JP2000024455A - 二酸化炭素の処理方法 - Google Patents

二酸化炭素の処理方法

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JP2000024455A
JP2000024455A JP10194870A JP19487098A JP2000024455A JP 2000024455 A JP2000024455 A JP 2000024455A JP 10194870 A JP10194870 A JP 10194870A JP 19487098 A JP19487098 A JP 19487098A JP 2000024455 A JP2000024455 A JP 2000024455A
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seawater
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exhaust gas
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Toru Kotaki
徹 小滝
Takashi Yamao
崇 山尾
Masahiro Uesono
政裕 上園
Hideyoshi Kaneko
栄喜 金子
Shogo Yamaguchi
昇吾 山口
Sadahiro Abe
貞宏 安部
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ZOSENGYO KIBAN SEIBI JIGYO KYO
ZOSENGYO KIBAN SEIBI JIGYO KYOKAI
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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ZOSENGYO KIBAN SEIBI JIGYO KYO
ZOSENGYO KIBAN SEIBI JIGYO KYOKAI
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 船舶または浮体構造物で発生する排気ガス中
の二酸化炭素を簡便な手段で効率的に処理する。 【解決手段】 排気ガスを冷却した後に排気ガス中に含
まれる二酸化炭素を濃縮し、船舶もしくは浮体構造物に
取り込んだ海水または淡水に混合して二酸化炭素を吸収
ないし溶解させ、船舶もしくは浮体構造物の底部もしく
はその近傍より海中または淡水中に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、二酸化炭
素の処理方法に関するものである。さらに詳しくは、こ
の出願の発明は、船舶や浮体構造物の機関等から発生す
る大量の排気ガス中の二酸化炭素を簡便な手段によって
効果的に海洋または河川に溶解排出して処理することを
可能とする、新しい二酸化炭素の処理方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】地球環境問題への国際的な取組みが進展
しつつある状況において、海洋や河川における船舶や浮
体構造物の機関等から発生する排ガス中の二酸化炭素の
処理が重要な課題になってきている。従来より二酸化炭
素の処理については、陸上の発電所や化学プラント、焼
却炉等で発生した排ガス中の二酸化炭素を海洋に投棄し
て海水中に溶解させる等の方法が様々に検討され、かつ
そのためのシステムが提案されている。
【0003】たとえば特開平3−188924号公報で
は、発電所等で発生する排ガス中の二酸化炭素をあらか
じめ海水と混合し、次いで深海投入のための海水投入管
にて深海に投棄する方法が、特開平4−247231号
公報では、液体二酸化炭素を深海にまで延びる長大パイ
プにより送り、長大パイプ先端で海水と混合して低濃度
に希釈した液体二酸化炭素を放出する方法が、また、特
開平5−193924号公報には、同様に陸上の工場や
発電所等で発生した二酸化炭素を液化して海洋上に運搬
し、ドライアイス製造専用船舶にてドライアイス化した
後に、昇華が少くなる所定の深度、約700mまで強制
降下させ、その後自重により海底にまで降下させる方法
が、さらには、特開平8−230772号公報では、発
電所等で発生した大量の二酸化炭素を液化し、液化二酸
化炭素を海上で運搬し、海上基地においてこれを海中で
袋に封入して海底にまで自重により降下させる方法が提
案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
とおり従来提案されてる二酸化炭素の処理方法は、いず
れのものも陸上の発電所や工場等で発生する二酸化炭素
の海中への投棄という思想で構成されており、海洋や河
川における船舶や浮体構造物の機関等から発生する二酸
化炭素を処理するとの観点を本質的に欠いている。この
ため、船舶や浮体構造物という特有の場における二酸化
炭素の処理のための特有の要件については全く考慮され
ていない。しかも従来の方法では、深海への投入や液
化、ドライアイス化のための設備が大きな負担となって
いる。そして液体二酸化炭素を袋に封入して海底に降下
させる方法は、永久的な袋封入による海洋投棄という途
方もないものである。
【0005】このため船舶や浮体構造物で発生する二酸
化炭素の処理について、より簡便に、しかも効率的に行
うことのできる具体性のある方法はいまだに構想すらさ
れていないのであり、その方策は提供されてもいないの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、この出願の発明
は、以上のとおりの従来技術の限界を超えて、新しい二
酸化炭素の処理方法を提供するものである。このための
手段として、この出願は、まず第1の発明として、海洋
または河川の船舶もしくは浮体構造物において発生する
排気ガス中の二酸化炭素の処理方法であって、排気ガス
を冷却した後に排気ガス中に含まれる二酸化炭素を圧縮
または濃縮し、船舶もしくは浮体構造物に取り込んだ海
水または淡水に混合して二酸化炭素を吸収ないし溶解さ
せ、船舶もしくは浮体構造物の底部もしくはその近傍よ
り海中または淡水中に排出することを特徴とする二酸化
炭素の処理方法を提供する。
【0007】また、この出願は、第2には、海洋または
河川の船舶もしくは浮体構造物において発生する排気ガ
ス中の二酸化炭素の処理方法であって、排気ガスを冷却
した後に気泡化して船舶もしくは浮体構造物の底部もし
くは近傍より海中または淡水中に排出して二酸化炭素を
海水または淡水に溶解させることを特徴とする二酸化炭
素の処理方法をも提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】この出願の発明は、以上のとおり
の第1および第2の発明を提供するものであるが、その
実施に際しては、各々の発明を独立に構成してもよい
し、両者をシステムとして組合わせてもよいことは言う
までもない。そこで、発明の実施の形態について説明す
るに、まずこの発明の方法が対象とするのは、海洋また
は河川(この河川には当然にも湖沼が含まれる)におけ
る船舶もしくは浮体構造物から発生する排気ガス中の二
酸化炭素である。この排気ガスは、たとえば主機関(エ
ンジン)や、燃焼装置、焼却装置等から発生する気体と
しての排気ガスであり、被処理対象としての二酸化炭素
は当然にもこの排気ガス中の気体としての二酸化炭素で
ある。
【0009】そしてこの発明の本質的な特徴は、排気ガ
ス中の二酸化炭素を海水もしくは淡水中に溶解させて処
理することと、船舶や浮体構造物の底部もしくはその近
傍から、いわゆる喫水相当程度の深度の海水または淡水
の表層部にて二酸化炭素を放出することにある。この場
合の喫水相当程度の深度は、概ね数10m未満として考
えることができる。
【0010】この発明の処理方法のシステム構成は、た
とえば図1の実施例のように例示することができる。
【0011】
【実施例】図1は、海洋上の船舶の場合につて例示した
ものである。 <A>たとえば船舶の主機関、発電機、補機等から排出
された排ガス(1)は、ガス冷却装置(2)にて二酸化
炭素の吸収が効率的に行われるように適当な温度まで冷
却される。二酸化炭素は、通常温度が低いほど水に溶解
しやすく、この性質を利用する。
【0012】船舶によっては、排ガス中の脱硫、脱硝装
置(3)を有するものがあるかもしれない。その場合は
同装置(3)により排ガスは脱硫、脱硝される。次いで
排ガスは、ガス中の二酸化炭素に圧力を掛けて吸着剤に
吸着させ、残りのガスを排出してから真空引きして吸着
ガスを脱気させる操作を繰り返す機能を持つ濃縮装置
(4)に導かれ、適当な濃度にまで濃縮される。排出さ
れた直後の排ガス(1)中には一般に10数%の二酸化
炭素が含まれているが、この濃度を上げればより効率的
に水に溶解させることが可能となる。または、濃縮装置
(4)の代わりに処理された排ガスを圧縮して、吸収、
溶解装置(8)にて二酸化炭素の吸収・溶解を効率よく
させる。
【0013】濃縮後の二酸化炭素(5)は、船外から海
水供給ポンプ(6)等により容易に獲得出来る海水
(7)を取り込んでいる吸収・溶解装置(8)にて気泡
化され、装置内で海水中に吸収、溶解される。二酸化炭
素溶解水(9)を船底からポンプ等を用いる船外排出装
置(10)により水圧にうち勝って海水中に排出する。
【0014】<B>また、必要であれば、前記のガス冷
却装置(2)での冷却後に、排気ガスを気泡化船外排出
装置(11)に導いて、ここでポンプ等を用いて水圧に
うち勝って海水中に細かい気泡にして溶解して海水中に
排出してもよい。あるいは、この気泡にして溶解排出す
る方法のみによって船舶で発生する排ガス中の二酸化炭
素を処理してもよい。もちろん、この方法では、ガスの
溶解効率は濃縮する場合(方法<A>)に比較すれば、
海水中へ放出された二酸化炭素の気泡の多くがそのまま
大気に戻ってしまい固定化率は悪いと考えられるが、二
酸化炭素の処理に必要な設備が少ない分、より経済的に
なる。
【0015】もちろん以上<A><B>いずれの方法と
そのシステムは、図1中にも示されているように海水だ
けでなく、河川等の淡水中への二酸化炭素の溶解として
実現されることになる。船舶からの排ガスの量は多量で
はあるが、そもそも船舶は豊富な量の海水(又は淡水)
を容易に利用できることから、排ガス中の二酸化炭素を
上記手法により、船舶周囲の海水(又は淡水)へ溶解、
処理させることが次の試算によっても十分に可能である
ことがわかる。
【0016】すなわち、4万馬力の機関を搭載した大型
船舶では、常用出力時の機関負荷率が75%のとき、約
70,000m3 /h(二酸化炭素は約7,000m3
/h)の排ガスが排出する。この船舶の船底下を0.5
ノットで海水(又は淡水)が流れているとすれば、船底
下1.8mの水の層(二酸化炭素を吸収する水の層)を
流れる水の量は船幅を44mとすれば、約73,000
3 /h(1.8m×44m×0.5ノット×1852
m/ノット≒73,000)になる。この時の水の温度
が摂氏15度、この水(海水とすれば)1m3 には標準
状態の二酸化炭素を約1m3 溶解させることができるの
で、溶解効率が100%(そのときの水の温度において
飽和状態まで溶解させた場合)であれば、排ガス中に含
まれる二酸化炭素の全量をこの1.8mの層に溶解させ
ることが、十分に可能である。仮に、溶解効率が10%
であっても、理論上は溶解させる水の層を10倍にする
だけですむ。
【0017】また、船舶が航行中であればさらに供給さ
れる水の量が増え、従って二酸化炭素の溶解に必要な水
の層の厚さは、例えば18ノットで航行していればわず
か0.05mの水の層があれば十分に二酸化炭素の溶解
が可能となる。なお、排ガスの冷却と二酸化炭素の吸
収、溶解装置への水の供給が必要となるが、船舶は一般
に様々目的に利用出来るポンプを多く備えておりこれら
のポンプのうち適当なものを活用し、周囲にこれも豊富
に存在する海水(又は淡水)を汲み上げることで簡単に
供給が可能である。
【0018】
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この出願の
発明においては、従来のように深海への搬送放出や、液
化、そしてドライアイス化のための設備を必要とするこ
ともなく、海洋または河川(湖沼)の船舶もしくは浮体
構造物で発生する排気ガス中の気体の二酸化炭素を極め
て簡便に効率的に海水もしくは淡水の表層部深度の範囲
に溶解放出することが可能とされる。
【0019】地球環境問題としての二酸化炭素の削減に
この発明が大きく寄与することになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施例としてのシステム構成を例示した
概要図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山尾 崇 東京都港区虎ノ門3−23−6 造船業基盤 整備事業協会内 (72)発明者 上園 政裕 東京都港区虎ノ門3−23−6 造船業基盤 整備事業協会内 (72)発明者 金子 栄喜 東京都港区虎ノ門3−23−6 造船業基盤 整備事業協会内 (72)発明者 山口 昇吾 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道1番地 三菱重工業株式会社名古屋機器製作所内 (72)発明者 安部 貞宏 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道1番地 三菱重工業株式会社技術本部名古屋研究 所内 Fターム(参考) 4D002 AA09 AC10 BA02 BA04 BA13 BA20 CA06 CA20 DA35 DA36 EA01 EA02 GA02 GB01 GB02 GB03 GB04 GB05 HA10 4G075 AA03 AA63 BB03 BB04 BD13 CA03 CA05 CA54 CA74 DA01 DA16

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 海洋または河川の船舶もしくは浮体構造
    物において発生する排気ガス中の二酸化炭素の処理方法
    であって、排気ガスを冷却した後に排気ガス中に含まれ
    る二酸化炭素を圧縮または濃縮し、船舶もしくは浮体構
    造物に取り込んだ海水または淡水に混合して二酸化炭素
    を吸収ないし溶解させ、船舶もしくは浮体構造物の底部
    もしくはその近傍より海中または淡水中に排出すること
    を特徴とする二酸化炭素の処理方法。
  2. 【請求項2】 海洋または河川の船舶もしくは浮体構造
    物において発生する排気ガス中の二酸化炭素の処理方法
    であって、排気ガスを冷却した後に気泡化して船舶もし
    くは浮体構造物の底部もしくは近傍より海中または淡水
    中に排出して二酸化炭素を海水または淡水に溶解させる
    ことを特徴とする二酸化炭素の処理方法。
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