JP7356345B2 - 排気ガス処理設備、及びガスタービンプラント - Google Patents

排気ガス処理設備、及びガスタービンプラント Download PDF

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Description

本開示は、排気ガス処理設備、及びガスタービンプラントに関する。
化石燃料を用いる発電プラント、例えばガスタービンプラントでは、ガスタービンの運転に伴って排気ガスが発生する。この排気ガスには、二酸化炭素が含まれている。環境保全の観点から、二酸化炭素を可能な限り排気ガスから除去する技術が求められている。このような技術として、例えば下記特許文献１に記載された方法が知られている。特許文献１に係る方法では、排ガスの少なくとも一部を吸収液に接触させることで、当該吸収液によって二酸化炭素を吸着除去する。
ところで、プラントの運転状態によっては、排気ガスに水分が含まれる場合がある。このような水分が凝縮すると、排気ガスの排出に際して白煙が発生する。白煙は、周囲の景観を損なうことに加えて、出口近傍に排気ガスが直接降下することで、微量に残存する排ガス中の窒素酸化物も随伴されるため、その抑制が求められている。そこで、下記特許文献１に係る技術では、排ガスの熱によって使用済みの吸収液を加熱・再生させるとともに、再生された吸収液の熱を利用して排ガスを加熱する方法を採っている。これにより、排気ガス中の水分が蒸発し、白煙の発生を抑制できるとされている。
特開２００９－２４７９３２号公報
しかしながら、再生された吸収液の熱は限定的であることから、当該吸収液を用いただけでは排気ガスを十分に加熱することができない虞がある。したがって、特許文献１に記載された装置では、依然として白煙が発生してしまう可能性がある。
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、白煙の発生を抑制できる排気ガス処理設備、及びガスタービンプラントを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示に係る排気ガス処理設備は、ボイラーから排出された排気ガスが流通する排気ラインと、前記排気ライン上に設けられ、前記排気ガスに含まれる二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置と、前記排気ラインにおける前記二酸化炭素回収装置の下流側に設けられ、前記二酸化炭素回収装置を通過した後であって大気に放出される前の前記排気ガスを加熱する排気ガス加熱装置と、を備える。前記二酸化炭素回収装置は、前記排気ガスと接触することで該排気ガス中の二酸化炭素を化学吸着する吸収液が流通し、二酸化炭素が除去された前記排気ガスを排気する吸収塔と、前記吸収塔で二酸化炭素を化学吸着した前記吸収液を加熱することで、前記吸収液から化学吸着している二酸化炭素を離脱させて、前記吸収液を再生する再生塔と、前記排気ラインにおける前記吸収塔よりも上流側に設けられ、第一熱媒体と前記排気ガスとを熱交換させることで前記排気ガスを冷却する冷却塔と、前記冷却塔に接続され、前記冷却塔から取り出された前記第一熱媒体が流通し、前記第一熱媒体を前記冷却塔内に戻す冷却ラインと、前記吸収塔に接続され、前記吸収塔内の前記排気ガスと熱交換することで前記排気ガスを冷却した第二熱媒体が流入し、前記第二熱媒体を前記吸収塔内に戻す吸収塔冷却ラインと、前記再生塔で再生された前記吸収液を前記吸収塔に供給する吸収液供給ラインと、前記再生塔内の前記吸収液を抽出してから前記再生塔内に戻す吸収液抽出ラインと、前記吸収液抽出ライン上に設けられ、前記吸収液と蒸気とを熱交換させることで前記吸収液を加熱し、再生するリボイラーと、前記吸収液との熱交換対象として、前記リボイラーに前記ボイラーで生成した蒸気の一部を導く蒸気ラインと、前記再生塔に接続され、前記再生塔内で前記吸収液から離脱した二酸化炭素が流れる二酸化炭素回収ラインと、を有する。前記冷却ラインと前記吸収塔冷却ラインと前記吸収液供給ラインのうち、いずれか一のラインが第一媒体ラインを成し、前記第一熱媒体と前記第二熱媒体と前記吸収液とのうち前記第一媒体ラインを流れる媒体が第一媒体を成す。前記蒸気ラインと前記二酸化炭素回収ラインとのうちでいずれか一のラインが第二媒体ラインを成し、前記蒸気と前記二酸化炭素のうちで前記第二媒体ラインを流れる媒体が第二媒体を成す。前記排気ガス加熱装置は、前記第一媒体ラインを流れる前記第一媒体と、前記二酸化炭素回収装置の前記吸収塔から排気された前記排気ガスとを熱交換させ、前記排気ガスを加熱する一方で前記第一媒体を冷却する第一加熱部と、前記第二媒体ラインを流れる前記第二媒体と前記第一加熱部を通過した前記排気ガスとを熱交換させ、前記排気ガスをさらに加熱する一方で前記第二媒体を冷却する第二加熱部と、有する。
本開示の排気ガス処理設備、及びガスタービンプラントによれば、白煙の発生を抑制できる。
本開示の第一実施形態に係るガスタービンプラントの構成を示す図である。 本開示の第一実施形態に係る二酸化炭素回収装置の構成を示す図である。 本開示の第二実施形態に係る二酸化炭素回収装置の構成を示す図である。 本開示の第三実施形態に係る二酸化炭素回収装置の構成を示す図である。 本開示の第四実施形態に係る二酸化炭素回収装置の構成を示す図である。
＜第一実施形態＞
（ガスタービンプラントの構成）
以下、本開示の第一実施形態に係るガスタービンプラント１００について、図１と図２を参照して説明する。図１に示すように、ガスタービンプラント１００は、ガスタービン１と、排熱回収ボイラー２（ボイラー）と、蒸気タービン４と、排気ガス処理設備６と、ＥＧＲラインＬ２と、を備えている。
（ガスタービンの構成）
ガスタービン１は、圧縮機１１と、燃焼器１２と、タービン１３と、を有している。圧縮機１１は、外部の空気を圧縮して高圧空気を生成する。燃焼器１２は、この高圧空気に燃料を混合して燃焼させることで高温高圧の燃焼ガスを生成する。タービン１３は、この燃焼ガスによって駆動される。タービン１３の回転エネルギーは軸端から取り出されて例えば発電機Ｇの駆動に利用される。タービン１３から排出される排気ガスは、排気ラインＬ１によって回収されて、排熱回収ボイラー２に送られる。
（排熱回収ボイラーの構成）
排熱回収ボイラー２は、排気ラインＬ１中を流通する排ガスと水とを熱交換させることで過熱蒸気を生成する。この過熱蒸気は、第一蒸気ラインＳ１を通じて蒸気タービン４に送られ、当該蒸気タービン４の駆動に用いられる。蒸気タービン４の回転エネルギーは例えば発電機Ｇの駆動に利用される。蒸気タービン４から排出された蒸気は復水器４１によって回収される。
排気ラインＬ１上であって、排熱回収ボイラー２の下流側には、排ガス処理設備６が設けられている。排ガス処理設備６は、排気ラインＬ１中を流通する排気ガスを清浄な状態にして外気に放散させるために設けられている。排ガス処理設備６は、二酸化炭素回収装置３と、排気ガス加熱装置５と、を有している。
（二酸化炭素回収装置の構成）
二酸化炭素回収装置３は、排気ガス中に含まれる二酸化炭素を回収除去するための装置である。図２に示すように、二酸化炭素回収装置３は、冷却塔３１と、吸収塔３２と、再生塔３３と、を有している。
冷却塔３１は、後述する吸収塔３２における二酸化炭素の回収に先立って、排気ラインＬ１を流通する排気ガスを冷却するための設備である。冷却塔３１には、冷却ラインＬ６が接続されている。冷却ラインＬ６は、冷却塔３１の内部を流通する熱媒体（第一媒体）の一部を外部に取り出して、冷却器Ｈ１によって冷却した後、再び冷却塔３１内に戻す流路である。冷却ラインＬ６上には、ポンプＰ１、第一加熱部５１（後述）、及び冷却器Ｈ１が設けられている。冷却塔３１内での排気ガスとの熱交換によって高温となった熱媒体は、ポンプＰ１によって第一加熱部５１、及び冷却器Ｈ１を経て低温となり、再び冷却塔３１内に戻る。なお、詳しくは後述するが、第一加熱部５１は、冷却ラインＬ６中を流通する熱媒体（第一媒体）と二酸化炭素回収装置３から排出された排気ガスとを熱交換させることで、当該排気ガスを加熱するために設けられている。冷却塔３１で冷却された排気ガスは排気ラインＬ１を通じて吸収塔３２に送られる。
吸収塔３２は上下方向に延びる筒状をなしており、その下部には、冷却塔３１から延びる排気ラインＬ１が接続されている。吸収塔３２の内部では、二酸化炭素と化学結合することが可能な吸収液が上方から下方に向かって流れている。なお、このような吸収液として具体的には、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）を含むアミンの水溶液や水を含まない有機溶媒、その混合物、アミノ酸系の水溶液が好適に用いられる。また吸収液はアミン以外を用いても良い。
また、吸収塔３２の上部には、吸収塔冷却ラインＬ８が接続されている。吸収塔冷却ラインＬ８は、当該吸収塔３２内の排気ガスを冷却するための熱媒体の一部を外部に取り出して、冷却器Ｈ２によって冷却した後、再び吸収塔３２内に戻す流路である。吸収塔冷却ラインＬ８上には、冷却器Ｈ２、ポンプＰ２が設けられている。吸収塔３２内での排気ガスとの熱交換によって高温となった熱媒体は、ポンプＰ２で冷却器Ｈ２に送られて低温となった後、再び、吸収塔３２内に送られる。
吸収塔３２内の下部に流入した排気ガスは、上方から流れる吸収液に対して接触しながら吸収塔３２内を上昇する。この時、排気ガスに含まれる二酸化炭素が吸収液に化学吸収される。二酸化炭素が除去された残余の排気ガスは、吸収塔３２の上部から再び排気ラインＬ１中に流入する。
二酸化炭素を吸収した吸収液は、吸収塔３２の下部に接続された吸収液回収ラインＬ４を通じて、ポンプＰ４によって再生塔３３に送られる。再生塔３３は、二酸化炭素を吸収した状態の吸収液を再生する（二酸化炭素を分離する）ための装置である。再生塔３３には、上述の排熱回収ボイラー２から取り出された蒸気が流れる第三蒸気ラインＳ３が接続されている。第三蒸気ラインＳ３上には、リボイラー３４が設けられている。リボイラー３４には、第三蒸気ラインＳ３を通じて排熱回収ボイラー２からの蒸気が供給される。リボイラー３４では、この蒸気との熱交換によって、吸収液に含まれる水の一部が加熱されてストリッピングスチームとなる。ストリッピングスチームは、吸収液抽出ラインＬ７を通じて再生塔３３内に送られる。再生塔３３内で、ストリッピングスチームは吸収液回収ラインＬ４から供給された再生前の吸収液と接触する。これにより、再生前の吸収液から二酸化炭素が放散し、吸収液が再生される（二酸化炭素を含まない状態となる）。再生前の吸収液から放散された二酸化炭素は、再生塔３３の上部に設けられた二酸化炭素回収ラインＬ９を通じて不図示の二酸化炭素圧縮装置に送られる。
再生後の吸収液の一部（即ち、ストリッピングスチームとならなかった成分）は、再生塔３３の下部に接続された吸収液供給ラインＬ５に送られる。吸収液供給ラインＬ５上には、熱交換器Ｈ４、ポンプＰ３、及び冷却器Ｈ３がこの順で設けられている。ポンプＰ３を駆動することにより、再生塔３３から熱交換器Ｈ４に、再生後の吸収液が供給される。熱交換器Ｈ４では、吸収液回収ラインＬ４と吸収液供給ラインＬ５とが交差している。これにより、再生前の吸収液と再生後の吸収液との間で熱交換が行われる。再生後の吸収液は、熱交換器Ｈ４及び冷却器Ｈ３を通過することで低温となる。低温となった再生後の吸収液は、吸収塔３２の上部に供給される。なお、吸収液回収ラインＬ４、及び吸収液供給ラインＬ５には、それぞれバルブＶ１，Ｖ２が設けられている。これらバルブＶ１，Ｖ２を開閉することによって、これら流路の開通状態が切り替えられる。
（排気ガス加熱装置の構成）
排気ガス加熱装置５は、排気ラインＬ１を経て上記の二酸化炭素回収装置３から排出された排気ガスの白煙化を抑制するために排気ガスを加熱する。図１に示すように、排気ガス加熱装置５は、第一加熱部５１と、第二加熱部５２と、第三加熱部５３と、を有している。
第一加熱部５１、及び第二加熱部５２は、二酸化炭素回収装置３で発生した余剰の熱を利用して排気ガスを加熱する。具体的には、第一加熱部５１は、図２で説明した冷却ラインＬ６（第一媒体ラインＭ１）上に設けられた熱交換器ＨＡである。つまり、冷却塔３１における排気ガスの冷却に用いられた熱媒体（第一媒体）と二酸化炭素回収装置３から排出された排気ガスとを熱交換器ＨＡ内で熱交換させることによって、当該排気ガスが加熱される。なお、第一加熱部５１に流入する排気ガスの温度は３０～３５℃程度である。また、熱交換を行う際の第一媒体の温度は一例として４０～５０℃である。これにより、第一加熱部５１を通過した後の排気ガスの温度は４０℃程度となる。なお、上記の熱交換器ＨＡを設けた場合には、冷却器Ｈ１を省略することが可能である。つまり、熱交換器ＨＡに冷却器Ｈ１の機能を並存させることが可能である。
第二加熱部５２は、第一加熱部５１で加熱された排気ガスをさらに加熱するために設けられている。第二加熱部５２は、図２で説明したリボイラー３４の下流側（つまり、第二媒体ラインＭ２としての第五蒸気ラインＳ５）に、設けられた熱交換器ＨＢである。つまり、リボイラー３４内を流通する熱媒体（第二媒体）としての蒸気と排気ガスとを熱交換器ＨＢ内で熱交換させることによって、当該排気ガスがさらに加熱される。熱交換器ＨＢから排出された蒸気は、第四蒸気ラインＳ４を通じて排熱回収ボイラー２に送られる。なお、熱交換を行う際の第二媒体の温度は一例として７０～１００℃であり、上述の第一媒体よりも高温である。これにより、第二加熱部５２を通過した後の排気ガスの温度は６５℃程度となる。
第三加熱部５３は、第二加熱部５２で加熱された排気ガスをさらに加熱するために設けられている。第三加熱部５３は、排熱回収ボイラー２から第六蒸気ラインＳ６を通じて導かれた高温の蒸気が流入する。この蒸気と排気ガスとを熱交換させることによって当該排気ガスがさらに加熱される。これにより、第三加熱部５３を通過した後の排気ガスの温度は９０℃程度となる。その結果、排気ガスは、水分の凝縮による白煙の発生がしにくい状態となって外気中へ放散される。
ＥＧＲラインＬ２は、二酸化炭素回収装置３の冷却塔３１を通過した排気ガスの少なくとも一部を抽気して、ガスタービン１の圧縮機１１に導くための配管である。
（作用効果）
上記構成によれば、二酸化炭素回収装置３の冷却ラインＬ６（第一媒体ライン）を流通する第一媒体、及び第五蒸気ラインＳ５（第二媒体ライン）を流通する第一媒体よりも高温の第二媒体によって、二酸化炭素回収装置３から排出された排気ガスを加熱することができる。これにより、排気ガスが大気中に放散される際の白煙の発生を抑制することができる。つまり、上記の構成では、二酸化炭素回収装置３で生じた余剰の熱を排ガスの加熱に利用することができる。さらに、第一媒体、及び第一媒体よりも高温の第二媒体によって二段階で排気ガスを加熱することができるため、これら媒体のいずれか一方のみによる加熱を行う構成に比べて、より強く排気ガスを加熱することができる。これにより、白煙発生をさらに抑制することができる。
上記構成によれば、冷却塔３１内の排気ガスを冷却した際に熱媒体が奪った熱を利用することによって、第一加熱部５１としての熱交換器ＨＡで、二酸化炭素回収装置３から排出された排気ガスを加熱することができる。これにより、例えば他の熱源を用いて排気ガスを加熱する構成に比べて、熱を有効活用することができる。さらに、第一媒体として吸収液ではなく他の熱媒体を用いることから、例えば吸収液が漏洩した場合の環境への影響をより小さく抑えることもできる。
上記構成によれば、再生塔３３で吸収液の再生に用いられる第二媒体の熱を利用することによって、第二加熱部５２としての熱交換器ＨＢで、第一加熱部５１で加熱された排気ガスをさらに加熱することができる。これにより、例えば他の熱源を用いて排気ガスを加熱する構成に比べて、熱を有効活用することができる。
上記構成によれば、排熱回収ボイラー２で生成した蒸気の熱によって、第三加熱部５３で排気ガスをさらに加熱することができる。これにより、白煙発生の可能性をさらに小さく抑えることができる。
上記構成によれば、ＥＧＲラインＬ２を通じて排気ガスの一部をガスタービン１に再度供給することで排ガスが濃縮され、二酸化炭素濃度を高めることができる。その結果、二酸化炭素回収装置３によって二酸化炭素をより効率的に回収することができる。
＜第二実施形態＞
次に、本開示の第二実施形態について、図３を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。同図に示すように、本実施形態では、排気ガス加熱装置５における第一加熱部５１の構成が上記第一実施形態とは異なっている。本実施形態に係る第一加熱部５１ｂは、吸収塔３２の吸収塔冷却ラインＬ８上におけるポンプＰ２と冷却器Ｈ２との間に設けられた熱交換器ＨＡである。なお、上記の熱交換器ＨＡを設けた場合には、冷却器Ｈ２を省略することが可能である。つまり、熱交換器ＨＡに冷却器Ｈ２の機能を並存させることが可能である。
上記構成によれば、吸収塔３２内の排気ガスを冷却した際に熱媒体が奪った熱を利用することによって、第一加熱部５１ｂとしての熱交換器ＨＡで、二酸化炭素回収装置３から排出された排気ガスを加熱することができる。これにより、例えば他の熱源を用いて排気ガスを加熱する構成に比べて、熱を有効活用することができる。さらに、第一媒体として吸収液ではなく他の熱媒体を用いることから、例えば吸収液が漏洩した場合の環境への影響をより小さく抑えることもできる。
＜第三実施形態＞
続いて、本開示の第三実施形態について、図４を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。同図に示すように、本実施形態では、第一加熱部５１ｃとしての熱交換器ＨＡが、吸収液供給ラインＬ５上に設けられている。より具体的には、熱交換器ＨＡは、吸収液供給ラインＬ５上におけるポンプＰ３と冷却器Ｈ３との間に設けられている。なお、上記の熱交換器ＨＡを設けた場合には、冷却器Ｈ３を省略することが可能である。つまり、熱交換器ＨＡに冷却器Ｈ３の機能を並存させることが可能である。
上記構成によれば、再生塔３３での吸収液の再生に伴って加熱された吸収液の熱を利用することによって、第一加熱部５１ｃとしての熱交換器ＨＡで排気ガスを加熱することができる。これにより、例えば他の熱源を用いて排気ガスを加熱する構成に比べて、熱を有効活用することができる。
＜第四実施形態＞
次いで、本開示の第四実施形態について、図５を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。同図に示すように、本実施形態では、第一加熱部５１の構成は上記第一実施形態と同様である一方で、第二加熱部５２ｂとしての熱交換器ＨＢの構成が異なっている。本実施形態では、熱交換器ＨＢが、再生塔３３の上部から延びる二酸化炭素回収ラインＬ９上に設けられている。
上記構成によれば、再生塔３３から排出された二酸化炭素の熱を利用することによって、第二加熱部５２としての熱交換器ＨＢで、第一加熱部５１で加熱された排気ガスを加熱することができる。これにより、例えば他の熱源を用いて排気ガスを加熱する構成に比べて、熱を有効活用することができる。
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、第四実施形態で説明した第二加熱部５２ｂの構成を、第二実施形態及び第三実施形態の第一加熱部５１ｂ，５１ｃと組み合わせることも可能である。
＜付記＞
各実施形態に記載の排気ガス処理設備、及びガスタービンプラントは、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る排気ガス処理設備６は、ボイラー（排熱回収ボイラー２）から排出された排気ガスが流通する排気ラインＬ１と、前記排気ラインＬ１上に設けられ、前記排気ガスに含まれる二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置３と、前記排気ラインＬ１における前記二酸化炭素回収装置３の下流側に設けられ、前記排気ガスを加熱する排気ガス加熱装置５と、を備え、前記二酸化炭素回収装置３は、第一媒体が流通する第一媒体ラインと、前記第一媒体よりも高温の第二媒体が流通する第二媒体ラインと、を有し、前記排気ガス加熱装置５は、前記第一媒体との熱交換によって前記排気ガスを加熱する第一加熱部５１と、前記第二媒体との熱交換によって前記第一加熱部５１を通過した前記排気ガスをさらに加熱する第二加熱部５２と、を有する。
上記構成によれば、二酸化炭素回収装置３の第一媒体ライン、及び第二媒体ラインを流通する第一媒体、及び第二媒体によって、排気ガスを加熱することができる。これにより、排気ガスが大気中に放散される際の白煙の発生を抑制することができる。つまり、上記の構成では、二酸化炭素回収装置３で生じた余剰の熱を排ガスの加熱に利用することができる。さらに、第一媒体、及び第二媒体によって二段階で排気ガスを加熱することができるため、これら媒体のいずれか一方のみによる加熱を行う構成に比べて、より強く排気ガスを加熱することができる。これにより、白煙の発生をさらに抑制することができる。
（２）第２の態様に係る排気ガス処理設備６では、前記二酸化炭素回収装置３は、前記排気ガスと接触することで該排気ガス中の二酸化炭素を化学吸着する吸収液が流通する吸収塔３２と、該吸収塔３２に設けられ、該吸収塔３２内の前記排気ガスと熱交換することで該排気ガスを冷却する前記第一媒体としての熱媒体が流通する前記第一媒体ラインとしての吸収塔冷却ラインＬ８と、を有し、前記排気ガス加熱装置５は、前記吸収塔冷却ラインＬ８上に設けられ、前記第一媒体と前記排気ガスとを熱交換させる前記第一加熱部５１ｂとしての熱交換器ＨＡを有する。
上記構成によれば、吸収塔３２内の排気ガスを冷却した際に奪った熱を利用することによって、第一加熱部５１としての熱交換器ＨＡで排気ガスを加熱することができる。これにより、例えば他の熱源を用いて排気ガスを加熱する構成に比べて、熱を有効活用することができる。さらに、第一媒体として吸収液ではなく他の熱媒体を用いることから、例えば吸収液が漏洩した場合の環境への影響をより小さく抑えることもできる。
（３）第３の態様に係る排気ガス処理設備６では、前記二酸化炭素回収装置３は、前記排気ガスと接触することで該排気ガス中の二酸化炭素を化学吸着する吸収液が流通する吸収塔３２と、前記吸収塔３２で二酸化炭素を化学吸着した前記吸収液を加熱することで再生する再生塔３３と、該再生塔３３で再生された前記吸収液を前記吸収塔３２に供給する前記第一媒体ラインとしての吸収液供給ラインＬ５と、をさらに有し、前記排気ガス加熱装置５は、該吸収液供給ラインＬ５上に設けられ、前記第一媒体としての前記吸収液と前記排気ガスとを熱交換させることで該排気ガスを加熱する前記第一加熱部５１ｃとしての熱交換器ＨＡを有する。
上記構成によれば、再生に伴って加熱された吸収液の熱を利用することによって、第一加熱部５１ｃとしての熱交換器ＨＡで排気ガスを加熱することができる。これにより、例えば他の熱源を用いて排気ガスを加熱する構成に比べて、熱を有効活用することができる。
（４）第４の態様に係る排気ガス処理設備６では、前記二酸化炭素回収装置３は、前記排気ガスと接触することで該排気ガス中の二酸化炭素を化学吸着する吸収液が流通する吸収塔３２と、前記吸収塔３２で二酸化炭素を化学吸着した前記吸収液を加熱することで再生する再生塔３３と、前記排気ラインＬ１における前記吸収塔３２よりも上流側に設けられ、前記第一媒体としての熱媒体と前記排気ガスとを熱交換させることで該排気ガスを冷却する冷却塔３１と、該冷却塔３１から取り出された前記第一媒体の一部が流通する前記第一媒体ラインとしての冷却ラインＬ６と、をさらに有し、前記排気ガス加熱装置５は、前記冷却ラインＬ６上に設けられ、前記熱媒体と前記排気ガスとを熱交換させることで該排気ガスを加熱する前記第一加熱部５１としての熱交換器ＨＡを有する。
上記構成によれば、冷却塔３１内の排気ガスを冷却した際に奪った熱を利用することによって、第一加熱部５１としての熱交換器ＨＡで排気ガスを加熱することができる。これにより、例えば他の熱源を用いて排気ガスを加熱する構成に比べて、熱を有効活用することができる。さらに、第一媒体として吸収液ではなく他の熱媒体を用いることから、例えば吸収液が漏洩した場合の環境への影響をより小さく抑えることもできる。
（５）第５の態様に係る排気ガス処理設備６では、前記二酸化炭素回収装置３は、前記排気ガスと接触することで該排気ガス中の二酸化炭素を化学吸着する吸収液が流通する吸収塔３２と、前記吸収塔３２で二酸化炭素を化学吸着した前記吸収液が流通する再生塔３３と、該再生塔３３内の前記吸収液を抽出する吸収液抽出ラインＬ７と、前記吸収液抽出ラインＬ７上に設けられ、前記吸収液と前記第二媒体とを熱交換させることで前記吸収液を加熱し、再生するリボイラー３４と、をさらに有し、前記排気ガス加熱装置５は、前記リボイラー３４に接続され、前記第二媒体と前記排気ガスとを熱交換させることで該排気ガスを加熱する前記第二加熱部５２としての熱交換器ＨＢを有する。
上記構成によれば、吸収液の再生に用いられる第二媒体の熱を利用することによって、第二加熱部５２としての熱交換器ＨＢで排気ガスを加熱することができる。これにより、例えば他の熱源を用いて排気ガスを加熱する構成に比べて、熱を有効活用することができる。
（６）第６の態様に係る排気ガス処理設備６では、前記二酸化炭素回収装置３は、前記排気ガスと接触することで該排気ガス中の二酸化炭素を化学吸着する吸収液が流通する吸収塔３２と、前記吸収塔３２で二酸化炭素を化学吸着した前記吸収液と前記第二媒体としての熱媒体とを熱交換させることで前記吸収液を加熱し、再生する再生塔３３を有し、前記排気ガス加熱装置５は、前記再生塔３３から排出された二酸化炭素と前記排気ガスとを熱交換させることで該排気ガスを加熱する前記第二加熱部５２ｂとしての熱交換器ＨＢを有する。
上記構成によれば、再生塔３３から排出された二酸化炭素の熱を利用することによって、第二加熱部５２としての熱交換器ＨＢで排気ガスを加熱することができる。これにより、例えば他の熱源を用いて排気ガスを加熱する構成に比べて、熱を有効活用することができる。
（７）第７の態様に係る排気ガス処理設備６では、前記排気ガス加熱装置５は、前記ボイラー（排熱回収ボイラー２）で生成した蒸気の一部と前記第二加熱部５２を通過した前記排気ガスとを熱交換させることで該排気ガスをさらに加熱する第三加熱部５３をさらに有する。
上記構成によれば、ボイラー（排熱回収ボイラー２）で生成した蒸気の熱によって、排気ガスをさらに加熱することができる。これにより、白煙発生の可能性をさらに小さく抑えることができる。
（８）第８の態様に係るガスタービンプラント１００は、上記第４の態様に係る排気ガス処理設備６と、ガスタービン１と、前記ガスタービン１からの排気ガスの熱を利用して蒸気を発生する前記ボイラー（排熱回収ボイラー２）と、冷却塔３１を通過した前記排気ガスの少なくとも一部を前記ガスタービン１に導くＥＧＲラインＬ２と、を備える。
上記構成によれば、ＥＧＲラインＬ２を通じて排気ガスの一部をガスタービン１に再度供給することで、排ガスが濃縮され、二酸化炭素濃度を高めることができる。その結果、二酸化炭素回収装置３によって二酸化炭素をより効率的に回収することができる。
１００ ガスタービンプラント
１ ガスタービン
２ 排熱回収ボイラー
３ 二酸化炭素回収装置
４ 蒸気タービン
５ 排気ガス加熱装置
６ 排気ガス処理設備
１１ 圧縮機
１２ 燃焼器
１３ タービン
３１ 冷却塔
３２ 吸収塔
３３ 再生塔
３４ リボイラー
５１，５１ｂ，５１ｃ 第一加熱部
５２，５２ｂ 第二加熱部
５３ 第三加熱部
Ｇ 発電機
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４ 冷却器
ＨＡ，ＨＢ 熱交換器
Ｌ１ 排気ライン
Ｌ２ ＥＧＲライン
Ｌ４ 吸収液回収ライン
Ｌ５ 吸収液供給ライン
Ｌ６ 冷却ライン
Ｌ７ 吸収液抽出ライン
Ｌ８ 吸収塔冷却ライン
Ｌ９ 二酸化炭素回収ライン
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ ポンプ
Ｓ１ 第一蒸気ライン
Ｓ２ 第二蒸気ライン
Ｓ３ 第三蒸気ライン
Ｓ４ 第四蒸気ライン
Ｓ５ 第五蒸気ライン
Ｓ６ 第六蒸気ライン

Claims (3)

  1. ボイラーから排出された排気ガスが流通する排気ラインと、
    前記排気ライン上に設けられ、前記排気ガスに含まれる二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置と、
    前記排気ラインにおける前記二酸化炭素回収装置の下流側に設けられ、前記二酸化炭素回収装置を通過した後であって大気に放出される前の前記排気ガスを加熱する排気ガス加熱装置と、
    を備え、
    前記二酸化炭素回収装置は、
    前記排気ガスと接触することで該排気ガス中の二酸化炭素を化学吸着する吸収液が流通し、二酸化炭素が除去された前記排気ガスを排気する吸収塔と、
    前記吸収塔で二酸化炭素を化学吸着した前記吸収液を加熱することで、前記吸収液から化学吸着している二酸化炭素を離脱させて、前記吸収液を再生する再生塔と、
    前記排気ラインにおける前記吸収塔よりも上流側に設けられ、第一熱媒体と前記排気ガスとを熱交換させることで前記排気ガスを冷却する冷却塔と、
    前記冷却塔に接続され、前記冷却塔から取り出された前記第一熱媒体が流通し、前記第一熱媒体を前記冷却塔内に戻す冷却ラインと、
    前記吸収塔に接続され、前記吸収塔内の前記排気ガスと熱交換することで前記排気ガスを冷却した第二熱媒体が流入し、前記第二熱媒体を前記吸収塔内に戻す吸収塔冷却ラインと、
    前記再生塔で再生された前記吸収液を前記吸収塔に供給する吸収液供給ラインと、
    前記再生塔内の前記吸収液を抽出してから前記再生塔内に戻す吸収液抽出ラインと、
    前記吸収液抽出ライン上に設けられ、前記吸収液と蒸気とを熱交換させることで前記吸収液を加熱し、再生するリボイラーと、
    前記吸収液との熱交換対象として、前記リボイラーに前記ボイラーで生成した蒸気の一部を導く蒸気ラインと、
    前記再生塔に接続され、前記再生塔内で前記吸収液から離脱した二酸化炭素が流れる二酸化炭素回収ラインと、
    を有し、
    前記冷却ラインと前記吸収塔冷却ラインと前記吸収液供給ラインのうち、いずれか一のラインが第一媒体ラインを成し、前記第一熱媒体と前記第二熱媒体と前記吸収液とのうち前記第一媒体ラインを流れる媒体が第一媒体を成し、
    前記蒸気ラインと前記二酸化炭素回収ラインとのうちでいずれか一のラインが第二媒体ラインを成し、前記蒸気と前記二酸化炭素のうちで前記第二媒体ラインを流れる媒体が第二媒体を成し、
    前記排気ガス加熱装置は、
    前記第一媒体ラインを流れる前記第一媒体と、前記二酸化炭素回収装置の前記吸収塔から排気された前記排気ガスとを熱交換させ、前記排気ガスを加熱する一方で前記第一媒体を冷却する第一加熱部と、
    前記第二媒体ラインを流れる前記第二媒体と前記第一加熱部を通過した前記排気ガスとを熱交換させ、前記排気ガスをさらに加熱する一方で前記第二媒体を冷却する第二加熱部と、
    を有する、
    排気ガス処理設備。
  2. 前記排気ガス加熱装置は、前記ボイラーで生成した蒸気の一部と前記第二加熱部を通過した前記排気ガスとを熱交換させることで該排気ガスをさらに加熱する第三加熱部をさらに有する請求項１に記載の排気ガス処理設備。
  3. 請求項１に記載の排気ガス処理設備と、
    ガスタービンと、
    前記ガスタービンからの排気ガスの熱を利用して蒸気を発生する前記ボイラーと、
    前記冷却塔を通過した前記排気ガスの少なくとも一部を前記ガスタービンに導くＥＧＲラインと、
    を備え、
    前記冷却ラインが前記第一媒体ラインを成し、前記第一熱媒体が第一媒体を成す、
    ガスタービンプラント。
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