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公開番号2025160540
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-23
出願番号2024063087
出願日2024-04-10
発明の名称二酸化炭素回収システム
出願人JFEエンジニアリング株式会社
代理人個人
主分類B01D 53/22 20060101AFI20251016BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】低濃度の二酸化炭素含有ガスから低エネルギーで二酸化炭素を回収できる二酸化炭素回収システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る二酸化炭素回収システム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20と、水エジェクタ20に供給される水を一時的に貯留する貯水槽10と、水エジェクタ20の後流に設けられ、水エジェクタ20を通過した水及び水エジェクタ20によって吸引された二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラム30と、水ドラム30の後流に設けられ、水ドラム30のガス層の二酸化炭素含有ガスを受け入れて二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、を有し、貯水槽10は、水エジェクタ20及び前記二酸化炭素濃縮装置の駆動に必要な圧力を位置エネルギーとして確保可能な高さに設けられていることを特徴とする。
【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、
前記水エジェクタに供給される水を一時的に貯留する貯水槽と、
前記水エジェクタの後流に設けられ、前記水エジェクタを通過した水及び前記水エジェクタによって吸引された二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラムと、
前記水ドラムの後流に設けられ、前記水ドラムのガス層の二酸化炭素含有ガスを受け入れて二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、を有し、
前記貯水槽は、前記水エジェクタ及び前記二酸化炭素濃縮装置の駆動に必要な圧力を位置エネルギーとして確保可能な高さに設けられてい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 1,500 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、
前記水エジェクタよりも高い位置に設けられ、前記水エジェクタに供給される水を一時的に貯留する貯水槽と、
前記水エジェクタと前記貯水槽との間に設けられ、前記貯水槽から前記水エジェクタに供給される水を昇圧する水ポンプと、
前記水エジェクタの後流に設けられ、前記水エジェクタを通過した水及び前記水エジェクタによって吸引された二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラムと、
前記水ドラムの後流に設けられ、前記水ドラムのガス層の二酸化炭素含有ガスを受け入れて二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、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】
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、
前記水エジェクタに吸引される二酸化炭素含有ガスの二酸化炭素を濃縮する吸引流体用二酸化炭素濃縮装置と、
前記水エジェクタよりも高い位置に設けられ、前記水エジェクタに供給される水を一時的に貯留する貯水槽と、
前記水エジェクタの後流に設けられ、前記水エジェクタを通過した水及び前記水エジェクタによって吸引された二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラムと、
前記水ドラムの後流に設けられ、前記水ドラムのガス層の二酸化炭素含有ガスを受け入れて二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、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４】
前記吸引流体用二酸化炭素濃縮装置は、二酸化炭素分離膜を含んで構成され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】
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、
前記水エジェクタよりも高い位置に設けられ、前記水エジェクタに供給される水を一時的に貯留する貯水槽と、
前記水エジェクタの後流に設けられ、前記水エジェクタを通過した水及び前記水エジェクタによって吸引された二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラムと、
前記水ドラムに貯留されている水を昇圧して前記水エジェクタに供給する循環水ポンプと、
前記水ドラムの後流に設けられ、前記水ドラムのガス層の二酸化炭素含有ガスを受け入れて二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、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６】
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、
前記水エジェクタよりも高い位置に設けられ、前記水エジェクタに供給される水を一時的に貯留する貯水槽と、
前記水エジェクタの後流に設けられ、前記水エジェクタを通過した水及び前記水エジェクタによって吸引された二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラムと、
前記水ドラムから外部に排出される水のエネルギーを回収するエネルギー回収装置と、
前記水ドラムの後流に設けられ、前記水ドラムのガス層の二酸化炭素含有ガスを受け入れて二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、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７】
前記二酸化炭素濃縮装置は、二酸化炭素分離膜を含んで構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項８】
前記二酸化炭素濃縮装置は、多筒切換式の二酸化炭素吸着装置を含んで構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の二酸化炭素回収システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素回収システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
大気中の二酸化炭素濃度の増加が温暖化などの気候変動の原因として指摘されており、化石燃料の燃焼排ガスからの二酸化炭素の回収など、大気中の二酸化炭素濃度の増大を抑制する技術の開発が進んでいる。さらに、大気中への二酸化炭素の放出時ではなく、すでに大気中に存在している二酸化炭素を回収することで直接的に大気の二酸化炭素濃度を減少させるDAC（Direct-Air-Capture）の技術も開発されてきている。
【０００３】
しかしながら、大気中の二酸化炭素濃度は約400ppmであり、燃焼排ガス中の二酸化炭素濃度である数mol%に対して2桁も低い濃度であることから、単位二酸化炭素回収量あたりに必要なエネルギーが膨大になる傾向がある。このため、DACにおいては一層の省エネ技術が求められている。
【０００４】
この点、特許文献１には、二酸化炭素吸着材を含有するハニカムローターに大気を通じさせ、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を脱着させた再生ガスをハニカムローターに通じさせることによって、ハニカムローターに吸着された二酸化炭素を脱着する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２３－４５５７０号公報
【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、特許文献１においては、ガスの循環にブロアーを使うために冷却水設備が必要になり、二酸化炭素の脱着のために蒸気を使用することから、設備が複雑化するとともに消費エネルギーが増大するという課題があった。
【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、低濃度の二酸化炭素含有ガスから低エネルギーで二酸化炭素を回収できる二酸化炭素回収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回収システムは、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、
前記水エジェクタに供給される水を一時的に貯留する貯水槽と、
前記水エジェクタの後流に設けられ、前記水エジェクタを通過した水及び前記水エジェクタによって吸引された二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラムと、
前記水ドラムの後流に設けられ、前記水ドラムのガス層の二酸化炭素含有ガスを受け入れて二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、を有し、
前記貯水槽は、前記水エジェクタ及び前記二酸化炭素濃縮装置の駆動に必要な圧力を位置エネルギーとして確保可能な高さに設けられてい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回収システムは、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、
前記水エジェクタよりも高い位置に設けられ、前記水エジェクタに供給される水を一時的に貯留する貯水槽と、
前記水エジェクタと前記貯水槽との間に設けられ、前記貯水槽から前記水エジェクタに供給される水を昇圧する水ポンプと、
前記水エジェクタの後流に設けられ、前記水エジェクタを通過した水及び前記水エジェクタによって吸引された二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラムと、
前記水ドラムの後流に設けられ、前記水ドラムのガス層の二酸化炭素含有ガスを受け入れて二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
（３）また、本発明に係る二酸化炭素回収システムは、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、
前記水エジェクタに吸引される二酸化炭素含有ガスの二酸化炭素を濃縮する吸引流体用二酸化炭素濃縮装置と、
前記水エジェクタよりも高い位置に設けられ、前記水エジェクタに供給される水を一時的に貯留する貯水槽と、
前記水エジェクタの後流に設けられ、前記水エジェクタを通過した水及び前記水エジェクタによって吸引された二酸化炭素含有ガスを一時的に貯留する水ドラムと、
前記水ドラムの後流に設けられ、前記水ドラムのガス層の二酸化炭素含有ガスを受け入れて二酸化炭素を濃縮する二酸化炭素濃縮装置と、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）

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