炭酸ガス固定方法及び炭酸ガス固定装置
【課題】環境への負担が少なく、又は再放出の懸念がなく、炭酸ガスを固定する炭酸ガス固定方法及び炭酸ガス固定装置を提供する。
【解決手段】海水７を電解し、海水電解により生成されたアノード電解水７ａとカソード電解水７ｂとを分離し、前記アノード電解水にアルカリ材を投入してｐＨ調整し、前記カソード電解水に炭酸ガスを吹込み炭酸ガスを炭酸塩として固定し、ｐＨ調整後のアノード電解水と炭酸塩固定後のカソード電解水とを合流させ、海水と同等のｐＨとして放流する。
【解決手段】海水７を電解し、海水電解により生成されたアノード電解水７ａとカソード電解水７ｂとを分離し、前記アノード電解水にアルカリ材を投入してｐＨ調整し、前記カソード電解水に炭酸ガスを吹込み炭酸ガスを炭酸塩として固定し、ｐＨ調整後のアノード電解水と炭酸塩固定後のカソード電解水とを合流させ、海水と同等のｐＨとして放流する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水の電気分解によりアルカリ性溶液を生成し、炭酸ガスを海水に吸収させ、炭酸カルシウムに変換することで炭酸ガスを固定する炭酸ガス固定方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の要因の１つとして炭酸ガスが挙げられ、又経済の拡大に伴い炭酸ガスの排出量も増大している。従って、空気中の炭酸ガス濃度を地球規模で低減させることが強く求められている。
【０００３】
従来、炭酸ガスの固定方法としては、アミン等のアルカリ性溶液により炭酸ガスを吸収し、加熱によって分離・回収する、或は多孔質の気体分離膜を用いて分離回収した炭酸ガスを液化する等して深海洋、或は地中に貯溜する方法が提案されている。然し乍ら、斯かる方法では環境に負担が掛る上に、海洋や地中に貯溜した炭酸ガスが再放出するという懸念がある。
【０００４】
又、他の炭酸ガスの固定方法として特許文献１に示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２６１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は斯かる実情に鑑み、環境への負担が少なく、又は再放出の懸念がなく、炭酸ガスを固定する炭酸ガス固定方法及び炭酸ガス固定装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、海水を電解し、海水電解により生成されたアノード電解水とカソード電解水とを分離し、前記アノード電解水にアルカリ材を投入してｐＨ調整し、前記カソード電解水に炭酸ガスを吹込み炭酸ガスを炭酸塩として固定し、ｐＨ調整後のアノード電解水と炭酸塩固定後のカソード電解水とを合流させ、海水と同等のｐＨとして放流する炭酸ガス固定方法に係るものである。
【０００８】
又本発明は、前記アルカリ材は廃コンクリートである、炭酸ガス固定方法に係るものである。
【０００９】
又本発明は、アノード側電極に溶解性金属である鉄を使用し、海水電解過程で鉄イオンをアノード電解水に溶解させる炭酸ガス固定方法に係るものである。
【００１０】
又本発明は、アノードとカソードとを有する電解槽と、該電解槽の内部を、前記アノードを含むアノード側領域と前記カソードを含むカソード側領域とに仕切る隔膜と、前記アノード側領域で生成されたアノード電解水を貯溜する第１処理槽と、前記カソード側領域で生成されたカソード電解水を貯溜する第２処理槽と、前記アノード、カソードに電力を供給する電源装置と、前記第１処理槽にアルカリ材を投入するアルカリ材投入装置と、前記第２処理槽に炭酸ガスを吹込む炭酸ガス吹込み装置とを具備し、前記第１処理槽からの排水と前記第２処理槽からの排水とを合流して放流する様にした炭酸ガス固定装置に係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記電源装置は、太陽電池、燃料電池、風力発電機、波力発電機、海洋温度差発電装置、太陽熱発電装置の少なくとも１つを有する炭酸ガス固定装置に係るものである。
【００１２】
又本発明は、前記電源装置は、前記カソード側で発生した水素ガスと前記アノード側で発生した酸素ガスを使用する燃料電池を含む炭酸ガス固定装置に係るものである。
【００１３】
又本発明は、前記投入するアルカリ材は廃コンクリートである、炭酸ガス固定装置に係るものである。
【００１４】
又本発明は、前記アノードは、消耗電極としての鉄を含み、前記消耗電極は鉄イオンを溶解する炭酸ガス固定装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、海水を電解し、海水電解により生成されたアノード電解水とカソード電解水とを分離し、前記アノード電解水にアルカリ材を投入してｐＨ調整し、前記カソード電解水に炭酸ガスを吹込み炭酸ガスを炭酸塩として固定し、ｐＨ調整後のアノード電解水と炭酸塩固定後のカソード電解水とを合流させ、海水と同等のｐＨとして放流するので、環境に負担を掛けることなく、炭酸ガスの固定が可能となる。
【００１６】
又本発明によれば、前記アルカリ材は廃コンクリートであるので、産業廃棄物の処理を併せて行うことができる。
【００１７】
又本発明によれば、アノード側電極に溶解性金属である鉄を使用し、海水電解過程で鉄イオンをアノード電解水に溶解させるので、植物プランクトンの栄養素である鉄イオンが海中に供給され、植物プランクトンの繁殖を促進し、植物プランクトンによる炭酸ガスの固定化が図れる。
【００１８】
又本発明によれば、アノードとカソードとを有する電解槽と、該電解槽の内部を、前記アノードを含むアノード側領域と前記カソードを含むカソード側領域とに仕切る隔膜と、前記アノード側領域で生成されたアノード電解水を貯溜する第１処理槽と、前記カソード側領域で生成されたカソード電解水を貯溜する第２処理槽と、前記アノード、カソードに電力を供給する電源装置と、前記第１処理槽にアルカリ材を投入するアルカリ材投入装置と、前記第２処理槽に炭酸ガスを吹込む炭酸ガス吹込み装置とを具備し、前記第１処理槽からの排水と前記第２処理槽からの排水とを合流して放流する様にしたので、環境に負担を掛けることなく、炭酸ガスの固定が可能となる。
【００１９】
又本発明によれば、前記電源装置は、太陽電池、燃料電池、風力発電機、波力発電機、海洋温度差発電装置、太陽熱発電装置の少なくとも１つを有するので、自然エネルギを利用し、或は炭酸ガスの発生しないエネルギを使用して電力が供給されるので、環境に負担を掛けることなく、炭酸ガスの固定が可能となる。
【００２０】
又本発明によれば、前記電源装置は、前記カソード側で発生した水素ガスと前記アノード側で発生した酸素ガスを使用する燃料電池を含むことで、海水電解に消費した電力の一部が再び海水電解に使用されるので、省エネルギ化が図れる。
【００２１】
又本発明によれば、前記投入するアルカリ材は廃コンクリートであるので、産業廃棄物である廃コンクリートの処理を併せて行うことができる。
【００２２】
又本発明によれば、前記アノードは、消耗電極としての鉄を含み、前記消耗電極は鉄イオンを溶解するので、植物プランクトンの栄養素である鉄イオンが海中に供給され、植物プランクトンの繁殖を促進し、植物プランクトンによる炭酸ガスの固定化が図れるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例の概念図である。
【図２】本実施例に於けるカソード電流密度とＣａＣＯ3 及びＭｇ（ＯＨ）2 の析出比率を示すグラフである。
【図３】本実施に於ける電解処理でのｐＨの変化を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例に係る炭酸ガス固定装置を示す概略ブロック図である。
【図５】該炭酸ガス固定装置に於ける物質収支を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００２５】
先ず、図１に於いて、本発明の実施例の原理を説明する。
【００２６】
図１中、１は電解槽、２は第１処理槽、３は第２処理槽を示している。
【００２７】
前記電解槽１は、耐腐食性材料、例えばステンレス鋼製の電解処理容器４を有し、該電解処理容器４は上流端に流入口５、下流端に流出口６を有し、前記流入口５から流入した海水７が前記電解処理容器４の内部を一様に流れて前記流出口６から流出する様になっている。
【００２８】
前記海水７の流れを形成する手段としては、種々の手段が採用される。例えば、前記電解処理容器４を水中に没し、海流を利用し、内部を流通させてもよく、或は前記流入口５にスクリュー等を設け、該スクリューをモータで回転する等して水流を形成してもよく、或は、ポンプ等により海水７を取水し、前記流入口５に供給する様にしてもよい。
【００２９】
前記電解処理容器４の内部には、海水の流れ方向に沿って隔膜８が設けられ、該隔膜８は前記電解処理容器４の内部を２つに仕切り、前記電解処理容器４内には前記隔膜８によって分離された海水７の流れが形成される様になっている。
【００３０】
前記隔膜８は電流を通し、分離された流れが混合しない様な、又は混合することを抑制する材質、構造のものが用いられる。例えば、タイル状の素焼の板を敷き並べたもの、或は合成樹脂製の多孔質シート等が用いられる。
【００３１】
前記隔膜８により前記電解処理容器４内部を仕切る態様は、上下に仕切る、左右に仕切る、同心円状に仕切る等種々考えられるが、以下は、前記電解処理容器４内部が前記隔膜８によって上下に仕切られた場合を説明する。
【００３２】
前記電解処理容器４の上壁面に沿って＋電極（アノード）９を設け、下壁面に沿って−電極（カソード）１１を設け、前記アノード９、前記カソード１１を電源装置１２のそれぞれ＋極、−極に接続する。従って、前記隔膜８により前記電解処理容器４内が仕切られることで、前記電解処理容器４内にアノード側領域９ａとカソード側領域１１ａが形成される。
【００３３】
前記電源装置１２は、太陽光発電、風力発電、波力発電、海洋温度差発電、太陽熱発電等自然エネルギを利用した発電、或は燃料電池（後述）のいずれか、或はこれらの２以上からなる複合装置が用いられる。更に、発電所から電力の供給が受けられる場合は、夜間の余剰電力を利用する様にしてもよい。
【００３４】
前記アノード９としては、チタン等の不溶性金属の網目状或は多孔板のバケット（消耗電極収納容器）に溶解製金属を消耗電極材１３として投入したものが用いられる。尚、投入する消耗電極材１３として、鉄が好ましい。鉄は廃材として容易に入手し得、溶解した鉄イオンは、植物プランクトンが繁殖する為の栄養素であり、鉄イオンが供給されることで、植物プランクトンが繁殖し、植物プランクトンによる炭酸ガス固定化も期待できる。
【００３５】
前記カソード１１には、チタンに白金メッキしたもの等が用いられる。又、前記カソード１１の近傍、或はカソード１１に対向して水素回収装置１４が設けられ、該水素回収装置１４はカソード１１側で発生した水素ガスを回収する。
【００３６】
前記アノード９側を流通した海水は、前記第１処理槽２に導かれ、前記カソード１１側を流通した海水は、前記第２処理槽３に導かれる。
【００３７】
前記第１処理槽２は、廃コンクリート投入装置１５を有しており、該廃コンクリート投入装置１５により廃棄物であるコンクリートが前記第１処理槽２内に投入される様になっている。尚、投入する廃コンクリートは、粉砕され表面積が大きくなったものが好ましく、更に、砂、石等の骨材が除去されたものであれば、尚好ましい。
【００３８】
前記第２処理槽３は、炭酸ガス吹込み装置１６を有しており、該炭酸ガス吹込み装置１６は空気中から分離した炭酸ガス、或はプラントから排出される炭酸ガスを前記第２処理槽３内に吹込む様になっている。尚、空気中に含まれる炭酸ガスを使用する目的で、空気を直接、前記第２処理槽３に吹込んでもよい。
【００３９】
以下、本実施例の作用について説明する。
【００４０】
前記アノード９、前記カソード１１間に電圧を印加し、前記アノード９、前記カソード１１間に通電させることで、海水の電気分解が起り、カソード１１側で主として下記（１）及び（２）式の反応が起る。
【００４１】
Ｈ2 Ｏ＋１／２Ｏ2 ＋２ｅ- →２ＯＨ- （１）
２Ｈ2 Ｏ＋２ｅ- →２ＯＨ- ＋Ｈ2 （２）
【００４２】
従って、ＯＨ- （水酸イオン）が発生する為、カソード側では海水（以下カソード電解水７ｂと称す）のｐＨが上昇し、図２で示す様に、ＣａＣＯ3 及びＭｇ（ＯＨ）2 が生成する。又、カソード１１の単位面積当りの通電量をカソード電流密度Ｄｋ（Ａ／ｍ2 ）とすると、カソード電流密度ＤｋとＣａＣＯ3 及びＭｇ（ＯＨ）2 の析出比率は、図２に示される様になり、カソード電流密度Ｄｋが高くなると、Ｍｇ（ＯＨ）2 の析出比が大きくなり、又カソード電流密度Ｄｋが２（Ａ／ｍ2 ）を超えたところで、飽和状態となる。尚、カソード電流密度Ｄｋが２（Ａ／ｍ2 ）迄は、ＣａＣＯ3 については漸次減少、Ｍｇ（ＯＨ）2 については漸次増大であるので、カソード電流密度Ｄｋをコントロールすることで、ＣａＣＯ3 及びＭｇ（ＯＨ）2 の析出比率のコントロール、或はＣａＣＯ3 及びＭｇ（ＯＨ）2 の選択的な析出が可能となる。
【００４３】
実際の電気分解では、カソード電流密度Ｄｋを低くすると、電気分解の速度が遅いので、効率的ではない。又、Ｍｇ（ＯＨ）2 を析出させた後、カソード電解水７ｂでＭｇ（ＯＨ）2 を放置すると、以下の反応により、Ｍｇ（ＯＨ）2 がＣａＣＯ3 に置換わる反応があることが分っている。
【００４４】
Ｍｇ（ＯＨ）2 ＋Ｃａ2+＋Ｈ2 ＣＯ3 →Ｍｇ2+＋ＣａＣＯ3 ＋２Ｈ2 Ｏ （３）
【００４５】
従って、カソード電流密度Ｄｋを高く設定して、前記カソード電解水７ｂはＭｇ（ＯＨ）2 を析出した状態として、前記第２処理槽３に貯溜される。該第２処理槽３では前記炭酸ガス吹込み装置１６により炭酸ガスが吹込まれる。
【００４６】
海水に炭酸ガスが吹込まれることで、ＣＯ2 Ｈ2 Ｏ→Ｈ2 ＣＯ3 が生じ、該Ｈ2 ＣＯ3 によって、上記（３）式の反応が誘引される。
【００４７】
而して、前記第２処理槽３中でＣａＣＯ3 が析出し、炭酸ガスが固定される。該ＣａＣＯ3 はｐＨ８．５以上のアルカリ性溶液中で安定した物質である為、海中で溶解することはない。又実大気との炭酸平衡により、海水が酸性とならない場合は、炭酸ガスを再放出することはない。ＣａＣＯ3 が除去されたカソード電解水７ｂが前記第２処理槽３より放流される。
【００４８】
次に、前記アノード９側に、前記消耗電極材１３として鉄を用いた場合、以下の反応が起り、鉄が溶解する。更に、鉄イオンの加水分解により、水酸化第１鉄が生じると共にＨ+ が生成するので、アノード９側の海水（以下アノード電解水７ａと称す）のｐＨが低下する。
【００４９】
Ｆｅ→Ｆｅ2+＋２ｅ- （４）
Ｆｅ2+＋２Ｈ2 Ｏ→Ｆｅ（ＯＨ）2 ＋２Ｈ+ （５）
【００５０】
前記第１処理槽２に流入するアノード電解水７ａは前記２Ｈ+ により酸性となっている。前記第１処理槽２に廃コンクリート（Ｃａ（ＯＨ）2 ）が投入され、下式の通り該廃コンクリートにより酸性海水が中和される。
Ｃａ（ＯＨ）2 ＋２Ｈ+ →Ｃａ2+＋２Ｈ2 Ｏ （６）
【００５１】
尚、アノード９に溶解性の金属を使用しない場合、或は高電流密度で海水の電気分解を行うと、塩素Ｃｌ2 が発生し、Ｃｌ2 の発生に伴い、ＨＣｌ、ＨＣｌＯが発生する。ＨＣｌは強酸性であり、又ＨＣｌＯは生物に有害な物質である為、なるべくその発生を抑制する様な電流密度で電解を行う。然し上記した様に、アノード電解水７ａには、廃コンクリート（Ｃａ（ＯＨ）2 ）が投入されるので、
【００５２】
Ｃａ（ＯＨ）2 ＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ2 ＋２Ｈ2 Ｏ （７）
の反応によりＨＣｌは中和される。
【００５３】
而して、前記第１処理槽２で中和処理された海水が前記第２処理槽３から流出される海水と合流して海中に放流される。尚、前記アノード電解水７ａに溶解させるコンクリートの量及びカソード電解水７ｂに吹込む炭酸ガスの量を制御することで、合流後のｐＨが８．０程度となる様にする。
【００５４】
従って、炭酸ガスの固定処理を連続的に行え、而も固定処理過程で廃コンクリートを使用するので、産業廃棄物の処理を並行して行える。又、固定化したＣａＣＯ3 は貝殻の主成分である等、自然界に広く存在するものであり、そのまま放置したとしても、環境への負担は少ない。又、電気分解の過程で溶解した鉄イオンは、植物プランクトンを繁殖させるので、更に炭酸ガスの固定化が促進される。
【００５５】
上記海水電解の過程で、前記アノード９側には酸素ガスが発生し、前記カソード１１側では水素ガスが発生する。前記酸素ガス及び前記水素ガスは前記電源装置１２の１つである燃料電池に供給され、発電の燃料とされる。
【００５６】
次に、図３を参照して、前記カソード電流密度Ｄｋの制御による、炭酸ガスの固定処理過程に於ける、海水のｐＨ制御の一例を説明する。前記カソード電流密度Ｄｋを変化させることで、電解反応が変化し、前記カソード電流密度Ｄｋを増大させることで、電解反応が促進される。従って、前記カソード電流密度Ｄｋを制御することで、前記アノード９側及び前記カソード１１側でのｐＨの制御が可能となる。
【００５７】
先ず電解により、カソード電解水７ｂのｐＨは１０〜１１程度とし、海水中のＣａ2+及びＭｇ2+を全て沈殿させる。この時アノード電解水７ａのｐＨは４〜６程度になるものと考えられる。又、後に投入するアルカリ分の溶解速度を上昇させる為、前記流出口６から流出したアノード電解水７ａの一部を電解処理容器４の前記アノード９側へと戻し、アノード電解水７ａのｐＨをなるべく下げる。
【００５８】
又、炭酸塩の回収を行う為にＣＯ2 の吹込みによる第２処理槽３でのｐＨの低下は８．５〜９．５迄に抑え、ＣａＣＯ3 として炭酸塩の回収を行う。ここで、放流する際の前記第１処理槽２と前記第２処理槽３からの混合水ｐＨは流入時と略同じｐＨとする為、適量のアルカリ分をアノード電解液へ投入し、そのｐＨを６．５〜７．５迄上昇させる。従って、アノード電解水７ａ、カソード電解水７ｂを合流させた場合のｐＨは８．０〜８．２となり、海水の物理特性を変化させることなく放流しつつ、炭酸塩の固定を効率的に行うことができる。
【００５９】
尚上記実施例では、アノード電解水７ａの中和剤として、廃コンクリートを使用したが、火力発電所で発生した石炭灰等、アルカリ性を有する廃棄物であればよい。
【００６０】
上記実施例では、前記電解槽１内に海水を流動させつつ海水電解を行ったが、前記流入口５、前記流出口６にそれぞれ開閉弁を設け、海水電解を前記流入口５、前記流出口６を閉じた状態で行い、電解処理後は前記電解槽１内の海水を入替えるバッチ式としてもよい。
【００６１】
図４、図５は、本発明の実施例に係る炭酸ガス固定装置の概略を示している。
【００６２】
尚、図４中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付してある。又、図４で示す実施例では、発電源として燃料電池１８を示している。
【００６３】
前記電解槽１の水素回収装置１４側で発生する水素ガスを回収し、前記燃料電池１８に供給する水素ガス回収ライン２１が設けられると共に前記電解槽１のアノード９側で発生する酸素ガスを回収し、前記燃料電池１８に供給する酸素ガス回収ライン２２が設けられる。前記水素ガス回収ライン２１、前記酸素ガス回収ライン２２はそれぞれガス流量調整ブロワ２３，２４を有しており、前記燃料電池１８に供給する酸素ガス、水素ガスの流量を調整する。
【００６４】
前記燃料電池１８で発電された電力は、前記電源装置１２で蓄電され、蓄電した電力は、前記カソード１１に於いて所定のカソード電流密度Ｄｋとなる様に、電力の供給を制御する。尚、前記燃料電池１８の発電量で不足する電力については、太陽光発電による電力、或は風力発電、或は波力発電による電力、或は発電所からの電力によって補充される。
【００６５】
前記電解槽１には海水供給ライン２５が接続され、又廃コンクリート槽２６（第１処理槽２に相当）、吸収塔２７（第２処理槽３に相当）が接続され、該吸収塔２７には排ガス供給ライン２８（炭酸ガス吹込み装置１６に相当）が接続される。
【００６６】
前記廃コンクリート槽２６にはアノード電解水７ａである酸性水が供給され、前記廃コンクリート槽２６には廃コンクリートが投入され、弱酸性水となる様にｐＨが調整されて排出される。
【００６７】
前記吸収塔２７には、ＣａＣＯ3 及びＭｇ（ＯＨ）2 を含むカソード電解水７ｂであるアルカリ水が供給される。又、前記吸収塔２７には火力発電所、化学プラント等の各種プラントからの排気ガスが導入される。この排ガスには、ＣＯ2 の他に、ＳＯｘ、ＮＯｘが含まれており、前記吸収塔２７でＳＯｘ、ＮＯｘが除去された後、ＣＯ2 が前記カソード電解液に供給される（吹込まれる）。吹込まれたＣＯ2 は、ＣａＣＯ3 となって回収される（式（３）参照）。前記ＣＯ2 の吹込みで、一部中和されたカソード電解水７ｂは、弱アルカリ水として前記吸収塔２７より排出される。
【００６８】
前記廃コンクリート槽２６から排出された弱酸性水及び前記吸収塔２７から排出された弱アルカリ水は合流された後、炭酸ガス固定装置から海洋に排出される。弱酸性水及び弱アルカリ水が合流されることで、ｐＨ調整され、最終的に炭酸ガス固定装置から放流される状態では、海水が持つｐＨと同等となり、環境に負荷を掛けることはない。
【００６９】
尚、図４中、３１は海水を前記電解槽１に送給するポンプ、３２はカソード電解水７ｂを前記吸収塔２７に送給するポンプ、３３は前記廃コンクリート槽２６から排水する為のポンプ、３４は前記吸収塔２７から排水する為のポンプをそれぞれ示している。
【００７０】
本発明は、炭酸ガスを排出する種々の装置、プラントに実施可能である。例えば、本発明を船舶に実施した場合、排気ガスから炭酸ガスを除去し得、炭酸ガスを排出することなく、或は炭酸ガスの排出を低減して航行が可能となる。又、本発明を火力発電所の冷却水の排水系に設けた場合、図４で示すポンプ３１は不要となり、又排水される冷却水は温度が高いので、電解反応が促進され、炭酸ガスの回収効率が増大する。
【符号の説明】
【００７１】
１ 電解槽
２ 第１処理槽
３ 第２処理槽
４ 電解処理容器
５ 流入口
７ 海水
７ａ アノード電解水
７ｂ カソード電解水
８ 隔膜
９ アノード
９ａ アノード側領域
１１ カソード
１１ａ カソード側領域
１２ 電源装置
１３ 消耗電極材
１４ 水素回収装置
１５ 廃コンクリート投入装置
１６ 炭酸ガス吹込み装置
１８ 燃料電池
２１ 水素ガス回収ライン
２２ 酸素ガス回収ライン
２６ 廃コンクリート槽
２７ 吸収塔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水の電気分解によりアルカリ性溶液を生成し、炭酸ガスを海水に吸収させ、炭酸カルシウムに変換することで炭酸ガスを固定する炭酸ガス固定方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の要因の１つとして炭酸ガスが挙げられ、又経済の拡大に伴い炭酸ガスの排出量も増大している。従って、空気中の炭酸ガス濃度を地球規模で低減させることが強く求められている。
【０００３】
従来、炭酸ガスの固定方法としては、アミン等のアルカリ性溶液により炭酸ガスを吸収し、加熱によって分離・回収する、或は多孔質の気体分離膜を用いて分離回収した炭酸ガスを液化する等して深海洋、或は地中に貯溜する方法が提案されている。然し乍ら、斯かる方法では環境に負担が掛る上に、海洋や地中に貯溜した炭酸ガスが再放出するという懸念がある。
【０００４】
又、他の炭酸ガスの固定方法として特許文献１に示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２６１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は斯かる実情に鑑み、環境への負担が少なく、又は再放出の懸念がなく、炭酸ガスを固定する炭酸ガス固定方法及び炭酸ガス固定装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、海水を電解し、海水電解により生成されたアノード電解水とカソード電解水とを分離し、前記アノード電解水にアルカリ材を投入してｐＨ調整し、前記カソード電解水に炭酸ガスを吹込み炭酸ガスを炭酸塩として固定し、ｐＨ調整後のアノード電解水と炭酸塩固定後のカソード電解水とを合流させ、海水と同等のｐＨとして放流する炭酸ガス固定方法に係るものである。
【０００８】
又本発明は、前記アルカリ材は廃コンクリートである、炭酸ガス固定方法に係るものである。
【０００９】
又本発明は、アノード側電極に溶解性金属である鉄を使用し、海水電解過程で鉄イオンをアノード電解水に溶解させる炭酸ガス固定方法に係るものである。
【００１０】
又本発明は、アノードとカソードとを有する電解槽と、該電解槽の内部を、前記アノードを含むアノード側領域と前記カソードを含むカソード側領域とに仕切る隔膜と、前記アノード側領域で生成されたアノード電解水を貯溜する第１処理槽と、前記カソード側領域で生成されたカソード電解水を貯溜する第２処理槽と、前記アノード、カソードに電力を供給する電源装置と、前記第１処理槽にアルカリ材を投入するアルカリ材投入装置と、前記第２処理槽に炭酸ガスを吹込む炭酸ガス吹込み装置とを具備し、前記第１処理槽からの排水と前記第２処理槽からの排水とを合流して放流する様にした炭酸ガス固定装置に係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記電源装置は、太陽電池、燃料電池、風力発電機、波力発電機、海洋温度差発電装置、太陽熱発電装置の少なくとも１つを有する炭酸ガス固定装置に係るものである。
【００１２】
又本発明は、前記電源装置は、前記カソード側で発生した水素ガスと前記アノード側で発生した酸素ガスを使用する燃料電池を含む炭酸ガス固定装置に係るものである。
【００１３】
又本発明は、前記投入するアルカリ材は廃コンクリートである、炭酸ガス固定装置に係るものである。
【００１４】
又本発明は、前記アノードは、消耗電極としての鉄を含み、前記消耗電極は鉄イオンを溶解する炭酸ガス固定装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、海水を電解し、海水電解により生成されたアノード電解水とカソード電解水とを分離し、前記アノード電解水にアルカリ材を投入してｐＨ調整し、前記カソード電解水に炭酸ガスを吹込み炭酸ガスを炭酸塩として固定し、ｐＨ調整後のアノード電解水と炭酸塩固定後のカソード電解水とを合流させ、海水と同等のｐＨとして放流するので、環境に負担を掛けることなく、炭酸ガスの固定が可能となる。
【００１６】
又本発明によれば、前記アルカリ材は廃コンクリートであるので、産業廃棄物の処理を併せて行うことができる。
【００１７】
又本発明によれば、アノード側電極に溶解性金属である鉄を使用し、海水電解過程で鉄イオンをアノード電解水に溶解させるので、植物プランクトンの栄養素である鉄イオンが海中に供給され、植物プランクトンの繁殖を促進し、植物プランクトンによる炭酸ガスの固定化が図れる。
【００１８】
又本発明によれば、アノードとカソードとを有する電解槽と、該電解槽の内部を、前記アノードを含むアノード側領域と前記カソードを含むカソード側領域とに仕切る隔膜と、前記アノード側領域で生成されたアノード電解水を貯溜する第１処理槽と、前記カソード側領域で生成されたカソード電解水を貯溜する第２処理槽と、前記アノード、カソードに電力を供給する電源装置と、前記第１処理槽にアルカリ材を投入するアルカリ材投入装置と、前記第２処理槽に炭酸ガスを吹込む炭酸ガス吹込み装置とを具備し、前記第１処理槽からの排水と前記第２処理槽からの排水とを合流して放流する様にしたので、環境に負担を掛けることなく、炭酸ガスの固定が可能となる。
【００１９】
又本発明によれば、前記電源装置は、太陽電池、燃料電池、風力発電機、波力発電機、海洋温度差発電装置、太陽熱発電装置の少なくとも１つを有するので、自然エネルギを利用し、或は炭酸ガスの発生しないエネルギを使用して電力が供給されるので、環境に負担を掛けることなく、炭酸ガスの固定が可能となる。
【００２０】
又本発明によれば、前記電源装置は、前記カソード側で発生した水素ガスと前記アノード側で発生した酸素ガスを使用する燃料電池を含むことで、海水電解に消費した電力の一部が再び海水電解に使用されるので、省エネルギ化が図れる。
【００２１】
又本発明によれば、前記投入するアルカリ材は廃コンクリートであるので、産業廃棄物である廃コンクリートの処理を併せて行うことができる。
【００２２】
又本発明によれば、前記アノードは、消耗電極としての鉄を含み、前記消耗電極は鉄イオンを溶解するので、植物プランクトンの栄養素である鉄イオンが海中に供給され、植物プランクトンの繁殖を促進し、植物プランクトンによる炭酸ガスの固定化が図れるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例の概念図である。
【図２】本実施例に於けるカソード電流密度とＣａＣＯ3 及びＭｇ（ＯＨ）2 の析出比率を示すグラフである。
【図３】本実施に於ける電解処理でのｐＨの変化を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例に係る炭酸ガス固定装置を示す概略ブロック図である。
【図５】該炭酸ガス固定装置に於ける物質収支を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００２５】
先ず、図１に於いて、本発明の実施例の原理を説明する。
【００２６】
図１中、１は電解槽、２は第１処理槽、３は第２処理槽を示している。
【００２７】
前記電解槽１は、耐腐食性材料、例えばステンレス鋼製の電解処理容器４を有し、該電解処理容器４は上流端に流入口５、下流端に流出口６を有し、前記流入口５から流入した海水７が前記電解処理容器４の内部を一様に流れて前記流出口６から流出する様になっている。
【００２８】
前記海水７の流れを形成する手段としては、種々の手段が採用される。例えば、前記電解処理容器４を水中に没し、海流を利用し、内部を流通させてもよく、或は前記流入口５にスクリュー等を設け、該スクリューをモータで回転する等して水流を形成してもよく、或は、ポンプ等により海水７を取水し、前記流入口５に供給する様にしてもよい。
【００２９】
前記電解処理容器４の内部には、海水の流れ方向に沿って隔膜８が設けられ、該隔膜８は前記電解処理容器４の内部を２つに仕切り、前記電解処理容器４内には前記隔膜８によって分離された海水７の流れが形成される様になっている。
【００３０】
前記隔膜８は電流を通し、分離された流れが混合しない様な、又は混合することを抑制する材質、構造のものが用いられる。例えば、タイル状の素焼の板を敷き並べたもの、或は合成樹脂製の多孔質シート等が用いられる。
【００３１】
前記隔膜８により前記電解処理容器４内部を仕切る態様は、上下に仕切る、左右に仕切る、同心円状に仕切る等種々考えられるが、以下は、前記電解処理容器４内部が前記隔膜８によって上下に仕切られた場合を説明する。
【００３２】
前記電解処理容器４の上壁面に沿って＋電極（アノード）９を設け、下壁面に沿って−電極（カソード）１１を設け、前記アノード９、前記カソード１１を電源装置１２のそれぞれ＋極、−極に接続する。従って、前記隔膜８により前記電解処理容器４内が仕切られることで、前記電解処理容器４内にアノード側領域９ａとカソード側領域１１ａが形成される。
【００３３】
前記電源装置１２は、太陽光発電、風力発電、波力発電、海洋温度差発電、太陽熱発電等自然エネルギを利用した発電、或は燃料電池（後述）のいずれか、或はこれらの２以上からなる複合装置が用いられる。更に、発電所から電力の供給が受けられる場合は、夜間の余剰電力を利用する様にしてもよい。
【００３４】
前記アノード９としては、チタン等の不溶性金属の網目状或は多孔板のバケット（消耗電極収納容器）に溶解製金属を消耗電極材１３として投入したものが用いられる。尚、投入する消耗電極材１３として、鉄が好ましい。鉄は廃材として容易に入手し得、溶解した鉄イオンは、植物プランクトンが繁殖する為の栄養素であり、鉄イオンが供給されることで、植物プランクトンが繁殖し、植物プランクトンによる炭酸ガス固定化も期待できる。
【００３５】
前記カソード１１には、チタンに白金メッキしたもの等が用いられる。又、前記カソード１１の近傍、或はカソード１１に対向して水素回収装置１４が設けられ、該水素回収装置１４はカソード１１側で発生した水素ガスを回収する。
【００３６】
前記アノード９側を流通した海水は、前記第１処理槽２に導かれ、前記カソード１１側を流通した海水は、前記第２処理槽３に導かれる。
【００３７】
前記第１処理槽２は、廃コンクリート投入装置１５を有しており、該廃コンクリート投入装置１５により廃棄物であるコンクリートが前記第１処理槽２内に投入される様になっている。尚、投入する廃コンクリートは、粉砕され表面積が大きくなったものが好ましく、更に、砂、石等の骨材が除去されたものであれば、尚好ましい。
【００３８】
前記第２処理槽３は、炭酸ガス吹込み装置１６を有しており、該炭酸ガス吹込み装置１６は空気中から分離した炭酸ガス、或はプラントから排出される炭酸ガスを前記第２処理槽３内に吹込む様になっている。尚、空気中に含まれる炭酸ガスを使用する目的で、空気を直接、前記第２処理槽３に吹込んでもよい。
【００３９】
以下、本実施例の作用について説明する。
【００４０】
前記アノード９、前記カソード１１間に電圧を印加し、前記アノード９、前記カソード１１間に通電させることで、海水の電気分解が起り、カソード１１側で主として下記（１）及び（２）式の反応が起る。
【００４１】
Ｈ2 Ｏ＋１／２Ｏ2 ＋２ｅ- →２ＯＨ- （１）
２Ｈ2 Ｏ＋２ｅ- →２ＯＨ- ＋Ｈ2 （２）
【００４２】
従って、ＯＨ- （水酸イオン）が発生する為、カソード側では海水（以下カソード電解水７ｂと称す）のｐＨが上昇し、図２で示す様に、ＣａＣＯ3 及びＭｇ（ＯＨ）2 が生成する。又、カソード１１の単位面積当りの通電量をカソード電流密度Ｄｋ（Ａ／ｍ2 ）とすると、カソード電流密度ＤｋとＣａＣＯ3 及びＭｇ（ＯＨ）2 の析出比率は、図２に示される様になり、カソード電流密度Ｄｋが高くなると、Ｍｇ（ＯＨ）2 の析出比が大きくなり、又カソード電流密度Ｄｋが２（Ａ／ｍ2 ）を超えたところで、飽和状態となる。尚、カソード電流密度Ｄｋが２（Ａ／ｍ2 ）迄は、ＣａＣＯ3 については漸次減少、Ｍｇ（ＯＨ）2 については漸次増大であるので、カソード電流密度Ｄｋをコントロールすることで、ＣａＣＯ3 及びＭｇ（ＯＨ）2 の析出比率のコントロール、或はＣａＣＯ3 及びＭｇ（ＯＨ）2 の選択的な析出が可能となる。
【００４３】
実際の電気分解では、カソード電流密度Ｄｋを低くすると、電気分解の速度が遅いので、効率的ではない。又、Ｍｇ（ＯＨ）2 を析出させた後、カソード電解水７ｂでＭｇ（ＯＨ）2 を放置すると、以下の反応により、Ｍｇ（ＯＨ）2 がＣａＣＯ3 に置換わる反応があることが分っている。
【００４４】
Ｍｇ（ＯＨ）2 ＋Ｃａ2+＋Ｈ2 ＣＯ3 →Ｍｇ2+＋ＣａＣＯ3 ＋２Ｈ2 Ｏ （３）
【００４５】
従って、カソード電流密度Ｄｋを高く設定して、前記カソード電解水７ｂはＭｇ（ＯＨ）2 を析出した状態として、前記第２処理槽３に貯溜される。該第２処理槽３では前記炭酸ガス吹込み装置１６により炭酸ガスが吹込まれる。
【００４６】
海水に炭酸ガスが吹込まれることで、ＣＯ2 Ｈ2 Ｏ→Ｈ2 ＣＯ3 が生じ、該Ｈ2 ＣＯ3 によって、上記（３）式の反応が誘引される。
【００４７】
而して、前記第２処理槽３中でＣａＣＯ3 が析出し、炭酸ガスが固定される。該ＣａＣＯ3 はｐＨ８．５以上のアルカリ性溶液中で安定した物質である為、海中で溶解することはない。又実大気との炭酸平衡により、海水が酸性とならない場合は、炭酸ガスを再放出することはない。ＣａＣＯ3 が除去されたカソード電解水７ｂが前記第２処理槽３より放流される。
【００４８】
次に、前記アノード９側に、前記消耗電極材１３として鉄を用いた場合、以下の反応が起り、鉄が溶解する。更に、鉄イオンの加水分解により、水酸化第１鉄が生じると共にＨ+ が生成するので、アノード９側の海水（以下アノード電解水７ａと称す）のｐＨが低下する。
【００４９】
Ｆｅ→Ｆｅ2+＋２ｅ- （４）
Ｆｅ2+＋２Ｈ2 Ｏ→Ｆｅ（ＯＨ）2 ＋２Ｈ+ （５）
【００５０】
前記第１処理槽２に流入するアノード電解水７ａは前記２Ｈ+ により酸性となっている。前記第１処理槽２に廃コンクリート（Ｃａ（ＯＨ）2 ）が投入され、下式の通り該廃コンクリートにより酸性海水が中和される。
Ｃａ（ＯＨ）2 ＋２Ｈ+ →Ｃａ2+＋２Ｈ2 Ｏ （６）
【００５１】
尚、アノード９に溶解性の金属を使用しない場合、或は高電流密度で海水の電気分解を行うと、塩素Ｃｌ2 が発生し、Ｃｌ2 の発生に伴い、ＨＣｌ、ＨＣｌＯが発生する。ＨＣｌは強酸性であり、又ＨＣｌＯは生物に有害な物質である為、なるべくその発生を抑制する様な電流密度で電解を行う。然し上記した様に、アノード電解水７ａには、廃コンクリート（Ｃａ（ＯＨ）2 ）が投入されるので、
【００５２】
Ｃａ（ＯＨ）2 ＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ2 ＋２Ｈ2 Ｏ （７）
の反応によりＨＣｌは中和される。
【００５３】
而して、前記第１処理槽２で中和処理された海水が前記第２処理槽３から流出される海水と合流して海中に放流される。尚、前記アノード電解水７ａに溶解させるコンクリートの量及びカソード電解水７ｂに吹込む炭酸ガスの量を制御することで、合流後のｐＨが８．０程度となる様にする。
【００５４】
従って、炭酸ガスの固定処理を連続的に行え、而も固定処理過程で廃コンクリートを使用するので、産業廃棄物の処理を並行して行える。又、固定化したＣａＣＯ3 は貝殻の主成分である等、自然界に広く存在するものであり、そのまま放置したとしても、環境への負担は少ない。又、電気分解の過程で溶解した鉄イオンは、植物プランクトンを繁殖させるので、更に炭酸ガスの固定化が促進される。
【００５５】
上記海水電解の過程で、前記アノード９側には酸素ガスが発生し、前記カソード１１側では水素ガスが発生する。前記酸素ガス及び前記水素ガスは前記電源装置１２の１つである燃料電池に供給され、発電の燃料とされる。
【００５６】
次に、図３を参照して、前記カソード電流密度Ｄｋの制御による、炭酸ガスの固定処理過程に於ける、海水のｐＨ制御の一例を説明する。前記カソード電流密度Ｄｋを変化させることで、電解反応が変化し、前記カソード電流密度Ｄｋを増大させることで、電解反応が促進される。従って、前記カソード電流密度Ｄｋを制御することで、前記アノード９側及び前記カソード１１側でのｐＨの制御が可能となる。
【００５７】
先ず電解により、カソード電解水７ｂのｐＨは１０〜１１程度とし、海水中のＣａ2+及びＭｇ2+を全て沈殿させる。この時アノード電解水７ａのｐＨは４〜６程度になるものと考えられる。又、後に投入するアルカリ分の溶解速度を上昇させる為、前記流出口６から流出したアノード電解水７ａの一部を電解処理容器４の前記アノード９側へと戻し、アノード電解水７ａのｐＨをなるべく下げる。
【００５８】
又、炭酸塩の回収を行う為にＣＯ2 の吹込みによる第２処理槽３でのｐＨの低下は８．５〜９．５迄に抑え、ＣａＣＯ3 として炭酸塩の回収を行う。ここで、放流する際の前記第１処理槽２と前記第２処理槽３からの混合水ｐＨは流入時と略同じｐＨとする為、適量のアルカリ分をアノード電解液へ投入し、そのｐＨを６．５〜７．５迄上昇させる。従って、アノード電解水７ａ、カソード電解水７ｂを合流させた場合のｐＨは８．０〜８．２となり、海水の物理特性を変化させることなく放流しつつ、炭酸塩の固定を効率的に行うことができる。
【００５９】
尚上記実施例では、アノード電解水７ａの中和剤として、廃コンクリートを使用したが、火力発電所で発生した石炭灰等、アルカリ性を有する廃棄物であればよい。
【００６０】
上記実施例では、前記電解槽１内に海水を流動させつつ海水電解を行ったが、前記流入口５、前記流出口６にそれぞれ開閉弁を設け、海水電解を前記流入口５、前記流出口６を閉じた状態で行い、電解処理後は前記電解槽１内の海水を入替えるバッチ式としてもよい。
【００６１】
図４、図５は、本発明の実施例に係る炭酸ガス固定装置の概略を示している。
【００６２】
尚、図４中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付してある。又、図４で示す実施例では、発電源として燃料電池１８を示している。
【００６３】
前記電解槽１の水素回収装置１４側で発生する水素ガスを回収し、前記燃料電池１８に供給する水素ガス回収ライン２１が設けられると共に前記電解槽１のアノード９側で発生する酸素ガスを回収し、前記燃料電池１８に供給する酸素ガス回収ライン２２が設けられる。前記水素ガス回収ライン２１、前記酸素ガス回収ライン２２はそれぞれガス流量調整ブロワ２３，２４を有しており、前記燃料電池１８に供給する酸素ガス、水素ガスの流量を調整する。
【００６４】
前記燃料電池１８で発電された電力は、前記電源装置１２で蓄電され、蓄電した電力は、前記カソード１１に於いて所定のカソード電流密度Ｄｋとなる様に、電力の供給を制御する。尚、前記燃料電池１８の発電量で不足する電力については、太陽光発電による電力、或は風力発電、或は波力発電による電力、或は発電所からの電力によって補充される。
【００６５】
前記電解槽１には海水供給ライン２５が接続され、又廃コンクリート槽２６（第１処理槽２に相当）、吸収塔２７（第２処理槽３に相当）が接続され、該吸収塔２７には排ガス供給ライン２８（炭酸ガス吹込み装置１６に相当）が接続される。
【００６６】
前記廃コンクリート槽２６にはアノード電解水７ａである酸性水が供給され、前記廃コンクリート槽２６には廃コンクリートが投入され、弱酸性水となる様にｐＨが調整されて排出される。
【００６７】
前記吸収塔２７には、ＣａＣＯ3 及びＭｇ（ＯＨ）2 を含むカソード電解水７ｂであるアルカリ水が供給される。又、前記吸収塔２７には火力発電所、化学プラント等の各種プラントからの排気ガスが導入される。この排ガスには、ＣＯ2 の他に、ＳＯｘ、ＮＯｘが含まれており、前記吸収塔２７でＳＯｘ、ＮＯｘが除去された後、ＣＯ2 が前記カソード電解液に供給される（吹込まれる）。吹込まれたＣＯ2 は、ＣａＣＯ3 となって回収される（式（３）参照）。前記ＣＯ2 の吹込みで、一部中和されたカソード電解水７ｂは、弱アルカリ水として前記吸収塔２７より排出される。
【００６８】
前記廃コンクリート槽２６から排出された弱酸性水及び前記吸収塔２７から排出された弱アルカリ水は合流された後、炭酸ガス固定装置から海洋に排出される。弱酸性水及び弱アルカリ水が合流されることで、ｐＨ調整され、最終的に炭酸ガス固定装置から放流される状態では、海水が持つｐＨと同等となり、環境に負荷を掛けることはない。
【００６９】
尚、図４中、３１は海水を前記電解槽１に送給するポンプ、３２はカソード電解水７ｂを前記吸収塔２７に送給するポンプ、３３は前記廃コンクリート槽２６から排水する為のポンプ、３４は前記吸収塔２７から排水する為のポンプをそれぞれ示している。
【００７０】
本発明は、炭酸ガスを排出する種々の装置、プラントに実施可能である。例えば、本発明を船舶に実施した場合、排気ガスから炭酸ガスを除去し得、炭酸ガスを排出することなく、或は炭酸ガスの排出を低減して航行が可能となる。又、本発明を火力発電所の冷却水の排水系に設けた場合、図４で示すポンプ３１は不要となり、又排水される冷却水は温度が高いので、電解反応が促進され、炭酸ガスの回収効率が増大する。
【符号の説明】
【００７１】
１ 電解槽
２ 第１処理槽
３ 第２処理槽
４ 電解処理容器
５ 流入口
７ 海水
７ａ アノード電解水
７ｂ カソード電解水
８ 隔膜
９ アノード
９ａ アノード側領域
１１ カソード
１１ａ カソード側領域
１２ 電源装置
１３ 消耗電極材
１４ 水素回収装置
１５ 廃コンクリート投入装置
１６ 炭酸ガス吹込み装置
１８ 燃料電池
２１ 水素ガス回収ライン
２２ 酸素ガス回収ライン
２６ 廃コンクリート槽
２７ 吸収塔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水を電解し、海水電解により生成されたアノード電解水とカソード電解水とを分離し、前記アノード電解水にアルカリ材を投入してｐＨ調整し、前記カソード電解水に炭酸ガスを吹込み炭酸ガスを炭酸塩として固定し、ｐＨ調整後のアノード電解水と炭酸塩固定後のカソード電解水とを合流させ、海水と同等のｐＨとして放流することを特徴とする炭酸ガス固定方法。
【請求項２】
前記アルカリ材は廃コンクリートである請求項１の炭酸ガス固定方法。
【請求項３】
アノード側電極に溶解性金属である鉄を使用し、海水電解過程で鉄イオンをアノード電解水に溶解させる請求項１の炭酸ガス固定方法。
【請求項４】
アノードとカソードとを有する電解槽と、該電解槽の内部を、前記アノードを含むアノード側領域と前記カソードを含むカソード側領域とに仕切る隔膜と、前記アノード側領域で生成されたアノード電解水を貯溜する第１処理槽と、前記カソード側領域で生成されたカソード電解水を貯溜する第２処理槽と、前記アノード、カソードに電力を供給する電源装置と、前記第１処理槽にアルカリ材を投入するアルカリ材投入装置と、前記第２処理槽に炭酸ガスを吹込む炭酸ガス吹込み装置とを具備し、前記第１処理槽からの排水と前記第２処理槽からの排水とを合流して放流する様にしたことを特徴とする炭酸ガス固定装置。
【請求項５】
前記電源装置は、太陽電池、燃料電池、風力発電機、波力発電機、海洋温度差発電装置、太陽熱発電装置の少なくとも１つを有する請求項４の炭酸ガス固定装置。
【請求項６】
前記電源装置は、前記カソード側で発生した水素ガスと前記アノード側で発生した酸素ガスを使用する燃料電池を含む請求項４の炭酸ガス固定装置。
【請求項７】
前記投入するアルカリ材は廃コンクリートである請求項４の炭酸ガス固定装置。
【請求項８】
前記アノードは、消耗電極としての鉄を含み、前記消耗電極は鉄イオンを溶解する請求項４の炭酸ガス固定装置。
【請求項１】
海水を電解し、海水電解により生成されたアノード電解水とカソード電解水とを分離し、前記アノード電解水にアルカリ材を投入してｐＨ調整し、前記カソード電解水に炭酸ガスを吹込み炭酸ガスを炭酸塩として固定し、ｐＨ調整後のアノード電解水と炭酸塩固定後のカソード電解水とを合流させ、海水と同等のｐＨとして放流することを特徴とする炭酸ガス固定方法。
【請求項２】
前記アルカリ材は廃コンクリートである請求項１の炭酸ガス固定方法。
【請求項３】
アノード側電極に溶解性金属である鉄を使用し、海水電解過程で鉄イオンをアノード電解水に溶解させる請求項１の炭酸ガス固定方法。
【請求項４】
アノードとカソードとを有する電解槽と、該電解槽の内部を、前記アノードを含むアノード側領域と前記カソードを含むカソード側領域とに仕切る隔膜と、前記アノード側領域で生成されたアノード電解水を貯溜する第１処理槽と、前記カソード側領域で生成されたカソード電解水を貯溜する第２処理槽と、前記アノード、カソードに電力を供給する電源装置と、前記第１処理槽にアルカリ材を投入するアルカリ材投入装置と、前記第２処理槽に炭酸ガスを吹込む炭酸ガス吹込み装置とを具備し、前記第１処理槽からの排水と前記第２処理槽からの排水とを合流して放流する様にしたことを特徴とする炭酸ガス固定装置。
【請求項５】
前記電源装置は、太陽電池、燃料電池、風力発電機、波力発電機、海洋温度差発電装置、太陽熱発電装置の少なくとも１つを有する請求項４の炭酸ガス固定装置。
【請求項６】
前記電源装置は、前記カソード側で発生した水素ガスと前記アノード側で発生した酸素ガスを使用する燃料電池を含む請求項４の炭酸ガス固定装置。
【請求項７】
前記投入するアルカリ材は廃コンクリートである請求項４の炭酸ガス固定装置。
【請求項８】
前記アノードは、消耗電極としての鉄を含み、前記消耗電極は鉄イオンを溶解する請求項４の炭酸ガス固定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−５０９０５（Ｐ２０１２−５０９０５Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９３８１６（Ｐ２０１０−１９３８１６）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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