JPH08151209A - Method for producing carbon dioxide gas clathrate and its squeeze shaping apparatus - Google Patents
Method for producing carbon dioxide gas clathrate and its squeeze shaping apparatusInfo
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- JPH08151209A JPH08151209A JP6292501A JP29250194A JPH08151209A JP H08151209 A JPH08151209 A JP H08151209A JP 6292501 A JP6292501 A JP 6292501A JP 29250194 A JP29250194 A JP 29250194A JP H08151209 A JPH08151209 A JP H08151209A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[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およびそ
の圧搾成形装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon dioxide gas clathrate producing method for treating carbon dioxide gas by clathrate and a compression molding apparatus therefor.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art The concentration of carbon dioxide, such as fossil fuel combustion exhaust gas, released into the atmosphere has been increasing year by year. Carbon dioxide has been highlighted as a major cause of global warming and the greenhouse effect. ing. And this issue has been taken up as a global issue on a global scale.
【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
晶化合物である炭酸ガスクラスレート水和物（以下「炭
酸ガスクラスレート」という。）を析出させる方法が提
案されている。It is said that a method of reducing carbon dioxide in the atmosphere is extremely difficult in practice, but some methods for treating carbon dioxide emitted from a certain place such as combustion gas are proposed. Has been done. One of them is to separate and collect all or part of the combustion exhaust gas of fossil fuels, and pump the collected gas under pressure to the deep sea, where carbon dioxide clathrate hydrate (a crystalline compound of seawater and carbon dioxide in the deep sea ( Hereinafter, a method of precipitating "carbon dioxide gas clathrate") has been proposed.
【０００４】この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「化１」に表す（１）式に示す反応式に
より生成すると考えられている。This carbon dioxide gas clathrate (inclusion compound)
Is a water-based three-dimensional structure crystal in which carbon dioxide gas is enclosed, and is considered to be generated by the reaction formula shown in the following formula (1).
【化１】 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。## STR1 ## CO 2 +5 (3/4) H 2 O ⇔ CO 2 · 5 (3/4) H 2 O ... (1) This carbon dioxide clathrate is a compound of carbon dioxide,
It precipitates from water as a crystalline solid.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来において、１３at
m を超えた圧力および０℃を超え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。さらに、炭酸ガ
スクラスレートの溶解速度は炭酸ガスクラスレート周囲
の深海海水の炭酸ガス濃度と炭酸ガスクラスレート存在
下における飽和炭酸ガス濃度との差並びに炭酸ガスクラ
スレート表面積に比例するため、所定距離沈降すると炭
酸ガスクラスレート粒子径は減少する、という問題があ
る。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、その沈降中に粒子径が小さくなり、その結
果深海の海流により拡散してしまうため、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。In the past, 13 at
Carbon dioxide gas clathrate was produced under the conditions of pressure exceeding m 3 and temperature of more than 0 ° C to 10 ° C. However, in order to increase the production rate and to stir, the produced carbon dioxide clathrate was fine crystals. there were. Furthermore, the dissolution rate of carbon dioxide gas clathrate is proportional to the difference between the carbon dioxide gas concentration of deep sea water around the carbon dioxide gas clathrate and the saturated carbon dioxide gas concentration in the presence of carbon dioxide gas clathrate, and the carbon dioxide gas clathrate surface area. When settling, there is a problem that the carbon dioxide gas clathrate particle size decreases. Therefore, when this carbon dioxide gas clathrate is thrown into the deep sea floor, the particle size becomes smaller during its settling, and as a result, it diffuses due to the ocean current in the deep sea. In order to fix it, it was necessary to make the particle size so that it would not flow into the deep sea water and settle.
【０００６】解析の結果の一例を示すと、高圧容器内の
観察できる箇所に炭酸ガスクラスレートを作成し、下部
から所定流量で炭酸濃度の零の人工海水を注入し、溶解
挙動を観察した結果を元に解析し、炭酸ガスクラスレー
ト溶解量ΔＶH を表面積ＡS，時間Δｔに比例する下記
に示す式で表せると仮定し、 ΔＶH ＝Ｖｃ・ＡS ・Δｔ で求めたクラスレート溶解速度定数Ｖｃと炭酸濃度零の
周囲人工海水液速度との関係ならびに下記過程の基に溶
解を考慮したシュミレーションの結果である、図７か
ら、３０００ｍ沈降において初期堆積の半分を残存させ
るためには、直系１ｍ程度のクラスレートを作成する必
要があるとされている。 ＜仮定＞ 海水密度：塩濃度３．５％、温度０℃での水深を考慮し
た密度 海水粘度：０．０１７ｇ／ｃｍ／ｓ，水深、温度に関わ
らず一定 炭酸ガスクラスレート密度：１．１ｇ／ｃｍ3 海流速：零 周囲海水中炭酸ガス濃度：零 沈降速度：球の沈降速度ｕを表す５００＜Ｒｅ＜２００
０００に適用される下記式〔白井隆、”流動層”，ｐ４
８，科学技術社（１９７３）〕が２０００００＜Ｒｅに
おいても適応できる。 ｕ＝｛３ｇ×（ρｓ−ρ）×Ｄ／ρ｝1/2 ここで、ｇは重力の加速度（＝９８０ｃｍ／ｓ），Ｄは
炭酸ガスクラスレートの直径 ρｓは炭酸ガスクラスレートの密度（＝1.1g/cm3），ρ
は海水密度である。An example of the results of the analysis is as follows. Carbon dioxide gas clathrate was created in an observable place in the high-pressure vessel, artificial seawater of zero carbon dioxide concentration was injected at a predetermined flow rate from the bottom, and the dissolution behavior was observed. And the rate of clathrate dissolution determined by ΔV H = Vc · A S · Δt, assuming that the amount of dissolved carbon dioxide clathrate ΔV H can be expressed by the following formula that is proportional to the surface area A S and time Δt. The results of the simulation considering the relationship between the constant Vc and the surrounding artificial seawater velocity of zero carbon dioxide concentration and the dissolution process based on the following process. From FIG. It is said that it is necessary to create a class rate of about 1 m. <Assumptions> Seawater density: 3.5% salt concentration, density considering water depth at a temperature of 0 ° C Seawater viscosity: 0.017 g / cm / s, constant regardless of water depth and temperature Carbon dioxide clathrate density: 1.1 g / Cm 3 Sea velocity: zero Carbon dioxide concentration in surrounding seawater: zero Sedimentation velocity: Sphere sedimentation velocity u 500 <Re <200
The following formula applied to 000 [Takashi Shirai, "Fluidized Bed", p4
8, Science and Technology Company (1973)] can be applied even when 200,000 <Re. u = {3g × (ρs−ρ) × D / ρ} 1/2 where g is the acceleration of gravity (= 980 cm / s), D is the diameter of the carbon dioxide clathrate, and ρs is the density of the carbon dioxide clathrate ( = 1.1g / cm 3 ), ρ
Is the seawater density.
【０００７】そこで、本願出願人等は炭酸ガスクラスレ
ート生成方法を提案し、先に出願（特願平４−１９６８
３８号；特開平６−３９２４３号公報参照）した。この
炭酸ガスクラスレート生成方法は、図８に示すように、
反応容器１１内に水溶液１２と炭酸ガス１３とを界面１
４で接触させて保持して該反応容器１１内の圧力を１３
ａｔｍ以上としてシャーベット状の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３
４内で形成するようにしたものである。Therefore, the applicants of the present invention have proposed a method for producing carbon dioxide gas clathrate, and filed a prior application (Japanese Patent Application No. 4-1968).
No. 38; see JP-A-6-39243). This carbon dioxide gas clathrate generation method, as shown in FIG.
The aqueous solution 12 and the carbon dioxide gas 13 are placed in the reaction vessel 11 at the interface 1
The pressure in the reaction vessel 11 is kept at 13
When the carbon dioxide clathrate particles 22 in the form of sherbet are generated and grown to be equal to or higher than atm, and the particles 22 settle to some extent, they are consolidated in the compression cylinder portion 31 to collect the carbon dioxide clathrate lumps 37 that are not flowed at the seawater flow velocity. Three
It is formed within 4.
【０００８】しかしながら、この従来の方法では、以下
のような問題がある。 図９に示すように、集合室３４ａ内に圧縮によって
集められたクラスレート塊３７の貯蔵器３６内への落下
は自然剥離によっているので、該炭酸ガスクラスレート
塊３７が圧縮され過ぎて集合室３４ａ内に固着した場
合、落下不能となる場合があるという問題がある。 また、集合室３４ａ内に炭酸ガスクラスレート塊３
７を集合させる際に、シャーベット状のクラスレート粒
子２２が水溶液循環ポンプ３８の入口側に設けたフィル
タ３９と集合室３４ａとの間の流路内に上記シャーベッ
ト状のクラスレート粒子２２が圧縮により集積又は蓄積
される結果、該流路が詰まってしまうという問題があ
る。However, this conventional method has the following problems. As shown in FIG. 9, the clathrate lumps 37 collected by compression in the gathering chamber 34a fall into the reservoir 36 due to spontaneous separation, so that the carbon dioxide gas clathrate lumps 37 are over-compressed. If it sticks to the inside of 34a, there is a problem that it may not be able to fall. In addition, carbon dioxide clathrate lumps 3 are collected in the gathering chamber 34a.
When collecting 7, the sherbet-shaped clathrate particles 22 are compressed by the sherbet-shaped clathrate particles 22 in the flow path between the filter 39 provided on the inlet side of the aqueous solution circulation pump 38 and the collecting chamber 34a. As a result of being accumulated or accumulated, there is a problem that the flow path is clogged.
【０００９】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大
きさを有する炭酸ガスクラスレート塊を効率よくしかも
安定して生成・分離する炭酸ガスクラスレート生成方法
および炭酸ガスクラスレートの圧搾生成装置を提供する
ことを目的とする。In view of such circumstances, the present invention efficiently and stably produces and separates a carbon dioxide clathrate lump having a predetermined size that sinks to a predetermined location on the deep sea floor without being swept by the seawater flow velocity in the deep sea. An object of the present invention is to provide a carbon dioxide gas clathrate producing method and a carbon dioxide gas clathrate squeezing device.
【００１０】[0010]
【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、該生成した炭酸ガスク
ラスレート粒子を圧搾室内で圧搾により炭酸ガスクラス
レート塊を生成させ、その後駆動手段により前記炭酸ガ
スクラスレート塊を圧搾室から貯蔵室へ落下させること
を特徴とする。The method for producing carbon dioxide gas clathrate according to the present invention, which achieves the above object, produces carbon dioxide gas clathrate particles by maintaining carbon dioxide gas and water or seawater at a predetermined temperature and a predetermined pressure. The generated carbon dioxide gas clathrate particles are compressed in the compression chamber to generate carbon dioxide gas clathrate lumps, and then the carbon dioxide gas clathrate lumps are dropped from the compression chamber to the storage chamber by the driving means.
【００１１】また、一方の炭酸ガスクラスレートの圧搾
成形装置の構成は、水又は海水からなる水溶液及び炭酸
ガスを投入し、加圧及び温度調節自在で炭酸ガスクラス
レート粒子を生成する反応を行う反応容器と、該反応容
器と連結され、圧搾化ピストンと炭酸ガスクラスレート
塊とを載置させると共に該クラスレート塊を通過させる
開口部を有する往復動自在な水切り用支持板を有し前記
炭酸ガスクラスレート粒子を圧搾するとともに、圧搾後
の前記クラスレート塊を貯蔵室へ落下させる圧搾シリン
ダ部と、該圧搾シリンダ部の水切り用支持板で分離した
水溶液を前記反応容器に戻す循環ポンプとを具備したこ
とを特徴とする。[0012] On the other hand, in the constitution of the compression molding device for carbon dioxide gas clathrate, an aqueous solution of water or seawater and carbon dioxide gas are charged, and a reaction for generating carbon dioxide gas clathrate particles is carried out under pressure and temperature control. The carbon dioxide has a reaction container, a reciprocating support plate for draining, which is connected to the reaction container, has a squeezing piston and a carbon dioxide gas clathrate mass placed thereon, and has an opening through which the clathrate mass passes. While pressing the gas clathrate particles, a pressing cylinder part for dropping the clathrate mass after pressing into the storage chamber, and a circulation pump for returning the aqueous solution separated by the draining support plate of the pressing cylinder part to the reaction container. It is characterized by having.
【００１２】上記炭酸ガスクラスレートの圧搾成形装置
において、上記水切り用支持板が微細孔を有する焼結金
属であることを特徴とする。In the carbon dioxide gas clathrate compression molding apparatus, the draining support plate is a sintered metal having fine holes.
【００１３】[0013]
【作用】以下、本発明の作用を詳細に説明する。The operation of the present invention will be described below in detail.
【００１４】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６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。Here, in the method of producing carbon dioxide gas clathrate according to the present invention, an aqueous solution of water or seawater and carbon dioxide gas are charged into a reaction vessel, and the pressure in the reaction vessel is controlled in the shaded area shown in FIG. The pressure, that is, 13 atm or more, is maintained, and the temperature of the aqueous solution is maintained above 0 ° C. and up to 10 ° C. It should be noted that the solution containing carbon dioxide gas may be agitated in order to promote the generation.
【００１５】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（圧搾部）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。Since the carbon dioxide gas clathrate obtained in this way is fine, these are accumulated at a specific place (pressing part) under the reaction vessel or transferred to another pressure-tight vessel. Then, it is compressed by a compression means such as a piston to obtain a carbon dioxide gas clathrate lump having a certain size that does not flow into the deep sea water and sinks.
【００１６】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５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。Carbon dioxide clathrate dissolves in water or seawater
The released carbon dioxide gas is generated by reacting with water.
The generation / growth driving force is the operation pressure P and the operation temperature shown in FIG.
Degree T 1Carbon dioxide clathrate formation equilibrium pressure P at1With
Proportional to the difference. Therefore, increase the carbon dioxide clathrate
In order to produce and grow gently,
Alternatively, carbon dioxide may be absorbed at the interface between the aqueous solution of seawater and carbon dioxide.
It is necessary to dissolve the soot quickly.
【００１７】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℃を超えて１０℃までに保持す
ることが必要である。Therefore, in the present invention, in order to generate carbon dioxide gas clathrate in water or seawater, the pressure in the reaction vessel is set to 13 atm which is a carbon dioxide gas clathrate generation condition.
In addition to the above, it is necessary to maintain the temperature of water or seawater to 10 ° C. above 0 ° C., which is a carbon dioxide gas clathrate generation condition.
【００１８】尚、図５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６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。FIG. 5 is an equilibrium diagram of carbon dioxide gas clathrate formation in pure water (NaCl concentration 0%). In the case of seawater having a salt concentration, as shown in FIG. Compared with, the production equilibrium pressure under the same pressure increases. Therefore, it is necessary to further increase the pressure in the reaction vessel in seawater.
【００１９】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。The reason why the pressure inside the reaction vessel is 13 atm or more is that carbon dioxide clathrate is generated at 12.4 atm or more, and the reason why the upper limit is not set is that the higher the pressure is, the higher the generation rate is. Is.
【００２０】水溶液温度を０℃を超えて１０℃までとす
る理由は、１０℃を超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。The reason why the temperature of the aqueous solution is set higher than 0 ° C. to 10 ° C. is that carbon dioxide clathrate is not generated when the temperature exceeds 10 ° C.
【００２１】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堆積
する。The fine particulate carbon dioxide gas clathrate produced by the above operation gradually settles in the reaction vessel on the basis of the difference in specific gravity, and is deposited in a sherbet-like form on the lower part.
【００２２】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搾（圧縮）手段を用
いて圧搾化させ所定の大きさの塊とさせる。このときフ
ィルター等の水切り部材を用いて、水または海水のみが
圧搾化を行っている部分より出ていくようにし、再度反
応に用いるよう循環させている。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。The sherbet-like carbon dioxide gas clathrate is accumulated and squeezed using a squeezing (compressing) means such as a piston to form a lump of a predetermined size. At this time, a water draining member such as a filter is used so that only water or seawater comes out from the portion being squeezed and is circulated so as to be used again in the reaction. As a result, the carbon dioxide gas clathrate in the form of fine particles can be converted into carbon dioxide gas clathrate lumps having a certain size.
【００２３】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搾化を行って
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。As described above, according to the present invention, first, carbon dioxide gas clathrate in the form of fine particles is generated, and then the carbon dioxide gas is accumulated and compressed by a compression means such as a piston to generate carbon dioxide gas of a desired size. I am trying to generate clathrate chunks.
【００２４】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。As a result of the above, according to the present invention, it is possible to generate a carbon dioxide gas clathrate having a desired size which sinks at a predetermined location on the bottom of the deep sea without being flown by the seawater flow velocity in the deep sea.
【００２５】また、圧搾手段によりシャーベット状の炭
酸ガスクラスレート粒子を容器内に集積させ、所定の大
きさの炭酸ガスクラスレート塊を圧搾し、次いで該炭酸
ガスクラスレート塊を前記圧搾手段と連通する貯蔵室内
に圧搾ポンプ等を用い強制的に落下させるようにしてい
る。Further, the sorbet-shaped carbon dioxide gas clathrate particles are accumulated in the container by the squeezing means to squeeze the carbon dioxide gas clathrate lump of a predetermined size, and then the carbon dioxide gas clathrate lump is communicated with the squeezing means. A squeeze pump or the like is used to forcefully drop into the storage room.
【００２６】[0026]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.
【００２７】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。FIG. 1 shows the overall construction of a production apparatus for carrying out the carbon dioxide gas clathrate production method according to one embodiment. As shown in the figure, the reaction vessel 11 is filled with an aqueous solution 12 of water or seawater and a carbon dioxide gas 13 so as to come into contact with each other at an interface 14. A cooling jacket 15 is provided around each of the reaction vessels 11, and an interface 14 between the aqueous solution 12 and the carbon dioxide gas 13 is provided at the cooling jacket 1.
Located at the bottom of the 5. Here, cooling jacket 1
5 is controlled by a carbon dioxide gas / aqueous solution interface temperature controller 17 to which an aqueous solution surface thermometer 16 for measuring the temperature of the aqueous solution 12 near the interface 14 is connected.
【００２８】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。On the other hand, a carbon dioxide gas cylinder 19 is connected to the upper side of the reaction vessel 11 via a pressure regulating valve 18 inside the reaction vessel, and the pressure regulating valve 18 inside the reaction vessel is the pressure regulating valve 1 concerned.
8 and the reaction container 11 are controlled based on the output of the pressure gauge 20 inside the reaction container provided in a branched manner.
【００２９】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。Further, the reaction vessel 11 is provided with a stirrer 21 for stirring the aqueous solution 12 to accelerate the production rate of the carbon dioxide gas clathrate particles 22. The aqueous solution 12 is supplied from the aqueous solution tank 23 to the aqueous solution supply pump 24 and the valve 25.
It is supplied to the inside of the reaction container 11 via.
【００３０】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搾シリンダ部３１及
び圧搾化ピストン３２を有する圧搾手段が設けられてお
り、圧搾化ピストン３２はピストン駆動手段３３により
往復動自在としている。Further, the lower end of the reaction vessel 11 is provided with a squeezing means having a squeezing cylinder portion 31 and a squeezing piston 32 that allow the inside of the vessel 11 and the base end to communicate with each other. It is reciprocally movable by the piston drive means 33.
【００３１】また圧搾シリンダ部３１の先端部には圧搾
クラスレート塊を集合させる集合容器５１ならびに集合
容器下部５２が設けられている。該集合容器下部５２
は、圧搾化ピストン３２と炭酸ガスクラスレートとを載
置させる水切り用支持板としての機能を有しており、ま
た、その材質は水溶液１２のみを通過させる例えば微細
孔から構成される焼結金属からなっている。At the tip of the pressing cylinder portion 31, there are provided a collecting container 51 for collecting the pressing clathrate lumps and a collecting container lower part 52. The lower part 52 of the collecting container
Has a function as a draining support plate on which the squeezing piston 32 and the carbon dioxide clathrate are placed, and the material thereof is, for example, a sintered metal composed of fine holes through which only the aqueous solution 12 passes. It consists of
【００３２】また、図２に示すように、上記集合容器下
部５２は駆動モータ５３の駆動により回転され、圧搾シ
リンダ部３１の先端部と連通すると共に、圧搾炭酸ガス
クラスレートを貯蔵する炭酸ガスクラスレート貯蔵室５
４内に集合容器５１内に集合した炭酸ガスクラスレート
塊３７を落下するための開口部５２ａを有しており、圧
搾化ピストン３２の押し出しにより炭酸ガスクラスレー
ト貯蔵室５４内に強制的に炭酸ガスクラスレート塊３７
を落下させ貯蔵するようにしてている。As shown in FIG. 2, the lower portion 52 of the collecting container is rotated by the drive motor 53, communicates with the tip of the squeezing cylinder part 31, and stores the carbon dioxide gas clathrate. Rate storage room 5
4 has an opening 52a for dropping the carbon dioxide gas clathrate lumps 37 collected in the collecting container 51, and is forced into the carbon dioxide gas clathrate storage chamber 54 by pushing the squeezing piston 32. Gas clathrate lump 37
It is designed to be dropped and stored.
【００３３】図２は炭酸ガスクラスレート粒子２２を圧
搾化させて集合させ、所望の大きさの炭酸ガスクラスレ
ート塊３７を形成する集合容器５１ならびに集合容器下
部５２の一実施例を示したが、本発明はこれに限定され
るものではない。また、水切り用仕切り板としての集合
容器下部５２は本実施例では焼結金属を例示して説明し
たが、本発明はこれに限定されず同様な作用を奏するフ
ィルター等であればいずれを用いてもよい。FIG. 2 shows an embodiment of the collecting container 51 and the lower part 52 of the collecting container which squeezes and collects the carbon dioxide gas clathrate particles 22 to form a carbon dioxide gas clathrate lump 37 having a desired size. However, the present invention is not limited to this. Further, although the lower part 52 of the collecting container as the partition plate for draining water is described by exemplifying the sintered metal in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and any filter or the like having the same action can be used. Good.
【００３４】次に、図１に示す装置により炭酸ガスクラ
スレート塊を生成する一実施例を説明する。Next, an embodiment for producing carbon dioxide gas clathrate lumps by the apparatus shown in FIG. 1 will be described.
【００３５】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
スクラスレート粒子２２の生成に伴い、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ようにす
る。Aqueous solution (water or seawater) in the reaction vessel 11
12 and carbon dioxide gas 13 are charged and maintained at a predetermined pressure. Although the pressure decreases as the carbon dioxide gas clathrate particles 22 are generated, at this time, the carbon dioxide gas 13 is charged from the carbon dioxide gas cylinder 19 by the pressure regulating valve 18 so as to keep the pressure almost constant.
【００３６】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、本実施例では圧搾シリンダ部３１から反応容器１１
へ循環するパイプ内に介装した水溶液循環ポンプ５５を
用いて水溶液を循環させている。このとき微細孔から構
成される焼結金属からなる集合容器下部５２により水溶
液のみを通過させ、炭酸ガスクラスレート粒子２２を圧
搾シリンダ部３１内に貯めるようにする。After the aqueous solution 12 and the carbon dioxide gas 13 are charged, the mixture is stirred using the stirrer 21 to produce small carbon dioxide gas clathrate particles 22. Although the present particles settle in the aqueous solution 12 under a certain condition, they are accumulated more quickly.
The aqueous solution is circulated by using an aqueous solution circulation pump 55 provided in a pipe that circulates. At this time, only the aqueous solution is allowed to pass through the lower portion 52 of the sintered metal constituted of the fine holes to store the carbon dioxide gas clathrate particles 22 in the compression cylinder portion 31.
【００３７】所定時間反応・循環させ炭酸ガスクラスレ
ート粒子２２が圧搾シリンダ部３１内に所定量蓄積した
段階で、水溶液循環ポンプ５５を停止し、該水溶液循環
ポンプ５５の出入口弁５６，５７を閉じ循環ポンプバイ
パス弁５８を開く。そして圧搾化ピストン３２をピスト
ン駆動手段３３を用いて駆動し、図３に示すように圧搾
化を行う。When the carbon dioxide clathrate particles 22 are allowed to react and circulate for a predetermined period of time and a predetermined amount of carbon dioxide clathrate particles 22 are accumulated in the compression cylinder portion 31, the aqueous solution circulation pump 55 is stopped and the inlet / outlet valves 56 and 57 of the aqueous solution circulation pump 55 are closed. The circulation pump bypass valve 58 is opened. Then, the squeezing piston 32 is driven using the piston driving means 33, and squeezing is performed as shown in FIG.
【００３８】この圧搾機構は圧搾化ピストン３２の駆動
により、微細孔から構成される焼結金属からなる集合
容器下部５２により水溶液のみを通過させ、炭酸ガスク
ラスレート粒子２２を圧搾シリンダ部３１内に残すこ
と、圧搾化ピストン３２と圧搾シリンダ部３１との隙
間から水溶液１２のみ上部に通過させ炭酸ガスクラスー
ト粒子２２を圧搾化ピストン３２先端部と集合容器下部
５２との間に蓄積する、という二つの過程で構成されて
いる。In this compression mechanism, the compression piston 32 is driven to allow only the aqueous solution to pass through the lower part 52 of the sintered metal container composed of fine holes, so that the carbon dioxide gas clathrate particles 22 are introduced into the compression cylinder portion 31. The two processes of leaving the carbon dioxide gas crust particles 22 between the squeezing piston 32 and the squeezing cylinder part 31 and allowing the carbon dioxide crust particles 22 to accumulate between the squeezing piston 32 tip part and the collecting container lower part 52. It is composed of.
【００３９】所定圧搾圧力で圧搾し水分を除くことによ
り、集合容器５１内に炭酸ガスクラスレート粒子２２か
らなる炭酸ガスクラスレート塊３７を形成する。A carbon dioxide gas clathrate lump 37 made of carbon dioxide gas clathrate particles 22 is formed in the collecting container 51 by squeezing at a predetermined squeezing pressure to remove water.
【００４０】この圧搾化が終了した後、図４に示すよう
に集合容器下部５２を駆動モータ５３を用いて回転さ
せ、集合容器下部５２の開口部５２ａの部分を圧搾シリ
ンダ部３１の下部に位置させ、ピストン駆動手段３３を
用いて圧搾化された炭酸ガスクラスレート塊３７を集合
容器５１から貯蔵室５４へ強制的に落下させる。After this squeezing is completed, as shown in FIG. 4, the lower part 52 of the collecting container is rotated by using the drive motor 53 so that the opening 52a of the lower part 52 of the collecting container is positioned below the squeezing cylinder part 31. Then, the compressed carbon dioxide clathrate lump 37 is forcedly dropped from the collecting container 51 into the storage chamber 54 by using the piston drive means 33.
【００４１】その後、圧搾化ピストン３２及び集合容器
下部５１等を最初の状態（図１の状態）に戻し、上述の
操作を繰り返す。After that, the squeezing piston 32, the lower part 51 of the collecting container, etc. are returned to the initial state (the state shown in FIG. 1), and the above operation is repeated.
【００４２】この結果、例えば３０kg／cm2 以上の圧搾
圧力を加えることにより、シャーベット状から直径1000
mm, 高さ1000mmの円柱状に固形化でき、さらに水溶液中
で再分散しない炭酸ガスクラスレート塊を得ることがで
きた。As a result, by applying a squeezing pressure of, for example, 30 kg / cm 2 or more, the sherbet shape can be changed to a diameter of 1000.
It was possible to obtain a carbon dioxide clathrate lump that could be solidified into a cylinder with a height of 1000 mm and a height of 1000 mm and did not redisperse in an aqueous solution.
【００４３】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。Although carbon dioxide gas is used in the above embodiments, it goes without saying that liquefied carbon dioxide gas may be used instead of carbon dioxide gas.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
生成炭酸ガスクラスレートを生成させた後、圧搾手段に
より圧搾させることで炭酸ガスクラスレート塊を形成で
き、炭酸ガスクラスレート塊の落下は従来のような自
然剥離によらずに強制的に、該炭酸ガスクラスレート塊
を貯蔵室に落下させているので、従来のような落下不能
となる場合がない。 また、集合容器内に炭酸ガスクラスレート塊を集合
させる際に、シャーベット状のクラスレート粒子は通過
させずに水溶液のみを通過させる例えば焼結金属等から
なる水切り用支持板を用いて分離しているので、従来の
ように流路内に上記シャーベット状のクラスレート粒子
が圧縮により集積又は蓄積される結果、該流路が詰まっ
てしまうという問題が解消され、安定しての炭酸ガスク
ラスレート塊の形成ができる。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。As described above, according to the present invention,
After generating the generated carbon dioxide gas clathrate, the carbon dioxide gas clathrate lump can be formed by squeezing by the squeezing means, and the carbon dioxide gas clathrate lump is forcibly dropped without relying on the conventional natural separation. Since the carbon dioxide gas clathrate lump is dropped into the storage chamber, there is no case where the lump of carbon dioxide clathrate cannot be dropped as in the conventional case. Further, when the carbon dioxide clathrate lumps are collected in the collecting container, the sherbet-shaped clathrate particles are not allowed to pass, and only the aqueous solution is allowed to pass, for example, separated using a draining support plate made of a sintered metal or the like. Therefore, the problem that the sherbet-shaped clathrate particles are accumulated or accumulated in the channel as a result of compression as in the conventional case and the channel is clogged is solved, and a stable carbon dioxide clathrate mass is obtained. Can be formed. If the obtained mass of carbon dioxide clathrate is dropped into the sea, it becomes possible to settle it at a predetermined place in the deep sea without being caused to flow at the seawater flow velocity.
【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。FIG. 1 is a configuration diagram of a generator for carrying out a carbon dioxide gas clathrate generating method according to an embodiment.
【図２】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。FIG. 2 is a schematic view of a collecting container for collecting carbon dioxide gas clathrate according to one embodiment.
【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。FIG. 3 is a configuration diagram of a generator for carrying out a carbon dioxide gas clathrate generating method according to an embodiment.
【図４】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。FIG. 4 is a configuration diagram of a generation device for carrying out a carbon dioxide gas clathrate generation method according to an embodiment.
【図５】ＮａＣｌ濃度０％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。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the operating pressure and the equilibrium pressure in the equilibrium diagram of carbon dioxide gas clathrate production when the NaCl concentration is 0%.
【図６】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。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the operating pressure and the equilibrium pressure in the equilibrium diagram for the production of carbon dioxide gas clathrate when the NaCl concentration is 5%.
【図７】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。FIG. 7 is a relationship diagram between an operating pressure and an equilibrium pressure in an equilibrium diagram of carbon dioxide gas clathrate generation in the case where the NaCl concentration is 0% (pure water).
【図８】従来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。FIG. 8 is a configuration diagram of a generation device for carrying out a carbon dioxide gas clathrate generation method according to a conventional example.
【図９】従来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。FIG. 9 is a configuration diagram of a generation device for carrying out a carbon dioxide gas clathrate generation method according to a conventional example.
１１ 反応容器 １２ 水溶液（水又は海水） １３ 炭酸ガス １８ 反応容器内圧力調整弁 １９ 炭酸ガスボンベ ２１ 攪拌器 ２２ 炭酸ガスクラスレート粒子 ２３ 水溶液タンク ３１ 圧搾シリンダ部 ３２ 圧搾化ピストン ３３ ピストン駆動手段 ３７ 炭酸ガスクラスレート塊 ５１ 集合容器 ５２ 集合容器下部 ５３ 駆動モータ ５４ 貯蔵室 ５５ 水溶液循環ポンプ 11 Reaction Vessel 12 Aqueous Solution (Water or Seawater) 13 Carbon Dioxide 18 Pressure Control Valve in Reaction Vessel 19 Carbon Dioxide Cylinder 21 Stirrer 22 Carbon Dioxide Clathrate Particles 23 Aqueous Solution Tank 31 Squeeze Cylinder 32 Squeeze Piston 33 Piston Driving Means 37 Carbon Dioxide Clathrate mass 51 Collecting container 52 Lower part of collecting container 53 Drive motor 54 Storage chamber 55 Aqueous solution circulation pump
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高村 幸宏 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内 (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 (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 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukihiro Takamura 1 20-20 Kitakanyama, Otaka-cho, Midori-ku, Nagoya-shi, Aichi Chubu Electric Power Co., Inc. Electric Power Research Laboratory (72) Inventor Tadaaki Tanii Arai-cho, Takasago-shi, Hyogo Niihama 1-1-1 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Takasago Research Institute (72) Inventor Hikaru Kitamura 1-1-1, Wadasaki-cho, Hyogo-ku, Kobe, Hyogo Prefecture Mitsubishi Heavy Industries Ltd., Kobe Shipyard (72) Inventor Toshihiro Kamada 1-1 1-1 Wadasaki-cho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Kobe Shipyard
Claims (3)
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、該生成した炭酸ガスクラスレート粒子を圧搾室内で
圧搾により炭酸ガスクラスレート塊を生成させ、その後
駆動手段により前記炭酸ガスクラスレート塊を圧搾室か
ら貯蔵室へ落下させることを特徴とする炭酸ガスクラス
レート生成方法。1. Carbon dioxide gas and water or seawater are maintained at a predetermined temperature and a predetermined pressure to generate carbon dioxide gas clathrate particles, and the generated carbon dioxide gas clathrate particles are squeezed in a squeezing chamber to squeeze carbon dioxide gas clathrate lumps. And then driving the driving means to drop the carbon dioxide gas clathrate mass from the compression chamber to the storage chamber.
を投入し、加圧及び温度調節自在で炭酸ガスクラスレー
ト粒子を生成する反応を行う反応容器と、該反応容器と
連結され、圧搾化ピストンと炭酸ガスクラスレート塊と
を載置させると共に該クラスレート塊を通過させる開口
部を有する往復動自在な水切り用支持板を有し前記炭酸
ガスクラスレート粒子を圧搾するとともに、圧搾後の前
記クラスレート塊を貯蔵室へ落下させる圧搾シリンダ部
と、 該圧搾シリンダ部の水切り用支持板で分離した水溶液を
前記反応容器に戻す循環ポンプとを具備したことを特徴
とする炭酸ガスクラスレートの圧搾成形装置。2. A reaction vessel in which an aqueous solution of water or seawater and carbon dioxide are charged, and a reaction for generating carbon dioxide gas clathrate particles is performed under pressure and temperature control, and a squeezing piston connected to the reaction vessel. And a carbon dioxide gas clathrate lump are placed, and the carbon dioxide gas clathrate particles are squeezed while having a reciprocating support draining support plate having an opening for passing the clathrate lump and the class after squeezing. Squeeze molding of carbon dioxide gas clathrate, characterized by comprising: a squeeze cylinder part for dropping the lump of rate into a storage chamber; and a circulation pump for returning the aqueous solution separated by the draining support plate of the squeeze cylinder part to the reaction vessel. apparatus.
圧搾成形装置において、上記水切り用支持板が微細孔を
有する焼結金属であることを特徴とする炭酸ガスクラス
レートの圧搾成形装置。3. The carbon dioxide clathrate compression molding apparatus according to claim 2, wherein the draining support plate is a sintered metal having fine holes.
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| JP06292501A JP3100297B2 (en) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | Carbon dioxide clathrate generation method and its compression molding apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005272574A (en) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Method of and apparatus for discharge of gas hydrate |
| JP2006087982A (en) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Method and apparatus for gas-liquid contact reaction |
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