JP5243530B2 - 燃焼ガスから二酸化炭素を除去する装置 - Google Patents

Description

本発明は、炭酸塩の水溶液を用いて、化石燃料、例えば、天然ガス、木材、コークス、（木質）炭、木材チップ、木材ペレット及びその他材料の燃焼後の燃焼ガス（その排ガスが、粉塵、水、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、酸化窒素（ＮＯ_ｘ）及びその他の成分の混合物を含有している）から二酸化炭素（ＣＯ_２）を除去する改良された方法及び装置に関する。

本発明は、粉塵、煤、酸化炭素、二酸化硫黄及び酸化窒素を共に又は別個に含有する煙ガスを精製する方法及び装置に関し、該装置が、対象の煙ガス用の吸気口と、精製ガス用の排気口とを設けた円筒形態の容器を備えることを特徴とする。この容器は、洗浄液用の注入口と、使用済洗浄液用の排出口とをさらに備える。容器の内部には、気体及び液体が自由に循環し得るように液流バッフルが備えつけられておらず、センターホールを有する気体不透過性円板と、各円板ホール上に少なくとも１つの円板を備える攪拌機とが備えつけられている。この円板材料は、少なくとも１つの有孔材料、例えば、網材料を含み、且つ該円板（複数可）は、容器の内側で回転可能である。また、重炭酸ナトリウムの結晶化の改良のために、ＣＯ_２ガスを捕捉する反応物質が、塩化ナトリウム、例えば海水を任意に含む水溶液を含有する攪拌機槽に添加され、この混合物は、リアクタ内の回転円板上へとリアクタ内にポンプ輸送され、上記水溶液は、リアクタ内で費やされた一定の循環時間後に、固形分と水溶液との分離のために沈降槽に送られることにより、沈降槽からの溢流はポンプ槽に戻り、重炭酸ナトリウムの沈降物は固液分離機において除去される。また、この液体は沈降層又はポンプ槽のいずれかに戻される。

本発明はまた、上記の方法を実施する装置に関し、該装置は、如何なる流動バッフル（current baffles）も有さずに、網目材料の１つ又は複数の円板が据付けられる回転軸を内部に有する円筒を含むリアクタを備え、該円筒に、水及び気体を供給し、回転によって円板が水を循環させ、水相を分散させて、水のｐＨ値を制御することによって泡が作り出され、水相への気体の吸収が極めて迅速に起こる。水が回転円板と共に回転する場合には、これにより、吸収ユニットに供給される、気体１ｍ^３当たりの著しく低いエネルギー消費がもたらされる。

或る試験において、ＣＯ_２を捕捉するのに用いられた炭酸塩溶液は、１リットル当たり１００グラムのＮａ_２ＣＯ_３を含有していた。図３に示す実施の形態を使用する場合、実施例８に示すように、４つの円板が各円板の上の泡の微細層中でのみ回転するときには、効消費電力は、捕捉したＣＯ_２１トン当たりわずか３０キロワットであった。

リアクタを介してポンプ槽からポンプ輸送し且つポンプ槽へとポンプ輸送により戻した水溶液に、１リットル当たり５０グラムのＮａＣｌを添加し、水溶液中の重炭酸ナトリウムの溶解度を下げた。これは文献から知られている。さらに固体形態の粒状重炭酸ナトリウムをポンプ槽へ直接添加することを試み、その場合には、添加した炭酸ナトリウム粒子の良好な混合のための攪拌機をポンプ槽に据付けた（技法は単純化しているに過ぎない）。

このような実施の形態は、水溶液が、溶液（例えば海水）１リットル当たり少なくとも３０グラムの塩化ナトリウムを含有し、炭酸塩の良好な混和のための攪拌機を据付けたポンプ槽内のこの溶液に固体形態の炭酸ナトリウムを添加し、攪拌機で、この混合物を、リアクタ内部に泡を作り出す１つ又は複数の回転円板を有するリアクタ内へポンプ輸送し、リアクタにおいて、リアクタからの水溶液を沈降槽へ送り、沈降槽で、固体を底部に沈降させて、再利用のために水溶液をポンプ槽へ戻すという、本発明による方法の好ましい実施の形態を表す。

沈降槽内の底部に沈降している塩はこのため、フィルタープレスにおいて溶液から容易に濾過することができ、この濾液は沈降槽又はポンプ槽へと戻される。

沈降槽の底部からの乾燥塩１０グラムを１２０℃〜１４０℃に加熱し、純粋なＣＯ_２及び水蒸気（気体）の重量損失を測定することにより、この塩が９５％を超える純度のＮａＨＣＯ_３であったことを確認した。

本発明は当然ながら、炭酸ナトリウムだけでなく、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、及びＣＯ_２の添加により使用され得る重炭酸塩を生成する他の炭酸塩にも限定される。ＣＯ_２と結合する他の化学物質、例えば、そうした塩の１つとしてマグネシウム塩も当然ながら使用することができる。さらに、他の使用分野を示すような他の化学物質も当然ながらＣＯ_２及びＮＯ_ｘを除去するために使用することができる。

本発明の新たな態様の１つは、ＣＯ_２の水溶液中への移送を促すのに、さらにはＣＯ_２ガスを炭酸塩と反応させることを促し重炭酸塩を生成するのに用いられる技法である。これは、以下に開示するようなリアクタ装置内の強力に発泡する反応帯域においてわずか数秒後に起こった。ここで、リアクタの実施の形態を図２に示す一方で、好ましい実施の形態を図３に示す。

炭酸塩を含有する水溶液中にＣＯ_２を吸収させて重炭酸塩を生成する古い既知の反応を用いることによる排ガスからのＣＯ_２部分の除去は、従来の技法である。

吸収及び重炭酸塩の生成後に、ＣＯ_２ガスを再度どのように放出させるか、及びＣＯ_２ガスをどのように使用するかを確定することは選択の余地のある問題である。ガスは、例えば、放出されて、光合成の増大により成長を促進させる温室に使用される。このためには、温室の空気中に８００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍのＣＯ_２が必要とされる。

本発明による方法は、５℃〜８０℃、１０℃〜７０℃、１５℃〜６０℃、２０℃〜５０℃等の範囲又は他の範囲でも使用することができるが、対象の炭酸塩溶液の凝固点（低濃度で約０℃）から溶液の沸点（低濃度で約１００℃）までの温度範囲内で使用され得る。

パイプロッド（軸（axel））上により多くの円板を互いに据付けることも可能であり、このような円板積層体の直径は様々なものであってもよい。

当然ながら、混合物中に１つ又は複数の炭酸塩を含有する洗浄水をリアクタ管内の異なる位置に通して、精製の考え得る最良の効果を得ることは本発明の範囲内であるが（図２及び図３）、古典的な逆流原理では、円板の上面で洗浄水を入れ、円板の表面下に気体を入れることが好ましい。

幾つかの発明は、２つ以上の成分の混合を改良するための、回転軸上のネットメッシュについて記述している。

ここで、回転円筒を開示しているが円板を開示していない特許文献１について述べる。これは、流体中に完全に浸水して、第２の液体又は固体を混和するものである。回転円板（複数可）を設けた本発明は、上記発明から導き出され得るものではない。

特許文献２、特許文献３及び特許文献４は全て、異なる回転円筒を開示しており、本発明に開示されるような回転円板について述べていない。

特許文献５は、気体を流体中に混合させる装置を開示している。この装置は、吸収装置の底部の回転円板のために、流体の循環を妨げる流動バッフルを有する（請求項２）。さらに、特許文献５は、回転力が気体１ｍ^３当たり１キロワット〜２キロワットもあることを示している。本発明は、この１／１０００しか使用しておらず、特許文献５から、流動バッフルを取り除き網材料の円板を使用することによって、吸収塔内部で共に回転する液体及びローターにより気体１ｍ^３当たりその１／１０００の利用効果（気体１ｍ^３当たり１ワット〜２ワット）を達成し吸収効果を６０％まで改良する泡を形成することが可能であると推察することは不可能である。

特許文献６では、吸収を改良するためのアミン等の他の化学物質の添加、及び防食のための酸化化学物質の添加を介して酸気体及びＣＯ_２を捕捉する炭酸塩を使用することが言及されている。ここでは、過酸化水素について述べられている。特許文献６は、古典的な吸収塔を使用している。この技術は、特許文献６に述べられているような化学物質形態の如何なる添加も使用しない本技法に関連するものでない。

独国特許出願公開第１５４２４５０号明細書 欧州特許出願公開第１３６３９４号明細書 独国特許出願公開第１８０８５９３号明細書 国際公開第０１／４５８３０号パンフレット 英国特許出願公開第２１２１７０１号明細書 米国特許第３，８９６，２１２号明細書

１つ又は複数の回転円板（複数可）が上記のように設置される本発明は、攪拌にほとんどエネルギーを使用せず（供給される気体１ｍ^３当たりわずか１ワット〜２ワット）、これはおそらく、円板が細かい泡中で回転し、且つ吸収塔が、図３に示されるように、静的流体条件における最下位の円板よりも低い流体レベルを有していたため、円板（複数可）は水（流体）中で回転しなかったためである。

本発明の請求項１に係る装置は、粉塵、煤、酸化炭素及び酸化窒素を共に又は別個に含有する煙ガスを、液体及びアルカリ金属炭酸塩を用いて精製する装置であって、該煙ガス及び該液体を回転円板を用いて均質混合し、
該装置が、底部領域における対象の煙ガス（複数可）用の吸気口と、上部領域における精製ガス用の排気口とを設けた円筒形態の容器を備え、該容器が、洗浄液用の注入口と、使用済洗浄液用の排出口とをさらに備え、該容器の内部には、該煙ガス及び該液体が自由に循環し得るように該洗浄液用の液流バッフルが備えつけられておらず、該容器の内部には、ガス流路用のセンターホールを有する少なくとも１つの気体不透過性プレートのセットを備え、攪拌機が、該気体不透過性プレートのセンターホール上に据付けられた少なくとも１つの回転円板を有し、該回転円板が、作られた泡の気体と液体との混合を改良するように、前記パイプ内で前記洗浄液と共に該気体不透過性プレートのセンターホール上で回転可能であることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る装置は、前記少なくとも１つのプレートの１つが、網材料で覆われる多くの開口区域を含むことを特徴とする。

本発明の請求項３に係る装置は、前記プレートに１ｍｍ^２〜１０ｍｍ^２の透光開口部が開いていることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る装置は、前記プレートが平滑である（流動バッフルを含有しない）ことを特徴とする。

本発明の請求項５に係る装置は、前記洗浄液が、炭酸ナトリウム及び／又は炭酸カリウム及び／又は炭酸アンモニウムを含むことを特徴とする。

本発明の請求項６に係る装置は、前記攪拌機の前記円板が、前記容器の内径の１０％〜９９％の直径を有することを特徴とする。

本発明の請求項７に係る方法は、粉塵、煤、酸化炭素及び酸化窒素を共に又は別個に含有する煙ガスを精製する方法であって、該煙ガスを、アルカリ金属炭酸塩又はアルカリ土類金属炭酸塩を含む水溶液で洗浄することにより、アルカリ金属重炭酸塩又はアルカリ土類金属重炭酸塩を、前記水溶液中に、二酸化炭素の吸収を介して溶液として又は沈殿結晶の固体形態で生成し、
二酸化炭素を含む該煙ガスを、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置の底部セクションに送り、精製ガスを、該装置の上部セクションで排気し、該水溶液を、該装置内で攪拌し、気体と該水溶液とを均質混合し、任意で塩化ナトリウム及びアルカリ金属炭酸塩を添加した該水溶液を攪拌槽に送り、炭酸塩を攪拌した該溶液を、該攪拌槽からリアクタにポンプ輸送し、この時点で固体を含む該溶液を該リアクタから沈降装置に送り、流体及び固体を分離して濾液を再利用し、ＣＯ_２ガス及び再利用用のアルカリ金属炭酸塩の抽出のために該固体を送ることを特徴とする。

本発明の請求項８に係る方法は、精製すべき前記煙ガスを１０℃〜６０℃の温度に冷却することを特徴とする。

本発明の請求項９に係る方法は、前記アルカリ金属炭酸塩が好ましくは炭酸ナトリウムであることを特徴とする。

本発明の請求項１０に係る方法は、ＮＯ_ｘ、任意にＳＯ_２及びＨｇ除去のために、前記水溶液に亜塩素酸塩、好ましくは次亜塩素酸ナトリウムを添加することを特徴とする。

本発明の請求項１１に係る方法は、塩、好ましくは少なくとも１リットル当たり３０グラムのＮａＣｌ、又は海水を添加して、重炭酸ナトリウムの沈殿を改良することを特徴とする。

添付の図面を参照して本発明をさらに開示する。図１は、リアクタの実施形態を示す。ローターが、下方容器内の反応流体の流体レベル未満に設置される。

以下で、図１について言及する。図１中、（１）は精製すべき気体が円形容器／槽（３）内に送られることを表し、炭酸塩含有流体（２）は槽（３）内に送られ、（１）及び（２）の両方が、槽の静的流体レベル（７）以下に据付けた円板（６）で攪拌され（円板（６）はまたモータ（５）によって駆動される回転軸（４）上に据付けられる）、気体（１）はパイプ（８）を通じて槽（３）から放出し、この流体（水）（２）はパイプ（９）を通じて槽（３）から出る。

以下の図２によって本発明をさらに開示する。

以下で、図２について言及する。図２中、（１０）は精製すべき気体が槽／容器（１１）の上部に送られることを表し、炭酸塩含有流体（１９）は水平円板（１２）のセットの上面にポンプ（２０）によってポンプ輸送され、（１０）及び（１９）の両方は、シャフト（１４）によって回転する網円板（１３）のセットで混合され（シャフト（１４）はさらにモータ（１５）によって回転し、網円板（１３）は円板（１２）のホールに据付けられている）、気体（１０）及び洗浄水（１９）を、（１１）の下方へと、洗浄塔（１１）の底部にある出口（１６）を通じて下槽（１７）に送り、洗浄水（１９）及び気体（１０）は分離され、使用済洗浄水（１８）は槽（１７）の底部で回収されるのに対し、精製ガス（２１）はまずデミスタ（２２）を通じて（２３）にある出口へと通過し、新たな炭素含有水（２４）が槽（１１）の上部に供給され、使用済炭素含有水（１８）の一部が（２５）を介した再生に送られると共に、精製水はポンプ（２０）によって（１９）を通じて槽（１１）へとポンプ輸送により戻される。

以下の図３によって本発明をさらに開示する。

以下の開示では、図３について言及する。図３中、（２６）は、精製すべき気体が回転円板（２８）を備えるリアクタ（２７）に入ることを表し（回転円板（２８）はさらに槽（２７）内の円板（２９）上に、円板それぞれに対して直接設置され、円板（２８）は、モータ（３１）によって回転することが可能なシャフト（３０）上に据付けられている）、精製ガスは（３２）を通じて槽（２７）から放出し、槽（２７）は、ポンプ（３３）からの炭酸塩流体（３４）を受け取り（ポンプ（３３）はさらに、回転流体ミキサ（３６）を備える槽（３５）から流体（３４）を受け取る）、槽（３５）には、固体形態の炭酸塩（３７）、及び濾過ユニット（４３）からの濾液（３８）、並びに、沈降ユニット（４０）からのオーバーフロー（３９）が供給され（沈降ユニット（４０）にはさらに槽（２７）からの流体／固体粒子（４１）が供給される）、沈降槽（４０）内の沈殿物（４２）はポンプ（４４）によって濾過ユニット（４３）にポンプ輸送され、固体は濾過ユニット（４３）から取り出される（４５）。

本発明による装置（精製カラム及びローター）には、本発明の目的に悪い影響を及ぼさない限り多くの変更形態が与えられ得る。回転円板は、例えば、完全に網材料からなっていてもよいが、円板はまた、円板直径の４０％〜９５％の不透過性円板セクションを備えていてもよく、一方でこの外側に網部分が備えられるものであってもよい。これらの実施形態は、反応帯域が、網材料が存在する円板の周縁にあると考えられることから、代替的なものである。代替的に、気体不透過性のものは、円板内に網材料からなる小さいセクションを備え得る。

かかる装置は、透光開口部（light openings）が１ｍｍ^２〜１０ｍｍ^２である穿孔を有する回転円板を備え得る。

さらに、本発明によるかかる装置は、（流動バッフルを有しない）平滑な円板を備え得る。

かかる装置はまた、各プレートセパレータ上に１つの円板がある、幾つかの円板（図２及び図３）を備える攪拌機を備え得る。

かかる装置はまた、炭酸ナトリウム及び／又は炭酸カリウム又は炭酸アンモニウム、又は単独で若しくは混合物においてＣＯ_２を吸収する他の物質を含む洗浄流体を含み得る。

かかる装置はまた、直径が容器の内径の１０％〜９９％である攪拌機を備え得る。

本発明の好ましい実施形態において、円板（複数可）／網の材料は、例として述べると、不活性又は水溶液と少しも反応しない任意の金属材料、例えば、耐酸性スチール及び金属合金、又はプラスチック材料であり得る。

本方法は、精製すべき気体を１０℃〜６０℃の温度範囲にすることをさらに含み得る。

本方法は、気体を除去する水溶液が、必要であれば重炭酸ナトリウムの結晶化／沈殿をさらに促すために１０グラム／リットル〜３００グラム／リットルの塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を含有することをさらに含み得る。

本方法は、気体を除去する水溶液が、１グラム／リットル〜２００グラム／リットルの炭酸ナトリウム及び／又は１グラム／リットル〜１０００グラム／リットルの炭酸カリウムを含有することをさらに含み得る。

さらに、本発明は、気体及び流体を微細分散することができ、そのため泡形態における面積が大きくなり高速反応が行われることによって、流体中の気体の吸収及び任意に脱着を改良する装置に関する。これは、気体を流体中に吸収させる領域を、従来の充填体の代わりとして１つ又は複数の回転金網円板で置き換えることによって達成される。さらに、吸収流体は、９０℃〜１００℃における多段階脱着のために、任意に各回転円板上に連続してポンプ輸送されてもよい。

別の言い方をすれば、固体充填体で通常充填されるガス洗浄機内の範囲が、ガス洗浄機内部で洗浄流体と共に回転する多くの回転金網円板で置き換えられる。

回転円板はまた、気体は周縁でしか反応しないように気体不透過性の中心円板を有し得る。

このような回転円板の積層体によって、充填体の領域を置き換えてもよく、また試験した種々の吸収塔においてもこのような優れた効果を有し得ることは、出願人の知るところでは全くなかった。

気体不透過性中心を有するか又は有しない種々の形の円板を使用することは、当然本発明の範囲内である。

円板の周縁にのみ金網を有する円板を使用することが好ましい。これは円板を安定なものとする。

上記に開示されるかかる装置は、作業条件に応じて気体の吸収及び脱着の両方のために使用され得る。例えば、二酸化炭素に関して、３０℃〜５０℃の温度範囲内で吸収が行われ得る。この気体の脱着は、約９０℃〜１００℃に温度を上げれば同じ装置で行われ得るが、１００℃を超える温度で再生する場合には、圧力ボイラ、又は固体、例えば重炭酸ナトリウム用の焼結炉を使用する必要がある。

試験では、気体不透過性中心部を有し周縁にのみワイヤメッシュを有する円板が、単にワイヤメッシュから成る円板よりも良好であることが明確に観測される。この理由は、気体が精製されずに円板の中心を通過するのに対し、水が周縁に沿って通過することにあり得る。

また、円板の数が増える場合に吸収効果が改善されることも明らかであるが、これは用いられる攪拌効果を犠牲にする。

幾つかの網円板及び一つの円板／プレートセパレータを備えるリアクタを使用することが好ましい（図３）。ここで、静的配置条件で流体レベルが最下位の円板のレベルより下に存在するリアクタ内で、円板は気体不透過性中心部を有する。

以下の実施例によって本発明をさらに開示することができる。

実施例１
１０センチメートルの内径及び３０センチメートルの高さを有するＰＶＣのパイプは、攪拌機に有益な、溶接した防水性の底部と固定していない蓋体とを有するものとした。パイプは流動バッフルを有していないものとした。

気体は、溶接したパイプを通して底部に送られたのに対し、洗浄流体は、ポンプから蓋体を通じて内部に送られた。パイプは、底部から１０センチメートルの位置に使用済吸収水用の排出口を有し、蓋体は精製ガス用の出口を有するものとした。

ローターは、２×２ミリメートルの透光開口部を有する耐酸性網（篩布（sieving cloth））から成る、直径が９ｃｍの円板に据付けられる耐酸性ロッドとした。円板は、ローターが作動していないときに底部から１０ｃｍの使用済吸収水用の排出口と同じレベルにある静止流体表面の０．５ミリメートル〜１０ミリメートル下に設置した。

ポンプのポンプ輸送体積は、１０リットル／時間〜１００リットル／時間で調節することができた。

吸収水は、２０リットル容のポンプ輸送槽から吸収カラムにポンプ輸送し、そこから、水は自然に流出して槽に戻り再利用された。洗浄水の炭酸塩溶液の濃度は、Ｎａ_２ＣＯ_３に関して１ｇ／ｌ〜２００ｇ／ｌ、Ｋ_２ＣＯ_３に関して１ｇ／ｌ〜１０００ｇ／ｌ、両化合物に関してより好ましくは４ｇ／ｌ〜１００ｇ／ｌ、最も好ましくは１０ｇ／ｌ〜５０ｇ／ｌの範囲内であり得る。供給した煙ガスのＣＯ_２含量は様々であり得るが、通常、１体積％〜４０体積％、より好ましくは４体積％〜２０体積％、最も好ましくは４体積％〜１０体積％の範囲内である。

試験による結果を以下で表１に示す。

表１．結果
煙ガスはプロパンの燃焼により生じた。
（乾燥後に）吸収カラムに入った気体は以下のものを含有するものとした：
１０％のＣＯ_２、２０ｐｐｍ〜２１ｐｐｍのＮＯ_ｘ、様々な量のＣＯ（３０ｐｐｍ〜１２０ｐｐｍ）。
水の体積＝１５リットル／時間でカラムに連続的に供給される。
水中のＮａ_２ＣＯ_３の濃度＝９０グラム／リットル

見解
結果は、メッシュ攪拌機を有する装置が機能したことを示す。攪拌機の回転は、周波数変成器を用いて５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍに調節することができた。結果は、３０℃〜４０℃の温度が好ましいことを示す。ＮＯの吸収は極めて小さく、１０％未満であった。気体分析は、エイ・ジー・エイーノルガス（ＡＧＡ−Ｎｏｒｇａｓｓ）からの標準気体を用いた較正後にＣＯ_２、ＣＯ及びＮＯについてドレガー（Ｄｒａｇｅｒ）のオンライン装置を用いて連続的に実施した。また、装置が泡を作り出したことが観測された。

実施例２
本実施例の設計は実施例１と同様とした。本実施例では、洗浄水中のｐＨの変化を４時間にわたって測定した。ｐＨは、１１．１２の初期値から９．５８に変化し、重炭酸塩の生成により洗浄水が漸進的により酸性となることによって、ＣＯ_２が吸収されることを示す。

実施例１及び実施例２による結果は、回転メッシュ円板を有する本発明が機能することを示す。

洗浄水を戻して再利用し得るために、可能な場合には、濾過によって重炭酸塩（重炭酸ナトリウム等）を除去するか、又は、９０℃〜１００℃に加熱することにより且つ３０℃〜５０℃でＣＯ_２ガスを吸収する同様の装置を使用して重炭酸カリウム含有流体からＣＯ_２ガスを除去することが有益である。

実施例３
高さ３００ミリメートルを有する直径１００ミリメートルのＰＶＣパイプは、パイプの上にデミスタを据付けたものとした。パイプ内部のローターは、１０ｃｍの高さを有する、１２個の円板の積層体を有しており、積層体は底部から１０ｃｍ、今回は、円筒内部における流体レベルの１ｃｍ上に据付けられたものとした。

積層体は、底部に及び上部に軸受を有するものとし、周波数変成器を介した回転制御を伴い３相モータによって回転させた。

Ｋ_２ＣＯ_３及びＫＨＣＯ_３の混合物を含む洗浄水は、積層体の上部を介してポンプ輸送されるのに対し、気体は内側で古典的な逆流様式で積層体の下方へと送られた。気体は、装置を介し且つデミスタを介して上向きに送られ、ＣＯ_２分析機へと出るのに対し、水は、リアクタを介して下方へと連続して流れ、底部における流体ロックを介して流出した。気体はプロパンバーナーによって生成される。

結果

見解
試験から、円板のメッシュ＋気体不透過性中心が最良であること、及び円板の数が１つよりも複数である方が良好であることが証明される。また、泡は、吸収機の上部から流出するときに作り出された。

実施例４
実施例１〜実施例３と同様の機器をここでは使用した。

添加した炭酸塩＝Ｎａ_２ＣＯ_３（結晶ソーダ）、水１リットル当たり４．０グラム

見解
３つの連続工程の効力は、円板を部分的に覆う気密材料を用いなくとも明らかである。リアクタ内に流入する気体は毎回、空気で希釈されて、ＣＯ_２含量が減少する。

実施例５
実施例４で述べたものと同様の吸収ユニット及び作業条件をここでは使用した。２５リットルの純粋な水道水に１００ミリリットルの次亜塩素酸ナトリウム（Ｎａ−ＣｌＯ）を添加した。炭酸塩は添加しなかった。

結果

見解
ここで、ｐＨは、第１の試験中に９．３３から７．２９に下がった。これは、１５．９％〜１７％のＣＯ_２吸収をもたらす、系に残存する幾らかの炭酸塩によって起こり得る。

試験２では、ｐＨが、２５リットル容のポンプ槽に２００ｍｌのＮａＣｌＯを添加した後に７．６２に上がった。ＮａＣｌＯの添加により、炭酸塩が存在しない７．２〜７．７の洗浄溶液中のｐＨ値で、気体中のＮＯ_ｘが大幅に低減することは明らかである。その後、ＮＯ_ｘが除去されれば、これは気体の予洗に使用することができる。Ｈ_２Ｓ及びＳＯ_２も、ＮａＣｌＯを用いて除去されることは既知である。

ノルウェー特許第３０３，５６５号明細書は、ＳＯ_２及び水銀を除去するための次亜塩素酸ナトリウムの使用を開示している。

実施例６
内径３７ｃｍ及び高さ９０ｃｍの円形パイプは、直径２２ｃｍの網円板を備える回転シャフトを有するものとした。円板上には、直径１８ｃｍの気密ＰＶＣ円板が据付けられているものとした。円板を備えた軸は周波数制御したモータによって回転させた。パイプから出る水のｐＨ制御を用いて、１８０グラム／リットルの濃度で溶解させた炭酸ナトリウムの供給溶液をこの１つの円板の上部に連続的にポンプ輸送した。これにより、ｐＨが、洗浄水中でｐＨ＝１０．０の一定に維持した。この供給を止めると、重炭酸塩が生成して、ｐＨがｐＨ９．５へと極めて急速に落ちた。水は槽の底部から外部のポンプ槽へと出て、ここから、炭酸水を再度、吸収槽の上部にポンプ輸送した。気体は、最下位の円板の下に誘導されると共に、槽の上部から出る。

最下位の円板の下の気体を取り除くことによって、この円板により、水及び気体を種々の微細な気泡／液滴を含む泡に生成し、反応を促進させる。吸収効果は、吸収機内への気体の分析を介して分かる炭酸塩の減少から算出した。

さらに、利用効果は、泡で実施されたこの吸収法によって測定された。利用効果は極めて小さく、精製ガス１ｍ^３当たりわずか２ワット〜３ワットのようであった。

結果
吸収機に流入した気体の量 ＝３０Ｎｍ^３／時間
ＣＯ_２含量 ＝４．０５体積％
流入ガス中のＣＯ_２ ＝２．４３キロ／時間
円板の回転 ＝７００ｒｐｍ
円板の回転に関する利用効果 ＝８５ワット
使用したＮａ_２ＣＯ_３ ＝３．８３キロ／時間
使用したＮａ_２ＣＯ_３に応じる吸収ＣＯ_２＝１．６０キロ

捕捉したＣＯ_２の精製率＝６５．８％
利用効果＝２．８３ワット／Ｎｍ^３

見解
この系が著しく機能することは明らかである。本実施例は、多くのうちの１つに過ぎないが、試験の全てを特徴付ける。本実施例は、Ｋ_２ＣＯ_３の供給溶液をポンプ槽又は直接吸収槽内に添加した場合に、同様の吸収結果をもたらした。

実施例７
実施例６で使用したものと同様の機器をここでは使用したが、ここでは２つの特別な機器ユニットを追加した。

実施例６からの水に塩化ナトリウムを添加して、２００グラム／リットルの濃度を得た。また、リアクタからの水を受容する沈降槽を据付けている。リアクタから出る水によってｐＨを調節した、スクリューフィーダから固体形態で添加される重炭酸ナトリウムの良好な混合のために、攪拌機はポンプ槽上に据付けられている。沈降槽からの底部沈降物（ＮａＨＣＯ_３）を、フィルタープレスにより連続的にポンプ輸送した。プレスからの濾液は沈降槽に戻した。沈降槽からのオーバーフローはポンプ槽に戻った（図３）。

重炭酸塩が、沈降槽の底部に容易に濾過可能な固体として晶出したことが観測された。

また、このポンプ槽からの水溶液の温度が、このポンプ槽へ戻る水よりも高いことも観測された。

また、リアクタから出る水のｐＨは、ｐＨ投与に関する制御点が９．８で確定されるポンプ槽へ３．８キロ／時間の炭酸ナトリウムを連続投与しても、９．２〜９．３より高くならなかったことが観測された。これは、高速且つ有効な反応を示す。投与を停止すると、ｐＨは９．０未満に落ちた。

１．２キロ／時間の炭酸ナトリウムの用量で、リアクタからの水のｐＨは、同様のｐＨ制御点＝９．８ｐＨ単位でも、８．８ｐＨ単位超に達しなかった。

重炭酸ナトリウム、水及びＣＯ_２ガスを消費して重炭酸塩を生成する反応は、熱の放出を意味する発熱反応であることが当業者に既知である。

実施例８
実施例７で使用したものと同様の機器をここでは使用するが、１つの回転円板は、図３に示すように、４つのプレートの上部に据付けられる４つの円板の積層体と交換した。

洗浄水は、プレートの上部に送られ、パイプの底部で出る。気体は、パイプの底部に送られ上部で出る（気体の除去のための古典的な逆流構成）。

洗浄水は、１リットル当たり１００グラムのＮａ_２ＣＯ_３及び１リットル当たり５０グラムのＮａＣｌを含有するものとし、ＮａＨＣＯ_３結晶の沈殿を改良した。温度は洗浄水中で３０℃とした。

結果
吸収機中の気体の量 ＝３０Ｎｍ^３／時間
水の量 ＝５リットル／分
パイプに供給される気体のＣＯ_２含量＝４．８５体積％
パイプから出る気体のＣＯ_２含量 ＝１．７０体積％
吸収されるＣＯ_２ ＝１．８９キロ／時間
円板の回転数 ＝７００ｒｐｍ
円板の回転のための供給効果 ＝３６ワット
水ポンプの効果 ＝２１ワット
精製率 ＝６５％

総利用効果＝捕捉したＣＯ_２１トン当たり３０キロワット

これは、実施例８に開示される本発明が、方法を実施するのに好ましい装置であることを示す。

Claims (5)

1. アルカリ金属炭酸塩を含む洗浄液と、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物、二酸化硫黄、を含む燃焼後の燃焼ガスとを回転円板を用いて均質に混合し、二酸化炭素を捕捉することにより、二酸化炭素を取り除くための装置であり、
   該装置が、円形容器（３）を含み、該円形容器（３）が、下部に気体（１）の吸気口、上部に精製された気体のための排気口（８）を備え、前記二酸化炭素を捕捉するための洗浄液をその内部に含み、
   円形容器（３）は、その上部に該洗浄液（２）のための注入口と、該洗浄液が円形容器（３）の下部から流れ出るために円形容器（３）の下部に排出口（９）と、を有し、
   円形容器は、円形容器（３）の静的流体レベル（７）以下に据付け、回転軸（４）上に設けられた一つ以上の回転円板（６）を有し、気体及び洗浄液は前記回転円板（６）で攪拌され、該回転円板（６）は、気体不透過性中心部を有し、該気体及び該洗浄液が均質に混合されて泡を形成するように周縁にワイヤメッシュを有することを特徴とする装置。
2. 前記回転円板（６）が、前記円形容器（３）の内径の１０％〜９９％の直径を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記回転円板（６）の周縁部にある該ワイヤメッシュが、１ｍｍ^２〜１０ｍｍ^２の透光開口部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記回転円板（６）の気体不透過性中心部が気体不透過性プレートであり、該気体不透過性プレートが、平滑であり、該気体及び洗浄液の流れを妨げるような流動バッフルを有さないことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の装置。
5. 前記洗浄液が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウムの一つ又は混合を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。

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