JP7227426B1 - moving body - Google Patents

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【課題】熱機関を動力とする移動体の排気に含まれる二酸化炭素を簡素な構成で固定化できる二酸化炭素固定化装置及びこれを備えた移動体を提供する。【解決手段】二酸化炭素固定化装置１０は、熱機関を動力とする移動体に用いられる二酸化炭素固定化装置である。二酸化炭素固定化装置１０は、移動体１の本体３に配置され、セメントスラッジ水を貯留するタンク１２と、熱機関の排気の少なくとも一部をタンク１２に導く配管１４と、配管１４により導いた排気をタンク１２内のセメントスラッジ水のカルシウム分と反応させることで炭酸カルシウムを生じさせるための反応手段１６と、を備える。【選択図】図１The present invention provides a carbon dioxide fixing device capable of fixing carbon dioxide contained in the exhaust gas of a moving body powered by a heat engine with a simple configuration, and a moving body equipped with the same. A carbon dioxide fixation device 10 is a carbon dioxide fixation device used in a moving body powered by a heat engine. The carbon dioxide fixation device 10 is disposed in the main body 3 of the moving body 1, and includes a tank 12 for storing cement sludge water, a pipe 14 that guides at least a part of the exhaust gas of the heat engine to the tank 12, and a pipe 14 that guides at least a part of the exhaust gas of the heat engine to the tank 12. A reaction means 16 is provided for producing calcium carbonate by reacting the exhaust gas with the calcium content of cement sludge water in the tank 12. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、炭酸カルシウムを生じさせることで二酸化炭素を固定化する二酸化炭素固定化装置を備えた移動体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a moving body equipped with a carbon dioxide fixation device that fixes carbon dioxide by generating calcium carbonate.

従来、コンクリート製造工程で発生するコンクリートスラッジ（セメントスラリー）のカルシウム分に二酸化炭素を反応させて、炭酸カルシウムを得る二酸化炭素固定化装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, there is known a carbon dioxide fixation device for obtaining calcium carbonate by reacting carbon dioxide with calcium in concrete sludge (cement slurry) generated in a concrete manufacturing process (see, for example, Patent Document 1).

特許第５０７２０９０号公報Japanese Patent No. 5072090

上述の二酸化炭素固定化装置の場合、装置規模が大きく、カルシウム分に反応させる二酸化炭素は、主としてボイラや発電所などから供給される排ガスに含まれるものである。 In the case of the carbon dioxide fixing apparatus described above, the scale of the apparatus is large, and the carbon dioxide reacted with the calcium content is mainly contained in the flue gas supplied from boilers, power plants, and the like.

他方、内燃機関などの熱機関を動力とする車両などの移動体の排気に含まれる二酸化炭素を固定化したいというニーズがある。 On the other hand, there is a need to immobilize carbon dioxide contained in the exhaust gas of moving bodies such as vehicles powered by heat engines such as internal combustion engines.

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、熱機関を動力とする移動体の排気に含まれる二酸化炭素を簡素な構成で固定化できる移動体を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a mobile body powered by a heat engine that can immobilize carbon dioxide contained in exhaust gas with a simple structure.

請求項１記載の移動体は、熱機関を動力とするトラックミキサである移動体であって、移動可能な本体と、この本体に設けられ、生コンクリートを収容するためのドラムと、二酸化炭素固定化装置と、を備え、前記二酸化炭素固定化装置は、前記本体にて前記ドラムの前方に配置され、セメントスラッジ水を貯留するタンクと、前記熱機関の排気の少なくとも一部を前記タンクに導く配管と、前記配管により導いた排気を前記タンク内のセメントスラッジ水のカルシウム分と反応させることで炭酸カルシウムを生じさせるための反応手段と、を備えたものである。 The moving body according to claim 1 is a truck mixer powered by a heat engine, comprising a movable main body, a drum provided on the main body for containing ready-mixed concrete, and carbon dioxide fixation. a carbon dioxide fixation device, wherein the carbon dioxide fixation device is disposed in front of the drum in the main body , a tank for storing cement sludge water, and at least part of the exhaust gas of the heat engine in the tank. and a reaction means for producing calcium carbonate by reacting the exhaust gas led through the pipe with the calcium content of the cement sludge water in the tank.

請求項２記載の移動体は、請求項１記載の移動体において、配管は、タンクの下部に排気を導くように構成されているものである。 According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the mobile object , the piping is configured to guide the exhaust gas to the lower part of the tank.

請求項３記載の移動体は、請求項１または２記載の移動体において、タンクに貯留されるセメントスラッジ水が、生コンプラントの残コンまたは戻りコンの処理時に発生するものである。 According to a third aspect of the invention, in the first or second aspect of the mobile object, the cement sludge water stored in the tank is generated during treatment of residual concrete or returned concrete from a ready-mixed concrete plant .

本発明によれば、熱機関を動力とする移動体の排気に含まれる二酸化炭素を簡素な構成で固定化できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the carbon dioxide contained in the exhaust gas of a mobile body powered by a heat engine can be immobilized with a simple configuration.

本発明の一実施の形態の二酸化炭素固定化装置及びこれを備えた移動体を示す説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing which shows the carbon dioxide fixation apparatus of one embodiment of this invention, and a mobile body provided with the same.

以下、本発明の一実施の形態について、図１を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

図１において、１は移動体を示す。移動体１は、熱機関を動力とするもので、本実施の形態では、特にガソリンや軽油などの燃料を燃焼させる内燃機関（エンジン）を動力とするものを例に挙げて示す。 In FIG. 1, 1 indicates a moving object. The mobile object 1 is powered by a heat engine, and in the present embodiment, an internal combustion engine that burns fuel such as gasoline or light oil is used as an example.

図示される例では、移動体１は、走行体としての車両である。例えば、移動体１としては、トラックミキサ（アジテータ車またはミキサー車）が好適に用いられる。すなわち、本実施の形態の移動体１は、複数の車輪２を下部に備えて移動可能または走行可能な本体３に、生コンクリートを収容するためのドラム４を回転可能に備える。 In the illustrated example, the mobile object 1 is a vehicle as a traveling object. For example, as the moving body 1, a truck mixer (agitator truck or mixer truck) is preferably used. That is, the mobile body 1 of this embodiment includes a plurality of wheels 2 at the bottom and a movable or travelable main body 3 and a rotatable drum 4 for containing ready-mixed concrete.

本体３は、乗員が搭乗する運転室およびエンジン（例えばディーゼルエンジン）などを有して自走する。本体３の後部の荷台５にドラム４が架装されている。荷台５は、本体３と一体のシャシーにより構成されていてもよいし、本体３に連結されて牽引されるものでもよい。 The main body 3 has a driver's cab in which an occupant rides, an engine (for example, a diesel engine), etc., and is self-propelled. A drum 4 is mounted on a loading platform 5 at the rear of the main body 3 . The loading platform 5 may be composed of a chassis integral with the main body 3, or may be connected to the main body 3 and towed.

ドラム４は、例えば太鼓型に形成された中空体である。ドラム４は、その回転軸（中心軸）が後方に向かって上方に傾斜した状態で本体３に配置されている。ドラム４は、エンジンから動力を得る油圧装置などにより回転され、レバーやリモコンなどの操作手段の操作に応じて回転方向及び回転速度などが制御される。ドラム４の内部には、ドラム４の回転に伴い生コンクリートを撹拌する撹拌翼、及び、撹拌された生コンクリートをドラム４の逆回転に伴いドラム４から排出する排出翼が設けられている。 The drum 4 is, for example, a drum-shaped hollow body. The drum 4 is arranged in the main body 3 with its rotational axis (central axis) tilted upward toward the rear. The drum 4 is rotated by a hydraulic device or the like that obtains power from an engine, and its rotation direction and rotation speed are controlled according to the operation of operation means such as a lever or a remote controller. Inside the drum 4, agitating blades for agitating the ready-mixed concrete as the drum 4 rotates, and discharge blades for discharging the agitated ready-mixed concrete from the drum 4 as the drum 4 rotates in the reverse direction are provided.

ドラム４の後部の上部には、生コンクリートあるいはその原材料などをドラム４内に投入するホッパ７が設けられている。また、ホッパ７の下方には、ドラム４から排出された生コンクリートを目的位置へと導くシュート８が可動的に設けられている。 A hopper 7 is provided at the upper portion of the rear portion of the drum 4 for charging ready-mixed concrete or its raw material into the drum 4 . A chute 8 is movably provided below the hopper 7 to guide the ready-mixed concrete discharged from the drum 4 to a target position.

そして、移動体１には、熱機関からの排気に含まれる二酸化炭素を固定化する二酸化炭素固定化装置１０が搭載されている。 The moving body 1 is equipped with a carbon dioxide fixing device 10 for fixing carbon dioxide contained in the exhaust gas from the heat engine.

二酸化炭素固定化装置１０は、タンク１２を備える。タンク１２には、セメントスラッジ水が貯留される。ここで、本実施の形態のセメントスラッジ水は、生コンプラントにおける残コンクリート（残コン）、あるいは戻りコンクリート（戻りコン）処理時に発生するもの、あるいは、ドラム４などの洗浄により発生するものである。このセメントスラッジ水は、セメントスラッジに含まれるカルシウム分が飽和濃度となるまで溶出した、カルシウム飽和な水酸化カルシウム水溶液、つまりカルシウム飽和水である。セメントスラッジは、セメント由来のカルシウム（Ｃａ）分を豊富に含む、高アルカリ性の材料であり、当該カルシウム分が二酸化炭素の吸着に有効な成分である。 The carbon dioxide fixation device 10 has a tank 12 . Cement sludge water is stored in the tank 12 . Here, the cement sludge water of the present embodiment is generated during processing of residual concrete (residual concrete) or returned concrete (returned concrete) in a ready-mixed concrete plant, or generated by washing the drum 4 or the like. This cement sludge water is a calcium-saturated aqueous solution of calcium hydroxide, ie, calcium-saturated water, in which the calcium content contained in the cement sludge is eluted to a saturated concentration. Cement sludge is a highly alkaline material rich in cement-derived calcium (Ca), and the calcium is an effective component for carbon dioxide adsorption.

タンク１２は、本体３に設けられている。図示される例では、タンク１２は、荷台５上においてドラム４の前方、かつ、運転室またはエンジンの後方に配置されている。本実施の形態のように、移動体１がトラックミキサである場合、タンク１２としては、荷下ろし後にドラム４、ホッパ７、及び、シュート８などを洗浄するための洗浄水の貯留用として予め備えられている水タンクを利用することが好ましい。例えば、タンク１２は、１００Ｌ～２００Ｌ程度の容量を有する。 A tank 12 is provided in the main body 3 . In the illustrated example, the tank 12 is positioned on the bed 5 in front of the drum 4 and behind the cab or engine. As in this embodiment, when the moving body 1 is a truck mixer, the tank 12 is provided in advance for storing washing water for washing the drum 4, the hopper 7, the chute 8, etc. after unloading. It is preferable to use the water tank provided. For example, the tank 12 has a capacity of approximately 100L to 200L.

また、二酸化炭素固定化装置１０は、熱機関の排気をタンク１２に導く配管１４を備える。配管１４は、例えば熱機関からの排気を排出する排気システムから分岐されている。例えば、排気システムは、エンジンから出た排気を浄化及び静音化するとともに、排気温度を低下させるものである。本実施の形態では、配管１４は、排気に抵抗を与えて静音化するためのマフラから分岐されている。配管１４は、タンク１２に対して下部から接続されている。すなわち、タンク１２の内部のセメントスラッジ水に対して、排気が下部から供給される。 The carbon dioxide fixation device 10 also includes a pipe 14 that guides exhaust gas from the heat engine to the tank 12 . The pipe 14 branches off from an exhaust system, for example exhaust from a heat engine. For example, an exhaust system purifies and quietens exhaust gas exiting an engine and reduces exhaust temperature. In this embodiment, the pipe 14 is branched from a muffler for reducing noise by giving resistance to exhaust gas. The pipe 14 is connected to the tank 12 from below. That is, exhaust gas is supplied from the bottom to the cement sludge water inside the tank 12 .

さらに、二酸化炭素固定化装置１０は、反応手段１６を備える。反応手段１６は、配管１４により導いた排気をタンク１２内のセメントスラッジ水のカルシウム分と反応させるためのものである。反応手段１６は、配管１４からタンク１２に吹き込まれるに排ガスをタンク１２内でバブリングさせる、エアレータ機能を有するものである。例えば、反応手段１６は、配管１４に接続されてタンク１２内に配置される散気管などが好適に用いられる。 Furthermore, the carbon dioxide fixation device 10 comprises reaction means 16 . The reaction means 16 is for reacting the exhaust gas led through the pipe 14 with the calcium content of the cement sludge water in the tank 12 . The reaction means 16 has an aerator function for bubbling the exhaust gas in the tank 12 when it is blown into the tank 12 from the pipe 14 . For example, as the reaction means 16, an air diffuser or the like connected to the pipe 14 and arranged inside the tank 12 is preferably used.

次に、本実施の形態の二酸化炭素固定化装置１０による二酸化炭素の固定化方法（炭酸カルシウムの製造方法）について説明する。 Next, a carbon dioxide fixation method (calcium carbonate production method) by the carbon dioxide fixation apparatus 10 of the present embodiment will be described.

移動体１は、タンク１２内に、セメントスラッジ水を貯留する。 The moving body 1 stores cement sludge water in the tank 12 .

移動体１を移動（走行）させたり、生コンクリートを撹拌したり、生コンクリートを荷下ろししたりしている間、つまり移動体１を運転している間（移動体１を稼働させている間）、熱機関、例えばエンジンから燃料の燃焼により二酸化炭素を含む排気が生じる。その排気が、エンジンから排気システムを介して排出されるとき、その排気の少なくとも一部が、配管１４を介してタンク１２に分岐される。 While moving (running) the moving body 1, stirring the ready-mixed concrete, and unloading the ready-mixed concrete, that is, while the moving body 1 is being operated (while the moving body 1 is being operated) ), the combustion of fuel from a heat engine, such as an engine, produces emissions containing carbon dioxide. As the exhaust exits the engine through the exhaust system, at least a portion of the exhaust is diverted to tank 12 via line 14 .

そして、二酸化炭素固定化装置１０では、配管１４によってタンク１２に導かれた排気を、反応手段１６によって、タンク１２内のセメントスラッジ水に対し下部から所定時間バブリングして以下の化学反応を生じさせる。反応手段１６は、配管１４によって導かれた排気とタンク１２内のセメントスラッジ水とをミキシングしてタンク１２内に送り込む。例えば、バブリングの時間は６０分程度とする。
Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
この反応過程で、炭酸カルシウムが形成され、タンク１２内に沈澱する。つまり、タンク１２は、反応槽及び沈殿槽の機能を兼ねる。この炭酸カルシウムには、重量当たり４４％の二酸化炭素が固定可能である。このときの炭酸カルシウムの粒度分布は、７μｍ～３０μｍであり、その純度は８５％である。 In the carbon dioxide fixation device 10, the exhaust gas led to the tank 12 through the pipe 14 is bubbled through the cement sludge water in the tank 12 from below for a predetermined period of time by the reaction means 16 to cause the following chemical reaction. . The reaction means 16 mixes the exhaust gas guided through the pipe 14 with the cement sludge water in the tank 12 and feeds it into the tank 12 . For example, bubbling time is about 60 minutes.
Ca(OH) 2 + CO2 → CaCO3 + H2O
During the course of this reaction, calcium carbonate is formed and precipitates in tank 12 . In other words, the tank 12 functions as both a reaction tank and a sedimentation tank. 44% carbon dioxide per weight can be fixed in this calcium carbonate. The particle size distribution of calcium carbonate at this time was 7 μm to 30 μm, and its purity was 85%.

形成された炭酸カルシウムは、タンク１２から排出し、適宜乾燥させることにより、粉体として取り出される。 The formed calcium carbonate is discharged from the tank 12, dried as appropriate, and taken out as a powder.

このように、本実施の形態によれば、セメントスラッジ水を移動体１の本体３に設けられたタンク１２に貯留し、そのタンク１２中のセメントスラッジ水に対して移動体１の排気を配管１４によって導入し、反応手段１６によって排気中の二酸化炭素をセメントスラッジ水のカルシウム成分に反応させることで炭酸カルシウムを製造することにより、熱機関を動力とする移動体１の排気に含まれる二酸化炭素を簡素な構成で容易に固定化できる。 Thus, according to this embodiment, the cement sludge water is stored in the tank 12 provided in the main body 3 of the moving body 1, and the cement sludge water in the tank 12 is connected to the exhaust of the moving body 1 by piping. 14 and the carbon dioxide contained in the exhaust of the moving body 1 powered by the heat engine by reacting the carbon dioxide in the exhaust with the calcium component of the cement sludge water by the reaction means 16 to produce calcium carbonate. can be easily immobilized with a simple configuration.

また、配管１４をタンク１２に対して下部から接続することにより、タンク１２内に導入された排気によりタンク１２内のセメントスラッジ水を下方から上方へと持ち上げて対流を生じさせることができるので、そのカルシウム分に対して二酸化炭素を効率よく反応させることができる。 In addition, by connecting the pipe 14 to the tank 12 from the bottom, the cement sludge water in the tank 12 can be lifted upward by the exhaust introduced into the tank 12 to generate convection. Carbon dioxide can be efficiently reacted with the calcium content.

この二酸化炭素固定化装置１０により、熱機関からの排気に含まれる二酸化炭素を削減した移動体１を実現できる。 With this carbon dioxide fixing device 10, it is possible to realize the moving body 1 in which the amount of carbon dioxide contained in the exhaust gas from the heat engine is reduced.

しかも、移動体１が、ドラム４を備えるトラックミキサの場合、ドラム４などの洗浄用の洗浄水を貯留するために予め備えられている水タンクを、二酸化炭素固定化装置１０のタンク１２として有効利用できるので、一般的なトラックミキサに対して基本的に配管１４及び反応手段１６を付加するだけで、二酸化炭素固定化装置１０を容易に構成できる。 Moreover, when the moving body 1 is a truck mixer equipped with the drum 4, a water tank provided in advance for storing cleaning water for cleaning the drum 4, etc. is effective as the tank 12 of the carbon dioxide fixation device 10. Since it can be used, the carbon dioxide fixation device 10 can be easily configured by basically adding the pipe 14 and the reaction means 16 to a general concrete mixer.

また、移動体１の排気に黒煙等の未燃カーボンが含まれている場合であっても、排気の一部をタンク１２に導くことで、その未燃カーボンをセメントスラッジ水中に取り込むことができ、未燃カーボンが大気中に放出されることを抑制できる。 Further, even if the exhaust gas of the moving body 1 contains unburned carbon such as black smoke, by guiding part of the exhaust gas to the tank 12, the unburned carbon can be taken into the cement sludge water. It is possible to suppress the release of unburned carbon into the atmosphere.

さらに、移動体１の排気に仮に硫黄酸化物（ＳＯｘ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれる場合であっても、排気の一部をタンク１２に導いて反応手段１６によってバブリングすることにより、これら硫黄酸化物や窒素酸化物がセメントスラッジ水に溶け込むことで除去されるため、これら酸化物を除去するための大掛かりな装置を別途用いることなく、移動体１から大気中に排出される排気に含まれる硫黄酸化物や窒素酸化物の総量を低減できる。 Furthermore, even if the exhaust gas from the moving body 1 contains sulfur oxides (SOx) or nitrogen oxides (NOx), a part of the exhaust gas is led to the tank 12 and bubbled by the reaction means 16, Since these sulfur oxides and nitrogen oxides are removed by dissolving in the cement sludge water, there is no need to use a separate large-scale device for removing these oxides, and the exhaust discharged from the moving body 1 into the atmosphere can be eliminated. The total amount of contained sulfur oxides and nitrogen oxides can be reduced.

また、例えば生コンクリートの荷下ろし後、洗浄水によってドラム４などを洗浄したときに生じるセメントスラッジ水の少なくとも一部をタンク１２に溜めることにより、このセメントスラッジ水を二酸化炭素固定化装置１０による二酸化炭素の固定化に利用可能となるとともに、生コンクリートの荷下ろし後に工場などに帰還する時間、つまりドラム４を使用しない時間を有効利用して、二酸化炭素を固定化でき、高純度の炭酸カルシウムを製造できる。 Further, for example, after unloading ready-mixed concrete, at least part of the cement sludge water generated when the drum 4 or the like is washed with washing water is stored in the tank 12, so that the cement sludge water is carbonized by the carbon dioxide fixation device 10. In addition to being able to be used for carbon fixation, the time for returning ready-mixed concrete to a factory or the like after unloading, that is, the time when the drum 4 is not used can be effectively used to fix carbon dioxide and produce high-purity calcium carbonate. can be manufactured.

そして、本実施の形態により得られた炭酸カルシウムは、軽質炭酸カルシウムであって、二酸化炭素を重量当たり４４％以上固定した微粉体であり、コンクリートの混和材、清掃工場などの排煙脱硫剤、アスファルト舗装材のフィラー、トンネルなどの裏込注入材の副剤などとして好適に利用可能である。また、二酸化炭素を固定した固体である炭酸カルシウムによって、二酸化炭素を安定的に取り扱うことができる。 The calcium carbonate obtained according to the present embodiment is light calcium carbonate and is a fine powder in which carbon dioxide is fixed at 44% or more per weight, and is an admixture for concrete, a flue gas desulfurization agent for cleaning plants, etc. It can be suitably used as a filler for asphalt pavement materials, a secondary agent for backfilling materials such as tunnels, and the like. In addition, carbon dioxide can be stably handled by calcium carbonate, which is a solid in which carbon dioxide is fixed.

なお、一実施の形態において、移動体１は、トラックミキサに限らず、その他の任意の車両などとしてよい。 In addition, in one embodiment, the moving body 1 is not limited to a truck mixer, and may be any other vehicle or the like.

１ 移動体
３ 本体
４ ドラム
１０ 二酸化炭素固定化装置
１２ タンク
１４ 配管
１６ 反応手段 REFERENCE SIGNS LIST 1 moving body 3 main body 4 drum 10 carbon dioxide fixation device 12 tank 14 pipe 16 reaction means

Claims (3)

熱機関を動力とするトラックミキサである移動体であって、
移動可能な本体と、
この本体に設けられ、生コンクリートを収容するためのドラムと、
二酸化炭素固定化装置と、を備え、
前記二酸化炭素固定化装置は、
前記本体にて前記ドラムの前方に配置され、セメントスラッジ水を貯留するタンクと、
前記熱機関の排気の少なくとも一部を前記タンクに導く配管と、
前記配管により導いた排気を前記タンク内のセメントスラッジ水のカルシウム分と反応させることで炭酸カルシウムを生じさせるための反応手段と、を備えた
ことを特徴とする移動体。 A moving object that is a concrete mixer powered by a heat engine,
a movable body;
a drum provided in the body for containing ready-mixed concrete;
and a carbon dioxide fixation device,
The carbon dioxide fixation device is
a tank disposed in front of the drum in the main body and storing cement sludge water;
piping leading at least a portion of the heat engine exhaust to the tank;
and reaction means for generating calcium carbonate by reacting the exhaust gas led through the pipe with the calcium content of the cement sludge water in the tank. 配管は、タンクの下部に排気を導くように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の移動体。 2. The moving body according to claim 1, wherein the piping is configured to guide the exhaust gas to the lower part of the tank. タンクに貯留されるセメントスラッジ水は、生コンプラントの残コンまたは戻りコンの処理時に発生するものである
ことを特徴とする請求項１または２記載の移動体。 3. A moving body according to claim 1 or 2, wherein the cement sludge water stored in the tank is generated during treatment of residual concrete or returned concrete from a ready-mixed concrete plant .
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