WO2023008584A1 - ピトー管効果を応用した二酸化炭素回収装置及びエアコン - Google Patents

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晴雄 森重
森重 茂美
北村 康文
千代谷 晴菜
森重 晴貴
梅津 晴賀
小牧 晴絵
森重 はるみ
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    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures

Definitions

  • the present invention applies the pitot tube effect to recover exhaust gases emitted from thermal power plants, steel plants, oil refineries, cement plants, and waste incineration facilities, as well as carbon dioxide contained in the atmosphere or seawater.
  • the present invention relates to air conditioners that apply the pitot tube effect.
  • CCUS Carbon Dioxide Capture Utilization Storage
  • CCUS Carbon Dioxide Capture Utilization Storage
  • Thermal power plants installed near rivers and coasts use large amounts of river water and seawater as cold heat sources for turbines. More than 30 tons per second is used in the 1,000,000 kW class. These waters also contain 300 ppm or more of carbon dioxide.
  • air conditioners are indispensable in the summer, which is a matter of life and death. Therefore, the amount of electric power required for cold heat is increasing worldwide, and the power generation of thermal power plants is increasing, which is a cause of further global warming.
  • a highly efficient air conditioner is required.
  • Prior art literature search Patent literature search Carbon dioxide recovery and air conditioners that apply the pitot tube effect are not found. CCUS research experiments on exhaust gas have been announced.
  • the present invention has implemented the following means for each subject.
  • a compressor that utilizes the pitot tube effect. Water is circulated in the circulation line around the tank with a pump, and the exhaust gas is sucked through a small hole in the circulation line by the pitot tube effect to create a multiphase flow of water and exhaust gas, which is then drawn into the tank and added to the water. Absorbs carbon dioxide. The pressure in the tank increases by storing the exhaust gas. Exhaust gas from which carbon dioxide has been removed is released when the tank internal pressure reaches the target pressure. (2) Divided into a pressurized tank for compressing exhaust gas in order to absorb carbon dioxide into water within 30°C and a separation tank for absorbing only carbon dioxide in the exhaust gas.
  • Compressing the exhaust gas in a pressurized tank by the pitot tube effect exceeds 200°C.
  • the exhaust gas is adjusted to within 30°C by the effect of adiabatic expansion.
  • a regeneration tank that regenerates carbon dioxide from water is installed about 30m above the separation tank, and the difference in lift is used to raise the regeneration tank to 0.3Mpa above the separation tank. do.
  • the present invention uses a compression device that utilizes the pitot tube effect. It has the advantage of recovering the contained carbon dioxide and obtaining a highly efficient air conditioner.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a method of implementing a carbon dioxide recovery apparatus that uses water as a medium and does not require a heat exchanger.
  • FIG. 2 is an illustration showing a method of implementing a carbon dioxide recovery system that uses water as a medium and requires a heat exchanger.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a method of implementing an air conditioner using a compressor that applies the pitot tube effect.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of implementing a carbon dioxide recovery apparatus from seawater. (Example 4) FIG.
  • Example 5 is an explanatory diagram showing a method of implementing a pitot tube in which the flow velocity is increased while the pitot tube is throttled in order to enhance the pitot tube effect, and water is less likely to flow back into the pitot tube. (Example 5)
  • Example 1 is shown in FIG.
  • a separation tank 2 is provided under the gantry 1, a regeneration tank 3 is provided above the gantry 1, a circulation line 4 is provided between them, a circulation pump 5 circulates the circulation water 7, and an exhaust gas 13 is injected into the circulation line 4 as bubbles
  • the air is sucked and circulated, the nitrogen and oxygen that are not soluble in water are released at high pressure in the separation tank 2, and the carbon dioxide that is soluble in water is dissolved in the circulating water 7 of the circulation line through the dehumidifier 8,
  • the circulating water rises in the regeneration tank 3 provided above the circulating line the pressure drops, and the carbon dioxide gas 11 spouted from the circulating water 7 is passed through the dehumidifier 8, pressurized by the compressor 9, and separated into the separation tank 2.
  • the dry ice granules 12 made by mixing, expanding, rapidly cooling, and condensing the carbon dioxide gas are placed underground and stored in a storage tank 6 surrounded by a heat insulating material 15. Stock up. On the other hand, the remaining separated nitrogen and oxygen rotate the turbine 16 to generate electricity. LNG tanker 17 moves the carbon dioxide to final storage.
  • Example 2 is shown in FIG. Figure 1 shows the system of the double circulating water CCUS. It is roughly divided into three stages of “exhaust gas heat exchange/power generation” 201, “CO2 separation/regeneration” 202, and “methanol generation” 203.
  • a first circulation line 208 circulates around a pressurized tank 205 by a first circulation pump 209.
  • the high-temperature exhaust gas 206 is injected into the first circulation line 208 by the pitot tube effect, pressurized and heated, heat is exchanged on the heat absorption side 210 of the heat exchanger, and the cooled exhaust gas is sent through the coupling line 217 to the second circulation line.
  • a regeneration tank 222 is installed on a gantry 204 of 30 m, and a separation tank 221 is installed on the ground. Since the first circulation line 208 is set to have a higher pressure than the second circulation line 218, when the exhaust gas is injected, it undergoes adiabatic expansion and is rapidly cooled. The valve opening degree of the coupling line valve is adjusted so that the temperature is 10°C or less, at which CO2 easily dissolves in water.
  • N2 and O2 214 which are hardly soluble in water, are separated from the injected exhaust gas.
  • CO2 is readily soluble in water and is absorbed by the circulating water.
  • the water pressure drops by a difference of 0.3 Mpa.
  • Both the first circulation line and the second circulation line have a multiphase flow in the vicinity of the injection of the exhaust gas.
  • Methanol Generation the regenerated CO2 215 is mixed with H2 223 through a dehumidifier 220 to generate methanol in a catalyst 228, and methanol 236 is stored at normal temperature and normal pressure. Unreacted CO 2 , H 2 233 is returned to compressor 225 as recycle gas 227 .
  • Example 3 is shown in FIG. Figure 3 shows an air conditioner using a water pump.
  • a circulation line 238 is configured including the pressurized tank 205 and the circulation pump 239 .
  • Room air 241 (0.1 Mpa, 30° C.) is injected into the circulation line (0.2 Mpa) by the pitot tube effect 247 .
  • the air 243 accumulates in the pressurized tank 205, and the pressure and temperature of the air 243 in the pressurized tank 205 increase. Until the air temperature reaches 97° C., the circulation line 238 remains closed and the pressurized tank 205 releases heat 248 .
  • the temperature of zero air 243 is brought to 90°C.
  • the upper valve When the pressure in the pressurization tank 205 exceeds 0.2 Mpa, the upper valve is opened to send the air 243 to the expansion tank 237 . Since the expansion tank 237 is open to the atmosphere, adiabatic expansion 245 occurs and the air is rapidly cooled to 2°C. Water vapor in expansion tank 237 creates condensate 242 . This condensed water 242 is returned to the circulation line 238 . According to a trial calculation, the circulation pump 239 has 400W and the cold heat is 6KW, and the COP value exceeds 10. The reason for this is that the efficiency of a compressor for gas is only about 10%, but the efficiency of a hydraulic pump is close to 80%, which is a difference of about 8 times.
  • CO2 in the atmosphere also dissolves in the condensed water 242. If the increased condensed water is discharged from the drain 249 to sewage, phytoplankton first takes in CO2 at the sewage treatment plant, and then it is released into the sea, where plants such as seaweed may collect CO2.
  • This air conditioner can be widely applied to home use, automobile use, and business use such as refrigerators installed in supermarkets, cold storage warehouses, and buildings. If most of the air conditioners and refrigerators are replaced with hydraulic pumps, it is possible to reduce power consumption and recover several tenths of the total amount of CO2 generated.
  • Example 4 is shown in FIG.
  • the system roughly consists of a seawater circulation line 401 and a liquefaction circulation line 402 .
  • the seawater circulation line 401 has a seawater circulation pump 418 circulating seawater 403 and has a regeneration tank 404 in the upper stage.
  • the regeneration tank 404 is installed on a frame 410 provided on land 414 so that the lift difference 415 from the sea surface is approximately 10 m.
  • the tank water surface is adjusted so that the regeneration tank internal pressure 411 is 0.01 Mpa.
  • the seawater 403 circulating in the regeneration tank 404 is depressurized from 0.1 Mpa at the sea surface 413 to 0.01 Mpa in the regeneration tank 404, and carbon dioxide dissolved in the seawater is regenerated.
  • the liquefaction circulation line 402 circulates water at the beginning of operation by a liquefaction pump 417 and has a pressurized tank 405 on the line.
  • the regenerated carbon dioxide 406 is absorbed by the pitot tube effect 408 of the liquefaction circulation line 402 , surrounded by water, accumulated and pressurized in the pressurized tank 405 .
  • the internal pressure 412 of the pressurized tank reaches 5 Mpa in several minutes after starting, and is liquefied at room temperature to become liquefied carbon dioxide 407 .
  • the gas phase and the liquid phase are separated. In the gas phase, gases such as oxygen and nitrogen are ejected as impurities 409 from the top of the tank.
  • liquefied carbon dioxide 407 In the liquid phase, liquefied carbon dioxide 407 accumulates and is transported from the bottom of pressurized tank 405 .
  • the transported liquefied carbon dioxide 416 is transported through a storage tank or subsea pipeline 419 to the bedrock at a depth of 500m or the seabed at a depth of 6,000m 420 and stored as a liquid.
  • the liquefaction circulation line 402 is filled with water at startup, but when the liquefied carbon dioxide 407 increases, the water is released and replaced with the liquefied carbon dioxide 407 .
  • the liquefaction circulation line is then filled with carbon dioxide to produce high purity liquefied carbon dioxide 407 .
  • Example 5 is shown in FIG. A large number of holes 504 are passed through the circumference of the pipe 501, and inside the pipe 501, a stepped annular ring 502 narrowed down in the downstream direction is attached, and a cylinder 503 is provided inside with a space for each step. , the water 507 flows at a high speed, a drawing effect is obtained in the vicinity of the hole 504, and the external gas 506 is drawn from the hole and further flows into the flow path 505 between the ring 502 and the cylinder 503.
  • the gas 506 that has flowed into the channel 505 of the ring 502 and the cylinder 503 at the top of each step is pressurized, and the pressurized water 507 and gas 506 flow into the outlet of the pipeline. It exits into a pressurized tank 510 as a multiphase flow 508 .
  • gantry 2 Separation tank 3 . Regeneration tank 4 . Circulation line 5 . 6. circulation pump; 6. Storage tank; Circulating water 8 . Dehumidifier 9 . Compressor 10 . Mixer expander 11 . carbon dioxide gas 12 . dry ice granules 13 . Exhaust gas 14. N2, O2 atmospheric release 15. Thermal insulation 16. turbine 17 . LNG tanker 201 . Exhaust gas heat exchange/power generation 202. CO2 separation/regeneration 203. Methanol production 204. gantry 205 . pressurized tank 206 . exhaust gas 207 . multiphase flow 208 . first circulation line 209 . First circulation pump 210 . heat exchanger endothermic side 211 .
  • Heat exchanger heating side 212 pump in heat exchanger 213 . turbine 214 . N2, O2 215. CO2 216. N2, O2 atmospheric release 217. Coupling line 218 . Second circulation line 219 . Second circulation pump 220 . Dehumidifier 221 . Separation tank 222 . regeneration tank 223 . H2 224. preheater 225 . Compressor 226 . Reactor 227 . Circulating gas 228 . catalyst 229 . Condenser 230 . Gas-liquid separator 231 . oil heater 232 . oil cooler 233 . CO2, H2 234. Crude methanol tank 235 . vent 236 . methanol 237 . expansion tank 238 .
  • regeneration tank 405 . pressurized tank 406 .

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Abstract

循環又は排出される海水等の水の流れに気体を吸引させることにより、当該気体の圧縮や精製を行う装置及び方法であって、当該気体は空気又は二酸化炭素含有ガスであり、当該気体が二酸化炭素含有ガスである場合には、吸引に用いた水を減圧することによって、該水から二酸化炭素を放散させて、二酸化炭素を取り出すもの。

Description

ピトー管効果を応用した二酸化炭素回収装置及びエアコン
　本発明は、ピトー管効果を応用し、火力発電所、製鉄所、製油所、セメント工場、ごみ焼却施設から排出される排出ガスや大気中あるいは海水中に含まれる二酸化炭素を回収するシステムとともに同じくピトー管効果を応用したエアコンに関するものである。
　ＣＣＵＳ（Ｃａｒｂｏｎ　ｄｉｏｘｉｄｅ　Ｃａｐｔｕｒｅ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　Ｓｔｏｒａｇｅ）は火力発電所、製鉄所、製油所、セメント工場、ごみ焼却施設から発生する排出ガスのなから二酸化炭素を回収し、地底や海底に固定するシステムであり、地球温暖化対策の切り札とされているが、コストが問題になっている。
　一方、排出ガスはそのエネルギーを十分に利用されないままにエネルギーの５０％以上を持ったままガスとして排出される。
　また、近年、大気から直接、二酸化炭素を吸収する技術も開発されようとしている。海中にも二酸化炭素濃度が高まり、酸性化が進み、生物に悪影響が及んでいることが確認されている。
　河川や海岸近くに設置された火力発電所はタービンの冷熱源として大量の河川水や海水が使用されている。１００万ｋｗ級で毎秒３０ｔ以上使用されている。これらの水にも二酸化炭素が３００ｐｐｍ以上含まれている。
　また温暖化に伴い、夏場はエアコンが必須であり死活問題になっている。それゆえに冷熱にかかる電力量が世界的に上昇し、火力発電所の発電が高まりさらなる温暖化の原因になっている。高効率のエアコンが求められる。
　先行技術文献調査
　特許文献調査
　ピトー管効果を応用した二酸化炭素回収及びエアコンは特に見当たらない
　非特許文献
ＭＤＰＩ「　ｅｎｅｒｇｙ」２０２０年１１月がフィンランドＬＵＴ大学で行われた水を媒体とする火力発電所の排出ガスを対象に行ったＣＣＵＳの研究実験を発表している。
Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆ　ＣＯ２　Ｃａｐｔｕｒｅ　ｗｉｔｈ　Ｗａｔｅｒ　Ｂｕｂｂｌｅ　Ｃｏｌｕｍｎ　Ｒｅａｃｔｏｒ　Ｅｅｒｏ　Ｉｎｋｅｒｉ　＊　ａｎｄ　Ｔｅｒｏ　Ｔｙｎｊａｌａ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬＵＴ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｌｉｏｐｉｓｔｏｎｋａｔｕ　３４，５８３５０　Ｌａｐｐｅｅｎｒａｎｔａ，Ｆｉｎｌａｎｄ；　ｔｅｒｏ．ｔｙｎｊａｌａ＠ｌｕｔ．ｆｉ　＊　Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ：ｅｅｒｏ．ｉｎｋｅｒｉ＠ｌｕｔ．ｆｉ　Ｒｅｃｅｉｖｅｄ：　１０　Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ　２０２０；　Ａｃｃｅｐｔｅｄ：　２　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　２０２０；　Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ：　５　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　２０２０
タンク中の水に圧縮した排出ガスを注入すると二酸化炭素だけは溶け、その水を再生タンクに循環させ温度上昇あるいは圧力降下によって水から二酸化炭素を再生できることを確認している。しかしながら以下の問題点を挙げている
当研究の課題
（１）　圧縮機を用いて排出ガスに圧力をかけて水に注入するので膨大な電力を必要としている。
（２）　水温が４０℃を超えるとほとんど二酸化炭素は水に溶けない。
（３）　水温を上げて再生すると水を加温しているので膨大な電力を要する。
　解決しようとする問題点はフィンランドのＬＵＴ大学で実験された課題に加えて下記６点ある。
（１）　高効率の圧縮機を開発し、小電力でタンク内の水に排ガスを注入すること。
（２）　水温を３０℃程度以内とし二酸化炭素が溶けやすい環境とすること。
（３）　二酸化炭素を水から再生するエネルギーを低減させる。
（４）　海水からも二酸化炭素を回収する。
（５）　ピト−管効果の効率を高める。
（６）　高効率のエアコンを得る。
　本発明は各課題に対して以下の手段を行った。
（１）ピトー管効果を利用した圧縮機を開発した。ポンプでタンク周りの循環ラインに水を循環させ、循環ラインに開けた小さな穴から排出ガスをピトー管効果で吸引し水と排出ガスとの混相流としタンク内にその混相流を引き込み、水に二酸化炭素を吸収させる。タンク内の圧力は排出ガスを貯めることにより高まる。タンク内圧力が目標圧力に達すると二酸化炭素を取り除かれた排出ガスは放出される。
（２）３０℃以内の水に二酸化炭素を吸収させる為にに排ガスを圧縮する加圧タンクと排ガス中の二酸化炭素だけを吸収する分離タンクに分けた。
　まず排ガスをピトー管効果によって加圧タンクで圧縮するとは２００℃を超える。高温となった排出ガスを加圧タンクから低圧の分離タンクに放出すると、排出ガスか断熱膨張の効果により３０℃以内に調整される。
（３）二酸化炭素を水から再生する再生タンクを分離タンクの３０ｍ程度上に設置し揚程差を利用し再生タンクを分離タンクより０．３Ｍｐａに再生タンクでポンプ動力を得ずに二酸化炭素を再生する。
（４）ピトー管から得られる圧縮機を応用し高効率のエアコンを得ること。
本発明の効果
　本発明はピトー管効果を応用した圧縮装置により『水による二酸化炭素回収装置』は火力発電所、製鉄所、製油所、セメント工場、ごみ焼却施設から排出される排出ガスや大気中あるいは海水中に含まれる二酸化炭素を回収したり、高効率のエアコンを得る利点を持つ。
　図１は水を媒体とし熱交換器を要しない二酸化炭素回収装置の実施方法を示した説明図である。（実施例１）
　図２は水を媒体とし熱交換器を要する二酸化炭素回収装置の実施方法を示した説明図である。（実施例２）
　図３はピトー管効果を応用した圧縮機を用いたエアコンの実施方法を示した説明図である。（実施例３）
　図４は海水から二酸化炭素回収装置の実施方法を示した説明図である。（実施例４）
　図５はピトー管効果を高める為に絞りながら流速を増しピトー管に水が逆流しにくいピトー管の実施方法を示した説明図である。（実施例５）
　ピトー管効果を応用し、水がタンク周りを循環するラインの穴から空気を混入する仕組みによりタンク内に空気を蓄積させ加圧できる。この原理を用いて二酸化炭素回収や冷暖房を行う。
　実施例１を図１に示す。構台１の下に分離タンク２、構台１の上に再生タンク３を設け、その間に循環ライン４を設け、循環ポンプ５で循環水７を循環させ、排出ガス１３を循環ライン４に気泡として注入しピトー管効果を応用し、吸引循環させ、分離タンク２で高圧で水に溶けにくい窒素や酸素を放出させ、除湿器８を通して水に溶けやすい二酸化炭素を循環ラインの循環水７を溶存させ、循環ラインの上部に設けた再生タンク３に循環水が上がると、圧力が降下し、循環水７から噴出した二酸化炭素気体１１を除湿器８に通して、圧縮機９で加圧し、分離タンク２から高圧噴出した窒素、酸素と混合膨張器１０混合させ膨張させ急冷させ、二酸化炭素気体を凝華させて作られたドライアイス顆粒１２を地下に設置し断熱材１５に囲まれた貯蔵タンク６に貯蔵する。一方、分離した残りの窒素や酸素はタービン１６を回して発電する。ＬＮＧタンカー１７で最終貯留場所に二酸化炭素を移動する。
　実施例２を図２に示す。重循環水型ＣＣＵＳのシステムを図−１に示す。大まかに『排出ガス熱交換・発電』２０１『ＣＯ２分離・再生』２０２『メタノール生成』２０３の３段階に分かれる。
　『排出ガス熱交換・発電』２０１では加圧タンク２０５の周りを、第１循環ポンプ２０９によって第１循環ライン２０８が循環している。高温の排出ガス２０６をピトー管効果により第１循環ライン２０８に注入され加圧加熱し熱交換器吸熱側２１０で熱交換を行い、冷却された排出ガスを結合ライン２１７を介して第２循環ライン２１８に注入する、後段で分離・加圧されたＮ２，Ｏ２　２１４を熱交換機加熱側２１１で加熱し、タービン２１３を回し発電する。
　『ＣＯ２分離・再生』２０２では３０ｍの構台２０４の上に再生タンク２２２、地上に分離タンク２２１が設置されその間を第２循環ポンプ２１９によって２１８第２循環ライン２１８が循環している。第１循環ライン２０８は第２循環ライン２１８より高圧に設定しているので排出ガスが注入されると断熱膨張を起こし急冷される。ＣＯ２が水に溶け込みやすい１０℃以下となるように結合ラインのバルブの弁開度を調整する。分離タンク２２１では注入された排出ガスのうち水に溶けにくいＮ２，Ｏ２　２１４が分離される。ＣＯ２は水に溶けやすいので循環水に吸収される。循環水が再生タンク２２２に上がると水圧が揚程差分０．３Ｍｐａ下がるのでその時、水中を飽和したＣＯ２　２１５が噴出し　再生する。
　第１循環ラインとも第２循環ラインは排出ガスを注入した付近は混相流となっている。
　『メタノール生成』２０３では再生されたＣＯ２　２１５は除湿器２２０を通してＨ２　２２３を混合し触媒　２２８にてメタノールを生成しメタノール２３６を常温常圧にて保存する。反応しないＣＯ２，Ｈ２　２３３は循環ガス２２７として圧縮機２２５に戻す。
　実施例３を図３に示す。水ポンプを使ったエアコンを図−３に示す。加圧タンク２０５、循環ポンプ２３９を含め循環ライン２３８を構成する。室内空気２４１（０．１Ｍｐａ、３０℃）をピトー管効果２４７により循環ライン（０．２Ｍｐａ）に注入する。空気２４３が加圧タンク２０５溜まっていき、加圧タンク２０５内の空気２４３は圧力と温度が高まる。空気温度を９７℃になるまで、この循環ライン２３８は閉じたままで加圧タンク２０５は放熱２４８される。０空気２４３の温度を９０℃にする。加圧タンク２０５内の圧力が０．２Ｍｐａを超えると上のバルブを開け空気２４３を膨張タンク２３７に送る。膨張タンク２３７が大気解放されているので、断熱膨張２４５となり、空気は急冷し２℃になる。膨張タンク２３７に中の水蒸気が凝縮水２４２を作る。この凝縮水２４２を循環ライン２３８に戻す。試算によると循環ポンプ２３９が４００Ｗに対して冷熱は６ＫＷを持つ、ＣＯＰ値は１０を超える。この要因は気体を対象とするコンプレッサーは１０％程度の効率しかないが水力ポンプは８０％近く、８倍程度差があるからである。　凝縮水２４２に大気中のＣＯ２も溶け込む。その増えた凝縮水をドレン２４９から下水に流せば、まず下水処理場で植物プランクトンがＣＯ２を取り込み、さらに海に放出され、海藻などの植物がＣＯ２を回収する可能性がある。このエアコンは家庭用、自動車用、及びスーパーに設置される冷凍機、冷凍倉庫、ビルなどの事業用にと広範囲に適用できる。エアコン、冷凍機の多くを水力ポンプに切り替えれば消費電力を少なくしかつ全ＣＯ２発生量の数割は回収できる可能性がある。
　実施例４を図４に示す。システムは、大まかに海水循環ライン４０１と液化循環ライン４０２からなる。海水循環ライン４０１は海水循環ポンプ４１８が海水４０３を循環させ上段に再生タンク４０４を持つ。海面から揚程差４１５が約１０ｍとなるように再生タンク４０４を陸上４１４に設けた架台４１０の上に設置する。再生タンク内圧力４１１を０．０１Ｍｐａとなるようにタンク内水面を調整する。再生タンク４０４内に循環する海水４０３は海面４１３の０．１Ｍｐａから再生タンク４０４の０．０１Ｍｐａに減圧され、海水中に溶け込んでいる二酸化炭素が再生する。液化循環ライン４０２は運転当初水を液化ポンプ４１７が循環し、ライン上に加圧タンク４０５を持つ。再生された二酸化炭素４０６は、液化循環ライン４０２のピトー管効果４０８によって吸収され、水に囲まれ、加圧タンク４０５に蓄積、加圧される。加圧タンク内圧力４１２が始動後数分で５Ｍｐａに達し、常温では液化され液化二酸化炭素４０７となる。加圧タンク４０５では、気相と液相に分離される。気相では酸素や窒素などのガスが不純物４０９として噴出しタンク上部から放出される。液相では液化二酸化炭素４０７が蓄積され加圧タンク４０５の底から輸送される。輸送される液化二酸化炭素４１６は貯蔵タンクまたは海底パイプライン４１９を経て深さ５００ｍの岩盤または深さ６，０００ｍの海底４２０に運ばれ、液体として貯蔵される。液化循環ライン４０２は起動時に水で満たされているが、液化二酸化炭素４０７が増えると水が放出され、液化二酸化炭素４０７に置換される。その後、液化循環ラインは二酸化炭素で満たされ高純度の液化二酸化炭素４０７が精製される。
　実施例５を図５に示す。
　配管５０１の円周に多数の穴５０４を貫通させ、内部はその下流方向に向かって絞り込む階段状の円環５０２を取り付け、さらに内側にその階段ごとに空間をあけ円筒５０３を設けた配管５０１に、水５０７を高速に流し、穴５０４付近は引き込み効果を得て、外部の気体５０６が穴から引き込まれさらに円環５０２と円筒５０３との流路５０５に流れると同時に水５０７が階段ごとに絞りこまれ加速され、各階段の上部にある円環５０２と円筒５０３との流路５０５に流れ取り込まれた気体５０６を加圧し、その加圧された水５０７と気体５０６が管路の出口部に混相流５０８となって加圧タンク５１０に出ていく。
　ドライアイス、ＣＵＳＳ、ＣＯ２回収
　１．　　　構台
　２．　　　分離タンク
　３．　　　再生タンク
　４．　　　循環ライン
　５．　　　循環ポンプ
　６．　　　貯蔵タンク
　７．　　　循環水
　８．　　　除湿器
　９．　　　圧縮機
　１０．　　混合膨張器
　１１．　　二酸化炭素気体
　１２．　　ドライアイス顆粒
　１３．　　排出ガス
　１４．　　Ｎ２，Ｏ２大気放出
　１５．　　断熱材
　１６．　　タービン
　１７．　　ＬＮＧタンカー
　２０１．　排出ガス熱交換・発電
　２０２．　ＣＯ２分離・再生
　２０３．　メタノール生成
　２０４．　構台
　２０５．　加圧タンク
　２０６．　排出ガス
　２０７．　混相流
　２０８．　第１循環ライン
　２０９．　第１循環ポンプ
　２１０．　熱交換器吸熱側
　２１１．　熱交換機加熱側
　２１２．　熱交換器内ポンプ
　２１３．　タービン
　２１４．　Ｎ２，Ｏ２
　２１５．　ＣＯ２
　２１６．　Ｎ２，Ｏ２大気放出
　２１７．　結合ライン
　２１８．　第２循環ライン
　２１９．　第２循環ポンプ
　２２０．　除湿器
　２２１．　分離タンク
　２２２．　再生タンク
　２２３．　Ｈ２
　２２４．　プレヒーター
　２２５．　圧縮機
　２２６．　反応炉
　２２７．　循環ガス
　２２８．　触媒
　２２９．　凝縮器
　２３０．　気液分離機
　２３１．　オイルヒーター
　２３２．　オイル冷却器
　２３３．　ＣＯ２，Ｈ２
　２３４．　粗メタノールタンク
　２３５．　ベント
　２３６．　メタノール
　２３７．　膨張タンク
　２３８．　循環ライン
　２３９．　循環ポンプ
　２４０．　室内
　２４１．　室内空気
　２４２．　凝縮水
　２４３．　空気
　２４４．　水
　２４５．　断熱膨張
　２４６．　架台
　２４７．　ピトー管効果
　２４８．　放熱
　２４９．　ドレン
　４０１．　海水循環ライン
　４０２．　液化循環ライン
　４０３．　海水
　４０４．　再生タンク
　４０５．　加圧タンク
　４０６．　再生した二酸化炭素
　４０７．　液化二酸化炭素
　４０８．　ピトー管効果
　４０９．　不純物
　４１０．　架台
　４１１．　再生タンク内圧力
　４１２．　加圧タンク内圧力
　４１３．　海面
　４１４．　陸上
　４１５．　揚程差
　４１６．　輸送される液化二酸化炭素
　４１７．　液化ポンプ
　４１８．　海水循環ポンプ
　４１９．　海底パイプライン
　４２０．　水深５００ｍ以下の海底岩盤内または６，００００ｍ以下の海底
　５０１．　配管
　５０２．　円環
　５０３．　円筒
　５０４．　穴
　５０５．　流路
　５０６．　気体
　５０７．　水
　５０８．　混相流
　５０９．　吸引部
　５１０．　加圧タンク
　５１１．　循環ポンプ
　５１２．　圧縮気体

Claims (20)

  1. 　構台の下に分離タンク、構台の上に再生タンクを設け、その間に循環ラインを設け、循環水を循環させ、火力発電所、製鉄所、製油所、セメント工場、ごみ焼却施設から排出される排出ガスや大気や海水から分離されたガスを循環ラインに気泡として注入し吸引循環させ、高圧環境下の分離タンクで水に溶けにくいガスを放出させ、水に溶けやすい炭酸ガスを循環水に溶存させ、循環ラインの上部に設けた再生タンクに循環水が上がると、低圧環境となり、循環水から噴出する二酸化炭素を、圧縮機で加圧し、分離タンクから高圧噴出した気体と混合させ膨張させ急冷させ、二酸化炭素を凝華させて製作したドライアイスを地下に設置した貯蔵タンクに圧送する。
  2. 　火力発電所においてクーリングタワーの頂部において海から取水した海水をマイクロバブルにして噴射落下させ大気に曝気し、海水の粒とし、周囲の空気が粒の表面から水を蒸発させ、内部の圧力を低下させ内部から二酸化炭素を噴出させ、海水から二酸化炭素を分離し、大気中の二酸化炭素とともに二酸化炭素を回収する装置に送り込むとともに同時に冷却した海水で復水器を冷やし発電効率を上げる。
  3. 　海洋に向けて放出する放水管内出口手前に設置したマイクロバブルノズルから窒素と酸素を注入し循環する海水とともに海面下に放出し、マイクロバブルが海面に上昇する過程で外界の海水に混ぜて窒素と酸素を溶融し、海洋に拡散させる。
  4. 　高温低圧の排出ガスをポンプで循環させた高圧配管にピトー管効果で注入し加圧加熱し熱交換機にて熱交換を行い、冷却した排出ガスを次の循環配管に注入すること。
  5. 　冷却された排出ガスをより低圧の循環管に注入し、水中に気泡として膨張させ、断熱膨張効果により冷却し、排出ガス気泡中の二酸化炭素が低温で水に溶解すること。
  6. 　構台の上に再生タンク、地上に分離タンクが設置し、その間に循環ラインを設け循環水を循環させ、その循環水に冷却した排出ガスを注入し、分離タンクでは注入された排出ガスのうち水に溶けにくい窒素，酸素が分離され、二酸化炭素は水に溶けやすく循環水に吸収され、循環水が再生タンクに上がると水圧が揚程差分下がり、二酸化炭素が噴出し再生すること。
  7. 　加圧タンクを含む高圧の循環ラインの水にピトー管効果で低圧の空気を注入し、加圧タンク内で空気を徐々に圧力を高め、目標とする圧力を超えると加圧タンクから空気を放出させる圧縮機。
  8. 　加圧タンクと膨張タンクを含む高圧の循環ラインの水にピトー管効果で低圧の空気を注入し、加圧タンク内で空気を徐々に圧力温度を高め、加圧タンク外から冷却し、冷却された空気を膨張タンクで減圧し急膨張させ温度が下がった空気を被冷却対象物に放出させるエアコンまたは冷凍機。
  9. 　加圧タンクと膨張タンクを含む高圧の循環ラインの水にピトー管効果で低圧の空気を注入し、加圧タンク内で空気を徐々に圧力温度を高め、加圧タンク外から冷却し、冷却された空気を膨張タンク内で減圧し急膨張させた結果、膨張タンク内に溜まった凝縮水を高圧の循環ラインにピトー管効果で戻す。
  10. 　加圧タンクと膨張タンクを含む高圧の循環ラインの水にピトー管効果で低圧の空気を注入し、加圧タンク内で空気を徐々に圧力温度を高め、加圧タンク外から冷却し、冷却された空気を膨張タンク内で減圧し急膨張させた結果、膨張タンク内に溜まった凝縮水に循環内にあるに二酸化炭素を吸収させ、その凝縮水を加圧タンクに再度、循環させるエアコンまたは冷凍機。
  11. 　加圧タンクと膨張タンクを含む高圧の循環ラインの水にピトー管効果で低圧の空気を注入し、加圧タンク内の空気を高圧加熱し、加圧タンク周囲の暖かい空気を室内に送風する暖房設備。
  12. 　下水に流れた二酸化炭素を含む水を下水処理場で照明の下で植物プランクトンが光合成を行い、下水中の二酸化炭素を植物プランクトン内で固定させること。
  13. 　海水を循環させたラインの頂部に再生タンクを陸上の架台に設置し、再生タンクを負圧にし海水中に溶けている炭酸ガスを再生させる機構。
  14. 　再生した二酸化炭素をピトー管効果に応用した水の循環ラインに吸引させ、加圧し、二酸化炭素が液化するにつれ、水が排出され、二酸化炭素液体の循環ラインとなり、高純度の二酸化炭素を得る製法。
  15. 　再生した二酸化炭素をピトー管効果に応用した水の循環ラインに吸引しライン上の加圧タンクに蓄積させ、徐々に加圧していき、液化し、加圧タンク内で気相と液相に分離させ、気相となった酸素、窒素の不純物を加圧タンク上部から大気放出し、液相となった高純度の二酸化炭素液体を加圧タンク下部から取り出す製法。
  16. 　海水を循環させたラインの頂部に再生タンクを陸上の架台に設置し、再生タンクを負圧にし海水中に溶けている炭酸ガスを再生させる機構。
  17. 　再生した二酸化炭素をピトー管効果に応用した水の循環ラインに吸引させ、加圧し、二酸化炭素が液化するにつれ、水が排出され、二酸化炭素液体の循環ラインとなり、高純度の二酸化炭素を得る製法。
  18. 　再生した二酸化炭素をピトー管効果に応用した水の循環ラインに吸引しライン上の加圧タンクに蓄積させ、徐々に加圧していき、液化し、加圧タンク内で気相と液相に分離させ、気相となった酸素、窒素の不純物を加圧タンク上部から大気放出し、液相となった高純度の二酸化炭素液体を加圧タンク下部から取り出す製法。
  19. 　配管の円周に多数の穴を貫通させ、内部はその下流方向に向かって絞り込む階段状の円環を取り付け、さらに内側にその階段ごとに空間をあけ円筒を設けた配管に、流体を高速に流し、穴付近は引き込み効果を得て、外部の気体が穴から引き込まれさらに円環と円筒との間にある流路に流れると同時に流体が階段ごとに絞りこまれ加速され、各階段の上部にある円環と円筒との間にある流路に流れ取り込まれた気体を加圧し、その加圧された流体と気体がタンクに循環され、加圧された気体がタンクに貯留される多段型の圧縮装置。
  20. 　配管の円周に多数の穴を貫通させた周囲を外部から覆い、その覆いに小配管を繋ぎ小配管にバルブを設け、小配管から穴を通じ配管に流れる気体をバルブで調整する機構。
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