JP4363537B1 - Deep carbon settlement system and method of liquid carbon dioxide - Google Patents
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Abstract
【課題】液体二酸化炭素を収納した収納用器を海底到達に至るまで破裂させることなく沈下させ、海底にて長期保存を可能にする経済的な深海沈下システム、同方法を提供する。
【解決手段】深海に至るまでに気化して内圧を高める二酸化炭素を収納容器2外の海中へ放出し、放出量をできるだけ抑制しつつ収納容器2を海底まで沈下させる。放出量抑制のため、少なくとも前記臨界深さに至るまでの間は収納容器2を断熱性、耐圧性のいずれか一方もしくは双方を備えた保護容器4で覆って沈下させる。収納容器2の沈下速度は、前記臨界深さに至るまでの間は相対的に高速、前記臨界深さを越える深さでは相対的に低速で沈下させる。この場合、高速沈下は相対的に重い錘25の作用、または海中に引き込む駆動力33のいずれかの利用により、低速沈下は相対的に軽い錘25の作用、前記収納容器2の自然落下、または前記収納用器の減速傘26のいずれかの利用により得る。
【選択図】図4An economical deep sea subsidence system and method for allowing a storage device containing liquid carbon dioxide to sink without rupturing until reaching the sea bottom and enabling long-term storage at the sea bottom.
Carbon dioxide, which is vaporized to reach the deep sea and increases the internal pressure, is released into the sea outside the storage container 2, and the storage container 2 is sunk to the sea floor while suppressing the release amount as much as possible. In order to suppress the discharge amount, at least until the critical depth is reached, the storage container 2 is covered with a protective container 4 having either one or both of heat insulation and pressure resistance and is allowed to sink. The subsidence speed of the storage container 2 is relatively high until reaching the critical depth, and is relatively low at a depth exceeding the critical depth. In this case, the high-speed settlement is caused by the action of the relatively heavy weight 25 or the driving force 33 drawn into the sea, so that the low-speed settlement is caused by the action of the relatively light weight 25, the natural fall of the storage container 2, or It is obtained by using any one of the reduction umbrellas 26 of the storage device.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、地表や海上で得られた液体二酸化炭素を、効率よく、安全に、安価に深海まで沈下させる液体二酸化炭素の深海沈下システムおよび深海沈下方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid carbon dioxide deep-sea subsidence system and a deep-sea subsidence method that efficiently and safely sinks liquid carbon dioxide obtained on the ground surface and the sea to the deep sea.
二酸化炭素(炭酸ガス)は地球温暖化の元凶とされ、二酸化炭素濃度の低減は地球的規模で取り組まれるべき重要な課題である。それにも拘らず各国の思惑が絡まって国際社会では必ずしも有力な解決策を未だ見出せていないのが現状である。また、将来技術革新が進めば、例えば合成樹脂などの技術分野において、今は嫌われている二酸化炭素が有効活用される時代が来ることも大いに考えられる。したがい、当面の間は環境被害の原因となる二酸化炭素を大気から集めていずれかに長期保存し、将来必要なときに回収して利用するシステムが構築できれば、地球、人類にとって掛け替えのない貢献をもたらす。 Carbon dioxide (carbon dioxide) is a major cause of global warming, and the reduction of carbon dioxide concentration is an important issue to be addressed on a global scale. Nevertheless, the current situation is that the international community has not yet been able to find a powerful solution because of the thoughts of each country. In addition, if technological innovation advances in the future, it is highly conceivable that an era in which carbon dioxide, which is now hated, will be effectively utilized in technical fields such as synthetic resins will come. Therefore, for the time being, if we can build a system that collects carbon dioxide, which causes environmental damage, from the atmosphere, stores it in one place for a long time, and collects and uses it when needed in the future, it will contribute to the earth and humankind. Bring.
常温であっても高圧の下では液体状態を保つ二酸化炭素の性質に着目し、深海で容易に得られる高水圧を活用して海底で長期保存する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、これを実現するには、未だ多くの解決すべき技術的課題が残されている。液体二酸化炭素を常温で液体状態のまま維持するには50気圧以上の高圧が必要となるが、地上において高圧下に液体二酸化炭素を容器に封入することができたとしても、これを高水圧の海底まで安全に沈下させるには、高耐圧性の特殊合金製などの高価な容器が必要となる。また、海水による腐食作用が激しい海底では、鉄合金製などでは長期保存が保障できないという問題もある。 Focusing on the property of carbon dioxide that maintains a liquid state under high pressure even at room temperature, a technique for long-term storage at the sea floor using high water pressure that is easily obtained in the deep sea is disclosed (for example, Patent Document 1). reference.). However, many technical problems to be solved still remain to realize this. To maintain liquid carbon dioxide in a liquid state at room temperature, a high pressure of 50 atm or more is required. Even if liquid carbon dioxide can be sealed in a container under high pressure on the ground, In order to safely sink to the sea floor, an expensive container such as a high pressure resistant special alloy is required. In addition, there is a problem that long-term storage cannot be ensured with iron alloys or the like on the sea floor where the corrosive action by seawater is severe.
逆に、液体二酸化炭素を大気圧で液体のまま維持するには、約−50℃の低温に保つ必要がある。このため地上において低温下に液体二酸化炭素を容器に封入することができたとしても、これを取り出して気化を防ぎつつ海底まで安全に沈下させるには、特殊な断熱ケースでこれを覆うなどの技術が必要となる。地域にもよるが、海水温度は表層部では10℃内外、100m沈下させた辺りにおいても3〜5℃内外が限度であり、上記のような低温を沈下の間に維持することは容易ではない。少しでも温度が上昇した場合、容器内部の液体二酸化炭素の気化は避けられず、気化によって容器の内圧が高まるため、上述したものと全く同様な耐圧性の問題が生ずる。腐食作用が激しい海底での長期保存の問題も同様に存在する。 Conversely, in order to maintain liquid carbon dioxide as a liquid at atmospheric pressure, it is necessary to maintain a low temperature of about −50 ° C. For this reason, even if liquid carbon dioxide can be sealed in a container at low temperatures on the ground, a technique such as covering it with a special heat insulation case is necessary to remove it and safely sink it to the sea floor while preventing vaporization. Is required. Although it depends on the region, the seawater temperature is limited to 10 ° C inside and outside at the surface layer, and 3 to 5 ° C inside and outside even when it sinks 100 m, and it is not easy to maintain the low temperature as described above during subsidence. . If the temperature rises even a little, vaporization of liquid carbon dioxide inside the container is unavoidable, and the internal pressure of the container increases due to vaporization, which causes the same pressure resistance problem as described above. There is also a problem of long-term storage at the sea floor where the corrosive action is severe.
いずれにせよ海中において−50℃以下の低温を維持する完璧な断熱の効果を期待することは技術的に困難であり、液体二酸化炭素を確実に500m以下の海底に沈下させるには、結局耐圧性、耐蝕性を十分に備えた容器の開発が不可避となってくる。しかしながらこの両性質を備え、しかも安価な材料を見出すことは難しい。特許文献1においては、液体二酸化炭素を「袋状容器」に充填することが開示され、具体的にはフッ素樹脂製の袋状容器として1000mの深海をシミュレーションする実験が開示されている。また、代替として、ポリプロピレン、ポリエチレン等の材料が使用可能であると述べられている。しかしながらこれらの材料では、深海における液体二酸化炭素の固定や合成樹脂であることによる耐蝕性の効果は認められたとしても、沈下の際の温度上昇に伴う容器内圧上昇への対策には全く沈黙している。したがって、当該文献に開示された材料、手段が果たして沈下過程における高圧に絶え得るものであるかは甚だ疑問である。
In any case, it is technically difficult to expect a perfect heat insulation effect that maintains a low temperature of −50 ° C. or lower in the sea. In order to reliably sink liquid carbon dioxide to the sea floor of 500 m or less, it is Development of containers with sufficient corrosion resistance is inevitable. However, it is difficult to find an inexpensive material that has both of these properties. In
以上より、常温で液体二酸化炭素を固定、保存するために必要な高圧を経済的、容易に得られる手段は、深海水圧を活用するのが最良の策と思われるものの、これを実現するには、沈下の際、海底到達までの温度上昇による二酸化炭素の気化又は昇華によって生じる圧力上昇への対応が現在では大きなネックとなっている。高耐圧容器を使用すれば実現可能ではあるが、この場合には経済性がネックとなり、また海底での長期保存における耐食性の問題が必ずしも解決できるとは言い難い。すなわち、昇圧に耐えて破裂しない性能を有する容器や、当該容器を使用して安全に深海まで沈下させるシステムが望まれててるが、現在では高度な技術と高コストが足かせとなって実現が困難となっている。 From the above, although it seems that the best way to obtain the high pressure necessary to fix and store liquid carbon dioxide at room temperature economically and easily is to use deep seawater pressure, it is necessary to realize this. At the time of subsidence, the response to the pressure increase caused by the vaporization or sublimation of carbon dioxide due to the temperature rise until reaching the bottom of the sea is now a major bottleneck. Although it is feasible if a high pressure vessel is used, in this case, economy becomes a bottleneck, and it cannot be said that the problem of corrosion resistance in long-term storage on the sea floor can be solved. In other words, there is a need for a container that can withstand pressure and does not rupture, and a system that can safely sink to the deep sea using the container, but it is currently difficult to implement due to the use of advanced technology and high cost. It has become.
したがって本願発明は、液体二酸化炭素の深海沈下において、海底到達までの温度上昇による昇圧に耐えて破裂することなく無事沈下させることができ、海底にて長期保存を可能にする経済的な液体二酸化炭素の深海沈下システム並びに同方法を提供することを目的としている。 Therefore, the invention of the present application is an economical liquid carbon dioxide that can withstand a pressure increase due to temperature rise until reaching the bottom of the sea in the deep subsidence of liquid carbon dioxide without causing rupture and can be stored for a long time on the sea bottom. It aims to provide a deep sea subsidence system and method.
本発明は、深海に至るまでの間に液体二酸化炭素収納容器内で気化して内圧を高める二酸化炭素を収納容器外へ放出し、かつその放出量をできるだけ抑制しつつ該収納容器を海底まで沈下させる方策を講ずることによって上記の課題を解消するもので、具体的には以下の内容を含む。 The present invention releases carbon dioxide that evaporates in a liquid carbon dioxide storage container to increase the internal pressure before reaching the deep sea, and sinks the storage container to the sea floor while suppressing the release amount as much as possible. The above-mentioned problem is solved by taking the measures to be performed, and specifically includes the following contents.
すなわち、本発明にかかる1つの態様は、液体二酸化炭素を収納した収納容器を、少なくとも収納容器内にある液体二酸化炭素の気化を阻止するに十分な水圧となる臨界深さの深海に至るまで、気化した液体二酸化炭素による内部圧力で破裂させることなく沈下させる液体二酸化炭素の深海沈下方法であって、臨界深さに至るまでの間、気化した二酸化炭素によって高まる収納容器の内部圧力が当該収納容器を破裂させる限界圧力に至る前に気化した二酸化炭素の少なくとも一部を収納容器外の海中に放出しつつ収納容器を沈下させることを特徴とする方法に関する。 That is, in one aspect according to the present invention, the storage container storing the liquid carbon dioxide reaches at least the deep sea at a critical depth that is a water pressure sufficient to prevent vaporization of the liquid carbon dioxide in the storage container. A method of deep subsidence of liquid carbon dioxide that is submerged without being ruptured by internal pressure due to vaporized liquid carbon dioxide, and the internal pressure of the storage container increased by the vaporized carbon dioxide until reaching a critical depth. The present invention relates to a method of sinking a storage container while discharging at least a part of carbon dioxide vaporized before reaching a limit pressure for rupturing the liquid into the sea outside the storage container.
少なくとも前記臨界深さに至るまでの間は、収納容器を断熱性、耐圧性のいずれか一方もしくは双方を備えた保護容器で覆って沈下させることが望ましい。また収納容器は、前記臨界深さに至るまでの間は相対的に高速で、臨界深さを越える深さでは相対的に低速で沈下させることが望ましい。臨界深さに至るまでの間の高速沈下は相対的に重い錘の作用、あるいは海中に引き込む駆動力のいずれかの利用により、臨界深さを越える深さでの低速沈下は相対的に軽い錘の作用、収納容器の自然落下、あるいは収納用器の減速傘のいずれかの利用によってそれぞれ得ることができる。 At least until the critical depth is reached, it is desirable to cover the storage container with a protective container having either one or both of heat insulation and pressure resistance and sink. Further, it is desirable that the storage container sinks at a relatively high speed until reaching the critical depth and at a relatively low speed at a depth exceeding the critical depth. High-speed subsidence up to the critical depth is due to the use of a relatively heavy weight or a driving force drawn into the sea, so low-speed subsidence at a depth exceeding the critical depth is a relatively light weight. It can be obtained by using any of the above actions, the natural fall of the storage container, or the speed reduction umbrella of the storage container.
本発明はさらに、大気中の二酸化炭素を分離して液体二酸化炭素とし、当該液体二酸化炭素を収納容器に収納して海底に沈下して貯蔵する二酸化炭素の海底貯蔵方法であって、上述したいずれかの方法により収納容器を海底に沈下させることを特徴とする液体二酸化炭素の海底貯蔵方法をも包含している。 The present invention further provides a carbon dioxide seafloor storage method for separating carbon dioxide in the atmosphere into liquid carbon dioxide, storing the liquid carbon dioxide in a storage container, and sinking and storing the carbon dioxide in the seabed. The method also includes a method for storing liquid carbon dioxide on the seabed, wherein the storage container is submerged on the seabed by such a method.
次に本発明に係る他の態様は、同じく液体二酸化炭素を収納した収納容器を破裂させることなく沈下させ、海底に軟着地させる液体二酸化炭素の深海沈下システムであって、地上で製造された液体二酸化炭素を搬送し、または自身で液体二酸化炭素を製造する海上設備と、液体二酸化炭素を収納する収納容器と、収納容器を少なくとも臨界深さまで沈下させる沈下ガイド機構とから構成され、収納容器は、内部の液体二酸化炭素の気化による内部圧力が当該収納容器を破裂させる限界圧力に至る前に気化した二酸化炭素の少なくとも一部を外部に放出するガス抜き機構を備え、さらに、放出したガスによって深海で受ける水圧に応じて変形可能な柔軟性と、海水に対する耐蝕性とを備え、また沈下ガイド機構は、収納容器を海中に引き込む錘を備えていることを特徴とする深海沈下システムに関する。 Next, another aspect of the present invention is a liquid carbon dioxide deep-sea subsidence system in which a storage container that similarly stores liquid carbon dioxide is submerged without rupturing and is softly landed on the sea floor, and is a liquid manufactured on the ground. A marine facility that transports carbon dioxide or produces liquid carbon dioxide by itself, a storage container that stores liquid carbon dioxide, and a subsidence guide mechanism that sinks the storage container to at least a critical depth, It has a degassing mechanism that releases at least a portion of the carbon dioxide vaporized before the internal pressure due to the vaporization of the liquid carbon dioxide reaches the limit pressure for rupturing the storage container. It has flexibility that can be deformed according to the water pressure received and corrosion resistance to seawater, and the subsidence guide mechanism is a weight that pulls the storage container into the sea It comprises about deep sea subsidence system according to claim.
沈下ガイド機構は、収納容器を覆う、断熱性、耐圧性のいずれか一方または双方を備えた、臨界深さに至って収納容器を放出する保護容器をさらに含んでもよい。また、当該保護容器は、保護容器の内部圧力が所定の値になったときに内部のガスを放出し、容器外部の水圧が所定の値になったときに外部の海水を導入する内外圧調整機構を備えることができる。 The subsidence guide mechanism may further include a protective container that covers the storage container and has either one or both of heat insulation and pressure resistance, and releases the storage container to a critical depth. In addition, the protective container releases internal gas when the internal pressure of the protective container reaches a predetermined value, and adjusts the internal / external pressure to introduce external seawater when the water pressure outside the container reaches a predetermined value. A mechanism can be provided.
本発明に係るさらに他の態様は、液体二酸化炭素を収納し、気化した液体二酸化炭素による内部圧力で破裂することなく海中に沈下し、さらに破裂しない速度で海底に軟着地する液体二酸化炭素収納容器であって、内部の液体二酸化炭素の気化による内部圧力が当該収納容器を破裂させる限界圧力に至る前に前記気化した二酸化炭素の少なくとも一部を外部に放出するガス抜き機構を備え、ガスの放出による減量によって深海で受ける水圧に応じて変形可能な柔軟性と、海水に対する耐蝕性とを備えていることを特徴とする液体二酸化炭素収納容器に関する。 Still another aspect of the present invention is a liquid carbon dioxide storage container that stores liquid carbon dioxide, sinks in the sea without being ruptured by internal pressure due to vaporized liquid carbon dioxide, and softly lands on the seabed at a speed that does not rupture. A gas venting mechanism for releasing at least a part of the vaporized carbon dioxide to the outside before the internal pressure due to the vaporization of the liquid carbon dioxide reaches a limit pressure for rupturing the storage container. It is related with the liquid carbon dioxide storage container characterized by having the flexibility which can change according to the water pressure received in the deep sea by weight loss by, and the corrosion resistance to seawater.
前記液体二酸化炭素収納容器は、臨界深さを越えた後に沈下速度を減速させる減速機構をさらに備えていてもよい。当該減速機構は、抵抗傘の開閉機構、錘の分離機構のいずれかとすることができる。 The liquid carbon dioxide storage container may further include a speed reduction mechanism that reduces the settlement speed after the critical depth is exceeded. The speed reduction mechanism can be either a resistance umbrella opening / closing mechanism or a weight separation mechanism.
本考案は、二酸化炭素を低温液体(または固体)の状態で海底保存用容器に封入し、海中沈下の過程で保存用容器内部の気化(昇華)ガス圧を抜きながら沈下させることにより、保存用容器を低強度低耐圧の材質及び構造にできるため、液体二酸化炭素の海底保存を経済的に実施できる効果がある。また、保護容器などの付帯装置は回収再使用することにより、製造コストと経費を節減できる効果がある。さらに、本発明の実施によって大気中の二酸化炭素濃度を低減させることができ、地球規模での環境問題の改善をもたらす効果を奏するものとなる。 The present invention is designed for storage by storing carbon dioxide in a cryogenic liquid (or solid) state in a container for storage at the bottom of the sea, and submerging it while releasing the vaporization (sublimation) gas pressure inside the container for storage in the course of submergence. Since the container can be made of a low-strength, low-pressure-resistant material and structure, there is an effect that the liquid carbon dioxide can be stored on the seabed economically. Also, incidental devices such as protective containers can be saved and reused by collecting and reusing them. Furthermore, by implementing the present invention, the concentration of carbon dioxide in the atmosphere can be reduced, and the effect of improving environmental problems on a global scale is achieved.
本発明の第1の実施の形態に係る液体二酸化炭素の深海沈下システムおよび深海沈下方法について、図面を参照して説明する。図1はその概要を示している。図1において、本実施の形態にかかる深海沈下システムは、海上設備(具体的には作業船など)1と、液体二酸化炭素収納容器2と、沈下ガイド機構3とから構成されている。海上設備1は、自身で液体二酸化炭素を指定海域で製造する設備を有するか、あるいは地上等にある他の施設で製造された液体二酸化炭素を指定海域まで搬送するために必要な施設を有する。液体二酸化炭素の製造はすでに従来技術で知られており、例えば空気中の窒素ほかの成分から二酸化炭素のみを分離し、低温または高圧、あるいはこの両者を利用して液化する。二酸化炭素の状態図からも見られるように、二酸化炭素は0℃、約50気圧で液化する。液化した二酸化炭素は海上設備1内に備えられた低温/高圧貯蔵槽(図示せず)に入れられ、沈下の指定海域において液体二酸化炭素収納容器2に注入される。
A deep sea settlement system and a deep sea settlement method of liquid carbon dioxide according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the outline. In FIG. 1, the deep sea settlement system according to the present embodiment includes a marine facility (specifically, a work ship) 1, a liquid carbon
なお、二酸化炭素は温度、圧力条件によって液体と固体との状態変化が微妙であり、また固体から昇華する現象が起こることでも知られている。したがい、本明細書中で「液体」と言う場合には、特に記載がない場合には厳密な意味での液体に限定されず、支障がない限り固体状態のものをも包含するものとする。同じく「気化」と言う場合にも、特に記載がない場合には昇華も含むものとする。 Carbon dioxide is also known to have a subtle change in state between liquid and solid depending on temperature and pressure conditions, and to undergo sublimation from the solid. Therefore, in the present specification, the term “liquid” is not limited to a liquid in a strict sense unless otherwise specified, and includes a solid state as long as there is no problem. Similarly, the term “vaporization” also includes sublimation unless otherwise specified.
図2は、液体二酸化炭素収納容器2(以下、単に「収納容器2」とも言う。)の概要を示している。収納溶液2の容量は、ガス放出によるロスを抑えて効率的に液体二酸化炭素を海底沈下させるには大きい方が望ましいが、大きいほど海上設備1内での取り扱い(例えば注入、吊り上げ、海中投入、沈下)が難しくなり、また容器本体の強度も要求される。本実施の形態においては、容量1トンのものを使用している。液体二酸化炭素収納容器1の形状は任意であり、図2の例では略立方体としているが、これには限定されない。例えば後述するように円錐台、角錐台とすることも好ましく、また沈下速度を高めるためには涙滴型などの流線型形状や球形などとすることが考えられる。
FIG. 2 shows an outline of the liquid carbon dioxide storage container 2 (hereinafter also simply referred to as “
液体二酸化炭素収納容器2の本体ボデー21には液体二酸化炭素注入口22が設けられ、注入口22には液体二酸化炭素注入後にこれをシールするガス抜き機構付きの蓋24が取り付けられる。図2の円内には、蓋24の概要を示している。ガス抜き機構23は一種の安全弁であり、収納容器2内に収納された液体二酸化炭素が気化して内圧が高まった場合にガス抜き機構23(バルブ)が開き、内部の気化した二酸化炭素の少なくとも一部を円内の矢印で示すように外部(海中)へ放出し、内圧上昇に起因する液体二酸化炭素収納容器2の破裂を防止する。バルブが開く引き金となる限界圧力は、当該液体二酸化炭素収納容器2の耐圧能力に応じて任意に設定することができる。後述するように、当該限界圧力が高いほど液体二酸化炭素の貯蔵効率が高まるが、そのためにはそれに応じて収納容器2の耐圧性を高める必要がある。図2に示す例では、蓋24にガス抜き機構23が設けられており、こうすることによって構造が簡略化されて好ましいが、収納容器2自身に他の開口部を設けて蓋24とは別にガス抜き機構23を配置することでもよい。
The
液体二酸化炭素収納容器2にはさらに、沈下用の錘25を設けることが好ましい。これは、収納容器2が沈下ガイド機構3から切り離されて海底へ沈む際の適切な沈下速度を確保するための錘である。理想的な着地速度は人が歩く位の速度であり、それ以上速いと着地時の衝撃で収納容器2が破裂する虞があり、錘25の重さはこれを考慮して設定される。収納容器2自身を金属とするなどにより上記条件に合うような重さが確保できる場合には、沈下用の錘25を別途設ける必要はない。
The liquid carbon
本発明にかかる液体二酸化炭素収納容器2は、ガス抜き機構23を備えることにより、収納容器2自身には特別な耐圧性は要求されない。後述するように、深海での高圧に耐える必要はあるが、この際には放出した二酸化炭素の減量分に相当する容器の凹みに耐えるだけの柔軟性を有すれば足り、この減量分が圧縮された後は内部の液体二酸化炭素と外部の海水圧力とが平衡状態となるため、収納容器2自身には圧力は作用しない。したがい、本発明に係る液体二酸化炭素収納容器2は、従来技術で考えられていたような高耐圧性が要求されることはなく、長期海底保存に耐える十分な対腐食性を有していればよいものとなる。使用される材料としては、まずポリエチレンやナイロン等の合成樹脂が考えられ、深海では光が届かない環境なのでポリカーボネートやポリプロピレンまでの対候性は要求されない。この他に価格は高くなるが、ステンレス、塩化ビニールでコーティングしたアルミなども使用可能である。
Since the liquid carbon
図1に戻って、沈下ガイド機構3は、ガイドワイヤ31と、錘32とから構成される。液体二酸化炭素を海底保存するには約50気圧以上、約500m以上の深海まで沈下させる必要がある。したがって、ガイドワイヤ31は少なくとも500mの深海まで延びる長さがなければならない。ガイドワイヤ31の先端には錘32が取り付けられ、液体二酸化炭素収納容器2はガイドワイヤ31または錘32に取り付けられる。沈下途中での二酸化炭素の放出量を最小限に抑えるには、できるだけ速い速度で収納容器2を沈下させることが望ましい。そのためには、錘32は重い方が望ましいが、取り扱い上の問題もあり、適切な重さが選択される。本実施の形態では500kgの錘を使用している。なお、図示の例で収納容器2の下側に錘32が配置されているが、錘32により収納容器2を引っ張って海中に沈めるにはこのような配置が好ましい。この際の海中での錘32と液体二酸化炭素収納容器2との分離は、例えばガイドワイヤ31を2本とし、他の1本を錘32に取り付けて所定深さでこの他の1本を上方に戻す方法などが考えられる。収納容器2のガイドワイヤ31からの分離は、圧力感応ロック解除機構など、既知の技術が利用可能である。
Returning to FIG. 1, the
以上のように構成された本実施の形態に係る液体二酸化炭素の深海沈下システムは以下のように動作する。まず、海上設備1は、液体二酸化炭素収納容器2を沈下させるべき指摘海域に移動する。海上設備1内にて製造され、または搬送されてきた液体二酸化炭素を液体二酸化炭素収納容器2に注入する。液体二酸化炭素が注入された収容容器2には蓋24が閉められ、本実施の形態では沈下ガイド機構3のガイドワイヤ31に取り付けられ、海上設備1のクレーン11を使用して沈下ガイド3と共に海中に投入される。
The liquid carbon dioxide deep sea settlement system according to the present embodiment configured as described above operates as follows. First, the
収納容器2は、液体二酸化炭素の注入後、海中投下までの間に常温、大気圧にさらされる。これにより内部にある液体二酸化炭素の一部が気化を始め、これが容器内部の圧力を高める。上述したガス抜き機構23が動作する限界圧力に達するとガス抜き機構23のバルブが開き、二酸化炭素が容器外部へ放出される。これは海中に投下された後も同様であり、水面近くの相対的に高い温度に触れて二酸化炭素の気化が続き、バルブ23を介して二酸化炭素が海水中に逃げる。したがって、液体二酸化炭素収納容器2は、できるだけ早く低温、高圧の深海まで持ち込むことが貯蔵効率を高めるために好ましく、上述したように錘32がこの機能を果たす。なお、液体二酸化炭素が気化する際に気化熱を奪うことから、一部の液体二酸化炭素が固化して固体二酸化炭素に変態し、さらにこれが昇華する現象も見られ得る。
The
沈下の途中に放出される二酸化炭素の量は海底深く沈むにしたがって水圧のために暫時減少し、約500mの深海に至って外部の水圧により封じ込まれ、気化が阻止される。本明細書では、このときの水圧を「臨界水圧」、このときの海中での深さを「臨界深さ」と呼ぶものとする。臨界深さを越えた以降の沈下の過程では、液体二酸化炭素が気化して内容量が減少することはない。また、収納容器2の内外において、海水による水圧と容器内部の液体二酸化炭素の圧力が平衡するため、収納容器2は気化して放出された二酸化炭素の減量分だけ容器が凹んだ状態に変形するが、収納容器2自身に圧力が加わることはない。
The amount of carbon dioxide released in the middle of subsidence decreases for a while due to water pressure as it sinks deep into the sea floor, reaches about 500 m deep sea and is sealed by external water pressure to prevent vaporization. In this specification, the water pressure at this time is called “critical water pressure”, and the depth in the sea at this time is called “critical depth”. In the process of subsidence after exceeding the critical depth, liquid carbon dioxide does not vaporize and the internal volume does not decrease. Further, since the water pressure by seawater and the pressure of liquid carbon dioxide inside the container are balanced inside and outside the
臨界水圧に至るまでの間、二酸化炭素の放出量を極力少なくするために錘32を使用してできるだけ高速で沈下させることが好ましいが、臨界水圧に達したのちにはその必要がなくなる。したがって、臨界水圧に達した後、収納容器2は沈下ガイド機構3から切り離され、あとは自重で沈下させることができる。この際の沈下率は、海底に着地した際に収納容器2が衝撃により破裂しない速度に選択される。着地後の状態で液体二酸化炭素は深海において収納容器2内に固定して貯蔵が可能であり、将来必要とされるまでの間、この状態で海底に放置することができる。
In order to reduce the amount of carbon dioxide released as much as possible until the critical water pressure is reached, it is preferable to use the weight 32 to sink as fast as possible, but this is not necessary after reaching the critical water pressure. Therefore, after reaching the critical water pressure, the
このように長期保管された液体二酸化炭素収納容器2の回収に関しては、深海沈下技術に関する本願発明の趣旨からは外れるが、貯蔵場所は指定地域が特定されており、深海カメラなどの使用で発見は容易である。回収には、深海艇の利用、後の実施の形態で詳述する断熱性/耐圧性のあるシャトル容器の利用などが考えられる。但し、本発明は必ずしも回収することを要件としてはいない。回収されることがない場合であっても、海底に二酸化炭素を固定することによって大気中の二酸化炭素含有量を低減させ、環境破壊を防止するという重要な役割は果たすことができる。
With regard to the recovery of the liquid carbon
図3は、本実施の形態に係る他の態様の液体二酸化炭素深海沈下システムを示している。この深海沈下システムでは、図1に対して海中に沈められた錘32にモータ33が取り付けられている。これにより、錘32の沈下、回収を繰り返すことなく、無端状のガイドワイヤ31を回転駆動することによってガイドワイヤ31に取り付けられた収容容器2を強制的に沈下させるものとしている。図示の例では海中の錘32側にモータ33が取り付けられているが、海上設備1のクレーン11側にモータなどの駆動装置を取り付けることでもよい。本態様によれば、錘32の沈下、回収をその都度行う必要がなくなるため収納容器2の沈下をより効率的に行うことができる。さらにはガイドワイヤ31に1つのみでなく、例えば50mごと、100mごとなどに複数個の収納容器2を取り付けて同時に沈下させることもでき、さらに効率を高めることもできる。
FIG. 3 shows a liquid carbon dioxide deep sea subsidence system according to another embodiment of the present embodiment. In this deep sea subsidence system, a motor 33 is attached to a weight 32 submerged in the sea with respect to FIG. Accordingly, the
次に、本発明の第2の実施の形態にかかる液体二酸化炭素の深海沈下システム、深海沈下方法について図面を参照して説明する。図4は本実施の形態にかかる液体二酸化炭素深海沈下システム、深海沈下方法の概要を示している。図において、先の実施の形態と同一要素については同一の符号を付している。本実施の形態では、収納容器2を覆う保護容器4をさらに設けることを特徴とする。図示の例では、保護容器4は開閉扉42を備えており、海中投下から所定深海に至るまでは開閉扉42が閉じた状態にあり、収納容器2は当該保護容器4の中に収納されている。所定の深さ、具体的には収納容器2内の液体二酸化炭素が水圧の作用で気化しなくなる臨界深さ(約500m)に至って開閉扉42が開かれ、収納容器2が放出されて海底まで自然落下するよう構成されている。放出した後の保護容器4は引き上げられ、繰り返し利用が可能である。
Next, a liquid carbon dioxide deep sea settlement system and a deep sea settlement method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 shows an outline of the liquid carbon dioxide deep sea settlement system and the deep sea settlement method according to the present embodiment. In the figure, the same elements as those of the previous embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, a
図示の例ではさらに、海上設備1からアンカー51を先端に備えたアンカーワイヤ5が下ろされ、保護容器4、並びに収納容器2がそれぞれアンカーワイヤ5に沿って海中に導かれるよう構成されている。特に収納容器2は、保護容器4から放出された後に海底に着地するまでアンカーワイヤ5によってガイドされるため、狭い範囲内に収納容器2を集中して沈下させる際、あるいは深海の潮の流れが早い海域への沈下の際などに有効である。
Further, in the illustrated example, the
図5は、保護容器4と、保護容器4の内部に収納された液体二酸化炭素収納容器2との関係を示している。収納容器2の概要は先の実施の形態と同様である。保護容器4は、収納容器2を収納するに十分な内容積を有する本体ボデー41と、開閉扉42と、好ましくは開閉扉42の反対側の面(図では上面)に、内外圧調整機構44とを備えている。本体ボデー41は、断熱性または耐圧性あるいはこの双方を備え、開閉扉42も同様の性質を有する。本実施の形態では、保護容器4自身が先の実施の形態における錘32の役割を果たすため、それなりの重量を有するか、あるいは必要に応じ、本体ボデー41または開閉扉42に錘部分が別途設けられていてもよい。
FIG. 5 shows the relationship between the
図5の円内に示すように、内外圧調整機構44は、保護容器4の内圧が所定圧以上に高まった場合に開くバルブ44aと、逆に保護容器4の外部圧力(水圧)が所定圧以上に高まった場合に開くバルブ44bとから構成される。バルブ44aは保護容器4の耐圧限界圧力に至る前に開き、バルブ44bは保護容器4の内外の圧力差が保護容器4の耐圧限度に至る前に開き、さらに保護容器4の外部が臨界水圧に達した後には開放されるよう構成されている。図示は単なる一例であって、他の構造のものが使用されてもよい。また、図示の例ではバルブ44aと44bとが同軸状に設けられているが、同一機能を有するものがそれぞれ本体ボデー41の別の箇所に設けられてもよい。
As shown in the circle of FIG. 5, the internal / external pressure adjusting mechanism 44 has a valve 44a that opens when the internal pressure of the
本実施の形態に係る液体二酸化炭素深海沈下システムは以下のように動作する。図3〜図5において、収納容器2内に液体二酸化炭素が注入され、蓋24が閉められるまでは先の実施の形態と同様である。液体二酸化炭素が注入された収納容器2はその後、保護容器4内に収められ、開閉扉42が閉じられる。そして保護容器4ごと沈下ガイド機構3に取り付けられ、海上設備1のクレーン11に吊下げられて海中に沈められる。
The liquid carbon dioxide deep sea settlement system according to the present embodiment operates as follows. 3 to 5, liquid carbon dioxide is injected into the
その間、環境温度、圧力のために収納容器2内部の液体二酸化炭素が気化を始め、収納容器2の圧力が高まって収納容器2の耐圧限度に対応して設定された第1の限界圧力に達すると蓋24のガス抜き機構23(図2参照)が動作して内部の二酸化炭素ガスを逃がす。しかしながら逃げたガスは密閉された保護容器4内に留まるため、保護容器4内の圧力を高めるものとなる。保護容器4内の圧力と収納容器2内の圧力が平衡状態になると、ガス抜き機構23のバルブが閉じてそれ以上の気化した二酸化炭素の放出は阻止される。この際、収納容器2内外の圧力が平衡状態のために収納容器2が破裂することはない。そして、液体二酸化炭素の気化により圧力を順次高めつつ平衡状態がしばらく保たれた後、保護容器4内の内圧が保護容器4の耐圧限度に対応して設定された第2の限界圧力に達すると内外圧調整機構44のバルブ44aが開き、保護容器4内に充満した二酸化炭素が海水中に放出される。
Meanwhile, the liquid carbon dioxide inside the
その後、保護容器4が沈下して所定の深さに達すると、今度は保護容器4内部の圧力よりも外部の水圧の方が高まり、保護容器4の耐圧限度に対応して予め設定された内外圧調整機構44の第3の限界圧力に達し、これによってバルブ44bが開いて海水が保護容器4の内部に浸入する。海水侵入によって保護容器4内に圧力が加わり、液体二酸化炭素収納容器2内での液体二酸化炭素の気化が抑制される。最終的には、その気化を阻止するに十分な臨界水圧に達して気化が停止し、バルブ44bが開放状態となって収納容器2内外の圧力(及び保護容器4内外の圧力)が平衡状態となるため、液体二酸化炭素は収納容器2内に封入される。この状態で開閉扉42を開くことができ、収納容器2は保護容器4から放出されてそのまま海底まで自然沈下して着地する。保護容器4はガイドワイヤ31を引き上げることにより回収し、再利用が可能である。また、役割を終えたアンカーワイヤ5も回収される。なお、アンカーワイヤ5は、本実施の形態に限定されず、他の実施の形態においても必要に応じて同様に使用することができる。
After that, when the
上述のように、保護容器4の本体ボデー41は断熱性または耐圧性もしくはこの双方を備えている。断熱性の保護容器4で液体二酸化炭素収納容器2を取り囲むことにより、低温の液体二酸化炭素を収納した収納容器2が直接外気、海水に触れることなく、早急な昇温を阻止して液体二酸化炭素の気化量を減少させ、貯蔵効率を高めることができる。また、本体ボデー41が耐圧性を有していれば、収納容器2から放出された二酸化炭素を保護容器4内に閉じ込めてその二酸化炭素自身の作用で収納容器2を加圧することができ、気化する二酸化炭素の量を抑えて貯蔵効率を高める。保護容器4が断熱性、耐圧性の双方を備えていれば、相乗効果により一層の貯蔵効率を高める効果を奏する。すなわち、本実施形態にかかる保護容器4は、先の実施の形態に対して断熱性、耐圧性の一方もしくは双方を提供して二酸化炭素の貯蔵効率を高める機能、すなわち逃げる二酸化炭素の量を減少させる効果を有するものとなる。断熱性、耐圧性の程度は、僅かであっても先の実施の形態に比べて回収効率を高める機能を有し、断熱性、耐圧性の程度が高ければ高いほどその効率を高めるものとなる。断熱材としては、冷蔵庫などで使用される発泡ポリスチレンや、より断熱性に優れた連通ウレタン真空断熱材などの利用が可能である。
As described above, the main body 41 of the
図6は、本実施の形態に係る液体二酸化炭素の深海沈下システムの他の態様を示している。ここでは、液体二酸化炭素収納容器2はほぼ密着した関係で保護容器4a内に収められ、保護容器4aは内外圧調整機構44(図5参照)を有しておらず、単に開口43のみを有している。図示の例ではその開口43から収納容器2の蓋24がのぞいている。保護容器4aの本体ボデー41aが、断熱性または耐圧性もしくはその双方を有していること、開閉扉42aを有していることは先の態様と同様である。
FIG. 6 shows another aspect of the liquid carbon dioxide deep sea settlement system according to the present embodiment. Here, the liquid carbon
図6に示す保護容器4aを使用した場合、液体二酸化炭素収納容器2と密着しているためにその保護効果をより高めることができる。特に保護容器4aが耐圧性を有する場合(断熱性を有する場合であっても、一般にはその強度によってある程度の耐圧性も提供することができる)、収納容器2内の圧力が二酸化炭素の気化によって高まっても外部から保護容器4aがその変形を拘束し、さらには破裂を防止しているため、収納容器2は、保護容器4aが備えるより高い限界圧力までの内圧に耐えることができるようになる。したがい、蓋24のガス抜き機構23(図22参照)のバルブが開く限界圧力を、収納容器2の限界圧力から保護容器4aの備える限界圧力近くまで高めることができ、その分、二酸化炭素の放出量を低減することができる。保護容器4aの備える限界圧力を越えるとガス抜き機構23を介して収納容器2内部の二酸化炭素ガスが外部に放出される。断熱性を有する保護容器4aを使用した場合にも、遮温効果によって同様に二酸化炭素の放出量を低減することができる。
When the protective container 4a shown in FIG. 6 is used, the protective effect can be further enhanced because the protective container 4a is in close contact with the liquid carbon
以上の保護容器4aを含む収納容器2が所定の深海まで沈下すると、保護容器4aの開口43から水圧によって海水が保護容器4a内部に侵入し、収納容器2に直接圧力をかける。そして、約500mの深海に達すると、二酸化炭素ガスが逃げた分だけ圧縮されて凹状に変形した収納容器2と保護容器4aとの間に隙間が生じ、この段階で開閉扉42aを開くことによって収納容器2が保護容器4aから分離して放出可能である。あとは収納容器2のみが海底に自然沈下すること、保護容器4aは回収可能であることは先の態様と同様である。
When the
次に、本発明の第3の実施の形態に係る液体二酸化炭素収納容器海中沈下システムについて、図面を参照して説明する。本実施の形態では、収納容器のみを海底に沈下させるものとしている。これまでの実施の形態では、沈下ガイド機構3(図1参照)、保護容器4(図4参照)などを利用して収納容器2を所定深海までできるだけ高速で沈下させ、そこで開放して以降は収納容器2の自重で沈下させるものとしている。収納容器2のみを沈下させた場合、液体二酸化炭素の気化を最小限にとどめるために比較的温度が高く、圧力の低い海面付近を早く通過させ、かつ海底に高速で激突して容器が破裂する恐れを回避するという、相矛盾する課題を解消しなければならない。第1、第2の実施の形態で使用する沈下ガイド機構3、保護容器4の使用によれば、二酸化炭素の気化を阻止する十分な深さまでは高速で沈め、それ以降は収納容器2のみを放出して自然落下させることでこの課題を解決していた。
Next, a liquid carbon dioxide storage container subsidence system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, only the storage container is submerged on the seabed. In the embodiments so far, the
図7(a)に示す本実施の形態にかかる収納容器2aでは、海表面近くを高速で沈下できるよう十分な重量の錘部25aを図の下方に有している。全体形状は任意であるが、できるだけ沈下時の抵抗を少なくするように図示の例では涙滴型としている。本体ボデー21aは略円錐台形をしており、上方に開口を設け、ガス抜き機構23を備えた蓋24を取り付け可能としている。このような形状とすることで気化した二酸化炭素が円錐台形の上端に集まり易く、下方に錘25a、上方がガスとなって収納容器2aの沈下姿勢が定まり易い。収納容器2aの内圧の高まりによって外部に逃げるものが液体二酸化炭素ではなく気化した二酸化炭素であることが貯蔵効率の観点から好ましい。錘25aと蓋24とをこのように反対側に配することによって、ガス部分すなわち比重の軽い部分が上方に集まるため、外部に逃げるものを気化した二酸化炭素のみとすることができる。
In the storage container 2a according to the present embodiment shown in FIG. 7A, a weight portion 25a having a sufficient weight so as to be able to sink at high speed near the sea surface is provided in the lower part of the figure. Although the overall shape is arbitrary, in the illustrated example, a teardrop shape is used so as to reduce the resistance during sinking as much as possible. The main body 21a has a substantially frustoconical shape, and an opening is provided on the upper side so that a
本体ボデー21aの外部周囲には、上方を支持軸で回動可能に固定された複数の抵抗傘26が、本体ボデー21aに沿って下方に延びて配置されている。抵抗傘26の下端は保持ワイヤ27によって周囲から拘束され、保持ワイヤ27は圧力感応式のロック28によって結ばれている。ロック28の動作のトリガとなる作動圧力は調節可能であることが好ましい。
Around the outside of the main body 21a, a plurality of
以上のように構成された本実施の形態に係る液体二酸化炭素収納容器2aの動作は、容器内への液体二酸化炭素の注入までは他の実施の形態と同様である。注入の後には、沈下ガイド機構3等のガイドを要せず、指定海域において単に海中に投下するだけでよい。投下された収納容器2aは、重い錘部25aを下方に、軽い蓋24側を上方に向けて抵抗の少ない形状と重い錘部25aの作用で、収納容器2a内で気化した二酸化炭素を海中に放出しつつ急速に海中に沈下する。そして気化を阻止する臨界水圧が得られる深さに達すると気化が停止し、残余の液体二酸化炭素が液体の状態で収納容器2a内に封入される。
The operation of the liquid carbon dioxide storage container 2a according to the present embodiment configured as described above is the same as that of the other embodiments until the liquid carbon dioxide is injected into the container. After the injection, a guide such as the
臨界深さ(約500m)、あるいは予め定められたそれより深い深さに至ってロック28が水圧により動作し、保持ワイヤ26が解放されるため、抵抗傘26は沈下の際の水圧によって開き、破線に示すようなパラソル形に開傘する。これによって沈下速度が急激に減速され、後は所定の速度で海底まで沈下して無事軟着地が可能となる。抵抗傘26は、図示の例では櫛歯状に開傘しているが、必要であれば傘相互間に膜が張るようにすることも可能である。あるいはこのような傘状のものに限定されず、例えばパラシュート状のものが開くなど、従来技術で知られた減速手段が利用されてもよい。
Since the
液体二酸化炭素収納容器2aを以上のように構成することにより、沈下ガイド機構3を使用した場合に必要な操作などが不要となり、収納容器2aを単に海中に投下するだけとなるため、沈下のための手間が大幅に簡略化される。また、先に沈下させた収納容器2aの沈下過程や保護容器4の回収などに煩わされることなく、次々に投棄が可能であり、作業効率を高めることができる。
By configuring the liquid carbon dioxide storage container 2a as described above, operations necessary when the
図7(b)に示す液体二酸化炭素収納容器2bは、同じ思想をより簡単な構造で実現するもので、本体ボデー21bの下部に設けられた錘部23bは、少なくともその一部が分離可能に構成されている。収納容器2bが臨界深さの深海に至ると、図示しない圧力に感応して動作するロックが解除されて錘部25bの少なくとも一部が破線で示すように分離し、当該一部のみが先に沈下する。錘部25bの一部が分離することによって軽くなった収納容器2bはその沈下速度が減速され、海底に軟着地することが可能となる。分離される部分と本体ボデー21b側に残る錘部25bの比率は、収納容器2bの仕様に応じて適切に選択することができる。 The liquid carbon dioxide storage container 2b shown in FIG. 7B realizes the same idea with a simpler structure, and at least a part of the weight portion 23b provided in the lower portion of the main body 21b can be separated. It is configured. When the storage container 2b reaches the deep sea of the critical depth, the lock that operates in response to the pressure (not shown) is released, and at least a part of the weight part 25b is separated as indicated by a broken line, and only the part is first. Sink. The storage container 2b, which has become lighter as a result of part of the weight portion 25b separating, has its sinking speed reduced, and can softly land on the seabed. The ratio of the part to be separated and the weight portion 25b remaining on the main body 21b side can be appropriately selected according to the specifications of the storage container 2b.
なお、本実施の形態に示す液体二酸化炭素収納容器2a、2bはいずれも外気、海水に直接接する構造としているが、第2の実施の形態に示すような断熱性、耐圧性を有する保護容器で覆うようにしてもよい。ただし、この際には保護容器は所定深海に達すると分離し、通常は海中に放置されるため回収は不能となるが、保護容器を比重1以下とすることで回収することも可能となる。特に図7(b)に示す収納容器2bの態様では、保護容器を分離することなく、海底に至っても収納容器2bを覆ったままとすることでもよい。但し、海底においては保護容器の断熱性、耐圧性は必要とはされない。 Note that the liquid carbon dioxide storage containers 2a and 2b shown in the present embodiment are both in direct contact with the outside air and seawater, but are protective containers having heat insulation and pressure resistance as shown in the second embodiment. You may make it cover. However, in this case, the protective container is separated when it reaches a predetermined depth, and usually cannot be recovered because it is left in the sea. However, it can be recovered by setting the protective container to a specific gravity of 1 or less. In particular, in the case of the storage container 2b shown in FIG. 7B, the storage container 2b may be kept covered even when reaching the seabed without separating the protective container. However, the heat insulation and pressure resistance of the protective container are not required on the seabed.
本実施の形態に示す液体二酸化炭素収納容器2a、2bを使用した場合、海中への投下以降は何らのガイドも存在しないため、海底に至るまでの間の沈下方向が定まりにくい。したがって、本実施の形態に示すシステムは、流れの穏やかな海域での使用に適しているといえる。ただし、図4に示すようなアンカーワイヤ5を使用すればその問題も解消されるため、所定海域での集中貯蔵も可能である。
When the liquid carbon dioxide storage containers 2a and 2b shown in the present embodiment are used, since there is no guide after dropping into the sea, it is difficult to determine the subsidence direction until reaching the seabed. Therefore, it can be said that the system described in this embodiment is suitable for use in a sea area where the flow is gentle. However, if the
以上、本発明の各実施の形態につき、液体二酸化炭素深海沈下システムを主体に説明してきたが、冒頭や各実施の形態にも述べた如く、本発明はこれらのシステムを利用して実施することができる液体二酸化炭素深海沈下方法をも包含している。該沈下方法によれば、液体二酸化炭素の気化により収納容器の内圧を高める二酸化炭素を外部に放出させつつ安全に沈下させるため、ガス放出による貯蔵効率の低下は招くが、従来技術にあるような(あるいは、実際には従来技術では実施困難であったような)高耐圧製の容器は不要であり、海底にて受ける圧力に応じて変形が可能な柔軟性材料でありながら沈下途中は破裂することがなく、海水に永年さらされても腐食することのない収納容器の材料の選択ができるようになる。そして、当該収納容器を外部から断熱性、耐圧性を有する保護容器で保護する方法を付加することにより、気化した二酸化炭素の放出によるロスも極力低減することができる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described mainly with respect to the liquid carbon dioxide deep sea subsidence system. However, as described in the beginning and each embodiment, the present invention should be implemented using these systems. It also includes liquid carbon dioxide deep sea subsidence methods. According to the subsidence method, carbon dioxide that raises the internal pressure of the storage container by vaporizing liquid carbon dioxide is safely subsidized while being released to the outside. A high pressure vessel is not required (or, in fact, difficult to implement with the prior art), and it is a flexible material that can be deformed according to the pressure received at the seabed, but it bursts during subsidence. Therefore, it is possible to select a material for a storage container that does not corrode even when exposed to seawater for many years. And the loss by discharge | release of the vaporized carbon dioxide can also be reduced as much as possible by adding the method of protecting the said storage container from the outside with the protective container which has heat insulation and pressure | voltage resistance.
さらに加えて、本願発明は、上述したような液体二酸化炭素深海沈下方法を利用することによって可能となる液体二酸化炭素の海底保存方法をも包含している。 In addition, the present invention also includes a method for preserving liquid carbon dioxide under the sea, which is made possible by using the liquid carbon dioxide deep sea settlement method as described above.
地球温暖化防止は地球規模の使命であり、本発明は、液体(固体)二酸化炭素を海底保存して地球環境の維持を図るための産業分野において広く利用することができる。 Prevention of global warming is a global mission, and the present invention can be widely used in the industrial field for maintaining the global environment by preserving liquid (solid) carbon dioxide at the sea bottom.
1.海上設備、 11.クレーン、 2.液体二酸化炭素収納容器(収納容器)、 21.本体ボデー、 22.注入口、 23.ガス抜き機構、 24.蓋、 25.沈下用錘、 26.抵抗傘、 27.保持ワイヤ、 28.ロック、 3.沈下ガイド機構、 31.ガイドワイヤ、 32.錘、 33.モータ、 4.保護容器、 41.本体ボデー、 42.開閉扉、 43.開口、 44.内外圧調整機構、 5.アンカーワイヤ、 51.アンカー。
1. 10. offshore facilities; Crane, 2. 20. Liquid carbon dioxide storage container (storage container) Body body, 22. Inlet, 23.
Claims (11)
前記臨界深さに至るまでの間、気化した二酸化炭素によって高まる前記収納容器の内部圧力が当該収納容器を破裂させる限界圧力に至る前に前記気化した二酸化炭素の少なくとも一部を前記収納容器外に放出しつつ前記収納容器を沈下させることを特徴とする方法。 The storage container containing liquid carbon dioxide sinks without being ruptured by the internal pressure of the vaporized liquid carbon dioxide until reaching the deep sea where the water pressure is sufficient to prevent vaporization of the stored liquid carbon dioxide. A liquid carbon dioxide deep sea subsidence method,
Before reaching the critical depth, at least part of the vaporized carbon dioxide is removed from the storage container before the internal pressure of the storage container, which is increased by the vaporized carbon dioxide, reaches a limit pressure for rupturing the storage container. A method of sinking the storage container while discharging.
地上で製造された液体二酸化炭素を搬送し、または液体二酸化炭素を製造する設備を有する海上設備と、
液体二酸化炭素を収納する収納容器と、
前記収納容器を少なくとも前記臨界深さまで沈下させる沈下ガイド機構とから構成され、
前記収納容器は、内部の液体二酸化炭素の気化による内部圧力が当該収納容器を破裂させる限界圧力に至る前に前記気化した二酸化炭素の少なくとも一部を外部に放出するガス抜き機構を備え、さらに、ガスの放出による減量によって深海で受ける水圧に応じた変形が可能な柔軟性と、海水に対する耐蝕性とを備え、
前記沈下ガイド機構が、前記収納容器を海中に引き込む錘または駆動装置を備えていることを特徴とする深海沈下システム。 The storage container containing liquid carbon dioxide sinks without being ruptured by the internal pressure of the vaporized liquid carbon dioxide until reaching the deep sea where the water pressure is sufficient to prevent vaporization of the stored liquid carbon dioxide. A deep carbon subsidence system for liquid carbon dioxide that softly lands on the seabed at a speed that does not cause the storage container to rupture,
Transporting the liquid carbon dioxide produced in the ground, or a marine facility having a facility for producing a liquid body of carbon dioxide,
A storage container for storing liquid carbon dioxide;
A subsidence guide mechanism that sinks the storage container to at least the critical depth;
The storage container includes a degassing mechanism that releases at least a part of the vaporized carbon dioxide to the outside before the internal pressure due to the vaporization of liquid carbon dioxide reaches a limit pressure that bursts the storage container. With flexibility that can be deformed according to the water pressure received in the deep sea by weight loss due to gas release, and corrosion resistance to seawater,
The deep sea settlement system, wherein the settlement guide mechanism includes a weight or a driving device for drawing the storage container into the sea.
前記収納容器は、内部の液体二酸化炭素の気化による内部圧力が当該収納容器を破裂させる限界圧力に至る前に前記気化した二酸化炭素の少なくとも一部を外部に放出するガス抜き機構を備え、
ガスの放出による減量によって深海で受ける水圧に応じた変形が可能な柔軟性と、海水に対する耐蝕性とを備えていることを特徴とする液体二酸化炭素収納容器。 It contains liquid carbon dioxide and sinks into the sea without rupturing at the internal pressure of the vaporized liquid carbon dioxide until it reaches the deep sea where the water pressure is sufficient to prevent vaporization of the stored liquid carbon dioxide. A liquid carbon dioxide storage container that softly lands on the seabed at a speed that does not burst further,
The storage container includes a degassing mechanism that discharges at least a part of the vaporized carbon dioxide to the outside before the internal pressure due to the vaporization of liquid carbon dioxide reaches a limit pressure that bursts the storage container.
A liquid carbon dioxide storage container characterized by having flexibility that can be deformed according to water pressure received in the deep sea by weight loss due to gas release, and corrosion resistance to seawater.
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