JP2023017671A

JP2023017671A - 排出ガス、大気、海水から炭酸ガスを回収するシステム

Info

Publication number: JP2023017671A
Application number: JP2021141935A
Authority: JP
Inventors: 晴雄森重; Haruo Morishige
Original assignee: Chiyotani Haruna; Komaki Harue; Morishige Haruki; Morishige Harumi; Morishige Shigemi; Umezu Haruka
Current assignee: Chiyotani Haruna; Komaki Harue; Morishige Haruki; Morishige Harumi; Morishige Shigemi; Umezu Haruka
Priority date: 2021-07-26
Filing date: 2021-07-26
Publication date: 2023-02-07

Abstract

【課題】火力発電所からの排出ガスや大気や海水中の二酸化炭素を分離再生し、高純度の二酸化炭素を得ると共に排出ガスの熱エネルギーを回収する発電方法を提供する。【解決手段】構台１の下に分離タンク２、構台の上に再生タンク３を設け、その間に循環ライン４を設け、循環水７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１３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１１を、圧縮機９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１２を地下に設置した貯蔵タンク６に圧送する。【選択図】図１

Description

本発明は、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するシステムである。特に火力発電所では燃料から発生する二酸化炭素だけでなく、同時に大気や海水中の二酸化炭素も効率よく回収する。

ＣＣＵＳ（ＣａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅＣａｐｔｕｒｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎＳｔｏｒａｇｅ）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。
河川や海岸から遠く離れた大きな水源がないところに建設される火力発電所は大気に冷却元を求め、巨大なクーリングタワーで冷やした水を復水器に循環させ発電している。
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。

アミンに二酸化炭素を吸着させているが、二酸化炭素を再生するのに多大なエネルギーを必要としている。現在、ＲＩＴＥでは消費エネルギーを２ＧＪ／ｔ二酸化炭素に低減させることを目標に新吸収液の開発を進めているが、この方法では発電は困難である。大気から二酸化炭素を回収する技術は開発中である。また海水中の二酸化炭素を分離する技術は皆無である。

既存の特許はアミンに二酸化炭素を吸着させ，再生する製法は多数提出されている。
当方からも深海の圧力を利用してＣＯ２を液体として長期保管できる『発電できる二酸化炭素分離精製貯蔵システム』を申請している。

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、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、分離タンクにおいて高圧で水に溶けにくい窒素や酸素を放出させ、水に溶けやすい炭酸ガスを循環ラインの循環水を溶存させ、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、圧力が低下し、循環水から噴出した二酸化炭素を、圧縮機で加圧し、分離タンクから高圧噴出した窒素、酸素と混合させ膨張させ急冷させ、二酸化炭素を凝華させてドライアイスを作り地下に設置した貯蔵タンクに貯蔵する。一方、分離した残りの窒素や酸素は熱交換タンクを通って、加熱され、タービンを回して発電する。
火力発電所のクーリングタワー頂部において海から取り入れた海水を噴射大気送風し曝気しながら冷やし、海水から二酸化炭素を分離し、送風した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。しかし、この時に海水から酸素と窒素を取り出し、生物に悪影響を与えてしまう。この対策の為に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した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。

火力発電所、製鉄所、製油所、セメント工場、ごみ焼却施設から放出される排出ガスの中から二酸化炭素を媒体中に分離すること。

大気中からも海水中からも合理的に二酸化炭素を回収すること。

排出ガスの熱エネルギーを回収して発電し純度の高い炭酸ガスを得て、石油製品の原料とすること。

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、水を循環させ、排出ガスを循環ラインに気泡として注入し吸引循環させ、分離タンクで高圧で水に溶けにくい窒素や酸素を放出させ、水に溶けやすい炭酸ガスを循環ラインの循環水を溶存させ、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、圧力が低下し、循環水から噴出した二酸化炭素を、圧縮機で加圧し、分離タンクから高圧噴出した窒素、酸素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貯蔵する。一方、分離した残りの窒素や酸素はタービンを回して発電する。
火力発電所のクーリングタワー頂部において海から取り入れた海水を噴射させ大気送風し曝気しながら冷やし、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。
しかし分離の過程で海水から酸素と窒素も取り出してしまう。この対策の為に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した海水とともに海面下に放出し、二酸化炭素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。

排出ガスや大気中や海中から二酸化炭素を分離再生できる。

水を媒体とすること。

再生した二酸化炭素をドライアイスにする。

排出ガスの熱エネルギーを回収し、発電すること。

図１はシステムの全体を示す。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炭酸ガス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に循環水が上がると、圧力が低下し、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製作し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。図２は火力発電所において大気と海水から同時に二酸化炭素を取り入れるシステムを示す。火力発電所のクーリングタワー２８頂部の海水放出菅２９から海水を噴射させ大気送風し曝気しながら海水粒３０を降らせ冷却し、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空気取り入れ菅３１を通じて二酸化炭素を回収する装置に送風すると同時に冷却海水３２を冷却海水菅３３を通じて火力発電所の取水管に送り復水器を冷やし発電効率を上げる。図３は海洋に窒素、酸素を海洋に拡散するシステムを示す。火力発電所１８において循環ポンプ２２を回して海２０から海水を取り入れて取水管２１を通して復水器２３を冷却する。その後、放水管２４から海水が海に放出する。放水管２４内出口手前に設置したマイクロバブルノズル２５からＣＣＵＳの分離の過程で発生した窒素、酸素を窒素酸素放出菅１９通して注入し循環水とともに海面下に放出し、空気マイクロバブル２６が海面に上昇する過程で外界の海水に混ぜて窒素、酸素を溶融し、海洋に拡散させる。その酸素を海藻２７や魚類などが取り入れる。

ドライアイス、ＣＵＳＳ、ＣＯ２固定

１．構台１９．窒素酸素放出管
２．分離タンク２０．海
３．再生タンク２１．取水管
４．循環ライン２２．循環ポンプ
５．循環ポンプ２３．復水器
６．貯蔵タンク２４．放水管
７．循環水２５．マイクロバブルノズル
８．除湿器２６．空気マイクロバブル
９．圧縮機２７．海藻
１０．混合膨張器２８．クーリングタワー
１１．二酸化炭素気体２９．海水放出菅
１２．ドライアイス顆粒３０．海水粒
１３．排出ガス３１．空気取り入れ菅
１４．Ｎ２，Ｏ２大気放出３２．冷却海水
１５．断熱材３３．冷却海水菅
１６．タービン
１７．ＬＮＧタンカー
１８．火力発電所

Claims

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。
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。
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。