(57)【要約】【課題】低コストで、かつ、二酸化炭素含有ガスの回収効率を向上させた二酸化炭素含有ガス回収装置を提供すること。【解決手段】二酸化炭素含有ガス回収装置１０のポンプハウジング１１は、隔壁２０ａで区画された第１室２３と第２室２６が形成され、第１室と第２室は、第３室２０を介して連通されている。第１室は水の供給口と二酸化炭素含有ガスのガス導入口に連通されている。第１室に満たされた水中に二酸化炭素含有ガスを吹き込んだとき、二酸化炭素含有ガスは水に溶け込むとともに溶けきらなかった同ガスが気泡Ａとして水中に存在する。第３室２０内に二軸４１ａ，４１ｂで対向配置した一対の六葉ロータ４０，４０が気泡Ａを圧縮し、気泡Ｂに微細化すると、圧縮作用によって二酸化炭素含有ガスを水へさらに溶け込ませることができ、生成された二酸化炭素含有ガス水溶液が第２室に連通している排出口から排出される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素含有ガスを水に溶け込ませて回収する二酸化炭素含有ガス回収装置であって、
水の供給口と二酸化炭素含有ガスの導入口を設けた第１室と、水の排出口を設けた第２室と、第１室と第２室を連通する第３室とを有するポンプハウジングと、
一対の複葉ロータと、同ロータを駆動するモータからなり、第３室に設置された回転混合部を備え、
第１室に供給口から水を供給するとともに、導入口から二酸化炭素含有ガスを供給して水に二酸化炭素含有ガスを溶け込ませ、
二酸化炭素含有ガスの溶け込んだ水を回転混合部で第１室から第３室に圧送し、排出口から排出するようにしたことを特徴とする二酸化炭素含有ガス回収装置。
【請求項２】
前記複葉ロータが、六葉ロータであって、前記回転混合部が、当該六葉ロータを二軸平行に配した二軸六葉式ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素含有ガス回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素含有ガス回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より二酸化炭素含有ガスは、地球温暖化を惹起する温室効果を有するガスとして知られている。当該二酸化炭素含有ガスを大量に発生させる大規模発生源は、たとえば火力発電所、製鉄所、ごみ焼却場といった場所である。当該大規模発生源において発生した二酸化炭素含有ガスを回収するため、様々な二酸化炭素含有ガスの回収装置が開示されている。【０００３】
特許第４２３１７３５号公報に開示されている二酸化炭素の分離回収装置は、高炉ガスから二酸化炭素含有ガスを化学吸収液で吸収して、当該化学吸収液を製鉄所からの排熱によって加熱し二酸化炭素含有ガスを分離している。
また、特許第４３８５４２４号公報に開示されている二酸化炭素濃縮装置は、電解質をしみ込ませた多孔質物質製電解質板を多孔質体製のカソードとアノードで両面から挟んでなる濃縮セルを用いて、カソードとアノード間に電位を与え、カソードに供給した原料ガスから電気化学反応によって炭酸イオンを生成し、当該炭酸イオンをアノードで電気化学反応させて二酸化炭素を選択的に分離させている。当該二酸化炭素と希釈用ガスとしての水蒸気又は窒素からなる混合ガスは、濃縮セル外に取り出され、水蒸気又は窒素を分離除去することによって、二酸化炭素含有ガスを回収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２３１７３５号公報
【特許文献２】特許第４３８５４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の装置は、化学吸収液の循環路、排熱を取り込む加熱装置又は濃縮セル、電位印加装置等の設備を要し、いずれも多大な設備コストを必要とするものであった。
これに対し、本発明者は、以前、水に二酸化炭素含有ガスが溶け込むことに着目して、二酸化炭素含有ガスと水を撹拌し、二酸化炭素含有ガスを回収するようにした低コストの二酸化炭素含有ガス回収装置を発明した。【０００６】
しかしながら、先に発明した二酸化炭素含有ガス回収装置は、二酸化炭素含有ガスが溶け込んだ水をタンク内で単純に撹拌してさらに溶解させるものであって、二酸化炭素含有ガスの回収効率が想定していたよりも低かった。【０００７】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、低コストで、かつ、二酸化炭素含有ガスの回収効率を向上させた二酸化炭素含有ガス回収装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の二酸化炭素含有ガス回収装置は、二酸化炭素含有ガスを水に溶け込ませて回収する二酸化炭素含有ガス回収装置であって、
水の供給口と二酸化炭素含有ガスの導入口を設けた第１室と、水の排出口を設けた第２室と、第１室と第２室を連通する第３室とを有するポンプハウジングと、
一対の複葉ロータと、同ロータを駆動するモータからなり、第３室に設置された回転混合部を備え、
第１室に供給口から水を供給するとともに、導入口から二酸化炭素含有ガスを供給して水に二酸化炭素含有ガスを溶け込ませ、
二酸化炭素含有ガスの溶け込んだ水を回転混合部で第１室から第３室に圧送し、排出口から排出するようにしたことを特徴とする。【０００９】
請求項２に記載の二酸化炭素含有ガス回収装置は、請求項１に記載の発明において、前記複葉ロータが、六葉ロータであって、前記回転混合部が、当該六葉ロータを二軸平行に配した二軸六葉式ポンプであることを特徴とする。【００１０】
本発明に係る二酸化炭素含有ガス回収装置によれば、第１室で水中に溶け込んだ二酸化炭素含有ガスによって発生した気泡は、第３室に設けた回転混合部で第２室へ圧送されるとき、一方の複葉ロータの突出部と他方の複葉ロータの突出部で囲まれた空間の容積の減縮に伴い加圧圧縮されて微細化する。そのため、二酸化炭素含有ガスを水中に効率よく溶け込ませることができ、二酸化炭素含有ガスの回収効率を向上させることができる。特に六葉ロータを二軸平行に配した二軸六葉式ポンプの場合には、二酸化炭素含有ガスの回収効率を向上させることができる。【００１１】
そして、本発明に係る二酸化炭素含有ガス回収装置によれば、ポンプハウジングを３室に区画形成して第３室に回転混合部を収めるという簡単な構造である。これによって、容易に小型化することができ、従来の二酸化炭素回収装置と比べて、大幅に設備コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置の構成の概略を示す正面図である。
【図２】第１実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置の二軸六葉式ポンプの内部構造の構成の概略を示す内部構造正面図である。
【図３】第１実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置の二軸六葉式ポンプの内部構造の構成の概略を示す内部構造側面図である。
【図４】第１実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置について、二酸化炭素含有ガスの回収効率を検証する実験装置の構成の概略を示す説明図である。
【図５】第１実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置について、二酸化炭素含有ガスの回収効率実験の実験結果を示す一覧表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る二酸化炭素含有ガス回収装置は、二酸化炭素含有ガスの大規模発生源、たとえば、火力発電所、製鉄所、ゴミ焼却炉等の二酸化炭素含有ガスの排出口近傍に設置され、二酸化炭素含有ガスを水に溶け込ませた二酸化炭素含有ガス水溶液を回収して、二酸化炭素含有ガスの回収を図るものである。
本発明を実施するための形態を説明するため、図１〜図５を添付し、当該図面にしたがって実施例を以下に示す。
図１は、当該実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置１０の構成の概略を示す正面図である。図２は、当該二酸化炭素含有ガス回収装置１０の内部構造を説明するため、当該内部構造の構成の概略を示した内部構造正面図である。本図面では図１においてポンプハウジングの上に載置して示したモータの記載を省略している。図３は、図２に記載された二酸化炭素含有ガス回収装置１０の内部構造について補足説明するため、当該内部構造の構成の概略を示した内部構造側面図である。
さらに、本実施例では、二酸化炭素含有ガスの回収効率を検証する実験を行った。当該実験では、二酸化炭素含有ガスの大規模発生源に替えて炭酸ガスボンベを使用し、規定水量を容易に把握するため水槽から水を供給するようにした。当該実験に係る実験装置及び実験環境の概略を示す説明図を図４に示し、当該実験の結果を図５に示す。
【実施例１】
【００１４】
本発明に係る二酸化炭素含有ガス回収装置の実施例を添付した図面にしたがって説明する。本実施例において、二酸化炭素含有ガスとは、大規模発生源から排出される排出ガスに少なくとも二酸化炭素ガスが含有されているガスをいい、当該二酸化炭素含有ガスを水に溶け込ませた水溶液を二酸化炭素含有ガス水溶液という。【００１５】
二酸化炭素含有ガス回収装置１０は、図１に示すように、ポンプハウジング１１と、モータ１２と、当該モータ１２とポンプハウジング１１を連結する伝動ベルト１３と、ポンプハウジング１１及びモータ１２が載置される基台１４とからなる。【００１６】
ポンプハウジング１１は、その内部が、図２に示すように、隔壁２０ａを挟んで第１室２３と、第２室２６が対向するように区画形成され、第１室２３と第２室２６の連通部には第３室２０が形成されている。
これによって、ポンプハウジング１１は、第１室２３の水と第２室２６の水が隔壁２０ａによって混ざり合うことがなく、さらに第１室２３から第２室２６へ水を送るためには、第３室２０を経由しなければならないように形成されている。【００１７】
第１室２３には、水の供給口１５ａと二酸化炭素含有ガスが導入されるガス導入口２４が設けられている。
供給口１５ａのフランジには、図１に示すように、フランジ金具１６のフランジが接続可能に対向配置されている。当該フランジ金具１６には、ポンプハウジング１１へ水を供給する水供給管１７が接続されている。
ガス導入口２４には、図３に示すように、ガス導入管３０が接続されている。ガス導入管３０は、開閉弁３１を有している。当該開閉弁３１を開放することによって、第１室２３へ二酸化炭素含有ガスが導入される。
供給口１５ａから水を供給して第１室２３内を水で満たし、ガス導入管３０から二酸化炭素含有ガスを当該水へ吹き込んだとき、第１室２３内の水中に二酸化炭素含有ガスを溶け込ませることができ、余剰の二酸化炭素含有ガスは、図２に示すように、気泡Ａとして水中に存在している。
第１室２３の下端には第１室２３内の水を排水可能な水抜き穴２５が形成されている。これにより、メンテナンス等の際に第１室２３内に貯留する水を容易に排水することができる。【００１８】
第２室２６には、水の排出口１５ｂと呼び水供給口２７が設けられている。
排出口１５ｂのフランジには、図１に示すように、フランジ金具１８のフランジが接続可能に対向配置されている。当該フランジ金具１８には、ポンプハウジング１１外へ水を排水する水排出管１９が接続されている。
呼び水給水口２７には、図３に示すように、呼び水給水管３２の一端が接続されている。呼び水給水管３２の他端には、呼び水給水栓３３が嵌合されている。二酸化炭素含有ガス回収装置１０を始動する際、呼び水給水管３２からポンプハウジング１１内へ呼び水が給水され、少なくとも第３室２０内が水で満たされるようにポンプハウジング１１には呼び水が溜められる。これによって、後述する六葉ロータ４０，４０の空転を防止することができる。
第２室２６の下端には排水室２３内の水を排水可能に水抜き穴２８が形成されている。これにより、メンテナンス等の際にポンプハウジング１１内の排水室２３内に貯留する水を容易に排水することができる。【００１９】
第３室２０には、図２に示すように、二軸平行に配置された一対の六葉ロータ４０，４０が収められている。また当該第３室２０は、第１室２４に連通する吸込口２１と第２室２６に連通する吐出口２２を備えている。
六葉ロータ４０，４０はそれぞれロータ軸４１ａ，４１ｂを有している。六葉ロータ４０，４０は、それぞれロータ軸４１ａ，４１を中心として放射状に６つの突出部が形成されている。六葉ロータ４０，４０を互いに反対方向へ回転させたとき、吸込口２１側では、一の六葉ロータの隣り合う突出部と、他の六葉ロータの突出部の三辺によって囲堯された空間が形成される。当該空間は、六葉ロータ４０，４０の回転に伴って容積が減縮し、当該空間に取り込まれた水は加圧され、また気体は圧縮される。さらに六葉ロータ４０，４０が回転すると、形成された空間は吐出側で復元されて、水は減圧され、また気体は復元されて吐出口２２から第３室２０外へ吐出される。このように、六葉ロータ４０，４０が互いに反対方向へ回転することによって、加圧と減圧を繰り返しながら水及び二酸化炭素含有ガスを吸込口２１側から吐出口２２側へ送り出している。【００２０】
ロータ軸４１ａは、図３に示すように、第３室２０の背面外側に配されたベアリングユニット４２によって回動自在に支持されている。一方、ロータ軸４１ｂは、図３に示すように、第３室２０の正面外側に配されたベアリングユニット４３によって回動自在に支持されている。ベアリングユニット４２，４３はそれぞれギヤボックス４４，４５に収納されている。
また、ロータ軸４１ａ，４１ｂが第３室２０を貫通する軸封部と、ベアリングユニット４２，４３との間には、第３室２０の内外部を遮蔽するメカニカルシール５０，５０が設けられている。これによって、第３室２０を密封することができる。【００２１】
ロータ軸４１ｂは、第３室２０を貫通するように形成され、一端がギヤボックス４４に位置し、他端がギヤボックス４５から突出して、当該他端側にプーリ芯４６ａが形成されている。プーリ芯４６ａには、図１に示すようにプーリ４６が取り付けられている（図３ではプーリ４６及び伝動ベルト１３を略している）。プーリ４６には、伝動ベルト１３が巻装されている。当該伝導ベルト１３を、モータ１２の駆動ローラ１２ａとプーリ４６へ所定の張力によって張架することによって、モータ１２の駆動力をプーリ４６を経てロータ軸４１ｂへ伝導することができる。
また、ロータ軸４１ｂの一端にはギヤボックス４４内でタイミングギア４７が固定されている。
当該タイミングギア４７は、図３に示すように、タイミングギア４８が噛合されている。タイミングギア４８は、ロータ軸４１ａに固定されているので、タイミングギア４７からタイミングギア４８を経てモータ１２の駆動力をロータ軸４１ａへ伝導することができる。
タイミングギア４７，４８からなるタイミングギアユニットは、ギヤカバー４９に覆われている。タイミングギアユニットが動作することによって、ロータ軸４１ａが正方向へ回転し、ロータ軸４１ｂが逆方向へ回転するように形成されている。すなわち、ロータ軸４１ａ，４１ｂは、互いに反対方向へ対向回転するように形成されている。これによって、第３室２０内で一対の六葉ロータ４０，４０は互いに反対方向へ対向回転し、吸込口２１から吐出口２２へ向かって第３室２０内の液体を圧送することができる。【００２２】
なお、本実施例では、二軸平行に配された六葉ロータ４０，４０を備えた二軸六葉式ポンプを用いたが、これに限定されるものでは無い。すなわち、吸込口から第３室２０内に吸い込まれた水と気泡を共に圧縮可能であって、二酸化炭素含有ガスと水を混ぜ合わせる混合機であれば良く、たとえば、本実施例に挙げた二軸六葉式ポンプ以外にも、軸から一対の突出部が対向して突出する二葉ロータを、二軸平行に対で備える二葉ポンプ、又は軸から３つの突出部が放射状に突出する三葉ロータを、二軸平行に対で備える三葉ポンプといったような、少なくとも二葉以上を備えた複葉ロータの回転運動によって第３室２０内へ水と気泡を吸込み圧縮可能な回転混合機であれば良い。
なお、本実施例において、二軸六葉式ポンプを採用した理由は、六葉ロータ４０，４０の場合、ロータの一回転で水と二酸化炭素含有ガスを加圧圧縮する回数が多く、二酸化炭素含有ガスの回収効率を上げることができるからである。【００２３】
上記の構成を有する二酸化炭素含有ガス回収装置１０は、次に説明するように動作する。
図１に表した矢印は、二酸化炭素含有ガス回収装置１０へ供給され、また排出される水の流れを示すものである。当該矢印の向きにしたがって、水を水給水管１７から給水口１５ａを介してポンプハウジング１１内へ給水したとき、給水された水で満たされた第１室２３内へガス導入口２４から二酸化炭素含有ガスを吹き込むと、水中に二酸化炭素含有ガスが溶け込むと共に、溶け残った余剰の二酸化炭素含有ガスは、図２に示すように、水中で気泡Ａとして多数存在することとなる。【００２４】
そして、多数の気泡Ａを含んだ水は、図２に示すように、吸込口２１から六葉ロータ４０，４０の回転によって第３室２０内へ吸い込まれる。このとき、一の六葉ロータ４０の隣り合う突出部と、他の六葉ロータの突出部の三辺によって囲堯された空間に吸い込まれた水と気泡Ａは、対向配置された一対の六葉ロータ４０，４０によって圧縮される。気泡Ａが圧縮されたとき、気泡Ａは、気泡Ｂに微細化される。
気泡Ａが気泡Ｂに微細化される際に、二酸化炭素含有ガスは六葉ロータ４０，４０の圧縮作用によってさらに水へ溶け込むこととなる。
一方、図２に示すように、第２室に有る溶け残った気泡Ｂについても、微細化された気泡Ｂに含まれる二酸化炭素含有ガスは、気泡Ａに含まれていた二酸化炭素含有ガスよりも容積が小さいので、気泡Ｂが排出口１５ｂから排出され、二酸化炭素含有ガスが大気中に放出された場合であっても、気泡Ａがそのまま排出口１５ｂから排出されるよりも二酸化炭素含有ガスの排出量を減らすことができる。【００２５】
そして、二酸化炭素含有ガス水溶液は、図２に示すように、吐出口２２から第３室２０外へ吐出され、第２室２６を通って、排出口１５ｂから図１に示す水排出管１９へ排出される。
これによって、二酸化炭素含有ガス回収装置１０は、二酸化炭素含有ガスを水に溶解することで化学吸収液又は多くの電力を消費する従来の方法と比べて、環境負荷を軽くし、省エネを図ることができる。【００２６】
次に、本実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置１０の回収効率に係る検証実験を行ったので、添付した図面にしたがって説明する。
検証実験は、図４に示す実験環境の下で行った。二酸化炭素含有ガス回収装置１０の水供給管１７は、水槽１００と水流量計１０１が接続されている。これによって、供給する水の流量を容易に把握することができる。ガス導入口２４には、二酸化炭素含有ガスの発生源を接続する替わりに炭酸ガスボンベ１０２と、空気流量計１０４が接続されている。炭酸ガスボンベ１０２は、炭酸ガス調整弁１０３を有し、空気流量計１０４は、流入空気調整弁１０５を有している。炭酸ガス調整弁１０３と流入空気調整弁１０５を調整することによって、空気と炭酸ガスとの混合比率を調整して、二酸化炭素ガスの濃度を変化させた混合ガスを形成することができるので、実験の場合分けを容易に行うことができる。
ここで、火力発電所等の大規模発生源から排出される二酸化炭素含有ガスにおける二酸化炭素ガスの濃度は２０％〜３０％と想定して、これに合せて実験を行った。その他の実験条件は以下の通りである。【００２７】
二軸六葉式ポンプの吸込口２１、吐出口２２の口径：５０ｍｍ
六葉ロータ４０，４０の回転速度：１７００ｒｐｍ
モータ１２の定格出力：１．５ｋＷ
注水する水の水温：２０℃
外気温：２５℃
注水する水及びポンプハウジング１１内に貯留する原水内の溶存二酸化炭素ガス量：１８．２ｍｇ／Ｌ
二酸化炭素ガス密度：１．８１ｇ／Ｌ（２５℃）
二酸化炭素ガス溶存量測定器：株式会社東興化学研究所  Ｔｉ−９００４【００２８】
行った実験は次の３例である。当該実験の実験結果を図５に示す。
１）実験Ａ
注入二酸化炭素ガス量：１０Ｌ／ｍｉｎ、注入空気量：９０Ｌ／ｍｉｎ、注入水量：１２０Ｌ／ｍｉｎ
二酸化炭素ガス濃度：１０％
モータ１２の出力：１．２ｋＷ
２）実験Ｂ
注入二酸化炭素ガス量：２０Ｌ／ｍｉｎ、注入空気量：８０Ｌ／ｍｉｎ、注入水量：１３０Ｌ／ｍｉｎ
二酸化炭素ガス濃度：２０％
モータ１２の出力：１．２ｋＷ
３）実験Ｃ
注入二酸化炭素ガス量：３０Ｌ／ｍｉｎ、注入空気量：７０Ｌ／ｍｉｎ、注入水量：１９０Ｌ／ｍｉｎ
二酸化炭素ガス濃度：３０％
モータ１２の出力：１．６ｋＷ【００２９】
実験の結果、実験Ａでは、水中の二酸化炭素の測定値が８１．２ｍｇ／Ｌ、注入水内の二酸化炭素量は１３１．０ｇ／ｈ、注入空気内の二酸化炭素量は１０８６．０ｇ／ｈ、水中に溶存していた二酸化炭素の測定値が５８４．６ｇ／ｈとなり、本実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置１０が回収した二酸化炭素量は４５３．６ｇ／ｈとなる。ここで回収できずに大気中に放出された二酸化炭素量が７６３．４ｇ／ｈであるから、二酸化炭素含有ガス回収装置１０による二酸化炭素ガスの回収効率は３７．３％となる。
これに加えて、モータ１２の出力で消費された電力を作り出すために排出された二酸化炭素の排出量は、５９６．４ｇ／ｈとみなされるから、実験Ａにおける二酸化炭素の総回収量は、−１４２．８ｇ／ｈとなる。【００３０】
続いて実験Ｂでは、水中の二酸化炭素の測定値が１４７．２ｍｇ／Ｌ、注入水内の二酸化炭素量は１４２．０ｇ／ｈ、注入空気内の二酸化炭素量は２１７２．０ｇ／ｈ、水中に溶存していた二酸化炭素の測定値が１１４８．２ｇ／ｈとなり、本実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置１０が回収した二酸化炭素量は１００６．２ｇ／ｈとなる。ここで回収できずに大気中に放出された二酸化炭素量が１３０７．８ｇ／ｈであるから、二酸化炭素含有ガス回収装置１０による二酸化炭素ガスの回収効率は４３．５％となる。
これに加えて、モータ１２の出力で消費された電力を作り出すために排出された二酸化炭素の排出量は、５９６．４ｇ／ｈとみなされるから、実験Ａにおける二酸化炭素の総回収量は、４０９．８ｇ／ｈとなる。【００３１】
そして、実験Ｃでは、水中の二酸化炭素の測定値が１４９．７ｍｇ／Ｌ、注入水内の二酸化炭素量は２０７．５ｇ／ｈ、注入空気内の二酸化炭素量は３２５８．０ｇ／ｈ、水中に溶存していた二酸化炭素の測定値が１７０６．６ｇ／ｈとなり、本実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置１０が回収した二酸化炭素量は１４９９．１ｇ／ｈとなる。ここで回収できずに大気中に放出された二酸化炭素量が１９６６．４ｇ／ｈであるから、二酸化炭素含有ガス回収装置１０による二酸化炭素ガスの回収効率は４３．３％となる。
これに加えて、駆動モータ１２の出力で消費された電力を作り出すために排出された二酸化炭素の排出量は、７９５．２ｇ／ｈとみなされるから、実験Ａにおける二酸化炭素の総回収量は、７０３．９ｇ／ｈとなる。【００３２】
ここで、図５に示した各実験Ａ〜Ｃにおける諸元の算出方法を、実験Ｃを使って説明する。
注入水内の二酸化炭素の量は、原水に１８．２ｍｇ／Ｌの二酸化炭素が含まれ、１分間に１９０Ｌの割合で注水したことから、
注入水内二酸化炭素量＝１８．２［ｍｇ／Ｌ］×１９０［Ｌ／ｍｉｎ］×６０÷１０００＝２０７．５［ｇ／ｈ］
となる。
次に、ガス導入口２４からポンプハウジング１１内へ導入した空気内における二酸化炭素の量は、１分間に３０Ｌの割合で注入し、実験環境下における二酸化炭素の密度が１．８１ｇ／Ｌであることから、
注入空気内二酸化炭素量＝３０［Ｌ／ｍｉｎ］×１．８１［ｇ／Ｌ］×６０＝３２５８［ｇ／ｈ］
となる。
したがって、実験Ｃにおける全二酸化炭素注入量は、元々の水に含まれていた２０７．５ｇ／ｈと注入した３２５８ｇ／ｈを合せた３４６５．５ｇ／ｈとなる。
一方、水中の二酸化炭素の測定値が１４９．７ｍｇ／Ｌであって、１分間に１９０Ｌの割合で注水したことから、水中に溶存した二酸化炭素量の合算測定値は、実験を行った１時間において、
溶存二酸化炭素測定値＝１４９．７［ｍｇ／Ｌ］×１９０［Ｌ／ｍｉｎ］÷１０００×６０＝１７０６．６［ｇ／ｈ］
となる。
これによって、本実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置１０が水中に溶け込ませた二酸化炭素の量は、溶存二酸化炭素測定値から元々注入水内に有った二酸化炭素量２０７．５ｇ／ｈを引いた量であるから、
溶解二酸化炭素量＝１７０６．６［ｇ／ｈ］−２０７．５［ｇ／ｈ］＝１４９９．１［ｇ／ｈ］
となる。
以上から、回収できずに大気に放出された二酸化炭素の量は、全二酸化炭素注入量から上記の溶解二酸化炭素量を引いた量となるから、
放出二酸化炭素量＝３４６５．５［ｇ／ｈ］−１４９９．１［ｇ／ｈ］＝１９６６．４［ｇ／ｈ］
となる。
これによって、本実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置１０の二酸化炭素回収率は、溶解させた二酸化炭素量と全二酸化炭素注入量とから、
二酸化炭素回収率＝１４９９．１［ｇ／ｈ］÷３４６５．５［ｇ／ｈ］×１００＝４３．３［％］
となる。【００３３】
また、実験Ｃにおいて、モータ１２の出力は１．６ｋＷである。当該モータ１２で消費された電力を作り出すために排出された二酸化炭素の実排出係数は、本発明者が実験を行った地域、時期では４９７ｇＣＯ２／ｋＷｈとされていた。ここから、モータ１２が排出したものとみなす二酸化炭素の排出量は、
モータ１２の二酸化炭素排出量＝１．６［ｋＷ］×４９７［ｇＣＯ２／ｋＷｈ］＝７９５．２［ｇ／ｈ］
となる。
そして、本実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置１０によって回収した二酸化炭素の量は１４９９．１ｇ／ｈであるので、実験Ｃにおける二酸化炭素の総回収量は、
二酸化炭素総回収量＝１４９９．１［ｇ／ｈ］−７９５．２［ｇ／ｈ］＝７０３．９［ｇ／ｈ］
となる。
したがって、図４に示した実験環境のみならず、モータ１２を動作させる電力を作り出すために排出された二酸化炭素まで考慮すると、都合７０３．９［ｇ／ｈ］の二酸化炭素を回収することができた。【００３４】
以上から、二酸化炭素ガスの濃度を２０％とした実験Ｂ、及び当該濃度を３０％とした実験Ｃにおいて、それぞれ、二酸化炭素ガスの回収率は、図５に示すように、約４３％となることが確認できる。当該濃度は発電所、製鉄所、ごみ焼却場といった大規模発生源から排出される二酸化炭素含有ガスにおける二酸化炭素ガスの濃度と略同じ濃度であることから、大規模発生源に適用した場合にも同様の二酸化炭素含有ガスの回収率を得ることができると推察される。【００３５】
本実施例に係る二酸化炭素含有ガス回収装置１０によれば、二酸化炭素ガスが水に溶けやすいという性質を利用し、火力発電所、製鉄所、ゴミ焼却炉等の二酸化炭素の大規模発生源から排出される二酸化炭素含有ガスを水中に吹き込むことで溶け込ませ、さらに溶け残った二酸化炭素含有ガスの気泡を六葉ロータ４０，４０で圧縮して微細化し、圧縮作用によって二酸化炭素含有ガスを水に溶け込ませるようにした。
これによって、単純に撹拌混合するよりも、より多くの二酸化炭素含有ガスを水に溶解させて二酸化炭素含有ガス水溶液を生成し、二酸化炭素含有ガスの回収効率を上げることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０…二酸化炭素含有ガス回収装置、
１１…ポンプハウジング、１２…モータ、１２ａ…駆動ローラ、１３…伝動ベルト、１４…基台、１５ａ…供給口、１５ｂ…排出口、
１６，１８…フランジ金具、１７…水供給管、１９…水排出管、
２０…第３室、２０ａ…隔壁、２１…吸込口、２２…吐出口、２３…第１室、２４…ガス導入口、２５，２８…水抜き穴、２６…第２室、２７…呼び水給水口、
３０…ガス導入管、３１…開閉弁、３２…呼び水給水管、３３…呼び水給水栓、
４０…六葉ロータ、４１ａ，４１ｂ…ロータ軸、４２…背面側ベアリングユニット、４３…正面側ベアリングユニット、４４…背面側ギヤボックス、４５…正面側ギヤボックス、４６…プーリ、４６ａ…プーリ芯、４７…ロータ軸４１ｂ側タイミングギア、４８…ロータ軸４１ａ側タイミングギア、４９…ギヤカバー、
５０…メカニカルシール、
１００…水槽、１０１…水流量計、１０２…炭酸ガスボンベ、１０３…炭酸ガス調整弁、１０４…空気流量計、１０５…流入空気調整弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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