JP2000508966A - 多成分気体流からｃｏ▲下２▼を選択的に分離する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多成分気体流(16)から二酸化炭素を選択的に除去して、未処理の多成分気体流(16)と比較して、少なくとも二酸化炭素濃度を低下させた二酸化炭素枯渇気体流(36)を得る方法が提供されている。本方法では、多成分気体流(16)は、選択的な二酸化炭素クラスレート形成条件下にて、二酸化炭素核形成水(14)と接触され、この場合、二酸化炭素形成水(14)は、液体溶媒として供される。本方法は、多成分気体流(16)から選択的に二酸化炭素を除去するのが望ましい種々の用途(化学原料処理用途および空気放出制御用途)での使用が見出されている。

Description

【発明の詳細な説明】 多成分気体流からCO₂を選択的に分離する方法 発明の分野 本発明の分野は、CO₂ガスの選択的吸収である。 発明の背景 ２種またはそれ以上の気体成分の混合物が存在する多くの用途では、しばしば 、この気体流から、１種またはそれ以上の成分の気体を選択的に除去するのが望 ましい。種々の工業用途(発電および化学合成を含む)では、多成分気体流からの CO₂の選択的な除去に関心が高まっている。 多成分気体流からの選択的なCO₂除去が望ましい例には、合成ガス（すなわち 、syngas）の処理がある。合成ガスは、水素、一酸化炭素およびCO₂の混合物で あり、これは、化石燃料から容易に生成され、燃料および化学原料の両方として の使用が見出されている。合成ガスが関与する多くの用途では、一酸化炭素は、 水−ガスシフトプロセスによって、水素およびさらなるCO₂に転化される。次い で、水素からCO₂を分離して、次の使用(例えば、燃料または原料として)のため の純粋なH₂流を得ることが、しばしば、望まれる。 人造CO₂は、汚染物質と見なされることが多くなっているので、多成分気体流 からCO₂を分離するのが望ましい別の領域は、汚染制御の領域である。工業設備( 例えば、製造用設備および発電設備)からの排気物は、しばしば、CO₂を含有する 。このような場合には、この排気物のCO₂濃度を少なくとも低減することが、し ばしば、望まれる。CO₂は、ある場合には、燃焼前に、そして他の場合には、燃 焼後に、除去され得る。 多成分気体流から特定の気体成分を除去または単離する種々の方法が開発され ている。これらの方法には、低温分別、固体吸着剤による選択的な吸着、気体吸 収などが挙げられる。気体吸収方法では、溶質気体は、液体溶媒への輸送により 、気体混合物から分離される。このような方法では、この液体溶媒は、理想的に は、 分離されるべき溶質気体（単数または複数）に対して、特定のまたは選択的な溶 解性を提供する。 気体吸収は、多成分気体流からのCO₂の分離において、広範な使用が見出され ている。現在、使用が見出されているCO₂気体吸収方法では、以下の工程が用い られている：(1)ホスト溶媒(例えば、モノエタノールアミン)による気体流から のCO₂の吸収；(2)例えば、流れストリッピングによる、ホスト溶媒からのCO₂の 除去；および(3)例えば、深海中の沈殿物を介した隔離による、廃棄用に取り除 いたストリップCO₂の圧縮。 これらの方法は、多成分気体流からのCO₂の選択的な除去には、うまくいくこ とが証明されているが、多量のエネルギーを消費する。例えば、発電所から発生 される流出煙道ガス（flue gas）からCO₂を除去するために、選択的な吸収剤溶 媒としてモノエタノールアミンを使用する上記方法を用いると、しばしば、この 発電所から発生される利用可能なエネルギーの25〜30％が必要となる。多くの状 況では、このエネルギー所要量は、禁止である。 従って、多成分気体流からのCO₂の選択的な除去のための、エネルギーの消費 が少ない方法の開発に、引き続き関心がもたれている。理想的には、他のCO₂除 去方法は、簡単であるべきであり、安価な物質および低いエネルギー入力を要す るものでなければならない。分離したCO₂を効果的に隔離するのが望ましい用途 については、吸収したCO₂を、隔離前に連続的にストリッピングしなくてもよい 他のCO₂吸収剤溶媒の開発に、特に関心が集まっている。 関連文献 多成分気体流から１種またはそれ以上の成分を選択的に除去する方法を開示し ている特許には、以下が挙げられる：第3,150,942号；第3,838,553号；第3,359, 744号；第3,479,298号；および第4,861,351号。 多成分気体流(例えば、石炭火力発電所の排ガス流（emission）)のCO₂含量を 低減するための現在利用可能な方法を要約している報告書には、以下が挙げられ る:Smelｓen S.C.ら、「Engineering and Economic Evaluatlon of CO₂ Removal From Fossil-Fuel-Fired Powerplants、Vol．1：Pulverized-Coal-Fired Powe rplants」、EPRI IE-7365Vol．1 and Vol．2；Coal Gasification-Combined Cyc le Power Plants、EPRI IE-7365、Vol．2。 CO₂クラスレート形成を議論している特許および参考文献には以下が挙げられ る：日本の未審査の特願平3-164419号、Nishikawaら、「CO₂ Clathrate Formati on and its Properties in the Simulated Deep Ocean」、Energy Convers．Mgm t．(1992)33:651-657;Sajiら、「Fixation of Carbon Dioxide by Clathrate n、「Deposition of CO₂ on the Seabed in the Form of Clathrates」、Energy Convers．Mgmt．(1992)33:659-666;Golumbら、「The Fate of CO₂ Sequestered in the Deep Ocean」、Energy Convers．Mgmt．(1992)33:675-683;Spencer、「 A Preliminary Assessment of Carbon Dioxide Mitigation Options」、Annu．R ev．Energy Environ.(1991)16:259-273。 発明の要旨 多成分気体流からCO₂を選択的に除去する方法が提供されている。本方法では 、CO₂を含有する多成分気体流は、好都合に反応器内で、選択的なCO₂クラスレー ト形成条件下にて、CO₂核形成水(nucleated water)と接触される。CO₂核形成水 は、反応器中でその場で形成されるか、また別の反応器中で形成され得、この場 合、この水は、淡水または塩水であり得る。一旦、CO₂核形成水が形成されると 、それは、選択的なCO₂液体溶媒として供される。気体流をCO₂核形成水と接触さ せると、CO₂は、CO₂核形成水により気体流から選択的に吸収され、付随して、CO₂ クラスレートとして固定されて、CO₂枯渇(depleted)多成分気体流およびCO₂ク ラスレートスラリーが生成される。得られたCO₂枯渇多成分気体流は、次いで、 反応器それ自体か、または下流の分離器のいずれかにて、CO₂クラスレートスラ リーから分離される。 図面の簡単な説明 図１は、本発明を実施するための向流反応器の１実施態様の模式図を提供する 。 図２は、本発明を実施するための並流反応器の１実施態様の模式図を提供する 。発明の詳細な説明 多成分気体流からCO₂を選択的に除去する方法が提供されている。本方法では 、多成分気体流は、好都合には、反応器中で、選択的なCO₂クラスレート形成条 件下にて、CO₂核形成水と接触される。このCO₂核形成水は、この反応器中でその 場で調製されるか、または別の反応器中で調製され得、この場合、この水は、淡 水または塩水のいずれかであり得る。この気体流をこのCO₂核形成水と接触する 際に、CO₂は、CO₂核形成水によりこの気体流から選択的に吸収され、付随して、 CO₂クラスレートの形状で固定される。接触の結果、CO₂枯渇多成分気体流および CO₂。クラスレートスラリーが生成され、これらは、次いで、分離される。本発 明は、水素精製などにおいて、種々の用途(発電所排ガス流、メタン−CO₂気体流 、化学原料の処理を含む)に用途が見出されている。 この多成分気体流から気体状CO₂を選択的に吸収するためには、液状溶媒とし てのCO₂核形成水の使用が、本発明には重要である。本発明で使用するCO₂核形成 水は、CO₂水和物またはクラスレート前駆体の形状で溶解したCO₂を含有し、この 場合、この前駆体は、準安定形状である。このCO₂核形成水中のCO₂のモル分率は 、約0.01〜0.04、通常、約0.02〜0.04、さらに通常では、約0.03〜0.04の範囲で ある。このCO₂核形成水の温度は、典型的には、約−1.5〜10℃、好ましくは、約 −1.5〜５℃、さらに好ましくは、約−1.5〜０℃の範囲である。 この選択的液体溶媒として本方法で使用されるCO₂核形成水は、任意の便利な 手段を用いて調製され得る。CO₂核形成水を得る１つの便利な手段は、1994年８ 月16日に出願された米国特許出願第08/291,593号(現在では、米国特許第 号)に記述されており、その開示内容は、本明細書中で参考として援用され ている。この方法では、CO₂は、まず、任意の便利な手段(例えば、CO₂気体流を 水に通気すること、水全体にCO₂を均一に分散するのに充分な混合または撹拌条 件下でのCO₂の水への注入など)を用いて水に溶解され、この場合、この第一段階 で水と配合するCO₂源は、液相または気相のいずれかであり得る。気体状CO₂を水 と配合してCO₂核形成水を製造する場合には、通常、この気体状CO₂は、典型的に は、通常、６〜100atmの間、さらに通常では、約10〜20atmの間の範囲 の圧力まで、圧縮される。このCO₂を溶解する水は、淡水または塩水(例えば、海 水)であり得る。この水の温度は、一般に、約−1.5〜10℃、通常、約−1.5〜５ ℃、さらに一般的には、約０〜１℃の範囲である。この水は、任意の便利な原料 から得ることができ、この場合、便利な原料には、深海、深所淡水帯水層、発電 所冷却池などが挙げられ、要求される反応器条件まで冷却される。 この水に溶解されるCO₂の量は、この気体流と接触させるCO₂核形成水の所望の CO₂モル分率を考慮して、決定される。比較的に高いCO₂モル分率を有するCO₂核 形成水を得る１つの手段は、CO₂クラスレートスラリーを生成し、次いで、この スラリーの水成分の圧力を低くしおよび/または温度を上げることにより、この クラスレートを分解することである。 本方法の第一段階は、この多成分気体流を、CO₂クラスレート形成条件下にて 、好ましくは、選択的なCO₂クラスレート形成条件下にて、CO₂核形成水と接触さ せることである。このCO₂核形成水は、任意の便利な手段を用いて、この気体流 と接触できる。このCO₂核形成水をこの気体流と接触させる好ましい手段には、 この液相CO₂核形成水中にて、この気体状CO₂の溶媒和によって、この気体からの C_Oの効率的な吸収を与える手段がある。使用できる手段には、並流接触手段(す なわち、一定方向に流れる気相および液相流の間の接触)、向流手段(すなわち、 反対方向に流れる気相および液相流の間の接触)などが挙げられる。それゆえ、 接触は、便利には、噴霧、トレイまたは充填カラム反応器などを使用して、達成 できる。 この気相および液相流を接触させるクラスレート形成条件(特に、温度および 圧力)は、変えることができるが、好ましくは、この多成分気体流の他の成分の クラスレート形成をなくすところまで、CO₂クラスレートの選択的形成を与える ように、選択される。一般に、この気相および液相が接触される温度は、約−1. 5〜10℃、通常、約−1.5〜５℃、さらに通常では、約０〜１℃の範囲であるのに 対して、この圧力は、一般に、少なくとも約６atm、通常、少なくとも約８atm、 さらに通常では、少なくとも約10atmであるが、一般に、100atmを超えず、さら に一般的には、20atmを超えず、この場合、より高い温度を使用するときは、よ り高い圧力が必要であり、逆もまた同様である。 この気体流をCO₂核形成水に接触させると、CO₂は、この気体流からこのCO₂核 形成水の液相に選択的に吸収される。吸収されたCO₂は、付随して、この液相に て、固体CO₂クラスレートとして固定される。この気相と液相との間の接触によ り、CO₂枯渇多成分気体流およびCO₂クラスレートスラリーが生成する。このCO₂ 枯渇多成分気体流では、そのCO₂濃度は、未処理の多成分気体流と比較して、少 なくとも約50％、通常、少なくとも約70％、さらに通常では、少なくとも約90％ 低減される。言い換えれば、この多成分気体流とCO₂核形成水との接触により、 少なくとも、この気相のCO₂濃度の低下が起こり、この場合、この低下は、少な くとも約50％、通常、少なくとも約70％、さらに通常では、少なくとも約90％で ある。ある場合には、この気相中のCO₂濃度は、それが１％(v/v)を超えないレベ ルまで低減され得、その結果、処理された気体流は、効果的には、CO₂溶質気体 を含まない。 上で述べたように、このCO₂核形成水により吸収されたCO₂は、付随して、安定 なCO₂クラスレートの形状で固定される。安定なCO₂クラスレートの形状でのCO₂ の固定により、このCO₂核形成水のCO₂クラスレートスラリーへの転化が起こる。 この気体流のCO₂核形成水との接触により生成したCO₂クラスレートスラリーは、 CO₂クラスレートの形状で安定に固定したCO₂、および水を含有する。安定なクラ ストレート中のCO₂の典型的なモル分率は、このCO₂核形成水中の0.02〜0.04と比 較して、0.12〜0.15である。 上記のように、この多成分気体流のCO₂溶質気体のための選択的な液体溶媒と して供されるCO₂核形成水は、CO₂を水に溶解することにより、生成される。この ように、本発明のある実施態様では、CO₂を含まない水は、適切な条件下にて、 この多成分気体流と接触され得、まず、このCO₂核形成水が生成し、この場合、 接触は、このCO₂クラスレートスラリーを生成するように、引き続いて維持され る。言い換えれば、CO₂核形成水生成およびこの気体流とCO₂核形成水との接触の 別個の工程は、１個の連続プロセスに組合される。 本方法の第二工程は、このCO₂クラスレートスラリーからの処理気相の分離で ある。便宜上、この気相は、この反応器中でまたは下流の気液分離器中で、この スラリーから分離できる。任意の便利な気液相分離手段が使用でき、この場合、 このような多くの手段は、当該分野で公知である。 本方法により生成したCO₂クラスレートを隔離するのが望ましい場合には、得 られたCO₂クラスレートスラリーは、当該分野で公知のように(例えば、ガス井（ gass well）、深海または淡水の帯水層などに置くことにより)、直接廃棄でき、 または引き続いて処理して、このクラスレートを残留核形成水から分離でき、こ の場合、単離されたクラスレートは、次いで、当該分野で公知の方法に従って廃 棄され得、そして残留核形成水は、本方法にて、選択的なCO₂吸収剤としてさら に使用するために、再生され得る。望ましい場合(例えば、CO₂が生成物である場 合)には、CO₂は、公知の方法を用いて、このクラスレートから容易に再発生され 得る。 本方法に従った処理には、種々の多成分気体流が受け入れられる。本発明に従 って処理され得る多成分気体流は、少なくとも２種の異なる気体成分を含有し、 そして５種以上の異なる気体成分を含有し得、この場合、これらの気体成分の少 なくとも１種は、CO₂であり、他の成分（単数または複数）は、N₂、O₂、H₂O、CH₄ 、H₂、COなどの１種以上、ならびに１種以上の微量気体であり得る。本発明に 従う処理に対して受け入れられる多成分気体流中のCO₂のモル分率は、典型的に は、約0.05〜0.65、通常、約0.10〜0.60、さらに通常では、約0.10〜0.50の範囲 である。上で述べたように、接触のクラスレート形成条件を適切に制御すること により、このCO₂核形成水とこの気体との間の接触は、CO₂クラスレートの選択的 な形成を得るように制御され得る。特定の気体に最良の選択性を提供する特定の 条件は、当業者により、実験的に容易に決定され得る。本発明に従って処理され 得る当該の特定の多成分気体流には、発電所の煙道ガス、ターボチャージしたボ イラーの生成ガス、石炭気化生成ガス、シフト石炭気化生成ガス、嫌気性消化装 置生成ガスなどが挙げられる。 シフト石炭気化生成ガスの処理については、未処理の気体は、典型的には、H₂ 、H₂O、CO₂および微量気体を含有し、この場合、CO₂のモル分率は、約0.3〜0.45 の範囲であり、約20〜30℃の範囲の温度および約20〜40atmの範囲の圧力である 。この生成ガスは、まず、−30〜０℃の範囲の温度に冷却され、次いで、上記の ように、CO₂核形成水と接触されて、CO₂枯渇シフト石炭気化生成ガスおよびC O₂クラスレートスラリーが生成される。得られたCO₂枯渇生成ガスおよびCO₂クラ スレートスラリーは、次いで、分離され、その生成ガスは、燃料としてまたは化 学合成に使用され得る。 本発明は、図面によってさらに記載され、これは、本発明を行う向流反応器お よび並流反応器の模式図を提供する。図１は、本プロセスを行うのに使用できる 向流反応器の１実施態様の模式図を提供する。反応器10は、冷却剤室26で取り囲 まれた向流気液相接触領域12を包含し、冷却剤室26は、領域12を、選択的なCO₂ クラスレート形成に適切な温度に保つのに供される。CO₂を含有する多成分気体 流16は、領域12に入り、ここで、供給流14からのCO₂核形成水または非核形成水( CO₂核形成水が、その場で形成される場合)と接触される。この領域は、当該技術 分野で公知のように、開放構造(すなわち、この場合、この核形成水は、向流中 にて、この気体に噴霧される)、トレイ構造または充填構造であり得る。供給流2 2によって、新鮮な冷却液が冷却剤室26に導入され、使用済冷却剤(流れ24で表わ される)は、冷却剤系20に戻され、ここで、再生され、冷却室26に循環される。 処理気体(流れ30で表わされる)は、室12を離れ、ライン28を通って再循環でき、 または気液相分離器32に通され、乾燥生成ガス(流れ36で表わされる)および水( 流れ34で表わされる)を生じる。得られたCO₂クラスレートスラリーおよび核形成 水(流れ18で表わされる)は、上記のいずれかの便利な手段を用いて、隔離できる 。 図２は、本発明を行うための並流反応器の模式図を提供し、ここで、その気体 流および液相は、一定方向の流れで接触される。並流反応器40を用いると、多成 分気体流42および液状CO₂核形成水流44は、この反応器に別個に導入され、配合 領域52に流れ、ここで、それらは、次いで、冷媒コイル46で冷却された選択的な CO₂クラスレート形成領域に共に移動する。得られたCO₂クラスレートスラリー( 流れ48で表わされる)は、CO₂枯渇気体流50から分離される。このCO₂クラスレー トスラリー48は、次いで、上記のように隔離できるのに対して、このCO₂枯渇気 体流50は、上記のように、気液相分離器でさらに処理され得る。 以下の実施例は、限定ではなく、例示として提供されている。実験 以下の実験は、選択的なCO₂クラスレート形成条件下にて、多成分気体流をCO₂ 核形成水と直接接触させることにより、この多成分気体流のCO₂含量を低減する ことの実行可能性を示す。以下の気体流は、本方法での処理に適切な多成分気体 の代表である。 Ｉ．発電所煙道ガス 通常の石炭火力ボイラーからの煙道ガスを処理して、酸化硫黄、一部の酸化窒 素およびいずれかの微粒子物質を除去する。次いで、処理した煙道ガスを、およ そ15atmまで圧縮する。次いで、この煙道ガスを、図１で示した向流反応器にて 、CO₂と接触させるが、この場合、この反応器の温度は、0.5℃に維持し、その圧 力は、およそ15atmに維持する。 この煙道ガスを浄化して、CO₂クラスレートスラリーおよびCO₂を含まないガス を形成する。このCO₂を含まないガス（N₂、O₂、H₂Oおよび微量気体を含有する） は、次いで、このCO₂クラスレートスラリーから分離し、そして必要な煙道（sta ck）ガス排気温度まで再加熱する。このCO₂クラスレートスラリーを、深海中に 堆積することにより、隔離する。この反応器では、中程度の圧力レベル(10〜20a tm)を維持しているので、この処理中には、最小量の窒素または酸素クラスレー トが形成される。II ．ターボチャージしたボイラー放出ガス ターボチャージしたボイラーにて、石炭を燃焼させる。その排気ガス（窒素(N₂ )、酸素(O₂)、水蒸気、二酸化炭素および微量気体を含有する）を、０℃まで冷 却する。次いで、冷却した排気ガスを、図１で示した反応器にて、CO₂核形成水 と接触させる。この反応器内部の圧力は、およそ15atmであるのに対して、その 温度は、０℃に維持する。この反応器中での接触により、CO₂を含まないガス、 およびCO₂クラスレートを含有するスラリーが生成する。次いで、このCO₂を含ま ない排気ガス流を、回収熱交換器（recuperative heat exchanger）を用いて再 加熱し、そして大気中に排気する。このCO₂クラスレートスラリーを、深海中で の堆積により、隔離する。 この反応器の条件は、10〜20atmに制御されるので、極く僅かの窒素または酸 素クラスレートが形成される。III ．石炭気化生成ガス ほぼ純粋な酸素を用いた石炭の気化により、合成ガスを生成する。得られた合 成ガスは、水素、一酸化炭素、水蒸気、二酸化炭素、および微量気体を含有する 。この微量気体の除去に続いて、この合成ガス(これは、20〜40atmである)を、 図 １に示した向流反応器にて、０℃まで冷却し、そしてCO₂核形成水と接触させる 。この合成ガスとCO₂核形成水との接触により、CO₂クラスレートスラリー、およ びCO₂を含まない合成ガスが生成し、次いで、これらを分離する。得られたCO₂を 含まない合成ガスは、化学原料または燃料として使用され得る。IV ．蒸気シフト石炭気化生成ガス CO₂核形成水との接触前に、上記実施例IIIに従って生成した合成ガスを、蒸気 シフトして、CO₂およびH₂から本質的になるガスを生成する。次いで、シフトし たガスを、図１に示した向流反応器にて、CO₂核形成水と接触させるが、この場 合、その圧力は、20〜40atmであり、そしてその温度は、０℃である。シフトし た合成ガスとCO₂核形成水との接触により、水素は安定なクラスレートを形成し ないので、CO₂クラスレートとして、シフトした合成ガスのCO₂成分のほとんど10 0％の固定化がなされる。次いで、得られたCO₂クラスレート含有スラリーを、深 海中での堆積により、隔離する。処理した合成ガスは、基本的に純粋な水素流で あり、これは、発電にて、精油所水素として、または化学合成で使用される。Ｖ．嫌気性消化装置生成ガス 下水スラッジ、廃棄物、微細藻類また巨大藻類の嫌気性消化により、50〜60％ のCH₄および50〜40％のCO₂、ならびに一定の微量気体(例えば、アンモニアおよ び硫化水素)からなる生成ガスを得る。この生成ガスは、大気圧におけるもので ある。 この生成ガスを、図１に示した向流反応器にて、およそ15atmまで圧縮し、そ してCO₂核形成水と配合する。この反応器中の圧力は、およそ15atmであり、その 温度は、０℃である。この生成ガスとこのCO₂核形成水との間の接触により、ク ラスレートとして、この生成ガスのCO₂の100％の固定化がなされ、ほとんど純粋 なメタン流が残る。このCO₂クラスレート含有スラリーを、上記のように、海中 での堆積し、それに対してこの純粋なメタン流を縮合して、液化天然ガスを生成 する。VI ．並流反応器 実施例Ｉ−Ｖにおける上記処理のそれぞれを、図２に示した並流反応器で行う 。 上記結果から、多成分気体流からの選択的なCO₂除去のための簡単で効率的な 方法が提供されることが明らかである。選択的なCO₂吸収剤として、CO₂核形成水 を用いることにより、全体的なエネルギー入力要件の減少および完全なCO₂除去 、固定化および廃棄に必要な工程数の減少によって、高い効率が達成される。特 に、この吸収溶媒として、CO₂核形成水を用いることにより、CO₂は、この気体流 から容易に除去され、そして廃棄に適当な形状で、直ちに固定される。 本明細書で引用した全ての文献および特許出願の内容は、個々の文献または特 許出願のそれぞれの内容が、具体的かつ個別的に参考として援用されるように、 本明細書中で参考として援用されている。 上述の発明は、理解を明瞭化する目的上、図示および実施例によって、ある程 度詳細に記述されているものの、添付の請求の範囲の精神または範囲を逸脱する ことなく、ある程度の変更および改良を行うことができることは、本発明の教示 に照らして、当業者に容易に明らかとなる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．多成分気体流からCO₂を除去して、CO₂枯渇気体流を生成する方法であって 、該方法は、以下を包含する： 該多成分気体流を、CO₂クラスレート形成条件下にて、CO₂核形成水と接触させ 、それにより、CO₂は、該CO₂核形成水により該気体流から吸収され、付随して、 該接触時に、CO₂クラスレートとして固定されて、それにより、CO₂枯渇気体流お よびCO₂クラスレートスラリーが生成される工程；および 該CO₂枯渇気体流を、該CO₂クラスレートスラリーから分離する工程。 ２．前記CO₂クラスレート形成条件の温度が、−1.5〜10℃の範囲である、請求 項１に記載の方法。 ３．前記CO₂クラスレート形成条件の圧力が、少なくとも約10atmである、請求 項１に記載の方法。 ４．前記CO₂核形成水が、約0.01〜0.04の間のCO₂モル分率を有する、請求項１ に記載の方法。 ５．多成分気体流からCO₂を選択的に除去して、CO₂枯渇気体流を生成する方法 であって、該方法は、以下を包含する： 該多成分気体流を、選択的なCO₂クラスレート形成条件下にて、CO₂核形成水と 接触させ、ここで、温度は、約−1.5〜10℃の範囲であり、そして圧力は、約10 〜100atmの範囲であり、それにより、CO₂は、該CO₂核形成水により該気体流から 吸収され、付随して、該接触時に、CO₂クラスレートとして固定されて、それに より、CO₂枯渇気体流およびCO₂クラスレートスラリーが生成される工程；および 該CO₂枯渇気体流を、該CO₂クラスレートスラリーから分離する工程。 ６．前記多成分気体流およびCO₂核形成水の前記接触が、前記多成分気体流中 の前記CO₂の濃度を、少なくとも約50％まで低減させる、請求項５に記載の方法 。 ７．前記CO₂クラスレートスラリーを隔離する工程をさらに包含する、請求項 ５に記載の方法。 ８．前記多成分気体流が、発電所の煙道ガス、ターボチャージしたボイラーの 放出ガス、石炭気化生成ガス、シフト石炭気化生成ガス、および嫌気性消化装置 生成ガスからなる多成分気体流の群から選択される、請求項５に記載の方法。 ９．シフト石炭気化生成ガスからCO₂を選択的に除去して、CO₂枯渇シフト石炭 気化生成ガスを生成する方法であって、該方法は、以下を包含する： 該石炭気化生成ガスの温度を、約−1.5〜10℃の範囲に低下させる工程； 該温度低下石炭気化生成ガスを、選択的なCO₂クラスレート形成条件下にて、C O₂核形成水と接触させ、ここで、温度は、約−1.5〜10℃の範囲であり、そして 圧力は、約10〜100atmの範囲であり、それにより、CO₂は、該CO₂核形成水により 該気体流から吸収され、付随して、該接触時に、CO₂クラスレートとして固定さ れて、それにより、CO₂枯渇シフト石炭気化生成ガスおよびCO₂クラスレートスラ リーが生成される工程；および 該CO₂枯渇シフト石炭気化生成ガスを、該CO₂クラスレートスラリーから分離す る工程。 10．前記CO₂クラスレートスラリーを隔離することをさらに包含する、請求項 ９に記載の方法。