されていないけれども、煙道ガス流れ１２０は吸収装置１３０に入る前に冷却装置を通過するように処理がなされることも考えられるものである。冷却装置は、煙道ガス流れ１２０を周囲温度以下の温度にまで冷却せしめる。
【００１５】
図２に示されているように、吸収装置１３０はＣＯ２を含有している煙道ガス流れ１２０を（入口又は開口を通して）受け入れ、煙道ガス流れからＣＯ２を吸収することを容易にするような構成とされている。煙道ガス流れ１２０からのＣＯ２の吸収は、吸収装置１３０に供給されているＣＯ２取り除き溶液１４０に煙道ガス流れを接触させることにより行なわれる。一実施形態において、ＣＯ２取り除き溶液１４０はアンモニア化溶液又はスラリーである。このアンモニア化溶液又はスラリーは、水の溶液中の溶存アンモニアとＣＯ２種とを含有し、又は炭酸水素アンモニウムの沈殿固体を含有することができる。他の実施形態において、ＣＯ２取り除き溶液１４０はアミン溶液である。
【００１６】
一実施形態において、吸収装置１３０は第１のアブソーバ１３２と第２のアブソーバ１３４とを包含する。吸収装置１３０は、この構成に限定されるものではなく、他の実施形態において、図２に示されている数よりも多い又は少ないアブソーバを包含することができる。
【００１７】
図２に一層詳細に示されているように、ＣＯ２取り除き溶液１４０は吸収装置１３０に導入される。一実施形態において、ＣＯ２取り除き溶液１４０は、吸収装置１３０内を方向Ｂへ流れる煙道ガス流れ１２０の流れと逆の流れである方向Ａで吸収装置１３０内に導入される。ＣＯ２取り除き溶液１４０が煙道ガス流れ１２０と接触すると、煙道ガス流れ中に存在するＣＯ２が吸収されて、煙道ガス流れから取り除かれ、これにより、二酸化炭素が混入された溶液１４２と、減少された二酸化炭素を含有する煙道ガス流れ１５０とが生成され、これらの溶液１４２及び煙道ガス流れ１５０はそれぞれ吸収装置１３０を出る。このようにして得られた、二酸化炭素が混入している溶液１４２の少なくとも一部分は吸収装置１３０からこの吸収装置の下流の再生装置１３６（図１）へ輸送される。再生装置１３６において、二酸化炭素が混入している溶液１４２は再生されて、ＣＯ２取り除き溶液１４０を生成し、この再生されたＣＯ２取り除き溶液１４０は吸収装置１３０に導入される。
【００１８】
ここに例示した実施形態においては、ＣＯ２取り除き溶液１４０が第１のアブソーバ１３２に導入されるものとして示されているけれども、システム１００はこの構成に限定されるものではなく、ＣＯ２取り除き溶液１４０は、第２のアブソーバ１３４に導入されるように、又は第１のアブソーバ及び第２のアブソーバの両方に導入されるように代えることができるものである。
【００１９】
一実施形態において、吸収装置１３０は低温度で、特に、約２０セ氏度（２０℃）よりも低い温度で作動する。一実施形態において、吸収装置１３０は約０セ氏度と約２０セ氏度との間（０℃〜２０℃）の温度範囲内で作動する。他の実施形態において、吸収装置１３０は約０セ氏度と約１０セ氏度との間（０℃〜１０℃）の温度範囲内で作動する。しかしながら、システム１００は、このような温度に限定されるものではない。なぜなら、吸収装置は任意の温度で作動させることができるものと考えられるからである。
【００２０】
更に図２を参照するに、減少された二酸化炭素が含有している煙道ガス流れ１５０は、周囲に放出される前に、更なる汚染物の取り除きプロセス及びシステムによる処理を行うこともできる。二酸化炭素が混入している溶液１４２は、再生装置１３６へ供給される。
【００２１】
再び図１を参照するに、再生装置１３６は、二酸化炭素が混入している溶液１４２を受け入れて、この二酸化炭素が混入している溶液からのＣＯ２の取り除きを容易にし、二酸化炭素を含有している溶液１３７と高圧の二酸化炭素流れ１３８とを生成せしめるような構成とされている、任意の再生装置とすることができる。
【００２２】
図１に示されているように、再生装置１３６は二酸化炭素が混入している溶液１４２を再生装置１３６に導入する入口１３９を包含する。図１は再生装置１３６の特定の位置に設けられている入口１３９を示しているけれども、入口１３９は再生装置の任意の位置に設けることができるものであると考えている。
【００２３】
一実施形態において、再生装置１３６は二酸化炭素が混入している溶液１４２からのＣＯ２の取り除きを容易にするために蒸気（図示せず）を用いる。他の実施形態において、再生装置１３６は、二酸化炭素が混入している溶液１４２からＣＯ２を取り除くために、約１７２３．７kpascal（約２５０psig（pounds per square inch on gauge））と約３４４７．４kpascal（約５００psig（pounds per square inch on gauge））との間の範囲内の圧力で作動される。更に他の実施形態において、再生装置１３６は、二酸化炭素が混入している溶液１４２からＣＯ２を取り除くために、蒸気と圧力との組み合わせを用いることができる。
【００２４】
図１に示されているように、再生装置１３６内で発生した、減少した二酸化炭素を含有している溶液１３７は、ＣＯ２取り除き溶液１４０と一緒に用いるために吸収装置１３０に供給することができる。例示した実施形態には示されていないけれども、減少した二酸化炭素を含有している溶液１３７は、新鮮なＣＯ２取り除き溶液１４０又は吸収装置１３０から再循環されてきたＣＯ２取り除く溶液に混合することができる。代替的に、例示した実施形態には示されていないけれども、減少した二酸化炭素を含有している溶液１３７は、新鮮なＣＯ２取り除き溶液１４０又は吸収装置１３０から再循環されてきたＣＯ２取り除き溶液に混合することなしに、吸収装置１３０に直接供給することができる。
【００２５】
一実施形態において、二酸化炭素が混入している溶液１４２は再生装置１３６内の圧力にさらされる。約１７２３．７kpascal（約２５０psig（pounds per square inch on gauge））と約３４４７．４kpascal（約５００psig（pounds per square inch on gauge））との間の範囲内の圧力での再生装置１３６の作動は、高圧の二酸化炭素流れ１３８を発生せしめる。
【００２６】
この高圧の二酸化炭素流れ１３８は、約１７２３．７kpascal（約２５０psig（pounds per square inch on gauge））と約３４４７．４kpascal（約５００psig（pounds per square inch on gauge））との間の範囲内の圧力を有する。一実施形態において、高圧の二酸化炭素流れ１３８の圧力は、約２０６８．４kpascal（約３００psig）と約３４４７．４kpascal（約５００psig）との間の範囲内である。他の実施形態において、高圧の二酸化炭素流れ１３８の圧力は、約２０６８．４kpascal（約３００psig）と約３１０２．６kpascal（約４５０psig）との間の範囲内である。更に他の実施形態において、高圧の二酸化炭素流れ１３８の圧力は、約２０６８．４kpascal（約３００psig）である。
【００２７】
図１に示されているように、高圧の二酸化炭素流れ１３８は、熱交換器１３８ａへ供給され、それから膨張タービン１６０へ供給される。一実施形態において、高圧の二酸化炭素流れ１３８が熱交換器１３８ａを通過した後、その一部分を脱水装置１７０へ供給することができ、高圧の二酸化炭素流れ１３８の残りの分離した部分が膨張タービン１６０へ供給される。
【００２８】
脱水装置１７０は、高圧の二酸化炭素流れ１３８の一部分を再生装置１３６へ戻るように再循環する前に、この高圧の二酸化炭素流れ１３８から過剰水分を取り除く。再生装置１３６へ再循環された高圧の二酸化炭素流れ１３８の水分量は、システム及び適用に依存して、約１０ppmv（parts per million by volume）と約６００ppmvとの間の範囲内である。
【００２９】
図示していないけれども、高圧の二酸化炭素流れ１３８のすべてを再生装置１３６から膨張タービン１６０へ供給することができることも考えられる。
【００３０】
膨張タービン１６０は、高圧の二酸化炭素流れ１３８の少なくとも一部分を（入口又は開口によって）受け入れ、この高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめて、低圧の二酸化炭素流れ１６２とエネルギー１６４とを生じせしめるような構成とされている。
【００３１】
一実施形態において、高圧の二酸化炭素流れ１３８の圧力は、低圧の二酸化炭素流れ１６２を生成するために少なくとも５０パーセント（５０％）減少させられる。他の実施形態において、高圧の二酸化炭素流れ１３８の圧力は、低圧の二酸化炭素流れ１６２を生成するために少なくとも７５パーセント（７５％）減少させられる。
【００３２】
より詳細には、一実施形態において、低圧の二酸化炭素流れ１６２の圧力は、約６８．９kpascal（約１０psig）と約１０６６．６kpascal（約１４０psig）との間の範囲内である。他の実施形態において、低圧の二酸化炭素流れ１６２の圧力は、約６８．９kpascal（約１０psig）と約６８９．５kpascal（約１００psig）との間の範囲内である。更に他の実施形態において、低圧の二酸化炭素流れ１６２の圧力は、約６８．９kpascal（約１０psig）と約６２０．５kpascal（約９０psig）との間の範囲内である。更に他の実施形態において、低圧の二酸化炭素流れ１６２の圧力は、約１３７．９kpascal（約２０psig）と約２０６．８kpascal（約３０psig）との間の範囲内である。更に他の実施形態において、低圧の二酸化炭素流れ１６２の圧力は約１３７．９kpascal（約２０psig）である。
【００３３】
図１に示されているように、低圧の二酸化炭素流れ１６２は冷却器１６５へ送られ、それから、冷却された低圧の二酸化炭素流れ１６２ａが貯蔵容器１６６へ送られる。低圧の二酸化炭素流れ１６２は、冷却器１６５において液化させて、約１０℃と約８０℃との間の温度にまで冷却させることができる。膨張タービン１６０における圧力膨張から得られる低圧の二酸化炭素流れ１６２の温度減少は、低圧の二酸化炭素流れ１６２の温度を液化点にまで低下させるために冷却器１６５により要求されるエネルギーを減少せしめる。
【００３４】
一実施形態において、低圧の二酸化炭素流れ１６２ａは、この低圧の二酸化炭素流れが使用又は他の処理のために他の場所へ輸送される前に、貯蔵容器１６６に常に一時的に貯蔵される。
【００３５】
膨張タービン１６０において低圧の二酸化炭素流れ１６２を発生せしめるために高圧の二酸化炭素流れ１３８の温度を減少せしめることは、また、エネルギー１６４を発生せしめる。一実施形態において、このエネルギー１６４は膨張タービン１６０のシャフトを回転せしめる作動エネルギーであり、膨張タービン１６０のシャフトがそれから適当な装置、例えばジェネレータ１６７を駆動せしめるために用いられる。認識することができるように、高圧の二酸化炭素流れ１３８は膨張タービン１６０において等エントロピー膨張を受け、低い温度を有する低圧の二酸化炭素流れ１６２として出る。
【００３６】
図１に示されているように、エネルギー１６４は動力１６８を発生せしめるためにジェネレータ１６７により用いられている。ジェネレータ１６７は、動力１６８を発生せしめるために膨張タービン１６０により供給されたエネルギー１６４の変換を容易にする任意の型式のジェネレータとすることができる。一実施形態において、ジェネレータ１６７は動力１６８として電気を発生せしめる発電機である。
【００３７】
他の実施形態において、膨張タービン１６０は別の適当な装置（図示せず）、例えばポンプ、圧縮機、冷凍用圧縮機、ファン、ブロワー又は同種の装置に接続することができる。エネルギー１６４は、膨張タービン１６０に接続された装置に動力を供給するために用いることができる。すなわち、エネルギー１６４は膨張タービンに接続された装置の原動機とすることができる。
【００３８】
ジェネレータ１６７により生じた動力１６８はシステム１００内において利用することができる。例えば、動力１６８はパワープラント１２２に供給して、パワープラント１２２により用いることができる。他の実施形態において、動力１６８はシステム１００内の種々の装置に供給して、これらの装置により用いることができる。これらの種々の装置には、限定されるものではないが、吸収装置１３０のポンプ、再生装置１３６に接続しているポンプ、システム１００内において用いられている冷却器及び凝縮器、システム１００内において用いられているファン、システム１００内において用いられている湿式煙道ガス脱硫器に接続して用いられている再循環ポンプ及びボールミルが含まれる。代替的に、又は、動力をシステム１００内の種々の装置へ供給するに加えて、電気の形の動力１６８を消費電気グリッド１８０又はシステム１００の外部の装置若しくはシステムへ供給することができる。
【００３９】
システム１００内における動力１６８の利用は、システムの外部源から動力を得るための必要性を軽減、減少又は排除せしめる。システムの外部源から動力を得るための必要性を軽減、減少又は排除せしめることは、外部源から動力を得るシステムよりも一層効率が良く及び／又はコストを有効に減少せしめることができる。効率の向上及びコストの減少は、また、動力１６８がシステム１００の外へ送られたときにも、例えば消費電気グリッド１８０のようなシステム及び装置によっても得られるものである。
【００４０】
本明細書における用語“第１”，“第２”などは順番や数や重要性を示すものではなく、ひとつの要素を他の要素から区別するために用いられているものである。また、本明細書における用語“ひとつ”は数の限定を示すものではなく、このように記載された要素の少なくともひとつの存在を示すものである。
【００４１】
以上本発明を種々の例示的な実施形態でもって詳述してきたけれども、当業者にとっては、本発明の範囲から逸脱することなしに、種々の変形を行うことができると共に、種々の等価物をその要素に代えることができることを理解されよう。更に、多くの変形が、本発明の本質的な範囲を逸脱することなしに、本発明の教示に対して特定の形態を工夫するために行うことができるものである。したがって、本発明は、本発明を実施するように意図した最良の形態として述べた特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は特許請求の範囲の記載の範囲内にあるすべての実施形態を包含するものである。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年９月２４日に出願された「煙道ガス流れ処理システム内において発生したエネルギーを捕えて利用する方法及びシステム」と題する米国特許仮出願第６１／２４５，４３６号の優先権を主張し、参照によりその全内容が本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、煙道ガス流れから二酸化炭素（ＣＯ２）を取り除くシステム及び方法に関する。より詳細には、本発明は煙道ガス流れからのＣＯ２の取り除き中に発生したエネルギーを捕えて利用するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
世界において使用されているエネルギーの多くは、炭素及び水素を含有している燃料、例えば石炭、油及び天然ガスの燃焼から得られている。これらの燃料は、炭素及び水素に加えて、水分及び汚染物質、例えば灰、硫黄（しばしば、“ＳＯＸ”と称されている硫黄酸化物の形である）、窒素化合物（しばしば、“ＮＯＸ”と称されている窒素酸化物の形である）、塩素、水銀及び他の微量元素を含有する。燃焼中に放出される汚染物質による被害影響に関する意識は、パワープラント、製油所及び他の工業プロセスからの放出に対して非常に厳重な制限を強化せしめるきっかけになる。汚染物質の放出をゼロ近くに達成せしめることは、このようなプラントのオペレータに対してのプレシャーを増大せしめるものである。
【０００４】
多数の方法及びシステムが、汚染物質の放出をゼロ近くに達成せしめる要望に応じて開発されている。このようなシステム及び方法には、限定されるものではないが、脱硫システム（湿式煙道ガス脱硫システム（“ＤＦＧＤ”）として知らされている）、微粒子フィルター（例えば、バグハウス、微粒子コレクター及び同種の装置から成る）、更には、煙道ガスから汚染物質を吸収するひとつ又はそれ以上の吸収剤の使用が含まれる。一例として、吸収剤は、限定されるものではないが、活性炭素、アンモニア、石灰石及び同種の物質から成る。
【０００５】
アンモニア及びアミン溶液は、煙道ガス流れからＣＯ２及び他の汚染物質、例えば硫黄酸化物（ＳＯ２）及び塩化水素（ＨＣｌ）を有効に取り除くことが知られている。ひとつの特定の適用において、アンモニアを用いての煙道ガス流れからのＣＯ２の吸収及び取り除きは、低温度、例えば、０セ氏度と２０セ氏度との間（０℃〜２０℃）の温度で行われる。
【０００６】
煙道ガス流れからの汚染物質の取り除きは、かなりの量のエネルギーを必要とする。煙道ガス流れ処理システム内においての汚染物質の取り除き及び処理中に発生したエネルギーを利用することは、システムによって要求される費用及び資力を減少せしめることができる。
【発明の概要】
【０００７】
本明細書に記載した一態様によれば、煙道ガス処理システム内において発生したエネルギーを利用する方法において、二酸化炭素が混入している溶液を前記煙道ガス処理システムの再生装置へ供給すること、前記二酸化炭素が混入している溶液を前記再生装置内の圧力にさらし、これにより、前記二酸化炭素が混入している溶液から二酸化炭素を取り除き、高圧の二酸化炭素流れと減少した二酸化炭素を含有している溶液とを生成すること、前記高圧の二酸化炭素流れの少なくとも一部分を膨張タービンへ導入して、前記高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめ、これにより、エネルギーと低圧の二酸化炭素流れとを生成すること、及び前記膨張タービン内において発生した前記エネルギーを利用して、動力を発生せしめ、これにより、前記煙道ガス処理システム内において発生したエネルギーを利用することを包含する方法が提供される。
【０００８】
本明細書に記載した他の態様によれば、煙道ガス流れから取り除いた二酸化炭素の処理中に発生したエネルギーを利用するシステムにおいて、二酸化炭素を含有している煙道ガス流れを受け入れるように構成した吸収装置であって、この吸収装置内で前記二酸化炭素を含有している煙道ガス流れが前記吸収装置内の二酸化炭素取り除き溶液と接触して、減少した二酸化炭素を含有している煙道ガス流れと二酸化炭素が混入している溶液とを生成するようにした吸収装置と、前記二酸化炭素が混入している溶液を受け入れるように構成した再生装置であって、高圧の二酸化炭素流れと減少した二酸化炭素を含有している溶液とを生成する再生装置と、前記高圧の二酸化炭素流れの少なくとも一部分を受け入れるように構成した膨張タービンであって、前記高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめて、低圧の二酸化炭素流れとエネルギーとを生成せしめる膨張タービンと、前記膨張タービンに接続しているジェネレータであって、前記膨張タービンからの前記エネルギーを利用して電気を発生せしめるジェネレータとを包含するシステムが提供される。
【０００９】
本明細書に記載した更に他の態様によれば、煙道ガス流れからの二酸化炭素の取り除き中に発生したエネルギーを再生利用する方法において、二酸化炭素を含有している煙道ガス流れを吸収装置へ供給すること、前記二酸化炭素を含有している煙道ガス流れを二酸化炭素取り除き溶液と接触させ、これにより、前記煙道ガス流れから二酸化炭素を取り除き、減少した二酸化炭素を含有している煙道ガス流れと二酸化炭素が混入している溶液とを生成すること、前記二酸化炭素が混入している溶液を１７２３．９kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲内の圧力にさらし、これにより、１７２３．７kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲内の圧力を有する高圧の二酸化炭素流れと減少した二酸化炭素を含有している溶液とを生成すること、前記高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめ、これにより、６８．９kpascalと６８９．５kpascalとの間の範囲内の圧力を有する低圧の二酸化炭素流れとエネルギーとを生成せしめること、及び前記エネルギーを利用して電気を前記吸収装置へ供給し、これにより、煙道ガス流れからの二酸化炭素の取り除き中に発生したエネルギーを再生利用することを包含する方法が提供される。
【００１０】
上述した及び他の特徴は、添付図面及び下記の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】煙道ガス流れから汚染物質を取り除くために用いられる煙道ガス流れ処理システムの概略系統図である。
【図２】図１のシステムに用いられている吸収装置の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図面を参照する。図１及び図２は例示的な一実施形態を示し、これらの図において同一の要素には同一の符号が付けられている。
【００１３】
図１に示されている一実施形態は、煙道ガス流れ１２０から汚染物質を取り除くシステム１００を包含する。煙道ガス流れ１２０は、炉１２２における燃料の燃焼により発生させられる。煙道ガス流れ１２０は、多種の汚染物質、限定されるものではないが、硫黄酸化物（ＳＯＸ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）、更には、水銀（Ｈｇ）、塩酸塩（ＨＣｌ）、微粒物質、ＣＯ２、及び同種の物質を含有する。図１には示されていないけれども、煙道ガス流れ１２０は、煙道ガス流れから汚染物質を取り除くための処理、例えば、煙道ガス脱硫プロセス及び微粒子コレクターによる処理がなされ、煙道ガスからＳＯＸ及び微粒子が取り除かれるものである。
【００１４】
再び図１を参照するに、煙道ガス流れ１２０は、また、煙道ガス流れ１２０が吸収装置１３０を通過することにより煙道ガス流れ１２０からＣＯ２を取り除く処理がなされる。図１には示されていないけれども、煙道ガス流れ１２０は吸収装置１３０に入る前に冷却装置を通過するように処理がなされることも考えられるものである。冷却装置は、煙道ガス流れ１２０を周囲温度以下の温度にまで冷却せしめる。
【００１５】
図２に示されているように、吸収装置１３０はＣＯ２を含有している煙道ガス流れ１２０を（入口又は開口を通して）受け入れ、煙道ガス流れからＣＯ２を吸収することを容易にするような構成とされている。煙道ガス流れ１２０からのＣＯ２の吸収は、吸収装置１３０に供給されているＣＯ２取り除き溶液１４０に煙道ガス流れを接触させることにより行なわれる。一実施形態において、ＣＯ２取り除き溶液１４０はアンモニア化溶液又はスラリーである。このアンモニア化溶液又はスラリーは、水の溶液中の溶存アンモニアとＣＯ２種とを含有し、又は炭酸水素アンモニウムの沈殿固体を含有することができる。他の実施形態において、ＣＯ２取り除き溶液１４０はアミン溶液である。
【００１６】
一実施形態において、吸収装置１３０は第１のアブソーバ１３２と第２のアブソーバ１３４とを包含する。吸収装置１３０は、この構成に限定されるものではなく、他の実施形態において、図２に示されている数よりも多い又は少ないアブソーバを包含することができる。
【００１７】
図２に一層詳細に示されているように、ＣＯ２取り除き溶液１４０は吸収装置１３０に導入される。一実施形態において、ＣＯ２取り除き溶液１４０は、吸収装置１３０内を方向Ｂへ流れる煙道ガス流れ１２０の流れと逆の流れである方向Ａで吸収装置１３０内に導入される。ＣＯ２取り除き溶液１４０が煙道ガス流れ１２０と接触すると、煙道ガス流れ中に存在するＣＯ２が吸収されて、煙道ガス流れから取り除かれ、これにより、二酸化炭素が混入された溶液１４２と、減少された二酸化炭素を含有する煙道ガス流れ１５０とが生成され、これらの溶液１４２及び煙道ガス流れ１５０はそれぞれ吸収装置１３０を出る。このようにして得られた、二酸化炭素が混入している溶液１４２の少なくとも一部分は吸収装置１３０からこの吸収装置の下流の再生装置１３６（図１）へ輸送される。再生装置１３６において、二酸化炭素が混入している溶液１４２は再生されて、ＣＯ２取り除き溶液１４０を生成し、この再生されたＣＯ２取り除き溶液１４０は吸収装置１３０に導入される。
【００１８】
ここに例示した実施形態においては、ＣＯ２取り除き溶液１４０が第１のアブソーバ１３２に導入されるものとして示されているけれども、システム１００はこの構成に限定されるものではなく、ＣＯ２取り除き溶液１４０は、第２のアブソーバ１３４に導入されるように、又は第１のアブソーバ及び第２のアブソーバの両方に導入されるように代えることができるものである。
【００１９】
一実施形態において、吸収装置１３０は低温度で、特に、約２０セ氏度（２０℃）よりも低い温度で作動する。一実施形態において、吸収装置１３０は約０セ氏度と約２０セ氏度との間（０℃〜２０℃）の温度範囲内で作動する。他の実施形態において、吸収装置１３０は約０セ氏度と約１０セ氏度との間（０℃〜１０℃）の温度範囲内で作動する。しかしながら、システム１００は、このような温度に限定されるものではない。なぜなら、吸収装置は任意の温度で作動させることができるものと考えられるからである。
【００２０】
更に図２を参照するに、減少された二酸化炭素が含有している煙道ガス流れ１５０は、周囲に放出される前に、更なる汚染物の取り除きプロセス及びシステムによる処理を行うこともできる。二酸化炭素が混入している溶液１４２は、再生装置１３６へ供給される。
【００２１】
再び図１を参照するに、再生装置１３６は、二酸化炭素が混入している溶液１４２を受け入れて、この二酸化炭素が混入している溶液からのＣＯ２の取り除きを容易にし、二酸化炭素を含有している溶液１３７と高圧の二酸化炭素流れ１３８とを生成せしめるような構成とされている、任意の再生装置とすることができる。
【００２２】
図１に示されているように、再生装置１３６は二酸化炭素が混入している溶液１４２を再生装置１３６に導入する入口１３９を包含する。図１は再生装置１３６の特定の位置に設けられている入口１３９を示しているけれども、入口１３９は再生装置の任意の位置に設けることができるものであると考えている。
【００２３】
一実施形態において、再生装置１３６は二酸化炭素が混入している溶液１４２からのＣＯ２の取り除きを容易にするために蒸気（図示せず）を用いる。他の実施形態において、再生装置１３６は、二酸化炭素が混入している溶液１４２からＣＯ２を取り除くために、約１７２３．７kpascal（約２５０psig（pounds per square inch on gauge））と約３４４７．４kpascal（約５００psig（pounds per square inch on gauge））との間の範囲内の圧力で作動される。更に他の実施形態において、再生装置１３６は、二酸化炭素が混入している溶液１４２からＣＯ２を取り除くために、蒸気と圧力との組み合わせを用いることができる。
【００２４】
図１に示されているように、再生装置１３６内で発生した、減少した二酸化炭素を含有している溶液１３７は、ＣＯ２取り除き溶液１４０と一緒に用いるために吸収装置１３０に供給することができる。例示した実施形態には示されていないけれども、減少した二酸化炭素を含有している溶液１３７は、新鮮なＣＯ２取り除き溶液１４０又は吸収装置１３０から再循環されてきたＣＯ２取り除く溶液に混合することができる。代替的に、例示した実施形態には示されていないけれども、減少した二酸化炭素を含有している溶液１３７は、新鮮なＣＯ２取り除き溶液１４０又は吸収装置１３０から再循環されてきたＣＯ２取り除き溶液に混合することなしに、吸収装置１３０に直接供給することができる。
【００２５】
一実施形態において、二酸化炭素が混入している溶液１４２は再生装置１３６内の圧力にさらされる。約１７２３．７kpascal（約２５０psig（pounds per square inch on gauge））と約３４４７．４kpascal（約５００psig（pounds per square inch on gauge））との間の範囲内の圧力での再生装置１３６の作動は、高圧の二酸化炭素流れ１３８を発生せしめる。
【００２６】
この高圧の二酸化炭素流れ１３８は、約１７２３．７kpascal（約２５０psig（pounds per square inch on gauge））と約３４４７．４kpascal（約５００psig（pounds per square inch on gauge））との間の範囲内の圧力を有する。一実施形態において、高圧の二酸化炭素流れ１３８の圧力は、約２０６８．４kpascal（約３００psig）と約３４４７．４kpascal（約５００psig）との間の範囲内である。他の実施形態において、高圧の二酸化炭素流れ１３８の圧力は、約２０６８．４kpascal（約３００psig）と約３１０２．６kpascal（約４５０psig）との間の範囲内である。更に他の実施形態において、高圧の二酸化炭素流れ１３８の圧力は、約２０６８．４kpascal（約３００psig）である。
【００２７】
図１に示されているように、高圧の二酸化炭素流れ１３８は、熱交換器１３８ａへ供給され、それから膨張タービン１６０へ供給される。一実施形態において、高圧の二酸化炭素流れ１３８が熱交換器１３８ａを通過した後、その一部分を脱水装置１７０へ供給することができ、高圧の二酸化炭素流れ１３８の残りの分離した部分が膨張タービン１６０へ供給される。
【００２８】
脱水装置１７０は、高圧の二酸化炭素流れ１３８の一部分を再生装置１３６へ戻るように再循環する前に、この高圧の二酸化炭素流れ１３８から過剰水分を取り除く。再生装置１３６へ再循環された高圧の二酸化炭素流れ１３８の水分量は、システム及び適用に依存して、約１０ppmv（parts per million by volume）と約６００ppmvとの間の範囲内である。
【００２９】
図示していないけれども、高圧の二酸化炭素流れ１３８のすべてを再生装置１３６から膨張タービン１６０へ供給することができることも考えられる。
【００３０】
膨張タービン１６０は、高圧の二酸化炭素流れ１３８の少なくとも一部分を（入口又は開口によって）受け入れ、この高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめて、低圧の二酸化炭素流れ１６２とエネルギー１６４とを生じせしめるような構成とされている。
【００３１】
一実施形態において、高圧の二酸化炭素流れ１３８の圧力は、低圧の二酸化炭素流れ１６２を生成するために少なくとも５０パーセント（５０％）減少させられる。他の実施形態において、高圧の二酸化炭素流れ１３８の圧力は、低圧の二酸化炭素流れ１６２を生成するために少なくとも７５パーセント（７５％）減少させられる。
【００３２】
より詳細には、一実施形態において、低圧の二酸化炭素流れ１６２の圧力は、約６８．９kpascal（約１０psig）と約１０６６．６kpascal（約１４０psig）との間の範囲内である。他の実施形態において、低圧の二酸化炭素流れ１６２の圧力は、約６８．９kpascal（約１０psig）と約６８９．５kpascal（約１００psig）との間の範囲内である。更に他の実施形態において、低圧の二酸化炭素流れ１６２の圧力は、約６８．９kpascal（約１０psig）と約６２０．５kpascal（約９０psig）との間の範囲内である。更に他の実施形態において、低圧の二酸化炭素流れ１６２の圧力は、約１３７．９kpascal（約２０psig）と約２０６．８kpascal（約３０psig）との間の範囲内である。更に他の実施形態において、低圧の二酸化炭素流れ１６２の圧力は約１３７．９kpascal（約２０psig）である。
【００３３】
図１に示されているように、低圧の二酸化炭素流れ１６２は冷却器１６５へ送られ、それから、冷却された低圧の二酸化炭素流れ１６２ａが貯蔵容器１６６へ送られる。低圧の二酸化炭素流れ１６２は、冷却器１６５において液化させて、約１０℃と約８０℃との間の温度にまで冷却させることができる。膨張タービン１６０における圧力膨張から得られる低圧の二酸化炭素流れ１６２の温度減少は、低圧の二酸化炭素流れ１６２の温度を液化点にまで低下させるために冷却器１６５により要求されるエネルギーを減少せしめる。
【００３４】
一実施形態において、低圧の二酸化炭素流れ１６２ａは、この低圧の二酸化炭素流れが使用又は他の処理のために他の場所へ輸送される前に、貯蔵容器１６６に常に一時的に貯蔵される。
【００３５】
膨張タービン１６０において低圧の二酸化炭素流れ１６２を発生せしめるために高圧の二酸化炭素流れ１３８の温度を減少せしめることは、また、エネルギー１６４を発生せしめる。一実施形態において、このエネルギー１６４は膨張タービン１６０のシャフトを回転せしめる作動エネルギーであり、膨張タービン１６０のシャフトがそれから適当な装置、例えばジェネレータ１６７を駆動せしめるために用いられる。認識することができるように、高圧の二酸化炭素流れ１３８は膨張タービン１６０において等エントロピー膨張を受け、低い温度を有する低圧の二酸化炭素流れ１６２として出る。
【００３６】
図１に示されているように、エネルギー１６４は動力１６８を発生せしめるためにジェネレータ１６７により用いられている。ジェネレータ１６７は、動力１６８を発生せしめるために膨張タービン１６０により供給されたエネルギー１６４の変換を容易にする任意の型式のジェネレータとすることができる。一実施形態において、ジェネレータ１６７は動力１６８として電気を発生せしめる発電機である。
【００３７】
他の実施形態において、膨張タービン１６０は別の適当な装置（図示せず）、例えばポンプ、圧縮機、冷凍用圧縮機、ファン、ブロワー又は同種の装置に接続することができる。エネルギー１６４は、膨張タービン１６０に接続された装置に動力を供給するために用いることができる。すなわち、エネルギー１６４は膨張タービンに接続された装置の原動機とすることができる。
【００３８】
ジェネレータ１６７により生じた動力１６８はシステム１００内において利用することができる。例えば、動力１６８はパワープラント１２２に供給して、パワープラント１２２により用いることができる。他の実施形態において、動力１６８はシステム１００内の種々の装置に供給して、これらの装置により用いることができる。これらの種々の装置には、限定されるものではないが、吸収装置１３０のポンプ、再生装置１３６に接続しているポンプ、システム１００内において用いられている冷却器及び凝縮器、システム１００内において用いられているファン、システム１００内において用いられている湿式煙道ガス脱硫器に接続して用いられている再循環ポンプ及びボールミルが含まれる。代替的に、又は、動力をシステム１００内の種々の装置へ供給するに加えて、電気の形の動力１６８を消費電気グリッド１８０又はシステム１００の外部の装置若しくはシステムへ供給することができる。
【００３９】
システム１００内における動力１６８の利用は、システムの外部源から動力を得るための必要性を軽減、減少又は排除せしめる。システムの外部源から動力を得るための必要性を軽減、減少又は排除せしめることは、外部源から動力を得るシステムよりも一層効率が良く及び／又はコストを有効に減少せしめることができる。効率の向上及びコストの減少は、また、動力１６８がシステム１００の外へ送られたときにも、例えば消費電気グリッド１８０のようなシステム及び装置によっても得られるものである。
【００４０】
本明細書における用語“第１”，“第２”などは順番や数や重要性を示すものではなく、ひとつの要素を他の要素から区別するために用いられているものである。また、本明細書における用語“ひとつ”は数の限定を示すものではなく、このように記載された要素の少なくともひとつの存在を示すものである。
【００４１】
以上本発明を種々の例示的な実施形態でもって詳述してきたけれども、当業者にとっては、本発明の範囲から逸脱することなしに、種々の変形を行うことができると共に、種々の等価物をその要素に代えることができることを理解されよう。更に、多くの変形が、本発明の本質的な範囲を逸脱することなしに、本発明の教示に対して特定の形態を工夫するために行うことができるものである。したがって、本発明は、本発明を実施するように意図した最良の形態として述べた特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は特許請求の範囲の記載の範囲内にあるすべての実施形態を包含するものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙道ガス処理システム内において発生したエネルギーを利用する方法において、
二酸化炭素が混入している溶液を前記煙道ガス処理システムの再生装置へ供給すること、
前記二酸化炭素が混入している溶液を前記再生装置内の圧力にさらし、これにより、前記二酸化炭素が混入している溶液から二酸化炭素を取り除き、高圧の二酸化炭素流れ及び減少した二酸化炭素を含有している溶液を生成すること、
前記高圧の二酸化炭素流れの少なくとも一部分を膨張タービンへ導入して、前記高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめ、これにより、エネルギーと低圧の二酸化炭素流れとを生成すること、及び
前記膨張タービン内において発生した前記エネルギーを利用して、動力を発生せしめ、これにより、前記煙道ガス処理システム内において発生したエネルギーを利用すること、
を包含する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記二酸化炭素が混入している溶液が１７２３．７kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲を有する圧力にさらされる方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記低圧の二酸化炭素流れの圧力が６８．９kpascalと１０６６．６kpascalとの間の範囲を有する方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記低圧の二酸化炭素流れの圧力が１３７．９kpascalと２０６．８kpascalとの間の範囲内である方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記動力が電気である方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、更に、前記低圧の二酸化炭素流れを冷却器へ供給することを包含する方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、更に、前記低圧の二酸化炭素流れを貯蔵容器へ供給することを包含する方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、前記高圧の二酸化炭素流れの圧力が１７２３．７kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲内である方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法において、更に、前記動力を吸収装置へ供給することを包含し、前記吸収装置が前記再生装置の上流に位置して、煙道ガス流れから二酸化炭素を取り除く方法。
【請求項１０】
請求項１記載の方法において、更に、前記動力を消費電気グリッドへ供給することを包含する方法。
【請求項１１】
煙道ガス流れから取り除いた二酸化炭素の処理中に発生したエネルギーを利用するシステムにおいて、
二酸化炭素を含有している煙道ガス流れを受け入れるように構成した吸収装置であって、この吸収装置内で前記二酸化炭素を含有している煙道ガス流れが前記吸収装置内の二酸化炭素取り除き溶液と接触して、減少した二酸化炭素を含有している煙道ガス流れと二酸化炭素が混入している溶液とを生成するようにした吸収装置と、
前記二酸化炭素が混入している溶液を受け入れるように構成した再生装置であって、高圧の二酸化炭素流れと減少した二酸化炭素を含有している溶液とを生成する再生装置と、
前記高圧の二酸化炭素流れの少なくとも一部分を受け入れるように構成した膨張タービンであって、前記高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめて、低圧の二酸化炭素流れとエネルギーとを生成せしめる膨張タービンと、
前記膨張タービンに接続しているジェネレータであって、前記膨張タービンからの前記エネルギーを利用して電気を発生せしめるジェネレータと、
を包含するシステム。
【請求項１２】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記再生装置が１７２３．７kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲を有する圧力で作動されるシステム。
【請求項１３】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記高圧の二酸化炭素流れが１７２３．７kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲内の圧力を有するシステム。
【請求項１４】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記低圧の二酸化炭素流れが約６８．９kpascalと１０６６．６kpascalとの間の範囲内の圧力を有するシステム。
【請求項１５】
請求項１１記載のシステムにおいて、更に、前記膨張タービンに接続している冷却器を包含し、前記冷却器が前記膨張タービンからの前記低圧の二酸化炭素流れを受け入れて、前記低圧の二酸化炭素流れの温度を１０℃と８０℃との間の範囲内の温度にまで減少せしめるような構成とされているシステム。
【請求項１６】
請求項１１記載のシステムにおいて、更に、前記膨張タービンに接続している貯蔵容器を包含し、前記貯蔵容器が前記低圧の二酸化炭素流れを貯蔵するようにしているシステム。
【請求項１７】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記二酸化炭素取り除き溶液がアンモニアを含有しているシステム。
【請求項１８】
請求項１７記載のシステムにおいて、前記吸収装置が０℃と２０℃との間の温度で作動されるシステム。
【請求項１８】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記二酸化炭素取り除き溶液がアミン溶液であるシステム。
【請求項１９】
請求項１１記載のシステムにおいて、更に、前記減少した二酸化炭素を含有している溶液を前記吸収装置へ供給することを包含するシステム。
【請求項２０】
煙道ガス流れからの二酸化炭素の取り除き中に発生したエネルギーを再生利用する方法において、
二酸化炭素を含有している煙道ガス流れを吸収装置へ供給すること、
前記二酸化炭素を含有している煙道ガス流れを二酸化炭素取り除き溶液と接触させ、これにより、前記煙道ガス流れから二酸化炭素を取り除き、減少した二酸化炭素を含有している煙道ガス流れと二酸化炭素が混入している溶液とを生成すること、
前記二酸化炭素が混入している溶液を１７２３．９kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲内の圧力にさらし、これにより、１７２３．７kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲内の圧力を有する高圧の二酸化炭素流れと減少した二酸化炭素を含有している溶液とを生成すること、
前記高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめ、これにより、６８．９kpascalと６８９．５kpascalとの間の範囲内の圧力を有する低圧の二酸化炭素流れとエネルギーとを生成せしめること、及び
前記エネルギーを利用して電気を前記吸収装置へ供給し、これにより、煙道ガス流れからの二酸化炭素の取り除き中に発生したエネルギーを再生利用すること、
を包含する方法。
【請求項１】
煙道ガス処理システム内において発生したエネルギーを利用する方法において、
二酸化炭素が混入している溶液を前記煙道ガス処理システムの再生装置へ供給すること、
前記二酸化炭素が混入している溶液を前記再生装置内の圧力にさらし、これにより、前記二酸化炭素が混入している溶液から二酸化炭素を取り除き、高圧の二酸化炭素流れ及び減少した二酸化炭素を含有している溶液を生成すること、
前記高圧の二酸化炭素流れの少なくとも一部分を膨張タービンへ導入して、前記高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめ、これにより、エネルギーと低圧の二酸化炭素流れとを生成すること、及び
前記膨張タービン内において発生した前記エネルギーを利用して、動力を発生せしめ、これにより、前記煙道ガス処理システム内において発生したエネルギーを利用すること、
を包含する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記二酸化炭素が混入している溶液が１７２３．７kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲を有する圧力にさらされる方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記低圧の二酸化炭素流れの圧力が６８．９kpascalと１０６６．６kpascalとの間の範囲を有する方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記低圧の二酸化炭素流れの圧力が１３７．９kpascalと２０６．８kpascalとの間の範囲内である方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記動力が電気である方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、更に、前記低圧の二酸化炭素流れを冷却器へ供給することを包含する方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、更に、前記低圧の二酸化炭素流れを貯蔵容器へ供給することを包含する方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、前記高圧の二酸化炭素流れの圧力が１７２３．７kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲内である方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法において、更に、前記動力を吸収装置へ供給することを包含し、前記吸収装置が前記再生装置の上流に位置して、煙道ガス流れから二酸化炭素を取り除く方法。
【請求項１０】
請求項１記載の方法において、更に、前記動力を消費電気グリッドへ供給することを包含する方法。
【請求項１１】
煙道ガス流れから取り除いた二酸化炭素の処理中に発生したエネルギーを利用するシステムにおいて、
二酸化炭素を含有している煙道ガス流れを受け入れるように構成した吸収装置であって、この吸収装置内で前記二酸化炭素を含有している煙道ガス流れが前記吸収装置内の二酸化炭素取り除き溶液と接触して、減少した二酸化炭素を含有している煙道ガス流れと二酸化炭素が混入している溶液とを生成するようにした吸収装置と、
前記二酸化炭素が混入している溶液を受け入れるように構成した再生装置であって、高圧の二酸化炭素流れと減少した二酸化炭素を含有している溶液とを生成する再生装置と、
前記高圧の二酸化炭素流れの少なくとも一部分を受け入れるように構成した膨張タービンであって、前記高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめて、低圧の二酸化炭素流れとエネルギーとを生成せしめる膨張タービンと、
前記膨張タービンに接続しているジェネレータであって、前記膨張タービンからの前記エネルギーを利用して電気を発生せしめるジェネレータと、
を包含するシステム。
【請求項１２】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記再生装置が１７２３．７kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲を有する圧力で作動されるシステム。
【請求項１３】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記高圧の二酸化炭素流れが１７２３．７kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲内の圧力を有するシステム。
【請求項１４】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記低圧の二酸化炭素流れが約６８．９kpascalと１０６６．６kpascalとの間の範囲内の圧力を有するシステム。
【請求項１５】
請求項１１記載のシステムにおいて、更に、前記膨張タービンに接続している冷却器を包含し、前記冷却器が前記膨張タービンからの前記低圧の二酸化炭素流れを受け入れて、前記低圧の二酸化炭素流れの温度を１０℃と８０℃との間の範囲内の温度にまで減少せしめるような構成とされているシステム。
【請求項１６】
請求項１１記載のシステムにおいて、更に、前記膨張タービンに接続している貯蔵容器を包含し、前記貯蔵容器が前記低圧の二酸化炭素流れを貯蔵するようにしているシステム。
【請求項１７】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記二酸化炭素取り除き溶液がアンモニアを含有しているシステム。
【請求項１８】
請求項１７記載のシステムにおいて、前記吸収装置が０℃と２０℃との間の温度で作動されるシステム。
【請求項１８】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記二酸化炭素取り除き溶液がアミン溶液であるシステム。
【請求項１９】
請求項１１記載のシステムにおいて、更に、前記減少した二酸化炭素を含有している溶液を前記吸収装置へ供給することを包含するシステム。
【請求項２０】
煙道ガス流れからの二酸化炭素の取り除き中に発生したエネルギーを再生利用する方法において、
二酸化炭素を含有している煙道ガス流れを吸収装置へ供給すること、
前記二酸化炭素を含有している煙道ガス流れを二酸化炭素取り除き溶液と接触させ、これにより、前記煙道ガス流れから二酸化炭素を取り除き、減少した二酸化炭素を含有している煙道ガス流れと二酸化炭素が混入している溶液とを生成すること、
前記二酸化炭素が混入している溶液を１７２３．９kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲内の圧力にさらし、これにより、１７２３．７kpascalと３４４７．４kpascalとの間の範囲内の圧力を有する高圧の二酸化炭素流れと減少した二酸化炭素を含有している溶液とを生成すること、
前記高圧の二酸化炭素流れの圧力を減少せしめ、これにより、６８．９kpascalと６８９．５kpascalとの間の範囲内の圧力を有する低圧の二酸化炭素流れとエネルギーとを生成せしめること、及び
前記エネルギーを利用して電気を前記吸収装置へ供給し、これにより、煙道ガス流れからの二酸化炭素の取り除き中に発生したエネルギーを再生利用すること、
を包含する方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１３−５０５８２３（Ｐ２０１３−５０５８２３Ａ）
【公表日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３０９３０（Ｐ２０１２−５３０９３０）
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４８８４０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３７７８８
【国際公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４８８４０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３７７８８
【国際公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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