(57)【要約】【課題】ガス成分、特に、ガス混合物からガス成分を抽出する方法を提供する。【解決手段】本発明は、ガス混合物からのガス成分の抽出方法であって、前記方法は、以下の段階：ガス混合物を与える段階；前記ガス混合物を吸着媒体に通し、それによって前記成分を選択的に抽出する段階；及び前記吸着媒体を再生する段階から成り、前記吸着媒体は濃度勾配を包含する方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス混合物からのガス成分の抽出方法であって、前記方法は、以下の段階：
−ガス混合物を与える段階；
−前記ガス混合物を吸着媒体に通し、それによって前記成分を選択的に抽出する段階；及び
−前記吸着媒体を再生する段階；
から成り、前記吸着媒体は濃度勾配を包含する、方法。
【請求項２】
前記吸着媒体は、石こう、アンモニア及び水のうち少なくとも１種を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガス混合物から気泡を形成させ、そして前記気泡をカラムに沿って垂直に通す段階を包含する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ガス混合物流を、前記カラムの末端においておよそ９０°方向転換する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ガス混合物流を、前記吸着媒体流に接触させながらそれに対して実質的に垂直にする、請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
気泡形成を誘発する発泡剤を用いる段階を包含する、請求項３ないし５のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ガス成分は、二酸化炭素、酸化窒素、アンモニア、メタン及び水蒸気のうちの少なくとも１種を含有する、請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ガス混合物は、空気を含有する、請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記空気は、燃焼から生成されたガス又は他の工業プロセスから生成されたガスに富んでいる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記吸着媒体は、スプレー、フィルパック、溶液又は気泡集合体の形態にある、請求項１ないし９のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
アンモニア蒸気を洗浄する硫酸を用いる段階を包含する、請求項１ないし１０のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ガス成分の抽出は、その捕捉及び／又は破壊のためである、請求項１ないし１１のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
下記反応：
１）ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ  →  ＣａＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ
２）ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ  →  ＮＨ４ＯＨ
３）ＣａＳＯ４＋ＣＯ２＋２ＮＨ４ＯＨ  →  ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋（ＮＨ４）２ＳＯ４
に従い、空気から二酸化炭素を抽出する、請求項１ないし１２のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
以下の段階：
−水泡を発生させる段階；
−頂部末端が開放されているカラムを与える段階；
−前記水泡を前記カラムの頂部末端に供給する段階；
−前記泡を沈め、そして蒸発させ、それによって冷却空気を発生させ、そして下降空気流を誘発させる段階；
から成る、水を用いた空気の冷却方法。
【請求項１５】
前記水は、真水、塩水、又は不純物により汚染された廃水由来の水である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
水を蒸発させるための、水に溶解した物質を濃縮させるための、及び／又は飽和湿度の空気を供給するための、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
ガス混合物からのガス成分の抽出装置であって、
互いに流体連通する少なくとも一対の吸着用セクション、及び前記ガス成分の抽出用の吸着媒体貯蔵用手段を備え、
前記吸着用セクションは、流体連通により吸着媒体を再生するように操作可能となっており、
前記少なくとも一対の吸着用セクションは、前記吸着媒体の濃度勾配を生じさせる、装置。
【請求項１８】
前記装置は、ガス混合物のガス成分の捕捉用及び／又は破壊用である、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
ガス成分抽出用セクションをさらに備えた、請求項１７又は１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ガス成分抽出用セクションは、少なくとも一対の吸着用セクション同士の間に配置してある、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記ガス成分抽出用セクション及び／又は少なくとも一対の吸着用セクションは、容器及び／又はカラムである、請求項１９又は２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記ガス混合物を前記少なくとも一対の吸着用セクションに供給する手段を備えた、請求項１７ないし２１のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記供給手段は、前記ガス混合物を、吸着媒体流に対して実質的に垂直方向で供給するように配置した、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記セクションは、吸着媒体を受容する液溜めを備えた、請求項１７ないし２３のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記一対の吸着用セクションのうちの一方の液溜めは、前記一対の吸着用セクションのうちの他方の頂部と流体連通している、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
石こう、アンモニア及び水のうちの少なくとも１種を含有する吸着媒体に適合した、請求項１７ないし２５のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
前記ガス混合物から気泡を形成する手段、及び前記気泡を通すカラムを備えた、請求項１７ないし２６のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
前記カラムの末端は、前記ガス混合物流をおよそ９０°方向転換させるように操作可能である、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
二酸化炭素、酸化窒素、アンモニア、メタン及び水蒸気のうちの少なくとも１種を含有するガス成分に適合した、請求項１７ないし２８のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項３０】
前記ガス混合物は、空気を含有する、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記空気は、燃焼から生成されたガス又は他の工業プロセスから生成されたガスに富んでいる、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
スプレー、フィルパック、溶液又は気泡集合体の形態にある吸着媒体に適合する、請求項１７ないし３１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
フィルパック状の吸着媒体を横切り流体及び固体を供給するための回転式アームセパレータを備えた、請求項１７ないし３２のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項３４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法における請求項１７ないし３３のいずれか１項に記載の装置の使用。
【請求項３５】
添付の図面に関連して本願明細書に実質的に記載されている、且つ添付の図面に示されている、ガス混合物からガス成分を抽出する方法。
【請求項３６】
添付の図面に関連して本願明細書に実質的に記載されている、且つ添付の図面に示されている、水を用いた空気の冷却方法。
【請求項３７】
添付の図面に関連して本願明細書に実質的に記載されている、且つ添付の図面に示されている、ガス混合物からガス成分を抽出する装置。
【請求項３８】
添付の図面に関連して本願明細書に実質的に記載されている、且つ添付の図面に示されている、装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ガス成分の抽出に、そしてさらに特に、ガス混合物からガス成分を抽出する方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
実質量での、空気からの二酸化炭素又は酸化窒素のようなガスの抽出は、大量の空気の処理を必要とする。大量の空気の連続的な動きを作り出すことは、通常、ファンの使用による著しいエネルギー供給を必要とする。風は大量の空気を動かすことができるが、持続することはめったになく、そのため、ガス捕捉装置の最適の使用を与えないであろう。このため、持続的な空気流が必要とされる。煙突効果（ｃｈｉｍｎｅｙ  ｅｆｆｅｃｔ）を用いた水の蒸発による空気流の誘発が、特許文献１に記載されている。この方法においては、その通常の形態にある水が、当該水が蒸発するように煙突の頂部において噴霧される。このことが空気を冷却し、そしてスタック効果及び落下する水による空気の同調により、空気がカラム下方に動く。かかる手法においては、ゆっくりと移動する空気の大きな流れが誘発され得る。
【０００３】
水が蒸発するとき、当該方法は通常、空気の温度、空気の表面積及び空気の湿度により影響される。流動空気流において、湿度とは、さらに蒸発し得る水の量を定義する。温度が上昇すると、蒸発速度及び空気に加わり得る湿分の量が上昇する。しかしながら、大量の空気流の温度を上昇させるには、低エネルギー方法では実現不可能な著しいエネルギー供給を必要とする。これによって、表面積を、有用な制御が適用され得る唯一のパラメータとしてしまう。理想的に、エネルギー使用を最小にするために、最大の表面積／容量比を作り出せるように、液滴の大きさを可能な限り小さくすることが必要である。かかる方法においては、水を送出して最大の表面積を作り出すのに、より少ないエネルギーの消費で済む。しかしながら、より微細な液滴を作り出すことは実施上限界があり、そして殆どの例において、より微細な液滴が作り出されるために大量のエネルギー使用が必要である。ノズル目詰まり及び融合もまた、重大な問題である。結論として、蒸発させるための水の噴霧は、煙突の高さが十分に高くなければ、送出される水の大部分が蒸発しないということを意味している。非常に高さのある煙突は、建造するのに高価であるし、一般に実践的ではない。
【０００４】
気泡によって、送出水を消費して蒸発のための大きな表面積を作り出すエネルギーを低減させる有益な方法が提供される。気泡は、気泡壁の厚さを自然に自己制限する自己集合構造である。同様に、気泡は空気に対して２つの表面を与え、有益な表面積を倍にする。気泡を形成するためのエネルギーは非常に小さい。十分な量の発泡剤が存在し、且つ非常に大きな表面積／容積比を有する場合に、気泡はたやすく形成する。水容積／表面積比は、気泡の大きさによって影響されない。気泡の厚さは変化し得るが、最大厚さに制限される。破裂点まで壁厚が低下するまで水が気泡の表面から蒸発するため、気泡は、通常、着実に低下するより厚い壁から始まる。気泡が破壊すると、さらに蒸発を補助する水の微細粒子が形成される。
【０００５】
気泡の大きさが水容積／表面積比に影響を及ぼさない一方で、気泡の大きさは、与えられた空間内に充填され得る気泡の量に影響する、つまり、気泡がより小さくなると、空気１立方メートル当りの表面積／水容積比はより大きくなる。この理由のため、気泡の大きさを低下させることが一般に有益である。理想的に、気泡は、互いに過度に衝突しないように、且つくっついて表面積を低下させないように十分に小さい必要があるが、それと同時に、気泡は、気泡の内側の空気があまりに低減して殆ど蒸発しない程度に且つ２つの表面が殆ど消耗しない程度に、小さ過ぎてもならない。同様に、飽和湿度を達成し得るように、気泡は、空気用カラムの大部分と相互作用する必要がある。このことは、落下する気泡が流入空気の全部分と混合し得るように、カラムの頂部を横切り気泡の形成を広げることにより、補助され得る。
【０００６】
典型的な応用の一例は、通過する風が作り出された気泡を引き出さないように、カラムの頂部に対するカラム断面の均一にわたって、適度の大きさの気泡が作り出される煙突を有することである。気泡が落下し、そして水は、作り出された大きな表面積から蒸発する。空気は、蒸発により冷却する。カラムの底部に向かって、気泡壁の大部分は、気泡が破裂するのに十分に薄くなる。残った気泡及び破裂した気泡断片は、カラムの底部に落下する。大部分は水溜め中に落下する。幾つかの気泡及び断片は、空気中に取り込まれて排気煙突から放出される。空気流は、一連の鋭利な先端部を横切り通過して、残る気泡を破壊し、そしてその後、ドリフトエリミネーター（ｄｒｉｆｔ  ｅｌｉｍｉｎａｔｏｒ）を通して、同調した水粒子を捕捉する。煙突内の冷却された空気は、スタック効果によって、下方に落下する空気流を作り出す。気泡が与える高い割合の表面積／容積比は、送出される全ての水が非常に高いパーセンテージで直接に蒸発することを意味している。煙突内の落下気泡の使用は、低エネルギー供給で大量の冷却空気を作り出す。
【０００７】
誘起流気泡塔（ｉｎｄｕｃｅｄ  ｆｌｏｗ  ｂｕｂｂｌｅ  ｔｏｗｅｒ）の多数の用途においては、破壊された気泡粒子が液溜め中に落下し、そして空気が水平に抜け出られるように、誘発された通風が塔の底部において９０℃方向転換する。このことは、作り出された空気流であって、その後当該空気から所望のガスを捕捉し又は破壊するために、吸着剤の一連のスプレー、フィルパック（ｆｉｌｌ  ｐａｃｋ）又は気泡を通り得る空気流からのガス捕捉に理想的である。
【０００８】
上記の誘起流気泡塔は、ガス流からの選択的なガス捕捉を超えて拡大する用途を有している。落下気泡塔は、非常に低いエネルギーで水を蒸発させる手段を提供する。このことは、廃水濃縮又は冷却空気流の創出のような用途に有益である。上記方法は、十分に低いエネルギーを用いるため、ある部分の空気の湿度を上昇させることによって、及び多量の空気の温度を低下させることによって、当該部分的又は局所的な水の循環を修正するために用いられ得る。その効果は、局所的な地理学、天候状態、及び蒸発する水の量に依存する。
【０００９】
当該方法は、水を蒸発させ、当該水に溶解した物質を濃縮し、及び／又は飽和湿度の空気を供給する為になり得る。
【００１０】
特許文献１に要約されるように、下記反応式が、空気から二酸化炭素を捕捉するのに特に有益であることが見出されている。
【化１】
2013535324.tif 000003
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０３２０４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
懸濁された石こう及びアンモニアの濃度が高くなると、与えられる空気流をより高いパーセンテージで捕捉するのに反応３が最適であり得ることが実験によって見出されている。アンモニア及び水酸化アンモニウムはアルカリ性であるから、アンモニア濃度がより高くなると、ｐＨはより高くなる。全体的に、アンモニア／水酸化アンモニウムの割合がより大きくなると、炭素捕捉の速度がより大きくなる。しかしながら、アンモニア濃度がより高くなると、アンモニアの蒸気圧がより高くなることを意味する。このことは、使用する吸着剤のｐＨが上昇するためにアンモニアガスが溶液外にますます揮散することを意味する。これは望ましくない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
下記議論より、既知の構成及び技術に関連した上記の欠点を、本発明によってどのように対処するのかが明らかとなるとともに、これまで前記既知の構成によっては考えられることも、可能性もなかった多くのさらなる利点が提供されるであろう。
【００１４】
本発明の局面に従うと、
ガス混合物からのガス成分の抽出方法であって、前記方法は、以下の段階：
−ガス混合物を与える段階；
−前記ガス混合物を吸着媒体に通し、それによって前記成分を選択的に抽出する段階；及び
−前記吸着媒体を再循環する段階；
から成り、前記吸着媒体は濃度勾配を包含する方法が提供される。
【００１５】
前記吸着媒体は、石こう、アンモニア及び水のうち少なくとも１種を含有し得る。
【００１６】
少なくとも幾つかの態様において、本発明は、プロセスからのアンモニア蒸気のような吸着剤の流出を防止し得る。濃度勾配によって、ユーザーは、水蒸気と同様の媒体を扱い得る。少なくとも幾つかの態様においては、これによって、ユーザーは、作り出された炭酸カルシウムと、例えば石こう反応剤との比を改良し得る。さらに、このことは、例えば、硫酸アンモニウム溶液の濃縮をも可能にする。
【００１７】
本方法は、ガス混合物から気泡を形成させ、そして前記気泡をカラムに沿って垂直に通す段階を包含し得る。
【００１８】
前記ガス混合物流は、前記カラムの末端においておよそ９０°方向転換し得る。
【００１９】
幾つかの態様において、誘起流気泡塔（ｉｎｄｕｃｅｄ  ｆｌｏｗ  ｃｈｉｍｎｅｙ）は、空気／ガス混合物流を作り出し、そしてその後に本方法の炭素／ガス成分捕捉部を地面に沿って伸ばすのに使用される。本方法の炭素捕捉部は、例えば、２６メートル以下の長さになり得る。かかる方法においては、カラムは必ずしも垂直である必要はない。同様に、幾つかの態様においては、カラムが完全に垂直でない配置においてアンモニア蒸気を扱うために、結合した捕捉部対を操作することがより望ましい。しかしながら、最良の結果は、スタック効果が最も効率的に生じるように誘起空気流カラムが垂直である場合に達成され得る点に留意しなければならない。結合対を有する炭素捕捉部は、例えば水平配置で実用するしかない。
【００２０】
ガス混合物流は、前記吸着媒体流に接触させながらそれに対して実質的に垂直であり得る。
【００２１】
かかる配置は、より簡易な配置の結合捕捉部を作り出すため望ましい。代替手段があるが、それらは、より複雑であり、且つ望ましくないコストの建設費用がかかる。かかる配置においては、チューブ内に設置したフィルパックの壁を有する本質的にチューブなるものを組み立てることが可能である。任意で、空気が一の塔を上昇して流れ、そしてその後に方向転換し得、そしてその後に別の塔に入り、再度上昇する、一連の小塔を有することが可能である。しかしながら、そのような配置は、建設するのにより高価であり、そして実行するのがより複雑である。また、より多くのエネルギーを使用することもある。
【００２２】
本方法は、気泡形成を誘発する発泡剤を用いる段階を包含し得る。
【００２３】
前記ガス成分は、二酸化炭素、酸化窒素、アンモニア、メタン及び水蒸気のうちの少なくとも１種を含有し得る。
【００２４】
前記ガス混合物は、空気を含有し得る。
【００２５】
前記空気は、燃焼から生成されたガス又は他の工業プロセスから生成されたガスに富み得る。
【００２６】
前記吸着媒体は、スプレー、フィルパック、溶液又は気泡集合体の形態にあり得る。
【００２７】
気泡は、形成するのに低いエネルギーを必要とするために、特に有利である。それら気泡は、液体容量に関連して巨大な表面積を有し、このことは送出された流体量が最良に都合よく使用されることを意味する。気泡は、非常に低いエネルギーで巨大な表面積を作り出し得る。気泡は、他の吸着媒体形態と比較して、大きな表面積を発生させる非常に低い投資コストの方法を提供する。同様に、気泡は、他の吸着媒体形態と比較してより小さな背圧しか作り出さないので、より高い耐風性を有意に提供する。
【００２８】
本方法は、アンモニア蒸気を洗浄する硫酸を用いる段階を包含し得る。
【００２９】
捕捉及び放出対を用いた抜出し前のガス混合物からのアンモニア蒸気の完全な除去のコストは、低濃度のアンモニア蒸気を除去する硫酸洗浄段階を導入することにより、低減され得る。最終的な酸洗浄剤の添加は、アンモニア蒸気を制御するエネルギー及び投資コストを低減させる。以下の反応３）に概略される炭素捕捉反応が用いられる場合、最終的な酸洗浄剤中の酸として硫酸を用いることは、反応３）により生成する生成物の１つである硫酸アンモニウムが生成するために、有利である。
【００３０】
ガス成分の抽出は、その捕捉及び／又は破壊のためであり得る。
【００３１】
下記反応：
１）ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ  →  ＣａＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ
２）ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ  →  ＮＨ４ＯＨ
３）ＣａＳＯ４＋ＣＯ２＋２ＮＨ４ＯＨ  →  ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋（ＮＨ４）２ＳＯ４
に従い、空気から二酸化炭素を抽出する、上記方法が使用され得る。
【００３２】
本発明の別の局面に従うと、以下の段階：
−水泡を発生させる段階；
−頂部末端が開放されているカラムを与える段階；
−前記水泡を前記カラムの頂部末端に供給する段階；
−前記泡を沈め、そして蒸発させ、それによって冷却空気を発生させ、そして下降空気流を誘発させる段階；
から成る、水を用いた空気の冷却方法が包含される。
【００３３】
少なくとも幾つかの態様においては、煙突が十分に高く作られ、そしておそらく雨が降っていない場合には、気泡を用いることにより、送り出される実質上全ての水が蒸発する（これにより空気の湿度は１００％となる）。このことが、本方法を、実質的に非常に大量の空気流を誘発する、より低エネルギーコストの手段となす。気泡は、大きな表面積を作り出すことができ、そして重大な空気抵抗を作り出さず、そのため高いエネルギー供給を必要としないという利点を提供する。
【００３４】
本手法における気泡の使用は、冷却空気を発生させ且つ空気流を誘発するのに、従来の方法と比べおよそ１０００分の１以下のエネルギーしか必要としない方法を生み出し得る。
【００３５】
水は、真水、塩水、又は不純物により汚染された廃水由来の水であり得る。
【００３６】
本発明のさらなる局面に従うと、
ガス混合物からのガス成分の抽出装置であって、
互いに流体連通する少なくとも一対の吸着用セクション、及び前記ガス成分の抽出用の吸着媒体貯蔵用手段を備え、
前記吸着用セクションは、流体連通により吸着媒体を再循環するように操作可能となっており、
前記少なくとも一対の吸着用セクションは、前記吸着媒体の濃度勾配を生じさせる装置、が構想される。
【００３７】
本装置は、ガス混合物のガス成分の捕捉用及び／又は破壊用であり得る。
【００３８】
本装置は、別のガス成分抽出用セクションをさらに備え得る。
【００３９】
当該ガス成分抽出用セクションは、少なくとも一対の吸着用セクション同士の間に配置され得る。
【００４０】
もちろん、一連の吸着用セクション対においては、全ての対が、ガス成分、例えばＣＯ２又は他のガスを捕捉し得ることが適切であるが、最適の条件を有したまま貴方がプロセスカスケードの中心から離れて動くとき、それらは低い効率で為されてしまう。当該カスケードを、捕捉対を有するだけと構成することは可能であるが、これをすると、アンモニア濃度がより高まり、そしてより高い捕捉率を貴方に与えるセクションを貴方は有し得る。
【００４１】
本方法は、自己精製方法であると分かる。それ故、効率的な手段で生成物の濃縮が為され得る（例えばチョークの濃縮）。気泡は、既知の方法よりも大きな範囲まで媒体の濃縮を為す手法を提供する。
【００４２】
ガス成分抽出用セクション及び／又は少なくとも一対の吸着用セクションは、容器及び／又はカラムであり得る。
【００４３】
本装置は、ガス混合物を少なくとも一対の吸着用セクションに供給する手段を備え得る。
【００４４】
供給手段は、ガス混合物を、吸着媒体流に対して実質的に垂直方向で供給するように配置され得る。
【００４５】
セクションは、吸着媒体を受容する液溜めを備え得る。
【００４６】
一対の吸着用セクションのうちの一方の液溜めは、前記一対の吸着用セクションの他方の頂部に流体連通し得る。
【００４７】
本装置は、石こう、アンモニア及び水のうちの少なくとも１種を含有する吸着媒体に適合し得る。
【００４８】
本装置は、ガス混合物から気泡を形成する手段、及び前記気泡を通すカラムを備え得る。
【００４９】
カラムの末端は、ガス混合物流をおよそ９０°転換させるように操作可能であり得る。
【００５０】
本装置は、二酸化炭素、酸化窒素、アンモニア、メタン及び水蒸気のうちの少なくとも１種を含有するガス成分に適合し得る。
【００５１】
ガス混合物は、空気を含有し得る。
【００５２】
空気は、燃焼から生成されたガス又は他の工業プロセスから生成されたガスに富み得る。
【００５３】
本装置は、噴霧、フィルパック、溶液又は気泡集合体の形態にある吸着媒体に適合し得る。
【００５４】
本装置は、フィルパック状の吸着媒体を横切り流体及び固体を供給するための回転式アームセパレータを備え得る。
【００５５】
大きな表面積を作り出すためにフィルパックが使用される場合には、当該フィルパックの頂部を横切り流体を分配するための回転アーム式の水散布器を用いるのに有益であることが見出された。回転アーム式の散布器は、何年もの間、冷却塔内で及び水処理業界において水を散布するのに広く使用されている。それらは水を散布する低エネルギーの方法として代表的である。この点は有益であるものの、回転式散布器は炭素捕捉のための別の特に有益な利点を有している。回転式散布器は、同時にフィルパックの全ての部分に流体を連続的に供給しない。炭素捕捉又はガス吸収プロセスは、液体表面内へガス分子が拡散する速度によって制限される。これは、比較的ゆっくりと起きる。フィルパック表面に供給される流体及び材料は、直ちにフィルパックから離れ落ちるわけではなく、それらがフィルパック表面上に供給された後にある期間薄いフィルムを作り出し続ける。このことは、フィルムを作り出すための流体が連続的に添加されることを要しないことを意味する。回転式散布器は、フィルパックを横切る流体を定期的にリフレッシュする一方で、低エネルギーでフィルパックの表面に流体を供給する、この用途における他にはない有益な機器である。このことは、所定量の炭素を捕捉するのに、より少量の反応剤及び流体がフィルパック内に供給されなければならないことを意味する。送出を低減することは、フィルパックの頂部を横切り連続的に流体を送出する場合と比較して、より低いエネルギーしか必要とされないことを意味し、このことは、有意な及び有益な利点である。散布器の回転速度は、流体のリフレッシュ速度に直接関係する。この速度の調節は、最小のエネルギーを供給するために、送出エネルギーが最適化され得ることを意味する。
【００５６】
さらに別の局面に従うと、本発明は、本願明細書に記載されている方法における本願明細書に記載される装置の使用を包含する。
【００５７】
本発明は、より特に、図１は、ガス混合物からのガス成分の抽出用装置の概略図であって、前記装置は、本発明の態様に従い形成されている、添付の図面に従う実施例のみによって、記載されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、ガス混合物からのガス成分の抽出用装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１の特徴及びプロセスの概略は、下記のとおりである。流入空気又はガス流は１で示される。第一ユニット１０１の再循環ポンプ２は、溶液を第三ユニット３０３の頂部に供給する。第二ユニット２０２は、再循環ポンプ１６を備える。第三ユニット３０３の再循環ポンプ３は、溶液を第一ユニット１０１の頂部に供給する。流体が第一ユニット１０１のフィルパック１７を通して薄いフィルムとして下方に滴る。落下流体に対して９０°の角度で空気が通過する。フィルパック４及び５は、第二ユニット２０２及び第三ユニット３０３において同様の配置をそれぞれ有している。第一ユニット１０１は、フィルパック１７から落下する落下流体を収集するための円錐形タンク６を備える。第二ユニット２０２及び第三ユニット３０３は、液溜め７及び８をそれぞれ備える。流体分配システム１２が、フィルパック１７、４及び５の頂部を横切り当該流体を均一に広げる。示される１３は、空気、又はフィルパック１７内で生じる除去プロセスにおいて混入されたアンモニアガスを有するガスである。示される１４は、空気、又は第二ユニット２０２内の高濃度アンモニアから蒸発した他のアンモニアガスを有するガスである。示される１５は、空気、又はフィルパック５内の溶液中へのアンモニアの吸収による、１４と比較して低濃度のアンモニアを有するガスである。
【００６０】
図１についてより詳細に参照すると、本システム／装置において、ガス混合物（空気）１は、落下流体液からアンモニア蒸気が遊離する第一ユニット（部）に入る。その後、空気１３は、炭素捕捉を生じる第二ユニット２０２に進行する。吸着剤システムからの高濃度のアンモニアは、アンモニア蒸気が空気１３に不可避に添加されることを意味する。その後、この空気１４は、第三ユニット３０３に進行する。第三ユニット３０３を通して落下する送出流体は、第一ユニット１０１の液溜め６から供給される。第一ユニット１０１内の空気１中に放出されるこの溶液は、アンモニアが少ない。当該低アンモニア溶液は、第三ユニット内に噴霧され、そして第三ユニット３０３を通過する空気１４からアンモニアを吸収する。第三ユニット３０３を離れる空気１５は、アンモニア蒸気が少ない。第三ユニット３０３の液溜め８内の液体は高濃度のアンモニアを有しており、そしてその後、当該液体は第一ユニット１０１の頂部を通過し、そこでは、当該液体が第一ユニット１０１を通して落下するにつれて過剰のアンモニアを放出する。このようにして、第三ユニット３０３内のアンモニア吸収と第一ユニット１０１内の放出の平衡が維持される。
【００６１】
一対の、アンモニア捕捉ユニットと遊離ユニットでは、市販のシステム中の全てのアンモニア蒸気を含有させるには不十分である。必要とされる吸収対の数は、吸収表面積に正比例して、中心の捕捉塔のｐＨ、空気温度及び空気速度に依存する。温度が特にこの吸収対個数に関係を有する。より低温条件においては、アンモニア蒸気はより少なく、そしてより高温条件においては、より多くなる。いずれの市販の炭素捕捉システムも、その年の最も高温時期に計画する必要がある。このことは、捕捉ユニット及び遊離ユニットの十分な数の対が、できるだけ最高温度の日に存在しているか、又はアンモニア濃度を低下させることにより過剰な暑い日でのアンモニア捕捉の必要性を低下させる計画を立てることを確実にすることによって、為され得る。本方法によるアンモニアの連続消費（反応３）により、アンモニア濃度を調節することが可能である。
【００６２】
捕捉及び遊離の複数対を用いた抜出し前のガス混合物からのアンモニア蒸気の完全な除去のコストは、低濃度のアンモニア蒸気を除去する硫酸洗浄段階を導入することにより、低減され得る。最終的な酸洗浄剤の添加は、アンモニア蒸気を制御するエネルギー及び投資コストを低減させる。反応３）に概略される炭素捕捉反応が用いられる場合、最終的な酸洗浄剤中の酸として硫酸を用いることは、反応３）により生成する生成物の１つである硫酸アンモニウムが生成するために、有利である。
【００６３】
一対の捕捉及び遊離ユニットが、過剰のアンモニア蒸気を制御し得ること、及び捕捉用の吸着剤溶液のｐＨが１０．２である場合には悪臭を発しないことが見出された（この試験のための空気温度は２８℃であった）。アンモニア捕捉のプロセスは、種々の捕捉ユニットのｐＨ差により見られる。固定した状態で記録されたｐＨは、
第一ユニット（アンモニア遊離ユニット）：９．５
第二ユニット（炭素捕捉ユニット）：１０．２２
第三ユニット（アンモニア捕捉ユニット）：９．６５
であった。
【００６４】
各々のユニットにおいては、流体が、大きな表面積／容積比を有する溶液の落下する薄いフィルムを作り出すためにフィルパックの頂部を横切り噴霧される。当該流体は、フィルパック１７、４及び５の穴を水平に通って移動している空気１、１３、１４及び１５と相互作用する。水の微細噴霧又は溶液の泡のような良好なガス相互作用で大きな表面積／容積比を作り出す他の方法が存在する。記載されるプロセスは、吸着剤／溶媒の容積に対して大きな表面積を作り出すいずれか１つの方法にとどまらない。硫酸アンモニウム及び沈降チョークを含有する、内側ユニット用のフィルパック、及び外側ユニット内でアンモニア蒸気を完全に吸収し且つ遊離するための発泡剤の添加によって作り出される泡の混合物を使用することが可能である。この配置は、作り出された硫酸アンモニウムを発泡剤で汚染するのを回避し、そのためより少量のフィルパックしか必要としない為により低廉である。起泡剤及び発泡剤が使用される前に、外側の１０１及び３０３ユニット対内で、硫酸アンモニウム及び沈降炭酸カルシウムが除去される。水及び発泡剤の粒子のドリフト（ｄｒｉｆｔ）を防止するために、ドリフトエリミネーターを、泡を使用するユニットとフィルパックをベースとしたユニットとの間に取り付ける。硫酸アンモニウムを発泡剤と混合することが問題でない状況であれば、プロセス全体にわたって泡が使用され得、そしてフィルパックを避け得る。この態様は、フィルパックが必要とされないために、低投資の建設コストであるという利点を有している。
【００６５】
吸着剤溶液は、第二ユニット２０２（ガス成分抽出用セクション）内に含有されている。ガス流からＣＯ２を捕捉するために反応３を使用する有益な吸着剤溶液は、懸濁され、粉砕され、粉末化された石こう、アンモニア及び水の混合物である。当該混合物は、空気からの二酸化炭素と反応するため、沈降炭酸カルシウム及び硫酸アンモニウム（高い溶解度である）が生成し、このことが、硫酸アンモニウムの希釈溶液及び石こうとチョークの混合物を作り出す。当該混合物は連続的に再利用されて、硫酸アンモニウム濃度を増加させ、且つ、チョーク濃度を上げる。吸着剤は、プロセスの中心にある主要な捕捉ユニット２０２から、そのすぐ隣のアンモニア捕捉ユニット１０１及び３０３の対へと、移送される。アンモニア捕捉及び遊離ユニット内においては、チョーク／石こう比を増加させる炭素捕捉が起きる。アンモニア捕捉及び遊離ユニットの第一の対からの吸着剤はその後、次第に、アンモニア捕捉及び遊離ユニットの対を通って外部に移動する。外側ユニット対においては、高純度のチョーク及び高濃度の硫酸アンモニウム溶液が除去される。この配置は、通常、種々の沈降カスケードによる供給石こうから、作り出されたチョークを分離する必要性をなくすために、特に有利である。純粋チョークが除去される点において石こうの混入濃度が低くなるまで、石こう／チョーク混合物がプロセスによって移動するので、石こう濃度は、反応３によって徐々に低下する。
【００６６】
記載されるシステムは、アンモニア濃度が最大となる中央のユニット２０２に向かって貴方が動くときにアンモニア濃度が増加することを意味している。アンモニア濃度に関連した炭素捕捉の速度は、貴方が中央の捕捉ユニット２０２から外側に動くときに低下する。硫酸アンモニウム濃度は、貴方が外側のユニット対の外方に向かって動くときに増加する。同様に、チョーク混合物の純度は、貴方が中心から外方に動くときに改善する。濃度勾配は、もう１つの有益な特性である水蒸気制御を有している。高濃度の塩溶液は、十分な濃度で空気から湿気を吸収するように、大気中の湿気と平衡を保つ傾向にある。かかる方法においては、外側のユニット対が、空気と平衡状態にある水蒸気圧を有する硫酸アンモニウム溶液を作り出すようになるため、現尺のプロセスは真水を殆ど又は少しも蒸発させない。かかる方法においては、硫酸アンモニウム溶液が抽出されるときに除去される水を補うため、及び少量のドリフト損失の平衡を保つためを除いて、当該プロセスに添加されるのに必要とする真水は殆ど無い。水酸化アンモニウム溶液が中心の炭素捕捉ユニット２０２に供給された場合、少量の水の蒸発が起きる。
【００６７】
記載される誘起流気泡塔が使用された場合、飽和湿度の空気がその後炭素捕捉ユニットの進行に付される。一連の捕捉ユニットに入る空気が水蒸気で飽和されているときに、実質的に当該ユニットから失う水蒸気は無い。結局、水分含量は、一連の炭素捕捉ユニットの全体で一定に維持され、そして水蒸気が発生すると、硫酸アンモニウムはより低濃度まで濃縮される。さらには、飽和溶液を作り出すための硫酸アンモニウムの濃縮は、水の蒸発を必要とする。これは、捕捉プロセスの外側で行われ得る。
【００６８】
本発明の態様は、二酸化炭素捕捉を最大にする一連の捕捉ユニットへ空気流を供給し、且つプロセス中で用いたアンモニア蒸気を十分に含有する誘起流気泡塔を有することである。濃縮された硫酸アンモニウム及び高純度の沈降炭酸カルシウムは、外側の捕捉塔対から取出される。供給源として真水、廃水、弱塩水又は食塩水を使用し得る誘起流気泡塔から、水が蒸発するだけである。
【００６９】
記載される配置は、他の化学反応と共に用いられ得る。多数の変更は、当業者に明らかであり、且つ本願について優先権が主張されている。
【００７０】
本発明の一の局面に従うと、蒸発によって空気が冷却され、そしてスタック効果によって下方への空気流を作り出すように頂部及び底部が開放されたカラム内で、水が気泡から蒸発し、そして使用される水が、真水、塩水、又は不純物により汚染された廃水由来の水である、方法が提供される。
【００７１】
本発明のもう一つの局面に従うと、水を蒸発させるために、及び／又は当該水中に溶解した材料を濃縮するために、及び／又は飽和湿度にある空気を供給するために、低エネルギープロセスを作り出すための、移動空気中の気泡から水の蒸発方法が提供される。
【００７２】
本発明の他の局面に従うと、アンモニア又は水蒸気を吸収するか又は遊離するために一のセクションの底部に落下する流体が向い側のセクションの頂部に供給され、且つ、対となったセクションが、流体及び固体が結合セクション対の中心から外方へ徐々に移動するように結合している、一連の対となったセクションを用いる方法が提供される。
【００７３】
幾つかの態様においては、上記プロセスは、反応剤が、対となったセクションの進行の中心内に供給され、且つ精製された反応生成物が外側の結合対から取出されるようにされ得る。
【００７４】
幾つかの態様においては、上記プロセスは、二酸化炭素、酸化窒素及びメタンガスを捕捉するために使用され得る。
【００７５】
幾つかの態様においては、上記プロセスは、燃焼から生成されたガス又は他の工業プロセスから生成されたガスに富んでいる空気に施され得る。
【００７６】
本発明のもう一つの局面に従うと、二酸化炭素を捕捉し及び／又はアンモニア及び水蒸気を処理するために使用されるフィルパックセクションを横切り流体及び固体を供給する回転アーム式散布器の使用が提供される。
【００７７】
本発明のさらに他の局面に従うと、ガス流内のガスを捕捉し又は遊離するためのガス流内の気泡を補う為に使用される流体内に溶解された／懸濁された反応剤が提供される。
【００７８】
幾つかの態様において、上記プロセスは、
−二酸化炭素を捕捉するため、
−アンモニアを捕捉し且つ遊離するため、
−水蒸気を捕捉し且つ遊離するため、
に使用されるようなものであり得る。
【図１】
2013535324.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、標的ガス成分の抽出に、そしてさらに特に、ガス混合物から標的ガス成分を抽出する方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
実質量での、空気からの二酸化炭素又は酸化窒素のようなガスの抽出は、大量の空気の処理を必要とする。大量の空気の連続的な動きを作り出すことは、通常、ファンの使用による著しいエネルギー供給を必要とする。風は大量の空気を動かすことができるが、持続することはめったになく、そのため、ガス捕捉装置の最適の使用を与えないであろう。このため、持続的な空気流が必要とされる。煙突効果（ｃｈｉｍｎｅｙ  ｅｆｆｅｃｔ）を用いた水の蒸発による空気流の誘発が、特許文献１に記載されている。この方法においては、その通常の形態にある水が、当該水が蒸発するように煙突の頂部において噴霧される。このことが空気を冷却し、そしてスタック効果及び落下する水による空気の同調により、空気がカラム下方に動く。かかる手法においては、ゆっくりと移動する空気の大きな流れが誘発され得る。
【０００３】
水が蒸発するとき、当該方法は通常、空気の温度、空気の表面積及び空気の湿度により影響される。流動空気流において、湿度とは、さらに蒸発し得る水の量を定義する。温度が上昇すると、蒸発速度及び空気に加わり得る湿分の量が上昇する。大量の空気流の温度を上昇させるには、低エネルギー方法では実現不可能な著しいエネルギー供給を必要とする。しかしながら、表面積は、有用な制御が適用され得るパラメータである。エネルギー使用を最小にするために、最大の表面積／容量比を作り出せるように、液滴の大きさを可能な限り小さくすることが必要である。かかる方法においては、水を送出して最大の表面積を作り出すのに、より少ないエネルギーの消費で済む。しかしながら、微細な液滴を作り出すことは実施上限界があり、そして殆どの例において、より微細な液滴が作り出されるために大量のエネルギー使用が必要である。ノズル目詰まり及び融合もまた、重大な問題である。結論として、蒸発させるための水の噴霧は、煙突の高さが十分に高くなければ、送出される水の大部分が蒸発しないということを意味している。非常に高さのある煙突は、建造するのに高価であるし、一般に実践的ではない。
【０００４】
気泡によって、送出水を消費して蒸発のための大きな表面積を作り出すエネルギーを低減させる有益な方法が提供される。気泡は、気泡壁の厚さを自然に自己制限する自己集合構造である。同様に、気泡は空気に対して２つの表面を与え、有益な表面積を倍にする。気泡を形成するために必要とされるエネルギーは非常に小さい。技術的に知られるとおり、十分な量の発泡剤が存在し、且つ非常に大きな表面積／容積比を有する場合に、気泡はたやすく形成する。水容積／表面積比は、気泡の大きさによって影響されない。気泡の厚さは変化し得るが、最大厚さに制限される。破裂点まで壁厚が低下するまで水が気泡の表面から蒸発するため、気泡は、通常、着実に低下するより厚い壁から始まる。気泡が破壊すると、さらに蒸発を補助する水の微細粒子が形成される。
【０００５】
気泡の大きさが水容積／表面積比に影響を及ぼさない一方で、気泡の大きさは、与えられた空間内に充填され得る気泡の量に影響する、つまり、気泡がより小さくなると、空気１立方メートル当りの表面積／水容積比はより大きくなる。この理由のため、気泡の大きさを低下させることが一般に有益である。理想的に、気泡は、互いに過度に衝突しないように、且つくっついて表面積を低下させないように十分に小さい必要があるが、それと同時に、気泡は、気泡の内側の空気があまりに低減して殆ど蒸発しない程度に且つ２つの表面が殆ど消耗しない程度に、小さ過ぎてもならない。同様に、飽和湿度を達成し得るように、気泡は、空気用カラムの大部分と相互作用する必要がある。このことは、落下する気泡が流入空気の全部分と混合し得るように、カラムの頂部を横切り気泡の形成を広げることにより、補助され得る。
【０００６】
典型的な応用の一例は、通過する風が作り出された気泡を引き出さないように、カラムの頂部に対するカラム断面の均一にわたって、適度の大きさの気泡が作り出される煙突を有することである。気泡が落下し、そして水は、作り出された大きな表面積から蒸発する。空気は、蒸発により冷却する。カラムの底部に向かって、気泡壁の大部分は、気泡が破裂するのに十分に薄くなる。残った気泡及び破裂した気泡断片は、カラムの底部に落下する。大部分は水溜め中に落下する。幾つかの気泡及び断片は、空気中に取り込まれて排気煙突から放出される。空気流は、一連の鋭利な先端部を横切り通過して、残る気泡を破壊し、そしてその後、ドリフトエリミネーター（ｄｒｉｆｔ  ｅｌｉｍｉｎａｔｏｒ）を通して、同調した水粒子を捕捉する。煙突内の冷却された空気は、スタック効果によって、下方に落下する空気流を作り出す。気泡が与える高い割合の表面積／容積は、送出される全ての水が非常に高いパーセンテージで直接に蒸発することを意味している。煙突内の落下気泡の使用は、低エネルギー供給で大量の冷却空気を作り出す。
【０００７】
誘起流気泡塔（ｉｎｄｕｃｅｄ  ｆｌｏｗ  ｂｕｂｂｌｅ  ｔｏｗｅｒ）又はカラムの多数の用途においては、破壊された気泡粒子が液溜め中に落下し、そして空気が水平に抜け出られるように、誘発された通風がカラムの底部において９０℃方向転換する。このことは、作り出された空気流であって、その後当該空気から標的ガス成分を捕捉し又は破壊するために、吸着剤の一連のスプレー、フィルパック（ｆｉｌｌ  ｐａｃｋ）又は気泡を通り得る空気流からのガス捕捉に理想的である。
【０００８】
上記の誘起流気泡カラムは、ガス流からの選択的なガス捕捉を超えて拡大する用途を有している。落下気泡カラムは、非常に低いエネルギーで水を蒸発させる手段を提供する。このことは、廃水濃縮又は冷却空気流の創出のような用途に有益である。上記方法は、十分に低いエネルギーを用いるため、ある部分の空気の湿度を上昇させることによって、及び多量の空気の温度を低下させることによって、当該部分的又は局所的な水の循環を修正するために用いられ得る。その効果は、局所的な地理学、天候状態、及び蒸発する水の量に依存する。
【０００９】
当該方法は、水を蒸発させ、当該水に溶解した物質を濃縮し、及び／又は飽和湿度の空気を供給する為になり得る。
【００１０】
特許文献１に要約されるように、下記反応式が、空気から二酸化炭素を捕捉するのに特に有益であることが見出されている。
【化１】
2013535324.tif 000005
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０３２０４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
懸濁された石こう及びアンモニアの濃度が高くなると、与えられる標的ガス成分をより高いパーセンテージで捕捉するのに反応３が最適であり得ることが実験によって見出されている。アンモニア及び水酸化アンモニウムはアルカリ性であるから、アンモニア濃度がより高くなると、ｐＨはより高くなる。全体的に、アンモニア／水酸化アンモニウムの割合がより大きくなると、炭素捕捉の速度がより大きくなる。しかしながら、アンモニア濃度がより高くなると、アンモニアの蒸気圧がより高くなることを意味する。従って、使用する吸着剤のｐＨが上昇するにつれアンモニアガスが溶液外にますます揮散する。これは望ましくない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
下記議論より、既知の構成及び技術に関連した上記の欠点を、本発明によってどのように対処するのかが明らかとなるとともに、これまで前記既知の構成によっては考えられることも、可能性もなかった多くのさらなる利点が提供されるであろう。
【００１４】
本発明の一の態様に従うと、
互いに流体連通する一対の捕捉用セクション及び遊離用即ち放出用セクションを備えた装置内での、ガス混合物からの標的ガス成分の抽出方法であって、
前記一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、吸着剤捕捉用セクション及び吸着剤遊離用セクションとを有し、前記吸着剤捕捉用セクション及び吸着剤遊離用セクションの各々は、高表面積媒体及びその中に含有される吸着剤を有するとともに、第一の終局において流体注入点及び第二の終局において収集用タンクを有し、
前記方法は、以下の段階：
ガス混合物を流路に向かわせる段階であって、前記流路は、前記ガス混合物を前記吸着剤遊離用セクションへ、続いて前記吸着剤捕捉用セクションへ向かわせ、ここで、前記一対の捕捉用セクション及び遊離用セクション内の前記吸着剤が前記標的ガス成分を抽出し、そして前記ガス混合物中の標的ガス成分の量を低下させ；及び
吸着剤を再循環路に向かわせる段階であって、前記再循環路は、吸着剤を前記吸着剤捕捉用セクションの前記収集用タンクから、吸着剤遊離用セクションの入口点へ、そして吸着剤を前記吸着剤遊離用セクションの前記収集用タンクから前記吸着剤捕捉用セクションの入口点へと向かわせ、それによって吸着剤を再生させ、前記一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、少なくとも１種の標的ガス及び吸着剤の濃度勾配を有する段階；
から成る、方法が提供される。
【００１５】
前記吸着剤は、石こう、アンモニア及び水のうち少なくとも１種であり得る。
【００１６】
少なくとも幾つかの態様において、プロセスからのアンモニア蒸気のような吸着剤の流出が防止される。濃度勾配によって、ユーザーは、水蒸気のような媒体を扱い得る。さらには、作り出された炭酸カルシウムと、例えば石こう反応剤との比が改良され得る。さらに、硫酸アンモニウム溶液の濃縮が可能となり得る。
【００１７】
本方法は、ガス混合物流を前記カラムに通しながら、垂直のカラム内で気泡を形成させる段階を包含し得る。
【００１８】
前記ガス混合物流は、前記カラムの末端においておよそ９０°方向転換し得る。
【００１９】
幾つかの態様において、誘起流気泡塔（ｉｎｄｕｃｅｄ  ｆｌｏｗ  ｃｈｉｍｎｅｙ）は、空気／ガス混合物流を作り出し、そしてその後に本方法の炭素／ガス成分捕捉部を地面に沿って伸ばすのに使用される。本方法の炭素捕捉部は、例えば、２６メートル以下の長さになり得る。かかる方法においては、カラムは必ずしも垂直である必要はない。幾つかの態様において、カラムが完全に垂直でない配置においては、結合した捕捉部及び遊離対がアンモニア蒸気を扱う。しかしながら、誘起空気流カラムが垂直である場合に、スタック効果が最も効率的に生じる。水平配置においては、結合した捕捉及び遊離対を用いることで炭素捕捉が達成され得る。
【００２０】
ガス混合物流は、前記吸着剤流に接触させながらそれに対して実質的に垂直であり得る。
【００２１】
かかる配置は、結合した捕捉用セクション及び遊離用セクションの配置が使用され得る。しかしながら、代替手段がある。捕捉及び遊離対の配置においては、チューブ内に設置したフィルパックの壁を有するチューブが用いられ得る。任意で、空気が一のカラムを上昇して流れ、そしてその後に方向転換し得、そしてその後に別のカラムに入り、再度上昇する、一連の小カラムを有することが可能である。
【００２２】
本方法は、気泡形成を誘発する発泡剤を用いる段階を包含し得る。
【００２３】
前記標的ガス成分は、二酸化炭素、酸化窒素、アンモニア、メタン及び水蒸気のうちの少なくとも１種を含有し得る。
【００２４】
前記ガス混合物は、空気を含有し得る。
【００２５】
前記空気は、燃焼から生成されたガス又は他の工業プロセスから生成されたガスに富み得る。
【００２６】
前記高表面積媒体は、スプレー、フィルパック、溶液又は個々の気泡の集合体の形態にあり得る。
【００２７】
気泡は、形成するのに低いエネルギーを必要とするために、特に有利である。それら気泡は、液体容量に関連して大きな表面積を有するため、送出された流体量が都合よく使用され得る。気泡は、低コストで、非常に低いエネルギーで巨大な表面積を作り出す。同様に、気泡は、より小さな背圧しか作り出さず、そして表面積を増大させる他の形態よりもより低い耐風性を有意に提供する。
【００２８】
捕捉及び放出対を用いた抜出し前のガス混合物からのアンモニア蒸気の完全な除去の代替として、低濃度のアンモニア蒸気を除去するための硫酸洗浄段階が、本方法に導入され得る。最終的な酸洗浄剤の添加は、アンモニア蒸気を制御するエネルギー及び投資コストをさらに低減させる。例えば、下記反応（４）に示されるように、硫酸が最終的な酸洗浄剤として使用されて、反応（３）により生成される生成物の１つである硫酸アンモニウムを生成し得る。
【００２９】
標的ガス成分の抽出は、その捕捉及び／又は破壊のためであり得る。
【００３０】
下記反応：
１）ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ  →  ＣａＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ
２）ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ  →  ＮＨ４ＯＨ
３）ＣａＳＯ４＋ＣＯ２＋２ＮＨ４ＯＨ  →  ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋（ＮＨ４）２ＳＯ４
４）Ｈ２ＳＯ４＋２ＮＨ３  →  （ＮＨ４）２ＳＯ４
に従い、空気から二酸化炭素を抽出する、上記方法が使用され得る。
【００３１】
本発明の別の局面に従うと、以下の段階：
−水泡を発生させる段階；
−頂部末端が開放されているカラムを与える段階；
−前記水泡を前記カラムの頂部末端に供給する段階；
−前記泡を沈め、そして蒸発させ、それによって冷却空気を発生させ、そして下降空気流を誘発させる段階；
から成る、水を用いた空気の冷却方法が包含される。
【００３２】
少なくとも幾つかの態様においては、煙突が十分に高く作られ、そしておそらく雨が降っていない場合には、気泡を用いることにより、送り出される実質上全ての水が蒸発する（これにより空気の湿度は１００％となる）。このことが、本方法を、実質的に非常に大量の空気流を誘発する、より低エネルギーコストの手段となす。気泡は、大きな表面積を作り出すことができ、そして重大な空気抵抗を作り出さず、そのため高いエネルギー供給を必要としないという利点を提供する。
【００３３】
本手法における気泡の使用は、冷却空気を発生させ且つ空気流を誘発するのに、従来の方法と比べおよそ１０００分の１以下のエネルギーしか必要としない方法を生み出し得る。
【００３４】
水は、真水、塩水、又は不純物により汚染された廃水由来の水であり得る。
【００３５】
本発明のさらなる局面に従うと、ガス混合物からの標的ガス成分の抽出装置が提供される。
前記装置は、互いに流体連通する一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションを有しており、前記一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、吸着剤捕捉用セクション及び吸着剤遊離用セクションとを有し、前記吸着剤捕捉用セクション及び吸着剤遊離用セクションの各々は、高表面積媒体及びその中に含有される吸着剤を有するとともに、第一の終局において流体注入点及び第二の終局において収集用タンクを有し、前記一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、少なくとも１種の標的ガス及び吸着剤の濃度勾配を有する。
本装置はまた、再循環路を有しており、前記再循環路は、吸着剤を前記吸着剤捕捉用セクションの前記収集用タンクから前記吸着剤遊離用セクションの前記入口点へと向かわせるための、且つ、吸着剤を前記吸着剤遊離用セクションの前記収集用タンクから前記吸着剤捕捉用セクションの前記入口点へと向かわせるためのものである。
さらに本装置は、ガス混合物流路を有しており、前記ガス混合物流路は、前記ガス混合物を前記一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションに通させるためのものであり、前記ガス混合物流路は、前記ガス混合物を前記吸着剤遊離用セクションに、それに続いて前記吸着剤捕捉用セクションに向かわせるためのものであり、ここで前記一対の捕捉用セクション及び遊離用セクション内の前記吸着剤は、前記標的ガス成分を抽出し、そして前記ガス混合物中の標的ガス成分の量を低下させる。
【００３６】
本装置は、ガス混合物の標的ガス成分の捕捉用及び／又は破壊用であり得る。
【００３７】
本装置は、別の標的ガス成分抽出用セクションをさらに備え得る。
【００３８】
当該標的ガス成分抽出用セクションは、少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションの間に配置され得る。
【００３９】
一連の捕捉用セクション及び遊離用セクション対においては、全ての対が、ＣＯ２又は他のガスのような標的ガス成分を捕捉し得ることが適切である。しかしながら、中心で条件が最良であると、当該一連の対の中心で効率が最大となる。当該カスケードを、捕捉及び遊離対を有するが、捕捉用セクション及び遊離用セクションの間に位置するセクションを有するだけと構成することは可能である。従って、アンモニア濃度がより高まり、そしてより高い捕捉率をもたらすセクションとなり得る。
【００４０】
本方法は、自己精製方法であると分かる。それ故、効率的な手段で生成物の濃縮が為され得る（例えばチョークの濃縮）。気泡は、既知の方法よりも大きな範囲まで媒体の濃縮を為す手法を提供する。
【００４１】
標的ガス成分抽出用セクション及び／又は少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、容器及び／又はカラムであり得る。
【００４２】
本装置は、ガス混合物を少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションに供給する手段を備え得る。
【００４３】
供給手段は、ガス混合物を、吸着媒体流に対して実質的に垂直方向で供給するように配置され得る。
【００４４】
セクションは、吸着剤を受容する液溜めを備え得る。
【００４５】
一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションのうちの一方の液溜めは、前記一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションの他方の頂部に流体連通し得る。
【００４６】
本装置は、石こう、アンモニア及び水のうちの少なくとも１種を含有する吸着剤に適合し得る。
【００４７】
本装置は、ガス混合物から気泡を形成する手段、及び前記気泡を通すカラムを備え得る。
【００４８】
カラムの末端は、ガス混合物流をおよそ９０°転換させるように操作可能であり得る。
【００４９】
本装置は、二酸化炭素、酸化窒素、アンモニア、メタン及び水蒸気のうちの少なくとも１種を含有する標的ガス成分に適合し得る。
【００５０】
ガス混合物は、空気を含有し得る。
【００５１】
空気は、燃焼から生成されたガス又は他の工業プロセスから生成されたガスに富み得る。
【００５２】
本装置は、噴霧、フィルパック、溶液又は個々の気泡集合体の形態にある高表面積媒体に適合し得る。
【００５３】
本装置は、フィルパックを横切り流体及び固体を供給するための回転式アームセパレータを備え得る。
【００５４】
大きな表面積を作り出すためにフィルパックが使用される場合には、当該フィルパックの頂部を横切り流体を分配するための回転アーム式の水散布器を用いるのに有益であることが見出された。回転アーム式の散布器は、何年もの間、冷却塔内で及び水処理業界において水を散布するのに広く使用されている。それらは水を散布する低エネルギーの方法として代表的である。この点は有益であるものの、回転式散布器は炭素捕捉のための別の特に有益な利点を有している。回転式散布器は、同時にフィルパックの全ての部分に流体を連続的に供給しない。炭素捕捉又はガス吸収プロセスは、液体表面内へガス分子が拡散する速度によって制限される。これは、比較的ゆっくりと起きる。フィルパック表面に供給される流体及び材料は、直ちにフィルパックから離れ落ちるわけではなく、それらがフィルパック表面上に供給された後にある期間薄いフィルムを作り出し続ける。このことは、フィルムを作り出すための流体が連続的に添加されることを要しないことを意味する。回転式散布器は、フィルパックを横切る流体を定期的にリフレッシュする一方で、低エネルギーでフィルパックの表面に流体を供給する、この用途における他にはない有益な機器である。このことは、所定量の炭素を捕捉するのに、より少量の反応剤及び流体がフィルパック内に供給されなければならないことを意味する。送出を低減することは、フィルパックの頂部を横切り連続的に流体を送出する場合と比較して、より低いエネルギーしか必要とされないことを意味し、このことは、有意な及び有益な利点である。散布器の回転速度は、流体のリフレッシュ速度に直接関係する。この速度の調節は、最小のエネルギーを供給するために、送出エネルギーが最適化され得ることを意味する。
【００５５】
さらに別の局面に従うと、本発明は、本願明細書に記載されている方法における本願明細書に記載される装置の使用を包含する。
【００５６】
本発明は、より特に、図１は、ガス混合物からのガス成分の抽出用装置の概略図であって、前記装置は、本発明の態様に従い形成されている、添付の図面に従う実施例のみによって、記載されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、ガス混合物からのガス成分の抽出用装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
図１の特徴及びプロセスの概略は、下記のとおりである。流入空気又はガス混合物は１で示される。捕捉及び遊離対は、吸着剤遊離用セクション１０１及び吸着剤捕捉用セクション３０３を有するものと示される。吸着剤遊離用セクション１０１の再循環ポンプ２は、溶液を吸着剤捕捉用セクション３０３の頂部に供給する。標的成分捕捉用セクション２０２は、再循環ポンプ１６を備える。吸着剤捕捉用セクション３０３の再循環ポンプ３は、溶液を吸着剤遊離用セクション１０１の頂部に供給する。流体が吸着剤遊離用セクション１０１のフィルパック１７のような高表面積媒体を通して薄いフィルムとして下方に滴る。落下流体に対して９０°の角度で空気が通過する。フィルパック４及び５は、標的ガス捕捉用セクション及び吸着剤捕捉用セクション２０２及び３０３それぞれにおいて同様の配置をそれぞれ有している。吸着剤遊離用セクション１０１は、フィルパック１７から落下する落下流体を収集するための円錐形タンク６を備える。標的ガス捕捉用セクション及び吸着剤捕捉用セクション２０２及び３０３は、液溜め７及び８をそれぞれ備える。流体分配システム１２が、フィルパック１７、４及び５の頂部を横切り当該流体を均一に広げる。１３で示されるのは、空気、又はフィルパック１７内で生じる除去プロセスにおいて混入されたアンモニアガスを有するガスである。１４で示されるのは、空気、又は標的ガス成分捕捉用セクション２０２内の高濃度アンモニアから蒸発した他のアンモニアガスを有するガスである。１５で示されるのは、空気、又はフィルパック５内の溶液中へのアンモニアの吸収による、１４と比較して低濃度のアンモニアを有するガスである。
【００５９】
図１についてより詳細に参照すると、本システム／装置において、ガス混合物（空気）１は、落下流体液からアンモニア蒸気が遊離する吸着剤遊離用セクション１０１に入る。その後、空気１３は、炭素捕捉を生じる標的ガス成分捕捉用セクション２０２に進行する。吸着剤システムからの高濃度のアンモニアは、アンモニア蒸気が空気１３に不可避に添加されることを意味する。その後、この空気１４は、吸着剤捕捉用セクション３０３に進行する。吸着剤捕捉用セクション３０３を通して落下する送出流体は、吸着剤遊離用セクション１０１の液溜め６から供給される。吸着剤遊離用セクション１０１内の空気１中に放出されるこの溶液は、アンモニアが少ない。当該低アンモニア溶液は、吸着剤捕捉用セクション３０３内に噴霧され、そして吸着剤捕捉用セクション３０３を通過する空気１４からアンモニアを吸収する。吸着剤捕捉用セクション３０３を離れる空気１５は、アンモニア蒸気が少ない。吸着剤捕捉用セクション３０３の液溜め８内の液体は高濃度のアンモニアを有しており、そしてその後、当該液体は吸着剤遊離用セクション１０１の頂部を通過し、そこでは、当該液体が吸着剤遊離用セクション１０１を通して落下するにつれて過剰のアンモニアを放出する。このようにして、吸着剤捕捉用セクション３０３内のアンモニア吸収と吸着剤遊離用セクション１０１内の放出の平衡が維持される。
【００６０】
さらなる対の、アンモニア捕捉ユニットと遊離ユニットが、市販のシステム中にアンモニア蒸気を含有させるために使用される。必要とされる吸収対の数は、吸収表面積に正比例して、中心の標的ガス成分捕捉用セクションのｐＨ、空気温度及び空気速度に依存する。温度が特にこの吸収対個数に関係を有する。より低温条件においては、アンモニア蒸気はより少なく、そしてより高温条件においては、より多くなる。いずれの市販の炭素捕捉システムも、その年の最も高温時期に計画する必要がある。このことは、捕捉ユニット及び遊離ユニットの十分な数の対が、できるだけ最高温度の日に存在しているか、又はアンモニア濃度を低下させることにより過剰な暑い日でのアンモニア捕捉の必要性を低下させる計画を立てることを確実にすることによって、為され得る。本方法によるアンモニアの連続消費（反応３）により、アンモニア濃度を調節することが可能である。
【００６１】
捕捉及び遊離の複数対を用いた抜出し前のガス混合物からのアンモニア蒸気の完全な除去のコストは、低濃度のアンモニア蒸気を除去する硫酸洗浄段階を導入することにより、低減され得る。最終的な酸洗浄剤の添加は、アンモニア蒸気を制御するエネルギー及び投資コストを低減させる。反応３）に概略される炭素捕捉反応が用いられる場合、最終的な酸洗浄剤中の酸として硫酸を用いることは、反応３）により生成する生成物の１つである硫酸アンモニウムが生成するために、有利である。
【００６２】
一対の捕捉及び遊離ユニットが、過剰のアンモニア蒸気を制御し得ること、及び捕捉用の吸着剤溶液のｐＨが１０．２である場合には悪臭を発しないことが見出された（この試験のための空気温度は２８℃であった）。アンモニア捕捉のプロセスは、種々の捕捉ユニットのｐＨ差により見られる。固定した状態で記録されたｐＨは、
第一ユニット（アンモニア遊離ユニット）：９．５
第二ユニット（炭素捕捉ユニット）：１０．２２
第三ユニット（アンモニア捕捉ユニット）：９．６５
であった。
【００６３】
各々のユニットにおいては、流体が、大きな表面積／容積比を有する溶液の落下する薄いフィルムを作り出すためにフィルパックの頂部を横切り噴霧される。当該流体は、フィルパック１７、４及び５の穴を水平に通って移動している空気１、１３、１４及び１５と相互作用する。水の微細噴霧又は溶液の泡のような良好なガス相互作用で大きな表面積／容積比を作り出す他の方法が存在する。記載されるプロセスは、吸着剤／溶媒の容積に対して大きな表面積を作り出すいずれか１つの方法にとどまらない。硫酸アンモニウム及び沈降チョークを含有する、内側ユニット用のフィルパック、及び外側ユニット内でアンモニア蒸気を完全に吸収し且つ遊離するための発泡剤の添加によって作り出される泡の混合物を使用することが可能である。この配置は、作り出された硫酸アンモニウムを発泡剤で汚染するのを回避し、そのためより少量のフィルパックしか必要としない為により低廉である。起泡剤及び発泡剤が使用される前に、外側の１０１及び３０３ユニット対内で、硫酸アンモニウム及び沈降炭酸カルシウムが除去される。水及び発泡剤の粒子のドリフト（ｄｒｉｆｔ）を防止するために、ドリフトエリミネーターを、泡を使用するユニットとフィルパックをベースとしたユニットとの間に取り付ける。硫酸アンモニウムを発泡剤と混合することが問題でない状況であれば、プロセス全体にわたって泡が使用され得、そしてフィルパックを避け得る。
【００６４】
吸着剤溶液は、ガス成分抽出用セクション２０２内に含有されている。ガス流からＣＯ２を捕捉するために反応３を使用する有益な吸着剤溶液は、懸濁され、粉砕され、粉末化された石こう、アンモニア及び水の混合物である。当該混合物は、空気からの二酸化炭素と反応するため、沈降炭酸カルシウム及び硫酸アンモニウム（高い溶解度である）が生成し、このことが、硫酸アンモニウムの希釈溶液及び石こうとチョークの混合物を作り出す。当該混合物は連続的に再利用されて、硫酸アンモニウム濃度を増加させ、且つ、チョーク濃度を上げる。吸着剤は、プロセスの中心にある標的ガス成分捕捉用ユニット２０２から、そのすぐ隣の吸着剤（アンモニア）捕捉用ユニット及び遊離用ユニットの１０１及び３０３の対へと、移送される。アンモニア捕捉用及び遊離用ユニット内においては、チョーク／石こう比を増加させる炭素捕捉が起きる。アンモニア捕捉及び遊離ユニットの第一の対からの吸着剤はその後、次第に、アンモニア捕捉及び遊離ユニットの対を通って外部に移動する。外側ユニット対においては、高純度のチョーク及び高濃度の硫酸アンモニウム溶液が除去される。この配置は、通常、種々の沈降カスケードによる供給石こうから、作り出されたチョークを分離する必要性をなくす。純粋チョークが除去される点において石こうの混入濃度が低くなるまで、石こう／チョーク混合物がプロセスによって移動するので、石こう濃度は、反応３によって徐々に低下する。
【００６５】
記載されるシステムは、アンモニア濃度が最大となる標的ガス成分捕捉用セクション２０２に向かって貴方が動くときにアンモニア濃度が増加することを意味している。アンモニア濃度に関連した炭素捕捉の速度は、貴方が吸着剤捕捉用セクション２０２から外側に動くときに低下する。硫酸アンモニウム濃度は、貴方が外側の捕捉用セクション及び遊離用セクション対の外方に向かって動くときに増加する。同様に、チョーク混合物の純度は、貴方が中心から外方に動くときに改善する。濃度勾配が水蒸気制御を補助している。高濃度の塩溶液は、十分な濃度で空気から湿気を吸収するように、大気中の湿気と平衡を保つ傾向にある。かかる方法においては、外側の捕捉用セクション及び遊離用セクション対が、空気と平衡状態にある水蒸気圧を有する硫酸アンモニウム溶液を作り出すようになるため、現尺のプロセスは真水を殆ど又は少しも蒸発させない。かかる方法においては、硫酸アンモニウム溶液が抽出されるときに除去される水を補うため、及び少量のドリフト損失の平衡を保つためを除いて、当該プロセスに添加されるのに必要とする真水は殆ど無い。水酸化アンモニウム溶液が標的ガス成分捕捉用セクション２０２に供給された場合、少量の水の蒸発が起きる。
【００６６】
記載される誘起流気泡カラムが使用された場合、飽和湿度の空気がその後捕捉用セクション及び遊離用セクション対の進行に付される。一連の捕捉用セクション及び遊離用セクションに入る空気が水蒸気で飽和されているときに、実質的に当該セクションから失う水蒸気は無い。結局、水分含量は、一連の捕捉用セクション及び遊離用セクションの全体で一定に維持され、そして水蒸気が発生すると、硫酸アンモニウムはより低濃度まで濃縮される。さらには、飽和溶液を作り出すための硫酸アンモニウムの濃縮は、水の蒸発を必要とする。これは、捕捉プロセスの外側で行われ得る。
【００６７】
本発明の態様は、二酸化炭素捕捉を最大にする一連の捕捉ユニットへ空気流を供給し、且つプロセス中で用いたアンモニア蒸気を十分に含有する誘起流気泡カラムを有することである。濃縮された硫酸アンモニウム及び高純度の沈降炭酸カルシウムは、外側の捕捉用セクション及び遊離用セクション対から取出される。供給源として真水、廃水、弱塩水又は食塩水を使用し得る誘起流気泡カラムから、水が蒸発するだけである。
【００６８】
記載される配置は、他の化学反応と共に用いられ得る。多数の変更は、当業者に明らかであり、且つ本願について優先権が主張されている。
【００６９】
本発明の一の局面に従うと、蒸発によって空気が冷却され、そしてスタック効果によって下方への空気流を作り出すように頂部及び底部が開放されたカラム内で、水が気泡から蒸発し、そして使用される水が、真水、塩水、又は不純物により汚染された廃水由来の水である、方法が提供される。
【００７０】
本発明のもう一つの局面に従うと、水を蒸発させるために、及び／又は当該水中に溶解した材料を濃縮するために、及び／又は飽和湿度にある空気を供給するために、低エネルギープロセスを作り出すための、移動空気中の気泡から水の蒸発方法が提供される。
【００７１】
本発明の他の局面に従うと、アンモニア又は水蒸気を吸収するか又は遊離するために一のセクションの底部に落下する流体が向い側のセクションの頂部に供給され、且つ、対となったセクションが、流体及び固体が結合セクション対の中心から外方へ徐々に移動するように結合している、一連の対となった捕捉用セクション及び遊離用セクションを用いる方法が提供される。
【００７２】
幾つかの態様においては、上記プロセスは、反応剤が、対となったセクションの進行の中心内に供給され、且つ精製された反応生成物が外側の結合対から取出されるようにされ得る。
【００７３】
幾つかの態様においては、上記プロセスは、二酸化炭素、酸化窒素及びメタンガスを捕捉するために使用され得る。
【００７４】
幾つかの態様においては、上記プロセスは、燃焼から生成されたガス又は他の工業プロセスから生成されたガスに富んでいる空気に施され得る。
【００７５】
本発明のもう一つの局面に従うと、二酸化炭素を捕捉し及び／又はアンモニア及び水蒸気を処理するために使用されるフィルパックセクションを横切り流体及び固体を供給する回転アーム式散布器の使用が提供される。
【００７６】
本発明のさらに他の局面に従うと、ガス流内のガスを捕捉し又は遊離するためのガス流内の気泡を補う為に使用される流体内に溶解された／懸濁された反応剤が提供される。
【００７７】
幾つかの態様において、上記プロセスは、
−二酸化炭素を捕捉するため、
−アンモニアを捕捉し且つ遊離するため、
−水蒸気を捕捉し且つ遊離するため、
に使用されるようなものであり得る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに流体連通する少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションを備えた装置内での、ガス混合物からの標的ガス成分の抽出方法であって、
前記少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、吸着剤捕捉用セクション及び吸着剤遊離用セクションとを有し、前記吸着剤捕捉用セクション及び吸着剤遊離用セクションの各々は、高表面積媒体及びその中に含有される吸着剤を有するとともに、第一の終局において流体注入点及び第二の終局において収集用タンクを有し、
前記方法は、以下の段階：
ガス混合物を流路に向かわせる段階であって、前記流路は、前記ガス混合物を前記吸着剤遊離用セクションへ、続いて前記吸着剤捕捉用セクションへ向かわせ、ここで、前記少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクション内の前記吸着剤が前記標的ガス成分を抽出し、そして前記ガス混合物中の標的ガス成分の量を低下させ；及び
吸着剤を再循環路に向かわせる段階であって、前記再循環路は、吸着剤を前記吸着剤捕捉用セクションの前記収集用タンクから、吸着剤遊離用セクションの入口点へ向かわせ、そして吸着剤を前記吸着剤遊離用セクションの前記収集用タンクから前記吸着剤捕捉用セクションの入口点へと向かわせ、それによって、前記吸着剤を再生させ、前記少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは少なくとも１種の標的ガス及び吸着剤の濃度勾配を有する段階；
から成る、方法。
【請求項２】
前記吸着剤は、石こう、アンモニア及び水のうち少なくとも１種を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガス混合物を誘起流気泡カラムに垂直に通すことによって、前記ガス混合物流を誘発する段階を包含する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ガス混合物流を、前記誘起流気泡カラムの末端においておよそ９０°方向転換する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ガス混合物流を、前記吸着剤流に接触させながらそれに対して実質的に垂直にする、請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
気泡形成を誘発する発泡剤を用いる段階を包含する、請求項３ないし５のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記標的ガス成分は、二酸化炭素、酸化窒素、アンモニア、メタン及び水蒸気のうちの少なくとも１種を含有する、請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ガス混合物は、空気を含有する、請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記空気は、燃焼から生成されたガス又は他の工業プロセスから生成されたガスに富んでいる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記高表面積媒体は、スプレー、フィルパック、溶液又は個々の気泡集合体の形態にある、請求項１ないし９のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
アンモニア蒸気を洗浄する硫酸を用いる段階を包含する、請求項１ないし１０のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記標的ガス成分が捕捉されるか又は破壊される、請求項１ないし１１のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記標的ガス成分は、二酸化炭素であり、該二酸化炭素は、下記反応：
１）ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ  →  ＣａＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ
２）ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ  →  ＮＨ４ＯＨ
３）ＣａＳＯ４＋ＣＯ２＋２ＮＨ４ＯＨ  →  ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋（ＮＨ４）２ＳＯ４
に従い、前記ガス混合物から抽出される二酸化炭素である、請求項１ないし１２のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
以下の段階：
−水泡を発生させる段階；
−頂部末端が開放されているカラムを与える段階；
−前記水泡を前記カラムの頂部末端に供給する段階；
−前記泡を沈め、そして蒸発させ、それによって冷却空気を発生させ、そして下降空気流を誘発させる段階；
から成る、水を用いた空気の冷却方法。
【請求項１５】
前記水は、真水、塩水、又は不純物により汚染された廃水由来の水である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
水を蒸発させるための、水に溶解した物質を濃縮させるための、及び／又は飽和湿度の空気を供給するための、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
ガス混合物からの標的ガス成分の抽出装置であって、
少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクション、再循環路、及びガス混合物流路から成り、
前記少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、互いに流体連通する少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクション吸着用セクションであって、前記少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、吸着剤捕捉用セクション及び吸着剤遊離用セクションとを有し、前記吸着剤捕捉用セクション及び吸着剤遊離用セクションの各々は、高表面積媒体及びその中に含有される吸着剤を有するとともに、第一の終局において流体注入点及び第二の終局において収集用タンクを有し、前記少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、少なくとも１種の標的ガス及び吸着剤の濃度勾配を有し；
前記再循環路は、吸着剤を前記吸着剤捕捉用セクションの前記収集用タンクから前記吸着剤遊離用セクションの前記入口点へと向かわせるための、且つ、吸着剤を前記吸着剤遊離用セクションの前記収集用タンクから前記吸着剤捕捉用セクションの前記入口点へと向かわせるためのものであり；及び
前記ガス混合物流路は、前記ガス混合物を前記少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションに通させるためのものであり、前記ガス混合物流路は、前記ガス混合物を前記吸着剤遊離用セクションに、それに続いて前記吸着剤捕捉用セクションに向かわせるためのものであり、ここで前記少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクション内の前記吸着剤は、前記標的ガス成分を抽出し、そして前記ガス混合物中の標的ガス成分の量を低下させる、
前記抽出装置。
【請求項１８】
前記装置は、ガス混合物の標的ガス成分の捕捉用及び／又は破壊用である、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
高表面積媒体及びその中の吸着剤を有する標的ガス成分抽出用セクションをさらに備えた、請求項１７又は１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記標的ガス成分抽出用セクションは、少なくとも一対の捕捉用セクションと遊離用セクションとの間に配置してある、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも１種の前記標的ガス成分抽出用セクション及び少なくとも一対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、容器又はカラムである、請求項１９又は２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記ガス混合物流路は、前記ガス混合物を、前記捕捉用セクション及び遊離用セクションを通して吸着剤流に対して実質的に垂直方向で供給するように配置した、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
さらなる対の捕捉用セクション及び遊離用セクションを備えた、請求項１７ないし２２のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記さらなる対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、吸着剤捕捉用セクション及び吸着剤遊離用セクションを備え、前記吸着剤捕捉用セクション及び吸着剤遊離用セクションの各々は、高表面積媒体及びその中に含有される吸着剤を有し、且つ第一の終局において流体注入点及び第二の終局において収集用タンクを有し、前記さらなる対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、前記標的ガス及び／又は前記吸着剤の濃度勾配を有しており；各々のさらなる対の捕捉用セクション及び遊離用セクションは、吸着剤を前記吸着剤捕捉用セクションの前記収集用タンクから前記吸着剤遊離用セクションの前記入口点へと向かわせるための、且つ吸着剤を前記吸着剤遊離用セクションの前記収集用タンクから前記吸着剤捕捉用セクションの入口点へと向かわせるための再循環路を備えた、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
石こう、アンモニア及び水のうちの少なくとも１種を含有する吸着剤に適合した、請求項１７ないし２４のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
前記ガス混合物流を前記捕捉用セクション及び遊離用セクションに向かって垂直に誘発するための誘起流気泡カラムをさらに有する、請求項１７ないし２５のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
前記誘起流気泡カラムの末端は、前記ガス混合物流をおよそ９０°方向転換させるように操作可能である、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
二酸化炭素、酸化窒素、アンモニア、メタン及び水蒸気のうちの少なくとも１種を含有する標的ガス成分に適合した、請求項１７ないし２７のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
前記ガス混合物は、空気を含有する、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記空気は、燃焼から生成されたガス又は他の工業プロセスから生成されたガスに富んでいる、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記高表面積媒体は、スプレー、フィルパック、溶液又は個々の気泡の集合体の形態にある、請求項１７ないし３０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
フィルパックを横切り流体及び固体を供給するための回転式アームスプレッダーを備えた、請求項１７ないし３１のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法における請求項１７ないし３２のいずれか１項に記載の装置の使用。
【請求項３４】
添付の図面に関連して本願明細書に実質的に記載されている、且つ添付の図面に示されている、ガス混合物からガス成分を抽出する方法。
【請求項３５】
添付の図面に関連して本願明細書に実質的に記載されている、且つ添付の図面に示されている、ガス混合物からガス成分を抽出する装置。
【請求項３６】
添付の図面に関連して本願明細書に実質的に記載されている、且つ添付の図面に示されている、装置の使用。
【請求項３７】
前記ガス混合物を流路に向かわせる段階は、高表面積媒体及びその中に含有される吸着剤を有し、且つ第一の終局において流体注入点及び第二の終局において収集用タンクを有する標的ガス成分抽出用セクションへと前記ガス混合物を向かわせる段階であって、前記標的ガス成分抽出用セクション内の前記吸着剤は、前記ガス混合物から前記標的ガス成分を抽出しそして低下させる段階をさらに包含する、請求項１ないし１２のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項３８】
吸着剤を第二の再循環路へと向かわせる段階をさらに包含し、前記第二の再循環路が、吸着剤を第二の吸着剤捕捉用セクションの収集用タンクから第二の吸着剤遊離用セクションの入口点へと向かわせ、且つ吸着剤を前記第二の吸着剤遊離用セクションの前記収集用タンクから前記第二の吸着剤捕捉用セクションの入口点へと向かわせ、これによって、吸着剤を再生させる、請求項１ないし１２のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
前記捕捉用セクション及び遊離用セクションは、吸着剤蒸気を収容するのに使用される、請求項１ないし１３のうちいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
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