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JP2010266155A - Carbon dioxide liquefying apparatus - Google Patents

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JP2010266155A
JP2010266155A JP2009119174A JP2009119174A JP2010266155A JP 2010266155 A JP2010266155 A JP 2010266155A JP 2009119174 A JP2009119174 A JP 2009119174A JP 2009119174 A JP2009119174 A JP 2009119174A JP 2010266155 A JP2010266155 A JP 2010266155A
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JP
Japan
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carbon dioxide
moisture
gas
mixed gas
condenser
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Withdrawn
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JP2009119174A
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Japanese (ja)
Inventor
Osayuki Inoue
修行 井上
Hideki Jinno
秀基 神野
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon dioxide liquefying apparatus capable of saving energy. <P>SOLUTION: This carbon dioxide liquefying apparatus 1 includes a pressure-increase dehumidifying apparatus 10 for pressure-increase a gas mixture Gm, containing carbon dioxide as the main component and steam for removing moisture; a cooler 21 for cooling the gas mixture Gm by a cooling medium F; a moisture condenser 41; a dehumidifier system 50 for generating a dehumidified carbon dioxide gas Gdh; with the moisture concentration of the gas mixture Gm being reduced to a prescribed concentration; and a carbon dioxide condenser 42 for cooling-condensing the dehumidified carbon dioxide gas Gdh for generating liquefied carbon dioxide Ln. The moisture condenser 41 cools the gas mixture Gm to a prescribed temperature which is higher than the condensing temperature of carbon dioxide, and the moisture in the gas mixture Gm can be condensed. The moisture is removed by the moisture condenser 41, before introducing the gas mixture Gm into the dehumidifier system 50, and a dehumidifying load is thereby reduced in the dehumidifier system 50 and energy is saved. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は二酸化炭素液化装置に関し、特に省エネルギー化を図った二酸化炭素液化装置に関する。   The present invention relates to a carbon dioxide liquefying apparatus, and more particularly to a carbon dioxide liquefying apparatus designed to save energy.

温室効果ガスの1つである二酸化炭素の排出総量は増大する方向にあり、地球的規模の気候変動が危惧されている。大気中への二酸化炭素排出量を低減する試みとして、火力発電所等から排出された排ガスから分離回収した二酸化炭素を液化して地中や深海底に貯留する技術が開発されている。二酸化炭素を含有するガスから液体の二酸化炭素を回収する装置として、二酸化炭素を含有するガスから水分を除去する装置と、除湿ガスから二酸化炭素を濃縮する装置と、二酸化炭素濃縮ガスを圧縮する装置と、圧縮された二酸化炭素ガスを−20℃以下に冷却し液化する凝縮器を備えたものが公知である(例えば、特許文献1参照。)。   The total amount of carbon dioxide, one of the greenhouse gases, is on the rise, and global climate change is feared. As an attempt to reduce carbon dioxide emissions into the atmosphere, a technology has been developed in which carbon dioxide separated and recovered from exhaust gas discharged from a thermal power plant or the like is liquefied and stored in the ground or deep sea. As an apparatus for recovering liquid carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide, an apparatus for removing moisture from the gas containing carbon dioxide, an apparatus for concentrating carbon dioxide from the dehumidified gas, and an apparatus for compressing the carbon dioxide concentrated gas And what is equipped with the condenser which cools and compresses the compressed carbon dioxide gas to -20 degrees C or less is well-known (for example, refer patent document 1).

特開平4−359785号公報(段落0005、図3等)JP-A-4-359785 (paragraph 0005, FIG. 3 etc.)

二酸化炭素の液化装置は多大なエネルギーを消費するため、省エネルギー対策を施すことは有用である。   Since the carbon dioxide liquefaction apparatus consumes a great deal of energy, it is useful to take energy saving measures.

本発明は上述の課題に鑑み、省エネルギー化を図った二酸化炭素液化装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the carbon dioxide liquefying apparatus aiming at energy saving in view of the above-mentioned subject.

上記目的を達成するために、本発明の第1の態様に係る二酸化炭素液化装置は、例えば図1に示すように、二酸化炭素を主成分として水蒸気を含む混合ガスGmを導入し、混合ガスGmを二酸化炭素の臨界圧力未満の第1の所定の圧力P1(例えば図2参照)に昇圧すると共に混合ガスGm中の水分の一部を除去する昇圧脱水装置10と;昇圧脱水装置10から導出された混合ガスGmを、自然環境下に存在する空気又は水に由来する冷熱を保有する冷却媒体Fで冷却する冷却器21と;冷却器21を通過した後の混合ガスGmを、第1の所定の圧力P1(例えば図2参照)における二酸化炭素の凝縮温度よりも高い所定の温度に冷却して混合ガスGm中の水分を凝縮させる水分凝縮器41と;水分凝縮器41を通過した後の混合ガスGm中の水分を除去する除湿装置50であって、混合ガスGm中の水分濃度が所定の濃度に低下した除湿二酸化炭素ガスGdhを生成する除湿装置50と;除湿二酸化炭素ガスGdhを冷却凝縮して主成分が二酸化炭素の凝縮液である液化二酸化炭素Lnを生成する二酸化炭素凝縮器42とを備える。   In order to achieve the above object, the carbon dioxide liquefying apparatus according to the first aspect of the present invention introduces a mixed gas Gm containing carbon dioxide as a main component and containing water vapor, for example, as shown in FIG. Pressure increase dehydration apparatus 10 for increasing the pressure to a first predetermined pressure P1 (for example, see FIG. 2) less than the critical pressure of carbon dioxide and removing a part of water in the mixed gas Gm; A cooler 21 that cools the mixed gas Gm with a cooling medium F that retains cold heat derived from air or water existing in a natural environment; and the mixed gas Gm that has passed through the cooler 21 is a first predetermined gas A water condenser 41 for condensing the water in the mixed gas Gm by cooling to a predetermined temperature higher than the condensation temperature of carbon dioxide at a pressure P1 (for example, see FIG. 2); and mixing after passing through the water condenser 41 In gas Gm A dehumidifying device 50 for removing moisture, which generates a dehumidified carbon dioxide gas Gdh in which the moisture concentration in the mixed gas Gm is reduced to a predetermined concentration; cooling and condensing the dehumidified carbon dioxide gas Gdh as a main component Includes a carbon dioxide condenser 42 that generates liquefied carbon dioxide Ln, which is a condensate of carbon dioxide.

このように構成すると、混合ガスを第1の所定の圧力における二酸化炭素の凝縮温度よりも高い所定の温度に冷却して混合ガス中の水分を凝縮させる水分凝縮器と、水分凝縮器を通過した後の混合ガス中の水分を除去する除湿装置とを備えるので、除湿装置における除湿負荷を小さくすることができて省エネルギーを図ることができる。   If comprised in this way, the mixed gas was cooled to the predetermined | prescribed temperature higher than the condensation temperature of the carbon dioxide in a 1st predetermined | prescribed pressure, the moisture condenser which condenses the water | moisture content in mixed gas, and the moisture condenser passed. Since the dehumidifying device that removes the water in the later mixed gas is provided, it is possible to reduce the dehumidifying load in the dehumidifying device and to save energy.

また、本発明の第2の態様に係る二酸化炭素液化装置は、例えば図1に示すように、上記本発明の第1の態様に係る二酸化炭素液化装置1において、水分凝縮器41に、混合ガスGmを冷却する冷却流体Cを導入し導出する冷却流体流路45、46と;水分凝縮器41に導入される冷却流体Cの単位時間当たりの冷熱量を調節する導入冷熱量調節手段48、49と;水分凝縮器41から導出された混合ガスGmの温度を検出する温度検出器65と;温度検出器65で検出した温度が前記所定の温度となるように導入冷熱量調節手段49を制御する制御装置80とを備える。   Moreover, the carbon dioxide liquefying apparatus according to the second aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 1, in the carbon dioxide liquefying apparatus 1 according to the first aspect of the present invention described above, a mixed gas is added to the water condenser 41. Cooling fluid flow paths 45 and 46 for introducing and deriving the cooling fluid C for cooling Gm; Introducing cooling heat amount adjusting means 48 and 49 for adjusting the cooling heat amount per unit time of the cooling fluid C introduced into the moisture condenser 41 And a temperature detector 65 for detecting the temperature of the mixed gas Gm derived from the water condenser 41; and controlling the introduction cold heat amount adjusting means 49 so that the temperature detected by the temperature detector 65 becomes the predetermined temperature. And a control device 80.

このように構成すると、混合ガスが所定の温度よりも低下することに起因する混合ガス中の二酸化炭素分の凝縮が、除湿装置に混合ガスが流入する前に発生することを抑制することができる。   If comprised in this way, it can suppress that the condensation of the carbon dioxide content in mixed gas resulting from mixed gas falling from predetermined temperature generate | occur | produces before mixed gas flows in into a dehumidifier. .

また、本発明の第3の態様に係る二酸化炭素液化装置は、例えば図1に示すように、上記本発明の第1の態様又は第2の態様に係る二酸化炭素液化装置1において、液化二酸化炭素Lnを、二酸化炭素の臨界圧力を超えた第2の所定の圧力P2(例えば図2参照)に昇圧するポンプ28と;ポンプ28で昇圧された液化二酸化炭素Lnである超臨界圧液化二酸化炭素Lpと、水分凝縮器41に導入される前の混合ガスGmと、で熱交換を行わせる熱交換器30とを備える。   Further, for example, as shown in FIG. 1, the carbon dioxide liquefying apparatus according to the third aspect of the present invention is a liquefied carbon dioxide in the carbon dioxide liquefying apparatus 1 according to the first aspect or the second aspect of the present invention. A pump 28 for increasing Ln to a second predetermined pressure P2 (for example, see FIG. 2) exceeding the critical pressure of carbon dioxide; and supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp which is liquefied carbon dioxide Ln boosted by the pump 28. And a mixed gas Gm before being introduced into the moisture condenser 41, and a heat exchanger 30 for performing heat exchange.

このように構成すると、超臨界圧液化二酸化炭素と水分凝縮器に導入される前の混合ガスとで熱交換を行わせる熱交換器を備えるので、水分凝縮器に導入する前の混合ガスを超臨界圧液化二酸化炭素で予冷することができ、水分凝縮器の冷凍負荷を軽減させることができて省エネルギーを図ることができる。   If comprised in this way, since the heat exchanger which performs heat exchange with supercritical pressure liquefied carbon dioxide and the mixed gas before being introduced into the moisture condenser is provided, the mixed gas before being introduced into the moisture condenser is super Precooling with critical pressure liquefied carbon dioxide can reduce the refrigeration load of the water condenser, thereby saving energy.

また、本発明の第4の態様に係る二酸化炭素液化装置は、例えば図3(b)に示すように、上記本発明の第1の態様乃至第3の態様のいずれか1つの態様に係る二酸化炭素液化装置1Bにおいて、除湿装置が、水分を奪う水分奪取媒体Qが混合ガスGm中の水分を奪う水分奪取部55と、水分奪取媒体Qを加熱して水分奪取媒体Qから水分を蒸発させる再生部56、57とを含んで構成され、再生部57が昇圧脱水装置10(例えば図1参照)から排出された熱Hを受け入れて水分奪取媒体Qを加熱する。   Moreover, the carbon dioxide liquefying apparatus according to the fourth aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 3B, the dioxide dioxide according to any one of the first to third aspects of the present invention. In the carbon liquefaction apparatus 1B, the dehumidifying device regenerates the moisture deprivation medium 55, which deprives moisture, deprives the moisture in the mixed gas Gm, and the moisture deprivation medium Q, which heats the moisture deprivation medium Q and evaporates the moisture from the moisture deprivation medium Q. The regenerator 57 receives the heat H discharged from the pressurization dehydrator 10 (see, for example, FIG. 1) and heats the moisture deprivation medium Q.

このように構成すると、水分奪取媒体の再生を昇圧脱水装置の排熱で行うことができ、省エネルギーを図ることができる。   If comprised in this way, reproduction | regeneration of a water | moisture-content removal medium can be performed with the waste heat of a pressure | voltage rise dehydration apparatus, and energy saving can be aimed at.

本発明によれば、混合ガスを第1の所定の圧力における二酸化炭素の凝縮温度よりも高い所定の温度に冷却して混合ガス中の水分を凝縮させる水分凝縮器と、水分凝縮器を通過した後の混合ガス中の水分を除去する除湿装置とを備えるので、除湿装置における除湿負荷を小さくすることができて省エネルギーを図ることができる。   According to the present invention, the mixed gas is cooled to a predetermined temperature higher than the condensation temperature of carbon dioxide at the first predetermined pressure to condense the water in the mixed gas, and the moisture condenser is passed. Since the dehumidifying device that removes the water in the later mixed gas is provided, it is possible to reduce the dehumidifying load in the dehumidifying device and to save energy.

本発明の実施の形態に係る二酸化炭素液化装置の概略構成を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows schematic structure of the carbon dioxide liquefying apparatus which concerns on embodiment of this invention. 混合ガス中の二酸化炭素の状態を示す二酸化炭素のp−h線図である。It is a ph diagram of carbon dioxide showing the state of carbon dioxide in a mixed gas. 本発明の実施の形態の変形例に係る二酸化炭素液化装置の除湿器まわりの概略構成を示す部分系統図である。(a)は第1の変形例、(b)は第2の変形例を示している。It is a partial systematic diagram which shows schematic structure around the dehumidifier of the carbon dioxide liquefying apparatus which concerns on the modification of embodiment of this invention. (A) shows a first modification, and (b) shows a second modification.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar members are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description is omitted.

まず図1を参照して、本発明の実施の形態に係る二酸化炭素液化装置1を説明する。図1は、二酸化炭素液化装置1の概略構成を示す系統図である。二酸化炭素液化装置1は、混合ガスGmの流れ方向上流から下流に向かって、昇圧装置としての昇圧脱水装置10、冷却器としての第4冷却器21、熱交換器としての冷熱回収器30、水分凝縮器41、第4気液分離器25、除湿装置としての除湿器50、凝縮器としての二酸化炭素凝縮器42が設けられており、二酸化炭素凝縮器42の下流側には、二酸化炭素凝縮器42で生成された液化二酸化炭素Lnを昇圧するポンプとしての昇圧ポンプ28がさらに設けられている。また、二酸化炭素液化装置1は、運転を制御する制御装置80を備えている。   First, a carbon dioxide liquefying apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of the carbon dioxide liquefying apparatus 1. The carbon dioxide liquefying apparatus 1 includes a pressure increase dehydration apparatus 10 as a pressure increase apparatus, a fourth cooler 21 as a cooler, a cold heat recovery apparatus 30 as a heat exchanger, moisture, from upstream to downstream in the flow direction of the mixed gas Gm. A condenser 41, a fourth gas-liquid separator 25, a dehumidifier 50 as a dehumidifier, and a carbon dioxide condenser 42 as a condenser are provided, and a carbon dioxide condenser is provided downstream of the carbon dioxide condenser 42. A booster pump 28 is further provided as a pump for boosting the liquefied carbon dioxide Ln produced at 42. Further, the carbon dioxide liquefying apparatus 1 includes a control device 80 that controls the operation.

混合ガスGmは、二酸化炭素を主成分として含む二酸化炭素含有ガスの一形態であり、水蒸気をも含んでいる。混合ガスGmは、本実施の形態では、燃料を燃焼させた後の排ガス中の二酸化炭素ガスを吸収剤に吸収させ、これを再生器に導いて再生器で吸収剤を再生することにより発生する、主に二酸化炭素と水蒸気とが混合したガスであるとして説明する。   The mixed gas Gm is a form of carbon dioxide-containing gas containing carbon dioxide as a main component, and also contains water vapor. In the present embodiment, the mixed gas Gm is generated by absorbing the carbon dioxide gas in the exhaust gas after the fuel is burned into the absorbent, guiding it to the regenerator, and regenerating the absorbent with the regenerator. In the following description, it is assumed that the gas is a mixture of carbon dioxide and water vapor.

昇圧脱水装置10は、混合ガスGmを昇圧する装置である。昇圧脱水装置10は、さらに、混合ガスGmを昇圧する際に増大する比エンタルピを減少させるべく冷却することによって生じる凝縮水を除去する脱水装置でもある。昇圧脱水装置10は、導入された混合ガスGmを冷却する第1冷却器11Cと、混合ガスGmから凝縮水を分離する第1気液分離器11Sと、凝縮水が分離された混合ガスGmを昇圧する第1圧縮機11Pと、がこの順に配列されて構成された第1昇圧脱水部11を有している。さらに、第1昇圧脱水部11の後段には、第1冷却器11C、第1気液分離器11S、第1圧縮機11Pに対応する第2冷却器12Cと、第2気液分離器12Sと、第2圧縮機12Pとがこの順に配列されて構成された第2昇圧脱水部12と、第3冷却器13Cと、第3気液分離器13Sと、第3圧縮機13Pとがこの順に配列されて構成された第3昇圧脱水部13とを有している。第2昇圧脱水部12は、第1昇圧脱水部11よりも混合ガスGmを高い圧力に昇圧するように構成されている。第3昇圧脱水部13は、第2昇圧脱水部12の後段に設けられ、第2昇圧脱水部12よりも混合ガスGmを高い圧力に昇圧するように構成されている。なお、各冷却器11C、12C、13Cの下部に凝縮水が溜まる場合は、各冷却器11C、12C、13Cの下部からも凝縮水を抜き出すことがある。   The pressurizing and dehydrating device 10 is a device that pressurizes the mixed gas Gm. The pressurization dehydrator 10 is also a dehydrator that removes condensed water generated by cooling to reduce the specific enthalpy that increases when the mixed gas Gm is pressurized. The pressurized dehydration apparatus 10 includes a first cooler 11C that cools the introduced mixed gas Gm, a first gas-liquid separator 11S that separates condensed water from the mixed gas Gm, and a mixed gas Gm from which condensed water has been separated. The first compressor 11 </ b> P for boosting the pressure has a first pressurizing and dehydrating unit 11 configured in this order. Furthermore, in the subsequent stage of the first pressurizing and dehydrating unit 11, a first cooler 11C, a first gas-liquid separator 11S, a second cooler 12C corresponding to the first compressor 11P, a second gas-liquid separator 12S, The second pressurization and dehydration unit 12, the third cooler 13C, the third gas-liquid separator 13S, and the third compressor 13P are arranged in this order. The third pressurizing and dehydrating unit 13 is configured. The second pressurization dehydration unit 12 is configured to pressurize the mixed gas Gm to a pressure higher than that of the first pressurization dehydration unit 11. The third pressurizing and dehydrating unit 13 is provided in the subsequent stage of the second pressurizing and dehydrating unit 12 and is configured to pressurize the mixed gas Gm to a higher pressure than the second pressurizing and dehydrating unit 12. In addition, when condensed water accumulates in the lower part of each cooler 11C, 12C, 13C, condensed water may be extracted also from the lower part of each cooler 11C, 12C, 13C.

第4冷却器21は、昇圧脱水装置10から導出された混合ガスGmを冷却する装置である。第4冷却器21は、冷却媒体としての冷却流体Fが保有する冷熱により混合ガスGmを冷却する構成となっている。冷却流体Fとしては、冷却塔で外気との熱交換により外気湿球温度以上のある温度に冷却された冷却水や、井水、海水等が用いられ、あるいは外気自体が用いられてもよい。このように、冷却流体Fは、自然環境下に存在する空気又は水に由来する冷熱を保有している流体である。第4冷却器21は、冷却流体Fが液体の場合は複数本が並列に配置されたフィン付チューブの内部に冷却流体Fを流してチューブの外側に混合ガスGmを流す構成のフィンチューブ熱交換器が好適に用いられ、冷却流体Fが気体、特に外気の場合はプレートフィン式熱交換器とし、チューブ内に混合ガスGmを、プレートフィン側に外気を流す構成が好適に用いられる。なお、本実施の形態では、昇圧脱水装置10の第1冷却器11C、第2冷却器12C、第3冷却器13Cも、第4冷却器21と同様に構成され、第4冷却器21に導入されるのと同様の冷却流体Fが導入されて混合ガスGmを冷却することとしている。   The fourth cooler 21 is a device that cools the mixed gas Gm derived from the pressurization dehydration apparatus 10. The fourth cooler 21 is configured to cool the mixed gas Gm by the cold heat held by the cooling fluid F as a cooling medium. As the cooling fluid F, cooling water cooled to a temperature equal to or higher than the outside air wet bulb temperature by heat exchange with the outside air in the cooling tower, well water, seawater, or the like, or the outside air itself may be used. As described above, the cooling fluid F is a fluid that retains cold energy derived from air or water existing in the natural environment. When the cooling fluid F is a liquid, the fourth cooler 21 has fin tube heat exchange configured such that the cooling fluid F flows inside the finned tube arranged in parallel and the mixed gas Gm flows outside the tube. When the cooling fluid F is a gas, particularly outside air, a plate fin heat exchanger is used, and a configuration in which the mixed gas Gm is flowed into the tube and the outside air is flowed to the plate fin side is preferably used. In the present embodiment, the first cooler 11C, the second cooler 12C, and the third cooler 13C of the pressurizing dehydrator 10 are also configured in the same manner as the fourth cooler 21 and are introduced into the fourth cooler 21. The same cooling fluid F as that used is introduced to cool the mixed gas Gm.

冷熱回収器30は、第4冷却器21から導出された混合ガスGmと、昇圧ポンプ28で昇圧された超臨界圧液化二酸化炭素Lpとで熱交換を行わせる機器である。冷熱回収器30は、典型的には、液体である超臨界圧液化二酸化炭素Lpを内部に流すフィン付のチューブが複数本並列に配置され、このチューブの外側を混合ガスGmが通過することにより、混合ガスGmと超臨界圧液化二酸化炭素Lpとの熱交換が行われる構成の気液熱交換器(フィンチューブ熱交換器)である。   The cold heat recovery device 30 is a device that performs heat exchange between the mixed gas Gm derived from the fourth cooler 21 and the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp pressurized by the booster pump 28. Typically, the cold heat recovery unit 30 has a plurality of finned tubes arranged in parallel to flow supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp, which is a liquid, inside, and the mixed gas Gm passes through the outside of the tube. The gas-liquid heat exchanger (fin tube heat exchanger) is configured to perform heat exchange between the mixed gas Gm and the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp.

水分凝縮器41は、冷却流体Fよりも温度が低い冷熱媒体としての冷水Cが保有する冷熱で混合ガスGmを所定の温度に冷却する機器である。所定の温度は、混合ガスGm中の二酸化炭素ガスが凝縮することを回避する観点から水分凝縮器41に導入された混合ガスGm中の二酸化炭素ガスの分圧における二酸化炭素の凝縮温度よりも高い温度で、かつ、混合ガスGm中の水分を凝縮して除去する観点から水分凝縮器41に導入された混合ガスGm中の水蒸気分圧における水蒸気の凝縮温度よりも低い温度であって、除湿器50の負荷を軽減する観点からできるだけ低い温度(凝縮水を極力多く抽出できる温度)とすることが好ましい。冷水Cは、冷凍機40で製造(冷却)されるようになっている。水分凝縮器41は、典型的には、冷熱回収器30と同様の構成のフィンチューブ熱交換器であり、フィン付チューブ内には冷水Cが流れるようになっている。   The moisture condenser 41 is a device that cools the mixed gas Gm to a predetermined temperature with the cold heat held by the cold water C as a cold medium having a temperature lower than that of the cooling fluid F. The predetermined temperature is higher than the condensation temperature of carbon dioxide at the partial pressure of the carbon dioxide gas in the mixed gas Gm introduced into the moisture condenser 41 from the viewpoint of avoiding the condensation of the carbon dioxide gas in the mixed gas Gm. A temperature lower than the condensation temperature of water vapor in the partial pressure of water vapor in the mixed gas Gm introduced into the water condenser 41 from the viewpoint of condensing and removing the water in the mixed gas Gm, and a dehumidifier From the viewpoint of reducing the load of 50, it is preferable to set the temperature as low as possible (a temperature at which condensed water can be extracted as much as possible). The cold water C is manufactured (cooled) by the refrigerator 40. The water condenser 41 is typically a finned tube heat exchanger having a configuration similar to that of the cold heat recovery unit 30, and cold water C flows through the finned tube.

第4気液分離器25は、水分凝縮器41で凝縮した水分を混合ガスGmから分離する機器である。第4気液分離器25で混合ガスGmに同伴する凝縮水を除去することにより、後段に配置された除湿器50の負荷を軽減することができる。除湿器50は、混合ガスGm中の水分を除去して、混合ガスGm中の水分濃度が所定の濃度に低下した除湿二酸化炭素ガスGdhとする機器である。除湿器50は、典型的には、水分を吸着しやすい固体である吸着剤に水分を吸着させる吸着方式の除湿器、あるいは水分を吸収しやすい液体である吸収剤に水分を吸収させる吸収方式の除湿器が用いられる。この場合、水分を吸着した吸着剤又は水分を吸収した吸収剤は、後に加熱されることにより水分を吸着又は吸収する前の状態に再生される構成となっている。所定の濃度は、除湿二酸化炭素ガスGdhを後に凝縮させて液化二酸化炭素Lnとしたときに、液化二酸化炭素Lnの流動が水和物の発生により阻害されない程度の水分濃度であり、概ね数〜十数体積ppmの濃度である。   The fourth gas-liquid separator 25 is a device that separates the moisture condensed by the moisture condenser 41 from the mixed gas Gm. By removing the condensed water accompanying the mixed gas Gm by the fourth gas-liquid separator 25, it is possible to reduce the load on the dehumidifier 50 disposed in the subsequent stage. The dehumidifier 50 is a device that removes moisture in the mixed gas Gm to obtain dehumidified carbon dioxide gas Gdh in which the moisture concentration in the mixed gas Gm is reduced to a predetermined concentration. The dehumidifier 50 is typically an adsorption type dehumidifier that adsorbs moisture to an adsorbent that is a solid that easily absorbs moisture, or an absorption type desorber that absorbs moisture to an absorbent that is a liquid that easily absorbs moisture. A dehumidifier is used. In this case, the adsorbent that has adsorbed moisture or the absorbent that has absorbed moisture is regenerated to a state before it is adsorbed or absorbed by being heated later. The predetermined concentration is a water concentration at which the flow of the liquefied carbon dioxide Ln is not inhibited by the generation of hydrate when the dehumidified carbon dioxide gas Gdh is condensed later to form liquefied carbon dioxide Ln. The concentration is several ppm by volume.

二酸化炭素凝縮器42は、冷熱媒体としての冷水Cが保有する冷熱で除湿二酸化炭素ガスGdhを冷却し凝縮させて液化二酸化炭素Lnとする機器である。冷水Cは、水分凝縮器41に供給される冷水Cと共通の冷熱源となる冷凍機40で製造されるようになっている。二酸化炭素凝縮器42は、図では簡易的に示しているが、シェル42bの中にチューブ42tを多数内蔵するシェルアンドチューブ型で、上下方向に多パスの構成としたものが好適である。シェル42b内のチューブ42t外側に除湿二酸化炭素ガスGdhを流し、チューブ42t内に冷水Cを流す構造とする場合は、冷水Cを多パスの下側から導入して上部から導出することとすると、液化二酸化炭素Lnを過冷却しやすくなる。他方、シェル42b内のチューブ42t外側に冷水Cを流し、チューブ42t内に除湿二酸化炭素ガスGdhを流す構造とすることもでき、この場合は、除湿二酸化炭素ガスGdhを多パスの上側から導入して下部から導出することとすると、液化二酸化炭素Lnを過冷却しやすくなる。本実施の形態では、二酸化炭素凝縮器42が、シェル42b内のチューブ42t外側に除湿二酸化炭素ガスGdhを流し、チューブ42t内に冷水Cを流す構造であるとして説明する。除湿二酸化炭素ガスGdhの流路(シェル42b)には、除湿二酸化炭素ガスGdhの圧力を検出する凝縮器圧力計64が設けられている。   The carbon dioxide condenser 42 is a device that cools the dehumidified carbon dioxide gas Gdh with the cold heat held by the cold water C as the cold medium and condenses it into liquefied carbon dioxide Ln. The cold water C is manufactured by a refrigerator 40 serving as a cold heat source common to the cold water C supplied to the moisture condenser 41. Although the carbon dioxide condenser 42 is simply shown in the figure, a shell and tube type in which a large number of tubes 42t are built in the shell 42b and a multi-pass configuration in the vertical direction is preferable. When the dehumidified carbon dioxide gas Gdh is caused to flow outside the tube 42t in the shell 42b and the cold water C is caused to flow inside the tube 42t, the cold water C is introduced from the lower side of the multipass and led out from the upper part. It becomes easy to supercool the liquefied carbon dioxide Ln. On the other hand, cold water C can be flowed outside the tube 42t in the shell 42b, and dehumidified carbon dioxide gas Gdh can be flowed into the tube 42t. In this case, the dehumidified carbon dioxide gas Gdh is introduced from the upper side of the multipass. Therefore, it is easy to supercool the liquefied carbon dioxide Ln. In the present embodiment, the carbon dioxide condenser 42 will be described as having a structure in which the dehumidified carbon dioxide gas Gdh flows outside the tube 42t in the shell 42b and the cold water C flows inside the tube 42t. A condenser pressure gauge 64 for detecting the pressure of the dehumidified carbon dioxide gas Gdh is provided in the flow path (shell 42b) of the dehumidified carbon dioxide gas Gdh.

二酸化炭素凝縮器42のチューブ42tは、冷水往管44を介して冷凍機40の冷水導出口40aに接続されており、冷凍機40から冷水Cの供給を受けることができる構成となっている。冷水往管44は、典型的には最も鉛直下方に配設されたチューブ42tに接続されている。上方に配設されたチューブ42tは、冷水渡り管45を介して水分凝縮器41のフィン付チューブの一端に接続されている。水分凝縮器41のフィン付チューブの他端は、冷水還管46を介して冷凍機40の冷水導入口40bに接続されている。冷凍機40は、典型的には水冷式あるいは空冷式の熱源装置であり、不図示の冷媒が冷凍サイクルを行い(蒸発と凝縮を交互に行う)、冷媒が蒸発する際に、冷凍機40内を通過する冷水Cから熱を奪う(冷却する)機器である。冷凍機40として、汎用のターボ冷凍機、吸収式冷凍機、チリングユニット等を用いることができる。冷凍機40の冷凍サイクルを行う冷媒は、二酸化炭素ガスを圧縮機で昇圧するよりも小さなエネルギーで冷凍サイクルを行わせることができる種類のもの(例えば作動圧力が低いもの)が用いられることが好ましい。冷凍機40は、二酸化炭素凝縮器42において生成される液化二酸化炭素Lnを、シェル42b内の圧力における二酸化炭素の飽和液あるいは過冷却液(圧縮液)とすることができる温度の冷水Cを製造することができるように構成されている。冷凍機40は、冷凍容量を調節して導出される冷水Cの温度を可変とすることができるように構成されている。冷水渡り管45と冷水還管46とには、冷水Cを水分凝縮器41へ導入させずにバイパスさせる冷水バイパス管48が接続されている。冷水バイパス管48には、内部を流れる冷水Cの流量を調節することができる流量調節弁49が配設されている。冷水バイパス管48及び流量調節弁49は、水分凝縮器41に導入される単位時間当たりの冷熱量を調節することを可能にするものであり、導入冷熱量調節手段を構成する。また、冷水往管44、冷水渡り管45、冷水還管46は、それぞれ冷却流体流路の一態様である。   The tube 42 t of the carbon dioxide condenser 42 is connected to the cold water outlet 40 a of the refrigerator 40 through the cold water outgoing pipe 44, so that the supply of cold water C from the refrigerator 40 can be received. The chilled water outgoing pipe 44 is typically connected to a tube 42t that is disposed at the lowest vertical position. The tube 42t disposed on the upper side is connected to one end of the finned tube of the moisture condenser 41 through the cold water transfer pipe 45. The other end of the finned tube of the water condenser 41 is connected to the cold water inlet 40 b of the refrigerator 40 through a cold water return pipe 46. The refrigerator 40 is typically a water-cooled or air-cooled heat source device. A refrigerant (not shown) performs a refrigeration cycle (alternating evaporation and condensation), and the refrigerant is evaporated when the refrigerant evaporates. Is a device that removes (cools) heat from the cold water C passing through. As the refrigerator 40, a general-purpose turbo refrigerator, an absorption refrigerator, a chilling unit, or the like can be used. As the refrigerant that performs the refrigeration cycle of the refrigerator 40, it is preferable to use a refrigerant that can perform the refrigeration cycle with a smaller energy (for example, a low operating pressure) than the pressure of carbon dioxide gas increased by the compressor. . The refrigerator 40 produces chilled water C having a temperature at which the liquefied carbon dioxide Ln generated in the carbon dioxide condenser 42 can be used as a saturated liquid or supercooled liquid (compressed liquid) of carbon dioxide at the pressure in the shell 42b. It is configured to be able to. The refrigerator 40 is configured so that the temperature of the cold water C derived by adjusting the refrigerating capacity can be varied. A cold water bypass pipe 48 that bypasses the cold water C without introducing it into the moisture condenser 41 is connected to the cold water transfer pipe 45 and the cold water return pipe 46. The cold water bypass pipe 48 is provided with a flow rate adjusting valve 49 that can adjust the flow rate of the cold water C flowing inside. The chilled water bypass pipe 48 and the flow rate adjusting valve 49 make it possible to adjust the amount of cold per unit time introduced into the moisture condenser 41, and constitute an introduced cold heat amount adjusting means. Further, the chilled water outgoing pipe 44, the chilled water transition pipe 45, and the chilled water return pipe 46 are each an aspect of the cooling fluid flow path.

上述した、昇圧脱水装置10、第4冷却器21、冷熱回収器30、水分凝縮器41、第4気液分離器25、除湿器50、二酸化炭素凝縮器42の、混合ガスGmあるいは除湿二酸化炭素ガスGdhが通過する流路は、ガス管61で接続されている。水分凝縮器41と第4気液分離器25との間のガス管61には、混合ガスGmの温度を検出する温度検出器としてのガス温度計65が設けられている。   The mixed gas Gm or dehumidified carbon dioxide of the pressurizing dehydrator 10, the fourth cooler 21, the cold heat recovery unit 30, the moisture condenser 41, the fourth gas-liquid separator 25, the dehumidifier 50, and the carbon dioxide condenser 42 described above. The flow paths through which the gas Gdh passes are connected by a gas pipe 61. A gas pipe 61 between the moisture condenser 41 and the fourth gas-liquid separator 25 is provided with a gas thermometer 65 as a temperature detector for detecting the temperature of the mixed gas Gm.

二酸化炭素凝縮器42のシェル42bの下部、好ましくは底部には、液化二酸化炭素Lnを流す液体管68の一端が接続されている。液体管68の他端は、冷熱回収器30のフィン付チューブの一端に接続されている。液体管68には、昇圧ポンプ28が挿入配置されている。冷熱回収器30のフィン付チューブの他端には、冷熱回収器30から導出された超臨界圧液化二酸化炭素Lpを流す導出液体管69が接続されている。導出液体管69を流れる超臨界圧液化二酸化炭素Lpは、典型的には、地中や深海底部に導かれる。液体管68と導出液体管69とには、超臨界圧液化二酸化炭素Lpを冷熱回収器30へ導入させずにバイパスさせる液体バイパス管32が接続されている。液体バイパス管32には、内部を流れる超臨界圧液化二酸化炭素Lpの流量を調節することができる流量調節弁33が配設されている。液体バイパス管32及び流量調節弁33は、冷熱回収器30における混合ガスGmと超臨界圧液化二酸化炭素Lpとの交換熱量を調節することを可能にするものであり、交換熱量調節手段を構成する。導出液体管69には、内部を流れる超臨界圧液化二酸化炭素Lpの圧力を検出する液体圧力計34及び温度を検出する温度検出器としての液体温度計35が設けられている。   One end of a liquid pipe 68 for flowing the liquefied carbon dioxide Ln is connected to the lower part, preferably the bottom part, of the shell 42b of the carbon dioxide condenser 42. The other end of the liquid pipe 68 is connected to one end of a finned tube of the cold heat recovery unit 30. A booster pump 28 is inserted into the liquid pipe 68. Connected to the other end of the finned tube of the cold heat recovery unit 30 is a lead-out liquid pipe 69 through which the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp derived from the cold heat recovery device 30 flows. The supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp flowing through the outlet liquid pipe 69 is typically guided to the ground or the deep sea bottom. A liquid bypass pipe 32 that bypasses the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp without introducing it into the cold heat recovery unit 30 is connected to the liquid pipe 68 and the outlet liquid pipe 69. The liquid bypass pipe 32 is provided with a flow rate adjustment valve 33 that can adjust the flow rate of the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp flowing inside. The liquid bypass pipe 32 and the flow rate adjustment valve 33 make it possible to adjust the amount of exchange heat between the mixed gas Gm and the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp in the cold heat recovery unit 30, and constitute an exchange heat amount adjustment means. . The lead-out liquid pipe 69 is provided with a liquid pressure gauge 34 for detecting the pressure of supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp flowing inside and a liquid thermometer 35 as a temperature detector for detecting temperature.

二酸化炭素凝縮器42で生成される液化二酸化炭素Lnは、典型的には二酸化炭素の飽和液又は過冷却液であるが、昇圧ポンプ28におけるキャビテーション発生を防止する観点から、過冷却液であることが好ましい。液化二酸化炭素Lnを過冷却液にする構成として、二酸化炭素凝縮器42が除湿二酸化炭素ガスGdhを飽和液に凝縮させた後にこれをさらに低温化することができるように構成されていてもよく、二酸化炭素凝縮器42とは別に過冷却器(不図示)を設けてもよい。他のキャビテーション防止策として、昇圧ポンプ28の羽根車の回転速度を調節可能とする、あるいは昇圧ポンプ28の吐出側に開度を調節可能な弁を設ける等の構成として昇圧ポンプ28の吐出流量を調節することにより、二酸化炭素凝縮器42の下部に貯留される液化二酸化炭素Lnの液面の高さを所定の高さ以上に確保することとしてもよい。チューブ42tが液化二酸化炭素Lnに液没することとすれば、液没した部分のチューブ42tを過冷却器として機能させることができる。   The liquefied carbon dioxide Ln produced by the carbon dioxide condenser 42 is typically a saturated liquid or supercooled liquid of carbon dioxide, but is a supercooled liquid from the viewpoint of preventing the occurrence of cavitation in the booster pump 28. Is preferred. As a configuration in which the liquefied carbon dioxide Ln is used as a supercooled liquid, the carbon dioxide condenser 42 may be configured to be able to further lower the temperature after condensing the dehumidified carbon dioxide gas Gdh into a saturated liquid, A subcooler (not shown) may be provided separately from the carbon dioxide condenser 42. As another cavitation prevention measure, the discharge flow rate of the booster pump 28 is configured such that the rotational speed of the impeller of the booster pump 28 can be adjusted, or a valve whose opening degree can be adjusted is provided on the discharge side of the booster pump 28. By adjusting, the height of the liquid level of the liquefied carbon dioxide Ln stored in the lower part of the carbon dioxide condenser 42 may be secured to a predetermined height or more. If the tube 42t is submerged in the liquefied carbon dioxide Ln, the submerged portion of the tube 42t can function as a subcooler.

制御装置80は、二酸化炭素液化装置1の運転を制御する装置である。制御装置80は、液体圧力計34及び凝縮器圧力計64とそれぞれ信号ケーブルで接続されており、圧力信号を受信することができるように構成されている。また、制御装置80は、液体温度計35及びガス温度計65とそれぞれ信号ケーブルで接続されており、温度信号を受信することができるように構成されている。また、制御装置80は、流量調節弁33及び流量調節弁49とそれぞれ信号ケーブルで接続されており、各流量調節弁33、49の開度を調節することができるように構成されている。また、制御装置80は、第1圧縮機11P、第2圧縮機12P、第3圧縮機13Pのそれぞれに指令信号を送信することができ、各圧縮機の11P、12P、13Pの発停を制御することができるように構成されている。また、制御装置80は、冷凍機40に指令信号を送信することができ、冷凍機40の冷凍容量(ひいては製造される冷水Cの温度)を制御することができるように構成されている。   The control device 80 is a device that controls the operation of the carbon dioxide liquefying device 1. The control device 80 is connected to the liquid pressure gauge 34 and the condenser pressure gauge 64 via signal cables, respectively, and is configured to receive a pressure signal. The control device 80 is connected to the liquid thermometer 35 and the gas thermometer 65 through signal cables, respectively, and is configured to receive a temperature signal. The control device 80 is connected to the flow rate adjustment valve 33 and the flow rate adjustment valve 49 via signal cables, respectively, and is configured to be able to adjust the opening degree of each of the flow rate adjustment valves 33 and 49. Moreover, the control apparatus 80 can transmit a command signal to each of the 1st compressor 11P, the 2nd compressor 12P, and the 3rd compressor 13P, and controls on / off of 11P, 12P, and 13P of each compressor. It is configured to be able to. Moreover, the control apparatus 80 can transmit a command signal to the refrigerator 40, and is comprised so that the refrigerating capacity | capacitance (and temperature of the cold water C manufactured) of the refrigerator 40 can be controlled.

引き続き図1及び図2を参照して、二酸化炭素液化装置1の作用を説明する。図2は、混合ガスGm中の二酸化炭素の状態を示す二酸化炭素のp−h(圧力−比エンタルピ)線図である。以下で言及する二酸化炭素の状態(p−h線図上で文字Sの後に連続番号X(Xは自然数)を付した符号「SX」で表す)は、混合ガスGm又は除湿二酸化炭素ガスGdh又は液化二酸化炭素Ln又は超臨界圧液化二酸化炭素Lpにおける二酸化炭素の状態を表すこととする。   The operation of the carbon dioxide liquefier 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a ph (pressure-specific enthalpy) diagram of carbon dioxide showing the state of carbon dioxide in the mixed gas Gm. The state of carbon dioxide mentioned below (represented by the symbol “SX” with a serial number X (X is a natural number) after the letter S on the ph diagram) is a mixed gas Gm or dehumidified carbon dioxide gas Gdh or The state of carbon dioxide in the liquefied carbon dioxide Ln or the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp is represented.

状態S1の混合ガスGmが昇圧脱水装置10に導入されると、まず、第1冷却器11Cで冷却されて状態S2となり、その後、第1冷却器11Cにおける混合ガスGmの冷却に伴い発生した凝縮水が第1気液分離器11Sで除去された後に、第1圧縮機11Pで昇圧されて状態S3となる。次いで、第2冷却器12Cで冷却されて状態S4となり、冷却に伴う凝縮水が第2気液分離器12Sで除去された後、第2圧縮機12Pで昇圧されて状態S5となる。さらに、第3冷却器13Cで冷却されて状態S6となり、冷却に伴う凝縮水が第3気液分離器13Sで除去された後、第3圧縮機13Pで第1の所定の圧力P1に昇圧されて状態S7となる。ここで、第1の所定の圧力P1は、二酸化炭素の臨界圧力(約7.4MPa(絶対圧))よりも低い圧力であって、除湿二酸化炭素ガスGdh中に許容される水分が含まれる場合であっても水分の凍結を回避する観点から二酸化炭素の飽和温度が0℃となる圧力よりも高い圧力が好ましく、典型的には冷凍機40として汎用冷凍機を採用することを可能にするべく二酸化炭素凝縮器42に導入される冷水Cの温度(例えば7〜13℃程度)が二酸化炭素の飽和温度となる圧力以上の圧力である。このように、昇圧脱水装置10では、状態S1の混合ガスGmを第1の所定の圧力である状態S7に昇圧する。   When the mixed gas Gm in the state S1 is introduced into the pressure increasing dehydrator 10, first, the mixed gas Gm is cooled by the first cooler 11C to be in the state S2, and then the condensation generated with the cooling of the mixed gas Gm in the first cooler 11C. After the water is removed by the first gas-liquid separator 11S, the pressure is increased by the first compressor 11P to enter the state S3. Subsequently, it cools with the 2nd cooler 12C, and it will be in state S4, and after the condensed water accompanying cooling is removed by the 2nd gas-liquid separator 12S, it will be pressure | voltage-risen by 2nd compressor 12P and will be in state S5. Further, after being cooled by the third cooler 13C to become the state S6, the condensed water accompanying the cooling is removed by the third gas-liquid separator 13S, and then the pressure is increased to the first predetermined pressure P1 by the third compressor 13P. State S7. Here, the first predetermined pressure P1 is lower than the critical pressure of carbon dioxide (about 7.4 MPa (absolute pressure)), and the dehumidified carbon dioxide gas Gdh contains allowable moisture. However, from the viewpoint of avoiding freezing of moisture, a pressure higher than the pressure at which the saturation temperature of carbon dioxide is 0 ° C. is preferable, and typically a general-purpose refrigerator can be used as the refrigerator 40. The temperature of the cold water C introduced into the carbon dioxide condenser 42 (for example, about 7 to 13 ° C.) is a pressure equal to or higher than the pressure at which the carbon dioxide saturation temperature is reached. As described above, in the pressurizing and dehydrating apparatus 10, the mixed gas Gm in the state S1 is boosted to the state S7 that is the first predetermined pressure.

昇圧脱水装置10で状態S7に昇圧された混合ガスGmは、第4冷却器21に導入されて冷却され、比エンタルピが減少すると共に温度が低下して状態S8となる。状態S8は、二酸化炭素液化装置1が設置される場所の条件や季節の移り変わり等の自然条件によって変化する冷却流体Fの状態に依存する。例えば、冷却流体Fが冷却塔で冷却された冷却水の場合、我が国の夏は冷却水温度が概ね都心部では32℃程度、寒冷地では24℃程度となる。本実施の形態のように、状態S7の混合ガスGmの温度が169℃の場合、冷却流体Fの温度が32℃であって第4冷却器21の温度効率が80%であるとすれば、第4冷却器21における冷却によって状態S8となった混合ガスGmは60℃程度になる。第4冷却器21で状態S8に冷却された混合ガスGmは、冷熱回収器30に導入され超臨界圧液化二酸化炭素Lpとの熱交換により冷却されて状態S9となる。冷熱回収器30が設けられていることにより超臨界圧液化二酸化炭素Lpが保有する冷熱を回収することができるため、外部からのエネルギーを利用して状態S8から状態S9に冷却する場合に比べて省エネルギーとなる。   The mixed gas Gm whose pressure has been increased to the state S7 by the pressure increasing dehydration apparatus 10 is introduced into the fourth cooler 21 and cooled, and the specific enthalpy is decreased and the temperature is decreased to the state S8. The state S8 depends on the state of the cooling fluid F that changes depending on the conditions of the place where the carbon dioxide liquefying apparatus 1 is installed and natural conditions such as seasonal changes. For example, when the cooling fluid F is cooled by a cooling tower, the temperature of the cooling water in Japan is about 32 ° C. in the city center and about 24 ° C. in the cold district. As in the present embodiment, when the temperature of the mixed gas Gm in the state S7 is 169 ° C., if the temperature of the cooling fluid F is 32 ° C. and the temperature efficiency of the fourth cooler 21 is 80%, The mixed gas Gm that is in the state S8 due to the cooling in the fourth cooler 21 is about 60 ° C. The mixed gas Gm cooled to the state S8 by the fourth cooler 21 is introduced into the cold heat recovery device 30 and is cooled by heat exchange with the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp to be in the state S9. By providing the cold heat recovery device 30, it is possible to recover the cold heat held by the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp, so that compared with the case of cooling from the state S8 to the state S9 using external energy. It becomes energy saving.

冷熱回収器30で状態S9に冷却された混合ガスGmは、水分凝縮器41に導入され冷水Cにより冷却されて状態S10となる。このとき、制御装置80は、ガス温度計65で検出された水分凝縮器41で冷却された後の混合ガスGmの温度を信号として受信し、ガス温度計65で検出する温度が上述した所定の温度(圧力P1における二酸化炭素の凝縮温度よりも高く、凝縮水を極力多く抽出できる温度)となるように流量調節弁49の開度を調節して、水分凝縮器41に流入する冷水Cの流量を制御する。水分凝縮器41で冷却された混合ガスGmを二酸化炭素の凝縮温度よりも高い所定の温度とすることで、混合ガスGm中の二酸化炭素が凝縮して凝縮水と混ざることを回避することができ、ひいては二酸化炭素が凝縮水と共に系外に排出されることを回避することができる。この制御について換言すれば、水分凝縮器41のフィン付チューブ表面温度を二酸化炭素の凝縮温度すなわち露点よりも高くすることで、二酸化炭素が凝縮して凝縮水と混ざることを回避することができるのであるが、チューブ表面温度を直接検出する代わりに、水分凝縮器41出口の混合ガスGmの温度でチューブ表面温度を推定し、制御しようとするものである。   The mixed gas Gm cooled to the state S9 by the cold heat recovery device 30 is introduced into the moisture condenser 41 and cooled by the cold water C to be in the state S10. At this time, the control device 80 receives the temperature of the mixed gas Gm after being cooled by the moisture condenser 41 detected by the gas thermometer 65 as a signal, and the temperature detected by the gas thermometer 65 is the predetermined value described above. The flow rate of the cold water C flowing into the water condenser 41 by adjusting the opening degree of the flow rate control valve 49 so that the temperature is higher than the condensation temperature of carbon dioxide at the pressure P1 and can extract condensed water as much as possible. To control. By setting the mixed gas Gm cooled by the moisture condenser 41 to a predetermined temperature higher than the condensation temperature of carbon dioxide, it can be avoided that the carbon dioxide in the mixed gas Gm is condensed and mixed with condensed water. As a result, it is possible to avoid that carbon dioxide is discharged out of the system together with the condensed water. In other words, by making the surface temperature of the finned tube of the moisture condenser 41 higher than the condensation temperature of carbon dioxide, that is, the dew point, it is possible to avoid the condensation of carbon dioxide and mixing with the condensed water. However, instead of directly detecting the tube surface temperature, the tube surface temperature is estimated and controlled by the temperature of the mixed gas Gm at the outlet of the water condenser 41.

水分凝縮器41で状態S10に冷却された混合ガスGmは、第4気液分離器25に導かれ、水分凝縮器41で発生した凝縮水が除去された後、除湿器50に導入されて混合ガスGm中の水分が上述した所定の濃度(後に凝縮して液化二酸化炭素Lnとなったときに流動が阻害されない濃度)となるまで除去され、除湿二酸化炭素ガスGdhとされる。除湿二酸化炭素ガスGdh中の二酸化炭素の状態は、概ね状態S10のままである。混合ガスGmが除湿器50に導入される前に、混合ガスGm中の水分が水分凝縮器41で冷却凝縮されて第4気液分離器25で除去されるので、除湿器50で除去する水分を最小限にすることが可能となり、除湿器50の吸着剤又は吸収剤を再生するために要するエネルギーを削減することができる。   The mixed gas Gm cooled to the state S10 by the moisture condenser 41 is guided to the fourth gas-liquid separator 25, and after the condensed water generated by the moisture condenser 41 is removed, the mixed gas Gm is introduced into the dehumidifier 50 and mixed. The moisture in the gas Gm is removed until it reaches the above-mentioned predetermined concentration (concentration that does not hinder the flow when it is condensed to the liquefied carbon dioxide Ln later) to obtain the dehumidified carbon dioxide gas Gdh. The state of carbon dioxide in the dehumidified carbon dioxide gas Gdh is generally the state S10. Before the mixed gas Gm is introduced into the dehumidifier 50, the moisture in the mixed gas Gm is cooled and condensed by the moisture condenser 41 and removed by the fourth gas-liquid separator 25. Therefore, the moisture removed by the dehumidifier 50 Can be minimized, and the energy required to regenerate the adsorbent or absorbent of the dehumidifier 50 can be reduced.

除湿二酸化炭素ガスGdhは、その後二酸化炭素凝縮器42に導入され、冷水Cにより冷却されて状態S11の液化二酸化炭素Lnとなる。なお、ここでは、状態S11が圧力P1における二酸化炭素の飽和液の状態から1℃程度過冷却した液であるとして説明する。1℃の過冷却は、二酸化炭素凝縮器42の飽和圧力に対して約145kPa高圧の過冷却であり、昇圧ポンプ28に対する有効NPSHに換算すると約16.5mになる。液化二酸化炭素Lnは、一旦シェル42bの下部に貯留された後、重力及び昇圧ポンプ28の吸い込みにより、昇圧ポンプ28に流入する。昇圧ポンプ28に流入した液化二酸化炭素Lnは、昇圧ポンプ28により第2の所定の圧力P2に昇圧されて状態S12の超臨界圧液化二酸化炭素Lpとなる。ここで、第2の所定の圧力P2は、例えば超臨界圧液化二酸化炭素Lpを地中や深海底に埋設するのに必要な圧力であり、すなわち、超臨界圧液化二酸化炭素Lpを処理するのに必要な圧力である。昇圧ポンプ28により状態S12に昇圧された超臨界圧液化二酸化炭素Lpは、液体管68を圧送される。   The dehumidified carbon dioxide gas Gdh is then introduced into the carbon dioxide condenser 42 and cooled by the cold water C to become the liquefied carbon dioxide Ln in the state S11. Here, it is assumed that the state S11 is a liquid supercooled by about 1 ° C. from the state of the saturated liquid carbon dioxide at the pressure P1. The supercooling of 1 ° C. is a supercooling of about 145 kPa high pressure with respect to the saturation pressure of the carbon dioxide condenser 42, and is about 16.5 m when converted to an effective NPSH for the booster pump 28. The liquefied carbon dioxide Ln is once stored in the lower part of the shell 42 b and then flows into the booster pump 28 due to gravity and suction of the booster pump 28. The liquefied carbon dioxide Ln flowing into the booster pump 28 is boosted to the second predetermined pressure P2 by the booster pump 28 and becomes the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp in the state S12. Here, the second predetermined pressure P2 is, for example, a pressure necessary for embedding the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp in the ground or in the deep sea, that is, the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp is processed. This is the pressure required. The supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp boosted to the state S12 by the booster pump 28 is pumped through the liquid pipe 68.

液体管68を流れる超臨界圧液化二酸化炭素Lpは、冷熱回収器30に流入し、状態S8の混合ガスGmと熱交換して比エンタルピが増大し、状態S13となる(上述のように混合ガスGmは状態S8から状態S9となる。)。このように、二酸化炭素液化装置1では、冷熱回収器30において超臨界圧液化二酸化炭素Lpが保有する冷熱を回収することができ、省エネルギーを図ることができる。従来、例えば液化天然ガスなどでは、天然ガスを液化した後にその液体の温度を上げると蒸気が発生してしまうために、液化装置において液体から冷熱を回収することは考えられていなかった。これに対し、二酸化炭素液化装置1では、後の輸送を考慮して、二酸化炭素を、臨界圧力を超えた超臨界流体である超臨界圧液化二酸化炭素Lpとしているため、超臨界圧液化二酸化炭素Lpの温度がある程度(数℃〜数十℃)上昇しても蒸気の発生に起因する二相流は発生せず、いわゆるベーパーロック等の心配もないため、超臨界圧液化二酸化炭素Lpの冷熱を回収することが可能となる。また、二酸化炭素を地中や深海底に貯留するに際し、圧送中の超臨界圧液化二酸化炭素Lpは、結局は地中や海水の周囲温度になってしまい、換言すれば冷熱が失われてしまう。そこで、地中や深海底に圧送する前に冷熱を回収することにより、周囲温度になってしまうことに伴って失われる冷熱のエネルギーを低減することができる。   The supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp flowing through the liquid pipe 68 flows into the cold heat recovery unit 30 and exchanges heat with the mixed gas Gm in the state S8 to increase the specific enthalpy and enter the state S13 (as described above, the mixed gas Gm goes from state S8 to state S9.) Thus, in the carbon dioxide liquefying apparatus 1, the cold heat held by the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp can be collected in the cold heat recovery device 30, and energy saving can be achieved. Conventionally, for example, in liquefied natural gas, steam is generated when the temperature of the liquid is increased after the natural gas is liquefied. Therefore, it has not been considered to collect cold heat from the liquid in the liquefaction apparatus. On the other hand, in the carbon dioxide liquefying apparatus 1, in consideration of later transport, carbon dioxide is supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp which is a supercritical fluid exceeding the critical pressure. Even if the temperature of Lp rises to some extent (several degrees to several tens of degrees Celsius), a two-phase flow due to the generation of steam does not occur, and there is no concern about so-called vapor lock. Can be recovered. Moreover, when storing carbon dioxide in the ground or deep sea bottom, the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp being pumped eventually becomes the ambient temperature of the ground or seawater, in other words, the cold energy is lost. . Therefore, by recovering the cold before being pumped to the ground or the deep sea floor, the energy of the cold lost due to the ambient temperature can be reduced.

このとき、超臨界圧液化二酸化炭素Lpは、混合ガスGmとの熱交換による比エンタルピの増大(温度の上昇)に伴い比容積も増大する。比容積が増大すると、導出液体管69及びその先のユースポイントまでの導管(不図示)を超臨界圧液化二酸化炭素Lpが流れる際の流速が増大して圧力損失も増大することとなる。超臨界圧液化二酸化炭素Lpの比容積の増大を抑制するため、制御装置80は、液体温度計35で検出された超臨界圧液化二酸化炭素Lpの温度を信号として受信し、液体温度計35で検出する温度が、液体圧力計34で検出された圧力において許容される比容積となる温度以下となるように、流量調節弁33の開度を調節して、冷熱回収器30へ流入する超臨界圧液化二酸化炭素Lpの流量を制御する。導出液体管69を流れる超臨界圧液化二酸化炭素Lpの温度を許容される比容積となる温度以下とすることで、管内を流れる際の圧力損失の増大を抑制することができ、省エネルギーを図ることができる。   At this time, the specific volume of the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp also increases with an increase in specific enthalpy (temperature increase) due to heat exchange with the mixed gas Gm. When the specific volume is increased, the flow rate when the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp flows through the outlet liquid pipe 69 and the conduit (not shown) to the previous use point increases, and the pressure loss also increases. In order to suppress the increase in the specific volume of the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp, the control device 80 receives the temperature of the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp detected by the liquid thermometer 35 as a signal, and the liquid thermometer 35 The supercritical flow that flows into the cold heat recovery unit 30 by adjusting the opening degree of the flow rate control valve 33 so that the temperature to be detected is equal to or lower than the temperature that becomes the specific volume allowed by the pressure detected by the liquid pressure gauge 34. The flow rate of the pressure liquefied carbon dioxide Lp is controlled. By setting the temperature of the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp flowing through the outlet liquid pipe 69 to be equal to or lower than the temperature that allows the specific volume, an increase in pressure loss when flowing in the pipe can be suppressed, and energy saving can be achieved. Can do.

以上で説明したように、本実施の形態に係る二酸化炭素液化装置1では、二酸化炭素ガスを第1の所定の圧力で凝縮させた後に液体の状態で第2の所定の圧力に昇圧しているため、ガスの状態で第2の所定の圧力に昇圧する場合に比べて少ないエネルギーで二酸化炭素を超臨界流体とすることができる。例えば、水分凝縮器41及び二酸化炭素凝縮器42のための冷凍機40並びに昇圧ポンプ28を用いずに、状態S8から圧縮機で圧力P2まで昇圧することとした場合に必要な動力に対して、本実施の形態に係る二酸化炭素液化装置1で超臨界圧液化二酸化炭素Lpを生成する場合の動力は93%で済む。また、冷熱回収器30を設けて超臨界圧液化二酸化炭素Lpの冷熱を回収して混合ガスGmの冷却に利用しているので、その分省エネルギーとなり、冷熱を回収しない場合に比べて91%の動力で済む。さらに、水分凝縮器41及び第4気液分離器25を設けて除湿器50に導入される混合ガスGm中の水分を極力除去しているので、除湿器50の負荷を軽減することができ、再生に要するエネルギーも少なくなって省エネルギーとなる。なお、さらなる省エネルギーを図るため、除湿器50を以下のように構成してもよい。   As described above, in the carbon dioxide liquefying apparatus 1 according to the present embodiment, the carbon dioxide gas is condensed at the first predetermined pressure and then increased to the second predetermined pressure in a liquid state. Therefore, carbon dioxide can be used as a supercritical fluid with less energy than in the case where the pressure is increased to the second predetermined pressure in a gas state. For example, without using the refrigerator 40 and the booster pump 28 for the moisture condenser 41 and the carbon dioxide condenser 42, the power required when the pressure is increased from the state S8 to the pressure P2 by the compressor, The power for generating the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp by the carbon dioxide liquefying apparatus 1 according to the present embodiment is only 93%. Further, since the cold heat recovery device 30 is provided to recover the cold heat of the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp and use it for cooling the mixed gas Gm, energy is saved correspondingly, and 91% of the cold heat is not recovered. It only takes power. Furthermore, since the moisture in the mixed gas Gm introduced into the dehumidifier 50 is removed as much as possible by providing the moisture condenser 41 and the fourth gas-liquid separator 25, the load on the dehumidifier 50 can be reduced, Less energy is required for regeneration, saving energy. In order to further save energy, the dehumidifier 50 may be configured as follows.

図3は、本発明の実施の形態の変形例に係る二酸化炭素液化装置の除湿器まわりの概略構成を示す部分系統図であり、(a)は第1の変形例に係る二酸化炭素液化装置1A、(b)は第2の変形例に係る二酸化炭素液化装置1Bの部分系統図である。二酸化炭素液化装置1A及び二酸化炭素液化装置1Bにおける除湿装置まわり以外の構成は、二酸化炭素液化装置1(図1参照)と同様である。   FIG. 3 is a partial system diagram showing a schematic configuration around the dehumidifier of the carbon dioxide liquefying apparatus according to the modification of the embodiment of the present invention, and (a) is a carbon dioxide liquefying apparatus 1A according to the first modification. (B) is a partial systematic diagram of the carbon dioxide liquefier 1B concerning the 2nd modification. The configurations of the carbon dioxide liquefier 1A and the carbon dioxide liquefier 1B other than those around the dehumidifier are the same as those of the carbon dioxide liquefier 1 (see FIG. 1).

図3(a)に示す二酸化炭素液化装置1Aは、二酸化炭素液化装置1(図1参照)における除湿器50(図1参照)に代えて、水分を吸着する水分奪取媒体としての固体の吸着剤が充填された第1除湿再生器51Aと、第1除湿再生器51Aと同様の構成の第2除湿再生器51Bとが設けられている。ガス管61は第1除湿再生器51Aに接続されている。第4気液分離器25と第1除湿再生器51Aとの間のガス管61には分岐ガス導入管73の一端が接続されており、分岐ガス導入管73の他端は第2除湿再生器51Bに接続されている。分岐ガス導入管73が接続されている側とは反対側の第2除湿再生器51Bには分岐ガス導出管74の一端が接続されており、分岐ガス導出管74の他端は第1除湿再生器51Aと二酸化炭素凝縮器42との間のガス管61に接続されている。ガス管61と分岐ガス導入管73との接続部には、混合ガスGmを第1除湿再生器51Aへ導入させるのと第2除湿再生器51Bへ導入させるのとを切り換える三方弁83が配設されている。ガス管61と分岐ガス導出管74との接続部には、二酸化炭素凝縮器42へ導入される除湿二酸化炭素ガスGdhを、第1除湿再生器51Aから導出されたものとするか第2除湿再生器51Bから導出されたものとするかを切り換える三方弁84が配設されている。   A carbon dioxide liquefying apparatus 1A shown in FIG. 3A replaces the dehumidifier 50 (see FIG. 1) in the carbon dioxide liquefier 1 (see FIG. 1), and is a solid adsorbent as a moisture deprivation medium that adsorbs moisture. And a second dehumidifying / reproducing device 51B having the same configuration as the first dehumidifying / reproducing device 51A. The gas pipe 61 is connected to the first dehumidifying regenerator 51A. One end of the branch gas introduction pipe 73 is connected to the gas pipe 61 between the fourth gas-liquid separator 25 and the first dehumidification regenerator 51A, and the other end of the branch gas introduction pipe 73 is the second dehumidification regenerator. 51B. One end of a branch gas outlet pipe 74 is connected to the second dehumidifying regenerator 51B opposite to the side to which the branch gas inlet pipe 73 is connected, and the other end of the branch gas outlet pipe 74 is connected to the first dehumidifying regeneration. The gas pipe 61 between the vessel 51A and the carbon dioxide condenser 42 is connected. A three-way valve 83 for switching between introducing the mixed gas Gm into the first dehumidifying regenerator 51A and introducing the mixed gas Gm into the second dehumidifying regenerator 51B is disposed at the connecting portion between the gas pipe 61 and the branch gas introducing pipe 73. Has been. At the connecting portion between the gas pipe 61 and the branch gas outlet pipe 74, it is assumed that the dehumidified carbon dioxide gas Gdh introduced into the carbon dioxide condenser 42 is derived from the first dehumidifying regenerator 51A or the second dehumidifying regeneration. A three-way valve 84 is provided for switching whether to derive from the vessel 51B.

三方弁84が設けられている位置よりも二酸化炭素凝縮器42側のガス管61には、除湿二酸化炭素ガスGdhを再生ガスGrとして取り出す再生用ガス管71の一端が接続されている。再生用ガス管71の他端は、第1再生用ガス管71Aと第2再生用ガス管71Bとに分岐した後に、第1再生用ガス管71Aは第1除湿再生器51Aに、第2再生用ガス管71Bは第2除湿再生器51Bに、それぞれ接続されている。第1再生用ガス管71Aと第2再生用ガス管71Bとの分岐部には、再生ガスGrを第1除湿再生器51Aへ導入させるのと第2除湿再生器51Bへ導入させるのとを切り換える三方弁81が配設されている。再生用ガス管71には、再生ガスGrを予熱する熱交換器52と、再生ガスGrを加熱するヒータ53とが、再生ガスGrの流れ方向に沿ってこの順に配設されている。ヒータ53には、典型的には昇圧脱水装置10の圧縮機11P、12P、13Pから吐出された吐出ガスH(典型的には混合ガスGmの一部が抜き出されたガス)が導入されるように構成されている。吐出ガスHは、圧縮機11P、12P、13Pの圧縮仕事に伴って発生した熱を受けて高温となっている。この高温の吐出ガスHのエネルギーで再生ガスGrが加熱される構成となっているが、他に高温の排熱が存在すればそれを利用して省エネルギーを図ってもよい。   One end of a regeneration gas pipe 71 for extracting the dehumidified carbon dioxide gas Gdh as the regeneration gas Gr is connected to the gas pipe 61 on the carbon dioxide condenser 42 side from the position where the three-way valve 84 is provided. After the other end of the regeneration gas pipe 71 is branched into a first regeneration gas pipe 71A and a second regeneration gas pipe 71B, the first regeneration gas pipe 71A is supplied to the first dehumidifying regenerator 51A for the second regeneration. The gas pipe 71B is connected to the second dehumidifying regenerator 51B. At the branch portion between the first regeneration gas pipe 71A and the second regeneration gas pipe 71B, switching between introducing the regeneration gas Gr into the first dehumidifying regenerator 51A and introducing it into the second dehumidifying regenerator 51B is performed. A three-way valve 81 is provided. In the regeneration gas pipe 71, a heat exchanger 52 for preheating the regeneration gas Gr and a heater 53 for heating the regeneration gas Gr are arranged in this order along the flow direction of the regeneration gas Gr. The heater 53 typically introduces a discharge gas H (typically a gas from which a part of the mixed gas Gm has been extracted) discharged from the compressors 11P, 12P, 13P of the pressurization dehydration apparatus 10. It is configured as follows. The discharge gas H has a high temperature due to the heat generated with the compression work of the compressors 11P, 12P, and 13P. The regeneration gas Gr is heated by the energy of the high temperature discharge gas H. However, if there is other high temperature exhaust heat, it may be used to save energy.

さらに、第1除湿再生器51Aには第1再生後ガス管72Aが、第2除湿再生器51Bには第2再生後ガス管72Bが、それぞれ接続されている。第1再生後ガス管72Aと第2再生後ガス管72Bとはそれぞれ再生後ガス管72に接続されている。第1再生後ガス管72A及び第2再生後ガス管72Bの再生後ガス管72との接続部には、再生後ガス管72を、第1再生後ガス管72Aと連通させるのと第2再生後ガス管72Bと連通させるのとを切り換える三方弁82が配設されている。三方弁82以降の再生後ガス管72は、熱交換器52を経由した後に、昇圧脱水装置10の第2圧縮機12Pと第3冷却器13Cとの間のガス管61に接続されている。各三方弁81、82、83、84は、制御装置80からの信号により流体の流れが切り換えられるように構成されている。   Further, a first post-regeneration gas pipe 72A is connected to the first dehumidification regenerator 51A, and a second post-regeneration gas pipe 72B is connected to the second dehumidification regenerator 51B. The first post-regeneration gas pipe 72A and the second post-regeneration gas pipe 72B are connected to the post-regeneration gas pipe 72, respectively. A connection between the first post-regeneration gas pipe 72A and the second post-regeneration gas pipe 72B and the post-regeneration gas pipe 72 allows the post-regeneration gas pipe 72 to communicate with the first post-regeneration gas pipe 72A and the second regeneration. A three-way valve 82 for switching between communication with the rear gas pipe 72B is provided. The post-regeneration gas pipe 72 after the three-way valve 82 is connected to the gas pipe 61 between the second compressor 12P and the third cooler 13C of the pressurization dehydration apparatus 10 after passing through the heat exchanger 52. Each of the three-way valves 81, 82, 83, 84 is configured such that the fluid flow is switched by a signal from the control device 80.

上述のように構成された二酸化炭素液化装置1Aは、当初、第1除湿再生器51Aに対して混合ガスGmが導入及び導出される方向に2つの三方弁83、84が制御され、他方、2つの三方弁81、82は、第2除湿再生器51Bに対して再生ガスGrが導入されて吸着材から出た水蒸気を含む水分含有ガスGkが導出されるように制御される。この状態で二酸化炭素液化装置1Aが運転されると、第4気液分離器25で水分が除去された混合ガスGmは、第1除湿再生器51Aに導入され、混合ガスGm中の水分が第1除湿再生器51Aに充填されている吸着剤に吸着されて除湿二酸化炭素ガスGdhとなり、第1除湿再生器51Aから導出される。第1除湿再生器51Aから導出された除湿二酸化炭素ガスGdhは、大部分が二酸化炭素凝縮器42に導入されるが、一部が再生用ガス管71に導入される(区別を容易にするためにこれを「再生ガスGr」と呼称することとしている)。再生用ガス管71を流れる再生ガスGrは、まず熱交換器52に導入され、水分含有ガスGkと熱交換して温度が上昇し、次いでヒータ53において吐出ガスHによって吸着剤に吸着されている水分を蒸発させることができる温度に加熱される。ヒータ53によって加熱された再生ガスGrは、混合ガスGmが導入されていない第2除湿再生器51Bに導入される。   In the carbon dioxide liquefying apparatus 1A configured as described above, the two three-way valves 83 and 84 are initially controlled in the direction in which the mixed gas Gm is introduced and led out from the first dehumidifying regenerator 51A, while the other 2 The three three-way valves 81 and 82 are controlled so that the regeneration gas Gr is introduced into the second dehumidifying regenerator 51B, and the moisture-containing gas Gk including water vapor exiting from the adsorbent is derived. When the carbon dioxide liquefier 1A is operated in this state, the mixed gas Gm from which the moisture has been removed by the fourth gas-liquid separator 25 is introduced into the first dehumidifying regenerator 51A, and the moisture in the mixed gas Gm is changed to the first. The first dehumidifying regenerator 51A is adsorbed by the adsorbent filled into the dehumidifying carbon dioxide gas Gdh, and is derived from the first dehumidifying regenerator 51A. Most of the dehumidified carbon dioxide gas Gdh derived from the first dehumidifying regenerator 51A is introduced into the carbon dioxide condenser 42, but a part thereof is introduced into the regeneration gas pipe 71 (to facilitate discrimination). This is referred to as “regenerative gas Gr”). The regeneration gas Gr flowing through the regeneration gas pipe 71 is first introduced into the heat exchanger 52, heat-exchanged with the moisture-containing gas Gk, and the temperature rises. Then, the heater 53 adsorbs the adsorbent by the discharge gas H. Heated to a temperature at which moisture can be evaporated. The regeneration gas Gr heated by the heater 53 is introduced into the second dehumidifying regenerator 51B in which the mixed gas Gm is not introduced.

第2除湿再生器51Bに導入された再生ガスGrは、保有している熱で、吸着剤に吸着されている水分を蒸発させる。再生ガスGrは、吸着剤から放出された水蒸気と混合した水分含有ガスGkとなって第2除湿再生器51Bから導出される。その後、水分含有ガスGkは、熱交換器52に導入されて再生ガスGrに熱を与えて自身は温度が低下し、再生後ガス管72を流れて第2圧縮機12Pと第3冷却器13Cとの間のガス管61に導入され、混合ガスGmに合流する。   The regeneration gas Gr introduced into the second dehumidifying regenerator 51B evaporates the moisture adsorbed by the adsorbent with the heat it has. The regeneration gas Gr is derived from the second dehumidification regenerator 51B as a water-containing gas Gk mixed with the water vapor released from the adsorbent. After that, the moisture-containing gas Gk is introduced into the heat exchanger 52 to give heat to the regeneration gas Gr, and the temperature of the moisture-containing gas Gk itself decreases, flows through the gas pipe 72 after regeneration, and the second compressor 12P and the third cooler 13C. Is introduced into the gas pipe 61 between the two, and merges with the mixed gas Gm.

このような運転を続けていると、第1除湿再生器51Aの吸着剤の吸着能力が低下してくる。すると、制御装置80は各三方弁81、82、83、84を切り換えて、混合ガスGmが第2除湿再生器51Bに導入されるように、かつ、再生ガスGrが第1除湿再生器51Aに導入されるようにする。これにより、それまで再生ガスGrにより吸着剤が再生されていて吸着能力が回復した第2除湿再生器51Bで混合ガスGmが除湿されて除湿二酸化炭素ガスGdhが生成され、他方、第1除湿再生器51Aでは再生ガスGrの導入により吸着剤の再生が行われるようになる。このように、第1除湿再生器51A及び第2除湿再生器51Bは、共に、混合ガスGm中の水分を奪う水分奪取部としての機能と、吸着剤を加熱して水分を蒸発させる再生部としての機能を併せ持ち、時間経過に応じて水分奪取部と再生部とが切り替わる構成となっている。なお、切替の際、切替前に再生ガスGrの加熱をやめ、再生ガスGrで除湿再生器51A、51Bを冷却しておくことで、切替後の吸着作用をスムーズに継続することができる。   If such an operation is continued, the adsorption capacity of the adsorbent of the first dehumidifying regenerator 51A decreases. Then, the control device 80 switches the three-way valves 81, 82, 83, 84 so that the mixed gas Gm is introduced into the second dehumidifying regenerator 51B, and the regenerating gas Gr is supplied to the first dehumidifying regenerator 51A. To be introduced. Thereby, the mixed gas Gm is dehumidified by the second dehumidifying regenerator 51B in which the adsorbent has been regenerated by the regenerating gas Gr and the adsorption capacity has been recovered, and the dehumidified carbon dioxide gas Gdh is generated, while the first dehumidifying regeneration is performed. In the vessel 51A, the adsorbent is regenerated by introducing the regeneration gas Gr. Thus, both the first dehumidifying regenerator 51A and the second dehumidifying regenerator 51B function as a moisture depriving unit that deprives moisture in the mixed gas Gm, and as a regenerating unit that heats the adsorbent and evaporates the moisture. In addition, it has a configuration in which the moisture capturing unit and the regenerating unit are switched over time. At the time of switching, heating of the regeneration gas Gr is stopped before switching, and the dehumidifying regenerators 51A and 51B are cooled with the regeneration gas Gr, so that the adsorption action after the switching can be continued smoothly.

次に図3(b)に示す二酸化炭素液化装置1Bは、二酸化炭素液化装置1(図1参照)における除湿器50(図1参照)に代えて、水分を吸収する水分奪取媒体としての吸収液Q(液体の吸収剤)により混合ガスGm中の水分が吸収除去される水分奪取部としての除湿部55が設けられている。吸収液Qとして、例えばエチレングリコールが用いられる。除湿部55には、吸収液Qを導入する吸収液導入管75の一端が上部に接続され、水分を吸収した後の吸収液Qを導出する吸収液導出管76の一端が下部に接続されている。吸収液導出管76の他端は精留器58に接続されている。また、吸収液導出管76には、吸収液Qを予熱する熱交換器56と、吸収液Qを加熱するヒータ57とが、吸収液Qの流れ方向に沿ってこの順に配設されている。ヒータ57には、典型的には昇圧脱水装置10の圧縮機11P、12P、13Pから吐出された吐出ガスHが導入され、この高温の吐出ガスHのエネルギーで吸収液Qが加熱される構成となっているが、他に高温の排熱が存在すればそれを利用して省エネルギーを図ってもよい。   Next, a carbon dioxide liquefying apparatus 1B shown in FIG. 3B replaces the dehumidifier 50 (see FIG. 1) in the carbon dioxide liquefying apparatus 1 (see FIG. 1) with an absorbing liquid as a moisture deprivation medium that absorbs moisture. A dehumidifying part 55 is provided as a moisture depriving part from which moisture in the mixed gas Gm is absorbed and removed by Q (liquid absorbent). As the absorbing liquid Q, for example, ethylene glycol is used. One end of an absorption liquid introduction pipe 75 for introducing the absorption liquid Q is connected to the upper portion of the dehumidifying part 55, and one end of an absorption liquid outlet pipe 76 for deriving the absorption liquid Q after absorbing moisture is connected to the lower part. Yes. The other end of the absorption liquid outlet tube 76 is connected to a rectifier 58. Further, a heat exchanger 56 that preheats the absorbing liquid Q and a heater 57 that heats the absorbing liquid Q are arranged in this order along the flow direction of the absorbing liquid Q in the absorbing liquid outlet pipe 76. Typically, the heater 57 is supplied with the discharge gas H discharged from the compressors 11P, 12P, and 13P of the pressurization dehydration apparatus 10, and the absorption liquid Q is heated by the energy of the high-temperature discharge gas H. However, if there is other high-temperature exhaust heat, it may be used to save energy.

精留器58の下部には、吸収液導入管75の他端が接続されている。吸収液導入管75は、精留器58と除湿部55との間で熱交換器56を通過するように構成されている。熱交換器56は、比較的濃度が高い吸収液Qである濃吸収液Qsと、水分を吸収して濃度が低下した吸収液Qである希吸収液Qwとで熱交換を行わせる機器である。精留器58の上部は、水蒸気を流す水蒸気管77A、77Bを介して分縮器59A、水凝縮器59Bと連絡している。分縮器59Aは、導入した水蒸気の一部を凝縮させ、凝縮水管78を介して凝縮水を精留器58に還流する機器である。水凝縮器59Bは、導入した水蒸気を冷却凝縮させる機器である。除湿部55には、吸収液Qを散布する散布ノズル(不図示)が設けられている。また、除湿部55は、吸収液Qが水分を吸収することに伴い発生する吸収熱を除去するための冷水Cを導入することができるように、冷水渡り管45の一部が内部に配設されている。   The other end of the absorption liquid introduction pipe 75 is connected to the lower part of the rectifier 58. The absorbing liquid introduction pipe 75 is configured to pass through the heat exchanger 56 between the rectifier 58 and the dehumidifying unit 55. The heat exchanger 56 is a device that performs heat exchange between the concentrated absorbent Qs, which is the absorbent Q having a relatively high concentration, and the diluted absorbent Qw, which is the absorbent Q that has been reduced in concentration by absorbing moisture. . The upper part of the rectifier 58 communicates with the partial condenser 59A and the water condenser 59B through steam pipes 77A and 77B through which steam flows. The partial condenser 59 </ b> A is a device that condenses a part of the introduced water vapor and returns the condensed water to the rectifier 58 via the condensed water pipe 78. The water condenser 59B is a device that cools and condenses the introduced water vapor. The dehumidifying unit 55 is provided with a spray nozzle (not shown) for spraying the absorbing liquid Q. In addition, the dehumidifying unit 55 has a portion of the cold water transition pipe 45 disposed therein so that cold water C can be introduced to remove the heat of absorption generated when the absorbing liquid Q absorbs moisture. Has been.

上述のように構成された二酸化炭素液化装置1Bは、除湿部55に、ガス管61を介して混合ガスGmが導入されると共に吸収液導入管75を介して濃吸収液Qsが導入されると、混合ガスGm中の水分が濃吸収液Qsに吸収されて、混合ガスGmは除湿二酸化炭素ガスGdhとなり、濃吸収液Qsは希吸収液Qwとなる。濃吸収液Qsが水分を吸収する際に発生する吸収熱は、冷水Cによって除去される。除湿二酸化炭素ガスGdhは、二酸化炭素凝縮器42に向かってガス管61を流れる。他方、希吸収液Qwは、吸収液導出管76を流れ、まず熱交換器56に導入され、濃吸収液Qsと熱交換して温度が上昇し、次いでヒータ57において吐出ガスHによって加熱され、希吸収液Qwに含まれている水分が蒸発分離された状態(水蒸気と濃吸収液Qsとの混合流の状態)で精留器58に導入される。このように、希吸収液Qwは、熱交換器56及びヒータ57によって加熱されて水分が除去され、再び水分を吸収できる濃吸収液Qsに再生されるため、熱交換器56及びヒータ57は再生部を構成することとなる。   In the carbon dioxide liquefier 1B configured as described above, when the mixed gas Gm is introduced into the dehumidifying unit 55 via the gas pipe 61 and the concentrated absorbent Qs is introduced via the absorbent introduction pipe 75. The water in the mixed gas Gm is absorbed by the concentrated absorbent Qs, the mixed gas Gm becomes the dehumidified carbon dioxide gas Gdh, and the concentrated absorbent Qs becomes the diluted absorbent Qw. Absorption heat generated when the concentrated absorbent Qs absorbs moisture is removed by the cold water C. The dehumidified carbon dioxide gas Gdh flows through the gas pipe 61 toward the carbon dioxide condenser 42. On the other hand, the diluted absorbing liquid Qw flows through the absorbing liquid lead-out pipe 76, is first introduced into the heat exchanger 56, heat-exchanges with the concentrated absorbing liquid Qs, rises in temperature, and then heated by the discharge gas H in the heater 57, The water contained in the diluted absorbent Qw is introduced into the rectifier 58 in a state where the water is evaporated and separated (mixed flow of water vapor and concentrated absorbent Qs). In this way, the diluted absorbent Qw is heated by the heat exchanger 56 and the heater 57 to remove moisture, and is regenerated to the concentrated absorbent Qs that can absorb moisture again. Therefore, the heat exchanger 56 and the heater 57 are regenerated. Will constitute the part.

精留器58に導入された水蒸気と濃吸収液Qsとの混合流は、水蒸気が上部に上昇し、濃吸収液Qsが下部に貯留される。上昇した水蒸気は、水蒸気管77A、77Bを介して分縮器59A、水凝縮器59Bに導入され、分縮器59Aは導入した水蒸気の一部を凝縮させて精留器58に還流し、分縮器59Aを通って水凝縮器59B導入した水蒸気の残部はここで冷却凝縮されたうえで二酸化炭素液化装置1B外へ排出される。他方、精留器58の下部に貯留された濃吸収液Qsは、吸収液導入管75を介して熱交換器56に導入されて希吸収液Qwに熱を与えて自身は温度が低下した後に、吸収液導入管75を流れて再び除湿部55に導入される。分縮器59Aの冷却は冷却水で行ってもよく、熱交換器56に導入される前の希吸収液Qwで行ってもよい。水凝縮器59Bの冷却は、典型的には冷却水で行われる。   In the mixed flow of water vapor and concentrated absorbent Qs introduced into the rectifier 58, the water vapor rises in the upper part and the concentrated absorbent Qs is stored in the lower part. The raised steam is introduced into the partial condenser 59A and the water condenser 59B through the steam pipes 77A and 77B. The partial condenser 59A condenses a part of the introduced steam and returns to the rectifier 58, The remainder of the water vapor introduced through the condenser 59A through the water condenser 59B is cooled and condensed here and then discharged out of the carbon dioxide liquefier 1B. On the other hand, after the concentrated absorbent Qs stored in the lower part of the rectifier 58 is introduced into the heat exchanger 56 through the absorbent introduction pipe 75 and heats the diluted absorbent Qw, the temperature itself decreases. Then, it flows through the absorption liquid introduction pipe 75 and is again introduced into the dehumidifying unit 55. The cooler 59A may be cooled with cooling water or with the diluted absorbent Qw before being introduced into the heat exchanger 56. The water condenser 59B is typically cooled with cooling water.

以上の説明では、昇圧脱水装置10が三段昇圧する構成であるとしたが、混合ガスGmの状態や第1の所定の圧力P1の設定値等により、二段昇圧あるいは四段以上の多段昇圧とする等、適宜段数を増減する構成にするとよい。例えば、流入する混合ガスGmの圧力によって、第1昇圧脱水部11〜第3昇圧脱水部13のうち少なくとも1つ(例えば第1昇圧脱水部11)を有していればよい。また、流入する混合ガスGmの温度によっては、第1昇圧脱水部11を省略してもよい。また、流入する混合ガスGmの水蒸気含有量により、第1気液分離器11Sを省略してもよい。つまり、昇圧脱水装置10は、その出口における混合ガスGmの状態を所望の状態にできるように、昇圧脱水部の段数を決定することができ、さらに、昇圧脱水部のうちの冷却器及び/又は気液分離器を適宜省略することができる。   In the above description, the pressurizing and dehydrating apparatus 10 is configured to perform three-stage boosting. However, depending on the state of the mixed gas Gm, the set value of the first predetermined pressure P1, etc., two-stage boosting or four-stage or more multistage boosting is performed. For example, the number of steps may be appropriately increased or decreased. For example, it suffices to have at least one of the first pressurization dehydration unit 11 to the third pressurization dehydration unit 13 (for example, the first pressurization dehydration unit 11) depending on the pressure of the inflowing mixed gas Gm. Further, depending on the temperature of the inflowing mixed gas Gm, the first boost dewatering unit 11 may be omitted. Further, the first gas-liquid separator 11S may be omitted depending on the water vapor content of the mixed gas Gm that flows in. That is, the pressurization dehydration apparatus 10 can determine the number of stages of the pressurization dehydration unit so that the state of the mixed gas Gm at the outlet can be set to a desired state. The gas-liquid separator can be omitted as appropriate.

以上の説明では、気体と液体とで熱交換を行わせる構成(気液熱交換器)の第4冷却器21、冷熱回収器30、水分凝縮器41がフィンチューブ熱交換器であるとしたが、その他の構成の気液熱交換器であってもよい。   In the above description, it is assumed that the fourth cooler 21, the cold heat recovery unit 30, and the water condenser 41 of the configuration (gas-liquid heat exchanger) that exchanges heat between gas and liquid are fin tube heat exchangers. A gas-liquid heat exchanger having other configurations may be used.

以上の説明では、冷凍機40で製造される冷水Cを水分凝縮器41及び二酸化炭素凝縮器42に供給することとしたが、ブライン又は冷凍機からの冷媒を供給してもよく、あるいは液化天然ガスを供給してこの冷熱を利用するように構成してもよい。しかしながら、冷凍機40で製造される冷水Cを供給することとすると、汎用冷凍機を利用することができるため、維持管理及びイニシャルコストの面で利点がある。また、水分凝縮器41及び二酸化炭素凝縮器42に同じ冷熱媒体である冷水Cを供給することとするとしたが、それぞれに異なる冷熱源からの冷熱媒体を供給してもよい。   In the above description, the cold water C produced by the refrigerator 40 is supplied to the moisture condenser 41 and the carbon dioxide condenser 42. However, the refrigerant from the brine or the refrigerator may be supplied, or liquefied natural You may comprise so that gas may be supplied and this cold energy may be utilized. However, if the cold water C manufactured by the refrigerator 40 is supplied, a general-purpose refrigerator can be used, which is advantageous in terms of maintenance and initial cost. Further, the cold water C, which is the same cold medium, is supplied to the water condenser 41 and the carbon dioxide condenser 42, but the cold medium from different cold sources may be supplied to each of them.

以上の説明では、導入冷熱量調節手段が冷水バイパス管48及び流量調節弁49で構成されているとしたが、例えば、水分凝縮器41に導入される冷水Cの系統が、二酸化炭素凝縮器42に導入される冷水Cの系統と別であるような場合は、水分凝縮器41に導入される冷水Cを圧送するポンプの吐出流量を可変とする流量調節弁あるいはインバータポンプで構成してもよく、あるいは、水分凝縮器41に導入される冷水Cを製造する冷凍機が冷水Cの温度を可変とする冷水温度設定装置(例えば容量制御を行う制御装置等)で構成してもよい。また、冷凍機40からの冷媒で混合ガスGmを冷却する場合は、水分凝縮器41及び二酸化炭素凝縮器42に冷媒を並列に供給し、流量調節弁49は冷媒供給量を直接制御するように構成してもよい。   In the above description, the introduction cold heat amount adjusting means is constituted by the cold water bypass pipe 48 and the flow rate adjusting valve 49. For example, the system of the cold water C introduced into the water condenser 41 is the carbon dioxide condenser 42. In the case where it is different from the system of the cold water C introduced into the water condenser 41, it may be constituted by a flow rate adjusting valve or an inverter pump that makes the discharge flow rate of the pump that pumps the cold water C introduced into the moisture condenser 41 variable. Or you may comprise the refrigerator which manufactures the cold water C introduce | transduced into the water | moisture content condenser 41 with the cold water temperature setting apparatus (for example, control apparatus etc. which perform capacity control) which makes the temperature of the cold water C variable. When the mixed gas Gm is cooled by the refrigerant from the refrigerator 40, the refrigerant is supplied in parallel to the moisture condenser 41 and the carbon dioxide condenser 42, and the flow rate control valve 49 directly controls the refrigerant supply amount. It may be configured.

以上の説明では、交換熱量調節手段が液体バイパス管32及び流量調節弁33で構成されているとしたが、混合ガスGmの流路(ガス管61)の方に冷熱回収器30をバイパスするバイパス管を設けると共にそのバイパス管に流量調節弁を設けることで冷熱回収器30に導入される混合ガスGmの流量を変化させるように構成してもよく、あるいは、冷水Cを製造する冷凍機が冷水Cの温度を可変とする冷水温度設定装置(例えば容量制御を行う制御装置等)で構成して液化二酸化炭素Lnの温度を調節することで冷熱回収器30に導入される超臨界圧液化二酸化炭素Lpの保有冷熱量を調節することとしてもよい。   In the above description, the exchange heat amount adjusting means is constituted by the liquid bypass pipe 32 and the flow rate adjusting valve 33, but the bypass for bypassing the cold heat recovery device 30 toward the mixed gas Gm flow path (gas pipe 61). The flow rate of the mixed gas Gm introduced into the cold heat recovery unit 30 may be changed by providing a pipe and a flow rate adjusting valve in the bypass pipe, or the refrigerator that produces the cold water C is cold water. Supercritical pressure liquefied carbon dioxide introduced into the cold heat recovery unit 30 by adjusting the temperature of the liquefied carbon dioxide Ln with a chilled water temperature setting device (for example, a control device that performs capacity control) that makes the temperature of C variable. It is good also as adjusting the holding | maintenance amount of cold heat of Lp.

以上の説明では、液化二酸化炭素Lnを、二酸化炭素の臨界圧力を超えて昇圧された超臨界圧液化二酸化炭素Lpとすることとしたが、昇圧する必要がない場合は昇圧ポンプ28及び冷熱回収器30を設けるには及ばない。   In the above description, the liquefied carbon dioxide Ln is the supercritical pressure liquefied carbon dioxide Lp that has been boosted to exceed the critical pressure of carbon dioxide. It is not necessary to provide 30.

1、1A、1B 二酸化炭素液化装置
10 昇圧脱水装置
21 第4冷却器
28 昇圧ポンプ
30 冷熱回収器
41 水分凝縮器
42 二酸化炭素凝縮器
45 冷水渡り管
46 冷水還管
48 冷水バイパス管
49 流量調節弁
50 除湿器
51A 第1除湿再生器
51B 第2除湿再生器
52 熱交換器
53 ヒータ
55 除湿部
56 熱交換器
57 ヒータ
65 ガス温度計
80 制御装置
C 冷水
F 冷却媒体
Gm 混合ガス
Gdh 除湿二酸化炭素ガス
Ln 液化二酸化炭素
Lp 超臨界圧液化二酸化炭素
Q 吸収液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 1B Carbon dioxide liquefaction device 10 Pressure dehydration device 21 Fourth cooler 28 Booster pump 30 Cold heat recovery device 41 Water condenser 42 Carbon dioxide condenser 45 Cold water crossover pipe 46 Cold water return pipe 48 Cold water bypass pipe 49 Flow control valve 50 Dehumidifier 51A First Dehumidifier / Regenerator 51B Second Dehumidifier / Regenerator 52 Heat Exchanger 53 Heater 55 Dehumidifier 56 Heat Exchanger 57 Heater 65 Gas Thermometer 80 Controller C Cold Water F Cooling Medium Gm Mixed Gas Gdh Dehumidified Carbon Dioxide Gas Ln Liquefied carbon dioxide Lp Supercritical pressure liquefied carbon dioxide Q Absorbing liquid

Claims (4)

二酸化炭素を主成分として水蒸気を含む混合ガスを導入し、前記混合ガスを二酸化炭素の臨界圧力未満の第1の所定の圧力に昇圧すると共に前記混合ガス中の水分の一部を除去する昇圧脱水装置と;
前記昇圧脱水装置から導出された前記混合ガスを、自然環境下に存在する空気又は水に由来する冷熱を保有する冷却媒体で冷却する冷却器と;
前記冷却器を通過した後の前記混合ガスを、前記第1の所定の圧力における二酸化炭素の凝縮温度よりも高い所定の温度に冷却して前記混合ガス中の水分を凝縮させる水分凝縮器と;
前記水分凝縮器を通過した後の前記混合ガス中の水分を除去する除湿装置であって、前記混合ガス中の水分濃度が所定の濃度に低下した除湿二酸化炭素ガスを生成する除湿装置と;
前記除湿二酸化炭素ガスを冷却凝縮して主成分が二酸化炭素の凝縮液である液化二酸化炭素を生成する二酸化炭素凝縮器とを備える;
二酸化炭素液化装置。
Introducing a mixed gas containing carbon dioxide as a main component and containing water vapor, increasing the pressure of the mixed gas to a first predetermined pressure lower than the critical pressure of carbon dioxide, and removing part of moisture in the mixed gas With the device;
A cooler that cools the mixed gas derived from the pressurizing and dehydrating apparatus with a cooling medium that retains cold energy derived from air or water existing in a natural environment;
A water condenser that cools the mixed gas after passing through the cooler to a predetermined temperature higher than a condensation temperature of carbon dioxide at the first predetermined pressure to condense water in the mixed gas;
A dehumidifying device for removing moisture in the mixed gas after passing through the moisture condenser, wherein the dehumidifying device generates dehumidified carbon dioxide gas in which the moisture concentration in the mixed gas is reduced to a predetermined concentration;
A carbon dioxide condenser that cools and condenses the dehumidified carbon dioxide gas to produce liquefied carbon dioxide whose main component is a condensate of carbon dioxide;
Carbon dioxide liquefaction equipment.
前記水分凝縮器に、前記混合ガスを冷却する冷却流体を導入し導出する冷却流体流路と;
前記水分凝縮器に導入される前記冷却流体の単位時間当たりの冷熱量を調節する導入冷熱量調節手段と;
前記水分凝縮器から導出された前記混合ガスの温度を検出する温度検出器と;
前記温度検出器で検出した温度が前記所定の温度となるように前記導入冷熱量調節手段を制御する制御装置とを備える;
請求項1に記載の二酸化炭素液化装置。
A cooling fluid flow path for introducing and deriving a cooling fluid for cooling the mixed gas to the moisture condenser;
Introduced cold heat amount adjusting means for adjusting a cold heat amount per unit time of the cooling fluid introduced into the moisture condenser;
A temperature detector for detecting the temperature of the mixed gas derived from the moisture condenser;
A control device that controls the introduction cold heat amount adjusting means so that the temperature detected by the temperature detector becomes the predetermined temperature;
The carbon dioxide liquefying apparatus according to claim 1.
前記液化二酸化炭素を、二酸化炭素の臨界圧力を超えた第2の所定の圧力に昇圧するポンプと;
前記ポンプで昇圧された前記液化二酸化炭素である超臨界圧液化二酸化炭素と、前記水分凝縮器に導入される前の前記混合ガスと、で熱交換を行わせる熱交換器とを備える;
請求項1又は請求項2に記載の二酸化炭素液化装置。
A pump that boosts the liquefied carbon dioxide to a second predetermined pressure that exceeds a critical pressure of carbon dioxide;
A heat exchanger for exchanging heat between the supercritical pressure liquefied carbon dioxide, which is the liquefied carbon dioxide boosted by the pump, and the mixed gas before being introduced into the moisture condenser;
The carbon dioxide liquefying apparatus according to claim 1 or 2.
前記除湿装置が、水分を奪う水分奪取媒体が前記混合ガス中の水分を奪う水分奪取部と、前記水分奪取媒体を加熱して前記水分奪取媒体から水分を蒸発させる再生部とを含んで構成され、前記再生部が前記昇圧脱水装置から排出された熱を受け入れて前記水分奪取媒体を加熱する;
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の二酸化炭素液化装置。
The dehumidifying device includes a moisture deprivation medium that deprives moisture of a moisture deprivation medium that deprives moisture in the mixed gas, and a regeneration unit that heats the moisture deprivation medium and evaporates the moisture from the moisture deprivation medium. The regeneration unit accepts the heat discharged from the pressurization dehydrator and heats the moisture deprivation medium;
The carbon dioxide liquefying apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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