JP5705271B2 - 二酸化炭素の輸送方法、処分方法及び搬送方法 - Google Patents
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例えば、天然ガスの消費地で排出された二酸化炭素を回収し、これを液化または固化した状態でLNGタンカーなどにより天然ガス産出地に輸送し、天然ガス田の空井戸に送り込む方法も検討されている。
これらの処分方法では、大量の二酸化炭素を安価に安全に効率よく輸送する必要がある。
また、船倉内に堆積した固体状二酸化炭素が外部から侵入した水分による結露とその自重などによりブロック状に固化してしまい、これの搬出が容易ではないなどの不具合がある。また、船倉内に固体状二酸化炭素を噴出させた場合、山のように積み上げられて荷崩れする恐れがあった。
請求項1にかかる発明は、液化二酸化炭素またはガス状二酸化炭素を、容器内に貯えられている液化天然ガス、液化メタン、液化エタン、液化窒素、液化アルゴンのいずれかからなる低温液体中、あるいは液化天然ガス、液化メタン、液化エタン、液化窒素、液化アルゴンのいずれかからなる低温液体と天然ガス、メタン、エタン、窒素、アルゴンの少なくとも1種類を含む容器の気相部に吹き込んで、低温液体中に固体の二酸化炭素が存在する混合物として容器内に貯えた後、この容器を目的地まで輸送し、目的地において、該容器から前記混合物を搬出し、ついでこの混合物から二酸化炭素を分離することを特徴とする二酸化炭素の輸送方法である。
請求項3にかかる発明は、前記容器がLNGタンカーの低温タンクであり、LNGタンカーで目的地まで輸送することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の二酸化炭素の輸送方法である。
請求項5にかかる発明は、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の輸送方法で輸送した二酸化炭素を系外に送り、深度地中埋設により処分することを特徴とする二酸化炭素の処分方法である。
このようにして回収されたガス状二酸化炭素は、予め図示しない精製装置により硫黄化合物、一酸化炭素、水分、水素などの不純物が除去されて精製されたのち、ガス状二酸化炭素として、ガスブースター等により導出され、管5を経て大型の低温タンク6内に送り込まれる。また、該ガス状二酸化炭素は、管1の途中で液化天然ガスを利用して冷却され、液化器2に送られて、例えば温度−20℃、圧力2MPaの液化二酸化炭素とされ、該液化二酸化炭素は低温貯槽3に一旦貯留される。低温貯槽3内の液化二酸化炭素は、ポンプ4により導出され、管5を経て大型の低温タンク6内に送り込まれる。液化二酸化炭素中の水分濃度は、0.12vol%以下が望ましい。
管5からの液化二酸化炭素は、低温タンク6の底部から上方に延びる散気管7の先端部分から液化天然ガス中に吹き出される。液化天然ガスの温度が−162℃以下、圧力が5.3MPa未満であるので、散気管7から吹き出された液化二酸化炭素は、液化天然ガス中でただちに固化し、固体粒子に変化し、液化天然ガス中に分散していく。
液化二酸化炭素の低温タンク6内への吹き込みは、天然ガス、メタン、エタン、窒素、アルゴンなどの少なくとも1種類を含む気相部に行ってもよい。具体的には、低温タンク6の上部に設けた別の散気管8を用いて管9から導入される液化二酸化炭素を液滴状にして液化天然ガス上に降らせてもよい。
また、液化天然ガスまたは気相部へ吹き込む二酸化炭素は、ガス状二酸化炭素でもよい。
低温タンク6内での貯蔵では、液化天然ガスと固体状二酸化炭素との比重がかなり違い、液化天然ガスの比重が0.43〜0.48であるのに対して固体状二酸化炭素の比重が1.56であるので、静置しておけば固体状二酸化炭素は沈殿、堆積する。しかし、この混合物を撹拌すると、元の流動性を備えたスラリー状の形態に戻る。
このような混合物を本発明の二酸化炭素混合物と言い、その形成方法を同じく本発明の二酸化炭素混合物の製造方法と言う。
本発明の二酸化炭素の貯蔵方法は、低温タンク6などの容器内に、液化天然ガスなどの低温液体中に固体状の二酸化炭素が存在している状態の混合物を貯留するものである。
また、低温タンク6内で気化した天然ガスを回収、必要に応じて精製のための管10が低温タンク6の上部に接続されている。
なお、低温タンク6への液化二酸化炭素の吹き込みに先立ち、低温タンク6内の気相部を天然ガス、メタン、エタン、炭酸ガス、窒素などでパージしておくこともできる。
この輸送方法は、低温タンク6を船舶や車両などの運搬手段によって目的地まで輸送するものである。
船舶による輸送にあっては、例えば低温タンク6にLNGタンカーのLNGタンクをそのまま用いることができる。天然ガス産出地からのLNGタンカーが天然ガス消費地に着き、液化天然ガスを荷揚げした後の空のLNGタンクを利用し、これに少量の液化天然ガスを貯めておき、上述のようにして、液化二酸化炭素を注入して前記混合物を作製して貯蔵したのち、このLNGタンカーを天然ガス産出地に回漕することができる。この輸送方法では、天然ガス産出地と消費地との間の往路および復路においてともに積荷を運ぶことになり、LNGタンカー製造のイニシャルコストはもちろんのこと復路をバラスト水を積載して航行していることから比較すると極めて経済性が高いものとなる。
例えば、区画Lにおいて、液化二酸化炭素を製造し、この液化二酸化炭素を接岸中のLNGタンカーのLNGタンク(低温タンク6)に送給して前記混合物としてLNGタンク内に貯蔵する。LNGタンカーが航海をして区画Nに接岸したならば、LNGタンクから前記流体を搬出し、リザーブタンク16に送ることができる。
内容量20リットルの撹拌羽根付きステンレス鋼製真空断熱密閉タンク内に10kgの液化天然ガスを貯え、タンク内の温度を−163℃、圧力を0.2MPa(G)とした。タンクの底部から、内径3mmの散気管により、温度−20℃、圧力20MPa(G)の液化二酸化炭素10kgを3時間かけて吹き込んだ。
タンク内の温度、圧力を上述の値に保持して、2週間経過した後のタンク内の液化天然ガスを撮影したところ、白色の固体の二酸化炭素がタンク底部に堆積しているのが確かめられた。
このことから、二酸化炭素を長時間、安定して液化天然ガス中に貯蔵できることが確認できた。
また、撹拌羽根を回転させて内容物を撹拌したところ、沈殿していた固体状二酸化炭素が粒子状となって液化天然ガス中に分散したことも確認できた。
Claims (7)
- 液化二酸化炭素またはガス状二酸化炭素を、容器内に貯えられている液化天然ガス、液化メタン、液化エタン、液化窒素、液化アルゴンのいずれかからなる低温液体中、あるいは液化天然ガス、液化メタン、液化エタン、液化窒素、液化アルゴンのいずれかからなる低温液体と天然ガス、メタン、エタン、窒素、アルゴンの少なくとも1種類を含む容器の気相部に吹き込んで、低温液体中に固体の二酸化炭素が存在する混合物として容器内に貯えた後、この容器を目的地まで輸送し、目的地において、該容器から前記混合物を搬出し、ついでこの混合物から二酸化炭素を分離することを特徴とする二酸化炭素の輸送方法。
- 前記混合物を目的地において容器から搬出し、この混合物が有する寒冷を天然ガス、メタン、エタンの液化に利用することを特徴とする請求項1に記載の二酸化炭素の輸送方法。
- 前記容器がLNGタンカーの低温タンクであり、LNGタンカーで目的地まで輸送することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の二酸化炭素の輸送方法。
- 前記低温液体が、精製済みの液化天然ガス、液化メタン、液化エタンであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の二酸化炭素の輸送方法。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の輸送方法で輸送した二酸化炭素を系外に送り、深度地中埋設により処分することを特徴とする二酸化炭素の処分方法。
- LNGタンカーの低温タンクに貯留した、液化天然ガス、液化メタン、液化エタン、液化窒素、液化アルゴンのいずれかからなる低温液体中に固体の二酸化炭素が存在してなる二酸化炭素混合物を、配管を介して搬送することを特徴とする二酸化炭素の搬送方法。
- 前記低温液体が、精製済みの液化天然ガス、液化メタン、液化エタンであることを特徴とする請求項6に記載の二酸化炭素の搬送方法。
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