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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023079603
(43)【公開日】2023-06-08
(54)【発明の名称】一酸化炭素製造装置
(51)【国際特許分類】
B01D 53/62 20060101AFI20230601BHJP
B01D 53/77 20060101ALI20230601BHJP
B01D 53/75 20060101ALI20230601BHJP
C25B 1/23 20210101ALI20230601BHJP
C25B 9/00 20210101ALI20230601BHJP
C25B 15/08 20060101ALI20230601BHJP
C25B 1/04 20210101ALI20230601BHJP
【ＦＩ】
B01D53/62 ZAB
B01D53/77
B01D53/75
C25B1/23
C25B9/00 Z
C25B15/08 302
C25B15/08 304
C25B1/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021193140
(22)【出願日】2021-11-29
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001092
【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小川 斗
(72)【発明者】
【氏名】村松 武彦
(72)【発明者】
【氏名】竹山 大基
【テーマコード（参考）】
4D002
4K021
【Ｆターム（参考）】
4D002AA09
4D002AA23
4D002BA02
4D002BA04
4D002BA06
4D002BA08
4D002BA13
4D002CA13
4D002EA05
4D002FA10
4K021AA01
4K021AA09
4K021BA02
4K021BA17
4K021BC01
4K021BC02
4K021BC03
4K021CA09
4K021DB31
4K021DB36
4K021DC01
4K021DC15
4K021EA06
(57)【要約】
【課題】ＣＯ２の有効活用を促進し、ＣＯ２の大気中への放出を低減することを可能にしたＣＯ製造装置を提供する。
【解決手段】実施形態のＣＯ製造装置１は、ＣＯ２含有ガスからＣＯ２を回収するＣＯ２回収部２と、ＣＯ２回収部２で回収されたＣＯ２を電解してＣＯを生成するＣＯ２電解部３と、ＣＯ２電解部３から供給されるＣＯ含有ガスからＣＯを精製するＣＯ精製部４と、ＣＯ２電解部３から放出されるＯ２－ＣＯ２含有ガスとＣＯ精製部４から放出されるＣＯ抽出残ガスとを燃焼処理する燃焼部５とを具備する。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態のＣＯ製造装置１は、ＣＯ２含有ガスからＣＯ２を回収するＣＯ２回収部２と、ＣＯ２回収部２で回収されたＣＯ２を電解してＣＯを生成するＣＯ２電解部３と、ＣＯ２電解部３から供給されるＣＯ含有ガスからＣＯを精製するＣＯ精製部４と、ＣＯ２電解部３から放出されるＯ２－ＣＯ２含有ガスとＣＯ精製部４から放出されるＣＯ抽出残ガスとを燃焼処理する燃焼部５とを具備する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収部と、
前記二酸化炭素回収部で回収された二酸化炭素を電解して一酸化炭素を生成する二酸化炭素電解部と、
前記二酸化炭素電解部から供給される一酸化炭素含有ガスから一酸化炭素を精製する一酸化炭素精製部と、
前記二酸化炭素電解部から放出される酸素－二酸化炭素含有ガスと前記一酸化炭素精製部から放出される一酸化炭素抽出残ガスとを燃焼処理する燃焼部と
を具備する一酸化炭素製造装置。
前記二酸化炭素回収部で回収された二酸化炭素を電解して一酸化炭素を生成する二酸化炭素電解部と、
前記二酸化炭素電解部から供給される一酸化炭素含有ガスから一酸化炭素を精製する一酸化炭素精製部と、
前記二酸化炭素電解部から放出される酸素－二酸化炭素含有ガスと前記一酸化炭素精製部から放出される一酸化炭素抽出残ガスとを燃焼処理する燃焼部と
を具備する一酸化炭素製造装置。
【請求項2】
前記燃焼部は、前記二酸化炭素電解部及び前記一酸化炭素精製部から排出される二酸化炭素を回収するように、前記燃焼部から排出されるガスを前記二酸化炭素回収部に供給するように構成されている、請求項１に記載の一酸化炭素製造装置。
【請求項3】
さらに、前記燃焼部から排出されるガスを冷却する冷却部を具備し、
前記冷却部は、冷却された前記ガスを前記二酸化炭素回収部に供給するように構成されている、請求項１に記載の一酸化炭素製造装置。
前記冷却部は、冷却された前記ガスを前記二酸化炭素回収部に供給するように構成されている、請求項１に記載の一酸化炭素製造装置。
【請求項4】
前記冷却部は、冷却剤として水、有機溶媒、液体二酸化炭素、又は超臨界二酸化炭素を備え、水蒸気、有機蒸気、又は二酸化炭素蒸気を発生するように構成されている、請求項３に記載の一酸化炭素製造装置。
【請求項5】
さらに、前記冷却部から放出される前記水蒸気、前記有機蒸気、又は前記二酸化炭素蒸気により駆動されるタービンを具備する、請求項４に記載の一酸化炭素製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、一酸化炭素製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
天然ガス、石炭、石油等の化石燃料を燃焼させることで発生する二酸化炭素（ＣＯ２）は、温室効果による地球温暖化の主因と考えられており、化石燃料の使用削減が求められている。ＣＯ２の大規模発生源としては、火力発電所や製鉄所等が挙げられる。これらのＣＯ２発生源から排出される排ガスからＣＯ２を除去し、大気中への放出を抑制すれば、効率的に温暖化の原因を取り除くことが可能となる。さらに、排ガスから除去したＣＯ２を何等かの手段で還元して炭素化合物を生成すれば、化石資源に由来する燃料や化学品と同様の炭素化合物に再生することができる。
【0003】
ＣＯ２を還元して一酸化炭素（ＣＯ）のような炭素化合物を生成するＣＯ２電解装置（ＣＯ製造装置）は、ＣＯ２のＣＯ等の炭素化合物への変換に好適である。ＣＯ２電解装置においては、カソード部から排出されるＣＯ含有ガスからＣＯを精製するＣＯ精製装置が用いられている。従来のＣＯ精製装置から発生するＣＯ生成後のパージガスの一部はＣＯ２電解装置に供給され、残部は空気燃焼させて無害化して大気中に放出される。ＣＯ２電解装置から発生する酸素をパージするために供給されるＣＯ２、及び燃焼装置から放出されるＣＯ２は、ＣＯ製造装置に供給されたＣＯ２のうちで、有効活用されずに大気中に放出されてしまう。このため、供給されたＣＯ２を有効活用し、ＣＯ２の大気中への放出を低減した一酸化炭素製造装置が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０１４／１５４２５３号
【特許文献2】特開２０２１－１４７６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、ＣＯ２の有効活用を促進し、ＣＯ２の大気中への放出を低減することを可能にした一酸化炭素製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態の一酸化炭素製造装置は、二酸化炭素含有ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収部と、前記二酸化炭素回収部で回収された二酸化炭素を電解して一酸化炭素を生成する二酸化炭素電解部と、前記二酸化炭素電解部から供給される一酸化炭素含有ガスから一酸化炭素を精製する一酸化炭素精製部と、前記二酸化炭素電解部から放出される酸素－二酸化炭素含有ガスと前記一酸化炭素精製部から放出される一酸化炭素抽出残ガスとを燃焼処理する燃焼部とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１の実施形態の一酸化炭素製造装置を示す図である。
【図2】第２の実施形態の一酸化炭素製造装置を示す図である。
【図3】第３の実施形態の一酸化炭素製造装置を示す図である。
【図4】第４の実施形態の一酸化炭素製造装置を示す図である。
【図5】第５の実施形態の一酸化炭素製造装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、実施形態の一酸化炭素製造装置について、図面を参照して説明する。以下に示す各実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、その説明を一部省略する場合がある。図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、各部の厚さの比率等は現実のものとは異なる場合がある。なお、以下の説明における“～”の記号は、それぞれの上限値と下限値の間の範囲を示すものである。その場合、各範囲は上限値及び下限値を含むものである。
【0009】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態の一酸化炭素製造装置を示す図である。図１に示す一酸化炭素製造装置１は、二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガスからＣＯ２を回収するＣＯ２回収部２と、ＣＯ２回収部２で回収されたＣＯ２を電解して一酸化炭素（ＣＯ）を生成するＣＯ２電解部３と、ＣＯ２電解部３から供給されるＣＯ含有ガスからＣＯを精製するＣＯ精製部４と、ＣＯ２電解部３から放出される酸素（Ｏ２）－二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガスとＣＯ精製部４から放出されるＣＯ抽出残ガスとを燃焼処理する燃焼部５とを具備する。
図１は第１の実施形態の一酸化炭素製造装置を示す図である。図１に示す一酸化炭素製造装置１は、二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガスからＣＯ２を回収するＣＯ２回収部２と、ＣＯ２回収部２で回収されたＣＯ２を電解して一酸化炭素（ＣＯ）を生成するＣＯ２電解部３と、ＣＯ２電解部３から供給されるＣＯ含有ガスからＣＯを精製するＣＯ精製部４と、ＣＯ２電解部３から放出される酸素（Ｏ２）－二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガスとＣＯ精製部４から放出されるＣＯ抽出残ガスとを燃焼処理する燃焼部５とを具備する。
【0010】
ＣＯ２回収部２は、火力発電所、廃棄物焼却場、製鉄所等から排出されるＣＯ２を含む排出ガス（ＣＯ２含有ガス）Ｇ１からＣＯ２を分離回収し、ＣＯ２濃度を高めたＣＯ２ガスＧ２をＣＯ２電解部３に供給する。ＣＯ２の分離回収には、例えばアミン水溶液のような化学吸収液を用いる化学吸収法、アミン化合物のような固体吸収剤を用いた固体吸収法、ＣＯ２分離膜を用いた膜分離法、ゼオライト等の無機物を吸着材として用いる物理吸着法等が適用される。例えば、アミン水溶液を用いた化学吸収法及び装置では、アミン水溶液が噴霧される吸収塔に排ガスを供給し、ＣＯ２を吸収したアミン水溶液を再生塔で加熱してアミン水溶液から放散されたＣＯ２を回収する。ＣＯ２回収部２に適用するＣＯ２の回収方法及び装置は、特に限定されるものではなく、排出ガスＧ１からＣＯ２を回収することが可能な各種の方法及び装置を適用することができる。
【0011】
ＣＯ２電解部３は電解セルを有するＣＯ２電解装置であり、カソード部６とアノード部７とを備える。カソード部６は還元電極（カソード）を、アノード部７は酸化電極（アノード）を備えており、少なくともアノード部７には電解液が流通又は満たされている。カソード部６においては、ＣＯ２ガスを流通させるようにしてもよいし、ＣＯ２を含む電解液を流通又は満たすようにしてもよい。カソード部６又はアノード部７において、例えば電解液には、水（Ｈ２Ｏ）を用いた溶液、例えば任意の電解質を含む水溶液を用いることができる。電解質を含む水溶液としては、例えばリン酸イオン（ＰＯ４
２－）、ホウ酸イオン（ＢＯ３
３－）、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、カリウムイオン（Ｋ＋）、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、リチウムイオン（Ｌｉ＋）、セシウムイオン（Ｃｓ＋）、マグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）、塩化物イオン（Ｃｌ－）、炭酸水素イオン（ＨＣＯ３
－）、炭酸イオン（ＣＯ３
－）、水酸化物イオン（ＯＨ－）等を含む水溶液が挙げられる。電解液の具体例としては、ＫＯＨ、ＫＨＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３等が溶解されたアルカリ水溶液が挙げられる。
【0012】
カソード部６には、ＣＯ２回収部２で回収されたＣＯ２ガスＧ２が供給される。還元電極及び酸化電極には図示しない電源が接続されている。カソード部６とアノード部７とは、水素イオン（Ｈ＋）、水酸化物イオン（ＯＨ－）、炭酸イオン（ＣＯ３
２－）、炭酸水素イオン（ＨＣＯ３
－）等のイオンを移動させることが可能な隔膜８、例えばイオン交換膜により分離されている。ＣＯ２電解部３（電解セルを有するＣＯ２電解装置）は単一の電解セルで構成されていてもよいし、複数の電解セルが積層されて一体化された構成を有していてもよい。
【0013】
ＣＯ２電解部３において、カソード部６では供給されたＣＯ２が電解されて還元される。ＣＯ２の還元により一酸化炭素（ＣＯ）が生成される。また、アノード部７では電解液中のＨ２Ｏが電解されて酸化される。Ｈ２Ｏの酸化により酸素（Ｏ２）が生成される。下記の（１）式に示すように、電解液中のＨ２Ｏの酸化反応が生じ、電子が失われ、酸素（Ｏ２）と水素イオン（Ｈ＋）とが生成される。生成された水素イオン（Ｈ＋）の一部は、隔膜４を介してカソード部６に移動する。
２Ｈ２Ｏ → ４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ－ …（１）
アノード部７で生成された水素イオン（Ｈ＋）がカソード部６に到達すると、下記の（２）式に示すように、ＣＯ２の還元反応が生じて一酸化炭素（ＣＯ）が生成される。
２ＣＯ２＋４Ｈ＋＋４ｅ－ → ２ＣＯ＋２Ｈ２Ｏ …（２）
２Ｈ２Ｏ → ４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ－ …（１）
アノード部７で生成された水素イオン（Ｈ＋）がカソード部６に到達すると、下記の（２）式に示すように、ＣＯ２の還元反応が生じて一酸化炭素（ＣＯ）が生成される。
２ＣＯ２＋４Ｈ＋＋４ｅ－ → ２ＣＯ＋２Ｈ２Ｏ …（２）
【0014】
カソード部６においては、下記の（３）式に示すようなＣＯ２の還元反応も生じる。すなわち、ＣＯ２の還元反応によりＣＯと炭酸イオン（ＣＯ３
２－）が生成される。
２ＣＯ２＋２ｅ－ → ＣＯ＋ＣＯ３ ２－ …（３）
アノード部７においては、下記の（４）式に示すように、カソード部６で生成された炭酸イオン（ＣＯ３ ２－）の酸化反応が生じてＣＯ２とＯ２とが生成される
ＣＯ３ ２－ → ＣＯ２＋０．５Ｏ２＋２ｅ－ …（４）
２ＣＯ２＋２ｅ－ → ＣＯ＋ＣＯ３ ２－ …（３）
アノード部７においては、下記の（４）式に示すように、カソード部６で生成された炭酸イオン（ＣＯ３ ２－）の酸化反応が生じてＣＯ２とＯ２とが生成される
ＣＯ３ ２－ → ＣＯ２＋０．５Ｏ２＋２ｅ－ …（４）
【0015】
さらに、カソード部６においては、ＣＯ２の還元反応に加えて、水（Ｈ２Ｏ）の還元反応により水素（Ｈ２）が副生する場合がある。水（Ｈ２Ｏ）の還元反応では、下記の（５）式に示すように、水素（Ｈ２）と水酸化物イオン（ＯＨ－）が生成される。
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ－ → Ｈ２＋２ＯＨ－ …（５）
カソード部６で生成された水酸化物イオン（ＯＨ－）がアノード部７に到達すると、下記の（６）式に示すように、Ｈ２ＯとＯ２が生成される。
２ＯＨ－ → ０．５Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ－ …（６）
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ－ → Ｈ２＋２ＯＨ－ …（５）
カソード部６で生成された水酸化物イオン（ＯＨ－）がアノード部７に到達すると、下記の（６）式に示すように、Ｈ２ＯとＯ２が生成される。
２ＯＨ－ → ０．５Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ－ …（６）
【0016】
カソード部６で生成されたＣＯとＨ２は、未反応のＣＯ２と共に、カソード部６から排出される。カソード部６から排出されたＣＯとＨ２とＣＯ２を含む混合ガスＧ３は、ＣＯ精製部４に供給される。アノード部７からは、Ｏ２とＣＯ２とＨ２Ｏとを含む混合ガスが排出される。Ｏ２とＣＯ２とＨ２Ｏとを含む排ガスＧ４は、燃焼部５に供給される。
【0017】
ＣＯ精製部４においては、ＣＯとＨ２とＣＯ２を含む混合ガスＧ３からＣＯが精製される。ＣＯの精製（ＣＯの分離）には、例えばＣｕＡｌＣｌ４のトルエン溶液にＣＯを吸収させ、高温及び減圧下でＣＯを分離及び回収する方法（ＣＯＳＯＲＢ法）、吸着材の圧力変動によるＣＯの吸着と脱着を利用し、加圧下でＣＯを吸着させると共に、減圧下でＣＯを脱着させてＣＯを分離及び回収する方法（ＰＳＡ法）等を適用することができるが、特にこれらに限定されるものではない。
【0018】
ＣＯ精製部４で分離及び回収されたＣＯは、図１では図示していないが、例えばフィッシャー・トロプシュ合成反応を利用した炭素含有の液体燃料合成装置等に燃料成分として供給される。ＣＯ精製部４でＣＯが分離及び回収された残りのガス、すなわち一酸化炭素（ＣＯ）分離残ガスは、Ｈ２やＣＯ２、さらに分離されずに排出されるＣＯを含んでいる。このようなＨ２、ＣＯ２、及びＣＯを含む残ガスＧ５は、燃焼部５に供給される。上述したように、Ｏ２とＣＯ２とＨ２Ｏとを含む排ガスＧ４も燃焼部５に供給される。燃焼部５には、ボイラーやガスタービンのような燃焼器を用いることができる。
【0019】
ＣＯ精製部４の残ガスＧ５はＨ２やＣＯを含んでいるため、アノード部７の排ガスＧ４中に含まれるＯ２の消費に有効である。すなわち、ＣＯ精製部４の残ガスＧ５に含まれるＨ２やＣＯは、下記の式（７）及び式（８）にしたがって燃焼し、ＣＯやＨ２Ｏが生成される。これらの混合ガスを含む燃焼部５の排ガスＧ６は、ＣＯ２回収部２に供給される。
ＣＯ＋０．５Ｏ２ → ＣＯ２ …（７）
Ｈ２＋０．５Ｏ２ → Ｈ２Ｏ …（８）
ＣＯ＋０．５Ｏ２ → ＣＯ２ …（７）
Ｈ２＋０．５Ｏ２ → Ｈ２Ｏ …（８）
【0020】
前述したように、アノード部７ではＨ２Ｏが酸化されてＯ２が生成するほか、ＣＯ２が副生するため、Ｏ２とＣＯ２を含むアノード部７の排ガスＧ４となって排出される。アノード部７の排ガスＧ４中のＣＯ２濃度は、ＣＯ２電解部３の運転条件等にもよるが、おおよそ４０～８０体積％となる。このようなアノード部７の排ガスＧ４を大気中に放出した場合、地球温暖化等の環境への影響が懸念されるほか、回収したＣＯ２の利用効率を低下させることになる。さらに、ＣＯ精製部４の残ガスＧ５も未反応のＣＯ２を含んでいるため、環境への影響が懸念されるほか、回収したＣＯ２の利用効率を低下させる。
【0021】
例えば、ＣＯ２とＯ２の混合物からＣＯ２を分離する方法としては、天然ガスからのＣＯ２の分離や火力発電所の排ガスからのＣＯ２の分離に用いられる化学吸収法が挙げられる。しかし、排ガスＧ４のＯ２濃度は２０～６０体積％と高いため、化学吸収法で用いるＣＯ２吸収液の劣化が急速に進み、経済性を大幅に低下させる。有機物のＣＯ２分離膜を使用する場合においても、膜の劣化が懸念される。一方、ゼオライト等の無機物を吸着材として用いる圧力スイング法では、吸着材の劣化のおそれは低いものの、Ｏ２を除去してＣＯ２の純度を上げるためには、数段の工程が必要となるため、設備が過大となる。
【0022】
このような点に対して、アノード部７の排ガスＧ４とＣＯ精製部４の残ガスＧ５とを燃焼部５に供給し、これらを燃焼させることによって、分離されなかったＣＯをＣＯ２として回収して再利用することができる。アノード部７の排ガスＧ４やＣＯ精製部４の残ガスＧ５に含まれるＣＯ２は、そのままの形態で排ガスＧ６に含まれるため、燃焼ガス中のＣＯ２と共にＣＯ２回収部２に供給される。従って、ＣＯ精製部４の残ガスＧ５中に含まれるＣＯをＣＯ２として回収することができると共に、アノード部７の排ガスＧ４やＣＯ精製部４の残ガスＧ５に含まれるＣＯ２を回収することができる。これらによって、ＣＯ２の利用効率を大幅に高めることが可能になる。
【0023】
なお、燃焼部５において、アノード部７の排ガスＧ４とＣＯ精製部４の残ガスＧ５との燃焼により生じた熱は、他の部位で利用するようにしてもよい。また、アノード部７の排ガスＧ４とＣＯ精製部４の残ガスＧ５との燃焼反応において、Ｏ２や可燃性成分の過不足が生じるような場合には、Ｏ２供給部や補助燃料供給部を設け、それらからＯ２や補助燃料を燃焼部５に供給するようにしてもよい。補助燃料供給部から供給される補助燃料としては、ＣＨ４のような含炭素化合物やＨ２等が挙げられる。
【0024】
（第２の実施形態）
次に、図２を参照して第２の実施形態のＣＯ製造装置１について説明する。図２に示すＣＯ製造装置１は、燃焼部５の排ガスＧ６を冷却する冷却部９を備えている。それ以外の構成については、第１の実施形態のＣＯ製造装置１と同様である。燃焼部５から排出される燃焼排ガスＧ６の温度は、例えば８００℃程度の高温である。そのような高温の燃焼排ガスＧ６をＣＯ２回収部２にそのまま供給すると、ＣＯ２回収部２に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、燃焼部５の排ガスＧ６を冷却する冷却部９が設けられている。冷却部９で冷却されたガス（冷却ガス）Ｇ７は、ＣＯ２回収部２に供給される。
次に、図２を参照して第２の実施形態のＣＯ製造装置１について説明する。図２に示すＣＯ製造装置１は、燃焼部５の排ガスＧ６を冷却する冷却部９を備えている。それ以外の構成については、第１の実施形態のＣＯ製造装置１と同様である。燃焼部５から排出される燃焼排ガスＧ６の温度は、例えば８００℃程度の高温である。そのような高温の燃焼排ガスＧ６をＣＯ２回収部２にそのまま供給すると、ＣＯ２回収部２に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、燃焼部５の排ガスＧ６を冷却する冷却部９が設けられている。冷却部９で冷却されたガス（冷却ガス）Ｇ７は、ＣＯ２回収部２に供給される。
【0025】
燃焼部５の排ガスＧ６は、ＣＯ２とＨ２Ｏを含む混合ガスである。このような排ガスＧ６を冷却部９で冷却すると、水蒸気状態のＨ２Ｏが凝縮水となり、気体のＣＯ２から分離することができる。従って、燃焼部５の排ガスＧ６のＣＯ２回収部２による利用効率を高めることができる。排ガスＧ６分離したＨ２Ｏは、アノード部７に供給する電解液の一部として再利用してもよい。
【0026】
（第３の実施形態）
次に、図３を参照して第３の実施形態のＣＯ製造装置１について説明する。図３に示すＣＯ製造装置１は、燃焼部としてガスタービン１０を備えている。それ以外の構成については、第２の実施形態のＣＯ製造装置１と同様である。ガスタービン１０は燃焼器を有しているため、アノード部７の排ガスＧ４とＣＯ精製部４の残ガスＧ５との燃焼処理に利用することができる。燃焼部としてガスタービン１０を用いた場合には、動力を回収することができ、そのような動力を他の部位で利用することが可能になる。
次に、図３を参照して第３の実施形態のＣＯ製造装置１について説明する。図３に示すＣＯ製造装置１は、燃焼部としてガスタービン１０を備えている。それ以外の構成については、第２の実施形態のＣＯ製造装置１と同様である。ガスタービン１０は燃焼器を有しているため、アノード部７の排ガスＧ４とＣＯ精製部４の残ガスＧ５との燃焼処理に利用することができる。燃焼部としてガスタービン１０を用いた場合には、動力を回収することができ、そのような動力を他の部位で利用することが可能になる。
【0027】
（第４の実施形態）
次に、図４を参照して第４の実施形態のＣＯ製造装置１について説明する。図４に示すＣＯ製造装置１は、燃焼部としての触媒燃焼部１１と蒸気発生部１２とを備えている。さらに、冷却部８は冷却剤として水、有機溶媒、液体二酸化炭素、又は超臨界二酸化炭素を備えている。それ以外の構成については、第２の実施形態のＣＯ製造装置１と同様である。触媒燃焼部１１においては、第１の実施形態と同様に、アノード部７の排ガスＧ４とＣＯ精製部４の残ガスＧ５との燃焼処理が実施される。
次に、図４を参照して第４の実施形態のＣＯ製造装置１について説明する。図４に示すＣＯ製造装置１は、燃焼部としての触媒燃焼部１１と蒸気発生部１２とを備えている。さらに、冷却部８は冷却剤として水、有機溶媒、液体二酸化炭素、又は超臨界二酸化炭素を備えている。それ以外の構成については、第２の実施形態のＣＯ製造装置１と同様である。触媒燃焼部１１においては、第１の実施形態と同様に、アノード部７の排ガスＧ４とＣＯ精製部４の残ガスＧ５との燃焼処理が実施される。
【0028】
触媒燃焼部１１から排出される燃焼排ガスＧ６は、冷却部８で冷却される。冷却部８においては、冷却剤（冷却液）としての水、有機溶媒、液体二酸化炭素、又は超臨界二酸化炭素と燃焼排ガスＧ６との間で熱交換が行われ、燃焼排ガスＧ６が冷却されると同時に冷却液が加熱される。加熱された冷却液は蒸気発生部１２に送られる。加熱された冷却液は、触媒燃焼部１１を熱源として蒸気発生部１２で冷却液の蒸気、すなわち水蒸気、有機蒸気、又は二酸化炭素蒸気に変換される。得られた蒸気によって、例えばタービンを駆動するようにしてもよい。タービンにより得られた動力は他の部位で利用してもよい。
【0029】
（第５の実施形態）
次に、図５を参照して第５の実施形態のＣＯ製造装置１について説明する。図５に示すＣＯ製造装置１は、燃焼部としてのガスタービン１０を備えると共に、ガスタービン１０から排出される燃焼排ガスＧ６が供給される蒸気発生部１２を備えている。それ以外の構成については、第３の実施形態のＣＯ製造装置１と同様である。ガスタービン１０においては、第３の実施形態と同様に、アノード部７の排ガスＧ４とＣＯ精製部４の残ガスＧ５との燃焼処理が実施される。
次に、図５を参照して第５の実施形態のＣＯ製造装置１について説明する。図５に示すＣＯ製造装置１は、燃焼部としてのガスタービン１０を備えると共に、ガスタービン１０から排出される燃焼排ガスＧ６が供給される蒸気発生部１２を備えている。それ以外の構成については、第３の実施形態のＣＯ製造装置１と同様である。ガスタービン１０においては、第３の実施形態と同様に、アノード部７の排ガスＧ４とＣＯ精製部４の残ガスＧ５との燃焼処理が実施される。
【0030】
ガスタービン１０から排出される燃焼排ガスＧ６は、蒸気発生部１２に送られる。蒸気発生部１２においては、燃焼排ガスＧ６を熱源として蒸気を発生させる。燃焼排ガスＧ６との間で熱交換を行う蒸気源としては、例えば水（Ｈ２Ｏ）や有機溶媒等を用いることできる。そのような場合、蒸気発生部１２で水蒸気や有機蒸気等を発生させる。これらの蒸気は他の部位で利用することができる。
【0031】
なお、上述した各実施形態の構成は、それぞれ組合せて適用することができ、また一部置き換えることも可能である。ここでは、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図するものではない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0032】
１…一酸化炭素製造装置、２…ＣＯ２回収部、３…ＣＯ２電解部、４…ＣＯ精製部、５…燃焼部、６…カソード部、７…アノード部、８…隔膜、９…冷却部、１０…ガスタービン、１１…触媒燃焼部、１２…蒸気発生部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】