JPH0639243A - 炭酸ガスクラスレート生成方法 - Google Patents

炭酸ガスクラスレート生成方法

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JPH0639243A
JPH0639243A JP4196838A JP19683892A JPH0639243A JP H0639243 A JPH0639243 A JP H0639243A JP 4196838 A JP4196838 A JP 4196838A JP 19683892 A JP19683892 A JP 19683892A JP H0639243 A JPH0639243 A JP H0639243A
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明 佐治
Hidetomo Noda
英智 野田
Toshihiro Kamata
敏弘 鎌田
Hikari Kitamura
光 北村
Tadaaki Tanii
忠明 谷井
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01J3/04Pressure vessels, e.g. autoclaves

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 深海海水流速に流されずに深海底の所定場所
に沈降する所定の粒径を有する炭酸ガスクラスレートを
生成する。 【構成】 反応容器11内に水溶液12と炭酸ガス13
とを界面14で接触させて保持して該反応容器11内の
圧力を13atm以上として炭酸ガスクラスレート粒子
22を生成・成長させ、該粒子22がある程度沈降した
後、圧縮シリンダ部31内で圧密化し、海水流速に流さ
れない炭酸ガスクラスレート塊37を集合容器34内で
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクラスレートによる炭酸
ガスを処理する炭酸ガスクラスレート生成方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】化石燃料燃焼排ガスなど大気中に放出さ
れる炭酸ガスの濃度が年々増加の傾向を示しており、炭
酸ガスは、地球の温暖化現象あるいは温室効果をもたら
す主原因としてクローズアップされている。そして、こ
の問題は地球規模の国際的課題として取り上げられてい
る。
【0003】大気中の炭酸ガスを低減する方法は実用上
きわめて難しいとされているが、燃焼ガスなど一定の場
所から排出されるものに対してはこれを処理するための
いくつかの方法が提案されている。その一つは化石燃料
の燃焼排ガスの全量または一部を分離回収して、この回
収ガスを深海へ圧送し、深海中で海水と炭酸ガスとの結
晶化合物(炭酸ガスクラスレート水和物と称する)を析
出させる方法が提案されている。
【0004】炭酸ガスクラスレート(包接化合物)は水
の三次元構造結晶体の中に炭酸ガスが包み込まれたもの
で、次の(1)式に示す反応式により生成すると考えら
れている。 CO2 +5(3/4) H2 O ⇔ CO2 ・5(3/4) H2 O …(1) この炭酸ガスクラスレートは炭酸ガスの化合物であり、
水中から結晶固体として析出するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来において、13at
m を越えた圧力および0℃を越え10℃までの温度条件
下で炭酸ガスクラスレートを生成させていたが、生成速
度増大を目的とし、攪拌させるため、生成した炭酸ガス
クラスレートは微小結晶であった。したがってこの炭酸
ガスクラスレートを深海底に投入した場合、深海の海流
により拡散してしまう。よって、深海底の所定場所に炭
酸ガスをクラスレートの形で固定させるためには、深海
海水に流されず沈降する粒径にする必要があった。
【0006】本発明はこのような事情に鑑み、深海の海
水流速に流されずに深海底の所定場所に沈降する所定の
粒径を有する炭酸ガスクラスレートを生成する方法を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る炭酸ガスクラスレート生成方法は、炭酸ガスと
水又は海水とを所定温度及び所定圧力に保持して炭酸ガ
スクラスレート粒子を生成させ、生成した粒子を圧縮室
内に集め、次いで圧縮により炭酸ガスクラスレート塊を
形成することを特徴とする。
【0008】以下、本発明の内容を詳細に説明する。
【0009】ここで本発明で炭酸ガスクラスレートを生
成する方法は、反応容器内に水または海水からなる水溶
液と炭酸ガスを投入し、当該反応容器内の圧力を図4に
示す斜線部領域の圧力、すなわち13atm以上とする
とともに上記水溶液の温度を0℃を超えて10℃までに
保持する。尚生成の促進を図るために炭酸ガスを含む溶
液を攪拌するようにしてもよい。
【0010】このようにして得られた炭酸ガスクラスレ
ートは微細であるので、これらを反応容器の下部のある
特定の場所(圧密部)に集積させ、あるいは別の圧密容
器内に移しかえて、その後例えばピストン等の圧縮手段
によって圧縮し、深海海水に流されず沈降するある大き
さを有する炭酸ガスクラスレート塊を得る。
【0011】炭酸ガスクラスレートは水または海水へ溶
解した炭酸ガスが水と反応して生じるものであり、また
その生成・成長推進力は図4に示す操作圧力Pと操作温
度T 1 での炭酸ガスクラスレート生成平衡圧力P1 との
差に比例する。したがって、炭酸ガスクラスレートを速
やかに生成・成長させるためには、生成・成長の間、水
または海水からなる水溶液と炭酸ガスとの界面で炭酸ガ
スを速やかに溶解させることが必要である。
【0012】したがって、本発明では水または海水中で
炭酸ガスクラスレートを生成させるために、反応容器内
圧力を炭酸ガスクラスレート生成条件である13atm
以上とすると共に水または海水の温度を炭酸ガスクラス
レート生成条件である0℃を越えて10℃までに保持す
ることが必要である。
【0013】尚、図4は純水(NaCl濃度0%)中で
の炭酸ガスクラスレート生成平衡線図であり、塩濃度を
もつ海水の場合は、図5に示すように、純水の場合に比
べ、同一圧力下における生成平衡圧力が上昇する。よっ
て、海水中では反応容器圧力を更に上げる必要がある。
【0014】ここで、反応容器内圧力を13atm以上
とした理由は12.4atm以上で炭酸ガスクラスレー
トが生成するためであり、上限を設けない理由は圧力を
高くするほど生成速度が大きくなるためである。
【0015】水溶液温度を0℃を越えて10℃までとす
る理由は、10℃を越えると炭酸ガスクラスレートが生
成しなくなるためである。
【0016】以上の操作により生成された微細な粒子状
の炭酸ガスクラスレートは、比重差に基づいて反応容器
中を徐々に沈降し、下部にシャーベット状の形態でたい
積する。
【0017】このシャーベット状の炭酸ガスクラスレー
トを集積し、例えばピストン等の圧縮手段を用いて圧密
化させ所定の大きさの塊とさせる。このときフィルター
等を用いて、水または海水のみが圧密化を行っている部
分より出ていく様にする。これにより、微細な粒子状の
炭酸ガスクラスレートを、ある大きさを有する炭酸ガス
クラスレート塊とすることができる。
【0018】本発明では以上のように、先ず微細な粒子
状の炭酸ガスクラスレート生成させた後、これを集積
し、例えばピストン等の圧縮手段により圧密化を行って
所望の大きさの炭酸ガスクラスレートの塊を生成するよ
うにしている。
【0019】以上の結果、本発明では、深海の海水流速
に流されずに深海底の所定場所に沈降する所望の大きさ
を有する炭酸ガスクラスレートを生成することが可能と
なる。
【0020】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【0021】図1には一実施例に係る炭酸ガスクラスレ
ート生成方法を実施するための生成装置の全体構成を示
す。同図に示すように、反応容器11内には水または海
水からなる水溶液12及び炭酸ガス13が界面14で接
するように充填されている。反応容器11の周囲には冷
却用ジャケット15がそれぞれ設けられており、水溶液
12と炭酸ガス13との界面14は冷却用ジャケット1
5の下部に位置している。ここで、冷却用ジャケット1
5は、界面14近傍の水溶液12の温度を測定する水溶
液表面温度計16が接続されている炭酸ガス/水溶液界
面温度調節器17により制御されている。
【0022】一方、反応容器11の上側には反応容器内
圧力調整弁18を介して炭酸ガスボンベ19が接続され
ており、反応容器内圧力調整弁18は当該圧力調整弁1
8と反応容器11との間に分岐して設けられている反応
容器内圧力計20の出力に基づき制御されている。
【0023】また、反応容器11には、水溶液12を攪
拌する攪拌器21が設けられており炭酸ガスクラスレー
ト粒子22の生成速度を早めている。尚、水溶液12は
水溶液タンク23から水溶液供給ポンプ24及び弁25
を介して反応容器11内に供給するようにしている。
【0024】さらに、反応容器11の下端部には、当該
容器11内と基端部とが連通する圧縮シリンダ部31及
び圧密化ピストン32を有する圧縮手段が設けられてお
り、圧密化ピストン32はピストン駆動手段33により
往復動自在としている。またシリンダ部31の先端部に
は圧縮クラスレート塊を集合させる集合室34a部を有
する集合容器34が設けられている。
【0025】当該集合室34は駆動モータ35の駆動に
より回転され、シリンダ部31の先端部と連通する圧縮
化炭酸ガスクラスレート貯蔵槽36内に集合室34a内
に集合した炭酸ガスクラスレート塊37を落下し、貯蔵
している。
【0026】図6は炭酸ガスクラスレート粒子22を圧
密化させて集合させ、所望の大きさの炭酸ガスクラスレ
ート塊37を形成する集合室34aを有する集合容器3
4の一実施例を示す。
【0027】図7は他の集合容器の実施例を示し、シリ
ンダ部31と連通する集合室34aの内壁形状をテーパ
状として、炭酸ガスクラスレート粒子22が圧密化しや
すいようにしている。
【0028】次に、図1に示す装置により炭酸ガスクラ
スレート塊を形成する一実施例を説明する。
【0029】反応容器11内に水溶液(水または海水)
12と炭酸ガス13とを投入し所定圧力に保つ。炭酸ガ
スクラスレート生成に伴い、圧力が低下するがこのとき
は圧調弁18により炭酸ガス13を炭酸ガスボンベ19
より投入し、ほぼ一定の圧力に保つ様にする。
【0030】水溶液12と炭酸ガス13とを投入後、攪
拌器21を用いて攪拌を行うことにより小さな炭酸ガス
クラスレート粒子22を生成する。本粒子はある条件下
では水溶液12中を沈降するが、より早く集積させるた
め、本実施例ではシリンダ部31の先端部側に設けた水
溶液循環ポンプ38を用いて水溶液を循環させる。この
とき水溶液循環ポンプ38の入口側にフィルター39を
設け炭酸ガスクラスレート粒子22を貯めるようにす
る。
【0031】所定時間反応させ炭酸ガスクラスレート粒
子22がある程度たい積した段階で、水溶液循環ポンプ
38の出入口弁40,41を閉じ循環ポンプバイパス弁
42を開く。そして圧密化ピストン32をピストン駆動
用手段33を用いて駆動し、図2に示す様に圧密化を行
う。
【0032】所定時間圧縮させ、集合室34a内に炭酸
ガスクラスレート粒子22からなる塊37を形成する。
この圧密化が終了した後、図3に示すように集合室34
を駆動モータ35を用いて回転させ、集合室34aの開
口部を下方に向け、圧密化された炭酸ガスクラスレート
塊37を集合室34aから貯蔵槽36へ落下させる。
【0033】その後圧密化ピストン32及び集合室34
等を最初の状態(図1の状態)に戻し、上述の操作をく
り返す。
【0034】この結果、例えば50kg−CO2 /hの処
理量時において圧密装置の直径を300mm,長さを12
00mmとした場合、生成する炭酸ガスクラスレートの理
論分子式はCO2 ・5.75H2 Oであり、理論密度が
1.11g/cm3 の深海海水に流されない炭酸ガスクラ
スレート塊を得ることができた。
【0035】尚、以上の実施例では炭酸ガスを用いた
が、炭酸ガスの代わりに液化炭酸ガスを用いてもよいこ
とは言うまでもない。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
炭酸ガスクラスレートを生成させた後圧縮手段により圧
密化させることにより炭酸ガスクラスレート塊を形成で
きる。この得られた炭酸ガスクラスレートの塊を海中に
落下させれば、海水流速に流されることなく、深海の所
定場所に沈降させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例に係る炭酸ガスクラスレート生成方法
を実施するための生成装置の構成図である。
【図2】一実施例に係る炭酸ガスクラスレート生成方法
を実施するための生成装置の構成図である。
【図3】一実施例に係る炭酸ガスクラスレート生成方法
を実施するための生成装置の構成図である。
【図4】NaCl濃度0%(純水)の場合の炭酸ガスク
ラスレートの生成の平衡図における操作圧と平衡圧との
関係図である。
【図5】NaCl濃度5%の場合の炭酸ガスクラスレー
トの生成の平衡図における操作圧と平衡圧との関係図で
ある。
【図6】一実施例に係る炭酸ガスクラスレートを集合さ
せる集合容器の概略図である。
【図7】他の一実施例に係る炭酸ガスクラスレートを集
合させる集合容器の概略図である。
【符号の説明】
11 反応容器 12 水溶液(水又は海水) 13 炭酸ガス 14 界面 15 冷却用ジャケット 16 水溶液表面温度計 17 炭酸ガス/水溶液界面温度調節器 18 反応容器内圧力調整弁 19 炭酸ガスボンベ 20 反応容器内圧力計 21 攪拌器 22 炭酸ガスクラスレート 23 水溶液タンク 24 水溶液供給ポンプ 25 弁 31 圧縮シリンダ部 32 圧密化ピストン 33 ピストン駆動手段 34a 集合室 34 集合容器 35 駆動モータ 36 貯蔵槽 37 炭酸ガスクラスレート塊 38 水溶液循環ポンプ 39 フィルター 40,41 弁 42 循環ポンプバイパス弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐治 明 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の1 中部電力株式会社技術本部電力技術 研究所内 (72)発明者 野田 英智 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の1 中部電力株式会社技術本部電力技術 研究所内 (72)発明者 鎌田 敏弘 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 北村 光 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 谷井 忠明 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭酸ガスと水又は海水とを所定温度及び
    所定圧力に保持して炭酸ガスクラスレート粒子を生成さ
    せ、生成した粒子を圧縮室内に集め、次いで圧縮により
    炭酸ガスクラスレート塊を形成することを特徴とする炭
    酸ガスクラスレート生成方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011062685A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Korea Inst Of Industrial Technology デュアルシリンダー方式のガスハイドレート連続生成及びペレット製造装置及びその方法
JP2011244728A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Ihi Corp Co2ハイドレートとその製造方法
WO2019172140A1 (ja) 2018-03-05 2019-09-12 キリンほーる株式会社 Co2高含有氷を含有するウルトラファインバブル発生剤
CN116040138A (zh) * 2023-01-06 2023-05-02 重庆大学 一种二氧化碳水合物海洋封存方法
CN117163961A (zh) * 2023-09-01 2023-12-05 中国海洋大学 利用海底采矿车播洒干冰泥的碳封存装置及封存方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011062685A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Korea Inst Of Industrial Technology デュアルシリンダー方式のガスハイドレート連続生成及びペレット製造装置及びその方法
JP2011244728A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Ihi Corp Co2ハイドレートとその製造方法
WO2019172140A1 (ja) 2018-03-05 2019-09-12 キリンほーる株式会社 Co2高含有氷を含有するウルトラファインバブル発生剤
US11434137B2 (en) 2018-03-05 2022-09-06 Nippon Ekitan Corporation Ultrafine-bubble generation agent including high-CO2-content ice
CN116040138A (zh) * 2023-01-06 2023-05-02 重庆大学 一种二氧化碳水合物海洋封存方法
CN117163961A (zh) * 2023-09-01 2023-12-05 中国海洋大学 利用海底采矿车播洒干冰泥的碳封存装置及封存方法
CN117163961B (zh) * 2023-09-01 2024-03-12 中国海洋大学 利用海底采矿车播洒干冰泥的碳封存装置及封存方法

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