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公開番号2025155212
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2024058892
出願日2024-04-01
発明の名称二酸化炭素回収システム
出願人株式会社 E&E SYSTEM,個人
代理人個人
主分類F25J 1/00 20060101AFI20251006BHJP(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】簡便でコンパクトな構成で二酸化炭素の分離、回収及び液化貯蔵を高効率に実現することができる二酸化炭素回収システムを提供する。
【解決手段】二酸化炭素を含有する原料ガスから二酸化炭素を選択的に分離して回収する分離回収装置2と、分離回収装置2で分離回収された二酸化炭素を液化して容器36に貯蔵する液化貯蔵装置3と、を具備し、液化貯蔵装置3は、分離回収装置2で分離回収された二酸化炭素を冷却して液化するスターリング冷凍機24を有する。これにより、二酸化炭素を高圧に圧縮する高価な多段圧縮式の高圧圧縮機や、低温に冷却する複雑で高価な多段式や多元式冷凍機等を使用することなく、高性能な低温冷却が可能なスターリングサイクルを利用した簡便な装置構成で、原料ガスから二酸化炭素を効率良く分離回収し、分離回収された二酸化炭素を高効率に液化貯蔵することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
二酸化炭素を含有する原料ガスの前記二酸化炭素を液化して容器に貯蔵する液化貯蔵装置を具備し、
前記液化貯蔵装置は、圧縮機で昇圧された前記原料ガスを貯留する高圧タンクに着脱自在に接続され前記高圧タンクから供給される前記原料ガスをスターリング冷凍機で冷却して前記二酸化炭素を液化して貯蔵することを特徴とする二酸化炭素回収システム。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
二酸化炭素を含有する原料ガスから前記二酸化炭素を選択的に分離して回収する分離回収装置と、
前記分離回収装置に着脱自在に接続され、前記分離回収装置で分離回収された前記二酸化炭素を液化して容器に貯蔵する液化貯蔵装置と、を具備し、
前記液化貯蔵装置は、前記分離回収装置で分離回収された前記二酸化炭素を冷却して液化するスターリング冷凍機を有することを特徴とする二酸化炭素回収システム。
【請求項３】
前記分離回収装置は、前記原料ガスから前記二酸化炭素を選択的に分離する選択分離器と、前記選択分離器の上流又は下流に設けられ前記選択分離器に送られる前記原料ガス又は前記選択分離器で分離された前記二酸化炭素を昇圧する圧縮機と、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回収システム。
【請求項４】
前記分離回収装置には、前記圧縮機で昇圧された前記二酸化炭素を貯留する高圧タンクが設けられており、
前記液化貯蔵装置は、前記高圧タンクから供給される前記二酸化炭素を液化して貯蔵することを特徴とする請求項３に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項５】
前記高圧タンクは、前記分離回収装置から取り外し自在であり、
前記液化貯蔵装置は、前記分離回収装置から取り外された状態の前記高圧タンクに接続され前記高圧タンクから供給される前記二酸化炭素を液化して貯蔵することを特徴とする請求項４に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項６】
前記液化貯蔵装置は、前記二酸化炭素を前記スターリング冷凍機で冷却して液化する冷却液化室を有し、
前記冷却液化室の上流及び下流の少なくとも一方には、前記冷却液化室内の前記二酸化炭素の圧力を調整する圧力調整器が設けられていることを特徴とする請求項２ないし請求項５の何れか１項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項７】
前記圧力調整器を制御する制御装置を有し、
前記制御装置は、前記冷却液化室内の前記二酸化炭素の圧力が０．５１８～４．５ＭＰａになるよう前記圧力調整器を制御することを特徴とする請求項６に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項８】
前記圧力調整器を制御する制御装置と、
前記冷却液化室の入口、内部又は出口の温度を検出する温度センサと、を有し、
前記制御装置は、前記温度センサで検出される温度に基づき前記圧力調整器を制御することを特徴とする請求項６に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項９】
前記冷却液化室の入口、内部又は出口の圧力を検出する圧力センサと、を有し、
前記制御装置は、前記温度センサで検出される温度及び前記圧力センサで検出される圧力に基づき前記圧力調整器を制御することを特徴とする請求項８に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項１０】
前記液化貯蔵装置には、前記冷却液化室で冷却された前記二酸化炭素を気液分離して気相の前記二酸化炭素を前記容器以外に送る気液分離器が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の二酸化炭素回収システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素を含む排気ガス等から二酸化炭素を分離回収する二酸化炭素回収システムに関し、特に、分離回収した二酸化炭素を液化して貯蔵する液化貯蔵装置を備えた二酸化炭素回収システムに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
気候変動問題に対応するため、温室効果ガスである二酸化炭素の排出量を削減することが求められている。二酸化炭素の排出量を削減する技術として、燃焼排気ガス等の二酸化炭素を含む原料ガスから、二酸化炭素を分離回収する技術の研究開発が盛んに行われている。具体的には、二酸化炭素を他のガスから分離回収する方法として、化学吸収法、物理吸収法、膜分離法、深冷分離法、物理吸着法、酸素燃焼法、化学ループ燃焼法等が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、物理吸着法、物理吸収法、化学吸収法、深冷分離法等によって気体中の二酸化炭素を捕捉あるいは吸着することによって回収して貯留し、その貯留した二酸化炭素を外部に設けられた回収器で回収するように構成されたＣＯ
２
回収装置が開示されている。
【０００４】
また例えば、特許文献２には、膜分離法に関する技術として、二酸化炭素に対して選択的に透過性が高く、二酸化炭素と他のガスとを高い選択性を持って分離する二酸化炭素分離膜が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１１０３０４号
国際公開第２０１３／２４５９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術の二酸化炭素回収システムは、分離した二酸化炭素を効率良く回収して貯蔵するため、更に改善すべき点があった。
【０００７】
具体的には、従来技術の二酸化炭素回収システムにおいて、分離回収された二酸化炭素を、気体状態のままでタンク等の容器に貯留する方法は、非常に高圧若しくは大型の容器が必要となり、現実的ではない。
【０００８】
そこで、分離回収された二酸化炭素を液化して小型のタンク等に貯留することが考えられる。分離回収された二酸化炭素を液化するためには、分離回収された二酸化炭素の気体を、相変化可能な圧力まで加圧するか若しくは相変化可能な温度まで冷却する装置が必要である。
【０００９】
具体的には、二酸化炭素を、例えば常温で液化する場合には、７ＭＰａ程度まで高圧になるよう加圧する圧縮機が必要である。また、二酸化炭素を、例えば可能な限り低圧で液化する場合には、マイナス５０℃以下まで低温になるよう冷却可能な冷凍機等が必要である。二酸化炭素をこのような高圧域まで圧縮可能な圧縮機としては、高価な多段圧縮式の高圧圧縮機等が必要である。また、二酸化炭素をこのような低温域まで冷却するためには、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用した冷凍機では、複雑で高価な多段式や多元式の冷媒回路を有する冷凍機等が必要となり実用化が難しい。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡便でコンパクトな構成で二酸化炭素の分離、回収及び液化貯蔵を高効率に実現することができる二酸化炭素回収システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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