WO2021117116A1 - 二酸化炭素の固定装置 - Google Patents

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健司 反町
加藤　英明
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健司 反町
株式会社親広産業
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Definitions

  • the present invention relates to a carbon dioxide fixing device.
  • Patent Document 1 describes a device that produces sodium carbonate by reacting a combustion exhaust gas containing carbon dioxide with an aqueous solution of sodium hydroxide.
  • a new carbon dioxide fixation device is required.
  • an object of the present invention is to provide a new carbon dioxide fixing device.
  • the carbon dioxide fixing device of the present invention is used. Includes first reaction vessel, carbon dioxide fixative charging means, and gas-liquid mixing means
  • the first reaction vessel can contain a carbon dioxide fixative and can contain the carbon dioxide fixative.
  • the carbon dioxide fixing agent charging means can charge the carbon dioxide fixing agent into the first reaction vessel.
  • the gas-liquid mixing means can mix a gas containing carbon dioxide with the carbon dioxide fixative.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the carbon dioxide fixing device of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of the carbon dioxide fixing device of the modified example 1.
  • FIG. 3 is a schematic view showing an example of the carbon dioxide fixing device of the modified example 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the carbon dioxide fixing device of the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic view showing an example of the carbon dioxide fixing device of the third embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic view showing an example of the carbon dioxide fixing device of the third embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a carbon dioxide fixing device of an embodiment.
  • FIG. 8 is a photograph of the mixed solution containing sodium hydroxide and calcium chloride in Reference Example 1 before and after contact with carbon dioxide.
  • FIG. 8 is a photograph of the mixed solution containing sodium hydroxide and calcium chloride in Reference Example 1 before and after contact with carbon dioxide.
  • FIG. 9 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 1.
  • FIG. 10 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 1.
  • FIG. 11 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 2.
  • FIG. 12 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 2.
  • FIG. 13 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 3.
  • FIG. 14 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 4.
  • FIG. 15 is a diagram showing a state in which contact by bubbling is performed in Reference Example 5.
  • FIG. 16 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 5.
  • FIG. 17 is a schematic view illustrating the form of the pipe in Reference Example 5.
  • FIG. 18 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 5.
  • FIG. 19 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 5.
  • FIG. 20 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 5.
  • FIG. 21 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 5.
  • FIG. 22 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 6.
  • FIG. 23 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 6.
  • FIG. 24 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example
  • the gas-liquid mixing means is inserted into the first reaction vessel, and a plurality of holes are provided at the insertion end portion, and the first hole is provided through the plurality of holes. 1
  • the gas can be released into the carbon dioxide fixative in the reaction vessel.
  • the gas-liquid mixing means includes a liquid circulation flow path and a pump, and the liquid circulation flow path includes a liquid suction end portion and a liquid discharge end portion, and the liquid.
  • the suction end portion and the liquid discharge end portion are each inserted into the first reaction vessel, and the carbon dioxide fixing agent is sucked from the liquid suction end portion by the pump, and the sucked carbon dioxide fixing agent is sucked. Can be discharged from the liquid discharge end.
  • the liquid circulation flow path further includes a gas-liquid mixing member, and the gas-liquid mixing member can mix the gas with the liquid flowing through the liquid circulation flow path. is there.
  • the liquid suction end portion includes a filtering means, and the filtering means can remove a solid component contained in the carbon dioxide fixing agent.
  • the carbon dioxide fixing device of the present invention further includes, for example, a second reaction vessel and a container communication flow path, and the first reaction vessel and the second reaction vessel are communicated with each other by the container communication flow path. , The liquid can be sent from the first reaction vessel to the second reaction vessel.
  • the first reaction vessel is arranged above the second reaction vessel.
  • the container communication flow path includes a flow rate adjusting means.
  • the container communication flow path is inserted into the second reaction vessel, and the solidification product separating means is included at the insertion end portion.
  • the solid product contained in the liquid sent from the first reaction vessel can be separated, and the separated liquid can be charged into the second reaction vessel from the vessel communication flow path.
  • the gas-liquid mixing means includes a liquid circulation flow path and a pump, and the liquid circulation flow path includes a liquid suction end portion and a liquid discharge end portion, and the liquid.
  • the suction end is inserted into the first reaction vessel and the second reaction vessel, the liquid discharge end is inserted into the first reaction vessel, and the carbon dioxide is produced by the pump.
  • the fixing agent can be sucked from the liquid suction end portion in the first reaction vessel and the second reaction vessel, and the sucked carbon dioxide fixative can be discharged from the liquid discharge end portion in the first reaction vessel. ..
  • the carbon dioxide fixing device of the present invention further includes, for example, a cooling means, and the cooling means can cool the carbon dioxide fixing agent after the reaction.
  • the carbon dioxide fixing device of the present invention further includes, for example, a temperature holding means, and the temperature holding means can hold the temperature of the carbon dioxide fixing agent at 70 ° C. or higher.
  • fixation of carbon dioxide means, for example, reducing the concentration of carbon dioxide in the gas by removing carbon dioxide from the gas containing carbon dioxide.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the case where the carbon dioxide fixing device 1 of the present embodiment is viewed from the side.
  • the inside of the carbon dioxide fixing device 1 is shown perspectively.
  • the carbon dioxide fixing device 1 includes a first reaction vessel 10, a carbon dioxide fixing agent charging means 110, a liquid circulation flow path 30, and a pump 40.
  • the first reaction vessel 10 can contain a carbon dioxide fixing agent.
  • the carbon dioxide fixing agent charging means 110 can charge the carbon dioxide fixing agent into the first reaction vessel 10.
  • a liquid circulation flow path 30 and a pump 40 are included.
  • the gas-liquid mixing means can mix a gas containing carbon dioxide (CO 2) with the carbon dioxide fixative.
  • the first reaction vessel 10 is not particularly limited as long as it can accommodate a carbon dioxide fixative.
  • the carbon dioxide fixative is, for example, a liquid containing at least one of sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH).
  • NaOH sodium hydroxide
  • KOH potassium hydroxide
  • the material, capacity, size, height, shape, etc. of the first reaction vessel 10 can be appropriately set. Examples of the material of the first reaction vessel 10 include plastic, glass, ceramics, and metal.
  • the carbon dioxide fixing agent contains at least one of sodium hydroxide and potassium hydroxide as a first fixing agent, and further, as a second fixing agent, a chloride of a Group 2 element (alkaline earth metal), and It may contain at least one of the chlorides of the divalent metal element.
  • At least one of the sodium hydroxide and potassium hydroxide is, for example, sodium hydroxide.
  • At least one of the chloride of the Group 2 element and the chloride of the divalent metal element is, for example, calcium chloride (CaCl 2 ).
  • the carbon dioxide fixing agent charging means 110 can charge the carbon dioxide fixing agent into the first reaction vessel 10.
  • the carbon dioxide fixative charging means 110 is an opening of the first reaction vessel 10.
  • the position of the opening is, for example, above the liquid level in the first reaction vessel 10. As shown in FIG. 1, the position of the opening may be the upper surface of the first reaction vessel 10, the side surface, or the like.
  • the carbon dioxide fixative can be charged from the opening by, for example, an operator or the like.
  • the carbon dioxide fixative to be added may be, for example, a liquid or a solid reagent and a solvent such as water may be added.
  • the carbon dioxide fixing agent charging means 110 is not limited to this, and may be a pipe, a hose, or the like for charging the carbon dioxide fixing agent, as described in the embodiment described later.
  • the liquid circulation flow path 30 is not particularly limited, and examples thereof include pipes and hoses.
  • the liquid circulation flow path 30 includes a liquid suction end 310 and a liquid discharge end 320, and the liquid suction end 310 and the liquid discharge end 320 are each inserted into the first reaction vessel 10, and the pump 40 Therefore, the carbon dioxide fixing agent can be sucked from the liquid suction end portion 310, and the sucked carbon dioxide fixing agent can be released from the liquid discharge end portion 320.
  • the liquid circulation flow path 30 further includes an aspirator 330 as a gas-liquid mixing member, and the aspirator 330 can mix a gas containing carbon dioxide with the liquid flowing through the liquid circulation flow path 30.
  • the aspirator 330 can entrain the gas in the liquid by utilizing the jet of the liquid.
  • the aspirator may be attached with a hose for taking in the gas, for example.
  • the aspirator is specifically made of, for example, an aspirator (water flow pump) metal (part number 1-689-02, manufactured by AS ONE Corporation) and an aspirator (water flow pump) made of metal (part number 1-689-04, manufactured by AS ONE Corporation). ) Etc.
  • the gas-liquid mixing member is not particularly limited, and may be, for example, a mixer or the like.
  • the liquid discharge end 320 is provided so as to reach the bottom of the first reaction vessel 10.
  • the liquid discharge end 320 may be provided in the lower part of the first reaction vessel 10.
  • the "lower part" may be below the liquid level, and examples thereof include the position of the lower half of the space in the first reaction vessel 10.
  • the present invention is not limited to this, and for example, as will be described later, the liquid of the carbon dioxide fixative contained in the first reaction vessel 10 from the liquid discharge end 320. It may be released on the surface.
  • the liquid suction end portion 310 includes a filtering means, and the filtering means can remove a solid component contained in the carbon dioxide fixative.
  • the filtration means is not particularly limited as long as it can remove the solid component contained in the carbon dioxide fixative.
  • a commercially available strainer or the like can be appropriately used according to the diameter of the pipe of the liquid circulation flow path 30 or the like. This makes it possible to prevent, for example, the inflow of relatively large suspended matter or solidified precipitate into the liquid circulation flow path 30, and prevent the pump 40 from malfunctioning (damage of the impeller, etc.).
  • the liquid discharge end 320 can be formed of, for example, plastic, ceramics, metal, and a porous material.
  • the liquid discharge end 320 may be, for example, a member such as the liquid circulation flow path 30 and the gas-liquid mixing member (for example, the aspirator 330).
  • the liquid discharge end 320 is provided with a plurality of holes, and the carbon dioxide fixative can be discharged from the plurality of holes into the carbon dioxide fixant in the first reaction vessel 10.
  • the number, size, and shape of the plurality of holes are not particularly limited, and can be appropriately set according to a desired reaction rate, the pressure of the discharged liquid, and the like.
  • the liquid discharge end 320 may be capable of injecting the gas in the horizontal direction. Thereby, for example, the contact time between the injected carbon dioxide fixative and the carbon dioxide fixative in the first reaction vessel 10 can be made longer.
  • the liquid circulation flow path 30 includes the flow rate adjusting means 340A to C.
  • the flow rate adjusting means 340A to C are not particularly limited, and examples thereof include a cock and a valve.
  • the pump 40 can apply pressure to the liquid flowing through the liquid circulation flow path 30, for example.
  • the pump 40 is not particularly limited, and a general pump can be used.
  • the carbon dioxide fixing device 1 of the present embodiment further includes a storage unit 50.
  • the accommodating portion 50 can accommodate a part of the liquid circulation flow path 30 (the portion including the aspirator 330) and the pump 40.
  • the accommodating portion 50 is open at the venting portion 510, whereby the atmosphere can be taken in.
  • the material of the accommodating portion 50 is the same as that of the first reaction vessel 10, for example.
  • the carbon dioxide fixing device 1 may further include, for example, a temperature holding means.
  • the temperature holding means holds the temperature of the carbon dioxide fixative in the first reaction vessel 10, the liquid circulation flow path 30, the second reaction vessel 20, the container communication flow path 60, etc., which will be described later, so as to be high. It is possible.
  • the high temperature is, for example, 70 to 100 ° C, 70 ° C to 80 ° C, 70 ° C or higher, and 70 ° C.
  • the carbon dioxide fixing device 1 may further include, for example, cooling means.
  • the cooling means can cool the carbon dioxide fixative after the reaction in the first reaction vessel 10, the liquid circulation flow path 30, the second reaction vessel 20, the container communication flow path 60, etc., which will be described later.
  • the cooling means can, for example, cool the high-temperature liquid to 5 ° C. to room temperature.
  • the high temperature is, for example, as described above.
  • a reaction using the carbon dioxide fixing agent for example, a reaction using the first fixing agent and a reaction using the second fixing agent
  • carbon dioxide can be fixed.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of the carbon dioxide fixing device 1 of this modified example.
  • the description of the same portion as in FIG. 1 may be omitted.
  • the liquid discharge end 320 of the liquid circulation flow path 30 is provided in the upper part of the first reaction vessel 10 toward the liquid surface. Then, the carbon dioxide fixing agent is sucked from the liquid suction end portion 310 by the pump 40, and the sucked carbon dioxide fixing agent is fixed to the carbon dioxide contained in the first reaction vessel 10 from the liquid discharge end portion 320. It is ejected to the liquid surface of the agent.
  • the liquid discharge end 320 of the liquid circulation flow path 30 is provided above the first reaction vessel 10 toward the liquid surface (in the case of FIG. 2, downward).
  • the carbon dioxide fixative is vigorously ejected from the liquid discharge end 320 onto the liquid surface of the carbon dioxide fixative contained in the first reaction vessel 10.
  • the gas existing in the first reaction vessel 10 is entrained in the ejected carbon dioxide fixing agent, so that the carbon dioxide fixing agent and the gas can be mixed.
  • the "upper part" may be above the liquid level, and examples thereof include a ceiling portion of the first reaction vessel 10 and a position of the upper half of the space inside the first reaction vessel 10.
  • the configuration for vigorously ejecting the sucked carbon dioxide fixative is a liquid that replaces or adds to the configuration of the liquid discharge end 320, for example, increasing the pressure applied by the pump 40. It can be appropriately set by reducing the size of the ejection port of the discharge end 320.
  • the carbon dioxide fixing device 1 of the present modification may include a gas taking-in means for taking the gas into the first reaction vessel 10.
  • the gas intake means may be the carbon dioxide fixative charging means 110 or may be provided separately.
  • the gas intake means may be an opening provided in the first reaction vessel 10, a pipe, a hose, or the like.
  • the carbon dioxide fixing device 1 of this modification includes, as the gas-liquid mixing means, a gas feeding means 70 instead of the liquid circulation flow path 30 and the pump 40. Except for this point, it is the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic view showing an example of the carbon dioxide fixing device 1 of this modified example.
  • the same parts as those in FIG. 1 may be omitted.
  • the gas feeding means 70 is inserted into the first reaction vessel 10, and a plurality of holes are provided at the insertion end 710.
  • a gas containing carbon dioxide can be sent into the carbon dioxide fixative in the first reaction vessel 10 from the plurality of holes. Thereby, the gas can be mixed with the carbon dioxide fixative.
  • the material, length, thickness, shape, etc. of the gas feeding means 70 can be appropriately set.
  • Examples of the gas feeding means 70 include a tubular structure such as a pipe and a hose.
  • the insertion end 710 can be formed of, for example, plastic, ceramics, metal, and a porous material.
  • the number, size, and shape of the plurality of holes are not particularly limited, and can be appropriately set according to a desired reaction rate, gas pressure of the gas, and the like.
  • the carbon dioxide fixing device 1 of the present embodiment further includes a second reaction vessel 20 and a container communication flow path 60, and the first reaction vessel 10 and the second reaction vessel 20 communicate with each other by the container communication flow path 60.
  • the liquid can be sent from the first reaction vessel 10 to the second reaction vessel 20.
  • it is the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the case where the carbon dioxide fixing device 1 of the present embodiment is viewed from the side.
  • the inside of the carbon dioxide fixing device 1 is shown perspectively.
  • the carbon dioxide fixing device 1 of the present embodiment includes a first reaction vessel 10, a carbon dioxide fixing agent charging means 110, a second reaction vessel 20, a container communication flow path 60, and a liquid circulation flow path 30. , And the pump 40.
  • the first reaction vessel 10 can accommodate a carbon dioxide fixing agent.
  • the carbon dioxide fixing agent charging means 110 can charge the carbon dioxide fixing agent into the first reaction vessel 10.
  • the first reaction vessel 10 and the second reaction vessel 20 communicate with each other by the vessel communication flow path 60, and the liquid can be sent from the first reaction vessel 10 to the second reaction vessel 20.
  • a liquid circulation flow path 30 and a pump 40 are included as the gas-liquid mixing means.
  • the gas-liquid mixing means can mix a gas containing carbon dioxide with the carbon dioxide fixative.
  • the liquid circulation flow path 30 includes a liquid suction end 310A, a liquid suction end 310B, and a liquid discharge end 320, and the liquid suction end 310A and the liquid discharge end 320 are each inserted into the first reaction vessel 10.
  • the pump 40 can suck the carbon dioxide fixing agent from the liquid suction end portion 310A and discharge the sucked carbon dioxide fixing agent from the liquid discharge end portion 320.
  • the liquid suction end portion 310B is inserted into the second reaction vessel 20, the carbon dioxide fixing agent is sucked from the liquid suction end portion 310B by the pump 40, and the sucked carbon dioxide fixing agent is sucked into the liquid discharge end. It can be released from the unit 320.
  • the liquid suction end portion 310B has an arbitrary configuration and may not be included.
  • the liquid suction ends 310A and 310B each include a filtration means.
  • the filtration means is as described above.
  • the liquid circulation flow path 30 includes the flow rate adjusting means 340A to C, and D.
  • the flow rate adjusting means 340D is the same as the above-mentioned 340A to C.
  • the liquid circulation flow path 30 includes the water supply means 350. Water such as distilled water can be taken into the first reaction vessel 10 by the water supply means 350.
  • the liquid circulation flow path 30 further includes a flow rate adjusting means 340E in the flow path from the water supply means 350.
  • the flow rate adjusting means 340E is the same as the above-mentioned flow rate adjusting means 340A to D. Thereby, the presence / absence of water supply from the water supply means 350, the amount of water supply, and the like can be adjusted.
  • the second reaction vessel 20 can contain the carbon dioxide fixative.
  • the material, capacity, size, height, shape, etc. of the second reaction vessel 20 are not particularly limited, and are the same as those of the first reaction vessel 10, for example.
  • the second reaction vessel 20 includes the carbon dioxide fixative charging means 210.
  • the carbon dioxide fixative charging means 210 is the same as, for example, the carbon dioxide fixing agent charging means 110.
  • the carbon dioxide fixing agent input means 210 has an arbitrary configuration and may not be included.
  • the first reaction vessel 10 is arranged above the second reaction vessel 20. Thereby, for example, the liquid can be fed from the first reaction vessel 10 to the second reaction vessel 20 by using gravity.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the first reaction vessel 10 and the second reaction vessel 20 may be arranged side by side in the horizontal direction.
  • the container communication flow path 60 is not particularly limited as long as it can communicate the first reaction container 10 and the second reaction container 20, and examples thereof include pipes and hoses.
  • the container communication flow path 60 further includes a flow rate adjusting means 620.
  • the flow rate adjusting means 620 include cocks, valves, pumps, and the like. Thereby, for example, after the reaction in the first reaction vessel 10 is completed, the carbon dioxide fixative after the reaction can be sent to the second reaction vessel 20.
  • the flow rate adjustment by the flow rate adjusting means 620 may be manually performed by, for example, an operator or the like, or may be controlled by using a computer or the like.
  • the container communication flow path 60 is inserted into the second reaction container 20.
  • the container communication flow path 60 includes a solidification product separating means 610 at the insertion end.
  • the solidification product separating means 610 separates the solid product contained in the liquid sent from the first reaction vessel 10, and the separated liquid is introduced into the second reaction vessel 20 from the vessel communication flow path 60.
  • the solidified product separating means 610 is, for example, a filter.
  • the filter may be, for example, a device called a filter press method in which filter cloths are laminated and pressure is applied to filter them, or a device in which a filter cloth or a cartridge is placed in a filter and filtered.
  • the filter for example, one having a filtration degree of 1 ⁇ m or more and 1 ⁇ m can be used.
  • solid product examples include calcium carbonate (CaCO 3 ) and calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), and sodium chloride (NaCl), as described later.
  • the second reaction vessel 20 may further include, for example, a water input means.
  • the water charging means can charge distilled water into the second reaction vessel 20. Except for this point, the water charging means is the same as, for example, the carbon dioxide fixing agent charging means 110. Thereby, for example, distilled water can be added to the carbon dioxide fixative after the reaction in the first reaction vessel 10 by the water addition means, and then the reaction can be carried out in the second reaction vessel 20.
  • the carbon dioxide fixing agent is used.
  • the reaction using the first fixative is carried out in the first reaction vessel 10
  • the reaction solution is sent through the container communication flow path 60, and the reaction using the second fixative is carried out. It can be carried out in the second reaction vessel 20. Thereby, carbon dioxide can be fixed.
  • the carbon dioxide fixing agent charging means 110 and the carbon dioxide fixing agent charging means 210 each include a pipe for charging the carbon dioxide fixing agent in place of the opening. .. Except for this point, it is the same as the carbon dioxide fixing device 1 of the first and second embodiments.
  • FIG. 5 is a schematic view showing an example of the carbon dioxide fixing device 1 of the present embodiment.
  • the carbon dioxide fixing agent charging means 110 (hereinafter, also referred to as pipe 110), which is a pipe, can charge the carbon dioxide fixing agent into the first reaction vessel 10.
  • the carbon dioxide fixing agent charging means 210 (hereinafter, also referred to as pipe 210), which is a pipe, further charges the carbon dioxide fixing agent into the second reaction vessel 20. It is possible.
  • the material, size, shape, etc. of the pipes 110 and 210 are not particularly limited.
  • the positions of the pipes 110 and 210 are, for example, positions where the carbon dioxide fixative can be charged from above the liquid level in the first reaction vessel 10 and the second reaction vessel 20, and FIGS.
  • the upper surface of the first reaction vessel 10 and the second reaction vessel 20 may be provided downward, or as shown in FIG. 5C, the first reaction vessel 10 and the second reaction vessel 20 may be provided. It may be provided sideways on the side surface or the like.
  • one end of the L-shaped pipe 110 is provided laterally on the side surface of the first reaction vessel 10, and the other end of the pipe 110 is provided upward on the outside of the first reaction vessel 10.
  • the carbon dioxide fixing agent can be easily added.
  • the pipe 110 may be capable of adding, for example, a mixture of the first fixative and the second fixative as the carbon dioxide fixative, or the first fixative and the first fixative.
  • the two fixatives may be charged respectively, or either the first fixative or the second fixative may be charged.
  • the pipe 110 in addition to the case of FIG. 5A, for example, the pipe 110 can be charged with the first fixative as the carbon dioxide fixative, and the pipe 210 is the same. A second fixative can be added.
  • FIG. 6 is a schematic view showing another example of the carbon dioxide fixing device 1 of the present embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 4 may be omitted.
  • the pipe 210 can further charge the carbon dioxide fixative into the first reaction vessel 10.
  • the pipe 110 can be charged with the first fixative as the carbon dioxide fixative, and the pipe 210 is any of the first reaction vessel 10 and the second reaction vessel 20.
  • the second fixative may be added to the container.
  • Pipes 110 and 210 may include, for example, flow rate adjusting means.
  • the flow rate adjusting means is not particularly limited, and examples thereof include a cock and a valve.
  • the pipe 110 is first opened and the first fixative is added to carry out a reaction with the first fixative, and then the pipe 210 is opened and the second fixative is charged. By doing so, the reaction with the second fixative can be carried out.
  • the carbon dioxide fixing device 1 of the present embodiment can also fix the carbon dioxide as in the first and second embodiments, for example.
  • the first method for fixing carbon dioxide includes sodium hydroxide (NaOH), and further comprises at least one of a chloride of a Group 2 element (alkaline earth metal) and a chloride of a divalent metal element.
  • a contact step of bringing the mixed solution into contact with a gas containing carbon dioxide (CO 2 ) is included, and in the contact step, the mixed solution and the gas are brought into contact with each other by feeding the gas into the mixed solution.
  • Examples of the Group 2 element include beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium and radium, and examples thereof include calcium, magnesium, strontium and barium.
  • Examples of the chloride of the Group 2 element include calcium chloride (CaCl 2 ), magnesium chloride, strontium chloride, and barium chloride.
  • the divalent metal element is not particularly limited, and examples thereof include zinc.
  • Examples of the chloride of the divalent metal element include zinc chloride.
  • the first method for fixing carbon dioxide includes a contact step of bringing a mixed solution containing sodium hydroxide and calcium chloride into contact with a gas containing carbon dioxide, and in the contact step, the gas. Is brought into the mixed solution to bring the mixed solution into contact with the gas.
  • carbon dioxide can be fixed by reacting sodium hydroxide and calcium chloride with carbon dioxide to generate calcium carbonate (CaCO 3).
  • CaCO 3 calcium carbonate
  • carbon dioxide can be fixed in a solid state.
  • carbon dioxide can be fixed in a more stable state. Also, for example, it becomes easy to handle.
  • the gas containing carbon dioxide is not particularly limited, and examples thereof include combustion exhaust gas, indoor air, and air.
  • the concentration of carbon dioxide in the gas containing carbon dioxide is not particularly limited, and is, for example, 0 to 100%. As will be described later, according to the present invention, even low-concentration carbon dioxide can be fixed. Further, since a white precipitate is formed in the mixed solution by bubbling 100% carbon dioxide, the present invention can obtain an effect even when fixing carbon dioxide at a high concentration.
  • the temperature of the gas containing carbon dioxide is not particularly limited, and may be, for example, a low temperature of 0 ° C. or lower, a general temperature of atmospheric temperature or room temperature, a temperature of less than 100 ° C., and a high temperature of 120 to 200 ° C.
  • the temperature of the gas may be low from the viewpoint of preventing evaporation of water.
  • the present invention can be applied, for example, even if the gas containing carbon dioxide has a high heat.
  • the gas containing carbon dioxide may contain, for example, a substance other than carbon dioxide.
  • Substances other than the carbon dioxide is not particularly limited, for example, SOx, NOx, O 2, dust, and the like.
  • the mixed solution is basically alkaline, it is considered that a neutralization reaction occurs between the mixed solution and the acidic substance or the like.
  • the present invention is not limited to this.
  • the mixed solution contains sodium hydroxide and calcium chloride as described above.
  • the method for producing the mixed solution is not particularly limited, and examples thereof include low-concentration mixing.
  • the low concentration is, for example, less than 5N as the concentration of sodium hydroxide before mixing. According to the low concentration mixing, for example, the formation of a calcium hydroxide precipitate can be prevented.
  • the method for preparing the mixed solution can be prepared by, for example, putting a 0.1 N sodium hydroxide solution and a 0.1 mol / L calcium chloride solution in a container and then mixing them. it can.
  • the concentration of the sodium hydroxide is not particularly limited, and is, for example, 0.01 N or more and 0.05 N or more, and 0.2 N or less, less than 0.2 N, and 0.1 N or less.
  • the unit "N" of the concentration indicates the normality, and in the case of sodium hydroxide, 0.01N is 0.01 mol / L.
  • concentration of the sodium hydroxide is 0.01 N or more and 0.05 N or more, for example, more carbon dioxide can be fixed.
  • the concentration of the sodium hydroxide is less than 0.2 N and 0.1 N or less, for example, more carbon dioxide can be fixed.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention even when the mixed solution contains a high concentration of sodium hydroxide, calcium chloride and the high concentration of sodium hydroxide are contained. It means that it is possible to reduce the concentration of sodium hydroxide in the mixture by causing the precipitation of calcium hydroxide by the reaction. Therefore, according to the method for fixing carbon dioxide of the present invention, for example, even when a high concentration (for example, 0.2 N or more) of sodium hydroxide is generated due to high heat, the concentration can be lowered and a harmful gas can be generated. Can be suppressed.
  • a high concentration for example, 0.2 N or more
  • the concentration of calcium chloride is not particularly limited, and is, for example, 0.005 mol / L or more and 0.05 mol / L or more, and 0.5 mol / L or less, less than 0.5 mol / L, and 0.1 mol / L. It is L or less.
  • concentration of calcium chloride is within the above range, for example, more carbon dioxide can be fixed.
  • the temperature of the mixed solution is not particularly limited, and is, for example, 30 to 100 ° C., 70 ° C. or higher, 70 ° C. to 80 ° C., and 70 ° C. According to the present invention, as described above, even when a high concentration (for example, 0.2 N or more) of sodium hydroxide is generated due to high heat, the concentration can be reduced. Therefore, the present invention can be applied, for example, even when the mixed solution has a high heat.
  • a high concentration for example, 0.2 N or more
  • the pH of the mixed solution is not particularly limited, and for example, the pH of the mixed solution containing 0.05 N sodium hydroxide and 0.05 mol / L calcium chloride is about 12.
  • the gas is brought into the mixed liquid to bring the mixed liquid into contact with the gas containing carbon dioxide.
  • the bubbling can eject carbon dioxide, for example, from the tip of a Pasteur pipette.
  • a bubbling device for aquarium organisms product name: Bukubuku, manufactured by Kotobuki Kotobuki Co., Ltd.
  • a bubbling device product name: Microbubbler (F-1056-002), manufactured by Front Industry Co., Ltd.
  • the time for bubbling can be appropriately set, for example, as long as the formed precipitate does not disappear by a further reaction. For example, 5 seconds to 60 seconds, 5 seconds to 40 seconds, 5 seconds to 30 seconds, etc. And can be 1-2 minutes, and 1.5 hours, 9 hours, 12 hours, and the like.
  • the gas By feeding the gas into the mixture in the contacting step, the gas can be bubbled and fed into the mixture.
  • the size (diameter) of the bubble is determined, for example, according to the size of the inlet for feeding the gas.
  • the size of the bubble is determined according to the size of the pores of the porous structure.
  • the size of the bubbles can be set as appropriate and are not particularly limited.
  • the size of the bubble can be on the order of centimeters, millimeters, micrometers and nanometers, for example.
  • the bubble includes, for example, a fine bubble.
  • the fine bubble is a bubble having a sphere-equivalent diameter of 100 ⁇ m or less.
  • the fine bubbles include microbubbles having a diameter of 1 to 100 ⁇ m and ultrafine bubbles (also referred to as nanobubbles) having a diameter of 1 ⁇ m or less.
  • the size of the bubble can be measured by, for example, a general method. Specifically, for example, the size of the bubble can be measured by taking a picture including the bubble and a predetermined scale and comparing the size of the bubble with the scale in the picture.
  • particle size distribution measurement methods such as laser diffraction / scattering method, dynamic light scattering method, particle trajectory analysis method, resonance mass measurement method, electrical detection band method, dynamic image analysis method, and shading method are used. can do.
  • the first carbon dioxide fixing method is carried out using the carbon dioxide fixing device 1 of the second embodiment.
  • the gas is introduced into the carbon dioxide fixing agent to bring the carbon dioxide fixing agent into contact with the gas containing carbon dioxide. .. That is, the case where the gas feeding means 70 described in the modified example 2 of the first embodiment is used as the gas-liquid mixing means is described.
  • the liquid circulation flow path 30 and the pump 40 are used as the gas-liquid mixing means will be described as an example.
  • the step (S101) includes, for example, a step of charging the first fixative into the first reaction vessel 10 (S101A) and a step of charging the second fixative into the first reaction vessel 10 (S101B). It may be included.
  • the carbon dioxide fixing agent is sucked from the liquid suction end portion 310A by the pump 40, and the sucked carbon dioxide fixing agent is discharged from the liquid discharge end portion 320 (S102).
  • the aspirator 330 mixes a gas containing carbon dioxide with the carbon dioxide fixative flowing through the liquid circulation flow path 30.
  • the time for performing the step (S102) can be, for example, the same as the time for performing the bubbling.
  • the time for performing the step (S102) is, for example, 1 minute to 10 minutes, 2 minutes to 4 minutes.
  • carbon dioxide can be fixed by reacting the carbon dioxide fixing agent (a mixture containing sodium hydroxide and calcium chloride) with carbon dioxide to generate calcium carbonate.
  • the carbon dioxide fixing agent a mixture containing sodium hydroxide and calcium chloride
  • the mixed solution after the reaction may be sent from the first reaction vessel 10 to the second reaction vessel 20 via the vessel communication flow path 60.
  • the solidified product separating means 610 can separate the solid product contained in the mixture.
  • the second method for fixing carbon dioxide includes a first contact step and a second contact step, and the first contact step includes a solution containing sodium hydroxide (NaOH) and carbon dioxide (CO 2 ).
  • the second contact step after the first contact step, at least one of a chloride of a Group 2 element and a chloride of a divalent metal element is added to the solution.
  • the description of the method for fixing the first carbon dioxide can be referred to.
  • At least one of the chloride of the Group 2 element and the chloride of the divalent metal element is, for example, calcium chloride (CaCl 2 ).
  • the second method for fixing carbon dioxide includes a first contact step and a second contact step, and the first contact step includes a solution containing sodium hydroxide and a gas containing carbon dioxide.
  • the second contact step after the first contact step, calcium chloride is added to the solution.
  • a solution containing sodium hydroxide is brought into contact with a gas containing carbon dioxide.
  • the reaction between sodium hydroxide and carbon dioxide produces sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ) and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), and carbon dioxide can be fixed (absorbed).
  • Calcium chloride was not added in the first contact step. Therefore, according to the present invention, even when a high concentration (for example, 0.2 N or more) of sodium hydroxide is used in the first contact step, calcium hydroxide is not generated by the reaction with calcium chloride. .. Therefore, in the subsequent second contact step, it is possible to prevent calcium hydroxide from being generated by the reaction of calcium chloride with high-concentration sodium hydroxide, and it is possible to fix more carbon dioxide.
  • a high concentration for example, 0.2 N or more
  • calcium chloride is added to the solution after the first contact step.
  • calcium carbonate can be generated and carbon dioxide can be fixed by reacting sodium hydrogen carbonate or sodium carbonate produced in the first contact step with calcium chloride.
  • the contact with the gas containing carbon dioxide may be terminated. Further, the second contact step may be performed while contacting the gas containing carbon dioxide.
  • the concentration of the calcium chloride in the mixed solution after the addition is not particularly limited, and is, for example, 0.005 mol / L or more, 0.05 mol / L or more, and 0.5 mol / L or less. , Less than 0.5 mol / L, and less than 0.1 mol / L.
  • concentration of calcium chloride is within the above range, for example, more carbon dioxide can be fixed.
  • the pH of the mixed solution after the addition is not particularly limited, and for example, the pH of the mixed solution containing 0.05 N sodium hydroxide and 0.05 mol / L calcium chloride is about. It is twelve.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention further includes, for example, a dilution step, and the dilution step may dilute the solution after the first contact step.
  • the method for diluting is not particularly limited, and for example, distilled water can be added.
  • the dilution ratio can be set as appropriate, and can be diluted to, for example, 1/10.
  • the concentration of sodium hydroxide can be reduced to 0.2 N or less, less than 0.2 N, and 0.1 N or less.
  • the pump 40 sucks the first fixative from the liquid suction end 310A and discharges the sucked first fixative from the liquid discharge end 320 (S202; the first contact step).
  • the aspirator 330 mixes the gas containing carbon dioxide with the first fixative flowing through the liquid circulation flow path 30.
  • the time for performing the step (S202) can be, for example, the same as the time for performing the step (S102).
  • the first fixative after the reaction is sent from the first reaction vessel 10 to the second reaction vessel 20 via the vessel communication flow path 60 (S203).
  • calcium chloride is added as the second fixing agent in the carbon dioxide fixing agent from the carbon dioxide fixing agent charging means 210 of the second reaction vessel 20 (S204; the second contact step).
  • carbon dioxide can be fixed by reacting sodium hydroxide and calcium chloride with carbon dioxide to generate calcium carbonate.
  • the carbon dioxide fixing device shown in FIG. 7 was produced as follows.
  • As the first reaction vessel 10 a plastic vessel having a size (height 73 cm, depth 41 cm, width 51 cm) and a capacity of about 76 L was used.
  • the first reaction vessel 10 was installed in a metal rack (commercially available).
  • a hose (commercially available) and a pipe (commercially available) were used as the liquid circulation flow path 30, and the hose and the pipe were connected to the pump 40 (Iwaki Magnet Pump MD-100R-5M), respectively.
  • the pump 40 was installed in the space above the rack (accommodation section 50).
  • a strainer (commercially available) is connected to the liquid suction end 310 of the pipe, and an aspirator (part number 1-689-04, manufactured by AS ONE Corporation) is connected to the liquid discharge end 320 of the hose.
  • an aspirator part number 1-689-04, manufactured by AS ONE Corporation
  • a hose X for taking in gas was connected to the aspirator, and the other end of the hose X was passed to the outside through a hole provided in the ceiling of the rack.
  • the atmosphere taken in from the outside is taken into the liquid in the liquid circulation flow path 30 by the aspirator and ejected from the liquid discharge end 320.
  • a hole (diameter 6 cm) (not shown) is provided on the side surface of the upper space of the first reaction vessel 10 so as to be at a position 7 cm from the liquid surface, and a vinyl chloride pipe is passed through the hole.
  • the gas in the upper space was released to the outside of the first reaction vessel 10.
  • the carbon dioxide concentration in the released gas was measured by a carbon dioxide monitor (GX-6000, manufactured by RIKEN KEIKI).
  • the carbon dioxide concentration was 400 PPM at the time of charging (0 minutes).
  • the carbon dioxide concentration 20 seconds after the addition is 280PPM
  • the carbon dioxide concentration 30 seconds later is 260PPM
  • the carbon dioxide concentration 40 seconds later Is 220 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 50 seconds is 200 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 60 seconds is 180 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 1 minute 20 seconds is 160 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 1 minute 40 seconds is 140 PPM.
  • the carbon dioxide concentration after 2 minutes is 100 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 2 minutes and 20 seconds is 80 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 2 minutes and 40 seconds is 60 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 3 minutes is 40 PPM
  • 3 The carbon dioxide concentration after 20 minutes was 20 PPM.
  • 3 minutes and 45 seconds after the charging the carbon dioxide concentration became 0PPM.
  • the carbon dioxide concentration was 0 PPM at any elapsed time.
  • a 1N sodium hydroxide solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was diluted with distilled water so as to be 0.01, 0.02, 0.1, 0.2, and 0.4N, respectively, to prepare a sodium hydroxide solution having each of the above concentrations. .. Further, a 1 mol / L calcium chloride solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was diluted with distilled water so as to be 0.01, 0.02, 0.1, 0.2, and 1 (undiluted) mol / L, respectively, and each of the above was prepared. A concentrated calcium chloride solution was prepared.
  • the weight of the test tube was measured before and after the contact, and the difference in the weight before and after the contact was calculated as the amount of precipitation.
  • the contact was carried out after removing the precipitate.
  • FIG. 8 is a photograph of a mixed solution containing 0.05 N sodium hydroxide and 0.05 mol / L calcium chloride before and after the contact with carbon dioxide, and the left side in the figure is before the contact. The right side shows the state of the test tube after the contact.
  • contact with carbon dioxide produced a white precipitate of calcium carbonate (CaCO 3) in the mixed solution.
  • CaCO 3 calcium carbonate
  • FIG. 9 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis represents the sodium hydroxide concentration (N) in the mixture.
  • the value of the weight of the precipitate was taken as the average value of the measured values of a total of 5 samples for the samples of each of the mixed solutions.
  • the concentration was 0.05 N
  • the concentration was greatly increased
  • the concentration was 0.1 N the amount of the precipitate was the maximum.
  • the concentration was 0.2 N
  • the amount of the precipitate decreased as compared with the value at 0.1 N. It was confirmed that more carbon dioxide could be fixed at the concentrations of 0.05 to 0.2 N and 0.05 to 0.1 N.
  • FIG. 10 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis represents the calcium chloride concentration (mol / L) in the mixed solution.
  • the value of the weight of the precipitate was taken as the average value of the measured values of a total of 5 samples for the samples of each of the mixed solutions.
  • the precipitate was formed as a result of contacting carbon dioxide at all calcium chloride concentrations.
  • carbon dioxide is generated by bringing a mixed solution containing sodium hydroxide and calcium chloride and a gas containing carbon dioxide into contact with each other in the container by bubbling the gas into the mixed solution. It was confirmed that it could be fixed.
  • a 1N sodium hydroxide solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the solution containing sodium hydroxide. Further, a 1 mol / L calcium chloride solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was diluted with distilled water to prepare a 0.1 mol / L calcium chloride solution.
  • the solution after the first contact was diluted with distilled water to a predetermined concentration (0.1N and 0.05N).
  • 3 mL of the diluted solution was placed in a 10 mL test tube, and 3 ml of the 0.1 mol / L calcium chloride solution was added to the solution (second contact step).
  • the mixed solution was centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes. Then, the weight of the test tube was measured before and after the contact, and the difference in the weight before and after the contact was calculated as the amount of precipitation.
  • FIG. 11 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis shows the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis shows each experimental condition
  • the graph on the left shows the 1N sodium hydroxide solution in the first step.
  • the result (“High Concentration”) was shown
  • the graph on the right shows the result (“Low Concentration”) of the first step using the diluted sodium hydroxide solution.
  • the value of the weight of the precipitate was taken as the average value of the measured values of the four samples.
  • the precipitation occurred regardless of the concentration of the first contact step.
  • the amount of the precipitate was larger.
  • a 0.5 mol / L calcium chloride solution was prepared in the same manner as described above. 1 ml of 1 N sodium hydrogen carbonate solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1 ml of distilled water, and 2 ml of the calcium chloride solution of 0.5 mol / L were placed in a 10 mL test tube and mixed using a vortex mixer. Then, for the generated precipitate, the amount of precipitate was calculated in the same manner as described above.
  • FIG. 12 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate per test tube, and the horizontal axis represents each experimental condition.
  • the weight value of the precipitate was the average value of the measured values of a total of 4 samples for each of the samples.
  • the sodium hydrogen carbonate solution and the sodium carbonate solution each produced a precipitate by the reaction with the calcium chloride solution.
  • a 1N sodium hydroxide solution was used in the same manner as in Reference Example 2. Further, a 5N sodium hydroxide solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the solution containing the sodium hydroxide. Further, in the same manner as in Reference Example 2, 0.1 mol / L and 0.5 mol / L calcium chloride solutions were prepared.
  • the first contact step and the second contact step were Using the sodium hydroxide solution of 1N and 5N and the calcium chloride solution of 0.1 mol / L and 0.5 mol / L in the same manner as in Reference Example 2, the first contact step and the second contact step. A contact process was performed. However, only when the 5N sodium hydroxide solution was used, the bubbling time in the first contact step was set to 50 seconds instead of 20 seconds. Then, the amount of precipitation was calculated in the same manner as in Reference Example 2.
  • FIG. 13 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis shows the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis shows each experimental condition
  • the graph on the left shows the first step in 1N of the sodium hydroxide solution.
  • the graph on the right shows the result of performing the first step using the sodium hydroxide solution of 5N, and in each of them, the left shows the calcium chloride solution of 0.1 mol / L.
  • the right shows the result of using the calcium chloride solution of 0.5 mol / L.
  • the weight value of the precipitate was the average value of the measured values of a total of 5 samples for each of the samples.
  • the concentration of the sodium hydroxide solution As a result of setting the concentration of the sodium hydroxide solution to 1N and 5N, almost the same value was obtained between the two.
  • the concentration of the calcium chloride solution As a result of adjusting the concentrations of the calcium chloride solution to 0.1 mol / L and 0.5 mol / L, at 0.5 mol / L, the concentration of the sodium hydroxide solution was higher than that at the case of 0.1 mol / L. , The amount of precipitation was about half the value. It was confirmed that more carbon dioxide could be fixed by using the 0.1 mol / L calcium chloride solution.
  • a 1N sodium hydroxide solution was used in the same manner as in Reference Example 2. Moreover, the said calcium chloride solution of 0.1 mol / L was prepared.
  • the first contact step was performed in the same manner as in Reference Example 2 except that the bubbling conditions were set to 5, 10, 20, 30, and 60 seconds.
  • the 1N sodium hydroxide solution was diluted with distilled water to 0.1N.
  • 3 ml of 0.1 N sodium hydroxide solution and 3 ml of 0.1 N calcium chloride solution are placed in a 10 mL test tube and mixed, and carbon dioxide is bubbled into the mixed solution in the same manner as described above. By doing so, they were brought into contact with each other. After the addition, the amount of precipitation was calculated in the same manner.
  • FIG. 14 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis represents the bubbling time
  • the graph on the left shows the first contact step and the second contact step, respectively.
  • the result of the contact step is shown, and the graph on the right shows the result of the comparative example.
  • the value of the weight of the precipitate was taken as the average value of the measured values three times in total.
  • the precipitation occurred at any bubbling time. Bubbling for 5 to 30 seconds gave about the same amount of precipitation.
  • a mixed solution containing 0.05 N sodium hydroxide and 0.05 mol / L calcium chloride solution is prepared.
  • 500 ml of the mixed solution is placed in a plastic bottle (commercially available, width 7.5 cm, depth 7.5 cm, height 12 cm), and as shown in FIG. 15, the mixed solution is mixed with a bubbling device (product name) for aquarium organisms. : Bukubuku (assembled air pump, hose, and air stone included in the set), manufactured by Kotobuki Kotobuki Co., Ltd.) was used to bring the air into contact by bubbling.
  • the inside of the plastic bottle is shown perspectively.
  • the bubbling was performed for 9 hours and 12 hours under the condition of 20 cm 3 / sec. As a result of visually measuring the size of the bubble in the bubbling by comparing it with the scale, it was on the order of micrometers to millimeters. After the contact, 5 mL of the mixed solution was obtained, centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes, and then the precipitate was weighed. Further, instead of the air, mixed air having a carbon dioxide concentration of 15% by mixing the carbon dioxide with the air was used, and the experiment was carried out in the same manner except that the bubbling was performed for 1.5 hours.
  • FIG. 16 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate
  • the horizontal axis represents each experimental condition.
  • the value of the weight of the precipitate was taken as the average value of the measured values of a total of 4 samples for the samples of each of the mixed solutions.
  • the bubbling of the air and the mixed air caused precipitation. In the bubbling of the air, the amount of precipitation increased with the passage of time.
  • FIG. 17 is a schematic view illustrating the form of the pipe. In addition, in FIG. 17, the inside of the pipe is shown perspectively. Further, in the same manner as in Reference Example 1, a 0.1 N sodium hydroxide solution and a 0.1 mol / L calcium chloride solution were prepared.
  • FIG. 18 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe after the contact.
  • the vertical axis represents the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis represents the air (Air) and the gas (Inner Pipe) in the upper space of the pipe from the left.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 9 samples.
  • the contact greatly reduced the carbon dioxide concentration in the pipe.
  • FIG. 19 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe after the contact.
  • the vertical axis shows the carbon dioxide concentration (%), and the horizontal axis shows each experimental condition from the left.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 3 samples.
  • the contact reduced the carbon dioxide concentration in the pipe.
  • the experiment was conducted by changing the amount of the mixed solution.
  • a mixed solution containing 0.05 N of the sodium hydroxide and 0.05 mol / L of the calcium chloride was prepared. 100, 200, 300, 400, and 500 ml of the mixed solution were placed in the pipe, and the mixed solution was contacted with the mixed solution by bubbling air for 1 to 2 minutes in the same manner as described above. Under each of the above conditions, the heights of the liquid level of the mixed liquid from the bottom surface of the pipe were 7, 14, 22, 29, and 36 cm, respectively. After the contact, the carbon dioxide concentration of the gas in the upper space of the pipe (position about 10 cm from the upper end of the pipe) was measured in the same manner as described above. Moreover, the carbon dioxide concentration of the air was measured in the same manner.
  • FIG. 20 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe after the contact.
  • the vertical axis indicates the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis indicates the height of the air (Control) and the liquid level from the left.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 3 samples.
  • the contact greatly reduced the carbon dioxide concentration in the pipe even when the liquid level was 7 cm. Further, as the height of the liquid level (the amount of the mixed liquid) increased, the carbon dioxide concentration further decreased.
  • FIG. 21 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe after the contact.
  • the vertical axis represents the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis represents the air (Control), bubbling from the air stone (Ball), and bubbling from the hose (Tube) from the left. ) Is shown.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 4 samples.
  • the carbon dioxide concentration in the pipe was greatly reduced (reduced to 4.27%).
  • the carbon dioxide concentration decreased (decreased to 69.49%), but the amount of decrease was smaller than that when bubbling from the air stone. From this, it was found that the small bubble size in the bubbling is important for the absorption of carbon dioxide.
  • carbon dioxide can be fixed by contacting a mixture containing sodium hydroxide and calcium chloride with a gas containing carbon dioxide by bubbling the gas into the mixture. did it.
  • magnesium chloride (MgCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), zinc chloride (ZnCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), strontium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) SrCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and barium chloride (BaCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were used.
  • MgCl 2 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • zinc chloride ZnCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • strontium chloride manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • SrCl 2 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • barium chloride BaCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • FIG. 22 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis shows the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis shows each metal chloride contained in the mixed solution
  • the graph on the left shows after the mixing.
  • the graph on the right shows after contact with the carbon dioxide.
  • the value of the weight of the precipitate was taken as the average value of the measured values of a total of 4 samples for the samples of each of the mixed solutions.
  • the magnesium chloride solution and the zinc chloride solution were used, the amount of precipitation increased significantly after the mixing, and the amount of precipitation decreased after contact with the carbon dioxide.
  • the strontium chloride solution and the barium chloride solution were used, the amount of precipitation increased after the mixing, and the amount of precipitation further increased after contact with the carbon dioxide.
  • the pipe described in Reference Example 5 was used as the container. 50 ml of 0.1 N sodium hydroxide solution and 50 ml of each metal chloride solution of 0.1 mol / L are placed in the pipe, and air is bubbled into the mixed solution in the same manner as in Reference Example 5. Was brought into contact with. After the contact, the carbon dioxide concentration of the gas in the upper space (height of about 14 cm) of the pipe was measured in the same manner as in Reference Example 5. In the measurement, it was confirmed that the value of the carbon dioxide concentration became almost constant 2 to 3 minutes after the contact, and this value was used as the measured value. Moreover, as a control, the carbon dioxide concentration of the air was measured in the same manner.
  • FIG. 23 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe after the contact.
  • the vertical axis represents carbon dioxide concentration (PPM), and the horizontal axis represents each metal chloride.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 3 samples.
  • the contact reduced the carbon dioxide concentration in the pipe as compared with the control value, regardless of which metal chloride was used. In particular, when the strontium chloride solution and the barium chloride solution were used, the carbon dioxide concentration was greatly reduced.
  • carbon dioxide is produced by contacting a mixed solution containing sodium hydroxide and further containing chloride of a Group 2 element and chloride of a divalent metal element with a gas containing carbon dioxide.
  • a mixed solution containing sodium hydroxide and further containing chloride of a Group 2 element and chloride of a divalent metal element with a gas containing carbon dioxide.
  • the temperature of the mixture was adjusted to 5 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C, 50 ° C and 60 using Unithermo Shaker NTS-120, EYLEA, (Tokyo Rikakikai Co., Ltd.), respectively.
  • the temperature was maintained at ° C., 70 ° C. and 80 ° C.
  • the amount of precipitation was calculated in the same manner as in Reference Example 1.
  • FIG. 24 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis represents the temperature.
  • the experiment was carried out 3 to 5 times for each of the temperatures, and the measured values of 4 to 8 samples were obtained in each experiment and used as the average value of these measured values.
  • a precipitate was formed after contact with the carbon dioxide under any temperature condition.
  • the amount of precipitation was a substantially constant value when the temperature of the mixed solution was between 5 ° C. and 60 ° C., and increased significantly at 70 ° C. Even when the temperature of the mixed solution was 80 ° C., a value larger than the constant value between 5 ° C. and 60 ° C. was obtained.
  • carbon dioxide can be fixed by bringing the mixture containing sodium hydroxide and calcium chloride into contact with the gas containing carbon dioxide under predetermined temperature conditions.
  • the fixation of carbon dioxide is suitable for treatment at high temperature.
  • the present invention it is possible to provide a new carbon dioxide fixing device. Therefore, it can be said that the present invention is extremely useful in the treatment of combustion exhaust gas containing carbon dioxide.
  • the carbon dioxide fixing device of the present invention can be applied to, for example, a thermal power plant.
  • First reaction vessel 110 Carbon dioxide fixative charging means 20
  • Second reaction vessel 210 Carbon dioxide fixing agent charging means 30
  • Liquid circulation flow path 310, 310A, B Liquid suction end 320 Liquid discharge end 330 Aspirator 340A, B, C , D, E Flow rate adjusting means 350
  • Water supply means 40 Pump 50 Accommodating part 510 Ventilation part 60
  • Container communication flow path 610 Solidification product separation means 620
  • Flow rate adjusting means 70 Gas feeding means 710 Insertion end

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Abstract

新たな、二酸化炭素の固定装置を提供する。　本発明の二酸化炭素の固定装置（１）は、第１反応容器（１０）、二酸化炭素固定剤投入手段（１１０）、および気液混合手段を含み、第１反応容器（１０）は、二酸化炭素固定剤を収容可能であり、二酸化炭素固定剤投入手段（１１０）は、第１反応容器（１０）に、前記二酸化炭素固定剤を投入可能であり、前記気液混合手段は、前記二酸化炭素固定剤に、二酸化炭素を含む気体を混合可能である。

Description

二酸化炭素の固定装置
　本発明は、二酸化炭素の固定装置に関する。
　二酸化炭素の固定装置として、例えば、特許文献１には、水酸化ナトリウム水溶液に二酸化炭素を含む燃焼排ガスを反応させることにより、炭酸ナトリウムを生成させる装置が記載されている。しかし、新たな、二酸化炭素の固定装置が求められている。
特開平６－２６３４３３号公報
　そこで、本発明は、新たな、二酸化炭素の固定装置の提供を目的とする。
　前記目的を達成するために、本発明の二酸化炭素の固定装置は、
第１反応容器、二酸化炭素固定剤投入手段、および気液混合手段を含み、
前記第１反応容器は、二酸化炭素固定剤を収容可能であり、
前記二酸化炭素固定剤投入手段は、前記第１反応容器に、前記二酸化炭素固定剤を投入可能であり、
前記気液混合手段は、前記二酸化炭素固定剤に、二酸化炭素を含む気体を混合可能である。
　本発明によれば、新たな、二酸化炭素の固定装置を提供することができる。
図１は、実施形態１の二酸化炭素の固定装置の一例を示す図である。 図２は、変形例１の二酸化炭素の固定装置の一例を示す模式図である。 図３は、変形例２の二酸化炭素の固定装置の一例を示す模式図である。 図４は、実施形態２の二酸化炭素の固定装置の一例を示す図である。 図５は、実施形態３の二酸化炭素の固定装置の一例を示す模式図である。 図６は、実施形態３の二酸化炭素の固定装置の一例を示す模式図である。 図７は、実施例の二酸化炭素の固定装置を示す模式図である。 図８は、参考例１における、二酸化炭素との接触前および接触後における、水酸化ナトリウムと塩化カルシウムとを含む混合液の写真である。 図９は、参考例１における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図１０は、参考例１における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図１１は、参考例２における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図１２は、参考例２における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図１３は、参考例３における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図１４は、参考例４における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図１５は、参考例５における、バブリングによる接触を行っている様子を示す図である。 図１６は、参考例５における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図１７は、参考例５における、パイプの形態を説明する概略図である。 図１８は、参考例５における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図１９は、参考例５における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図２０は、参考例５における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図２１は、参考例５における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図２２は、参考例６における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図２３は、参考例６における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図２４は、参考例７における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。
　本発明の二酸化炭素の固定装置において、例えば、前記気液混合手段は、前記第１反応容器内に挿入され、挿入端部において複数の孔が設けられており、前記複数の孔から、前記第１反応容器内の前記二酸化炭素固定剤中に、前記気体を放出可能である。
　本発明の二酸化炭素の固定装置において、例えば、前記気液混合手段は、液体循環流路、およびポンプを含み、前記液体循環流路は、液体吸込端部および液体放出端部を含み、前記液体吸込端部および前記液体放出端部は、それぞれ、前記第１反応容器内に挿入されており、前記ポンプにより、前記二酸化炭素固定剤を前記液体吸込端部から吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を、前記液体放出端部から放出可能である。
　本発明の二酸化炭素の固定装置は、例えば、前記液体循環流路が、さらに、気液混合部材を含み、前記気液混合部材は、前記液体循環流路を流れる液体に前記気体を混合可能である。
　本発明の二酸化炭素の固定装置は、例えば、前記液体吸込端部が、濾過手段を含み、前記濾過手段は、前記二酸化炭素固定剤に含まれる固体成分を除去可能である。
　本発明の二酸化炭素の固定装置は、例えば、さらに、第２反応容器、および容器連通流路を含み、前記第１反応容器および前記第２反応容器は、前記容器連通流路により連通しており、前記第１反応容器から前記第２反応容器に送液可能である。
　本発明の二酸化炭素の固定装置は、例えば、前記第１反応容器が、前記第２反応容器の上方に配置されている。
　本発明の二酸化炭素の固定装置は、例えば、前記容器連通流路が、流量調整手段を含む。
　本発明の二酸化炭素の固定装置は、例えば、前記容器連通流路が、前記第２反応容器内に挿入され、挿入端部において、固化生成物分離手段を含み、前記固化生成物分離手段は、前記第１反応容器から送液された液体に含まれる固体生成物を分離し、前記容器連通流路から、前記第２反応容器内に、前記分離後の前記液体を投入可能である。
　本発明の二酸化炭素の固定装置において、例えば、前記気液混合手段は、液体循環流路、およびポンプを含み、前記液体循環流路は、液体吸込端部および液体放出端部を含み、前記液体吸込端部は、前記第１反応容器内および前記第２反応容器内に挿入されており、前記液体放出端部は、前記第１反応容器内に挿入されており、前記ポンプにより、前記二酸化炭素固定剤を前記第１反応容器内および前記第２反応容器内の前記液体吸込端部から吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を前記第１反応容器内の前記液体放出端部から放出可能である。
　本発明の二酸化炭素の固定装置は、例えば、さらに、冷却手段を含み、前記冷却手段は、反応後の前記二酸化炭素固定剤を冷却可能である。
　本発明の二酸化炭素の固定装置は、例えば、さらに、温度保持手段を含み、前記温度保持手段は、前記二酸化炭素固定剤の温度を７０℃以上に保持可能である。
　本発明において、「二酸化炭素の固定（固定化ともいう。）」は、例えば、二酸化炭素を含む気体から、二酸化炭素を除去することにより、前記気体中の二酸化炭素濃度を低減させることをいう。
　本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態には限定されない。なお、以下の各図において、同一部分には、同一符号を付している。また、各実施形態の説明は、特に言及がない限り、互いの説明を援用できる。さらに、各実施形態の構成は、特に言及がない限り、組合せ可能である。本明細書で使用する用語は、特に言及しない限り、当該技術分野で通常用いられる意味で用いることができる。
［実施形態１］
　図１は、本実施形態の二酸化炭素の固定装置１を横方向から見た場合の一例を示す図である。なお、図１において、二酸化炭素の固定装置１の内部を透視的に図示している。図１に示すように、二酸化炭素の固定装置１は、第１反応容器１０、二酸化炭素固定剤投入手段１１０、液体循環流路３０、およびポンプ４０を含む。
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置１において、第１反応容器１０は、二酸化炭素固定剤を収容可能である。二酸化炭素固定剤投入手段１１０は、第１反応容器１０に、前記二酸化炭素固定剤を投入可能である。また、気液混合手段として、液体循環流路３０、およびポンプ４０を含む。前記気液混合手段は、前記二酸化炭素固定剤に、二酸化炭素（ＣＯ２）を含む気体を混合可能である。
　第１反応容器１０は、二酸化炭素固定剤を収容可能であればよく、特に制限されない。前記二酸化炭素固定剤は、例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、および水酸化カリウム（ＫＯＨ）の少なくとも一方を含む液体である。第１反応容器１０の材質、容量、大きさ、高さ、および形状等は、適宜設定できる。第１反応容器１０の材質は、例えば、プラスチック、ガラス、セラミックス、金属等があげられる。
　前記二酸化炭素固定剤は、第１固定剤として、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムの少なくとも一方を含み、さらに、第２固定剤として、第２族元素（アルカリ土類金属）の塩化物、および２価の金属元素の塩化物の少なくとも一方を含んでもよい。前記水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムの少なくとも一方は、例えば、水酸化ナトリウムである。前記第２族元素の塩化物、および２価の金属元素の塩化物の少なくとも一方は、例えば、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）である。
　二酸化炭素固定剤投入手段１１０は、第１反応容器１０に、前記二酸化炭素固定剤を投入可能である。本実施形態において、二酸化炭素固定剤投入手段１１０は、第１反応容器１０の開口である。前記開口の位置は、例えば、第１反応容器１０内の液面よりも上である。前記開口の位置は、図１に示すように、第１反応容器１０の上面でもよいし、側面等でもよい。そして、前記開口から、例えば、作業者等により、前記二酸化炭素固定剤を投入可能である。前記投入される二酸化炭素固定剤は、例えば、液体でもよいし、固体の試薬と水等の溶媒とを、それぞれ投入してもよい。ただし、二酸化炭素固定剤投入手段１１０は、これには制限されず、後述する実施形態において記載するように、前記二酸化炭素固定剤を投入するためのパイプ、ホース等でもよい。
　液体循環流路３０は、特に制限されず、例えば、パイプ、ホース等があげられる。
　液体循環流路３０は、液体吸込端部３１０および液体放出端部３２０を含み、液体吸込端部３１０および液体放出端部３２０は、それぞれ、第１反応容器１０内に挿入されており、ポンプ４０により、前記二酸化炭素固定剤を液体吸込端部３１０から吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を、液体放出端部３２０から放出可能である。
　本実施形態において、液体循環流路３０は、さらに、気液混合部材として、アスピレーター３３０を含み、アスピレーター３３０により、液体循環流路３０を流れる液体に、二酸化炭素を含む気体を混合可能である。アスピレーター３３０は、液体の噴流を利用して、前記液体に、前記気体を巻き込むことができる。前記アスピレーターは、例えば、前記気体を取込むためのホースを取付けたものでもよい。前記アスピレーターは、具体的には、例えば、アスピレーター（水流ポンプ）金属製（品番1-689-02、アズワン社製）、およびアスピレーター（水流ポンプ）金属製（品番1-689-04、アズワン社製）等があげられる。前記気液混合部材は、特に制限されず、例えば、ミキサー等でもよい。
　本実施形態において、液体放出端部３２０は、第１反応容器１０の底部に達するように設けられている。このように、液体放出端部３２０は、第１反応容器１０の下部に設けられていてもよい。前記「下部」は、前記液面よりも下であればよく、例えば、第１反応容器１０内の空間の下半分の位置等があげられる。ただし、本発明は、これには制限されず、例えば、後述するように、前記吸込んだ液体を、液体放出端部３２０から、第１反応容器１０内に収容された前記二酸化炭素固定剤の液面に放出可能でもよい。
　本実施形態において、液体吸込端部３１０は、濾過手段を含み、前記濾過手段は、前記二酸化炭素固定剤に含まれる固体成分を除去可能である。前記濾過手段は、前記二酸化炭素固定剤に含まれる固体成分を除去可能であればよく、特に制限されない。前記濾過手段は、例えば、液体循環流路３０のパイプの径等に合わせて、市販のストレーナー等を適宜使用することができる。これにより、例えば、比較的大きな浮遊物や固化した沈殿物等の液体循環流路３０への流入を防止し、ポンプ４０の故障（インペラーの破損等）を防止することができる。
　液体放出端部３２０は、例えば、プラスチック、セラミックス、金属、および多孔質材料により形成できる。液体放出端部３２０は、例えば、液体循環流路３０、および前記気液混合部材（例えば、アスピレーター３３０）等の部材でもよい。
　本実施形態において、液体放出端部３２０は、複数の孔が設けられており、前記複数の孔から、第１反応容器１０内の前記二酸化炭素固定剤中に、前記二酸化炭素固定剤を放出可能である。前記複数の孔の個数、大きさ、および形状は、特に制限されず、所望の反応速度、および前記放出される液体の圧力等に応じて、適宜設定できる。
　液体放出端部３２０は、前記気体を水平方向に噴射可能でもよい。これにより、例えば、前記噴射された二酸化炭素固定剤と第１反応容器１０内の前記二酸化炭素固定剤との接触時間をより長くすることができる。
　本実施形態において、液体循環流路３０は、流量調整手段３４０Ａ～Ｃを含む。流量調整手段３４０Ａ～Ｃは、特に制限されず、例えば、コック、バルブ等があげられる。
　ポンプ４０は、例えば、液体循環流路３０を流れる液体に圧力を加えることができる。ポンプ４０は、特に制限されず、一般的なものを使用することができる。
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置１は、さらに、収容部５０を含む。収容部５０は、液体循環流路３０の一部（アスピレーター３３０を含む部分）、およびポンプ４０を収容することができる。収容部５０は、通気部５１０において開口しており、これにより、大気を取込むことができる。収容部５０の材質等は、例えば、第１反応容器１０と同様である。
　二酸化炭素の固定装置１は、例えば、さらに、温度保持手段を含んでもよい。前記温度保持手段は、第１反応容器１０、液体循環流路３０、および、後述する第２反応容器２０、容器連通流路６０等における、前記二酸化炭素固定剤の温度を高温となるように保持可能である。前記高温は、例えば、７０～１００℃、７０℃～８０℃、７０℃以上、７０℃である。
　二酸化炭素の固定装置１は、例えば、さらに、冷却手段を含んでもよい。前記冷却手段は、第１反応容器１０、液体循環流路３０、および、後述する第２反応容器２０、容器連通流路６０等における、反応後の前記二酸化炭素固定剤を冷却可能である。前記冷却手段は、例えば、高温の前記液体を、５℃～常温に冷却することができる。前記高温は、例えば、前述の通りである。
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置１によれば、例えば、前記二酸化炭素固定剤を用いた反応（例えば、前記第１固定剤を用いた反応、および前記第２固定剤を用いた反応）を、第１反応容器１０内で行うことができる。これにより、二酸化炭素を固定することができる。
（変形例１）
　本変形例の二酸化炭素の固定装置１は、ポンプ４０により、前記二酸化炭素固定剤を液体吸込端部３１０から吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を、液体放出端部３２０から、第１反応容器１０内に収容された前記二酸化炭素固定剤の液面に放出可能である。この点以外は、前記実施形態１と同様である。
　図２は、本変形例の二酸化炭素の固定装置１の一例を示す模式図である。図２において、図１と同様の部分については、記載を省略している場合がある。図２に示すように、本変形例の二酸化炭素の固定装置１において、液体循環流路３０の液体放出端部３２０が、第１反応容器１０の上部に液面に向けて設けられている。そして、ポンプ４０により、前記二酸化炭素固定剤を液体吸込端部３１０から吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を、液体放出端部３２０から、第１反応容器１０内に収容された前記二酸化炭素固定剤の液面に噴出している。
　図２に示すように、液体循環流路３０の液体放出端部３２０が、第１反応容器１０の上部に液面に向けて（図２の場合、下向きに）設けられていることにより、前記二酸化炭素固定剤が、液体放出端部３２０から、第１反応容器１０内に収容された前記二酸化炭素固定剤の液面に勢いよく噴出される。これにより、前記噴出された前記二酸化炭素固定剤に、第１反応容器１０内に存在する前記気体が巻き込まれるため、前記二酸化炭素固定剤と前記気体とを混合することができる。前記「上部」は、前記液面よりも上であればよく、例えば、第１反応容器１０の天井部、第１反応容器１０内の空間の上半分の位置等があげられる。
　本変形例において、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を勢いよく噴出するための構成は、上記液体放出端部３２０の構成に代えて、または加えて、例えば、ポンプ４０により加える圧力を高くする、液体放出端部３２０の噴出口の大きさを小さくする等により、適宜設定することができる。
　本変形例の二酸化炭素の固定装置１は、第１反応容器１０内に前記気体を取入れるための気体取入手段を含んでもよい。前記気体取入手段は、二酸化炭素固定剤投入手段１１０でもよいし、別途設けてもよい。前記気体取入手段は、第１反応容器１０に設けられた開口でもよいし、パイプ、ホース等でもよい。
（変形例２）
　本変形例の二酸化炭素の固定装置１は、前記気液混合手段として、液体循環流路３０、およびポンプ４０に代えて、気体送入手段７０を含む。この点以外は、前記実施形態１と同様である。
　図３は、本変形例の二酸化炭素の固定装置１の一例を示す模式図である。図３において、図１と同様の部分については、記載を省略している場合がある。図３に示すように、本変形例の二酸化炭素の固定装置１において、気体送入手段７０は、第１反応容器１０内に挿入され、挿入端部７１０において複数の孔が設けられており、前記複数の孔から、第１反応容器１０内の前記二酸化炭素固定剤中に、二酸化炭素を含む気体を送入可能である。これにより、前記二酸化炭素固定剤に、前記気体を混合することができる。
　気体送入手段７０の材質、長さ、太さ、および形状等は、適宜設定できる。気体送入手段７０は、例えば、パイプ、ホース等の管状構造があげられる。
　挿入端部７１０は、例えば、プラスチック、セラミックス、金属、および多孔質材料により形成できる。前記複数の孔の個数、大きさ、および形状は、特に制限されず、所望の反応速度、および前記気体のガス圧等に応じて、適宜設定できる。
［実施形態２］
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置１は、さらに、第２反応容器２０、および容器連通流路６０を含み、第１反応容器１０および第２反応容器２０は、容器連通流路６０により連通しており、第１反応容器１０から第２反応容器２０に送液可能である。これらの点以外は、前記実施形態１と同様である。
　図４は、本実施形態の二酸化炭素の固定装置１を横方向から見た場合の一例を示す図である。なお、図４において、二酸化炭素の固定装置１の内部を透視的に図示している。図４に示すように、本実施形態の二酸化炭素の固定装置１は、第１反応容器１０、二酸化炭素固定剤投入手段１１０、第２反応容器２０、容器連通流路６０、液体循環流路３０、およびポンプ４０を含む。
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置１において、第１反応容器１０は、二酸化炭素固定剤を収容可能である。二酸化炭素固定剤投入手段１１０は、第１反応容器１０に、前記二酸化炭素固定剤を投入可能である。第１反応容器１０および第２反応容器２０は、容器連通流路６０により連通しており、第１反応容器１０から第２反応容器２０に送液可能である。また、気液混合手段として、液体循環流路３０、およびポンプ４０を含む。前記気液混合手段は、前記二酸化炭素固定剤に、二酸化炭素を含む気体を混合可能である。
　液体循環流路３０は、液体吸込端部３１０Ａ、液体吸込端部３１０Ｂおよび液体放出端部３２０を含み、液体吸込端部３１０Ａおよび液体放出端部３２０は、それぞれ、第１反応容器１０内に挿入されており、ポンプ４０により、前記二酸化炭素固定剤を液体吸込端部３１０Ａから吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を液体放出端部３２０から放出可能である。また、液体吸込端部３１０Ｂは、第２反応容器２０内に挿入されており、ポンプ４０により、前記二酸化炭素固定剤を液体吸込端部３１０Ｂから吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を液体放出端部３２０から放出可能である。なお、二酸化炭素の固定装置１において、液体吸込端部３１０Ｂは、任意の構成であり、含まれなくてもよい。
　本実施形態において、液体吸込端部３１０Ａおよび３１０Ｂは、それぞれ、濾過手段を含む。前記濾過手段は、前述の通りである。
　本実施形態において、液体循環流路３０は、流量調整手段３４０Ａ～Ｃ、およびＤを含む。流量調整手段３４０Ｄは、前述の３４０Ａ～Ｃと同様である。
　本実施形態において、液体循環流路３０は、給水手段３５０を含む。給水手段３５０により、蒸留水等の水を、第１反応容器１０内に取入れることができる。本実施形態において、液体循環流路３０は、さらに、給水手段３５０からの流路において、流量調整手段３４０Ｅを含む。流量調整手段３４０Ｅは、前述の流量調整手段３４０Ａ～Ｄと同様である。これにより、給水手段３５０からの給水の有無、および給水量等を調整することができる。
　第２反応容器２０は、前記二酸化炭素固定剤を収容可能である。第２反応容器２０の材質、容量、大きさ、高さ、および形状等は、特に制限されず、例えば、第１反応容器１０と同様である。
　本実施形態において、第２反応容器２０は、二酸化炭素固定剤投入手段２１０を含む。二酸化炭素固定剤投入手段２１０は、例えば、二酸化炭素固定剤投入手段１１０と同様である。なお、二酸化炭素の固定装置１において、二酸化炭素固定剤投入手段２１０は、任意の構成であり、含まれなくてもよい。
　本実施形態において、第１反応容器１０は、第２反応容器２０の上方に配置されている。これにより、例えば、第１反応容器１０から第２反応容器２０への送液を、重力を利用して行うことができる。ただし、これには制限されず、例えば、第１反応容器１０および第２反応容器２０は、横方向に並べて配置されてもよい。
　容器連通流路６０は、第１反応容器１０および第２反応容器２０を連通することができればよく、特に制限されず、例えば、パイプ、ホース等があげられる。
　本実施形態において、容器連通流路６０は、さらに、流量調整手段６２０を含む。流量調整手段６２０は、例えば、コック、バルブ、およびポンプ等があげられる。これにより、例えば、第１反応容器１０における反応が終了した後、前記反応後の前記二酸化炭素固定剤を、第２反応容器２０に送液することができる。流量調整手段６２０による流量の調整は、例えば、作業者等により、手作業で行われてもよいし、コンピュータ等を用いて制御されてもよい。
　本実施形態において、容器連通流路６０は、第２反応容器２０内に挿入されている。そして、容器連通流路６０は、挿入端部において、固化生成物分離手段６１０を含む。固化生成物分離手段６１０は、第１反応容器１０から送液された液体に含まれる固体生成物を分離し、容器連通流路６０から、第２反応容器２０内に、前記分離後の前記液体を投入可能である。固化生成物分離手段６１０は、例えば、フィルターである。前記フィルターは、例えば、フィルタープレス方式と呼ばれる、濾布を積層させて圧力を掛けて濾す装置、および、濾過器の中に濾布またはカートリッジを入れて濾す装置等でもよい。前記フィルターは、例えば、１μｍ以上、および１μｍの濾過度のものを用いることができる。
　前記固体生成物は、例えば、後述するように、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）および水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、ならびに、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）があげられる。
　二酸化炭素の固定装置１において、第２反応容器２０は、例えば、さらに、水投入手段を含んでもよい。前記水投入手段は、第２反応容器２０内に、蒸留水を投入可能である。この点以外は、前記水投入手段は、例えば、二酸化炭素固定剤投入手段１１０と同様である。これにより、例えば、第１反応容器１０での反応後の前記二酸化炭素固定剤に、前記水投入手段により蒸留水を投入し、その後、第２反応容器２０での反応を行うことができる。
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置１によれば、例えば、実施形態１の二酸化炭素の固定装置１による前記反応を行うことができることに代えて、または加えて、前記二酸化炭素固定剤を用いた反応のうち、前記第１固定剤を用いた反応を第１反応容器１０内で行い、前記反応後、反応液を容器連通流路６０により送液し、前記第２固定剤を用いた反応を第２反応容器２０内で行うことができる。これにより、二酸化炭素を固定することができる。
［実施形態３］
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置１において、二酸化炭素固定剤投入手段１１０および二酸化炭素固定剤投入手段２１０は、それぞれ、前記開口に代えて、前記二酸化炭素固定剤を投入するためのパイプを含む。この点以外は、前記実施形態１および２の二酸化炭素の固定装置１と同様である。
　図５は、本実施形態の二酸化炭素の固定装置１の一例を示す模式図である。図５において、図１および図４と同様の部分については、記載を省略している場合がある。図５（Ａ）に示すように、パイプである二酸化炭素固定剤投入手段１１０（以下、パイプ１１０ともいう。）は、第１反応容器１０内に、前記二酸化炭素固定剤を投入可能である。また、図５（Ｂ）に示すように、さらに、パイプである二酸化炭素固定剤投入手段２１０（以下、パイプ２１０ともいう。）は、第２反応容器２０内に、前記二酸化炭素固定剤を投入可能である。
　パイプ１１０および２１０の材質、大きさ、および形状等は、特に制限されない。パイプ１１０および２１０の位置は、例えば、第１反応容器１０および第２反応容器２０内の液面よりも上から前記二酸化炭素固定剤を投入できる位置であり、図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、第１反応容器１０および第２反応容器２０の上面に、下向きに設けてもよいし、図５（Ｃ）に示すように、第１反応容器１０および第２反応容器２０の側面等に、横向きに設けてもよい。図５（Ｃ）の場合、Ｌ字型のパイプ１１０の一端が、第１反応容器１０の側面に横向きに設けられ、パイプ１１０の他端が、第１反応容器１０の外側に上向きに設けられることで、例えば、作業者等が、図中の矢印で示すように、前記二酸化炭素固定剤の投入を行う場合に、投入しやすくなる。
　図５（Ａ）の場合、パイプ１１０は、例えば、前記二酸化炭素固定剤として、前記第１固定剤および前記第２固定剤の混合剤を投入可能でもよいし、前記第１固定剤および前記第２固定剤を、それぞれ投入可能でもよいし、前記第１固定剤または前記第２固定剤のいずれかを投入可能でもよい。
　また、図５（Ｂ）の場合、図５（Ａ）の場合に加えて、例えば、パイプ１１０が、前記二酸化炭素固定剤として、前記第１固定剤を投入可能であり、パイプ２１０が、前記第２固定剤を投入可能である。
　つぎに、図６は、本実施形態の二酸化炭素の固定装置１の別の一例を示す模式図である。図６において、図４と同様の部分については、記載を省略している場合がある。図６に示すように、パイプ２１０は、さらに、第１反応容器１０内に、前記二酸化炭素固定剤を投入可能である。
　図６の場合、例えば、パイプ１１０が、前記二酸化炭素固定剤として、前記第１固定剤を投入可能であり、パイプ２１０が、第１反応容器１０および第２反応容器２０のうち、任意の容器に、前記第２固定剤を投入可能でもよい。
　パイプ１１０および２１０は、例えば、流量調整手段を含んでもよい。前記流量調整手段は、特に制限されず、例えば、コック、バルブ等があげられる。これにより、例えば、まず、パイプ１１０を開放して、前記第１固定剤を投入することにより前記第１固定剤による反応を行い、その後、パイプ２１０を開放して、前記第２固定剤を投入することにより前記第２固定剤による反応を行うことができる。
　以上のように、本実施形態の二酸化炭素の固定装置１によっても、例えば、実施形態１および２と同様に、二酸化炭素を固定することができる。
［実施形態４］
　つぎに、前記実施形態の二酸化炭素の固定装置１を用いて、二酸化炭素の固定方法を実施する場合の一例について説明する。
（第１の二酸化炭素の固定方法）
　まず、第１の二酸化炭素の固定方法について、説明する。前記第１の二酸化炭素の固定方法は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を含み、さらに、第２族元素（アルカリ土類金属）の塩化物、および２価の金属元素の塩化物の少なくとも一方を含む混合液と、二酸化炭素（ＣＯ２）を含む気体とを接触させる接触工程を含み、前記接触工程において、前記気体を前記混合液中に送入することにより、前記混合液と前記気体とを接触させる。
　前記第２族元素は、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムがあげられ、中でも、例えば、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムがあげられる。前記第２族元素の塩化物は、例えば、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、塩化マグネシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウムがあげられる。
　前記２価の金属元素は、特に制限されず、例えば、亜鉛があげられる。前記２価の金属元素の塩化物は、例えば、塩化亜鉛があげられる。
　以下の説明において、前記接触工程において、前記第２族元素の塩化物として、塩化カルシウムを添加する場合を例にあげて、説明を行う。ただし、本発明は、これには制限されない。
　すなわち、前記第１の二酸化炭素の固定方法は、水酸化ナトリウムを含み、さらに、塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させる接触工程を含み、前記接触工程において、前記気体を前記混合液中に送入することにより、前記混合液と前記気体とを接触させる。
　前記第１の二酸化炭素の固定方法によれば、水酸化ナトリウムおよび塩化カルシウムと、二酸化炭素とを反応させ、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を生じさせることで、二酸化炭素を固定することができる。本発明によれば、例えば、固体の状態で、二酸化炭素を固定することができる。これにより、例えば、より安定性の高い状態で、二酸化炭素を固定することができる。また、例えば、取扱いが容易になる。
　前記二酸化炭素を含む気体は、特に制限されず、例えば、燃焼排ガス、室内空気、および大気等があげられる。
　前記二酸化炭素を含む気体における二酸化炭素の濃度は、特に制限されず、例えば、0～100％である。なお、後述するように、本発明によれば、低濃度の二酸化炭素であっても、固定することができる。また、100％の二酸化炭素のバブリングにより、前記混合液において、白色沈殿が形成されることから、本発明は、高濃度の二酸化炭素固定においても、効果を得ることができる。
　前記二酸化炭素を含む気体の温度は、特に制限されず、例えば、０℃以下の低温、大気中の気温や室温の一般的な温度、１００℃未満、および１２０～２００℃の高温でもよい。なお、前記気体の温度は、水の蒸発を防ぐ観点から、低温であってもよい。ただし、本発明は、例えば、前記二酸化炭素を含む気体が高熱であっても、適用することができる。
　前記二酸化炭素を含む気体は、例えば、二酸化炭素以外の物質を含んでいてもよい。前記二酸化炭素以外の物質は、特に制限されず、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｏ２、ダスト等があげられる。なお、本発明において、前記混合液は、例えば、基本的に、アルカリ性であることから、前記混合液と酸性の前記物質等とにおいて、中和反応が起こると考えられる。ただし、本発明はこれには制限されない。
　前記混合液は、前述のように、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む。前記混合液の作製方法は、特に制限されず、例えば、低濃度混合があげられる。前記低濃度は、例えば、前記混合前の水酸化ナトリウムの濃度として、5Ｎ未満があげられる。前記低濃度混合によれば、例えば、水酸化カルシウムの沈殿の形成を防ぐことができる。前記混合液の作製方法は、具体的には、例えば、0.1Ｎの水酸化ナトリウム溶液、および0.1ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液を、容器内にそれぞれ入れた後、混合することにより作製することができる。
　前記混合液において、前記水酸化ナトリウムの濃度は、特に制限されず、例えば、0.01Ｎ以上、および0.05Ｎ以上、ならびに、0.2Ｎ以下、0.2Ｎ未満、および0.1Ｎ以下である。なお、前記濃度の単位「Ｎ」は、規定度を示し、水酸化ナトリウムの場合、0.01Ｎは、0.01ｍｏｌ／Ｌである。前記水酸化ナトリウムの濃度が、0.01Ｎ以上、および0.05Ｎ以上であることにより、例えば、より多くの二酸化炭素を固定できる。また、前記水酸化ナトリウムの濃度が、0.2Ｎ未満、および0.1Ｎ以下であることにより、例えば、より多くの二酸化炭素を固定できる。
　なお、後述する参考例において示すように、前記水酸化ナトリウムの濃度が、0.2Ｎ以上では、前記接触において、塩化カルシウムと高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）の沈殿が生じることで、前記接触による炭酸カルシウムの合成量が減少すると考えられる。
　一方、このことは、言い換えると、本発明の二酸化炭素の固定方法によれば、前記混合液において、高濃度の水酸化ナトリウムが含まれる場合でも、塩化カルシウムと前記高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により、水酸化カルシウムの沈殿が生じることで、前記混合液における水酸化ナトリウムの濃度を低下させることが可能であることを意味する。したがって、本発明の二酸化炭素の固定方法によれば、例えば、高熱による、高濃度（例えば、0.2Ｎ以上）の水酸化ナトリウムが発生した場合でも、その濃度を低下させることができ、有害な気体の発生を抑制することができる。
　前記混合液において、前記塩化カルシウムの濃度は、特に制限されず、例えば、0.005ｍｏｌ／Ｌ以上、および0.05ｍｏｌ／Ｌ以上、ならびに、0.5ｍｏｌ／Ｌ以下、0.5ｍｏｌ／Ｌ未満、および0.1ｍｏｌ／Ｌ以下である。前記塩化カルシウムの濃度が、前記範囲内であることにより、例えば、より多くの二酸化炭素を固定できる。
　前記混合液の温度は、特に制限されず、例えば、３０～１００℃、７０℃以上、７０℃～８０℃、７０℃である。なお、本発明によれば、前述のように、例えば、高熱による、高濃度（例えば、0.2Ｎ以上）の水酸化ナトリウムが発生した場合でも、その濃度を低下させることができる。このため、本発明は、例えば、前記混合液が高熱であっても、適用することができる。
　前記混合液のｐＨは、特に制限されず、例えば、0.05Ｎの水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウムとを含む前記混合液のｐＨは、約１２である。
　前記接触工程において、前記混合液中に前記気体を送入することにより、前記混合液と前記二酸化炭素を含む気体とを接触させる。前記気体を「送入」するとは、例えば、「バブリング」するということもできる。前記バブリングは、例えば、パスツールピペットの先端から、二酸化炭素を噴出させることができる。また、例えば、水槽生物用のバブリング装置（製品名：ブクブク、コトブキ工芸株式会社製）を用いることができる。また、例えば、バブリング装置（製品名：Micro bubbler（F-1056-002）、フロント工業株式会社製）を用いることができる。前記バブリングを行う時間は、例えば、形成された沈殿が、さらなる反応により消失しない範囲で、適宜設定することができ、例えば、５秒～６０秒間、５秒～４０秒間、５秒～３０秒間、および１～２分間、ならびに、１．５時間、９時間、および１２時間等とすることができる。
　前記接触工程において、前記混合液中に前記気体を送入することにより、前記気体を、バブルにして前記混合液中に送入することができる。前記バブルのサイズ（直径）は、例えば、前記気体を送入する送入口の大きさに応じて決まる。例えば、前記気体を、多孔質構造体から送入する場合、前記バブルのサイズは、前記多孔質構造体の細孔の大きさに応じて決まる。
　前記バブル（泡、気泡）のサイズ、および個数濃度等は、適宜設定でき、特に制限されない。前記バブルのサイズは、例えば、センチメートル、ミリメートル、マイクロメートル、ナノメートルのオーダーにすることができる。前記バブルは、例えば、ファインバブルを含む。前記ファインバブルは、球相当直径が１００μｍ以下のバブルである。前記ファインバブルは、その内訳として、直径が１～１００μｍのバブルであるマイクロバブル、および、直径が１μｍ以下のバブルであるウルトラファインバブル（ナノバブルともいう。）を含む。前記バブルを、ファインバブル等の小さいサイズに設定することにより、例えば、バブルの表面積をより大きくすることができ、前記接触工程における反応を促進することができる。前記バブルを、ファインバブルより大きいサイズに設定することにより、例えば、前記気体の送入に必要なガス圧を低減することができる。
　前記バブルのサイズは、例えば、一般的な方法により測定できる。具体的には、例えば、前記バブルおよび所定のスケールを含む写真を撮影し、前記写真における前記バブルのサイズと前記スケールとを比較することにより、前記バブルのサイズを測定することができる。また、レーザ回折・散乱法、動的光散乱法、粒子軌跡解析法、共振式質量測定法、電気的検知帯法、動的画像解析法、および遮光法等の、粒子径分布測定手法を利用することができる。
　つぎに、実施形態２の二酸化炭素の固定装置１を用いて、前記第１の二酸化炭素の固定方法を実施する場合について、説明する。なお、前記第１の二酸化炭素の固定方法において、前述のように、前記二酸化炭素固定剤中に前記気体を送入することにより、前記二酸化炭素固定剤と前記二酸化炭素を含む気体とを接触させる。すなわち、前記気液混合手段として、実施形態１の変形例２に記載の気体送入手段７０を用いる場合について、記載している。一方、下記の説明では、前記気液混合手段として、液体循環流路３０、およびポンプ４０を用いる場合を一例として、説明する。
　まず、第１反応容器１０の二酸化炭素固定剤投入手段１１０から、前記二酸化炭素固定剤として、水酸化ナトリウムを含み、さらに、塩化カルシウムを含む混合液を投入する（Ｓ１０１）。前記工程（Ｓ１０１）は、例えば、第１反応容器１０に、前記第１固定剤を投入する工程（Ｓ１０１Ａ）、および第１反応容器１０に、前記第２固定剤を投入する工程（Ｓ１０１Ｂ）を含んでもよい。
　つぎに、ポンプ４０により、前記二酸化炭素固定剤を液体吸込端部３１０Ａから吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を液体放出端部３２０から放出する（Ｓ１０２）。前記工程（Ｓ１０２）において、前述のように、アスピレーター３３０により、液体循環流路３０を流れる前記二酸化炭素固定剤に、二酸化炭素を含む気体が混合される。
　前記工程（Ｓ１０２）を行う時間は、例えば、前記バブリングを行う時間と同様とすることができる。前記工程（Ｓ１０２）を行う時間は、例えば、１分～１０分間、２分～４分間である。
　以上により、前記二酸化炭素固定剤（水酸化ナトリウムおよび塩化カルシウムを含む混合液）と、二酸化炭素とを反応させ、炭酸カルシウムを生じさせることで、二酸化炭素を固定することができる。
　また、前記工程（Ｓ１０２）後、さらに、例えば、第１反応容器１０から、容器連通流路６０を介して、第２反応容器２０に、前記反応後の前記混合液を送液してもよい（Ｓ１０３）。前記工程（Ｓ１０３）を行うことで、例えば、固化生成物分離手段６１０により、前記混合液に含まれる前記固体生成物を分離することができる。
（第２の二酸化炭素の固定方法）
　つぎに、第２の二酸化炭素の固定方法について、説明する。前記第２の二酸化炭素の固定方法は、第１の接触工程および第２の接触工程を含み、前記第１の接触工程は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を含む溶液と、二酸化炭素（ＣＯ２）を含む気体とを接触させ、前記第２の接触工程は、前記第１の接触工程後、前記溶液に、第２族元素の塩化物、および２価の金属元素の塩化物の少なくとも一方を添加する。前記第２の二酸化炭素の固定方法は、例えば、前記第１の二酸化炭素の固定方法の記載を参照できる。
　前述のように、前記第２族元素の塩化物、および２価の金属元素の塩化物の少なくとも一方は、例えば、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）である。
　すなわち、前記第２の二酸化炭素の固定方法は、第１の接触工程および第２の接触工程を含み、前記第１の接触工程は、水酸化ナトリウムを含む溶液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させ、前記第２の接触工程は、前記第１の接触工程後、前記溶液に、塩化カルシウムを添加する。
　前記第１の接触工程は、水酸化ナトリウムを含む溶液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させる。前記第１の接触工程により、水酸化ナトリウムと二酸化炭素との反応により、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）や炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）が生じ、二酸化炭素を固定（吸収）することができる。
　前記第１の接触工程において、塩化カルシウムは未添加である。このため、本発明によれば、前記第１の接触工程において、例えば、高濃度（例えば、0.2Ｎ以上）の水酸化ナトリウムを用いた場合でも、塩化カルシウムとの反応により水酸化カルシウムが生じない。このため、続く前記第２の接触工程において、塩化カルシウムと高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により水酸化カルシウムが生じることを防ぐことができ、より多くの二酸化炭素を固定できる。
　前記第２の接触工程は、前記第１の接触工程後、前記溶液に、塩化カルシウムを添加する。前記第２の接触工程により、前記第１の接触工程により生成した炭酸水素ナトリウムや炭酸ナトリウムと塩化カルシウムとを反応させることにより、炭酸カルシウムを生じさせ、二酸化炭素を固定することができる。
　前記第２の接触工程において、前記二酸化炭素を含む気体との接触を終了させてもよい。また、前記二酸化炭素を含む気体と接触させながら、前記第２の接触工程を行ってもよい。
　前記第２の接触工程において、前記添加後の混合液における、前記塩化カルシウムの濃度は、特に制限されず、例えば、0.005ｍｏｌ／Ｌ以上、および0.05ｍｏｌ／Ｌ以上、ならびに、0.5ｍｏｌ／Ｌ以下、0.5ｍｏｌ／Ｌ未満、および0.1ｍｏｌ／Ｌ以下である。前記塩化カルシウムの濃度が、前記範囲内であることにより、例えば、より多くの二酸化炭素を固定できる。
　前記第２の接触工程において、前記添加後の混合液のｐＨは、特に制限されず、例えば、0.05Ｎの水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウムとを含む前記混合液のｐＨは、約１２である。
　本発明の二酸化炭素の固定方法は、例えば、さらに、希釈工程を含み、前記希釈工程は、前記第１の接触工程後、前記溶液を希釈してもよい。前記希釈する方法は、特に制限されず、例えば、蒸留水を添加することができる。前記希釈の割合は、適宜設定でき、例えば、１／１０に希釈することができる。前記希釈工程により、例えば、水酸化ナトリウムの濃度を、0.2Ｎ以下、0.2Ｎ未満、および0.1Ｎ以下にすることができる。
　つぎに、実施形態２の二酸化炭素の固定装置１を用いて、前記第２の二酸化炭素の固定方法を実施する場合について、説明する。
　まず、第１反応容器１０の二酸化炭素固定剤投入手段１１０から、前記二酸化炭素固定剤における前記第１固定剤として、水酸化ナトリウムを含む溶液を投入する（Ｓ２０１）。
　つぎに、ポンプ４０により、前記第１固定剤を液体吸込端部３１０Ａから吸込み、前記吸込んだ第１固定剤を液体放出端部３２０から放出する（Ｓ２０２；前記第１の接触工程）。前記工程（Ｓ２０２）において、前述のように、アスピレーター３３０により、液体循環流路３０を流れる前記第１固定剤に、二酸化炭素を含む気体が混合される。
　前記工程（Ｓ２０２）を行う時間は、例えば、前記工程（Ｓ１０２）を行う時間と同様とすることができる。
　つぎに、第１反応容器１０から、容器連通流路６０を介して、第２反応容器２０に、前記反応後の前記第１固定剤を送液する（Ｓ２０３）。
　つぎに、第２反応容器２０の二酸化炭素固定剤投入手段２１０から、前記二酸化炭素固定剤における前記第２固定剤として、塩化カルシウムを添加する（Ｓ２０４；前記第２の接触工程）。
　以上により、水酸化ナトリウムおよび塩化カルシウムと、二酸化炭素とを反応させ、炭酸カルシウムを生じさせることで、二酸化炭素を固定することができる。
　つぎに、本発明の実施例および参考例について説明する。ただし、本発明は、下記実施例および参考例により制限されない。市販の試薬は、特に示さない限り、それらのプロトコルに基づいて使用した。
　本発明の二酸化炭素の固定装置を用いて、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　図７に示す二酸化炭素の固定装置を、以下のようにして作製した。第１反応容器１０として、大きさ（高さ７３ｃｍ、奥行き４１ｃｍ、幅５１ｃｍ）、容量約７６Ｌのプラスチック製の容器を用いた。第１反応容器１０を、金属製のラック（市販のもの）に設置した。液体循環流路３０として、ホース（市販のもの）、およびパイプ（市販のもの）を用い、前記ホースおよび前記パイプを、それぞれ、ポンプ４０（Iwaki Magnet Pump MD-100R-5M）に接続した。ポンプ４０は、前記ラックの上部の空間（収容部５０）に設置した。前記パイプの液体吸込端部３１０には、ストレーナー（市販のもの）を接続し、前記ホースの液体放出端部３２０には、アスピレーター（品番1-689-04、アズワン社製）を接続し、それぞれ、第１反応容器１０内に設置した。また、前記アスピレーターには、気体取込み用のホースＸを接続し、ホースＸの他端を、前記ラックの天井に設けた穴から外部に通した。これにより、前記外部から取込んだ大気が、前記アスピレーターにより液体循環流路３０内の液体に取込まれ、液体放出端部３２０から噴出されるようにした。
　また、第１反応容器１０の上部空間の側面部に、液面から７ｃｍの位置となるように穴（直径６ｃｍ）（図示せず）を設け、前記穴に塩化ビニル製のパイプを通し、前記上部空間の気体を第１反応容器１０外に放出させた。そして、前記放出させた気体中の二酸化炭素濃度を、二酸化炭素モニター（GX-6000、RIKEN KEIKI製）により測定した。
　第１反応容器１０に、４０Ｌの水を入れた後、２Ｌの１Ｎの水酸化ナトリウム溶液を、作業者により投入した。前記投入後すぐに、ポンプ４０を作動させ、ポンプ４０により、前記溶液を液体吸込端部３１０から吸込み、前記吸込んだ前記溶液を液体放出端部３２０から放出させた。その後すぐに、２Ｌの１ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウムを含む溶液を、作業者により投入した。前記投入後、気体の出入りを防ぐため、第１反応容器１０の蓋を閉じた。前記塩化カルシウムを含む溶液の投入時点を０分とし、経過時間を測定した。
　この結果、前記投入時点（０分）において、前記二酸化炭素濃度は４００ＰＰＭであった。そして、前記投入直後から、前記二酸化炭素濃度は急激に低下し、前記投入から２０秒後における前記二酸化炭素濃度は２８０ＰＰＭ、３０秒後における前記二酸化炭素濃度は２６０ＰＰＭ、４０秒後における前記二酸化炭素濃度は２２０ＰＰＭ、５０秒後における前記二酸化炭素濃度は２００ＰＰＭ、６０秒後における前記二酸化炭素濃度は１８０ＰＰＭ、１分２０秒後における前記二酸化炭素濃度は１６０ＰＰＭ、１分４０秒後における前記二酸化炭素濃度は１４０ＰＰＭ、２分後における前記二酸化炭素濃度は１００ＰＰＭ、２分２０秒後における前記二酸化炭素濃度は８０ＰＰＭ、２分４０秒後における前記二酸化炭素濃度は６０ＰＰＭ、３分後における前記二酸化炭素濃度は４０ＰＰＭ、３分２０秒後における前記二酸化炭素濃度は２０ＰＰＭであった。そして、前記投入から３分４５秒後に、前記二酸化炭素濃度は０ＰＰＭになった。その後、前記投入から１０分後まで測定を行ったところ、いずれの経過時間においても、前記二酸化炭素濃度は０ＰＰＭであった。
　以上のように、本発明の二酸化炭素の固定装置を用いて、二酸化炭素を固定できることを確認できた。
［参考例１］
　容器内において、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、および塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）を含む混合液と、二酸化炭素（ＣＯ２）を含む気体とを、前記気体を前記混合液中にバブリングすることにより接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　１Ｎの水酸化ナトリウム溶液（和光純薬工業社製）を、それぞれ、0.01、0.02、0.1、0.2、および0.4Ｎとなるように蒸留水で希釈し、前記各濃度の水酸化ナトリウム溶液を作製した。また、１ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液（和光純薬工業社製）を、それぞれ、0.01、0.02、0.1、0.2、および1（無希釈）ｍｏｌ／Ｌとなるように蒸留水で希釈し、前記各濃度の塩化カルシウム溶液を作製した。
　１０ｍＬの試験管に、３ｍＬの前記各濃度の水酸化ナトリウム溶液と、３ｍＬの0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液とを入れて混合し、前記混合液に、二酸化炭素（ＣＯ２100％、小池工業社製）をバブリングすることにより、接触させた。前記バブリングは、パスツールピペットの先端から、二酸化炭素を噴出させた。前記バブリングの条件は、１０秒間（約２０ｃｍ３）とした。前記接触後、前記混合液を３，０００ｒｐｍ、１０分間の条件で遠心した。前記バブリングにおけるバブルのサイズを、スケールと比較することにより目視で測定した結果、ミリメートル～センチメートルのオーダーであった。そして、前記接触前および後に、前記試験管の重量を測定し、前記接触前および後における前記重量の差を、沈殿量として算出した。なお、後述するように、前記二酸化炭素との接触を行うよりも前に沈殿が生じた場合は、前記沈殿を除去した後、前記接触を行った。
　この結果を、図８および図９に示す。図８は、前記二酸化炭素との接触前および接触後における、0.05Ｎの水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウムとを含む混合液の写真であり、図中、左が、前記接触前、右が、前記接触後の試験管の様子を示す。図８に示すように、二酸化炭素を接触させることにより、前記混合液において、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の白色沈殿が生じた。なお、前記混合液において、１０秒間の前記バブリングが終了するよりも前に、白濁が生じていた。
　図９は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図９において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、前記混合液における水酸化ナトリウム濃度（Ｎ）を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記各混合液のサンプルについて、合計５サンプルの測定値の平均値とした。図９に示すように、水酸化ナトリウム濃度が0.01Ｎ以上において、二酸化炭素を接触させた結果、前記沈殿が生じた。そして、前記濃度が0.05Ｎにおいて、前記沈殿の量が大きく増加し、0.1Ｎにおいて、前記沈殿の量が最大であった。一方、前記濃度が0.2Ｎにおいて、前記0.1Ｎにおける値と比較して、前記沈殿の量が減少した。前記濃度が0.05～0.2Ｎ、および0.05～0.1Ｎにおいて、より多くの二酸化炭素を固定できることが確認できた。
　なお、水酸化ナトリウム濃度が0.2Ｎの場合、二酸化炭素との前記接触前において、前記混合液中に白色沈殿の形成がみられた。この白色沈殿は、塩化カルシウムと高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により生じた、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）であると考えられる。このため、前記濃度が0.2Ｎにおいて、前記沈殿の量が減少した理由としては、塩化カルシウムと高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により水酸化カルシウムが生じたことで、前記接触による炭酸カルシウムの合成量が減少したためと考えられる。
　つぎに、３ｍＬの0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液と、３ｍＬの前記各濃度の前記塩化カルシウム溶液とを入れて混合し、前記混合液を作製した以外は同様にして、前記接触を行った。
　この結果を、図１０に示す。図１０は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図１０において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、前記混合液における塩化カルシウム濃度（ｍｏｌ／Ｌ）を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記各混合液のサンプルについて、合計５サンプルの測定値の平均値とした。図１０に示すように、全ての塩化カルシウム濃度において、二酸化炭素を接触させた結果、前記沈殿が生じた。そして、前記濃度が0.05ｍｏｌ／Ｌにおいて、前記沈殿の量が大きく増加し、0.1ｍｏｌ／Ｌにおいて、前記沈殿の量が最大であった。前記塩化カルシウム濃度が0.05～0.5ｍｏｌ／Ｌにおいて、より多くの二酸化炭素を固定できることが確認できた。
　なお、前記塩化カルシウム濃度が0.2～0.5ｍｏｌ／Ｌの場合、二酸化炭素との前記接触前において、前記混合液中に白色沈殿の形成がみられた。そして、この白色沈殿は、前記接触において、二酸化炭素を添加することにより、消失した。一方、前記塩化カルシウム濃度が、0.1ｍｏｌ／Ｌおよび0.05ｍｏｌ／Ｌの場合、前記混合液中に沈殿の形成がみられ、且つ、前記接触を行っても、前記沈殿は消失しなかった。
　以上のように、容器内において、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、前記気体を前記混合液中にバブリングすることにより接触させることにより、二酸化炭素を固定できることが確認できた。
［参考例２］
　水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を含む溶液と、二酸化炭素（ＣＯ２）を含む気体とを接触させる第１の接触工程、および前記第１の接触工程後、前記溶液に、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）を添加する第２の接触工程により、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　水酸化ナトリウムを含む溶液として、１Ｎの水酸化ナトリウム溶液（和光純薬工業社製）を用いた。また、１ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液（和光純薬工業社製）を、蒸留水で希釈し、0.1ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液を作製した。
　１０ｍＬの試験管に、５ｍｌの１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液（和光純薬工業社製）を入れ、前記溶液に、二酸化炭素（ＣＯ２100％、小池工業社製）をバブリングすることにより、接触させた（第１の接触工程）。前記バブリングは、パスツールピペットの先端から、二酸化炭素を噴出させた。前記バブリングの条件は、２ｃｍ３／秒、４０秒間とした。
　つぎに、前記第１の接触後の前記溶液を、所定の濃度（0.1Nおよび0.05N）となるように蒸留水で希釈した。１０ｍＬの試験管に、３ｍＬの前記希釈後の前記溶液を入れ、前記溶液に、３ｍｌの0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を添加した（第２の接触工程）。前記接触後、前記混合液を３，０００ｒｐｍ、１０分間の条件で遠心した。そして、前記接触前および後に、前記試験管の重量を測定し、前記接触前および後における前記重量の差を、沈殿量として算出した。
　また、二酸化炭素の吸収に対する水酸化ナトリウムの濃度効果をみるため、以下の実験を行った。１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を、前記所定の濃度（0.1Nおよび0.05N）となるように、蒸留水で希釈した。１０ｍＬの試験管に、３ｍｌの前記所定の濃度の水酸化ナトリウム溶液を入れ、前記溶液に、二酸化炭素をバブリングすることにより、接触させた（第１の接触工程）。前記バブリングの条件は、２ｃｍ３／秒、２０秒間とした。そして、前記溶液に、３ｍｌの0.1mol/Lの前記塩化カルシウム溶液を添加した（第２の接触工程）。前記添加後、同様にして、沈殿量を算出した。
　これらの結果を、図１１に示す。図１１は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図１１において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、各実験条件を示し、左のグラフは、前記第１工程を１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を用いて行った結果（「High Concentration」）を示し、右のグラフは、前記第１工程を前記希釈後の前記水酸化ナトリウム溶液を用いて行った結果（「Low Concentration」）を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、４サンプルの測定値の平均値とした。図１１に示すように、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行った結果、前記第１の接触工程をいずれの濃度で行った場合も、前記沈殿が生じた。また、前記第１の接触工程を高濃度で行った場合、前記沈殿の量がより多かった。
　さらに、前記第１工程で生成した炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）および炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）が、前記第２工程において塩化カルシウムと反応し、沈殿を生じることを確認した。
　前述と同様にして、0.5ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液を作製した。１０ｍＬの試験管に、１ｍｌの１Ｎの炭酸水素ナトリウム溶液（和光純薬工業社製）、１ｍｌの蒸留水、２ｍｌの0.5ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を入れ、ボルテックスミキサーを用いて混合した。その後、生成した沈殿について、前述と同様にして、沈殿量を算出した。
　また、同様にして、２ｍｌの0.5ｍｏｌ／Ｌの炭酸ナトリウム溶液（和光純薬工業製）、２ｍｌの0.5ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を混合し、生成した沈殿について、沈殿量を算出した。
　この結果を、図１２に示す。図１２は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図１２において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、各実験条件を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記各サンプルについて、合計４サンプルの測定値の平均値とした。図１２に示すように、前記炭酸水素ナトリウム溶液および前記炭酸ナトリウム溶液は、それぞれ、前記塩化カルシウム溶液との反応により、沈殿を生じた。
　以上から、水酸化ナトリウムを含む溶液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させる第１の接触工程、および前記第１の接触工程後、前記溶液に、塩化カルシウムを添加し、さらに、前記添加後の混合液と、前記二酸化炭素を含む気体とを接触させる第２の接触工程により、二酸化炭素を固定できることが確認できた。また、前記第１工程で生成した炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムが、前記第２工程において塩化カルシウムと反応し、沈殿を生じることが確認できた。
［参考例３］
　前記水酸化ナトリウム溶液および前記塩化カルシウム溶液の濃度を変えても、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　参考例２と同様にして、１Ｎの水酸化ナトリウム溶液を用いた。さらに、前記水酸化ナトリウムを含む溶液として、５Ｎの水酸化ナトリウム溶液（和光純薬工業社製）を用いた。また、参考例２と同様にして、0.1ｍｏｌ／Ｌおよび0.5ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を作製した。
　１Ｎおよび５Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液、ならびに、0.1ｍｏｌ／Ｌおよび0.5ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を用いて、参考例２と同様にして、前記第１の接触工程、および前記第２の接触工程を行った。ただし、５Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を用いた場合のみ、前記第１の接触工程における前記バブリング時間を、２０秒間に代えて、５０秒間とした。そして、参考例２と同様にして、沈殿量を算出した。
　この結果を、図１３に示す。図１３は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図１３において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、各実験条件を示し、左のグラフは、前記第１工程を１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を用いて行った結果を示し、右のグラフは、前記第１工程を５Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を用いて行った結果を示し、それぞれにおいて、左は、0.1ｍｏｌ／Ｌ前記塩化カルシウム溶液を用いて行った結果、右は、0.5ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を用いて行った結果を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記各サンプルについて、合計５サンプルの測定値の平均値とした。図１３に示すように、前記水酸化ナトリウム溶液および前記塩化カルシウム溶液をいずれの濃度にした場合も、前記沈殿が生じた。前記水酸化ナトリウム溶液の濃度を、１Ｎおよび５Ｎにした結果、両者間でほぼ同じ値が得られた。前記塩化カルシウム溶液の濃度を、0.1ｍｏｌ／Ｌおよび0.5ｍｏｌ／Ｌにした結果、0.5ｍｏｌ／Ｌでは、0.1ｍｏｌ／Ｌにした場合と比較して、いずれの前記水酸化ナトリウム溶液の濃度においても、前記沈殿量が約半分の値であった。0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を用いることにより、より多くの二酸化炭素を固定できることが確認できた。
　以上から、前記水酸化ナトリウム溶液および前記塩化カルシウム溶液の濃度を変えても、二酸化炭素を固定できることが確認できた。
［参考例４］
　前記第１の接触工程における二酸化炭素を含む気体との接触時間を変えても、二酸化炭素を固定できることを確認した。また、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行わずに、水酸化ナトリウムおよび塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させ、結果を比較した。
　参考例２と同様にして、１Ｎの水酸化ナトリウム溶液を用いた。また、0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を作製した。
　前記バブリングの条件を、５、１０、２０、３０、６０秒間とした以外は参考例２と同様にして、前記第１の接触工程を行った。
　つぎに、前記第１の接触後の前記溶液に、濃度が約0.1N（初濃度を基準にした概算値）となるように、９ｍＬの蒸留水を加えて希釈した。１０ｍＬの試験管に、３ｍＬの前記希釈後の前記溶液を入れ、前記溶液に、３ｍｌの0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を添加した（第２の接触工程）。前記接触後、参考例２と同様にして、前記混合液を遠心した。そして、参考例２と同様にして、沈殿量を算出した。
　また、比較例として、以下の実験を行った。１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を、0.1Nとなるように、蒸留水で希釈した。１０ｍＬの試験管に、３ｍｌの0.1Nの前記水酸化ナトリウム溶液と、３ｍｌの0.1Nの前記塩化カルシウム溶液とを入れて混合し、前記混合液に、前述と同様にして、二酸化炭素をバブリングすることにより、接触させた。前記添加後、同様にして、沈殿量を算出した。
　これらの結果を、図１４に示す。図１４は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図１４において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、バブリング時間を示し、それぞれ、左のグラフは、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行った結果を示し、右のグラフは、比較例の結果を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、合計３回の測定値の平均値とした。図１４に示すように、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行った結果、いずれのバブリング時間においても、前記沈殿が生じた。５秒～３０秒間のバブリングにおいて、ほぼ同程度の沈殿量が得られた。６０秒間のバブリングを行っても、やや減少したものの、十分な量の沈殿量が得られた。前記比較例の場合、５秒～１０秒間のバブリングにおいて、前記沈殿が生じたが、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行った結果と比較して、沈殿量は半分以下であった。さらに、２０秒以上のバブリングを行うと、沈殿量は大きく減少した。
　以上から、前記第１の接触工程における二酸化炭素を含む気体との接触時間を変えても、二酸化炭素を固定できることを確認できた。また、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行った場合、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行わずに、水酸化ナトリウムおよび塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させた場合と比較して、より効率よく二酸化炭素を固定できることが分かった。
［参考例５］
　水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、前記気体を前記混合液中にバブリングすることにより接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　等量の0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液と、0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液とを混合し、0.05Ｎの前記水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウムとを含む混合液を作製した。５００ｍｌの前記混合液を、プラスチックボトル（市販のもの、幅7.5ｃｍ、奥行7.5ｃｍ、高さ12ｃｍ）に入れ、図１５に示すように、前記混合液に、水槽生物用のバブリング装置（製品名：ブクブク（セットに含まれるエアポンプ、ホース、およびエアストーンを組立てたもの）、コトブキ工芸株式会社製）を用いて、空気をバブリングすることにより接触させた。なお、図１５において、前記プラスチックボトルの内部を透視的に図示している。前記バブリングは、２０ｃｍ３／秒の条件で、９時間、および１２時間行った。前記バブリングにおけるバブルのサイズを、スケールと比較することにより目視で測定した結果、マイクロメートル～ミリメートルのオーダーであった。前記接触後、５ｍＬの前記混合液を取得し、３，０００ｒｐｍ、１０分間の条件で遠心した後、沈殿物を秤量した。また、前記空気に代えて、前記空気に前記二酸化炭素を混合することにより二酸化炭素濃度を15％にした混合空気を用い、前記バブリングを1.5時間行った以外は同様にして、実験を行った。
　この結果を、図１６に示す。図１６は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図１６において、縦軸は、前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、各実験条件を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記各混合液のサンプルについて、合計４サンプルの測定値の平均値とした。図１６に示すように、前記空気、および前記混合空気のバブリングにより、沈殿が生じた。前記空気のバブリングにおいて、時間経過に応じて、沈殿量が増加していた。
　つぎに、容器の形態を変えて、実験を行った。前記容器として、前記プラスチックボトルに代えて、直径40ｍｍ、高さ50ｃｍの塩化ビニル製のパイプ（市販のもの）を用いた。前記パイプは、底部となる一端にパイプキャップ（市販のもの）を取付けた。図１７は、前記パイプの形態を説明する概略図である。なお、図１７において、前記パイプの内部を透視的に図示している。また、参考例１と同様にして、0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液および0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を作製した。２５０ｍｌの前記水酸化ナトリウム溶液および２５０ｍｌの前記塩化カルシウム溶液を、前記パイプに入れ、前記混合液に、前述と同様にして、約１分間、空気をバブリングすることにより接触させた。前記接触後、前記パイプの上部空間（高さ約14ｃｍ）における気体について、二酸化炭素モニター（RI-85、RIKEN KEIKI製）を用いて、二酸化炭素濃度を測定した。また、前記空気の二酸化炭素濃度を、同様にして測定した。
　この結果を、図１８に示す。図１８は、前記接触後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図１８において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、左から、前記空気（Air）、および前記パイプの上部空間における気体（Inner Pipe）を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計９サンプルの測定値の平均値とした。図１８に示すように、前記接触により、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が大きく減少した。
　つぎに、前記空気に代えて、前記空気に前記二酸化炭素を混合することにより二酸化炭素濃度を10％にした混合空気を用いた以外は同様にして、実験を行った。
　この結果を、図１９に示す。図１９は、前記接触後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図１９において、縦軸は、二酸化炭素濃度（％）を示し、横軸は、左から、各実験条件を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計３サンプルの測定値の平均値とした。図１９に示すように、前記接触により、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が減少した。
　つぎに、前記混合液の量を変えて、実験を行った。前述と同様にして、0.05Ｎの前記水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウムとを含む混合液を作製した。前記パイプに、１００、２００、３００、４００、および５００ｍｌの前記混合液を入れ、前記混合液に、前述と同様にして、１～２分間、空気をバブリングすることにより接触させた。なお、前記各条件において、前記パイプの底面からの前記混合液の液面の高さは、それぞれ、７、１４、２２、２９、３６ｃｍであった。前記接触後、前記パイプの上部空間（前記パイプの上端から約10ｃｍの位置）における気体について、前述と同様にして、二酸化炭素濃度を測定した。また、前記空気の二酸化炭素濃度を、同様にして測定した。
　この結果を、図２０に示す。図２０は、前記接触後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図２０において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、左から、前記空気（Control）、および前記液面の高さを示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計３サンプルの測定値の平均値とした。図２０に示すように、前記接触により、前記液面の高さが、７ｃｍであっても、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が大きく減少した。また、前記液面の高さ（前記混合液の量）が大きくなるに従って、二酸化炭素濃度はより減少した。
　つぎに、前記接触の形態を変えて、実験を行った。前述と同様にして、0.05Ｎの前記水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウムとを含む混合液を作製した。前記パイプに、５００ｍｌの前記混合液を入れ、前述と同様にして、１～２分間、空気をバブリングすることにより接触させた。一方、前記接触において、前記バブリング装置の前記ホースの先端に接続した前記エアストーンを取り外して、前記ホース（直径約５ｍｍ、シリコン製）から直接空気をバブリングすることにより接触させた以外は同様にして、実験を行った。前記バブリングにおけるバブルのサイズを、スケールと比較することにより目視で測定した結果、ミリメートル～センチメートルのオーダーであった。前記接触後、前述と同様にして、二酸化炭素濃度を測定した。また、前記空気の二酸化炭素濃度を、同様にして測定した。
　この結果を、図２１に示す。図２１は、前記接触後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図２１において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、左から、前記空気（Control）、前記エアストーンからバブリングした場合（Ball）、および前記ホースからバブリングした場合（Tube）を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計４サンプルの測定値の平均値とした。図２１に示すように、前記エアストーンからバブリングすることにより、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が大きく減少した（４．２７％まで減少）。一方、前記ホースからバブリングした場合、二酸化炭素濃度は減少した（６９．４９％まで減少）が、前記エアストーンからバブリングした場合と比較して、減少量は少なかった。このことから、前記バブリングにおけるバブルのサイズが小さいことが、二酸化炭素の吸収において重要であることがわかった。
　以上のように、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、前記気体を前記混合液中にバブリングすることにより接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認できた。
［参考例６］
　水酸化ナトリウムを含み、さらに、第２族元素の塩化物、および２価の金属元素の塩化物を含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　第２族元素の塩化物、および２価の金属元素の塩化物として、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２、和光純薬工業社製）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２、和光純薬工業社製）、塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ２、和光純薬工業社製）、塩化バリウム（ＢａＣｌ２、和光純薬工業社製）を用いた。前記塩化物を、それぞれ、蒸留水で希釈し、0.1ｍｏｌ／Ｌの各金属塩化物溶液を作製した。また、参考例１と同様にして、0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を作製した。
　２ｍＬの前記各金属塩化物溶液と、１ｍＬの前記水酸化ナトリウム溶液を混合した。前記混合液に、参考例１と同様にして、二酸化炭素をバブリングすることにより、接触させた。前記混合後、および前記二酸化炭素との接触後、参考例１と同様にして、沈殿量を算出した。
　この結果を、図２２に示す。図２２は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図２２において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、前記混合液に含まれる各金属塩化物を示し、それぞれ、左のグラフが前記混合後、右のグラフが前記二酸化炭素との接触後を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記各混合液のサンプルについて、合計４サンプルの測定値の平均値とした。図２２に示すように、前記塩化マグネシウム溶液および前記塩化亜鉛溶液を用いた場合、前記混合後、沈殿量が大きく増加し、前記二酸化炭素との接触後、沈殿量が減少した。また、前記塩化ストロンチウム溶液および前記塩化バリウム溶液を用いた場合、前記混合後、沈殿量が増加し、前記二酸化炭素との接触後、沈殿量がさらに増加した。
　つぎに、前記第２族元素の塩化物、および前記２価の金属元素の塩化物を用いて、前記接触後の二酸化炭素濃度を測定した。
　前記容器として、参考例５に記載の前記パイプを使用した。５０ｍｌの０．１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液および５０ｍｌの0.1ｍｏｌ／Ｌの各金属塩化物溶液を、前記パイプに入れ、前記混合液に、前記参考例５と同様にして、空気をバブリングすることにより接触させた。前記接触後、前記パイプの上部空間（高さ約14ｃｍ）における気体について、参考例５と同様にして、二酸化炭素濃度を測定した。前記測定において、前記接触から２～３分後に、二酸化炭素濃度の値がほぼ一定になったことを確認し、この値を測定値とした。また、コントロールとして、前記空気の二酸化炭素濃度を、同様にして測定した。
　この結果を、図２３に示す。図２３は、前記接触後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図２３において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、各金属塩化物を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計３サンプルの測定値の平均値とした。図２３に示すように、前記接触により、いずれの金属塩化物を用いた場合においても、コントロールの値と比較して、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が減少した。特に、前記塩化ストロンチウム溶液および前記塩化バリウム溶液を用いた場合、前記二酸化炭素濃度が大きく減少した。
　以上のように、水酸化ナトリウムを含み、さらに、第２族元素の塩化物、および２価の金属元素の塩化物を含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認できた。
［参考例７］
　水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、所定の温度条件下で接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　参考例５と同様にして、0.05Ｎの前記水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウムとを含む混合液を作製した。１０ｍＬの試験管に、３ｍＬの前記各濃度の水酸化ナトリウム溶液と、３ｍＬの0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液とを入れて混合し、前記混合液に、参考例１と同様にして、二酸化炭素をバブリングすることにより接触させた。前記バブリングは、２ｃｍ３／秒の条件で、１０秒間行った。前記接触において、前記混合液の温度を、Unithermo Shaker NTS-120, EYLEA, (Tokyo Rikakikai Co., Ltd.)を用いて、それぞれ、５℃、２０℃、３０℃、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃、８０℃に保持した。前記接触後、参考例１と同様にして、沈殿量を算出した。
　この結果を、図２４に示す。図２４は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図２４において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、温度を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記温度ごとに、実験を３～５回行い、各実験において４～８サンプルの測定値を取得し、これらの測定値の平均値とした。図２４に示すように、いずれの温度条件下においても、前記二酸化炭素との接触後、沈殿が生成した。前記沈殿量は、前記混合液の温度が５℃から６０℃の間では、ほぼ一定の値であり、７０℃において大きく増加した。前記混合液の温度が８０℃においても、５℃から６０℃の間における前記一定の値よりも大きい値が得られた。
　以上のように、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、所定の温度条件下で接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認できた。特に、前記二酸化炭素の固定が、高温での処理に適していることを確認できた。
　以上、実施形態および実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
　以上のように、本発明によれば、新たな、二酸化炭素の固定装置を提供することができる。このため、本発明は、二酸化炭素を含む燃焼排ガスの処理等において、極めて有用といえる。本発明の二酸化炭素の固定装置は、例えば、火力発電所に適用することができる。
１０　　　　　第１反応容器
１１０　　　　二酸化炭素固定剤投入手段
２０　　　　　第２反応容器
２１０　　　　二酸化炭素固定剤投入手段
３０　　　　　液体循環流路
３１０、３１０Ａ、Ｂ　液体吸込端部
３２０　　　　液体放出端部
３３０　　　　アスピレーター
３４０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ　流量調整手段
３５０　　　　給水手段
４０　　　　　ポンプ
５０　　　　　収容部
５１０　　　　通気部
６０　　　　　容器連通流路
６１０　　　　固化生成物分離手段
６２０　　　　流量調整手段
７０　　　　　気体送入手段
７１０　　　　挿入端部

Claims (12)

  1. 第１反応容器、二酸化炭素固定剤投入手段、および気液混合手段を含み、
    前記第１反応容器は、二酸化炭素固定剤を収容可能であり、
    前記二酸化炭素固定剤投入手段は、前記第１反応容器に、前記二酸化炭素固定剤を投入可能であり、
    前記気液混合手段は、前記二酸化炭素固定剤に、二酸化炭素を含む気体を混合可能である、
    二酸化炭素の固定装置。
  2. 前記気液混合手段は、前記第１反応容器内に挿入され、挿入端部において複数の孔が設けられており、前記複数の孔から、前記第１反応容器内の前記二酸化炭素固定剤中に、前記気体を放出可能である、請求項１記載の二酸化炭素の固定装置。
  3. 前記気液混合手段は、液体循環流路、およびポンプを含み、
    前記液体循環流路は、液体吸込端部および液体放出端部を含み、
    前記液体吸込端部および前記液体放出端部は、それぞれ、前記第１反応容器内に挿入されており、
    前記ポンプにより、前記二酸化炭素固定剤を前記液体吸込端部から吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を、前記液体放出端部から放出可能である、
    請求項１記載の二酸化炭素の固定装置。
  4. 前記液体循環流路が、さらに、気液混合部材を含み、
    前記気液混合部材は、前記液体循環流路を流れる液体に前記気体を混合可能である、
    請求項３記載の二酸化炭素の固定装置。
  5. 前記液体吸込端部が、濾過手段を含み、
    前記濾過手段は、前記二酸化炭素固定剤に含まれる固体成分を除去可能である、請求項３または４記載の二酸化炭素の固定装置。
  6. さらに、第２反応容器、および容器連通流路を含み、
    前記第１反応容器および前記第２反応容器は、前記容器連通流路により連通しており、前記第１反応容器から前記第２反応容器に送液可能である、請求項１から５のいずれか一項に記載の二酸化炭素の固定装置。
  7. 前記第１反応容器が、前記第２反応容器の上方に配置されている、請求項６記載の二酸化炭素の固定装置。
  8. 前記容器連通流路が、流量調整手段を含む、請求項６または７記載の二酸化炭素の固定装置。
  9. 前記容器連通流路が、前記第２反応容器内に挿入され、挿入端部において、固化生成物分離手段を含み、
    前記固化生成物分離手段は、前記第１反応容器から送液された液体に含まれる固体生成物を分離し、前記容器連通流路から、前記第２反応容器内に、前記分離後の前記液体を投入可能である、請求項６から８のいずれか一項に記載の二酸化炭素の固定装置。
  10. 前記気液混合手段は、液体循環流路、およびポンプを含み、
    前記液体循環流路は、液体吸込端部および液体放出端部を含み、
    前記液体吸込端部は、前記第１反応容器内および前記第２反応容器内に挿入されており、
    前記液体放出端部は、前記第１反応容器内に挿入されており、
    前記ポンプにより、前記二酸化炭素固定剤を前記第１反応容器内および前記第２反応容器内の前記液体吸込端部から吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を前記第１反応容器内の前記液体放出端部から放出可能である、
    請求項６から９のいずれか一項に記載の二酸化炭素の固定装置。
  11. さらに、冷却手段を含み、
    前記冷却手段は、反応後の前記二酸化炭素固定剤を冷却可能である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の二酸化炭素の固定装置。
  12. さらに、温度保持手段を含み、
    前記温度保持手段は、前記二酸化炭素固定剤の温度を７０℃以上に保持可能である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の二酸化炭素の固定装置。
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