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公開番号2025115846
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2024010536
出願日2024-01-26
発明の名称二酸化炭素固定化システム及び二酸化炭素固定化方法
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人
主分類B01D 53/22 20060101AFI20250731BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】炭酸塩を生成して二酸化炭素を固定する際、反応時間を抑制しつつ、余剰な二酸化炭素を抑制可能な二酸化炭素固定化システムを提供する。
【解決手段】二酸化炭素を選択的に透過させる分離膜モジュールを用いて、第1のガスから当該第1のガスよりも二酸化炭素を高濃度に含む第2のガスを分離して取り出す二酸化炭素回収装置と、二酸化炭素回収装置から取り出された第2のガス中の二酸化炭素とアルカリ土類化合物とを反応させて炭酸塩を生成する炭酸塩生成装置と、第2のガス中の二酸化炭素濃度を検出するセンサと、を備えた二酸化炭素固定化システムである。二酸化炭素回収装置において、分離膜モジュールが多段接続可能に複数設けられており、センサによって検出された二酸化炭素濃度を、所定の目標濃度範囲に維持するように、分離膜モジュールの接続段数を切り換える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
二酸化炭素を選択的に透過させる分離膜モジュールを用いて、第１のガスから当該第１のガスよりも二酸化炭素を高濃度に含む第２のガスを分離して取り出す二酸化炭素回収装置と、
前記二酸化炭素回収装置から取り出された前記第２のガス中の二酸化炭素とアルカリ土類化合物とを反応させて炭酸塩を生成する炭酸塩生成装置と、
前記第２のガス中の二酸化炭素濃度を検出するセンサと、を備え、
前記二酸化炭素回収装置において、前記分離膜モジュールが多段接続可能に複数設けられており、
前記センサによって検出された前記二酸化炭素濃度を、所定の目標濃度範囲に維持するように、前記分離膜モジュールの接続段数を切り換える、
二酸化炭素固定化システム。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記センサによって検出された前記二酸化炭素濃度が、前記所定の目標濃度範囲よりも低い場合、前記分離膜モジュールの接続段数を増やし、前記所定の目標濃度範囲よりも高い場合、前記分離膜モジュールの接続段数を減らす、
請求項１に記載の二酸化炭素固定化システム。
【請求項３】
前記アルカリ土類化合物が、焼却灰又はスラグ又は海水に含まれる、
請求項１又は２に記載の二酸化炭素固定化システム。
【請求項４】
二酸化炭素を選択的に透過させる分離膜モジュールを用いて、第１のガスから当該第１のガスよりも二酸化炭素を高濃度に含む第２のガスを分離して取り出す工程と、
取り出した前記第２のガス中の二酸化炭素とアルカリ土類化合物とを反応させて炭酸塩を生成する工程と、を備えた二酸化炭素固定化方法であって、
前記第２のガスを分離して取り出す工程において、
取り出した前記第２のガス中の二酸化炭素濃度を検出し、
検出した前記二酸化炭素濃度を、所定の目標濃度範囲に維持するように、多段接続可能に複数設けられた前記分離膜モジュールの接続段数を切り換える、
二酸化炭素固定化方法。
【請求項５】
検出した前記二酸化炭素濃度が、前記所定の目標濃度範囲よりも低い場合、前記分離膜モジュールの接続段数を増やし、前記所定の目標濃度範囲よりも高い場合、前記分離膜モジュールの接続段数を減らす、
請求項４に記載の二酸化炭素固定化方法。
【請求項６】
前記アルカリ土類化合物が、焼却灰又はスラグ又は海水に含まれる、
請求項４又は５に記載の二酸化炭素固定化方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、二酸化炭素固定化システム及び二酸化炭素固定化方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素（以下、ＣＯ
２
とも記載する）を削減する技術として、大気中のＣＯ
２
を直接回収する直接空気回収技術（ＤＡＣ：Direct Air Capture）が知られている。特許文献１には、大気中のＣＯ
２
を吸収液に吸収させて回収する化学吸収法を用いた直接空気回収技術が開示されている。
回収されたＣＯ
２
は、例えばアルカリ土類化合物と反応して炭酸塩を生成することによって固定化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１３１８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１等に開示された化学吸収法では、ＣＯ
２
を吸収させた吸収液からＣＯ
２
を取り出すために、大きなエネルギーを要することが知られている。
そこで、発明者らは、化学吸収法よりもエネルギー効率に優れる膜分離法を検討している。膜分離法では、ガス中のＣＯ
２
を選択的に透過させる分離膜を用いて、ＣＯ
２
をより高濃度に含むガスを取り出す。
【０００５】
ここで、膜分離法によって取り出したガス中のＣＯ
２
が低過ぎると、炭酸塩を生成してＣＯ
２
を固定する際、反応時間が長くなる。他方、取り出したガス中のＣＯ
２
が高過ぎると、炭酸塩を生成してＣＯ
２
を固定する際、アルカリ土類化合物と反応しない余剰なＣＯ
２
が再び大気中に解放される虞があった。
【０００６】
本開示は、このような事情に鑑みなされたものであって、炭酸塩を生成して二酸化炭素を固定する際、反応時間を抑制しつつ、余剰な二酸化炭素を抑制可能な二酸化炭素固定化システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る二酸化炭素固定化システムは、
二酸化炭素を選択的に透過させる分離膜モジュールを用いて、第１のガスから当該第１のガスよりも二酸化炭素を高濃度に含む第２のガスを分離して取り出す二酸化炭素回収装置と、
前記二酸化炭素回収装置から取り出された前記第２のガス中の二酸化炭素とアルカリ土類化合物とを反応させて炭酸塩を生成する炭酸塩生成装置と、
前記第２のガス中の二酸化炭素濃度を検出するセンサと、を備え、
前記二酸化炭素回収装置において、前記分離膜モジュールが多段接続可能に複数設けられており、
前記センサによって検出された前記二酸化炭素濃度を、所定の目標濃度範囲に維持するように、前記分離膜モジュールの接続段数を切り換える。
【０００８】
本開示に係る二酸化炭素固定化方法は、
二酸化炭素を選択的に透過させる分離膜モジュールを用いて、第１のガスから当該第１のガスよりも二酸化炭素を高濃度に含む第２のガスを分離して取り出す工程と、
取り出した前記第２のガス中の二酸化炭素とアルカリ土類化合物とを反応させて炭酸塩を生成する工程と、を備えた二酸化炭素固定化方法であって、
前記第２のガスを分離して取り出す工程において、
取り出した前記第２のガス中の二酸化炭素濃度を検出し、
検出した前記二酸化炭素濃度を、所定の目標濃度範囲に維持するように、多段接続可能に複数設けられた前記分離膜モジュールの接続段数を切り換える。
【０００９】
本開示に係る一態様では、取り出した第２のガス中の二酸化炭素濃度を検出し、検出した二酸化炭素濃度を、所定の目標濃度範囲に維持するように、多段接続可能に複数設けられた分離膜モジュールの接続段数を切り換える。そのため、炭酸塩を生成して二酸化炭素を固定する際、第２のガス中の二酸化炭素濃度を所定の目標濃度範囲に維持でき、反応時間を抑制しつつ、余剰な二酸化炭素を抑制できる。
【００１０】
検出した前記二酸化炭素濃度が、前記所定の目標濃度範囲よりも低い場合、前記分離膜モジュールの接続段数を増やし、前記所定の目標濃度範囲よりも高い場合、前記分離膜モジュールの接続段数を減らしてもよい。
また、前記アルカリ土類化合物が、焼却灰又はスラグ又は海水に含まれるものでもよい。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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