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公開番号2025114942
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-06
出願番号2024009193
出願日2024-01-25
発明の名称二酸化炭素回収システム
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人プロスペック特許事務所
主分類B01D 53/14 20060101AFI20250730BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】設備サイズの小型化と二酸化炭素の回収効率の向上を図ることが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10は、対象ガス源90から第一下流側ガス経路12aを通じて送給される対象ガスに含まれる二酸化炭素が溶液に吸収されるように構成される第一吸収塔31aと、対象ガス源90から第二下流側ガス経路12bを通じて送給される対象ガスに含まれる二酸化炭素が溶液に吸収されるように構成される第二吸収塔31bと、第一下流側ガス経路12aの対象ガスの流量を変更可能な第一調整弁16aと、第二下流側ガス経路12b対象ガスの流量を変更可能な第二調整弁16bとを備え、第一吸収塔31aの二酸化炭素吸収部と第二吸収塔31bの二酸化炭素の吸収能力は互いに相違する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
二酸化炭素を含むガスを発生するガス源に第一のガス経路を介して接続され、前記ガス源から前記第一のガス経路を通じて流入する前記ガスに含まれる二酸化炭素が二酸化炭素吸収溶液に吸収されるように構成される第一の二酸化炭素吸収部と、
前記ガス源と第二のガス経路を介して接続され、前記ガス源から前記第二のガス経路を通じて流入する前記ガスに含まれる二酸化炭素が前記二酸化炭素吸収溶液に吸収されるように構成され、前記第一の二酸化炭素吸収部よりも二酸化炭素の吸収能力が高い第二の二酸化炭素吸収部と、
前記第一のガス経路に設けられ前記ガスの流量を変更可能な第一のガス弁と、
前記第二のガス経路に設けられ前記ガスの流量を変更可能な第二のガス弁と、
を備え、
前記第一の二酸化炭素吸収部と前記第二の二酸化炭素吸収部とは、前記二酸化炭素吸収溶液が流通可能に直列に接続される、二酸化炭素回収システム。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記第一の二酸化炭素吸収部は、１つの二酸化炭素吸収室と、前記１つの二酸化炭素吸収室の内部に回転可能に配置され、内部を前記ガスが通過可能かつ内部に前記二酸化炭素吸収溶液が浸透可能に構成される第一の気液接触部と、を備え、前記二酸化炭素吸収溶液が前記第一のガス経路を通じて送給される前記ガスと前記第一の気液接触部において接触することによって前記ガスに含まれる二酸化炭素を吸収するように構成され、
前記第二の二酸化炭素吸収部は、複数の二酸化炭素吸収室と、前記複数の二酸化炭素吸収室のそれぞれの内部に回転可能に配置され、内部を前記ガスが通過可能かつ内部に前記二酸化炭素吸収溶液が浸透可能に構成される複数の第二の気液接触部と、を備え、前記第二のガス経路を通じて送給される前記ガスが前記複数の二酸化炭素吸収室を一方向に通過し、前記二酸化炭素吸収溶液が前記複数の二酸化炭素吸収室を前記一方向とは反対方向に通過しながら前記複数の第二の気液接触部のそれぞれにおいて前記ガスに接触することによって前記ガスに含まれる二酸化炭素を吸収するように、前記複数の二酸化炭素吸収室が互いに直列に接続される、二酸化炭素回収システム。
【請求項３】
請求項１に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記第一のガス経路の前記第一のガス弁と前記第一の二酸化炭素吸収部との間の位置と、前記第二のガス経路の前記第二のガス弁と前記第二の二酸化炭素吸収部との間の位置との間を前記ガスが流通可能に連通する第三のガス経路を備える、二酸化炭素回収システム。
【請求項４】
請求項３に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記第一のガス経路の前記第一のガス弁と前記第一の二酸化炭素吸収部との間には、前記ガスを一時的に貯留可能な第一のバッファーが設けられ、
前記第二のガス経路の前記第二のガス弁と前記第二の二酸化炭素吸収部との間には、前記ガスを一時的に貯留可能な第二のバッファーが設けられる、二酸化炭素回収システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記ガス源から送給される前記ガスの流量が第一閾値未満である場合には、前記第一のガス弁を開放するとともに前記第二のガス弁を閉鎖し、前記ガスの流量が前記第一閾値以上で前記第一閾値よりも大きい第二閾値未満である場合には、前記第一のガス弁を閉鎖するとともに前記第二のガス弁を開放し、前記ガスの流量が前記第二閾値以上である場合には、前記第一のガス弁および前記第二のガス弁の両方を開放する制御装置を備える、二酸化炭素回収システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記第一の二酸化炭素吸収部および前記第二の二酸化炭素吸収部に前記二酸化炭素吸収溶液が流通可能に接続される第一の二酸化炭素放散部および第二の二酸化炭素放散部と、
前記二酸化炭素吸収溶液が前記第一の二酸化炭素放散部と前記第二の二酸化炭素放散部とのいずれか一方または両方に流れるように前記二酸化炭素吸収溶液の経路を切替える経路切替弁と、
前記第一の二酸化炭素放散部の内部の前記二酸化炭素吸収溶液を加熱する第一の加熱部と、前記第一の加熱部よりも前記二酸化炭素吸収溶液の加熱能力が高く、前記第二の二酸化炭素放散部の内部の前記二酸化炭素吸収溶液を加熱する第二の加熱部と、を含み、前記第一の加熱部により前記二酸化炭素吸収溶液を加熱する第一の加熱状態と、前記第二の加熱部により前記二酸化炭素吸収溶液を加熱する第二の加熱状態と、前記第一の加熱部と前記第二の加熱部の両方により前記二酸化炭素吸収溶液を加熱する第三の加熱状態とに切替え可能に構成される加熱回路と、
を備える、二酸化炭素回収システム。
【請求項７】
請求項６に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記ガス源から送給される前記ガスの流量が第一閾値未満である場合には、前記第一のガス弁を開放し、前記第二のガス弁を閉鎖し、前記加熱回路を前記第一の加熱状態に切替え、
前記ガスの流量が前記第一閾値以上であり且つ前記第一閾値よりも大きい第二閾値未満である場合には、前記第一のガス弁を閉鎖し、前記第二のガス弁を開放し、前記加熱回路を前記第二の加熱状態に切替え、
前記ガスの流量が前記第二閾値以上である場合には、前記第一のガス弁および前記第二のガス弁の両方を開放し、前記加熱回路を前記第三の加熱状態に切替える制御装置を備える、二酸化炭素回収システム。
【請求項８】
請求項７に記載の二酸化炭素回収システムであって、
前記制御装置は、
前記ガス源から送給される前記ガスの流量が前記第一閾値未満である場合には、前記経路切替弁の切替状態が、前記二酸化炭素吸収溶液が前記第一の二酸化炭素放散部のみに流れる第一の切替状態に設定され、前記ガス源から送給される前記ガスの流量が前記第一閾値以上である場合には、前記経路切替弁の切替状態が、前記二酸化炭素吸収溶液が前記第一の二酸化炭素放散部及び前記第二の二酸化炭素放散部の双方に流れる第二の切替状態に設定されるように、前記経路切替弁の切替状態を制御する、二酸化炭素回収システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素回収システムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、燃焼設備などのガス源において発生したガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収システムが公知である。二酸化炭素回収システムは、ガスに含有される二酸化炭素を二酸化炭素吸収溶液に吸収させる二酸化炭素吸収塔と、二酸化炭素吸収溶液を加熱することにより二酸化炭素吸収溶液から二酸化炭素を放散させる二酸化炭素放散塔を備え、二酸化炭素吸収塔と二酸化炭素放散塔とを二酸化炭素吸収溶液が循環するように構成される。
【０００３】
二酸化炭素回収システムが回収可能な二酸化炭素の量は二酸化炭素吸収塔および二酸化炭素放散塔のサイズに応じて決まる。このため、二酸化炭素回収システムの設備のサイズは、ガス源において発生するガスに含まれる二酸化炭素の最大量に応じて規定される。したがって、二酸化炭素回収システムの設備サイズの小型化が困難である。また、従来の二酸化炭素回収システムは、二酸化炭素吸収溶液の流量および加熱量を一定に維持するように運転されるため、ガス源において発生するガスの量が減少すると、二酸化炭素の回収効率（二酸化炭素回収システムの消費エネルギーに対する回収できる二酸化炭素の量を示す比）が低下する。
【０００４】
特許文献１には、二酸化炭素吸収塔と二酸化炭素放散塔の組を複数備え、各組の二酸化炭素吸収塔におけるガスの流量を適正範囲に維持するように構成される二酸化炭素回収システムが開示されている。特許文献１に開示される二酸化炭素回収システムによれば、各組における二酸化炭素の回収効率を高めることができる。しかしながら、特許文献１に開示される二酸化炭素回収システムは、二酸化炭素吸収塔と二酸化炭素放散塔の組を複数備えるため、設備が大型化する。
【０００５】
特許文献２には、複数の二酸化炭素吸収塔と１基の二酸化炭素放散塔を備え、複数のガス源のそれぞれから複数の二酸化炭素吸収塔のそれぞれにガスが供給されるとともに、複数の二酸化炭素吸収塔と１基の二酸化炭素放散塔との間で二酸化炭素吸収溶液が循環するように構成される二酸化炭素回収システムが開示される。特許文献２に開示される二酸化炭素回収システムによれば、ガス源ごとに二酸化炭素吸収塔および二酸化炭素放散塔が設けられる構成に比較して、設備の小型化を図ることができる。しかしながら、特許文献２に開示される二酸化炭素回収システムでは、個々のガス源において発生するガスの量が変動すると、システム全体での二酸化炭素の回収効率を維持することが困難である。
【０００６】
特許文献３には、ガス源において発生するガスの量が減少した場合、二酸化炭素吸収塔から排出されたガス（二酸化炭素が除去された後のガス）を再度二酸化炭素吸収塔に還流させるように構成される二酸化炭素回収システムが開示される。特許文献３に開示される二酸化炭素回収システムによれば、稼働効率の向上および吸収する二酸化炭素の量を増加させることができる。しかしながら、特許文献３に開示される二酸化炭素回収システムでは、ガスの量が減少すると二酸化炭素の回収効率が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１７－８９４７８号公報
特開２０１９－１９６８８５号公報
特開２０１８－９４９１９号公報
【発明の概要】
【０００８】
（発明が解決しようとする課題）
上記実情に鑑み、本発明の目的の１つは、設備の小型化を図りつつ、ガス源において発生するガスの量が経時的に変動する場合であっても、二酸化炭素の回収効率の向上を図ることができる（または低下を防止もしくは抑制できる）二酸化炭素回収システムを提供することである。
【０００９】
（課題を解決するための手段）
本発明の二酸化炭素回収システムは、
二酸化炭素を含むガスを発生するガス源に第一のガス経路を介して接続され、前記ガス源から前記第一のガス経路を通じて流入する前記ガスに含まれる二酸化炭素が二酸化炭素吸収溶液に吸収されるように構成される第一の二酸化炭素吸収部と、
前記ガス源と第二のガス経路を介して接続され、前記ガス源から前記第二のガス経路を通じて流入する前記ガスに含まれる二酸化炭素が二酸化炭素吸収溶液に吸収されるように構成され、前記第一の二酸化炭素吸収部よりも二酸化炭素の吸収能力が高い第二の二酸化炭素吸収部と、
前記第一のガス経路に設けられ前記ガスの流量を変更可能な第一のガス弁と、
前記第二のガス経路に設けられ前記ガスの流量を変更可能な第二のガス弁と、
を備え、
前記第一の二酸化炭素吸収部と前記第二の二酸化炭素吸収部とは、前記二酸化炭素吸収溶液が流通可能に直列に接続される。
【００１０】
本発明に係る二酸化炭素回収システムによれば、第一のガス弁を開放し第二のガス弁を閉鎖することにより、第一の二酸化炭素吸収部にのみガスが送給されるようにでき、第一のガス弁を閉鎖し第二のガス弁を開放することにより、第二の二酸化炭素吸収部にのみガスが送給されるようにでき、第一のガス弁と第二のガス弁の両方を開放することにより、第一の二酸化炭素吸収部と第二の二酸化炭素吸収部の両方にガスを送給されるようにできる。このような構成であると、ガス源において発生するガスの量（ガスの流量）に応じて、第一の二酸化炭素吸収部および第二の二酸化炭素吸収部を動作させることができるから、二酸化炭素の回収効率の低下を防止または抑制できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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