KR102192432B1 - 이산화탄소 시용 장치 및 연소 배기 가스에 포함되는 이산화탄소를 회수하는 방법 - Google Patents

이산화탄소 시용 장치 및 연소 배기 가스에 포함되는 이산화탄소를 회수하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시에 일 국면에 있어서의 이산화탄소 시용 장치는, 적어도 하나의 액체 저류 탱크와, 흡착 탱크와, 공급 유로와, 배출 유로를 구비한다. 상기 흡착 탱크는, 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크보다도 고온으로 되는 위치에 배치되어 있다.

Description

이산화탄소 시용 장치 및 연소 배기 가스에 포함되는 이산화탄소를 회수하는 방법 {CARBON DIOXIDE APPLICATION DEVICE AND METHOD FOR CAPTURING CARBON DIOXIDE CONTAINED IN A COMBUSTION EXHAUST GAS}
본 개시는, 연소 배기 가스에 포함되는 이산화탄소를 회수하여, 농업용 하우스 내로 공급하는 기술에 관한 것이다.
일본 특허 공개 제2016-063755호 공보에 개시된 기술은, 흡착 탱크보다도 연소 배기 가스 흐름 상류에서 연소 배기 가스의 제습을 행하고 있다. 흡착 탱크는, 이산화탄소를 흡착하는 흡착재를 갖고 있다. 제습된 연소 배기 가스에 의해 흡착재가 수분을 흡착하는 것이 억제되므로, 흡착 탱크는 이산화탄소를 효율적으로 저류할 수 있다.
흡착 탱크가 냉각되면 흡착 탱크에서 결로가 발생하고, 발생한 결로가 흡착재에 흡착된다. 그 결과, 흡착 탱크에 있어서의 이산화탄소의 흡착 효율이 저하될 수 있다.
본 개시의 일 국면은, 이산화탄소를 회수 및 공급하는 이산화탄소 시용 장치에 있어서, 흡착 탱크에서의 결로를 억제할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 개시의 일 국면에 있어서의 이산화탄소 시용 장치는, 적어도 하나의 액체 저류 탱크와, 흡착 탱크와, 공급 유로와, 배출 유로를 구비한다.
상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크는, 액체를 저류하도록 구성되어 있다. 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크는, 또한, 연소 배기 가스를 받아들여, 상기 연소 배기 가스가 상기 액체 속을 통과하도록 구성되어 있다. 상기 흡착 탱크는, 이산화탄소를 흡착하는 흡착재를 구비하고, 상기 액체 속을 통과한 상기 연소 배기 가스 중의 이산화탄소를 상기 흡착재로 흡착하도록 구성되어 있다. 상기 흡착 탱크는, 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크보다도 고온으로 되는 위치에 배치된다. 상기 공급 유로는, 상기 연소 배기 가스를, 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크를 경유하여 상기 흡착 탱크에 공급하도록 구성된다. 상기 배출 경로는, 상기 흡착 탱크와, 농업용 하우스를 접속한다.
즉, 본 개시의 이산화탄소 시용 장치에서는, 상기 흡착 탱크가 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크보다 고온으로 되는 위치에 배치된다. 이와 같은 구성에 따르면, 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크를 통과한 상기 연소 배기 가스에 대하여, 상기 흡착 탱크에서의 온도 저하를 억제하고, 상대 습도가 올라가기 어렵게 할 수 있다. 따라서, 상기 흡착 탱크에서의 결로를 억제하여, 상기 흡착 탱크에 의한 이산화탄소의 흡착 성능을 유지할 수 있다.
또한, 이와 같은 구성에 의해, 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크를 통과한 상기 연소 배기 가스의 온도를 상승시킬 수 있으면, 상기 연소 배기 가스의 상대 습도를 내릴 수 있다.
상기 흡착 탱크는, 상기 농업용 하우스 내에 배치되어도 좋다. 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크는, 상기 농업용 하우스 외부에 배치되어도 좋다.
이 경우, 난방 운전에 의해 연소 배기 가스가 공급되는 동절기에, 상기 흡착 탱크가 비교적 고온으로 되는 상기 농업용 하우스 내에 배치되고, 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크가 비교적 저온으로 되는 상기 농업용 하우스 외부에 배치되므로, 상기 흡착 탱크에서의 결로를 억제할 수 있다.
상술한 이산화탄소 시용 장치는, 상기 흡착 탱크를 가온하도록 구성된 가온부를 더 구비해도 좋다.
이 경우, 상기 가온부에 의해 상기 흡착 탱크가 보다 고온으로 되도록 가온할 수 있으므로, 상기 흡착 탱크에서의 결로를 보다 억제할 수 있다.
상기 가온부는, 연료를 연소시킴으로써 이산화탄소를 포함하는 연소 배기 가스를 생성하고, 상기 연소 배기 가스의 적어도 일부를 상기 공급 유로에 공급하는 동시에, 상기 연소에 의해 발생하는 열의 적어도 일부를, 상기 흡착 탱크를 가온하기 위하여 이용하도록 구성되어도 좋다.
이 경우, 상기 가온부가, 연소에 의해 발생하는 이산화탄소를 상기 흡착 탱크에 공급하는 기능과, 연소에 의해 발생하는 열을 사용하여 상기 흡착 탱크를 가온하는 기능을 가지므로, 이들 기능을 다른 장치를 사용하여 실현하는 구성과 비교하여, 이산화탄소 시용 장치를 소형화할 수 있다.
상기 액체는, 상기 연소 배기 가스에 포함되는 유해 물질을 제거할 수 있는 유해 물질 제거 액체를 포함해도 좋다. 상기 유해 물질 제거 액체는, 예를 들어 황화물 및／또는 질화물과 반응하는 화합물의 수용액을 포함해도 좋다.
본 개시의 다른 일 국면은, 연소 배기 가스에 포함되는 이산화탄소를 회수하는 방법이며,
적어도 하나의 액체 저류 탱크에 액체를 저류하는 것과,
상기 연소 배기 가스를, 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크를 경유하여 흡착 탱크에 공급하는 것으로서, 상기 흡착 탱크는, 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크보다도 고온으로 되는 위치에 배치되고, 상기 흡착 탱크는, 상기 액체 속을 통과한 상기 연소 배기 가스 중의 이산화탄소를 흡착하도록 구성되어 있는, 상기 연소 배기 가스를, 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크를 경유하여 흡착 탱크에 공급하는 것을 구비한다.
이러한 방법은, 상기 흡착 탱크에서의 결로를 억제하고, 상기 흡착 탱크에 의한 이산화탄소의 흡착 성능을 유지할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 개시의 예시적인 실시 형태를 설명한다.
도 1은 실시 형태에 있어서의 이산화탄소 시용 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 2는 실시 형태의 이산화탄소 시용 장치를 구성하는 각 장치의 배치예를 도시하는 평면도이다.
도 3은 제1 비교예의 이산화탄소 시용 장치를 구성하는 각 장치의 배치예를 도시하는 평면도이다.
도 4는 제2 비교예의 이산화탄소 시용 장치를 구성하는 각 장치의 배치예를 도시하는 평면도이다.
도 5는 흡착 탱크의 수분량에 대한 실험예를 나타내는 그래프이다.
도 6은 다른 실시 형태에 있어서의 이산화탄소 시용 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 7은 또한 다른 실시 형태에 있어서의 이산화탄소 시용 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
[1. 제1 실시 형태]
[1-1. 구성]
도 1에 도시하는 이산화탄소 시용 장치(1)는, 연소 배기 가스에 포함되는 이산화탄소를 회수하여, 농업용 하우스 내로 공급한다. 이산화탄소 시용 장치(1)의 구성 요소는, 후술하는 바와 같이 농업용 하우스의 내부 및 외부에 분산하여 배치된다.
이산화탄소 시용 장치(1)는, 연소장치(2)와, 정화 유닛(20)과, 블로워(5)와, 흡착 탱크(6)와, 제어부(7)를 구비한다. 정화 유닛(20)은, 제1 액체 저류 탱크(3)와, 제2 액체 저류 탱크(4)와, 조정 밸브(8)를 구비한다. 정화 유닛(20)은, 블로워(5) 및/또는 제어부(7)를 포함해도 좋다.
이산화탄소 시용 장치(1)는, 또한, 배기 가스 유로(10)와, 제1 도입 유로(11)와, 냉각 공기 유로(12)와, 제2 도입 유로(13)와, 시용 공기 유로(14)와, 공급 유로(15)와, 배출 유로(16)를 구비한다. 제1 도입 유로(11), 제2 도입 유로(13), 공급 유로(15)의 각각은, 관 형상으로 형성되고, 연소 배기 가스를, 제1 액체 저류 탱크(3) 및 제2 액체 저류 탱크(4)를 경유하여 흡착 탱크(6)로 공급하기 위한 통로로서 기능한다.
<연소장치>
연소장치(2)는, 주로 야간에, 중유나 등유 등의 연료를 연소시켜, 농업용 하우스 내의 공기를 따뜻하게 하는 장치이다. 연소 배기 가스는, 굴뚝인 배기 가스 유로(10)를 통하여 농업용 하우스 외부로 배출된다.
연소장치(2)는, 연소 배기 가스의 적어도 일부를 제1 도입 유로(11), 제2 도입 유로(13), 공급 유로(15)에 공급한다. 또한, 연소에 의해 발생하는 열의 적어도 일부를, 흡착 탱크(6)를 가온하기 위하여 이용하도록 구성된다.
본 실시 형태에서는, 연소장치(2)는, 농업용 하우스 내를 가온함으로써, 농업용 하우스 내에 배치된 흡착 탱크(6)를 농업용 하우스 내의 공기를 통하여 가온한다. 단, 배기 가스 유로(10)를 흡착 탱크(6)에 접근시켜 배치함으로써, 배기 가스 유로(10)의 열을 사용하여 흡착 탱크(6)를 가온해도 좋다.
<제1 액체 저류 탱크>
제1 액체 저류 탱크(3)는, 연소장치(2)로부터 발생한 연소 배기 가스의 일부를 제1 액체(L1) 속에 통과시킴으로써 제1 액체(L1)에 의해 냉각 및 정화하기 위한 장치이다.
제1 액체 저류 탱크(3)는, 내부에 제1 액체(L1)를 저류하고 있다. 또한, 제1 액체 저류 탱크(3)는, 연소장치(2)로부터 연소 배기 가스를 도입하고, 도입한 연소 배기 가스가 제1 액체(L1) 속을 통과하도록 구성되어 있다. 연소 배기 가스는, 제1 액체(L1)와의 열교환에 의해 냉각된다. 연소 배기 가스에 함유되는 성분의 일부는, 제1 액체(L1)에 포함되는 화합물에 의해 제거된다.
구체적으로는, 제1 액체 저류 탱크(3)는, 제1 도입 유로(11)에 접속되어 있고, 연소 배기 가스가 제1 도입 유로(11)로부터 제1 액체(L1) 속에 공급된다. 제1 도입 유로(11)는, 배기 가스 유로(10)에 접속되고, 연소 배기 가스가 도입된다. 제1 액체(L1)는, 제1 액체 저류 탱크(3) 내의 제1 액체(L1)의 액면과 동일 위치까지 제1 도입 유로(11) 내에 진입되어 있다.
또한, 도 1에서는, 제1 도입 유로(11)의 제1 단부는, 제1 액체 저류 탱크(3)의 하면에 접속되어 있지만, 이 제1 단부는 제1 액체 저류 탱크(3)의 측면에 접속되어도 좋다. 또한, 제1 도입 유로(11)는, 제1 액체 저류 탱크(3)의 상면으로부터 제1 액체 저류 탱크(3)의 내부를 통하여 제1 액체(L1) 속에 개구되도록 배치되어도 좋다. 후술하는 제2 액체 저류 탱크(4)의 제2 도입 유로(13)에 대하여도 마찬가지이다.
제1 액체(L1) 속에 공급된 연소 배기 가스는, 제1 액체(L1) 속을 기포로 되어서 제1 액체 저류 탱크(3) 내를 부상한다. 즉, 제1 액체 저류 탱크(3) 내에서는, 버블링이 행해진다. 제1 액체(L1) 속을 통과한 연소 배기 가스는, 제2 도입 유로(13)를 통하여 제2 액체 저류 탱크(4)로 도입된다.
제1 액체 저류 탱크(3)에 저류되는 제1 액체(L1)는, 연소 배기 가스 중에 포함되는 황화물이나 질화물 등의 유해 물질을 제거할 수 있는 액체가 바람직하다. 예를 들어, 황화물 및／또는 질화물과 반응하는 화합물의 수용액은, 제1 액체(L1)로서 적절하게 사용할 수 있다.
제1 액체 저류 탱크(3)는, 배수로(17)가 설치되어 있다. 배수로(17)는, 제1 액체(L1)의 액위가 상승했을 때에, 제1 액체(L1)의 액압에 의해 제1 액체(L1)를 제1 액체 저류 탱크(3)의 외부로 배출함으로써, 제1 액체(L1)의 액위를 일정하게 유지하기 위한 유로이다.
본 실시 형태에서는, 배수로(17)는, 체크밸브(즉 역지 밸브)(17A)가 설치되어 있다. 배수로(17)는, 반드시 체크밸브(17A)를 설치할 필요는 없으며, 체크밸브(17A) 대신에, 혹은 체크밸브(17A)에 더하여, 제1 액체(L1)의 액위 상승에 따라서 제1 액체(L1)를 배출할 수 있는 모든 구성을 배수로(17)에 적용해도 좋다.
제1 액체 저류 탱크(3)는, 제1 액체(L1)를 냉각하기 위한 냉각 공기 유로(12)에 접속되어 있다. 냉각 공기 유로(12)는, 냉각 공기를 제1 액체(L1) 속에 공급함으로써, 제1 액체(L1)를 냉각한다. 냉각 공기 유로(12)는, 냉각 배관(12A)과, 제1 개폐 밸브(12B)를 구비한다.
냉각 배관(12A)의 제1 단부는, 제1 액체 저류 탱크(3) 내의 제1 액체(L1) 속에 배치되어 있다. 냉각 배관(12A)의 제2 단부는, 도시하지 않은 냉각 공기의 공급원에 접속되어 있다.
제1 개폐 밸브(12B)는, 냉각 배관(12A) 내에 설치되어 있다. 제1 개폐 밸브(12B)는, 냉각 배관(12A)에 의한 냉각 공기의 공급 시에 개방된다. 제1 개폐 밸브(12B)는, 예를 들어 솔레노이드 밸브로 실시되어도 좋다.
제1 액체 저류 탱크(3) 내의 제1 액체(L1) 속에 공급된 냉각 공기는, 제2 도입 유로(13)를 통하여 제2 액체 저류 탱크(4) 내의 제2 액체(L2) 중에 공급된다. 즉, 냉각 공기 유로(12)로부터 공급되는 냉각 공기는, 제1 액체 저류 탱크(3) 내의 제1 액체(L1)와 제2 액체 저류 탱크(4) 내의 제2 액체(L2)를 냉각한다.
<제2 액체 저류 탱크>
제2 액체 저류 탱크(4)는, 제1 액체 저류 탱크(3)를 통과한 연소 배기 가스를 다시 냉각 및 정화하기 위한 장치이다. 즉, 이산화탄소 시용 장치(1)는, 연소 배기 가스를 2단계로 냉각 및 정화한다.
제2 액체 저류 탱크(4)는, 당해 제2 액체 저류 탱크(4) 내부에 제2 액체(L2)를 저류하고 있다. 본 실시 형태에 있어서의 제2 액체(L2)는, 제1 액체(L1)와 같은 액체이다. 다른 실시 형태에서는, 제2 액체(L2)는, 제1 액체(L1)와는 다른 액체이어도 좋다. 제2 액체 저류 탱크(4)는, 제1 액체 저류 탱크(3)를 통과한 연소 배기 가스를 도입하고, 도입한 연소 배기 가스가 제2 액체(L2) 속을 통과하도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 제2 액체 저류 탱크(4)는, 제2 도입 유로(13)에 접속되어 있고, 제2 도입 유로(13)로부터 제2 액체(L2) 중에 연소 배기 가스가 공급된다. 제2 액체(L2)를 통과한 연소 배기 가스는, 공급 유로(15)를 통하여 흡착 탱크(6)로 공급된다. 제2 액체 저류 탱크(4)는, 제1 액체 저류 탱크(3)와 동일한 배수로(17)가 설치되어 있다. 제2 액체(L2)는, 제2 액체 저류 탱크(4) 내의 제2 액체(L2)의 액면과 동일 위치까지 제2 도입 유로(13) 내에 진입되어 있다.
공급 유로(15)는, 제1 공급 배관(15A)과, 제2 공급 배관(15B)을 구비한다. 제1 공급 배관(15A)의 제1 단부는, 제2 액체 저류 탱크(4) 내의 액면보다도 상방의 공간에 배치되어 있다. 제1 공급 배관(15A)의 제2 단부는, 제2 공급 배관(15B)과, 후술하는 시용 배관(14A)에 접속되어 있다.
<블로워>
블로워(5)는, 연소 배기 가스를 흡착 탱크(6)로 공급하기 위한 장치이다. 블로워(5)는, 공급 유로(15)의 제2 공급 배관(15B)에 배치되어 있다.
이산화탄소의 흡착 공정에서는, 블로워(5)의 운전에 의해, 제1 액체 저류 탱크(3) 및 제2 액체 저류 탱크(4) 내가 부압으로 되어, 연소장치(2)에서 발생한 연소 배기 가스가 제1 액체 저류 탱크(3) 및 제2 액체 저류 탱크(4)를 경유하여 흡착 탱크(6)로 압송된다.
<흡착 탱크>
흡착 탱크(6)는, 연소 배기 가스 중의 이산화탄소를 흡착하는 흡착재(6A)를 당해 흡착 탱크(6) 내부에 구비하고 있다. 이산화탄소의 흡착 공정에서는, 블로워(5)에 의해 공급된 연소 배기 가스 중의 이산화탄소가 흡착재(6A)에 의해 흡착된다. 흡착재(6A)는, 예를 들어 활성탄, 제올라이트 등의 다공질 재료 등으로 실시되어도 좋다.
이산화탄소 시용 공정에서는, 시용 공기 유로(14)로부터 시용 공기가 흡착 탱크(6) 내로 공급되어, 흡착재(6A)로부터 이산화탄소가 탈리된다. 탈리된 이산화탄소는, 배출 유로(16)를 통하여 농업용 하우스 내로 시용된다.
본 실시 형태에서는, 시용 공기 유로(14)는, 공급 유로(15)에 접속되어 있다. 구체적으로는, 시용 공기 유로(14)는, 공급 유로(15)와 함께 제2 공급 배관(15B)을 공유하고 있다. 시용 공기 유로(14)는, 시용 배관(14A)과, 제2 개폐 밸브(14B)를 구비한다.
시용 배관(14A)의 제1 단부는, 제2 공급 배관(15B)에 접속되어 있다. 시용 배관(14A)의 제2 단부는, 대기에 개방되어 있다. 제2 개폐 밸브(14B)는, 시용 배관(14A) 내에 설치되어 있다. 제2 개폐 밸브(14B)는, 시용 배관(14A)에 의한 시용 공기의 공급 시에 개방된다. 제2 개폐 밸브(14B)는, 예를 들어 솔레노이드 밸브로 실시되어도 좋다. 시용 배관(14A)으로부터 유입된 시용 공기의 유입 압력은, 제2 액체 저류 탱크(4) 내의 제2 액체(L2)의 액면을 밀어 내리는 압력보다도 작다. 그 결과, 시용 공기는 공급 유로(15)로 유도된다.
<제어부>
제어부(7)는, 이산화탄소 시용 장치(1)의 운전을 제어하는 장치이다. 구체적으로는, 제어부(7)는, 블로워(5)의 운전 및 정지, 제1 개폐 밸브(12B) 및 제2 개폐 밸브(14B)의 개폐 등을 제어한다.
<조정 기구>
본 실시 형태에서는, 이산화탄소 시용 장치(1)는, 조정 밸브(8)를 구비한다. 조정 밸브(8)는, 제1 액체 저류 탱크(3) 및 제2 액체 저류 탱크(4) 내의 압력을 조정하는 조정 기구이다.
조정 밸브(8)는, 블로워(5)의 운전 정지 후에 흡착 탱크(6)로부터 제2 액체 저류 탱크(4) 내로의 가스 흐름을 차단하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성된 조정 밸브(8)에 의해, 블로워(5)의 운전 정지 후에 제1 액체 저류 탱크(3) 및 제2 액체 저류 탱크(4) 내의 압력이 상승하는 것을 억제할 수 있다.
조정 밸브(8)는, 공급 유로(15)에 있어서, 흡착 탱크(6)보다도 연소 배기 가스의 흐름 방향에 있어서의 상류측에 배치된다. 본 실시 형태에서는, 조정 밸브(8)는, 공급 유로(15)에 있어서 블로워(5)보다도 상류측에 배치되어 있다.
조정 밸브(8)는, 예를 들어 체크밸브로 실시되어도 좋다. 혹은, 게이트 밸브, 글로브 밸브, 및／또는 볼 밸브 등을 조정 밸브(8)로서 사용하고, 이산화탄소 시용 장치(1)는, 이산화탄소의 흡착 공정에서는 조정 밸브(8)를 개방해 두고, 블로워(5)의 운전 정지 후에 수동 또는 제어부(7)에 의해 조정 밸브(8)를 폐쇄하도록 구성되어도 좋다. 체크밸브로 실시된 조정 밸브(8)는, 조정 기구의 구성 간소화를 달성할 수 있고, 나아가서는, 이산화탄소 시용 장치(1)의 실시에 필요로 하는 비용을 저감할 수 있다.
[1-2. 배치]
이산화탄소 시용 장치(1)에 있어서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 연소장치(2) 및 흡착 탱크(6)가 농업용 하우스(100)의 내부(100A)에 배치되고, 정화 유닛(20)이 농업용 하우스(100)의 외부(100B)에 배치된다. 연소장치(2), 흡착 탱크(6) 및 정화 유닛(20) 이외의 이산화탄소 시용 장치(1)에 포함되는 장치는, 농업용 하우스(100)의 내부(100A) 또는 외부(100B)의 임의의 위치에 배치되어도 좋다. 흡착 탱크(6)는, 당해 흡착 탱크(6)의 온도가 정화 유닛(20)의 온도보다도 고온으로 되는 위치에 배치된다.
[1-3. 실험예]
발명자는 상기 실시 형태의 이산화탄소 시용 장치(1)의 우위성을 증명하는 실험을 행하였다. 도 3은, 이산화탄소 시용 장치의 제1 비교예(1Y)의 구성을 나타내고, 도 4는, 이산화탄소 시용 장치의 제2 비교예(1Z)의 구성을 나타낸다.
본 실험예에서는, 흡착재(6A)에 있어서의 이산화탄소의 흡착량을 직접 측정하는 것이 아니라, 흡착재(6A)에 있어서의 수분의 흡착량, 즉 수분량을 측정하였다. 그 이유는, 흡착재(6A)가 수분을 흡착함에 따라서, 흡착재(6A)에 있어서의 이산화탄소의 흡착량이 감소하기 때문이다. 바꾸어 말하면, 흡착재(6A)는, 흡착된 수분량이 적을수록, 보다 많은 이산화탄소를 흡착할 수 있다.
제1 비교예(1Y)에서는, 연소장치(2), 정화 유닛(20), 흡착 탱크(6)가 모두 농업용 하우스(100) 내부(100A)에 배치된다. 또한, 제2 비교예(1Z)에서는, 연소장치(2)는, 농업용 하우스(100) 내부(100A)에 배치되고, 정화 유닛(20) 및 흡착 탱크(6)는, 농업용 하우스(100) 외부(100B)에 배치된다.
도 5는, 상기 실시 형태의 이산화탄소 시용 장치(1), 제1 비교예(1Y) 및 제2 비교예(1Z) 각각에 대하여, 흡착 탱크(6)로의 이산화탄소의 흡착 및 시용을 실시했을 때의 흡착 탱크(6) 내의 수분량의 변화를 나타낸다.
상기 실시 형태의 이산화탄소 시용 장치(1), 제1 비교예(1Y), 제2 비교예(1Z) 모두에 대하여, 흡착 시에 있어서의 농업용 하우스(100)의 내부(100A)의 기온은 15℃, 농업용 하우스(100)의 외부(100B)의 기온은 5℃로 설정되었다. 시용 시에 있어서의 농업용 하우스(100)의 내부(100A)의 기온은 25℃, 상대 습도는 50%, 농업용 하우스(100)의 외부(100B)의 기온은 10℃, 상대 습도는 30%로 설정되었다.
본 실험예에서는, 초기 수분량을 대략 동등하게 한 흡착재(6A)를 사용하여, 최초의 약 60분 동안에 동일한 조건에서 연소장치(2)에 의해 연료를 연소시킴으로써 흡착재(6A)에 대한 이산화탄소의 흡착을 행하고, 그 후, 연소장치(2)를 정지시키는 동시에 기온 등의 조건을 변경하여, 300분 동안에 걸쳐서 이산화탄소의 시용을 실시하였다.
도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 제1 비교예(1Y) 및 제2 비교예(1Z)에서는, 이산화탄소 흡착 시에 0.3 ~ 0.4kg 정도, 수분량이 증가하였으나, 본 실시 형태의 이산화탄소 시용 장치(1)에서는, 0.05kg 정도만 수분량이 증가하였다. 즉, 본 실시 형태의 이산화탄소 시용 장치(1)는, 수분량의 증가를 1/6 ~ 1/8 정도로 억제할 수 있어, 보다 많은 이산화탄소를 흡착할 수 있는 것을 도 5로부터 알 수 있다.
[1-2. 효과]
이상에서 상세히 설명한 실시 형태에 따르면, 이하의 효과가 얻어진다.
본 실시 형태의 이산화탄소 시용 장치(1)에서는, 제1 액체 저류 탱크(3), 제2 액체 저류 탱크(4)는, 비교적 분위기 온도가 낮은 장소에 배치되어 있으므로, 제1 액체(L1) 온도 및 제2 액체(L2) 온도는 비교적 낮게 유지된다. 이에 따라, 연소 배기 가스는, 제1 액체(L1) 및 제2 액체(L2)를 통과함으로써, 흡착 탱크(6)의 분위기 온도보다도 저온, 혹은 흡착 탱크(6)의 분위기 온도와 동일한 정도의 온도까지 냉각된다.
이러한 작용에 의해, 제1 액체 저류 탱크(3), 제2 액체 저류 탱크(4)를 통과한 연소 배기 가스에 대하여, 흡착 탱크(6)에서의 온도 저하를 억제하고, 상대 습도가 올라가기 어렵게 할 수 있다. 따라서, 흡착 탱크(6)에서의 결로를 억제하고, 흡착 탱크(6)에 의한 이산화탄소의 흡착 성능을 유지할 수 있다.
또한, 이와 같은 구성에 의해, 제1 액체 저류 탱크(3), 제2 액체 저류 탱크(4)를 통과한 연소 배기 가스의 온도를 상승시킬 수 있으면, 연소 배기 가스의 상대 습도를 내릴 수 있다.
상술한 바와 같이 이산화탄소 시용 장치(1)에서는, 난방 운전에 의해 연소 배기 가스가 공급되는 동절기에, 흡착 탱크(6)가 비교적 고온으로 되는 농업용 하우스(100)의 내부(100A)에 배치되고, 제1 액체 저류 탱크(3), 제2 액체 저류 탱크(4)가 비교적 저온으로 되는 농업용 하우스(100)의 외부(100B)에 배치되므로, 흡착 탱크(6)에서의 결로를 억제할 수 있다.
상술한 바와 같이 이산화탄소 시용 장치(1)에서는, 연소장치(2)에 의해 흡착 탱크(6)가 보다 고온으로 되도록 가온할 수 있으므로, 흡착 탱크(6)에서의 결로를 보다 억제할 수 있다.
상술한 바와 같이 이산화탄소 시용 장치(1)에서는, 연소장치(2)가, 연소에 의해 발생하는 이산화탄소를 흡착 탱크(6)로 공급하는 기능과, 연소에 의해 발생하는 열을 사용하여 흡착 탱크(6)를 가온하는 기능을 발휘할 수 있다. 이에 따라, 이들 기능을 다른 장치를 사용하여 달성하는 구성과 비교하여, 이산화탄소 시용 장치(1)를 소형화할 수 있다.
[2. 다른 실시 형태]
이상, 본 개시의 실시 형태에 대하여 설명하였으나, 본 개시는, 상기 실시 형태에 한정되지 않으며, 다양한 형태를 채용할 수 있는 것은 물론이다.
예를 들어, 연소장치(2)는, 농업용 하우스(100)의 외부(100B)에 배치되어도 좋다.
제1 액체 저류 탱크(3) 또는 제2 액체 저류 탱크(4)는 삭제되어도 좋고, 하나 이상의 추가 액체 저류 탱크가 설치되어도 좋다.
제어부(7)는, 블로워(5)의 회전수 제어 외에, 배출 유로(16)의 도시하지 않은 개폐 밸브의 개방도를 제어해도 좋다. 즉, 흡착 탱크(6) 내의 압력보다도 블로워(5)의 하류측의 압력이 항상 커지도록 개폐 밸브를 서서히 개방하도록 개폐 밸브를 제어해도 좋다.
도 6에 도시한 바와 같이, 이산화탄소 시용 장치(1)는, 연소장치(2)와는 달리, 흡착 탱크(6)를 가온하기 위한 가온 장치(18)를 더 구비해도 좋다. 가온 장치(18)는, 예를 들어 전열선 방식의 주지의 히터, 혹은 주지의 보일러 등으로 실시해도 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 연소장치(2)와는 별체의 가온 장치(18)를 사용하여 흡착 탱크(6)의 온도를 조정할 수 있으므로, 농업용 하우스(100) 내의 온도와는 독립적으로 흡착 탱크(6)의 온도를 관리할 수 있다.
이산화탄소 시용 장치(1)는, 연소 배기 가스의 적어도 일부를, 직접 흡착 탱크(6)를 가온하기 위하여 이용하도록 구성되어도 좋다.
이 경우, 예를 들어 도 7에 도시한 바와 같이, 배기 가스 유로(10)는, 배기 가스 유로(10)와 흡착 탱크(6)가 접하도록, 흡착 탱크(6)측으로 우회하여 배치되어도 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 연소 배기 가스의 열을 사용하여 흡착 탱크(6)를 직접 가온할 수 있으므로, 흡착 탱크(6)를 보다 고온으로 할 수 있고, 흡착 탱크(6)에서의 결로를 억제할 수 있다.
상기 실시 형태에 있어서의 하나의 구성 요소가 갖는 기능을 복수의 구성 요소로 하여 분산시키거나, 복수의 구성 요소가 갖는 기능을 하나의 구성 요소에 통합하거나 해도 좋다. 또한, 상기 실시 형태의 구성의 일부를 생략해도 좋다. 또한, 상기 실시 형태의 구성 중 적어도 일부를, 다른 상기 실시 형태의 구성에 대하여 부가, 치환해도 좋다. 또한, 특허 청구 범위에 기재된 문언으로부터 특정되는 기술 사상에 포함되는 모든 형태가 본 개시의 실시 형태이다.
연소장치(2)는, 본 개시에 있어서의 가온부의 일례에 상당한다. 제1 액체 저류 탱크(3) 및 제2 액체 저류 탱크(4)는, 본 개시에 있어서의 액체 저류 탱크의 일례에 상당한다. 제1 도입 유로(11), 제2 도입 유로(13), 공급 유로(15)는, 본 개시에 있어서의 공급 유로의 일례에 상당한다.

Claims (10)

  1. 이산화탄소 시용 장치이며,
    농업용 하우스 외부에 배치되고, 액체를 저류하도록 구성된 적어도 하나의 액체 저류 탱크이며, 또한, 연소 배기 가스를 받아들여, 상기 연소 배기 가스가 상기 액체 속을 통과하도록 구성된, 적어도 하나의 액체 저류 탱크와,
    이산화탄소를 흡착하는 흡착재를 구비하고, 상기 액체 속을 통과한 상기 연소 배기 가스 중의 이산화탄소를 상기 흡착재로 흡착하도록 구성된 흡착 탱크이며, 상기 농업용 하우스 내에 배치된, 흡착 탱크와,
    상기 연소 배기 가스를, 상기 적어도 하나의 액체 저류 탱크를 경유하여 상기 흡착 탱크에 공급하도록 구성된 공급 유로와,
    상기 흡착 탱크와 접하도록 상기 공급 유로로부터 분리되어 설치되고, 상기 연소 배기 가스를 연소 장치로부터 상기 농업용 하우스 밖으로 배출하도록 구성된 배기 가스 유로와,
    상기 흡착 탱크와 농업용 하우스를 접속하는 배출 유로와,
    상기 흡착 탱크를 가온하도록 구성된 가온부로서 상기 연소 장치를 구비하고,
    상기 연소 장치는 연료를 연소하는 것에 의해 이산화탄소를 포함하는 상기 연소 배기 가스를 생성하고, 상기 연소 배기 가스의 적어도 일부를 상기 공급 유로에 공급하는 것과 동시에, 상기 연소에 의해 발생하는 열의 적어도 일부를 상기 흡착 탱크를 가온하기 위해 이용하도록 구성된 이산화탄소 시용 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액체는, 상기 연소 배기 가스에 포함되는 유해 물질을 제거할 수 있는 유해 물질 제거 액체를 포함하는, 이산화탄소 시용 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유해 물질 제거 액체는, 황화물 및／또는 질화물과 반응하는 화합물의 수용액을 포함하는, 이산화탄소 시용 장치.
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