JP2018080696A - Power generation system, condenser-absorber and power generation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、発電システム、凝縮吸収器および発電方法に関するものである。 Embodiments described herein relate generally to a power generation system, a condenser absorber, and a power generation method.
一般の水や炭化物を媒体とした蒸気発電サイクルにおいては、低温側に蒸気を凝縮するための復水器があり、また、水とアンモニアを用いるカリーナサイクルでは、アンモニア蒸気を吸収する吸収器が設けられている。このような発電サイクルと異なり、アミンと二酸化炭素(CO2)を用いた発電サイクルが検討されている。この発電システムでは、水蒸気とCO2ガスによりタービンを回して発電することから、蒸気発電サイクルにおける復水器に相当する機器で、蒸気の凝縮と二酸化炭素の吸収が重要となる。 In the steam power generation cycle using ordinary water or carbide as a medium, there is a condenser for condensing steam on the low temperature side, and in the carina cycle using water and ammonia, an absorber for absorbing ammonia vapor is provided. It has been. Unlike such a power generation cycle, a power generation cycle using amine and carbon dioxide (CO 2 ) has been studied. In this power generation system, power is generated by rotating a turbine with water vapor and CO 2 gas, and therefore, condensation of steam and absorption of carbon dioxide are important in a device corresponding to a condenser in a steam power generation cycle.
上述したように水あるいは水溶液とその液体に吸収されるガスを用いた発電システム、例えばアミン水溶液と二酸化炭素を用いた発電システムにおいては、復水器に相当する機器で、蒸気の凝縮と二酸化炭素の吸収を両立させることが課題である。 As described above, in a power generation system using water or an aqueous solution and a gas absorbed by the liquid, for example, a power generation system using an aqueous amine solution and carbon dioxide, a device corresponding to a condenser is used to condense vapor and carbon dioxide. It is a problem to achieve both absorption of water.
本発明の実施形態は、蒸気凝縮と二酸化炭素の吸収を両立させることに特に適した凝縮吸収器およびこれを利用した発電システムならびに発電方法を得ることを目的とする。 An object of the embodiment of the present invention is to obtain a condensing absorber particularly suitable for achieving both vapor condensation and carbon dioxide absorption, a power generation system using the same, and a power generation method.
実施形態による発電システムならびに発電方法では、二酸化炭素とアミン化合物と水とを含む循環媒体を用いている。この循環媒体を熱源を用いて加熱して、蒸気を含む気体と、アミン化合物を含む液体とを発生させ、その気体によって発電タービンを回転させて起電を行う。起電に用いられた後の気体は、分離された液体に再吸収させて回収し、液体状態の循環媒体として再利用する。 In the power generation system and the power generation method according to the embodiment, a circulating medium containing carbon dioxide, an amine compound, and water is used. The circulating medium is heated using a heat source to generate a gas containing steam and a liquid containing an amine compound, and the gas turbine is rotated by the gas to generate electricity. The gas used for electromotive force is recovered by being absorbed again by the separated liquid and reused as a circulating medium in a liquid state.
循環媒体を用いた発電方法としてカリーナサイクルが知られているが、実施形態による発電方法は、カリーナサイクルで用いられるアンモニアと水とを含む循環媒体に代えて、二酸化炭素とアミン化合物と水とを含む循環媒体を用いる点が特徴のひとつである。 The carina cycle is known as a power generation method using a circulating medium, but the power generation method according to the embodiment uses carbon dioxide, an amine compound, and water instead of the circulating medium containing ammonia and water used in the carina cycle. One of the features is that it uses a circulating medium.
本発明の実施形態による発電システムは、
二酸化炭素とアミン化合物と水とを含む循環媒体を加熱する加熱器と、
前記加熱によって生じた気体と液体とを分離する気液分離器と、
前記気体でタービンを回転させて起電する発電機と、
冷却器を備え、前記タービンで発電に供された後の前記気体と、前記気液分離器で分離された前記液体とを、前記冷却器による冷却雰囲気中で接触させて前記気体を前記液体に吸収させると共に凝縮させて前記循環媒体として再生する再生器とを具備してなること、を特徴とする。
そして、本発明の実施形態による凝縮吸収器は、
本体と、
前記本体に設けられ、二酸化炭素とアミン化合物と水とを含む循環媒体の加熱によって生じた気体を前記本体内に供給する第一の供給部と、
前記本体に設けられ、加熱された前記循環媒体のうちの液体を前記本体内に供給する第二の供給部と、
前記本体内の雰囲気を冷却する冷却器と、を備え、
当該冷却器によって冷却された前記本体内で前記気体と前記液体を接触させて前記気体を前記液体に吸収させると共に凝縮させて、前記循環媒体を再生させること、を特徴とする。
また、本発明の実施形態による発電方法は、
二酸化炭素とアミン化合物と水とを含む循環媒体を加熱する工程と、
前記加熱によって生じた気体と液体とを分離する工程と、
前記気体でタービンを回転させて起電する工程と、
前記タービンに供された後の前記気体と、前記で分離された前記液体とを冷却雰囲気中で接触させて前記気体を前記液体に吸収させると共に凝縮させることで前記循環媒体を再生する工程とを含んでなること、を特徴とする。
A power generation system according to an embodiment of the present invention includes:
A heater for heating a circulating medium containing carbon dioxide, an amine compound, and water;
A gas-liquid separator that separates the gas and liquid generated by the heating;
A generator for generating electricity by rotating a turbine with the gas;
A gas cooler is provided, and the gas after being supplied to the power generation by the turbine and the liquid separated by the gas-liquid separator are brought into contact with each other in a cooling atmosphere by the cooler to convert the gas into the liquid. And a regenerator that absorbs and condenses and regenerates it as the circulating medium.
And the condensation absorber by embodiment of this invention is the following.
The body,
A first supply unit that is provided in the main body and supplies gas generated by heating of a circulating medium containing carbon dioxide, an amine compound, and water into the main body;
A second supply unit that is provided in the main body and supplies liquid in the heated circulating medium into the main body;
A cooler for cooling the atmosphere in the main body,
The gas and the liquid are brought into contact with each other in the main body cooled by the cooler so that the gas is absorbed into the liquid and condensed to regenerate the circulation medium.
In addition, the power generation method according to the embodiment of the present invention includes:
Heating a circulating medium containing carbon dioxide, an amine compound and water;
Separating the gas and liquid produced by the heating;
Rotating the turbine with the gas to generate electricity;
Regenerating the circulating medium by bringing the gas after being supplied to the turbine into contact with the liquid separated in the cooling atmosphere so that the gas is absorbed into the liquid and condensed. It is characterized by comprising.
本実施形態によれば、水あるいは水溶液に由来する水蒸気ならびに水あるいは水溶液に吸収されていたガスの凝縮と、水へのガスの吸収との両者を両立させかつ効率的に行うことができる。 According to this embodiment, water vapor derived from water or an aqueous solution, and condensation of gas absorbed in water or aqueous solution and absorption of gas into water can be made compatible and efficient.
実施形態に係る発電システム、凝縮吸収器および発電方法の好ましい幾つかの実施例について、図面を参照して説明する。 Several preferable examples of the power generation system, the condenser absorber, and the power generation method according to the embodiment will be described with reference to the drawings.
<発電システム>
<<第一の実施形態>>
図1は、本発明の実施形態による発電システムの好ましい一具体例の概要について示すものである。
図1に示される発電システムは、
二酸化炭素とアミン化合物と水とを含む循環媒体を加熱する加熱器(1)と、
前記加熱によって生じた気体と液体とを分離する気液分離器(2)と、
前記気体でタービン(3)を回転させて起電する発電機(4)と、
前記タービン(3)で発電に供された後の前記気体と、前記気液分離器(2)で分離された前記液体とが、冷却器(5)による冷却雰囲気中で接触することによって、前記気体が前記液体に吸収されると共に前記気体が凝縮して、前記循環媒体(M)が再生される凝縮吸収器である再生器(6)とを具備してなること、を特徴とする。
<Power generation system>
<< first embodiment >>
FIG. 1 shows an outline of a preferred specific example of a power generation system according to an embodiment of the present invention.
The power generation system shown in FIG.
A heater (1) for heating a circulating medium containing carbon dioxide, an amine compound and water;
A gas-liquid separator (2) for separating the gas and liquid generated by the heating;
A generator (4) for generating electricity by rotating the turbine (3) with the gas;
The gas after being subjected to power generation by the turbine (3) and the liquid separated by the gas-liquid separator (2) come into contact with each other in a cooling atmosphere by a cooler (5), thereby It comprises a regenerator (6) which is a condensation absorber in which gas is absorbed by the liquid and the gas is condensed to regenerate the circulating medium (M).
このような実施形態による発電システムは、前記再生された循環媒体の循環によって連続的に発電が行なわれるように構成されてなる。
図1に示される発電システムにおいて、再生器(6)内の液体状の循環媒体(M)は、ポンプ(12)により加熱器(1)へ圧送される。圧送される循環媒体は、循環使用されており、再生器(6)において再生されたものを用いることができる。なお、循環媒体は、再生器(6)とポンプ(12)との間に配置された循環媒体貯蔵容器(図示せず)に一時的に貯蔵することができる。
The power generation system according to such an embodiment is configured such that power generation is continuously performed by circulation of the regenerated circulation medium.
In the power generation system shown in FIG. 1, the liquid circulating medium (M) in the regenerator (6) is pumped to the heater (1) by the pump (12). The circulating medium to be pumped is circulated and can be regenerated in the regenerator (6). The circulating medium can be temporarily stored in a circulating medium storage container (not shown) disposed between the regenerator (6) and the pump (12).
実施形態に用いられる循環媒体は、二酸化炭素とアミン化合物と水とを含むものである。ここで、アミン化合物の水溶液は、二酸化炭素吸収能力があり、低温低圧で二酸化炭素を吸収して、二酸化炭素とアミン化合物と水とを含む水溶液である。そして、この循環媒体を加熱すると、比較的低い温度で、二酸化炭素を多く含む蒸気と、アミン化合物を多く含む液体とに分離するため、低温で蒸気を得ることができる。 The circulating medium used in the embodiment includes carbon dioxide, an amine compound, and water. Here, the aqueous solution of the amine compound is an aqueous solution having carbon dioxide absorption ability, absorbing carbon dioxide at a low temperature and low pressure, and containing carbon dioxide, an amine compound and water. When this circulating medium is heated, it is separated into a vapor containing a large amount of carbon dioxide and a liquid containing a large amount of an amine compound at a relatively low temperature, so that the vapor can be obtained at a low temperature.
このようなアミン化合物としては、工場などの排気ガスに含まれる二酸化炭素回収システムに用いられるものが好ましい。具体的には、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるものが好ましく、モノエタノールアミンがより好ましい。そして、実施形態における循環媒体は、このアミン化合物を含む水溶液に二酸化炭素を吸収させたものであるが、このような循環媒体として、工場などの排気ガスに含まれる二酸化炭素回収システムにおける、二酸化炭素を吸収させた吸収液を用いることもできる。 As such an amine compound, what is used for the carbon dioxide recovery system contained in exhaust gas, such as a factory, is preferable. Specifically, those selected from the group consisting of monoethanolamine, diethanolamine, methyldiethanolamine, diisopropanolamine, and combinations thereof are preferred, and monoethanolamine is more preferred. The circulation medium in the embodiment is obtained by absorbing carbon dioxide in the aqueous solution containing the amine compound. As such a circulation medium, carbon dioxide in a carbon dioxide recovery system contained in exhaust gas such as a factory is used. It is also possible to use an absorbing solution that has absorbed water.
循環媒体のアミン化合物の含有量は特に限定されず、熱源の温度や目的とする起電能力などに応じて適切に設定される。アミン化合物の濃度が高い方が二酸化炭素の放出性能が高くなって起電性能に有利に作用する。一方、循環媒体による装置の腐食を抑制するためには、アミン化合物の濃度は低い方が望ましい。このような観点から、循環媒体のアミン化合物含有量は、例えば10〜40質量%、好ましくは15〜30質量%である。特に、熱源の温度が100〜120℃の場合には、アミン化合物の含有量は約15質量%が適切である。 The content of the amine compound in the circulating medium is not particularly limited, and is appropriately set according to the temperature of the heat source, the target electromotive capacity, and the like. The higher the concentration of the amine compound, the higher the carbon dioxide release performance, which advantageously affects the electromotive performance. On the other hand, in order to suppress corrosion of the apparatus due to the circulating medium, it is desirable that the concentration of the amine compound is low. From such a viewpoint, the content of the amine compound in the circulating medium is, for example, 10 to 40% by mass, preferably 15 to 30% by mass. In particular, when the temperature of the heat source is 100 to 120 ° C., the content of the amine compound is suitably about 15% by mass.
また、二酸化炭素の含有率は、循環媒体に含まれるアミン化合物に含まれるアミン基1モルあたり0.3〜1.0モル、好ましくは0.3〜0.7モルである。なお、この二酸化炭素とアミン化合物との割合は、前記ポンプから圧送されるとき、すなわち蒸気を発生させる前のものである。また、アミン化合物がモノエタノールアミンなどのモノアミンの場合は、アミン化合物に含まれるアミン基のモル数は、アミン化合物のモル数に一致する。 Moreover, the content rate of a carbon dioxide is 0.3-1.0 mol per mol of amine groups contained in the amine compound contained in a circulating medium, Preferably it is 0.3-0.7 mol. The ratio of carbon dioxide to amine compound is that when pumped from the pump, that is, before generating steam. When the amine compound is a monoamine such as monoethanolamine, the number of moles of the amine group contained in the amine compound matches the number of moles of the amine compound.
この循環媒体は、ポンプによって加圧されるが、そのときの圧力は一般的に知られているカリーナサイクルに比較して低い。具体的には150〜200kPaであることが好ましく、170〜190kPaであることが好ましい。 This circulating medium is pressurized by a pump, but the pressure at that time is lower than that of a generally known carina cycle. Specifically, it is preferably 150 to 200 kPa, and preferably 170 to 190 kPa.
圧送された循環媒体は、加熱器(1)によって加熱される。この加熱には任意の熱源(13)を用いることができるが、本実施形態による発電方法は、一般的な発電方法に比べて低温で起電することができる。具体的には、工場排水、発電所排水、地熱、または温泉熱を用いることができる。加熱後の循環媒体の温度は、熱源の種類および温度、ならびに加熱器(1)の構造などを調整することによって変更することが可能である。加熱によって、循環媒体を気液二相状態にすることが必要であるが、そのためには、加熱後の循環媒体の温度が高いことが好ましい。一方、循環媒体中に含まれるアミン化合物の劣化を抑制するため、また循環媒体から二酸化炭素を十分に放出させるためには、温度が一定温度以下であることが好ましい。このような観点から加熱後の循環媒体の温度が80〜120℃となるように調整されることが好ましい。 The circulating medium thus pumped is heated by the heater (1). Although an arbitrary heat source (13) can be used for this heating, the power generation method according to the present embodiment can generate electricity at a lower temperature than a general power generation method. Specifically, factory waste water, power plant waste water, geothermal heat, or hot spring heat can be used. The temperature of the circulating medium after heating can be changed by adjusting the type and temperature of the heat source, the structure of the heater (1), and the like. Although it is necessary to bring the circulating medium into a gas-liquid two-phase state by heating, it is preferable that the temperature of the circulating medium after heating is high. On the other hand, in order to suppress deterioration of the amine compound contained in the circulating medium and to sufficiently release carbon dioxide from the circulating medium, the temperature is preferably equal to or lower than a certain temperature. From such a viewpoint, it is preferable that the temperature of the circulating medium after heating is adjusted to 80 to 120 ° C.
加熱器(1)において加熱された循環媒体は、気液二相状態となり、気液分離器(2)に供給される。気液二相状態の循環媒体は、気液分離器(2)で、二酸化炭素−水蒸気混合気体と、水およびアミン化合物を主成分とする液体とに分離される。 The circulating medium heated in the heater (1) becomes a gas-liquid two-phase state and is supplied to the gas-liquid separator (2). The gas-liquid two-phase circulating medium is separated into a carbon dioxide-water vapor mixed gas and a liquid mainly composed of water and an amine compound by the gas-liquid separator (2).
分離された二酸化炭素−水蒸気混合気体は、タービン(3)に供給されて断熱膨張し、これを駆動する。この駆動エネルギーが起電に利用されて発電される。 The separated carbon dioxide-water vapor mixed gas is supplied to the turbine (3) to adiabatically expand and drive it. This drive energy is used for electromotive force to generate electricity.
タービン(3)を駆動した後、混合気体は再生器(6)へ供給される。一方、気液分離器(2)で分離された液体も、再生器(6)へ供給される。本実施形態においては、タービン(3)を駆動した混合気体は再生器(6)の本体の側方に設けられた側方供給部から、気液分離器(2)で分離された液体は再生器(6)の本体の上方に設けられた上方供給部からそれぞれ再生器(6)の本体内に導入される。 After driving the turbine (3), the gas mixture is supplied to the regenerator (6). On the other hand, the liquid separated by the gas-liquid separator (2) is also supplied to the regenerator (6). In the present embodiment, the mixed gas that has driven the turbine (3) is regenerated from the side supply unit provided on the side of the main body of the regenerator (6), and the liquid separated by the gas-liquid separator (2) is regenerated. Each is introduced into the main body of the regenerator (6) from an upper supply part provided above the main body of the container (6).
この再生器(6)には、その本体の内部に冷却器(5)が配置されていて、タービン(3)を駆動した後の気体と、気液分離器(2)から供給された液体とが、この冷却器(5)による冷却条件下で接触することによって、前記気体が前記液体に吸収されると共に、前記気体が凝縮して、前記循環媒体(M)が再生するようになっている。 In this regenerator (6), a cooler (5) is arranged inside the main body, and the gas after driving the turbine (3) and the liquid supplied from the gas-liquid separator (2) However, by contacting under the cooling condition by the cooler (5), the gas is absorbed by the liquid and the gas is condensed to regenerate the circulating medium (M). .
冷却器(5)に冷却液を連続的に流通させることによって、再生器(6)の本体内部の気体および液体(すなわち再生器(6)の本体内部の雰囲気)の冷却を継続して行うことができる。冷却器(5)に流通させる冷却液の温度は低い方が好ましいが、例えば地下水、河川水、海水、水道水、その他のような常温(例えば5〜35℃)の冷却液を流入させることができるし、冷却器(5)へ流通させる前に予め冷却しておくことができる。冷却器(5)は、一つの再生器(6)の内部に一個または複数個配置することができる。 Continuously cooling the gas and liquid inside the main body of the regenerator (6) (that is, the atmosphere inside the main body of the regenerator (6)) by continuously circulating the coolant through the cooler (5). Can do. Although it is preferable that the temperature of the coolant to be circulated through the cooler (5) is low, for example, a coolant at room temperature (for example, 5 to 35 ° C.) such as groundwater, river water, seawater, tap water, or the like is allowed to flow. Or it can be pre-cooled before being distributed to the cooler (5). One or a plurality of coolers (5) can be arranged inside one regenerator (6).
ここで、気液分離器(2)からの液体は、第二の噴霧器(11)によって霧状にして再生器(6)内部の気相中へ噴霧することが好ましい。霧状にして供給することで、断熱膨張による冷却作用を利用することができ、かつ液体と気体との接触面積の増加によって気体の速やかな冷却と、液中へ二酸化炭素の速やかな吸収を促進することができる。 Here, the liquid from the gas-liquid separator (2) is preferably atomized by the second sprayer (11) and sprayed into the gas phase inside the regenerator (6). By supplying in the form of a mist, the cooling action by adiabatic expansion can be used, and by increasing the contact area between the liquid and the gas, rapid cooling of the gas and rapid absorption of carbon dioxide into the liquid are promoted. can do.
図2は、図1に示された実施形態による発電システムにおける再生器(6)のA−A’断面を示すものである。 FIG. 2 shows an A-A ′ cross section of the regenerator (6) in the power generation system according to the embodiment shown in FIG. 1.
再生器(6)では、水蒸気の凝縮とともに、二酸化炭素吸収のために水温を低下させることが好ましいことから、冷却器(5)は、再生器(6)内部において、気相中に露出するとともに、その一部が液体相中に浸かっていることが好ましい。これによって、液体温度を凝縮吸収器に内部圧力の飽和温度以下に容易に低下させることができ、循環水の噴霧による凝縮と二酸化炭素の吸収が促進される。 In the regenerator (6), it is preferable to reduce the water temperature for carbon dioxide absorption along with the condensation of water vapor, so that the cooler (5) is exposed to the gas phase inside the regenerator (6). It is preferable that a part thereof is immersed in the liquid phase. As a result, the liquid temperature can be easily lowered below the saturation temperature of the internal pressure in the condensation absorber, and condensation and carbon dioxide absorption by spraying of the circulating water are promoted.
ここで、冷却器(4)の露出部(即ち、気体との接触部)に液体膜が存在すると、冷却器(4)の表面からは気体相への熱伝達効率が低下する可能性があることから、それを防止するために、第二の噴霧器(11)から噴出した液体が冷却器(5)の表面にかからないように、冷却器(4)と第二の噴霧器(11)との間に遮液板(14)を、必要に応じて配置することが好ましい。そのような遮液板(14)としては、図2のように、断面形状が傘状のものが適当である。遮液板(14)の上部には、液体と気体との接触面積を増加させるため、凹凸を設けることができる。これによって、蒸気の凝縮と二酸化炭素の吸収を更に効率化させることができる。 Here, when a liquid film exists in the exposed part (that is, the contact part with gas) of the cooler (4), the heat transfer efficiency from the surface of the cooler (4) to the gas phase may be reduced. Therefore, in order to prevent this, the liquid sprayed from the second sprayer (11) does not reach the surface of the cooler (5), so that it is between the cooler (4) and the second sprayer (11). It is preferable to arrange a liquid shielding plate (14) as needed. As such a liquid shielding plate (14), as shown in FIG. 2, an umbrella-shaped cross section is suitable. In order to increase the contact area between the liquid and the gas, irregularities can be provided on the upper part of the liquid shielding plate (14). Thereby, the condensation of vapor and the absorption of carbon dioxide can be made more efficient.
このようにして再生器(6)において再生された循環媒体(M)は、再度、加熱器(1)へ導かれ、上述のように再度循環されて連続的に発電が行なわれる。 The circulating medium (M) regenerated in the regenerator (6) in this manner is again guided to the heater (1), and recirculated as described above to continuously generate power.
そのような循環媒体の循環による連続的な発電は、図1に示されるような、上記の各装置等の間に循環媒体を流通させるために、
前記凝縮吸収器(5)で再生された前記循環媒体を前記加熱器(1)に導く第一の流通ライン(a)と、
前記気水分離器(2)で分離された前記気体を前記発電機(3)に導く第二の流通ライン(b)と、
前記発電機(3)で発電に供した後の前記気体を前記再生器(6)に導く第三の流通ライン(c)と、
前記気液分離器(2)で分離された前記液体を前記再生器(6)に導く第四の流通ライン(d)を具備することによって、容易に実現することが可能である。
In order to circulate the circulating medium between the above-described devices and the like as shown in FIG.
A first distribution line (a) for guiding the circulating medium regenerated by the condensation absorber (5) to the heater (1);
A second distribution line (b) for guiding the gas separated by the steam separator (2) to the generator (3);
A third distribution line (c) for guiding the gas after being subjected to power generation by the generator (3) to the regenerator (6);
This can be easily realized by providing a fourth distribution line (d) for guiding the liquid separated by the gas-liquid separator (2) to the regenerator (6).
これらの各流通ラインには、必要に応じて、バルブ(15)を一個または複数個を配置することができる。これによって、発電システムの制御が容易になると共に、安定的かつ効率的に運転することが容易になる。 In each of these distribution lines, one or a plurality of valves (15) can be arranged as necessary. This facilitates control of the power generation system and facilitates stable and efficient operation.
さらに、前記第一の流通ライン(a)を流通する前記循環媒体と、前記第四の流通ライン(d)を流通する前記液体との間で熱交換を行う熱交換器(7)を設けることが好ましい。熱交換器(7)を設けることによって、第四の流通ライン(d)を流通する液体の温度を低下させることができる。再生器(6)に、このような温度が低い液体を供給することによって、気体の凝縮および気体の液体への吸収を更に促進することができる。これによって、例えば、再生器(6)および冷却器(5)の小型化、再生器(6)内部の温度ないし圧力の低下、これによるタービン(3)の排気ライン(第三の流通ライン(c))内部の圧力低下、発電効率の向上などを、さらに図ることができる。 And a heat exchanger (7) for exchanging heat between the circulation medium flowing through the first distribution line (a) and the liquid flowing through the fourth distribution line (d). Is preferred. By providing the heat exchanger (7), the temperature of the liquid flowing through the fourth distribution line (d) can be lowered. By supplying such a low temperature liquid to the regenerator (6), the condensation of the gas and the absorption of the gas into the liquid can be further promoted. As a result, for example, the regenerator (6) and the cooler (5) can be downsized, the temperature or pressure inside the regenerator (6) can be reduced, and the exhaust line of the turbine (3) (the third distribution line (c) )) Further reduction of internal pressure and improvement of power generation efficiency can be achieved.
<<第二の実施形態>>
図3は、本発明の実施形態による発電のさらに好ましい具体例の概要について示すものである。
図3に示される発電システムは、図1に示される発電システムにおいて、再生器(6)において再生され再生器(6)の外部に導き出された循環媒体を、加熱器(1)へ供給される前にその一部を取り出して、それを再生器(6)へ供給するものである。そのため、第一の流通ライン(a)を流通する循環媒体の少なくとも一部を、前記再生器(6)に導いて循環させる再生器循環ラインである第五の流通ライン(e)を具備してなる。
<< Second Embodiment >>
FIG. 3 shows an outline of a more preferable specific example of power generation according to the embodiment of the present invention.
In the power generation system shown in FIG. 3, the circulating medium regenerated in the regenerator (6) and led to the outside of the regenerator (6) in the power generation system shown in FIG. 1 is supplied to the heater (1). A part of it is taken out before and supplied to the regenerator (6). For this purpose, a fifth distribution line (e), which is a regenerator circulation line for circulating at least a part of the circulation medium flowing through the first distribution line (a) to the regenerator (6), is provided. Become.
この第二の実施形態による発電システムにおいては、気液分離器(2)で分離された液体に加えて、再生器(6)の外部に導き出された温度が低い循環媒体がさらに再生器(6)へ供給されることから、再生器(6)における気体の凝縮および気体の液体への吸収が更に促進される。これによって、例えば、再生器(6)ならびに冷却器(5)の小型化、再生器(6)内部の温度ないし圧力の低下、これによる発電効率の向上などをさらに達成することができる。 In the power generation system according to the second embodiment, in addition to the liquid separated by the gas-liquid separator (2), a circulating medium having a low temperature led to the outside of the regenerator (6) is further added to the regenerator (6 ), The condensation of the gas and the absorption of the gas in the regenerator (6) are further promoted. Thereby, for example, it is possible to further reduce the size of the regenerator (6) and the cooler (5), lower the temperature or pressure inside the regenerator (6), and thereby improve the power generation efficiency.
図4は、図2に示された本発明の第二の実施形態による発電システムに特に適した再生器(6)およびその周辺部を示すものである。
図4に示される再生器(6)には、その一端に、第三の流通ライン(c)が接続されて、タービン(3)で発電に供された後の気体が導入されるようになっており、この気体の導入ならびに気体凝縮の進行に伴う装置内圧力の低下によって、再生器(6)の内部に矢印方向に沿って気流が生じるようになっている。
FIG. 4 shows a regenerator (6) particularly suitable for the power generation system according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 and its peripheral part.
The regenerator (6) shown in FIG. 4 is connected to one end of the third distribution line (c), and the gas after being supplied to the power generation by the turbine (3) is introduced. As the gas is introduced and the pressure in the apparatus decreases with the progress of gas condensation, an air flow is generated in the regenerator (6) along the arrow direction.
そして、再生器(6)では、気流の流れ方向の上流部側に、再生器(6)で再生された循環媒体の少なくとも一部が第一の噴霧器(10)によって噴霧されるとともに、気流の流れ方向の下流部側に気液分離器(2)で分離された液状の循環媒体が第二の噴霧器(11)によって噴霧される。 In the regenerator (6), at least a part of the circulating medium regenerated in the regenerator (6) is sprayed by the first sprayer (10) on the upstream side in the flow direction of the airflow. The liquid circulating medium separated by the gas-liquid separator (2) is sprayed by the second sprayer (11) on the downstream side in the flow direction.
このように、気流の流れ方向の上流部側で温度が低い循環媒体を噴霧することで、気相中の蒸気の凝縮を促進することができる。その結果、下流部側の気相中の二酸化炭素の存在割合を高めることができる。 Thus, the condensation of vapor in the gas phase can be promoted by spraying the circulating medium having a low temperature on the upstream side in the airflow direction. As a result, the abundance of carbon dioxide in the gas phase on the downstream side can be increased.
次いで、再生器(6)の流れ方向の下流部側では、二酸化炭素の存在割合が高められた気体に対して、気液分離器(2)で分離された液体が噴霧される。なお、この気液分離器(2)で分離された液体は、気液分離器(2)において気体(この気体は、主として水蒸気および二酸化酸素からなる)が分離された結果、第一の流通ライン(a)を流通する循環媒体よりもアミン濃度が濃いものであって、従って二酸化炭素の吸収性が高いものである。また、二酸化炭素のアミン水溶液への溶け込みは、気相中の二酸化炭素の割合が高いほど促進される。 Next, on the downstream side in the flow direction of the regenerator (6), the liquid separated by the gas-liquid separator (2) is sprayed on the gas in which the carbon dioxide content is increased. The liquid separated in the gas-liquid separator (2) is separated from the gas (this gas is mainly composed of water vapor and oxygen dioxide) in the gas-liquid separator (2). The amine concentration is higher than that of the circulating medium circulating (a), and therefore, the carbon dioxide absorbability is high. Further, the dissolution of carbon dioxide into the aqueous amine solution is promoted as the proportion of carbon dioxide in the gas phase increases.
このことから、本実施の形態における発電システムでは、再生器(6)において、気流の流れ方向の上流部側で相対的に温度が低い循環媒体が噴霧されることで、気相中の水蒸気の凝縮が促進される結果、上流部側の気相中の二酸化炭素の存在割合が高められ、そこへアミン濃度が高いアミン溶液が噴霧されることから、二酸化炭素の吸収も促進されるので、非常に効率よく迅速に循環媒体の再生を行うことができる。 From this, in the power generation system according to the present embodiment, in the regenerator (6), the circulating medium having a relatively low temperature is sprayed on the upstream side in the flow direction of the airflow, thereby As a result of the promotion of condensation, the presence of carbon dioxide in the gas phase on the upstream side is increased, and the amine solution having a high amine concentration is sprayed there, so that absorption of carbon dioxide is also promoted. Thus, the circulating medium can be reproduced efficiently and quickly.
この第二の実施形態においても、第一の実施形態(図2)と同様に、冷却器(4)は、気相中に露出するとともに一部が液体相中に浸かっていることが好ましい。そして、第一の噴霧器(10)から噴出した循環媒体ならびに第二の噴霧器(11)から噴出した液体が、冷却器(5)の表面にかからないようにするために、冷却器(5)と第一の噴霧器(10)、第二の噴霧器(11)との間に遮液板(14)を配置することが好ましい。また、必要に応じて、遮液板(14)の上部には、液体と気体との接触面積を増加させるために凹凸を設けることができる。 In the second embodiment, similarly to the first embodiment (FIG. 2), it is preferable that the cooler (4) is exposed in the gas phase and partially immersed in the liquid phase. In order to prevent the circulating medium ejected from the first sprayer (10) and the liquid ejected from the second sprayer (11) from reaching the surface of the cooler (5), It is preferable to arrange a liquid shielding plate (14) between the first sprayer (10) and the second sprayer (11). Further, if necessary, irregularities can be provided on the upper part of the liquid shielding plate (14) in order to increase the contact area between the liquid and the gas.
また、発電システムの運転効率の向上または安全性を考慮し、圧力や温度の過度の上昇や局在化を防止するための種々の装置(例えば、制御装置や安全装置)を具備してなるものも実施形態に包含される。 In addition, in consideration of improvement in operating efficiency or safety of the power generation system, various devices (for example, control devices and safety devices) for preventing excessive increase in pressure and temperature and localization are provided. Are also included in the embodiments.
<<第三の実施形態>>
上述の第二の実施形態のように、気液分離器(2)で分離された液体と、再生器(6)の外部に導き出された循環媒体の一部との両者が、再生器(6)へ供給される形態の場合には、前記液体と前記循環媒体の一部との間で熱交換を行なうことが好ましい。そのために、図5に示されるように、気液分離器(2)で分離された液体(即ち、第四の流通ライン(d)を流通する液体)と、再生器(6)の外部に導き出された循環媒体の一部(即ち、第五の流通ライン(e)を流通する循環媒体)との間で熱交換を行う熱交換器(8)を配置することができる。
<< Third embodiment >>
As in the second embodiment described above, both the liquid separated by the gas-liquid separator (2) and a part of the circulating medium led to the outside of the regenerator (6) are combined into the regenerator (6 ), It is preferable to exchange heat between the liquid and a part of the circulating medium. Therefore, as shown in FIG. 5, the liquid separated by the gas-liquid separator (2) (that is, the liquid flowing through the fourth distribution line (d)) and the outside of the regenerator (6) are led out. A heat exchanger (8) for exchanging heat with a part of the circulating medium (that is, the circulating medium flowing through the fifth distribution line (e)) can be arranged.
この熱交換器(8)を具備することで、気液分離器(2)で分離された液体の温度を、再生器(6)へ導入する前に低下させることができる。これによって、再生器(6)における気体の凝縮および気体の液体への吸収を更に促進することができる。 By providing this heat exchanger (8), the temperature of the liquid separated by the gas-liquid separator (2) can be lowered before being introduced into the regenerator (6). Thereby, the condensation of the gas and the absorption of the gas in the regenerator (6) can be further promoted.
したがって、例えば、再生器(6)および冷却器(5)の小型化、再生器(6)内部の温度ないし圧力の低下、これによるタービン(3)の排気ライン(第三の流通ライン(c))内部の圧力低下、発電効率の向上などを、さらに図ることができる。 Therefore, for example, the regenerator (6) and the cooler (5) can be downsized, the temperature or pressure in the regenerator (6) can be reduced, and the exhaust line of the turbine (3) (the third distribution line (c)). ) Further reduction of internal pressure and improvement of power generation efficiency can be achieved.
<<第四の実施形態>>
図6は、本発明の実施形態による発電システムのさらに好ましい一具体例の概要について示すものである。
本発明の実施形態による発電システムでは、図6に示されるように、気液分離器(2)で分離された液体(即ち、第四の流通ライン(d)を流通する液体)を冷却する冷却器(9)を具備することができる。
<< Fourth embodiment >>
FIG. 6 shows an outline of a more preferable specific example of the power generation system according to the embodiment of the present invention.
In the power generation system according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, cooling that cools the liquid separated by the gas-liquid separator (2) (that is, the liquid that flows through the fourth distribution line (d)). A vessel (9) can be provided.
この熱交換器(9)を具備することで、気液分離器(2)で分離された液体の温度を、再生器(6)へ導入する前に低下させることができる。これによって、再生器(6)における気体の凝縮および気体の液体への吸収を更に促進することができる。 By providing this heat exchanger (9), the temperature of the liquid separated by the gas-liquid separator (2) can be lowered before being introduced into the regenerator (6). Thereby, the condensation of the gas and the absorption of the gas in the regenerator (6) can be further promoted.
したがって、例えば、再生器(6)および冷却器(5)の小型化、再生器(6)内部の温度ないし圧力の低下、これによるタービン(3)の排気ライン(第三の流通ライン(c))内部の圧力低下、発電効率の向上などを、さらに図ることができる。 Therefore, for example, the regenerator (6) and the cooler (5) can be downsized, the temperature or pressure in the regenerator (6) can be reduced, and the exhaust line of the turbine (3) (the third distribution line (c)). ) Further reduction of internal pressure and improvement of power generation efficiency can be achieved.
冷却器(9)に外部から冷却媒体を流通させることよって、第四の流通ライン(d)を流通する液体を継続的に冷却することができる。 By circulating the cooling medium from the outside to the cooler (9), the liquid flowing through the fourth distribution line (d) can be continuously cooled.
冷却器(9)への冷却液の流通経路は、前述の冷却器(5)用の冷却液の流通経路とは独立した別系統で行うことができるし、また、図6に示されるように、冷却器(9)への冷却液の流通経路と前述の冷却器(5)用の冷却液の流通経路とを繋げて、共通の冷却液を冷却器(9)および冷却器(5)の両者に流通させることができる。 The flow path of the coolant to the cooler (9) can be performed by a separate system independent of the flow path of the coolant for the cooler (5) described above, and as shown in FIG. The coolant flow path to the cooler (9) and the coolant flow path for the cooler (5) described above are connected, and the common coolant is passed through the cooler (9) and the cooler (5). It can be distributed to both.
<<第五の実施形態>>
図7は、本発明の実施形態による発電システムのさらに好ましい一具体例の概要について示すものである。
本発明の実施形態による発電システムでは、図7に示されるように、
気液分離器(2)で分離された液体を再生器(6)に導く流通ライン(d)に配置されたジェットポンプ(16)と、
再生器6で凝縮した循環媒体(M)の少なくとも一部を、前記ジェットポンプ(16)に導く流通ライン(f)とを
さらに具備してなるものである。
このような第五の実施形態においては、気液分離器(2)で分離された液体をジェットポンプ(16)の駆動流体とし、一方、再生器(6)で冷却器(5)により冷却されて凝縮した循環媒体(M)を被駆動流体としてジェットポンプ(16)に供給することによって、再生器(6)で凝縮し冷却された循環媒体(M)が、流通ライン(f)を流通して循環するように構成されている。
このような好ましい実施形態では、気液分離器(2)で分離された液体(即ち、第四の流通ライン(d)を流通する液体)と流通ライン(f)によって導かれた循環媒体(M)と混合する(この混合は、ジェットポンプ(16)において行われる)ことによって、気液分離器(2)で分離された液体を、再生器(6)へ導入する前に、冷却することができる。さらに、再生器(6)内への吸収液のスプレイ流量をも増加させることによって、再生器(6)における気体の凝縮、および気体の液体への吸収をさらに促進することができる。
これらによる再生器(6)内部の圧力の低下は、第三の流通ライン(c)内部の圧力低下をもたらし、その結果、タービン(3)へ導入される気体圧力と第三の流通ライン(c)内部圧力との差が拡大して、タービン(3)の作動効率が向上する。
図7に示されるような発電システムでは、気液分離器(2)で分離された液体(即ち、第四の流通ライン(d)を流通する液体)は、気水分離器(2)とほぼ同等の圧力を持っていることから、追加の動力なしに、ジェットポンプ(16)を駆動できるので、再生器(6)内の冷却された循環媒体(M)を循環させることが可能である。
以上、詳述した通り、本発明の第五の実施形態によれば、僅かにジェットポンプ(16)および流通ライン(f)を付加することによって、追加の動力なしに、再生器(6)における気体の凝縮および気体の液体への吸収をさらに促進することができ、タービン(3)の作動効率の向上ならびにさらなる発電効率の向上を達成することができる。
<凝縮吸収器>
本発明の実施形態による凝縮吸収器は、
本体と、
前記本体に設けられ、二酸化炭素とアミン化合物と水とを含む循環媒体の加熱によって生じた気体を前記本体内に供給する第一の供給部と、
前記本体に設けられ、加熱された前記循環媒体のうちの液体を前記本体内に供給する第二の供給部と、
前記本体内の雰囲気を冷却する冷却器と、を備え、
当該冷却器によって冷却された前記本体内で前記気体と前記液体を接触させて前記気体を前記液体に吸収させると共に凝縮させて、前記循環媒体を再生させること、を特徴とする。
このような本発明の実施形態による凝縮吸収器は、好ましくは、図1に示されるように、 二酸化炭素とアミン化合物と水とを含む循環媒体を加熱する加熱器(1)と、前記加熱によって生じた気体と液体とを分離する気液分離器(2)と、前記気体でタービン(3)を回転させて起電する発電機(4)と、前記循環媒体を再生する再生器(6)とを具備してなる発電システムに適用できる前記再生器(6)であって、
前記タービン(3)で発電に供された後の前記気体と、前記気液分離器(2)で分離された前記液体とが、冷却器(5)による冷却雰囲気中で接触することによって、前記気体が前記液体に吸収されると共に前記気体が凝縮して、前記循環媒体を再生させるものである。
<< Fifth embodiment >>
FIG. 7 shows an outline of a more preferable specific example of the power generation system according to the embodiment of the present invention.
In the power generation system according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG.
A jet pump (16) disposed in a distribution line (d) for guiding the liquid separated by the gas-liquid separator (2) to the regenerator (6);
A circulation line (f) for guiding at least a part of the circulating medium (M) condensed in the
In such a fifth embodiment, the liquid separated by the gas-liquid separator (2) is used as the driving fluid of the jet pump (16), while the regenerator (6) is cooled by the cooler (5). By supplying the condensed circulation medium (M) to the jet pump (16) as a driven fluid, the circulation medium (M) condensed and cooled by the regenerator (6) flows through the distribution line (f). Is configured to circulate.
In such a preferred embodiment, the liquid separated by the gas-liquid separator (2) (that is, the liquid flowing through the fourth distribution line (d)) and the circulation medium (M) guided by the distribution line (f). The liquid separated in the gas-liquid separator (2) can be cooled before being introduced into the regenerator (6) by mixing (this mixing takes place in the jet pump (16)). it can. Furthermore, by increasing the spray flow rate of the absorbing liquid into the regenerator (6), it is possible to further promote the condensation of the gas and the absorption of the gas in the regenerator (6).
The pressure drop inside the regenerator (6) due to these causes a pressure drop inside the third distribution line (c), and as a result, the gas pressure introduced into the turbine (3) and the third distribution line (c) ) The difference from the internal pressure is enlarged, and the operating efficiency of the turbine (3) is improved.
In the power generation system as shown in FIG. 7, the liquid separated by the gas-liquid separator (2) (that is, the liquid flowing through the fourth distribution line (d)) is almost the same as the gas-water separator (2). Since they have the same pressure, the jet pump (16) can be driven without any additional power, so that the cooled circulating medium (M) in the regenerator (6) can be circulated.
As described above in detail, according to the fifth embodiment of the present invention, in the regenerator (6) without additional power, by slightly adding a jet pump (16) and a distribution line (f). Condensation of gas and absorption of gas into liquid can be further promoted, and improvement of the operation efficiency of the turbine (3) and further improvement of power generation efficiency can be achieved.
<Condensation absorber>
The condensation absorber according to the embodiment of the present invention is:
The body,
A first supply unit that is provided in the main body and supplies gas generated by heating of a circulating medium containing carbon dioxide, an amine compound, and water into the main body;
A second supply unit that is provided in the main body and supplies liquid in the heated circulating medium into the main body;
A cooler for cooling the atmosphere in the main body,
The gas and the liquid are brought into contact with each other in the main body cooled by the cooler so that the gas is absorbed into the liquid and condensed to regenerate the circulation medium.
Such a condensing absorber according to an embodiment of the present invention preferably has a heater (1) for heating a circulating medium containing carbon dioxide, an amine compound and water, as shown in FIG. A gas-liquid separator (2) for separating the generated gas and liquid, a generator (4) for generating electricity by rotating a turbine (3) with the gas, and a regenerator (6) for regenerating the circulating medium The regenerator (6) applicable to a power generation system comprising:
The gas after being subjected to power generation by the turbine (3) and the liquid separated by the gas-liquid separator (2) come into contact with each other in a cooling atmosphere by a cooler (5), thereby Gas is absorbed by the liquid and the gas is condensed to regenerate the circulating medium.
本発明の実施形態による凝縮吸収器(再生器)の好ましい一具体例は、図1〜図7ならびに <発電システム> についての <<第一の実施形態>> 〜 <<第五の実施形態>> において、詳述した通りのものであって、好ましくは、冷却器(5)、第一の噴霧器(10)、第二の噴霧器(11)、遮液板(14)等を具備してなるものである。また、当該再生器(6)で再生された循環媒体の循環によって連続的に発電が行なわれるように、前記の循環媒体ないし液体および気体を、加熱器(1)、気液分離器(2)、タービン(3)、発電機(4)、熱交換器(7)、熱交換器(8)、冷却器(9)、ポンプ(12)、熱源(13)、バルブ(15)、ジェットポンプ(16)等の各装置ならびに上記装置の間に流通させる各流通ライン(a)〜(f)等を、必要に応じて接続することができる。 A preferred specific example of the condensing absorber (regenerator) according to the embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 to 7 and <power generation system> << first embodiment >> to << fifth embodiment> >, As described in detail, preferably comprising a cooler (5), a first sprayer (10), a second sprayer (11), a liquid shielding plate (14), etc. Is. Further, the circulating medium or liquid and gas are supplied to the heater (1) and the gas-liquid separator (2) so that power generation is continuously performed by circulation of the circulating medium regenerated by the regenerator (6). , Turbine (3), generator (4), heat exchanger (7), heat exchanger (8), cooler (9), pump (12), heat source (13), valve (15), jet pump ( 16) and the like, and the distribution lines (a) to (f) distributed between the devices can be connected as necessary.
<発電方法>
本発明の実施形態による発電方法は、
二酸化炭素とアミン化合物と水とを含む循環媒体を加熱する工程と、
前記加熱によって生じた気体と液体とを分離する工程と、
前記気体でタービンを回転させて起電する工程と、
前記タービンで発電に供された後の前記気体と、分離された前記液体とが、冷却雰囲気中で接触することによって、前記気体を前記液体に吸収させると共に、前記気体を凝縮させて、前記循環媒体が再生する工程とを含んでなり、
前記再生された循環媒体の循環によって連続的に発電を行なうこと、を特徴とする。
<Power generation method>
A power generation method according to an embodiment of the present invention includes:
Heating a circulating medium containing carbon dioxide, an amine compound and water;
Separating the gas and liquid produced by the heating;
Rotating the turbine with the gas to generate electricity;
The gas after being subjected to power generation by the turbine and the separated liquid come into contact with each other in a cooling atmosphere, thereby absorbing the gas into the liquid and condensing the gas to circulate the gas. A medium reproducing step,
Power generation is continuously performed by circulation of the regenerated circulation medium.
実施形態による発電方法は、例えば前記の発電システムにおいても実現されているものである。 The power generation method according to the embodiment is also realized, for example, in the above power generation system.
ここで、「二酸化炭素とアミン化合物と水とを含む循環媒体を加熱する工程」は、例えば図1、図3に記載された加熱器(1)において実施することができる。 Here, the “step of heating a circulating medium containing carbon dioxide, an amine compound, and water” can be performed, for example, in the heater (1) described in FIGS.
「前記加熱によって生じた気体と液体とを分離する工程」は、例えば図1、図3に記載された気液分離器(2)において実施することができる。 The “step of separating the gas and liquid generated by the heating” can be performed, for example, in the gas-liquid separator (2) described in FIGS.
「前記気体でタービンを回転させて起電する工程」は、例えば図1、図3に記載されたタービン(3)および発電機(4)において実施することができる。 The “step of generating electricity by rotating the turbine with the gas” can be performed in, for example, the turbine (3) and the generator (4) described in FIGS.
「前記タービンで発電に供された後の前記気体と、分離された前記液体とが、冷却雰囲気中で接触することによって、前記気体を前記液体に吸収させると共に、前記気体を凝縮させて、前記循環媒体が再生する工程」は、例えば図1〜図7に記載の再生器(6)ならびに冷却器(5)において実施することができる。 “The gas after being subjected to power generation in the turbine and the separated liquid are brought into contact with each other in a cooling atmosphere so that the gas is absorbed into the liquid and the gas is condensed, The step of regenerating the circulating medium can be performed, for example, in the regenerator (6) and the cooler (5) described in FIGS.
「前記再生された循環媒体の循環によって連続的に発電を行なう」ことは、上記各装置等に加えて、循環媒体(M)を採用し、例えば図1〜図7のポンプ(12)およびジェットポンプ(16)ならびに上記各装置等の間を接続する各流通ラインを用いて実施することができる。 “Continuously generating electric power by circulation of the regenerated circulating medium” employs a circulating medium (M) in addition to the above-described devices and the like, for example, the pump (12) and the jet shown in FIGS. It can implement using each distribution line which connects between a pump (16) and said each apparatus.
したがって、実施形態による発電方法は、好ましくは、図1〜図7ならびに <発電システム> についての <<第一の実施形態>> 〜 <<第五の実施形態>> において詳述した各装置(例えば、加熱器(1)、気液分離器(2)、タービン(3)、発電機(4)、冷却器(5)、再生器(6)、熱交換器(7)、熱交換器(8)、冷却器(9)、第一の噴霧器(10)、第二の噴霧器(11)、ポンプ(12)、熱源(13)、遮液板(14)、バルブ(15)、ジェットポンプ(16)、各流通ライン(a)〜(f))等を、必要に応じて具備してなる発電システムにおいて実施することができる。 Therefore, the power generation method according to the embodiment is preferably the devices described in detail in the first embodiment to the fifth embodiment with respect to FIGS. For example, heater (1), gas-liquid separator (2), turbine (3), generator (4), cooler (5), regenerator (6), heat exchanger (7), heat exchanger ( 8), cooler (9), first sprayer (10), second sprayer (11), pump (12), heat source (13), liquid shielding plate (14), valve (15), jet pump ( 16), each distribution line (a)-(f)) etc. can be implemented in a power generation system comprising as necessary.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更あるいは付加等を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, additions, and the like can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1:加熱器、2:気液分離器、3:タービン、4:発電機、5:冷却器、6:再生器、7:熱交換器、8:熱交換器、9:冷却器、10:第一の噴霧器、11:第二の噴霧器、12:ポンプ、13:熱源、14:遮液板、15:バルブ、ジェットポンプ(16)、a:第一の流通ライン、b:第二の流通ライン、c:第三の流通ライン、d:第四の流通ライン、e:第五の流通ライン、f:第六の流通ライン、M:循環媒体 1: Heater, 2: Gas-liquid separator, 3: Turbine, 4: Generator, 5: Cooler, 6: Regenerator, 7: Heat exchanger, 8: Heat exchanger, 9: Cooler, 10: First sprayer, 11: second sprayer, 12: pump, 13: heat source, 14: liquid shielding plate, 15: valve, jet pump (16), a: first distribution line, b: second distribution Line, c: third distribution line, d: fourth distribution line, e: fifth distribution line, f: sixth distribution line, M: circulation medium
Claims (11)
前記加熱によって生じた気体と液体とを分離する気液分離器と、
前記気体でタービンを回転させて起電する発電機と、
冷却器を備え、前記タービンで発電に供された後の前記気体と、前記気液分離器で分離された前記液体とを、前記冷却器による冷却雰囲気中で接触させて前記気体を前記液体に吸収させると共に凝縮させて前記循環媒体として再生する再生器とを具備してなることを特徴とする、発電システム。 A heater for heating a circulating medium containing carbon dioxide, an amine compound, and water;
A gas-liquid separator that separates the gas and liquid generated by the heating;
A generator for generating electricity by rotating a turbine with the gas;
A gas cooler is provided, and the gas after being supplied to the power generation by the turbine and the liquid separated by the gas-liquid separator are brought into contact with each other in a cooling atmosphere by the cooler to convert the gas into the liquid. A power generation system comprising: a regenerator that absorbs and condenses and regenerates it as the circulating medium.
前記タービンで発電に供された後の前記気体が当該再生器の側方から供給され、かつ、前記気液分離器で分離された前記液体が当該再生器の上方から供給されるよう構成されてなる、ことを特徴とする請求項1に記載の発電システム。 The regenerator is
The gas after being subjected to power generation by the turbine is supplied from the side of the regenerator, and the liquid separated by the gas-liquid separator is supplied from above the regenerator. The power generation system according to claim 1, wherein
前記再生器循環ラインにより循環する前記循環媒体の少なくとも一部を前記再生器中に噴霧する第一の噴霧器をさらに具備してなる、請求項4〜6のいずれか1項に記載の発電システム。 The regenerator is
The power generation system according to any one of claims 4 to 6, further comprising a first sprayer that sprays at least a part of the circulating medium circulated by the regenerator circulation line into the regenerator.
前記気水分離器で分離された前記液体の少なくとも一部を前記再生器の中に噴霧する第二の噴霧器をさらに具備し、
前記第一の噴霧器は、前記第二の噴霧器よりも、前記タービンで発電に供された後の前記気体の導入によって前記再生器の内部に生じる気流の流れ方向の上流部側に配置されてなる、請求項7に記載の発電システム。 The regenerator is
A second sprayer for spraying at least part of the liquid separated by the steam separator into the regenerator;
The first sprayer is arranged more upstream than the second sprayer in the flow direction of the air flow generated inside the regenerator by introducing the gas after being used for power generation by the turbine. The power generation system according to claim 7.
前記再生器で凝縮した前記循環媒体の少なくとも一部を、前記ジェットポンプに導く流通ラインとを
さらに具備してなる、請求項1〜8のいずれか1項に記載の発電システム。 A jet pump disposed in a distribution line for guiding the liquid separated by the gas-liquid separator to the regenerator;
The power generation system according to any one of claims 1 to 8, further comprising a distribution line that guides at least a part of the circulating medium condensed in the regenerator to the jet pump.
前記本体に設けられ、二酸化炭素とアミン化合物と水とを含む循環媒体の加熱によって生じた気体を前記本体内に供給する第一の供給部と、
前記本体に設けられ、加熱された前記循環媒体のうちの液体を前記本体内に供給する第二の供給部と、
前記本体内の雰囲気を冷却する冷却器と、を備え、
当該冷却器によって冷却された前記本体内で前記気体と前記液体を接触させて前記気体を前記液体に吸収させると共に凝縮させて、前記循環媒体を再生させることを特徴とする、凝縮吸収器。 The body,
A first supply unit that is provided in the main body and supplies gas generated by heating of a circulating medium containing carbon dioxide, an amine compound, and water into the main body;
A second supply unit that is provided in the main body and supplies liquid in the heated circulating medium into the main body;
A cooler for cooling the atmosphere in the main body,
A condensation absorber, wherein the gas and the liquid are brought into contact with each other in the main body cooled by the cooler so that the gas is absorbed into the liquid and condensed to regenerate the circulation medium.
前記加熱によって生じた気体と液体とを分離する工程と、
前記気体でタービンを回転させて起電する工程と、
前記タービンに供された後の前記気体と、分離された前記液体とを冷却雰囲気中で接触させて前記気体を前記液体に吸収させると共に凝縮させることで前記循環媒体を再生する工程とを含んでなることを特徴とする、発電方法。 Heating a circulating medium containing carbon dioxide, an amine compound and water;
Separating the gas and liquid produced by the heating;
Rotating the turbine with the gas to generate electricity;
And regenerating the circulating medium by bringing the gas after being supplied to the turbine into contact with the separated liquid in a cooling atmosphere so that the gas is absorbed into the liquid and condensed. A power generation method characterized by comprising:
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020007925A (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-16 | 株式会社東芝 | Power generator and power generation method |
CN112554984A (en) * | 2020-11-24 | 2021-03-26 | 西安交通大学 | Constant-pressure water-pumping compressed air energy storage system with heat storage function and operation method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08100608A (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Hisaka Works Ltd | Mixed medium binary generating system |
JP2013505823A (en) * | 2009-09-24 | 2013-02-21 | アルストム テクノロジー リミテッド | Method and system for capturing and utilizing energy generated in a flue gas flow treatment system |
JP2014514487A (en) * | 2011-03-22 | 2014-06-19 | クリメオン アクティエボラーグ | Low temperature heat to electricity conversion and cooling method and system therefor |
CN104153834A (en) * | 2014-07-15 | 2014-11-19 | 天津大学 | Power generation and cooling hybrid system based on Kalina cycle |
CN108643981A (en) * | 2018-04-09 | 2018-10-12 | 西安交通大学 | A kind of low-grade heat source driving non-azeotropic mixed working medium cogeneration system and method |
-
2017
- 2017-11-07 JP JP2017214802A patent/JP6916714B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08100608A (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Hisaka Works Ltd | Mixed medium binary generating system |
JP2013505823A (en) * | 2009-09-24 | 2013-02-21 | アルストム テクノロジー リミテッド | Method and system for capturing and utilizing energy generated in a flue gas flow treatment system |
JP2014514487A (en) * | 2011-03-22 | 2014-06-19 | クリメオン アクティエボラーグ | Low temperature heat to electricity conversion and cooling method and system therefor |
CN104153834A (en) * | 2014-07-15 | 2014-11-19 | 天津大学 | Power generation and cooling hybrid system based on Kalina cycle |
CN108643981A (en) * | 2018-04-09 | 2018-10-12 | 西安交通大学 | A kind of low-grade heat source driving non-azeotropic mixed working medium cogeneration system and method |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020007925A (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-16 | 株式会社東芝 | Power generator and power generation method |
JP7079678B2 (en) | 2018-07-04 | 2022-06-02 | 株式会社東芝 | Power generation equipment and power generation method |
CN112554984A (en) * | 2020-11-24 | 2021-03-26 | 西安交通大学 | Constant-pressure water-pumping compressed air energy storage system with heat storage function and operation method |
CN112554984B (en) * | 2020-11-24 | 2021-09-07 | 西安交通大学 | Constant-pressure water-pumping compressed air energy storage system with heat storage function and operation method |
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Publication number | Publication date |
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