[发明专利]二氧化碳的液化方法及二氧化碳回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是，将被排放于大气中而混入于空气的二氧化碳(CO₂、碳酸气)回收并进行液化的二氧化碳的液化方法及二氧化碳回收装置。

背景技术

一般来说，二氧化碳是通过动物的呼吸或石油、煤炭等的矿物燃料的燃烧等而产生的，但是近年来二氧化碳的排放量急剧增加，而且具有吸收由地面排放的热的温室效应，因此由于二氧化碳浓度的增高而导致地球温暖化的问题。因此，将二氧化碳回收并进行液化后，例如沉降滞留于深海的研究也在持续进行。

然而，二氧化碳的回收，例如是在大量产生二氧化碳的锅炉等中进行，例如，作为锅炉的二氧化碳回收装置，已知的有专利文献1中所记载的装置。该装置构成为，在锅炉的排气管道的中途设置将废气中的一氧化氮或二氧化硫等氧化后形成二氧化氮和三氧化硫的氧化装置，在氧化装置的出口侧设置将通过氧化装置而氧化的废气冷却后将水分凝结分离的同时，将水供给到内部以溶解二氧化氮和三氧化硫、从而作为硝酸和硫酸而除去的冷却器，在冷却器的出口侧设置压缩并冷却废气从而将二氧化碳进行液化的二氧化碳液化装置。而且，通过二氧化碳液化装置，废气被压缩冷却，二氧化碳被液化并分离，二氧化碳被分离后的废气中的剩余成份--即氧和氮原封不动地被放掉或被利用于其他用途中。

另外，在现有技术下，通过将空气作为原料进行液化精馏分离，来制造出氧、氮、氩等的各种气体、液化气体。作为这种将空气液化分离的空气液化分离装置，例如已知的有专利文献2所记载的装置。该装置是在利用冷却液将通过气体压缩机而压缩的原料空气进行冷却后，导入吸附器进行提纯，接着冷却并进行精馏，从而将氧、氮等进行分离。在该空气液化分离装置中，原料空气中的水分、二氧化碳等，通过吸附器中的吸附剂而被吸附除去。

专利文献1：日本公开公报、特开平5-168853号

专利文献2：日本公开公报、特开平6-82156号

发明内容

发明所要解决的课题

然而，本发明申请人研究出从空气中直接回收二氧化碳并进行液化的方法。为了进行上述操作，例如，可以考虑利用上述前者的二氧化碳回收装置进行处理，但是，存在由于空气中的二氧化碳的量极少不足1％，因此即使利用二氧化碳液化装置将空气进行压缩冷却，回收效率也不佳，从而无法原封不动地进行利用的问题。

另外，在后者的空气液化分离装置中存在下述问题。即，由于原料空气中的二氧化碳通过吸附器的吸附剂而被吸附除去，从而无法仅将二氧化碳分离并液化，因此无法进行实际应用，而且即使不吸附二氧化碳而进行精馏，其他的气体也会被一同进行压缩冷却，因此相应地回收效率也会恶化。

本发明是鉴于上述问题点而进行的，其目的在于提供一种能够有选择地将空气等气体中的微量二氧化碳有效地进行液化并回收的二氧化碳的液化方法及二氧化碳回收装置。

解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明的二氧化碳的液化方法是，在向容器内供给二氧化碳或含有二氧化碳的气体的同时，向该容器内供给液体氮，在该容器内进行二氧化碳和液体氮的热交换从而使二氧化碳液化的方法。

由此，在回收液化二氧化碳(Liquified Carbon Dioxide)时，将二氧化碳或含有二氧化碳的气体和液体氮供给到容器内，通过该供给，在容器内进行二氧化碳和液体氮的热交换，从而使二氧化碳液化并流向容器的底部。该情况下，能够将二氧化碳进行液化，而且不仅是多量的二氧化碳，例如对于空气中微量的二氧化碳也能够选择性地且有效地进行液化。被液化的二氧化碳以外的气体进行排气即可。

另外，为了达到上述目的，本发明的二氧化碳回收装置构成为，设有：能够将液化二氧化碳存储于底部的密封容器；可旋转地设置于该容器内，且吸引空气后利用离心力将二氧化碳分离并压缩聚集于外周侧，同时，使该分离后压缩聚集的二氧化碳与液体氮一同由设置于外周的多个喷射口喷射到上述容器内，在该容器内进行二氧化碳和液体氮的热交换，从而使二氧化碳液化的中空状的旋转体；使该旋转体旋转的驱动部；与上述旋转体连通、将被吸引的空气冷却的同时导通该空气的空气导通部；将上述旋转体不需要的气体排出的排气部；设置于上述旋转体内、能够将将上述液体氮由上述旋转体的喷射口进行喷射、喷出到该旋转体内的液体氮喷出体；向该液体氮喷出体供给液体氮的液体氮供给部；以及将在上述容器内被液化且存储于上述容器底部的液化二氧化碳取出的泵。