(57)【要約】【課題】簡素な構成でありながらＣＯ２を大量に吸出可能で、その吸収されたＣＯ２を必要な用途に放出（供給）可能なリチウムシリケート及びＣＯ２流通システムを提供する。【解決手段】ガスを導入可能な管体の途中に設けられ、ＣＯ２排出システムからのＣＯ２又は燃焼前燃料からのＣＯ２を、所定温度未満の温度域で吸収して炭酸リチウムを生成する最小機能単位のリチウムシリケート本体と、前記リチウムシリケート本体を取り出し可能に収納したリチウムシリケート収納容器を具備したカートリッジ交換方式のリチウムシリケート。【選択図】      図１
2007160153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを導入可能な管体の途中に設けられ、
ＣＯ２排出システムからのＣＯ２又は燃焼前燃料からのＣＯ２を、所定温度未満の温度域で吸収して炭酸リチウムを生成する最小機能単位のリチウムシリケート本体と、
前記リチウムシリケート本体を取り出し可能に収納したリチウムシリケート収納容器と、
を具備したカートリッジ交換方式のリチウムシリケート。
【請求項２】
ガスを導入可能な管体の途中に設けられ、
ＣＯ２排出システムからのＣＯ２又は燃焼前燃料からのＣＯ２を、所定温度以上の温度域で既に吸収されたＣＯ２を放出する最小機能単位のリチウムシリケート本体と、
前記リチウムシリケート本体を取り出し可能に収納したリチウムシリケート収納容器と、
を具備したカートリッジ交換方式のリチウムシリケート。
【請求項３】
ガスを導入可能な管体の途中に設けられ、
ＣＯ２排出システムからのＣＯ２又は燃焼前燃料からのＣＯ２を、所定温度未満の温度域で吸収して炭酸リチウムを生成するか、または前記所定温度以上の温度域で既に吸収されたＣＯ２を放出する最小機能単位のリチウムシリケート本体と、
前記リチウムシリケート本体を取り出し可能に収納したリチウムシリケート収納容器と、
を具備したカートリッジ交換方式のリチウムシリケート。
【請求項４】
前記リチウムシリケート本体は、気孔率が体積４０パーセントの多孔質体で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載のカートリッジ交換方式のリチウムシリケート。
【請求項５】
ガスを導入可能な管体の途中に設けられ、ＣＯ２排出システムからのＣＯ２又は燃焼前燃料からのＣＯ２を、所定温度未満の温度域で吸収して炭酸リチウムを生成する最小機能単位のリチウムシリケート本体と、前記リチウムシリケート本体を取り出し可能に収納したリチウムシリケート収納容器を備えたカートリッジ交換方式のリチウムシリケートと、
前記カートリッジ交換方式のリチウムシリケートを安全・安定的に運搬・保管が可能で、かつ必要時に必要量のＣＯ２を前記カートリッジ交換方式のリチウムシリケートから取り出し可能にした輸送装置と、
を具備したことを特徴とするＣＯ２流通システム。
【請求項６】
ガスを導入可能な管体の途中に設けられ、ＣＯ２生産システム又はＣＯ２起源製品供給システムからのＣＯ２又は燃焼前燃料からのＣＯ２を、所定温度以上の温度域で既に吸収されたＣＯ２を放出する最小機能単位のリチウムシリケート本体と、前記リチウムシリケート本体を取り出し可能に収納したリチウムシリケート収納容器とを備えたカートリッジ交換方式のリチウムシリケートと、
前記カートリッジ交換方式のリチウムシリケートを安全・安定的に運搬・保管が可能で、かつ必要時に必要量のＣＯ２を前記カートリッジ交換方式のリチウムシリケートから取り出し可能にした輸送装置と、
を具備したことを特徴とするＣＯ２流通システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートリッジ交換方式のリチウムシリケート及びＣＯ２流通システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＯ２を分離回収する方法として化学吸収法が有る。その一例として、例えばアミン系水溶液を使用し、この水溶液に低温状態の排ガスを接触させて炭酸ガスを気化させて分離する方法がある（特許文献１参照）。これは、図７に示すように、材料製造プロセスは有機物の合成となるものの困難ではなく、完全にＣＯ２を分離できると言うメリットがあるが、ＣＯ２の吸収能力（体積当たりどれだけＣＯ２を吸収できるか）が２０倍から３０倍と低く、また動作温度が室温付近と低いことから、ＣＯ２を大量に処理する上では十分ではない。
【０００３】
また、従来物理吸着法として例えばゼオライトを炭酸ガス吸着剤として使用する方法がある（特許文献２参照）が、これは図７に示すように、材料製造プロセスは通常のセラミックス合成プロセスで容易でＣＯ２のみを分離できると言うメリットを有するが、動作温度が室温付近と低く、かつ吸収能力が７０倍から８０倍と低いことから、ＣＯ２を大量に処理する上では十分ではない。
【０００４】
さらに、ＣＯ２の吸着材として酸化ジルコニウム（特許文献３参照）や、リチウムシリケート（特許文献４参照）があり、これらは前述の特許文献１、２で述べた問題点を改善できる。
【特許文献１】特開平１１−１１６２２３号公報
【特許文献２】特開平１１−２６２６３１号公報
【特許文献３】特開２００２−１１３２６号公報
【特許文献４】特許第３３９６４２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した特許文献１から４にあっても、簡素な構成でありながらＣＯ２を大量に吸出可能で、その吸収されたＣＯ２を必要な用途に放出（供給）可能なＣＯ２流通システムの開発が望まれている。
【０００６】
本発明は、このような要望を満足するリチウムシリケート及びＣＯ２流通システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、ガスを導入可能な管体の途中に設けられ、ＣＯ２排出システムからのＣＯ２又は燃焼前燃料からのＣＯ２を、所定温度未満の温度域で吸収して炭酸リチウムを生成する最小機能単位のリチウムシリケート本体と、
前記リチウムシリケート本体を取り出し可能に収納したリチウムシリケート収納容器と、
を具備したカートリッジ交換方式のリチウムシリケートである。
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項２に対応する発明は、ガスを導入可能な管体の途中に設けられ、ＣＯ２排出システムからのＣＯ２又は燃焼前燃料からのＣＯ２を、所定温度以上の温度域で既に吸収されたＣＯ２を放出する最小機能単位のリチウムシリケート本体と、
前記リチウムシリケート本体を取り出し可能に収納したリチウムシリケート収納容器と、
を具備したカートリッジ交換方式のリチウムシリケートである。
【０００９】
前記目的を達成するため、請求項３に対応する発明は、ガスを導入可能な管体の途中に設けられ、ＣＯ２排出システムからのＣＯ２又は燃焼前燃料からのＣＯ２を、所定温度未満の温度域で吸収して炭酸リチウムを生成するか、または前記所定温度以上の温度域で既に吸収されたＣＯ２を放出する最小機能単位のリチウムシリケート本体と、前記リチウムシリケート本体を取り出し可能に収納したリチウムシリケート収納容器とを具備したカートリッジ交換方式のリチウムシリケートである。
【００１０】
前記目的を達成するため、請求項５に対応する発明は、ガスを導入可能な管体の途中に設けられ、ＣＯ２排出システムからのＣＯ２又は燃焼前燃料からのＣＯ２を、所定温度未満の温度域で吸収して炭酸リチウムを生成する最小機能単位のリチウムシリケート本体と、前記リチウムシリケート本体を取り出し可能に収納したリチウムシリケート収納容器を備えたカートリッジ交換方式のリチウムシリケートと、前記カートリッジ交換方式のリチウムシリケートを安全・安定的に運搬・保管が可能で、かつ必要時に必要量のＣＯ２を前記カートリッジ交換方式のリチウムシリケートから取り出し可能にした輸送装置とを具備したことを特徴とするＣＯ２流通システムである。
【００１１】
前記目的を達成するため、請求項６に対応する発明は、ガスを導入可能な管体の途中に設けられ、ＣＯ２生産システム又はＣＯ２起源製品供給システムからのＣＯ２又は燃焼前燃料からのＣＯ２を、所定温度以上の温度域で既に吸収されたＣＯ２を放出する最小機能単位のリチウムシリケート本体と、前記リチウムシリケート本体を取り出し可能に収納したリチウムシリケート収納容器とを備えたカートリッジ交換方式のリチウムシリケートと、
前記カートリッジ交換方式のリチウムシリケートを安全・安定的に運搬・保管が可能で、かつ必要時に必要量のＣＯ２を前記カートリッジ交換方式のリチウムシリケートから取り出し可能にした輸送装置とを具備したことを特徴とするＣＯ２流通システムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡素な構成でありながらＣＯ２を大量に吸出可能で、その吸収されたＣＯ２を必要な用途に放出（供給）可能なリチウムシリケート及びＣＯ２流通システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態を説明するための概略システム図である。図１に示すようにガスを導入可能な管体の途中に設けられ、ＣＯ２排出システム例えばＣＯ２排出工場１０からのＣＯ２又は燃焼前燃料からのＣＯ２を、所定温度例えば７００℃未満の温度域で吸収して炭酸リチウムを生成するＣＯ２吸収装置１が配設されている。
【００１５】
ＣＯ２吸収装置１として、図５及び図６に示すように最小機能単位のリチウムシリケート本体１２２と、リチウムシリケート本体１２２を取り出し可能に収納したリチウムシリケート収納容器１２１を備えたカートリッジ交換方式のリチウムシリケート１２を備えている。ＣＯ２吸収装置１には、ガスを導入可能な管体１１の途中に開口部が形成され、この開口部に図示しない窓が開閉可能に設けられている。この開口部内部には、複数のリチウムシリケート１２が収納可能に構成されている。そして、その開口部を有する管体１１の外周面に温度を例えば７００℃未満、７００℃以上に設定するため加熱手段１３が配設されている。
【００１６】
さらに、カートリッジ交換方式のリチウムシリケート１２を安全・安定的に運搬・保管が可能で、かつ必要時に必要量のＣＯ２をカートリッジ交換方式のリチウムシリケート１２から取り出し可能にした輸送装置例えばトラック４０を具備している。
【００１７】
ここで、リチウムシリケートは、ＣＯ２と可逆的に反応するリチウム含有酸化物であり、具体的には例えばリチウムシリケート(Ｌｉ４ＳｉＯ４)４からなり、Ｌｉ２ＯとＳｉＯ２の２種類の酸化物が混じったセラミックスで、ある程度使用すると交換する必要がある。
【００１８】
リチウムシリケート(Ｌｉ４ＳｉＯ４)４は、図２に示すように例えば７００℃未満の温度域でＣＯ２を吸収して炭酸リチウムＬｉ２ＣＯ３を生成し、また該吸収後、７００℃以上に加熱すると、炭酸リチウム(Ｌｉ２ＣＯ３)０１が熱分解し、ＣＯ２を放出するものである。
【００１９】
ここで、リチウムシリケート４の物理的・化学的特性について、説明する。リチウムシリケート本体は、気孔率が体積４０％の多孔質体で、次のようになっている。リチウムシリケート粒子は、密度が例えば２.４ｇ／ｃｍ３で、結晶構造が単斜晶で、粒子サイズが１から５ミクロンであり、その形状は白色粉末で、リチウムシリケートの最小機能単位が
図６のようにペレット状あるいは顆粒、これ以外の様々な形でも可能である。ＣＯ２の吸収能力は、リチウムシリケート粒子が例えば１２０ｇ（＝５０ｃｍ３）で、ＣＯ２を１ｍｏｌ（＝２２．４Ｌ）吸収する。  
リチウムシリケート４は、従来の既存のＣＯ２の分離技術に比べて、動作温度範囲が室温から７００℃と幅広く、ＣＯ２の吸収能力が優れ、ガス選択性が窒素、水素に対して完全にＣＯ２のみを分離でき、材料製造プロセスも通常のセラミックス合成プロセスで容易に可能である。
【００２０】
従来の既存のＣＯ２の分離技術として、図７に示すようにゼオライト物理吸着法と、アミン液体による化学吸収法と、無機膜法があり、これらの動作温度はそれぞれ、室温付近、室温付近、３５０℃が目標であり、また吸収能力は本発明の技術では約５００倍であるのに対してこれらはそれぞれ７０倍から８０倍、２０倍から３０倍、無機膜法は原理が異なるため比較は不可である。ガス選択性については、前述の従来の各法は、それぞれＣＯ２のみを分離でき、完全にＣＯ２のみを分離でき、温度高いほど選択性が低下し(３００℃以上では１０％程度の窒素も混入してしまう)、さらに材料製造プロセスは前述の従来の各法は、それぞれ通常のセラミックス合成プロセスで容易、有機物の合成となるものの困難ではない、微細孔を有する薄膜作成のため困難が多い。
【００２１】
リチウムシリケートは、図３のようにＣＯ２の吸収・放出反応を繰り返すことができるため、「ＣＯ２除去ニーズ」、「ＣＯ２利用ニーズ」双方のニーズを結ぶ、様々活用が可能となる。具体的には、除去ニーズとしては地球温暖化対策(火力発電所・工場設備)、化学反応の促進(メタン・ガソリン等の改質)、空気浄化である。利用ニーズとしては、溶接、冷却・ドライアイス、炭酸飲料・ビール、ハウス栽培、石油・メタンの増進回収、消火薬剤である。
【００２２】
図３において、Ｔ１は７００℃、Ｔ２は８５０℃のときのＣＯ２の重量比の変化を示す図である。このことから、リチウムシリケートの重量を測定するだけで、ＣＯ２の放出量（排出量）及び吸入量が容易に把握できる。
【００２３】
図８は、本発明の第２のＣＯ２流通システムの第２の実施形態の概略システムであり、
これはＣＯ２の排出量に基づくＣＯ２排出権と、このＣＯ２排出権を金銭（キャッシュ）に換算して取引を行う場合の例である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のＣＯ２流通システムの第１の実施形態の概略システム図。
【図２】図１のＣＯ２吸収装置及びＣＯ２放出装置の原理を説明するための図。
【図３】図２のリチウムシリケートの重量比と時間の関係を示す図。
【図４】図２のリチウムシリケートの空隙率を説明するための図。
【図５】図１のＣＯ２吸収装置及びＣＯ２放出装置の一例を説明するための図。
【図６】図５のリチウムシリケートを説明するための図。
【図７】本発明のリチウムシリケートと従来のＣＯ２の分離技術の比較を説明するための図。
【図８】本発明のＣＯ２流通システムの第２の実施形態の概略システム図。
【符号の説明】
【００２５】
１、２、５…ＣＯ２吸収装置、３、６…ＣＯ２放出装置、４、7…リチウムシリケート、１０…ＣＯ２排出工場、２０…ＣＯ２生産工場、３０…ＣＯ２起源製品工場、４０…自動車、０１…炭酸リチウム、１１…管体、１２…リチウムシリケート、１３…加熱装置、１２１…リチウムシリケート収納容器、１２２…リチウムシリケート本体。
【図１】
2007160153.tif 000003
【図２】
2007160153.tif 000004
【図３】
2007160153.tif 000005
【図４】
2007160153.tif 000006
【図５】
2007160153.tif 000007
【図６】
2007160153.tif 000008
【図７】
2007160153.tif 000009
【図８】
2007160153.tif 000010