JP4505266B2 - エネルギー回収を伴うフューム処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、利用可能なエネルギーを回収し、フューム中に存在するＣＯ₂を高圧下で捕集することを目的としたフューム処理方法に関する。本方法は特にガスタービンおよびボイラから排出されるフュームに適用される。

ガスタービンの出口でのフュームまたは排ガスは比較的高温の約５００℃で大気に排出される。この温度レベルで、大気に放出されるエネルギーはタービンのシャフトによって供給される機械的エネルギーに匹敵する。このエネルギーを回収することは経済的に有利である。

フュームには二酸化炭素（ＣＯ₂）が豊富に含まれている。したがって最近の生態学的な面を考慮すると、ＣＯ₂放出の削減を目的とした手段を提供する必要が生じる。例えばいくつかの国ではＣＯ₂の排出に対して税金を課している。したがって、経済的および生態学的レベルでフューム中に含まれるＣＯ₂を分離して貯蔵または処理することが益々有利になってきている。

国際特許出願第ＷＯ−００／４８，７０９号はフューム中に存在するＣＯ₂を分離し捕集する方法を提供している。この方法はガスタービンからのフュームを冷却すること、冷却されたフュームを圧縮すること、冷却され圧縮されたフュームからＣＯ₂を分離し加熱すること、次いでＣＯ₂が減少したフュームを膨張させることからなっている。

国際特許出願第ＷＯ−００／４８，７０９号が開示した方法によって、フューム中に含まれるＣＯ₂を分離し捕集するのに要するエネルギー消費の削減が可能になる。しかしこの方法は、ガスタービン出口フュームの利用可能なエネルギーのすべての回収を目的としているものではない。
国際特許出願第ＷＯ−００／４８，７０９号公報

本発明の目的は国際特許出願第ＷＯ−００／４８，７０９号に開示されている方法を改良する、特にフューム中の利用可能なエネルギーの回収を改善することである。

一般的な表現では、本発明は以下の段階、すなわち
ａ）中圧フュームを得るために高温低圧フュームを圧縮する段階と、
ｂ）高圧フュームを得るために中圧フュームを圧縮する段階と、
ｃ）二酸化炭素が減少したフュームと高圧二酸化炭素とを得るために、高圧フューム中に含有される二酸化炭素の一部を分離する段階と、
ｄ）二酸化炭素が減少したフュームを膨張させる段階
を実施する、利用可能なエネルギーを回収し、フューム中に存在するＣＯ₂を高圧で捕集するための高温かつ低圧フュームの処理法であって、
ｅ）少なくとも高温かつ低圧フューム、中圧フュームおよび高圧フュームを熱交換させることによって冷却流体を蒸発させる段階と、
ｆ）機械的エネルギーを回収すると同時に蒸発した流体を膨張させる段階と、
ｇ）膨張した流体を冷却することによって凝縮させる段階と、
ｈ）段階ｅ）の冷却用流体を得るために、凝縮した流体を圧縮する段階
を含むことを特徴とする方法を提供する。

段階ｄ）において、以下の段階、すなわち、ｉ）膨張したフュームを得るためにＣＯ₂が減少したフュームを膨張させる段階、ｉｉ）加熱されたフュームを得るために膨張したフュームを加熱する段階、およびｉｉｉ）加熱フュームを膨張させる段階を実施することができる。

段階ｄ）において、膨張したフュームを高圧フュームとの熱交換によって加熱することができる。

二酸化炭素が減少したフュームを高温低圧フュームとの熱交換によって加熱することができる。

段階ｄ）で行われる膨張の間に供給されるエネルギーを段階ａ）およびｂ）での圧縮のために使用することができる。

段階ｉ）での膨張比は段階ｉｉｉ）での膨張比より小さくてよい。

段階ａ）での圧縮比は段階ｂ）での圧縮比より小さくてよい。
本発明によれば、高圧二酸化炭素を圧縮することができ、高圧二酸化炭素を地下貯蔵層中に注入することができる。例えば、二酸化炭素を段階ｆ）で得られた機械的エネルギーを用いて圧縮する。

段階ｅ）において、冷却流体を、段階ｄ）での膨張後に得られたフュームとの熱交換によって蒸発させることができる。

添付図を参照して以下の説明を読むことによって本発明の他の特徴および利点が明らかとなるであろう。

図１を参照すると、ライン１を循環する空気が圧縮機ＣＡに供給される。この空気は、ライン１の空気より高圧かつ高温で、圧縮機からライン２を通って排出される。燃焼を行って燃焼ガスを製造するために、ライン２および３を通して空気と炭素含有燃料をそれぞれ燃焼室ＣＯＭＢ中に供給する。高圧で高温の燃焼ガスをライン４によってガスタービンＴＧに供給する。タービンＴＧ中でのガスの膨張によって、発電機ＧＥ１で電気エネルギーに変換可能な機械的エネルギーを発生させることができる。排気ガスもしくは排気フュームとも称される燃焼ガスは、タービンＴＧの出口で約５００℃の高温であり、低圧すなわちほぼ大気圧である。

本発明はこれらの燃焼ガス中に含まれるＣＯ₂を可能な最も高い圧力で分離し捕集し、同時にタービンＴＧの出口で燃焼ガス中に熱の形態で含まれるエネルギーを最大限回収することを目的とする。

高圧かつ低温の燃焼ガスを得るために、ガスタービンＴＧの出口の燃焼ガスは続いて熱交換器Ｅ１次いでＥ０１で冷却され、圧縮機Ｃ１で圧縮され、熱交換器Ｅ０２で冷却され、圧縮機Ｃ２で圧縮され、次いで熱交換器Ｅ２およびＥ０３で冷却される。

熱交換器Ｅ０３からの高圧かつ低温の燃焼ガスを、燃焼ガス中に含まれるＣＯ₂を分離するのに適した処理手段１０にライン５を通して供給する。燃焼ガスから分離されたＣＯ₂は、処理手段１０から、例えば貯蔵区域にライン６を通して排出される。貯蔵区域は地下貯蔵層、例えば枯渇した石油貯蔵層に相当し、油井からアクセスできる地理学的層でよい。ＣＯ₂が減少した燃焼ガスはライン７を通して排出される。

処理手段１０としてはアミン溶媒を使用する方法などのよく知られたＣＯ₂分離方法を用いることができる。アミン溶媒を用いる方法は０〜１００℃の温度範囲で操作することが好ましい。排ガス中のＣＯ₂の割合が低い（１〜５％のオーダー）ので、溶媒によるＣＯ₂の吸収に好都合にするために、排ガスの圧力を増大させてガス中に含まれるＣＯ₂の分圧を増加させることが有利である。

ライン７経由の処理手段からのＣＯ₂が減少したガスは、続いて熱交換器Ｅ１で加熱され、タービンＴ２によって膨張し、熱交換器Ｅ２で加熱され、タービンＴ１によって膨張し、次いでライン８によって大気に放出される。

熱交換器Ｅ１内で、タービンＴＧからの燃焼ガスは処理手段１０からのＣＯ₂が減少したガスと熱交換する。

熱交換器Ｅ２内で、圧縮機Ｃ２からの燃焼ガスはタービンＴ２からのＣＯ₂が減少したガスと熱交換する。

本発明による方法は、複数の圧縮段階（圧縮機Ｃ１およびＣ２で）によって、かつ各圧縮段階の前にガスの冷却（熱交換器Ｅ１、Ｅ０１およびＥ０２で）を行うことによって、低温等温圧縮に可能な限り近い圧縮を実施する利点を有している。冷却に先行された圧縮段階の数が増加すればするほど、圧縮は低温等温圧縮に近接してくる。したがって、圧縮機Ｃ１およびＣ２中でのガスの圧縮は低温で実施される。これによって圧縮効率は向上する。

本発明による方法は、複数の膨張段階（タービンＴ１およびＴ２で）によって、かつ各膨張段階の前にガスの加熱（熱交換器Ｅ１およびＥ２で）を行うことによって、高温等温膨張に可能な限り近い膨張を実施する利点を提供する。加熱に先行された膨張段階の数が増加すればするほど、膨張は高温等温圧縮に近接してくる。したがって、タービンＴ１およびＴ２中でのガスの膨張は高温で実施される。これによって膨張効率は向上する。

できる限り圧縮が低温で実施され、それによって圧縮機Ｃ１およびＣ２での圧縮の際の最高の効率の利益を受けるために、ガスは熱交換器Ｅ０１およびＥ０２で外部冷源によって冷却される。冷源は空気または水からなってよい。熱交換器Ｅ０１およびＥ０２の冷源は以下に説明する二次冷却回路からなってもよい。

タービンＴ１およびＴ２中でのガスの膨張の間に得られる機械的エネルギーが圧縮機Ｃ１およびＣ２中でのガスの圧縮に使用されるように、機器Ｃ１、Ｃ２、Ｔ１およびＴ２を連動させることができる。例えば、Ｔ１とＣ１に共通するシャフトＡ１でタービンＴ１を圧縮機Ｃ１に連結する。同様にシャフトＡ２でタービンＴ２を圧縮機Ｃ２に連結する。圧縮機Ｃ１とＣ２がそれぞれタービンＴ１とＴ２に連結された場合、Ｃ１の圧縮比（出口圧力／入口圧力）はＣ２の圧縮比より低いことが好ましく、Ｔ２の膨張比（出口圧力／入口圧力）はＴ１の膨張比より低いことが好ましい。したがって、タービンＴ１より多くのエネルギーを供給するタービンＴ２を、圧縮機Ｃ１より多くのエネルギーを必要とする圧縮機Ｃ２に直接連結する。

機器Ｃ１、Ｃ２、Ｔ１およびＴ２を連結させて単一の機器を形成させることができる。シャフトＡ１およびＡ２をスパイダーギアとしてメインシャフトＡ上に設けることができる。シャフトＡ１およびＡ２をギアホイールでメインシャフトに連動させることができる。したがって、本発明による方法は単一の機器によって実施するのが有利である。さらに、上記の単一の機器は圧縮機Ｃ１およびＣ２が必要とする全圧縮動力とタービンＴ１およびＴ２によって供給される全膨張動力を自動的にバランスさせることができる。動力のバランスは、各圧縮機Ｃ１およびＣ２のレベル、および各タービンＴ１およびＴ２のレベルでの動力のアンバランスとは独立に行われる（例えば、Ｃ１の圧縮比はＣ２の圧縮比より低くてよく、他方Ｔ２の膨張比はＴ１の膨張比より大きい）。シャフトＡ１およびＡ２で連結されているシャフトＡの存在によって、圧縮機Ｃ１およびＣ２は外部エネルギーの供給なしで確実に運転される。

処理手段１０から排出されるＣＯ₂は圧縮機Ｃ２の出口での燃焼ガスと実質的に同一圧力である。その容積を縮小し、それによってＣＯ₂が貯蔵サイトに移送された時により容易にかつ効率的に取り扱えるように、このＣＯ₂を圧縮するのが有利である。圧縮機Ｃは処理手段１０からのＣＯ₂を５もしくは１０ＭＰａより高くできるより高い圧力まで圧縮することができる。処理手段１０からのＣＯ₂が液体の状態である場合、ガス状のＣＯ₂を圧縮するのに適当な圧縮機Ｃはポンプであることができる

。
以下の数値的な３つの実施例は図１と関連して記した方法の運転様式を示し、かつ本発明の重要性を示す。

３つの実施例において以下の条件を適用する。
−燃焼ガスをガスタービンＴＧから約５５０℃、大気圧で排出する。
−燃焼ガスを、圧縮機Ｃ１およびＣ２に入る前に熱交換器Ｅ０１およびＥ０２で４０℃に冷却する。
−ガスタービンＴＧから排出された燃焼ガスと熱交換することによって、ＣＯ₂が減少した燃焼ガスを熱交換器Ｅ１で５４０℃に加熱する。
−タービンＴ１およびＴ２によって供給された全動力はすべて圧縮機Ｃ１およびＣ２に送られる。
実施例１
表１の値は、図１と関連して記した方法の本発明の範囲外の条件下での運転様式を示す。すなわち、熱交換器Ｅ２内で、圧縮機Ｃ２の出口の排ガスと、タービンＴ２の出口のＣＯ₂が減少したガスとの間に熱移動がない条件である。圧縮機Ｃ１とＣ２の圧縮比（出口圧力／入口圧力）は同一であり、タービンＴ１とＴ２での膨張比（出口圧力／入口圧力）も同一である。

Ｃ１とＣ２の累積圧縮比は２５である。
実施例２
表２の値は、図１と関連して記した方法の本発明の条件下での運転様式を示す。各圧縮機Ｃ１とＣ２の圧縮比は同一である。タービンＴ２の出口でガスを低温に冷却し、圧縮機Ｃ２の出口の排ガスとタービンＴ２の出口のＣＯ₂が減少したガスとを熱交換器Ｅ２で熱交換させるために、タービンＴ１の膨張比はタービンＴ２の膨張比より大きい。

Ｃ１とＣ２の累積圧縮比は２９．４である。

タービンＴ１とＴ２との間での膨張比のアンバランスならびに熱交換器Ｅ２中での熱移動が、Ｃ１とＣ２の累積圧縮比を、追加のエネルギー供給を全く受けることなく実施例１の条件下での２５から実施例２の条件下での２９．４へと改善させた。
実施例３
表３の値は、図１と関連して記した方法の本発明の条件下での運転様式を示す。タービンＴ２の出口でガスを低温に冷却し、熱交換器Ｅ２内で圧縮機Ｃ２の出口の排ガスとタービンＴ２の出口のＣＯ₂が減少したガスとの間の滅交換を可能にするために、タービンＴ１の膨張比はタービンＴ２の膨張比より高い。排ガスを圧縮機Ｃ２の出口で高温に加熱し、熱交換器Ｅ２内での熱交換量を増大させるために、圧縮機Ｃ１の圧縮比は圧縮機Ｃ２の圧縮比より低い。

Ｃ１とＣ２の累積圧縮比は３３．６である。

圧縮機Ｃ１とＣ２との間での膨張比のアンバランスならびに熱交換器Ｅ２中での熱移動は、Ｃ１とＣ２の累積圧縮比を、追加のエネルギー供給を全く受けることなく実施例２の条件下での２９．４から実施例３の条件下での３３．６へと改善させた。

二次冷却回路は冷却流体を用いて閉じた回路内で操作する。冷却流体はプロパン、イソブタンもしくはイソペンタンなどの炭化水素、または二次回路の使用条件下で、液相からガス相へ、ガス相から液相への変化が可能である他の冷却流体でよい。二次回路はＲａｎｋｉｎｅ熱力学サイクルの操作方法に基づくことができる。従来の冷却サイクルとは異なり、蒸発段階は凝縮段階より高い圧力で操作する。

ガスタービンＴＧで放出された燃焼ガス、ならびに圧縮機Ｃ１およびＣ２からの燃焼ガスを冷却するために、冷却流体を熱交換器Ｅ０１、Ｅ０２およびＥ０３で蒸発させる。さらに、タービンＴ１からのガスとの間接熱交換によって、冷却流体を加熱し蒸発させることができる。熱交換器Ｅ０３の出口の蒸発した冷却流体は膨張手段Ｔ、例えばタービンに供給される。膨張手段中で、流体は膨張して例えば０．１〜２ＭＰａの範囲の低圧になる。膨張して低圧になった流体は熱交換器Ｅで冷却され凝縮して液化流体が得られる。熱交換器Ｅには冷源として空気または水などの周囲流体を使用することができる。液化された流体はポンプＰで低圧から０．５〜１０ＭＰａの範囲でよい高圧に圧縮される。高圧液体流体は、場合によってはタービンＴ１からのガスとの間接熱交換によって、熱交換器Ｅ０１、Ｅ０２およびＥ０３内で蒸発する。

熱交換器Ｅ０１、Ｅ０２およびＥ０３のレベルで、流体によって熱の形態で吸収されたエネルギーはタービンＴのシャフトでの機械的エネルギーの形で回収される。この機械的エネルギーは発電機ＧＥ２で電気エネルギーに変換することができる。液化した流体をポンプ輸送するのに必要なエネルギーを供給するために、タービンＴのシャフトをポンプＰのシャフトに連結することができる。手段１０で分離されたＣＯ₂を圧縮する圧縮機Ｃは、二次冷却回路のタービンＴのシャフトで利用できる機械的エネルギーによって駆動するのが有利である。例えば、圧縮機Ｃのシャフトは二次回路のタービンＴのシャフトに連結する。

以下の数値的な３つの実施例は図１と関連して記した二次回路の運転様式を示し、かつ本発明の重要性を示す。炭化水素を選択してエンジンサイクルの効率を推定した。

サイクル効率計算はＭｏｌｌｉｅｒダイアグラムによって行った。熱交換器Ｅ０１、Ｅ０２およびＥ０３の熱源の温度は例えば２００℃であり、凝縮器Ｅの冷源の温度は４０℃である。
実施例４
冷却流体はプロパンである。凝縮器Ｅ中のプロパンの圧力を１．４ＭＰａ絶対圧に設定する。表４はエンジンサイクルの理論効率を蒸発器Ｅ０１、Ｅ０２およびＥ０３中の圧力の関数として示す。

タービンＴの効率を考慮すると実際効率は約２０％である。
実施例５
冷却流体はイソブタンである。凝縮器Ｅ中のイソブタンの圧力を０．５２ＭＰａ絶対圧に設定する。表５はエンジンサイクルの理論効率を蒸発器Ｅ０１、Ｅ０２およびＥ０３中の圧力の関数として示す。

タービンＴの効率を考慮すると実際効率は約２０％である。
実施例６
冷却流体はイソペンタンである。凝縮器Ｅ中のイソペンタンの圧力を０．１４ＭＰａ絶対圧に設定する。表６はエンジンサイクルの理論効率を蒸発器Ｅ０１、Ｅ０２およびＥ０３中の圧力の関数として示す。

タービンＴの効率を考慮すると実際効率は約１８％である。

本発明は図１の実施形態に限定されない。排ガスに作用する圧縮機およびタービンの数を変更することが可能である。熱交換器の数と位置を変更することも可能である。図２は本発明の第２の実施形態を示す。

図２を参照すると、プラント２０（例えば、例えば４００〜６００℃の範囲の温度で実質的に大気圧でフュームを生成するガスタービンまたはボイラ）からのフュームは特に窒素、酸素、二酸化炭素および水を含む。

フュームは熱交換器Ｅ１、次いで熱交換器Ｅ０１で０〜１００℃の範囲の低温に冷却される。低温フュームは分離ドラムＢ１中に供給される。熱交換器Ｅ１およびＥ０１での冷却の間に凝縮した水はドラムＢ１の底部から排出される。

ドラムＢ１の頂部から排出されたフュームは圧縮機Ｃ１で圧縮される。圧縮機Ｃ１からの圧力下のフュームは熱交換器Ｅ２、次いで熱交換器Ｅ０２で０〜１００℃の範囲の低温に冷却される。低温フュームは分離ドラムＢ２中に供給される。熱交換器Ｅ２およびＥ０２での冷却の際に凝縮した水はドラムＢ２の底部から排出される。ドラムＢ２の頂部から排出されたフュームは圧縮機Ｃ２で圧縮される。圧縮機Ｃ２からの圧力下のフュームは熱交換器Ｅ２、次いで熱交換器Ｅ０３で０〜１００℃の範囲の低温に冷却される。低温フュームは分離ドラムＢ３中に供給される。熱交換器Ｅ２およびＥ０３での冷却の際に凝縮した水はドラムＢ３の底部から排出される。ドラムＢ３の頂部から排出されたフュームは圧縮機Ｃ３で圧縮される。圧縮機Ｃ３からの圧力下のフュームは熱交換器Ｅ２、次いで熱交換器Ｅ０４で０〜１００℃の範囲の低温に冷却される。

低温フュームはＣＯ₂の高圧捕集を目的とした手段２１の中に供給される。フュームから分離されたＣＯ₂はライン２２を通して排出され、ポンプＰで圧縮され、貯蔵サイトに移送される。ライン２３を通して排出されたフュームはＣＯ₂が減少している。

ライン２３中を循環するＣＯ₂が減少したフュームは熱交換器Ｅ２、次いで熱交換器Ｅ１で加熱される。高温フュームはタービンＴ３中で膨張する。タービンＴ３中での膨張の間、フュームの温度は低下する。フュームは熱交換器Ｅ２、次いで熱交換器Ｅ１で加熱される。高温フュームはタービンＴ２中で膨張する。タービンＴ２中での膨張の間、フュームの温度は低下する。フュームは熱交換器Ｅ２、次いで熱交換器Ｅ１で加熱される。次いで、高温フュームはタービンＴ１中で膨張する。

タービンＴ１からのフュームは大気へ排出される、またはプラント２０のタービンの入口へ再循環される。

フュームは外部冷源によって、熱交換器Ｅ０１、Ｅ０２、Ｅ０３およびＥ０４で冷却される。冷源は空気または水からなってよい。熱交換器Ｅ０１、Ｅ０２、Ｅ０３およびＥ０４の冷源は、図１（図１のＥ０１、Ｅ０２、Ｅ０３、２１、２２、Ｔ、ＰおよびＥを参照）と関連して記した二次冷却回路からなってもよい。

熱交換器Ｅ１は、プラント２０から直接もたらされるフュームとＣＯ₂が減少したフュームとを、タービンＴ１、Ｔ２およびＴ３にそれらが入る前に熱交換させる。

熱交換器Ｅ２は、圧縮機Ｃ１、Ｃ２およびＣ３から直接もたらされるフュームとＣＯ₂が減少したフュームとを、タービンＴ１、Ｔ２およびＴ３にそれらが入る前に熱交換させる。

圧縮機Ｃ１、Ｃ２およびＣ３をタービンＴ１、Ｔ２およびＴ３と連結する。したがって、ＣＯ₂が減少したフュームの膨張で得られた機械的エネルギーが圧縮機Ｃ１、Ｃ２およびＣ３を駆動させる。

機器Ｃ１およびＴ１、Ｃ２およびＴ２、Ｃ３およびＴ３はそれぞれ、シャフトＡ１、Ａ２、Ａ３それぞれによって連結することができる。シャフトＡ１、Ａ２およびＡ３はギアによって単一のメインシャフトＡに連結することができる。

したがって、圧縮機Ｃ１、Ｃ２およびＣ３、ならびにタービンＴ１、Ｔ２およびＴ３は単一の機器を形成する。タービンＴ１、Ｔ２およびＴ３での膨張によって得られた機械的エネルギーは、機器Ｃ１、Ｃ２およびＣ３、ならびにＴ１、Ｔ２およびＴ３の圧縮比もしくは膨張比のアンバランスに関係なく、圧縮機Ｃ１、Ｃ２およびＣ３に送られる。

本発明による方法を示す図である。 本発明による方法の変形態様を示す図である。

符号の説明

１ ライン
２ ライン
３ ライン
４ ライン
５ ライン
６ ライン
７ ライン
８ ライン
１０ 処理手段
２０ プラント
２１ ライン；手段
２２ ライン
２３ ライン
Ａ メインシャフト
Ａ１ シャフト
Ａ２ シャフト
Ａ３ シャフト
Ｂ１ 分離ドラム
Ｂ２ 分離ドラム
Ｂ３ 分離ドラム
Ｃ 圧縮機
Ｃ１ 圧縮機
Ｃ２ 圧縮機
Ｃ３ 圧縮機
ＣＡ 圧縮機
ＣＯＭＢ 燃焼室
Ｅ 熱交換器；凝縮器
Ｅ１ 熱交換器
Ｅ２ 熱交換器
Ｅ０１ 熱交換器；蒸発器
Ｅ０２ 熱交換器；蒸発器
Ｅ０３ 熱交換器；蒸発器
Ｅ０４ 熱交換器
ＧＥ１ 発電機
ＧＥ２ 発電機
Ｐ ポンプ
Ｔ タービン
Ｔ１ タービン
Ｔ２ タービン
Ｔ３ タービン
ＴＧ ガスタービン

Claims (10)

1. 以下の段階、すなわち
   ａ）中圧フュームを得るために、高温低圧フュームを圧縮する段階と、
   ｂ）高圧フュームを得るために、前記中圧フュームを圧縮する段階と、
   ｃ）二酸化炭素が減少したフュームと高圧二酸化炭素とを得るために、前記高圧フューム中に含有される二酸化炭素の一部を分離する段階と、
   ｄ）二酸化炭素が減少した前記フュームを膨張させる段階
   を実施する、利用可能なエネルギーを回収し、フューム中に存在するＣＯ₂を高圧で捕集するための高温で低圧のフュームの処理法であって、
   ｅ）少なくとも前記高温かつ低圧フューム、前記中圧フュームおよび前記高圧フュームを熱交換させることによって冷却流体を蒸発させる段階と、
   ｆ）機械的エネルギーを回収すると同時に蒸発した流体を膨張させる段階と、
   ｇ）膨張した流体を冷却することによって凝縮させる段階と、
   ｈ）段階ｅ）の冷却用流体を得るために、凝縮した流体を圧縮する段階
   を含むことを特徴とする方法。
2. 段階ｄ）において、以下の段階、すなわち、ｉ）膨張したフュームを得るために、前記ＣＯ₂が減少したフュームを膨張させる段階、ｉｉ）加熱されたフュームを得るために、前記膨張したフュームを加熱する段階、およびｉｉｉ）前記加熱フュームを膨張させる段階を実施する請求項１に記載の方法。
3. 段階ｉｉ）において、前記膨張したフュームを前記高圧フュームと熱交換することによって加熱する請求項２に記載の方法。
4. 段階ｄ）の前に、二酸化炭素が減少した前記フュームを前記高温低圧フュームと熱交換することによって加熱する請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 段階ｄ）で行われる膨張の間に供給されるエネルギーを段階ａ）およびｂ）での圧縮のために使用する請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 段階ｉ）での膨張比が段階ｉｉｉ）での膨張比より小さい請求項２から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 段階ａ）での圧縮比が段階ｂ）での圧縮比より小さい請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記高圧二酸化炭素を圧縮し、前記高圧二酸化炭素を地下貯蔵層に注入する請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記二酸化炭素を、段階ｆ）で得られた機械的エネルギーを用いて圧縮する請求項８に記載の方法。
10. 段階ｅ）において、冷却流体を、段階ｄ）での膨張後に得られたフュームとの熱交換によって蒸発させる請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
    
    
    

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