(57)【要約】本発明は、セラミックス構造体を利用した二酸化炭素の隔離方法であって，前記セラミックス構造体は一端が開口し他端が閉じられた有底筒状体（１００）となっており、前記有底筒状体（１００）の開口部（１１０）に二酸化炭素の供給管（１３０）を内設したコンクリート壁（１２０）を形成して当該セラミックス構造体を閉塞し、前記供給管（１３０）を通じて外部から二酸化炭素を圧送し前記セラミックス構造体の内部に加圧貯留しておくものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス構造体を利用した二酸化炭素の隔離方法であって、前記セラミックス構造体は一端が開口し他端が閉じられた有底筒状体となっており、前記有底筒状体の開口部に二酸化炭素の供給管を内設したコンクリート壁を形成して当該セラミックス構造体を閉塞し、前記供給管を通して外部から二酸化炭素を圧送し前記セラミックス構造体の内部に加圧貯留しておくことを特徴とする二酸化炭素の隔離方法。
【請求項２】
セラミックス構造体を利用した二酸化炭素の隔離方法であって、前記セラミックス構造体は一端が開口し他端が閉じられた有底筒状体と、前記有底筒状体の開口部に接続される筒状体とからなり、前記有底筒状体と前記筒状体の接続部の外部側面に外部接続コンクリートを形成すると共に、前記筒状体の開口部に二酸化炭素の供給管を内設したコンクリート壁を形成して当該セラミックス構造体を閉塞し、前記供給管を通して外部から二酸化炭素を圧送し前記セラミックス構造体の内部に加圧貯留しておくことを特徴とする二酸化炭素の隔離方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の二酸化炭素の隔離方法において、前記セラミックス構造体は１００気圧の耐気圧強度を備えており、二酸化炭素を前記セラミックス構造体の内部に加圧貯留した後、前記セラミックス構造体を海底投棄することを特徴とする二酸化炭素の隔離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス構造体を利用した二酸化炭素の隔離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の原因物質として二酸化炭素が問題視されているが、二酸化炭素の処理技術としては、発電所等の二酸化炭素の大量発生源から回収した二酸化炭素を液化し、洋上基地から長尺のパイプで深度３５００ｍ以上の深海に投入して沈降させ、深海底に貯留する方法が一般的に知られている。
しかし、このような液体二酸化炭素の海底投棄については、液体二酸化炭素が沈降する際その一部が海水中に溶解し海水のＰＨを変化させるため、生態系等の深海環境へ悪影響を及ぼすおそれがあることが考えられる。また、深海底に溜まった液体二酸化炭素が海水中へ溶け出し、長期間にわたって少なからず深海環境の変化をもたらすことが考えられる。このような課題を解決するため、以下に示すような発明が提案されている。
特開平８−２３０７７２号公報（特許文献１）には、深海環境及び深海海底環境への悪影響を防止する液体ＣＯ２の海底投棄システムを提供することを目的とし、二酸化炭素を深海投棄するシステムにおいて、洋上に浮設され液体ＣＯ２運搬船により運ばれた液体二酸化炭素を受入れ、二酸化炭素の液相状態が保持される深度の海中で袋へ封入するための投入管及び投入口を有する洋上基地と、液体二酸化炭素を封入するための上記袋を収納した複数個のカプセルを搭載し、二酸化炭素の液相状態が保持される深度の海中へ運搬し、この深度において、袋へ液体二酸化炭素を封入した後、この液体二酸化炭素を袋とともに海底へ落下させる作業を行う無人潜水作業船と、洋上にあって上記無人潜水作業船をコントロールするコントロール基地とからなることを特徴とする「二酸化炭素の海底投棄システム」が提案されている。
また、特開平５−１９３９２２号公報（特許文献２）には、二酸化炭素を安全且つ確実に海中に投棄し得るようにすることを目的とし、内部を低温高圧状態に保持されたクラスレート生成容器に二酸化炭素と海水を入れて両者の境界面に二酸化炭素・水クラスレートの膜を生成させ、該膜に振動を与えて二酸化炭素・水クラスレートの膜を破壊し二酸化炭素・水クラスレートの粒子を水中に沈降させることを特徴とする「二酸化炭素処理方法」が提案されている。
また、特開平５−７６７５０号公報（特許文献３）には、二酸化炭素を安全且つ確実に海中に投棄し得るようにすることを目的とし、海上に浮かべられた浮体に設けたポンプの吸入側に液体二酸化炭素送給管及び海水吸入管を接続すると共に、ポンプの吐出側に海中へ向って延びる液体二酸化炭素投棄管を接続し、該液体二酸化炭素投棄管の海中に位置する部分の一部又は全部を複数の分岐管に分岐することを特徴とする「二酸化炭素処理装置」が提案されている。
しかし、上記のような二酸化炭素を海中に投棄する方法については、設備・運搬・処理のいずれもコストが膨大にかかるばかりでなく、長期間にわたって環境に対して何ら悪影響を及ぼすことがないことが完全に実証されるまでには至っていない。
一方、最近の二酸化炭素抑制対策として、プランクトンなどの海洋生物や、樹木などの利用技術、電気化学的手法、地中隔離などの技術の研究開発が課題となっている。二酸化炭素を貯蔵・固定化する技術の研究開発について、例えば、以下に示すような発明が提案されている。
特開２００７−１７７５８５号公報（特許文献４）には、簡易に所望の領域に形成することができ、大気中の二酸化炭素を効果的に固定化しうる二酸化炭素固定化表面層を提供することを目的とし、法面或いは建造物の表面に、水、セメント、混和材料、骨材、及び、アルカリ分解性樹脂又は紫外線分解性樹脂からなる有機繊維を含有するコンクリート組成物を吹き付けて構成され、コンクリート組成物中に三次元配向された該有機繊維に起因する空洞孔を設けてなる二酸化炭素固定化表面層を形成し、大気中の二酸化炭素を固定化することを特徴とする「二酸化炭素固定化表面層及びその製造方法」が提案されている。
然るところ、本願発明者は、二酸化炭素の処理技術について、既設廃トンネルやＢＯＸカルバートなどのコンクリート構造体を有効利用することに着目し、従来技術よりも簡単で且つ経済的に二酸化炭素を隔離することができる二酸化炭素の隔離方法及びその装置を提供することを目的とする発明について、既に特許権を取得している（特許第４９３６２０６号公報、特許文献５）。
即ち、特許文献５には、二酸化炭素の隔離方法及びその装置に関する以下の発明が開示されている。
請求項１に記載の発明は、コンクリート構造体を利用した二酸化炭素の隔離方法であって、前記コンクリート構造体は既設廃トンネル、暗渠として使用されることを意図して市販されているＢＯＸカルバート、又は既設廃トンネルと前記ＢＯＸカルバートとの組み合わせからなり、前記コンクリート構造体の開口部にコンクリート壁を形成して当該コンクリート構造体を閉塞し、前記コンクリート壁に二酸化炭素の供給管を取り付けた後、前記供給管を通して外部から二酸化炭素を圧送し前記コンクリート構造体の内部に加圧貯留し、山間部の廃路線や過疎地域の土地を有効活用して多様な場所に経済的に施工できることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の閉塞したコンクリート構造体を複数個設けた後、前記供給管を介してコンクリート構造体同士を接続することによりコンクリート構造体群を形成し、前記コンクリート構造体群の内部に二酸化炭素を加圧貯留しておくことを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、コンクリート構造体を利用した二酸化炭素の隔離装置であって、前記コンクリート構造体は既設廃トンネルからなり、前記既設廃トンネルの開口部にコンクリート壁を形成し、前記コンクリート壁に二酸化炭素の供給管を取り付け、閉塞された既設廃トンネルの内部に二酸化炭素を加圧貯留しておくことを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、コンクリート構造体を利用した二酸化炭素の隔離装置であって、前記コンクリート構造体は暗渠として使用されることを意図して市販されているＢＯＸカルバートからなり、前記ＢＯＸカルバートの各接続部の内部底板と外部側面にコンクリートを打設して漏れ防止処理を施し、前記ＢＯＸカルバートの開口部にコンクリート壁を形成し、前記コンクリート壁に二酸化炭素の供給管を取り付け、閉塞されたＢＯＸカルバートの内部に二酸化炭素を加圧貯留しておくことを特徴とする。
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の閉塞された既設廃トンネルと、請求項４に記載の閉塞されたＢＯＸカルバートを組み合わせて前記供給管を介してそれぞれを接続したことを特徴とする。
ここで、コンクリート構造体を利用した二酸化炭素の隔離装置で漏れを防止するための手段としては、コンクリート構造体の開口部を閉塞するコンクリート壁に対する二酸化炭素の供給管の取付構造について、後述するセラミックス構造体の開口部を閉塞するコンクリート壁と同様に第３図に示すようにコンクリート壁１２０、２３０の内部に供給管１３０、２４０を取り付ける構造に改良することが好ましい。加えて、コンクリート構造体のＢＯＸカルバートの接続部における接続構造については、内部接続コンクリートによって閉塞する構造に改良することが好ましい。
本発明は、二酸化炭素の処理技術について、セラミックス構造体を利用することに着目し、従来技術に対して更なる改良及び追加を施すことにより簡単で且つ経済的に二酸化炭素を隔離することができる二酸化炭素の隔離方法を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００３】
本発明にかかる発明は、セラミックス構造体を利用した二酸化炭素の隔離方法であって、前記セラミックス構造体は一端が開口し他端が閉じられた有底筒状体となっており、前記有底筒状体の開口部に二酸化炭素の供給管を内設したコンクリート壁を形成して当該セラミックス構造体を閉塞し、前記供給管を通して外部から二酸化炭素を圧送し前記セラミックス構造体の内部に加圧貯留しておくことを特徴とする。
また、セラミックス構造体を利用した二酸化炭素の隔離方法であって、前記セラミックス構造体は一端が開口し他端が閉じられた有底筒状体と、前記有底筒状体の開口部に接続される筒状体とからなり、前記有底筒状体と前記筒状体の接続部の外部側面に外部接続コンクリートを形成すると共に、前記筒状体の開口部に二酸化炭素の供給管を内設したコンクリート壁を形成して当該セラミックス構造体を閉塞し、前記供給管を通して外部から二酸化炭素を圧送し前記セラミックス構造体の内部に加圧貯留しておくことを特徴とする。
また、前記二酸化炭素の隔離方法において、前記セラミックス構造体は１００気圧の耐気圧強度を備えており、二酸化炭素を前記セラミックス構造体の内部に加圧貯留し前記コンクリート壁の外面側をコンクリートによって閉塞した後、前記セラミックス構造体を海底投棄することを特徴とする。
本発明にかかるセラミックス構造体を利用した二酸化炭素の隔離方法によれば、コンクリート構造体を利用した二酸化炭素の隔離方法と同様に従来技術よりも簡単で且つ経済的に二酸化炭素を隔離することができる。また、１００気圧の耐気圧強度を備えたセラミックス構造体を利用して海底投棄する場合、水深１０００ｍで内圧１００気圧と同圧になることから破裂せず、安定的に隔離することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
第１図は、（ａ）はセラミックス構造体（有底筒状体）の開口部をコンクリートにより閉塞した状態の第１実施例を示す正面図、（ｂ）はその側面図である。第２図は、セラミックス構造体（有底筒状体＋筒状体）の開口部をコンクリートにより閉塞した状態の第２実施例を示す正面図である。第３図は、コンクリート壁に取り付ける二酸化炭素の供給管を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、本発明の実施の一形態について図面を参酌しながら説明する。
本実施例では、セラミックス構造体を利用した二酸化炭素の隔離方法について説明する。
ここで、セラミックス構造体の材質は、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素などの原料を精製・調合してつくられる緻密で精細な高性能セラミックスであるファインセラミックスを採用する。特に長期使用を可能とし、且つ耐気圧強度を十分に備えた材質のものが好ましい。
第１図は、セラミックス構造体（有底筒状体）の開口部をコンクリートにより閉塞した状態の第１実施例を示す正面図と側面図である。
セラミックス構造体は、一端が開口し他端が閉じられた有底筒状体１００（例えば、内部直径１ｍ）からなる。なお、セラミックス構造体の形状・大きさは図示するもの限定されるものではない。
有底筒状体１００の開口部１１０にはコンクリート壁１２０が形成されており、コンクリート壁１２０の内部には二酸化炭素の供給管１３０が取り付けられる。供給管１３０は、都市ガス供給に使用されている塩ビ管を使用し、逆止弁を介在させて取り付けられる。第３図に示すように、供給管接続部３００を供給管１３０に接続して外部から二酸化炭素を圧送しセラミックス構造体の内部に加圧貯留する。
コンクリート壁１２０は、第１図に示すように、鉄筋を縦横に並べて配置し（例えば、Ｄ２１＠１５０）配筋１２１が施され、適度の強度を有するコンクリート（例えば、２１−８−２０ＢＢ）を打設して形成される。
第２図は、セラミックス構造体（有底筒状体＋筒状体）の開口部をコンクリートにより閉塞した状態の第２実施例を示す正面図である。
セラミックス構造体は、一端が開口し他端が閉じられた有底筒状体１００（例えば、内部直径１ｍ）と、有底筒状体１００の開口部１１０に嵌合させて接続される筒状体２００（例えば、内部直径１ｍ）とからなる。なお、セラミックス構造体の形状・大きさは図示するもの限定されるものではない。また、有底筒状体１００に複数の筒状体２００を連設して一体化させてもよい（図示省略）。
有底筒状体１００と筒状体２００の接続部２１０の外部側面には漏れを防止するための外部接続コンクリート１４０が形成されている。この外部接続コンクリート１４０は、鉄筋を縦横に並べて配置し配筋１４１が施され、コンクリートを打設して形成される。
筒状体２００の開口部２２０にはコンクリート壁２３０が形成されており、コンクリート壁２３０の内部には二酸化炭素の供給管２４０が取り付けられる。供給管２４０は、都市ガス供給に使用されている塩ビ管を使用し、逆止弁を介在させて取り付けられる。第３図に示すように、供給管接続部３００を供給管２４０に接続して外部から二酸化炭素を圧送しセラミックス構造体の内部に加圧貯留する。
コンクリート壁２３０は、第２図に示すように、鉄筋を縦横に並べて配置し（例えば、Ｄ２１＠１５０）配筋２３１が施され、適度の強度を有するコンクリート（例えば、２１−８−２０ＢＢ）を打設して形成される。
セラミックス構造体（有底筒状体１００、有底筒状体１００＋筒状体２００）は、１００気圧の耐気圧強度を備えておくことにより、上述した手順で液化二酸化炭素Ａを充填したセラミックス構造体を海底投棄する場合、水深１０００ｍの海底で内圧と同圧となり均衡が保たれるため、破裂などの危険を回避することができる。
【符号の説明】
【０００６】
Ａ  液化二酸化炭素
１００  有底筒状体
１１０  開口部
１２０  コンクリート壁
１２１  配筋
１３０  供給管
１４０  外部接続コンクリート
１４１  配筋
２００  筒状体
２１０  接続部
２２０  開口部
２３０  コンクリート壁
２３１  配筋
２４０  供給管
３００  供給管接続部
３１０  供給ホース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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