JPH0538429A - 炭酸ガスの処理方法 - Google Patents
炭酸ガスの処理方法Info
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- JPH0538429A JPH0538429A JP3197947A JP19794791A JPH0538429A JP H0538429 A JPH0538429 A JP H0538429A JP 3197947 A JP3197947 A JP 3197947A JP 19794791 A JP19794791 A JP 19794791A JP H0538429 A JPH0538429 A JP H0538429A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭酸ガスの処理方法に関する。
【構成】 濃縮分離した炭酸ガスを雪と混合させ、低温
かつ加圧下の化学反応により雪あるいは雪が溶けた水の
結晶中に炭酸ガス分子をとり込んだクラスレート水和物
を生成させ、これを深海に投棄する炭酸ガスの処理方
法。
かつ加圧下の化学反応により雪あるいは雪が溶けた水の
結晶中に炭酸ガス分子をとり込んだクラスレート水和物
を生成させ、これを深海に投棄する炭酸ガスの処理方
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は化石燃料燃焼排ガス中に
含まれる炭酸ガスを処理して大気に排出される炭酸ガス
を低減する方法に関する。
含まれる炭酸ガスを処理して大気に排出される炭酸ガス
を低減する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電用ボイラ、産業用ボイラなど化石燃
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
まま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・回収を行い排ガス中の炭酸ガスを低減する目的
の工業的手段は殆んど講じられていないのが現状であ
る。
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
まま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・回収を行い排ガス中の炭酸ガスを低減する目的
の工業的手段は殆んど講じられていないのが現状であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】大気中の炭酸ガスの濃
度は１９６０年：３１５ppm ，１９７０年：３２５pp
m，１９８０年：３３５ppm と徐々に増加し現在は約３
５０ppm と言われている。また石炭、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。
度は１９６０年：３１５ppm ，１９７０年：３２５pp
m，１９８０年：３３５ppm と徐々に増加し現在は約３
５０ppm と言われている。また石炭、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。
【０００４】本発明は炭酸ガス濃度の増加による大気の
温度上昇（温室効果）が懸念されている今日、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・回収して再び大気中に放出しないように固定する方
法について効率的な手段を提供しようとするものであ
る。
温度上昇（温室効果）が懸念されている今日、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・回収して再び大気中に放出しないように固定する方
法について効率的な手段を提供しようとするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は燃焼排ガスなど
大気中に放出する炭酸ガス濃度を低減させる方法におい
て、濃縮分離した炭酸ガスを雪と混合させ、低温かつ加
圧下の化学反応により雪あるいは雪が溶けてできた水の
結晶の中に炭酸ガス分子をとり込んだクラスレート水和
物を生成させ、これを深海底に圧力輸送するかあるいは
コンテナに封入して海洋投棄することを特徴とする炭酸
ガスの処理方法である。
大気中に放出する炭酸ガス濃度を低減させる方法におい
て、濃縮分離した炭酸ガスを雪と混合させ、低温かつ加
圧下の化学反応により雪あるいは雪が溶けてできた水の
結晶の中に炭酸ガス分子をとり込んだクラスレート水和
物を生成させ、これを深海底に圧力輸送するかあるいは
コンテナに封入して海洋投棄することを特徴とする炭酸
ガスの処理方法である。
【０００６】すなわち、本発明は分離濃縮した高濃度
（９５％以上）の炭酸ガスを１０℃以下の低温で水と混
合させ、温度に対応する圧力を加えて炭酸ガスと水を反
応させ固体の水和物を生成させ、これを深海底（水深５
００ｍ以上）に投入するものである。
（９５％以上）の炭酸ガスを１０℃以下の低温で水と混
合させ、温度に対応する圧力を加えて炭酸ガスと水を反
応させ固体の水和物を生成させ、これを深海底（水深５
００ｍ以上）に投入するものである。
【０００７】この炭酸ガスと水との反応によりクラスレ
ート水和物が生成するときには生成熱として発熱する
（１００kcal／kg−クラスレート水和物）ので、その生
成熱を取り除くことが必要であり、この冷熱源として自
然界に存在する雪を利用する手段をとることが本発明の
新規な点である。
ート水和物が生成するときには生成熱として発熱する
（１００kcal／kg−クラスレート水和物）ので、その生
成熱を取り除くことが必要であり、この冷熱源として自
然界に存在する雪を利用する手段をとることが本発明の
新規な点である。
【０００８】
【作用】燃焼排ガス中の炭酸ガスを分離・回収および濃
縮する方法は吸着脱着などの既存の技術で可能であり、
またクラスレート水和物の生成も原理的にはよく知られ
ている。図３（縦軸は圧力の対数目盛，横軸は温度）に
ＣＯ2 −Ｈ2 Ｏ系の相平衡状態を示すが、１０℃以下の
範囲における斜線部分（０℃では１２．４atm 以上，１
０℃では４４atm 以上）でＣＯ2 とＨ2 Ｏが次の反応に
よりクラスレート水和物が生成する。 ＣＯ2 ＋５・ 3/4Ｈ2 Ｏ ＝ ＣＯ2 ・５ 3/4Ｈ2 Ｏ（平衡反応）
縮する方法は吸着脱着などの既存の技術で可能であり、
またクラスレート水和物の生成も原理的にはよく知られ
ている。図３（縦軸は圧力の対数目盛，横軸は温度）に
ＣＯ2 −Ｈ2 Ｏ系の相平衡状態を示すが、１０℃以下の
範囲における斜線部分（０℃では１２．４atm 以上，１
０℃では４４atm 以上）でＣＯ2 とＨ2 Ｏが次の反応に
よりクラスレート水和物が生成する。 ＣＯ2 ＋５・ 3/4Ｈ2 Ｏ ＝ ＣＯ2 ・５ 3/4Ｈ2 Ｏ（平衡反応）
【０００９】これは水の結晶体（１２面体および１４面
体の３次元構造の骨格）の中にＣＯ 2 分子が入り込んだ
もので、比重が約１．１１の固体であり水中で沈殿す
る。
体の３次元構造の骨格）の中にＣＯ 2 分子が入り込んだ
もので、比重が約１．１１の固体であり水中で沈殿す
る。
【００１０】この反応においてはクラスレート水和物の
生成熱が発生するので、低温下一定温度を保つために、
この発熱量をとり除く必要がある。雪は溶けて水になる
時に外部から熱をうばう性質があり、この融解熱は雪１
kg当り８０kcalであるので、これを有効に使って発熱す
る生成熱を雪の融解熱に与えることができる。
生成熱が発生するので、低温下一定温度を保つために、
この発熱量をとり除く必要がある。雪は溶けて水になる
時に外部から熱をうばう性質があり、この融解熱は雪１
kg当り８０kcalであるので、これを有効に使って発熱す
る生成熱を雪の融解熱に与えることができる。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例を図１，図２によって説明
する。図１は本発明のポイントとなるＣＯ2 ガスのクラ
スレート水和物生成システムの機器構成を示す。濃縮Ｃ
Ｏ2 ガスはコンプレッサ２で圧縮し、雪と一緒にクラス
レート生成槽１へ送る。クラスレート生成槽１には雪と
ともに補給水を導入し、ＣＯ2 ガス，雪，水が混合され
る。反応温度が２℃程度に保たれるように雪の投入量を
調整するが、圧力計４、温度計５でこれを監視しながら
設定する。
する。図１は本発明のポイントとなるＣＯ2 ガスのクラ
スレート水和物生成システムの機器構成を示す。濃縮Ｃ
Ｏ2 ガスはコンプレッサ２で圧縮し、雪と一緒にクラス
レート生成槽１へ送る。クラスレート生成槽１には雪と
ともに補給水を導入し、ＣＯ2 ガス，雪，水が混合され
る。反応温度が２℃程度に保たれるように雪の投入量を
調整するが、圧力計４、温度計５でこれを監視しながら
設定する。
【００１２】ついでポンプ６により生成クラスレートを
クラスレート分離槽７に送り、固液分離したクラスレー
トはクラスレート貯槽８に保持する。この場合ポンプ６
で輸送するクラスレートの水スラリをそのままクラスレ
ート貯槽８へ送ってもよく、また、クラスレート分離槽
７で分離した水を再びクラスレート生成槽１へ循環して
もよい。
クラスレート分離槽７に送り、固液分離したクラスレー
トはクラスレート貯槽８に保持する。この場合ポンプ６
で輸送するクラスレートの水スラリをそのままクラスレ
ート貯槽８へ送ってもよく、また、クラスレート分離槽
７で分離した水を再びクラスレート生成槽１へ循環して
もよい。
【００１３】保持されたクラスレートはコンテナ９に封
入し、投棄船１０で運搬し海洋の深海底へ投入するか、
あるいは圧送ポンプ１１により輸送管１２で海底へ直接
投入する。
入し、投棄船１０で運搬し海洋の深海底へ投入するか、
あるいは圧送ポンプ１１により輸送管１２で海底へ直接
投入する。
【００１４】ここで使用する雪は北陸、東北地方を主体
に寒冷期に降る自然の雪、積雪を考えており、これらの
雪を集めて保存するものとし、また補給水は雪保存の時
に溶ける冷水を使用することも可能と考えられる。
に寒冷期に降る自然の雪、積雪を考えており、これらの
雪を集めて保存するものとし、また補給水は雪保存の時
に溶ける冷水を使用することも可能と考えられる。
【００１５】図２はＣＯ2 を低減するための本発明の全
体処理システムを示すものであり、燃焼炉２１から排出
するＣＯ2 ガスを含む排ガスを従来煙突２２から全量排
出させていたものを全量あるいは一部を前処理装置２３
に導き、ここで温度低下、未燃カーボン除去などを行っ
た後、ＣＯ2 分離装置２４を経てＣＯ2 ガスだけを濃縮
分離する。ＣＯ2ガスが除去されたものは浄化ガスとし
て大気放出する。濃縮したＣＯ2ガスはコンプレッサ２
により圧縮しクラスレート生成槽１でクラスレート水和
物の固化体をつくり、これをコンテナに封入するか、あ
るいは圧力輸送の手段によって深海底へ投入するように
したものである。
体処理システムを示すものであり、燃焼炉２１から排出
するＣＯ2 ガスを含む排ガスを従来煙突２２から全量排
出させていたものを全量あるいは一部を前処理装置２３
に導き、ここで温度低下、未燃カーボン除去などを行っ
た後、ＣＯ2 分離装置２４を経てＣＯ2 ガスだけを濃縮
分離する。ＣＯ2ガスが除去されたものは浄化ガスとし
て大気放出する。濃縮したＣＯ2ガスはコンプレッサ２
により圧縮しクラスレート生成槽１でクラスレート水和
物の固化体をつくり、これをコンテナに封入するか、あ
るいは圧力輸送の手段によって深海底へ投入するように
したものである。
【００１６】発電量２０万kWクラスの火力発電所から排
出されるＣＯ2 ガスを約１００ Ton／hrとする。これを
２℃，１５atm の条件下でクラスレートを生成させる。
このクラスレート水和物はＣＯ2 ・６Ｈ2 Ｏ（分子量１
５２）の形になるとする。
出されるＣＯ2 ガスを約１００ Ton／hrとする。これを
２℃，１５atm の条件下でクラスレートを生成させる。
このクラスレート水和物はＣＯ2 ・６Ｈ2 Ｏ（分子量１
５２）の形になるとする。
【００１７】クラスレート生成量は１００ Ton／hr×
（１５２／４４）＝３４５ Ton／hrであり、この時の生
成熱量は３４５×１００×１０3 ＝３．４５×１０7 kc
al／hrであり、この熱量を除去するに必要な雪の量は
３．４５×１０7 ／８０＝４３１Ton/hrとなる。４３１
Ton／hrの雪のうち２４５ Ton／hrはクラスレートとし
てＣＯ2 と反応する水であり、残りの１８６ Ton／hrは
クラスレートと共存する水で、この時のクラスレートの
スラリ濃度は約８０％となる。クラスレートの流動性を
高めスラリ輸送を容易にするため、６０％のスラリ濃度
にする場合にはさらに１４４ Ton／hrの補給水が必要で
ある。
（１５２／４４）＝３４５ Ton／hrであり、この時の生
成熱量は３４５×１００×１０3 ＝３．４５×１０7 kc
al／hrであり、この熱量を除去するに必要な雪の量は
３．４５×１０7 ／８０＝４３１Ton/hrとなる。４３１
Ton／hrの雪のうち２４５ Ton／hrはクラスレートとし
てＣＯ2 と反応する水であり、残りの１８６ Ton／hrは
クラスレートと共存する水で、この時のクラスレートの
スラリ濃度は約８０％となる。クラスレートの流動性を
高めスラリ輸送を容易にするため、６０％のスラリ濃度
にする場合にはさらに１４４ Ton／hrの補給水が必要で
ある。
【００１８】クラスレート生成熱量を除去するための冷
凍機動力は約１３，０００kWと試算され、これは発電量
の約６％に相当し大きな値となる。したがってこれを雪
のもつ冷熱を利用することとすれば冷凍機を使う必要が
なくなると考えられる。
凍機動力は約１３，０００kWと試算され、これは発電量
の約６％に相当し大きな値となる。したがってこれを雪
のもつ冷熱を利用することとすれば冷凍機を使う必要が
なくなると考えられる。
【００１９】
【発明の効果】本発明は炭酸ガスをクラスレート水和物
として固定するに際し、自然界に存在する雪を巧みに利
用するため省エネルギ効果が大きい。雪が自然界に存在
する季節が限られていること、また各地からこれを集め
ることは実際には困難なことであるがたとえ寒冷期の３
〜４ケ月の間であったとしても、未利用、クリーンな自
然エネルギ源として利用できる効果は顕著である。
として固定するに際し、自然界に存在する雪を巧みに利
用するため省エネルギ効果が大きい。雪が自然界に存在
する季節が限られていること、また各地からこれを集め
ることは実際には困難なことであるがたとえ寒冷期の３
〜４ケ月の間であったとしても、未利用、クリーンな自
然エネルギ源として利用できる効果は顕著である。
【図１】本発明の一実施例を行う構成機器の説明図。
【図２】本発明を燃焼排ガスの処理に適用した一実施例
の説明図。
の説明図。
【図３】ＣＯ2 −Ｈ2 Ｏ系の相平衡状態を示す図表。
Claims (1)
- 【請求項１】 燃焼排ガスなど大気中に放出する炭酸ガ
ス濃度を低減させる方法において、濃縮分離した炭酸ガ
スを雪と混合させ、低温かつ加圧下の化学反応により雪
あるいは雪が溶けてできた水の結晶の中に炭酸ガス分子
をとり込んだクラスレート水和物を生成させ、これを深
海底に圧力輸送するかあるいはコンテナに封入して海洋
投棄することを特徴とする炭酸ガスの処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3197947A JPH0538429A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 炭酸ガスの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3197947A JPH0538429A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 炭酸ガスの処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0538429A true JPH0538429A (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=16382953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3197947A Withdrawn JPH0538429A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 炭酸ガスの処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0538429A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5660603A (en) * | 1995-09-05 | 1997-08-26 | International Process Services, Inc. | Process for separating selected components from multi-component natural gas streams |
| JP2005298745A (ja) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ガス貯蔵方法 |
| JP2006282403A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収方法及び装置 |
| WO2008041299A1 (fr) | 2006-09-29 | 2008-04-10 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Procédé de récupération de dioxyde de carbone à partir de gaz d'échappement et appareil associé |
| 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 |
| JP2011231002A (ja) * | 2010-04-09 | 2011-11-17 | Jfe Steel Corp | 混合ガスからの二酸化炭素の回収・液化方法 |
| JP2015158424A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | 清水建設株式会社 | トリチウム水の処分方法および処分施設 |
| WO2018151907A1 (en) * | 2017-02-15 | 2018-08-23 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Sequestration of co2 using calthrates |
| CN115749787A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-03-07 | 中国海洋大学 | 一种喷洒二氧化碳固化海底稀软底质的系统与方法 |
-
1991
- 1991-08-07 JP JP3197947A patent/JPH0538429A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5660603A (en) * | 1995-09-05 | 1997-08-26 | International Process Services, Inc. | Process for separating selected components from multi-component natural gas streams |
| JP4575700B2 (ja) * | 2004-04-15 | 2010-11-04 | 三井造船株式会社 | ガス貯蔵方法 |
| JP2005298745A (ja) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ガス貯蔵方法 |
| JP2006282403A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収方法及び装置 |
| JP4644804B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-03-09 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 排ガス中の二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収方法及び装置 |
| WO2008041299A1 (fr) | 2006-09-29 | 2008-04-10 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Procédé de récupération de dioxyde de carbone à partir de gaz d'échappement et appareil associé |
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| JP2015158424A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | 清水建設株式会社 | トリチウム水の処分方法および処分施設 |
| WO2018151907A1 (en) * | 2017-02-15 | 2018-08-23 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Sequestration of co2 using calthrates |
| US10391445B2 (en) | 2017-02-15 | 2019-08-27 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Sequestration of CO2 using clathrates |
| CN115749787A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-03-07 | 中国海洋大学 | 一种喷洒二氧化碳固化海底稀软底质的系统与方法 |
| CN115749787B (zh) * | 2022-11-21 | 2023-06-23 | 中国海洋大学 | 一种喷洒二氧化碳固化海底稀软底质的系统与方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |