LNGの冷熱を利用した二酸化炭素の固化除去法の研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650177
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 青木 和夫 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (60115095)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 服部 賢 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (70016426)
• Keywords: 地球環境 / 二酸化炭素 / 固化除去法 / LNG冷熱 / 着霜 / ミスト生成 / ガス分離

Research Abstract

LNGの冷熱を利用したCO_2の固化除去システムとして提案されたCO_2ミストにより分離回収する直接システムに加えて、熱交換器を介してCO_2霜として冷却面に付着させ分離回収する間接システムの可能性が示唆された。このため、本年度は両方のシステムに対し基礎となるLNGによる循環ガスの冷却系について主に検討が進められた。得られた成果を以下に示す。
1.液体窒素を用いた混合ガスの冷却実験を行い、冷却面上に生じるのC0_2霜の成長速度をCO_2濃度および冷却面温度と関係づけて実験的に明らかにした。
2.冷却面上に生じたCO_2霜の成長を結晶成長的立場と拡散による速度論的立場から検討し、CO_2霜の成長課程を理論的に解析し、実験結果との比較検討によりモデルの妥当性を示した。
3.境界層内で温度とCO_2濃度が常に熱力学的平衡条件を満足するとした飽和モデルにより、ミスト生成場をともなうCO_2霜の物質伝達率を解析した。しかし、実験結果との比較において両者は大きなずれを生じることを明らかにし、ミストの拡散による霜付着という新しい概念の必要性を示した。
4.二酸化炭素と水蒸気の二つの凝結性ガスが含まれる系において、熱力学的飽和モデルによるCO_2ミストとH_2Oミストの複合生成モデルを提示し、複合ミスト生成場における物質伝達率の変化を解析した。
5.二酸化炭素と水蒸気の二つの凝結性ガスが含まれる系において、CO_2霜とH_2O霜の複合成長実験を行い、二酸化炭素の固化におよぼす水蒸気の影響を明らかにした。