JP2021124074A - 発電方法および発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】工場排水等の熱エネルギーを有効活用できる低温発電方法及び低温発電システムの提供。【解決手段】実施形態による発電方法は、(イ)二酸化炭素とアミノ-2-メチル-1-プロパノーと水とを含む循環媒体を加熱する工程、(ロ)前記加熱によって前記循環媒体を気体と液体とに分離する工程、(ハ)前記分離された気体で発電タービンを回転させて起電する工程、(ニ)前記分離された液体によって、加熱前の前記循環媒体を予熱する工程、(ホ)発電に供した後の前記気体と、前記循環媒体の予熱により放熱した液体とを混合して混合物を生成し、この混合物を冷却して、前記発電に供した気体を前記循環媒体の予熱により放熱した液体に吸収させて前記循環媒体を再生する工程を含む。この方法は、加圧ポンプ１、加熱器３、気液分離器４、発電タービン５、熱交換器２、混合器６及び冷却器７を具備した発電システムにより実施できる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、低温で駆動可能な発電方法およびそれを利用した発電システムに関するものである。

従来、電気エネルギーを供給するためには、化石燃料を用いた火力発電が用いられていた。しかし、エネルギー資源の枯渇や地球温暖化問題に対する対策として、代替エネルギーを利用した発電システムが検討されている。そのような発電方法の一つとして、工場などで発生する、例えば２００℃以下の低温排熱等の未利用エネルギーを利用した低温発電システムが検討されている。

低温発電システムのひとつは、排熱により水を加熱して水蒸気ガスに変換し、その圧力で発電タービンを回転させる、ランキンサイクルである。しかし、ランキンサイクルは出力が比較的低いために、さらなる改良が検討された。そのような背景から考案されたのが、低沸点媒体を利用するカリーナサイクルである。

カリーナサイクルは、アンモニア−水混合媒体を加熱して得られるアンモニア−水蒸気混合流体でタービンを回すシステムである（例えば非特許文献１参照）。この方法では、ランキンサイクルに対して２０〜５０％の出力向上が見込むことができる。このため、低温発電システムとしては、各種の改良が検討されている（例えば特許文献１）。

一般に、低温排熱回収に利用される発電方法および発電装置においては、低沸点媒体を利用するランキンサイクルが好適とされている。

このような発電方法および発電装置としては、二酸化炭素溶解アミン水溶液を加熱して得られる二酸化炭素−水蒸気混合流体でタービンを回すアミンＣＯ_２サイクルが提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２０００−１６１０１８号公報 特開２０１７−１６６３３１号公報

井坂信一、「低温排熱回収発電技術-カリーナサイクル発電」、紙パ技術誌、５３（１１）、１４４７−１４５３（１９９９）

従来検討されているカリーナシステムでは、出力向上のためには作動圧力を高くする必要がある。具体的には、２気圧以上の作動圧力が必要となるのが一般的である。そして、出力をより向上させるためには作動圧力をさらに大きくすることが望ましい。しかし、作動圧力を大きくすると、タービン軸受け等からの作動ガスのリークが起こりやすい。カリーナサイクルにおいては作動ガスに有害なアンモニアが含まれるため、作動ガスのリークは重大な問題となる。

このように、カリーナシステムでは、出力改善のための作動圧力の上昇と、作動ガスのリーク防止とがトレードオフの関係にあるため、これ以上の改善が困難であった。このために、新たな低温発電方法およびシステムの開発が望まれていた。

また、従来のアミンＣＯ_２サイクルにおいては、アミンとしてメチルジエタノールアミン（本明細書では、「メチルジエタノールアミン」を「ＭＤＥＡ」と記す場合がある）を用いているため、ＣＯ_２／ＭＤＥＡ比が増大すると、高膨張比での効率低下が緩和されるが、最高効率が低下する傾向がみられることがあった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、主要な特徴の一つとして特定の循環媒体〔即ち、二酸化炭素（ＣＯ_２）とアミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）と水とを含む循環媒体〕を採用した発電方法および発電システムに関するものである。ここで、本明細書では、「二酸化炭素」を「ＣＯ_２」と記す場合があり、「アミノ−２−メチル−１−プロパノール」を「ＡＭＰ」と記す場合がある。

本発明の実施形態による発電方法は、
二酸化炭素とアミノ−２−メチル−１−プロパノールと水とを含む循環媒体を加熱する工程、
前記加熱によって前記循環媒体を気体と液体とに分離する工程、
前記分離された気体で発電タービンを回転させて起電する工程、
前記分離された液体によって、加熱前の前記循環媒体を予熱する工程、および
発電に供した後の前記気体と、前記循環媒体の予熱により放熱した液体とを混合して混合物を生成し、この混合物を冷却して、前記発電に供した気体を前記循環媒体の予熱により放熱した液体に吸収させて前記循環媒体を再生する工程
を含むこと、を特徴とする。

また、実施形態による発電システムは、
二酸化炭素とアミノ−２−メチル−１−プロパノールと水とを含む循環媒体を加圧する加圧ポンプと、
前記加圧された循環媒体を外部から供給される熱源によって加熱する加熱器と、
前記加熱された循環媒体を気体と液体とに分離する気液分離器と、
前記分離された気体によって回転し起電する発電タービンと、
前記加熱器の上流において、前記分離された液体からの放熱により、前記加熱器に流入する前の前記循環液体を予熱し、前記放熱した液体を放熱した液体を放出する熱交換器と、
前記発電タービンから放出される気体および前記熱交換器より放出される液体とを混合して混合物を得る混合器と、
前記混合器において得られる混合物を冷却して、前記気体を前記液体に吸収させて、循環媒体を再生する冷却器と、
前記再生された循環媒体を前記熱交換器に供給される発電システムである。

本発明の実施形態による発電方法によれば、循環溶媒としてＡＭＰを含む溶媒を用いているので、極めて高い発電効率を得ることができる。
特に、広範なＣＯ_２／ＡＭＰモル比範囲で、良好な発電効率を得ることができる。

そして、循環媒体中のＡＭＰ濃度が低い場合でも高い場合でも発電効率が良好で、特に高濃度側での効率低下が著しく低減されるので、広範なＡＭＰ濃度範囲において安定した効率を得ることができる。
さらに、高膨張比側での発電効率の低下が著しく抑制されており、膨張比によらず安定して発電効率を達成することができる。
また、本発明の実施形態によれば、比較的温度が低い熱源を利用して、効率的に発電を行うことができる。

実施形態による発電方法および発電システムの構成を示す概略図。 循環媒体中のアミン化合物の種類、および循環媒体中のＣＯ_２／ＡＭＰモル比と、最高発電効率との関係を示す図。 実施形態による発電方法および発電システムにおける、循環媒体中のＣＯ_２／ＡＭＰモル比、および膨張比依存性と、発電効率との関係を示す図。 実施形態による発電方法および発電システムにおける、循環媒体中のＣＯ_２／ＡＭＰモル比、ＡＭＰ濃度依存性と、発電効率との関係を示す図。 循環媒体中のＡＭＰ濃度と粘度との関係を示す図。

実施形態に係る発電方法および発電システムについて、図面を参照しながら説明すると、以下の通りである。

＜発電方法＞
本発明の実施形態による発電方法では、ＣＯ_２とＡＭＰと水とを含む循環媒体を用いる。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、ＡＭＰ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。

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、ＣＯ_２とＡＭＰ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。

この実施形態を図１を参照しながら説明すると、以下の通りである。
循環媒体は、ポンプ１により加熱器３に圧送される。圧送される循環媒体は、循環使用されており、後述する冷却器７において再生されるものであっても、冷却器７とポンプ１との間に配置された循環媒体貯蔵容器（図示せず）に貯蔵されたものであってもよい。

実施形態に用いられる循環媒体は、ＣＯ_２とＡＭＰと水とを含むものである。ここで、ＡＭＰの水溶液は、二酸化炭素吸収能力があり、低温低圧でＣＯ_２を吸収して、ＣＯ_２とＡＭＰと水とを含む水溶液、すなわち循環媒体となる。

この循環媒体を加熱すると、比較的低い温度で、ＣＯ_２を多く含む蒸気と、ＡＭＰ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。

そして、実施形態における循環媒体は、このＡＭＰを含む水溶液にＣＯ_２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ＣＯ_２回収システムにおける、ＣＯ_２を吸収させた吸収液を用いることもできる。

前記の循環媒体に含まれるＡＭＰ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することができる。ＡＭＰの濃度が高い方がＣＯ_２の放出性能が高くなって起電性能に有利に作用する。しかし、ＡＭＰ濃度が高くなるにつれて循環媒体の粘度が上がって（図５参照）、循環媒体の循環エネルギー増大や配管圧損等が発生しやすくなる。このような観点から、循環媒体のＡＭＰ濃度は、好ましくは１０〜５０質量％、特に好ましくは１５〜４０質量％、である。特に、熱源の温度が１００〜１２０℃の場合には、ＡＭＰの濃度は１５〜３０質量％が適切である。なお、このＡＭＰの濃度は、「ＣＯ_２とＡＭＰと水とを含む循環媒体を加熱する工程」に付す直前の循環媒体におけるものである。

そして、前記の循環媒体に含まれるＣＯ_２の含有量は特に限定されず、膨張比、温度、ＡＭＰ濃度などに応じて適切に設定することができる。一般に、ＣＯ_２の濃度が高い方が低温度からのタービン駆動流体発生の点では有利に作用する。しかし、ＣＯ_２濃度が過度に高いと、冷却器内圧力が高くなり、膨張比が取れなくなる傾向がある。このような観点から、循環媒体に含まれるＣＯ_２の含有量は、ＣＯ_２／ＡＭＰモル比で、０．０５〜０．２０であることが好ましく、０．１５〜０．２０であることが特に好ましい。この理由は、図２、３を使って後述する。

なお、このＣＯ_２／ＡＭＰモル比は、「ＣＯ_２とＡＭＰと水とを含む循環媒体を加熱する工程」に付す直前の循環媒体において、循環媒体中のＡＭＰ１モルあたりのＣＯ_２のモル数に相当する。

本発明の実施形態では、優れた最高発電効率を、広範なＣＯ_２／ＡＭＰモル比範囲で、達成することができる（図２参照）。ここで、「最高発電効率」とは、「膨張率を変えたときに変化する発電効率の最高値」を意味する。

さらに、本発明の実施形態では、優れた発電効率を、広範な膨張比範囲内で、達成することができる（図３参照）。ここで、「発電効率」とは、「タービン出力からポンプ動力を差し引いたものと入熱との比」を意味し、「膨張比」とは、「タービンに導入されるガスに対するタービンから導出されたガスの体積比」を意味する。

したがって、本発明の実施形態によれば、特にＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．０５〜０．２０であるとき、優れた最高発電効率が得られ、発電効率が実質的に低下せず、特に高膨張比側での効率低下が著しく抑制されるので、膨張比によらず安定した発電効率を達成することができる（図２および図３参照）。

そして、本発明の実施形態によれば、広範なＡＭＰ濃度範囲で、高い発電効率を達成することができる（図４参照）。

よって、本発明の実施形態によれば、優れた最高発電効率を広範なＣＯ_２／ＡＭＰモル比範囲で達成することができ、そして、循環媒体中のＡＭＰ濃度が低い場合でも高い場合でも発電効率が良好で、特に高濃度側での効率低下が著しく低減されるので、広範な濃度範囲において安定した効率を得ることができる。さらに、高膨張比側での効率低下が著しく抑制されており、膨張比によらず安定した発電効率を達成することができる。

図１に示される本発明の実施形態においては、循環媒体は、ポンプ１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。

圧送された循環媒体は、加熱器３により加熱される。この加熱には任意の熱源を用いることができるが、本実施形態による発電方法は、低温で起電することができる。好ましくは、例えば、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３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ＡＭＰの劣化を抑制するため、また循環媒体からＣＯ_２を十分に放出させるためには、温度が適性値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は８０〜１２０℃となるように調整されることが好ましい。

加熱器３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４に供給される。気液二相状態の循環媒体は、気液分離器４で、ＣＯ_２−水蒸気混合気体と、水およびＡＭＰを主成分とする液体とに分離される。

前記の気液分離器４で分離されたＣＯ_２−水蒸気混合気体は、タービン５に供給されて断熱膨張し、タービンを駆動する。この駆動エネルギーが起電に利用されて発電される。

熱交換器２は、図１に示されるように、ポンプ１と加熱器３との間の配管と、気液分離器４から混合器６へ液体を供給する配管の交点に配置される。そして、気液分離された後の、比較的高温である液体によって、加熱器３で加熱される前の循環媒体を予め加熱するものである。この結果、加熱器３に供給される循環媒体の温度を上昇させることができると共に、混合器６に供給される液体の温度を下降させ、冷却器７における気体吸収の効率を改善することができる。

タービン５を駆動した後、混合気体は混合器６へ供給され、気液分離器４から供給される液体と混合される。混合器６で形成された混合物は、冷却器７へ供給されて冷却される。

冷却器７において混合物は、一般に２０〜６０℃、例えば４０℃に冷却されて、混合気体を液体に吸収させる。このとき、実施形態においては特定の循環媒体を用いるため、加圧をする必要が無い。そして、吸収後の圧力は一般に１０〜３０ｋＰａとなる。

この結果、タービン上流の圧力が１２０〜１８０ｋＰａ、タービン下流の圧力が１０〜３０ｋＰａとなるため、大きな圧力差が発生し、発電効率が高くなる。このような発電装置によるエネルギーは、装置の規模、循環媒体の種類、熱源の温度など、種々の条件で変動し得るが、例えば数百ｋＷまでの発電が可能である。そして、圧力が最大でも１８０ｋｐａ程度であるために、装置内部の圧力が従来知られているカリーナサイクルなどに比べて低いため、外気と接する部分は負圧となるため、タービン軸受けなどからの媒体のリークが少ない。このことに加え、有害なアンモニアを用いないために、安全性が高く、環境にも優しい発電方法である。

冷却器７で再生された循環媒体は、直接ポンプ１に供給されて、再度循環されるか、循環媒体貯蔵容器（図示せず）に一次滞留された後に、再度循環することができる。

ここで、タービン５から導出されたガスは、通常、温度が４５〜８０℃程度のものであるが、このガスは、混合器６で気液分離器４から供給される液体と混合された後、混合器６から導出される時には、温度が４０〜７０℃程度のものとなり、さらに、冷却器７から導出される時には、温度が２０〜６０℃程度のものとなる。

なお、循環媒体には、必要に応じて、ＡＭＰ以外のＣＯ_２吸収性化合物ないしＣＯ_２吸収性を補助する化合物等を、ＡＭＰと共存させることができる。そのようなＡＭＰ以外の化合物としては、ピペラジンおよびピペラジン誘導体を例示することができる。このようなピペラジンやピペラジン誘導体を、循環媒体に対し、好ましくは１〜５質量％程度用いることによって、ＣＯ_２の吸収速度の向上や冷却器７の小型化を図ること可能になる。

本発明の実施形態において、循環媒体は、液体状および／または気体状で、あるいは液体状物と気体状物との混在物として、発電方法の各工程（あるいは発電システムの各装置）を循環する。よって、本発明の実施形態における循環媒体は、上記各工程や各装置を循環する過程における温度条件および圧力条件のもとで、固体状ないしスラリー状となる成分を実質的に含有しない。即ち、上記各工程や各装置のいずれかの循環過程において、固体状の水、固体状のＣＯ_２あるいは固体状のＡＭＰのいずれかが生成ないし共存する媒体は、本発明の循環媒体には該当しない。

＜発電システム＞
本発明の実施形態による発電システムは、前記の発電方法を実施することができるシステムである。したがって、加圧ポンプ、加熱器、気液分離器、発電タービン、熱交換器、混合器および冷却器を具備している。そして、このシステムの内部には、ＣＯ_２とＡＭＰと水とを含む循環媒体が封入されており、システム内で加熱された循環媒体が気体となって、発電タービンを回転させることによって起電することができる。

実施形態による発電システムは、図１に記載される各装置等の組み合わせによって構成することができる。
まず、図１に示されるように、ポンプ１は、加熱前の循環媒体を加熱器に圧送するものである。圧送された循環媒体は、加熱器３において加熱される。このとき、加熱の熱源は外部から供給される。加熱によってＣＯ_２と水蒸気とを含む気体が発生し、一方で、気化しなかった水およびＡＭＰは液体のまま残留する。気液分離器４は、加熱器３から供給される加熱後の循環媒体を、気体と液体とに分離することができるものである。

前記の気液分離器４によって分離された気体は、発電タービン５に供給され、発電タービンを駆動し、発電が起こる。発電タービン駆動後の気体は、混合器６に供給される。

また、前記気液分離器４において分離された液体は、熱交換器２へ送液され、この熱交換器２で前記加熱器３に流入する前の循環液体が加熱される。

混合器６では、発電タービン５駆動後の気体と、気液分離器４から供給され熱交換器２を経た液体とが混合される。生成した混合物は、引き続き冷却器７に供給される。冷却器７は、混合器６において得られた混合物を冷却して、前記気体を前記液体に吸収させて、循環媒体を再生するものである。
再生された循環媒体は、さらに循環されて連続的に発電を行うことができる。

このような発電システムの各装置等は、循環媒体以外の構成については、従来のカリーナサイクルに用いられていたものと同様なものを用いることができる。ただし、実施形態による発電方法は、システムの内部圧力がカリーナサイクルよりも低く、発電タービンが基本的に負圧によって駆動されるという特徴がある。このため、内部の循環媒体に含まれる物質が外部にリークする危険性が低い。さらには内部の循環媒体に用いられるＡＭＰやＣＯ_２は毒性が低いために、安全性がより高いものとなっている。

＜実施例１＞
図１に示されるシステムを用いて、本発明の実施形態による発電方法を実施した。
本実施例１は、ポンプ１と、熱交換器２と、加熱器３と、気液分離器４と、タービン５と、混合器６と、冷却器７とから構成されている。

ＡＭＰ濃度が３０質量％である溶媒であって、所定量のＣＯ_２を含む循環媒体を、ポンプ１で加圧する。加圧された循環媒体（循環媒体１）は、熱交換器２および加熱器３で加熱され、気液二相状態になり、気液分離器４へ供給される。気液二相状態の循環媒体は、気液分離器４で、ＣＯ_２−水蒸気混合気体と液相循環媒体とに分離される。分離されたＣＯ_２−水蒸気混合気体は、タービン５で断熱膨張し、タービン５を駆動後、混合器６へ供給される。一方、気液分離器４から放出された液相循環媒体は、熱交換器２においてポンプ１から供給された加圧循環媒体を加熱後、混合器６へ供給した。

混合器６で混合されたＣＯ_２−水蒸気混合気体と液相循環媒体は、冷却器７へ供給される。冷却器７で、４０℃程度に冷却される過程で、ＣＯ_２−水蒸気混合気体は液相循環媒体へ吸収され、その後、循環媒体としてポンプ１へ供給された。

混合器６で混合されたＣＯ_２−水蒸気混合気体と液相循環媒体は冷却器７へ供給される。冷却器７で４０℃に冷却され、ＣＯ_２−水蒸気混合気体は液相循環媒体へ吸収され、循環媒体としてポンプ１へ供給された。

上記の循環媒体１として、ＣＯ_２／ＡＭＰモル比が図３のように異なる、複数の循環溶媒を調製し、これらの複数の循環溶媒を用いて実施形態の発電方法を実施した場合の、それぞれの最高発電効率（％）を求めた。
結果は、図２に示される通りである。

本発明の実施形態による発電方法によれば、循環溶媒としてＡＭＰを含む溶媒を用いているので、極めて高い発電効率を得ることができる。
特に、循環溶媒のＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．２０までは、極めて高い発電効率を一定して維持することができる。さらには、循環溶媒のＣＯ_２／ＡＭＰモル比が大きくても最高発電効率の低下が少ないので、発電方法の実施に際して、循環溶媒のＣＯ_２／アミンモル比に変動（例えば、ＣＯ_２／アミンモル比の増大）が生じた場合であっても、最高発電効率の低下ないし変動が生じにくい。

このように、本発明の実施形態による発電方法では、循環溶媒としてＡＭＰを含む溶媒を用いているので、極めて高い発電効率を得ることができる。とりわけ、ＣＯ_２／アミンモル比が０．２０まで最高発電効率は実質的に低下しない。かつ前記モル比が０．２０を超えても、最高発電効率の低下は緩やかである。

＜比較例１＞
実施例１の循環媒体１の代わりに、メチルジエタノールアミン（ＤＥＡ）濃度が３０質量％である溶媒を循環媒体として用いたこと以外は実施例１と同様にして、発電方法を実施した。そして、実施例１と同様に、それぞれの最高発電効率（％）を求めた。
結果は、図２に示される通りである。

＜比較例２＞
実施例１の循環媒体１の代わりに、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）濃度が３０質量％である溶媒を循環媒体として用いたこと以外は実施例１と同様にして、発電方法を実施した。そして、実施例１と同様に、それぞれの最高発電効率（％）を求めた。
結果は、図２に示される通りである。

＜実施例２＞
図１に示されるシステムを用いて、実施形態による発電方法を実施した。
本実施例２は、ポンプ１と、熱交換器２と、加熱器３と、気液分離器４と、タービン５と、混合器６と、冷却器７とから構成されている。

循環媒体として、ＡＭＰ濃度が３０質量％であって、ＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．０５である「循環媒体２（30％、0.05）」を用意した。
この「循環媒体２（30％、0.05）」を、ポンプ１で加圧する。加圧された循環媒体（循環媒体１）は、熱交換器２および加熱器３で加熱され、気液二相状態になり、気液分離器４へ供給される。気液二相状態の循環媒体は、気液分離器４で、ＣＯ_２−水蒸気混合気体と液相循環媒体とに分離される。分離されたＣＯ_２−水蒸気混合気体は、タービン５で断熱膨張し、タービン５を駆動後、混合器６へ供給される。一方、気液分離器４から放出された液相循環媒体は、熱交換器２においてポンプ１から供給された加圧循環媒体を加熱後、混合器６へ供給した。

混合器６で混合されたＣＯ_２−水蒸気混合気体と液相循環媒体は、冷却器７へ供給される。冷却器７で、４０℃程度に冷却される過程で、ＣＯ_２−水蒸気混合気体は液相循環媒体へ吸収され、その後、循環媒体としてポンプ１へ供給された。

混合器６で混合されたＣＯ_２−水蒸気混合気体と液相循環媒体は冷却器７へ供給される。冷却器７で４０℃に冷却され、ＣＯ_２−水蒸気混合気体は液相循環媒体へ吸収され、循環媒体としてポンプ１へ供給された。

上記「循環媒体２（30％、0.05）」を用いて、上記のように発電方法を実施し、そして、発電効率（％）を求めた。
また、上記の「循環媒体２（30％、0.05％）」の代わりに、
ＡＭＰ濃度が３０質量％であり、かつＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．１５である「循環媒体２（30％、0.15）」、
ＡＭＰ濃度が３０質量％であり、かつＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．２０である「循環媒体２（30％、0.20）」、
ＡＭＰ濃度が３０質量％であり、かつＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．２５である「循環媒体２（30％、0.25）」
を用いた以外は、上記と同様にして発電方法を実施し、そして、膨張比と発電効率（％）との関連性を求めた。
結果は、図３に示される通りである。

本発明の実施形態による発電方法によれば、膨張比がおおよそ２３以上と高い場合であっても、約１３％以上という、実用上十分満足できる発電効率を達成することができる。特に、ＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．０５〜０．２０の循環媒体を用いる場合には、膨張比が２６以上であっても、約１３％以上の発電効率を達成することができる。

このように、本発明の実施形態による発電方法によれば、循環溶媒としてＡＭＰを含む溶媒を用いているので、膨張比が比較的低い場合でも高い場合でも、高い発電効率を安定して得ることができる。よって、広範な膨張比範囲で高い発電効率が安定的に得られ、そして膨張比変動により発電効率が変動することが抑制されている。特に、ＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．０５〜０．２０であるとき、優れた最高発電効率が一定して得られている。

＜実施例３＞
循環媒体として、
ＡＭＰ濃度が１０質量％であり、かつＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．０５である「循環媒体３（10％、0.05）」、
ＡＭＰ濃度が２０質量％であり、かつＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．０５である「循環媒体３（20％、0.05）」、
ＡＭＰ濃度が３０質量％であり、かつＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．０５である「循環媒体３（30％、0.05）」および
ＡＭＰ濃度が４０質量％であり、かつＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．０５である「循環媒体３（40％、0.05）」
を用いた以外は実施例２と同様にして、実施形態による発電方法を実施し、そして、ＡＭＰ濃度と発電効率（％）との関連性を求めた。
結果は、図４に示される通りである。

また、循環媒体として、
ＡＭＰ濃度が１０質量％であり、かつＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．２０である「循環媒体４（10％、0.20）」、
ＡＭＰ濃度が２０質量％であり、かつＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．２０である「循環媒体４（20％、0.20）」、
ＡＭＰ濃度が３０質量％であり、かつＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．２０である「循環媒体４（30％、0.20）」および
ＡＭＰ濃度が４０質量％であり、かつＣＯ_２／ＡＭＰモル比が０．２０である「循環媒体４（40％、0.20）」
を用いた以外は実施例２と同様にして、実施形態による発電方法を実施し、そして、ＡＭＰ濃度と発電効率（％）との関連性を求めた。
結果は、図４に示される通りである。

本発明の実施形態による発電方法によれば、ＡＭＰ濃度が１０質量％という比較的低い場合であっても、４０質量％という高い場合であっても、高い発電効率を安定して得ることができる。よって、広範なＡＭＰの濃度範囲内で高い発電効率が得られ、そして濃度変動によって発電効率が変動することが抑制されている。

以上、本発明のいくつかの実施形態による発電方法および発電システムを説明したが、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ものではない。これらの実施形態は、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。

１：加圧ポンプ、２：熱交換器、３：加熱器、４：気液分離器、５：発電タービン、６：混合器、７：冷却器

Claims (5)

1. 二酸化炭素とアミノ−２−メチル−１−プロパノールと水とを含む循環媒体を加熱する工程、
   前記加熱によって前記循環媒体を気体と液体とに分離する工程、
   前記分離された気体で発電タービンを回転させて起電する工程、
   前記分離された液体によって、加熱前の前記循環媒体を予熱する工程、および
   発電に供した後の前記気体と、前記循環媒体の予熱により放熱した液体とを混合して混合物を生成し、この混合物を冷却して、前記発電に供した気体を前記循環媒体の予熱により放熱した液体に吸収させて前記循環媒体を再生する工程
   を含むことを特徴とする、発電方法。
2. 前記循環媒体に含まれるアミノ−２−メチル−１−プロパノールの濃度は、１０〜５０質量％である、請求項１に記載の発電方法。
3. 前記循環媒体に含まれるアミノ−２−メチル−１−プロパノールの濃度は、１５〜４０質量％である、請求項１に記載の発電方法。
4. 前記循環媒体は、アミノ−２−メチル−１−プロパノールに対する二酸化炭素のモル比（二酸化炭素／アミノ−２−メチル−１−プロパノール）が０．０５〜０．２０のものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電方法。
5. 二酸化炭素とアミノ−２−メチル−１−プロパノールと水とを含む循環媒体を加圧する加圧ポンプと、
   前記加圧された循環媒体を外部から供給される熱源によって加熱する加熱器と、
   前記加熱された循環媒体を気体と液体とに分離する気液分離器と、
   前記分離された気体によって回転し起電する発電タービンと、
   前記加熱器の上流において、前記分離された液体からの放熱により、前記加熱器に流入する前の前記循環液体を予熱し、前記放熱した液体を放熱した液体を放出する熱交換器と、
   前記発電タービンから放出される気体および前記熱交換器より放出される液体とを混合して混合物を得る混合器と、
   前記混合器において得られる混合物を冷却して、前記気体を前記液体に吸収させて、循環媒体を再生する冷却器と、
   前記再生された循環媒体を前記熱交換器に供給される発電システム。

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