WO2024257429A1 - 二酸化炭素の回収方法 - Google Patents

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WO2024257429A1
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貴紀 吉野
春香 吉岡
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Kurita Water Industries Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/50—Carbon dioxide

Definitions

  • Amount of new water corresponding to the amount of evaporation and splash loss in the cooling tower 1 and the amount of blown water from the blow valve 8 of the blow line 7 is supplied to the lower water tank 4 through the make-up water pipe 9 and a valve device 10 such as a ball tap.
  • the air that has come into contact with the spray water in the cooling tower 1 flows out from the top of the cooling tower 1 and is sent to a CO2 absorption equipment 20 having a carbon dioxide absorbent, where the carbon dioxide is removed.
  • Basic absorbents that can be used include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as calcium hydroxide and magnesium hydroxide, and alkali metal carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, and lithium carbonate.
  • Amine compound absorbents that can be used include amine absorption liquids such as monoethanolamine, diethanolamine, isopropanolamine, N-methyldiethanolamine, piperazine, and 2-methylpiperazine, solid adsorbents in which amine compounds are supported on porous materials such as zeolite and silica gel, and polymer compounds that have amino groups as functional groups.
  • amine absorption liquids such as monoethanolamine, diethanolamine, isopropanolamine, N-methyldiethanolamine, piperazine, and 2-methylpiperazine
  • solid adsorbents in which amine compounds are supported on porous materials such as zeolite and silica gel
  • polymer compounds that have amino groups as functional groups.
  • a cooling tower is shown as the spray water generating equipment, but other than a cooling tower, for example, a scrubber, a blower for exhausting indoor air conditioning, an air-cooled chiller with a blower, a heat pump with a blower, etc. may also be used.
  • a blower may be added.
  • the present invention is characterized in that, in a method for recovering carbon dioxide, which includes a step of contacting atmospheric air with spray water and then with a carbon dioxide absorbent, thereby absorbing carbon dioxide in the atmosphere into the carbon dioxide absorbent, the acid consumption (pH 4.8) in the spray water is 20 mgCaCO3 /L or more.
  • a basic substance will be added to the sprinkler system separately.
  • any method for adding the basic substance may be used, for example, it may be added to the sprinkler system continuously using a chemical injection pump, or it may be added to the sprinkler system intermittently.
  • Silicates that can be used include sodium metasilicate, potassium metasilicate, and water glass solution.
  • Amine compounds that can be used include monoethanolamine, monoisopropanolamine, cyclohexylamine, methoxypropylamine, morpholine, aminoethoxyethanol, diethylethanolamine, and diethanolamine.
  • These basic substances may be used alone or in combination of two or more. As long as basicity is maintained, a mixture of a basic substance and a non-basic substance may also be used.
  • the addition of basic substances can cause scale components such as calcium carbonate, calcium phosphate, magnesium hydroxide, and magnesium silicate to adhere to pipes in the water system, which can lead to increased pressure loss in pipes, reduced heat transfer efficiency in heat exchangers, and reduced cooling efficiency in cooling towers.
  • a scale inhibitor can be added to suppress the formation of scale.
  • water-soluble polycarboxylic acids or their salts water-soluble phosphonic acids or their salts, polyphosphoric acids or their salts, phosphate ester compounds or their salts, phosphoric acids or their salts, etc. can be used alone or in combination.
  • the metal may corrode where the spray water comes into contact with the metal, which may cause increased pressure loss in piping, reduced heat transfer efficiency in heat exchangers, and damage to structures containing metal.
  • corrosion inhibitors may be added to suppress the progression of corrosion.
  • microorganisms When sprayed water comes into contact with the air, or when microorganisms are contained in the water supply to the water system, the microorganisms are taken into the water system and multiply within the water system, causing dirt containing microorganisms called slime to adhere to pipes in the water system, which can cause increased pressure loss in pipes, reduced heat transfer efficiency in heat exchangers, and reduced cooling efficiency in cooling towers.
  • slime control agents can be added to suppress the generation of slime.
  • Slime control agents that can be used include hypochlorous acid and its salts, chlorine gas, hypobromous acid and its salts, stabilized chlorine, stabilized bromine, organic disinfectants, ozone, chlorine dioxide, surfactants, and quaternary ammonium salts.
  • the acid consumption (pH 4.8) of the spray water is measured continuously or intermittently, for example, once every 0.1 to 24 hours, and when the acid consumption (pH 4.8) of the spray water is less than 20 mg CaCO 3 /L, a chemical injection signal is output from a controller to which the measurement results are input to add the above-mentioned basic substance to the water system of the spray water, thereby making it possible to adjust the acid consumption (pH 4.8) of the spray water by automatic control.
  • the required acid consumption may be adjusted based on the measured pH value. For example, based on the results of a previously conducted analysis of acid consumption (pH 4.8) and pH, a pH value at which acid consumption (pH 4.8) is 20 mgCaCO 3 /L or more can be set, and the acid consumption (pH 4.8) in the aqueous system can be adjusted to 20 mgCaCO 3 /L or more by adjusting the pH so that it does not fall below this set value.
  • the carbon dioxide absorbed in the carbon dioxide absorbent is generally recovered by heating the absorbent to desorb it as carbon dioxide gas, and the carbon dioxide absorbent after carbon dioxide desorption is reused.
  • acid gases other than carbon dioxide are difficult to desorb from the carbon dioxide absorbent, or they denature the carbon dioxide absorbent, causing it to deteriorate.
  • the present invention by removing acid gases other than carbon dioxide from the air before it comes into contact with the carbon dioxide absorbent by absorbing them in the spray water, it is possible to minimize the deterioration of the carbon dioxide absorbent caused by the acid gases. This makes it possible to extend the life of the carbon dioxide absorbent.
  • the frequency with which it needs to be replaced can be reduced, reducing costs such as labor and raw material costs for replacement, and by reducing the frequency with which new carbon dioxide absorbents need to be manufactured, the amount of carbon dioxide generated during the carbon dioxide absorbent manufacturing process can also be reduced.
  • a carbon dioxide concentration monitor and a rotor were placed in a 4 L sealed container, and with the lid of the container open, the rotor was rotated with a stirrer and left until the carbon dioxide concentration in the sealed container stabilized.
  • a carbon dioxide concentration monitor and a rotor were placed in a 4 L sealed container, and the rotor was rotated with a stirrer with the lid of the sealed container open, and the container was left to stand until the carbon dioxide concentration in the sealed container stabilized. Thereafter, 10 mmol of the absorbent alone shown in Table 3 was placed in a petri dish and placed in a sealed container, and the lid of the sealed container was immediately closed. The time when the lid was closed was used as the starting point, and the carbon dioxide concentration in the sealed container was measured immediately after the start and 10 minutes later. The results are shown in Table 4.
  • Example III ⁇ Experimental conditions> The ability of cooling tower spray water to absorb acid gases was evaluated. Acetic acid gas was used as the acid gas.
  • aqueous system with a water capacity of 100 L, including a cooling tower (Nippon Spindle, CTA-3FNE) and a pump for circulating spray water
  • the difference in absorption efficiency of acetic acid gas was determined between using pure water as the spray water and using an aqueous sodium bicarbonate solution with an acid consumption (pH 4.8) of 30 mg CaCO 3 /L.
  • Glacial acetic acid (molecular weight 60) was used as the source of acetic acid gas, and the glacial acetic acid exposed to the atmosphere was placed at the intake of the cooling tower.
  • the gas absorption amount was calculated from the following formula (1) by measuring the TOC concentration of the circulating spray water before and after the test.
  • the amount of gas evaporated was determined from the change in weight of glacial acetic acid before and after the test.
  • the absorption efficiency of acetic acid gas was calculated from the following formula (2).
  • the test time was one hour.
  • the absorption efficiency of acetic acid gas is shown in Table 6, and the acid consumption of the spray water (pH 4.8) before and after the test is shown in Table 7.
  • Cooling tower 4 Lower water tank (pit) 6 Water collection tank 10 Valve device 17 Heat exchanger 20 CO2 absorption equipment

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Abstract

大気を散布水と接触させた後、二酸化炭素吸収剤と接触させて大気中の二酸化炭素を該二酸化炭素吸収剤に吸収させる工程を有する二酸化炭素の回収方法において、該散布水中の酸消費量（ｐＨ４．８）を２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上とすることを特徴とする二酸化炭素の回収方法。該散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）が２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ未満である場合は、該散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）が２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上になるように該散布水に塩基性物質を添加する。

Description

二酸化炭素の回収方法
　本発明は、大気中の二酸化炭素の回収方法に関する。本発明は、特に二酸化炭素吸収剤を用いる二酸化炭素の回収方法に関する。詳しくは、本発明は、大気を冷却塔等の散布水と接触させた後、二酸化炭素吸収剤と接触させる二酸化炭素の回収方法に関する。
　大気中の二酸化炭素を回収する方法として、大気を二酸化炭素吸収剤と接触させて大気中の二酸化炭素を該吸収剤に吸収させることが特許文献１，２に記載されている。
　特許文献１，２では、吸収剤として、二酸化炭素の吸収脱着が可能なアミンを用いている。
　特許文献１では、大気を送風機によって送風して二酸化炭素吸収剤に接触させるようにしている。
　特許文献２では、二酸化炭素吸収装置を冷却塔の上側に設置し、大気を冷却塔に通して散布水と接触させた後、該冷却塔のファンの送風機能を利用して二酸化炭素吸収装置に通風するようにしている。
実開平３－９８９２９号公報 特開２０２０－１３１１６６号公報
　大気中には、二酸化炭素以外に、燃料の燃焼時に発生した硫黄酸化物、窒素酸化物などの酸性ガスが少量含まれている。長期的な二酸化炭素吸収装置の運用においては、この酸性ガスが二酸化炭素吸収剤と反応し徐々に二酸化炭素吸収剤の二酸化炭素吸収性能が低下する。
　大気を冷却塔に通した後、二酸化炭素吸収剤と接触させる場合には、大気中の二酸化炭素以外の酸性ガス成分が、ある程度冷却塔散布水に吸収される。しかし、この吸収量は多くない。
　本発明は、大気を散布水と接触させた後、二酸化炭素吸収剤と接触させて二酸化炭素を回収する方法において、該散布水による二酸化炭素以外の酸性ガスによる二酸化炭素吸収剤の吸収性能の低下を防止ないし抑制して、二酸化炭素吸収剤の二酸化炭素吸収性能を高く維持することができる二酸化炭素の回収方法を提供することを課題とする。
　本発明者は、大気が二酸化炭素吸収剤と接触する前に接触する散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）を所定値以上とすることにより、この散布水の二酸化炭素以外の酸性ガスの吸収能を高め、大気が二酸化炭素吸収剤と接触する前に大気中の酸性ガス濃度を予め低減しておくことにより、酸性ガスによる二酸化炭素吸収剤の二酸化炭素吸収性能の低下を防止して、二酸化炭素吸収剤の二酸化炭素吸収性能を高く維持することができることを見出した。
　本発明は以下を要旨とする。
［１］　大気を散布水と接触させた後、二酸化炭素吸収剤と接触させて大気中の二酸化炭素を該二酸化炭素吸収剤に吸収させる工程を有する二酸化炭素の回収方法において、
　該散布水中の酸消費量（ｐＨ４．８）を２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上とすることを特徴とする二酸化炭素の回収方法。
［２］　前記散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）が２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ未満であるときに、該散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）が２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上になるように該散布水に塩基性物質を添加する、［１］に記載の二酸化炭素の回収方法。
［３］　前記塩基性物質が、炭酸水素塩、炭酸塩、水酸化物、ケイ酸塩、アンモニア、およびアミン化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種である、［２］に記載の二酸化炭素の回収方法。
　本発明の二酸化炭素の回収方法では、大気が二酸化炭素吸収剤と接触する前に大気と接触する散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）を２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上とすることで、大気中の酸性ガス濃度を低減し、二酸化炭素吸収剤の劣化を抑制する。これにより、二酸化炭素吸収剤の二酸化炭素吸収性能を長期にわたって高く維持することができる。
　二酸化炭素吸収剤に吸収された二酸化炭素は、一般的に、二酸化炭素吸収剤を加温することで二酸化炭素ガスとして脱着させることにより回収される。一方、二酸化炭素脱着後の吸収剤は再度利用される。
　二酸化炭素以外の酸性ガスは二酸化炭素吸収剤から脱着しにくかったり、二酸化炭素吸収剤を変性させたりして、二酸化炭素吸収剤を劣化させてしまう。
　本発明によれば、二酸化炭素吸収剤に接触する前の大気から、二酸化炭素以外の酸性ガスを予め散布水に吸収させて除去することにより、該酸性ガスによる二酸化炭素吸収剤の劣化を極力抑制することができる。これにより、吸収剤の寿命を延長させることができる。
　このようなことから、本発明によれば、新たな二酸化炭素吸収剤に交換するための人件費や原料費などの費用が抑えられる。また新たな二酸化炭素吸収剤の製造頻度を減らすことができる。このため、この製造工程からの二酸化炭素の発生量も低減することができる。
図１は、本発明が適用される冷却塔システムの一例を示す模式的な断面図である。
　以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
　本発明では、二酸化炭素吸収剤を用いて大気中の二酸化炭素を吸収する二酸化炭素の回収方法において、大気を冷却塔などの散布水と接触させた後に二酸化炭素吸収剤と接触させる。
　大気に散布水を散布する冷却塔などの散水設備は特に問わず、散布水を冷却塔などの散水設備に導入して散水する散水手段、散水された散布水の流路であり大気と散布水が接触する場所である充填層等の接触領域、大気を冷却塔などの散水設備内部に通気するための送風機などを備えたものであればよい。これらのうち一つ以上が省略された設備の場合には、省略された装置を増設して補ってもよい。
　散水設備としては、例えば冷却塔が挙げられる。
　冷却塔の種類は特に問わず、対向流型、直向流式、自然対流型のいずれであってもよく、また、開放式、密閉式のいずれであってもよい。
　図１は本発明の実施の形態に係る方法が適用される冷却塔システムを示す模式的な断面図である。
　冷却塔１の散水装置２からは冷凍機などの熱交換器１７で昇温した冷却水（循環戻水）が充填材３に散水される。ファン５の駆動により冷却塔１の側面の開口部から取り入れられた大気は、この散布水と接触する。大気が散布水と接触することで、水の一部が蒸発して冷却される。大気と接触後の散布水は、ピットすなわち下部水槽４に溜まる。下部水槽４内の冷却水は集水槽６から循環ポンプ１５、循環往管１６、熱交換器１７、循環戻管１８を通って循環される。集水槽６は、下部水槽４の底面から下方に凹陥するように設けられている。
　冷却塔１における蒸発量及び飛沫の飛散損失量並びにブローライン７のブロー弁８からのブロー水量に見合う量の新たな水が補給水配管９及びボールタップ等の弁装置１０を通って下部水槽４に供給される。
　冷却塔１内で散布水と接触した大気は、冷却塔１の上部から流出し、二酸化炭素吸収剤を有するＣＯ２吸収設備２０に送給され、二酸化炭素が除去される。
　ＣＯ２吸収設備２０としては、上記の冷却塔等の散布水の散水設備の後段に設けられた、固体の二酸化炭素吸収剤の充填層が設けられたものや、液体の二酸化炭素吸収剤の貯槽に、散布水と接触した後の大気、例えば、冷却塔の流出ガスを通気するものなどが挙げられる。
　本発明において、大気中の二酸化炭素の吸収に用いる二酸化炭素吸収剤としては、大気中の低濃度の二酸化炭素を選択的に吸収できる性能が必要であることを考慮すると、二酸化炭素と中和反応を起こす塩基性吸収剤または二酸化炭素と反応しカルバミン酸を生成するアミン化合物吸収剤を用いることが望ましい。
　塩基性吸収剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等のアルカリ金属炭酸塩などを用いることができる。
　アミン化合物吸収剤としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、イソプロパノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、ピペラジン、２－メチルピペラジンなどのアミン吸収液、ゼオライトやシリカゲルなどの多孔質材にアミン化合物を担持させた固体吸着剤、官能基としてアミノ基を有する高分子化合物などを用いることができる。
　これらの二酸化炭素吸収剤は、１種のみを用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
　図１では、散布水を形成する散水設備として冷却塔が示されているが、冷却塔以外、例えば、スクラバー、室内空調の排気用の送風機、送風機を有する空冷式チラー、送風機を有するヒートポンプなどを用いてもよい。
　冷却塔などにおいて、大気をＣＯ２吸収設備に供給する際に圧損が生じ、本来必要であった最低限の風量が確保できなくなる場合は、送風機を追加してもよい。
　散布水の水量を増減させたい場合には、ポンプの変更、増設、新設、電源へのインバータの設置などを行ってもよい。
　本発明では、大気を散布水と接触させた後、二酸化炭素吸収剤と接触させ、大気中の二酸化炭素を該二酸化炭素吸収剤に吸収させる工程を有する二酸化炭素の回収方法において、該散布水中の酸消費量（ｐＨ４．８）を２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上とすることを特徴とする。
　散布水中の酸消費量（ｐＨ４．８）を２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上に維持することで、大気中の酸性ガス濃度を効果的に低減することができる。この観点から、散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）は、３０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上であることが好ましく、５０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上であることがより好ましい。一方、散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）を過度に高くすると腐食やスケールなどの懸念が生じたり、酸消費量（ｐＨ４．８）を上げるための後述の塩基性物質の薬剤コストの上昇で処理コストが高くなりすぎたりする。このため、散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）は１０，０００ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以下、特に１，０００ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以下とすることが好ましい。
　散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）を上記下限以上に維持するためには、散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）を測定し、測定値が上記下限未満の場合には、塩基性物質を添加して酸消費量（ｐＨ４．８）を上げるようにする。散布水中の酸消費量（ｐＨ４．８）の分析には、例えばＪＩＳ　Ｋ０１０１に記載の方法を用いることができる。
　酸消費量（ｐＨ４．８）の分析箇所は、散布水が一過式で用いられている場合は冷却塔などの散水設備よりも上流から散布水用水をサンプリングして分析すればよい。散布水が循環式で用いられている場合は、同じ水系内で散布水が流動している箇所であればどこからサンプリングしてもよい。
　散布水中の酸消費量（ｐＨ４．８）は、冷却塔などの散水設備に供給される水中に含まれている酸消費量（ｐＨ４．８）を利用してもよく、別途系内に塩基性物質を添加することで酸消費量（ｐＨ４．８）を上記下限以上としてもよく、また、これらの双方を採用してもよい。
　冷却塔などの散水設備に供給される水の中に含まれている酸消費量（ｐＨ４．８）だけでは必要な酸消費量（ｐＨ４．８）を維持できない場合には、別途散水系内に塩基性物質を添加することとなる。その場合、塩基性物質の添加方法はどのような方法でもよく、例えば薬注ポンプなどを用いて連続的に散水系内に添加してもよく、また間欠的に散水系内に投入してもよい。
　塩基性物質の添加箇所は、塩基性物質を散水系内に添加できる箇所であればどのような箇所でもよく、例えば冷却塔の補給水配管や散布水循環配管などに塩基性物質を添加することができる。図１に示す冷却塔システムであれば、冷却水の循環往管１６のＡ点、循環戻管１８のＢ点又は補給水配管９のＣ点で塩基性物質を添加することができる。
　添加する塩基性物質としては、炭酸水素塩、炭酸塩、水酸化物、ケイ酸塩、アンモニア、アミン化合物などを用いることができるが、それら以外の塩基性の物質を用いてもよい。
　炭酸水素塩としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素リチウムなどのアルカリ金属の炭酸水素塩や、炭酸水素アンモニウムなどを用いることができる。
　炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等のアルカリ金属の炭酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩、炭酸アンモニウムなどを用いることができる。
　水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属水酸化物などを用いることができる。
　ケイ酸塩としては、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、水ガラス溶液などを用いることができる。
　アンモニアとしては、アンモニア溶液を用いることができる。
　アミン化合物としては、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、シクロヘキシルアミン、メトキシプロピルアミン、モルフォリン、アミノエトキシエタノール、ジエチルエタノールアミン、ジエタノールアミンなどを用いることができる。
　これらの塩基性物質は、１種を単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。塩基性が保たれる範囲内であれば、塩基性物質と非塩基性物質との混合物として用いてもよい。
　散布水の水系内に溶存塩類が含まれている場合、塩基性物質の添加で炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、水酸化マグネシウム、ケイ酸マグネシウムなどのスケール成分が水系内の配管などに付着し、それにより配管などにおいて圧力損失の増加、熱交換器などにおいて伝熱効率の低下、冷却塔などにおいて冷却効率の低下などを引き起こす可能性がある。この場合には、スケール防止剤を添加しスケールの発生を抑制してもよい。
　スケール防止剤としては、水溶性ポリカルボン酸またはその塩、水溶性ホスホン酸またはその塩、ポリリン酸またはその塩、リン酸エステル化合物またはその塩、リン酸またはその塩などを、単一または組み合わせて用いることができる。
　散布水の水系を構成する構造物が金属を含み、金属と散布水が系内で接触している場合、散布水と金属が接触する箇所で金属が腐食し、配管などにおいて圧力損失の増加、熱交換器などにおいて伝熱効率の低下、金属を含む構造物の損傷などを引き起こす可能性がある。この場合には、防食剤を添加して腐食の進行を抑制してもよい。
　防食剤としては、ヒドロキシ酸またはその塩、水溶性ポリカルボン酸またはその塩、水溶性ホスホン酸またはその塩、ポリリン酸またはその塩、リン酸エステル化合物またはその塩、リン酸またはその塩、亜鉛塩、スズ塩、モリブデン酸またはその塩、タングステン酸またはその塩、亜硝酸またはその塩、界面活性剤などを、単一または組み合わせて用いることができる。
　散布水と大気が接触した際や、水系への供給水に微生物が含まれていた際に、水系内に微生物が取り込まれ、水系内でこれらが繁殖することによりスライムと呼ばれる微生物を含む汚れが水系内の配管などに付着し、それにより配管などにおける圧力損失の増加、熱交換器などにおける伝熱効率の低下、冷却塔などにおける冷却効率の低下などを引き起こす可能性がある。この場合には、スライムコントロール剤を添加してスライムの発生を抑制してもよい。
　スライムコントロール剤としては、次亜塩素酸およびその塩、塩素ガス、次亜臭素酸及びその塩、安定化塩素、安定化臭素、有機系殺菌剤、オゾン、二酸化塩素、界面活性剤、四級アンモニウム塩などを用いることができる。
　本発明によれば、散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）を連続的に又は間欠的に、例えば０．１～２４時間に１回の頻度で測定し、この測定結果が入力される制御器から、散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）が２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ未満の場合に、散布水の水系に前述の塩基性物質を添加する薬注信号を出力することで、自動制御にて散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）を調整することができる。
　酸消費量（ｐＨ４．８）とｐＨは正の相関があるため、ｐＨの測定値に基づき必要な酸消費量を調整してもよい。
　例えば、予め実施した酸消費量（ｐＨ４．８）とｐＨの分析結果に基づき、酸消費量（ｐＨ４．８）が２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上となるｐＨの値を設定し、この設定値を下まわらないように調整することで、水系における酸消費量（ｐＨ４．８）を２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上に調整してもよい。
　本発明において、二酸化炭素吸収剤に吸収された二酸化炭素は、一般的に、吸収剤を加温することで二酸化炭素ガスとして脱着させることにより回収され、二酸化炭素脱着後の二酸化炭素吸収剤は再度利用される。
　前述の通り、二酸化炭素以外の酸性ガスは二酸化炭素吸収剤から脱着しにくかったり、二酸化炭素吸収剤を変性させたりして、二酸化炭素吸収剤を劣化させてしまう。本発明によれば、二酸化炭素吸収剤に接触する前の大気から、二酸化炭素以外の酸性ガスを予め散布水に吸収させて除去することにより、該酸性ガスによる二酸化炭素吸収剤の劣化を極力抑制することができる。このため、二酸化炭素吸収剤の寿命を延長させることができる。
　また、二酸化炭素吸収剤の寿命延長により、二酸化炭素吸収剤の交換頻度を低減し、交換のための人件費や原料費などの費用を抑えることができ、新たな二酸化炭素吸収剤の製造頻度を減らすことで二酸化炭素吸収剤製造工程からの二酸化炭素の発生量も低減することができる。
　以下に実施例に代わる実験例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
［実験例Ｉ］
＜実験条件＞
　酸性物質（中和剤）で中和された吸収剤水溶液と中和されていない吸収剤水溶液とで二酸化炭素の吸収性能に違いが生じるか、また酸性物質の種類により吸収性能に違いが生じるかを確認した。
　４Ｌの密閉式容器内に二酸化炭素濃度モニターと回転子を置き、密閉式容器の蓋を開放した状態において回転子をスターラーで回転させ、密閉式容器内の二酸化炭素濃度が安定するまで放置した。
　その後、表１に示す吸収剤水溶液１００ｍＬと回転子をビーカーに入れ、このビーカーを密閉式容器内に設置し、スターラーでビーカー内の回転子を撹拌し、直ちに密閉式容器の蓋を閉めた。
　蓋を閉じた時間を起点とし、開始直後と１０分後の密閉式容器内の二酸化炭素濃度を測定した。
　結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
＜結果・考察＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実験例Ｉ－１、２はいずれも１０分後の二酸化炭素濃度が低下しており、吸収剤が二酸化炭素を吸収していた。一方、比較実験例Ｉ－１～４は二酸化炭素濃度が低下しておらず、吸収剤が酸性物質により中和されてしまうと二酸化炭素を吸収できなくなることが示された。
［実験例II］
＜実験条件＞
　酸性物質で中和された吸収剤単体と中和されていない吸収剤単体とで二酸化炭素の吸収性能に違いが生じるかを確認した。
　４Ｌの密閉式容器内に二酸化炭素濃度モニターと回転子を置き、密閉式容器の蓋を開放した状態において回転子をスターラーで回転させ、密閉式容器内の二酸化炭素濃度が安定するまで放置した。
　その後、表３に示す吸収剤単体１０ｍｍｏｌをシャーレにとり、密閉式容器内に設置し、直ちに密閉式容器の蓋を閉めた。
　蓋を閉じた時間を起点とし、開始直後と１０分後の密閉式容器内の二酸化炭素濃度を測定した。
　結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
＜結果・考察＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　実験例II－１は１０分後の二酸化炭素濃度が低下しており、吸収剤が二酸化炭素を吸収していた。一方、比較実験例II－１は二酸化炭素濃度が低下しておらず、酸性物質により中和されて塩酸塩となった吸収剤では、二酸化炭素を吸収できなくなることが示された。
［実験例III］
＜実験条件＞
　冷却塔の散布水が、酸性ガスを吸収することが可能か否かを評価した。
　酸性ガスとしては酢酸ガスを用いた。
　冷却塔（日本スピンドル製、ＣＴＡ－３ＦＮＥ）と散布水を循環させるポンプがある保有水量１００Ｌの水系において、散布水として純水を用いた場合と酸消費量（ｐＨ４．８）が３０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌの炭酸水素ナトリウム水溶液を用いた場合とで、酢酸ガスの吸収効率の違いを求めた。
　酢酸ガスの発生源としては、氷酢酸（分子量６０）を用い、大気中に暴露した状態の氷酢酸を冷却塔の吸気部に置いた。
　ガス吸収量は、循環している散布水の試験前後におけるＴＯＣ濃度を測定することにより、下記（式１）より求めた。
　ガス揮散量は、試験前後における氷酢酸の重量変化より求めた。
　酢酸ガスの吸収効率は下記（式２）より求めた。
　試験時間は１時間とした。
　酢酸ガスの吸収効率を表６に、試験前後における散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）を表７に示す。
（式１）
ガス吸収量（ｇ）＝（試験後ＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）－試験前ＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ））×６０／１２×１００（Ｌ）／１０００
（式２）
吸収効率（％）=ガス吸収量（ｇ）／ガス揮散量（ｇ）×１００
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
＜結果・考察＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　実験例III－１は揮散した酸性ガスである酢酸がほぼ１００％吸収されたのに対し、比較実験例III－１では揮発した酢酸ガスの約１０％は吸収されずに冷却塔を通過していた。酢酸は水に対する溶解性が高い化合物であるが、比較実験例III－１の酸消費量がない散布水では、酢酸の吸収によりｐＨの低下が起こり、酢酸の溶解速度が低下したことが原因と考えられる。一方、実験例III－１においては酸消費量の低下は見られたものの試験後も酸消費量があり、散布水が試験後もｐＨ７．４で酸性にならずに維持されていたため、酢酸ガスの吸収性能を維持したものと考えられる。
　以上の実験結果から、散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）を２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上に維持することで、大気と二酸化炭素吸収剤とが接触する前に、二酸化炭素以外の酸性ガスが散布水に吸収されるため、二酸化炭素以外の酸性ガスによる二酸化炭素吸収剤の二酸化炭素吸収性能低下を極力抑制でき、二酸化炭素吸収剤の寿命を延長できることがわかる。
　本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、発明の効果が奏される範囲内で様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
　本出願は、２０２３年６月１３日付で出願された日本特許出願２０２３－０９７１０８に基づいており、その全体が引用により援用される。
　１　冷却塔
　４　下部水槽（ピット）
　６　集水槽
　１０　弁装置
　１７　熱交換器
　２０　ＣＯ２吸収設備

Claims (3)

  1. 　大気を散布水と接触させた後、二酸化炭素吸収剤と接触させて大気中の二酸化炭素を該二酸化炭素吸収剤に吸収させる工程を有する二酸化炭素の回収方法において、
    　該散布水中の酸消費量（ｐＨ４．８）を２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上とすることを特徴とする二酸化炭素の回収方法。
  2. 　前記散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）が２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ未満であるときに、該散布水の酸消費量（ｐＨ４．８）が２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上になるように該散布水に塩基性物質を添加する、請求項１に記載の二酸化炭素の回収方法。
  3. 　前記塩基性物質が、炭酸水素塩、炭酸塩、水酸化物、ケイ酸塩、アンモニア、およびアミン化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項２に記載の二酸化炭素の回収方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7841723B1 (ja) * 2025-09-29 2026-04-07 株式会社レブセル 炭酸塩の製造方法、及び炭酸塩の製造装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0426782A (ja) * 1990-05-21 1992-01-29 Japan Organo Co Ltd 高温水系腐食抑制剤
JPH0745750B2 (ja) * 1987-11-11 1995-05-17 高砂熱学工業株式会社 雑用水抽出冷却塔の冷却水の水質維持方法および装置
JPH07115007B2 (ja) * 1988-08-12 1995-12-13 高砂熱学工業株式会社 廃純水の処理法
JP2006043600A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Hakuto Co Ltd 消石灰懸濁液による炭酸カルシウムスケールの抑制剤および炭酸カルシウムスケールの抑制方法
JP2008536852A (ja) * 2005-04-15 2008-09-11 ユニヴァーシティー オブ サザン カリフォルニア 二酸化炭素のメタノール、ジメチルエーテルおよび派生生成物への効率的且つ選択的変換法
JP2015085310A (ja) * 2013-11-01 2015-05-07 三菱日立パワーシステムズ株式会社 酸性ガス除去方法
JP6738920B1 (ja) * 2019-02-25 2020-08-12 株式会社神鋼環境ソリューション 二酸化炭素吸着設備
JP2020168590A (ja) * 2019-04-01 2020-10-15 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガス浄化処理および／または燃焼灰中和処理に係る装置および方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0745750B2 (ja) * 1987-11-11 1995-05-17 高砂熱学工業株式会社 雑用水抽出冷却塔の冷却水の水質維持方法および装置
JPH07115007B2 (ja) * 1988-08-12 1995-12-13 高砂熱学工業株式会社 廃純水の処理法
JPH0426782A (ja) * 1990-05-21 1992-01-29 Japan Organo Co Ltd 高温水系腐食抑制剤
JP2006043600A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Hakuto Co Ltd 消石灰懸濁液による炭酸カルシウムスケールの抑制剤および炭酸カルシウムスケールの抑制方法
JP2008536852A (ja) * 2005-04-15 2008-09-11 ユニヴァーシティー オブ サザン カリフォルニア 二酸化炭素のメタノール、ジメチルエーテルおよび派生生成物への効率的且つ選択的変換法
JP2015085310A (ja) * 2013-11-01 2015-05-07 三菱日立パワーシステムズ株式会社 酸性ガス除去方法
JP6738920B1 (ja) * 2019-02-25 2020-08-12 株式会社神鋼環境ソリューション 二酸化炭素吸着設備
JP2020168590A (ja) * 2019-04-01 2020-10-15 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガス浄化処理および／または燃焼灰中和処理に係る装置および方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7841723B1 (ja) * 2025-09-29 2026-04-07 株式会社レブセル 炭酸塩の製造方法、及び炭酸塩の製造装置

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