JP4924140B2 - 炭酸ガスの地中貯留システム - Google Patents
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Description
IPCC、"IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage"、Chapter 5、2005年、Cambridge University Press 大関真一、嘉納康二、"「二酸化炭素地中貯留」事業の実現にむけて〜石油・天然ガス上流技術への期待〜"、「石油・天然ガスレビュー」、独立行政法人 石油天然ガス・金属鉱物資源機構、2006.7、vol.40 No.4、p57-70
炭酸ガスを液体又は超臨界状態まで圧縮する炭酸ガス圧縮装置と、海水及び/又は水からなる溶媒を圧縮・搬送する圧送ポンプと、前記圧縮された炭酸ガス及び溶媒が注入され、前記溶媒に前記炭酸ガスを溶解させて炭酸ガス溶解水とする1又は複数の溶解槽と、生成された炭酸ガス溶解水を地中の帯水層に圧入する地表面から前記帯水層まで貫通した注入井とから構成され、
前記溶解槽は、密閉された容器の下部に、前記炭酸ガス圧縮装置から送られた炭酸ガスが注入される炭酸ガス注入口と、前記溶媒圧送ポンプから送られた溶媒が注入される溶媒注入口とが形成されるとともに、前記容器の上部に前記炭酸ガス溶解水が吐出される吐出口が形成され、前記容器内に粒状の充填材が充填されて構成されることを特徴とする炭酸ガスの地中貯留システムが提供される。
図1は、本発明に係る炭酸ガスの地中貯留システム1の第1構成パターンを示す概念図である。
本地中貯留システム1は、図1に示されるように、炭酸ガスを液体又は超臨界状態まで圧縮する炭酸ガス圧縮装置2と、海水及び/又は水からなる溶媒を圧縮・搬送する圧送ポンプ3と、前記圧縮された炭酸ガス及び溶媒が注入され、前記溶媒に前記炭酸ガスを溶解させて炭酸ガス溶解水とする複数の溶解槽4、4…と、生成された炭酸ガス溶解水を地中の帯水層に圧入する地表面から前記帯水層まで貫通した注入井5とから主に構成される。
(1)所定の炭酸ガス及び溶媒の流量及び溶解槽の形状において、充填材の平均粒径に対する炭酸ガス溶解量の関係。
(2)充填材の平均粒径に対する溶解槽の圧力損失の関係。
第2構成パターンは、地中貯留システム1の主な構成は、前記第1構成パターンと同様であるが、以下の点が相違する。すなわち、図4に示されるように、前記溶解槽4は複数配置され、これら溶解槽4、4…の内の一部については、溶解槽4から注入井5に至る流路の途中に、送給された炭酸ガス溶解水に対して、未溶解の炭酸ガスと、炭酸ガスが飽和濃度で溶解した状態の炭酸ガス溶解水とを分離する分離槽6が配設されるとともに、分離された前記未溶解炭酸ガスを前記炭酸ガス圧縮装置2と溶解槽4との中間流路に戻す炭酸ガス圧送装置7が配設され、残る溶解槽については、前記分離槽6の下流側に流路が接続される構成となっている。
第3構成パターンは、図5に示されるように、上記第1構成パターンと対比して、前記溶解槽4から吐出された炭酸ガス溶解水を未溶解炭酸ガスを含んだそのままの状態で、地中の帯水層に圧入するようにしてある点で相違する。
Claims (7)
- 炭酸ガスを溶媒に溶解させた状態で地中の帯水層に圧入し、貯留・隔離するための炭酸ガスの地中貯留システムであって、
炭酸ガスを液体又は超臨界状態まで圧縮する炭酸ガス圧縮装置と、海水及び/又は水からなる溶媒を圧縮・搬送する圧送ポンプと、前記圧縮された炭酸ガス及び溶媒が注入され、前記溶媒に前記炭酸ガスを溶解させて炭酸ガス溶解水とする1又は複数の溶解槽と、生成された炭酸ガス溶解水を地中の帯水層に圧入する地表面から前記帯水層まで貫通した注入井とから構成され、
前記溶解槽は、密閉された容器の下部に、前記炭酸ガス圧縮装置から送られた炭酸ガスが注入される炭酸ガス注入口と、前記溶媒圧送ポンプから送られた溶媒が注入される溶媒注入口とが形成されるとともに、前記容器の上部に前記炭酸ガス溶解水が吐出される吐出口が形成され、前記容器内に粒状の充填材が充填されて構成されることを特徴とする炭酸ガスの地中貯留システム。 - 前記粒状の充填材として、砂、砕石、ラシヒリング、サドルの内のいずれか又は組み合わせとする請求項1記載の炭酸ガスの地中貯留システム。
- 前記粒状の充填材は、充填材の種類ごとに、炭酸ガス及び溶媒の流量及び前記溶解槽の形状に基づいて定められる炭酸ガス溶解量と前記溶解槽における圧力損失とから決定される最適な平均粒径とする請求項1,2いずれかに記載の炭酸ガスの地中貯留システム。
- 前記溶解槽において、前記充填材の充填領域内に、流路を仕切るように多数の開孔が形成された整流板が1又は複数設けられている請求項1〜3いずれかに記載の炭酸ガスの地中貯留システム。
- 前記溶解槽から注入井に至る流路の途中に、送給された炭酸ガス溶解水の全量に対して、未溶解の炭酸ガスと、炭酸ガスが飽和濃度で溶解した状態の炭酸ガス溶解水とを分離する分離槽が配設されるとともに、分離された前記未溶解炭酸ガスを前記炭酸ガス圧縮装置と溶解槽との中間流路に戻す炭酸ガス圧送装置が配設された請求項1〜4いずれかに記載の炭酸ガスの地中貯留システム。
- 前記溶解槽は複数配置され、これら溶解槽の内の一部については、溶解槽から注入井に至る流路の途中に、送給された炭酸ガス溶解水に対して、未溶解の炭酸ガスと、炭酸ガスが飽和濃度で溶解した状態の炭酸ガス溶解水とを分離する分離槽が配設されるとともに、分離された前記未溶解炭酸ガスを前記炭酸ガス圧縮装置と溶解槽との中間流路に戻す炭酸ガス圧送装置が配設され、残る溶解槽については、前記分離槽の下流側に流路が接続されている請求項1〜4いずれかに記載の炭酸ガスの地中貯留システム。
- 前記溶解槽から吐出された炭酸ガス溶解水を未溶解炭酸ガスを含んだそのままの状態で、地中の帯水層に圧入するようにしてある請求項1〜4いずれかに記載の炭酸ガスの地中貯留システム。
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