JP2009543751A - 太陽熱エネルギーを使用したｃｏ２捕捉 - Google Patents

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Abstract

吸収ステーションにおいて、ＣＯ２はガス流から好適な溶媒中に吸収され、よって溶媒をＣＯ２富化された溶媒へと変換し、この媒体は、通常は吸収ステーションより太陽エネルギーフィールドに近い脱離ステーションへ輸送される。日射によって太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体は、ＣＯ２富化された媒体からのＣＯ２の脱離を生じるために使用され、よって分離されたＣＯ２及び再生された溶媒流れを生成する。再生された溶媒流れは、吸収ステーションへと還流する。ＣＯ２富化された媒体及び／又は再生された溶媒流れは選択的に蓄積することができ、よってそれぞれ、ＣＯ２の吸収及び脱離のタイミング及び速度を最適化し、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供する。

Description

本発明は、一般的にガス流からの二酸化炭素の回収のための太陽エネルギーの使用に関する。本発明は、石炭火力発電及びガス火力発電プラントによって生成された送管ガスからの、又は鉄鋼プラント、精錬所、セメント用キルン及びか焼設備を含む広範囲の工業プロセスにおけるプロセスガスからの、ＣＯ２回収に対する特定の用途を有している。「プロセスガス」との用語は、プロセスに供給されるガス流又はプロセスからのガス流、及び、例えば工業的に使用される炉に供給される合成ガス及び鉄鋼プラントにおける高炉ガスを包含する。
１）プロセスから生成するＣＯ２の捕捉、及び、２）様々な地質学的手段によるＣＯ２の貯蔵を通じて、温室効果ガス（ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ：ＧＨＧ）排出の段階的削減を図るための、発電所のようなＣＯ２排出の固定汚染源に対する急速に増大する圧力がある。大部分は、超臨界又は“液化された”状態のＣＯ２を深部帯水層、石炭シーム、及びその隣接地層中、又は深海への投入、又はＣＯ２の固体形状のミネラルへの変換を含んでいる。
例として、発電所の場合には、現在、新しい又は既存の発電所からのＣＯ２分離の３つの主な解決法がある。これらは、１）燃焼後の捕捉、２）燃焼前の捕捉、及び３）液化ガス送管での酸素の燃焼、である。本明細書において、本発明は燃焼後の捕捉に主に適用可能であるが、また、熱が溶媒の生成のために必要とされる燃焼前の捕捉に対して使用することもできる。
燃焼後の補足においては、送管ガス中のＣＯ２は吸収装置中の液体溶媒を使用して優先的に窒素及び残留酸素から分離される。次いでＣＯ２は、脱離装置（又は再生装置、及び時には“ストリッピング”とも呼ばれる）と呼ばれるプロセスにおいて溶媒から除去され、よって溶媒を再使用することを可能にする。次いで、脱離されたＣＯ２は水酸化物の形成を避けるための適切な乾燥段階を有する圧縮及び冷却によって液化される。このプロセスの主な欠点は、ＣＯ２の分圧が（上述の２つの代替的な解決法に比べて）比較的低く、このことがＣＯ２選択溶媒の使用を必要とすることである。これら溶媒の再生は本質的に純粋なＣＯ２流を脱離するが、このステップは比較的エネルギーを大量消費する。全体としてこれは、低温加熱（必要とされる全エネルギーの約６５％）を提供して、ＣＯ２液化設備と他の付随的装置とを駆動する必要ふぁあるため、電力出力が約２０％低下する。また、加熱及び作動の両方は、脱水に対しても必要とされる。これら影響の合計は、プラントの熱的効率が約９％ポイントだけ低下するということである。
この形態の燃焼後の捕捉は、鉄鋼プラント、セメントキルン、か焼装置、及び精錬所のような他のＣＯ２固定汚染源に対して適用可能である。
回復できるエネルギー源が、直接的又は間接的な統合のいずれかによって配電網への入力を提供するために使用できること、及びこの相乗作用が化石燃料の脱離強度を削減することができ、回復の増加を支援することが、本発明者によって既に知られていた。直接的な統合の例は、作用流体（通常は水）の加熱、蒸気温の上昇、又は蒸気の過熱のために、蒸気又は高温の液体をホスト発電所へ供給するための太陽熱エネルギーの使用である。オーストラリアでの例は、ＮＳＷのＬｉｄｄｅｌｌにあるＳｏｌａｒ Ｈｅａｔ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒプラントである。この構成は高温水を、供給水を加熱するための発電所に供給し、低圧タービンの段階からの蒸気の採取を置き換えている。
間接的な統合に対する基礎は、太陽熱エネルギーが配電網のどこにでも提供され、よって化石燃料発電ステーションから必要とされる電力を置き換えることができることである。回避されたＣＯ２の脱離は、ネットワークではない源を含む脱離装置の列に分配することができる。よって配電網は、バックアップを提供し電力を保存することによって太陽熱エネルギーの使用を容易化する。
燃焼前捕捉のための太陽熱エネルギーの使用は、太陽熱が捕捉設備の脱離装置のための熱の直接的供給のために使用されることとともに、本発明者及び同僚によってＣＳＩＲＯにおいて多くの研究において考慮されてきた。この直接的統合は、供給水を加熱することによる増大する発電所の出力のために使用されるのと同様であり、太陽熱を高温の作用流体（たいていは圧力下での熱水であるが、低圧の蒸気もまた考えられる）として、熱的に絶縁されたパイプを介して、１５０℃までの温度で、燃焼後捕捉プロセスの脱離装置へ移動することを含んでいる。
本発明の目的は、少なくとも１つ以上の観点では、より効率的に太陽エネルギーを採用して、ＣＯ２の燃焼後捕捉によって受ける熱効率の減少という前述の問題を解決することである。
本発明のさらなる目的は、少なくとも１つ以上の観点では、太陽エネルギーを発電システム又は工業プロセスにおける追加的なエネルギーの源として効果的に採用することである。
第１の特徴において、本発明は、ガス流からＣＯ２を回収する方法を提供し、この方法は、吸収ステーションにおいてガス流からのＣＯ２を好適な溶媒中に吸収するステップであって、前記溶媒をＣＯ２富化された媒体に変換する、ステップと、ＣＯ２富化された媒体を吸収ステーションよりも太陽エネルギーフィールドに近い脱離ステーションに輸送するステップと、日射によって太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体を採用するステップであって、脱離ステーションにおいてＣＯ２富化された媒体からＣＯ２の脱離を行い、よって分離されたＣＯ２及び再生された溶媒の流れを生産する、ステップと、再生された溶媒の流れを吸収ステーションへ還流するステップと、を含んでいる。
本発明の第１の特徴においては、ガス流からＣＯ２を回収するための装置がさらに提供され、この装置は、ガス流を受け容れ、このガス流からのＣＯ２を好適な溶媒中へ吸収させ、よってこの溶媒をＣＯ２富化された媒体に変換するように配置された吸収ステーションと、太陽エネルギーフィールドと、吸収ステーションより太陽エネルギーフィールドに近くに配置された脱離ステーションと、ＣＯ２富化された媒体を吸収ステーションから脱離ステーションへ輸送する手段と、を含み、脱離ステーションは、日射によって太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体を採用し、脱離ステーションにおいてＣＯ２富化された媒体からＣＯ２の脱離を行い、よって分離されたＣＯ２及び再生された溶媒の流れを生産するように構成されており、輸送する手段は、再生された溶媒の流れを前記吸収ステーションへ還流するように設けられている。
第２の特徴においては、本発明は、太陽エネルギーを発電又は他の工業システムへ投入する方法を提供し、この方法は、発電又は他の工業システムのためのプロセスガス流、又は発電又は他の工業システムからのプロセスガス流を吸収ステーションへ導くステップであって、ガス流からのＣＯ２を好適な溶媒へ吸収させ、よって前記溶媒をＣＯ２富化された媒体へ変換する、ステップと、ＣＯ２富化された媒体を吸収ステーションよりも太陽エネルギーフィールドに近い脱離ステーションに輸送するステップと、日射によって太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体を採用するステップであって、脱離ステーションにおいてＣＯ２富化された媒体からＣＯ２の脱離を行い、よって分離されたＣＯ２及び再生された溶媒の流れを生産する、ステップと、再生された溶媒の流れを吸収ステーションへ還流するステップと、を含んでいる。
本発明はさらに、その第２の特徴において、太陽エネルギーを発電又は他の工業システムへ投入するための装置を提供し、この装置は、発電又は他の工業システムのためのプロセスガス流、又は発電又は他の工業システムからのプロセスガス流を受け容れる要因配置された吸収ステーションであって、ガス流からのＣＯ２を好適な溶媒へ吸収させ、よって前記溶媒をＣＯ２富化された媒体へ変換する、吸収ステーションと太陽エネルギーフィールドと、吸収ステーションより太陽エネルギーフィールドに近くに配置された脱離ステーションと、ＣＯ２富化された媒体を吸収ステーションから脱離ステーションへ輸送する手段と、を含み、脱離ステーションは、日射によって太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体を採用し、脱離ステーションにおいてＣＯ２富化された媒体からＣＯ２の脱離を行い、よって分離されたＣＯ２及び再生された溶媒の流れを生産するように構成されており、輸送する手段は、再生された溶媒の流れを前記吸収ステーションへ還流するように設けられている。
有利には、本発明の第１及び第２の方法において、ＣＯ２富化された媒体及び／又は再生された溶媒流は、それぞれＣＯ２の前記吸収及び脱離のタイミングと速度とを最適化するように、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供するように選択的に蓄積される。
有利には、本発明の第１及び第２の装置は、複数の貯蔵容器をさらに含み、ＣＯ２富化された媒体及び／又は再生された溶媒流は、それぞれＣＯ２の前記吸収及び脱離のタイミングと速度とを最適化するように、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供するように、容器の中に選択的に蓄積される。
第３の特徴においては、本発明はガス流からＣＯ２を回収する方法を提供し、この方法は、吸収ステーションにおいてガス流からのＣＯ２を好適な溶媒中に吸収するステップであって、前記溶媒をＣＯ２富化された媒体に変換する、ステップと、ＣＯ２富化された媒体を脱離ステーションに輸送するステップと、日射によって太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体を採用するステップであって、脱離ステーションにおいてＣＯ２富化された媒体からＣＯ２の脱離を行い、よって分離されたＣＯ２及び再生された溶媒の流れを生産する、ステップと、再生された溶媒の流れを吸収ステーションへ還流するステップと、を含み、ＣＯ２富化された媒体及び／又は再生された溶媒流は、それぞれＣＯ２の前記吸収及び脱離のタイミングと速度とを最適化するように、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供するように、容器の中に選択的に蓄積される。
本発明は、その第３の観点において、ガス流からＣＯ２を回収するための装置がさらに提供され、この装置は、ガス流を受け容れ、このガス流からのＣＯ２を好適な溶媒中へ吸収させ、よってこの溶媒をＣＯ２富化された媒体に変換するように配置された吸収ステーションと、太陽エネルギーフィールドと、脱離ステーションと、ＣＯ２富化された媒体を吸収ステーションから脱離ステーションへ輸送する手段と、を含み、脱離ステーションは、日射によって太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体を採用し、脱離ステーションにおいてＣＯ２富化された媒体からＣＯ２の脱離を行い、よって分離されたＣＯ２及び再生された溶媒の流れを生産するように構成されており、装置は、再生された溶媒の流れを前記吸収ステーションへ還流する手段と、複数の貯蔵容器とをさらに含み、よってＣＯ２富化された媒体及び／又は再生された溶媒流は、それぞれＣＯ２の前記吸収及び脱離のタイミングと速度とを最適化するように、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供する。
最も便利には、吸収ステーションはガス流源、すなわちボイラー又は前記ガス流が供給されるか、又は前記ガス流が燃料ガス流として放出される炉、に隣接して配置される。ボイラー又は炉は、発電所、例えば石炭火力発電所の一部分とすることができる。
また、好ましくは、日射によって太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された前記作用流体は、前記分離されたＣＯ２の流れにおけるＣＯ２の圧縮状態及び液化状態のエネルギー源として採用される。本発明の第１及び第２の特徴の装置は、太陽エネルギーフィールドからの低温熱の生成を可能とし、よって太陽エネルギーから熱への効率を上げ、また、太陽エネルギーフィールドと、従来は吸収ステーションに隣接して配置されていた脱離ステーションとの間の長い距離にわたる高温の作用流体の移動から生じるエネルギー損失を実質的に削減する。脱離ステーションの吸収ステーションの分離は、比較的冷たい溶媒溶液がより大きい距離にわたって移動されるということを意味する。
本発明の第３の特徴においては、１つ以上の容器中の溶媒の貯蔵は、日照が少ない間の吸収に対するＣＯ２の少ない溶媒の提供と、太陽エネルギーの生産におけるピークを使用するための脱離ステーションへのＣＯ２の多い追加的な流れを可能とする。この貯蔵は実際には吸収装置を切り離し、よって太陽エネルギーを全ＣＯ２の大部分を補足するように使用することを可能にする。また、貯蔵は、脱離条件を日照の変化に合うように変化させることによってプロセスの最適化を可能とし、よって太陽光発電の効率及び全体的な太陽エネルギー−ＣＯ２捕捉の効率を改善する。
より一般的には、ＣＯ２の少ない溶媒の貯蔵は、例えば日照が少ない、又は全く無い間に対する、太陽エネルギーを貯蔵する低コストの方法であり得る。
本発明は、ここで添付の図面を参照しつつ、例示のみの方法によってさらに記載される。
本発明の第１及び第２の特徴の第１の実施形態によるＣＯ２の燃焼後捕捉に合う発電プラントの図である。 本発明の第３の特徴の実施形態をも組み込んだ、図１の構成の変形の図である。 本発明のさらなる実施形態の図である。 本発明のさらなる実施形態の図である。
図１は、石炭火力発電プラント１０の必須要素を示している。石炭と空気とが大型のボイラーシステム１２に供給され、このボイラーシステムは大量の水を加熱し、蒸気タービン１６を駆動するための蒸気１４を生成する。タービン１６は次いで、出力としての電気を生産する発電機１８を作動させる。タービン１６から回収された蒸気は、ボイラーへの還流のために冷却塔２４に付随する凝縮装置１７を通過する。
ボイラー１２からの燃料ガス２６は、（２７において）処理され、殆どの粒状物質とＳＯ２及びＳＯ３のような他の汚染物質を除去され、次いで、２９において二酸化炭素の燃焼後捕捉のための４段階のプラントを通過する。３２で示される段階１において、洗浄された燃料ガスは、好適な溶媒システムによるガスからのＣＯ２の効率的な吸収に適した所定の温度まで冷却される。これら溶媒は吸着剤と称されることもある。吸収ステーション３４を備える段階２において、洗浄され、冷却された燃料ガスは、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）若しくは他のアミン、又は液状アンモニアなどの溶媒システムに接触することによって不純物を除かれる。溶媒は選択的にＣＯ２を弱く結合した状態で吸収する。ＣＯ２富化された媒体の流れは次いで第３段階である、脱離又は再生ステーション３６を通過し、そこで溶媒は加熱され及び蒸気と接触してＣＯ２を脱離することによって再生され、ＣＯ２の少ない溶媒を形成する。
吸収ステーション３４からのＣＯ２の少ない燃料ガスは、大気中への放散のための炎管のスタック３９を通過し、一方、脱離／再生ステーション３６からの脱離されたＣＯ２は、後続の輸送及び貯蔵のための、ステーション３８において圧縮され、冷却され、脱湿され、液化される。ＣＯ２の少ない再生された溶媒は、吸収ステーション３４に還流され、その熱を熱交換器３５において入ってくるＣＯ２富化された溶媒と変換される。
特定のプラントにおいては、ステーション３４における１つ以上のＣＯ２吸収装置及び／又はステーション３６における１つ以上のＣＯ２脱離装置が存在しても良いことが理解される。また、個々の脱離装置の中には、カラム内に複数の段階があるのが良い。ＣＯ２の燃焼後捕捉の既存の実施においては、再生／脱離ステーション３６のための熱エネルギーは、既に論じられた効果を有して、蒸気タービン１６から得られる。本発明の第１の特徴の好ましい実施に関しては、脱離ステーション３６及び液化ステーション３８は、発電所１０及び吸収ステーション３４から離間されて設置され、太陽エネルギーフィールド４０のすぐ近傍に配置される。フィールド４０は通常、地面の上方に取り付けられ、例えば羊又は牛の放牧などの他の目的のために下の地面を使用できるように十分に間隔を置かれた太陽熱温水器の開放的配列であっても良い。配列は、例えば２ｘ２ｋｍの広さとすることができる。太陽熱温水器は、通常は水である作用流体を加熱し、この作用流体は次いで、ＣＯ２富化された溶媒流れを加熱するために必要とされるエネルギーを提供するために使用されて、ＣＯ２の脱離と溶媒の再生とを行う。作用流体は、配管網４１を介して３７で熱交換器へ還流する。パイプ４２、４４のそれぞれは、ＣＯ２富化された溶媒を吸収ステーション３４から脱離ステーション３６へ運び、ＣＯ２の少ない溶媒を逆方向へ運ぶ。
図２に図示された変形された本発明の第３の特徴を組み込んだ実施形態には、Ｔ１・・・・Ｔｎで示された溶媒貯蔵容器５０が脱離ステーション３６に隣接して設けられている。容器５０は通常は、石油工業において使用される種類の標準的なタンクとすることができる。
容器５０中の溶媒の貯蔵は、太陽発電におけるピークを使用するために、少ない日照期間の間の吸収装置へのＣＯ２の少ない溶媒の提供と、脱離装置へのＣＯ２富化された溶媒の追加的な流れを可能にする。この貯蔵は、吸収装置を切り離し、よって太陽エネルギーを、ＣＯ２の全量の大部分を捕捉するように使用するのを可能にする。それは、脱離条件を変化させて日照の変化に合わせることによるプロセスの最適化を可能とし、よって太陽発電の効率と全体的な太陽エネルギー−ＣＯ２捕捉の効率とを改善する。
ＣＯ２の少ない溶媒は無期限に貯蔵することができ、吸収装置は、太陽エネルギーが得られない場合に作動させることができる。ＣＯ２の少ない溶媒の貯蔵は、日照が少ないか、又は無い期間のための太陽エネルギーの特に効果的な低コストの貯蔵手段であることが理解されるだろう。日照の最大と最小の間の期間（ｓｏｌａｒ ｓｈｏｕｌｄｅｒ ｐｅｒｉｏｄ）においては、太陽エネルギーフィールドの熱効率は、作用流体に低い温度が提供される場合に、より高い。これらの条件下においては、富化された溶媒のみを取り除くことが有利である。貯蔵容器５０が脱離ステーションに隣接して配置されているのが好ましいが、特定の場合には発電所に隣接して配置するのがより便利である。
太陽エネルギーフィールド４０は、脱離装置と統合することができる多くの他の目的のためのエネルギーを提供する、及び／又は作用若しくは電気エネルギーを提供するように構成することができる。例えば、蒸気若しくは他の気化物質は、太陽フィールドから供給することができ、タービンを駆動して電気を発生させるか、及び／又は液化段階３８においてＣＯ２の圧縮作用を提供する。タービンからの排気は次いで、脱離及び脱水プロセスのための熱エネルギーの一部を提供することができ、ＣＯ２圧縮からの熱は、さらに太陽熱源を増大させるために使用することができる。この組み合わされた熱及び電力の選択は、発電のみのためよりもはるかに高効率である。この構成は図３に図示されている。
追加的な実施形態は、日照が少ない、又は無い期間中の脱離のための太陽熱を貯蔵するために使用される。これを達成するための広範囲の選択肢があるが、１つの好適な構成が図３に図示されている。
本発明は、ＣＯ２捕捉プロセスのための太陽熱エネルギーの直接的な使用よりも多くの利点を有する。
１．太陽フィールドからの熱移動流体は、脱離装置に移動されることだけが必要であり、脱離装置は、太陽フィールド４０の近傍に有利に配置することができる。これは、エネルギー損失及びこれらのパイプの断熱に対する必要を削減する。またそれは、太陽フィールドと既存の吸収装置‐脱離装置の組み合わせとの間の高温の作用流体に関係する熱損失の問題を回避させる。
全体として、本概念は、高温の流体を長距離に渡って移動することからの熱損失によって生じる効率の損失無しに、太陽フィールドが吸収装置から遠くに配置されることを可能にする。
２．太陽によって加熱された作用流体ではなく、溶媒が、吸収装置と脱離装置との間の長距離にわたって移動され、このことは以下の多くの利点を有する。
−たいていの溶媒に対して、パイプは、高温、高圧の水として脱離装置へ熱エネルギーを移動させるために必要とされるよりも小さい直径である。
−溶媒流体は室温に近い温度で移動され、断熱の必要性を減少させる。
脱離装置の貯蔵タンクから吸収装置へ戻る、ＣＯ２の少ない再生された溶媒からの熱損失は、吸収段階に対して有利である。
−いくつかの用途においては、ＣＯ２富化された溶媒のパイプを断熱することが有利である場合があり、脱離装置において必要とされる熱エネルギーを削減する。
−しかし、この絶縁の要求は、脱離装置が吸収装置とともに配置されていた場合に要求されたものより大幅に小さい。
３．溶媒流れは多くの位置において、好ましくは太陽フィールドに隣接して有益に貯蔵され、脱離装置の柔軟な操作を可能とし、太陽フィールドの使用を最大化し、吸収装置へ戻るパイプのサイズを最小化する。ＣＯ２富化された溶媒は、より多い溶媒が日照の多い期間中に脱離されることを可能とし、少ない溶媒を無期限に貯蔵することができ、太陽エネルギーが得られない場合に吸収装置を作動させることを可能にする。
４．ＣＯ２負荷のレベルが変化する状態の多くの溶媒貯蔵タンクの使用は、脱離段階を使用可能な太陽エネルギーで最適化することを可能にする。
さらに、ＣＯ２の少ない溶媒は、日照が少ないか、若しくは無い期間のための太陽エネルギーの低コストの貯蔵の特に効果的な手段である。日照の最大と最小の間の期間（ｓｏｌａｒ ｓｈｏｕｌｄｅｒ ｐｅｒｉｏｄ）においては、太陽フィールドの熱効率は、熱伝達流体に低温が供給されている場合には高い。このような条件下では、最高度に富化された溶媒のみを部分的に除くことが有利である。
脱離装置は、ＣＯ２脱離及び液化段階のための太陽エネルギーの使用の最適化を可能にする温度と圧力とで作動することができる。
この組み合わされた熱と電力の選択肢は発電のためだけよりも大幅に高い効率を有する。
５．太陽フィールドは、脱離装置と統合することができる多くの他の目的のためのエネルギーを提供する、及び／又は作用若しくは電気エネルギーを提供するように構成することができる。例えば、蒸気若しくは他の気化物質は、太陽フィールドから供給することができ、タービンを駆動してＣＯ２の圧縮作用を提供し、タービンからの排気は次いで、脱離及び脱水プロセスのための熱エネルギーの一部を提供することができ、ＣＯ２圧縮からの熱は、太陽熱源を増大させるために使用することができる。
６．発電に対して、本発明は、燃焼後捕捉による電気の生成の減少を回避する低コストの方法を提供する。全体的に本発明は実際には電気の生成及び電気の貯蔵を少なくとも部分的に埋め合わせるように太陽エネルギーを使用する。この解決法は、両方のための最も低いコストの方法であり、太陽熱エネルギーの広範囲の使用に対する低リスクの方法を提供する。
７．以上を総括すると、電気の生成に対して、本発明はＣＯ２捕捉プロセスのための排出の無いエネルギーを提供し、主な発電所からの電気出力の損失（２０〜２５％）を回避し、よって設備投資及び操業コストにおける節減を可能とし、所定の電気出力に対して捕捉されるＣＯ２の全量の２０〜２５％を削減する。また、本発明は、他の大型のＣＯ２固定汚染源にも適用可能である。
１０・・・石炭火力発電所
１２・・・ボイラーシステム
１４・・・蒸気
１６・・・蒸気タービン
１７・・・凝縮装置
１８・・・発電機
２４・・・冷却塔
２６・・・燃料ガス
３４・・・吸収ステーション
３５・・・熱交換器
３６・・・脱離ステーション
３９・・・炎管のスタック
４０・・・太陽フィールド
４１・・・配管網
５０・・・溶媒貯蔵容器

Claims (42)

  1. ガス流からのＣＯ２を好適な溶媒中に吸収するステップであって、前記溶媒をＣＯ２富化された媒体に変換する、ステップと、
    前記ＣＯ２富化された媒体を、前記吸収ステーションよりも太陽エネルギーフィールドに近い脱離ステーションに輸送するステップと、
    日射によって太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体を使用するステップであって、前記脱離ステーションにおいて前記ＣＯ２富化された媒体からＣＯ２の脱離を行い、よって分離したＣＯ２及び再生された溶媒流れを生産する、ステップと、
    前記再生された溶媒流れを前記吸収ステーションへ還流するステップと、
    を含むガス流からＣＯ２を回収する方法。
  2. 前記ＣＯ２富化された媒体及び／又は前記再生された溶媒流は、ＣＯ２の前記吸収及び脱離のタイミングと速度とをそれぞれ最適化するように、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供するように選択的に蓄積されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記吸収ステーションは、前記ガス流の源に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記ガス流の前記源は、前記ガス流が供給されるか、又は前記ガス流が燃料ガス流として放出されるボイラー又は炉であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. 前記ボイラー又は炉は、発電所の一部分であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 前記ボイラー又は炉は、石炭火力発電所の一部分であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
  7. 日射によって前記太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された前記作用流体もまた、前記分離したＣＯ２の流れ中のＣＯ２の圧縮及び液化におけるエネルギー源として採用されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
  8. ガス流を受け容れ、該ガス流からのＣＯ２を好適な溶媒中へ吸収させ、よって前記溶媒をＣＯ２富化された媒体に変換するように配置された吸収ステーションと、
    太陽エネルギーフィールドと、
    前記吸収ステーションより前記太陽エネルギーフィールドの近くに配置された脱離ステーションと、
    ＣＯ２富化された媒体を吸収ステーションから脱離ステーションへ輸送する手段と、
    を含み、
    前記脱離ステーションは、日射によって前記太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体を使用し、前記脱離ステーションにおいて前記ＣＯ２富化された媒体からＣＯ２の脱離を行い、よって分離したＣＯ２及び再生された溶媒流れを生産するように構成されており、
    前記手段は、前記再生された溶媒流れを前記吸収ステーションへ還流するように設けられていることを特徴とするガス流からＣＯ２を回収するための装置。
  9. 複数の貯蔵容器をさらに含み、よって前記ＣＯ２富化された媒体及び／又は前記再生された溶媒流が、ＣＯ２の前記吸収及び脱離のタイミングと速度とをそれぞれ最適化するように、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供するように、選択的に蓄積されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
  10. 前記吸収ステーションは、前記ガス流の源に隣接して配置されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
  11. 前記ガス流の前記源は、前記ガス流が供給されるか、又は前記ガス流が燃料ガス流として放出されるボイラー又は炉であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  12. 前記ボイラー又は炉は、発電所の一部分であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 前記ボイラー又は炉は、石炭火力発電所の一部分であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  14. 前記分離したＣＯ２の流れ中のＣＯ２を圧縮し液化するための手段と、日射によって前記フィールドにおいて加熱された前記作用流体を、前記圧縮及び液化におけるエネルギー源として使用するための前記手段に輸送するための手段とをさらに含むことを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項に記載の装置。
  15. 発電又は他の工業システムのためのプロセスガス流又は発電又は他の工業システムからのプロセスガス流を吸収ステーションへ導くステップであって、前記ガス流からのＣＯ２を好適な溶媒へ吸収させ、よって前記溶媒をＣＯ２富化された媒体へ変換する、ステップと、
    前記ＣＯ２富化された媒体を、前記吸収ステーションよりも太陽エネルギーフィールドに近い脱離ステーションに輸送するステップと、
    日射によって前記太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体を使用するステップであって、前記脱離ステーションにおいて前記ＣＯ２富化された媒体からＣＯ２の脱離を行い、よって分離したＣＯ２及び再生された溶媒流れを生産する、ステップと、
    前記再生された溶媒流れを前記吸収ステーションへ還流するステップと、
    を含む太陽エネルギーを発電又は他の工業システムへ投入する方法。
  16. 前記ＣＯ２富化された媒体及び／又は前記再生された溶媒流が、ＣＯ２の前記吸収及び脱離のタイミングと速度とをそれぞれ最適化するように、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供するように、選択的に蓄積されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
  17. 前記吸収ステーションは、前記ガス流の源に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の方法。
  18. 前記ガス流の前記源は、前記ガス流が供給されるか、又は前記ガス流が燃料ガス流として放出されるボイラー又は炉であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
  19. 前記ボイラー又は炉は、発電所の一部分であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
  20. 前記ボイラー又は炉は、石炭火力発電所の一部分であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
  21. 日射によって前記太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された前記作用流体もまた、前記分離したＣＯ２の流れ中のＣＯ２の圧縮及び液化におけるエネルギー源として採用されることを特徴とする請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の方法。
  22. 発電又は他の工業システムのためのプロセスガス流、又は発電又は他の工業システムからのプロセスガス流を受け容れるように配置された吸収ステーションであって、前記ガス流からのＣＯ２を好適な溶媒中に吸収させ、よって前記溶媒をＣＯ２富化された媒体へ変換する、吸収ステーションと、
    太陽エネルギーフィールドと、
    前記吸収ステーションより前記太陽エネルギーフィールドの近くに配置された脱離ステーションと、
    ＣＯ２富化された媒体を前記吸収ステーションから前記脱離ステーションへ輸送する手段と、
    を含み、
    前記脱離ステーションは、日射によって前記太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体を使用し、前記脱離ステーションにおいて、前記ＣＯ２富化された媒体からＣＯ２の脱離を行い、よって分離したＣＯ２及び再生された溶媒流れを生産するように構成されており、
    前記手段は、前記再生された溶媒流れを前記吸収ステーションへ還流するように設けられている太陽エネルギーを発電又は他の工業システムへ投入するための装置。
  23. 複数の貯蔵容器をさらに含み、よって前記ＣＯ２富化された媒体及び／又は前記再生された溶媒流が、ＣＯ２の前記吸収及び脱離のタイミングと速度とをそれぞれ最適化するように、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供するように、選択的に蓄積されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
  24. 前記吸収ステーションは、前記ガス流の源に隣接して配置されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
  25. 前記ガス流の前記源は、前記ガス流が供給されるか、又は前記ガス流が燃料ガス流として放出されるボイラー又は炉であることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
  26. 前記ボイラー又は炉は、発電所の一部分であることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
  27. 前記ボイラー又は炉は、石炭火力発電所の一部分であることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
  28. 前記分離したＣＯ２の流れ中のＣＯ２を圧縮し液化するための手段と、日射によって前記フィールドにおいて加熱された前記作用流体を、前記圧縮及び液化におけるエネルギー源として使用するための前記手段に輸送するための手段とをさらに含むことを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項に記載の装置。
  29. 吸収ステーションにおいて、ガス流からのＣＯ２を好適な溶媒中に吸収させるステップであって、前記溶媒をＣＯ２富化された媒体に変換する、ステップと、
    前記ＣＯ２富化された媒体を脱離ステーションに輸送するステップと、
    日射によって太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体を使用するステップであって、前記脱離ステーションにおいて前記ＣＯ２富化された媒体からＣＯ２の脱離を行い、よって分離したＣＯ２及び再生された溶媒流れを生産する、ステップと、
    前記再生された溶媒流れを前記吸収ステーションへ還流するステップと、
    を含み、
    前記ＣＯ２富化された媒体及び／又は前記再生された溶媒流は、ＣＯ２の前記吸収及び脱離のタイミングと速度とをそれぞれ最適化するように、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供するように選択的に蓄積される、ガス流からＣＯ２を回収する方法。
  30. 前記ＣＯ２富化された媒体及び／又は前記再生された溶媒流は、ＣＯ２の前記吸収及び脱離のタイミングと速度とをそれぞれ最適化するように、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供するように選択的に蓄積されることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
  31. 前記吸収ステーションは、前記ガス流の源に隣接して配置されていることを特徴とする請求項２９又は３０に記載の方法。
  32. 前記ガス流の前記源は、前記ガス流が供給されるか、又は前記ガス流が燃料ガス流として放出されるボイラー又は炉であることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
  33. 前記ボイラー又は炉は、発電所の一部分であることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
  34. 前記ボイラー又は炉は、石炭火力発電所の一部分であることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
  35. 日射によって前記太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された前記作用流体もまた、前記分離したＣＯ２の流れ中のＣＯ２の圧縮及び液化におけるエネルギー源として採用されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
  36. ガス流を受け容れ、該ガス流からのＣＯ２を好適な溶媒中へ吸収させ、よって前記溶媒をＣＯ２富化された媒体に変換するように配置された吸収ステーションと、
    太陽エネルギーフィールドと、
    脱離ステーションと、
    前記ＣＯ２富化された媒体を前記吸収ステーションから前記脱離ステーションへ輸送する手段と、
    を含み、
    前記脱離ステーションは、日射によって太陽エネルギーフィールドにおいて加熱された作用流体を使用し、前記脱離ステーションにおいて前記ＣＯ２富化された媒体からＣＯ２の脱離を行い、よって分離したＣＯ２及び再生された溶媒流れを生産するように構成されており、
    前記装置は、
    前記再生された溶媒流れを前記吸収ステーションへ還流する手段と、
    複数の貯蔵容器と、
    をさらに含み、よって前記ＣＯ２富化された媒体及び／又は前記再生された溶媒流は、ＣＯ２の前記吸収及び脱離のタイミングと速度とをそれぞれ最適化するように、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供するように前記容器中に選択的に蓄積される、ガス流からＣＯ２を回収するための装置。
  37. 複数の貯蔵容器をさらに含み、よって前記ＣＯ２富化された媒体及び／又は前記再生された溶媒流が、ＣＯ２の前記吸収及び脱離のタイミングと速度とをそれぞれ最適化するように、及び／又は太陽エネルギーの貯蔵を提供するように、選択的に蓄積されることを特徴とする請求項３６に記載の装置。
  38. 前記吸収ステーションは、前記ガス流の源に隣接して配置されていることを特徴とする請求項３６又は３７に記載の装置。
  39. 前記ガス流の前記源は、前記ガス流が供給されるか、又は前記ガス流が燃料ガス流として放出されるボイラー又は炉であることを特徴とする請求項３８に記載の方法。
  40. 前記ボイラー又は炉は、発電所の一部分であることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
  41. 前記ボイラー又は炉は、石炭火力発電所の一部分であることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
  42. 前記分離したＣＯ２の流れ中のＣＯ２を圧縮し液化するための手段と、日射によって前記フィールドにおいて加熱された前記作用流体を、前記圧縮及び液化におけるエネルギー源として使用するための前記手段に輸送するための手段とをさらに含むことを特徴とする請求項３６〜４１のいずれか一項に記載の装置。
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