JP2023095195A - 二酸化炭素回収装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】排気に含まれる二酸化炭素を回収するように構成された二酸化炭素回収装置において、二酸化炭素の利用効率を向上できるようにする。
【解決手段】二酸化炭素回収装置は、吸収部と、貯留部と、第1制御部と、第2制御部と、を備える。吸収部は、二酸化炭素を吸収するように構成された吸収材を有する。貯留部は、吸収部から脱離された二酸化炭素を貯留するように構成される。第1制御部は、排気を含む二酸化炭素を吸収部に送るように構成される。第2制御部は、貯留部に貯留された二酸化炭素を用いて、吸収部内に残留する排気を押し出すことによって、吸収部から排出されるパージガスを、貯留部に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低濃度の用途で利用する利用部に対して提供するように構成される。
【選択図】図1
【解決手段】二酸化炭素回収装置は、吸収部と、貯留部と、第1制御部と、第2制御部と、を備える。吸収部は、二酸化炭素を吸収するように構成された吸収材を有する。貯留部は、吸収部から脱離された二酸化炭素を貯留するように構成される。第1制御部は、排気を含む二酸化炭素を吸収部に送るように構成される。第2制御部は、貯留部に貯留された二酸化炭素を用いて、吸収部内に残留する排気を押し出すことによって、吸収部から排出されるパージガスを、貯留部に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低濃度の用途で利用する利用部に対して提供するように構成される。
【選択図】図1
Description
本開示は、排気に含まれる二酸化炭素を回収するように構成された二酸化炭素回収装置に関する。
下記特許文献1には、二酸化炭素回収装置において、パージ工程で生じるパージガスを大気等に排出する構成が開示されている。ここで、二酸化炭素回収装置は、燃焼装置の排気に含まれる二酸化炭素を吸着部内の吸着材に吸着させ、その後、吸着材から二酸化炭素を脱離させて貯留槽に移動させる。
パージ工程とは、吸着材から二酸化炭素を離脱させる前に、貯留槽内に貯留された二酸化炭素を用いて吸着部内に滞留する排気を排出する工程である。なお、パージガスは、排気と二酸化炭素とを含むガスである。
しかしながら、上記特許文献1の技術では、パージガスを大気に放出し、貯留槽に貯留された二酸化炭素の一部が利用されることなく捨てられるので、二酸化炭素の利用効率が低下するという問題点がある。
本開示の1つの局面は、排気に含まれる二酸化炭素を回収するように構成された二酸化炭素回収装置において、二酸化炭素の利用効率を向上できるようにすることにある。
本開示の一態様は、排気に含まれる二酸化炭素を回収するように構成された二酸化炭素回収装置である。二酸化炭素回収装置は、吸収部と、貯留部と、第1制御部と、第2制御部と、を備える。
吸収部は、二酸化炭素を吸収するように構成された吸収材を有する。貯留部は、吸収部から脱離された二酸化炭素を貯留するように構成される。
第1制御部は、排気を含む二酸化炭素を吸収部に送るように構成される。第2制御部は、貯留部に貯留された二酸化炭素を用いて、吸収部内に残留する排気を押し出すことによって、吸収部から排出されるパージガスを、貯留部に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低濃度の用途で利用する利用部に対して提供するように構成される。
第1制御部は、排気を含む二酸化炭素を吸収部に送るように構成される。第2制御部は、貯留部に貯留された二酸化炭素を用いて、吸収部内に残留する排気を押し出すことによって、吸収部から排出されるパージガスを、貯留部に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低濃度の用途で利用する利用部に対して提供するように構成される。
このような構成によれば、パージガスを利用部に提供できるので、パージガスを利用しない従来構成と比較して、二酸化炭素の利用率を向上させることができる。
本開示の一態様では、貯留部を第1の貯留部とする。二酸化炭素回収装置は、前述の利用部として、第2の貯留部をさらに備えてもよい。第2制御部は、パージガスを第2の貯留部に貯留させてもよい。
このような構成によれば、パージガスを第2の貯留部に貯留させるので、パージガスを直ちに利用しない場合であってもパージガスを大気等に捨てることなく有効利用することができる。また、パージガスを第1の貯留部とは異なる第2の貯留部に貯留させるので、パージガスを第1の貯留部内の二酸化炭素とは別の用途で別の場所で利用することができる。
本開示の一態様では、第2制御部は、利用部としての二酸化炭素利用施設に対して、パージガスを提供してもよい。
このような構成によれば、貯留部に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低濃度の用途で利用する二酸化炭素利用施設でパージガスを有効利用することができる。
このような構成によれば、貯留部に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低濃度の用途で利用する二酸化炭素利用施設でパージガスを有効利用することができる。
本開示の一態様では、第2制御部は、利用部としての農業用ハウスに対して、パージガスを提供してもよい。
このような構成によれば、農業用ハウスでパージガスを有効利用することができる。
このような構成によれば、農業用ハウスでパージガスを有効利用することができる。
本開示の一態様は、少なくとも1つの二酸化炭素濃度センサと、少なくとも1つのバルブと、をさらに備えてもよい。二酸化炭素濃度センサは、吸収材と利用部との間に配置されてもよい。
バルブは、吸収部及び利用部を接続する流路を開閉するように構成されてもよい。第2制御部は、二酸化炭素濃度センサによる濃度が、予め設定された濃度になると、バルブを閉じるように構成されてもよい。
バルブは、吸収部及び利用部を接続する流路を開閉するように構成されてもよい。第2制御部は、二酸化炭素濃度センサによる濃度が、予め設定された濃度になると、バルブを閉じるように構成されてもよい。
このような構成によれば、二酸化炭素の濃度をモニタリングするので、吸収部内の排気が減少したことを検知することができる。そして、排気が減少したときにバルブを閉じることができるので、排気を押し出すために貯留部内の二酸化炭素を過剰に利用しないようにすることができる。また、利用部で利用される二酸化炭素の濃度が過剰に高くなることを抑制し、利用に適した濃度に調整することができる。
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
[1.実施形態]
[1-1.実施形態の構成と本開示の構成との対応関係]
実施形態での制御部50が実施する処理のうちの吸収工程は、本開示での第1制御部の機能に相当し、パージ工程は、本開示での第2制御部の機能に相当する。また、実施形態での複数のバルブ121~126,221~226のうちの、バルブ122,222は、本開示でのバルブに相当する。また、実施形態での複数の二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233のうちの二酸化炭素濃度センサ132,232は、本開示での二酸化炭素濃度センサに相当する。
[1.実施形態]
[1-1.実施形態の構成と本開示の構成との対応関係]
実施形態での制御部50が実施する処理のうちの吸収工程は、本開示での第1制御部の機能に相当し、パージ工程は、本開示での第2制御部の機能に相当する。また、実施形態での複数のバルブ121~126,221~226のうちの、バルブ122,222は、本開示でのバルブに相当する。また、実施形態での複数の二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233のうちの二酸化炭素濃度センサ132,232は、本開示での二酸化炭素濃度センサに相当する。
[1-2.構成]
本実施形態の二酸化炭素回収装置1は、例えば、エンジン、ボイラ等として構成される燃焼装置5の排気に含まれる二酸化炭素を抽出し、貯留するように構成された装置である。二酸化炭素回収装置1は、図1及び図2に示すように、複数の吸収部10,20と、第1の貯留部41と、制御部50と、を備える。二酸化炭素回収装置1は、複数のポンプ31,32、及び複数のバルブ121~126,221~226を備えてもよい。
本実施形態の二酸化炭素回収装置1は、例えば、エンジン、ボイラ等として構成される燃焼装置5の排気に含まれる二酸化炭素を抽出し、貯留するように構成された装置である。二酸化炭素回収装置1は、図1及び図2に示すように、複数の吸収部10,20と、第1の貯留部41と、制御部50と、を備える。二酸化炭素回収装置1は、複数のポンプ31,32、及び複数のバルブ121~126,221~226を備えてもよい。
吸収部10は、内部に吸収材11を有する、例えば金属製のタンクである。吸収材11は、二酸化炭素を吸収可能な固体材料から構成される。吸収材11には、例えば、多孔質材料の表面にアミン等の吸収材を担持させた固体吸収材を採用できる。
なお、本開示において、「吸収」には、「吸着」を含む。吸着材としてはゼオライト、活性炭等の公知の吸着材を採用できる。つまり、吸収材11は、二酸化炭素を着脱可能に構成されていれば、二酸化炭素を吸収するように構成されてもよいし、吸着するように構成されてもよい。
吸収部20は、吸収部10と同様に、内部に吸収材21を有する、例えば金属製のタンクである。
吸収部10,20には、それぞれ、6本の流路91~93,96~98(以下、91~98)が接続されている。これらの流路91~98は、例えば、金属製の管として構成される。6本の流路91~98のうちの3本の流路91~93は、吸収部10,20に所定のガスを導入するために利用される。ガスを導入するための3本の流路91~93は、吸収材11の片側(例えば、図1では吸収部10,20の下側)に並べて配置される。
吸収部10,20には、それぞれ、6本の流路91~93,96~98(以下、91~98)が接続されている。これらの流路91~98は、例えば、金属製の管として構成される。6本の流路91~98のうちの3本の流路91~93は、吸収部10,20に所定のガスを導入するために利用される。ガスを導入するための3本の流路91~93は、吸収材11の片側(例えば、図1では吸収部10,20の下側)に並べて配置される。
特に、流路91は、吸収部10,20と燃焼装置5とを連通し、燃焼装置5から吸収部10,20に排気を導入するために利用される。流路92は、吸収部10,20と外気とを連通し、吸収部10,20に外気を導入するために利用される。流路93は、吸収部10,20と第1の貯留部41とを連通し、第1の貯留部41から吸収部10,20に二酸化炭素を導入するために利用される。
6本の流路91~98のうちの他の3本の流路96~98は、吸収部10,20内のガスを外部に排出するために利用される。ガスを排出するための3本の流路96~98は、ガスを導入するための3本の流路91~93から見て、吸収材11を隔てた反対側(例えば図1では吸収部10,20の上側)に並べて配置される。
特に、流路96は、吸収部10,20と外気とを連通し、吸収部10,20を通過する排気を外気に排出するために利用される。流路97は、吸収部10,20と第1の貯留部41とを連通し、吸収部10,20にて吸収された二酸化炭素を第1の貯留部41に移動させるために利用される。流路98は、吸収部10,20と利用部43とを連通し、吸収部10,20から排出されるパージガスを利用部43に供給するために利用される。
ここで、6本の流路91~98において、吸収部10,20の出入口には、それぞれバルブ121~126,221~226が配置される。吸収部10の出入口のバルブ121~126は、順に、吸収部20の出入口のバルブ221~226に対応して、同じ流路91~98に配置される。
なお、吸収部10,20の入口とは、吸収部10,20の周囲であって、吸収材11,21よりもガスの流れの上流側の部位を表し、吸収部10,20の出口とは、吸収部10,20の周囲であって、吸収材11,21よりもガスの流れの下流側の部位を表す。バルブ121~126,221~226が開くと、吸収部10,20と外部の構成とが連通した状態となり、バルブ121~126,221~226が閉じると、吸収部10,20と外部の構成とが遮断された状態となる。
また、吸収部10,20と第1の貯留部41とを連通する流路97、及び吸収部10,20と利用部43とを連通する流路98には、ポンプ31,32が配置される。ポンプ31,32は、吸収部10,20内の二酸化炭素等のガスを吸い出し、加圧して第1の貯留部41又は利用部43に送る。
第1の貯留部41は、吸収部10,20から脱離された二酸化炭素を貯留するように構成されるタンクである。第1の貯留部41は、ポンプ31により加圧された状態で、二酸化炭素を貯留することができる。貯留された二酸化炭素は、利用部43とは異なる他の利用部42で利用されることができる。ただし、利用部42,43は同一の対象であってもよい。例えば、利用部42,43は、それぞれ二酸化炭素利用施設、特に、農業用ハウスであってもよい。
制御部50は、図2に示すように、CPU51と、例えば、RAM又はROM等の半導体メモリ(以下、メモリ52とする)と、を有するマイクロコンピュータを備える。制御部50の各機能は、CPU51が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ52が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部50は、1つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。
制御部50は、プログラムに従って後述する二酸化炭素貯留処理を実施する。二酸化炭素貯留処理では、制御部50がポンプ31,32及びバルブ121~126,221~226の作動を制御し、二酸化炭素を所定の対象に貯留或いは提供する。
[1-3.処理]
次に、制御部50が実行する二酸化炭素貯留処理について、図3のフローチャートを用いて説明する。二酸化炭素貯留処理では、燃焼装置5から複数の吸収部10,20に対して、交互に排気を導入することで、排気が何れかの吸収部10,20を通過するように構成している。このため、燃焼装置5の排気に含まれる二酸化炭素を無駄にすることなく、燃焼装置5は効率よく連続運転される。
次に、制御部50が実行する二酸化炭素貯留処理について、図3のフローチャートを用いて説明する。二酸化炭素貯留処理では、燃焼装置5から複数の吸収部10,20に対して、交互に排気を導入することで、排気が何れかの吸収部10,20を通過するように構成している。このため、燃焼装置5の排気に含まれる二酸化炭素を無駄にすることなく、燃焼装置5は効率よく連続運転される。
二酸化炭素貯留処理では、図3に示すように、制御部50は、吸収部10を用いて、S110の吸収工程、S120のパージ工程、S130の脱離工程、S140の冷却工程を実施する。制御部50は、S110~S140の処理と並行して、吸収部20を用いて、S210のパージ工程、S220の脱離工程、S230の冷却工程、S240の吸収工程を実施する。
吸収部10を用いたS110の吸収工程に要する工程時間は、吸収部20を用いたS210のパージ工程、S220の脱離工程、及びS230の冷却工程の合計時間と概ね一致するように設定される。また同様に、吸収部20を用いたS240の吸収工程に要する工程時間は、吸収部10を用いたS120のパージ工程、S130の脱離工程、及びS140の冷却工程の合計時間と概ね一致するように設定される。
なお、吸収部20を用いた吸収工程、パージ工程、脱離工程、及び冷却工程は、吸収部10を用いた吸収工程、パージ工程、脱離工程、及び冷却工程と同様の処理であるため、以下では、吸収部10を用いた処理のみを説明する。S150及びS250での判定処理についても同様にS150についてのみ説明する。
制御部50は、S110の吸収工程で、排気を含む二酸化炭素を吸収部10に送る。この際、制御部50は、図4に示すように、バルブ121,124を開けて、他のバルブ122~123,125~126を閉じる。すると、燃焼装置5の排気は、図4に示すルートR1に沿って流れる。すなわち、排気は、流路91及びバルブ124を経て、吸収部10に導入され、排気中の二酸化炭素の大部分が吸収材11にて吸収される。そして、二酸化炭素が減少した排気は、バルブ121及び流路96を経て、大気に放出される。
なお、二酸化炭素回収装置1では、吸収部10に提供される排気に対して、燃焼装置5から吸収部10までの間に、脱硫、脱硝、脱水等の浄化、及び吸収材11での吸収に適した温度への適合等の少なくとも何れかを含む、前処理を実施してもよい。
制御部50は、例えば、吸収工程の継続時間、すなわち、バルブ121,124を開けて、他のバルブ122~123,125~126を閉じてからの時間を、図示しないタイマを用いて監視する。そして、制御部50は、吸収工程の継続時間が予め設定された吸収工程継続時間以上になると、S110の処理を終了し、S120の処理を実施する。
制御部50は、S120のパージ工程で、第1の貯留部41に貯留された二酸化炭素を用いて、吸収部10内に残留する排気を押し出す。そして、制御部50は、吸収部10から排出されるパージガスを、第1の貯留部41に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低濃度の用途で利用する利用部43に対して提供する。
この際、制御部50は、図5に示すように、バルブ122,126を開けて、他のバルブ121,123~125を閉じる。さらに、ポンプ32を駆動させる。すると、第1の貯留部41に貯留された二酸化炭素は、図5に示すルートR2に沿って流れる。
すなわち、二酸化炭素は、第1の貯留部41から流路93及びバルブ126を経て、吸収部10に導入される。二酸化炭素は、吸収部10内に残留する排気と混ざりつつ、排気を流路98に押し出す。押し出された排気及び二酸化炭素は、吸収部10を一掃した後のガスであるパージガスを構成する。
パージガスは、バルブ122、流路98、及びポンプ32を経て、利用部43に提供される。そして、制御部50は、パージ工程の継続時間が予め設定されたパージ工程継続時間以上になると、S120の処理を終了し、S130の処理を実施する。
制御部50は、S130の脱離工程で、吸収部10にて吸収された二酸化炭素を脱離し、脱離した二酸化炭素を第1の貯留部41に貯留させる。この際、制御部50は、図6に示すように、バルブ123のみを開けて、他のバルブ121~122,124~126を閉じる。さらに、吸収材11が二酸化炭素を脱離可能な温度になるまで吸収材11を加温し、ポンプ31を駆動させる。なお、吸収材11の加温方法は、任意の方法を採用できる。例えば、加温方法としては、燃焼装置5が備える熱交換器、ヒータ等を採用することができる。このように二酸化炭素回収装置1が作動すると、吸収部10にて吸収された二酸化炭素は、図6に示すルートR3に沿って流れる。
すなわち、二酸化炭素は、吸収部10からバルブ123、流路97、及びポンプ31を経て、第1の貯留部41に導入される。なお、ポンプ31は、二酸化炭素を吸収部10から吸い出すとともに、第1の貯留部41に向けて加圧し、第1の貯留部41に貯留させるように機能する。この際、吸収部10の内部は大気圧に対して減圧された状態となる。制御部50は、脱離工程の継続時間が予め設定された脱離工程継続時間以上になると、S130の処理を終了し、S140の処理を実施する。
制御部50は、S140の冷却工程で、吸収部10を冷却する。この際、制御部50は、図7に示すように、バルブ125のみを開けて、他のバルブ121~124,126を閉じる。すると、吸収部10が減圧されているため、外気が自然に吸収部10に導入され、外気によって吸収部10が冷却される。外気は、図7に示すルートR4に沿って流れる。
すなわち、外気は、流路92及びバルブ125を経て、吸収部10に導入される。制御部50は、冷却工程の継続時間が予め設定された冷却工程継続時間以上になると、S140の処理を終了し、S150の処理を実施する。
なお、冷却工程では、バルブ125だけでなく、吸収部10の出口側で外気と連通させるためのバルブ121を開いてもよい。この場合、吸収部10内の通気性を向上させ、吸収材11の冷却を促進できる。
制御部50は、S150で、二酸化炭素貯留処理を終了するか否かを判定する。制御部50は、例えば、第1の貯留部41が所定の圧力に到達した場合、予め設定された回数だけS110~S140の処理が繰り返された場合等に、二酸化炭素貯留処理を終了すると判定する。
制御部50は、二酸化炭素貯留処理を終了しないと判定した場合、S110以下の処理を繰り返す。また、制御部50は、二酸化炭素貯留処理を終了すると判定した場合、二酸化炭素貯留処理を終了する。
[1-4.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1a)本開示の一態様は、燃焼装置5の排気に含まれる二酸化炭素を回収するように構成された二酸化炭素回収装置1である。二酸化炭素回収装置1は、吸収部10と、第1の貯留部41と、制御部50と、を備える。
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1a)本開示の一態様は、燃焼装置5の排気に含まれる二酸化炭素を回収するように構成された二酸化炭素回収装置1である。二酸化炭素回収装置1は、吸収部10と、第1の貯留部41と、制御部50と、を備える。
吸収部10は、二酸化炭素を吸収するように構成された吸収材11を有する。第1の貯留部41は、吸収部10から脱離された二酸化炭素を貯留するように構成される。
制御部50は、吸収工程S110,S240で、排気を含む二酸化炭素を吸収部10に送るように構成される。制御部50は、パージ工程S120,S210で、第1の貯留部41に貯留された二酸化炭素を用いて、吸収部10内に残留する排気を押し出すように構成される。そして、吸収部10から排出されるパージガスを、第1の貯留部41に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低濃度の用途で利用する利用部43に対して提供するように構成される。
制御部50は、吸収工程S110,S240で、排気を含む二酸化炭素を吸収部10に送るように構成される。制御部50は、パージ工程S120,S210で、第1の貯留部41に貯留された二酸化炭素を用いて、吸収部10内に残留する排気を押し出すように構成される。そして、吸収部10から排出されるパージガスを、第1の貯留部41に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低濃度の用途で利用する利用部43に対して提供するように構成される。
このような構成によれば、パージガスを低濃度の用途で利用部43に提供できるので、パージガスを利用しない従来構成と比較して、二酸化炭素の利用率を向上させることができる。
(1b)なお、二酸化炭素回収装置1は、パージガスを吸収部10に再び循環させて、パージガスに含まれる二酸化炭素を再利用してもよく、この場合、二酸化炭素の利用率を向上させることができる。しかし、パージガスの処理量が増加すると、新たに処理できる排気の量が減少し、排気から二酸化炭素を抽出するためのエネルギが余分に必要になるという問題がある。吸収部10にて二酸化炭素を吸収及び脱離するには、吸収部10を加熱したり冷却したりする必要があり、この際、エネルギが必要だからである。
このため本開示の構成では、パージガスを吸収部10に再循環させるのではなく、余分なエネルギを消費しないように、利用部43に供給するようにしている。
(1c)本開示の一態様では、制御部50は、パージ工程S120,S210で、利用部43としての二酸化炭素利用施設に対して、パージガスを提供するように構成される。
このような構成によれば、第1の貯留部41に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低濃度の用途で利用する二酸化炭素利用施設でパージガスを有効利用することができる。
このような構成によれば、第1の貯留部41に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低濃度の用途で利用する二酸化炭素利用施設でパージガスを有効利用することができる。
(1d)本開示の一態様では、制御部50は、パージ工程S120,S210で、利用部43としての農業用ハウスに対して、パージガスを提供するように構成される。
このような構成によれば、農業用ハウスでパージガスを有効利用することができる。
このような構成によれば、農業用ハウスでパージガスを有効利用することができる。
[2.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(2a)上記実施形態では、各工程の作動継続時間に応じてポンプ31,32及びバルブ121~126,221~226を作動する構成したが、これに限定されるものではない。例えば、図8に示す第1変形例の二酸化炭素回収装置2のように、二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233をさらに備え、二酸化炭素の濃度に応じてポンプ31,32及びバルブ121~126,221~226を作動させてもよい。
ここで、二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233は、吸収部10の出口付近であって、バルブ121~123,221~223のガスの流れの上流側に配置されてもよい。つまり、二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233は、吸収材11,21とバルブ121~123,221~223との間に配置されてもよい。制御部50は、パージ工程S120,S210で、二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233により検知された濃度が、予め設定された濃度以上になると、バルブ122,222を閉じるように構成される。
本実施形態では、利用部43に繋がる流路98に配置された二酸化炭素濃度センサ132,232により検知された濃度に基づいて、バルブ122,222を閉じるように構成することができる。
なお、バルブ122,222を閉じる際の濃度は、吸収部10,20内の排気が一掃されたときの濃度であればよく、この濃度は実験的に設定されてもよい。ただし、バルブ122,222を閉じる際の濃度は、少なくとも第1の貯留部41に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低い濃度に設定される。
このような構成によれば、二酸化炭素の濃度をモニタリングするので、吸収部10内の排気が減少したことを検知することができる。そして、排気が減少したときにバルブ122,222を閉じることができるので、排気を押し出すために第1の貯留部41内の二酸化炭素を過剰に利用しないようにすることができる。また、利用部43で利用される二酸化炭素の濃度が過剰に高くなることを抑制し、利用に適した濃度に調整することができる。
(2b)上記第1変形例では、二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233は、吸収材11,21とバルブ121~123,221~223との間に配置されたが、この構成に限られない。
二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233は、バルブ121~123,221~223の下流側に配置されてもよい。なお、二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233をバルブ121~123,221~223の下流側に配置する場合、二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233は、バルブ121~123,221~223のすぐそばに配置されるよい。
二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233は、バルブ121~123,221~223の下流側に配置されてもよい。なお、二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233をバルブ121~123,221~223の下流側に配置する場合、二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233は、バルブ121~123,221~223のすぐそばに配置されるよい。
特に、少なくともパージ工程でバルブ122,222を閉じる際の濃度を検知するために利用される二酸化炭素濃度センサ132,232は、吸収材11と利用部43との間に配置されてもよい。二酸化炭素濃度センサ132,232は、バルブ122,222のすぐ下流側に配置されてもよい。
二酸化炭素濃度センサ132,232がバルブ122,222の下流側に配置されていれば、吸収材11からバルブ122,222までの間に排気を含む低純度ガスが残存してしまうことを抑制できる。ただし、パージ工程で、高濃度の二酸化炭素が多く消費されてしまうことを抑制するために、二酸化炭素濃度センサ132,232は、できる限りバルブ122,222に近接して配置されていることが好ましい。
なお、上記第1変形例のように、二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233が、吸収材11,21とバルブ121~123,221~223との間に配置される構成でもよい。この構成によれば、二酸化炭素濃度センサ131~133,231~233を用いて、吸収部10における二酸化炭素の内部濃度を測定できる。
(2c)上記実施形態では、パージガスを利用部43に直接施用するように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、図9に示す第2変形例の二酸化炭素回収装置3のように、第2の貯留部46をさらに備え、制御部50は、パージ工程S120,S210で、パージガスを第2の貯留部46に貯留させるように構成されてもよい。
このような構成によれば、パージガスを第2の貯留部46に貯留させるので、パージガスを直ちに利用しない場合であっても、パージガスを大気等に捨てることなく有効利用することができる。
(2d)図9に示す第2変形例の二酸化炭素回収装置3の場合、第2の貯留部46を移動させることなく利用部43にパージガスを施用してもよい。また、第2の貯留部46を、さらに別の利用部47が存在する場所まで移動させてから、利用部47にパージガスを施用してもよい。
(2e)上記実施形態では、第1の吸収部10での吸収工程に要する工程時間は、第2の吸収部20でのパージ工程、脱離工程、及び冷却工程の合計時間と概ね一致するように設定したが、この構成に限られない。第1の吸収部10での吸収工程に要する工程時間は、他の吸収部20等でのパージ工程、脱離工程、及び冷却工程の合計時間と一致しなくてもよい。例えば、吸収部10,20は、3つ以上備えられていてもよく、この場合については、特に、第1の吸収部10での吸収工程に要する工程時間は、他の吸収部20等でのパージ工程、脱離工程、及び冷却工程の合計時間と一致しなくてもよい。
(2f)上記実施形態では、制御部50は、冷却工程の継続時間が予め設定された冷却工程継続時間以上になると、S140の処理を終了するように構成したが、この構成に限られない。例えば、制御部50は、吸収部10,20内の圧力が予め設定された圧力になった場合に、S140の処理を終了してもよい。
(2g)本開示に記載の制御部50及び制御部50が実行する手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部50及び制御部50が実行する手法は、1つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部50及びその手法は、1つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。制御部50に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、1つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。
(2h)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。
(2i)前述した二酸化炭素回収装置1の他、当該二酸化炭素回収装置1を構成要素とするシステム、当該二酸化炭素回収装置1としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実体的記録媒体、二酸化炭素貯留方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
1,2,3…二酸化炭素回収装置、5…燃焼装置、10,20…吸収部、11,21…吸収材、31,32…ポンプ、41…第1の貯留部、42,43…利用部、46…第2の貯留部、50…制御部、51…CPU、52…メモリ、91~98…流路、121~126,221~226…バルブ、131~133,231~233…二酸化炭素濃度センサ。
Claims (5)
- 排気に含まれる二酸化炭素を回収するように構成された二酸化炭素回収装置であって、
二酸化炭素を吸収するように構成された吸収材を有する吸収部と、
前記吸収部から脱離された二酸化炭素を貯留するように構成された貯留部と、
前記排気を含む二酸化炭素を前記吸収部に送るように構成された第1制御部と、
前記貯留部に貯留された二酸化炭素を用いて、前記吸収部内に残留する前記排気を押し出すことによって、前記吸収部から排出されるパージガスを、前記貯留部に貯留される二酸化炭素の濃度よりも低濃度の用途で利用する利用部に対して提供するように構成された第2制御部と、
を備える二酸化炭素回収装置。 - 請求項1に記載の二酸化炭素回収装置であって、
前記貯留部を第1の貯留部として、
前記利用部として、第2の貯留部をさらに備え、
前記第2制御部は、前記パージガスを前記第2の貯留部に貯留させる
ように構成された二酸化炭素回収装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の二酸化炭素回収装置であって、
前記第2制御部は、前記利用部としての二酸化炭素利用施設に対して、前記パージガスを提供する
ように構成された二酸化炭素回収装置。 - 請求項3に記載の二酸化炭素回収装置であって、
前記第2制御部は、前記利用部としての農業用ハウスに対して、前記パージガスを提供する
ように構成された二酸化炭素回収装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の二酸化炭素回収装置であって、
前記吸収部及び前記利用部を接続する流路を開閉する少なくとも1つのバルブと、
前記吸収材と前記利用部との間に配置される少なくとも1つの二酸化炭素濃度センサと、
をさらに備え、
前記第2制御部は、前記二酸化炭素濃度センサによる濃度が、予め設定された濃度になると、前記バルブを閉じる
ように構成された二酸化炭素回収装置。
Priority Applications (1)
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