JPH04190829A

JPH04190829A - 炭酸ガスの除去方法

Info

Publication number: JPH04190829A
Application number: JP2321831A
Authority: JP
Inventors: Tomio Tamura; 富雄田村
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1992-07-09

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。

Description

【発明の詳細な説明】（ａ）、産業上の利用分野本発明は、最近急激に関心が高まりつつある地球温暖化
の対策として利用し得る炭酸ガスの除去方法に関する。

（ｂ）、従来の技術最近、火力発電所や工場、或いは自動束から排出される
多量の炭酸ガス（二酸化炭素Ｃ０２）が原因で、地球全
体が温暖化する現象が報告されており、それに対する種
々の対策が提案され、実行されつつおる。その１つとし
て、地球温暖化の原因である炭酸ガスをアミンやゼオラ
イト等の物質により吸収、吸着したり、高分子膜を用い
て分離することにより除去する方法がある。

（Ｃ）２発明が解決しようとする問題点しかし、この方
法では、炭酸ガスの吸収、吸着又は分離後の処理法等に
問題があり、本格的な実用化の段階には至っていない。

本発明は、上記事情に鑑み、火力発電所等において効果
的に炭酸ガスを除去することが出来、ひいては地球温暖
化の進行を阻止することが出来る炭酸ガスの除去方法を
提供することを目的とする。

（ｄ）１問題点を解決するための手段即ち、本発明は、地山（５）中に貯溜空洞（６）を設け
、前記貯溜空洞（６）内に水酸化カルシウム溶液（１２
）を貯溜し、前記水酸化カルシウム溶液（１２）中に炭
酸ガス（２１）を供給するようにして構成される。

また、上記貯溜空洞（６）内を高圧に保持した状態で上
記水酸化カルシウム溶液（１２）中に炭酸ガス（２１）
を供給するようにして構成することも出来る。

なお、括弧内の番号は、図面における対応する要素を示
す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載
に限定拘束されるものではない。

以下のｒ（ｅ）、作用」の欄についても同様である。

（ｅ）０作用上記した構成により１本発明は、炭酸ガス（２１）が水
酸化カルシウム溶液（１２）中の水酸化カルシウムと反
応して炭酸カルシウムと水を生成するように作用する。

また、本発明は、貯溜空洞（６）内を高圧にすることに
より、水酸化カルシウムと炭酸ガス（２１）の溶解度が
増大するように作用する。

（ｆ）、実施例以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明による炭酸ガスの除去方法の一実施例が
適用された発電プラントの一例を示す断面図である。

発電プラントｌは、第１図に示すように、地。

上に建造された火力発電所２を有しており、火力発電所
２の図中右側には煙道３を介してコンプレッサ７が接続
されている。また、火力発電所２及びコンプレッサ７の
第１図右方の岩盤５部分には、所定長さＬｌ（例えば、
５００〜８００ｍ）の立坑９が地上から垂直下方に穿設
形成されており、立坑９の下側の岩盤５部分には、栓８
を介して所定容積（例えば、１０万〜３０万ｍ　３　）
の略円柱状の貯溜空洞６が掘削形成されている。貯溜空
洞６の底面には、第１図に示すように、２個の凹部６ａ
、６ｂが形成されており、図中左側の凹部６ａにはスラ
ッジポンプ１３が設置されている。スラッジポンプ１３
には、立坑９を介して地上に通じる排泥管１５が接続さ
れている。

また、立坑９の第１図右方には、貯水池１０が設けられ
ており、貯水池１０は通水板１１を介して、前記貯溜空
洞６の底面に形成された２個の凹部６ａ、６ｂの内、図
中右側の凹部６ｂに連通している。更に、貯水池１０、
貯溜空洞６及びそれ等を連結する通水板１１内には、第
１図に示すように、所定容量の飽和状態の水酸化カルシ
ウム水溶液１２が所定の水位差ΔＨを有する形で貯溜さ
れている。

また、前記コンプレッサ７には、第１図に示すように５
通気管１６が立坑９を介して貯溜空洞６に達する形で接
続されており、通気管１６の先端には散気管１７が、貯
溜空洞６内の水酸化カルシウム水溶液１２中に浸漬され
た形で接続されている。更に、散気管１７には多数の小
孔１７ａが穿設形成されている。また、貯溜空洞６の上
面には凹部６ｃが形成されており、凹部６ｃと前記通気
管１６を連通ずる形で連通管２０が設けられている。

また、立坑９には、第１図に示すように、スラリー状の
水酸化カルシウムを地上から貯溜空洞６内の水酸化カル
シウム水溶液１２中に供給する供給管１９が設けられて
いる。

発電プラント１は以上のような構成を有するので、火力
発電所２から排出される多量の炭酸ガス（二酸化炭素Ｃ
０２）は、以下に述べるように、地下の貯溜空洞６内に
貯溜された水酸化カルシウム水溶液１２中の水酸化カル
シウムとの化学反応により効果的に除去される。即ち、
火力発電所２で発生した炭酸ガス２１は、煙道３を通じ
てコンプレッサ７に供給され、コンプレッサ７により圧
縮された後、通気管１６を介して散気管１７に供給され
る。次いで、該供給された炭酸ガヌ２１は、散気管１７
に設けられた多数の小孔１７ａを介して、貯溜空洞６内
に貯溜された水酸化カルシウム水−溶液１２中に曝気す
る。すると、水酸化カルシウム水溶液１２中において、
次の反応式■で表わされる化学反応が起こる。即ち、前
記曝気した炭酸ガス２１（ＣＯ２）が水酸化カルシウム
水溶液１２中の水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）と
反応して、炭酸カルシウム（Ｃａ　Ｃ０３）と水（Ｈ２
Ｏ）が生じる。

Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２中Ｃａ　ＣＯ３＋Ｈ２０■なお
、貯溜空洞６内の水酸化カルシウム水溶液１２中の水酸
化カルシウムと反応しなかった炭酸ガス２１は、該水酸
化カルシウム水溶液１２の液面１２ａから第１図上方の
空間、即ち貯溜空洞６の上部の空間へ飛び出すが、該空
間は栓８により立坑９と仕切られているので、前記未反
応の炭酸ガス２１が立坑９を介して大気中に放散される
ようなことはない。こうして、未反応の炭酸ガス２１が
貯溜空洞６の上部の空間内に充填されると、該炭酸ガス
２１は連通管２０を介して再度通気管１６及び散気管１
７に供給され、しかも当該循環動作は何度でも繰り返さ
れるので、火力発電所２から排出される炭酸ガス２１は
全て、最終的には水酸化カルシウム水溶液１２中の水酸
化カルシウムと反応して炭酸カルシウムを水と共に生成
することとなる。

こうして、水酸化カルシウム水溶液１２中において前記
反応式■による化学反応が進行していくと、生成物質で
ある炭酸カルシウムは、貯溜空洞６の底面に形成された
凹部６ａ内に溜まり、泥状のスラッジ２２となる。炭酸
カルシウムからなるスラッジ２２が貯溜空ｆｆ４６の凹
部６ａ内にある程度溜まったところで、スラノンボンブ
１３を駆動して該スラッジ２２を排泥管１５を介して地
上に取り出す。なお、該取り出されたスラッジ２２中の
炭酸カルシウム、即ち前記反応式■における生成物質は
、火力発電所２で燃料として使用される重油の脱硫用と
して発電プラント１内で利用することが出来るので、発
電プラント１内に物質循環システムを構築することが可
能となり、生成物質の処理に関して何ら問題が生じるこ
とはない。

なお、水酸化カルシウムの水に対する溶解度は、大気圧
中２０℃の条件下では約０．１３％と小さいが、貯溜空
洞６内は、第１回に示すように、貯水池１０内の水酸化
カルシウム水溶液１２と貯溜空洞６内の水酸化カルシウ
ム水溶液１２との水位差ΔＨに応じて高圧となっている
（例えば、水位差ΔＨが５００ｍである場合には、約５
０ｋｇ１／ｃｍ２の圧力となり、また水位差ΔＨが８０
０ｍである場合には、約８０ｋｇｆ／Ｃｍ２の圧力とな
っている）ことから、水酸化カルシウムの水に対する溶
解度は該圧力の上昇に伴なって増大する。同様に、炭酸
ガスの水に対する溶解度も高圧下で増大する。その結果
、反応物質である水酸化カルシウムと二酸化炭素が共に
多量に存在することとなり、水酸化カルシウムの分子と
二酸化炭素の分子とが互いに衛突して反応する頻度が高
くなるので、前記反応式■による化学反応は効率よく行
なわれる。

なお、反応効率をあまり向上させなくてもよい場合には
、水酸化カルシウム水溶液１２に水位差ΔＨを設けて貯
溜空洞６内を高圧に保持する必要はないので、貯水池１
０及び通水坑１１を省略することが可能となり、発電プ
ラント１全体の立地スペースをそれだけ縮小することが
出来る。

また、貯溜空洞６内の水酸化カルシウム水溶液１２中に
おいて舶記反応式■による化学反応が進行するにつれて
、反応物質である水酸化カルシウムが減少すると共に、
生成物質である水が増加するので、貯溜空１１ｉｉ１６
内に貯溜された水酸化カルシウム水溶液１２は徐々に希
釈されていく。そこで、地上から供給管１９を介してス
ラリー状の水酸化カルシウムを貯溜空洞６内の水酸化カ
ルシウム水溶液１２中に適宜供給して、該水酸化カルシ
ウム水溶液１２を常に飽和状態に置くことにより、水酸
化カルシウム水溶液１２の濃度を一定に保持して、反応
の進行に伴なう反応速度の低下を未然に防止することが
出来る。

なお、上述の実施例においては、火力発電所２から排出
される炭酸ガス２１を水酸化カルシウム水溶液１２中に
曝気させた場合について説明したが、本発明は、必ずし
も水酸化カルシウム水溶！１２（即ち、水酸化カルシウ
ムを水に溶解させた液体）を用いる東、要はなく、水酸
化カルシウムを他の溶媒に溶解させた水酸化カルシウム
溶液中に炭酸ガ２２１を曝気させてもよい。

また、上述の実施例においては、火力！！電所２から排
出される炭酸ガス２１を除去する場合について説明した
が、火力発電所２以外の炭酸ガス排出設（１ｉ（例えば
、種々の工場など）から排出される炭酸ガス２１を除去
する際に本発明を適用することも勿論可能である。

（ｇ）０発明の詳細な説明したように、本発明によれば、岩盤５等の地山中
に貯溜空洞６を設け、前記貯溜空洞６内に水酸化カルシ
ウム水溶液１２等の水酸化カルシウム溶液を貯溜し、前
記水酸化カルシウム溶液中に炭酸ガス２１を供給するよ
うにして構成したので、炭酸ガス２１が水酸化カルシウ
ム溶液中の水酸化カルシウムと反応して炭酸カルシウム
と水を生成することが出来ることから、火力発電所２や
工場等から排出される多量の炭酸ガス２】を化学反応に
より除去することが可能となり、地球温暖化の進行に歯
止めを掛ける一助とすることが出来る。また、貯溜空洞
６を地山中に掘削形成することにより、該貯溜空洞６を
、除去すべき炭酸ガス２１の量に応じた任意の容量の圧
力容器として使用することが出来るので、水酸化カルシ
ウム溶液を貯溜し、炭酸ガス２１と反応させるための貯
溜タンク等の圧力容器を地上に設置する場合と比べて、
経済的で大容量の圧力容器を提供することが可能となり
、発電プラント１等における設備コストを低廉に抑える
ことが出来る。

また、貯溜空洞６内を高圧に保持した状態で水酸化カル
シウム溶液中に炭酸ガス２１を供給するようにして構成
すると、水酸化カルシウムと炭酸ガス２１の溶解度が増
大することから、水酸化カルシウムと炭酸ガス２１との
反応効率を向上させることが出来、炭酸ガフ、２１の除
去能率を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による炭酸ガスの除去方法の一実施例が
適用された発電プラントの一例を示す断面図である。５・−地山（岩盤）６・・貯溜空洞１２・・・水酸化カルシウム溶液（水酸化カルシウム水溶液）２１　・・・炭酸ガヌ出願人　　　　三井建設株式会社代理人　　弁理士　　相１）伸二

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、地山中に貯溜空洞を設け、前記貯溜空洞内に水
酸化カルシウム溶液を貯溜し、前記水酸化カルシウム溶液中に炭酸ガスを供給するよう
にして構成した炭酸ガスの除去方法。
（２）、貯溜空洞内を高圧に保持した状態で水酸化カル
シウム溶液中に炭酸ガスを供給するようにして構成した
特許請求の範囲第１項記載の炭酸ガスの除去方法。