JP2009126794A - Method and apparatus for producing hydrocarbon - Google Patents

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均 祖山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a hydrocarbon in which the hydrocarbon can be formed by efficiently reducing carbon dioxide, and to provide an apparatus for producing the hydrocarbon. <P>SOLUTION: The method for producing the hydrocarbon includes generating cavitation 7 in a liquid or water 6 containing the carbon dioxide dissolved therein by ultrasonic vibration or jetting of a high-pressure liquid into the liquid, and reducing the carbon dioxide by a high-temperature and high-pressure field caused when the cavitation bubbles collapse to form the hydrocarbon. At this time, the pressure in the container may be heightened by restricting the flow rate of the liquid flowing out from the container by sealing the container for generating the cavitation. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、二酸化炭素の還元ならびに分解、および二酸化炭素の還元による炭化水素製造方法および炭化水素製造装置に関する。   The present invention relates to a hydrocarbon production method and a hydrocarbon production apparatus by reduction and decomposition of carbon dioxide, and reduction of carbon dioxide.

化石燃料の利用による二酸化炭素の発生は地球の温暖化をもたらし、深刻な環境問題となっている。燃焼などによって生じた二酸化炭素を還元して炭化水素あるいは炭素を生成し、燃料として再利用できれば、化石燃料を消費せずに済むので、地球温暖化問題の対策の一つとなり得る。   The generation of carbon dioxide from the use of fossil fuels has caused global warming and has become a serious environmental problem. If carbon dioxide generated by combustion or the like is reduced to produce hydrocarbons or carbon and can be reused as fuel, it can be one of the countermeasures against the global warming problem because fossil fuel is not consumed.

二酸化炭素の還元あるいは分解、および二酸化炭素からの炭化水素の生成については種々の方法が提案されている（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。二酸化炭素を効率的に還元するために、還元剤や触媒が開発されている（例えば、特許文献１、３参照）。   Various methods have been proposed for the reduction or decomposition of carbon dioxide and the production of hydrocarbons from carbon dioxide (see, for example, Patent Documents 1, 2, 3, and 4). In order to efficiently reduce carbon dioxide, reducing agents and catalysts have been developed (see, for example, Patent Documents 1 and 3).

特開平８−２４５２１１号公報JP-A-8-245211 特開平１１−２９３１４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-29314 特開２００６−２１９８９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-21989 特開２００６−２１６４１２号公報JP 2006-216212 A

しかしながら、二酸化炭素の還元あるいは分解、および二酸化炭素から炭化水素を生成するには、その化学反応に要する活性化エネルギーが必要であり、そのために特許文献１乃至４に記載のような従来の方法では、還元や炭化水素にする二酸化炭素以上の二酸化炭素を発生してしまうという課題があった。   However, in order to reduce or decompose carbon dioxide and to generate hydrocarbons from carbon dioxide, activation energy required for the chemical reaction is required. For this reason, in the conventional methods described in Patent Documents 1 to 4, There was a problem that carbon dioxide more than carbon dioxide to be reduced or hydrocarbon was generated.

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、二酸化炭素を効率よく還元して炭化水素を生成することができる炭化水素製造方法および炭化水素製造装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made paying attention to such problems, and an object of the present invention is to provide a hydrocarbon production method and a hydrocarbon production apparatus capable of efficiently reducing carbon dioxide to produce hydrocarbons. .

上記課題を達成するために、本発明に係る炭化水素製造方法は、二酸化炭素を溶解させた液体に、超音波振動あるいは前記液体中への高圧液体の噴射によりキャビテーションを発生させ、キャビテーション気泡崩壊時の高温高圧場により前記二酸化炭素を還元して炭化水素を生成させることを、特徴とする。   In order to achieve the above object, the hydrocarbon production method according to the present invention generates cavitation in a liquid in which carbon dioxide is dissolved by ultrasonic vibration or injection of a high-pressure liquid into the liquid. The hydrocarbon is produced by reducing the carbon dioxide in a high temperature and high pressure field.

この特徴によれば、キャビテーション気泡崩壊時に生じる局所的な高温高圧ならびにこの高温高圧時において生じる水素により二酸化炭素が還元され、炭素あるいは炭化水素を生成することができる。   According to this feature, carbon dioxide can be generated by reducing carbon dioxide by local high temperature and pressure generated when the cavitation bubble collapses and hydrogen generated at the time of high temperature and pressure.

キャビテーションは、沸騰と同様に水中に存在する微細な気泡が核（キャビテーション核）となって液体から気体に相変化する現象である。ただし、キャビテーションは、流速の増大に伴って液体の圧力が飽和蒸気圧まで減少して気体になる現象なので、流速が低下して圧力が回復すると気泡が収縮して液体に戻る。この収縮がごく短時間に生じるので、気泡内は断熱圧縮に近い状態となり、気泡内は高温高圧になる。二酸化炭素を溶解した液体では、溶解した二酸化炭素を核としてキャビテーションが発生するので、キャビテーション気泡の崩壊時の二酸化炭素は、この高温高圧により分解される。   Similar to boiling, cavitation is a phenomenon in which fine bubbles existing in water become nuclei (cavitation nuclei) and change phase from liquid to gas. However, cavitation is a phenomenon in which the pressure of the liquid decreases to the saturated vapor pressure and becomes a gas as the flow rate increases, so that when the flow rate decreases and the pressure recovers, the bubbles contract and return to the liquid. Since this contraction occurs in a very short time, the inside of the bubble is close to adiabatic compression, and the inside of the bubble is at a high temperature and high pressure. In a liquid in which carbon dioxide is dissolved, cavitation occurs with the dissolved carbon dioxide as a nucleus, so that carbon dioxide at the time of collapse of the cavitation bubbles is decomposed by this high temperature and pressure.

本発明に係る炭化水素製造方法は、液体中にオリフィスを通して液体を噴射して、前記オリフィス近傍の低圧場に二酸化炭素を吸引させながらキャビテーションを発生させ、キャビテーション気泡崩壊時の高温高圧場により前記二酸化炭素を還元して炭化水素を生成させてもよい。この場合、還元する二酸化炭素を予め液体に溶解することなく、直接的にキャビテーションが発生する領域に二酸化炭素を供給して、二酸化炭素から炭化水素を生成することができる。   In the hydrocarbon production method according to the present invention, a liquid is injected into a liquid through an orifice to generate cavitation while sucking carbon dioxide in a low-pressure field near the orifice, and the carbon dioxide is generated by a high-temperature and high-pressure field when a cavitation bubble collapses. Carbon may be reduced to produce hydrocarbons. In this case, without dissolving carbon dioxide to be reduced in advance in a liquid, it is possible to supply carbon dioxide directly to a region where cavitation occurs and generate hydrocarbons from carbon dioxide.

また、本発明に係る炭化水素製造方法は、前記キャビテーションを発生させる容器内の前記オリフィス下流に対向面を設けてもよい。この場合、対向面でキャビテーション気泡が崩壊するために、キャビテーション噴流の衝突圧力により気泡の崩壊が促進され、二酸化炭素からの炭化水素の生成が促進される。対向面がオリフィスに近い場合には、オリフィスと対向面の間のせん断層でキャビテーションの発生が促進され、キャビテーションを効率よく発生して、二酸化炭素からの炭化水素を効率よく生成できる。   Further, in the hydrocarbon production method according to the present invention, an opposing surface may be provided downstream of the orifice in the container that generates the cavitation. In this case, since the cavitation bubbles collapse on the opposite surface, the collapse of the bubbles is promoted by the collision pressure of the cavitation jet, and the production of hydrocarbons from carbon dioxide is promoted. When the facing surface is close to the orifice, the generation of cavitation is promoted in the shear layer between the orifice and the facing surface, and the cavitation can be efficiently generated to efficiently generate hydrocarbons from carbon dioxide.

本発明に係る炭化水素製造方法は、前記キャビテーションを発生させる容器を密閉し、前記容器から流出する液体の流量を制限して前記容器内の圧力を高めることが好ましい。この場合、キャビテーション気泡の崩壊場の圧力が高まると、キャビテーション気泡の収縮速度が大きくなり、キャビテーション気泡崩壊時の高温高圧場の温度ならびに圧力が高まり、キャビテーション気泡の崩壊時の二酸化炭素の分解を促進することができる。   In the hydrocarbon production method according to the present invention, it is preferable that the container for generating the cavitation is sealed and the flow rate of the liquid flowing out of the container is limited to increase the pressure in the container. In this case, when the pressure of the cavitation bubble collapse field increases, the cavitation bubble shrinkage rate increases, and the temperature and pressure of the high-temperature and high-pressure field at the time of cavitation bubble collapse increase, promoting the decomposition of carbon dioxide when the cavitation bubble collapses can do.

本発明に係る炭化水素製造方法は、前記液体が水であり、キャビテーション気泡崩壊時に水素が生成されることが好ましい。水中で発生したキャビテーション気泡の崩壊時には、以下のような反応が生じる。
H2O → H・ ＋ OH・
H・ ＋ OH・ → H2O
2 H・ → H2
2 OH・ → H2O2
2 OH・ → O・ ＋ H2O
2 O・ → O2
1/2 O・ ＋2 H・ → H2O
O・ ＋ H2O → H2O2
液体が水の場合、このキャビテーション気泡の崩壊時に生じる水素および水素ラジカルと、二酸化炭素とが反応して炭化水素を生成することができる。 In the hydrocarbon production method according to the present invention, it is preferable that the liquid is water and hydrogen is generated when the cavitation bubble collapses. When cavitation bubbles generated in water collapse, the following reaction occurs.
H 2 O → H ・ + OH ・
H ・ + OH ・ → H 2 O
2 H ・ → H 2
2 OH ・ → H 2 O 2
2 OH ・ → O ・ + H 2 O
2 O ・ → O 2
1/2 O ・ +2 H ・ → H 2 O
O ・ + H 2 O → H 2 O 2
When the liquid is water, hydrogen and hydrogen radicals generated when the cavitation bubbles collapse and carbon dioxide can react to generate hydrocarbons.

本発明に係る炭化水素製造装置は、二酸化炭素を溶解させた液体に、超音波振動あるいは前記液体中への高圧液体の噴射によりキャビテーションを発生させる発生手段と、前記キャビテーションを発生させる容器を密閉し、前記容器から流出する液体の流量を制限して前記容器内の圧力を高める保圧手段とを、有することを特徴とする。   The hydrocarbon production apparatus according to the present invention seals a generating means for generating cavitation in a liquid in which carbon dioxide is dissolved by ultrasonic vibration or injection of a high-pressure liquid into the liquid, and a container for generating the cavitation. And holding pressure means for limiting the flow rate of the liquid flowing out of the container to increase the pressure in the container.

本発明に係る炭化水素製造装置は、本発明に係る炭化水素製造方法を実施するのに好適に使用される。この特徴によれば、キャビテーション気泡崩壊時に生じる局所的な高温高圧ならびにこの高温高圧時において生じる水素により二酸化炭素が還元され、炭素あるいは炭化水素を生成することができる。また、キャビテーション気泡の崩壊場の圧力が高まると、キャビテーション気泡の収縮速度が大きくなり、キャビテーション気泡崩壊時の高温高圧場の温度ならびに圧力が高まり、キャビテーション気泡の崩壊時の二酸化炭素の分解を促進することができる。   The hydrocarbon production apparatus according to the present invention is suitably used for carrying out the hydrocarbon production method according to the present invention. According to this feature, carbon dioxide can be generated by reducing carbon dioxide by local high temperature and pressure generated when the cavitation bubble collapses and hydrogen generated at the time of high temperature and pressure. In addition, when the pressure of the cavitation bubble collapse field increases, the cavitation bubble contraction rate increases, and the temperature and pressure of the high-temperature and high-pressure field at the time of cavitation bubble collapse increase, promoting the decomposition of carbon dioxide when the cavitation bubble collapses be able to.

本発明に係る炭化水素製造装置は、液体中にオリフィスを通して液体を噴射してキャビテーションを発生させる発生手段と、前記オリフィス近傍の低圧場に二酸化炭素を吸引させる吸引手段と、前記キャビテーションを発生させる容器を密閉し、前記容器から流出する液体の流量を制限して前記容器内の圧力を高める保圧手段とを、有していてもよい。この場合、還元する二酸化炭素を予め液体に溶解することなく、直接的にキャビテーションが発生する領域に二酸化炭素を供給して、二酸化炭素から炭化水素を生成することができる。   The hydrocarbon production apparatus according to the present invention comprises a generating means for injecting a liquid into the liquid through an orifice to generate cavitation, a suction means for sucking carbon dioxide into a low-pressure field near the orifice, and a container for generating the cavitation And holding pressure means for restricting the flow rate of the liquid flowing out of the container and increasing the pressure in the container. In this case, without dissolving carbon dioxide to be reduced in advance in a liquid, it is possible to supply carbon dioxide directly to a region where cavitation occurs and generate hydrocarbons from carbon dioxide.

また、本発明に係る炭化水素製造装置は、前記容器内の前記オリフィス下流に対向面を設けるキャビテーション発生促進手段を、有していてもよい。この場合、対向面でキャビテーション気泡が崩壊するために、キャビテーション噴流の衝突圧力により気泡の崩壊が促進され、二酸化炭素からの炭化水素の生成が促進される。対向面がオリフィスに近い場合には、オリフィスと対向面の間のせん断層でキャビテーションの発生が促進され、キャビテーションを効率よく発生して、二酸化炭素からの炭化水素を効率よく生成できる。   Moreover, the hydrocarbon production apparatus according to the present invention may have cavitation generation promoting means for providing a facing surface downstream of the orifice in the container. In this case, since the cavitation bubbles collapse on the opposite surface, the collapse of the bubbles is promoted by the collision pressure of the cavitation jet, and the production of hydrocarbons from carbon dioxide is promoted. When the facing surface is close to the orifice, the generation of cavitation is promoted in the shear layer between the orifice and the facing surface, and the cavitation can be efficiently generated to efficiently generate hydrocarbons from carbon dioxide.

本発明に係る炭化水素製造方法および炭化水素製造装置は、二酸化炭素を溶解させた水を、密閉できる容器内に貯留し、当該容器内に水または二酸化炭素を溶解させた水を噴射し、当該容器から流出する水の流量を制限して当該容器内の圧力を高めた状態において、キャビテーションを発生させて二酸化炭素を還元してもよい。この場合、キャビテーション気泡の崩壊場の圧力が高まるとキャビテーション気泡の収縮速度が大きくなり、キャビテーション気泡崩壊時の高温高圧場の温度ならびに圧力が高まり、キャビテーション気泡の崩壊時に発生する水素ならびに水素ラジカルの発生濃度が高まり、この水素および水素ラジカルと二酸化炭素からの炭化水素の生成反応が促進される。   The hydrocarbon production method and the hydrocarbon production apparatus according to the present invention store water in which carbon dioxide is dissolved in a container that can be sealed, and inject water or water in which carbon dioxide is dissolved into the container, In a state where the flow rate of water flowing out from the container is limited and the pressure in the container is increased, cavitation may be generated to reduce carbon dioxide. In this case, when the pressure of the collapse field of the cavitation bubble increases, the shrinkage rate of the cavitation bubble increases, the temperature and pressure of the high-temperature and high-pressure field at the time of cavitation bubble collapse increase, and the generation of hydrogen and hydrogen radicals generated when the cavitation bubble collapses The concentration is increased and the reaction of producing hydrocarbons from hydrogen and hydrogen radicals and carbon dioxide is promoted.

本発明に係る炭化水素製造方法および炭化水素製造装置は、水を、密閉できる容器内に貯留し、当該容器内にオリフィスを通して水を噴射し、オリフィス近傍の低圧場に二酸化炭素を吸引させて、当該容器から流出する水の流量を制限して当該容器内の圧力を高めた状態において、キャビテーションを発生させて二酸化炭素を還元してもよい。この場合、オリフィス近傍の低圧部に二酸化炭素を供給することにより、加圧したキャビテーション場に二酸化炭素を予め加圧することなく吸引させて、効率よく二酸化炭素から炭化水素を生成できる。   The hydrocarbon production method and the hydrocarbon production apparatus according to the present invention store water in a container that can be sealed, inject water into the container through an orifice, and suck carbon dioxide into a low-pressure field near the orifice. In a state where the flow rate of water flowing out from the container is limited and the pressure in the container is increased, cavitation may be generated to reduce carbon dioxide. In this case, by supplying carbon dioxide to the low pressure part near the orifice, carbon dioxide can be sucked into the pressurized cavitation field without being pressurized in advance, and hydrocarbons can be efficiently generated from carbon dioxide.

本発明によれば、二酸化炭素を効率よく還元して炭化水素を生成することができる炭化水素製造方法および炭化水素製造装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hydrocarbon manufacturing method and hydrocarbon manufacturing apparatus which can reduce | restore carbon dioxide efficiently and can produce | generate a hydrocarbon can be provided.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係わる本発明の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の構成図を示す。炭化水素製造装置は、超音波振動子１と、超音波振動子１に連結して先端を細く絞ることにより超音波振動の振幅を増大させる超音波振幅増大ホーン２と、液体を貯留するための液体貯留タンク３と、二酸化炭素を溶解した液体もしくは水６である。二酸化炭素の溶解は、二酸化炭素導入管４を通して二酸化炭素導入管４の先端に取り付けた細孔を有する二酸化炭素バブラー５から、二酸化炭素の気泡を液体もしくは水６に発生させて行う。超音波振幅増大ホーン２の先端にキャビテーション７が発生して、キャビテーション７の気泡が崩壊した後に存在する残留気泡８中に炭化水素が生成される。この残留気泡８を炭化水素回収ロート９を用いて収集して、炭化水素回収管１０により炭化水素を回収する。なお、炭化水素回収ロート９は、タンク表面全体を覆うことにより効率よく炭化水素を回収できる。 Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 shows a configuration diagram of a hydrocarbon production method and a hydrocarbon production apparatus of the present invention according to the first embodiment. The hydrocarbon production apparatus includes an ultrasonic vibrator 1, an ultrasonic amplitude increasing horn 2 that increases the amplitude of ultrasonic vibration by connecting the ultrasonic vibrator 1 and narrowing the tip finely, and for storing a liquid. A liquid storage tank 3 and a liquid or water 6 in which carbon dioxide is dissolved. Carbon dioxide is dissolved by generating bubbles of carbon dioxide in liquid or water 6 from a carbon dioxide bubbler 5 having pores attached to the tip of the carbon dioxide introduction pipe 4 through the carbon dioxide introduction pipe 4. Cavitation 7 is generated at the tip of the ultrasonic amplitude increasing horn 2, and hydrocarbons are generated in the residual bubbles 8 existing after the bubbles of the cavitation 7 collapse. The residual bubbles 8 are collected using a hydrocarbon recovery funnel 9 and the hydrocarbons are recovered by a hydrocarbon recovery pipe 10. The hydrocarbon recovery funnel 9 can efficiently recover hydrocarbons by covering the entire tank surface.

図２は、第２実施形態に係わる本発明の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の構成図を示す。二酸化炭素を二酸化炭素導入管１１を通して二酸化炭素導入管１１の先端に取り付けた細孔を有する二酸化炭素バブラー１２から、液体貯留タンク１３に貯留した液体もしくは水１４に二酸化炭素を溶解させる。二酸化炭素を溶解した液体もしくは水１４を、管１５を通してポンプ１６により加圧して、管１７から噴射用ノズル１８を通して、液体貯留タンク１９に貯留した液体もしくは水２０中に噴射する。キャビテーション２１まわりの残留気泡２２に生じた炭化水素を、炭化水素回収ロート２３を用いて収集して、炭化水素回収管２４により炭化水素を回収する。   FIG. 2 shows a configuration diagram of the hydrocarbon production method and the hydrocarbon production apparatus of the present invention according to the second embodiment. Carbon dioxide is dissolved in the liquid or water 14 stored in the liquid storage tank 13 from the carbon dioxide bubbler 12 having pores attached to the tip of the carbon dioxide introduction pipe 11 through the carbon dioxide introduction pipe 11. A liquid or water 14 in which carbon dioxide is dissolved is pressurized by a pump 16 through a pipe 15 and injected from the pipe 17 through an injection nozzle 18 into the liquid or water 20 stored in the liquid storage tank 19. The hydrocarbon generated in the residual bubbles 22 around the cavitation 21 is collected using a hydrocarbon recovery funnel 23, and the hydrocarbon is recovered by a hydrocarbon recovery pipe 24.

図３は、第３実施形態に係わる本発明の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の構成図を示す。二酸化炭素を二酸化炭素導入管１１を通して二酸化炭素導入管１１の先端に取り付けた細孔を有する二酸化炭素バブラー１２から，液体貯留タンク１３に貯留した液体もしくは水１４に二酸化炭素を溶解させる。二酸化炭素を溶解した液体もしくは水１４を、管１５を通してポンプ１６により加圧して、管１７から噴射用ノズル１８を通して、耐圧タンク２５に貯留した液体もしくは水２６中に噴射する。耐圧タンク２５は管２７とバルブ２８とを介して液体貯留タンク１９に連結され、バルブ２８の流量を絞ることにより耐圧タンク２５内の圧力が大となる。キャビテーション２１まわりに生じた残留気泡２２は、管２７とバルブ２８とを通って、液体貯留タンク１９に貯留された液体もしくは水２０内に放出される。放出された残留気泡２２を、炭化水素回収ロート２３を用いて収集して、炭化水素回収管２４により炭化水素を回収する。   FIG. 3 shows a configuration diagram of the hydrocarbon production method and the hydrocarbon production apparatus of the present invention according to the third embodiment. Carbon dioxide is dissolved in the liquid or water 14 stored in the liquid storage tank 13 from the carbon dioxide bubbler 12 having pores attached to the tip of the carbon dioxide introduction pipe 11 through the carbon dioxide introduction pipe 11. A liquid or water 14 in which carbon dioxide is dissolved is pressurized by a pump 16 through a pipe 15, and sprayed from a pipe 17 through a spray nozzle 18 into a liquid or water 26 stored in a pressure tank 25. The pressure tank 25 is connected to the liquid storage tank 19 through a pipe 27 and a valve 28, and the pressure in the pressure tank 25 is increased by reducing the flow rate of the valve 28. Residual bubbles 22 generated around the cavitation 21 pass through the pipe 27 and the valve 28 and are discharged into the liquid or water 20 stored in the liquid storage tank 19. The released residual bubbles 22 are collected using a hydrocarbon recovery funnel 23, and hydrocarbons are recovered by a hydrocarbon recovery pipe 24.

図４は、第４実施形態に係わる本発明の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の構成図を示す。液体貯留タンク１９から管３１を通して水をポンプ１６に供給し、管３２を通してオリフィス３０から耐圧タンク２５に貯留した液体もしくは水２６中に高圧水を噴射してキャビテーション２１を発生させ、二酸化炭素導入管２９を通してオリフィス３０の近傍のキャビテーション噴流による低圧部に二酸化炭素を供給する。耐圧タンク２５は管２７とバルブ２８とを介して液体貯留タンク１９に連結され、バルブ２８の流量を絞ることにより耐圧タンク２５内の圧力が大となる。キャビテーション２１まわりに生じた残留気泡２２は、管２７とバルブ２８とを通って、液体貯留タンク１９に貯留された液体もしくは水２０内に放出される。放出された残留気泡２２を、炭化水素回収ロート２３を用いて収集して、炭化水素回収管２４により炭化水素を回収する。   FIG. 4 shows a configuration diagram of the hydrocarbon production method and the hydrocarbon production apparatus of the present invention according to the fourth embodiment. Water is supplied from the liquid storage tank 19 to the pump 16 through the pipe 31, and high pressure water is injected into the liquid or water 26 stored in the pressure tank 25 from the orifice 30 through the pipe 32 to generate cavitation 21, and the carbon dioxide introduction pipe The carbon dioxide is supplied to the low pressure part by the cavitation jet near the orifice 30 through 29. The pressure tank 25 is connected to the liquid storage tank 19 through a pipe 27 and a valve 28, and the pressure in the pressure tank 25 is increased by reducing the flow rate of the valve 28. Residual bubbles 22 generated around the cavitation 21 pass through the pipe 27 and the valve 28 and are discharged into the liquid or water 20 stored in the liquid storage tank 19. The released residual bubbles 22 are collected using a hydrocarbon recovery funnel 23, and hydrocarbons are recovered by a hydrocarbon recovery pipe 24.

図５は、第５実施形態に係わる本発明の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の構成図を示す。液体貯留タンク１９から管３１を通して水をポンプ１６に供給し、管３２を通してオリフィス３０から耐圧タンク２５に貯留した液体もしくは水２６中に、対向面３３に向けて高圧水を噴射してキャビテーション２１を発生させ、二酸化炭素導入管２９を通してオリフィス３０の近傍のキャビテーション噴流による低圧部に二酸化炭素を供給する。オリフィス３０と対向面３３との距離が短い場合には、対向面３３との間にキャビテーション３４が発生する。耐圧タンク２５は管２７とバルブ２８とを介して液体貯留タンク１９に連結され、バルブ２８の流量を絞ることにより耐圧タンク２５内の圧力が大となる。キャビテーション２１まわりに生じた残留気泡２２は、管２７とバルブ２８とを通って、液体貯留タンク１９に貯留された液体もしくは水２０内に放出される。放出された残留気泡２２を、炭化水素回収ロート２３を用いて収集して、炭化水素回収管２４により炭化水素を回収する。   FIG. 5: shows the block diagram of the hydrocarbon manufacturing method and hydrocarbon manufacturing apparatus of this invention concerning 5th Embodiment. Water is supplied from the liquid storage tank 19 through the pipe 31 to the pump 16, and high pressure water is jetted toward the facing surface 33 into the liquid or water 26 stored in the pressure tank 25 from the orifice 30 through the pipe 32. Then, carbon dioxide is supplied to the low pressure part by the cavitation jet near the orifice 30 through the carbon dioxide introduction pipe 29. When the distance between the orifice 30 and the facing surface 33 is short, cavitation 34 occurs between the facing surface 33. The pressure tank 25 is connected to the liquid storage tank 19 through a pipe 27 and a valve 28, and the pressure in the pressure tank 25 is increased by reducing the flow rate of the valve 28. Residual bubbles 22 generated around the cavitation 21 pass through the pipe 27 and the valve 28 and are discharged into the liquid or water 20 stored in the liquid storage tank 19. The released residual bubbles 22 are collected using a hydrocarbon recovery funnel 23, and hydrocarbons are recovered by a hydrocarbon recovery pipe 24.

図６、図７、図８は、高圧水の噴射によりオリフィス３０の近傍に生じる低圧部への二酸化炭素の供給方法の例を示す。   6, 7 and 8 show an example of a method for supplying carbon dioxide to the low pressure part generated in the vicinity of the orifice 30 by the injection of high pressure water.

二酸化炭素を溶解した水に20kHzの超音波振動子を用いてキャビテーションを発生させて、残留気泡を回収した。炭化水素を分析した結果、残留気泡中に1ppmのメタンの発生を確認した。   Cavitation was generated in water in which carbon dioxide was dissolved using a 20 kHz ultrasonic vibrator to collect residual bubbles. As a result of analyzing hydrocarbons, it was confirmed that 1 ppm of methane was generated in the residual bubbles.

二酸化炭素を溶解した水を20MPaに加圧して、直径0.4mmのオリフィスから0.18MPaの加圧容器（容量120cc）に噴射してキャビテーションを発生させて、残留気泡を回収した。その結果、残留気泡中に3ppmのメタンの発生を確認した。   Water dissolved in carbon dioxide was pressurized to 20 MPa and injected into a 0.18 MPa pressurized container (capacity 120 cc) from an orifice with a diameter of 0.4 mm to generate cavitation, and residual bubbles were collected. As a result, it was confirmed that 3 ppm of methane was generated in the residual bubbles.

二酸化炭素を溶解した水を0.3MPaに加圧して、直径1.6mmのオリフィスから加圧容器（容量120cc）内の距離0.8mmに設置した対向面に噴射してキャビテーションを発生させて、残留気泡を回収した。その結果、残留気泡中に2ppmのメタンの発生を確認した。   Carbon dioxide-dissolved water is pressurized to 0.3 MPa and sprayed from a 1.6 mm diameter orifice to the opposing surface at a distance of 0.8 mm in a pressurized container (capacity 120 cc) to generate cavitation, and residual bubbles It was collected. As a result, it was confirmed that 2 ppm of methane was generated in the residual bubbles.

本発明の第１実施形態の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the hydrocarbon manufacturing method and hydrocarbon manufacturing apparatus of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the hydrocarbon manufacturing method and hydrocarbon manufacturing apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the hydrocarbon manufacturing method and hydrocarbon manufacturing apparatus of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the hydrocarbon manufacturing method and hydrocarbon manufacturing apparatus of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the hydrocarbon manufacturing method and hydrocarbon manufacturing apparatus of 5th Embodiment of this invention. 本発明の第４または第５実施形態の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の、ポンプで加圧した液体をオリフィスを通して噴射する場合に、オリフィス下流近傍の低圧部に二酸化炭素を吸引させる構成を示す、一部を拡大した断面図である。In the hydrocarbon production method and the hydrocarbon production apparatus according to the fourth or fifth embodiment of the present invention, when a liquid pressurized by a pump is injected through an orifice, carbon dioxide is sucked into a low pressure portion near the downstream of the orifice. It is sectional drawing which showed the one part expanded. 本発明の第４または第５実施形態の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の、ポンプで加圧した液体をオリフィスを通して噴射する場合に、オリフィススロート内部の低圧部に二酸化炭素を吸引させる構成を示す、一部を拡大した断面図である。In the hydrocarbon production method and the hydrocarbon production apparatus according to the fourth or fifth embodiment of the present invention, when a liquid pressurized by a pump is injected through an orifice, carbon dioxide is sucked into a low pressure portion inside the orifice throat. It is sectional drawing which showed the one part expanded. 本発明の第４または第５実施形態の炭化水素製造方法および炭化水素製造装置の、ポンプで加圧した液体をオリフィスを通して噴射する場合に、オリフィス側面の低圧部に二酸化炭素を吸引させる構成を示す、一部を拡大した断面図である。4 shows a configuration in which carbon dioxide is sucked into a low-pressure portion on the side of an orifice when a liquid pressurized by a pump is injected through the orifice in the hydrocarbon production method and the hydrocarbon production apparatus according to the fourth or fifth embodiment of the present invention. It is sectional drawing which expanded a part.

符号の説明Explanation of symbols

１ 超音波振動子
２ 超音波振幅増大ホーン
３、１３、１９ 液体貯留タンク
４、１１、２９ 二酸化炭素導入管
５、１２ 二酸化炭素バブラー
６、１４、２０、２６ 液体もしくは水
７、２１、３４ キャビテーション
８、２２ 残留気泡
９、２３ 炭化水素回収ロート
１０、２４ 炭化水素回収管
１５、１７、２７、３１、３２ 管
１６ ポンプ
１８ 噴射用ノズル
２５ 耐圧タンク
２８ バルブ
３０ オリフィス
３３ 対向面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic vibrator 2 Ultrasonic amplitude increase horn 3, 13, 19 Liquid storage tank 4, 11, 29 Carbon dioxide introduction pipe 5, 12 Carbon dioxide bubbler 6, 14, 20, 26 Liquid or water 7, 21, 34 Cavitation 8, 22 Residual bubbles 9, 23 Hydrocarbon recovery funnel 10, 24 Hydrocarbon recovery pipe 15, 17, 27, 31, 32 Pipe 16 Pump 18 Injection nozzle 25 Pressure-resistant tank 28 Valve 30 Orifice 33 Opposing surface

Claims (8)

二酸化炭素を溶解させた液体に、超音波振動あるいは前記液体中への高圧液体の噴射によりキャビテーションを発生させ、キャビテーション気泡崩壊時の高温高圧場により前記二酸化炭素を還元して炭化水素を生成させることを、特徴とする炭化水素製造方法。   Cavitation is generated in a liquid in which carbon dioxide is dissolved by ultrasonic vibration or injection of high-pressure liquid into the liquid, and the carbon dioxide is reduced by a high-temperature and high-pressure field at the time of cavitation bubble collapse to generate hydrocarbons. A hydrocarbon production method characterized by the above. 液体中にオリフィスを通して液体を噴射して、前記オリフィス近傍の低圧場に二酸化炭素を吸引させながらキャビテーションを発生させ、キャビテーション気泡崩壊時の高温高圧場により前記二酸化炭素を還元して炭化水素を生成させることを、特徴とする炭化水素製造方法。   The liquid is injected into the liquid through the orifice, and cavitation is generated while sucking carbon dioxide into the low-pressure field near the orifice, and the carbon dioxide is reduced by the high-temperature and high-pressure field at the time of cavitation bubble collapse to generate hydrocarbons. A hydrocarbon production method characterized by that. 前記キャビテーションを発生させる容器内の前記オリフィス下流に対向面を設けることを、特徴とする請求項２記載の炭化水素製造方法。   The hydrocarbon production method according to claim 2, wherein an opposing surface is provided downstream of the orifice in the vessel for generating the cavitation. 前記キャビテーションを発生させる容器を密閉し、前記容器から流出する液体の流量を制限して前記容器内の圧力を高めることを、特徴とする請求項１、２または３記載の炭化水素製造方法。   4. The hydrocarbon production method according to claim 1, wherein the cavitation generating container is sealed, and the flow rate of the liquid flowing out of the container is restricted to increase the pressure in the container. 前記液体が水であり、キャビテーション気泡崩壊時に水素が生成されることを、特徴とする請求項１、２、３または４記載の炭化水素製造方法。   The hydrocarbon production method according to claim 1, wherein the liquid is water, and hydrogen is generated when the cavitation bubble collapses. 二酸化炭素を溶解させた液体に、超音波振動あるいは前記液体中への高圧液体の噴射によりキャビテーションを発生させる発生手段と、
前記キャビテーションを発生させる容器を密閉し、前記容器から流出する液体の流量を制限して前記容器内の圧力を高める保圧手段とを、
有することを特徴とする炭化水素製造装置。 Generating means for generating cavitation in a liquid in which carbon dioxide is dissolved by ultrasonic vibration or injection of a high-pressure liquid into the liquid;
A pressure-holding means that seals the container that generates the cavitation and limits the flow rate of the liquid flowing out of the container to increase the pressure in the container.
A hydrocarbon production apparatus comprising: 液体中にオリフィスを通して液体を噴射してキャビテーションを発生させる発生手段と、
前記オリフィス近傍の低圧場に二酸化炭素を吸引させる吸引手段と、
前記キャビテーションを発生させる容器を密閉し、前記容器から流出する液体の流量を制限して前記容器内の圧力を高める保圧手段とを、
有することを特徴とする炭化水素製造装置。 Generating means for injecting liquid into the liquid through an orifice to generate cavitation;
Suction means for sucking carbon dioxide into a low-pressure field near the orifice;
A pressure-holding means that seals the container that generates the cavitation and limits the flow rate of the liquid flowing out of the container to increase the pressure in the container.
A hydrocarbon production apparatus comprising: 前記容器内の前記オリフィス下流に対向面を設けるキャビテーション発生促進手段を、有することを特徴とする請求項７記載の炭化水素製造装置。
8. The hydrocarbon production apparatus according to claim 7, further comprising cavitation generation promoting means for providing a facing surface downstream of the orifice in the container.
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