CN102482101A - 二氧化碳处理装置和二氧化碳的处理方法 - Google Patents

Abstract

一种二氧化碳处理装置，设置有：在二氧化碳等含有氧作为构成元素的气体的环境中使含有镁的粉末氧化而生成氧化镁的氧化容器；加入在氧化容器中生成的含有氧作为构成元素的镁的、储存水或者水溶液的碳酸盐生成槽；和对碳酸盐生成槽供给二氧化碳的二氧化碳供给装置。

Description

二氧化碳处理装置和二氧化碳的处理方法

技术领域

本发明涉及二氧化碳处理装置和二氧化碳的处理方法。

背景技术

以往，作为处理二氧化碳的方法，已知使含有二氧化碳的气体接触由水、含碱土类金属的物质、和弱碱与强酸的盐组成的水溶液而生成碱土类金属的碳酸盐的方法(例如参照专利文献1)。在该方法中，使用天然矿物、废料、在制造工序中排出的副产物等作为含碱土类金属的物质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-97072号公报

发明内容

但是，在上述专利文献1所述的方法中，为了确保碱土类金属，需要从天然矿物、废料、在制造工序中排出的副产物等中提取碱土类金属的工序，因此，存在处理成本变高的问题。

本发明是鉴于上述问题而研究出的发明，目的在于提供能够廉价且简便地处理二氧化碳的二氧化碳处理装置以及二氧化碳的处理方法。

本发明人等着眼于镁在二氧化碳环境中燃烧而生成氧化镁的情况，发现仅使镁的粉末在含有氧作为构成元素的气体例如二氧化碳环境中氧化，就能够适于用作二氧化碳处理中的碱土类金属，从而完成本发明。

用于实现上述目的的本发明的二氧化碳处理装置的特征构成在于设置有：在含有氧作为构成元素的气体的环境中使含有镁的粉末氧化而生成氧化镁的氧化容器；加入在上述氧化容器中生成的氧化镁的、储存水或者水溶液的碳酸盐生成槽；和对该碳酸盐生成槽供给二氧化碳的二氧化碳供给装置。

根据本构成，通过在氧化容器中使含有镁的粉末在二氧化碳等含有氧作为构成元素的气体的环境中氧化，从而能够生成氧化镁。因此，能容易地供给作为与二氧化碳反应的碱土类金属的镁。而且，在使用二氧化碳作为含有氧作为构成元素的气体时，因为在氧化容器中也能够消耗二氧化碳，所以能够提高二氧化碳的处理效率。

因而，如果使用本构成的二氧化碳处理装置，则能够廉价且简便地处理二氧化碳。

本发明的二氧化碳的处理方法的第1特征方法在于以下方面：具备在含有氧作为构成元素的气体的环境中使含有镁的粉末氧化而生成氧化镁的工序，将生成的氧化镁添加到水或者水溶液的工序，和使二氧化碳接触该水或者水溶液的工序；以碳酸镁的形式固定二氧化碳。

根据本方法，通过使含有镁的粉末在二氧化碳等含有氧作为构成元素的气体的环境中氧化，将生成的氧化镁添加到水或者水溶液中，使其与二氧化碳接触，从而能够将二氧化碳固定。另外，在使含有镁的粉末氧化时，如果也使用二氧化碳作为含有氧作为构成元素的气体，则在该工序中也消耗二氧化碳，因此，可提高二氧化碳的处理效率。

因而，如果利用本方法的二氧化碳的处理方法，则能够廉价且简便地处理二氧化碳。

本发明的二氧化碳的处理方法的第2特征方法在于以下方面：控制上述水或者水溶液的温度、镁离子浓度、重碳酸离子浓度中的至少1种，使碳酸镁析出。

根据本方法，通过控制水或者水溶液的温度、镁离子浓度、重碳酸离子浓度中的至少1种，从而能选择析出的碳酸镁的种类。因此，例如，如果选择性地使二氧化碳相对于镁的固定化率高的正碳酸镁析出，则能够提高二氧化碳的处理效率。

附图说明

图1是本实施方式的二氧化碳处理装置的简图。

图2是保管含有镁的粉末的保管容器的简图。

图3是表示通过控制[Mg²⁺][CO₃ ^2-]/Ksp而使碳酸镁析出的例子的曲线图。

图4是表示重碳酸离子浓度和温度与镁盐的种类的关系的曲线图。

图5是表示从溶液中导出的二氧化碳浓度与溶液的pH的经时变化的曲线图。

图6是表示溶液的pH与从溶液中导出的二氧化碳浓度的关系的曲线图。

图7是表示化合物、离子的溶解度与pH的关系的曲线图。

图8是表示液体中的二氧化碳吸收率、重碳酸离子率与pH的关系的曲线图。

图9是表示pH和电导率的经时变化的曲线图。

图10是表示pH和氧化还原电位的经时变化的曲线图。

图11是表示改变[Mg²⁺]/[CO₃ ^2-]时的、到碳酸镁析出为止的潜伏时间与碳酸镁的粒径的变化的曲线图。

图12是表示生成物与残渣的粒度分布的曲线图。

图13是表示溶液的温度与镁盐的种类的关系的曲线图。

图14是表示pH和温度与镁盐的种类的关系的曲线图。

图15是表示重碳酸离子率和温度与镁盐的种类的关系的曲线图。

图16是表示含有镁的粉末的含水率与燃烧时间的关系的曲线图。

图17是表示燃烧温度的经时变化的曲线图。

图18是其它实施方式的氧化容器的简图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的二氧化碳处理装置的一种实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的二氧化碳处理装置具备：储存水或者水溶液(以下有时称为“水等”)的碳酸盐生成槽1，作为对碳酸盐生成槽1供给二氧化碳的二氧化碳供给装置的喷嘴4，和使含有镁的粉末(以下有时称为“Mg粉末”)在含有氧作为构成元素的气体的环境中氧化而生成氧化镁的氧化容器5。应予说明，在本实施方式中，因为也使用二氧化碳作为含有氧作为构成元素的气体，所以在二氧化碳的供给路径中设置三通阀6，使得能够将二氧化碳的供给前端切换至碳酸盐生成槽1和氧化容器5。

碳酸盐生成槽1只要能够储存水等，就没有特别的限制。例如可使用以往公知的容器等。在碳酸盐生成槽1中设置有：搅拌水等的搅拌机2，调整水等的温度的浴槽3，测量水等的温度、pH、氧化还原电位(OPR)、电导率等的测量仪7，和测定从碳酸盐生成槽1流出的未反应的二氧化碳的浓度的气相色谱仪8。另外，在碳酸盐生成槽1与气相色谱仪8之间设置有防逆流装置9以使从碳酸盐生成槽1中流出的二氧化碳不发生逆流。

在氧化容器5中设有温度调节装置(未图示)，能够将二氧化碳设定为规定温度而使Mg粉末氧化。作为氧化容器5，只要是能够在二氧化碳环境中使Mg粉末氧化的容器，就没有特别的限定，可例示出能够调节温度的加热器、高压釜、干燥机等的二氧化碳流通型、密闭型的容器等。

在氧化容器5中生成的氧化镁采用镁加入装置(未图示)而加入到碳酸盐生成槽1中。作为镁加入装置，可以使用连续式加入型、分批式加入型等，没有特别的限制，例如能够使用输送机等以往公知的装置。

使用这种二氧化碳处理装置的二氧化碳的处理方法具备在二氧化碳等含有氧作为构成元素的气体的环境中使Mg粉末氧化而生成氧化镁的工序，将生成的氧化镁添加到水或者水溶液的工序，和使二氧化碳接触该水或者水溶液的工序；以碳酸镁的形式固定二氧化碳。利用该方法，通过使Mg粉末在二氧化碳等的环境中氧化而生成氧化镁，将该氧化镁添加到水等中使其与二氧化碳接触，从而能够容易地以碳酸镁的形式将二氧化碳固定。另外，如果在使Mg粉末氧化时也使用二氧化碳，则因为在该工序中也能消耗二氧化碳，所以也能够提高二氧化碳的处理效率。因而，能够廉价且简便地处理二氧化碳。

在本发明中的二氧化碳的处理方法中，将生成的氧化镁添加到水等中的工序与使二氧化碳接触水等的工序的顺序没有特别的限定。例如，在先进行将氧化镁添加到水等中的工序时，通过使用酸性的水溶液，能够使氧化镁以与水反应而生成的氢氧化镁的形式溶解在水溶液中。在使用中性的水时，一般而言，氢氧化镁难溶，但是在其后的工序中，通过使水接触二氧化碳从而可提高水的酸度，因此，能够溶解氢氧化钠、生成碳酸镁。另外，通过提高水温，也能够提高氢氧化镁的溶解度。

在先进行使二氧化碳接触水等的工序时，通过使中性的水接触二氧化碳并使二氧化碳溶解，从而能够提高水的酸度。因此，在其后的工序中，只要添加氧化镁，就能够作为氢氧化镁使其溶解而生成碳酸镁。另外，通过使用在水中混合有单乙醇胺等碱性吸收液的水溶液来接触二氧化碳，从而也能够提高二氧化碳在水溶液中的吸收率。

作为在本发明中使用的Mg粉末，可使用镁金属单质、镁合金等的粉末，没有特别的限制，例如可举出汽缸头盖、镁轮毂等的切削碎屑、镁渣等的镁废弃物。如果再利用这种本来应该废弃的材料，则能够降低二氧化碳的处理成本。

Mg粉末有可能在保管中在与空气接触等的情况下发生燃烧。已知以往将Mg粉末保管在水等中，但是若将Mg保管在水等中，则构成局部电池，产生氢气体。因此，若进行保管且经过一定时间，则有时在Mg粉末的周围产生、附着氢等的气泡，由于该气泡导致Mg粉末上浮至液面、与空气接触。

此时，优选在例如如图2(a)所示的保管容器中保管Mg粉末。该保管容器具备加有水、切削油混合液等的保存液的保管容器主体11和覆盖保管容器主体11的盖构件12。在保管容器主体11内设有至少在底面具有多个细孔、收纳Mg粉末的内容器13，和从上方挤压收纳于内容器13的Mg粉末而抑制Mg粉末上浮到液面的闸门式盖(落し盖)14。闸门式盖14可介由盖构件12和海绵等缓冲构件15进行固定，根据Mg粉末的内容量而改变闸门式盖14的位置。另外，在闸门式盖14中设有多个细孔，仅能使从Mg粉末的表面脱离的气泡通过闸门式盖14向液体外排出。在盖构件12中设有气体抽出机构16使得不会因排出的气体而导致容器内的压力上升。

通过使用具有上述构成的保管容器，能够抑制Mg粉末上浮到液面而防止与空气接触，并且，如图2(b)所示，在从液体中取出Mg粉末时，通过从保管容器主体11中连同内容器13一起提起，从而能够在不使Mg粉末残留在保管容器主体11中的情况下容易地取出。另外，在从液面提起内容器13时，通过设置在内容器13的多个细孔，还能够除去附着在Mg粉末上的液体。

作为这种保管容器，例如，使用容量为100ml的保管容器主体11，放入Mg粉末20g、水70g，用闸门式盖14挤压后，如果使火源接近液面，则虽然比闸门式盖14的细孔小的Mg粉末上浮，但是与粉末相比，其周围的水分量多，因此不会燃烧。与此相对，如以往一样，假定Mg粉末上浮到液面的情况，如果在向保管容器中加入水90g使Mg粉末散布、浮游于液面的状态下，使火源与未接触液体的Mg粉末接近，则可以确认开始激烈的燃烧，浮于液面的Mg粉末全部进行燃烧。

本发明中的含有氧作为构成元素的气体没有特别的限定，可例示出二氧化碳。作为二氧化碳，并不限于纯的二氧化碳，只要为含有二氧化碳的气体就可以使用。例如，能够使用使镁合金的切屑、残渣燃烧而产生的燃烧排出气体。除此以外，还可以使用使液化天然气体(LNG)、液化石油气体(LP)等气体燃料、汽油、轻油等液体燃料、煤等固体燃料等燃烧而产生的燃烧排出气体等作为二氧化碳。应予说明，在使用燃烧排出气体等作为二氧化碳时，在对碳酸盐生成槽1、氧化容器5供给前，也可以使其通过吸附过滤器等而将尘埃、二氧化碳以外的气体等除去。

通过与二氧化碳等接触而使Mg粉末氧化，因此，二氧化碳等环境的温度可以为常温(25±15℃、以下相同)，没有特别的限定，但是温度高时易于氧化。因此，例如如果直接供给燃烧排出气体等作为二氧化碳，则能够在高温环境下高效地使Mg粉末氧化。另外，在氧化容器5中，通过将二氧化碳等环境的温度设定为规定的温度，还能够控制Mg粉末的燃烧速度。应予说明，若使Mg粉末在二氧化碳等环境中燃烧，则有时与二氧化碳中的水分反应而生成氢氧化镁，但通过将氧化镁投入到碳酸盐生成槽1中，其也与水反应成为氢氧化镁。因此，氧化容器5中的生成物可以在不进一步进行分离等处理的情况下直接投入到碳酸盐生成槽1中。

碳酸盐生成槽1中的二氧化碳与水等的接触可以采用以往公知的方法进行，没有特别的限定。在本实施方式中，例示了使用喷嘴4作为二氧化碳供给装置、将二氧化碳向水等中吹泡(吹入)的方法，例如，还可通过利用喷嘴4等向碳酸盐生成槽1中供给二氧化碳、将其与水等一起密封、进行振荡的方法等，从而进行接触。应予说明，碳酸盐生成槽1中的水等可以在任意的温度使用。

在碳酸盐生成槽1中，优选控制水等中所含的镁离子浓度[Mg²⁺]、重碳酸离子浓度[CO₃ ^2-]、水等的温度中的至少一种。由此，能够控制碳酸镁的析出以及碳酸镁的种类。即，碳酸镁在[Mg²⁺][CO₃ ^2-]＞Ksp(溶度积)的情况下析出。因此，例如如图3(a)所示，如果控制[Mg²⁺][CO₃ ^2-]而使其大于Ksp，则能够使碳酸镁析出。另外，Ksp依赖于温度，因此，如图3(b)所示，在Ksp＞[Mg²⁺][CO₃ ^2-]时碳酸镁不析出，但是如果调整温度、形成(温度调整后的Ksp)Θ[Mg²⁺][CO₃ ^2-]，则能够使碳酸镁析出。

另外，在碳酸盐生成槽1中，作为生成的镁盐，可认为是氢氧化镁(Mg(OH)₂)、碱式碳酸镁(mMgCO₃·nMg(OH)₂·mH₂O)、正碳酸镁(MgCO₃·3H₂O)3种。其中，正碳酸镁的Mg与CO₂的化学计量比为1∶1，CO₂相对于Mg的固定化率最高。因此，如果能够选择性地生成正碳酸镁，则能够提高二氧化碳的处理效率。通过控制镁离子浓度、重碳酸离子浓度、温度，从而能够选择性地生成正碳酸镁。例如，在将镁离子的浓度确定时，生成物的种类与重碳酸离子的浓度和温度存在如图4所示的关系。

在上述的控制中，可以通过EDTA配位滴定而连续地或者以一定间隔地测定镁离子浓度。

重碳酸离子浓度无法直接测定，对于来自二氧化碳吸收量的换算值而言，由于还含有未离子化而排出到体系外的二氧化碳，所以误差变大。因此，重碳酸离子浓度可由液体中的二氧化碳吸收率、重碳酸离子率(CO₃ ^2-/CO₂)、pH进行演算而求出。

具体而言，例如，在500ml的水(pH7)中溶解氢氧化钾(KOH)，调整到所需的pH，向该溶液中以1L/分钟导入90vol％N₂-10vol％CO₂气体。

例如利用CO₂气体分析装置(testo350S(株)TESTO制)等测定此时从溶液导出的气体中的二氧化碳浓度的经时变化，并且测定溶液的pH的变化，如图5所示，将各自的测定值绘制成曲线图。从这样制作的曲线图中读取同一时间的pH和二氧化碳浓度，则能够制作如图6所示的曲线图。在此，导入的二氧化碳的浓度为10％，因此，能够以(10-二氧化碳浓度)/10求出二氧化碳吸收率。因此，若由图6所示的曲线图制作pH-二氧化碳吸收率的曲线图、将绘制的数据以对数近似计算，则能够求出二氧化碳吸收率＝1.46Ln(pH)-2.87，即pH＝EXP[(二氧化碳吸收率+2.87)/1.4]。

另一方面，pH与重碳酸离子率的关系可由碳酸的一级解离常数(Ka1)、二级解离常数(Ka2)计算。因此，例如能够由图7所示的文献值和Ka1Ka2/(Ka1Ka2+Ka1[H⁺]+[H⁺]²)的式子求出pH与重碳酸离子率的关系。

由此，重碳酸离子率、pH、二氧化碳吸收率的关系成立，因此，如图8所示，能够将二氧化碳吸收率-重碳酸离子率的关系绘制成曲线图。因而，在二氧化碳的一定流速下，利用如图8所示的二氧化碳浓度-重碳酸离子率的关系，能够算出重碳酸离子浓度。应予说明，在图8中，将重碳酸离子率的实验结果作为实验值进行绘制时，能够确认与计算值很好地一致。

本发明所生成的碳酸镁能够通过过滤等的以往公知的方法回收。回收的碳酸镁例如能够直接有效地用于制纸、颜料、涂料、塑料、橡胶、编织物等产业中的填充材料等。另外，滤液能够在二氧化碳的处理中进行再利用。因此，能够降低整个二氧化碳处理的处理成本。

实施例

以下表示应用了本发明的实施例，更详细地对本发明进行说明。但本发明并不限于这些实施例。

(实施例1)

使用图1所示的本实施方式的二氧化碳处理装置而进行二氧化碳的处理。即，在碳酸盐生成槽1中放入500ml水，利用搅拌机2以400rpm进行搅拌，同时投入规定量预先在氧化容器5中生成的氧化镁(MgO)以使[Mg²⁺]达到0.05mol/L。接着，使用喷嘴4，通过吹泡以1L/分钟的流量向水中导入100％的二氧化碳(CO₂)。碳酸盐生成槽1的水在导入最初形成白色悬浮，但是经过一定时间后成为透明。

然后，在碳酸盐生成槽1中投入碳酸钠(Na₂CO₃)以使[CO₃ ^2-]达到0.005mol/L，利用浴槽3加热碳酸盐生成槽1的溶液，使碳酸钠完全溶解。应予说明，碳酸钠用于调整碳酸离子(CO₃ ^2-)的浓度。

经过一定时间后，开始析出生成物。测定此时的溶液的pH、电导率、ORP(Ag/AgCl电极)，将其经时变化示于图9、10。到碳酸钠完全溶解为止，pH上升，ORP下降，电导率未变化。认为这是因为发生了从溶液中脱碳酸(CO₃ ^2-→CO₂(g)+2OH^-)的原因，CO₂从溶液中逸出得越多，则放出的OH^-越多，pH变高，ORP变低。另外，认为在重碳酸离子中还发生向碳酸氢离子的反应(CO₃ ^2-→HCO₃ ^-+e^-)。如图8所示，在pH为中性～弱碱性时，由于重碳酸离子率低所以向碳酸氢离子变化，由于放出电子所以ORP变低。

在到碳酸镁析出为止的潜伏期间，可发生碳酸镁的生成(Mg²⁺+CO₃ ^2-→MgCO₃)和向碳酸氢离子的反应(CO3^2-+H₂O→HCO₃ ^-+OH^-)2个反应。此时的pH恒定，所以可知重碳酸离子在与镁离子的反应中被消耗，而在向碳酸氢离子的反应中基本未被消耗。即，到生成碳酸镁为止的时间成为潜伏时间。

在碳酸镁开始析出后的保持时间中，碳酸氢离子向重碳酸离子的反应占优势。尽管此时的pH与ORP基本未变化，但电导率却变小。认为这是发生了与OH^-、电子无关的反应。预计pH的范围在正碳酸镁与碱式碳酸镁的边界，认为正碳酸镁被置换成了碱式碳酸镁。即，在初期析出的正碳酸镁发生凝集，溶液内的固体数量减少，由此，电导率变低，将凝集的正碳酸镁逐步变为碱式碳酸镁的过程作为保持时间。

(实施例2)

在实施例1中，考察了改变溶液中的镁离子的浓度与重碳酸离子浓度时的到碳酸镁析出为止的潜伏时间和碳酸镁的粒径的变化。结果，如图11所示可知，通过调整镁离子浓度/重碳酸离子浓度，能够控制到碳酸镁析出为止的潜伏时间和碳酸镁的粒径。因此，能够容易地分离混合存在于溶液中的碳酸镁与残渣。

(实施例3)

测定在实施例2中得到的沉淀物的粒度分布。结果，如图12所示可知，碳酸镁的粒径与其它的残渣的粒径有很大差异，易于分离。

(实施例4)

使用如图1所示的二氧化碳处理装置，在碳酸盐生成槽1中加入水和氢氧化镁使得[Mg²⁺]达到0.1mol/L，使用搅拌机2以300～400rpm进行搅拌，根据需要进行加热，同时以5L/分钟导入90％N₂-10％CO₂气体一定时间。然后，保持30分钟，将溶液过滤、干燥后，利用X射线衍射鉴定生成物，进行定量分析。结果，如图13所示可确认，根据溶液的温度不同所生成的生成物的种类不同。在该条件下，在选择性地生成正碳酸镁时，优选将溶液的温度设定为50～70℃。

(实施例5)

在500ml的水中加入MgO使得[Mg²⁺]达到0.1mol/L，在所需的初期pH下加热，考察此时的析出物。结果可知：在如图14所示的区域中析出碳酸镁。另外，若通过图8的pH-重碳酸离子率对该曲线图进行换算，求出重碳酸离子率与温度的关系，则如图15所示。

〔其它的实施方式〕

作为含有氧作为构成元素的气体，还可使用空气、氧等。例如，通过在对Mg粉末供给空气、氧等的同时进行点火，从而能够使Mg粉末燃烧。

此时，作为Mg粉末，优选使用含有水的镁粉末、含有水溶性冷却剂的镁粉末。即，在燃烧时，如果Mg粉末中存在水分则发生反应产生氢，该氢剧烈地燃烧。因此，能够加速Mg粉末的燃烧。应予说明，若附着过量的水分，则可能点火性差，无法稳定地燃烧。

作为Mg粉末的燃烧实验，将在温水中充分清洗且在100℃干燥90分钟的Mg粉末与规定的水或者冷却剂混合，然后，使用气体燃烧器点火，考察改变Mg粉末中的水或者冷却剂的含有率时是否可以点火以及燃烧时间。应予说明，在金属网(#12)上于50mm×50mm×10mm的海绵框中配置各个样品使得表观容积密度一定。结果，Mg粉末在水的含有率为50wt％以下、冷却剂的含有率为60wt％以下的情况下点火，在为它们以上的含有率时无法点火。另一方面，如图16所示可知：就燃烧时间而言，在水或者冷却剂的含有率高时，可在短时间完全燃烧。

另外，为了确认燃烧温度与生成的镁化合物的关系，在如下的分别3个条件下，用气体燃烧器对Mg粉末点火使其燃烧，对燃烧温度和燃烧后的生成物进行考察。用热电偶测定燃烧温度，用X射线衍射测定来鉴定生成物。

条件1：在热容量大的陶瓷皿上使经干燥的Mg粉末燃烧。

条件2：在冲孔金属板(パンチングメタル)(#120)上使经干燥的Mg粉末燃烧。

条件3：在冲孔金属板(#120)上使含有50wt％冷却剂的Mg粉末燃烧。

结果，如图17所示，条件1、2、3的燃烧时的最高到达温度分别为892℃、1162℃、1300℃。另外，对于通过燃烧而得的生成物而言，根据条件1、2而得的生成物虽然表面为氧化物，但是内部为氮化物、碳化物，与此相对，根据条件3而得的生成物仅为氧化物。

因而，通过一边对含有冷却剂的Mg粉末遍及整体充分地供给氧一边进行燃烧，从而能够使最高到达温度达到1300℃以上，能够高效地生成氧化镁。

作为氧化容器5，例如还可使用如图18所示的燃烧容器。这样的氧化容器5具有：轴心成水平地配置于容器主体50内且在内部收纳Mg粉末一边进行旋转一边使Mg粉末燃烧的、侧面为锥状的筒体51；和回收在筒体51的内部由燃烧而生成的、沿着侧面的锥形滑落的氧化镁等的回收部52。在氧化容器5中设有：配置于筒体51内的、对Mg粉末进行点火的点火源53；对容器主体50的内部供给空气等的送风机54；储藏Mg粉末的料斗55；和从料斗55向筒体51输送Mg粉末的输送机56。另外，在料斗55中设有开闭时间不同的二个闸门55a、55b，由此，既能够防止在供给Mg粉末时因逆火导致发生引火而连续地燃烧至料斗55，又能够通过间歇地供给Mg粉末从而防止输送机56中的连续燃烧。应予说明，在该氧化容器5中，一旦对Mg粉末点火，则通过由输送机56连续地向筒体51供给Mg粉末而发生自燃，不需要每次供给Mg粉末都进行点火。因此，点火源53在进行点火后可将其从容器主体50上卸下。另外，送风机54例如以50L/分钟以下供给空气。

筒体51与驱动电机57连接而能够旋转，通过筒体51进行旋转，能够使配置于内部的Mg粉末氧化，同时缓慢地下落至回收部52。筒体51例如能够以5rpm以上的旋转速度进行旋转。另外，筒体51例如由开口面积为20～50％的冲孔金属板、筛网状金属板等的多孔构件形成，使得配置于筒体51内的全部Mg粉末与供给到容器主体50内的空气接触而能将燃烧温度维持在高温。筒体51的各个孔的大小只要为Mg粉末不从孔中下落的程度，就没有特别的限定，例如优选将孔径设为1mm以下。另外，筒体51例如优选将锥角设定为15～45°，将最大直径设定为100mm以上。

若使含有水、冷却剂的Mg粉末燃烧，则有时伴随燃烧产生氢，在发生异常着火时存在爆炸等的危险性。因此，在容器主体50中设有与管路等连接且能够将产生的氢排出到氧化容器50的外部的气体排出孔58。另外，在氧化容器5中设有向容器主体50内供给氦、氩等惰性气体从而抑制燃烧的惰性气体供给源59和向筒体51内的燃烧部投下防火砂而进行灭火的灭火料斗60。而且，在容器主体50中设有氢检测器61、压力传感器62、火焰检测器63和温度传感器64a等，在筒体51设有温度传感器64b等，在回收部52设有温度传感器64c等，在利用这些传感器检测到异常时，可向容器主体50内供给惰性气体，或投下防火砂。应予说明，惰性气体的供给和防火砂的投下也可以同时进行，但是根据异常的程度，还可以分阶段地进行惰性气体的供给和防火砂的投下。此时，例如在能够仅以惰性气体的供给来抑制燃烧、能使容器主体50内的温度降低的情况下，没有必要投下防火砂。

在这样的氧化容器5中，能够使燃烧温度保持在高温，使Mg粉末连续地燃烧。尤其是使用含有水或者冷却剂的Mg粉末作为Mg粉末时，能够将燃烧温度保持在1300℃以上。因此，能够防止生成在低于1300℃的燃烧温度时可与氧化镁一起生成的氮化镁等，能够选择性地高效地生成氧化镁。

产业上的可利用性

本发明能够适用于燃烧排出气体等中的二氧化碳的处理。

符号说明

1、碳酸盐生成槽

4、喷嘴(二氧化碳供给装置)

5、氧化容器

Claims (3)

1.一种二氧化碳处理装置，具备：

在含有氧作为构成元素的气体的环境中，使含有镁的粉末氧化而生成氧化镁的氧化容器；

加入在所述氧化容器中生成的氧化镁的、储存水或者水溶液的碳酸盐生成槽；和

对该碳酸盐生成槽供给二氧化碳的二氧化碳供给装置。

2.一种二氧化碳的处理方法，以碳酸镁的形式固定二氧化碳，具备：

在含有氧作为构成元素的气体的环境中，使含有镁的粉末氧化而生成氧化镁的工序；

将生成的氧化镁添加到水或者水溶液的工序；和

使二氧化碳接触该水或者水溶液的工序。

3.根据权利要求2所述的二氧化碳的处理方法，其中，控制所述水或者水溶液的温度、镁离子浓度、重碳酸离子浓度中的至少一种，使碳酸镁析出。

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