JPH0524817A

JPH0524817A - 二酸化炭素ハイドレート化装置

Info

Publication number: JPH0524817A
Application number: JP3199802A
Authority: JP
Inventors: Masao Nakatani; 正雄中谷; Nobuo Nishida; 信雄西田; Nobutaka Yamagishi; 伸考山岸; Yuji Kameda; 雄二亀田; Tsutomu Kato; 勉加藤; Akira Hayashi; 晃林; Tetsuo Shibagaki; 鉄夫柴垣
Original assignee: Hokuriku Electric Power Co; Sugino Machine Ltd
Current assignee: Hokuriku Electric Power Co; Sugino Machine Ltd
Priority date: 1991-07-16
Filing date: 1991-07-16
Publication date: 1993-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】二酸化炭素の海洋貯留を行なうにあたって、
水深３０００ｍ程度の海底で効率良く液化二酸化炭素の
ハイドレート化を行なうことのできる装置を提供する。【構成】運搬船１は液化二酸化炭素が装填されるタン
クを有し、このタンクには先端にノズル３（エジェクタ
式等）を設けた導管２が接続されている。運搬船１が所
定の海域に達した段階で、導管２をその端部が海底４付
近に達するように伸長させ、運搬船１に設置されたポン
プ等で導管２内に液化二酸化炭素を送り込むと、ノズル
３から液化二酸化炭素５が噴射される。これにより、液
化二酸化炭素５と周囲の海水とが攪はんされることにな
り、液化二酸化炭素５がハイドレート化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二酸化炭素の固定化技
術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地球温暖化現象の一要因として化石燃料
の大量消費に伴なう大気中の二酸化炭素の増加が挙げら
れ、その分離・固定化技術の確立が急務とされている。
二酸化炭素の固定化技術としては、海洋生物，植物，微
生物等による生物を利用する方法、光化学，半導体，光
触媒，電気化学，接触水素化反応や高分子有機合成によ
る化学的方法、海洋・地中への貯留等の方法があり、そ
れぞれ実用化研究が行なわれている。

【０００３】このうち海洋貯留法は、液化させた二酸化
炭素を水深３０００ｍ付近の海底に送り込み、周囲の水
とハイドレート（水和包接化合物）を生成させ、安定的
に海底に貯蔵しようとするものである。液化二酸化炭素
のハイドレート化は、現在のところ、実験的に、海水と
液化二酸化炭素を高圧容器内に入れてプロペラの回転や
容器の上下動によって両者を攪はんすることにより行な
われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の二酸化炭素の海洋貯留技術においては、次のよ
うな問題点がある。つまり、水深２５００ｍ以下では液
化二酸化炭素の密度が海水よりも大きくなるため、水深
３０００ｍ付近の海底に送り込まれた液化二酸化炭素は
ハイドレート化されなくとも永久に浮上せず海底に堆積
された状態になるが、ハイドレート化されないまま海底
に堆積された液化二酸化炭素は、周囲の海水に溶けだし
て海水のＰＨを下げ、また、液化二酸化炭素自体も海底
環境に少なからず影響を与えると推定される。

【０００５】従って、液化二酸化炭素の海洋貯留にあた
っては、その浮上が防止される深さの海底に液化二酸化
炭素を送り込むだけでなく、送り込まれた液化二酸化炭
素を効率良く確実にハイドレート化する必要がある。

【０００６】しかしながら、これまで実験段階で採用し
ていたハイドレート化の方法（プロペラの回転や容器の
上下動によって液化二酸化炭素と海水を攪はんしてハイ
ドレート化する方法）は、動力源や攪はん機構の点で水
深３０００ｍ付近で実施することは困難であり、実用に
適さない。

【０００７】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
のであり、海底付近において、液化二酸化炭素を効率良
くハイドレート化し、海底環境に影響を与えることなく
二酸化炭素の海洋貯留を行なうことのできる二酸化炭素
ハイドレート化装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の二酸化炭素ハイ
ドレート化装置は、二酸化炭素を海洋貯留する際に用い
られ、上記の課題を達成するために、液化された二酸化
炭素を海洋に輸送する輸送手段と、この輸送手段によっ
て運ばれた液化二酸化炭素を海底付近の海水中に噴射す
る噴射手段とを備えたものである。

【０００９】

【作用】本発明においては、液化された二酸化炭素は運
搬船等の輸送手段によって所定の海域まで運ばれ、噴射
手段によって海底付近の海水中に噴射される。これによ
り、噴射口付近において液化二酸化炭素と周囲の海水と
の攪はんが実現されて両者が混じりあうことになり、液
化二酸化炭素は効率良くハイドレート化される。

【００１０】液化二酸化炭素の海底付近での噴射は、具
体的には、端部にノズルを設けた導管を海底付近まで延
ばし、運搬船等に設置したポンプ等で導管内に液化二酸
化炭素を送り込めば良い。ノズル内部と海中との圧力差
は、圧力差が大きい程液化二酸化炭素の噴射速度が増加
して高い攪はん効果が得られるが、本願発明者らの実験
によれば、ノズル径（細孔内径）０．３ｍｍの場合、圧
力差２０ｋｇｆ／ｃｍ² 程度で充分な攪はん効果が得ら
れ、二酸化炭素のハイドレートが生成された。

【００１１】ノズルの形状については特に限定されるも
のではないが、液化二酸化炭素と海水との攪はん効果を
向上させるためには、エジェクタ式のノズルを用いると
良い。また、実用に際して大量の液化二酸化炭素をハイ
ドレート化することを考えた場合、導管端部に多数のノ
ズルを設けることが望ましい。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本実施例による二酸化炭素ハイドレート
化装置の概略的な構成を示す模式図である。図におい
て、運搬船１は、液化二酸化炭素が装填される高圧冷却
タンクを有し、所定の海域まで液化二酸化炭素を輸送す
る。運搬船１のタンクには伸縮可能な導管２が接続され
ており（運搬船１の航海中は導管２は船体に収納され
る）、所定の海域に達した段階で水深３０００ｍ程度の
海底付近に先端が達するように導管２が伸長される。

【００１３】導管２の先端にはノズル３（後述）が設け
られており、運搬船１上に設置されたポンプ（図示せ
ず）によって導管２内に液化二酸化炭素が送り込まれる
ことにより、ノズル３から液化二酸化炭素が噴射され
る。海水中に噴出された液化二酸化炭素５は周囲の海水
と混合されてハイドレート化され、海底４に堆積する。

【００１４】次に、導管２の先端に設けるノズル３の具
体例について説明する。まず、図２(a) のノズルは、筒
状の導管２端部において内径を急激に縮小して先端部に
細孔を設けた先細ノズルであり、紙面左側から送り込ま
れた液化二酸化炭素５は導管２の端部での流路断面積の
減少によって流速が増大し、海水中に勢い良く噴出され
る。

【００１５】図２(b) のノズルは、筒状の導管２の先端
よりいくらか手前で内径を急激に絞って細孔を設け、細
孔から導管２先端にかけて再び内径を広げた末広ノズル
である。紙面左側から送り込まれた液化二酸化炭素５は
細孔部で流速が増大されて海水中に噴射されるが、図２
(b) の例では末広部分で噴射方向が制限され、図に示さ
れるように海水６が末広部分内に巻き込まれるような状
態となり、液体二酸化炭素５と海水６との攪はんが促進
される。

【００１６】図２(c) のノズルはエジェクタ式のノズル
であり、導管２端部で急激に管径を縮小させた先細ノズ
ル３ａの外側に、先細ノズル３ａの外面と対向するよう
に、先細ノズル３ａの外径より大きな内径をもつ拡り管
３ｂを配置したものである。このようなエジェクタ式の
ノズルにおいて、紙面左側から送りこまれた液化二酸化
炭素５が先細ノズル３ａから噴出すると、噴出口付近の
圧力が低下して拡り管内が負圧となる。これにより、図
に示されるように周囲の海水６が拡り管３ｂ内に吸い込
まれ、紙面右側の拡り管３ｂの筒状部（管径が一定の部
分）で液化二酸化炭素と海水が混合されて放出される。
図２(c) のようになエジェクタ方式のノズルを用いる
と、図２(a) ，(b) の汎用型のノズルに比べてより高い
攪はん効果が得られる。

【００１７】更に、図３(a) ，(b) 、図４(a) ，(b) は
導管２端部に複数のノズルを設けた例を示すものであ
る。まず、図３（(a) は導管先端部の縦断面図、(b) は
(a) の導管のＡＡ’矢視図）においては、筒状の導管２
の端面に複数の先細ノズル（図の例では５個）３ｃ，３
ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇが設けられており、紙面左側から
送り込まれた液化二酸化炭素５は各ノズル３ｃ〜３ｇの
細孔から噴出される。このように、複数のノズルを設け
ることによって液化二酸化炭素と海水との接触面積が増
加し、より効率的に液化二酸化炭素のハイドレート化が
行なわれる。

【００１８】図４（(a) は導管先端部の縦断面図、(b)
は(a) の導管のＢＢ’矢視図）においては、導管２の半
径方向に軸が合致するようにノズルが配置されており、
図の例では導管２端部の５つの横断面にそれぞれ十文字
に４個のノズル３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｌが設けられてい
る。このようなノズルの配置をとると、紙面左側から送
り込まれた液化二酸化炭素５は導管２側面に開口された
各ノズルから噴射されるが、その際、同軸上のノズル
（３ｉと３ｊ，３ｋと３ｌ）の反力が相殺されることに
なり、液化二酸化炭素５噴射時の導管２のぶれを抑制す
ることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、海底
付近に液化二酸化炭素を送り込んで海水中に噴射させる
構成をとっているので、液化二酸化炭素が浮上しない深
さ（水深３０００ｍ程度）において、液化二酸化炭素と
海水の攪はんを実現でき、液化二酸化炭素を効率良くハ
イドレート化することができる。従って、本発明による
二酸化炭素ハイドレート化装置を用いれば、海底環境に
影響をもたらすことなく、二酸化炭素の海洋貯留による
固定化を行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明実施例による二酸化炭素ハイドレ
ート化装置の概略的な構成を示す模式図である。

【図２】図２(a) ，(b) ，(c) は、それぞれ図１の二酸
化炭素ハイドレート化装置で好ましく用いられるノズル
の例を示す断面図である。

【図３】図３(a) は複数のノズルの配置例を示す導管端
部の縦断面図、図３(b) は図３(a) のＡＡ’矢視図であ
る。

【図４】図４(a) は複数のノズルの別の配置例を示す導
管端部の縦断面図、図４(b) は図４(a) のＢＢ’矢視図
である。

【符号の説明】

１運搬船２導管３ノズル４海底５液化二酸化炭素６海水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者亀田雄二富山県富山市蓮町中央通り563−３ (72)発明者加藤勉富山県婦負郡細入村猪谷480 (72)発明者林晃富山県富山市北代4188−７ (72)発明者柴垣鉄夫富山県富山市西番48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二酸化炭素を海洋貯留する際に用いられ
る二酸化炭素ハイドレート化装置において、液化された
二酸化炭素を海洋に輸送する輸送手段と、該輸送手段に
よって運ばれた液化二酸化炭素を海底付近の海水中に噴
射する噴射手段とを有することを特徴とする二酸化炭素
ハイドレート化装置。
【請求項２】前記噴射手段として、複数のノズルを備
えたことを特徴とする請求項１の二酸化炭素ハイドレー
ト化装置。
【請求項３】前記噴射手段として、エジェクター式の
ノズルを備えたことを特徴とする請求項１の二酸化炭素
ハイドレート化装置。
【請求項４】前記噴射手段として、単一のノズルを備
えたことを特徴とする請求項１の二酸化炭素ハイドレー
ト化装置。