JP2958460B1 - 低純度二酸化炭素ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む方法及び装置 - Google Patents
低純度二酸化炭素ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む方法及び装置Info
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Abstract
【要約】
【課題】 火力発電所等の固定発生源から大量に排出さ
れる排ガスから二酸化炭素ガスを高純度分離することな
く、低純度分離でも二酸化炭素ガスの海洋隔離を可能と
する簡単で高効率な方法及び装置を提供する。 【解決手段】 海水難溶性ガスを含む低純度二酸化炭素
ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む方法であって、
（ｉ）海水中にガスリフト装置として設置した逆Ｊ字管
の短脚管内にその下端部から該低純度度二酸化炭素ガス
を供給し、該管内を上昇させるとともに、該二酸化炭素
ガスを海水中に溶解させること、（ii）該逆Ｊ字管頂部
に存在する管外の海水圧よりも高められた圧力を有する
海水未溶解ガスを、該逆Ｊ字管頂部に接続バルブを介し
て付設した複数のガスアキュームレーターを用いて管内
の圧力を低下させることなく管外部へ排出すること、
（iii）該逆Ｊ字管頂部に発生する圧力により二酸化炭
素溶解海水を該逆Ｊ字管の長脚管を介して深海に送り込
むこと、を特徴とする低純度二酸化炭素ガスを海水中に
溶解し、深海へ送り込む方法。
れる排ガスから二酸化炭素ガスを高純度分離することな
く、低純度分離でも二酸化炭素ガスの海洋隔離を可能と
する簡単で高効率な方法及び装置を提供する。 【解決手段】 海水難溶性ガスを含む低純度二酸化炭素
ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む方法であって、
（ｉ）海水中にガスリフト装置として設置した逆Ｊ字管
の短脚管内にその下端部から該低純度度二酸化炭素ガス
を供給し、該管内を上昇させるとともに、該二酸化炭素
ガスを海水中に溶解させること、（ii）該逆Ｊ字管頂部
に存在する管外の海水圧よりも高められた圧力を有する
海水未溶解ガスを、該逆Ｊ字管頂部に接続バルブを介し
て付設した複数のガスアキュームレーターを用いて管内
の圧力を低下させることなく管外部へ排出すること、
（iii）該逆Ｊ字管頂部に発生する圧力により二酸化炭
素溶解海水を該逆Ｊ字管の長脚管を介して深海に送り込
むこと、を特徴とする低純度二酸化炭素ガスを海水中に
溶解し、深海へ送り込む方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電所および
製鉄所等の大量固定発生源から排出される海水難溶性ガ
スを含む低純度二酸化炭素ガスを、地球環境保全のため
に海中に溶解させて深海へ送り込み、隔離する方法及び
それに用いる装置に関するものである。
製鉄所等の大量固定発生源から排出される海水難溶性ガ
スを含む低純度二酸化炭素ガスを、地球環境保全のため
に海中に溶解させて深海へ送り込み、隔離する方法及び
それに用いる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の二酸化炭素の海中隔離技術は、
（ａ）液体二酸化炭素を水深3000m以深の深海底に送り
込み、深海底の窪地に貯留隔離する方法、（ｂ）ドライ
アイスを深海に隔離する方法、（ｃ）液体二酸化炭素を
水深1000〜3000mの中深層水に直接送り込み、海水に溶
解・拡散させる方法、（ｄ）気体二酸化炭素を水深200m
程度の浅海域に直接送り込み、溶解・拡散させる方法、
（ｅ）逆Ｊ字管を用いたガスリフト作用により気体二酸
化炭素の溶解促進と二酸化炭素溶解海水の深海への送り
込みとを行う方法の５つがある。（ａ）ないし（ｃ）の
方法は、初期送り込み水深が深いことから長期の二酸化
炭素海洋隔離が可能であるが、火力発電所等の排ガスか
ら二酸化炭素を高純度に分離・回収することならびに回
収された二酸化炭素の液化に膨大なエネルギーを必要と
し、これらに総発電量の４０％から６０％のエネルギー
を消費する。（ｄ）の方法は分離・回収された高純度二
酸化炭素ガスを液化せず、気体のままで直接浅海に送り
込むことから、エネルギー消費は（ａ）ないし（ｃ）に
比較して少なく、効率的である。しかし、生物の多い浅
海の生態系を損ねる危険性が極めて大きい。（ｅ）の方
法は、高純度の気体二酸化炭素の圧力エネルギーを有効
に利用することからさらに効率的な二酸化炭素の海洋隔
離ができる上に、浅海の環境を損ねる危険性が皆無であ
る。しかし、この方法は、高純度二酸化炭素ガスに適用
可能な方法であり、低純度二酸化炭素ガスにいは適用す
ることができない。上記の従来技術は、いずれも高純度
に分離された二酸化炭素ガスを必要とする方法であり、
これに多くのエネルギーが消費されることが二酸化炭素
の海洋隔離を実施する上で大きな隘路となっている。
（ａ）液体二酸化炭素を水深3000m以深の深海底に送り
込み、深海底の窪地に貯留隔離する方法、（ｂ）ドライ
アイスを深海に隔離する方法、（ｃ）液体二酸化炭素を
水深1000〜3000mの中深層水に直接送り込み、海水に溶
解・拡散させる方法、（ｄ）気体二酸化炭素を水深200m
程度の浅海域に直接送り込み、溶解・拡散させる方法、
（ｅ）逆Ｊ字管を用いたガスリフト作用により気体二酸
化炭素の溶解促進と二酸化炭素溶解海水の深海への送り
込みとを行う方法の５つがある。（ａ）ないし（ｃ）の
方法は、初期送り込み水深が深いことから長期の二酸化
炭素海洋隔離が可能であるが、火力発電所等の排ガスか
ら二酸化炭素を高純度に分離・回収することならびに回
収された二酸化炭素の液化に膨大なエネルギーを必要と
し、これらに総発電量の４０％から６０％のエネルギー
を消費する。（ｄ）の方法は分離・回収された高純度二
酸化炭素ガスを液化せず、気体のままで直接浅海に送り
込むことから、エネルギー消費は（ａ）ないし（ｃ）に
比較して少なく、効率的である。しかし、生物の多い浅
海の生態系を損ねる危険性が極めて大きい。（ｅ）の方
法は、高純度の気体二酸化炭素の圧力エネルギーを有効
に利用することからさらに効率的な二酸化炭素の海洋隔
離ができる上に、浅海の環境を損ねる危険性が皆無であ
る。しかし、この方法は、高純度二酸化炭素ガスに適用
可能な方法であり、低純度二酸化炭素ガスにいは適用す
ることができない。上記の従来技術は、いずれも高純度
に分離された二酸化炭素ガスを必要とする方法であり、
これに多くのエネルギーが消費されることが二酸化炭素
の海洋隔離を実施する上で大きな隘路となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる課題
は、火力発電所等の固定発生源から大量に排出される排
ガスから二酸化炭素ガスを高純度分離することなく、低
純度分離でも二酸化炭素ガスの海洋隔離を可能とする簡
単で高効率な方法及び装置を提供することにある。本発
明のさらに具体的な課題は、浅海において、低純度二酸
化炭素ガスの溶解及び該低純度二酸化炭素ガスに含まれ
る海水難溶性ガスの分離を同時に行うとともに、二酸化
炭素を長期隔離を行うことができる深海に二酸化炭素溶
解海水を送り込む、簡単、低コストでかつ所要エネルギ
ーの格段に低い方法及び装置を提供することにある。本
発明の他の課題は、ガスリフトによる管内の昇圧効果を
減ずることなく海水難溶性ガスを系外に排出する手段を
提供すること、加えて、排出された海水難溶性ガスの圧
力エネルギーをガスリフトにより回収する手段を提供す
ることにある。
は、火力発電所等の固定発生源から大量に排出される排
ガスから二酸化炭素ガスを高純度分離することなく、低
純度分離でも二酸化炭素ガスの海洋隔離を可能とする簡
単で高効率な方法及び装置を提供することにある。本発
明のさらに具体的な課題は、浅海において、低純度二酸
化炭素ガスの溶解及び該低純度二酸化炭素ガスに含まれ
る海水難溶性ガスの分離を同時に行うとともに、二酸化
炭素を長期隔離を行うことができる深海に二酸化炭素溶
解海水を送り込む、簡単、低コストでかつ所要エネルギ
ーの格段に低い方法及び装置を提供することにある。本
発明の他の課題は、ガスリフトによる管内の昇圧効果を
減ずることなく海水難溶性ガスを系外に排出する手段を
提供すること、加えて、排出された海水難溶性ガスの圧
力エネルギーをガスリフトにより回収する手段を提供す
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、海水難溶性ガスを含
む低純度二酸化炭素ガスを海水中に溶解し、深海へ送り
込む方法であって、（ｉ）海水中にガスリフト装置とし
て設置した逆Ｊ字管の短脚管内にその下端部から該低純
度度二酸化炭素ガスを供給し、該管内を上昇させるとと
もに、該二酸化炭素ガスを海水中に溶解させること、
（ii）該逆Ｊ字管頂部に存在する管外の海水圧よりも高
められた圧力を有する海水未溶解ガスを、該逆Ｊ字管頂
部に接続バルブを介して付設した複数のガスアキューム
レーターを用いて管内の圧力を低下させることなく管外
部へ排出すること、（iii）該逆Ｊ字管頂部に発生する
圧力により二酸化炭素溶解海水を該逆Ｊ字管の長脚管を
介して深海に送り込むこと、を特徴とする低純度二酸化
炭素ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む方法が提供
される。また、本発明によれば、海水難溶性ガスを含む
低純度二酸化炭素ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込
む装置であって、海水中に設置された逆Ｊ字管と、該逆
Ｊ字管の短脚管の下端部に連結された該低純度二酸化炭
素ガスを供給する配管と、該逆Ｊ字管の頂部に接続弁を
介して連結されたガス排出弁を有する複数のアキューム
レーターとを有することを特徴とする低純度二酸化炭素
ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む装置が提供され
る。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、海水難溶性ガスを含
む低純度二酸化炭素ガスを海水中に溶解し、深海へ送り
込む方法であって、（ｉ）海水中にガスリフト装置とし
て設置した逆Ｊ字管の短脚管内にその下端部から該低純
度度二酸化炭素ガスを供給し、該管内を上昇させるとと
もに、該二酸化炭素ガスを海水中に溶解させること、
（ii）該逆Ｊ字管頂部に存在する管外の海水圧よりも高
められた圧力を有する海水未溶解ガスを、該逆Ｊ字管頂
部に接続バルブを介して付設した複数のガスアキューム
レーターを用いて管内の圧力を低下させることなく管外
部へ排出すること、（iii）該逆Ｊ字管頂部に発生する
圧力により二酸化炭素溶解海水を該逆Ｊ字管の長脚管を
介して深海に送り込むこと、を特徴とする低純度二酸化
炭素ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む方法が提供
される。また、本発明によれば、海水難溶性ガスを含む
低純度二酸化炭素ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込
む装置であって、海水中に設置された逆Ｊ字管と、該逆
Ｊ字管の短脚管の下端部に連結された該低純度二酸化炭
素ガスを供給する配管と、該逆Ｊ字管の頂部に接続弁を
介して連結されたガス排出弁を有する複数のアキューム
レーターとを有することを特徴とする低純度二酸化炭素
ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む装置が提供され
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明においては、火力発電所等
の固定発生源から大量に排出される低純度二酸化炭素ガ
スは、高純度化することなく、処理される。この場合、
二酸化炭素ガスに混入するガスは、Ｎ2やＯ2等の海水難
溶性ガスであり、その含有量は、５〜４０ｖｏｌ％、特
に、１５〜３０ｖｏｌ％が好適である。
の固定発生源から大量に排出される低純度二酸化炭素ガ
スは、高純度化することなく、処理される。この場合、
二酸化炭素ガスに混入するガスは、Ｎ2やＯ2等の海水難
溶性ガスであり、その含有量は、５〜４０ｖｏｌ％、特
に、１５〜３０ｖｏｌ％が好適である。
【０００６】本発明により前記低純度二酸化炭素ガスを
処理するに際しては、先ず、逆Ｊ字管からなるガスリフ
ト装置を海水中に設置する。この場合、その逆Ｊ字管の
短脚管を浅海に保持し、その長脚管の下端を深海に開口
させる。この状態でその短脚管の下端部に設けたガス吹
き込み装置により低純度二酸化炭素ガスを当該管内に吹
き込むと、ガスリフト作用により当該管下端から海水が
流入し、管内に強い上昇流が発生する。低純度二酸化炭
素気泡はこの海水の上昇流とともに当該管内を海水に溶
けながら上昇する。逆Ｊ字管頂部に到達するまでに、そ
の低純度二酸化炭素気泡に含まれる二酸化炭素はほぼ１
００％海水に溶解する。海水溶解ガスは窒素および酸素
等の海水難溶性ガスである。このような操作により低純
度二酸化炭素ガスからの二酸化炭素の分離および海水へ
の溶解が同時に達成される。
処理するに際しては、先ず、逆Ｊ字管からなるガスリフ
ト装置を海水中に設置する。この場合、その逆Ｊ字管の
短脚管を浅海に保持し、その長脚管の下端を深海に開口
させる。この状態でその短脚管の下端部に設けたガス吹
き込み装置により低純度二酸化炭素ガスを当該管内に吹
き込むと、ガスリフト作用により当該管下端から海水が
流入し、管内に強い上昇流が発生する。低純度二酸化炭
素気泡はこの海水の上昇流とともに当該管内を海水に溶
けながら上昇する。逆Ｊ字管頂部に到達するまでに、そ
の低純度二酸化炭素気泡に含まれる二酸化炭素はほぼ１
００％海水に溶解する。海水溶解ガスは窒素および酸素
等の海水難溶性ガスである。このような操作により低純
度二酸化炭素ガスからの二酸化炭素の分離および海水へ
の溶解が同時に達成される。
【０００７】ガスリフト作用により、当該逆Ｊ字管頂部
における内圧は外圧よりも高くなる。この圧力上昇はポ
ンプの吐出圧力に相当するもので、二酸化炭素溶解海水
を深海にまで送り込む駆動力となる。また、この二酸化
炭素溶解海水は慣性力を持つことから、さらにこの慣性
力によっても深海に送り込まれる。
における内圧は外圧よりも高くなる。この圧力上昇はポ
ンプの吐出圧力に相当するもので、二酸化炭素溶解海水
を深海にまで送り込む駆動力となる。また、この二酸化
炭素溶解海水は慣性力を持つことから、さらにこの慣性
力によっても深海に送り込まれる。
【０００８】本発明においては、逆Ｊ字管頂部に存在す
る海水未溶解ガスは、そのガスリフト作用により生じた
圧力を低下させることなく、管外へ排出させる。このた
めには、その逆Ｊ字管頂部に対して、ガス排出弁を有す
る複数のアキュムレーター（ガス貯留容器）を接続弁を
介して連結し、それらのアキュムレーターを順次用いて
未溶解ガスを外部へ排出する。この場合、２つのアキュ
ームレータを用いて未溶解ガスを外部へ排出する方法を
示すと、先ず、２つのガスアキュームレーターに各付設
された未溶解ガス排出弁を閉じ、第１のガスアキューム
レーターの接続弁を開き、第２ガスアキュームレーター
の接続弁は閉じておく。こうすることにより第１ガスア
キュームレーター内に未溶解ガスが貯まる。第１ガスア
キュームレーター内が未溶解ガスで満杯になったら、第
１ガスアキュームレーターの接続弁を閉じ、第２ガスア
キュームレーターの接続弁を開ける。次いで、第１ガス
アキュームレーターの排出弁（アキュムレーター内のガ
スを外部へ排出するための弁）を開けて、そのガスアキ
ュームレーター内部に貯まった未溶解ガスを外部へ排出
する。ガス排出後、そのガス排出弁を閉じる。第２ガス
アキュームレーター内が未溶解ガスで満杯となったら同
様の操作を行う。この操作を繰り返すことにより逆Ｊ字
管内の上昇した圧力を下げることなく、未溶解ガスを系
外に排出することができる。
る海水未溶解ガスは、そのガスリフト作用により生じた
圧力を低下させることなく、管外へ排出させる。このた
めには、その逆Ｊ字管頂部に対して、ガス排出弁を有す
る複数のアキュムレーター（ガス貯留容器）を接続弁を
介して連結し、それらのアキュムレーターを順次用いて
未溶解ガスを外部へ排出する。この場合、２つのアキュ
ームレータを用いて未溶解ガスを外部へ排出する方法を
示すと、先ず、２つのガスアキュームレーターに各付設
された未溶解ガス排出弁を閉じ、第１のガスアキューム
レーターの接続弁を開き、第２ガスアキュームレーター
の接続弁は閉じておく。こうすることにより第１ガスア
キュームレーター内に未溶解ガスが貯まる。第１ガスア
キュームレーター内が未溶解ガスで満杯になったら、第
１ガスアキュームレーターの接続弁を閉じ、第２ガスア
キュームレーターの接続弁を開ける。次いで、第１ガス
アキュームレーターの排出弁（アキュムレーター内のガ
スを外部へ排出するための弁）を開けて、そのガスアキ
ュームレーター内部に貯まった未溶解ガスを外部へ排出
する。ガス排出後、そのガス排出弁を閉じる。第２ガス
アキュームレーター内が未溶解ガスで満杯となったら同
様の操作を行う。この操作を繰り返すことにより逆Ｊ字
管内の上昇した圧力を下げることなく、未溶解ガスを系
外に排出することができる。
【０００９】前記のようにして系外に排出される未溶解
ガスは十分な圧力エネルギーを有している。これを直線
状のガスリフト装置に吹き入れることにより未溶解ガス
によるガスリフトが発生し、強い海水の上昇流が発生す
る。この海水上昇流の運動エネルギーでインペラを回転
させることによりエネルギーを回収することができる。
ガスは十分な圧力エネルギーを有している。これを直線
状のガスリフト装置に吹き入れることにより未溶解ガス
によるガスリフトが発生し、強い海水の上昇流が発生す
る。この海水上昇流の運動エネルギーでインペラを回転
させることによりエネルギーを回収することができる。
【００１０】逆Ｊ字管の短脚管に低純度二酸化炭素ガス
供給管を連結する場合、両者の連結は複数の細管を介し
て行うのが好ましい。この場合の細管の内径は２〜６ｍ
ｍ、好ましくは２〜３ｍｍである。また細管の数は４０
００〜１００００本、好ましくは６０００〜８０００本
である。細管の先端形状は、各種の形状であることがで
きるが、好ましくは、注射針の先端形状とすることがで
きる。このような複数の細管を介して逆Ｊ字管の短脚管
と低純度二酸化炭素ガス供給管とを連結するときには、
低純度二酸化炭素ガスは、その供給管からそれらの細管
内に入り、その細管の先端開口から逆Ｊ字管の短脚管内
へ噴出される。この場合、その細管の先端形状及び開口
面積を変化させることにより、前記短脚管内の海水中に
形成される初期気泡径をコントロールすることができ、
その気泡径を管内海水中に溶解する全気泡溶解量を最大
とすることができる。一般的には、前記初期気泡径は１
０〜３０ｍｍ、好ましくは１０〜２０ｍｍにするのがよ
い。
供給管を連結する場合、両者の連結は複数の細管を介し
て行うのが好ましい。この場合の細管の内径は２〜６ｍ
ｍ、好ましくは２〜３ｍｍである。また細管の数は４０
００〜１００００本、好ましくは６０００〜８０００本
である。細管の先端形状は、各種の形状であることがで
きるが、好ましくは、注射針の先端形状とすることがで
きる。このような複数の細管を介して逆Ｊ字管の短脚管
と低純度二酸化炭素ガス供給管とを連結するときには、
低純度二酸化炭素ガスは、その供給管からそれらの細管
内に入り、その細管の先端開口から逆Ｊ字管の短脚管内
へ噴出される。この場合、その細管の先端形状及び開口
面積を変化させることにより、前記短脚管内の海水中に
形成される初期気泡径をコントロールすることができ、
その気泡径を管内海水中に溶解する全気泡溶解量を最大
とすることができる。一般的には、前記初期気泡径は１
０〜３０ｍｍ、好ましくは１０〜２０ｍｍにするのがよ
い。
【００１１】以上のように、本発明は、火力発電所等の
固定発生源から大量に排出される低純度二酸化炭素ガス
を効率的に海洋に固定すること、二酸化炭素を海水難溶
性ガスから分離すること及び二酸化炭素溶解海水を深海
に送り込むことの３つを同時に達成する簡便かつ効率の
高いシステムである。
固定発生源から大量に排出される低純度二酸化炭素ガス
を効率的に海洋に固定すること、二酸化炭素を海水難溶
性ガスから分離すること及び二酸化炭素溶解海水を深海
に送り込むことの３つを同時に達成する簡便かつ効率の
高いシステムである。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明に係わる低純度二酸化炭素ガ
スを海水中に溶解し、深海へ送り込む装置の構成図を示
すものである。図示した装置は、火力発電所等の固定発
生源から大量に排出される低純度二酸化炭素ガスを効率
的に海洋に固定すること、海水難溶性ガスと二酸化炭素
と分離すること及び二酸化炭素溶解海水を深海に送り込
み隔離することの３つを同時に達成するためのものであ
り、短脚管と長脚管とを上部で連結した逆Ｊ字管からな
るガスリフト装置１を備えている。また、この逆Ｊ字状
管の頂部には、複数個の未溶解ガス排出ガスアキューム
レーター２が装備される。この逆Ｊ字管１は、海水中に
設置され、その短脚管３を浅海に保持し、長脚管５の下
端を深海に開口させて配置する。
スを海水中に溶解し、深海へ送り込む装置の構成図を示
すものである。図示した装置は、火力発電所等の固定発
生源から大量に排出される低純度二酸化炭素ガスを効率
的に海洋に固定すること、海水難溶性ガスと二酸化炭素
と分離すること及び二酸化炭素溶解海水を深海に送り込
み隔離することの３つを同時に達成するためのものであ
り、短脚管と長脚管とを上部で連結した逆Ｊ字管からな
るガスリフト装置１を備えている。また、この逆Ｊ字状
管の頂部には、複数個の未溶解ガス排出ガスアキューム
レーター２が装備される。この逆Ｊ字管１は、海水中に
設置され、その短脚管３を浅海に保持し、長脚管５の下
端を深海に開口させて配置する。
【００１３】上記逆Ｊ字状管の短脚管３の下端部には、
火力発電所等からパイプライン６により送られてきた低
純度二酸化炭素ガスを管内に吹き込むためのガス吹き込
み装置４が装着される。その短脚管３の下端は開口し、
ガスリフト作用による海水の取り込み口となる。ガス吹
込み装置４は、低純度二酸化炭素ガス供給配管６内のガ
スをその短脚管３内に円滑に導入し得る構造のものであ
ればよく、その構造は特に制約されない。上記逆Ｊ字管
１に対する低純度二酸化炭素ガスの吹き込みは、吹き込
み水深に相当する圧力と、固定発生源からこの装置の設
置位置まで低純度二酸化炭素ガスを搬送する過程で発生
する圧力損失に見合う元圧をかけて送り込む。
火力発電所等からパイプライン６により送られてきた低
純度二酸化炭素ガスを管内に吹き込むためのガス吹き込
み装置４が装着される。その短脚管３の下端は開口し、
ガスリフト作用による海水の取り込み口となる。ガス吹
込み装置４は、低純度二酸化炭素ガス供給配管６内のガ
スをその短脚管３内に円滑に導入し得る構造のものであ
ればよく、その構造は特に制約されない。上記逆Ｊ字管
１に対する低純度二酸化炭素ガスの吹き込みは、吹き込
み水深に相当する圧力と、固定発生源からこの装置の設
置位置まで低純度二酸化炭素ガスを搬送する過程で発生
する圧力損失に見合う元圧をかけて送り込む。
【００１４】逆Ｊ字の湾曲部（頂部）７を介して短脚管
３に連結された長脚管５は、管３においてガスリフト作
用により系内圧力が系外圧より上昇すること、ガスリフ
ト作用により上昇海水流に慣性力が生じること及び二酸
化炭素の溶解により海水の密度が増加することの３つの
作用により、二酸化炭素溶解海水を深海に送り込み、そ
の下端から排出するように深海に開口している。管３内
で、二酸化炭素ガスは海水にほぼ１００％溶解するが、
海水難溶性の窒素と酸素は溶解しない。この未溶解ガス
を逆Ｊ字管の頂部に取り付けられた複数個の未溶解ガス
アキュムレーター２を順次作動させることにより、管内
に発生した圧力を低下させることなく、系外に排出させ
る。
３に連結された長脚管５は、管３においてガスリフト作
用により系内圧力が系外圧より上昇すること、ガスリフ
ト作用により上昇海水流に慣性力が生じること及び二酸
化炭素の溶解により海水の密度が増加することの３つの
作用により、二酸化炭素溶解海水を深海に送り込み、そ
の下端から排出するように深海に開口している。管３内
で、二酸化炭素ガスは海水にほぼ１００％溶解するが、
海水難溶性の窒素と酸素は溶解しない。この未溶解ガス
を逆Ｊ字管の頂部に取り付けられた複数個の未溶解ガス
アキュムレーター２を順次作動させることにより、管内
に発生した圧力を低下させることなく、系外に排出させ
る。
【００１５】逆Ｊ字管１を海水中に設置するに際し、そ
の短脚管３は、その管長を２００から３００ｍとするこ
とが望ましく、また低純度二酸化炭素ガスの吹き込み水
深は３００から４００ｍ程度とすることが望ましい。ま
た長脚管５はその管長を１０００から３０００ｍ程度と
することが望ましい。
の短脚管３は、その管長を２００から３００ｍとするこ
とが望ましく、また低純度二酸化炭素ガスの吹き込み水
深は３００から４００ｍ程度とすることが望ましい。ま
た長脚管５はその管長を１０００から３０００ｍ程度と
することが望ましい。
【００１６】上記未溶解ガス排出用のガスアキュームレ
ーター２は、２個以上設置する。その最大設置数は、通
常、４程度である。こうすることで、本発明装置を系外
と遮断した状態で、効率よく未溶解ガスを系外に排出す
ることができる。系外に排出された未溶解ガスは十分な
圧力エネルギーを持っているから、再度これを直線状ガ
スリフト装置８に吹き込み、ガスリフトを作用させて、
海水の強い上昇流を作る。この運動エネルギーをインペ
ラ９で回収する。回収されたエネルギーは、発明装置の
制御用電力等として使用する。
ーター２は、２個以上設置する。その最大設置数は、通
常、４程度である。こうすることで、本発明装置を系外
と遮断した状態で、効率よく未溶解ガスを系外に排出す
ることができる。系外に排出された未溶解ガスは十分な
圧力エネルギーを持っているから、再度これを直線状ガ
スリフト装置８に吹き込み、ガスリフトを作用させて、
海水の強い上昇流を作る。この運動エネルギーをインペ
ラ９で回収する。回収されたエネルギーは、発明装置の
制御用電力等として使用する。
【００１７】次に、本発明の装置を用いた実験例及び数
値計算例を示す。この実験では、管径２５ｍｍ、全管長
８ｍの逆Ｊ字管からなる小型装置により行った。二酸化
炭素８０％、窒素および酸素２０％の混合ガスを本装置
に吹き込んだ。その結果、毎分２．４ｇの二酸化炭素ガ
スを処理でき、かつ０．４ｍ／ｓｅｃの液相上昇速度を
得ることができた。上記実験から求めた低純度二酸化炭
素ガスの物質移動速度を用いて、内径１５０ｍｍ、溶解
管長２００ｍ規模の装置のコンピューターシミュレーシ
ョンを行った。その結果、毎分約１ｋｇの二酸化炭素を
処理でき、かつ約２ｍ／ｓｅｃの液相速度を得ることが
できた。加えて、未溶解ガスによる直線ガスリフトポン
プから回収されるエネルギーは単位質量あたり約０．６
Ｊとなり、この１０％がインペラを介して回収されるも
のとすれば、システムの制御に十分なエネルギーを回収
することができる。
値計算例を示す。この実験では、管径２５ｍｍ、全管長
８ｍの逆Ｊ字管からなる小型装置により行った。二酸化
炭素８０％、窒素および酸素２０％の混合ガスを本装置
に吹き込んだ。その結果、毎分２．４ｇの二酸化炭素ガ
スを処理でき、かつ０．４ｍ／ｓｅｃの液相上昇速度を
得ることができた。上記実験から求めた低純度二酸化炭
素ガスの物質移動速度を用いて、内径１５０ｍｍ、溶解
管長２００ｍ規模の装置のコンピューターシミュレーシ
ョンを行った。その結果、毎分約１ｋｇの二酸化炭素を
処理でき、かつ約２ｍ／ｓｅｃの液相速度を得ることが
できた。加えて、未溶解ガスによる直線ガスリフトポン
プから回収されるエネルギーは単位質量あたり約０．６
Ｊとなり、この１０％がインペラを介して回収されるも
のとすれば、システムの制御に十分なエネルギーを回収
することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、火力発電所等の固定発生源から大量に排出される低
純度二酸化炭素ガスを地球環境保全のために二酸化炭素
のみを分離し、海水中に溶解させて深海に送り込む簡単
で効率的な方法及び装置を提供することができる。
ば、火力発電所等の固定発生源から大量に排出される低
純度二酸化炭素ガスを地球環境保全のために二酸化炭素
のみを分離し、海水中に溶解させて深海に送り込む簡単
で効率的な方法及び装置を提供することができる。
【図１】本発明の低純度二酸化炭素ガスを海中へ溶解
し、深海へ送り込む装置の構成図である。
し、深海へ送り込む装置の構成図である。
１ 逆Ｊ字管（ガスリフト） ２ 未溶解ガス排出用アキュムレーター ３ 逆Ｊ字管の短脚管 ４ ガス吹き込み装置 ５ 逆Ｊ字管の長脚管 ６ 低純度二酸化炭素ガス供給管 ７ 逆Ｊ字頂部（湾曲部） ８ 直線状ガスリフト装置 ９ インペラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−103649（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01J 19/00 C01B 31/20
Claims (5)
- 【請求項１】 海水難溶性ガスを含む低純度二酸化炭素
ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む方法であって、
（ｉ）海水中にガスリフト装置として設置した逆Ｊ字管
の短脚管内にその下端部から該低純度二酸化炭素ガスを
供給し、該管内を上昇させるとともに、該二酸化炭素ガ
スを海水中に溶解させること、（ii）該逆Ｊ字管頂部に
存在する管外の海水圧よりも高められた圧力を有する海
水未溶解ガスを、該逆Ｊ字管頂部に接続バルブを介して
付設した複数のガスアキュームレーターを用いて管内の
圧力を低下させることなく管外部へ排出すること、（ii
i）該逆Ｊ字管頂部に発生する圧力により二酸化炭素溶
解海水を該逆Ｊ字管の長脚管を介して深海に送り込むこ
と、を特徴とする低純度二酸化炭素ガスを海水中に溶解
し、深海へ送り込む方法。 - 【請求項２】 該逆Ｊ字管の頂部からガスアキュームレ
ーターを介して排出された海水未溶解ガスを直線型ガス
リフト装置に導入して上昇海水流を形成させるととも
に、この上昇海水流によりインペラを回転させてエネル
ギーを回収する請求項１の方法。 - 【請求項３】 海水難溶性ガスを含む低純度二酸化炭素
ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む装置であって、
海水中に設置された逆Ｊ字管と、該逆Ｊ字管の短脚管の
下端部に連結された該低純度二酸化炭素ガスを供給する
配管と、該逆Ｊ字管の頂部に接続弁を介して連結された
ガス排出弁を有する複数のアキュームレーターとを有す
ることを特徴とする低純度二酸化炭素ガスを海水中に溶
解し、深海へ送り込む装置。 - 【請求項４】 該アキュームレーターの各々に連結する
内部にインペラが配置された直線型ガスリフト装置を有
する請求項３の装置。 - 【請求項５】 該逆Ｊ字管の短脚管の下端部と低純度二
酸化炭素ガス供給配管とが、複数の細管を介して連結さ
れている請求項３又は４の装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10242912A JP2958460B1 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 低純度二酸化炭素ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む方法及び装置 |
| US09/385,892 US6254667B1 (en) | 1998-08-28 | 1999-08-30 | Method of treating carbon dioxide-containing gas and apparatus therefor |
| AU44855/99A AU752995B2 (en) | 1998-08-28 | 1999-08-30 | Method of treating carbon dioxide-containing gas and apparatus therefor |
| CA002281139A CA2281139C (en) | 1998-08-28 | 1999-08-30 | Method of treating carbon dioxide-containing gas and apparatus therefor |
| EP99306904A EP0982065A1 (en) | 1998-08-28 | 1999-08-31 | Method of treating carbon dioxide-containing gas and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10242912A JP2958460B1 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 低純度二酸化炭素ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2958460B1 true JP2958460B1 (ja) | 1999-10-06 |
| JP2000070702A JP2000070702A (ja) | 2000-03-07 |
Family
ID=17096069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10242912A Expired - Lifetime JP2958460B1 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 低純度二酸化炭素ガスを海水中に溶解し、深海へ送り込む方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6254667B1 (ja) |
| EP (1) | EP0982065A1 (ja) |
| JP (1) | JP2958460B1 (ja) |
| AU (1) | AU752995B2 (ja) |
| CA (1) | CA2281139C (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2008001812A1 (fr) * | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Mizuho Information & Research Institute Inc. | Système et procédé de traitement pour le stockage souterrain de dioxyde de carbone |
| US20230200360A1 (en) * | 2021-12-29 | 2023-06-29 | Yu-Jiang Chang | System and method for carbon sequestration |
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| WO2001000316A1 (fr) * | 1999-06-29 | 2001-01-04 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Procede de dissolution de gaz hydrosoluble en mer destine a etre isole a grande profondeur, dispositif afferent, procede de pose du dispositif |
| US6406219B1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-06-18 | Jolyon E. Nove | Greenhouse gas emission disposal from thermal power stations |
| US6322055B1 (en) * | 2000-10-02 | 2001-11-27 | Eco-Oxygen Technologies, Llc | Gas dissolving apparatus and method |
| WO2003008071A1 (en) * | 2001-07-17 | 2003-01-30 | Sigurd Fongen | Method and device for absorption of co2 in seawater |
| CA2405635A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-03-27 | C02 Solution Inc. | A process and a plant for the production of useful carbonated species and for the recycling of carbon dioxide emissions from power plants |
| US7320749B2 (en) * | 2004-02-09 | 2008-01-22 | Eco-Oxygen Technologies, Llc | Method and apparatus for control of a gas or chemical |
| KR101166606B1 (ko) * | 2006-05-26 | 2012-07-18 | 파나소닉 주식회사 | 기체용해장치 |
| JP2008191111A (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 海中の二酸化炭素拡散検出装置及び海中の流体検出装置 |
| NL1034656C2 (nl) * | 2007-11-08 | 2009-05-11 | If Tech Bv | Werkwijze voor het in de bodem brengen van CO2. |
| DE102008043329B3 (de) * | 2008-10-30 | 2010-06-24 | Helmholtz-Zentrum Für Umweltforschung Gmbh - Ufz | Vorrichtung und Verfahren zur Sanierung und Separation von Gasakkumulationen in Gewässern |
| CN106076066A (zh) * | 2016-06-11 | 2016-11-09 | 彭斯干 | 海水式碳捕集封存方法及装置 |
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| US3794303A (en) * | 1973-06-11 | 1974-02-26 | B Hirshon | Method and apparatus for aerating bodies of water |
| US4045336A (en) * | 1974-08-23 | 1977-08-30 | Pauli Henrik Isteri | Method and device for oxygenating water with vibrations and under pressure strokes |
| DE2750901A1 (de) | 1977-11-14 | 1979-05-17 | Linnich Papier & Kunststoff | Faltschachteln fuer fluessigkeiten |
| US4180980A (en) * | 1978-03-07 | 1980-01-01 | Dorius John O | Hydropressure power |
| US4293506A (en) * | 1979-01-15 | 1981-10-06 | Atara Corporation | Liquid circulating device |
| US4239510A (en) * | 1979-01-19 | 1980-12-16 | Phillips Petroleum Company | Natural gas purification |
| US4724086A (en) * | 1986-04-03 | 1988-02-09 | Kortmann Robert W | Apparatus and method for conditioning stratified water bodies |
| JPH07303830A (ja) * | 1994-05-16 | 1995-11-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液化炭酸ガスの深海投入方法及び装置 |
| JP2655818B2 (ja) | 1994-10-06 | 1997-09-24 | 工業技術院長 | 気体二酸化炭素の海中溶解隔離方法及びその装置 |
| US5741443A (en) * | 1996-11-22 | 1998-04-21 | Gemza; Andy | Oxygenation of stratified water |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP10242912A patent/JP2958460B1/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-08-30 AU AU44855/99A patent/AU752995B2/en not_active Ceased
- 1999-08-30 US US09/385,892 patent/US6254667B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-30 CA CA002281139A patent/CA2281139C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-31 EP EP99306904A patent/EP0982065A1/en not_active Withdrawn
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| US8096934B2 (en) | 2006-06-28 | 2012-01-17 | Mizuho Information & Research Institute Inc. | System for treating carbon dioxide, and method for storing such treated carbon dioxide underground |
| US20230200360A1 (en) * | 2021-12-29 | 2023-06-29 | Yu-Jiang Chang | System and method for carbon sequestration |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0982065A1 (en) | 2000-03-01 |
| US6254667B1 (en) | 2001-07-03 |
| AU752995B2 (en) | 2002-10-03 |
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| AU4485599A (en) | 2000-03-16 |
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| CA2281139C (en) | 2006-12-12 |
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