特許ウォッチ

公開番号2025130765
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-09
出願番号2024028031
出願日2024-02-28
発明の名称二酸化炭素液化システム
出願人JFEエンジニアリング株式会社
代理人個人
主分類F25J 1/00 20060101AFI20250902BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を低エネルギーで液化できる二酸化炭素液化システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る二酸化炭素液化システム1は、水を駆動流体とし、二酸化炭素含有ガスを吸引流体とする水エジェクタ40と、水エジェクタ40の後流に設けられ、水及び二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラム10と、水ドラム10のガス層の二酸化炭素含有ガスを排出する水ドラム出口ガスライン81と、水ドラム出口ガスライン81に設けられ、二酸化炭素含有ガスを除湿する除湿装置50と、除湿装置50によって除湿された二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素分離膜60と、二酸化炭素分離膜60によって二酸化炭素が濃縮された二酸化炭素含有ガスを冷却することで二酸化炭素を液化する二酸化炭素凝縮器110及び液化二酸化炭素ドラム120を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水を駆動流体とし、二酸化炭素含有ガスを吸引流体とする水エジェクタと、
前記水エジェクタの後流に設けられ、水及び二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラムと、
該水ドラムのガス層の二酸化炭素含有ガスを排出する水ドラム出口ガスラインと、
該水ドラム出口ガスラインに設けられ、前記二酸化炭素含有ガスを除湿する二酸化炭素含有ガス除湿装置と、
前記二酸化炭素含有ガス除湿装置によって除湿された二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、
前記二酸化炭素濃縮装置によって二酸化炭素が濃縮された二酸化炭素含有ガスを冷却することで二酸化炭素を液化する二酸化炭素液化装置と、を有することを特徴とする二酸化炭素液化システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
水を駆動流体とし、二酸化炭素含有ガスを吸引流体とする水エジェクタと、
前記水エジェクタの後流に設けられ、水及び二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラムと、
前記エジェクタに受け入れられる二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、
前記水ドラムのガス層の二酸化炭素含有ガスを排出する水ドラム出口ガスラインと、
該水ドラム出口ガスラインに設けられ、前記二酸化炭素含有ガスを除湿する二酸化炭素含有ガス除湿装置と、
前記二酸化炭素含有ガス除湿装置によって除湿された二酸化炭素含有ガスを冷却することで二酸化炭素を液化する二酸化炭素液化装置と、を有することを特徴とする二酸化炭素液化システム。
【請求項３】
前記二酸化炭素濃縮装置は、前流と後流との差圧を駆動力として二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を優先的に透過させる二酸化炭素分離膜を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の二酸化炭素液化システム。
【請求項４】
前記二酸化炭素濃縮装置は、二酸化炭素を優先的に吸着及び脱着する二酸化炭素吸着材を有し、
前記二酸化炭素液化装置は、
前記二酸化炭素濃縮装置によって生成された高濃度二酸化炭素含有ガスが冷却されて生成された液化二酸化炭素を駆動流体とし、前記二酸化炭素濃縮装置によって生成された高濃度二酸化炭素含有ガスを吸引流体とする液化二酸化炭素エジェクタと、
該液化二酸化炭素エジェクタの後流に配設され、前記高濃度二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素が凝縮した液化二酸化炭素及び駆動流体の前記液化二酸化炭素を一時的に貯留する液化二酸化炭素ドラムと、を有することを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素液化システム。
【請求項５】
前記二酸化炭素含有ガス除湿装置と前記二酸化炭素液化装置との間に配設され、前記二酸化炭素含有ガス除湿装置によって除湿された二酸化炭素含有ガスから、二酸化炭素を優先的に吸着及び脱着する二酸化炭素吸着材を有する二酸化炭素吸着装置を有し、
前記二酸化炭素液化装置は、
前記二酸化炭素濃縮装置によって生成された高濃度二酸化炭素含有ガスが冷却されて生成された液化二酸化炭素を駆動流体とし、前記二酸化炭素吸着装置の前記二酸化炭素吸着材から脱着された高濃度二酸化炭素含有ガスを吸引流体とする液化二酸化炭素エジェクタと、
該液化二酸化炭素エジェクタの後流に配設され、前記高濃度二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素が凝縮した液化二酸化炭素及び駆動流体の前記液化二酸化炭素を一時的に貯留する液化二酸化炭素ドラムと、を有することを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素液化システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素を液化する二酸化炭素液化システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ＣＣＳ（Carbon dioxide Capture and Storage；二酸化炭素回収・貯留技術）やＣＣＵ（Carbon dioxide capture and utilization；二酸化炭素回収・有効利用技術）のための貯蔵や運搬を目的として、気体の二酸化炭素を液化させる技術が求められている。
二酸化炭素は、温度が低いほど低い圧力で液化できるため、低温で液化できれば圧縮動力を低減できるが、最低でも0.42MPaGの圧力が必要とされている。
【０００３】
この点、特許文献１には、空気深冷分離ユニットの冷熱の一部を利用して二酸化炭素を液化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５９３２１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では圧力については言及がないため、最低でも0.42MPaGの圧力まで昇圧していると考えられ、空気深冷分離ニットが併設されていないと実現できない点で、商用化が困難である。
【０００６】
また、二酸化炭素の単成分ガスを入手することが前提となっているため、例えば排ガスのように他のガス中に二酸化炭素が含有しているような二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を分離することが必要となる。
しかし、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を分離する工程で多大なエネルギーを消費しては省エネとならず二酸化炭素回収とは矛盾してしまうため、二酸化炭素含有ガスからの二酸化炭素の分離まで含めて低エネルギーのプロセスが求められている。
【０００７】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を低エネルギーで液化できる二酸化炭素液化システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係る二酸化炭素液化システムは、水を駆動流体とし、二酸化炭素含有ガスを吸引流体とする水エジェクタと、
前記水エジェクタの後流に設けられ、水及び二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラムと、
該水ドラムのガス層の二酸化炭素含有ガスを排出する水ドラム出口ガスラインと、
該水ドラム出口ガスラインに設けられ、前記二酸化炭素含有ガスを除湿する二酸化炭素含有ガス除湿装置と、
前記二酸化炭素含有ガス除湿装置によって除湿された二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、
前記二酸化炭素濃縮装置によって二酸化炭素が濃縮された二酸化炭素含有ガスを冷却することで二酸化炭素を液化する二酸化炭素液化装置と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
（２）また、本発明に係る二酸化炭素液化システムは、水を駆動流体とし、二酸化炭素含有ガスを吸引流体とする水エジェクタと、
前記水エジェクタの後流に設けられ、水及び二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラムと、
前記エジェクタに受け入れられる二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、
前記水ドラムのガス層の二酸化炭素含有ガスを排出する水ドラム出口ガスラインと、
該水ドラム出口ガスラインに設けられ、前記二酸化炭素含有ガスを除湿する二酸化炭素含有ガス除湿装置と、
前記二酸化炭素含有ガス除湿装置によって除湿された二酸化炭素含有ガスを冷却することで二酸化炭素を液化する二酸化炭素液化装置と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記二酸化炭素濃縮装置は、前流と後流との差圧を駆動力として二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を優先的に透過させる二酸化炭素分離膜を有することを特徴とするものである。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許