JP4883583B2 - CO2 deep sea injection method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、火力発電所の排ガスなどから回収された二酸化炭素を液化して海底に沈めて処理する二酸化炭素深海投入方法及びそのための装置に関する。 The present invention relates to a carbon dioxide deep-sea injection method and apparatus for liquefying carbon dioxide recovered from exhaust gas from a thermal power plant and sinking it to the seabed for processing.
二酸化炭素を液化して深海の海底に貯留する二酸化炭素の処理方法は、地球温暖化を防止する有効な対策として注目されている(例えば特許文献1参照)。この方法においては、液体二酸化炭素を密度的に安定な深度3500m以深の海底に送り込むことが必要とされている。二酸化炭素は深度500m相当の圧力で液化し、その密度は圧力とともに増大し、深度2700m相当では熱的平衡状態で海水と同密度になり、それ以深では海水よりも密度が大きくなる。したがって、二酸化炭素を、深度2700mまで送り込むことができれば、それより下へは二酸化炭素は自重により自然に沈降する。 A method for treating carbon dioxide that liquefies carbon dioxide and stores it on the deep sea floor is attracting attention as an effective measure for preventing global warming (see, for example, Patent Document 1). In this method, it is necessary to send liquid carbon dioxide to the seabed at a depth of 3500 m or more which is stable in terms of density. Carbon dioxide liquefies at a pressure equivalent to a depth of 500 m, and its density increases with pressure. At a depth of 2700 m, it becomes the same density as seawater in a thermal equilibrium state, and at a deeper depth, the density becomes larger than seawater. Therefore, if carbon dioxide can be sent to a depth of 2700 m, the carbon dioxide will naturally settle down under its own weight.
二酸化炭素を深度2700mまで送り込む方法としては、液体二酸化炭素とドライアイスとを混合したスラリーを、深度500m程度の浅海に放出し、二酸化炭素スラリー塊として沈降する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。液体二酸化炭素の密度は1.2g/cm3、ドライアイスの密度は1.5g/cm3であるので、スラリー塊の密度は周囲の海水よりも大きく、自重により自然に沈降する。なお、二酸化炭素スラリーの温度は液体二酸化炭素とドライアイスとの共存温度である−56℃程度と低温であるため、氷によって被覆され、周囲の海水からの伝熱が抑制される。このため、密度的に安定な深度2700mに到達するまで、スラリー塊の温度は低温に維持されると推定されている。 As a method for sending carbon dioxide to a depth of 2700 m, a method is proposed in which a slurry in which liquid carbon dioxide and dry ice are mixed is discharged into a shallow sea having a depth of about 500 m and settled as a carbon dioxide slurry lump (for example, a patent) Reference 2). Since the density of liquid carbon dioxide is 1.2 g / cm 3 and the density of dry ice is 1.5 g / cm 3 , the density of the slurry lump is larger than that of the surrounding seawater and settles naturally due to its own weight. Since the temperature of the carbon dioxide slurry is as low as about −56 ° C., which is the coexistence temperature of liquid carbon dioxide and dry ice, it is covered with ice and heat transfer from the surrounding seawater is suppressed. For this reason, it is estimated that the temperature of the slurry lump is maintained at a low temperature until reaching a density stable depth of 2700 m.
ところで、上述の液体二酸化炭素とドライアイスとを混合したスラリーを放出する方法では、スラリーを深度500m程度の浅海に放出する際に、同深度まで延びる投入管を使用し、同管の先端から海水中に放出している。この際、前述のように二酸化炭素スラリーは非常に低温であるため、投入管の先端が冷却され、海水が冷却された先端部と接触して氷結し、管の先端が閉塞されるおそれがある。 By the way, in the method of discharging a slurry in which liquid carbon dioxide and dry ice are mixed as described above, when discharging the slurry into a shallow sea having a depth of about 500 m, a charging pipe extending to the same depth is used, and seawater is discharged from the tip of the pipe. Released inside. At this time, as described above, since the carbon dioxide slurry is very low temperature, there is a possibility that the tip of the charging pipe is cooled, the seawater comes into contact with the cooled tip and freezes, and the tip of the pipe is blocked. .
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、液体二酸化炭素とドライアイスとを混合した二酸化炭素スラリーを安定的に海水中へ放出できる二酸化炭素深海投入方法及び装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a carbon dioxide deep-sea injection method and apparatus capable of stably discharging a carbon dioxide slurry, which is a mixture of liquid carbon dioxide and dry ice, into seawater. With the goal.
本発明の第1の二酸化炭素深海投入方法は、 低温高密度状態とした液体二酸化炭素を、二酸化炭素投入管中を通して海中の所定の深さまで送り、 該投入管の下端から前記液体二酸化炭素を海中に放出し、 放出した液体二酸化炭素を、液体二酸化炭素が熱的平衡状態で海水と等密度となる深さまで熱的非平衡状態を保持させつつ沈降させ、 その後、自然沈降させて海底に二酸化炭素を投入する方法であって、 前記液体二酸化炭素投入管の下端に、該管外周を囲む外管を有するノズルを設けるとともに、該ノズル外管部から0℃以上の高温液体二酸化炭素を放出することにより、前記液体二酸化炭素投入管先端の氷結を防止するか、又は、 前記二酸化炭素スラリー投入管の下端を構成する内管、及び、該内管外周を囲む外管を有する二重管型ノズルを設けるとともに、該ノズル外管部から0℃以上の高温液体二酸化炭素を放出することにより、前記内管先端の氷結を防止することを特徴とする。 In the first carbon dioxide deep-sea injection method of the present invention, liquid carbon dioxide in a low temperature and high density state is sent to a predetermined depth in the sea through the carbon dioxide input pipe, and the liquid carbon dioxide is injected into the sea from the lower end of the input pipe. The released liquid carbon dioxide is allowed to settle while maintaining a thermal non-equilibrium state to a depth at which the liquid carbon dioxide is in a thermal equilibrium state and at the same density as seawater, and is then allowed to settle naturally to form carbon dioxide on the sea floor. A nozzle having an outer pipe surrounding the outer periphery of the liquid carbon dioxide inlet pipe and releasing high-temperature liquid carbon dioxide at 0 ° C. or higher from the nozzle outer pipe section. by either preventing the freezing of the liquid carbon dioxide introduced Kansaki end, or the inner tube constituting the lower end of the carbon dioxide slurry feeding pipe, and a double-tube type having an outer tube surrounding the inner tube outer periphery Provided with a nozzle, by releasing 0 ℃ or more high-temperature liquid carbon dioxide from said nozzle outer tube section, characterized by preventing the icing of the inner tube distal end.
本発明によれば、低温の液体二酸化炭素が投入される投入管の先端の周囲から、0℃以上の液体二酸化炭素が放出されるので、低温液体二酸化炭素で冷却された同管の先端付近が海水と触れることを防ぐことができる。このため、海水が氷結して投入管を閉塞するような事態を避けることができ、低温の液体二酸化炭素を安定して放出できる。 According to the present invention, since the liquid carbon dioxide at 0 ° C. or higher is released from the periphery of the inlet tube into which the low temperature liquid carbon dioxide is introduced, the vicinity of the tip of the tube cooled with the low temperature liquid carbon dioxide is Touching with seawater can be prevented. For this reason, it is possible to avoid a situation in which seawater freezes and closes the input pipe, and low-temperature liquid carbon dioxide can be released stably.
本発明の第2の二酸化炭素深海投入方法は、 低温高密度状態とした液体二酸化炭素とドライアイスとを混合した二酸化炭素スラリーを、二酸化炭素スラリー投入管中を通して海中の所定の深さまで送り、 該投入管の下端から前記二酸化炭素スラリーを海中に放出し、 放出した二酸化炭素スラリーを、液体二酸化炭素が熱的平衡状態で海水と等密度となる深さまで熱的非平衡状態を保持させつつ沈降させ、 その後、自然沈降させて海底に二酸化炭素を投入する方法であって、 前記二酸化炭素スラリー投入管の下端に、該管外周を囲む外管を有するノズルを設けるとともに、該ノズル外管部から0℃以上の高温液体二酸化炭素を放出することにより、前記液体二酸化炭素投入管先端の氷結を防止するか、又は、 前記二酸化炭素スラリー投入管の下端を構成する内管、及び、該内管外周を囲む外管を有する二重管型ノズルを設けるとともに、該ノズル外管部から0℃以上の高温液体二酸化炭素を放出することにより、前記内管先端の氷結を防止することを特徴とする。 In the second carbon dioxide deep sea injection method of the present invention, a carbon dioxide slurry obtained by mixing liquid carbon dioxide and dry ice in a low temperature and high density state is sent to a predetermined depth in the sea through the carbon dioxide slurry injection pipe, The carbon dioxide slurry is discharged into the sea from the lower end of the input pipe, and the discharged carbon dioxide slurry is allowed to settle while maintaining a thermal non-equilibrium state to a depth at which the liquid carbon dioxide is in a thermal equilibrium state and equal in density to seawater. Then, it is a method of letting the carbon dioxide into the seabed by allowing it to settle naturally, provided at the lower end of the carbon dioxide slurry throwing pipe with a nozzle having an outer pipe that surrounds the outer circumference of the pipe, ℃ by releasing more hot liquid carbon dioxide, or to prevent freezing of the liquid carbon dioxide introduced Kansaki end, or, wherein the carbon dioxide slurry feeding pipe By providing a double tube type nozzle having an inner tube constituting the lower end and an outer tube surrounding the outer periphery of the inner tube, and releasing high-temperature liquid carbon dioxide of 0 ° C. or more from the nozzle outer tube portion, It is characterized by preventing the freezing of the tube tip .
液体二酸化炭素とドライアイスとを混合した二酸化炭素スラリーを投入管で送れば、ドライアイスの潜熱により二酸化炭素の温度が上がりにくくなる。例えば、−50℃程度を長時間維持することができるので、スラリーを密度的に安定な深度まで安定して沈降させることができる。 If a carbon dioxide slurry in which liquid carbon dioxide and dry ice are mixed is sent through a charging tube, the temperature of carbon dioxide is hardly increased due to the latent heat of dry ice. For example, since it can maintain about -50 degreeC for a long time, a slurry can be stably settled to the depth where density is stable.
本発明の第1の二酸化炭素深海投入装置は、 液体二酸化炭素受入れ貯蔵容器と、 該貯蔵容器から液体二酸化炭素を所定の深さまで送る液体二酸化炭素投入管と、 該液体二酸化炭素投入管の下端に設けられたノズルと、 前記容器内の液体二酸化炭素を0℃以上に加温する二酸化炭素加温装置と、 加温された液体二酸化炭素である高温液体二酸化炭素を所定の深さまで送る高温液体二酸化炭素投入管と、を備え、 前記ノズルが、前記液体二酸化炭素投入管の下端外周を囲むとともに、該管よりも長い外管を有し、前記液体二酸化炭素投入管と外管との間に、前記高温液体二酸化炭素投入管の下端が接続しているか、又は、 前記ノズルが、前記液体二酸化炭素投入管の下端を構成する内管、及び、該内管外周を囲む外管を有する二重管型ノズルであり、前記内管と外管との間に、前記高温液体二酸化炭素投入管の下端が接続していることを特徴とする。 A first carbon dioxide deep-sea injection device of the present invention includes a liquid carbon dioxide receiving storage container, a liquid carbon dioxide input pipe for sending liquid carbon dioxide from the storage container to a predetermined depth, and a lower end of the liquid carbon dioxide input pipe a nozzle provided, and carbon dioxide heating device for heating the liquid carbon dioxide in the container above 0 ° C., high temperature and sends the Atsushi Ko liquid carbon dioxide is warmed liquid carbon dioxide to a predetermined depth A liquid carbon dioxide input pipe, and the nozzle surrounds the outer periphery of the lower end of the liquid carbon dioxide input pipe, and has an outer pipe longer than the pipe, and is disposed between the liquid carbon dioxide input pipe and the outer pipe. The lower end of the high-temperature liquid carbon dioxide input pipe is connected , or the nozzle has an inner pipe constituting the lower end of the liquid carbon dioxide input pipe, and an outer pipe surrounding the outer circumference of the inner pipe Double tube type nozzle There, between the inner tube and the outer tube, the lower end of the hot liquid carbon dioxide injection tube is characterized in that it connects.
本発明の第2の二酸化炭素深海投入装置は、 液体二酸化炭素受入れ貯蔵容器と、 該貯蔵容器内の液体二酸化炭素を用いてドライアイスを製造する装置と、 前記容器内の液体二酸化炭素とドライアイスとを混合して二酸化炭素スラリーとする装置と、 該装置から二酸化炭素スラリーを所定の深さまで送る二酸化炭素スラリー投入管と、 前記二酸化炭素スラリー投入管の下端に設けられたノズルと、 前記容器内の液体二酸化炭素を0℃以上に加温する二酸化炭素加温装置と、 加温された液体二酸化炭素である高温液体二酸化炭素を所定の深さまで送る高温液体二酸化炭素投入管と、を備え、 前記ノズルが、前記二酸化炭素スラリー投入管の下端外周を囲むとともに、該管よりも長い外管を有し、前記二酸化炭素スラリー投入管と外管との間に、前記高温液体二酸化炭素投入管の下端が接続しているか、又は、 前記ノズルが、前記液体二酸化炭素投入管の下端を構成する内管、及び、該内管外周を囲む外管を有する二重管型ノズルであり、前記内管と外管との間に、前記高温液体二酸化炭素投入管の下端が接続していることを特徴とする。 The second carbon dioxide deep-sea injection device of the present invention includes a liquid carbon dioxide receiving storage container, an apparatus for producing dry ice using the liquid carbon dioxide in the storage container, and the liquid carbon dioxide and dry ice in the container. A carbon dioxide slurry by mixing the carbon dioxide slurry, a carbon dioxide slurry introduction pipe for sending the carbon dioxide slurry from the apparatus to a predetermined depth, a nozzle provided at a lower end of the carbon dioxide slurry introduction pipe, and the inside of the container comprising of carbon dioxide warming device the liquid carbon dioxide is warmed to above 0 ° C., high temperature liquid carbon dioxide feeding pipe to send the Atsushi Ko liquid carbon dioxide is warmed liquid carbon dioxide to a predetermined depth, the The nozzle surrounds the outer periphery of the lower end of the carbon dioxide slurry injection pipe, and has an outer pipe longer than the pipe, between the carbon dioxide slurry injection pipe and the outer pipe. , Or lower end of the hot liquid carbon dioxide feeding pipe is connected, or the inner tube the nozzle, constituting the lower end of the liquid carbon dioxide feeding pipe, and a two with an outer tube surrounding the inner tube outer periphery It is a heavy tube type nozzle, and the lower end of the high temperature liquid carbon dioxide input tube is connected between the inner tube and the outer tube .
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、二酸化炭素(スラリーを含む)投入管の先端付近に高温液体二酸化炭素が放出されているので、冷却された同投入管の先端付近が海水と接触し、海水が氷結して管を閉塞する事態を避けることができる。したがって、液体二酸化炭素を安定的に海中に放出できる。 As apparent from the above description, according to the present invention, since the high temperature liquid carbon dioxide is released near the tip of the carbon dioxide (including slurry) charging pipe, the vicinity of the cooled tip of the charging pipe is seawater. The situation where seawater freezes and the tube is blocked can be avoided. Therefore, liquid carbon dioxide can be stably released into the sea.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る二酸化炭素深海投入装置の構成を説明する配管図である。
図2は、図1の二酸化炭素深海投入装置の二酸化炭素スラリー投入管の先端付近の構造を示す側面断面図である。
二酸化炭素深海投入装置1は、図1に示すように、液体二酸化炭素受入れ貯蔵容器10と、液体二酸化炭素を0℃以上に加温する二酸化炭素加温装置(熱交換器)20と、加温された液体二酸化炭素(高温液体二酸化炭素)を所定の深さまで送る高温液体二酸化炭素投入管21と、貯蔵容器10内の液体二酸化炭素を用いてドライアイスを製造する装置40と、液体二酸化炭素とドライアイスとを混合して二酸化炭素スラリーとする装置50と、同装置から二酸化炭素スラリーを所定の深さまで送る二酸化炭素スラリー投入管51と、を主に備える。これらの装置は、海上に設置される海洋構造物又は船舶に搭載される。そして、この海洋構造物から、長さが500mの高温液体二酸化炭素投入管21と、二酸化炭素スラリー投入管51が水中に懸垂されている。二酸化炭素スラリー投入管51の先端には、ノズル60が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a piping diagram illustrating the configuration of a carbon dioxide deep-sea injection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side cross-sectional view showing the structure near the tip of the carbon dioxide slurry injection pipe of the carbon dioxide deep sea injection apparatus of FIG.
As shown in FIG. 1, the carbon dioxide deep-
貯蔵容器10には、火力発電所等の大規模な二酸化炭素発生源において排気ガスから分離・回収された二酸化炭素が、専用の輸送船2によって輸送され、−56℃、0.5MPaの温度・圧力条件下で貯蔵されている。
Carbon dioxide separated and recovered from the exhaust gas in a large-scale carbon dioxide generation source such as a thermal power plant is transported to the
貯蔵容器10から延びる配管11の途中には、液体二酸化炭素ポンプ12が設けられている。配管11は、同ポンプ12の先で、3方向に分岐しており、各々の分岐配管13、14、15は、各々熱交換器20、ドライアイス製造装置40、ドライアイス混合装置50に延びている。
A liquid
第1の分岐配管13は、途中にバルブ16を介して凝縮器30を経て熱交換器20に延びている。熱交換器20は冷媒循環配管26を有し、同配管26には、冷媒容器27、冷媒ポンプ28、蒸発器29が順に設けられている。この熱交換器20においては、冷媒ポンプ28を稼動させて冷媒容器27中の冷媒を蒸発器29に送り、海水を熱源として溶媒を蒸発させ、発生した溶媒ガスを熱交換器20に送って、同熱交換器20に送られた液体二酸化炭素を加温する。熱交換器20で冷却された溶媒は、冷媒ポンプ28により循環される。
The
熱交換器20には高温二酸化炭素投入管21が接続している。高温二酸化炭素投入管21は、長さが500m程度であり、海水中に垂下されている。同投入管21は、複数本(例えば4本)とすることができ、二酸化炭素スラリー投入管51の周囲に、同管51と平行に配設されている(図1には1本のみ図示)。なお、高温二酸化炭素投入管21と二酸化炭素スラリー投入管51とを二重管とすることもできる。各投入管21の途中にはバルブ22が設けられている。熱交換器20からは、さらに別の配管23がドライアイス混合装置50に延びている。同配管23の途中にはバルブ24が設けられている。
凝縮器30は、後述するドライアイス製造装置40と配管42で接続している。また、凝縮器30には、上流の分岐配管13に接続する循環配管31が設けられている。同配管31の途中にはバルブ32が設けられている。
A high temperature carbon
The
第2の分岐配管14は、途中にバルブ17を介してドライアイス製造装置40に延びている。同装置40で製造されたドライアイスは、スクリューコンベア等の搬送装置41でドライアイス混合装置50に送られる。また、同装置40で発生した二酸化炭素ガスは、配管42を通って圧縮器43に送られた後、前述の凝縮器30に送られる。
The
第3の分岐配管15は、途中に2個のバルブ18、19を介してドライアイス混合装置50に接続している。同装置50内でドライアイスと液体二酸化炭素が混合される。
The
ドライアイス混合装置50からは、スラリー投入管51が、前述の高温液体二酸化炭素投入管21と平行に海水中に延びている。スラリー投入管51は長さが500m程度であり、外面は断熱層51a(図2参照)で覆われている。図2に示すように、スラリー投入管51の先端は露出しており、同先端にはノズル60が取り付けられている。ノズル60は二重管型で、スラリー投入管51(内管ともいう)の先端を取り囲む大径の外管61を備える。この外管61は内管51よりも長く形成されている。内管51と外管61との間の環状空間Sは、高温液体二酸化炭素投入管21と連通している。
From the dry
この液体二酸化炭素深海投入装置1の運転方法を説明する。
運転開始前は、全てのバルブ16、17、18、19、22、24、32は閉鎖されている。まず、バルブ16を開放し、液体二酸化炭素ポンプ12を稼動させて、貯蔵容器10から液体二酸化炭素をくみ出す。続いて、冷媒循環配管26において、冷媒ポンプ28を稼動して冷媒容器27中の冷媒を蒸発器29に送り、海水を熱源として冷媒を蒸発させる。発生した溶媒ガスは熱交換器20に送られて、同熱交換器20に送られた液体二酸化炭素を加温する。熱交換器20で冷却された溶媒は冷媒ポンプ28により配管26内を循環し、再使用される。
An operation method of the liquid carbon dioxide deep
Prior to the start of operation, all
液体二酸化炭素の温度が0℃以上となると、まず、バルブ24を開放して、この高温液体二酸化炭素を配管23を通してドライアイス混合装置50を経て二酸化炭素スラリー投入管51に注入する。これにより、同投入管51内の海水が押出され、管内に高温液体二酸化炭素の液柱を形成する。これは、−56℃の液体二酸化炭素を直接管内に注入することによる管内の海水の凍結を防ぐためである。
When the temperature of the liquid carbon dioxide becomes 0 ° C. or higher, first, the
次に、バルブ24を閉鎖してバルブ22を開放し、高温液体二酸化炭素投入管21に高温液体二酸化炭素を注入し、同投入管21及びノズル60内部を高温液体二酸化炭素で充満させる。
Next, the
その後、バルブ17を開放して、一部の液体二酸化炭素を分岐配管14からドライアイス製造装置40に導入し、ドライアイスを製造する。製造されたドライアイスは、搬送手段41でドライアイス混合装置50に搬送され、同装置50から二酸化炭素スラリー投入管51に投入される。同投入管51には既に高温液体二酸化炭素が導入されており、ドライアイスと液体二酸化炭素が混合して二酸化炭素スラリーを生じる。また、これにより管51内の温度が低下し始める。
Thereafter, the
なお、ドライアイス製造装置40で生じた二酸化炭素ガスは、配管42を通って圧縮機43で昇圧された後、凝縮器30に投入されて液化される。液化後、バルブ32を開放して分岐配管13に合流させる。
Note that the carbon dioxide gas generated in the dry
ドライアイスの投入により二酸化炭素スラリー投入管51内の温度が−56℃まで低下したら、バルブ18及び19を開放し、貯蔵容器10内の液体二酸化炭素を、配管11、15を通してドライアイス混合装置50に送る。同時に、ドライアイス製造装置40からドライアイスをドライアイス混合装置50に送り、同装置50内で液体二酸化炭素と混合して二酸化炭素スラリーを形成させる。この二酸化炭素スラリーは、投入管51を通ってノズル60から海中に放出される。
When the temperature in the carbon dioxide
この際、図2に示すように、高温液体二酸化炭素投入管21から、ノズル60の外管61と二酸化炭素スラリー投入管51の先端との間の空間Sを通って0℃以上の液体二酸化炭素が放出されている。外管61は内管51よりも長く形成されているので、放出された液体二酸化炭素は、外管61の内側に沿って下降した後、外管61の外側に回りこんで上昇する。このような構成により、内部の二酸化炭素スラリーで冷却されている投入管51の先端は、周囲や下端付近に0℃以上の液体二酸化炭素が存在するため、ほとんど海水と触れない。したがって、低温のスラリーを放出しても投入管51の先端で氷結が発生せず、投入管51が閉塞することを防ぐことができる。
At this time, as shown in FIG. 2, the liquid carbon dioxide at 0 ° C. or higher passes through the space S between the
運転を停止する際は、まず、ドライアイス製造装置40の稼動を停止し、ドライアイス及び液体二酸化炭素の投入を停止する。そして、バルブ24を少しずつ開放して徐々に二酸化炭素スラリー投入管51に高温液体二酸化炭素を注入し、管内の温度を0℃以上とした後、全てのバルブを閉じて、その他の機器の運転を停止する。
When stopping the operation, first, the operation of the dry
図3は、本発明の第2実施の形態に係る二酸化炭素深海投入装置の構成を説明する配管図である。
図1の二酸化炭素深海投入装置1は、液体二酸化炭素とドライアイスとを混合して生成した二酸化炭素スラリーを深海に送り込むものであるが、この例では液体二酸化炭素をそのままで深海に送り込む装置1´について説明する。図3において、図1と同じ作用・構成を有する部品・部材は、図1と同じ符号を付し、説明を省略する。
FIG. 3 is a piping diagram illustrating the configuration of the carbon dioxide deep sea injection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
The carbon dioxide deep-
つまり、図1の装置における、二酸化炭素スラリーを生成するためのドライアイス製造装置40や同装置40に伴う配管など(配管14、バルブ17、配管42、圧縮機43、凝縮器30、配管31、バルブ32)が不要になる。また、ドライアイスと液体二酸化炭素とを混合するドライアイス混合装置50が不要となる。
That is, the dry
そして、貯蔵容器10から延びる配管11から分岐した配管の一つ15(第3の分岐配管)が、液体二酸化炭素投入管71に接続している。液体二酸化炭素投入管71は、海水中に延びて、ノズル60に接続している。また、この液体二酸化炭素投入管71には、熱交換器20から延びて分岐した配管23が接続している。
One of the pipes 15 (third branch pipe) branched from the
この液体二酸化炭素深海投入装置1´の運転方法を説明する。
運転開始前は、全てのバルブ16、18、19、22、24は閉鎖されている。まず、バルブ16を開放し、液体二酸化炭素ポンプ12を稼動させて、貯蔵容器10から液体二酸化炭素をくみ出す。続いて、冷媒循環配管26において、冷媒ポンプ28を稼動して冷媒容器27中の冷媒を蒸発器29に送り、海水を熱源として冷媒を蒸発させる。発生した溶媒ガスは熱交換器20に送られて、同熱交換器20に送られた液体二酸化炭素を加温する。熱交換器20で冷却された溶媒は冷媒ポンプ28により配管26内を循環し、再使用される。
The operation method of this liquid carbon dioxide deep sea injection device 1 'will be described.
Prior to the start of operation, all
液体二酸化炭素の温度が0℃以上となると、まず、バルブ24を開放して、この高温液体二酸化炭素を配管23を通して液体二酸化炭素投入管71に注入する。これにより、同投入管71内の海水が押出され、管内に高温液体二酸化炭素の液柱を形成する。これは、−56℃の液体二酸化炭素を直接管内に注入することによる管内の海水の凍結を防ぐためである。
When the temperature of the liquid carbon dioxide becomes 0 ° C. or higher, first, the
次に、バルブ24を閉鎖してバルブ22を開放し、高温液体二酸化炭素投入管21に高温液体二酸化炭素を注入し、同投入管21及びノズル60内部を高温液体二酸化炭素で充満させる。
Next, the
その後、バルブ18及び19を開放し、貯蔵容器10内の液体二酸化炭素を、配管11、15を通して液体二酸化炭素投入管71に送る。この液体二酸化炭素は同投入管71を通ってノズル60から海中に放出される。この際、前述の例と同様に、内部の液体二酸化炭素で冷却されている投入管71の先端は、周囲や下端付近に0℃以上の液体二酸化炭素が存在するため、ほとんど海水と触れない。したがって、低温の液体二酸化炭素を放出しても投入管71の先端で氷結が発生せず、投入管71が閉塞することを防ぐことができる。
Thereafter, the
1、1´ 二酸化炭素深海投入装置 2 輸送船
10 貯蔵容器
11、13、14、15、23、31、42 配管
16、17、18、19、22、24、32 バルブ
12 液体二酸化炭素ポンプ 21 高温液体二酸化炭素投入管
26 冷媒循環配管 27 冷媒容器
28 冷媒ポンプ 29 蒸発器
30 凝縮器 40 ドライアイス製造装置
43 圧縮器 50 ドライアイス混合装置
51 二酸化炭素スラリー投入管
60 ノズル 61 外管
71 液体二酸化炭素投入管
1, 1 'carbon dioxide deep
Claims (4)
該投入管の下端から前記液体二酸化炭素を海中に放出し、
放出した液体二酸化炭素を、液体二酸化炭素が熱的平衡状態で海水と等密度となる深さまで熱的非平衡状態を保持させつつ沈降させ、
その後、自然沈降させて海底に二酸化炭素を投入する方法であって、
前記液体二酸化炭素投入管の下端に、該管外周を囲む外管を有するノズルを設けるとともに、該ノズル外管部から0℃以上の高温液体二酸化炭素を放出することにより、前記液体二酸化炭素投入管先端の氷結を防止するか、又は、
前記液体二酸化炭素投入管の下端を構成する内管、及び、該内管外周を囲む外管を有する二重管型ノズルを設けるとともに、該ノズル外管部から0℃以上の高温液体二酸化炭素を放出することにより、前記内管先端の氷結を防止することを特徴とする二酸化炭素深海投入方法。 Liquid carbon dioxide in a low-temperature and high-density state is sent to a predetermined depth in the sea through the carbon dioxide input pipe,
The liquid carbon dioxide is released into the sea from the lower end of the input pipe,
The released liquid carbon dioxide is allowed to settle while maintaining a thermal non-equilibrium state to a depth at which the liquid carbon dioxide is in a thermal equilibrium state and equal in density to seawater,
After that, it is a method of letting the carbon sink into the seabed by natural sedimentation,
A nozzle having an outer tube surrounding the outer periphery of the tube is provided at the lower end of the liquid carbon dioxide inlet tube, and high temperature liquid carbon dioxide at 0 ° C. or higher is discharged from the nozzle outer tube portion, whereby the liquid carbon dioxide inlet tube or to prevent freezing of the previous end, or,
A double tube type nozzle having an inner tube constituting the lower end of the liquid carbon dioxide input tube and an outer tube surrounding the outer periphery of the inner tube is provided, and high temperature liquid carbon dioxide of 0 ° C. or more is supplied from the nozzle outer tube portion A carbon dioxide deep-sea injection method characterized by preventing freezing at the tip of the inner tube by discharging .
該投入管の下端から前記二酸化炭素スラリーを海中に放出し、
放出した二酸化炭素スラリーを、液体二酸化炭素が熱的平衡状態で海水と等密度となる深さまで熱的非平衡状態を保持させつつ沈降させ、
その後、自然沈降させて海底に二酸化炭素を投入する方法であって、
前記二酸化炭素スラリー投入管の下端に、該管外周を囲む外管を有するノズルを設けるとともに、該ノズル外管部から0℃以上の高温液体二酸化炭素を放出することにより、前記液体二酸化炭素投入管先端の氷結を防止するか、又は、
前記二酸化炭素スラリー投入管の下端を構成する内管、及び、該内管外周を囲む外管を有する二重管型ノズルを設けるとともに、該ノズル外管部から0℃以上の高温液体二酸化炭素を放出することにより、前記内管先端の氷結を防止することを特徴とする二酸化炭素深海投入方法 A carbon dioxide slurry mixed with liquid carbon dioxide and dry ice in a low temperature and high density state is sent to a predetermined depth in the sea through the carbon dioxide slurry injection pipe,
The carbon dioxide slurry is discharged into the sea from the lower end of the charging pipe,
The released carbon dioxide slurry is allowed to settle while maintaining a thermal non-equilibrium state to a depth where the liquid carbon dioxide is in a thermal equilibrium state and equal in density to seawater,
After that, it is a method of letting the carbon sink into the seabed by natural sedimentation,
A nozzle having an outer tube surrounding the outer periphery of the tube is provided at the lower end of the carbon dioxide slurry charging tube, and high temperature liquid carbon dioxide at 0 ° C. or higher is discharged from the nozzle outer tube portion, whereby the liquid carbon dioxide charging tube or to prevent freezing of the previous end, or,
A double pipe type nozzle having an inner pipe constituting the lower end of the carbon dioxide slurry charging pipe and an outer pipe surrounding the outer circumference of the inner pipe is provided, and high temperature liquid carbon dioxide of 0 ° C. or higher is supplied from the nozzle outer pipe portion Carbon dioxide deep-sea injection method characterized by preventing freezing at the tip of the inner tube by discharging
該貯蔵容器から液体二酸化炭素を所定の深さまで送る液体二酸化炭素投入管と、
該液体二酸化炭素投入管の下端に設けられたノズルと、
前記貯蔵容器内の液体二酸化炭素を0℃以上に加温する二酸化炭素加温装置と、
加温された液体二酸化炭素である高温液体二酸化炭素を所定の深さまで送る高温液体二酸化炭素投入管と、を備え、
前記ノズルが、前記液体二酸化炭素投入管の下端外周を囲むとともに、該管よりも長い外管を有し、前記液体二酸化炭素投入管と前記外管との間に、前記高温液体二酸化炭素投入管の下端が接続しているか、又は、
前記ノズルが、前記液体二酸化炭素投入管の下端を構成する内管、及び、該内管外周を囲む外管を有する二重管型ノズルであり、前記内管と外管との間に、前記高温液体二酸化炭素投入管の下端が接続していることを特徴とする二酸化炭素深海投入装置。 A liquid carbon dioxide storage container;
A liquid carbon dioxide input pipe for sending liquid carbon dioxide from the storage container to a predetermined depth;
A nozzle provided at the lower end of the liquid carbon dioxide input pipe;
A carbon dioxide heating device for heating liquid carbon dioxide in the storage container to 0 ° C. or higher;
And a high-temperature liquid carbon dioxide feeding pipe to send the Atsushi Ko liquid carbon dioxide is warmed liquid carbon dioxide to a predetermined depth,
The nozzle, surrounds the lower end outer periphery of the liquid carbon dioxide feeding pipe has a longer outer tube than the tube, between said outer tube and said liquid carbon dioxide feeding pipe the hot liquid carbon dioxide feeding pipe Is connected to the lower end of the
The nozzle is a double tube type nozzle having an inner tube constituting a lower end of the liquid carbon dioxide input tube, and an outer tube surrounding the outer periphery of the inner tube, and between the inner tube and the outer tube, A carbon dioxide deep-sea injection device characterized in that the lower end of a high-temperature liquid carbon dioxide injection pipe is connected .
該貯蔵容器内の液体二酸化炭素を用いてドライアイスを製造する装置と、
前記貯蔵容器内の液体二酸化炭素とドライアイスとを混合して二酸化炭素スラリーとする装置と、
該装置から二酸化炭素スラリーを所定の深さまで送る二酸化炭素スラリー投入管と、
前記二酸化炭素スラリー投入管の下端に設けられたノズルと、
前記貯蔵容器内の液体二酸化炭素を0℃以上に加温する二酸化炭素加温装置と、
加温された液体二酸化炭素である高温液体二酸化炭素を所定の深さまで送る高温液体二酸化炭素投入管と、を備え、
前記ノズルが、前記二酸化炭素スラリー投入管の下端外周を囲むとともに、該管よりも長い外管を有し、前記二酸化炭素スラリー投入管と前記外管との間に、前記高温液体二酸化炭素投入管の下端が接続しているか、又は、
前記ノズルが、前記二酸化炭素スラリー投入管の下端を構成する内管、及び、該内管外周を囲む外管を有する二重管型ノズルであり、前記内管と外管との間に、前記高温液体二酸化炭素投入管の下端が接続していることを特徴とする二酸化炭素深海投入装置。 A liquid carbon dioxide storage container;
An apparatus for producing dry ice using liquid carbon dioxide in the storage container;
An apparatus for mixing liquid carbon dioxide and dry ice in the storage container into a carbon dioxide slurry;
A carbon dioxide slurry feeding pipe for sending the carbon dioxide slurry from the apparatus to a predetermined depth;
A nozzle provided at a lower end of the carbon dioxide slurry charging pipe;
A carbon dioxide heating device for heating liquid carbon dioxide in the storage container to 0 ° C. or higher;
And a high-temperature liquid carbon dioxide feeding pipe to send the Atsushi Ko liquid carbon dioxide is warmed liquid carbon dioxide to a predetermined depth,
The nozzle, surrounds the lower end outer periphery of the carbon slurry feeding pipe has a longer outer tube than the tube, between the outer tube and the carbon dioxide slurry feeding pipe, the hot liquid carbon dioxide feeding pipe Is connected to the lower end of the
The nozzle is a double tube type nozzle having an inner tube constituting a lower end of the carbon dioxide slurry charging tube, and an outer tube surrounding the outer periphery of the inner tube, and between the inner tube and the outer tube, A carbon dioxide deep-sea injection device characterized in that the lower end of a high-temperature liquid carbon dioxide injection pipe is connected .
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