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二氧化碳的固定装置

文献发布时间:2023-06-19 12:11:54


二氧化碳的固定装置

技术领域

本发明涉及二氧化碳的固定装置。

背景技术

作为二氧化碳的固定装置,例如,专利文献1记载了通过使含有二氧化碳的燃烧废气在氢氧化钠水溶液中反应来制造碳酸钠的装置。但是,需要新的二氧化碳的固定装置。

专利文献1:特开平6-263433号公报

发明内容

因此,本发明的目的是提供一种新的二氧化碳的固定装置。

为了实现上述目的,本发明的二氧化碳的固定装置包括第1反应容器、二氧化碳固定剂投入器件和气液混合器件,所述第1反应容器能够容纳二氧化碳固定剂,所述二氧化碳固定剂投入器件能够将所述二氧化碳固定剂投入到所述第1反应容器中,所述气液混合器件能够将含有二氧化碳的气体混合于所述二氧化碳固定剂中。

根据本发明,可以提供一种新的二氧化碳的固定装置。

附图说明

图1是示出第一实施方式的二氧化碳的固定装置的一例的图。

图2是示出变形例1的二氧化碳的固定装置的一例的示意图。

图3是示出变形例2的二氧化碳的固定装置的一例的示意图。

图4是示出第二实施方式的二氧化碳的固定装置的一例的图。

图5是示出第三实施方式的二氧化碳的固定装置的一例的示意图。

图6是示出第三实施方式的二氧化碳的固定装置的一例的示意图。

图7是示出实施例的二氧化碳的固定装置的示意图。

图8是参考例1中的与二氧化碳接触前和接触后的含有氢氧化钠和氯化钙的混合液的照片。

图9是示出参考例1中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图10是示出参考例1中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图11是示出参考例2中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图12是示出参考例2中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图13是示出参考例3中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图14是示出参考例4中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图15是示出参考例5中的通过鼓泡进行接触的状态的图。

图16是示出参考例6中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图17是说明参考例5中的试管的形状的示意图。

图18是示出参考例5中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图19是示出参考例5中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图20是示出参考例5中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图21是示出参考例5中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图22是示出参考例6中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

图23是示出参考例6中的接触后的容器内的二氧化碳浓度的图。

图24是示出参考例7中的通过与二氧化碳的接触在混合液中产生的沉淀物的重量的图。

具体实施方式

在本发明的二氧化碳的固定装置中,例如,所述气液混合器件插入到所述第1反应容器内,插入端部设有多个孔,所述气体能够从所述多个孔排出到所述第1反应容器内的所述二氧化碳固定剂中。

在本发明的二氧化碳的固定装置中,例如,所述气液混合器件包括液体循环通道和泵,所述液体循环通道包括液体吸入端部和液体排出端部,所述液体吸入端部和所述液体排出端部分别插入到所述第1反应容器内,通过所述泵,能够从液体吸入端部吸入二氧化碳固定剂,并能够从所述液体排出端部排出所述吸入的二氧化碳固定剂。

在本发明的二氧化碳的固定装置中,例如,所述液体循环通道还包括气液混合构件,所述气液混合构件能够使所述气体混合于流经所述液体循环通道中的液体中。

在本发明的二氧化碳的固定装置中,例如,所述液体吸入端部包括过滤器件,所述过滤器件能够去除所述二氧化碳固定剂中含有的固体成分。

在本发明的二氧化碳的固定装置中,例如,还包括第2反应容器和容器连通通道,所述第1反应容器和所述第2反应容器通过所述容器连通通道连通,能够从所述第1反应容器向所述第2反应容器送液。

在本发明的二氧化碳的固定装置中,例如,所述第1反应容器设置在所述第2反应容器的上方。

在本发明的二氧化碳的固定装置中,例如,所述容器连通通道包括流量调整器件。

在本发明的二氧化碳的固定装置中,例如,所述容器连通通道插入到所述第2反应容器内,在插入端部包括固化生成物分离器件,所述固化生成物分离器件能够分离从所述第1反应容器输送的液体中含有的固体生成物,并能够从所述容器连通通道向所述第2反应容器投入所述分离后的所述液体。

在本发明的二氧化碳的固定装置中,例如,所述气液混合器件包括液体循环通道和泵,所述液体循环通道包括液体吸入端部和液体排出端部,所述液体吸入端部插入到所述第1反应容器内和所述第2反应容器内,通过所述泵,能够将所述二氧化碳从所述第1反应容器内和所述第2反应容器内的所述液体吸入端部吸入,并能够将所述吸入的二氧化碳固定剂从所述第1反应容器内的所述液体排出端部排出。

在本发明的二氧化碳的固定装置中,例如,还包括冷却器件,所述冷却器件能够冷却反应后的所述二氧化碳固定剂。

在本发明的二氧化碳的固定装置中,例如,还包括保温器件,所述保温器件能够将所述二氧化碳固定剂的温度保持在70℃以上。

在本发明中,“二氧化碳的固定(也称为固定化)”是指,例如,通过从含有二氧化碳的气体中去除二氧化碳,降低所述气体中的二氧化碳浓度。

下面对本发明的实施方式进行说明。另外,本发明不限于以下实施方式。在下面的每个附图中,相同的构件由相同的附图标记表示。另外,各实施方式的说明,除非另有说明,否则可以相互引用。而且,除非另有说明,否则可以组合各实施方式的构成。除非另有说明,否则本说明书中使用的术语可以以本技术领域中常用的含义使用。

图1是示出从侧面看根据本实施方式的二氧化碳的固定装置1时的一例的图。另外,在图1中,以透视的方式示出了二氧化碳的固定装置1的内部。如图1所示,二氧化碳的固定装置1包括第1反应容器10、二氧化碳固定剂投入器件110、液体循环通道30、以及泵40。

在本实施方式的二氧化碳的固定装置1中,第1反应容器10能够容纳二氧化碳固定剂,二氧化碳固定剂投入器件110能够将所述二氧化碳固定剂投入到第1反应容器10中。另外,包括作为气液混合器件的液体循环通道30和泵40。所述气液混合器件能够使含有二氧化碳(CO

第1反应容器10只要能够容纳二氧化碳固定剂即可,没有特别的限制。所述二氧化碳固定剂是,例如,含有氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)中的至少一种的液体。第1反应容器10的材质、容量、大小、高度、以及形状等可以适当设定。第1反应容器10的材质,例如,可以列举塑料、玻璃、陶瓷、金属等。

所述二氧化碳固定剂可以包含氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种作为第一固定剂,且还可以包含第2族元素(碱土金属)的氯化物和二价金属元素的氯化物中的至少一种作为第二固定剂。所述氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种是例如氢氧化钠。所述第2族元素的氯化物和二价金属元素的氯化物中的至少一种是例如氯化钙(CaCl

二氧化碳固定剂投入器件110能够将所述二氧化碳固定剂投入到第1反应容器10中。在本实施方式中,二氧化碳固定剂投入器件110是第1反应容器10的开口。所述开口的位置例如在第1反应容器10内的液面的上方。如图1所示,所述开口的位置可以是第1反应容器10的上表面,也可以是侧面等。另外,通过例如操作者等,能够将所述二氧化碳固定剂从所述开口投入。所述投入的二氧化碳固定剂例如可以是液体,也可以分别投入固体化学试剂和水等的溶剂。但是,二酸化碳固定剂投入器件110并不限于此,如后述的实施方式中所述,也可以是用于投入所述二氧化碳固定剂的导管、软管等。

液体循环通道30没有特别的限制,例如可以列举导管、软管等。

液体循环通道30包括液体吸入端部310和液体排出端部320,液体吸入端部310和液体排出端部320分别插入到第1反应容器10内,通过泵40,能够将所述二氧化碳固定剂从液体吸入端部310吸入,并能够从液体排出端部320排出所述吸入的二氧化碳固定剂。

在本实施方式中,液体循环通道30还包括作为气液混合构件的吸气器330,通过吸气器330,能够将含有二氧化碳的气体混合到流经液体循环通道30的液体中。吸气器330可以利用液体的喷流将所述气体卷入到所述液体中。例如,所述吸气器可以是安装了用于吸入所述气体的软管的吸气器。具体地,例如,所述吸气器可以列举吸气器(水流泵)金属制品(产品编号1-689-02、由AS ONE公司制造)、以及吸气器(水流泵)金属制品(产品编号1-689-04、由AS ONE公司制造)等。所述气液混合部件没有特别的限制,例如,也可以是搅拌机等。

在本实施方式中,液体排出端部320设置成到达第1反应容器10的底部。由此,液体排出端部320也可以设置在第1反应容器10的下部。所述“下部”只要是所述液面以下即可,例如可以列举第1反应容器10内的空间的下半部分的位置等。但是,本发明不限于此,例如,如后所述,能够将所述吸入的液体从液体排出端部320排出至容纳在第1反应容器10内的所述二氧化碳固定剂的液面也可以。

在本实施方式中,液体吸入端部310包括过滤器件,所述过滤器件能够去除所述二氧化碳固定剂中含有的固体成分。所述过滤器件只要能够去除所述二氧化碳固定剂中含有的固体成分即可,没有特别的限制。所述过滤器件例如可以根据液体循环通道30的管径等适当地使用市场上销售的滤网等。由此,例如,可以防止较大的悬浮物或凝固的沉淀物等流入液体循环通道30,并可以防止泵40的故障(泵轮的破损等)。

液体排出端部320例如可以由塑料、陶瓷、金属和多孔材料形成。液体排出端部320例如也可以是液体循环通道30和所述气液混合构件(例如,吸气器330)等的构件。

在本实施方式中,液体排出端部320设有多个孔,并且能够将所述二氧化碳固定剂从所述多个孔向第1反应容器10内的所述二氧化碳固定剂中排出。所述多个孔的个数、大小及形状没有特别的限制,可以根据所希望的反应速度及所述被排出的液体的压力等适当地设定。

液体排出端部320也能够以水平方向喷射所述气体。因此,例如,所述喷射的二氧化碳固定剂与第1反应容器10内的所述二氧化碳固定剂的接触时间可以更长。

在本实施方式中,液体循环通道30包括流量调整器件340A-C。流量调整器件340A-C没有特别的限制,例如可以列举旋塞、阀门等。

泵40例如可以向流经液体循环通道30的液体施加压力。泵40没有特别的限制,可以使用普通的泵。

本实施方式的二氧化碳的固定装置1还包括容纳部50。容纳部50可以容纳液体循环通道30的一部分(包括吸气器330的部分)和泵40。容纳部50在通气部510中具有开口,从而可以吸入大气。容纳部50的材质等,例如与第1反应容器10的相同。

二氧化碳的固定装置1例如还可以包括保温器件。所述保温器件能够使在第1反应容器10、液体循环通道30和后述的第2反应容器20、容器连通通道60等中的所述二氧化碳固定剂的温度保持在高温。所述高温是,例如,70℃-100℃、70℃-80℃、70℃以上、70℃。

二氧化碳的固定装置1例如还可以包括冷却器件。所述冷却器件能够冷却在第1反应容器10、液体循环通道30和后述的第2反应容器20、容器连通通道60等中的反应后的所述二氧化碳固定剂。所述冷却器件例如可以将高温的所述液体冷却至5℃至常温。所述高温例如如上所述。

根据本实施方式的二氧化碳的固定装置1,例如,可以在第1反应容器10内进行使用所述二氧化碳固定剂的反应(例如,使用所述第一固定剂的反应和使用所述第二固定剂的反应)。由此,可以固定二氧化碳。

在本变形例的二氧化碳的固定装置1,通过泵40,能够从所述液体吸入端部310吸入所述二氧化碳固定剂,并能够将所述吸入的二氧化碳固定剂从液体排出端部320向容纳在第1反应容器10内的所述二氧化碳固定剂的液面排出。除了这点之外,与上述第一实施方式相同。

图2是示出本变形例的二氧化碳的固定装置1的一例的示意图。在图2中,对于与图1相同的部分存在省略记载的情况。如图2所示,在本变形例的二氧化碳的固定装置1中,液体循环通道30的液体排出端部320设置在第1反应容器10的上部并朝向液面。另外,通过泵40,从所述液体吸入端部310吸入所述二氧化碳固定剂,并将所述吸入的二氧化碳固定剂从液体排出端部320向第1反应容器10内收容的所述二氧化碳固定剂的液面排出。

如图2所示,通过将液体循环通道30的液体排出端部320设置在第1反应容器10的上部并朝向液面(图2的情况下,朝下),所述二氧化碳固定剂从液体排出端部320向容纳在第1反应容器10内的所述二氧化碳固定剂的液面强力喷出。由此,使第1反应容器10内存在的所述气体卷入到所述喷出的所述二氧化碳固定剂中,因此,可以混合所述二氧化碳固定剂和所述气体。所述“上部”只要在所述液面以上即可,例如可以例举第1反应容器10的顶部、第1反应容器10内的空间的上半部分的位置等。

在本变形例中,用于将所述吸入的二氧化碳固定剂强力喷出的构成可以通过如下方式适当地设置:代替所述液体排出端部320的构成,或者在此基础上,例如,通过将通过泵40施加的压力变高、液体排出端部320的喷射口的大小变小等。

本变形例的二氧化碳的固定装置1可以包括用于将所述气体引入到第1反应容器10内的进气器件。所述进气器件可以是二酸化碳素固定剂投入器件110,也可以另外设置。所述进气器件可以是设置在第1反应容器10的开口,也可以是导管、软管等。

本变形例的二氧化碳的固定装置1包括作为气液混合器件的气体送入器件70,以替代液体循环通道30和泵40。除了这点之外,与所述第一实施方式相同。

图3是示出本变形例的二氧化碳的固定装置1的一例的示意图。在图3中,对于与图1相同的部分存在省略记载的情况。如图3所示,在本变形例的二氧化碳的固定装置1中,气体送入器件70插入到第1反应容器10内,插入端部710设有多个孔,从所述多个孔能够将含有二氧化碳的气体送入到所述第1反应容器10内的所述二氧化碳固定剂中。由此,可以将所述气体混合到所述二氧化碳固定剂中。

气体送入器件70的材质、长度、粗细和形状等可以适当设定。气体送入器件70例如可以列举导管、软管等的管状结构。

插入端部710例如可以由塑料、陶瓷、金属和多孔材料形成。所述多个孔的个数、大小及形状没有特别的限制,可以根据所希望的反应速度及所述气体的气体压力等适当地设定。

本实施方式的二氧化碳的固定装置1还包括第2反应容器20和容器连通通道60,第1反应容器10和第2反应容器20通过容器连通通道60连通,能够从第1反应容器10向第2反应容器20送液。除了这些点之外,与所述第一实施方式相同。

图4是示出从侧面看根据本实施方式的二氧化碳的固定装置1时的一例的图。另外,在图4中,以透视的方式示出了二氧化碳的固定装置1的内部。如图4所示,本实施方式的二氧化碳的固定装置1包括第1反应容器10、二氧化碳固定剂投入器件110、第2反应容器20、容器连通通道60、液体循环通道30、和泵40。

在本实施方式的二氧化碳的固定装置1中,第1反应容器10能够容纳二氧化碳固定剂,所述二氧化碳固定剂投入器件110能够将所述二氧化碳固定剂投入到第1反应容器10中。第1反应容器10和第2反应容器20通过容器连通通道60连通,能够从第1反应容器10向第2反应容器20送液。另外,作为气液混合器件,包括液体循环通道30和泵40。所述气液混合器件能够将含有二氧化碳的气体混合于所述二氧化碳固定剂中。

液体循环通道30包括液体吸入端部310A、液体吸入端部310B和液体排出端部320,液体吸入端部310A和液体排出端部320分别插入到第1反应容器10内,通过泵40,能够将所述二氧化碳固定剂从液体吸入端部310A吸入,并能够将所述吸入的二氧化碳固定剂从液体排出端部320排出。另外,液体吸入端部310B插入到第2反应容器20内,通过泵40,能够将所述二氧化碳固定剂从液体吸入端部310B吸入,并能够将所述吸入的二氧化碳固定剂从液体排出端部320排出。另外,在二氧化碳的固定装置1中,液体吸入端部310B是任意的构成,也可以不包含。

在本实施方式中,液体吸入端部310A和310B分别包括过滤器件。所述过滤器件如上所述。

在本实施方式中,液体循环通道30包括流量调整器件340A-C和D。流量调整器件340D与上述的340A-C相同。

在本实施方式中,液体循环通道30包括供水器件350。通过供水器件350,可以将蒸馏水等的水引入第1反应容器10内。在本实施方式中,液体循环通道30还包括来自供水器件350的流动通路中的流量调整器件340E。流量调整器件340E与上述的流量调整器件340A-D相同。由此,可以调整来自供水器件350的供水的有无和供水量等。

第2反应容器20能够容纳所述二氧化碳固定剂。第2反应容器20的材质、容量、大小、高度、和形状等没有特别的限制,例如与第1反应容器10相同。

在本实施方式中,第2反应容器20包括二氧化碳固定剂投入器件210。二氧化碳固定剂投入器件210例如与二氧化碳固定剂投入器件110相同。另外,在二氧化碳的固定装置1中,二氧化碳固定剂投入器件210是任意的构成,也可以不包含。

在本实施方式中,第1反应容器10设置在第2反应容器20的上方。由此,例如,可以利用重力进行从第1反应容器向第2反应容器20送液。但是,不限于此,例如也可以横向并排设置第1反应容器10和第2反应容器20。

液体循环通道60只要可以连通第1反应容器10和第2反应容器20即可,没有特别的限制,例如可以列举导管、软管等。

在本实施方式中,液体循环通道60还包括流量调整器件620。流量调整器件620例如可以列举旋塞、阀门和泵等。由此,例如,可以在第1反应容器10中的反应结束之后,将所述反应后的所述二氧化碳固定剂输送至第2反应容器20。通过流量调整器件620的流量的调整,例如可以由操作者等手工进行,也可以使用计算机等进行控制。

在本实施方式中,容器连通通道60插入第2反应容器20内。另外,容器连通通道60在插入端部包括固化生成物分离器件610。固化生成物分离器件610能够分离从第1反应容器10输送的液体中含有的固体生成物,并能够从容器连通通道60向第2反应容器20内投入所述分离后的所述液体。固化生成物分离器件610例如是过滤器。所述过滤器例如可以是被称为压滤机方式的层叠滤布并对其施加压力以进行过滤的装置,以及将滤布或滤筒放置在过滤器中以进行过滤的装置等。所述过滤器例如可以使用1μm以上、和1μm的过滤度的过滤器。

所述固体生成物例如,如上所述,可以列举的是碳酸钙(CaCO

在二氧化碳的固定装置1中,第2反应容器20例如还可以包括水投入器件。所述水投入器件能够将蒸馏水投入到第2反应容器20内。这些点之外,所述水投入器件例如与二氧化碳固定剂投入器件110相同。由此,例如,可以通过所述水投入器件将蒸馏水投入到第1反应容器10中的反应后的所述二氧化碳固定剂中,之后,可以在第2反应容器20中进行反应。

根据本实施方式的二氧化碳的固定装置1,例如,代替可以通过第一实施方式的二氧化碳的固定装置1进行所述反应,或者在此基础上,可以在使用所述二氧化碳固定剂的反应中,在第1反应容器10内进行使用所述第一固定剂的反应,所述反应后,通过容器连通通道60输送反应液,在第2反应容器20内进行使用所述第二固定剂的反应。由此,可以固定二氧化碳。

在本实施方式的二氧化碳的固定装置1中,二氧化碳固定剂投入器件110和二氧化碳固定剂投入器件210分别包括用于投入所述二氧化碳固定剂的导管,替代所述开口。除了这点之外,与所述第一实施方式和第二实施方式的二氧化碳的固定装置1相同。

图5是示出本实施方式的二氧化碳的固定装置1的一例的示意图。在图5中,对于与图1和图4相同的部分存在省略记载的情况。如图5(A)所示,为导管的二氧化碳固定剂投入器件110(以下,称为导管110)能够将所述二氧化碳固定剂投入到第1反应容器10内。另外,如图5(B)所示,进一步地,为导管的二氧化碳固定剂投入器件210(以下,称为导管210)能够将所述二氧化碳固定剂投入到第2反应容器20内。

导管110和210的材质、大小和形状等没有特别的限制。导管110和210的位置例如是可以从第1反应容器10和第2反应容器20内的液面的上方投入所述二氧化碳固定剂的位置,如图5(A)和图5(B)所示,可以在第1反应容器10和第2反应容器20的上表面朝下设置,如图5C所示,也可以横向设置在第1反应容器10和第2反应容器20的侧面等。在图5C的情况下,通过将L形的导管110的一端横向设置在第1反应容器10的侧面,导管110的另一端朝上设置在第1反应容器10的外侧,例如,操作者等如图中的箭头所示的那样进行投入所述二氧化碳固定剂时比较容易投入。

在图5A的情况下,例如,作为所述二氧化碳固定剂,导管110能够投入所述第一固定剂和所述第二固定剂的混合剂,也能够分别投入所述第一固定剂和所述第二固定剂,还能够投入所述第一固定剂或所述第二固定剂中的任意一种。

另外,在图5B的情况下,除了图5A的情况之外,例如,作为所述二氧化碳固定剂,导管110能够投入所述第一固定剂,导管210能够投入所述第二固定剂。

然后,图6是示出本实施方式的二氧化碳的固定装置1的一例的示意图。在图6中,对于与图4相同的部分存在省略记载的情况。如图6所示,导管210还能够将所述二氧化碳固定剂投入到第1反应容器10。

在图6的情况下,例如,作为所述二氧化碳固定剂,导管110能够投入所述第一固定剂,导管210能够向第1反应容器10和第2反应容器20中的任一容器中投入所述第二固定剂。

导管110和210例如可以包括流量调整器件。所述流量调整器件没有特别的限制,例如可以列举旋塞、阀门等。由此,例如,首先可以打开导管110,通过投入所述第一固定剂来进行通过所述第一固定剂的反应,然后打开导管210,通过投入所述第二固定剂进行通过所述第二固定剂的反应。

如上所述,通过本实施方式的二氧化碳的固定装置1,也可以例如以与实施方式1和2同样的方式固定二氧化碳。

下面,说明使用所述实施方式的二氧化碳的固定装置1实施二氧化碳的固定方法的情况的一例。

首先,对第一种二氧化碳的固定方法进行说明。所述第一种二氧化碳的固定方法包括接触步骤,所述接触步骤将含有氢氧化钠(NaOH)且还含有第2族元素(碱土金属)的氯化物和二价金属元素的氯化物中的至少一种的混合液与含有二氧化碳(CO

所述第2族元素可以列举的是铍、镁、钙、锶、钡和镭,其中进一步列举的是钙、镁、锶和钡。所述第2族元素的氯化物可以列举的是氯化钙(CaCl

所述二价金属元素没有特别限制,可以举例的是锌。所述二价金属元素的氯化物没有特别限制,可以举例的是氯化锌。

在下面的说明中,在所述接触步骤中,以添加作为所述第2族元素的氯化物的氯化钙的情况为例进行说明。但是,本发明不限于此。

即,所述第一种二氧化碳的固定方法包括接触步骤,在所述接触步骤中,使含有氢氧化钠且还含有氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体接触,在所述接触步骤中,通过将所述气体送入所述混合液中,使所述混合液与所述气体接触。

根据所述第一种二氧化碳的固定方法,通过使氢氧化钠和氯化钙与二氧化碳反应,并产生碳酸钙(CaCO

所述含有二氧化碳的气体没有特别的限定,例如,可以列举燃烧废气、室内空气和大气。

所述含有二氧化碳的气体中的二氧化碳浓度没有特别的限制,例如,为0-100%。另外,如后述,根据本发明,即使是低浓度的二氧化碳也可以固定。另外,通过100%的二氧化碳的鼓泡在所述混合液中形成了白色沉淀,因此本发明即使在高浓度的二氧化碳的固定中也可以获得效果。

所述含有二氧化碳的气体的温度没有特别的限制,例如,可以为0℃以下的低温、大气中的气温或室温的通常温度、小于100℃和120-200℃的高温。另外,从防止水蒸发的观点来看,所述气体的温度也可以是低温。但是,例如,所述含有所述二氧化碳的气体即便在高温下也可以用于本发明。

所述含有二氧化碳的气体,例如,也可以含有二氧化碳以外的物质。所述二氧化碳以外的物质没有特别的限制,例如,可以列举SOx、NOx、O

如上所述,所述混合液包含氢氧化钠和氯化钙。所述混合液的制造方法没有特别的限制,例如,可以列举低浓度混合。所述低浓度,例如,作为所述混合前的氢氧化钠的浓度,可以列举小于5N。通过所述低浓度混合,例如,可以防止氢氧化钙的沉淀物的形成。在所述混合液的制作方法中,具体地,例如,可以通过在将0.1N的氢氧化钠溶液和0.1mol/L氯化钙溶液分别放入容器内以后混合制作。

所述混合液中,所述氢氧化钠的浓度没有特别的限制,例如,0.01N以上和0.05N以上、以及0.2N以下、小于0.2N和0.1N以下。另外,所述浓度单位“N”表示规定浓度,在氢氧化钠的情况下,0.01N为0.01mol/L。通过使所述氢氧化钠浓度在0.01N以上和0.05N以上,例如,可以固定更多的二氧化碳。另外,通过使所述氢氧化钠浓度小于0.2N和在0.1N以下,例如,可以固定更多的二氧化碳。

另外,如后述的参考例中所示,可以认为,所述氢氧化钠浓度为0.2N以上时,在所述接触中,由于氯化钙与高浓度的氢氧化钠之间的反应产生氢氧化钙(Ca(OH)

另一方面,换句话说,这也意味着,根据本发明的二氧化碳的固定方法,即使在所述混合液中含有高浓度的氢氧化钠,由于氯化钙和所述高浓度的氢氧化钠之间的反应产生氢氧化钙的沉淀物,因此可以降低所述混合液中的氢氧化钠的浓度。因此,根据本发明的二氧化碳的固定方法,例如,即使由于高温而产生高浓度(例如,0.2N以上)的氢氧化钠时,也可以降低其浓度,并可以抑制有害气体的发生。

在所述混合液中,所述氯化钙的浓度没有特别的限制,例如,0.005mol/L以上和0.05mol/L以上、以及0.5mol/L以下、小于0.5mol/L和0.1mol/L以下。通过将所述氯化钙的浓度维持在所述范围内,例如,可以固定更多的二氧化碳。

所述混合液的温度没有特别的限制,例如,为30-100℃、70℃以上、70℃-80℃、70℃。另外,根据本发明,如上所述,例如,即使由于高温而产生高浓度(例如,0.2N以上)的氢氧化钠时,也可以降低其浓度。因此,例如,所述混合液体即便在高温下也可以用于本发明。

所述混合液的pH没有特别的限制,例如,含有0.05N的氢氧化钠和0.05mol/L的氯化钙的所述混合液的pH约为12。

在所述接触步骤中,通过将所述气体送入到所述混合液中使所述混合液体与所述含有二氧化碳的气体接触。“送入”所述气体也可以是例如进行“鼓泡”。所述鼓泡可以从例如巴斯德吸管的前端喷出二氧化碳。此外,例如,可以使用用于水族生物的鼓泡装置(产品名:bukubuku,由寿工芸株式会社制造)。此外,可以使用例如鼓泡装置(产品名:Microbubbler(F-1056-002),由FRONT工业株式会社制造)。进行所述鼓泡的时间可以在例如形成的沉淀物不会因进一步的反应而消失的范围内适当设定,可以为,例如,5秒-60秒、5秒-40秒、5秒-30秒、和1-2分钟、1.5小时、9小时、和12小时等。

在所述接触步骤中,通过将所述气体送入到所述混合液中,可以将所述气体做成气泡并送入到所述混合液体中。所述气泡的尺寸(直径)根据例如送入所述气体的送入口的大小来决定。例如,将所述气体从多孔结构送入时,所述气泡的尺寸根据所述多孔结构的细孔的大小来决定。

气泡(泡)的大小和数量浓度可以适当设定,没有特别的限定。所述气泡的大小可以是例如厘米、毫米、微米、纳米的数量级。所述气泡包括例如细小气泡。所述细小气泡是球体等量直径为100μm以下的气泡。所述细小气泡,作为其分类,包括直径为1-100μm的气泡即微小气泡、和直径为1μm以下的气泡即超微小气泡(也称为纳米气泡)。通过将所述气泡设定为细小气泡等的小尺寸,例如,可以增加气泡的表面积,并可以促进所述接触步骤中的反应。通过将所述气泡设定为比细小气泡大的尺寸,例如,可以减小所述气体的送入所需的气压。

所述气泡的尺寸可以例如通过常规方法测量。具体地,例如,可以通过拍摄含有所述气泡和预定比例尺的照片并且将所述照片中的所述气泡的尺寸与所述比例尺进行比较来测量所述气泡的尺寸。另外,可以使用粒径分布测量方法,例如激光衍射/散射方法,动态光散射方法,粒子轨迹分析方法,共振质量测量方法,电检测区方法,动态图像分析方法和遮光方法等。

下面,说明使用第二实施方式的二氧化碳的固定装置1实施所述二氧化碳的固定方法的情况。另外,在所述第一种二氧化碳的固定方法中,如上所述,通过将所述气体送入到所述二氧化碳固定剂中,使所述二氧化碳固定剂与含有所述二氧化碳的气体接触。即,记载了使用第一实施方式的变形例2中记载的气体送入器件70作为所述气液混合器件的情况。另外,在下面的说明中,将使用液体循环通道30和泵40作为所述气液混合器件的情况作为一例进行说明。

首先,从第1反应容器10的二氧化碳固定剂投入器件110投入作为所述二氧化碳固定剂的包含氢氧化钠且还包含氯化钙的混合液(S101)。所述步骤(S101)例如还可以包括向第1反应容器10投入所述第一固定剂的步骤(S101A)和向第1反应容器10投入所述第二固定剂的步骤(S101B)。

然后,通过所述泵40将所述二氧化碳固定剂从液体吸入端部310A吸入,并从液体排出端部320排出所述吸入的二氧化碳固定剂(S102)。在所述步骤(S102)中,如上所述,通过吸气器330将含有二氧化碳的气体混合于流经液体循环通道30的所述二氧化碳固定剂中。

进行所述步骤(S102)的时间例如可以与进行所述鼓泡的时间相同。进行所述步骤(S102)的时间例如是1分钟-10分钟、2分钟-4分钟。

如上所述,通过使所述二氧化碳固定剂(含有氢氧化钠和氯化钙的混合液)与二氧化碳发生反应并产生碳酸钙,可以固定二氧化碳。

另外,所述步骤(S102)后,进一步地,例如,可以从第1反应容器10通过容器连通通道60向第2反应容器20输送所述反应后的所述混合液(S103)。通过进行所述步骤(S103),例如,通过固化生成物分离器件610,可以分离所述混合液中包含的所述固体生成物。

下面,对第二种二氧化碳的固定方法进行说明。所述第二种二氧化碳固定方法包括第一接触步骤和第二接触步骤,在所述第一接触步骤中,可以使含有氢氧化钠(NaOH)的溶液与含有二氧化碳(CO

如上所述,所述第2族元素的氯化物和二价金属元素的氯化物中的至少一种是例如氯化钙(CaCl

即,所述第二种二氧化碳的固定方法包括第一接触步骤和第二接触步骤,在所述第一接触步骤中,使含有氢氧化钠的溶液与含有二氧化碳的气体进行接触,在所述第二接触步骤中,在第一接触步骤之后,在所述溶液中添加氯化钙。

在所述第一接触步骤中,使含有氢氧化钠的溶液与含有二氧化碳的气体进行接触。通过所述第一接触步骤,可以通过氢氧化钠与二氧化碳之间的反应生成碳酸氢钠(NaHCO

在所述第一接触步骤中,未添加氯化钙。因此,根据本发明,在所述第一接触步骤中,例如,即使使用高浓度(例如,0.2N以上)的氢氧化钠,也不会由于与氯化钙的反应而产生氢氧化钙。因此,在随后的所述第二接触步骤中,可以防止由于氯化钙与高浓度的氢氧化钠之间的反应而产生氢氧化钙,可以固定更多的二氧化碳。

在所述第二接触步骤中,在所述第一接触步骤之后将氯化钙添加到所述溶液中。通过所述第二接触步骤,通过所述第一接触步骤产生的碳酸氢钠或碳酸钠与氯化钙进行反应,由此产生碳酸钙,并且可以固定二氧化碳。

在所述第二接触步骤中,可以终止与所述含有二氧化碳的气体的接触。另外,可以在与所述含有二氧化碳的气体接触的同时进行所述第二接触步骤。

在所述第二接触步骤中,在所述添加后的混合液中,所述氯化钙的浓度没有特别的限制,例如,0.005mol/L以上和0.05mol/L以上、以及0.5mol/L以下、小于0.5mol/L和0.1mol/L以下。通过将所述氯化钙的浓度维持在所述范围内,例如,可以固定更多的二氧化碳。

在所述第二接触步骤中,所述添加后的混合液的pH没有特别的限制,例如,含有0.05N的氢氧化钠和0.05mol/L的氯化钙的所述混合液的pH约为12。

本发明的二氧化碳的固定方法,例如,还包括稀释步骤,所述稀释步骤可以在所述第一接触步骤之后稀释所述溶液。所述稀释方法没有特别的限定,例如,可以添加蒸馏水。所述稀释比例可以适当设定,例如,可以稀释为1/10。通过所述稀释步骤,例如,可以使氢氧化钠浓度为0.2N以下、小于0.2N、和0.1N以下。

下面,说明使用第二实施方式的二氧化碳的固定装置1实施所述第二种二氧化碳的固定方法的情况。

首先,从第1反应容器10的二氧化碳固定剂投入器件110投入作为所述二氧化碳固定剂中的所述第一固定剂的含有氢氧化钙的溶液(S201)。

然后,通过泵40将所述第一固定剂从液体吸入端部310A吸入,并从液体排出端部320排出所述吸入的第一固定剂(S202;所述第一接触步骤)。在所述步骤(S202)中,如上所述,通过吸气器330将含有二氧化碳的气体混合于流经液体循环通道30的所述第一固定剂中。

进行所述步骤(S202)的时间例如可以与进行所述步骤(S102)的时间相同。

然后,从第1反应容器10通过容器连通通道60向第2反应容器20输送所述反应后的所述第一固定剂(S203)。

然后,从第2反应容器20的二氧化碳固定剂投入器件210添加作为所述二氧化碳固定剂中的所述第二固定剂的氯化钙(S204;所述第二接触步骤)。

如上所述,通过使氢氧化钠和氯化钙与二氧化碳发生反应并产生碳酸钙,可以固定二氧化碳。

下面对本发明的实施例和参考例进行说明。但是,本发明不限于下面的实施例和参考例。除非有特别的说明,市售的试剂都是基于其规定使用的。

确认了可以使用本发明的二氧化碳的固定装置固定二氧化碳。

如下制作了如图7所示的二氧化碳的固定装置。作为第1反应容器10,使用了大小(高73cm,深41cm,宽51cm)、容量约76L的塑料容器。将第1反应容器10安装在金属支架(市售)上。作为液体循环通道30,使用软管(市售)和导管(市售),并将所述软管和所述导管分别连接到泵40(Iwaki Magnet Pump MD-100R-5M)。泵40设置在所述支架的上部空间(容纳部50)中。将滤网(市售)连接至所述导管的液体吸入端部310,将吸气器(产品编号1-689-04、由AS ONE公司制造)连接至所述软管的液体排出端部320,并分别设置在第1反应容器10内。另外,在上述吸气器中连接了吸入气体用的软管X,将软管X的另一端从设置在所述支架的顶部的孔穿至外部。由此,从所述外部吸取的大气通过所述吸气器吸入至液体循环通道30内的液体中,从液体排出端部320喷出。

另外,在第1反应容器10的上部空间的侧面部的距液面7cm的位置上设置孔(直径6cm)(未图示),在所述孔中穿过氯乙烯制造的导管,将所述上部空间的气体排出到第1反应容器10外。并且,通过二氧化碳监视器(GX-6000、由RIKEN KEIKI制造)测量了所述排出的气体中的二氧化碳浓度。

将40L的水倒入第1反应容器10后,由操作员投入2L的1N的氢氧化钠溶液。在所述投入后立即启动泵40,通过泵40将所述溶液从液体吸入端部310吸入,并将所述吸入的所述溶液从所述液体排出端部320排出。之后立即,由操作员投入2L的含有1mol/L的氯化钙的溶液。所述投入后,为了防止气体进出,关闭了第1反应容器10的盖。所述含有氯化钙的溶液的投入时刻设为0分钟,测量了经过时间。

其结果是,在所述投入时刻(0分钟)中,所述二氧化碳浓度为400PPM。然后,从所述投入后立即,所述二氧化碳浓度急剧下降,从所述投入20秒后所述二氧化碳浓度为280PPM,30秒后所述二氧化碳浓度为260PPM,40秒后所述二氧化碳浓度为220PPM,50秒后所述二氧化碳浓度为200PPM,60秒后所述二氧化碳浓度为180PPM,1分20秒后所述二氧化碳浓度为160PPM,1分40秒后所述二氧化碳浓度为140PPM,2分钟后所述二氧化碳浓度为100PPM、2分20秒后所述二氧化碳浓度为80PPM,2分40秒后所述二氧化碳浓度为60PPM,3分钟后所述二氧化碳浓度为40PPM,3分20秒后所述二氧化碳浓度为20PPM。然后,从所述投入3分45秒后,所述二氧化碳浓度成为0PPM。之后,从所述投入到10分钟后为止进行了测量,无论多少经过时间,所述二氧化碳浓度都是0PPM。

如上所述,确认了可以使用本发明的二氧化碳的固定装置固定二氧化碳。

确认了通过在容器内使含有氢氧化钠(NaOH)和氯化钙(CaCl

将1N的氢氧化钠溶液(由和光纯药工业公司制造)分别用蒸馏水稀释成0.01、0.02、0.1、0.2和0.4N,制备了所述各浓度的氢氧化钠溶液。另外,将1mol/L的氯化钙溶液(和光纯药工业公司生产)分别用蒸馏水稀释为0.01、0.02、0.1、0.2和1(未稀释)mol/L,制备了所述各浓度的氯化钙溶液。

在10mL的试管中,加入3mL的所述各浓度的氢氧化钠溶液和3mL的0.1mol/L的所述氯化钙溶液进行混合,通过在所述混合液中鼓泡二氧化碳(CO

其结果示于图8和图9。图8是与所述二氧化碳接触前和接触后的含有0.05N的氢氧化钠和0.05mol/L的氯化钙的混合液的照片,图中左边表示所述接触前的试管的状态,右边表示所述接触后的试管的状态。如图8所示,通过接触所述二氧化碳,在所述混合液中产生了碳酸钙(CaCO

图9是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图9中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示所述混合液中的氢氧化钠浓度(N)。另外,所述沉淀物的重量值是所述各混合液的样品中的合计5个样品的测量值的平均值。如图9所示,氢氧化钠浓度为0.01N以上时,使接触二氧化碳的结果产生了所述沉淀物。然后,在所述浓度为0.05N时,所述沉淀物的量大幅增加,在0.1N时,所述沉淀物的量最大。另一方面,在所述浓度为0.2N时,与所述0.1N时的值相比,所述沉淀物的量减少。确认了在所述浓度为0.05-0.2N和0.05-0.1N时,可以固定更多的二氧化碳。

另外,当氢氧化钠浓度为0.2N时,在与二氧化碳的所述接触之前,在所述混合液中观察到了白色沉淀物的形成。这种白色沉淀物被认为是由氯化钙和高浓度的氢氧化钠的反应产生的氢氧化钙(Ca(OH)

然后,加入3mL的0.1N的所述氢氧化钠溶液和3mL的所述各浓度的所述氯化钙溶液进行混合,除了制作所述混合液以外,以相同的方式进行了所述接触。

其结果示于图10。图10是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图10中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示所述混合液中的氯化钙浓度(mol/L)。另外,所述沉淀物的重量值是所述各混合液的样品中的合计5个样品的测量值的平均值。如图10所示,在所有的氯化钙浓度下,使接触二氧化碳的结果产生了所述沉淀物。然后,在所述浓度为0.05mol/L时,所述沉淀物的量大幅增加,在0.1mol/L时,所述沉淀物的量最大。确认了在所述氯化钙浓度为0.05-0.5mol/L时,可以固定更多的二氧化碳。

另外,当所述氯化钙浓度为0.2-0.5mol/L时,在与二氧化碳的所述接触之前,在所述混合液中观察到了白色沉淀物的形成。然后,该白色沉淀物在所述接触中通过添加二氧化碳而消失。另一方面,当所述氯化钙浓度为0.1mol/L和0.05mol/L时,在所述混合液中观察到了沉淀物的形成,并且即使进行所述接触,所述沉淀也不会消失。

如上所述,确认了通过在容器内使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体通过将所述气体在所述混合液中鼓泡接触,可以固定二氧化碳。

确认了通过使含有氢氧化钠(NaOH)的溶液与含有二氧化碳(CO

作为含有氢氧化钠的溶液,使用了1N的氢氧化钠溶液(由和光纯药工业公司制造)。另外,将1mol/L的氯化钙溶液(由和光纯药工业公司制造)用蒸馏水稀释,制成0.1mol/L的氯化钙溶液。

在10mL的试管中,加入5mL的1N的所述氢氧化钠溶液(由和光纯药工业公司制造),通过在所述溶液中鼓泡二氧化碳(CO

然后,用蒸馏水稀释所述第一接触后的所述溶液,使其达到预定的浓度(0.1N和0.05N)。在10mL的试管中加入3mL的所述稀释后的所述溶液,在所述溶液中添加3ml的0.1mol/L的所述氯化钙溶液(第二接触步骤)。所述接触后,以3000rpm、10分钟的条件离心所述混合液。然后,在所述接触前和接触后,测量所述试管的重量,计算所述接触前和接触后的所述重量之差作为沉淀量。

另外,为了观察对二氧化碳的吸收的氢氧化钠的浓度效果,进行了如下实验。用蒸馏水稀释1N的所述氢氧化钠溶液,使其达到所述预定的浓度(0.1N和0.05N)。在10mL的试管中,加入3mL的所述预定浓度的氢氧化钠溶液,通过在所述溶液中鼓泡二氧化碳使其接触(第一接触步骤)。所述鼓泡的条件是2cm

这些结果示于图11。图11是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图11中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示各实验条件,左边的图表示使用1N的所述氢氧化钠溶液进行所述第一步骤的结果(“高浓度”),右边的图表示使用所述稀释后的所述氢氧化钠溶液进行所述第一步骤的结果(“低浓度”)。另外,所述沉淀物的重量值是4个样品的测量值的平均值。如图11所示,进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤的结果,不管以哪一个浓度进行所述第一接触步骤,都产生了所述沉淀物。另外,在以高浓度进行所述第一接触步骤时,所述沉淀物的量更多。

并且,确认了在所述第一步骤中生成的碳酸氢钠(NaHCO

以与上述同样的方式,制备了0.5mol/L的氯化钙溶液。在10mL的试管中,加入1ml的1N的碳酸氢钠溶液(由和光纯药工业公司制造)、1ml的蒸馏水、2ml的0.5mol/L的所述氯化钙溶液,用涡流搅拌机混合。然后,对所生成的沉淀物以与上述同样的方式计算了沉淀物的量。

另外,以同样的方式,混合2ml的0.5mol/L的碳酸钠溶液(由和光纯药工业制造)、2ml的0.5mol/L的氯化钙溶液,对所生成的沉淀物计算了沉淀物的量。

其结果示于图12。图12是示出通过与所述二氧化碳的接触在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图12中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示各实验条件。另外,所述沉淀物的重量值是所述各样品中的合计4个样品的测量值的平均值。如图12所示,所述碳酸氢钠溶液和所述碳酸钠溶液分别通过与所述氯化钙溶液的反应产生了沉淀物。

如上所述,确认了通过使含有氢氧化钠的溶液与含有二氧化碳的气体接触的第一接触步骤和在所述第一接触步骤之后在所述溶液中添加氯化钙且进一步使所述添加后的混合液与含有所述二氧化碳的气体接触的第二接触步骤,可以固定二氧化碳。并且,确认了在所述第一步骤中生成的碳酸氢钠和碳酸钠在所述第二步骤中与氯化钙反应,产生沉淀物。

确认了即使改变所述氢氧化钠溶液和所述氯化钙溶液的浓度,也可以固定二氧化碳。

以与参考例2相同的方式使用了1N的氢氧化钠溶液。并且,作为所述含有氢氧化钠的溶液,使用了5N的氢氧化钠溶液(由和光纯药工业公司制造)。另外,以与参考例2相同的方式制备了0.1mol/L和0.5mol/L的所述氯化钙溶液。

使用1N和5N的所述氢氧化钠溶液、和0.1mol/L和0.5mol/L的所述氯化钙溶液,以与参考例2相同的方式进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤。但是,仅在使用5N的所述氢氧化钠溶液的情况下,将所述第一接触步骤中的所述鼓泡时间设为50秒以代替20秒。然后,以与参考例2相同的方式计算了沉淀量。

其结果示于图13。图13是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图13中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示各实验条件,左边的图表示使用1N的所述氢氧化钠溶液进行所述第一步骤的结果,右边的图表示使用5N的所述氢氧化钠溶液进行所述第一步骤的结果,在每个图中,左边是使用0.1mol/L所述氯化钙溶液进行的结果,右边是使用0.5mol/L的所述氯化钙溶液进行的结果。另外,所述沉淀物的重量值是所述各样品中的合计5个样品的测量值的平均值。如图13所示,不管将所述氢氧化钠溶液和所述氯化钙溶液设为哪一个浓度,均产生所述沉淀物。将所述氢氧化钠溶液的浓度设为1N和5N的结果,在两者之间得到了几乎相同的值。将所述氯化钙溶液的浓度设为0.1mol/L和0.5mol/L的结果,在0.5mol/L,与设为0.1mol/L的情况相比,无论在哪个所述氢氧化钠溶液的浓度,所述沉淀量都是约一半的值。确认了通过使用0.1mol/L的所述氯化钙浓度,可以固定更多的二氧化碳。

如上所述,可以确认即使改变所述氢氧化钠溶液和所述氯化钙溶液的浓度,也可以固定二氧化碳。

确认了即使改变在所述第一接触步骤中与含有二氧化碳的气体的接触时间,也可以固定二氧化碳。另外,不进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤而使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体接触,比较了结果。

以与参考例2相同的方式使用了1N的氢氧化钠溶液。另外,制备了0.1mol/L的所述氯化钙溶液。

除了将所述鼓泡的条件设为5、10、20、30、60秒之外,以与参考例2相同的方式进行了所述第一接触步骤。

然后,向所述第一接触后的所述溶液中加入9mL的蒸馏水稀释,使浓度成为约0.1N(以初始浓度为基准的估算值)。在10mL的试管中加入3mL的所述稀释后的所述溶液,在所述溶液中添加3ml的0.1mol/L的所述氯化钙溶液(第二接触步骤)。在所述接触之后,以与参考例2相同的方式离心所述混合液。然后,以与参考例2相同的方式计算了沉淀量。

另外,作为比较例,进行了如下实验。用蒸馏水稀释1N的所述氢氧化钠溶液,使其成为0.1N。在10mL的试管中,加入3ml的0.1N的所述氢氧化钠溶液和3ml的0.1N的所述氯化钙溶液进行混合,通过以与上述同样的方式在所述混合液中鼓泡二氧化碳使其接触。在所述添加后,以同样的方式计算沉淀量。

这些结果示于图14。图14是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图14中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示鼓泡时间,各图中,左侧的图表示进行了所述第一接触步骤和所述第二接触步骤的结果,右边的图表示比较例的结果。另外,所述沉淀物的重量值是合计3次的测量值的平均值。如图14所示,进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤的结果是,不管在哪一个鼓泡时间,都产生了所述沉淀物。在5秒-30秒的鼓泡中,得到了几乎相同程度的沉淀量。即使进行了60秒的鼓泡,也只有稍微的减少,得到了充分量的沉淀量。在所述比较例的情况下,在5秒-10秒的鼓泡中产生所述沉淀物,但是与进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤的结果相比,沉淀量为一半以下。而且,进行20秒以上的鼓泡时,沉淀量大幅减少。

从上述可以确认,即使改变在所述第一接触步骤中与含有二氧化碳的气体的接触时间,也能够固定二氧化碳。另外,还可获知,进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤的情况与不进行所述第一接触步骤和所述第二接触步骤而使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体接触的情况相比,固定二氧化碳的效率更高。

确认了通过将含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体通过在所述混合液中鼓泡所述气体使其接触,可以固定二氧化碳。

将等量的0.1N的所述氢氧化钠溶液与0.1mol/L的所述氯化钙溶液混合,制备了含有0.05N的所述氢氧化钠和0.05mol/L的所述氯化钙的混合液。将500ml的混合液放入塑料瓶(市售、宽7.5cm、深7.5cm、高12cm)中,如图15所示,在所述混合液中使用水槽生物用的鼓泡装置(产品名:bukubuku(组装有套件中包含的空气泵、软管和气石),由寿工芸株式会社制造),通过鼓泡空气使其接触。另外,在图15中,以透视的方式示出了所述塑料瓶的内部。在20cm

其结果示于图16。图16是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图16中,纵轴表示所述沉淀物的重量(g),横轴表示各实验条件。另外,所述沉淀物的重量值是所述各混合液的样品中的合计4个样品的测量值的平均值。如图16所示,通过所述空气和所述混合空气的鼓泡而产生了沉淀物。在所述空气的鼓泡中,随着时间的经过沉淀量在增加。

然后,改变容器的形态进行了实验。作为所述容器,代替所述塑料瓶,使用了直径40mm、高度50cm的氯乙烯制造的导管(市售)。所述导管中,在成为底部的一端安装了管帽(市售)。图17是说明所述导管的形态的示意图。另外,在图17中,以透视的方式示出了所述导管的内部。另外,以与参考例1相同的方式制备了0.1N的所述氢氧化钠溶液和0.1mol/L的所述氯化钙溶液。将250ml的所述氢氧化钠溶液和250ml的所述氯化钙溶液放入所述导管中,在所述混合液中以与上述同样的方式通过将空气鼓泡约一分钟使其接触。在所述接触后,利用二氧化碳监视器(RI-85、由RIKEN KEIKI制造)对所述导管的上部空间(高度约14cm)中的气体测量了二氧化碳浓度。另外,以同样的方式测量了所述空气的二氧化碳浓度。

其结果示于图18。图18是示出所述接触后的所述导管内的二氧化碳浓度的图。在图18中,纵轴表示二氧化碳浓度(PPM),横轴从左开始表示所述空气(空气)和所述导管的上部空间中的气体(导管内部)。另外,所述二氧化碳浓度值是合计9个样品的测量值的平均值。如图18所示,通过所述接触,大幅减少了所述导管内的二氧化碳浓度。

然后,使用通过在所述空气中混合所述二氧化碳而使二氧化碳浓度为10%的混合空气代替所述空气,除此以外以同样的条件进行了实验。

其结果示于图19。图19是示出所述接触后的所述导管内的二氧化碳浓度的图。在图19中,纵轴表示二氧化碳浓度(%),横轴从左开始表示各实验条件。另外,所述二氧化碳浓度值是合计3个样品的测量值的平均值。如图19所示,通过所述接触,减少了所述导管内的二氧化碳浓度。

然后,改变所述混合液的量进行了实验。以与上述相同的方式制备了含有0.05N的所述氢氧化钠和0.05mol/L的所述氯化钙的混合液。在所述导管中加入100、200、300、400和500ml的所述混合液,在所述混合液中以与上述相同的方式通过空气鼓泡1-2分钟使其接触。另外,在所述各条件下,从所述导管的底面到所述混合液的液面的高度分别为7、14、22、29、36cm。在所述接触后,对于所述管道的上部空间(距离所述管道的上端约10cm的位置)中的气体以与上述相同的方式测量了二氧化碳浓度。另外,同样测量了所述空气的二氧化碳浓度。

其结果示于图20。图20是示出所述接触后的所述导管内的二氧化碳浓度的图。在图20中,纵轴表示二氧化碳浓度(PPM),横轴从左开始表示所述空气(对照)和所述液面的高度。另外,所述二氧化碳浓度值是合计3个样品的测量值的平均值。如图20所示,通过所述接触,即使所述液面的高度为7cm,也大幅减少了所述导管内的二氧化碳浓度。另外,随着所述液面的高度(所述混合液的量)变高,二氧化碳的浓度进一步减少。

然后,改变所述接触的形态进行了实验。以与上述相同的方式制备了含有0.05N的所述氢氧化钠和0.05mol/L的所述氯化钙的混合液。在所述导管中加入500ml的所述混合液,以与上述相同的方式,通过将空气鼓泡1-2分钟使其接触。另一方面,在所述接触中,除了取下连接到所述鼓泡装置的所述软管的前端的所述气石并通过直接鼓泡来自所述软管(直径约5mm,硅酮制造)的空气使其接触以外,其余以同样的方式进行了实验。通过将所述鼓泡的气泡的尺寸与比例尺进行比较,用目测测量的结果是毫米-厘米的数量级。所述接触后,以与上述同样的方式测量了二氧化碳浓度。另外,以同样的方式测量了所述空气的二氧化碳浓度。

其结果示于图21。图21是示出所述接触后的所述导管内的二氧化碳浓度的图。在图21中,纵轴表示二氧化碳浓度(PPM),横轴表示从左开始表示空气(对照)、从所述气石鼓泡时(球)、和从所述软管鼓泡时(管)。另外,所述二氧化碳浓度值是合计4个样品的测量值的平均值。如图21所示,通过从所述气石鼓泡,所述导管内的二氧化碳浓度大幅减少(减少到4.27%)。另一方面,从所述软管进行鼓泡时,虽然二氧化碳浓度减少(减少到69.49%),但与从所述气石鼓泡时相比,减少量较少。由此可知,所述鼓泡中的气泡的尺寸小是吸收二氧化碳中的重要因素。

如上所述,确认了通过将含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体通过在所述混合液中鼓泡所述气体使其接触,可以固定二氧化碳。

确认了通过使含有氢氧化钠且还含有第2族元素的氯化物和二价金属元素的氯化物的混合液与含有二氧化碳的气体接触,可以固定二氧化碳。

作为第2族元素的氯化物和二价金属元素的氯化物,使用了氯化镁(MgCl

将2mL的所述各金属氯化物溶液和1mL的所述氢氧化钠溶液混合。以与参考例1相同的方式通过在所述混合液中将二氧化碳鼓泡使其接触。在所述混合后、以及在与所述二氧化碳接触后,以与参考例1相同的方式计算了沉淀量。

其结果示于图22。图22是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图22中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示所述混合液中包含的各金属氯化物,各金属氯化物中的左边的图表示所述混合后,右边的图表示与所述二氧化碳接触后。另外,所述沉淀物的重量值是所述各混合液的样品中的合计4个样品的测量值的平均值。如图22所示,使用所述氯化镁溶液和所述氯化锌溶液时,所述混合后沉淀量大幅增加,与所述二氧化碳接触后沉淀量减少。另外,使用所述氯化锶溶液和所述氯化钡溶液时,所述混合后沉淀量增加,与所述二氧化碳接触后,沉淀量进一步增加。

然后,使用了所述第2族元素的氯化物和所述二价金属元素的氯化物,并测量了所述接触后的二氧化碳浓度。

作为所述容器,使用了参考例5中记载的所述导管。将50ml的0.1N的所述氢氧化钠溶液和50ml的0.1mol/L的各金属氯化物溶液放入所述导管中,通过在所述混合液中以与所述参考例5相同的方式将空气鼓泡使其接触。在所述接触后,对于所述导管的上部空间(高度约14cm)中的气体,以与参考例5相同的方式测量了二氧化碳浓度。在所述测定中,确认了从所述接触开始2-3分钟后,二氧化碳浓度的值几乎恒定,并将该值作为测定值。另外,作为对照,以同样的方式测量了所述空气的二氧化碳浓度。

其结果示于图23。图23是示出所述接触后的所述导管内的二氧化碳浓度的图。在图23中,纵轴表示二氧化碳浓度(PPM),横轴表示各金属氯化物。另外,所述二氧化碳浓度值是合计3个样品的测量值的平均值。如图23所示,通过所述接触,无论在使用哪一个金属氯化物的情况下,与对照的值相比,所述导管内的二氧化碳浓度减少。特别是,在使用所述氯化锶溶液和所述氯化钡溶液的情况下,所述二氧化碳浓度大幅降低。

如上所述,确认了通过将含有氢氧化钠且还含有第2族元素的氯化物和二价金属元素的氯化物的混合液与含有二氧化碳的气体接触,可以固定二氧化碳。

确认了通过在预定的温度条件下使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体接触,可以固定二氧化碳。

以与参考例5相同的方式制备了含有0.05N的所述氢氧化钠和0.05mol/L的所述氯化钙的混合液。在10mL的试管中,加入3mL的所述各浓度的氢氧化钠溶液和3mL的0.1mol/L的所述氯化钙溶液并进行混合,以与参考例1相同的方式在所述混合液中通过鼓泡二氧化碳使其接触。以2cm

其结果示于图24。图24是示出通过与所述二氧化碳的接触而在所述混合液中产生的沉淀物的重量的图。在图24中,纵轴表示每个试管的所述沉淀物的重量(g),横轴表示温度。另外,所述沉淀物的重量值在每个所述温度下进行3-5次实验,在各实验中获取4-8个样品的测量值,作为这些测量值的平均值。如图24所示,在任何温度条件下,与所述二氧化碳接触后都产生了沉淀物。所述沉淀量在所述混合液的温度从5℃到60℃之间是几乎是恒定的值,在70℃时大幅增加。即使所述混合液的温度在80℃,也得到了比在5℃到60℃之间的所述恒定的值大的值。

如上所述,可以确认通过在预定的温度条件下使含有氢氧化钠和氯化钙的混合液与含有二氧化碳的气体接触,可以固定二氧化碳。特别是,可以确认所述二氧化碳的固定适合在高温下的处理。

以上参照实施方式和实施例对本发明进行了说明,但是本发明不限于上述实施方式和实施例。本发明的构成和细节可以在本发明的范围内做出本领域技术人员能够理解的各种改变。

如上所述,根据本发明,可以提供一种新的二氧化碳的固定方法。因此,本发明在处理含有二氧化碳的燃烧尾气等方面极为有用。本发明的二氧化碳的固定装置例如恰好适用于火力发电站。

10 第1反应容器

110 二氧化碳固定剂投入器件

20 第2反应容器

210 二氧化碳固定剂投入器件

30 液体循环通道

310、310A、310B 液体吸入端部

320 液体排出端部

330 吸气器

340A、340B、340C、340D、340E 流量调整器件

350 供水器件

40 泵

50 容纳部

510 通气部

60 容器连通通道

610 固化生成物分离器件

620 流量调整器件

70 气体送入器件

710 插入端部

相关技术
  • 二氧化碳的固定方法、固定化二氧化碳的制造方法、以及二氧化碳的固定装置
  • 二氧化碳的固定装置
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06120113206684