JP2011501726A - 炭酸塩への二酸化炭素の固定化 - Google Patents

Abstract

ＣＯ_２（二酸化炭素）を鉱化化合物に変換するための高効率の方法又はプロセスを提供する。本方法は、水と石炭灰又は石炭残渣の水溶液の調製を提供する。この溶液にＣＯ_２が接触するとＣＯ_２と結合するか又はＣＯ_２を炭酸塩に変換する。本プロセスを現場石炭液化鉱山内で行うことができる。このプロセスを利用して、ＣＯ_２がおそらく何らかの産業プロセスから副産物として供給された濃縮体積である場合の大量のＣＯ_２を変換することができる。このプロセスの適用の別の変形では、接触面上の空気の流れを利用するか又はこのプロセスの１種の水溶液を噴霧することによって、ＣＯ_２を大気から直接捕獲することができる。
【選択図】なし

Description

（発明の分野）
この発明は、大気及び産業プロセスからの二酸化炭素の除去方法、さらに詳細には該源から二酸化炭素を除去及び固定するための化学吸収に関する。

（発明の背景）

本発明は、二酸化炭素（ＣＯ₂）の固定又は消散又は処分の既知及び現存する問題を考慮すれば開発される。
さまざまな以前のＣＯ₂管理戦略が示唆されているが、全ての現存するＣＯ₂戦略は技術効率の１つ以上の分野又は実用的な実装の１つ以上の分野で不十分なので、ほとんど又は全く実行されていない。
例えば気体又は液体としてのＣＯ₂隔離は、大気への消散から溶液としてＣＯ₂を除去するための溶液として提案されることが多い。
しかしＣＯ₂隔離には実際の適用で多くの欠点があり、特にＣＯ₂はその基本的形態（気体又は液体）のままなので、隔離からのいずれの漏れの可能性もＣＯ₂の大気中への消散をもたらすであろう。ＣＯ₂を廃油井又は廃ガス井中に隔離できると示唆されている。この示唆は、そもそも使用する廃井が不浸透性キャップロックを含まなければ、ＣＯ₂が表面に上昇し、大気中に消散するので、ほとんどの分析下でうまくいかない。該不浸透性キャップロックは実際にはまったく一般的でなく、完全又は一部だけ不浸透性かを定量化することはさらに困難であり、完全な不浸透性未満のいずれも経時的に大気中へＣＯ₂を確実に放出させるだろう。
さらにいずれの市販の大規模適用のために隔離する必要があるＣＯ₂の量は、ほとんどいずれの廃井に含められる量の何倍も超えている。
ＣＯ₂は通常、地表下約４０００フィート（１．２ｋｍ）を超えると凝縮して液体になるので、より深い隔離はこの問題を部分的に緩和するが、さらなる問題が生じる。ＣＯ₂は広範な三重点を有し、相変化の重なりがハイドレート妨害物を生成して流れるだろう。
ＣＯ₂は金属に非常に腐食性であり、石油及びガス産業における多くの金属の損傷及びその後の流出の原因であり、液体ＣＯ₂はさらに極度に腐食性であり、長期間のＣＯ₂隔離で送り管及び制御弁として使う物質は未だに実績がない。
石油増進回収(enhanced oil recovery)におけるミシブル攻法(miscible flooding)のためにＣＯ₂を使用することができ、使われている。しかし、これは大気中への消散からＣＯ₂を除去しない。石油増進回収のためのＣＯ₂攻法では、ＣＯ₂を油生成層中に注入して、残存油を動かして油層を再加圧してから残存油を表面に回収し、当該時点でＣＯ₂は油から放散されるにちがいなく、大気に放出されるか又は一部は該プロセスに再循環される。これらの油層のいずれもが不浸透性キャップロック層を有することはほとんどないので、ＣＯ₂も最終的な大気中への漏れまで油田全体の土壌を通じて上方に消散するであろう。油田のＣＯ₂攻法はＣＯ₂を処分又は隔離せず、それは商業用途を導入して、ＣＯ₂が大気中に消散するのを部分的に遅らせるだけである。ＣＯ₂生産及び消散に関与する大きな規模がＣＯ₂消散の以前の試みを制限してきた１つの要因である。

世界のＣＯ₂排出の最大源の１つは石炭火力発電所である。
３００ＭＷの石炭火力発電所の代表例を例に取ってみると、以前に提案されたＣＯ₂消散方法の欠点のいくつかが分かる。３５％の効率（入れた石炭から、母線への電気まで）の３００ＭＷ発電所は１秒当たり８０ｋｇのＣＯ₂を大気中に排出する。この典型的な発電所は、燃焼した石炭１トン当たり２．３２トンのＣＯ₂を生じさせる。これは、１時間当たり２９０トンのＣＯ₂、つまり１日当たり６，９６０トンのＣＯ₂である。
ＵＳＡユーティリティ産業だけで１年当たり２１億トンのＣＯ₂を生じさせる。
このＣＯ₂溶解のための現在の示唆は通常、大量の海水を得られるため、また多くの発電所がそのプロセスで冷却施設として使用すべき海水が入手可能な土地を選定するという事実のため、最も一般的には海水と共に、水酸化ナトリウムの水溶液に集中している。我々の３００ＭＷの例の発電所からのＣＯ₂が１トン当たり４００グラムのカルシウムイオン濃度を有する水酸化ナトリウムを含む水溶液と接触させて消散されるとすると、これには莫大な量の水酸化ナトリウム／海水が必要であろう。地上ＣＯ₂プロセス接触容器を通るこの水酸化ナトリウム／海水の流れは、１日当たり１８０億トンの海水であろう。
さらに、生産される固体無機物質の量は非常に多い。これは１時間当たり６６６トンのＣａＣＯ₃（炭酸カルシウム）を生成する。これは１日当たり大体１６，０００トンの固体炭酸塩が生成される。いずれの地上プロセスにおいても、このような大量の生成炭酸塩の物理的取り扱い及び処分が大きな欠点であり、限界要因である。

この発明の目的は、二酸化炭素除去の有用な方法を提供するか又は少なくとも有用な代替法を提供することである。

（発明の簡単な説明）
ある形態では、本発明は、二酸化炭素（ＣＯ₂）を炭酸塩として固定するＣＯ₂の固定又は結合方法であって、以下の工程：水と石炭灰又は石炭残渣との水溶液を調製する工程；ＣＯ₂を含有するガスを前記水溶液と接触させる工程；及び前記ＣＯ₂を前記水溶液と反応させて炭酸塩を生じさせ、それによって前記ＣＯ₂が固定又は結合される工程；を含む方法にあると言える。
好ましくは水溶液は、水に対して５質量％〜４０質量％の石炭灰又は石炭残渣を含む。
水溶液は、石灰、ドロマイト又は石炭灰溶出液を含む群から選択される１種以上の物質をさらに含むことができる。
本方法は、ＣＯ₂を含有するガスを高圧で水溶液と接触させる工程をさらに含むことができる。高圧は少なくとも0.21MPa（２気圧（３０ｐｓｉｇ））であってよい。
本方法は、ＣＯ₂を含有するガスを高温で水溶液と接触させる工程をさらに含むことができる。
ＣＯ₂を含有するガスを水溶液と接触させる工程を、石炭の現場液化が起こった枯渇鉱山内で行い、それによって炭酸塩を枯渇鉱山内で堆積させることができる。
石炭灰又は石炭残渣を石炭の現場液化から準備し、水を添加して水溶液を与えて、水溶液とその中で接触しているＣＯ₂ガスのほとんど完全な固定化をもたらすことができる。
好ましくは水溶液のｐＨを７より高く調整する。
ＣＯ₂と水溶液の反応が発熱反応を引き起こし、かつＣＯ₂を固定する過程で水蒸気又は蒸気を発生させる工程をさらに含み、この水蒸気又は蒸気を動力機械へのエネルギー源として使用することができる。
ＣＯ₂と水溶液の反応が流動又は酸化還元反応を引き起こし、かつこの反応によって発生した大量の電気エネルギーを必要に応じて貯蔵する工程及び必要に応じて大量の電気エネルギーを放電する工程をさらに含むことができる。
ある形態では、ＣＯ₂と水溶液の反応工程を流動面上で行い、それによって空気からＣＯ₂を吸収することができる。
本発明は、上述したように二酸化炭素（ＣＯ₂）を炭酸塩として固定するＣＯ₂の固定又は結合方法を含む、炭酸カルシウムの製造方法をさらに含むことがでる。
本発明は、水と石炭灰又は石炭残渣の水溶液を調製し、ＣＯ₂を含有するガスを前記水溶液と接触させ、かつ前記ＣＯ₂を前記水溶液と反応させて炭酸塩を生じさせることによって、ＣＯ₂を固定又は結合する方法を含む、ゼオライト型構造の製造方法をさらに含むことができる。
従って、本発明によって、二酸化炭素（ＣＯ₂）を地面の地質層内に炭酸塩化合物として固定するか又はこの発明の溶液と接している空気中で炭酸塩化合物として固定することができることが分かるだろう。
本発明は、種々多様な適用のために効果的な低コストかつ高効率の二酸化炭素固定方法を提供する。

（好ましい実施形態な説明）
本発明は、本発明の水溶液又は溶液と接触している気体／液体によって、的確には炭酸塩と表現することができる鉱化化合物としてＣＯ₂ガスを固定する。
本発明は、石炭灰の有用な用途を提供し、同時に、さもなくば大気に放出されるであろうＣＯ₂の制御又は固定化を提供する。さらに、本発明は、この方法の溶液によるＣＯ₂の固定化を利用する炭酸カルシウムの製造方法を提供する。そのように製造されたこの炭酸塩の一部はゼオライト型の微細な多孔質構造を有する。これは例えばＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、及びＦｅ₂Ｏ₃等の金属酸化物、例えばＮａ₂Ｏ₃、及びＫ₂Ｏ等のアルカリ金属酸化物並びに例えばＣａＯ及びＭｇＯ等のアルカリ土類金属酸化物の存在によって生じるようである。本発明の反応条件では、炭酸塩／ゼオライト型構造が生じ、これらは種々の異なった目的に有用かつ適している。

好ましい実施形態におけるこの発明の溶液は、石炭灰と水を混合することによって主に作られる。石炭灰に加えて、酸化若しくは脱色石炭残渣（例えば石炭の現場液化由来の残渣など）又は実際にはいずれの炭化水素灰残渣をも水と混合してこの溶液の基礎を作ることができる。現場石炭液化由来の酸化脱色残渣は地中のその場にあってよく、その環境内では、既に水浸しになっていないなら、該現場残渣を水と混合するか又は水浸しにすることによってこの発明の溶液が作られる。現場液化由来の石炭灰又は残渣は水への好ましい添加物である。この主添加物にさらに、石灰又はドロマイトでさえ単独でか又は上述した添加物のいずれか若しくは全てと組み合わせて水に添加して水溶液を形成してもよい。
この実施形態では、石炭液化産物の副産物としてＣＯ₂が生成される場合、炭化水素及び他の有益な産物の分離後に枯渇鉱山にＣＯ₂を再導入することができ、或いはＣＯ₂が空気由来の場合は空気を枯渇鉱山に向けて空気からＣＯ₂を吸収した後、ＣＯ₂枯渇空気を表面に戻す。
石炭灰又は１０質量％以上のＣａＯを含むいずれの他の添加物を利用しても吸収溶液中のＣａイオン濃度をより高くすることができ、それによってＣＯ₂固定化効率を高める。石炭灰は一般的にさまざまな種類の金属酸化物を含む。含まれる金属酸化物のタイプと量は、石炭のタイプによって、また石炭の個々の層によってさえ変化しうる。普通は例えばＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、及びＦｅ₂Ｏ₃等の金属酸化物が含まれる。例えばＮａ₂Ｏ₃、及びＫ₂Ｏ等のアルカリ金属酸化物並びに例えばＣａＯ及びＭｇＯ等のアルカリ土類金属酸化物も普通に含まれる。
これら金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物は、ＣＯ₂の炭酸塩化合物への形成において触媒及び反応効果を有する。

以前の地下の石炭気化の場所又は枯渇鉱山のような石炭の現場液化を含みうる地質層内でこの発明の溶液を用いてＣＯ₂を固定すると、これらの既存金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物の触媒効果を、該地質層内にさらに追加された同様の酸化物の存在によってさらにうまく利用する。
ＣＯ₂の変換効率の理由のため、溶液中の石炭灰は溶液全体の４質量％〜４０質量％であることが好ましく、ガイドラインとしてＣａＯ濃度がスラリー全体に対して１質量％〜１０質量％であることが好ましい。金属酸化物又はアルカリ土類金属酸化物、さらに詳細にはＣａＯの比率が高い石炭灰が好ましい。ＣａＯ含量が１０質量％、好ましくは２０質量％の石炭灰は、水中のカルシウムイオン濃度を高めるために大量の石炭灰又は石灰又はドロマイトを添加する必要がない。
水溶液の強アルカリ性ｐＨは鉱化化合物中へのＣＯ₂固定化を増やす。１０のｐＨが有用であるが、１２以上のｐＨが好ましい。
より低いｐＨでは、炭酸塩を沈殿させるよりも溶解する傾向がある。強腐食条件は急速な炭酸塩形成に有利に働く。ＣＯ₂ガスは、水に急速に溶けてルーズに水和した水性形を生成する：
ＣＯ₂（ガス）→ＣＯ₂（水性）
この水性ＣＯ₂が次に水と反応するか又は高ｐＨでは、ヒドロキシルイオンと反応し：
ＣＯ₂（水性）＋Ｈ₂Ｏ→Ｈ₂ＣＯ₃
この炭酸が以下のように溶けて：
Ｈ₂ＣＯ₃→Ｈ⁺＋ＨＣＯ₃ ^-
重炭酸イオンを与える。
これらの反応はｐＨ８未満で有利に働く。
８を超えるｐＨ、特に１０を超えるｐＨでは以下の反応が優先する：
ＣＯ₂（水性）＋ＯＨ^-→ＨＣＯ₃ ^-。
水溶液中に重炭酸イオンが存在すると、次の反応によって炭酸イオンが生成しうる。
ＨＣＯ₃ ^-→Ｈ＋ＣＯ₃ ^--。
次に炭酸イオンが金属イオンと反応して例えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム及び炭酸ナトリウム等の不溶性炭酸塩を生成する。好ましい炭酸塩は炭酸カルシウムである。
溶液の高いｐＨは、ＣＯ₂の水和である普通の律速段階をなくすので、反応は非常に速い。

炭酸塩溶液中へのＣＯ₂の取込み速度がこのプロセスにさらに有効である。石炭灰をこの発明の溶液の基礎として使用することの利点は、石炭灰溶液が与える、ＣＯ₂の予想外かつ新規な取込み速度である。溶液中へのＣＯ₂の取込み速度は、本発明の石炭灰がない垂直接触器によって泡立てられる場合のＣＯ₂取込み速度の９倍までである。
この速度に加えてさらに、石炭灰溶液を使用すると、全てのＣＯ₂が炭酸塩溶液中に取り込まれ、大気にさらした状態でのいかなる有意な脱気なしで溶液中に留まるであろう。大気圧を超えてもＣＯ₂の炭酸塩物質への変換効率を高める。
ＣＯ₂の炭酸塩物質への実質的に完全な変換又は結合を可能にするためには約0.21MPa（２気圧（３０ｐｓｉｇ））の圧力で十分である。
大気圧ではこの溶液を用いて完全なＣＯ₂変換の８５％をもたらす。これらの約0.21MPa（２気圧（３０ｐｓｉｇ））の圧力は、この発明の溶液を用いて地質層内でＣＯ₂を炭酸塩化合物へ変換する間に容易に管理かつ達成される。地質層内の圧力は地質層上の地表陥没を阻止するのに役立つので、この圧力は本プロセスの実際の適用に有益である。この陥没は石炭の地下気化又は鉱化中又はその後の関心事又は難事である。周囲温度より高い温度もＣＯ₂の炭酸塩化合物への固定化の効率を高める。ＣＯ₂の炭酸塩化合物への固定化プロセスもまさに発熱反応、すなわち固定化プロセス自体で熱が発生する。この熱が、特に地質層内にこの発明のＣＯ₂及び溶液が相互作用しうる微量の炭化水素が残存している場合、地質層内で十分に水蒸気又は蒸気を発生させることができる。この水蒸気又は蒸気をさらにエネルギー源として利用して何らかの形の機械、例えば蒸気タービンに動力を供給することができる。
炭化水素、ＣＯ₂及び溶液が相互作用して、炭化水素なしで発生するであろうよりずっと多くの熱を発生させることができる。この熱の発生及びその後に起こりうる水蒸気又は蒸気の発生が、いかなる外部熱源をも必要とせずに約0.21MPa（２気圧（３０ｐｓｉｇ））の圧力に十分に到達させるか又は該圧力を超えさせて、地質層の所望の加圧状態を与えることができる。水又はこの発明の水溶液に添加された石灰はＣＯ₂を固定するのに役立ち、かつ十分な量で水のｐＨをアルカリ性状態に高める。
水又はこの発明の水溶液に添加されたドロマイトは、ＣＯ₂を固定するのに役立ち、かつ十分な量で水のｐＨをアルカリ性状態に高める。
この発明の溶液中の石炭灰は（約）１トンの石炭灰当たり（約）２．３トンのＣＯ₂を固定することができる。
これは、炭素周期の閉鎖であると思われる。燃焼中にＣＯ₂を放出した炭化水素の残渣（石炭灰）はこの発明の溶液で適用された場合、同量のＣＯ₂を固定できるようである。

地中でこの発明の溶液を用いて地質層内でＣＯ₂を炭酸塩化合物に固定すると、地上プロセス接触器で必要な莫大な流速が必要なくなり、同時に、生成した大量の炭酸塩物質の取り扱い又は処分の必要をなくすことが分かる。
地質層内でのＣＯ₂の固定化に適用する場合、この発明の溶液は継続的に再利用され、かつ継続的に再循環されることさえあり、ＣＯ₂が炭酸塩に固定されるにつれて追加の石炭灰を添加することによって、その最大効力範囲で維持され；この炭酸塩は、形成されたときは、その処分場所である地質層内に既にある。
所望により、この炭酸塩を、本発明の溶液のさらに積極的な循環によって、溶液からの固体炭酸塩の表面分離と併せて、表面に回収することができる。
地中での新規炭酸溶液のさらなる現場適用は、エネルギー又は電位の貯蔵装置としての適用である。ここで、地質層内の現場溶液を流動又は酸化還元電池として利用することができる。すなわち、本質的に大量の電気エネルギーを貯蔵し、かつ必要に応じて大量の電気エネルギーを放電できる大型地下電池である。
流動又は酸化還元電池は典型的に太陽又は風力発電に対する付属物である。太陽又は風がほとんどない期間に、太陽又は風アレイからいずれの過剰な発電をも以前に貯蔵した流動電池を利用することによって、グリッドへの電気出力を維持することができる。

この発明の溶液と接している空気も、地上ＣＯ₂プロセス接触器には必要な大量の水の必要をなくす。同様に、生成される炭酸塩物質の量は桁が異なるので、より実際的に収集かつ除去することができる。
空気中のＣＯ₂濃度は約３６５ｐｐｍ（百万分の一）であり、産業革命前のＣＯ₂レベルは２５０ｐｐｍだった。このＣＯ₂濃度は処理するには極端に少ないように見えるが、実際には風力の効率及び規模が、この発明の溶液を用いたＣＯ₂の空中捕獲を地球全体のＣＯ₂濃度を減らす実行可能かつ重要な手段に変える。
ＣＯ₂の大気拡散は非常に速い。世界のどこかで放出されたＣＯ₂は、１２カ月未満で完全に分散される。大気は、世界の一部で放出されたＣＯ₂を大気の残部と同等化する高効率のＣＯ₂輸送システムと考えることができる。大気は、大きい地球全体のＣＯ₂貯蔵システムと考えることもできる。
これらの特質は、ＣＯ₂の空中捕獲をいずれかの場所で利用しても迅速な地球全体の効果があることを意味する。従ってＣＯ₂の空中捕獲装置をＣＯ₂排出点又はその近傍にさえ置く必要がなく、排気筒又は煙突から放出された時にＣＯ₂を捕捉する必要もない。
この発明の溶液を用いた適切な大きさの空気接触器をＣＯ₂排出点の隣り又はその近傍に置いてよく、又は排出点の近傍でない場所、別の国にさえ置いてよく、それでも大気からＣＯ₂排出の原点と同量のＣＯ₂を効率的に捕捉することができる。この発明の溶液を用いたＣＯ₂の空中捕捉は、エネルギー効率の点で非常に有効なプロセスであり、設置面積に対するエネルギーを考慮すると、風力発電又は太陽発電でさえより何桁も上回る効率である。
効率を比較する目的のためには、この発明の溶液と接している空気によって固定されたＣＯ₂の量を、最初にＣＯ₂を発生させた燃焼の熱又はエネルギーに換算し直すことが有用である。空中で３６５ｐｐｍのＣＯ₂では、１立方メートルの空気（４０モルの空気）は０．０１５モルのＣＯ₂を含む。このＣＯ₂の量は、同じ０．０１５モルのＣＯ₂を生じさせるのに十分なガソリン（石油）の燃焼によって放出される熱の量に関連付けられる。この燃焼熱は１０，０００ジュールに相当するので、１立方メートルの空気からＣＯ₂を除去することは、世界中のどこかでガソリンを燃焼させることから生じる１０，０００ジュールの熱に等しいエネルギーである。空気からＣＯ₂を除去するエネルギー方程式は、空気移動又は風自体に含まれる運動エネルギーを遥かに超えることに留意することが重要である。
発電用の風車がますます普及してきている。風車は単位面積当たりのエネルギー束によってランク付けされ、風車がエネルギー束の一部をエネルギー（電気）に変える。従って１０ｍ／秒の風速で風車は６００ｗ／ｍ²のエネルギー束に直面し、その一部が電気エネルギーに変えられるだろう。同面積による等価のＣＯ₂束は空気流１平方メートル当たりの１００，０００ｗに相当する。エネルギーのこの尺度によれば、空気からのＣＯ₂の除去は、風車が利用する運動エネルギーよりずっと濃厚である。

（地下の気化例）
地下１００メートルの石炭層の地下気化（熱分解）が以前に起こった。この石炭層を、該石炭層の地下気化中に生じた石炭灰のレベルを超え、かつ実質的に本発明に適した水溶液を生じさせる上記比率の水で水浸しにする。この溶液は好ましくは流動していてよく、すなわち地質層全体を通じた連続ループでポンピングされる。
ＣＯ₂ガス又はＣＯ₂を含む空気を水溶液に注入し、接しているＣＯ₂を溶液中のイオンに固定して、炭酸カルシウムと表現しうる鉱化化合物を生じさせる。ＣＯ₂が炭酸塩に固定されたるとき、溶液のｐＨが下がる。次に、おそらく石炭火力発電所から供給される追加の石炭灰を溶液に添加してさらにＣＯ₂を吸収し続けることができる。追加の石灰又はドロマイトを添加して溶液のｐＨを好ましいレベルに上昇させてもよい。
ＣＯ₂を炭酸塩に固定してから、さらなる石炭灰、また必要に応じておそらく石灰又はドロマイトを用いてこの発明の溶液をリフレッシュするこのプロセスはＣＯ₂のさらなる固定化を可能にする。これにより、溶液の連続再利用のため、適度な量の水だけを用いて大量のＣＯ₂を固定させることができ、生成された炭酸塩を地質層内に経済的に貯蔵することもできる。
ＣＯ₂の固定化が本質的に完全なときの地質層内へのＣＯ₂の流量によって、この方法で固定されたＣＯ₂の量を測定することができる。

（空中捕獲例）
この発明に適した溶液との空気接触を支持するための自立構造を構築することができる。さらに簡単には既存建造物又は構造物を利用して空気とこの発明の溶液との接触領域を支持することができる。接触領域は、溶液との空気接触を可能にしながら、溶液をそれに付着させることができるいずれの多孔性又は浸透性面から成ってもよいが、これに限定されない。生成された炭酸塩を周期的に収集若しくは処分のための何らかの物理的手段で接触面から除去してよく、又は接触領域自体を再生又は交換してよい。穴を開けて、その穴を通じて溶液と空気接触できるようにした非多孔性面を有するか、又は非多孔性面に溶液を付着させて空気接触をもたらす流体付着力を利用することによって、非多孔性接触領域を使用してもよい。この場合もやはり炭酸塩を定期的に接触領域から除去するか又は接触領域自体を再生又は交換してよい。
別の適用は、溶液が例えば空気が通過しうる該溶液のミストなどの空気以外のいずれの物とも接触しない、何らかの様式でこの発明の溶液との空気接触を可能にするいずれの機構を含でもよい。溶液の強度及び／又は消費された溶液の量に関して生じた炭酸塩の量によって、該方法で固定されたＣＯ₂の量を測定又は計算することができる。

本明細書で述べた本発明は、発明の名称が「炭酸塩への二酸化炭素固定化」のオーストラリア仮特許出願第２００７９０５２８３号に記載されており、その中の教示全体を本明細書に引用したものとする。石炭層の地下気化（熱分解）は、発明の名称が「石炭の現場液化方法」のオーストラリア仮特許出願第２００８９０３８４５号に記載されており、その中の教示全体を本明細書に引用したものとする。石炭の現場液化を助けるのに適したジェットポンプは、発明の名称が「独創的ジェットポンピング」のオーストラリア仮特許出願第２００８９０３８４０号に記載されており、その中の教示全体を本明細書に引用したものとする。この明細書全体を通じて、この発明について種々の指示を与えたが、本発明はこれらのいずれか１つに限定されない。しかし、これらを一緒に組み合わせた２つ以上に本発明が属することがある。実施例は説明のためだけに与えたものであり、限定のために与えたものではない。
この明細書及び以下の特許請求の範囲全体を通じて、特にその文脈が必要としない限り、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）並びに例えば「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」などの変形は、言及した整数又は整数群を包含するが、他のいずれの整数又は整数群をも排除しないことを意味するものと解釈する。

Claims (15)

1. 二酸化炭素（ＣＯ₂）を炭酸塩として固定するＣＯ₂の固定又は結合方法であって、以下の工程：
   水と石炭灰又は石炭残渣との水溶液を調製する工程；
   ＣＯ₂を含有するガスを前記水溶液と接触させる工程；及び
   前記ＣＯ₂と前記水溶液を反応させて炭酸塩を生じさ、それによって前記ＣＯ₂が固定又は結合される工程
   を含む方法。
2. 前記水溶液が水に対して５質量％〜４０質量％の石炭灰又は石炭残渣を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記水溶液が、石灰、ドロマイト又は石炭灰溶出液を含む群から選択される１種以上の化合物をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記ＣＯ₂を含有するガスを高圧で前記水溶液と接触させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記高圧が少なくとも0.21MPa（２気圧（３０ｐｓｉｇ））である、請求項４に記載の方法。
6. 前記ＣＯ₂を含有するガスを高温で前記水溶液と接触させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記ＣＯ₂を含有するガスを前記水溶液と接触させる工程を、石炭の現場液化が起こった枯渇鉱山内で行い、それによって前記炭酸塩を前記枯渇鉱山内で堆積させる、請求項１に記載の方法。
8. 前記石炭灰又は石炭残渣を石炭の現場液化から準備し、水を添加して前記水溶液を与えて、前記水溶液とその中で接触しているＣＯ₂ガスのほとんど完全な固定化をもたらす、請求項１に記載の方法。
9. 前記水溶液のｐＨを７より高く調整する、請求項１に記載の方法。
10. 前記ＣＯ₂と前記水溶液の反応工程が発熱反応を引き起こし、かつＣＯ₂を固定する過程で水蒸気又は蒸気を発生させる工程をさらに含み、この水蒸気又は蒸気を動力機械へのエネルギー源として使用することができる、請求項１に記載の方法。
11. 前記ＣＯ₂と前記水溶液の反応工程が流動又は酸化還元反応を引き起こし、かつ前記反応によって発生した大量の電気エネルギーを必要に応じて貯蔵する工程及び必要に応じて大量の電気エネルギーを放電する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記ＣＯ₂と前記水溶液の反応工程を流動面上で行い、それによって空気からＣＯ₂を吸収する、請求項１に記載の方法。
13. 前記ＣＯ₂と前記水溶液の反応工程を、前記溶液を空気中に噴霧することによって行い、それによって空気からＣＯ₂を吸収する、請求項１に記載の方法。
14. 請求項１に記載の方法を含む、炭酸カルシウムの製造方法。
15. 請求項１に記載の方法を含む、ゼオライト型構造の製造方法。