JP3004394B2 - 炭酸ガス処理洋上基地 - Google Patents
炭酸ガス処理洋上基地Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B1/00—Dumping solid waste
- B09B1/002—Sea dumping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炭酸ガスの処理洋上基地
に関し、特に燃焼排ガスの炭酸ガスを処理して大気へ排
出する炭酸ガスを低減する洋上基地に関する。
に関し、特に燃焼排ガスの炭酸ガスを処理して大気へ排
出する炭酸ガスを低減する洋上基地に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電用ボイラ、産業用ボイラなど化石燃
料の燃焼により発生する排ガス中の炭酸ガスは従来その
まゝ無処理で大気中に放出されており、燃焼排ガスから
炭酸ガスを分離してから排出するような炭酸ガス量（濃
度）を低減する目的の工業的手段は殆んど講じられてい
ないのが現状である。
料の燃焼により発生する排ガス中の炭酸ガスは従来その
まゝ無処理で大気中に放出されており、燃焼排ガスから
炭酸ガスを分離してから排出するような炭酸ガス量（濃
度）を低減する目的の工業的手段は殆んど講じられてい
ないのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】大気中の炭酸ガス濃度
は１９６０年：３１５ｐｐｍ、１９７０年：３２５ｐｐ
ｍ、１９８０年：３３５ｐｐｍと徐々に増加し、現在は
約３５０ｐｐｍであると言われている。炭酸ガス濃度の
増加する原因は木材伐採、森林の砂漠化、サンゴ礁の破
壊あるいは人工増加を含めた種々の要因の総合結果と考
えられるが、石炭・石油など化石燃料の使用量の経年増
加と炭酸ガス濃度の経年増加傾向が類似することから、
化石燃料燃焼による炭酸ガス排出が大気中濃度上昇の大
きな要因であると推論されている。
は１９６０年：３１５ｐｐｍ、１９７０年：３２５ｐｐ
ｍ、１９８０年：３３５ｐｐｍと徐々に増加し、現在は
約３５０ｐｐｍであると言われている。炭酸ガス濃度の
増加する原因は木材伐採、森林の砂漠化、サンゴ礁の破
壊あるいは人工増加を含めた種々の要因の総合結果と考
えられるが、石炭・石油など化石燃料の使用量の経年増
加と炭酸ガス濃度の経年増加傾向が類似することから、
化石燃料燃焼による炭酸ガス排出が大気中濃度上昇の大
きな要因であると推論されている。
【０００４】大気中の炭酸ガスの増加は大気の温度が上
昇し、気候の温暖化あるいは地球の温室効果を招き、そ
の結果南極氷山溶解、海水温上昇、海水位上昇、森林砂
漠化、食糧不足などを順次誘発し、将来の人類生命が危
ぶまれることとなる。化石燃料を現状のまゝ燃やし続け
排ガス中の炭酸ガスをそのまゝ放出すれば今後確実に大
気中の炭酸ガス濃度が増加するものと予測できる。
昇し、気候の温暖化あるいは地球の温室効果を招き、そ
の結果南極氷山溶解、海水温上昇、海水位上昇、森林砂
漠化、食糧不足などを順次誘発し、将来の人類生命が危
ぶまれることとなる。化石燃料を現状のまゝ燃やし続け
排ガス中の炭酸ガスをそのまゝ放出すれば今後確実に大
気中の炭酸ガス濃度が増加するものと予測できる。
【０００５】大気中の炭酸ガス増加現象を低減させるた
め、化石燃料の燃焼排ガスからそれに含まれる炭酸ガス
の全量または一部を分離回収して炭酸ガスを深海へ圧送
し、深海で海水と炭酸ガスの結晶化合物（クラスレート
水和物と称する）を析出生成させる方法が提案されてい
る。このクラスレート水和物は深海環境条件下では分離
せずに安定であり、しかも比重が海水よりも大きいため
浮上することはない。
め、化石燃料の燃焼排ガスからそれに含まれる炭酸ガス
の全量または一部を分離回収して炭酸ガスを深海へ圧送
し、深海で海水と炭酸ガスの結晶化合物（クラスレート
水和物と称する）を析出生成させる方法が提案されてい
る。このクラスレート水和物は深海環境条件下では分離
せずに安定であり、しかも比重が海水よりも大きいため
浮上することはない。
【０００６】しかしながら、この析出生成反応には反応
熱（約１００kcal／kg）が発生することが確認されてお
り、大量の炭酸ガス処理においては反応に伴う海水温度
上昇による生態環境破壊さらには周囲温度上昇によるク
ラスレート水和物の分解の可能性がある。
熱（約１００kcal／kg）が発生することが確認されてお
り、大量の炭酸ガス処理においては反応に伴う海水温度
上昇による生態環境破壊さらには周囲温度上昇によるク
ラスレート水和物の分解の可能性がある。
【０００７】本発明は上記技術水準に鑑み、炭酸ガスの
深海投入に際し、上述したような不具合のない炭酸ガス
処理装置を備えた洋上基地を提供しようとするするもの
である。
深海投入に際し、上述したような不具合のない炭酸ガス
処理装置を備えた洋上基地を提供しようとするするもの
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は海水と液化炭酸
ガスの混合物を圧送するポンプ、該ポンプから海中のク
ラスレート生成域深さまで前記混合物を輸送し、かつ管
壁に沿って前記混合物の輸送先端まで冷媒を循環往復す
る冷却管が設けられた輸送管及び該冷却管内の冷媒を循
環往復させる冷却装置を具備することを特徴とする洋上
に浮設される炭酸ガス処理洋上基地である。
ガスの混合物を圧送するポンプ、該ポンプから海中のク
ラスレート生成域深さまで前記混合物を輸送し、かつ管
壁に沿って前記混合物の輸送先端まで冷媒を循環往復す
る冷却管が設けられた輸送管及び該冷却管内の冷媒を循
環往復させる冷却装置を具備することを特徴とする洋上
に浮設される炭酸ガス処理洋上基地である。
【０００９】すなわち、本発明は深海までの輸送管内で
海水と液化炭酸ガスとを反応させてクラスレート水和物
を析出生成させるとともに、深海までの輸送中に反応熱
の除去を行った後、深海クラスレート水和物を安定分散
させるようにした炭酸ガス処理洋上基地である。
海水と液化炭酸ガスとを反応させてクラスレート水和物
を析出生成させるとともに、深海までの輸送中に反応熱
の除去を行った後、深海クラスレート水和物を安定分散
させるようにした炭酸ガス処理洋上基地である。
【００１０】本発明は液化炭酸ガスを処理する洋上基地
であり、このクラスレート水和物は深海環境条件下では
分解せずに安定であり、しかも比重が深海より大きいた
め浮上することはない。また、本発明によれば反応熱の
局所的発生がないため反応熱に伴う海水温度上昇による
生態環境破壊および深海中での周囲温度上昇によるクラ
スレート水和物の分解の可能性がなくなる。
であり、このクラスレート水和物は深海環境条件下では
分解せずに安定であり、しかも比重が深海より大きいた
め浮上することはない。また、本発明によれば反応熱の
局所的発生がないため反応熱に伴う海水温度上昇による
生態環境破壊および深海中での周囲温度上昇によるクラ
スレート水和物の分解の可能性がなくなる。
【００１１】
【作用】炭酸ガスと海水を混合しクラスレート水和物を
生成する原理を図４によって説明する。図４（縦軸は圧
力の対数目盛、横軸は温度）にＣＯ2 とＨ2 Ｏの相平衡
状態を示すが、これは温度と圧力の条件によってＣ
Ｏ2 、Ｈ2 Ｏが存在する状態（気体、液体、固体）を表
わすものであり、温度０〜１０℃の範囲における斜線部
分（０℃では１２．４ａｔｍ以上、１０℃では４４ａｔ
ｍ以上）ではＣＯ2 とＨ2 Ｏが次の反応によりクラスレ
ート水和物が生成する条件にある。 ＣＯ2 ＋ 5・3/4 Ｈ2 Ｏ ＝ ＣＯ2 ・ 5・3/4 Ｈ2 Ｏ（平衡反応）
生成する原理を図４によって説明する。図４（縦軸は圧
力の対数目盛、横軸は温度）にＣＯ2 とＨ2 Ｏの相平衡
状態を示すが、これは温度と圧力の条件によってＣ
Ｏ2 、Ｈ2 Ｏが存在する状態（気体、液体、固体）を表
わすものであり、温度０〜１０℃の範囲における斜線部
分（０℃では１２．４ａｔｍ以上、１０℃では４４ａｔ
ｍ以上）ではＣＯ2 とＨ2 Ｏが次の反応によりクラスレ
ート水和物が生成する条件にある。 ＣＯ2 ＋ 5・3/4 Ｈ2 Ｏ ＝ ＣＯ2 ・ 5・3/4 Ｈ2 Ｏ（平衡反応）
【００１２】この水和物は水の結晶体（１２面体あるい
は１４面体の３次元構造の骨格）の中にＣＯ2 分子が入
り込んだ結晶構造をもつもので水に溶け難い固化体であ
る。この水和物は比重が１．１１であり、深海水（１．
０５〜１．０７）の比重より大きいが、上記に示した温
度圧力の範囲をはずれると（例えば温度が１０℃以上の
水中）分解してＣＯ2 ガスが再分離する。
は１４面体の３次元構造の骨格）の中にＣＯ2 分子が入
り込んだ結晶構造をもつもので水に溶け難い固化体であ
る。この水和物は比重が１．１１であり、深海水（１．
０５〜１．０７）の比重より大きいが、上記に示した温
度圧力の範囲をはずれると（例えば温度が１０℃以上の
水中）分解してＣＯ2 ガスが再分離する。
【００１３】図５に代表的な海洋の水深と海水温度の関
係を示すが、水深が約６００ｍより深くなると１０℃以
下の水温となるので、この水深をもつ深海ではクラスレ
ート水和物が生成する条件が満足できる。一方圧力は水
深１０ｍごとに１ａｔｍの圧力が加わるので水深５００
ｍの深海では５０ａｔｍの圧力がありクラスレート生成
条件を満足することとなる。
係を示すが、水深が約６００ｍより深くなると１０℃以
下の水温となるので、この水深をもつ深海ではクラスレ
ート水和物が生成する条件が満足できる。一方圧力は水
深１０ｍごとに１ａｔｍの圧力が加わるので水深５００
ｍの深海では５０ａｔｍの圧力がありクラスレート生成
条件を満足することとなる。
【００１４】本発明によれば、輸送管で海水と液化炭酸
ガスを深海まで圧送し、管内でクラスレート水和物を析
出生成させるとともに、生成反応に伴う温度上昇による
生態環境破壊および深海中での周囲温度上昇によるクラ
スレート水和物の分解の可能性をなくすために、深海ま
での輸送中に反応生成熱の除去を行うので深海でクラス
レート水和物を安定に分散させることを可能にする。
ガスを深海まで圧送し、管内でクラスレート水和物を析
出生成させるとともに、生成反応に伴う温度上昇による
生態環境破壊および深海中での周囲温度上昇によるクラ
スレート水和物の分解の可能性をなくすために、深海ま
での輸送中に反応生成熱の除去を行うので深海でクラス
レート水和物を安定に分散させることを可能にする。
【００１５】
【実施例】図１に本発明による燃焼炉排ガス中の炭酸ガ
スの処理装置の全体構成の一実施例を示す。燃焼炉１か
ら排出する炭酸ガスを含む排ガスを炭酸ガス分離装置２
により分離・濃縮し、液化炭酸ガスとする。ついで、液
化炭酸ガスを輸送船３で所定の洋上基地４まで輸送し、
液化炭酸ガス貯蔵タンク５に貯蔵する。該タンク５から
液化炭酸ガスと取水した海水とを圧送ポンプ６により輸
送管７内で加圧し混合させ炭酸ガスクラスレート水和物
生成反応を進行させるとともに、炭酸ガスクラスレート
水和物生成反応進行に伴い発生する反応熱を、輸送管７
内で冷却装置９から冷却管７′内を流れる冷水により熱
交換し除去させ、生成した炭酸ガスクラスレート水和物
８を炭酸ガスクラスレート水和物生成条件範囲の深海に
放出・分散させる。なお、冷却装置９の温度調節および
圧送ポンプ６の圧調節は各部に取り付けた冷却管内温度
計１０、輸送管内温度計１１および輸送管内圧力計１２
のデータを演算機１３で処理し温度調節計１４および圧
力調節器１５により設定する。
スの処理装置の全体構成の一実施例を示す。燃焼炉１か
ら排出する炭酸ガスを含む排ガスを炭酸ガス分離装置２
により分離・濃縮し、液化炭酸ガスとする。ついで、液
化炭酸ガスを輸送船３で所定の洋上基地４まで輸送し、
液化炭酸ガス貯蔵タンク５に貯蔵する。該タンク５から
液化炭酸ガスと取水した海水とを圧送ポンプ６により輸
送管７内で加圧し混合させ炭酸ガスクラスレート水和物
生成反応を進行させるとともに、炭酸ガスクラスレート
水和物生成反応進行に伴い発生する反応熱を、輸送管７
内で冷却装置９から冷却管７′内を流れる冷水により熱
交換し除去させ、生成した炭酸ガスクラスレート水和物
８を炭酸ガスクラスレート水和物生成条件範囲の深海に
放出・分散させる。なお、冷却装置９の温度調節および
圧送ポンプ６の圧調節は各部に取り付けた冷却管内温度
計１０、輸送管内温度計１１および輸送管内圧力計１２
のデータを演算機１３で処理し温度調節計１４および圧
力調節器１５により設定する。
【００１６】かようにして、本発明によれば輸送管７は
内側を液化炭酸ガス、海水及び炭酸ガスクラスレートが
流れ、その外側を冷水が流れる冷却管構造となっている
ので炭酸ガスクラスレート水和物放出海域の発生反応熱
による温度上昇が及ぼす生態環境破壊ならびに炭酸ガス
クラスレート水和物の分解をなくし、安定した炭酸ガス
クラスレート水和物分散を可能とし、炭酸ガスを深海に
半永久的に固定することができる。
内側を液化炭酸ガス、海水及び炭酸ガスクラスレートが
流れ、その外側を冷水が流れる冷却管構造となっている
ので炭酸ガスクラスレート水和物放出海域の発生反応熱
による温度上昇が及ぼす生態環境破壊ならびに炭酸ガス
クラスレート水和物の分解をなくし、安定した炭酸ガス
クラスレート水和物分散を可能とし、炭酸ガスを深海に
半永久的に固定することができる。
【００１７】なお、輸送管７とそれに付属する冷却管
７′の変形図を図２、図３に示す。図２は輸送管７の管
壁に沿う冷却管７′をリング状の管寄から多数輸送管７
の管壁に沿って設けたものであり、図３は２重管の冷却
管７′を輸送管７の管壁を囲撓するように設けたもので
ある。
７′の変形図を図２、図３に示す。図２は輸送管７の管
壁に沿う冷却管７′をリング状の管寄から多数輸送管７
の管壁に沿って設けたものであり、図３は２重管の冷却
管７′を輸送管７の管壁を囲撓するように設けたもので
ある。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、反応の進行および反応
熱の除去を輸送管内で行うことにより深海中へ直接に液
化炭酸ガスを圧送し、炭酸ガスクラスレート水和物を生
成、分散放出させた場合に伴う炭酸ガスクラスレート水
和物放出海域の発生反応熱による温度上昇が及ぼす生態
環境破壊ならびに炭酸ガスクラスレート水和物を分散放
出した海域の周囲温度上昇による炭酸ガスクラスレート
水和物の分解をなくし、安定した炭酸ガスクラスレート
水和物分散を可能とし、炭酸ガスを深海に半永久的に固
定することができる。
熱の除去を輸送管内で行うことにより深海中へ直接に液
化炭酸ガスを圧送し、炭酸ガスクラスレート水和物を生
成、分散放出させた場合に伴う炭酸ガスクラスレート水
和物放出海域の発生反応熱による温度上昇が及ぼす生態
環境破壊ならびに炭酸ガスクラスレート水和物を分散放
出した海域の周囲温度上昇による炭酸ガスクラスレート
水和物の分解をなくし、安定した炭酸ガスクラスレート
水和物分散を可能とし、炭酸ガスを深海に半永久的に固
定することができる。
【図１】本発明の一実施態様の説明図
【図２】本発明の輸送管と冷却管の組合せの一実施例の
説明図
説明図
【図３】本発明の輸送管と冷却管の組合せの他の実施例
の説明図
の説明図
【図４】炭酸ガスと海水を混合しクラスレート水和物を
生成する原理の説明図
生成する原理の説明図
【図５】代表的な海洋の水深と海水温度の相関図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 俊夫 名古屋市緑区大高町字北関山20番地の１ 中部電力株式会社 技術開発本部 電 力技術研究所内 (72)発明者 堺 松成 名古屋市緑区大高町字北関山20番地の１ 中部電力株式会社 技術開発本部 電 力技術研究所内 (72)発明者 佐治 明 名古屋市緑区大高町字北関山20番地の１ 中部電力株式会社 技術開発本部 電 力技術研究所内 (72)発明者 谷井 忠明 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (72)発明者 根来 正明 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (72)発明者 川田 裕 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (72)発明者 北村 光 兵庫県神戸市兵庫区和田崎一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社 神戸造船所内 (72)発明者 羽田 壽夫 兵庫県神戸市兵庫区和田崎一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社 神戸造船所内 (56)参考文献 特開 平３−128792（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 19/00 B01D 53/62 C01B 31/20
Claims (1)
- 【請求項１】 海水と液化炭酸ガスの混合物を圧送する
ポンプ、該ポンプから海中のクラスレート生成域深さま
で前記混合物を輸送し、かつ管壁に沿って前記混合物の
輸送先端まで冷媒を循環往復する冷却管が設けられた輸
送管及び該冷却管内の冷媒を循環往復させる冷却装置を
具備することを特徴とする洋上に浮設される炭酸ガス処
理洋上基地。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156455A JP3004394B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 炭酸ガス処理洋上基地 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156455A JP3004394B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 炭酸ガス処理洋上基地 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH054040A JPH054040A (ja) | 1993-01-14 |
| JP3004394B2 true JP3004394B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=15628128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3156455A Expired - Fee Related JP3004394B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 炭酸ガス処理洋上基地 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3004394B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2003244917A1 (en) * | 2002-06-10 | 2003-12-22 | Fisher Morris Ltd. | Wind lenses for capturing atmospheric carbon dioxide and electricity generation with process for carbon dioxide sequestration within a glacier |
| CN117163961B (zh) * | 2023-09-01 | 2024-03-12 | 中国海洋大学 | 利用海底采矿车播洒干冰泥的碳封存装置及封存方法 |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP3156455A patent/JP3004394B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH054040A (ja) | 1993-01-14 |
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