JP7043325B2 - 二酸化炭素供給システムおよび二酸化炭素供給方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態の二酸化炭素供給システムの構成を示す模式図である。
計測装置1aは、温室1内の状態を示す物理量を計測し、計測した物理量を示す信号を制御装置6に出力する。物理量の例は、温室1内の二酸化炭素濃度、温度、および湿度である。計測装置1aは例えば、二酸化炭素濃度を計測する濃度計と、温度を計測する温度計と、湿度を計測する湿度計とを含んでいる。
動力源2は、温室1の内部または近傍に配置されており、燃料を燃焼させて動力を発生する。動力源2は、例えばガスエンジンやガスタービンである。動力源2から排出された高温の排気ガスは、流路13を介して熱交換器4に高温熱媒として供給される。また、動力源2の機能を維持するために、動力源2は一般に冷却水(例えば常温の水)により冷却される。その結果、冷却水が高温の熱水に変化し、熱水が流路40に排出される。
発電機3は、動力源2に回転軸を介して接続されている。発電機3は、動力源2により駆動されて発電し、発電により得られた電気(電力)を電線50に出力する。
熱交換器4は、動力源2から排出された排ガスを流路13から受け取り、排ガスと液体の水との熱交換を行う。その結果、液体の水が、排ガスの熱により水蒸気や高温の熱水に変化する。熱交換器4は、熱交換後の排ガスを流路14に排出し、熱交換により発生した水蒸気を流路30に排出する。なお、熱交換器4に流入する液体の水は、水蒸気を伴っていてもよい。
吸収塔5aは、熱交換器4から排出された排ガスを流路14から受け取り、排ガス中の二酸化炭素ガスを吸収液に吸収させる。吸収液は、例えばアミン系吸収液(水溶液)である。二酸化炭素ガスを吸収した吸収液(リッチ液)は、吸収塔5aから排出され、再生塔5bに導入される。一方、二酸化炭素ガスが除去された排ガスは、吸収塔5aから流路10に排出される。この排ガスは一般に窒素酸化物を含有しているため、この窒素酸化物を流路10上の脱硝装置により除去することが望ましい。窒素酸化物は例えば、アンモニア類を用いて脱硝される。
制御装置6は、二酸化炭素供給システムの種々の動作を制御する。制御装置6の例は、プロセッサ、電気回路、PC(Personal Computer)などである。制御装置6は例えば、制御弁F1、F2、C1、C2、S1、S2、W1の開度や、電気装置1bの動作を制御する。これにより、温室1への熱水、排ガス、二酸化炭素ガスの供給や、リボイラ5cへの水蒸気の供給や、発電機3からの電気による電気装置1bの動作を制御することが可能となる。
図2は、第2実施形態の二酸化炭素供給システムの構成を示す模式図である。
図3は、第3実施形態の二酸化炭素供給システムの構成を示す模式図である。
図4は、第4実施形態の二酸化炭素供給システムの構成を示す模式図である。
図5は、第5実施形態の二酸化炭素供給システムの構成を示す模式図である。
図6は、第6実施形態の二酸化炭素供給システムの構成を示す模式図である。
4:熱交換器、5:二酸化炭素回収装置、5a:吸収塔、5b:再生塔、
5c:リボイラ、6:制御装置、7:蒸気タービン、8:圧縮機、
10~16、20~24、30~35、40~42:流路、50~52:電線、
F1~F4、C1~C3、S1~S4、W1:制御弁
Claims (8)
- 燃料を燃焼させて動力を発生する動力源と、
前記動力源により駆動されて発電し、前記発電により得られた電気を温室内の電気装置に供給する発電機と、
前記動力源から排出された排ガスの熱を利用して水蒸気を発生させる熱交換器と、
前記熱交換器から排出された前記排ガス中の二酸化炭素ガスを吸収液に吸収させる吸収塔と、
前記熱交換器で発生した前記水蒸気の熱を利用して、前記吸収液から前記二酸化炭素ガスを放出させる再生塔と、
前記吸収塔内で前記二酸化炭素ガスが除去され前記吸収塔から排出された前記排ガスを前記温室に供給する第1排ガス流路と、
前記第1排ガス流路に設けられた第1排ガス弁と、
前記動力源を冷却することで発生した熱水、および/または、前記熱交換器で前記水蒸気と共に発生した熱水を、前記温室に供給する熱水流路と、
前記熱水流路に設けられ熱水弁と、
前記温室内の計測装置により計測された前記温室内の二酸化炭素濃度と、前記温室内の温度および湿度とに基づいて、前記第1排ガス弁と、前記熱水弁とをそれぞれ制御する制御装置と、
を備える二酸化炭素供給システム。 - 前記再生塔から排出された前記二酸化炭素ガスを前記温室に供給する第1ガス流路と、
前記第1ガス流路に設けられ、前記温室内の前記計測装置により計測された前記温室内の前記二酸化炭素濃度に基づいて前記制御装置により制御される第1ガス弁と、
を備える請求項1に記載の二酸化炭素供給システム。 - 前記動力源から前記熱交換器へと向かう流路を流れる前記排ガスを前記温室に供給する第2排ガス流路と、
前記第2排ガス流路に設けられ、前記制御装置により制御される第2排ガス弁と、
を備える請求項1または2に記載の二酸化炭素供給システム。 - 前記熱交換器から前記吸収塔へと向かう流路を流れる前記排ガスを前記温室に供給する第3排ガス流路と、
前記第3排ガス流路に設けられ、前記制御装置により制御される第3排ガス弁と、
を備える請求項1から3のいずれか1項に記載の二酸化炭素供給システム。 - 前記温室は、前記温室内の温度および湿度を計測する計測装置を備え、
前記熱交換器で発生した前記水蒸気を前記温室に供給する第1水蒸気流路と、
前記第1水蒸気流路に設けられ、前記計測装置により計測された前記温度および前記湿度に基づいて前記制御装置により制御される第1水蒸気弁と、
を備える請求項1から4のいずれか1項に記載の二酸化炭素供給システム。 - 前記発電機を前記駆動源と共に駆動する蒸気タービンと、
前記熱交換器で発生した前記水蒸気を前記蒸気タービンに供給する第2水蒸気流路と、
前記第2水蒸気流路に設けられ、前記制御装置により制御される第2水蒸気弁と、
を備える請求項1から5のいずれか1項に記載の二酸化炭素供給システム。 - 前記動力源により駆動されることで、前記再生塔から排出された前記二酸化炭素ガスを圧縮する圧縮機と、
前記再生塔からの前記二酸化炭素ガスを前記圧縮機に供給する第2ガス流路と、
前記第2ガス流路に設けられ、前記制御装置により制御される第2ガス弁と、
を備える請求項1から6のいずれか1項に記載の二酸化炭素供給システム。 - 動力源が、燃料を燃焼させて動力を発生し、
発電機が、前記動力源により駆動されて発電し、前記発電により得られた電気を温室内の電気装置に供給し、
熱交換器が、前記動力源から排出された排ガスの熱を利用して水蒸気を発生させ、
吸収塔内で、前記熱交換器から排出された前記排ガス中の二酸化炭素ガスを吸収液に吸収させ、
再生塔内で、前記熱交換器で発生した前記水蒸気の熱を利用して、前記吸収液から前記二酸化炭素ガスを放出させ、
前記温室内の計測装置により計測された前記温室内の二酸化炭素濃度と、前記温室内の温度および湿度とに基づいて、第1排ガス流路に設けられた第1排ガス弁と、熱水流路に設けられた熱水弁とをそれぞれ制御装置により制御することで、前記吸収塔内で前記二酸化炭素ガスが除去され前記吸収塔から排出された前記排ガスを、前記第1排ガス流路を介して前記温室に供給し、前記動力源を冷却することで発生した熱水、および/または、前記熱交換器で前記水蒸気と共に発生した熱水を、前記熱水流路を介して前記温室に供給する、
ことを含む二酸化炭素供給方法。
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