特開 2024-29995 二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収方法

(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】P2024029995

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/22 20060101AFI20240229BHJP

   C01B 32/50 20170101ALI20240229BHJP

   B01D 53/92 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

B01D53/22 ZAB

C01B32/50

B01D53/92 240

B01D53/92 300

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022132510

(22)【出願日】2022-08-23

(71)【出願人】

【識別番号】000222668

【氏名又は名称】東洋建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001999

【氏名又は名称】弁理士法人はなぶさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】福田 慶吾

(72)【発明者】

【氏名】山崎 智弘

(72)【発明者】

【氏名】大出 高史

【テーマコード（参考）】

4D002

4D006

4G146

【Ｆターム（参考）】

4D002AA09

4D002AC10

4D002BA20

4D002CA20

4D002FA01

4D002GA02

4D002GB02

4D006GA41

4D006JA53Z

4D006KA64

4D006KE13P

4D006MC78

4D006PB19

4D006PB64

4D006PC80

4G146JA02

4G146JA04

4G146JB09

4G146JC11

4G146JD03

(57)【要約】

【課題】二酸化炭素の回収効率を確保したうえで、装置全体をコンパクトに構成することができる二酸化炭素回収装置を提供する。
【解決手段】二酸化炭素回収装置１は、二酸化炭素を含む処理対象ガスが供給され、圧縮可能なガス供給空間１１を有する密閉容器３と、該密閉容器３内に配置され、ガス供給空間１１に供給された処理対象ガスから二酸化炭素を選択的に透過させる二酸化炭素選択透過膜４と、密閉容器３のガス供給空間１１を圧縮して、ガス供給空間１１に供給された処理対象ガスを二酸化炭素選択透過膜４に圧送する圧縮手段５と、を備えている。これにより、二酸化炭素の回収効率を確保したうえで、装置全体をコンパクトに構成することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

二酸化炭素を含む処理対象ガスが供給され、圧縮可能なガス供給空間を有する密閉容器と、
該密閉容器内に配置され、前記ガス供給空間に供給された前記処理対象ガスから二酸化炭素を選択的に透過させる二酸化炭素選択透過膜と、
前記密閉容器の前記ガス供給空間を圧縮して、前記ガス供給空間に供給された前記処理対象ガスを前記二酸化炭素選択透過膜に圧送する圧縮手段と、
を備えることを特徴とする二酸化炭素回収装置。

【請求項2】

前記処理対象ガスは、海上施工に用いる作業船から排出される排気ガスであることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。

【請求項3】

前記二酸化炭素選択透過膜は、対向するように一対備えられ、
該一対の二酸化炭素選択透過膜間の二酸化炭素流入空間に流入された二酸化炭素が前記密閉容器から外部に回収される構成であることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。

【請求項4】

前記密閉容器内において、前記二酸化炭素選択透過膜よりも、前記処理対象ガスの流動方向下流側に位置する分離された二酸化炭素の流入空間に、二酸化炭素濃度計が配置されることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。

【請求項5】

前記密閉容器内には、圧縮方向略中央に配置され、対向する一対の二酸化炭素選択透過膜間に設けられる二酸化炭素流入空間と、
圧縮方向において、前記二酸化炭素流入空間を挟むようにそれぞれ配置される前記ガス供給空間と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。

【請求項6】

前記圧縮手段は、伸縮自在の押圧シャフトを有するプレス機にて構成され、
該プレス機の押圧シャフトにより、前記ガス供給空間を圧縮する構成であることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。

【請求項7】

二酸化炭素を選択的に透過させる二酸化炭素選択透過膜を利用した二酸化炭素回収方法であって、
二酸化炭素を含む処理対象ガスを密閉容器内のガス供給空間を経由して、前記二酸化炭素選択透過膜に圧送する第１圧送ステップと、
前記処理対象ガスが供給された前記ガス供給空間を圧縮して、前記ガス供給空間内の処理対象ガスを前記二酸化炭素選択透過膜に圧送する第２圧送ステップと、
を含むことを特徴とする二酸化炭素回収方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、処理対象ガスから二酸化炭素を分離して回収する二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

海洋土木工事において、海底の軟弱地盤にセメント改良杭を造成して補強を行う深層混合処理工法（以下：ＣＤＭ工法という）がある。海上においてＣＤＭ工法を採用する際は、ＣＤＭ船と呼ばれる、セメント、水及び混和剤を混合したセメントミルクを地盤内に圧送するために必要な特殊な作業船を使用する。そこで、ＣＤＭ船の一日当たりの二酸化炭素の排出量は数ｔレベルとなっている。この現状を踏まえ、近年の環境問題への意識改革として、カーボンニュートラルに向けての二酸化炭素の排出量の削減が必須の課題となっている。

【0003】

すなわち、海上施工に用いる作業船、例えば、上述したＣＤＭ船や浚渫船、起重機船、ＳＣＰ船（サンドコンパクション船）等から排出される排気ガス中の二酸化炭素を回収して再利用に繋げる方法は少なく、カーボンニュートラルを目指すうえで、これらの作業船からの二酸化炭素排出量の削減は、喫緊の課題である。

【0004】

そこで、二酸化炭素回収技術としては、化学吸収法、物理吸収法、物理吸着法、膜分離法、深冷分離法、酸素燃焼法等が存在する。しかしながら、物理吸着法等は、装置全体が大型化してしまい、上述したＣＤＭ船等の作業船上に搭載することができず、採用することが困難になる。

【0005】

また、二酸化炭素回収装置の従来技術として、特許文献１には、第一空間に流入する二酸化炭素含有ガスに含まれる二酸化炭素を分離膜によって選択的に第二空間に透過させるように構成された二酸化炭素分離器と、前記第二空間に連通した略密閉構造の空間に設けられた水を貯める貯水部と、前記第二空間を減圧するポンプと、前記ポンプの出口から排出されたガスから水分を分離する水分離器と、を備えた二酸化炭素分離回収装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－１５９８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載の二酸化炭素分離回収装置では、その構造が複雑であり、コスト面等の観点から不利であり、しかも、二酸化炭素分離器の他に、貯水部や、ポンプ、水分離器が必要であり、装置全体が大型化するために、上述したＣＤＭ船等の作業船上に配置することが困難になり、採用することはできない。

【0008】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、二酸化炭素の回収効率を確保したうえで、装置全体をコンパクトに構成することができる二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するための手段として、請求項１の二酸化炭素回収装置に係る発明は、二酸化炭素を含む処理対象ガスが供給され、圧縮可能なガス供給空間を有する密閉容器と、該密閉容器内に配置され、前記ガス供給空間に供給された前記処理対象ガスから二酸化炭素を選択的に透過させる二酸化炭素選択透過膜と、前記密閉容器の前記ガス供給空間を圧縮して、前記ガス供給空間に供給された前記処理対象ガスを前記二酸化炭素選択透過膜に圧送する圧縮手段と、を備えることを特徴とするものである。
請求項１の発明では、二酸化炭素を含む処理対象ガスが密閉容器内のガス供給空間に供給されると、圧縮手段により、密閉容器のガス供給空間を圧縮することで、速やかに、ガス供給空間の処理対象ガスを二酸化炭素選択透過膜に圧送することができ、処理対象ガス中の二酸化炭素が二酸化炭素選択透過膜を透過することにより、処理対象ガスから二酸化炭素を分離させて回収することができる。

【0010】

請求項２の二酸化炭素回収装置に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記処理対象ガスは、海上施工に用いる作業船から排出される排気ガスであることを特徴とするものである。
請求項２の発明では、二酸化炭素回収装置を、海上施工に用いる作業船上に配置することができるので、該二酸化炭素回収装置は、当該作業船から排出される排気ガス中の二酸化炭素を分離させて回収するのに特に有効である。

【0011】

請求項３の二酸化炭素回収装置に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記二酸化炭素選択透過膜は、対向するように一対備えられ、該一対の二酸化炭素選択透過膜間の二酸化炭素流入空間に流入された二酸化炭素が前記密閉容器から外部に回収される構成であることを特徴とするものである。
請求項３の発明では、二酸化炭素の単位時間当たりの回収量を増加させることができる。

【0012】

請求項４の二酸化炭素回収装置に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記密閉容器内において、前記二酸化炭素選択透過膜よりも、前記処理対象ガスの流動方向下流側に位置する分離された二酸化炭素の流入空間に、二酸化炭素濃度計が配置されることを特徴とするものである。
請求項４の発明では、二酸化炭素濃度計による検出結果を経時的に管理することで、二酸化炭素選択透過膜の損傷や目詰まりなどの不具合を把握し、メンテナンス時期等を把握することができる。

【0013】

請求項５の二酸化炭素回収装置に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記密閉容器内には、圧縮方向略中央に配置され、対向する一対の二酸化炭素選択透過膜間に設けられる二酸化炭素流入空間と、圧縮方向において、前記二酸化炭素流入空間を挟むようにそれぞれ配置される前記ガス供給空間と、を備えることを特徴とするものである。
請求項５の発明では、密閉容器を圧縮すると、その内部の２箇所のガス供給空間がそれぞれ圧縮されることで、各ガス供給空間の処理対象ガスが一対の二酸化炭素選択透過膜に圧送され、二酸化炭素流入空間に二酸化炭素が分離して充填される。その結果、二酸化炭素の単位時間当たりの回収量が増加される。

【0014】

請求項６の二酸化炭素回収装置に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記圧縮手段は、伸縮自在の押圧シャフトを有するプレス機にて構成され、該プレス機の押圧シャフトにより、前記ガス供給空間を圧縮する構成であることを特徴とするものである。
請求項６の発明では、圧縮手段を簡易な構成としているので、装置全体をコンパクトに構成することができる。

【0015】

請求項７の二酸化炭素回収方法に係る発明は、二酸化炭素を選択的に透過させる二酸化炭素選択透過膜を利用した二酸化炭素回収方法であって、二酸化炭素を含む処理対象ガスを密閉容器内のガス供給空間を経由して、前記二酸化炭素選択透過膜に圧送する第１圧送ステップと、前記処理対象ガスが供給された前記ガス供給空間を圧縮して、前記ガス供給空間内の処理対象ガスを前記二酸化炭素選択透過膜に圧送する第２圧送ステップと、を含むことを特徴とするものである。
請求項７の発明では、第１圧送ステップとして、処理対象ガスをガス供給空間に大気圧より高圧（例えば２気圧）にて圧送すると、ガス供給空間の処理対象ガスは２気圧であり、二酸化炭素選択透過膜から下流側に位置する二酸化炭素流入空間が１気圧であれば、その圧力差で処理対象ガスが二酸化炭素選択透過膜に容易に圧送される。次に、第２圧送ステップとして、ガス供給空間を圧縮してガス供給空間内の圧力を上昇させることで、ガス供給空間の処理対象ガスを二酸化炭素選択透過膜に速やかに圧送することができる。この２段階の第１及び第２圧送ステップにより、効率よく処理対象ガスを二酸化炭素選択透過膜に圧送することができ、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収方法は、二酸化炭素の回収効率を確保したうえで、装置全体をコンパクトに構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る二酸化炭素回収装置の概略斜視図である。

【図2】図２（ａ）は、本発明の実施形態に係る二酸化炭素回収装置に採用した密閉容器の初期状態を示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）の状態から密閉容器に圧縮荷重が付与された状態を示す正面図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係る二酸化炭素回収装置の作用を段階的に示した概略斜視図である。

【図4】図４は、図３から続く本発明の実施形態に係る二酸化炭素回収装置の作用を段階的に示した概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明を実施するための形態を図１～図４に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る二酸化炭素回収装置１は、ＣＤＭ工法に使用されるＣＤＭ船（図示略）上に搭載される。ＣＤＭ船上には、概ね、約１０ｍ（縦方向）×約１０ｍ（幅方向）の設置面積があり、この設置面積内に本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１を設置することができる。言い換えれば、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１は、例えば、その装置全体の設置面積（平面上の大きさ）が約１０ｍ（縦方向）×約１０ｍ（幅方向）よりも小さく、好ましくは、約８ｍ（縦方向）×約４ｍ（幅方向）程度まで小さくコンパクトに構成される。本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１は、ＣＤＭ工法に使用されるＣＤＭ船から排出される排気ガス中の二酸化炭素を回収するためのものである。

【0019】

そして、図１及び図２に示すように、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１は、二酸化炭素を含む処理対象ガスが供給され、圧縮可能な各ガス供給空間１１、１１を有する密閉容器３と、該密閉容器３内に配置され、処理対象ガスから二酸化炭素を選択的に透過させる二酸化炭素選択透過膜４、４と、密閉容器３のガス供給空間１１、１１を圧縮して、ガス供給空間１１、１１に供給された処理対象ガスを二酸化炭素選択透過膜４、４に圧送する圧縮手段５と、二酸化炭素選択透過膜４よりも、処理対象ガスの流動方向下流側に位置する二酸化炭素流入空間１０に配置される二酸化炭素濃度計６と、を備えている。

【0020】

密閉容器３は、内部に空間を有する直方体状に構成される。密閉容器３は、圧縮手段５による一方向からの圧縮荷重により、内部の容積が縮小すべく構成されている。密閉容器３内には、圧縮方向（幅方向）略中央に配置され、対向する一対の二酸化炭素選択透過膜４、４間に設けられる二酸化炭素流入空間１０と、圧縮方向において、二酸化炭素流入空間１０を挟むようにそれぞれ配置され、処理対象ガスが供給されるガス供給空間１１、１１と、が備えられている。

【0021】

密閉容器３は、圧縮手段５による圧縮荷重により、各ガス供給空間１１、１１がそれぞれ圧縮されてその容積を縮小でき、一方、二酸化炭素流入空間１０は圧縮されずその容積が縮小不可に構成される。言い換えれば、密閉容器３は、圧縮手段５による圧縮荷重により、各ガス供給空間１１、１１と二酸化炭素流入空間１０との間で圧力差が現出されるように構成される。なお、密閉容器３の各ガス供給空間１１、１１は、後述する残留ガス排出管１６から残留ガスが排出され、圧縮手段５による圧縮荷重が解除されると、次のバッチとして、後述するガス供給管１４、１４からの処理対象ガスの流入により初期形状に復元する。

【0022】

密閉容器３内には、上述したように、圧縮方向（幅方向）略中央に、互いに対向する一対の二酸化炭素選択透過膜４、４が配置される。一対の二酸化炭素選択透過膜４、４間に二酸化炭素流入空間１０が配置される。二酸化炭素流入空間１０に、二酸化炭素濃度計６が配置される。当該二酸化炭素濃度計６により、二酸化炭素流入空間１０の二酸化炭素の濃度を正確に計測することができる。二酸化炭素選択透過膜４は、圧送された（導かれた）処理対象ガスから二酸化炭素を選択的に透過させるものである。具体的に、二酸化炭素選択透過膜４は、アミノ基を有する高分子化合物のゲル粒子膜（アミン含有ゲル粒子膜）と、当該ゲル粒子膜を担持する担体とから構成される。担体には、例えば、多孔質フィルムが採用される。

【0023】

そして、例えば、二酸化炭素選択透過膜４は、予め、ゲル粒子を満たした水槽に多孔質フィルムを浸すことで、所定厚さのアミン含有ゲル粒子膜を形成して構成される。なお、ゲル粒子に浸して取り出したものを振動させることで、多孔質フィルムに担持されるゲル粒子量を均一にしている。二酸化炭素選択透過膜４の担体は、密閉容器３内を二酸化炭素流入空間１０とガス供給空間１１、１１とに区画すべく密閉容器３の内壁面に沿って気密的に接続される。密閉容器３の上端面には、二酸化炭素流入空間１０と連通する二酸化炭素排出管１８が設けられる。この二酸化炭素排出管１８は、二酸化炭素を気体のまま、または液化して貯溜するボンベ２０等に接続される。二酸化炭素排出管１８は、複数本備えても良いし、１本備えてもよい。本実施形態では、二酸化炭素排出管１８は１本備えられる。

【0024】

図１及び図２に示すように、密閉容器３の正面（圧縮手段５側の外壁面）には、密閉容器３に向かって進退自在に構成される押圧プレート２４が当接するように接続される。押圧プレート２４は、密閉容器３の正面全域を覆うように形成される。押圧プレート２４には、一方のガス供給空間１１と連通するガス供給管１４が設けられる。このガス供給管１４は、圧縮手段５側に突出している。また、押圧プレート２４には、一方のガス供給空間１１と連通する残留ガス排出管１６が設けられる。この残留ガス排出管１６も、圧縮手段５側に突出している。これらガス供給管１４及び残留ガス排出管１６は、押圧プレート２４の長手方向略中央に配置される。押圧プレート２４において、ガス供給管１４が上側で、残留ガス排出管１６が下側に配置される。

【0025】

図２に示すように、一方、密閉容器３の背面（圧縮手段５側とは反対側の外壁面）には、圧縮手段５の押圧シャフト２５（押圧プレート２４）から密閉容器３への押圧力が、確実に密閉容器３に伝達されるための押圧抵抗プレート２７が配置される。押圧抵抗プレート２７は、その位置が変位することはない。押圧抵抗プレート２７は、密閉容器３の背面全域を覆うように形成される。押圧抵抗プレート２７には、他方のガス供給空間１１と連通するガス供給管１４が設けられる。このガス供給管１４は、圧縮手段５側とは反対方向に突出している。また、押圧抵抗プレート２７には、他方のガス供給空間１１と連通する残留ガス排出管１６が設けられる。この残留ガス排出管１６も、圧縮手段５側とは反対方向に突出している。これらガス供給管１４及び残留ガス排出管１６は、押圧抵抗プレート２７の長手方向略中央に配置される。押圧抵抗プレート２７において、ガス供給管１４が上側で、残留ガス排出管１６が下側に配置される。

【0026】

そして、処理対象ガスは、これらガス供給管１４、１４から各ガス供給空間１１、１１にそれぞれ圧送、供給される。一方、これらガス供給空間１１、１１内の、処理対象ガスから二酸化炭素を分離させた後の残留ガスが各残留ガス排出管１６、１６からそれぞれ外部に排出される。なお、押圧プレート２４の厚みと、押圧抵抗プレート２７の厚みとは略同じである。一方、押圧抵抗プレート２７の面積が、押圧プレート２４の面積よりも若干大きい。

【0027】

圧縮手段５は、一般的なプレス機で構成される。圧縮手段５は、伸縮自在の押圧シャフト２５を有するプレス機で構成される。圧縮手段５は複数台備えられても良いし、１台備えてもよい。本実施形態では、圧縮手段５は２台備えられる。各圧縮手段５の伸縮自在の押圧シャフト２５が押圧プレート２４を押圧して移動させることで、密閉容器３の各ガス供給空間１１、１１が圧縮されて、その容積がそれぞれ縮小される。なお、本実施形態では、押圧抵抗プレート２７を配置し、各圧縮手段５、５により押圧プレート２４を押圧、移動させることで、密閉容器３の各ガス供給空間１１、１１を圧縮しているが、密閉容器３の背面に押圧抵抗プレート２７を配置せずに、該背面に密閉容器３に向かって進退自在に押圧プレート２４を接続して、各圧縮手段５、５により密閉容器３の正面及び背面を各押圧プレート２４、２４を介して押圧することで、密閉容器３の各ガス供給空間１１、１１をそれぞれ圧縮しても良い。

【0028】

次に、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１の作用を図３及び図４に基づいて、適宜図２も参照して説明する。
まず、図３（ａ）を参照して、二酸化炭素を含む処理対象ガスを、ガス供給管１４、１４を介して密閉容器３の各ガス供給空間１１、１１にそれぞれ圧送することで、処理対象ガスを、各ガス供給空間１１、１１を経由して一対の二酸化炭素選択透過膜４、４に圧送する（第１圧送ステップ）。そして、処理対象ガス中の二酸化炭素が各二酸化炭素選択透過膜４、４を透過して、一対の二酸化炭素選択透過膜４、４間の二酸化炭素流入空間１０に流入、充填される。このとき、各残留ガス排出管１６、１６は閉じた状態とし、その際二酸化炭素排出管１８については、二酸化炭素流入空間１０の内圧等に鑑み必要に応じて開閉状態とする。なお、二酸化炭素流入空間１０の内圧を低く維持することが重要となる。続いて、処理対象ガスが密閉容器３の各ガス供給空間１１、１１に所定量圧送された後、各ガス供給管１４、１４を閉じる。

【0029】

次に、図２（ｂ）及び図３（ｂ）を参照して、各圧縮手段５を駆動させて、各圧縮手段５の押圧シャフト２５を必要量伸ばし、押圧プレート２４を前進させて、密閉容器３の正面を押圧する。すると、密閉容器３において、各ガス供給空間１１、１１がそれぞれ圧縮されて、その容積が縮小され、結果として、各ガス供給空間１１、１１内だけが高圧になる。言い換えれば、各圧縮手段５により密閉容器３の正面を押圧プレート２４を介して押圧することで、各ガス供給空間１１、１１と、二酸化炭素流入空間１０との間の圧力差が大きくなる。そして、各ガス供給空間１１、１１と二酸化炭素流入空間１０との圧力差により、各ガス供給空間１１、１１の処理対象ガスが一対の二酸化炭素選択透過膜４、４に圧送される（第２圧送ステップ）。すると、各ガス供給空間１１、１１の処理対象ガス中の二酸化炭素が各二酸化炭素選択透過膜４、４を透過して、一対の二酸化炭素選択透過膜４、４間の二酸化炭素流入空間１０に流入、充填される。

【0030】

次に、図３（ｃ）を参照して、密閉容器３の二酸化炭素流入空間１０から二酸化炭素排出管１８を経由して排出（また吸引）された二酸化炭素はボンベ２０に貯溜される。続いて、各圧縮手段５、５の押圧シャフト２５、２５を伸ばし、密閉容器３の正面を押圧プレート２４を介して必要量押し終えると、二酸化炭素排出管１８を閉めて、各残留ガス排出管１６、１６を開く。続いて、図４（ｄ）を参照して、各圧縮手段５、５の押圧シャフト２５、２５をさらに伸ばし、密閉容器３の正面を押圧プレート２４を介して最後まで押し終えることで、密閉容器３の各ガス供給空間１１、１１に残留した残留ガスが、各残留ガス排出管１６、１６から外部に排出される。

【0031】

次に、図４（ｅ）を参照して、各残留ガス排出管１６、１６を閉める。続いて、各圧縮手段５、５の押圧シャフト２５、２５を初期位置に戻しつつ、各圧縮手段５、５による密閉容器３への圧縮荷重を解除する。同時に、各ガス供給管１４、１４を開き、次の処理対象ガスが各ガス供給管１４、１４を経由して密閉容器３の各ガス供給空間１１、１１に圧送されると、各ガス供給空間１１、１１が膨張して初期形状に戻ると共に押圧プレート２４の初期位置への後退が完了する。引き続き、上述したような二酸化炭素の回収工程が繰り返される。

【0032】

以上説明したように、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１では、二酸化炭素を含む処理対象ガスが供給され、圧縮可能なガス供給空間１１、１１を有する密閉容器３と、該密閉容器３内に配置され、ガス供給空間１１、１１に供給された処理対象ガスから二酸化炭素を選択的に透過させる二酸化炭素選択透過膜４、４と、密閉容器３のガス供給空間１１、１１を圧縮して、ガス供給空間１１、１１に供給された処理対象ガスを二酸化炭素選択透過膜４、４に圧送する圧縮手段５と、を備えている。これにより、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１では、二酸化炭素の回収効率を確保したうえ、装置全体をコンパクトに構成することができる。その結果、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１を、ＣＤＭ工法に用いるＣＤＭ船上に設置することができる。なお、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１は、上述しているように、例えば、その装置全体の設置面積（平面上の大きさ）が約１０ｍ（縦方向）×約１０ｍ（幅方向）よりも小さく、好ましくは、約８ｍ（縦方向）×約４ｍ（幅方向）程度まで小さくコンパクトに構成される。

【0033】

また、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１では、装置全体がコンパクトに構成され、ＣＤＭ工法に用いるＣＤＭ船上に搭載することができるので、当該ＣＤＭ船から排出される排気ガス中の二酸化炭素を回収するのに、特に有効となる。このように、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１を、ＣＤＭ船の排気ガス中から二酸化炭素を回収する際に使用すれば、ＣＤＭ船上にて回収された二酸化炭素をセメント及び水を攪拌してなるセメントミルク中に溶解させることで、二酸化炭素をセメントミルクと反応させて炭酸カルシウムを含むセメント改良杭として地盤中に固定化することができる。このように、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１によりＣＤＭ船上に回収した二酸化炭素を運搬することなく、速やかにその場で地盤中に固定化することができ、特に有効である。

【0034】

さらに、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１では、密閉容器３内には、圧縮方向略中央に配置され、対向する一対の二酸化炭素選択透過膜４、４間に設けられる二酸化炭素流入空間１０と、圧縮方向において、二酸化炭素流入空間１０を挟むようにそれぞれ配置されるガス供給空間１１、１１と、を備えている。そして、各ガス供給空間１１、１１が圧縮されることで、各ガス供給空間１１、１１の処理対象ガスが一対の二酸化炭素選択透過膜４、４に圧送され、処理対象ガス中の二酸化炭素が二酸化炭素流入空間１０に流入、充填されるので、単位時間当たりの回収量を増加させることができ、二酸化炭素の回収効率を向上させることができる。

【0035】

さらにまた、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１では、密閉容器３の二酸化炭素流入空間１０に二酸化炭素濃度計６が配置されるので、二酸化炭素濃度計６による検出結果を経時的に管理することで、二酸化炭素選択透過膜４の損傷や目詰まりなどの不具合を把握することができ、メンテナンス時期等を把握することができる。また、二酸化炭素濃度計６による検出結果に基づいて、二酸化炭素流入空間１０から外部へ排出され、二酸化炭素流入空間１０内もしくは直接利用される二酸化炭素の濃度を把握することができる。

【0036】

さらにまた、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１に採用した圧縮手段５は、伸縮自在の押圧シャフト２５を有するプレス機にて構成され、その構成を簡易化しているので、装置全体をコンパクトにすることができる。また、本実施形態では、圧縮手段５としてのプレス機の押圧シャフト２５により、押圧プレート２４を介して密閉容器３の各ガス供給空間１１、１１を圧縮するので、各ガス供給空間１１、１１を局所的でなく平面的に略均一に圧縮することができ、各ガス供給空間１１、１１内の圧力を偏ることなくその全域に亘って略均一に高くすることができる。

【0037】

さらにまた、本実施形態では、処理対象ガスを密閉容器３内の各ガス供給空間１１、１１を経由して、一対の二酸化炭素選択透過膜４、４に圧送する第１圧送ステップと、処理対象ガスが供給された各ガス供給空間１１、１１を各圧縮手段５、５によりそれぞれ圧縮して、各ガス供給空間１１、１１内の処理対象ガスを一対の二酸化炭素選択透過膜４、４に圧送する第２圧送ステップと、を含む。この２段階の第１及び第２圧送ステップにより、効率よく処理対象ガスを二酸化炭素選択透過膜４、４に圧送することができ、二酸化炭素の回収効率をさらに向上させることができる。

【0038】

なお、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１は、ＣＤＭ工法に使用されるＣＤＭ船から排出される排気ガス中の二酸化炭素を回収するためのものであるが、当然ながら、他の海洋施工に用いる作業船上、特に、配置スペースが限られ、比較的大型の作業船、例えば浚渫船や起重機船、ＳＣＰ船上等に、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１を搭載して、これらの作業船の排気ガスから二酸化炭素を回収することができる。また、本実施形態では、二酸化炭素回収装置１を１台備えているが、配置スペースに余裕があれば、当然ながら複数台備えてもよい。さらに、本実施形態に係る二酸化炭素回収装置１を設置することができれば、陸上施工において使用される設備等からの排気ガスの二酸化炭素を回収する際に採用してもよく、使用場所や使用環境等が限定されることはない。

【符号の説明】

【0039】

１ 二酸化炭素回収装置，３ 密閉容器，４二酸化炭素選択透過膜，５ 圧縮手段，６ 二酸化炭素濃度計，１０ 二酸化炭素流入空間，１１ ガス供給空間，２５ 押圧シャフト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】