JP2010527771A - 大気から二酸化炭素を取り除く方法及びグローバルサーモスタット - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
(1)CCA(YN)=−CEX(YN)+CEM(YN)+CN(YN)
(2)CA(YN+1)=CA(YN)+CCA(YN)
を得る。式中、CA(YN)はYN年における大気中の炭素の量であり、今日では2780ギガトンの二酸化炭素である。他の形態の炭素は、重量基準で少ない構成成分を表すけれども、地球温暖化に寄与し、もっとも注目すべきはメタンである。
(1)1/2Mg2SiO4+CO2=MgCO3+1/2SiO2+95kJ/mole
(2)1/3Mg3Si2O5(OH)4+CO2=MgCO3+2/3SiO2+2/3H2O+64kJ/mole
これらの反応は両方とも低温で促進される。この点、本明細書中で記載する空気捕捉及び空気隔離プロセスは両方とも、ソーラーコレクター10(又は他の再生可能なエネルギー源)により生成した電気及び/又は熱エネルギーを用いて、必要な反応を駆動し、適切な装置の構成要素に電力を与えても良い。本発明の例示的な実施形態においては、高温の担体を約400℃から約500℃の範囲の温度に加熱して、電気のための発電器を動かすための蒸気を生成しても良く、電気発生タービンから出た低温の蒸気を用いてCO2を追い出し、吸収剤(例えばNaOH)を再生することが出来る。高温の熱の温度、生成した電気、及び電気の生産の後に残る低温のプロセス熱の温度を調節して、所与の用途のために最適と考えられる電気の発電量及びCO2除去物の混合を生産することが出来る。加えて、例示的な実施形態においては、捕捉工程及び隔離工程で出現する更に低温のプロセス熱を用いて、これらの工程において用いられた設備を冷却しても良い。
Claims (33)
- 大気から二酸化炭素を取り除いて地球温暖化を減少させるための、再生可能なエネルギー又は肥料及び建設材料などの非燃料製品の利用可能性を増加させることが出来る装置であって、
媒体を通して大気から二酸化炭素を集め、該媒体から二酸化炭素を取り除く空気抽出装置;
取り除かれた該二酸化炭素を、隔離、貯蔵、並びに再生可能な炭素燃料の生成又は肥料及び建設材料などの非燃料製品の生成のうち少なくとも一つのための位置に孤立させる収集装置;及び
該空気抽出装置にプロセス熱を供給して該媒体から二酸化炭素を取り除き、繰り返し使用するために該媒体を再生可能である一つ以上のエネルギー源;
を含む前記装置。 - 該一つ以上のエネルギー源は、化石燃料、地熱、核、太陽、バイオマス、及びその他の再生可能なエネルギー源からなる一次エネルギー源の群、並びに使用することでプロセス熱の供給を生ずる発熱化学プロセスから選択される、請求項1に記載の装置。
- 該空気抽出装置は、大気から二酸化炭素を吸収するための該媒体を含む空気接触器を含む、請求項1に記載の装置。
- 該空気接触器は、対流塔、吸収層、充填スクラブ塔、及び該媒体がパンケーキ形状の支持体によって支えられている分離装置からなる空気接触器の群から選択される、請求項3に記載の装置。
- 該媒体は、液体、多孔質の固体、気体、及びこれらの混合物からなる媒体の群から選択される、請求項3に記載の装置。
- 該媒体はNaOH溶液である、請求項5に記載の装置。
- 該媒体は、支持体の表面に付着したアミンを含む、請求項5に記載の装置。
- 該空気抽出装置は二酸化炭素を集め、該隔離装置は、該一つ以上のエネルギー源によって供給されるプロセス熱を用いて該取り除かれた二酸化炭素を孤立させる、請求項1に記載の装置。
- 該位置は地下である、請求項1に記載の装置。
- 該位置は該装置の一つ以上の他の構成要素から風上の遠隔地である、請求項1に記載の装置。
- 大気から二酸化炭素を取り除いて、地球温暖化を減少させ再生可能なエネルギーの利用可能性を増加させるための方法であって、
大気から空気を集めること;
集められた大気から二酸化炭素を取り除くこと;
取り除かれた該二酸化炭素を、隔離、貯蔵、及び再生可能な炭素燃料の生成又は肥料及び建設材料などの非燃料製品の生成のうち少なくとも一つのために孤立させること;
を含み、ここで、集める工程、取り除く工程、及び孤立させる工程のうち少なくとも一つがプロセス熱を含むエネルギー源を用いて実施される、前記方法。 - 該取り除く工程は、吸収剤を用いて二酸化炭素を吸収することを含む、請求項11に記載の方法。
- 該吸収剤はNaOH溶液である、請求項12に記載の方法。
- 該吸収剤は、アミンを含む、請求項12に記載の方法。
- 該孤立させる工程は、鉱物隔離及び地層への注入のうち少なくとも一つを含む、請求項11に記載の方法。
- 大気から二酸化炭素を抽出するための媒体を提供し、該媒体から二酸化炭素を抽出するためと、該媒体が再使用できるように媒体を再生するためとにプロセス熱を用いる装置を含む、惑星の大気に負の二酸化炭素効果を生み出すための装置。
- プロセス熱は、化石燃料、地熱、核、太陽、バイオマス、及びその他の再生可能なエネルギー源からなるエネルギー源の群から選択される一次エネルギー源、並びに使用することでプロセス熱の供給を生ずる発熱化学プロセスから得られる、請求項16に記載の装置。
- 取り除かれた該二酸化炭素を、隔離、貯蔵、並びに再生可能な炭素燃料又は肥料及び建設材料などの非燃料製品の生成のうち少なくとも一つのための位置に孤立させる収集装置を含む、請求項16に記載の装置。
- 該空気抽出装置は、大気から二酸化炭素を抽出する該媒体を含む空気接触器を含む、請求項18に記載の装置。
- 該空気接触器は、対流塔、吸収層、充填スクラブ塔、及びパンケーキ形状の支持体を有する分離装置からなる空気接触器の群から選択される、請求項19に記載の装置。
- 該媒体は、液体、多孔質の固体、気体、及びこれらの混合物からなる媒体の群から選択される、請求項18に記載の装置。
- 該媒体はNaOH溶液である、請求項18に記載の方法。
- 該媒体は、アミンを含む、請求項18に記載の方法。
- 該エネルギー源によって供給される該熱を用いて、該空気抽出装置が二酸化炭素を集め、該収集装置が該取り除かれた二酸化炭素を孤立させる、請求項18に記載の装置。
- 該位置は地下である、請求項18に記載の装置。
- 該位置は該装置の一つ以上の他の構成要素から風上の遠隔地である、請求項18に記載の装置。
- 空気から二酸化炭素を抽出するための媒体は、多孔質で比較的大面積のパンケーキ形状の支持体上に提供され、空気から二酸化炭素を取り除く該工程は、空気を該支持体に向けること、並びに、該支持体にプロセス熱を向けること及び該支持体から出て行く二酸化炭素の流れを提供することにより該媒体から二酸化炭素を取り除くことを含む、請求項11に記載の方法。
- 該支持体は、該空気から二酸化炭素を取り除く工程、及び該媒体から二酸化炭素を取り除く工程の間、実質的に垂直方向で存在する、請求項27に記載の方法。
- 該支持体は、該空気から二酸化炭素を取り除く工程、及び該媒体から二酸化炭素を取り除く工程の間、実質的に水平方向で存在する、請求項27に記載の方法。
- 該支持体は、該空気から二酸化炭素を取り除く工程、及び該媒体から二酸化炭素を取り除く工程の間、実質的に連続的な経路において可動である、請求項27に記載の方法。
- 空気から二酸化炭素を取り除くことは、非平衡条件の下で少なくとも部分的に実施される、請求項11〜15及び27〜30のいずれかに記載の方法。
- 空気から二酸化炭素を取り除くことは、空気から二酸化炭素を取り除くために用いる媒体に空気を向けるために、エネルギー源として太陽熱塔から流体を用いる工程を含む、請求項11〜15及び27〜30のいずれかに記載の方法。
- 惑星の大気の平均気温を制御するためのグローバルサーモスタットであって、複数の装置を含み、そのそれぞれが大気から二酸化炭素を抽出することによって惑星の大気に負の二酸化炭素効果を生み出すことが可能であり、該媒体から二酸化炭素を抽出するためにプロセス熱を用い、結果として該複数の装置が一緒に、該二酸化炭素が大気中に増加する速度よりも早い速度で大気から二酸化炭素を効果的に抽出することが出来る、該グローバルサーモスタット。
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