JPH03164420A - 炭酸ガスの処理装置 - Google Patents
炭酸ガスの処理装置Info
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- JPH03164420A JPH03164420A JP1300807A JP30080789A JPH03164420A JP H03164420 A JPH03164420 A JP H03164420A JP 1300807 A JP1300807 A JP 1300807A JP 30080789 A JP30080789 A JP 30080789A JP H03164420 A JPH03164420 A JP H03164420A
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/005—Waste disposal systems
- E21B41/0057—Disposal of a fluid by injection into a subterranean formation
- E21B41/0064—Carbon dioxide sequestration
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は炭酸ガスの処理装置に関し、特に燃焼排ガスの
炭酸ガスを処理して大気へ排出する炭酸ガスを低減する
装置に関する。
炭酸ガスを処理して大気へ排出する炭酸ガスを低減する
装置に関する。
発電用ボイラ、産業用ボイラなと化石燃料の燃焼により
発生する排ガス中の炭酸ガスは、従来そのま＼無処理で
大気中に放出されており、燃焼排ガスから炭酸ガスを分
離してから排出するような炭酸ガス量（Ｓ度〉を低減す
る目的の工業的手段は殆んど講じられていない現状であ
る。
発生する排ガス中の炭酸ガスは、従来そのま＼無処理で
大気中に放出されており、燃焼排ガスから炭酸ガスを分
離してから排出するような炭酸ガス量（Ｓ度〉を低減す
る目的の工業的手段は殆んど講じられていない現状であ
る。
大気中の炭酸ガス濃度は１９６０年＝３ｌ５ｐｐｍ％１
９７０年：３２５ｐｐｍ，１９８０年＝３ ３ ５ ｐ
ｐｍと徐々に増加し現在は約ａ ５ ０ ｐｐｍである
と言われている。炭酸ガス濃度の増加する原因は木材伐
採、森林の砂漠化、サンゴ礁の破壊あるいは人口増加を
含めた種々の要因の総合結果と考えられるが、石炭・石
油など化石燃料の使用量の経年増加と炭酸ガス濃度の経
年増加傾向が類似することから化石燃料燃焼による炭酸
ガス排出が大気中濃度上昇の大きな原因であると推論さ
れている。
９７０年：３２５ｐｐｍ，１９８０年＝３ ３ ５ ｐ
ｐｍと徐々に増加し現在は約ａ ５ ０ ｐｐｍである
と言われている。炭酸ガス濃度の増加する原因は木材伐
採、森林の砂漠化、サンゴ礁の破壊あるいは人口増加を
含めた種々の要因の総合結果と考えられるが、石炭・石
油など化石燃料の使用量の経年増加と炭酸ガス濃度の経
年増加傾向が類似することから化石燃料燃焼による炭酸
ガス排出が大気中濃度上昇の大きな原因であると推論さ
れている。
大気中の炭酸ガスの増加は大気の温度が上昇し、気候の
温暖化あるいは地球の温室効果を招き、その結果南極氷
山溶解、海水温上昇、海水位上昇、森林砂漠化、食糧不
足などを順次誘発し、将来の人類生命が危ぶまれること
となる。
温暖化あるいは地球の温室効果を招き、その結果南極氷
山溶解、海水温上昇、海水位上昇、森林砂漠化、食糧不
足などを順次誘発し、将来の人類生命が危ぶまれること
となる。
化石燃料を現状のま＼燃やし続け排ガス中の炭酸ガスを
そのま＼放出すれば今後確実に大気中の炭酸ガス濃度が
増加するものと予測できる。
そのま＼放出すれば今後確実に大気中の炭酸ガス濃度が
増加するものと予測できる。
本発明は大気中の炭酸ガス増加現象を低減させるため化
石燃料の燃焼排ガスからそれに含まれる炭酸ガスの全量
または一部を分離回収して再び人気中に放出しないよう
に固定する装置を提供しようとするものである。
石燃料の燃焼排ガスからそれに含まれる炭酸ガスの全量
または一部を分離回収して再び人気中に放出しないよう
に固定する装置を提供しようとするものである。
本発明は深海底に設置される海水と炭酸ガスとを反応さ
せてタラスレート水和物を生戊させる反応装置、該反応
装置に濃縮炭酸ガスを輸送する輸送管、該輸送管先端に
設けられたエゼクタ方式のノズル及び該反応装置内で生
成したクラスレート水和物を深海底に分散させるための
手段よりなることを特徴とする炭酸ガス処理装置である
。
せてタラスレート水和物を生戊させる反応装置、該反応
装置に濃縮炭酸ガスを輸送する輸送管、該輸送管先端に
設けられたエゼクタ方式のノズル及び該反応装置内で生
成したクラスレート水和物を深海底に分散させるための
手段よりなることを特徴とする炭酸ガス処理装置である
。
炭酸ガスの主たる排出源である燃焼排ガスに着目し、従
来煙突から大気中に放出していたガスの全量あるいは一
部を別系統に導き炭酸ガスのみを分離除去し炭酸ガスが
除かれた排ガスは浄化ガスとして再び大気へ放出させる
。この技術的手段は既存技術であるゼオライトなどの吸
着剤による炭酸ガスの選択的吸着およびこの脱着操作あ
るいは２アルコキシアミンなどの吸収剤による炭酸ガス
の化学吸収およびこの放散操作などがあり、これらの操
作によって炭酸ガスを９０％以上の高濃度ガスとして分
離する。
来煙突から大気中に放出していたガスの全量あるいは一
部を別系統に導き炭酸ガスのみを分離除去し炭酸ガスが
除かれた排ガスは浄化ガスとして再び大気へ放出させる
。この技術的手段は既存技術であるゼオライトなどの吸
着剤による炭酸ガスの選択的吸着およびこの脱着操作あ
るいは２アルコキシアミンなどの吸収剤による炭酸ガス
の化学吸収およびこの放散操作などがあり、これらの操
作によって炭酸ガスを９０％以上の高濃度ガスとして分
離する。
本発明はこの高濃度炭酸ガスを処理する装置であり、エ
ゼクタ方式のノズルをもつパイプラインでこのガスを深
海底へ圧送し、深海底で海水と炭酸ガスの微細化混合物
を噴出させ、海水と炭酸ガスの結晶化合物（タラスレー
ト水和物と称する）を析出生成させるようにしたもので
ある。このクラスレート水和物は深海底環境条件下では
分解せずに安定であり、しかも比重が海水より大きいた
め浮上することはない。
ゼクタ方式のノズルをもつパイプラインでこのガスを深
海底へ圧送し、深海底で海水と炭酸ガスの微細化混合物
を噴出させ、海水と炭酸ガスの結晶化合物（タラスレー
ト水和物と称する）を析出生成させるようにしたもので
ある。このクラスレート水和物は深海底環境条件下では
分解せずに安定であり、しかも比重が海水より大きいた
め浮上することはない。
炭酸ガスと海水を混合しタラスレート水和物を生成する
理屈について説明する。
理屈について説明する。
第４図（縦軸は圧力の対数目盛、横軸は温度）にＣＯ２
と１１２０の相平衡状態を示すが、これは温度と正力の
条件によってＣＤ２， Ｈ２０が存在する状態（気体、
液体、固体）を表わすものであり、温度０〜ｌＯ℃の範
囲における斜線部分（０℃では１２．４〜３ ５ ａｔ
ｍ ． １ ０℃では４ ４ ａｔｍ ）ではＣＯａと
１１２０が次の反応によりクラスレート水和物が生成す
る条件にある。
と１１２０の相平衡状態を示すが、これは温度と正力の
条件によってＣＤ２， Ｈ２０が存在する状態（気体、
液体、固体）を表わすものであり、温度０〜ｌＯ℃の範
囲における斜線部分（０℃では１２．４〜３ ５ ａｔ
ｍ ． １ ０℃では４ ４ ａｔｍ ）ではＣＯａと
１１２０が次の反応によりクラスレート水和物が生成す
る条件にある。
この水和物は水の結晶体（１４面体あるいはｌ６面体の
３次元構造の骨格）の中にＣＤ，分子が入り込んだ結晶
構造をもつもので、水に溶け難い固化体である。この水
和物は比重が１．ｌ１であり、深海水（ １． ０５〜
１． ０７）の比重より大きいが、上記に示した温度圧
力の範囲をはずれるとく例えば温度がｌＯ℃以上の水中
）分解してＣ０２ガスが再分離する。第５図に代表的な
海洋の水深と海水温度及び塩濃度を示すが、水深が約６
００ｍより深くなると１０℃以下の水温となるので、こ
の水深をもつ深海底へＣＤ，ガスを圧送すればタラスレ
ート水和物が生成する条件が満足できる。
３次元構造の骨格）の中にＣＤ，分子が入り込んだ結晶
構造をもつもので、水に溶け難い固化体である。この水
和物は比重が１．ｌ１であり、深海水（ １． ０５〜
１． ０７）の比重より大きいが、上記に示した温度圧
力の範囲をはずれるとく例えば温度がｌＯ℃以上の水中
）分解してＣ０２ガスが再分離する。第５図に代表的な
海洋の水深と海水温度及び塩濃度を示すが、水深が約６
００ｍより深くなると１０℃以下の水温となるので、こ
の水深をもつ深海底へＣＤ，ガスを圧送すればタラスレ
ート水和物が生成する条件が満足できる。
一方圧力は水深１０ｍごとにｌ ａｔｍの圧力が加わる
ので水深５００ｍの深海では５ Ｑ ａｔｍの圧力があ
りタラスレート生戊条件を満足することとなる。深海底
でＣＯ．ガスを噴出する時、気泡が大きいと反応速度が
遅く、また未反応のＣＯ，ガスが水中を浮上して化学反
応が進まないので、圧送ライン先端部では海水とＣＯ２
ガスを効率よく混合させまた微細な気泡が噴出するよう
にエゼクタノズルを使用する更に反応時間を確保し未反
応Ｃ０２気泡上昇を防止するための反応容器を用いてタ
ラスレート化効率を高める。
ので水深５００ｍの深海では５ Ｑ ａｔｍの圧力があ
りタラスレート生戊条件を満足することとなる。深海底
でＣＯ．ガスを噴出する時、気泡が大きいと反応速度が
遅く、また未反応のＣＯ，ガスが水中を浮上して化学反
応が進まないので、圧送ライン先端部では海水とＣＯ２
ガスを効率よく混合させまた微細な気泡が噴出するよう
にエゼクタノズルを使用する更に反応時間を確保し未反
応Ｃ０２気泡上昇を防止するための反応容器を用いてタ
ラスレート化効率を高める。
第１図に本発明による燃焼排ガス中のＣＯ，ガス処理装
置の全体構成を示す。
置の全体構成を示す。
燃焼炉ｌから排出するＣ［＋２ガスを含む排ガスに対し
て、従来、煙突２から全量排出させていたものの全量あ
るいは一部を前処理装置３に導き、ここで排ガスの温度
低下、未燃カーボンなどの除去を行ったのち、Ｃ０２分
離装置４を経てＣ０２ガスだけを濃縮分離し、一方ＣＤ
２ガスが除去されたものは浄化ガスとして大気へ放出す
る。
て、従来、煙突２から全量排出させていたものの全量あ
るいは一部を前処理装置３に導き、ここで排ガスの温度
低下、未燃カーボンなどの除去を行ったのち、Ｃ０２分
離装置４を経てＣ０２ガスだけを濃縮分離し、一方ＣＤ
２ガスが除去されたものは浄化ガスとして大気へ放出す
る。
つぎにこの濃縮したＣＯ．ガスは圧縮機５により加圧し
、輸送管９を通して深海底へ送り、その先端に配置した
ノズル１１から反応装置１０の中へ噴出させる。反応装
置１０内の圧力と温度をそれぞれ圧力計７、温度計８で
検出し、圧力調節器６によって圧縮器５の吐出圧力を設
定する。検出された温度、圧力がタラスレート生戒条件
の範囲内にある深海底においては反応装置１０内でクラ
スレート水和物１２が生成されるので、これを深海底に
分散することによって炭酸ガスを海底に半永久的に固定
することができる。
、輸送管９を通して深海底へ送り、その先端に配置した
ノズル１１から反応装置１０の中へ噴出させる。反応装
置１０内の圧力と温度をそれぞれ圧力計７、温度計８で
検出し、圧力調節器６によって圧縮器５の吐出圧力を設
定する。検出された温度、圧力がタラスレート生戒条件
の範囲内にある深海底においては反応装置１０内でクラ
スレート水和物１２が生成されるので、これを深海底に
分散することによって炭酸ガスを海底に半永久的に固定
することができる。
第２図はタラスレート生成のための反応装置１０の詳細
構或を表わすものでこの内に輸送管９の先端部に当るノ
ズル１ｌを一本または多数本設置し、反応装置ＩＯは上
下部及び側面を囲い（下部は無くてもよい）、未反応Ｃ
０２ガスが外へ逃げないような構造とする。またノズル
１１噴出方向は長めの構造としてタラスレート生戊反応
時間（滞留時間〉を大きくする。さらに反応装置ＩＯの
入口部分に駆動するプロペラ１３を設置して生成したク
ラスレートを反応装置１０の外へ分散移動させるための
海水の流れを発生させる。
構或を表わすものでこの内に輸送管９の先端部に当るノ
ズル１ｌを一本または多数本設置し、反応装置ＩＯは上
下部及び側面を囲い（下部は無くてもよい）、未反応Ｃ
０２ガスが外へ逃げないような構造とする。またノズル
１１噴出方向は長めの構造としてタラスレート生戊反応
時間（滞留時間〉を大きくする。さらに反応装置ＩＯの
入口部分に駆動するプロペラ１３を設置して生成したク
ラスレートを反応装置１０の外へ分散移動させるための
海水の流れを発生させる。
第３図はノズル１１の詳細な構造を表わすもので、該ノ
ズル１１は縮小管３１、平行管３２、拡大管３３で構成
され、平行管３２に開孔部３４を設けたものであるこの
構造をもつノズル１１は平行管３２部の圧力が低くなる
ので開孔部３４の外から海水が吸い込まれ、ノズル１１
内部において（’［＋２ガスと海水が充分に混合し、噴
出口からはＣＯ，ガスと海水の微細な混合物を噴出させ
ることができる。
ズル１１は縮小管３１、平行管３２、拡大管３３で構成
され、平行管３２に開孔部３４を設けたものであるこの
構造をもつノズル１１は平行管３２部の圧力が低くなる
ので開孔部３４の外から海水が吸い込まれ、ノズル１１
内部において（’［＋２ガスと海水が充分に混合し、噴
出口からはＣＯ，ガスと海水の微細な混合物を噴出させ
ることができる。
本発明によれば、深海底でクラスレート水和物を生威さ
せ、かつ海底に半永久的に固定することが可能である。
せ、かつ海底に半永久的に固定することが可能である。
さらにこの装置は深海底の自然環境条件を利用するため
、所要動力は他の方法に比べて少なく工業的に有利であ
る。
、所要動力は他の方法に比べて少なく工業的に有利であ
る。
したがって、本発明は大気へ放出する燃焼排ガス中の炭
酸ガスを低減させるための有効な手段である。
酸ガスを低減させるための有効な手段である。
第１図は本発明装置の設置個所を含めた本発明の作用を
説明するための全体構成図、第２図は本発明装置で使用
する反応装置の一実施例の構或図、第３図は第２図の反
応装置に設置されるエゼクタ方式のノズルの一実施例の
構或図、第４図はＣＯ．−Ｈ．０系の相平衡状態図、第
５図は代表的な海洋の水深と海水温度及び塩濃度の関係
を示す図表である。
説明するための全体構成図、第２図は本発明装置で使用
する反応装置の一実施例の構或図、第３図は第２図の反
応装置に設置されるエゼクタ方式のノズルの一実施例の
構或図、第４図はＣＯ．−Ｈ．０系の相平衡状態図、第
５図は代表的な海洋の水深と海水温度及び塩濃度の関係
を示す図表である。
Claims (1)
- 深海底に設置される海水と炭酸ガスとを反応させてクラ
スレート水和物を生成させる反応装置、該反応装置に濃
縮炭酸ガスを輸送する輸送管、該輸送管先端に設けられ
たエゼクタ方式のノズル及び該反応装置内で生成したク
ラスレート水和物を深海底に分散させるための手段より
なることを特徴とする炭酸ガス処理装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1300807A JPH03164420A (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | 炭酸ガスの処理装置 |
| DE69015326T DE69015326T2 (de) | 1989-11-21 | 1990-11-20 | Verfahren zum Fixieren von Kohlendioxyd und Vorrichtung zum Behandeln von Kohlendioxyd. |
| EP90250288A EP0429154B1 (en) | 1989-11-21 | 1990-11-20 | Method for the fixation of carbon dioxide and apparatus for the treatment of carbon dioxide |
| CA002030391A CA2030391C (en) | 1989-11-21 | 1990-11-20 | Method for the fixation of carbon dioxide, apparatus for fixing and disposing carbon dioxide, and apparatus for the treatment of carbon dioxide |
| KR1019900018896A KR930008446B1 (ko) | 1989-11-21 | 1990-11-21 | 2산화탄소의 고정화법 및 2산화탄소 고정투기장치 및 2산화탄소의 처리장치 |
| US07/790,148 US5304356A (en) | 1989-11-21 | 1991-11-08 | Method for the fixation of carbon dioxide, apparatus for fixing and disposing carbon dioxide, and apparatus for the treatment of carbon dioxide |
| US08/028,602 US5364611A (en) | 1989-11-21 | 1993-03-08 | Method for the fixation of carbon dioxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1300807A JPH03164420A (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | 炭酸ガスの処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03164420A true JPH03164420A (ja) | 1991-07-16 |
Family
ID=17889339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1300807A Pending JPH03164420A (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | 炭酸ガスの処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03164420A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0483528A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-17 | Hitachi Ltd | 炭酸ガスの海洋固定化装置 |
| JP2010235373A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Jfe Steel Corp | 膜分離及びハイドレートによる分離を用いたガス分離方法及びガス分離設備 |
| JP2012210572A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Tosetsu:Kk | 気液混合攪拌装置 |
-
1989
- 1989-11-21 JP JP1300807A patent/JPH03164420A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0483528A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-17 | Hitachi Ltd | 炭酸ガスの海洋固定化装置 |
| JP2010235373A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Jfe Steel Corp | 膜分離及びハイドレートによる分離を用いたガス分離方法及びガス分離設備 |
| JP2012210572A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Tosetsu:Kk | 気液混合攪拌装置 |
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