JP2024012240A - Carbon dioxide recovery system - Google Patents

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JP2024012240A
JP2024012240A JP2022114434A JP2022114434A JP2024012240A JP 2024012240 A JP2024012240 A JP 2024012240A JP 2022114434 A JP2022114434 A JP 2022114434A JP 2022114434 A JP2022114434 A JP 2022114434A JP 2024012240 A JP2024012240 A JP 2024012240A
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宏樹 青島
Hiroki Aoshima
陽介 中村
Yosuke Nakamura
弘幸 滝川
Hiroyuki Takigawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon dioxide recovery system capable of suppressing effects of water and foreign matters other than water adhering to an electrochemical cell.
SOLUTION: A system comprises an electrochemical cell 12a, which adsorbs carbon dioxide by application of an adsorption potential and desorbs the adsorbed carbon dioxide by application of a desorption potential, collection units 11, 13, 14, 16, which collect the carbon dioxide desorbed from the electrochemical cell, and a blower 19, which feeds an atmosphere containing carbon dioxide into a housing when the electrochemical cell adsorbs carbon dioxide contained in atmosphere. A controller 17, when not controlling the electrochemical cell and the collection units to adsorb carbon dioxide, activates the blower to force out air to remove water and/or foreign matters other than water adhering to the electrochemical cell.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本開示は、二酸化炭素を含有する大気から二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収システムに関する。 The present disclosure relates to a carbon dioxide recovery system that recovers carbon dioxide from an atmosphere containing carbon dioxide.

特許文献1には、電気化学反応によって、二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を分離するガス分離システムが提案されている。このガス分離システムでは、二酸化炭素を含む混合ガスが、電気化学セルが配置された筐体内に導入される。電気化学セルの負極に電子を向かわせる充電モードにおいて、負極に設けられた電気活性材料が還元される。このため、負極における電気活性材料と二酸化炭素との結合が生じて、混合ガスから二酸化炭素が分離される。一方、充電モード中の電子流とは逆方向に電子流を生じさせる放電モードにおいて、負極における電気活性材料が酸化される。これにより、負極の電気活性材料から二酸化炭素が放出される。 Patent Document 1 proposes a gas separation system that separates carbon dioxide from a mixed gas containing carbon dioxide by an electrochemical reaction. In this gas separation system, a gas mixture containing carbon dioxide is introduced into an enclosure in which an electrochemical cell is placed. In a charging mode that directs electrons to the negative electrode of an electrochemical cell, the electroactive material provided at the negative electrode is reduced. Therefore, a bond between the electroactive material and carbon dioxide at the negative electrode occurs, and carbon dioxide is separated from the mixed gas. On the other hand, the electroactive material at the negative electrode is oxidized in the discharge mode, which causes a flow of electrons in the opposite direction to that during the charge mode. This releases carbon dioxide from the electroactive material of the negative electrode.

特表2018-533470号公報Special table 2018-533470 publication

しかしながら、大気には、水分(水蒸気)や、水分以外の異物(砂埃、花粉など)が含まれている。このため、電気化学セルが大気から二酸化炭素を吸着するために大気に晒されていると、電気化学セルには、水分や水分以外の異物が付着することは避けがたい。電気化学セルに水分や水分以外の異物が付着すると、電気化学セルが、二酸化炭素を吸着する性能を十分に発揮することができなかったり、水分により、意図しない短絡が生じたりする虞がある。 However, the atmosphere contains moisture (water vapor) and foreign substances other than moisture (dust, pollen, etc.). For this reason, when an electrochemical cell is exposed to the atmosphere in order to adsorb carbon dioxide from the atmosphere, it is inevitable that moisture and foreign substances other than moisture will adhere to the electrochemical cell. If moisture or foreign matter other than moisture adheres to the electrochemical cell, there is a risk that the electrochemical cell may not be able to sufficiently exhibit its ability to adsorb carbon dioxide, or that the moisture may cause an unintended short circuit.

本開示は、上述した点に鑑みてなされたものであり、電気化学セルへの水分や水分以外の異物の付着による影響を抑制することが可能な二酸化炭素回収システムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above-mentioned points, and aims to provide a carbon dioxide recovery system that is capable of suppressing the effects of moisture and foreign matter adhering to an electrochemical cell. .

上記目的を達成するために、本開示による二酸化炭素回収システムは、
電気化学反応によって、二酸化炭素を含有する大気から二酸化炭素を回収するものであって、
筐体内に配置され、吸着電位の印加により、二酸化炭素を吸着し、脱離電位の印加により、吸着した二酸化炭素を脱離する電気化学セル(12a)と、
電気化学セルから脱離された二酸化炭素を回収する回収部(11、13、14、16)と、
電気化学セルに吸着電位を印加して、筐体内に導入された大気に含まれる二酸化炭素を電気化学セルに吸着させ、電気化学セルに脱離電位を印加して、電気化学セルから二酸化炭素を脱離させ、脱離された二酸化炭素を回収部に回収させるように、電気化学セル及び回収部を制御する制御部(17)と、
制御部によって制御され、電気化学セルが大気に含まれる二酸化炭素を吸着する際に、筐体内に二酸化炭素を含む大気を送り込む送風部(19、13)と、を備え、
制御部は、二酸化炭素を回収するために電気化学セル及び回収部を制御していないときに、送風部を作動させて筐体内に強制的に風を通過させることにより、電気化学セルに付着した水分及び/又は水分以外の異物を除去するように構成される。
In order to achieve the above object, the carbon dioxide capture system according to the present disclosure includes:
Recovers carbon dioxide from the atmosphere containing carbon dioxide by an electrochemical reaction,
an electrochemical cell (12a) disposed within the housing, which adsorbs carbon dioxide by applying an adsorption potential and desorbs the adsorbed carbon dioxide by applying a desorption potential;
a recovery unit (11, 13, 14, 16) that recovers carbon dioxide desorbed from the electrochemical cell;
By applying an adsorption potential to the electrochemical cell, carbon dioxide contained in the atmosphere introduced into the housing is adsorbed to the electrochemical cell, and by applying a desorption potential to the electrochemical cell, carbon dioxide is removed from the electrochemical cell. a control unit (17) that controls the electrochemical cell and the recovery unit to cause the recovery unit to desorb and recover the desorbed carbon dioxide;
A blower unit (19, 13) that is controlled by a control unit and sends atmosphere containing carbon dioxide into the casing when the electrochemical cell adsorbs carbon dioxide contained in the atmosphere,
When the control unit is not controlling the electrochemical cell and recovery unit to recover carbon dioxide, the control unit operates the blower unit to forcefully pass wind into the casing to remove particles that have adhered to the electrochemical cell. The device is configured to remove moisture and/or foreign substances other than moisture.

このように、制御部は、送風部による強制的な送風によって電気化学セルに付着した水分及び/又は水分以外の異物を除去することができるので、電気化学セルへの水分や水分以外の異物の付着による影響を抑制することが可能になる。 In this way, the control unit can remove moisture and/or foreign substances other than moisture adhering to the electrochemical cell by forced air blowing by the air blower, so the control unit can remove moisture and/or foreign substances other than moisture attached to the electrochemical cell. It becomes possible to suppress the influence of adhesion.

上記括弧内の参照番号は、本開示の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本開示の範囲を制限することを意図したものではない。 The reference numbers in parentheses above merely indicate an example of the correspondence with specific configurations in the embodiments described below to facilitate understanding of the present disclosure, and do not limit the scope of the present disclosure in any way. Not what I intended.

また、上記した本開示の特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。 Further, technical features described in each claim other than the above-mentioned features of the present disclosure will become clear from the description of the embodiments and the accompanying drawings to be described later.

実施形態に係る二酸化炭素回収システム10の構成を概略的に示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram schematically showing the configuration of a carbon dioxide recovery system 10 according to an embodiment. 二酸化炭素回収のための一連の制御シーケンスを実行するため、制御装置において実施される処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process performed in a control apparatus in order to perform a series of control sequences for carbon dioxide recovery. (a)-(c)は、一連の制御シーケンスに含まれる、吸着モード、掃気モード、及び脱離・回収モードについて説明するための説明図である。(a) to (c) are explanatory diagrams for explaining adsorption mode, scavenging mode, and desorption/recovery mode included in a series of control sequences. 主として水分以外の異物が電気化学セルに付着したときに、その水分以外の異物を除去するための異物除去処理を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing a foreign matter removal process for removing foreign matter other than water when the foreign matter mainly adheres to an electrochemical cell. 主として水分が電気化学セルに付着したときに、その水分を除去するための水分除去処理を示すフローチャートである。It is a flowchart mainly showing a water removal process for removing water when it adheres to an electrochemical cell. 電気化学セルへ水分が付着する可能性が高い状況を検出し、水分の付着を抑制する結露防止処理を示すフローチャートである。2 is a flowchart illustrating a dew condensation prevention process that detects a situation where there is a high possibility that moisture will adhere to an electrochemical cell and suppresses the attachment of moisture.

以下、本開示の実施形態に係る二酸化炭素回収システムが、図面を参照して、詳細に説明される。なお、複数の図面にわたって、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号が付されている。本実施形態に係る二酸化炭素回収システムは、二酸化炭素を含有する大気から二酸化炭素を回収するものである。二酸化炭素が除去された大気は外部に排出される。図1は、本実施形態に係る二酸化炭素回収システム10の構成を概略的に示している。 Hereinafter, a carbon dioxide recovery system according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are given to the same or equivalent parts in the plurality of drawings. The carbon dioxide recovery system according to this embodiment recovers carbon dioxide from the atmosphere containing carbon dioxide. The atmosphere from which carbon dioxide has been removed is exhausted to the outside. FIG. 1 schematically shows the configuration of a carbon dioxide recovery system 10 according to this embodiment.

図1に示す二酸化炭素回収システム10は、流路開閉弁11、回収器12、ポンプ13、流路切替弁14、COセンサ15、CO回収タンク16、制御装置17、送風機19、温度センサ20、湿度センサ21、並びに外部サーバ22を備えている。 The carbon dioxide recovery system 10 shown in FIG. 20, a humidity sensor 21, and an external server 22.

流路開閉弁11は、制御装置17によって開閉状態が制御される。流路開閉弁11が開かれると、大気と回収器12内とを連通する流路配管を介して、二酸化炭素を含有した大気が回収器12内に導入可能となる。一方、流路開閉弁11が閉じられると、大気と回収器12内とを連通する流路配管が遮断され、回収器12は密閉される。その結果、流路開閉弁11が設けられた流路配管を介して、大気が回収器12内に侵入することができなくなる。 The opening/closing state of the channel opening/closing valve 11 is controlled by a control device 17 . When the flow path opening/closing valve 11 is opened, the atmosphere containing carbon dioxide can be introduced into the recovery device 12 via the flow path piping that communicates the atmosphere with the inside of the recovery device 12 . On the other hand, when the channel opening/closing valve 11 is closed, the channel piping communicating between the atmosphere and the inside of the recovery device 12 is cut off, and the recovery device 12 is sealed. As a result, the atmosphere cannot enter into the collector 12 through the flow path piping provided with the flow path opening/closing valve 11.

送風機19は、いずれも図示は省略されているが、モータによって回転される送風ファンを有する。流路開閉弁11が開かれているときに、送風機19の送風ファンが制御装置17によって回転駆動される。その結果、大気と回収器12内とを連通する流路配管を介して、二酸化炭素を含有した大気が回収器12内に送り込まれる。ただし、送風機19は省略されても良い。あるいは、送風機19の役割を、ポンプ13が兼ねても良い。すなわち、流路開閉弁11が開かれているときに、ポンプ13を駆動して、上記の流路配管を介して、二酸化炭素を含有する大気が外部から回収器12内に引き込まれても良い。従って、送風機19もしくはポンプ13が、送風部に相当する。 Although not shown in the drawings, the blower 19 includes a blower fan rotated by a motor. When the channel opening/closing valve 11 is open, the blower fan of the blower 19 is rotationally driven by the control device 17 . As a result, the atmosphere containing carbon dioxide is sent into the collector 12 via the flow path piping that communicates the atmosphere with the interior of the collector 12 . However, the blower 19 may be omitted. Alternatively, the pump 13 may also serve as the blower 19. That is, when the channel opening/closing valve 11 is open, the pump 13 may be driven to draw atmospheric air containing carbon dioxide from the outside into the recovery device 12 via the channel piping. . Therefore, the blower 19 or the pump 13 corresponds to the blower section.

回収器12は、例えば金属製の筐体の内部に配置された電気化学セル12aを備える。電気化学セル12aは、電気化学反応によって、二酸化炭素を吸着して、大気から二酸化炭素を分離したり、吸着した二酸化炭素を脱離して、ポンプ13により、脱離した二酸化炭素をCO回収タンク16に蓄積させたりすることが可能なものである。回収器12は、2つの開口部を有している。開口部の1つは、外部から二酸化炭素を含む大気を回収器12の筐体内部に導入するための導入口である。開口部のもう1つは、二酸化炭素が除去された大気や、電気化学セル12aから脱離された二酸化炭素を排出するための排出口である。上述した流路開閉弁11が設けられた流路配管が導入口に接続され、ポンプ13が設けられた流路配管が排出口に接続される。なお、回収器12内とは、筐体の内部と同意である。 The recovery device 12 includes an electrochemical cell 12a arranged inside a metal case, for example. The electrochemical cell 12a adsorbs carbon dioxide through an electrochemical reaction, separates the carbon dioxide from the atmosphere, desorbs the adsorbed carbon dioxide, and uses the pump 13 to transfer the desorbed carbon dioxide to a CO 2 recovery tank. 16. The collector 12 has two openings. One of the openings is an inlet for introducing atmospheric air containing carbon dioxide from the outside into the casing of the recovery device 12 . The other opening is an outlet for discharging the atmosphere from which carbon dioxide has been removed and the carbon dioxide desorbed from the electrochemical cell 12a. A flow path piping provided with the above-mentioned flow path opening/closing valve 11 is connected to the inlet, and a flow path piping provided with the pump 13 is connected to the discharge port. Note that the inside of the recovery container 12 is the same as the inside of the casing.

回収器12の筐体内部には、複数の電気化学セル12aが積層して配置されている。複数の電気化学セル12aの積層方向は、大気の流れ方向に直交する方向となっている。個々の電気化学セル12aは板状に構成されており、板面がセル積層方向と交差するように配置されている。隣接する電気化学セル12aの間には、所定の隙間が設けられている。隣接する電気化学セル12aの間に設けられた隙間は、大気が流れる流路となる。 Inside the casing of the recovery device 12, a plurality of electrochemical cells 12a are arranged in a stacked manner. The stacking direction of the plurality of electrochemical cells 12a is perpendicular to the flow direction of the atmosphere. Each electrochemical cell 12a is configured in a plate shape, and arranged so that the plate surface intersects the cell stacking direction. A predetermined gap is provided between adjacent electrochemical cells 12a. The gap provided between adjacent electrochemical cells 12a becomes a flow path through which the atmosphere flows.

各電気化学セル12aは、例えば、作用極集電層、作用極、セパレータ、対極、及び対極集電層などが、記載された順序で積層されて構成されている。なお、作用極は負極であり、作用極と対をなす対極は正極である。これら作用極と対極との間に印加する電位差を変化させることにより、作用極に電子を与えて、作用極の二酸化炭素吸着材に二酸化炭素を吸着させたり、作用極から電子を放出させて、吸着した二酸化炭素を脱離させたりすることができる。すなわち、電気化学セル12aの作用極と対極との間に吸着電位を印加することにより、電気化学セル12a(作用極の二酸化炭素吸着材)に二酸化炭素を吸着させることができる。また、電気化学セル12aの作用極と対極との間に、吸着電位とは異なる脱離電位を印加することにより、電気化学セル12aから二酸化炭素を脱離させることができる。 Each electrochemical cell 12a is configured by laminating, for example, a working electrode current collecting layer, a working electrode, a separator, a counter electrode, a counter electrode current collecting layer, etc. in the stated order. Note that the working electrode is a negative electrode, and the counter electrode paired with the working electrode is a positive electrode. By changing the potential difference applied between the working electrode and the counter electrode, electrons are given to the working electrode and carbon dioxide is adsorbed to the carbon dioxide adsorbent of the working electrode, or electrons are released from the working electrode. Adsorbed carbon dioxide can be desorbed. That is, by applying an adsorption potential between the working electrode and the counter electrode of the electrochemical cell 12a, carbon dioxide can be adsorbed to the electrochemical cell 12a (the carbon dioxide adsorbent of the working electrode). Further, carbon dioxide can be desorbed from the electrochemical cell 12a by applying a desorption potential different from the adsorption potential between the working electrode and the counter electrode of the electrochemical cell 12a.

作用極集電層は、二酸化炭素を含んだ大気が通過可能な孔を有する多孔質の導電性材料からなる。作用極集電層は、ガス透過性と導電性を有していればよく、作用極集電層の形成材料として、例えば金属材料や炭素質材料を用いることができる。 The working electrode current collecting layer is made of a porous conductive material having pores through which the atmosphere containing carbon dioxide can pass. The working electrode current collecting layer only needs to have gas permeability and conductivity, and for example, a metal material or a carbonaceous material can be used as the material for forming the working electrode current collecting layer.

作用極は、二酸化炭素吸着材、導電性物質、バインダなどを混合した材料から形成される。二酸化炭素吸着材は、電子を受け取ることで二酸化炭素を吸着し、電子を放出することで吸着していた二酸化炭素を脱離する性質を有する。二酸化炭素吸着材としては、例えばポリアントラキノンを用いることができる。導電性物質は、二酸化炭素吸着材への導電路を形成する。導電性物質としては、例えばカーボンナノチューブ、カーボンブラック、グラフェン等の炭素材料を用いることができる。バインダは、二酸化炭素吸着材や導電性物質を保持するためのものである。バインダとしては、例えば導電性樹脂を用いることができる。導電性樹脂は、例えば、導電性フィラーとしてAg等を含有するエポキシ樹脂やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素樹脂等を用いることができる。 The working electrode is formed from a material mixed with a carbon dioxide adsorbent, a conductive substance, a binder, and the like. The carbon dioxide adsorbent has the property of adsorbing carbon dioxide by receiving electrons and desorbing the adsorbed carbon dioxide by releasing electrons. As the carbon dioxide adsorbent, for example, polyanthraquinone can be used. The electrically conductive material forms a conductive path to the carbon dioxide adsorbent. As the conductive substance, for example, carbon materials such as carbon nanotubes, carbon black, and graphene can be used. The binder is for holding the carbon dioxide adsorbent and the conductive substance. As the binder, for example, a conductive resin can be used. As the conductive resin, for example, an epoxy resin containing Ag or the like as a conductive filler, a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), or the like can be used.

対極は、電気活性補助材、導電性物質、バインダなどを混合した材料から形成される。対極の導電性物質、バインダは、作用極の導電性物質、バインダと同様であるため説明を省略する。対極の電気活性補助剤は、電子供与剤となる活物質を有する材質で構成される。対極の電気活性補助材は、作用極の二酸化炭素吸着材との間で電子の授受を行う補助的な電気活性種である。電気活性補助材としては、例えば金属イオンの価数が変化することで、電子の授受を可能とする金属錯体を用いることができる。このような金属錯体としては、フェロセン、ニッケロセン、コバルトセン等のシクロペンタジエニル金属錯体、あるいはポルフィリン金属錯体等を挙げることができる。これらの金属錯体は、ポリマーでもモノマーでもよい。対極集電層は、作用極集電層と同様に、金属材料や炭素質材料などの導電性材料にて形成される。 The counter electrode is formed from a material mixed with an electroactive additive, a conductive material, a binder, and the like. The conductive material and binder of the counter electrode are the same as the conductive material and binder of the working electrode, and therefore their explanation will be omitted. The electroactive auxiliary agent of the counter electrode is composed of a material having an active material that serves as an electron donor. The electroactive auxiliary material at the counter electrode is an auxiliary electroactive species that exchanges electrons with the carbon dioxide adsorbent at the working electrode. As the electroactive auxiliary material, for example, a metal complex that enables transfer of electrons by changing the valence of metal ions can be used. Examples of such metal complexes include cyclopentadienyl metal complexes such as ferrocene, nickelocene, and cobaltocene, and porphyrin metal complexes. These metal complexes may be polymers or monomers. The counter electrode current collecting layer is made of a conductive material such as a metal material or a carbonaceous material, similarly to the working electrode current collecting layer.

セパレータは、作用極と対極との間に配置され、作用極と対極とを分離する。セパレータは、作用極と対極との物理的な接触を防いで電気的短絡を抑制するとともに、イオンを透過させる絶縁性イオン透過膜である。セパレータとして、セルロース膜やポリマー、ポリマーとセラミックの複合材料等を用いることができる。 The separator is disposed between the working electrode and the counter electrode to separate the working electrode and the counter electrode. The separator is an insulating ion-permeable membrane that prevents physical contact between the working electrode and the counter electrode to suppress electrical short circuits and allows ions to pass therethrough. As the separator, a cellulose membrane, a polymer, a composite material of polymer and ceramic, etc. can be used.

なお、電気化学セル12aには、電解質が作用極及び対極にまたがるように設けられている。電解質は、例えばイオン液体を用いることができる。イオン液体は、常温常圧下で不揮発性を有する液体の塩である。 Note that the electrochemical cell 12a is provided with an electrolyte extending over the working electrode and the counter electrode. For example, an ionic liquid can be used as the electrolyte. Ionic liquids are liquid salts that are nonvolatile at room temperature and pressure.

ポンプ13は、回収器12内に残された、二酸化炭素が除去された残留大気を回収器12から吸引して外部に放出(すなわち、回収器12内の残留大気を掃気)したり、二酸化炭素吸着材が吸着した二酸化炭素を脱離する際に、脱離された二酸化炭素を回収器12から吸引して、CO回収タンク16へ向けて排出したりする。ポンプ13が、回収器12内の残留大気を掃気するとき、上記の流路開閉弁11は、外部と回収器12内とを連通する流路配管を遮断する。換言すれば、流路開閉弁11は、制御装置17が、二酸化炭素の回収のための制御を実行して、電気化学セル12a(二酸化炭素吸着材)に二酸化炭素を吸着させる吸着モードの間だけ開かれ、残留大気を回収器12内から掃気する掃気モード、及び電気化学セル12aが吸着した二酸化炭素を脱離し、CO回収タンク16に回収する脱離・回収モードの間は閉じられる。従って、回収器12内の残留大気の掃気は、ポンプ13による真空引きによって行われる。また、その後に行われる二酸化炭素のCO回収タンク16への排出も、大気よりも真空に近い状態で行われる。 The pump 13 sucks the residual atmosphere left in the collector 12 from which carbon dioxide has been removed from the collector 12 and discharges it to the outside (that is, scavenges the residual atmosphere in the collector 12). When desorbing carbon dioxide adsorbed by the adsorbent, the desorbed carbon dioxide is sucked from the recovery device 12 and discharged toward the CO 2 recovery tank 16 . When the pump 13 scavenges the residual atmosphere inside the recovery device 12, the flow path opening/closing valve 11 shuts off the flow path piping communicating between the outside and the inside of the recovery device 12. In other words, the flow path opening/closing valve 11 is activated only during the adsorption mode in which the controller 17 executes control for recovering carbon dioxide and causes the electrochemical cell 12a (carbon dioxide adsorbent) to adsorb carbon dioxide. It is opened and closed during a scavenging mode in which residual air is scavenged from inside the collector 12, and a desorption/recovery mode in which the electrochemical cell 12a desorbs carbon dioxide adsorbed and collects it in the CO 2 recovery tank 16. Therefore, the residual atmosphere in the collector 12 is scavenged by evacuation by the pump 13. Further, the subsequent discharge of carbon dioxide into the CO 2 recovery tank 16 is also performed in a state closer to a vacuum than to the atmosphere.

流路切替弁14は、ポンプ13の下流側の配管を流れるガス(大気又は二酸化炭素)の流路を切り替える三方弁である。流路切替弁14の流路の切り替えは、制御装置17によって制御される。具体的には、制御装置17は、回収器12に二酸化炭素を含む大気が導入されるとき、及び回収器12内の残留大気がポンプ13によって掃気されるとき、ポンプ13の下流側の配管を外部(大気)に連通するように流路切替弁14を制御する。これにより、二酸化炭素が除去された大気や、回収器12内の残留大気は、外部へ放出される。一方、制御装置17は、電気化学セル12aが吸着した二酸化炭素を脱離する際に、ポンプ13が、脱離された二酸化炭素を回収器12から吸引して排出するとき、ポンプ13の下流側の配管をCO回収タンク16側に連通するように流路切替弁14を制御する。これにより、回収器12が回収した二酸化炭素をCO回収タンク16に蓄積することができる。 The flow path switching valve 14 is a three-way valve that switches the flow path of gas (atmosphere or carbon dioxide) flowing through the piping on the downstream side of the pump 13. Switching of the flow path of the flow path switching valve 14 is controlled by a control device 17. Specifically, the control device 17 controls the piping on the downstream side of the pump 13 when air containing carbon dioxide is introduced into the recovery device 12 and when residual air in the recovery device 12 is scavenged by the pump 13. The flow path switching valve 14 is controlled so as to communicate with the outside (atmosphere). As a result, the atmosphere from which carbon dioxide has been removed and the residual atmosphere in the collector 12 are released to the outside. On the other hand, when the pump 13 sucks and discharges the desorbed carbon dioxide from the recovery device 12 when the electrochemical cell 12a desorbs the carbon dioxide adsorbed, the controller 17 controls the control device 17 on the downstream side of the pump 13. The flow path switching valve 14 is controlled so that the piping is connected to the CO 2 recovery tank 16 side. Thereby, the carbon dioxide recovered by the recovery device 12 can be accumulated in the CO 2 recovery tank 16.

COセンサ15は、CO回収タンク16に接続された配管を流れるガスの二酸化炭素濃度及び流量を所定の時間間隔で検出する。制御装置17は、COセンサ15によって検出された二酸化炭素濃度及び流量から、CO回収タンク16に回収された二酸化炭素回収量を算出(検出)することができる。なお、二酸化炭素回収量は、COセンサ15が算出してもよい。この場合、COセンサ15は、算出した二酸化炭素回収量を制御装置17に出力する。 The CO 2 sensor 15 detects the carbon dioxide concentration and flow rate of the gas flowing through the pipe connected to the CO 2 recovery tank 16 at predetermined time intervals. The control device 17 can calculate (detect) the amount of carbon dioxide recovered in the CO 2 recovery tank 16 from the carbon dioxide concentration and flow rate detected by the CO 2 sensor 15 . Note that the CO 2 sensor 15 may calculate the amount of carbon dioxide recovered. In this case, the CO 2 sensor 15 outputs the calculated amount of carbon dioxide recovery to the control device 17 .

制御装置17は、CPU、ROM及びRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺装置から構成されている。周辺装置には、外部サーバ22などと通信を行う送受信部などが含まれる。 The control device 17 is composed of a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, etc., and its peripheral devices. The peripheral devices include a transmitting/receiving unit that communicates with the external server 22 and the like.

温度センサ20は、二酸化炭素回収システム10の周辺における、外気温を検出する。湿度センサ21は、二酸化炭素回収システム10の周辺における、湿度を検出する。温度センサ20及び湿度センサ21によって検出された温度及び湿度は、制御装置17に提供される。外部サーバ22は、二酸化炭素回収システム10が設置された地域における、気象情報(例えば、雨、雪などの天候情報の他、低温、霜などの注意報情報を含む)を制御装置17に提供する。外部サーバ22は、天候情報や各種の注意報情報を、例えば気象庁などが公開する情報から取得することができる。 The temperature sensor 20 detects the outside temperature around the carbon dioxide recovery system 10. The humidity sensor 21 detects the humidity around the carbon dioxide recovery system 10. The temperature and humidity detected by the temperature sensor 20 and humidity sensor 21 are provided to the control device 17. The external server 22 provides the control device 17 with weather information (for example, weather information such as rain and snow, as well as advisory information such as low temperature and frost) in the area where the carbon dioxide recovery system 10 is installed. . The external server 22 can acquire weather information and various advisory information from, for example, information published by the Japan Meteorological Agency.

制御装置17は、ROM等の記憶媒体に記憶された制御プログラムに基づいて各種の演算処理を行い、流路開閉弁11、回収器12、ポンプ13、流路切替弁14、送風機19などの各種制御対象機器の作動を制御する。さらに、制御装置17は、送受信部を介して、外部サーバ22と通信を行う。制御装置17は、温度センサ20及び湿度センサ21によって検出された情報、及び外部サーバ22との通信により取得した情報に基づいて、異物除去処理や水分除去処理の実行が必要であるか否かを判断する。そして、必要と判断した場合、制御装置17は、異物除去処理及び/又は水分除去処理を実行する。異物除去処理及び水分除去処理は、後に詳細に説明される。 The control device 17 performs various arithmetic processing based on a control program stored in a storage medium such as a ROM, and controls various operations such as a flow path opening/closing valve 11, a recovery device 12, a pump 13, a flow path switching valve 14, and a blower 19. Controls the operation of controlled equipment. Further, the control device 17 communicates with an external server 22 via a transmitting/receiving section. Based on the information detected by the temperature sensor 20 and the humidity sensor 21 and the information acquired through communication with the external server 22, the control device 17 determines whether or not it is necessary to perform the foreign matter removal process and the moisture removal process. to decide. Then, if it is determined that it is necessary, the control device 17 executes the foreign matter removal process and/or the moisture removal process. The foreign matter removal process and the water removal process will be explained in detail later.

本実施形態の制御装置17は、二酸化炭素の回収のための制御を実行する場合、二酸化炭素回収システム10において、吸着モード、掃気モード、脱離・回収モードを少なくとも含む、一連の制御シーケンスが実行されるように、各種制御対象機器の作動を制御する。なお、脱離・回収モードは、脱離モードと回収モードを一つのモードとしていることを示している。 When executing control for carbon dioxide recovery, the control device 17 of the present embodiment executes a series of control sequences including at least an adsorption mode, a scavenging mode, and a desorption/recovery mode in the carbon dioxide recovery system 10. Controls the operation of various controlled devices to ensure that Note that the desorption/recovery mode indicates that the desorption mode and the recovery mode are one mode.

以下に、二酸化炭素回収システム10において実行される、吸着モード、掃気モード、及び脱離・回収モードを少なくとも含む、二酸化炭素回収のための一連の制御シーケンスについて説明する。図2は、一連の制御シーケンスを実行するため、制御装置17において実施される処理を示すフローチャートである。図3(a)-(c)は、一連の制御シーケンスに含まれる、吸着モード、掃気モード、及び脱離・回収モードについて説明するための説明図である。 A series of control sequences for carbon dioxide recovery, including at least an adsorption mode, a scavenging mode, and a desorption/recovery mode, executed in the carbon dioxide recovery system 10 will be described below. FIG. 2 is a flowchart showing the processing performed by the control device 17 to execute a series of control sequences. FIGS. 3A to 3C are explanatory diagrams for explaining the adsorption mode, scavenging mode, and desorption/recovery mode included in a series of control sequences.

図2のフローチャートに示すように、制御装置17は、まず、ステップS100において、一連の制御シーケンスの最初の動作モードである吸着モードを開始する。この吸着モードでは、図3(a)に示すように、二酸化炭素を含有する大気を回収器12内に導入可能とするため、流路開閉弁11が開かれる。送風機19を設けている場合には、送風機19を予め定められた一定の回転速度で駆動して、定められた量の大気が回収器12内に導入されるようにする。ポンプ13が送風機19の役割を兼ねる場合には、図示しないモータを所定の回転速度で駆動することにより、ポンプ13を駆動して大気を吸引し、外部から回収器12内に大気を引き込む。この場合、ポンプ13は、単に外部から大気を吸引するために駆動されるだけであるので、その吸引に要するエネルギーは、後述する掃気モードや脱離・回収モードでの真空引きのためのポンプ駆動に比較して、必要となるエネルギーは少なくて済む。 As shown in the flowchart of FIG. 2, the control device 17 first starts an adsorption mode, which is the first operation mode in a series of control sequences, in step S100. In this adsorption mode, as shown in FIG. 3(a), the channel opening/closing valve 11 is opened to allow atmospheric air containing carbon dioxide to be introduced into the recovery device 12. If a blower 19 is provided, the blower 19 is driven at a predetermined constant rotational speed so that a predetermined amount of atmospheric air is introduced into the collector 12 . When the pump 13 also serves as the blower 19, a motor (not shown) is driven at a predetermined rotational speed to drive the pump 13 to suck in atmospheric air, thereby drawing the atmospheric air into the collector 12 from the outside. In this case, the pump 13 is simply driven to suck in the atmosphere from the outside, so the energy required for sucking the air is used to drive the pump for evacuation in the scavenging mode and desorption/recovery mode, which will be described later. It requires less energy compared to

また、吸着モードでは、回収器12の電気化学セル12aの作用極と対極との間に、作用極の二酸化炭素吸着材が二酸化炭素を吸着可能となる吸着電位が印加される。この吸着電位は、予め定められた一定の電位である。さらに、吸着モードでは、図3(a)に示すように、流路切替弁14が、ポンプ13の下流側の流路配管を外部に連通するように制御される。 Furthermore, in the adsorption mode, an adsorption potential is applied between the working electrode and the counter electrode of the electrochemical cell 12a of the recovery device 12 so that the carbon dioxide adsorbent of the working electrode can adsorb carbon dioxide. This adsorption potential is a predetermined constant potential. Furthermore, in the adsorption mode, as shown in FIG. 3(a), the flow path switching valve 14 is controlled to connect the flow path piping on the downstream side of the pump 13 to the outside.

このような流路開閉弁11、回収器12の電気化学セル12a、及び流路切替弁14などの制御により、吸着モードにおいては、図3(a)に点線矢印で示すように、二酸化炭素を含有した大気が、流路開閉弁11を通過して、回収器12内に進入する。回収器12内に進入した大気に含まれる二酸化炭素は、複数の電気化学セル12aに吸着される。その結果、大気から二酸化炭素が除去される。二酸化炭素が除去された大気は、ポンプ13を通過し、流路切替弁14にて外部へ向かう流路配管に導かれ、その流路配管を介して、外部に放出される。 By controlling the flow path opening/closing valve 11, the electrochemical cell 12a of the recovery device 12, the flow path switching valve 14, etc., in the adsorption mode, carbon dioxide is removed as shown by the dotted arrow in FIG. 3(a). The contained air passes through the flow path opening/closing valve 11 and enters the collector 12 . Carbon dioxide contained in the atmosphere that has entered the collector 12 is adsorbed by the plurality of electrochemical cells 12a. As a result, carbon dioxide is removed from the atmosphere. The atmospheric air from which carbon dioxide has been removed passes through the pump 13, is guided to the flow path piping toward the outside at the flow path switching valve 14, and is discharged to the outside via the flow path piping.

図2のフローチャートのステップS110では、制御装置17が、吸着モード実行時間が経過したか否かを判定する。吸着モード実行時間は、制御装置17によって設定される。ステップS110では、設定された吸着モード実行時間が経過したか否かが判定される。 In step S110 of the flowchart of FIG. 2, the control device 17 determines whether or not the adsorption mode execution time has elapsed. The adsorption mode execution time is set by the control device 17. In step S110, it is determined whether the set suction mode execution time has elapsed.

ステップS110の判定処理において、設定された吸着モード実行時間が経過したと判定されるとステップS120に進む。一方、設定された吸着モード実行時間が経過していないと判定されると、吸着モード実行時間が経過するまで、ステップS110の判定処理が繰り返し実行される。 In the determination process of step S110, if it is determined that the set suction mode execution time has elapsed, the process proceeds to step S120. On the other hand, if it is determined that the set suction mode execution time has not elapsed, the determination process of step S110 is repeatedly executed until the suction mode execution time has elapsed.

ステップS120では、吸着モード終了処理が実行される。具体的には、制御装置17は、流路開閉弁11を閉じて、外部から回収器12に流入する大気を遮断する。また、送風機19を設けている場合には、制御装置17は、送風機19の駆動を停止する。制御装置17は、吸着モード実行時間をカウントするカウンタのカウント値のリセットなども行なう。 In step S120, suction mode termination processing is executed. Specifically, the control device 17 closes the flow path opening/closing valve 11 to block atmospheric air from flowing into the recovery device 12 from the outside. Moreover, when the blower 19 is provided, the control device 17 stops driving the blower 19. The control device 17 also resets the count value of a counter that counts the adsorption mode execution time.

ステップS130では、制御装置17は、一連の制御シーケンスの2番目の動作モードである掃気モードを開始する。この掃気モードでは、図3(b)に示すように、流路開閉弁11が閉じられたままとなる。回収器12の電気化学セル12aの作用極と対極との間に印加されている吸着電位は、そのまま維持される。流路切替弁14による、ポンプ13の下流側の流路配管と、外部との連通も維持される。 In step S130, the control device 17 starts the scavenging mode, which is the second operation mode in the series of control sequences. In this scavenging mode, the flow path opening/closing valve 11 remains closed, as shown in FIG. 3(b). The adsorption potential applied between the working electrode and the counter electrode of the electrochemical cell 12a of the recovery device 12 is maintained as it is. Communication between the flow path piping on the downstream side of the pump 13 and the outside is also maintained by the flow path switching valve 14.

掃気モードでは、ポンプ13の駆動が開始される。上述したように、流路開閉弁11は閉じられているので、ポンプ13の上流側において、回収器12は密閉された状態となっている。この状態でポンプ13が駆動されると、密閉された回収器12内に残された、二酸化炭素が除去された大気である残留大気が、回収器12内から吸引され、外部に放出される。これにより、回収器12内の残留大気を掃気することができる。なお、ポンプ13の上流側の回収器12は密閉されているので、回収器12内の残留大気の掃気は、ポンプ13による真空引きによって行われる。このため、例えば、ポンプ13が送風機19の役割を兼ねる場合には、ポンプ13の駆動は継続されるが、その駆動出力は、掃気モードの開始により、吸気モードよりも高められる。 In the scavenging mode, driving of the pump 13 is started. As described above, since the channel opening/closing valve 11 is closed, the recovery vessel 12 is in a sealed state on the upstream side of the pump 13. When the pump 13 is driven in this state, the residual atmosphere, which is the atmosphere from which carbon dioxide has been removed, remaining in the sealed recovery vessel 12 is sucked from within the recovery vessel 12 and discharged to the outside. This makes it possible to scavenge the residual atmosphere within the collector 12. Note that since the recovery vessel 12 on the upstream side of the pump 13 is hermetically sealed, residual air in the recovery vessel 12 is scavenged by evacuation by the pump 13. For this reason, for example, when the pump 13 also serves as the blower 19, the drive of the pump 13 is continued, but the drive output thereof is increased compared to the intake mode by starting the scavenging mode.

このような流路開閉弁11、回収器12の電気化学セル12a、ポンプ13及び流路切替弁14の制御により、掃気モードにおいては、図3(b)に点線矢印で示すように、回収器12内の、二酸化炭素が除去された残留大気が、ポンプ13を通過し、流路切替弁14にて外部へ向かう流路配管に導かれ、その流路配管を介して、外部に放出される。 By controlling the flow path opening/closing valve 11, the electrochemical cell 12a of the recovery device 12, the pump 13, and the flow path switching valve 14, in the scavenging mode, as shown by the dotted line arrow in FIG. The residual atmosphere in 12 from which carbon dioxide has been removed passes through the pump 13, is guided to the flow path piping toward the outside by the flow path switching valve 14, and is discharged to the outside via the flow path piping. .

図2のフローチャートのステップS140では、制御装置17が、掃気モード実行時間が経過したか否かを判定する。この掃気モード実行時間は、回収器12内の残留大気を掃気するのに十分な時間に予め定められている。 In step S140 of the flowchart of FIG. 2, the control device 17 determines whether the scavenging mode execution time has elapsed. This scavenging mode execution time is predetermined to be a time sufficient to scavenge the residual atmosphere in the collector 12.

ステップS140の判定処理において、予め定められた掃気モード実行時間が経過したと判定されるとステップS150に進む。一方、設定された掃気モード実行時間が経過していないと判定されると、掃気モード実行時間が経過するまで、ステップS140の判定処理が繰り返し実行される。ステップS150では、掃気モード終了処理が実行される。具体的には、制御装置17は、掃気モード実行時間をカウントするカウンタのカウント値のリセットなどを行なう。 In the determination process of step S140, if it is determined that the predetermined scavenging mode execution time has elapsed, the process proceeds to step S150. On the other hand, if it is determined that the set scavenging mode execution time has not elapsed, the determination process of step S140 is repeatedly executed until the scavenging mode execution time has elapsed. In step S150, scavenging mode termination processing is executed. Specifically, the control device 17 resets the count value of a counter that counts the scavenging mode execution time.

ステップS160では、制御装置17は、一連の制御シーケンスの3番目の動作モードである脱離・回収モードを開始する。この脱離・回収モードでは、図3(c)に示すように、流路開閉弁11は閉じた状態に維持される。また、ポンプ13も、電気化学セル12aの吸着材から脱離された二酸化炭素の吸引を大気よりも真空に近い状態で行うため、掃気モードと同等の駆動出力による駆動が継続される。 In step S160, the control device 17 starts a desorption/recovery mode, which is the third operation mode in the series of control sequences. In this desorption/recovery mode, as shown in FIG. 3(c), the channel opening/closing valve 11 is maintained in a closed state. Further, since the pump 13 also sucks carbon dioxide desorbed from the adsorbent of the electrochemical cell 12a in a state closer to a vacuum than the atmosphere, the pump 13 continues to be driven with the same drive output as in the scavenging mode.

一方、回収器12の電気化学セル12aの作用極と対極との間には、作用極から電子を放出させて、作用極の二酸化炭素吸着材が吸着した二酸化炭素を脱離可能となる脱離電位が印加される。この脱離電位は、予め定められた一定の電位である。さらに、脱離・回収モードでは、図3(c)に示すように、流路切替弁14が、ポンプ13の下流側の配管をCO回収タンク16に連通するように制御される。 On the other hand, between the working electrode and the counter electrode of the electrochemical cell 12a of the recovery device 12, there is a desorption mechanism in which electrons are released from the working electrode and carbon dioxide adsorbed by the carbon dioxide adsorbent of the working electrode can be desorbed. A potential is applied. This desorption potential is a predetermined constant potential. Furthermore, in the desorption/recovery mode, as shown in FIG. 3(c), the flow path switching valve 14 is controlled to connect the downstream piping of the pump 13 to the CO 2 recovery tank 16.

このような流路開閉弁11、回収器12の電気化学セル12a、ポンプ13及び流路切替弁14の制御により、脱離・回収モードにおいては、図3(c)に点線矢印で示すように、電気化学セル12aの吸着材から脱離された二酸化炭素が、ポンプ13を通過し、流路切替弁14にてCO回収タンク16へ向かう流路配管に導かれ、その流路配管を介して、CO回収タンク16に蓄積される。従って、流路開閉弁11、ポンプ13、流路切替弁14、及びCO回収タンク16が、電気化学セル12aから脱離された二酸化炭素を回収する回収部に相当する。 By controlling the flow path opening/closing valve 11, the electrochemical cell 12a of the recovery device 12, the pump 13, and the flow path switching valve 14, in the desorption/recovery mode, as shown by the dotted arrow in FIG. 3(c), , carbon dioxide desorbed from the adsorbent of the electrochemical cell 12a passes through the pump 13, is guided to the flow path piping toward the CO 2 recovery tank 16 by the flow path switching valve 14, and is passed through the flow path piping. and is accumulated in the CO 2 recovery tank 16. Therefore, the channel opening/closing valve 11, the pump 13, the channel switching valve 14, and the CO 2 recovery tank 16 correspond to a recovery section that recovers carbon dioxide desorbed from the electrochemical cell 12a.

この際、CO回収タンク16に向かって流路配管を流れる二酸化炭素の濃度及び流量が、COセンサ15によって検出される。制御装置17は、COセンサ15の検出結果に基づき、一連の制御シーケンスの実行によってCO回収タンク16に回収された二酸化炭素回収量を算出することができる。なお、CO回収タンク16に向かって流路配管を流れる二酸化炭素の濃度は、通常、100%に近い濃度となる。このため、COセンサ15として、二酸化炭素の流量を検出することだけが可能なセンサを用いても良い。 At this time, the concentration and flow rate of carbon dioxide flowing through the flow path piping toward the CO 2 recovery tank 16 are detected by the CO 2 sensor 15 . Based on the detection result of the CO 2 sensor 15, the control device 17 can calculate the amount of carbon dioxide recovered in the CO 2 recovery tank 16 by executing a series of control sequences. Note that the concentration of carbon dioxide flowing through the flow path piping toward the CO 2 recovery tank 16 is usually close to 100%. For this reason, a sensor capable of only detecting the flow rate of carbon dioxide may be used as the CO 2 sensor 15.

また、脱離・回収モードは、二酸化炭素の脱離・回収を同時に行なうのではなく、電気化学セル12aからの二酸化炭素の脱離を先行して行い、二酸化炭素の脱離から所定時間経過後に、脱離された二酸化炭素の回収を開始しても良い。すなわち、脱離モードと回収モードとを分離し、回収モードの実行開始時間を脱離モードの実行開始時間よりも遅らせることにより、回収モードの実行時間を脱離モードの実行時間よりも短縮しても良い。この場合、脱離モードの開始時に、一旦、ポンプ13の駆動が停止される。そして、ポンプ13を停止したまま、電気化学セル12aの作用極と対極との間に脱離電位を印加して、作用極の二酸化炭素吸着材から二酸化炭素を脱離させる。脱離モードの開始から所定時間が経過し、ある程度、二酸化炭素の脱離が進行した状態で、回収モードを開始して、ポンプ13を再駆動する。これにより、ポンプ13は回収モードで駆動されるだけで済むので、ポンプ13を効率的に駆動することが可能となる。ただし、ポンプ13が駆動される回収モード中も、電気化学セル12aの作用極と対極との間には脱離電位が印加され、電気化学セル12aから二酸化炭素の脱離が継続される。すなわち、回収モードが実行されるとき、脱離モードの実行も継続されており、回収モードと脱離モードとが同時に実行される。 In addition, in the desorption/recovery mode, instead of desorbing and recovering carbon dioxide at the same time, the desorption of carbon dioxide from the electrochemical cell 12a is performed in advance, and after a predetermined period of time has elapsed since the desorption of carbon dioxide. , recovery of the desorbed carbon dioxide may begin. That is, by separating the desorption mode and the recovery mode and delaying the execution start time of the recovery mode from the execution start time of the desorption mode, the execution time of the recovery mode can be made shorter than the execution time of the desorption mode. Also good. In this case, the drive of the pump 13 is temporarily stopped at the start of the desorption mode. Then, with the pump 13 stopped, a desorption potential is applied between the working electrode and the counter electrode of the electrochemical cell 12a to desorb carbon dioxide from the carbon dioxide adsorbent of the working electrode. After a predetermined period of time has elapsed since the start of the desorption mode and carbon dioxide has been desorbed to some extent, the recovery mode is started and the pump 13 is driven again. As a result, the pump 13 only needs to be driven in the collection mode, so that the pump 13 can be driven efficiently. However, even during the recovery mode in which the pump 13 is driven, a desorption potential is applied between the working electrode and the counter electrode of the electrochemical cell 12a, and carbon dioxide continues to be desorbed from the electrochemical cell 12a. That is, when the recovery mode is executed, the desorption mode is also continued, and the recovery mode and the desorption mode are executed simultaneously.

図2のフローチャートのステップS170では、制御装置17が、脱離・回収モード実行時間又は回収モード実行時間(以下、回収モード実行時間と記載)が経過したか否かを判定する。回収モード実行時間は、制御装置17によって設定される。ステップS170では、設定された回収モード実行時間が経過したか否かが判定される。 In step S170 of the flowchart of FIG. 2, the control device 17 determines whether the desorption/recovery mode execution time or the recovery mode execution time (hereinafter referred to as recovery mode execution time) has elapsed. The collection mode execution time is set by the control device 17. In step S170, it is determined whether the set recovery mode execution time has elapsed.

ステップS170の判定処理において、設定された回収モード実行時間が経過したと判定されるとステップS180に進む。一方、設定された回収モード実行時間が経過していないと判定されると、回収モード実行時間が経過するまで、ステップS170の判定処理が繰り返し実行される。 In the determination process of step S170, if it is determined that the set collection mode execution time has elapsed, the process advances to step S180. On the other hand, if it is determined that the set collection mode execution time has not elapsed, the determination process of step S170 is repeatedly executed until the collection mode execution time has elapsed.

ステップS180では、回収モード終了処理が実行される。具体的には、制御装置17は、流路開閉弁11を開いて、回収器12を外部に連通させる。ただし、流路開閉弁11は、吸着モードの開始時に開かれるようにし、回収モードの終了時点では、閉じたままとしても良い。制御装置17は、電気化学セル12aへの脱離電位の印加を停止する。制御装置17は、ポンプ13の駆動を停止する。制御装置17は、流路切替弁14を切り替えて、ポンプ13の下流側の流路配管を外部に連通させる。このポンプ13の下流側の流路配管の外部への連通も、吸着モードの開始時に行われても良い。さらに、制御装置17は、回収モード実行時間をカウントするカウンタのカウント値のリセットなども行なう。 In step S180, collection mode termination processing is executed. Specifically, the control device 17 opens the channel opening/closing valve 11 to communicate the recovery device 12 with the outside. However, the channel opening/closing valve 11 may be opened at the start of the adsorption mode, and may remain closed at the end of the recovery mode. The control device 17 stops applying the desorption potential to the electrochemical cell 12a. The control device 17 stops driving the pump 13. The control device 17 switches the flow path switching valve 14 to connect the flow path piping on the downstream side of the pump 13 to the outside. The communication of the flow path piping on the downstream side of the pump 13 to the outside may also be performed at the start of the adsorption mode. Furthermore, the control device 17 also resets the count value of a counter that counts the collection mode execution time.

ここで、大気には、水分(水蒸気)や、水分以外の異物(砂埃、花粉など)が含まれている。このため、電気化学セル12aが大気から二酸化炭素を吸着するために大気に晒されていると、電気化学セル12aには、水分や水分以外の異物が付着することは避けがたい。電気化学セル12aに水分や水分以外の異物が付着すると、電気化学セル12aが、二酸化炭素を吸着する性能を十分に発揮することができなかったり、水分により、意図しない短絡が生じたりする虞がある。 Here, the atmosphere contains moisture (water vapor) and foreign substances other than moisture (dust, pollen, etc.). For this reason, when the electrochemical cell 12a is exposed to the atmosphere to adsorb carbon dioxide from the atmosphere, it is difficult to avoid adhesion of moisture or foreign substances other than moisture to the electrochemical cell 12a. If moisture or foreign matter other than moisture adheres to the electrochemical cell 12a, there is a risk that the electrochemical cell 12a may not be able to fully exhibit its ability to adsorb carbon dioxide, or that an unintended short circuit may occur due to the moisture. be.

そこで、本開示による二酸化炭素回収システム10では、制御装置17が、二酸化炭素を吸着するために電気化学セル12aや、流路開閉弁11、ポンプ13、流路切替弁14、及びCO回収タンク16などの回収部を制御していないときに、送風部としての送風機19又はポンプ13を作動させる。これにより、回収器12内を強制的に風が通過するので、電気化学セル12aに付着した水分や水分以外の異物を除去することができる。その結果、本開示による二酸化炭素回収システム10は、電気化学セル12aへの水分や水分以外の異物の付着による影響を抑制することが可能になる。 Therefore, in the carbon dioxide recovery system 10 according to the present disclosure, the control device 17 controls the electrochemical cell 12a, the flow path on-off valve 11, the pump 13, the flow path switching valve 14, and the CO 2 recovery tank in order to adsorb carbon dioxide. When the recovery section such as 16 is not controlled, the blower 19 or pump 13 as the blowing section is operated. As a result, the wind is forced to pass through the recovery device 12, so that moisture adhering to the electrochemical cell 12a and foreign substances other than moisture can be removed. As a result, the carbon dioxide recovery system 10 according to the present disclosure can suppress the influence of moisture or foreign matter other than moisture adhering to the electrochemical cell 12a.

まず、主として水分以外の異物が電気化学セル12aに付着したときに、その水分以外の異物を除去するための異物除去処理について、図4のフローチャートを参照して説明する。図4のフローチャートに示す異物除去処理は、制御装置17により、例えば、定期的に実行され得る。 First, a foreign matter removal process for removing foreign matter other than water when it adheres to the electrochemical cell 12a will be described with reference to the flowchart of FIG. 4. The foreign matter removal process shown in the flowchart of FIG. 4 may be executed, for example, periodically by the control device 17.

最初に、ステップS200において、制御装置17は、水分以外の異物の除去を行う条件が成立したか否かを判定する。この異物除去処理の実行条件は、例えば、COセンサ15の検出値に基づき算出される二酸化炭素の回収量が当初の回収量から所定割合以上減少したこと、二酸化炭素の回収サイクル(一連の制御シーケンス)の繰り返し回数が所定の回数に到達したこと、及び二酸化炭素回収システム10の稼働時間が所定時間に達したことの少なくとも1つとすることができる。これらの条件のいずれか1つが成立した場合、電気化学セル12aに水分以外の異物が付着したことを推定することができる。すなわち、ステップS200の判定処理において肯定的判断がなされることは、推定部が、電気化学セル12aに水分以外の異物が付着したことを推定することに相当する。なお、異物除去処理の実行条件は、上述した条件に限定されない。例えば、ユーザによって、電気化学セル12aのクリーニングが指示された場合にも、異物除去処理の実行条件が成立したと判定しても良い。ステップS200において、異物除去処理の実行条件が成立したと判定すると、制御装置17は、ステップS210の処理に進む。一方、実行条件が成立しないと判定すると、制御装置17は、図4に示す異物除去処理を終了する。 First, in step S200, the control device 17 determines whether conditions for removing foreign substances other than moisture are satisfied. The execution conditions for this foreign matter removal process are, for example, that the amount of carbon dioxide recovered calculated based on the detected value of the CO 2 sensor 15 has decreased by a predetermined percentage or more from the initial recovery amount, and that the carbon dioxide recovery cycle (a series of control The number of repetitions of the sequence) has reached a predetermined number of times, and the operating time of the carbon dioxide recovery system 10 has reached a predetermined time. If any one of these conditions is satisfied, it can be estimated that foreign matter other than moisture has adhered to the electrochemical cell 12a. That is, an affirmative determination in the determination process of step S200 corresponds to the estimating unit estimating that foreign matter other than moisture has adhered to the electrochemical cell 12a. Note that the conditions for executing the foreign matter removal process are not limited to the conditions described above. For example, even when the user instructs cleaning of the electrochemical cell 12a, it may be determined that the conditions for executing the foreign matter removal process are satisfied. If it is determined in step S200 that the execution condition for the foreign object removal process is satisfied, the control device 17 proceeds to the process in step S210. On the other hand, if it is determined that the execution condition is not met, the control device 17 ends the foreign object removal process shown in FIG. 4 .

ステップS210では、制御装置17は、異物除去処理の実行時間をカウントするタイマを初期化した後、タイマのカウントを開始させる。ステップS220では、制御装置17は、送風機19をオンし、流路開閉弁11を開き、流路切替弁14をポンプ13の下流側の配管を外部に連通するように制御する。これにより、送風機19によって送出される風は、図3(a)に示すように、回収器12及びポンプ13を介して流れ、外部に排出される。この際、回収器12内の電気化学セル12aに付着した水分以外の異物は、風によって電気化学セル12aから脱離され、風とともに外部に排出される。さらに、多少の水分が電気化学セル12aに付着していたとしても、送風機19によって送出される風によって、水分以外の異物とともに、水分も外部に放出される。 In step S210, the control device 17 initializes a timer that counts the execution time of the foreign object removal process, and then starts counting the timer. In step S220, the control device 17 turns on the blower 19, opens the channel on-off valve 11, and controls the channel switching valve 14 to connect the downstream piping of the pump 13 to the outside. Thereby, the air sent out by the blower 19 flows through the recovery device 12 and the pump 13 and is discharged to the outside, as shown in FIG. 3(a). At this time, foreign matter other than moisture adhering to the electrochemical cell 12a in the collector 12 is removed from the electrochemical cell 12a by the wind and discharged to the outside together with the wind. Further, even if some moisture adheres to the electrochemical cell 12a, the wind sent out by the blower 19 releases the moisture to the outside along with foreign substances other than moisture.

ステップS230では、制御装置17は、温度センサ20によって検出された外気温及び湿度センサ21によって検出された湿度を取得するとともに、外部サーバ22から気象情報を取得する。そして、ステップS240において、ステップS230にて取得した各種の情報に基づいて、制御装置17は、電気化学セル12aの表面にある程度の水分が付着する可能性があり、電気化学セル12aの作用極と対極との間に電位を印加した場合に、表面に付着した水分を介して、電気化学セル12aにて短絡異常が発生する可能性があるか否かを判定する。 In step S230, the control device 17 acquires the outside temperature detected by the temperature sensor 20 and the humidity detected by the humidity sensor 21, and also acquires weather information from the external server 22. Then, in step S240, based on the various information acquired in step S230, the control device 17 determines that there is a possibility that a certain amount of moisture will adhere to the surface of the electrochemical cell 12a, and that the working electrode of the electrochemical cell 12a It is determined whether or not there is a possibility that a short circuit abnormality will occur in the electrochemical cell 12a through moisture attached to the surface when a potential is applied between the electrochemical cell 12a and the counter electrode.

例えば、取得した気象情報が雨や雪を示す場合や、あるいは、湿度がある程度高い(例えば、第1閾値以上)ときに、外気温が低下して、電気化学セル12aの温度と外気温との温度差が大きく(例えば、第2閾値以上)なる場合に、電気化学セル12aの表面に結露が生じる可能性がある。電気化学セル12aの表面に結露が生じると、表面に付着した水分を介して、電気化学セル12aにて短絡異常が発生する可能性がある。 For example, when the acquired weather information indicates rain or snow, or when the humidity is high to a certain extent (e.g., higher than the first threshold), the outside temperature decreases and the temperature of the electrochemical cell 12a and the outside temperature are different. When the temperature difference becomes large (for example, greater than or equal to the second threshold value), there is a possibility that dew condensation will occur on the surface of the electrochemical cell 12a. When dew condensation occurs on the surface of the electrochemical cell 12a, a short circuit abnormality may occur in the electrochemical cell 12a through the moisture adhering to the surface.

制御装置17は、ステップS240において、電気化学セル12aにおいて短絡異常が発生する可能性があると判定した場合、ステップS260の処理に進む。一方、電気化学セル12aにおいて短絡異常が発生する可能性はないと判定した場合、制御装置17は、ステップS250の処理に進む。 When the control device 17 determines in step S240 that there is a possibility that a short circuit abnormality will occur in the electrochemical cell 12a, the control device 17 proceeds to the process of step S260. On the other hand, if it is determined that there is no possibility that a short circuit abnormality will occur in the electrochemical cell 12a, the control device 17 proceeds to the process of step S250.

ステップS250では、電気化学セル12aの作用極と対極との間に電位を印加しても、電気化学セル12aにおいて短絡は生じないと考えられるので、制御装置17は、電気化学セル12aに脱離電位を印加する。これにより、電気化学セル12aに付着している二酸化炭素を脱離させることができるので、併せて、電気化学セル12aに付着している水分以外の異物の除去を促進することができる。一方、S260では、電気化学セル12aの作用極と対極との間に電位を印加すると、電気化学セル12aにおいて短絡が生じる可能性があるため、制御装置17は、電気化学セル12aへの電圧の印加をオフする。ただし、この場合も、電気化学セル12aに付着した水分及び水分以外の異物は、送風機19によって送出される風によって除去される。 In step S250, it is considered that a short circuit will not occur in the electrochemical cell 12a even if a potential is applied between the working electrode and the counter electrode of the electrochemical cell 12a. Apply a potential. As a result, carbon dioxide adhering to the electrochemical cell 12a can be desorbed, and at the same time, removal of foreign substances other than water adhering to the electrochemical cell 12a can be promoted. On the other hand, in S260, if a potential is applied between the working electrode and the counter electrode of the electrochemical cell 12a, a short circuit may occur in the electrochemical cell 12a, so the control device 17 controls the voltage applied to the electrochemical cell 12a. Turn off the application. However, also in this case, moisture and foreign matter other than moisture adhering to the electrochemical cell 12a are removed by the air sent out by the blower 19.

ステップS270では、制御装置17は、タイマのカウント値が所定の異物除去判定時間以上となったか否かを判定する。タイマのカウント値が所定の異物除去判定時間未満であった場合、制御装置17は、所定の異物除去判定時間以上となるまで、ステップS270の処理を繰り返す。タイマのカウント値が所定の異物除去判定時間以上となると、十分な異物除去が実施されたとみなして、制御装置17は、ステップS280の処理に進む。 In step S270, the control device 17 determines whether the count value of the timer has exceeded a predetermined foreign object removal determination time. If the count value of the timer is less than the predetermined foreign material removal determination time, the control device 17 repeats the process of step S270 until the time reaches or exceeds the predetermined foreign material removal determination time. When the count value of the timer becomes equal to or longer than the predetermined foreign matter removal determination time, it is assumed that sufficient foreign matter removal has been performed, and the control device 17 proceeds to the process of step S280.

ステップS280では、制御装置17は、一連の制御シーケンスの実行を開始するか否かを判定する。例えば、ユーザの開始要求があったり、異物除去処理後の一連の制御シーケンスの実行が予約されていたりすると、制御装置17は、一連の制御シーケンスの実行を開始すると判定する。この場合、制御装置17は、ステップS290の処理に進み、一連の制御シーケンスの最初の動作モードである吸着モードへ移行する。 In step S280, the control device 17 determines whether to start executing a series of control sequences. For example, if there is a start request from the user or if execution of a series of control sequences after foreign object removal processing is reserved, the control device 17 determines to start execution of the series of control sequences. In this case, the control device 17 proceeds to step S290 and shifts to the suction mode, which is the first operation mode in the series of control sequences.

一方、一連の制御シーケンスの実行を開始しない場合、制御装置17は、ステップS300の処理に進む。ステップS300では、制御装置17は、送風機19をオフし、流路開閉弁11を閉じ、電気化学セル12aの電圧印加をオフし、ポンプ13をオフし、流路切替弁14をポンプ13の下流側の配管を外部に連通するように制御して、二酸化炭素回収システム10の稼働を停止する。 On the other hand, when not starting execution of a series of control sequences, the control device 17 proceeds to the process of step S300. In step S300, the control device 17 turns off the blower 19, closes the flow path on/off valve 11, turns off the voltage application to the electrochemical cell 12a, turns off the pump 13, and switches the flow path switching valve 14 downstream of the pump 13. The operation of the carbon dioxide recovery system 10 is stopped by controlling the side piping to communicate with the outside.

次に、主として水分が電気化学セル12aに付着したときに、その水分を除去するための水分除去処理について、図5のフローチャートを参照して説明する。図5のフローチャートに示す水分除去処理は、図4の異物除去処理と同様に、制御装置17により、例えば、定期的に実行され得る。 Next, the water removal process for removing water mainly when it adheres to the electrochemical cell 12a will be described with reference to the flowchart of FIG. 5. The water removal process shown in the flowchart of FIG. 5 can be executed, for example, periodically by the control device 17, similarly to the foreign matter removal process of FIG.

最初に、ステップS400において、制御装置17は、温度センサ20によって検出された外気温及び湿度センサ21によって検出された湿度を取得するとともに、外部サーバ22から気象情報を取得する。そして、ステップS410において、ステップS400にて取得した各種の情報に基づいて、制御装置17は、水分の除去処理を行う条件が成立したか否かを判定する。この水分除去処理の実行条件は、例えば、取得した気象情報が雨や雪を示すこと、霜注意報が発令されていることを示すこと、あるいは、湿度がある程度高い(例えば、第1閾値以上)ときに、外気温が低下して、電気化学セル12aの温度と外気温との温度差が大きく(例えば、第2閾値以上)なることの少なくとも1つとすることができる。これらの条件のいずれか1つが成立した場合、電気化学セル12aに水分が付着したことを推定することができる。すなわち、ステップS410の判定処理において肯定的判断がなされることは、推定部が、電気化学セル12aに水分が付着したことを推定することに相当する。このように、大気の温度(外気温)及び湿度に基づいて、及び/又は、取得した気象情報に基づいて、水分が電気化学セル12aに付着したことを推定することができる。なお、水分除去処理の実行条件は、上述した条件に限定されない。例えば、気温が低下する夜間に二酸化炭素回収システム10の稼働を停止していた場合、翌朝、稼働を開始する際、水分の付着を推定しても良い。ステップS410において、水分除去処理の実行条件が成立したと判定すると、制御装置17は、ステップS420の処理に進む。一方、実行条件が成立しないと判定すると、制御装置17は、図5に示す水分除去処理を終了する。 First, in step S400, the control device 17 acquires the outside temperature detected by the temperature sensor 20 and the humidity detected by the humidity sensor 21, and also acquires weather information from the external server 22. Then, in step S410, based on the various information acquired in step S400, the control device 17 determines whether the conditions for performing the moisture removal process are satisfied. The execution conditions for this water removal process are, for example, that the acquired weather information indicates rain or snow, that a frost advisory has been issued, or that the humidity is high to a certain extent (for example, above the first threshold). At least one of the factors can be that the outside temperature sometimes decreases and the temperature difference between the temperature of the electrochemical cell 12a and the outside air temperature becomes large (for example, equal to or higher than the second threshold value). If any one of these conditions is satisfied, it can be estimated that moisture has adhered to the electrochemical cell 12a. That is, an affirmative determination in the determination process of step S410 corresponds to the estimation unit estimating that moisture has adhered to the electrochemical cell 12a. In this way, it can be estimated that moisture has adhered to the electrochemical cell 12a based on the atmospheric temperature (outside temperature) and humidity and/or based on the acquired weather information. Note that the conditions for executing the water removal process are not limited to the conditions described above. For example, if the operation of the carbon dioxide recovery system 10 is stopped at night when the temperature drops, moisture adhesion may be estimated when the system starts operation the next morning. If it is determined in step S410 that the conditions for executing the water removal process are satisfied, the control device 17 proceeds to the process in step S420. On the other hand, if it is determined that the execution conditions are not satisfied, the control device 17 ends the water removal process shown in FIG. 5.

ステップS420では、制御装置17は、水分除去処理の実行時間をカウントするタイマを初期化した後、タイマのカウントを開始させる。ステップS430では、制御装置17は、送風機19をオンし、流路開閉弁11を開き、電気化学セル12aの電圧印加をオフし、ポンプ13をオフし、流路切替弁14をポンプ13の下流側の配管を外部に連通するように制御する。これにより、送風機19によって送出される風は、図3(a)に示すように、回収器12及びポンプ13を介して流れ、外部に放出される。この際、回収器12内の電気化学セル12aに付着した水分は、風によって電気化学セル12aから脱離され、風とともに外部に排出される。さらに、電気化学セル12aに多少の水分以外の異物が付着していた場合、水分以外の異物も、水分とともに、外部に排出される。 In step S420, the control device 17 initializes a timer that counts the execution time of the water removal process, and then starts counting the timer. In step S430, the control device 17 turns on the blower 19, opens the flow path on-off valve 11, turns off the voltage application to the electrochemical cell 12a, turns off the pump 13, and switches the flow path switching valve 14 downstream of the pump 13. Control the side piping to communicate with the outside. Thereby, the wind sent out by the blower 19 flows through the collector 12 and the pump 13 and is discharged to the outside, as shown in FIG. 3(a). At this time, the moisture adhering to the electrochemical cell 12a in the collector 12 is removed from the electrochemical cell 12a by the wind and discharged to the outside together with the wind. Furthermore, if some foreign matter other than water is attached to the electrochemical cell 12a, the foreign matter other than water is also discharged to the outside together with the water.

ステップS440では、制御装置17は、タイマのカウント値が、所定の水分除去判定時間以上となったか否かを判定する。この水分除去判定時間は、異物除去判定時間と同じであっても、異なっていても良い。タイマのカウント値が所定の水分除去判定時間未満であった場合、制御装置17は、所定の水分除去判定時間以上となるまで、ステップS440の処理を繰り返す。タイマのカウント値が所定の水分除去判定時間以上となると、制御装置17は、ステップS450の処理に進む。 In step S440, the control device 17 determines whether the count value of the timer has exceeded a predetermined moisture removal determination time. This water removal determination time may be the same as or different from the foreign matter removal determination time. If the count value of the timer is less than the predetermined water removal determination time, the control device 17 repeats the process of step S440 until the time reaches or exceeds the predetermined water removal determination time. When the count value of the timer exceeds the predetermined water removal determination time, the control device 17 proceeds to the process of step S450.

ステップS450では、制御装置17は、一連の制御シーケンスの実行を開始するか否かを判定する。例えば、ユーザの開始要求があったり、水分除去処理後の一連の制御シーケンスの実行がユーザによって予約されていたりすると、制御装置17は、一連の制御シーケンスの実行を開始すると判定する。この場合、制御装置17は、ステップS460の処理に進み、一連の制御シーケンスの最初の動作モードである吸着モードへ移行する。 In step S450, the control device 17 determines whether to start executing a series of control sequences. For example, if there is a start request from the user or if the user has reserved execution of a series of control sequences after the water removal process, the control device 17 determines to start execution of the series of control sequences. In this case, the control device 17 proceeds to step S460 and shifts to the suction mode, which is the first operation mode in the series of control sequences.

一方、一連の制御シーケンスの実行を開始しない場合、制御装置17は、ステップS470の処理に進む。ステップS470では、制御装置17は、送風機19をオフし、流路開閉弁11を閉じ、電気化学セル12aの電圧印加をオフし、ポンプ13をオフし、流路切替弁14をポンプ13の下流側の配管を外部に連通するように制御して、二酸化炭素回収システム10の稼働を停止する。 On the other hand, if the execution of the series of control sequences is not to be started, the control device 17 proceeds to the process of step S470. In step S470, the control device 17 turns off the blower 19, closes the flow path on/off valve 11, turns off the voltage application to the electrochemical cell 12a, turns off the pump 13, and switches the flow path switching valve 14 downstream of the pump 13. The operation of the carbon dioxide recovery system 10 is stopped by controlling the side piping to communicate with the outside.

以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することができる。 Although the preferred embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various modifications without departing from the gist of the present disclosure.

例えば、前述した実施形態では、制御装置17は、電気化学セル12aへ水分が付着したことを推定した場合に、付着した水分を除去する水分除去処理を実行するものであった。しかしながら、制御装置17は、予防的に、電気化学セル12aへ水分が付着する可能性が高い状況を検出し、水分の付着を抑制する結露防止処理を実行しても良い。結露防止処理の一例を、図6のフローチャートを参照して説明する。 For example, in the embodiment described above, when the control device 17 estimates that moisture has adhered to the electrochemical cell 12a, it executes a moisture removal process to remove the attached moisture. However, the control device 17 may preventively detect a situation in which there is a high possibility that moisture will adhere to the electrochemical cell 12a, and perform dew condensation prevention processing to suppress the attachment of moisture. An example of the dew condensation prevention process will be described with reference to the flowchart of FIG. 6.

最初に、ステップS500において、制御装置17は、温度センサ20によって検出された外気温及び湿度センサ21によって検出された湿度を取得するとともに、外部サーバ22又は内部時計から現在の時刻が属する時間帯を取得する。そして、ステップS510において、ステップS500にて取得した各種の情報に基づいて、制御装置17は、水分の付着を抑制するための結露防止処理を行う条件が成立したか否かを判定する。この結露防止処理の実行条件は、例えば、気温が低下する夜間の時間帯であることや、湿度がある程度高い(例えば、第3閾値以上)ときに、外気温が低下して、電気化学セル12aの温度と外気温との温度差が大きく(例えば、第4閾値以上)なることが予想されることの少なくとも1つとすることができる。これらの条件のいずれか1つが成立した場合、電気化学セル12aに水分が付着(結露)する可能性が高いためである。このように、大気の温度(外気温)及び湿度、又は時間帯に基づいて、水分が電気化学セル12aに付着する可能性が高い条件が成立したか否かを判定することができる。 First, in step S500, the control device 17 acquires the outside temperature detected by the temperature sensor 20 and the humidity detected by the humidity sensor 21, and also determines the time zone to which the current time belongs from the external server 22 or internal clock. get. Then, in step S510, based on the various information acquired in step S500, the control device 17 determines whether conditions for performing dew condensation prevention processing to suppress adhesion of moisture are satisfied. The execution conditions for this dew condensation prevention process are, for example, when the outside temperature is low and the electrochemical cell 12a is in a nighttime period when the temperature is low, or when the humidity is high to a certain extent (for example, higher than the third threshold value). At least one of the conditions may be that the temperature difference between the temperature of the current temperature and the outside air temperature is expected to be large (for example, greater than or equal to the fourth threshold value). This is because if any one of these conditions is satisfied, there is a high possibility that moisture will adhere (dew condensation) to the electrochemical cell 12a. In this way, it is possible to determine whether conditions are established in which there is a high possibility that moisture will adhere to the electrochemical cell 12a, based on the atmospheric temperature (outside temperature) and humidity, or the time of day.

ステップS510において、結露防止処理の実行条件が成立したと判定すると、制御装置17は、ステップS520の処理に進む。一方、実行条件が成立しないと判定すると、制御装置17は、図6に示す結露防止処理を終了する。 If it is determined in step S510 that the execution condition for the dew condensation prevention process is satisfied, the control device 17 proceeds to the process in step S520. On the other hand, if it is determined that the execution condition is not satisfied, the control device 17 ends the dew condensation prevention process shown in FIG. 6 .

ステップS520では、制御装置17は、二酸化炭素回収のための二酸化炭素回収システム10の稼働、すなわち、上述した一連の制御シーケンスを停止するとともに、送風機19による送風を実施する。この送風機19による送風は、一時的であっても、間欠的であっても、もしくは連続的であっても良い。制御装置17が、このような結露防止制御を実行することにより、電気化学セル12aの表面に結露が発生することを抑制することができる。 In step S520, the control device 17 stops the operation of the carbon dioxide recovery system 10 for carbon dioxide recovery, that is, stops the series of control sequences described above, and causes the blower 19 to blow air. The air blowing by the air blower 19 may be temporary, intermittent, or continuous. By executing such dew condensation prevention control by the control device 17, it is possible to suppress dew condensation from occurring on the surface of the electrochemical cell 12a.

また、結露防止制御は、上述した二酸化炭素回収システム10の稼働の停止に制限されない。例えば、制御装置17は、大気の温度及び湿度、又は時間帯に基づいて、水分が電気化学セル12aに付着する可能性が高いと判断したとき、結露防止制御として、二酸化炭素回収のために電気化学セル12aへ印加する吸着電位及び/又は脱離電位の印加時間を、水分が電気化学セル12aに付着する可能性が低い場合に電気化学セル12aへ印加する吸着電位及び/又は脱離電位の印加時間よりも短くしても良い。電気化学セル12aへ印加する吸着電位及び/又は脱離電位の印加時間を短くすることにより、電気化学セル12aの発熱を抑制することができる。その結果、外気温と電気化学セル12aの温度との温度差を小さくすることができ、電気化学セル12aの表面に結露が発生することを抑制することができる。 Further, the dew condensation prevention control is not limited to stopping the operation of the carbon dioxide recovery system 10 described above. For example, when the control device 17 determines that there is a high possibility that moisture will adhere to the electrochemical cell 12a based on the temperature and humidity of the atmosphere or the time of day, the control device 17 performs dew condensation prevention control by turning off the electricity for carbon dioxide recovery. The application time of the adsorption potential and/or desorption potential applied to the chemical cell 12a is determined by changing the application time of the adsorption potential and/or desorption potential applied to the electrochemical cell 12a when there is a low possibility that moisture will adhere to the electrochemical cell 12a. It may be shorter than the application time. By shortening the application time of the adsorption potential and/or desorption potential applied to the electrochemical cell 12a, heat generation in the electrochemical cell 12a can be suppressed. As a result, the temperature difference between the outside air temperature and the temperature of the electrochemical cell 12a can be reduced, and it is possible to suppress the formation of dew on the surface of the electrochemical cell 12a.

また、前述した実施形態では、電気化学セル12aを収容する筐体の個数には言及されていない。この筐体の個数は、1つのみであっても良いし、複数であっても良い。それぞれ電気化学セル12aを収容する筐体が複数設けられる場合、複数の筐体は、CO回収タンク16に対して並列に接続され得る。そして、制御装置17は、複数の筐体の各々の電気化学セル12aから個別に二酸化炭素を回収する個別回収モードと、少なくとも2個以上の筐体の各々の電気化学セル12aから同時に二酸化炭素を回収する同時回収モードとを実行可能に構成されても良い。同時回収モードは、例えば、二酸化炭素回収システム10の使用時間が所定時間に達したことなどに応じて実行されても良い。 Furthermore, in the embodiments described above, there is no mention of the number of casings that house the electrochemical cells 12a. The number of the casings may be one or more. When a plurality of casings each housing an electrochemical cell 12a are provided, the plurality of casings may be connected in parallel to the CO 2 recovery tank 16. The control device 17 operates in an individual recovery mode in which carbon dioxide is recovered individually from the electrochemical cells 12a of each of the plurality of casings, and in an individual recovery mode in which carbon dioxide is recovered simultaneously from each of the electrochemical cells 12a in at least two or more casings. It may be configured to be able to execute a simultaneous collection mode in which the data is collected. The simultaneous recovery mode may be executed, for example, when the usage time of the carbon dioxide recovery system 10 reaches a predetermined time.

上述した実施形態では、制御装置17が、一連の制御シーケンスを実行するための演算処理を行うように構成されていた。しかしながら、制御装置17の少なくとも一部の処理が、制御装置17以外の処理装置、例えば外部サーバ22によって実行されても良い。 In the embodiment described above, the control device 17 was configured to perform arithmetic processing for executing a series of control sequences. However, at least part of the processing of the control device 17 may be executed by a processing device other than the control device 17, for example, the external server 22.

最後に、この明細書には、以下に列挙する複数の技術的思想と、それらの複数の組み合わせが開示されている。 Finally, this specification discloses a plurality of technical ideas listed below and a plurality of combinations thereof.

(技術的思想1)
電気化学反応によって、二酸化炭素を含有する大気から二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収システムであって、
筐体内に配置され、吸着電位の印加により、二酸化炭素を吸着し、脱離電位の印加により、吸着した二酸化炭素を脱離する電気化学セル(12a)と、
前記電気化学セルから脱離された二酸化炭素を回収する回収部(11、13、14、16)と、
前記電気化学セルに吸着電位を印加して、前記筐体内に導入された大気に含まれる二酸化炭素を前記電気化学セルに吸着させ、前記電気化学セルに脱離電位を印加して、前記電気化学セルから二酸化炭素を脱離させ、脱離された二酸化炭素を前記回収部に回収させるように、前記電気化学セル及び前記回収部を制御する制御部(17)と、
前記制御部によって制御され、前記電気化学セルが大気に含まれる二酸化炭素を吸着する際に、前記筐体内に二酸化炭素を含む大気を送り込む送風部(19、13)と、を備え、
前記制御部は、二酸化炭素を回収するために前記電気化学セル及び前記回収部を制御していないときに、前記送風部を作動させて前記筐体内に強制的に風を通過させることにより、前記電気化学セルに付着した水分及び/又は水分以外の異物を除去するように構成される二酸化炭素回収システム。
(Technical thought 1)
A carbon dioxide recovery system that recovers carbon dioxide from the atmosphere containing carbon dioxide by an electrochemical reaction,
an electrochemical cell (12a) disposed within the housing, which adsorbs carbon dioxide by applying an adsorption potential and desorbs the adsorbed carbon dioxide by applying a desorption potential;
a recovery unit (11, 13, 14, 16) that recovers carbon dioxide desorbed from the electrochemical cell;
An adsorption potential is applied to the electrochemical cell to cause carbon dioxide contained in the atmosphere introduced into the casing to be adsorbed to the electrochemical cell, and a desorption potential is applied to the electrochemical cell to cause the electrochemical a control unit (17) that controls the electrochemical cell and the recovery unit to desorb carbon dioxide from the cell and cause the recovery unit to recover the desorbed carbon dioxide;
a blowing unit (19, 13) that is controlled by the control unit and sends atmosphere containing carbon dioxide into the casing when the electrochemical cell adsorbs carbon dioxide contained in the atmosphere;
The control unit operates the air blower to forcibly pass wind into the housing when the electrochemical cell and the recovery unit are not being controlled to recover carbon dioxide. A carbon dioxide recovery system configured to remove moisture and/or non-moisture foreign matter adhering to an electrochemical cell.

(技術的思想2)
前記電気化学セルに、水分及び/又は水分以外の異物が付着したことを推定する推定部をさらに備え、
前記制御部は、前記推定部が水分及び/又は水分以外の異物の付着を推定したことに応じて、前記送風部を作動させ、前記筐体内を通過する風により前記電気化学セルに付着した水分及び/又は水分以外の異物を除去する、技術的思想1に記載の二酸化炭素回収システム。
(Technical thought 2)
further comprising an estimation unit that estimates that moisture and/or foreign matter other than moisture has adhered to the electrochemical cell,
The control unit operates the air blowing unit in response to the estimation unit estimating adhesion of moisture and/or foreign substances other than moisture, and the control unit operates the air blowing unit to eliminate moisture adhering to the electrochemical cell by wind passing through the casing. and/or the carbon dioxide recovery system according to Technical Idea 1, which removes foreign substances other than water.

(技術的思想3)
前記推定部は、前記回収部による二酸化炭素の回収量が減少したこと、二酸化炭素の回収の繰り返し回数が所定の回数に到達したこと、及び前記二酸化炭素回収システムの稼働時間が所定時間に達したことの少なくとも1つに基づき、前記電気化学セルに水分以外の異物が付着したことを推定する、技術的思想2に記載の二酸化炭素回収システム。
(Technical thought 3)
The estimating unit determines that the amount of carbon dioxide recovered by the recovery unit has decreased, that the number of repetitions of carbon dioxide recovery has reached a predetermined number, and that the operating time of the carbon dioxide recovery system has reached a predetermined time. The carbon dioxide recovery system according to Technical Idea 2, wherein it is estimated that a foreign substance other than water has adhered to the electrochemical cell based on at least one of the above.

(技術的思想4)
前記推定部が、水分以外の異物の付着を推定した場合、前記制御部は、前記送風部を作動させて前記筐体内に風を通過させるとともに、前記電気化学セルに脱離電位を印加する、技術的思想2又は3に記載の二酸化炭素回収システム。
(Technical thought 4)
When the estimating unit estimates adhesion of foreign matter other than moisture, the control unit operates the blower to pass wind into the casing, and applies a desorption potential to the electrochemical cell. The carbon dioxide recovery system according to technical idea 2 or 3.

(技術的思想5)
前記制御部は、少なくとも気象条件を含む外部環境が、前記電気化学セルへの脱離電位の印加により短絡異常を招く可能性がある場合、前記電気化学セルへの脱離電位の印加を中止する、技術的思想4に記載の二酸化炭素回収システム。
(Technical Thought 5)
The control unit stops applying the desorption potential to the electrochemical cell when an external environment including at least weather conditions may cause a short circuit abnormality due to application of the desorption potential to the electrochemical cell. , the carbon dioxide recovery system described in Technical Idea 4.

(技術的思想6)
前記推定部は、大気の温度及び湿度に基づいて、及び/又は、取得した気象情報に基づいて、水分が前記電気化学セルに付着したことを推定する、技術的思想2又は3に記載の二酸化炭素回収システム。
(Technical Thought 6)
The carbon dioxide according to technical idea 2 or 3, wherein the estimating unit estimates that moisture has adhered to the electrochemical cell based on atmospheric temperature and humidity and/or based on acquired weather information. Carbon capture system.

(技術的思想7)
前記制御部は、大気の温度及び湿度、又は時間帯に基づいて、水分が前記電気化学セルに付着する可能性が高いと判断したとき、前記二酸化炭素回収システムの稼働を停止するとともに、前記送風部による送風を実施する、技術的思想1乃至6のいずれか1項に記載の二酸化炭素回収システム。
(Technical Thought 7)
When the control unit determines that there is a high possibility that moisture will adhere to the electrochemical cell based on the temperature and humidity of the atmosphere or the time of day, the control unit stops the operation of the carbon dioxide recovery system and stops the operation of the air blower. The carbon dioxide recovery system according to any one of Technical Ideas 1 to 6, wherein the carbon dioxide recovery system performs ventilation by a part.

(技術的思想8)
前記制御部は、大気の温度及び湿度、又は時間帯に基づいて、水分が前記電気化学セルに付着する可能性が高いと判断したとき、二酸化炭素回収のために前記電気化学セルへ印加する吸着電位及び/又は脱離電位の印加時間を、水分が前記電気化学セルに付着する可能性が低い場合に前記電気化学セルへ印加する吸着電位及び/又は脱離電位の印加時間よりも短くして、前記電気化学セルの発熱を抑制する、技術的思想1乃至6のいずれか1項に記載の二酸化炭素回収システム。
(Technical Thought 8)
When the control unit determines that there is a high possibility that moisture will adhere to the electrochemical cell based on the temperature and humidity of the atmosphere or the time of day, the control unit may apply adsorption to the electrochemical cell for carbon dioxide recovery. The application time of the electric potential and/or desorption potential is made shorter than the application time of the adsorption potential and/or desorption potential applied to the electrochemical cell when the possibility of moisture adhering to the electrochemical cell is low. , the carbon dioxide recovery system according to any one of Technical Ideas 1 to 6, which suppresses heat generation of the electrochemical cell.

10:二酸化炭素回収システム、11:流路開閉弁、12:回収器、12a:電気化学セル、13:ポンプ、14:流路切替弁、15:COセンサ、17:制御装置、19:送風機、20:温度センサ、21:湿度センサ、22:外部サーバ 10: Carbon dioxide recovery system, 11: Channel opening/closing valve, 12: Recovery device, 12a: Electrochemical cell, 13: Pump, 14: Channel switching valve, 15: CO 2 sensor, 17: Control device, 19: Blower , 20: Temperature sensor, 21: Humidity sensor, 22: External server

Claims (8)

電気化学反応によって、二酸化炭素を含有する大気から二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収システムであって、
筐体内に配置され、吸着電位の印加により、二酸化炭素を吸着し、脱離電位の印加により、吸着した二酸化炭素を脱離する電気化学セル(12a)と、
前記電気化学セルから脱離された二酸化炭素を回収する回収部(11、13、14、16)と、
前記電気化学セルに吸着電位を印加して、前記筐体内に導入された大気に含まれる二酸化炭素を前記電気化学セルに吸着させ、前記電気化学セルに脱離電位を印加して、前記電気化学セルから二酸化炭素を脱離させ、脱離された二酸化炭素を前記回収部に回収させるように、前記電気化学セル及び前記回収部を制御する制御部(17)と、
前記制御部によって制御され、前記電気化学セルが大気に含まれる二酸化炭素を吸着する際に、前記筐体内に二酸化炭素を含む大気を送り込む送風部(19、13)と、を備え、
前記制御部は、二酸化炭素を回収するために前記電気化学セル及び前記回収部を制御していないときに、前記送風部を作動させて前記筐体内に強制的に風を通過させることにより、前記電気化学セルに付着した水分及び/又は水分以外の異物を除去するように構成される二酸化炭素回収システム。
A carbon dioxide recovery system that recovers carbon dioxide from the atmosphere containing carbon dioxide by an electrochemical reaction,
an electrochemical cell (12a) disposed within the housing, which adsorbs carbon dioxide by applying an adsorption potential and desorbs the adsorbed carbon dioxide by applying a desorption potential;
a recovery unit (11, 13, 14, 16) that recovers carbon dioxide desorbed from the electrochemical cell;
An adsorption potential is applied to the electrochemical cell to cause carbon dioxide contained in the atmosphere introduced into the casing to be adsorbed to the electrochemical cell, and a desorption potential is applied to the electrochemical cell to cause the electrochemical a control unit (17) that controls the electrochemical cell and the recovery unit to desorb carbon dioxide from the cell and cause the recovery unit to recover the desorbed carbon dioxide;
a blowing unit (19, 13) that is controlled by the control unit and sends atmosphere containing carbon dioxide into the casing when the electrochemical cell adsorbs carbon dioxide contained in the atmosphere;
The control unit operates the air blower to forcibly pass wind into the housing when the electrochemical cell and the recovery unit are not being controlled to recover carbon dioxide. A carbon dioxide recovery system configured to remove moisture and/or non-moisture foreign matter adhering to an electrochemical cell.
前記電気化学セルに、水分及び/又は水分以外の異物が付着したことを推定する推定部をさらに備え、
前記制御部は、前記推定部が水分及び/又は水分以外の異物の付着を推定したことに応じて、前記送風部を作動させ、前記筐体内を通過する風により前記電気化学セルに付着した水分及び/又は水分以外の異物を除去する、請求項1に記載の二酸化炭素回収システム。
further comprising an estimation unit that estimates that moisture and/or foreign matter other than moisture has adhered to the electrochemical cell,
The control unit operates the air blowing unit in response to the estimation unit estimating adhesion of moisture and/or foreign substances other than moisture, and the control unit operates the air blowing unit to eliminate moisture adhering to the electrochemical cell by wind passing through the casing. The carbon dioxide recovery system according to claim 1, wherein the carbon dioxide recovery system removes foreign substances other than moisture.
前記推定部は、前記回収部による二酸化炭素の回収量が減少したこと、二酸化炭素の回収の繰り返し回数が所定の回数に到達したこと、及び前記二酸化炭素回収システムの稼働時間が所定時間に達したことの少なくとも1つに基づき、前記電気化学セルに水分以外の異物が付着したことを推定する、請求項2に記載の二酸化炭素回収システム。 The estimating unit determines that the amount of carbon dioxide recovered by the recovery unit has decreased, that the number of repetitions of carbon dioxide recovery has reached a predetermined number, and that the operating time of the carbon dioxide recovery system has reached a predetermined time. The carbon dioxide recovery system according to claim 2, wherein it is estimated that foreign matter other than moisture has adhered to the electrochemical cell based on at least one of the above. 前記推定部が、水分以外の異物の付着を推定した場合、前記制御部は、前記送風部を作動させて前記筐体内に風を通過させるとともに、前記電気化学セルに脱離電位を印加する、請求項2又は3に記載の二酸化炭素回収システム。 When the estimating unit estimates adhesion of foreign matter other than moisture, the control unit operates the blower to pass wind into the casing, and applies a desorption potential to the electrochemical cell. The carbon dioxide recovery system according to claim 2 or 3. 前記制御部は、少なくとも気象条件を含む外部環境が、前記電気化学セルへの脱離電位の印加により短絡異常を招く可能性がある場合、前記電気化学セルへの脱離電位の印加を中止する、請求項4に記載の二酸化炭素回収システム。 The control unit stops applying the desorption potential to the electrochemical cell when an external environment including at least weather conditions may cause a short circuit abnormality due to application of the desorption potential to the electrochemical cell. , The carbon dioxide recovery system according to claim 4. 前記推定部は、大気の温度及び湿度に基づいて、及び/又は、取得した気象情報に基づいて、水分が前記電気化学セルに付着したことを推定する、請求項2又は3に記載の二酸化炭素回収システム。 The carbon dioxide according to claim 2 or 3, wherein the estimation unit estimates that moisture has adhered to the electrochemical cell based on atmospheric temperature and humidity and/or based on acquired weather information. collection system. 前記制御部は、大気の温度及び湿度、又は時間帯に基づいて、水分が前記電気化学セルに付着する可能性が高いと判断したとき、前記二酸化炭素回収システムの稼働を停止するとともに、前記送風部による送風を実施する、請求項1又は2に記載の二酸化炭素回収システム。 When the control unit determines that there is a high possibility that moisture will adhere to the electrochemical cell based on the temperature and humidity of the atmosphere or the time of day, the control unit stops the operation of the carbon dioxide recovery system and stops the operation of the air blower. The carbon dioxide recovery system according to claim 1 or 2, wherein the carbon dioxide recovery system performs ventilation by a part. 前記制御部は、大気の温度及び湿度、又は時間帯に基づいて、水分が前記電気化学セルに付着する可能性が高いと判断したとき、二酸化炭素回収のために前記電気化学セルへ印加する吸着電位及び/又は脱離電位の印加時間を、水分が前記電気化学セルに付着する可能性が低い場合に前記電気化学セルへ印加する吸着電位及び/又は脱離電位の印加時間よりも短くして、前記電気化学セルの発熱を抑制する 、請求項1又は2に記載の二酸化炭素回収システム。 When the control unit determines that there is a high possibility that moisture will adhere to the electrochemical cell based on the temperature and humidity of the atmosphere or the time of day, the control unit may apply adsorption to the electrochemical cell for carbon dioxide recovery. The application time of the electric potential and/or desorption potential is made shorter than the application time of the adsorption potential and/or desorption potential applied to the electrochemical cell when the possibility of moisture adhering to the electrochemical cell is low. The carbon dioxide recovery system according to claim 1 or 2, wherein heat generation of the electrochemical cell is suppressed.
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