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特表2024-546699二酸化炭素の回収

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-26

(54)【発明の名称】二酸化炭素の回収

(51)【国際特許分類】

B01D 53/18 20060101AFI20241219BHJP

B01D 53/14 20060101ALI20241219BHJP

C01B 32/50 20170101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

B01D53/18 130

B01D53/14 200

C01B32/50

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024534087

(86)(22)【出願日】2022-12-07

(85)【翻訳文提出日】2024-07-10

(86)【国際出願番号】 US2022052175

(87)【国際公開番号】W WO2023107578

(87)【国際公開日】2023-06-15

(31)【優先権主張番号】63/286,903

(32)【優先日】2021-12-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】518273633

【氏名又は名称】カーボン・エンジニアリング・ユーエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部達彦

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・マイケル・レパスキー

(72)【発明者】

【氏名】ダグラス・エドワード・オルムステッド

(72)【発明者】

【氏名】メーガン・リン・オブライエン

(72)【発明者】

【氏名】テレサ・ジュリエット・ペナ・バスティダス

(72)【発明者】

【氏名】トッド・アーネスト・ウィルク

【テーマコード（参考）】

4D020

4G146

【Ｆターム（参考）】

4D020AA03

4D020BA01

4D020BA08

4D020BA11

4D020BA12

4D020BA16

4D020BA19

4D020BA30

4D020BB03

4D020BB04

4D020BC01

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4D020CB17

4D020CC01

4D020CC14

4D020CC17

4D020DA01

4D020DA02

4D020DA03

4D020DB03

4D020DB06

4D020DB07

4D020DB08

4D020DB12

4D020DB20

4G146JA02

4G146JC29

4G146JC36

4G146JC37

(57)【要約】

希薄なガス混合物から二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収するための穿孔付きパッキンは、少なくとも１つの穿孔付き構造及び供給構造を含む。少なくとも１つの穿孔付き構造は、本体の内部容積及び希薄なガス混合物に曝露される外部表面を形成する少なくとも１つの壁を含む本体と、内部容積と外部表面との間に少なくとも１つの壁を通じて延びる複数の穿孔とを含む。供給構造は、本体に流体的に結合され、複数の穿孔を通り外部表面に沿って、ＣＯ_２回収溶液を本体の内部容積に流し、外部表面の少なくとも一部に沿ってＣＯ_２回収溶液の液膜を形成するように動作可能であり、ＣＯ_２回収溶液の液膜は希薄なガス混合物からＣＯ_２を吸収するように構成される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

希薄なガス混合物から二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収するための穿孔付きパッキンであって、
前記穿孔付きパッキンが、少なくとも１つの穿孔付き構造と供給構造とを備えており、
少なくとも１つの前記穿孔付き構造が、
本体であって、前記本体の内部容積を形成する少なくとも１つの壁と前記希薄なガス混合物に曝露される外部表面とを具備する前記本体と、
前記内部容積と前記外部表面との間において少なくとも１つの前記壁を通じて延在している複数の穿孔と、
を備えており、
前記供給構造が、前記本体に流体的に結合されており、前記外部表面の少なくとも一部に沿ってＣＯ_２回収溶液の液膜を形成するために、複数の前記穿孔を通じて前記外部表面に沿って前記ＣＯ_２回収溶液を前記本体の前記内部容積に流すように構成されており、前記ＣＯ_２回収溶液の前記液膜が、前記希薄なガス混合物からＣＯ_２を吸収するように構成されている、穿孔付きパッキン。

【請求項2】

前記供給構造が、前記本体に流体的に結合される供給導管内部容積を形成する少なくとも１つの供給導管を備える、請求項１に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項3】

少なくとも１つの前記供給導管が少なくとも１つの導管開口を備え、前記供給導管内部容積が、少なくとも１つの前記導管開口によって前記本体の前記内部容積に流体的に結合される、請求項２に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項4】

前記本体が長手軸に沿って延び、少なくとも１つの前記供給導管が前記長手軸に直交する供給導管軸に沿って延びる、請求項２又は３に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項5】

少なくとも１つの前記穿孔付き構造が複数の穿孔付き構造を備え、
複数の前記穿孔付き構造の各穿孔付き構造の本体が、前記供給導管内部容積に流体的に結合される流入口を有し、複数の前記穿孔付き構造の前記流入口が、前記供給導管軸に平行な方向において離隔されている、請求項４に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項6】

複数の前記穿孔付き構造それぞれの複数の前記穿孔が、前記穿孔付き構造それぞれの前記流入口の下に配設される、請求項５に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項7】

少なくとも１つの前記供給導管が水平の向きを有し、少なくとも１つの前記供給導管が、少なくとも１つの前記供給導管の少なくとも下部を通じて延びる複数の供給導管穿孔を備える、請求項２から６のいずれか一項に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項8】

少なくとも１つの前記供給導管が水平の向きを有し、少なくとも１つの前記穿孔付き構造が、少なくとも１つの前記供給導管から下に鉛直に延びる、請求項２から６のいずれか一項に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項9】

少なくとも１つの前記供給導管が垂直な向きを有し、少なくとも１つの前記穿孔付き構造が、少なくとも１つの前記供給導管から水平に延びる、請求項２に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項10】

複数の前記穿孔の隣接する穿孔間の距離が、複数の前記穿孔の各々の直径の２倍より大きく、複数の前記穿孔の各々の直径の１０倍より小さい、請求項１から９のいずれか一項に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項11】

少なくとも１つの前記穿孔付き構造が、平行ではない角度で前記供給構造に結合される、請求項１に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項12】

複数の前記穿孔が、少なくとも１つの前記壁の長さ全体に沿って配設される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項13】

複数の前記穿孔の各穿孔の最大の寸法が１．５ｍｍ未満である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項14】

複数の前記穿孔の少なくともいくつかが、六角形、正方形、長方形、三角形、又は円を備える形状を形成するように少なくとも１つの前記壁に配置される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項15】

少なくとも１つの前記穿孔付き構造が複数の穿孔付き構造を含み、複数の前記穿孔付き構造が、六角形の配置、正方形の配置、長方形の配置、三角形の配置、又は円形の配置の少なくとも１つである配置を形成する、請求項１に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項16】

前記本体が長手軸に沿って延び、
前記長手軸に垂直な平面において定義される前記本体の断面形状が丸まっている、請求項１に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項17】

少なくとも１つの前記穿孔付き構造が、管、平皿、球、又は塊の少なくとも１つを備える、請求項１に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項18】

少なくとも１つの前記壁の前記外部表面が、隆起、くぼみ、細孔、エッチング、細粒、又は繊維の少なくとも１つを備える複数の構造によって形成される、請求項１から１７のいずれか一項に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項19】

少なくとも１つの前記壁の前記外部表面が親水性表面を備える、請求項１から１８のいずれか一項に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項20】

少なくとも１つの前記穿孔付き構造が、複数の穿孔付き構造の各本体間に前記希薄なガス混合物のための複数の流れ間隙を形成するために互いに離隔されている複数の前記穿孔付き構造を含む、請求項１に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項21】

少なくとも１つの前記穿孔付き構造の前記本体が剛直である、請求項１から２０のいずれか一項に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項22】

少なくとも１つの前記穿孔付き構造の前記本体に弾性がある、請求項１から２０のいずれか一項に記載の穿孔付きパッキン。

【請求項23】

周辺空気から二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収するための気液接触器であって、
前記気液接触器が、
少なくとも１つの流入口と、
少なくとも１つの前記流入口から離隔されている少なくとも１つの排出口と、
少なくとも１つの前記流入口と少なくとも１つの前記排出口との間に配設されている少なくとも１つの穿孔付きパッキンであって、少なくとも１つの前記穿孔付きパッキンが、互いから離隔されている複数の穿孔付き構造を備えており、複数の前記穿孔付き構造の前記穿孔付き構造それぞれが、
内部容積及び外部表面を形成している少なくとも１つの壁と、
少なくとも１つの前記壁を通じて延在している複数の穿孔と、
を具備する少なくとも１つの前記穿孔付きパッキンと、
少なくとも１つの前記穿孔付きパッキンの下方に少なくとも部分的に配置されている下部水盤を含む１つ又は複数の水盤であって、ＣＯ_２回収溶液を保持するように構成されている１つ又は複数の前記水盤と、
（１）少なくとも１つの前記流入口から少なくとも１つの前記排出口への流れ方向に、及び（２）複数の前記穿孔付き構造の各々の前記外部表面に沿って、前記周辺空気を流すように構成されているファンと、
複数の前記穿孔付き構造のうち少なくとも１つの穿孔付き構造に流体的に結合されている液体分配システムであって、複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの前記外部表面の少なくとも一部に沿って前記ＣＯ_２回収溶液の液膜を形成するために、複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの複数の前記穿孔を通じて、複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの前記外部表面に沿って、前記ＣＯ_２回収溶液を複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの前記内部容積に流すように構成されており、前記ＣＯ_２回収溶液の前記液膜が、前記周辺空気からＣＯ_２を吸収するように構成されている、前記液体分配システムと、
を備えている気液接触器。

【請求項24】

各穿孔付き構造が、前記周辺空気の前記流れ方向に直交する長手軸に沿って延びる、請求項２３に記載の気液接触器。

【請求項25】

前記周辺空気に少なくとも部分的に曝露され、少なくとも１つの前記流入口と少なくとも１つの前記排出口との間に配設される内部を形成する、ハウジングをさらに備え、複数の前記穿孔付き構造が、前記内部において離隔されており、六角形の配置、正方形の配置、長方形の配置、三角形の配置、又は円形の配置のうち少なくとも１つの配置である穿孔付き構造の配置を形成する、請求項２３又は２４に記載の気液接触器。

【請求項26】

穿孔付き構造の前記配置が、前記流れ方向に平行な方向において離隔されている穿孔付き構造の複数の列を含む、請求項２５に記載の気液接触器。

【請求項27】

穿孔付き構造の前記配置が、前記流れ方向に平行な方向において測定される深さを有し、前記深さが２メートルと１０メートルの間である、請求項２５に記載の気液接触器。

【請求項28】

希薄なガス混合物から二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収するための方法であって、
複数の穿孔付き構造の間において、複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの外部表面に沿って、前記希薄なガス混合物を流すステップと、
複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの穿孔を通じて、複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの前記外部表面に沿って、複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの前記穿孔付き構造の内部においてＣＯ_２回収溶液を流すことによって、複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの前記外部表面の少なくとも一部に沿って前記ＣＯ_２回収溶液の液膜を形成すると共に、前記希薄なガス混合物から前記ＣＯ_２回収溶液の前記液膜へと前記ＣＯ_２を吸収するステップと、
を備えている方法。

【請求項29】

供給構造を通じて第１の方向に沿って前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップをさらに備え、
複数の前記穿孔付き構造のうち少なくとも１つの前記穿孔付き構造の中で前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップが、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って複数の前記穿孔付き構造のうち少なくとも１つの前記穿孔付き構造の中で前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップを備える、請求項２８に記載の方法。

【請求項30】

前記第２の方向に沿って複数の前記穿孔付き構造のうち少なくとも１つの前記穿孔付き構造の中で前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップが、前記ＣＯ_２回収溶液を下に流すステップを備える、請求項２９に記載の方法。

【請求項31】

前記第２の方向に沿って複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの中で前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップが、前記ＣＯ_２回収溶液を水平に流すステップを備える、請求項２９に記載の方法。

【請求項32】

前記希薄なガス混合物を流すステップが、流れ方向に沿って前記希薄なガス混合物を流すステップを備え、
複数の前記穿孔付き構造のうち少なくとも１つの前記穿孔付き構造の中で前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップが、前記流れ方向に直交する液体方向に沿って複数の前記穿孔付き構造のうち少なくとも１つの前記穿孔付き構造の中で前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップを備える、請求項２８から３１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項33】

複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの前記穿孔が、前記穿孔付き構造それぞれの長さ全体に沿って配設される、請求項２８から３２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項34】

複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの前記外部表面が、隆起、くぼみ、細孔、エッチング、細粒、又は繊維の少なくとも１つを備える、請求項２８から３３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項35】

複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの前記外部表面に沿って前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップが、複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの親水性の前記外部表面に沿って前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップを備える、請求項２８から３４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項36】

複数の前記穿孔付き構造が、１つ又は複数の弾性のある穿孔付き構造を備える、請求項２８から３５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項37】

複数の前記穿孔付き構造のうち少なくとも１つの前記穿孔付き構造の中で前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップが、前記ＣＯ_２回収溶液で複数の前記穿孔付き構造のうち少なくとも１つの前記穿孔付き構造の全体を満たすステップを備える、請求項２８から３６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項38】

前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップが、基準温度における水の密度より大きい密度を前記基準温度において有する前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップを備える、請求項２８から３７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項39】

前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップが、０．５Ｌ／ｍ^２ｓより大きく１０Ｌ／ｍ^２ｓより小さい液体充填速度で前記ＣＯ_２回収溶液を流すステップを備える、請求項２８から３８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項40】

周辺空気から二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収するための直接空気回収（ＤＡＣ）システムであって、
少なくとも１つの流入口及び少なくとも１つの排出口を備える、内部を形成するハウジングと、
少なくとも１つの前記流入口と少なくとも１つの前記排出口との間で、前記ハウジングにおいて配設される少なくとも１つの穿孔付きパッキンであって、少なくとも１つの前記穿孔付きパッキンが、離隔されている複数の穿孔付き構造を備え、複数の前記穿孔付き構造の各穿孔付き構造が、
内部容積及び外部表面を形成する少なくとも１つの壁と、
少なくとも１つの前記壁を通じて延びる複数の穿孔と
を備える、少なくとも１つの穿孔付きパッキンと、
少なくとも１つの前記穿孔付きパッキンの少なくとも部分的に下に配置される下部水盤を含む１つ又は複数の水盤であって、ＣＯ_２回収溶液を保持するように構成される、１つ又は複数の水盤と、
（１）少なくとも１つの前記流入口から少なくとも１つの前記排出口への流れ方向に、（２）複数の前記穿孔付き構造の各々の前記外部表面に沿って、前記周辺空気を循環させるように動作可能なファンと、
複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つに流体的に結合され、複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの複数の前記穿孔を通じて、複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの前記外部表面に沿って、前記ＣＯ_２回収溶液を複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの前記内部容積に流し、複数の前記穿孔付き構造の少なくとも１つの前記外部表面の少なくとも一部に沿って前記ＣＯ_２回収溶液の液膜を形成するように動作可能であり、前記ＣＯ_２回収溶液の前記液膜が前記周辺空気からＣＯ_２を吸収するように構成される、液体分配システムと
を備える、空気接触器と、
前記空気接触器から前記ＣＯ_２回収溶液を受け取るように前記液体分配システムと流体的に連絡している再生システムであって、前記ＣＯ_２回収溶液を再生し、前記空気接触器に返すべきＣＯ_２リーン液体を形成するように構成される、再生システムとを備える、ＤＡＣシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、二酸化炭素を回収するためのシステム、装置、及び方法を説明する。

【背景技術】

【0002】

大気からの二酸化炭素（ＣＯ_２）の回収は、温室効果ガスの排出を軽減して気候変動を遅らせる１つの手法である。しかしながら、ＣＯ_２回収のために設計された多くの技術は、産業設備の煙道ガスなどの点排出源から回収を行い、大気からＣＯ_２を回収するには、ＣＯ_２濃度がはるかに低く大量の大気を処理する必要があるため、一般に効果的ではない。近年、大気から直接ＣＯ_２を回収するのにより適した技術を見つけることについての進展が見られている。これらの直接空気回収（ＤＡＣ）システムの一部は、活性剤が基質に付着しているような固体吸着剤を使用する。これらのＤＡＣシステムは通常、周期的な吸収－脱着過程を利用し、この過程において、固体吸着剤がＣＯ_２で飽和した後、固体吸着剤は湿度スイング又は温度スイングを使用してＣＯ_２を放出し、再生される。

【0003】

他のＤＡＣシステムは、液体吸着剤（溶媒と呼ばれることがある）を使用して大気からＣＯ_２を回収する。そのようなＤＡＣシステムの例は、液体吸着剤を含む溶液で濡れた高表面積パッキンを通るように空気を引き込むためにファンが使用されるようなシステムである。空気中のＣＯ_２は液体吸着剤と反応し、ＣＯ_２リッチ溶液を生成する。リーン溶液を再生し、濃縮された炭素ストリーム、たとえばＣＯ、ＣＯ_２、又は他の炭素産物として放出するために、このリッチ溶液は処理される。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

ある例示的な実装形態では、希薄なガス混合物から二酸化炭素を回収するためのシステムは、内部容積、外部表面、及び複数の穿孔を各々含む１つ又は複数の穿孔付き構造と、１つ又は複数の穿孔付き構造に流体的に結合される少なくとも１つの供給構造とを含む。少なくとも１つの供給構造は、第１の流体を１つ又は複数の穿孔付き構造の内部容積へと流すように動作可能であり、１つ又は複数の穿孔付き構造の複数の穿孔は、第１の流体を流すように動作可能である。

【0005】

この例示的な実装形態と組み合わせることができるある態様では、１つ又は複数の穿孔付き構造は、平行ではない角度で少なくとも１つの供給構造に結合される。

【0006】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、１つ又は複数の穿孔付き構造は、垂直な角度で少なくとも１つの供給構造に結合される。

【0007】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、第１の流体は、１つ又は複数の穿孔付き構造の第１の穿孔付き構造から第２の穿孔付き構造に流れるように動作可能である。

【0008】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔の少なくとも１つの穿孔は、直径１．５ｍｍ未満の大きさである。

【0009】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔の第１の穿孔は、複数の穿孔の第２の穿孔から少なくとも０．５ｍｍ離れている。

【0010】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔のサブセットは、六角形、正方形、長方形、三角形、又は円を含む形状の少なくとも一部を外部表面に形成するように配置される。

【0011】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、１つ又は複数の穿孔付き構造は、六角形、正方形、長方形、三角形、又は円の少なくとも１つである配置で離隔されている。

【0012】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、１つ又は複数の穿孔付き構造は、管、平皿、球、又は塊の少なくとも１つを含む。

【0013】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、１つ又は複数の穿孔付き構造は、多孔質材料を含む。

【0014】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、１つ又は複数の穿孔付き構造は、隆起、くぼみ、細孔、エッチング、細粒、又は繊維の少なくとも１つを含む複数の微小構造を含む。

【0015】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様はさらに、１つ又は複数の穿孔付き構造の少なくとも部分的に下に配置される水盤を含む。

【0016】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、１つ又は複数の穿孔付き構造は、第１の流体を第２の流体と接触させてＣＯ_２リーンガスを産生するように動作可能である。

【0017】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、第１の流体はＣＯ_２回収溶液を含み、第２の流体はＣＯ_２含有ガスを含む。

【0018】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔は、ＣＯ_２回収溶液を１つ又は複数の穿孔付き構造の内部容積から外部表面に流すように動作可能である。

【0019】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、ＣＯ_２回収溶液は、１つ又は複数の穿孔付き構造の外部表面に液膜を形成する。

【0020】

別の例示的な実装形態では、希薄なガス混合物から二酸化炭素を回収するための方法は、１つ又は複数の穿孔付き構造に流体的に結合される少なくとも１つの供給構造を通じて第１の流体を流すステップであって、１つ又は複数の穿孔付き構造の各々が、内部容積、外部表面、及び複数の穿孔を含む、ステップと、第１の流体を少なくとも１つの供給構造から１つ又は複数の穿孔付き構造の内部容積へと流すステップと、１つ又は複数の穿孔付き構造の複数の穿孔を通じて第１の流体を１つ又は複数の穿孔付き構造の内部容積から流すステップとを含む。

【0021】

例示的な実装形態と組み合わせることができるある態様では、１つ又は複数の穿孔付き構造は、平行ではない角度で少なくとも１つの供給構造に結合される。

【0022】

【0023】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様はさらに、第１の流体を１つ又は複数の穿孔付き構造の第１の穿孔付き構造から第２の穿孔付き構造に流すステップを含む。

【0024】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔の少なくとも１つの穿孔は、直径１．５ｍｍ未満の大きさである。

【0025】

【0026】

【0027】

【0028】

【0029】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、１つ又は複数の穿孔付き構造は、多孔質材料を含む。

【0030】

【0031】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様はさらに、１つ又は複数の穿孔付き構造の少なくとも部分的に下に配置される水盤の中の第１の流体の一部を捕捉するステップを含む。

【0032】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様はさらに、１つ又は複数の穿孔付き構造を介して、第２の流体と接触するように第１の流体を流してＣＯ_２リーンガスを産生するステップを含む。

【0033】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、第１の流体はＣＯ_２回収溶液を含み、第２の流体はＣＯ_２含有ガスを含む。

【0034】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様はさらに、ＣＯ_２回収溶液を１つ又は複数の穿孔付き構造の内部容積から外部表面に流すステップを含む。

【0035】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、ＣＯ_２回収溶液は、１つ又は複数の穿孔付き構造の外部表面に液膜を形成する。

【0036】

別の例示的な実装形態では、希薄なガス混合物から二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収するための穿孔付きパッキンは、少なくとも１つの穿孔付き構造及び供給構造を含む。少なくとも１つの穿孔付き構造は、本体の内部容積を形成する少なくとも１つの壁と希薄なガス混合物に曝露される外部表面とを含む本体と、内部容積と外部表面との間で少なくとも１つの壁を通じて延びる複数の穿孔とを含む。供給構造は、本体に流体的に結合され、複数の穿孔を通り外部表面に沿って、ＣＯ_２回収溶液を本体の内部容積に流して、外部表面の少なくとも一部に沿ってＣＯ_２回収溶液の液膜を形成するように動作可能であり、ＣＯ_２回収溶液の液膜は希薄なガス混合物からＣＯ_２を吸収するように構成される。

【0037】

この例示的な実装形態と組み合わせることができるある態様では、供給構造は、本体に流体的に結合される供給導管内部容積を形成する少なくとも１つの供給導管を含む。

【0038】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの供給導管は、少なくとも１つの導管開口を含み、供給導管内部容積は、少なくとも１つの導管開口によって本体の内部容積に流体的に結合される。

【0039】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、本体は長手軸に沿って延び、少なくとも１つの供給導管は長手軸と直交する供給導管軸に沿って延びる。

【0040】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの穿孔付き構造は複数の穿孔付き構造を含み、複数の穿孔付き構造の各穿孔付き構造の本体は、供給導管内部容積に流体的に結合される流入口を有し、複数の穿孔付き構造の流入口は、供給導管軸に平行な方向において離隔されている。

【0041】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の各々の複数の穿孔は、それぞれの穿孔付き構造の流入口の下に配設される。

【0042】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの供給導管の向きは水平であり、少なくとも１つの供給導管は、少なくとも１つの供給導管の少なくとも下部を通じて延びる複数の供給導管穿孔を含む。

【0043】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの供給導管の向きは水平であり、少なくとも１つの穿孔付き構造は、少なくとも１つの供給導管から鉛直に下に延びる。

【0044】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの供給導管の向きは鉛直であり、少なくとも１つの穿孔付き構造は、少なくとも１つの供給導管から水平に延びる。

【0045】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔の隣接する穿孔間の距離は、複数の穿孔の各々の直径の２倍より大きく、複数の穿孔の各々の直径の１０倍より小さい。

【0046】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの穿孔付き構造は、平行ではない角度で供給構造に結合される。

【0047】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔は、少なくとも１つの壁の長さ全体に沿って配設される。

【0048】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔の各穿孔の最大の寸法は１．５ｍｍ未満である。

【0049】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔の少なくともいくつかは、六角形、正方形、長方形、三角形、又は円を含む形状を形成するように少なくとも１つの壁に配置される。

【0050】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの穿孔付き構造は複数の穿孔付き構造を含み、複数の穿孔付き構造は、六角形の配置、正方形の配置、長方形の配置、三角形の配置、又は円形の配置の少なくとも１つである配置を形成する。

【0051】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、本体は長手軸に沿って延び、長手軸に垂直な平面において形成される本体の断面形状は丸まっている。

【0052】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの穿孔付き構造は、管、平皿、球、又は塊の少なくとも１つを含む。

【0053】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの壁の外部表面は、隆起、くぼみ、細孔、エッチング、細粒、又は繊維の少なくとも１つを含む複数の構造によって形成される。

【0054】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの壁の外部表面は親水性表面を含む。

【0055】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの穿孔付き構造は、複数の穿孔付き構造の各々の本体と本体の間に希薄なガス混合物のための複数の流れ間隙を形成するように互いに離隔されている複数の穿孔付き構造を含む。

【0056】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの穿孔付き構造の本体は剛直である。

【0057】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの穿孔付き構造の本体は弾性がある。

【0058】

別の例示的な実装形態では、周辺空気から二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収するための気液接触器は、少なくとも１つの流入口、少なくとも１つの流入口から離隔されている少なくとも１つの排出口、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの排出口との間に配設される少なくとも１つの穿孔付きパッキン、ＣＯ_２回収溶液を保持するように構成される１つ又は複数の水盤、ファン、及び液体分配システムを含む。少なくとも１つの穿孔付きパッキンは、互いに離隔されている複数の穿孔付き構造を含む。複数の穿孔付き構造の各穿孔付き構造は、内部容積及び外部表面を形成する少なくとも１つの壁と、少なくとも１つの壁を通じて延びる複数の穿孔とを含む。１つ又は複数の水盤は、少なくとも１つの穿孔付きパッキンの少なくとも部分的に下に配置される下部水盤を含む。ファンは、（１）少なくとも１つの流入口から少なくとも１つの排出口への流れ方向に、（２）複数の穿孔付き構造の各々の外部表面に沿って、周辺空気を流すように動作可能である。液体分配システムは、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つに流体的に結合され、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの複数の穿孔を通じて、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの外部表面に沿って、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの内部容積へとＣＯ_２回収溶液を流し、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの外部表面の少なくとも一部に沿ってＣＯ_２回収溶液の液膜を形成するように動作可能である。ＣＯ_２回収溶液の液膜は、周辺空気からＣＯ_２を吸収するように構成される。

【0059】

この例示的な実装形態と組み合わせることができるある態様では、各穿孔付き構造は、周辺空気の流れ方向と直交する長手軸に沿って延びる。

【0060】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様はさらに、周辺空気に少なくとも部分的に曝露され少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの排出口との間に配設される内部を形成するハウジングを含み、複数の穿孔付き構造は、内部の中で離隔され、六角形の配置、正方形の配置、長方形の配置、三角形の配置、又は円形の配置の少なくとも１つである穿孔付き構造の配置を形成する。

【0061】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、穿孔付き構造の配置は、流れ方向に平行な方向において離隔されている穿孔付き構造の複数の列を含む。

【0062】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、穿孔付き構造の配置は、流れ方向に平行な方向において測定される深さを有し、深さは２メートルと１０メートルの間である。

【0063】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、穿孔付きパッキンは、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つに流体的に結合され、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの複数の穿孔を通じて、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの外部表面に沿って、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの内部容積へとＣＯ_２回収溶液を流し、外部表面の少なくとも一部に沿ってＣＯ_２回収溶液の液膜を形成するように動作可能である、供給構造を含む。

【0064】

この例示的な実装形態と組み合わせることができるある態様では、供給構造は、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つに流体的に結合される供給導管内部容積を形成する少なくとも１つの供給導管を含む。

【0065】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの供給導管は、少なくとも１つの導管開口を含み、供給導管内部容積は、少なくとも１つの導管開口によって複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの内部容積に流体的に結合される。

【0066】

【0067】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の各穿孔付き構造の本体は、供給導管内部容積に流体的に結合される流入口を有し、複数の穿孔付き構造の流入口は、供給導管軸に平行な方向において離隔されている。

【0068】

【0069】

【0070】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの供給導管の向きは水平であり、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの穿孔付き構造は、少なくとも１つの供給導管から鉛直に下に延びる。

【0071】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、少なくとも１つの供給導管の向きは鉛直であり、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの穿孔付き構造は、少なくとも１つの供給導管から水平に延びる。

【0072】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの複数の穿孔の隣接する穿孔間の距離は、複数の穿孔の各々の直径の２倍より大きく、複数の穿孔の各々の直径の１０倍より小さい。

【0073】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つは、平行ではない角度で供給構造に結合される。

【0074】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの複数の穿孔は、少なくとも１つの壁の長さ全体に沿って配設される。

【0075】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの複数の穿孔の各穿孔の最大の寸法は１．５ｍｍ未満である。

【0076】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの複数の穿孔の少なくともいくつかは、六角形、正方形、長方形、三角形、又は円を含む形状を形成するようにそれぞれの穿孔付き構造の少なくとも１つの壁に配置される。

【0077】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造は、六角形の配置、正方形の配置、長方形の配置、三角形の配置、又は円形の配置の少なくとも１つである配置を形成する。

【0078】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの本体は長手軸に沿って延び、長手軸に垂直な平面において形成される本体の断面形状は丸まっている。

【0079】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つは、管、平皿、球、又は塊の少なくとも１つを含む。

【0080】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの少なくとも１つの壁の外部表面は、隆起、くぼみ、細孔、エッチング、細粒、又は繊維の少なくとも１つを含む複数の構造によって形成される。

【0081】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの少なくとも１つの壁の外部表面は親水性表面を含む。

【0082】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造は、複数の穿孔付き構造の各々の本体と本体の間に希薄なガス混合物のための複数の流れ間隙を形成するように互いに離隔されている。

【0083】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの本体は剛直である。

【0084】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの本体は弾性がある。

【0085】

別の例示的な実装形態では、希薄なガス混合物から二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収するための方法は、複数の穿孔付き構造の間に、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの外部表面に沿って、希薄なガス混合物を流すステップと、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの穿孔を通じて、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの外部表面に沿って、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの中にＣＯ_２回収溶液を流し、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの外部表面の少なくとも一部に沿ってＣＯ_２回収溶液の液膜を形成し、希薄なガス混合物からＣＯ_２回収溶液の液膜へとＣＯ_２を吸収するステップとを含む。

【0086】

この例示的な実装形態と組み合わせることができるある態様はさらに、供給構造を通じて第１の方向に沿ってＣＯ_２回収溶液を流すステップを含み、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの中にＣＯ_２回収溶液を流すステップは、第１の方向に直交する第２の方向に沿って複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの中にＣＯ_２回収溶液を流すステップを含む。

【0087】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、第２の方向に沿って複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの中にＣＯ_２回収溶液を流すステップは、ＣＯ_２回収溶液を下に流すステップを含む。

【0088】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、第２の方向に沿って複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの中にＣＯ_２回収溶液を流すステップは、ＣＯ_２回収溶液を水平に流すステップを含む。

【0089】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、希薄なガス混合物を流すステップは、流れ方向に沿って希薄なガス混合物を流すステップを含み、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの中にＣＯ_２回収溶液を流すステップは、流れ方向に直交する液体の方向に沿って、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの中にＣＯ_２回収溶液を流すステップを含む。

【0090】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの穿孔は、それぞれの穿孔付き構造の長さ全体に沿って配設される。

【0091】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの外部表面は、隆起、くぼみ、細孔、エッチング、細粒、又は繊維の少なくとも１つを含む。

【0092】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの外部表面に沿ってＣＯ_２回収溶液を流すステップは、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの親水性外部表面に沿ってＣＯ_２回収溶液を流すステップを含む。

【0093】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造は、１つ又は複数の弾性のある穿孔付き構造を含む。

【0094】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの中にＣＯ_２回収溶液を流すステップは、ＣＯ_２回収溶液で複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの全体を満たすステップを含む。

【0095】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、ＣＯ_２回収溶液を流すステップは、基準温度における水の密度より高い密度を基準温度において有するＣＯ_２回収溶液を流すステップを含む。

【0096】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、ＣＯ_２回収溶液を流すステップは、０．５Ｌ／ｍ^２ｓより高く１０Ｌ／ｍ^２ｓより低い液体充填率でＣＯ_２回収溶液を流すステップを含む。

【0097】

別の例示的な実装形態では、周辺空気から二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収するための直接空気回収（ＤＡＣ）システムは、空気接触器及び再生システムを含む。空気接触器は、ハウジング、少なくとも１つの穿孔付きパッキン、ＣＯ_２回収溶液を保持するように構成される１つ又は複数の水盤、ファン、及び液体分配システムを含む。ハウジングは内部を形成し、少なくとも１つの流入口及び少なくとも１つの排出口を含む。少なくとも１つの穿孔付きパッキンは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの排出口との間にハウジングの中で配設され、少なくとも１つの穿孔付きパッキンは、離隔されている複数の穿孔付き構造を含む。複数の穿孔付き構造の各穿孔付き構造は、内部容積及び外部表面を形成する少なくとも１つの壁と、少なくとも１つの壁を通じて延びる複数の穿孔とを含む。１つ又は複数の水盤は、少なくとも１つの穿孔付きパッキンの少なくとも部分的に下に配置される下部水盤を含む。ファンは、（１）少なくとも１つの流入口から少なくとも１つの排出口への流れ方向に、（２）複数の穿孔付き構造の各々の外部表面に沿って、周辺空気を循環させるように動作可能である。液体分配システムは、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つに流体的に結合され、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの複数の穿孔を通じて、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの外部表面に沿って、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの内部容積へとＣＯ_２回収溶液を流し、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの外部表面の少なくとも一部に沿ってＣＯ_２回収溶液の液膜を形成するように動作可能であり、ＣＯ_２回収溶液の液膜は、周辺空気からＣＯ_２を吸収するように構成される。再生システムは、空気接触器からＣＯ_２回収溶液を受け取るために液体分配システムと流体的に連絡しており、再生システムは、ＣＯ_２回収溶液を再生し、空気接触器に返すべきＣＯ_２リーン溶液を形成するように構成される。

【0098】

この例示的な実装形態と組み合わせることができるある態様では、各穿孔付き構造は、周辺空気の流れ方向と直交する長手軸に沿って延びる。

【0099】

【0100】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、穿孔付き構造の配置は、流れ方向に平行な方向に離隔されている穿孔付き構造の複数の列を含む。

【0101】

【0102】

【0103】

【0104】

【0105】

【0106】

【0107】

【0108】

【0109】

【0110】

【0111】

【0112】

【0113】

【0114】

【0115】

【0116】

【0117】

【0118】

【0119】

【0120】

【0121】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造は、複数の穿孔付き構造の各々の本体と本体の間に希薄なガス混合物のための複数の流れ間隙を形成するために互いに離隔されている。

【0122】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの本体は剛直である。

【0123】

上記の態様のいずれかと組み合わせることができる別の態様では、複数の穿孔付き構造の少なくとも１つの本体は弾性がある。

【0124】

ある例示的な実装形態では、希薄なガス混合物から二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収するための穿孔付きパッキンは、本体の内部容積を形成する少なくとも１つの壁を有する本体を含む少なくとも１つの穿孔付き構造であって、少なくとも１つの壁が内部表面及び外部表面を形成する、少なくとも１つの穿孔付き構造と、内部表面と外部表面との間の少なくとも１つの壁を通じて延びる複数の穿孔と、本体に流体可能に結合され、複数の穿孔を通じてＣＯ_２回収溶液を流して内部表面の少なくとも一部に沿ってＣＯ_２回収溶液の液膜を形成するように動作可能である、供給構造とを含み、ＣＯ_２回収溶液の液膜は、希薄なガス混合物からＣＯ_２を吸収するように構成される。

【0125】

本開示による二酸化炭素を回収するためのシステム及び方法の実装形態は、以下の特徴の１つ、いくつか、又はすべてを含み得る。たとえば、本発明において説明される特徴を用いたパッキンは、商用のＤＡＣ適用例に対して特別に設計されるので、ＣＯ_２取り込み性能を大きく犠牲にすることなく、空気の量、パッキンの深さ、液体の流れ、及び空気接触器の設置面積の少なくとも１つを低減することができる。良い性能を反映するＤＡＣパッキンの設計基準には、低静圧設計、充填高さ全体で均等に液体を分配できること、低汚損能力、空気接触の効率の向上、より低い材料要件、より大きい梱包サイズによる効率上の効果、及び製造可能性がある。

【0126】

本開示において説明される主題の１つ又は複数の実装形態の詳細は、添付の図面及び以下の説明に記載される。主題の他の特徴、態様、及び利点は、説明、図面、及び請求項から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0127】

【図1】例示的な気液接触器を示す図である。

【図2A】別の例示的な気液接触器を示す図である。

【図2B】別の例示的な気液接触器を示す図である。

【図3】別の例示的な気液接触器を示す図である。

【図4】本開示の気液接触器のための穿孔付きパッキンの例示的な特徴を示す図である。

【図5】本開示の気液接触器のための例示的な穿孔付きパッキンを示す図である。

【図6】本開示の気液接触器のための例示的な穿孔付きパッキンを示す図である。

【図7】本開示の気液接触器のための例示的な穿孔付きパッキンを示す図である。

【図8】本開示の気液接触器のための例示的な穿孔付きパッキンを示す図である。

【図9】本開示の気液接触器のための例示的な穿孔付きパッキンを示す図である。

【図10】本開示の気液接触器のための例示的な穿孔付きパッキンを示す図である。

【図11】本開示の気液接触器のための例示的な穿孔付きパッキンを示す図である。

【図12】本開示の気液接触器のための例示的な穿孔付きパッキンを示す図である。

【図13】本開示の気液接触器のための例示的な穿孔付きパッキンを示す図である。

【図14A】本開示の気液接触器のための穿孔付きパッキンの例示的な特徴を示す図である。

【図14B】液体と表面との接触角を示す概略図である。

【図14C】液体と表面との見かけの接触角及び実際の接触角を示す概略図である。

【図14D】図１４Ａの特徴の丸で囲まれた部分の拡大図である。

【図14E】図１４Ａの特徴の丸で囲まれた部分の拡大図である。

【図14F】図１４Ａの特徴の丸で囲まれた部分の拡大図である。

【図15】本明細書で開示される気液接触器を有する直接空気回収システムの概略図である。

【図16】希薄なガス混合物から二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収するための方法の概略的な流れ図である。

【図17】本開示の気液接触器のための制御システム（又はコントローラ）の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0128】

図１を参照すると、本開示は、大気（すなわち、周辺空気又は大気中の空気）から、又は希薄な濃度のＣＯ_２を含む別の流体源から、気液接触器１００を用いて二酸化炭素（ＣＯ_２）を回収するためのシステム及び方法を説明する。大気中のＣＯ_２濃度は希薄であり、現在は４００～４２０ｐａｒｔｓｐｅｒｍｉｌｌｉｏｎ（「ｐｐｍ」）又は約０．０４～０．０４２％ｖ／ｖの範囲にあり、１％ｖ／ｖ未満である。ＣＯ_２のこれらの大気濃度は、煙道ガスなどの点排出源におけるＣＯ_２濃度より少なくとも１桁低く、点排出源は、排出源に応じて５～１５％ｖ／ｖの範囲の濃度のＣＯ_２を有し得る。いくつかの実装形態では、気液接触器１００は、ＣＯ_２含有空気１０１の流れとして周辺空気を取り込み、その中に存在するＣＯ_２を吸収を介してＣＯ_２回収溶液１１４（たとえば、ＣＯ_２吸着剤）に移すためにＣＯ_２含有空気１０１を処理することによって、周辺空気に存在する希薄なＣＯ_２を回収するように動作させられる。ＣＯ_２含有空気１０１の中のＣＯ_２の一部又はすべてが取り除かれ、処理されたＣＯ_２含有空気１０１は次いで、ＣＯ_２リーンガス１０５（又は低ＣＯ_２空気）の流れとして気液接触器１００によって排出される。この方式で大気を処理するように動作する際、気液接触器１００は、大気からＣＯ_２回収溶液１１４へのＣＯ_２の吸収を促進するので、「空気接触器」と本明細書では呼ばれることがある。主に水と大気の間で熱を移動させるように機能する水冷式冷却塔とは対照的に、気液接触器１００は主に、大気からＣＯ_２回収溶液１１４へのＣＯ_２の物質移動を達成するように機能する。このように動作する際、気液接触器１００は、図１５に関して以下でより詳しく説明される、直接空気回収（ＤＡＣ）システム１２００の一部として使用され得る。

【0129】

いくつかの実装形態では、図１を参照すると、ＣＯ_２回収溶液１１４は苛性溶液である。いくつかの実装形態では、ＣＯ_２回収溶液１１４のｐＨは１０以上である。いくつかの実装形態では、ＣＯ_２回収溶液１１４のｐＨは約１４である。ＣＯ_２回収溶液１１４の限定しない例には、アルカリ性水溶液（たとえば、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、又はこれらの組合せ）、アミノ酸塩水溶液、アミンの非水溶液、炭酸及び／又は重炭酸溶液、フェノキシド／フェノール塩、イオン液、非水溶媒、又はこれらの組合せがある。いくつかの場合、ＣＯ_２回収溶液１１４は、ＣＯ_２の取り込みを速くする促進剤及び／又は添加剤を含み得る。促進剤の限定しない例には、炭酸脱水酵素、アミン（一次、二次、三次）、及びホウ酸がある。添加剤の限定しない例には、塩化物、硫酸塩、酢酸塩、リン酸塩、界面活性剤がある。

【0130】

いくつかの実装形態では、所与の基準温度において、ＣＯ_２回収溶液１１４の密度は、同じ基準温度における水の密度より高い。同等の基準温度において、いくつかの実装形態では、ＣＯ_２回収溶液１１４の密度は、水の密度より少なくとも１０％高い。いくつかの実装形態では、同等の基準温度において、ＣＯ_２回収溶液１１４の密度は水の密度より約１０％高い。ＣＯ_２回収溶液１１４の密度と粘度は、ＣＯ_２回収溶液１１４の組成及び温度に応じて変わり得る。たとえば、２０℃から０℃の温度において、ＣＯ_２回収溶液１１４又はＣＯ_２含有回収溶液１１１（以下を参照）は、１ＭＫＯＨ及び０．５ＭＫ_２ＣＯ_３を含んでもよく、１１１５～１１１９ｋｇ／ｍ^３の範囲の密度及び１．３～２．３ｍＰａ－ｓの範囲の粘度を有してもよい。別の例では、２０℃から０℃の温度において、ＣＯ_２回収溶液１１４又はＣＯ_２含有回収溶液１１１は、２ＭＫＯＨ及び１ＭＫ_２ＣＯ_３を含んでもよく、１２６０～１２６６ｋｇ／ｍ^３の範囲の密度及び１．８～３．１ｍＰａ－ｓの範囲の粘度を有してもよい。それと比較して、水は２０℃において９９８ｋｇ／ｍ^３という密度及び１ｍＰａ－ｓという粘度を有する。

【0131】

いくつかの実装形態では、図１を参照すると、ＣＯ_２含有空気１０１からのＣＯ_２は、気液接触器１００においてＣＯ_２回収溶液１１４とＣＯ_２含有空気１０１を接触させることによって回収される。ＣＯ_２含有空気１０１からのＣＯ_２をアルカリ性ＣＯ_２回収溶液１１４（たとえば）と反応させることで、ＣＯ_２含有回収溶液１１１を形成することができる。ＣＯ_２回収溶液１１４がアルカリ水酸化物を含む構成では、ＣＯ_２は、アルカリ水酸化物と反応して炭酸リッチ回収溶液（たとえば、Ｋ_２ＣＯ_３、Ｎａ_２ＣＯ_３、又はこれらの組合せ）を形成することによって吸収される。ＣＯ_２含有回収溶液１１１は、炭酸リッチ回収溶液を含み得るので、「炭酸リッチ回収溶液１１１」と本明細書では呼ばれることがある。回収されたＣＯ_２を下流で使用するために取り戻し、ＣＯ_２回収溶液１１４において使用するためにアルカリ水酸化物を再生するために、ＣＯ_２含有回収溶液１１１は処理される。いくつかの事例では、取り戻されたＣＯ_２は、ダウンホールに運ばれ、地層、地下貯蔵所、カーボンシンクなどに隔離される。いくつかの事例では、取り戻されたＣＯ_２は、取り戻されたＣＯ_２を１つ又は複数の裸孔へと注入して貯蔵所からの炭化水素の産生を増やすことによる、原油回収の増大のために使用され得る。いくつかの実装形態では、取り戻されたＣＯ_２を、合成ガス生成反応器を含み得る下流の燃料合成系に供給することができる。

【0132】

ＣＯ_２含有回収溶液１１１は、水酸化物イオン、アルカリ金属水酸化物（たとえば、ＫＯＨ、ＮａＯＨ）、水、及び不純物などの、少量の他の成分も含み得る。たとえば、炭酸リッチ回収溶液１１１は、０．４Ｍから６ＭのＫ２ＣＯ３及び１Ｍから１０ＭのＫＯＨを含み得る。別の実装形態では、炭酸リッチ回収溶液１１１は、水性Ｎａ_２ＣＯ_３－ＮａＯＨ混合物を含み得る。いくつかの実装形態では、炭酸リッチ回収溶液１１１は、Ｋ_２ＣＯ_３とＮａ_２ＣＯ_３の混合物を含み得る。

【0133】

ＣＯ_２含有空気１０１からＣＯ_２を回収して炭酸を形成する回収の動態は、ＣＯ_２回収溶液１１４への促進剤種などの添加剤の導入により改善され得る。炭酸を用いてＣＯ_２回収を増やすための促進剤の限定しない例には、炭酸脱水酵素、アミン（一次、二次、三次）、両性イオンアミノ酸、及びホウ酸がある。気液接触器１００により産生される得られた炭酸リッチ回収溶液１１１は、炭酸及び重炭酸を含み、促進剤も含む。そのような炭酸リッチ回収溶液１１１の例示的な組成は、Ｋ_２ＣＯ_３／ＫＨＣＯ_３及び促進剤を含み得る。そのようなＣＯ_２回収溶液１１４から得られる炭酸リッチ回収溶液１１１は、１１～１３の範囲のｐＨを有することがあり、ＣＯ_２回収溶液１１４からの残余の水酸化物をほとんど有しないことがある。いくつかの場合、促進剤として見なされない添加剤が、ＣＯ_２回収溶液１１４におけるＣＯ_２の取り込みを改善するために使用され得る。

【0134】

図１を参照すると、気液接触器１００はハウジング１０２を含む。ハウジング１０２は、気液接触器１００の全体の一部を形成し、それに構造を提供する。ハウジング１０２は、相互接続された構造部材の任意の組合せを部分的に包囲する外部構造又は壁を含む。相互接続された構造部材は、気液接触器１００に構造的な支持及び安定性を提供し、ハウジング１０２内で気液接触器１００の構成要素を支持するための本体を提供する。相互接続された構造部材は、限定はされないが、壁、板、梁、枠などを含み得る。ハウジング１０２は、ハウジング１０２の複数の部分を仕切りハウジング１０２の囲いを形成するのを助ける、クラッディング、板などの他の構成要素も含み得る。ハウジング１０２は、ハウジング１０２の内部１１３を少なくとも部分的に囲み、形成する。ハウジング１０２の内部１１３は、気液接触器１００の構成要素が配置される内部容積又は内部空間である。ハウジング１０２はまた、気液接触器１００への、又はそこからのガスの移動を可能にする、開口１０３を含む。たとえば、図１を参照すると、ハウジング１０２は１つ又は複数の流入口１０３Ｉを有する。図１の実装形態では、１つ又は複数の流入口１０３Ｉは開口１０３によって形成されるので、流入口１０３Ｉは本明細書では１つ又は複数の流入開口１０３Ｉと呼ばれることがあり、それらを通じて、ＣＯ_２含有空気１０１がハウジング１０２の内部１１３に入る。ハウジング１０２は、１つ又は複数の排出口１０３Ｏを有する。図１の実装形態では、１つ又は複数の排出口１０３Ｏは開口１０３によって形成されるので、排出口１０３Ｏは本明細書では１つ又は複数の排出開口１０３Ｏと呼ばれることがあり、それらを通じて、ＣＯ_２リーンガス１０５がハウジング１０２の内部１１３から出る。図１の気液接触器１００の例示的な実装形態では、ハウジング１０２は、２つの流入口１０３Ｉ及び１つの排出口１０３Ｏを形成する。排出口１０３Ｏは、気液接触器１００の構成要素によって形成され得る。たとえば、図１の気液接触器１００の実装形態では、気液接触器１００は、直立の向きのファンスタック１０７を有する。ファンスタック１０７はＣＯ_２リーンガス１０５を排出するのを助け、排出口１０３Ｏはファンスタック１０７に沿って配置される。そのような実装形態では、ＣＯ_２含有空気１０１は、流入口１０３Ｉの１つ又は両方を通じて実質的に水平な方向に沿ってハウジング１０２の内部１１３に入り、ＣＯ_２リーンガス１０５は、排出口１０３Ｏを通り実質的に鉛直な方向に沿って内部１１３から出る。排出口１０３Ｏは、ファンスタック１０７の上部の先端に位置する。ファンスタック１０７のない気液接触器１００の実装形態では、排出口１０３Ｏは他の場所に位置し得る。ハウジング１０２の流入口１０３Ｉ及び排出口１０３Ｏの他の構成が可能である。

【0135】

ハウジング１０２は、ハウジング１０２の内部１１３に配置される気液接触器１００の構成要素を少なくとも部分的に囲み、保護する。そのような構成要素の一例は１つ又は複数のパッキン１０６であり、これらはハウジング１０２によって周囲の大気から保護される。図１に見られるように、本明細書では「フィル１０６」又は「パッキン１０６」と集合的に呼ばれることがある１つ又は複数のパッキン１０６が、１つ又は複数の流入口１０３Ｉに隣接する位置に内部１１３の中で位置している。この配置では、１つ又は複数のパッキン１０６はＣＯ_２含有空気１０１を受け取り、ＣＯ_２含有空気１０１は１つ又は複数の流入口１０３Ｉを介して内部１１３に入る。１つ又は複数のパッキン１０６は、回収溶液１１４が広まるための広い表面積を提供し、それによりＣＯ_２含有空気１０１と回収溶液１１４との間の反応領域を増やすという点で、回収溶液１１４の流れへのＣＯ_２含有空気１０１に存在するＣＯ_２の移動を増やすように機能する。回収溶液１１４は、気液接触器１００の１つ又は複数の排出口１０３Ｏから排出されるＣＯ_２リーンガス１０５へとＣＯ_２含有空気１０１を変換する。以下でさらに詳しく説明されるように、パッキン１０６は、ＣＯ_２回収溶液１１４を受け取り、ＣＯ_２含有空気１０１に存在するＣＯ_２の、パッキン１０６でのＣＯ_２回収溶液１１４への吸収を促進する。

【0136】

図１を参照すると、パッキン１０６の１つのあり得る配置は、２つ以上のパッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂを含む。各パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂは、流入口１０３Ｉの１つに隣接してその下流に配置される。パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂは、ハウジング１０２内で互いに離隔されている。パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂがそれに沿って離隔されている方向は、ＣＯ_２含有空気１０１がそれに沿ってパッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂを流れる方向に平行である。パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂ及び／又はハウジング１０２の１つ又は複数の構造部材の間に形成される空間又は容積は、プレナム１０８である。プレナム１０８の側面には、パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂがある。プレナム１０８はハウジング１０２内の空隙又は空間であり、ガスはプレナム１０８へとパッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂの下流に流れ（たとえば、ＣＯ_２リーンガス１０５）、ＣＯ_２リーンガス１０５はプレナム１０８から排出口１０３Ｏを通じてハウジング１０２から流れ出る。プレナム１０８は、ハウジング１０２の内部１１３の一部である。プレナム１０８の容積は、内部１１３の容積より小さい。いくつかの実装形態では、ハウジング１０２の内部１１３の容積は、パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂとプレナム１０８の合成容積に概ね等しい。図１を参照すると、パッキン１０６は、同じレベルに沿って配置され、又はプレナム１０８と同じ水平なより低い平面に沿って配置される。ＣＯ_２含有空気１０１がパッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂを通じて流れた後、ＣＯ_２リーンガス１０５は周辺環境に排出される前にプレナム１０８を流れる。気液接触器１００の他の実装形態では、以下でより詳しく説明されるように、プレナムは存在しない。

【0137】

図１の気液接触器１００のこの例示的な実装形態では、ＣＯ_２含有空気１０１は、流入口１０３Ｉの両方を通じて実質的に水平方向にハウジング１０２の内部１１３に入る。ＣＯ_２含有空気１０１は次いで、実質的に水平方向にパッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂを通じて流れ、ＣＯ_２含有空気１０１に存在するＣＯ_２は、パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂに存在する、及び／又はパッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂを超えて実質的に下の方向に流れる、ＣＯ_２回収溶液１１４と接触する。ＣＯ_２はＣＯ_２回収溶液１１４によって吸収されて、ＣＯ_２含有回収溶液１１１を形成する。ＣＯ_２含有回収溶液１１１は、パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂから離れて下に流れ、パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂによって処理されたＣＯ_２含有空気１０１は、ＣＯ_２リーンガス１０５としてパッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂから出る。両方のパッキンセクション１０６Ａ、１０６ＢからのＣＯ_２リーンガスは、プレナム１０８において合流し、そして排出口１０３Ｏを通じてプレナム１０８から鉛直に上の方向に流れる。

【0138】

図１のパッキン１０６のこの例示的な実装形態では、各パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂは、ハウジング１０２の高さに実質的に等しいそれぞれのパッキンセクション高さを有する。いくつかの実装形態では、パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂの高さは、流入口１０３Ｉの高さに実質的に等しい。パッキン１０６の高さをハウジング１０２の高さ及び流入口１０３Ｉの高さと実質的に同じにすることは、ＣＯ_２含有空気１０１がパッキン１０６を迂回する（たとえば、パッキン１０６の周りを流れる）のを防ぎ、又は流れにくくするのを助け得るので、最大限可能な量のＣＯ_２含有空気１０１がパッキン１０６によって処理されることを確実にするのを助ける。「実質的に等しい」又は「実質的に同じ」とは、高さの値が概ね等しく、あらゆる差が全体の高さの寸法と比較して最小限であることとして理解され、前記差は、製造誤差、パッキン設置要件、及び／又は、封止、隔壁、もしくは他の特徴を可能にするための寸法の調整から生じ得る。パッキン１０６のための他の構成が可能である。たとえば、別の実装形態では、パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂの高さは、ハウジング１０２の高さより低く、パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂとハウジング１０２との間のあらゆる間隙は、適切な技法を使用して封止される。

【0139】

パッキン１０６は、本明細書のパッキン１０６に起因する機能を達成するために、任意の適切な材料からできていてもよく、又は任意の適切な構成を有してもよい。パッキン１０６の一部又はすべてがＰＶＣから作られてもよく、これは比較的軽量であり、成形可能であり、安価であり、多くの化学物質により引き起こされる劣化に抵抗性がある。以下でより詳しく説明されるように、パッキン１０６は、パッキン１０６の表面上の薄膜への液体ＣＯ_２回収溶液１１４の拡散を促進するように配置され、構築され、処理され、又は別様に構成され、これは、ＣＯ_２含有空気１０１に存在するＣＯ_２への液体ＣＯ_２回収溶液１１４の最大限の曝露を可能にし得る。そのような「膜タイプ」パッキンフィルは一般に、充填空間の単位体積当たりのより効果的な物質移動の能力を有するので、ＤＡＣシステムにより適合する。たとえば、膜タイプフィルは、比較的高い固有の表面積対体積比（ｍ^２／ｍ^３単位の「固有の表面積」）を提供する。高い固有の表面積は、ＣＯ_２回収溶液１１４の表面へのＣＯ_２の曝露にとって重要であるだけではなく、コスト及び構造にも影響する。パッキン１０６は空気移動深さ（ａｉｒｔｒａｖｅｌｄｅｐｔｈ）（たとえば、パッキン深さ）を定めることがあり、これは、ＣＯ_２含有空気１０１がパッキン１０６を流れる際にＣＯ_２含有空気１０１がたどる距離を表す。空気移動深さは、２～１０メートルの範囲にあり得る。パッキン１０６は、鉛直方向に区分されてもよく、又は、最小限の離隔もしくは鉛直方向の間隙を伴って互いに重ねて配置された複数のパッキンセクションを含んでもよい。各パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂは、互いに重ねて並べられた、及び／又は空気移動深さに沿った最小限の離隔内で配置された、複数のパッキン部分を含み得る。

【0140】

図１を参照すると、気液接触器１００は、液体分配システム１２０を有し、その構成要素を含み、又はそれに機能的に結びつけられる。液体分配システム１２０は、本明細書で説明されるように、ＣＯ_２回収溶液１１４及び／又はＣＯ_２含有回収溶液１１１を動かし、集め、パッキン１０６に分配するように動作する。液体分配システム１２０の特徴の少なくともいくつかは、ハウジング１０２によって支持される。図１の例示的な実装形態では、ハウジング１０２によって提供される支持は、液体分配システム１２０の構成要素がハウジング１０２により構造的に支持され、それによりこれらの構成要素によって生み出される負荷がハウジング１０２の構造部材によって支持されるという点で、構造的な支持を含む。液体分配システム１２０の特徴の一部又はすべてが、気液接触器１００の一部、又はＤＡＣシステム１２００の一部であり得る（図１５参照）。

【0141】

図１を参照すると、液体分配システム１２０は１つ又は複数の水盤１０９を含む。各水盤１０９は、ＣＯ_２回収溶液１１４とＣＯ_２含有回収溶液１１１の一方又は両方を受け取り、それらの容積を保持し、それによりＣＯ_２回収溶液１１４及び／又はＣＯ_２含有回収溶液１１１の源としての役割を果たすように構成される、容器である。各水盤１０９は、この説明において水盤に帰せられる機能を達成するのに適した、任意の構成を有していてもよく、又はそれに適した任意の材料からできていてもよい。たとえば、水盤１０９の１つ又は複数は、覆いがなくてもよく、又は部分的にもしくは完全に覆われていてもよい。

【0142】

液体分配システム１２０の水盤１０９は、１つ又は複数の上部水盤１０４及び１つ又は複数の下部水盤１１０を含む。上部水盤１０４は、ハウジング１０２によって支持される。いくつかの実装形態では、上部水盤は、ハウジング１０２の複数の部分から形成される。上部水盤１０４は、ＣＯ_２回収溶液１１４を少なくとも部分的に包囲し、又は貯蔵するように構成される。図１を参照すると、上部水盤１０４は、パッキン１０６の少なくとも部分的に上に各々配置される。図１を参照すると、上部水盤１０４は、内部１１３の上、特に流入口１０３Ｉの上に配置される。上部水盤１０４に（少なくとも一時的に）貯蔵されるとき、ＣＯ_２回収溶液１１４は、パッキン１０６を通じて、最終的には下部水盤１１０へと、下に循環される（たとえば、ポンプ作動又は重力による流れ又は両方を通じて）ように配置される。ＣＯ_２回収溶液１１４がパッキン１０６を通じて循環するにつれて、ＣＯ_２含有空気１０１は、パッキン１０６を通じて循環してＣＯ_２回収溶液１１４と接触し、プレナム１０８を通り、ＣＯ_２リーンガス１０５として周辺環境に至る。ＣＯ_２含有空気１０１と液体ＣＯ_２回収溶液１１４を接触させることによって処理ストリームが形成され、処理ストリームは、ＣＯ_２回収溶液１１４によってＣＯ_２含有空気１０１から吸収されたＣＯ_２を有するＣＯ_２含有回収溶液１１１であり、又はそれを含む。上部水盤１０４は各々、パッキン１０６を超えてＣＯ_２回収溶液１１４を分配するための任意の適切な形態又は特徴を有し得る。図１の気液接触器１００のこの例示的な実装形態では、水盤１０９は２つの上部水盤１０４を含む。各上部水盤１０４は、ＣＯ_２回収溶液１１４をそれぞれのパッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂに分配するために、パッキンセクション１０６Ａ、１０６Ｂのうちの１つの上に配置される。図１の上部水盤１０４は、互いに流体的に隔離される（たとえば、２つの上部水盤１０４間に流体の連絡はない）。上部水盤１０４の他の構成及び数が可能である。

【0143】

図１を参照すると、１つ又は複数の下部水盤１１０は、上部水盤１０４の反対側の、気液接触器１００の下部に配置される。図１において見られるように、下部水盤１１０は、パッキン１０６の下に、かつハウジング１０２の下に配置される。具体的には、下部水盤１１０は内部１１３の下に配置される。下部水盤１１０は、処理ストリーム（たとえば、ＣＯ_２含有回収溶液１１１）のための収集タンクとして機能する。吸収されたＣＯ_２、ならびに反応していないＣＯ_２回収溶液１１４を含むＣＯ_２含有回収溶液１１１は、下部水盤１１０に集まり、そしてさらなる処理のために下部水盤１１０からポンプで吸い出され、又は別様に移動させられ得る。たとえば、下部水盤１１０において集められた液体の少なくとも一部分が処理されて、次いでＣＯ_２回収において使用するためにパッキン１０６を超えた再分配のためにポンプで吸い出され得る。別の可能な実装形態では、下部水盤１１０において集められる液体の一部又はすべてが、ＣＯ_２回収のためのパッキン１０６を超えた再分配のために、処理されることなく上部水盤１０４へとポンプで吸い出される。下部水盤１１０は、封じ込め構造と調和し、その多くが腐食性、苛性、又は高ｐＨの特性を有する様々なＣＯ_２回収溶液１１４の喪失を防ぐことができる。いくつかの態様では、下部水盤１１０は、苛性により引き起こされる腐食又は劣化に抵抗性のある１つ又は複数の材料でライニング加工又は被覆され得る。気液接触器１００のいくつかの実装形態では、ＣＯ_２回収溶液１１４を保持する下部水盤１１０の外側に構成要素を保つことができる。加えて、気液接触器１００は、気液接触器１００の濡れる可能性のある領域、たとえば、ＣＯ_２回収溶液１１４と接触する気液接触器１００の任意の部分の外側に、構造部材の大半又はすべてを保つように設計され得る。気液接触器１００の濡れる可能性のある領域の例は、パッキン１０６を支持する構成要素を含む。図１は単一の下部水盤１１０を図示する。しかしながら、下部水盤１１０の他の構成及び数が可能である。

【0144】

図１を参照すると、ＣＯ_２回収溶液１１４は、ＣＯ_２含有空気１０１がそれに沿ってパッキン１０６を通じて循環する平均の方向に実質的に垂直であり又は直交する方向にパッキン１０６を超えて流れ、これは「クロスフロー」構成としても知られている。別の可能な実装形態では、ＣＯ_２回収溶液１１４は、ＣＯ_２含有空気１０１がそれに沿ってパッキン１０６を通じて循環する平均の方向とは反対の方向にパッキン１０６を超えて流れ、これは「カウンターフロー」構成としても知られている。別の可能な実装形態では、ＣＯ_２回収溶液１１４は、ＣＯ_２含有空気１０１がそれに沿ってパッキン１０６を通じて循環する方向と平行な方向にパッキン１０６を超えて流れ、これは「コンカレントフロー」構成としても知られている。別の可能な構成では、ＣＯ_２回収溶液１１４は、クロスフロー構成、カウンターフロー構成、及びコンカレントフロー構成の１つ又は複数の組合せである構成に従って、パッキン１０６を超えて流れる。

【0145】

気液接触器１００は、上部水盤１０４と下部水盤１１０との間でパッキン１０６内に配置される支持材を含み得る。たとえば、パッキン１０６は、パッキン１０６の上部などのパッキン１０６の特定の部分のための追加の支持材を含み得るので、負荷（たとえば、乾燥しているときのパッキン１０６のその部分の重さとパッキン１０６のその部分でのＣＯ_２回収溶液１１４の液体滞留物の重さを足したもの）はパッキン１０６の別の部分（たとえば、パッキン１０６の下部）にはかからない。いくつかの態様では、パッキン１０６は支持材を含まなくてもよい。水盤１０９は、残りのパッキンセクションを超えてＣＯ_２回収溶液１１４を再分配するために、パッキン１０６の上部と下部の間（たとえば、上部水盤１０４と下部水盤１１０との間）の位置に配置される１つ又は複数の再分配水盤を含み得る。例示的な態様では、再分配水盤はパッキン１０６に配置され得る。再分配水盤は、パッキン１０６を少なくとも上部セクションと下部セクションに分けることができる。ＣＯ_２回収溶液１１４は、下部水盤１１０からこの再分配水盤へとポンプで吸い出され得る。代替として、上部水盤１０４から上部パッキンセクションを超えて分配されるＣＯ_２回収溶液１１４は、再分配水盤において集められ、次いで、再分配水盤の下に配置される下部パッキンセクションへと分配され得る。いくつかの態様では、パッキン１０６のパッキンセクションとパッキンセクションの間に、少なくとも１つの構造的支持材が配置され得る。

【0146】

液体分配システム１２０は、本明細書で液体分配システム１２０に帰せられる機能を達成するために、任意の適切な構成で流体的に結合される、配管、堰、ポンプ、弁、マニホールドなどの、任意の適切な構成要素を含み得る。そのような構成要素の１つの限定しない例は１つ又は複数のポンプ１２２であり、その例が図１に示されている。ポンプ１２２は、ＣＯ_２回収溶液１１４又はＣＯ_２含有回収溶液１１１などの圧力下にある液体を、それらの源からそれらが使用される場所に移動させるように機能する。ポンプ１２２のそのような機能のいくつかの限定しない例は、ＣＯ_２回収溶液１１４を上部水盤１０４に移動させることと、ＣＯ_２回収溶液１１４及び／又はＣＯ_２含有回収溶液１１１を処理もしくはパッキン１０６を超えた再分配のために下部水盤１１０から移動させることとを含む。したがって、ポンプ１２２は、気液接触器１００へ、それから、及びその中で液体を移動させるために使用され得る。

【0147】

制御システム（たとえば、図１に示される制御システム９９９）は、液体分配システム１２０のポンプ１２２による液体の流れを制御するために使用され得る。たとえば、制御システムは、ＣＯ_２回収溶液１１４を下部水盤１１０から上部水盤１０４にポンプで吸い出すように、ポンプ１２２を制御するために使用され得る。ポンプ１２２はまた、気液接触器１００全体での液体の流れの変化にかかわらず、一定の流速が液体分配システム１２０に提供されるように制御され得る。

【0148】

ポンプ１２２は、比較的低い液体流速でパッキン１０６を超えてＣＯ_２回収溶液１１４を分配するのを助けてもよく、これは、ＣＯ_２回収溶液１１４をポンプで吸い出すこと又は移動させることに関連するコストを減らすのに役立つことがある。さらに、パッキン１０６を超えるＣＯ_２回収溶液１１４の液体流速が低いことで、ＣＯ_２含有空気１０１がパッキン１０６を流れる際のＣＯ_２含有空気１０１の圧力低下がより小さくなることがあり、これは、パッキン１０６を超えてＣＯ_２含有空気１０１を移動させるために使用されるデバイス（たとえば、以下で説明されるファン２１２）のエネルギー要件を下げる。ポンプ１２２は、パッキン１０６を超えるＣＯ_２回収溶液１１４の間欠的な又はパルス状の流れを生成するように構成されてもよく、これは、比較的低い液体流速を使用してパッキン１０６を間欠的に濡らすことを可能にし得る。パッキン１０６を超えて噴射され、流され、又は別様に分配されるＣＯ_２回収溶液１１４は、下部水盤１１０において集められ、次いで、上部水盤１０４に戻るようにポンプ１２２によって移動させられ、又は処理のために下流に送られ得る。

【0149】

気液接触器１００における液体処理ストリーム、ならびに気液接触器１００が流体的に結合される任意の下流の処理内の処理ストリームは、１つ又は複数の流れ制御システム（たとえば、制御システム９９９）を使用して流され得る。流れ制御システムは、１つ又は複数の流れポンプ（ポンプ１２２を含む、又はそれに加えて）、処理ストリームを移動させるためのファン、ブロワー、又は固体のコンベヤ、処理ストリームがそれを通じて流される１つ又は複数の流れ配管、及び配管を通るストリームの流れを調節するための１つ又は複数の弁を含み得る。本明細書で説明される構成の各々は、少なくとも１つの液体流速を制御することが可能なそれぞれのポンプに結合される少なくとも１つの可変周波数ドライブ（ＶＦＤ）を含み得る。いくつかの実装形態では、液体流速は少なくとも１つの流れ制御弁によって制御される。

【0150】

いくつかの実施形態では、流れ制御システムは手動で操作され得る。たとえば、操作者は、各ポンプ又は移動デバイスのための流速を設定し、流れ制御システムの中の配管を通る処理ストリームの流れを調節するために弁を開又は閉の位置に設定することができる。操作者がシステム全体に分布するすべての流れ制御システムについて流速及び開又は閉の弁の位置を設定すると、流れ制御システムは、一定の流れ条件、たとえば一定の体積流量又は他の流れ条件のもとで、ストリームを流すことができる。流れ条件を変えるために、操作者は、たとえばポンプ流速又は弁の開もしくは閉の位置を変えることによって、流れ制御システムを手動で操作することができる。

【0151】

いくつかの実施形態では、流れ制御システムは自動的に操作され得る。たとえば、流れ制御システムは、流れ制御システムを動作させるためのコンピュータ又は制御システム（たとえば、制御システム９９９）に接続され得る。制御システムは、動作（流れ制御動作など）を実行するために１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令（流れ制御命令及び他の命令など）を記憶するコンピュータ可読媒体を含み得る。操作者は、制御システムを使用して、設備全体に分布するすべての流れ制御システムについて、流速及び弁の開又は閉の位置を設定することができる。そのような実施形態では、操作者は、制御システムを通じて入力を与えることによって、流れ条件を手動で変えることができる。また、そのような実施形態では、制御システムは、たとえば制御システムに接続されるフィードバックシステムを使用して、流れ制御システムの１つ又は複数を自動的に（すなわち、手動の介入なしで）制御することができる。たとえば、センサ（圧力センサ、温度センサ、又は他のセンサなど）が、処理ストリームが流れる配管に接続され得る。センサは、処理ストリームの流れ条件（圧力、温度、又は他の流れ条件など）を監視し、制御システムに提供することができる。流れ条件が閾値（圧力閾値、温度閾値、又は他の閾値など）を超えたことに応答して、制御システムは動作を自動的に実行することができる。たとえば、配管の中の圧力又は温度が、それぞれ圧力閾値又は温度閾値を超える場合、制御システムは、流速を下げるための信号、弁を開けて圧力を緩和するための信号、処理ストリームの流れを止めるための信号、又は他の信号をポンプに提供することができる。

【0152】

気液接触器１００は、気液接触器１００へと、かつそれからガスの流れを移動させ、又は循環させるように機能する、ガス循環デバイスを有する。図１の気液接触器の実装形態では、気液接触器１００のガス循環デバイスはファン２１２である。ファン２１２は周辺空気のようなガスを循環させるように機能するので、ファン２１２によりＣＯ_２含有空気１０１が気液接触器１００へ流れるようになり、ファン２１２によりＣＯ_２リーンガス１０５が気液接触器１００から排出されるようになる。したがって、ファン２１２は、ＣＯ_２含有空気１０１及びＣＯ_２リーンガス１０５を本明細書で説明される方式で循環させるように機能する。図１を参照すると、ファン２１２は、ファンシャフトによって形成されるファン軸の周りで回転可能である。図１に図示されるファン２１２の実装形態では、ファン軸は直立した又は鉛直な向きを有する。以下でより詳しく説明されるように、シャフト及びファン軸の他の向きが可能である。図１を参照すると、ファン２１２は、排出口１０３Ｏを形成して排出口１０３Ｏを通るＣＯ_２リーンガス１０５の流れを引き起こすように機能する、ファンスタック１０７の端部の上流に配置される。別の可能な構成では、ファン２１２は、ファンスタック１０７の鉛直方向の反対の端部と排出口１０３Ｏの上流との間の他の場所に配置されるので、ファン２１２は排出口１０３Ｏを通じてＣＯ_２リーンガス１０５を流す。ファン軸の周りのファン２１２の回転により、流入口１０３Ｉへと、かつ気液接触器１００を通じてガスが循環するようになる。たとえば、図１の気液接触器の実装形態では、ファン２１２の回転により、ＣＯ_２含有空気１０１が気液接触器１００へと引き込まれ、ＣＯ_２リーンガス１０５が気液接触器１００から排出されるようになる。

【0153】

気液接触器１００の他の構成が可能であり、ここでそのいくつかがより詳しく説明される。

【0154】

図２Ａを参照すると、気液接触器１００ａは、直立した本体と、下部に沿った空気流入口２１０３とを有してもよく、ＣＯ_２含有空気１０１は空気流入口２１０３を通じて気液接触器１００ａに入る。ファン２１１２が回転して、流入口２１１０を通じてＣＯ_２含有空気１０１を上の方向に引き込み、パッキンセクション２１０６と接触させる。図２Ａの構成では、気液接触器１００ａは、１つのパッキンセクション２１０６しか有しないので、「シングルセル」気液接触器１００ａと呼ばれることがある。ＣＯ_２回収溶液１１４は、たとえば、重力による流れ、均一な流れ、又は層状の流れなどによって、パッキン２１０６内で下に循環し、最終的に１つ又は複数の下部水盤２１１０に流れる。ＣＯ_２回収溶液１１４がパッキン２１０６を通りそれを超えて循環するにつれて、ＣＯ_２含有空気１０１がパッキン２１０６を通じて上に流れ（たとえば、ファン２１１２の作用によって）、ＣＯ_２回収溶液１１４と接触する。したがって、図２Ａのパッキン２１０６を通るＣＯ_２回収溶液１１４の流れは、パッキン２１０６を通るＣＯ_２含有空気１０１の流れに対して反対の流れ（又は対向流）である。ＣＯ_２含有空気１０１内のＣＯ_２の一部は、ＣＯ_２回収溶液１１４に移され（たとえば、それによって吸収され）、ファン２１１２は、気液接触器１００ａから周辺環境へとＣＯ_２リーンガス１０５を移動させる。ＣＯ_２リッチ溶液が、少なくとも１つの下部水盤２１１０に流れる。

【0155】

図２Ｂを参照すると、気液接触器１００ｂは、直立した本体と、ＣＯ_２含有空気１０１がそれを通じて気液接触器１００ｂに入る直立した側部に沿った流入口３１０３とを有する。ファン３１１２が水平なファン軸の周りで回転して、実質的に水平な方向に流入口３１０３を通じてＣＯ_２含有空気１０１を引き込み、パッキン３１０６のセクションと接触する。図２Ｂの構成では、気液接触器１００ｂは、パッキン３１０６の１つのセクションしか有しないので、「シングルセル」気液接触器１００ｂと呼ばれることがある。ＣＯ_２回収溶液１１４は、たとえば、重力による流れ、均一な流れ、又は層状の流れなどによって、パッキン３１０６内で下に循環し、最終的に１つ又は複数の下部水盤３１１０に流れる。ＣＯ_２回収溶液１１４がパッキン３１０６を通じて循環するにつれて、ＣＯ_２含有空気１０１がパッキン３１０６を通じて実質的に水平に流れ（たとえば、ファン３１１２の作用によって）、それによりＣＯ_２回収溶液１１４と接触する。したがって、図２Ｂのパッキン３１０６を通るＣＯ_２回収溶液１１４の流れは、パッキン３１０６を通るＣＯ_２含有空気１０１の流れに対して実質的に垂直である。そのような流れの構成は、「クロスフロー」構成と呼ばれることがある。ＣＯ_２含有空気１０１内のＣＯ_２の一部は、ＣＯ_２回収溶液１１４に移され、ファン３１１２は、気液接触器１００ｂから周辺環境にＣＯ_２リーンガス１０５を移動させる。ＣＯ_２リッチ溶液が、少なくとも１つの下部水盤３１１０に流れる。

【0156】

図３を参照すると、気液接触器１００ｃは、直立した本体と、ＣＯ_２含有空気１０１がそれを通じて気液接触器１００ｃに入る直立した側部に沿った流入口４１０３とを有する。図３の気液接触器１００ｃは、ファン又は他のガスを流すデバイスを持たない。気液接触器１００ｃは優勢な風の方向に曝露され、それにより、大気（ＣＯ_２含有空気１０１を含む）が実質的に水平な方向へ流入口４１０３を通るように吹かれ、パッキン４１０６のセクションと接触する。図３の構成では、気液接触器１００ｃは、パッキン４１０６の１つのセクションしか有しないので、「シングルセル」気液接触器１００ｃと呼ばれることがある。ＣＯ_２回収溶液１１４は、たとえば、重力による流れ、均一な流れ、又は層状の流れなどによって、パッキン４１０６内で下に循環し、最終的に１つ又は複数の下部水盤４１１０に流れる。ＣＯ_２回収溶液１１４がパッキン４１０６を通じて循環するにつれて、ＣＯ_２含有空気１０１がパッキン４１０６を通じて実質的に水平に風により吹かれ、それによりＣＯ_２回収溶液１１４と接触する。したがって、図３のパッキン４１０６を通るＣＯ_２回収溶液１１４の流れは、パッキン４１０６を通るＣＯ_２含有空気１０１の流れと実質的に直角である。そのような流れの構成は、「クロスフロー」構成と呼ばれることがある。ＣＯ_２含有空気１０１内のＣＯ_２の一部がＣＯ_２回収溶液１１４に移され、ＣＯ_２リーンガス１０５が気液接触器１００ｃから周辺環境に吹かれる。ＣＯ_２リッチ溶液は、少なくとも１つの下部水盤４１１０に流れる。したがって、少なくとも図３の気液接触器１００ｃの構成では、パッキン４１０６を通じてガスの流れを循環させるために、ファン又は他のガスを流すデバイスは必要とされない。図２Ａ及び図３に示される、図１の気液接触器１００の特徴の説明、ならびに利点及び機能の１つ、いくつか、又はすべてが、必要な変更を加えて図２Ａから図３の特徴に当てはまる。

【0157】

パッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６の異なる構成は、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃに対して可能である。パッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６の一例は、穿孔付きパッキンを含み、又は穿孔付きパッキンである。穿孔付きパッキンは、ＣＯ_２回収溶液１１４が穿孔付き構造の穿孔を通じて流れ（たとえば、漏れ）、パッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６の表面に液膜を形成することを可能にする、穿孔付き構造を含み得る。ＣＯ_２回収溶液１１４の液膜は、ＣＯ_２含有空気１０１と接触してＣＯ_２リーンガス１０５を生み出すことができる。穿孔付きパッキンは、ＣＯ_２回収溶液１１４が穿孔を通じて漏れることを可能にすることによりパッキン表面の濡れを促進することができるので、液滴は合体して、ＣＯ_２含有空気１０１に曝露されるパッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６の表面に液膜を形成することができ、液膜は表面張力により維持される。

【0158】

図４は、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃのいずれか１つにおいて、ＣＯ_２含有空気１０１からＣＯ_２を回収するために穿孔付きパッキン構成において使用され得る、例示的な穿孔付き構造９００を示す。穿孔付き構造９００は、穿孔付き構造９００の全体の一部を形成する本体９０８を含み、それに構造を提供する。穿孔付き構造９００は、本体９０８が長手軸９０１に沿って延びるという点で、細長い。長手軸９０１に沿って定義される本体９０８の長さは、本体の任意の他の寸法（たとえば、幅、直径、厚さなど）より大きい。言い換えると、本体９０８は、幅よりも長さが大きい。穿孔付き構造９００は、本体９０８が本体９０８の内部容積９０２を形成する１つ又は複数の壁９０３を有するという点で、部分的に又は完全に中空である。任意の形状又は大きさの内部容積９０２を形成するために、１つ又は複数の壁９０３は任意の構成を有し得る。たとえば、図４の穿孔付き構造９００の構成では、本体９０８は円筒形又は管状の穿孔付き構造９００を形成するための１つの管状壁９０３を有し、壁９０３は円筒形の内部容積９０２の境界を定め、それを囲む。図４では、穿孔付き構造９００は、穿孔付き配管の形態であり得る。その例が以下でより詳しく説明される、穿孔付き構造９００の他の丸まった又は丸まっていない構成では、本体９０８は、内部容積９０２に対するあらゆる所望の形状を形成する複数の壁９０３を有する。壁９０３の形状又は壁９０３の数とは無関係に、壁９０３は、内部容積９０２と周囲の環境（たとえば、ＣＯ_２含有空気１０１の流れ）との間の流体の交換に対する部分的な障壁を形成する。

【0159】

図４を参照すると、本体９０８（及び、したがって穿孔付き構造９００）の断面形状は、長手軸９０１に垂直な本体９０８の平面９０９に対して相対的に形成され得る。本体９０８の断面形状は、平面９０９の中にあり、図４では円形である。他の実装形態では、断面形状は、規則的であっても不規則であってもよく、多角形であってもよい。穿孔付き構造９００は、その長さ方向に沿って、又は別の次元に沿って変化する、断面形状を有し得る。その断面形状がその長さ方向に沿って変化する穿孔付き構造９００の例は、先細りの穿孔付き構造９００であり、このとき、断面形状の面積は穿孔付き構造９００の長さ方向に沿って増大又は減少する。穿孔付き構造９００の断面形状の別の例は、複数の点、山、谷、又は他の変化を形成する不規則な形状を有する壁９０３によって形成されるものである。穿孔付き構造９００は、長手軸９０１の周りで定義される外巻きの本体であるものとして図４に示されている。他の実装形態では、穿孔付き構造９００の形状は、長手軸に対して相対的に定義されない。たとえば、穿孔付き構造９００は、平面の壁の１つ又は複数に穿孔される板の形状であり得る。別の例では、穿孔付き構造９００は塊であり得る。穿孔付き構造９００のための他の可能な限定しない形状又は形式は、管、平皿、及び球を含む。穿孔付き構造９００は、任意の適切な形状又は形式を有し得ることが理解されるだろう。

【0160】

図４を参照すると、壁９０３は１つ又は複数の外部表面９０６を形成する。外部表面９０６は、穿孔付き構造９００の外側の環境に面し、したがって、穿孔付き構造９００の最も外側の表面の一部又はすべてを形成する。壁９０３は、本体９０８の内部容積９０２に面する内部表面９０７を含む。壁９０３の厚さは、外部表面９０６と内部表面９０７との間の距離として定義され得る。以下でより詳しく説明されるように、外部表面９０６は、穿孔付き構造９００の周りを流れるＣＯ_２含有空気１０１に曝露される。穿孔付き構造９００の外部表面９０６の形状、大きさ、触感、数、及び構成は様々であってもよく、壁９０３の構成に依存する。以下でより詳しく説明されるように、外部表面９０６は、壁９０３の構造によって形成され、又はそれに接していてもよい。

【0161】

穿孔付き構造９００は、複数の穿孔９０４を含む。各穿孔９０４は、内部表面９０７と外部表面９０６との間の、壁９０３を通じて延びる開口又はスルーホールである。穿孔９０４は、個別にかつ集合的に、内部容積９０２と穿孔付き構造９００の周りの環境との間で、流体（たとえば、気体及び液体）の交換を可能にする。穿孔９０４の大きさと配置は、ＣＯ_２回収溶液１１４が内部容積９０２から外部表面９０６に漏れることを可能にし、それによりＣＯ_２回収溶液１１４の液膜が外部表面９０６に形成されるようにするようなものである。穿孔９０４の大きさ、配置、及び／又は形状は、液膜の形成を促進するようなものであり得る。穿孔が丸い（たとえば、円形又は楕円形）実装形態では、穿孔９０４は、０．１ｍｍ未満から１０ｍｍの範囲の直径を有するような大きさであり得る。穿孔が丸い実装形態では、穿孔９０４は直径が０．５ｍｍから５ｍｍの範囲であるような大きさであり得る。たとえば、直径が約１ｍｍである穿孔９０４は液膜を形成することができる。いくつかの実装形態では、穿孔９０４は、穿孔９０４の第１のグループが第１の直径を有し、穿孔９０４の少なくとも１つの他のグループが第１の直径とは異なる第２の直径を有するという点で、可変の直径を有する。穿孔９０４は、他の形状も有し得る。穿孔９０４の異なる形状の限定しない例は、規則的な形状及び不規則な形状及び多角形の形状（たとえば、三角形、正方形、五角形など）を含む。そのような穿孔９０４の様々な形状に対して、所与の穿孔９０４の最大の寸法（たとえば、幅）は、０．１ｍｍから１０ｍｍの範囲にあり得る。

【0162】

穿孔９０４は、液膜の形成を促進するために離隔されていてもよい。穿孔の離隔は、ピッチ（たとえば、中心から中心までの穴の離隔）によって特徴付けられ得る。穿孔が丸い実装形態では、ピッチは穿孔の直径の１．０から１０倍の範囲にあり得る。穿孔が丸い実装形態では、ピッチは穿孔の直径の１．２５から５倍の範囲にあり得る。穿孔が丸い実装形態では、ピッチは穿孔の直径の２から１０倍の範囲にあり得る。たとえば、穿孔９０４は、液膜の形成を促進するために、少なくとも０．５ｍｍだけ互いに離隔されていてもよい。いくつかの実装形態では、穿孔９０４は、格子状の配置で互いに離隔されていてもよい。たとえば、穿孔９０４は、六角形状に、正方形状に、又はこれらの組合せで離隔されていてもよい。

【0163】

穿孔９０４の効果的な離隔は、穿孔９０４の大きさ、穿孔付き構造９００の向き又は配置、穿孔付き構造９００のために使用される材料の構造的な完全性の維持、ＣＯ_２回収溶液１１４の表面張力及び粘度、又は気相／液相の圧力低下及び速度を含む、複数の要因に依存し得る。いくつかの実装形態では、穿孔９０４の大きさ又は離隔は、ＣＯ_２回収溶液１１４の液膜の形成を可能にするために、典型的な液滴の特有の寸法未満のオーダーであり得る。たとえば、穿孔９０４の大きさ又は離隔は、ＣＯ_２回収溶液１１４の毛細管現象又は表面張力を介して、濡れる表面領域を増やすようなものであり得る。いくつかの実装形態では、穿孔９０４の大きさ又は離隔は、膜の破壊と液滴の分散を可能にするために、典型的な液滴の特有の寸法を超えるオーダーであり得る。いくつかの実装形態では、以下でより詳しく説明されるように、穿孔付き構造９００はさらに、外部表面９０６の一部を形成する他の構造を含み得る。これらの構造は、穿孔９０４とともに、ＣＯ_２回収溶液１１４の液膜の形成を可能にし得る。

【0164】

所与の穿孔付き構造９００の穿孔９０４の数、模様／配置、及び範囲は様々であり得る。たとえば、図４の穿孔付き構造９００の実装形態では、穿孔９０４は壁９０３の長さ全体に沿って配設されるので、穿孔付き構造９００の全体が穿孔される。その例が図１０に示される他の可能な実装形態では、穿孔付き構造５９００は、穿孔９０４が本体５９０８の長さの一部だけに沿って存在しているという点で、その長さに沿って部分的にしか穿孔されない。穿孔付き構造５９００は、直立の向きを有し、それらの本体５９０８の上部だけに沿って穿孔される。穿孔付き構造５９００のそのような構成では、ＣＯ_２回収溶液１１４は、内部容積５９０２に流れ、本体５９０８の上部の穿孔９０４を通じて漏れるように構成される。これは、本体５９０８の上部に沿ってＣＯ_２回収溶液１１４の液膜を形成し、液膜は、重力により本体５９０８の上部から穿孔のない下部に流れるので、ＣＯ_２回収溶液１１４の液膜は、穿孔付き構造５９００の長さ全体に沿って形成され得る。穿孔付き構造の別の可能な実装形態では、穿孔９０４は、穿孔付き構造の穿孔付き区間にだけ存在し、穿孔付き区間は、穿孔付き構造の穿孔なし区間に隣接しており、又はそれと交互に存在する。穿孔９０４は、ある模様又は形状を形成するように、外部の壁９０３に並べられ得る。模様又は形状は、六角形、正方形、長方形、三角形、又は円という限定しない例を含み得る。穿孔９０４のあらゆる適切な構成が可能であり、穿孔の構成は、穿孔９０４の大きさ、穿孔付き構造９００の向き又は配置、穿孔付き構造９００のために使用される材料の構造的な完全性の維持、ＣＯ_２回収溶液１１４の表面張力及び粘度、又は気相／液相の圧力低下及び速度に基づいて選択され得る。同様に、穿孔９０４の構成は、単一の穿孔付き構造内で変化してもよく、それらは、外部表面９０６に沿ったＣＯ_２回収溶液１１４の液膜の所望の流れを達成するために、均等に又は不均等に離隔されていてもよい。

【0165】

図５は、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおいて使用されるパッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６の一部又はすべてを構成することができる、穿孔付きパッキン１０００の例を示す。図５の穿孔付きパッキン１０００は、複数の穿孔付き構造１００２を含む。

【0166】

図５を参照すると、穿孔付き構造１００２は、互いに離隔され、穿孔付き構造１００２の配置１００９を形成する。図５において、穿孔付き構造１００２は、穿孔付きパッキン１０００を流れるＣＯ_２含有空気１０１の流れ方向Ｄに平行な方向において離隔されている。穿孔付き構造１００２はまた、流れ方向Ｄに直交する（すなわち、図５のページに垂直な）方向などの他の方向において、互いに離隔されていてもよい。各穿孔付き構造１００２は、隣接する穿孔付き構造１００２の外部の壁１９０３とは別個の構造である、固有の外側の壁１９０３を有する。各穿孔付き構造１００２は、隣接する穿孔付き構造１００２の穿孔９０４とは別個の固有の穿孔９０４を有する。穿孔付きパッキン１０００は、隣接する穿孔付き構造１００２の間で形成される流れ間隙１０１２を有する。流れ間隙１０１２は、穿孔付きパッキン１０００が位置する内部１１３の容積の一部分を構成し、プレナム１０８と流体的に連絡している。ＣＯ_２含有空気１０１は、流れ間隙１０１２を通じて穿孔付き構造１００２と穿孔付き構造１００２の間を流れ、それにより、ＣＯ_２含有空気１０１の中のＣＯ_２が穿孔付き構造１００２の外部表面１９０６上のＣＯ_２回収溶液１１４の液膜１００７によって吸収されることを可能にする。

【0167】

図５の穿孔付きパッキン１０００を参照すると、穿孔付き構造１００２の向きは鉛直である。穿孔付き構造１００２のこの向きにより、ＣＯ_２回収溶液１１４が各穿孔付き構造１００２を満たすことを可能にする。穿孔付きパッキン１０００の安定状態動作では、穿孔付き構造１００２は、ＣＯ_２回収溶液１１４で満たされ、外部表面１９０６に沿って液膜１００７を生成している。穿孔付きパッキン１０００の最初の始動動作又はパルス状の流れの動作では、穿孔付き構造１００２は、同時に、順番に、又は両方の組合せで、ＣＯ_２回収溶液１１４で満たされる。穿孔付き構造１００２の鉛直な向きにより、ＣＯ_２回収溶液１１４の液膜１００７が重力により穿孔付き構造１００２の外部表面１９０６に沿って下に流れることが可能になる。したがって、穿孔付き構造１００２は、ＣＯ_２回収溶液１１４の平均の流れ方向が穿孔付き構造１００２の長手軸１９０１に沿うような向きにされる。

【0168】

図５を参照すると、穿孔付きパッキン１０００は、１つ又は複数の供給構造１００４を含む。供給構造１００４は、ＣＯ_２回収溶液１１４が供給構造１００４から各穿孔付き構造１００２の内部容積１９０２に流れることができるように、穿孔付き構造１００２に流体的に結合される。ＣＯ_２回収溶液１１４が穿孔付きパッキン１０００を流れているとき、供給構造１００４は、各穿孔付き構造１００２の本体１９０３及びその穿孔９０４を通じてＣＯ_２回収溶液１１４を流す（たとえば、ポンプ作動又は重力の流れ又は両方を通じて）ように動作可能である。したがって、ＣＯ_２回収溶液１１４は、穿孔９０４を通じて穿孔付き構造１００２の外部表面１９０６へと内部容積１９０２から漏れるようになる。供給構造１００４は、ＣＯ_２回収溶液１１４を穿孔付き構造１００２に流す前にＣＯ_２回収溶液１１４を受けるために、水盤１０９、配管、及びポンプ１２２の１つ又は複数などの、液体分散システム１２０の１つ又は複数の特徴と流体的に連絡している。

【0169】

ＣＯ_２回収溶液１１４は次いで、外部表面１９０６にＣＯ_２回収溶液１１４の液膜１００７を形成する。液膜１００７の形成を引き起こす流体動力学は様々であり得る。たとえば、ある可能な構成では、ＣＯ_２回収溶液１１４の液滴が外部表面１９０６上の穿孔９０４から出現し、液膜１００７へと合体し始めるにつれて、液膜１００７が形成し始める。液膜１００７は、液膜１００７へのＣＯ_２回収溶液１１４の蓄積が、ＣＯ_２回収溶液１１４が外部表面１９０６に沿って流れるのを可能にするのに十分になるまで、実質的に静止したままである（たとえば、外部表面１９０６に沿って流れない）。この流れているＣＯ_２回収溶液１１４は、外部表面１９０６の表面張力により液膜１００７として維持される。図５の鉛直な向きの穿孔付き構造１００２の構成では、液膜１００７は、重力により穿孔付き構造１００２の外部表面１９０６に沿って下に流れる。実装形態では、液膜１００７は、所与の穿孔付き構造１００２の外部表面１９０６の範囲にわたって中断されないという点で、前記範囲にわたって連続的である。他の可能な実装形態では、液膜１００７は、液膜１００７が存在しない所与の穿孔付き構造１００２の外部表面１９０６の範囲の部分があり得るという点で、前記範囲にわたって不連続である。

【0170】

液膜１００７の露出される表面は、外部表面１９０６と外部表面１９０６の間を流れるＣＯ_２含有空気１０１とＣＯ_２回収溶液１１４との間の気液界面である。ＣＯ_２含有空気１０１からのＣＯ_２は、液膜１００７へと吸収されてＣＯ_２含有回収溶液１１１及びＣＯ_２リーンガス１０５を形成する。ＣＯ_２リーンガス１０５は穿孔付きパッキン１０００から排出され、ＣＯ_２含有回収溶液１１１は反応していないＣＯ_２回収溶液１１４との混合溶液に含まれ得る。ＣＯ_２回収溶液１１４及びＣＯ_２含有回収溶液１１１の溶液は、液膜１００７として外部表面１９０６に沿って（図５において下方向に）流れる。液膜１００７は最終的に、穿孔付き構造１００２の下端において壊れ、下部水盤１０１０において集められる溶液の液滴を形成する。下部水盤１０１０から、溶液は上で説明されたように処理され得る。液膜１００７は、上で説明されたＣＯ_２回収溶液１１４の特性に似ていてもよい任意の適切な特性を有し得る。液膜１００７の厚さは、穿孔付き構造１００２の範囲にわたって変化し得る。

【0171】

したがって、本明細書で開示される穿孔付き構造（たとえば、穿孔付き構造９００、１００２）は、ＣＯ_２回収溶液１１４の液膜１００７の形成を可能にする。したがって、本明細書で開示される穿孔付きパッキン（たとえば、穿孔付きパッキン１０００）は、液滴が合体して表面張力により維持される液膜１００７を形成できるように、ＣＯ_２回収溶液１１４が穿孔を通じて漏れるのを可能にすることによって、パッキン表面の濡れを促進する。本明細書で開示される穿孔付きパッキン（たとえば、穿孔付きパッキン１０００）は、ＣＯ_２回収溶液１１４が穿孔を介して中から外に漏れるので、穿孔付き構造の向きにかかわらずすべてのパッキン表面に液膜１００７の形成を可能にする。したがって、本明細書で開示される穿孔付きパッキンは、連続する液膜１００７の形成により、穿孔付きパッキンの表面積のすべてではないとしても大半にわたり、周辺空気からＣＯ_２回収溶液１１４へのＣＯ_２の実質的な物質移動を増やすのに適していることがある。

【0172】

供給構造１００４は、本明細書においてそれに帰せられる機能を達成するために様々な構成を有し得る。たとえば、図５を参照すると、供給構造１００４は、各穿孔付き構造１００２の本体１９０３に流体的に結合される。図５の実装形態では、供給構造１００４は、各穿孔付き構造１００２の本体１９０３に流体的に直接結合されるので、ＣＯ_２回収溶液１１４は供給構造１００４から穿孔付き構造１００２の内部容積１９０２に直接流れる。その例が以下で説明される他の実装形態では、供給構造１００４は穿孔付き構造１００２に間接的に結合される。供給構造１００４は、１つ又は複数の供給配管又は供給導管１００５を含む。供給導管１００５は、供給導管内部容積１０１１を包囲する１つ又は複数の壁を伴う、細長く少なくとも部分的に中空の本体である。供給導管内部容積１０１１は、供給導管１００５の壁の１つ又は複数の導管開口１０１３を介して、各本体１９０３の内部容積１９０２と流体的に連絡している。供給導管１００５は、ＣＯ_２回収溶液１１４を各穿孔付き構造１００２に順番に（たとえば、ある穿孔付き構造１００２を、次の穿孔付き構造１００２を完全に満たす前に満たすことによって）、又は同時に（たとえば、実質的に同時にすべての穿孔付き構造１００２を満たすことによって）供給するように構成される。供給導管１００５は、ＣＯ_２回収溶液１１４を穿孔付き構造１００２に流す前にＣＯ_２回収溶液１１４を受けるために、水盤１０９、配管、及びポンプ１２２の１つ又は複数などの、液体分配システム１２０の１つ又は複数の特徴と流体的に連絡している。

【0173】

図５の供給構造１００４において、供給導管１００５は、その外部表面に沿ってＣＯ_２回収溶液１１４の液膜１００７を形成しない固体の本体である。その例が図９に示されている供給構造４００４の他の構成では、１つ又は複数の供給導管４００５は少なくとも部分的に穿孔される。図９を参照すると、供給導管４００５の向きは水平であり、供給導管４００５は供給導管４００５の少なくとも下部を通じて延びる供給導管穿孔４００７を有する。そのような穿孔付き供給導管４００５は、ＣＯ_２回収溶液１１４が供給導管４００５を通じて流れ、又は漏れて、供給導管４００５の水平に延びる外部表面に液膜１００７を形成するのを可能にし、それにより、ＣＯ_２含有空気１０１からＣＯ_２を吸収するのに参加できる穿孔付き構造１００２と穿孔付き構造１００２の間に、より広い濡れた表面領域をもたらす。望まれる場合、供給導管穿孔４００７は、供給導管４００５の上部にも存在し得る。

【0174】

図５を参照すると、供給導管１００５は、供給導管軸１０１５を定義する細長い本体である。穿孔付き構造１００２は、平行ではない角度で供給導管１００５に結合される。供給導管軸１０１５は、穿孔付き構造１００２の各々の長手軸１９０１に直交する。「直交する」とは、供給導管軸１０１５が第１の平面に垂直であり、長手軸１９０１が第１の平面と交差してそれに平行ではない第２の平面に垂直であることであることが理解される。図５の穿孔付きパッキン１０００では、第１の平面と第２の平面は互いに垂直であるので、穿孔付き構造１００２は供給導管１００５に垂直である。したがって、ＣＯ_２回収溶液１４４は、第１の方向に沿って供給導管１００５を流され、そして、第１の方向に直交する第２の方向に沿って穿孔付き構造１００２内で流される。ＣＯ_２回収溶液１１４は、流れ方向Ｄに直交する液体方向に沿って穿孔付き構造１００２内を流れる。供給導管１００５と穿孔付き構造１００２との関係の別の可能な構成では、供給導管１０１５及び長手軸１９０１は平行であり、供給導管１００５は穿孔付き構造１００２に供給する分岐した先端を有する。図５を参照すると、各穿孔付き構造１００２は、供給導管軸１０１５に平行な方向において、隣接する穿孔付き構造１００２から離隔されている。同様に、供給導管内部容積１０１１に流体的に結合される穿孔付き構造１００２の流入口１０１７は、供給導管軸１０１５に平行な方向において互いに離隔されている。図５の穿孔付きパッキン１０００において、その流入口１０１７とは反対側の各穿孔付き構造１００２の端部は閉じているので、ＣＯ_２回収溶液１１４は、各穿孔付き構造１００２の内部容積１９０２を満たし、ＣＯ_２回収溶液１１４が穿孔９０４を通じて外部表面１９０６に漏れるのに必要な静水圧を生成することができる。したがって、穿孔９０４を通るＣＯ_２回収溶液１１４の流れ又は漏れは、圧力の差分によって引き起こされ得る。その例が以下で説明される本明細書で開示される穿孔付きパッキンの他の構成では、穿孔付き構造は、それらの流入口とは反対側の端部において少なくとも部分的に開いている。図５の穿孔付きパッキン１０００において、穿孔付き構造１００２は鉛直な向きを有し、穿孔９０４は穿孔付き構造１００２の流入口１０１７の下に配設される。したがって、流入口１０１７は穿孔９０４のすぐ上に配置され、穿孔９０４と鉛直に整列される。上で与えられた穿孔付き構造９００、５９００の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図５の穿孔付き構造１００２に当てはまる。

【0175】

図６は穿孔付きパッキン１１００の別の例を示し、これは、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおいて使用されるパッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６の一部又はすべてを構成することができる。図６の穿孔付きパッキン１１００は、複数の穿孔付き構造１１０２を含む。上で与えられた穿孔付き構造９００、５９００、１００２の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図６の穿孔付き構造１１０２に当てはまる。上で与えられた穿孔付きパッキン１０００の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図６の穿孔付きパッキン１１００に当てはまる。

【0176】

図６を参照すると、穿孔付き構造１１０２は、互いに離隔されており、穿孔付き構造１１０２の配置１１０９を形成する。図６では、穿孔付き構造１１０２は、穿孔付きパッキン１１００を流れるＣＯ_２含有空気１０１の流れ方向Ｄに垂直な方向において離隔されており、流れ方向Ｄは図６のページの中に向かう方向である。穿孔付き構造１１０２はまた、流れ方向Ｄに平行な方向（すなわち、図６のページの中に向かう方向）などの、他の方向において互いに離隔されていてもよい。穿孔付き構造１１０２の向きは水平である。穿孔付き構造１１０２のこの向きは、ＣＯ_２回収溶液１１４の液膜１００７が、内部容積２９０２に蓄積されたＣＯ_２回収溶液１１４と外部表面１１０６との圧力差分により穿孔付き構造１１０２の外部表面１１０６に沿って形成することを可能にする。したがって、穿孔付き構造１１０２は、ＣＯ_２回収溶液１１４の平均の流れ方向が穿孔付き構造１１０２の長手軸２９０１に沿うような向きである。図６の水平な向きの穿孔付き構造１１０２の構成では、液膜１００７は、ＣＯ_２回収溶液１１４及びＣＯ_２含有回収溶液１１１の溶液の液滴を形成するのに十分なＣＯ_２回収溶液１１４が外部表面１１０６の下部に蓄積するまで、外部表面１１０６の上部、下部、及び側部に沿って形成する。液膜１００７は最終的に、外部表面１１０６の下部に沿って壊れ、水盤１１１０において集められる溶液の液滴を形成する。液膜１００７の厚さは、穿孔付き構造１１０２の範囲にわたって変化し得る。

【0177】

図６を参照すると、供給構造１１０４は、各穿孔付き構造１１０２の本体２９０３に流体的に結合される。図６の実装形態では、供給構造１１０４は各穿孔付き構造１１０２の本体２９０３に流体的に直接結合されるので、ＣＯ_２回収溶液１１４は供給構造１１０４から穿孔付き構造１１０２の内部容積２９０２に直接流れる。供給導管２００５は、ＣＯ_２回収溶液１１４を穿孔付き構造１１０２に流す前にＣＯ_２回収溶液１１４を受けるために、水盤１０９、配管、及びポンプ１２２の１つ又は複数などの、液体分配システム１２０の１つ又は複数の特徴と流体的に連絡している。

【0178】

図６を参照すると、穿孔付き構造１１０２は、平行ではない角度で供給導管２００５に結合される。供給導管軸１１１５は、穿孔付き構造１１０２の各々の長手軸２９０１に直交する。図６の穿孔付きパッキン１１００において、穿孔付き構造１１０２は供給導管２００５に直交する。図６を参照すると、各穿孔付き構造１１０２は、供給導管軸１１１５に平行な方向において、隣接する穿孔付き構造１１０２から離隔されている。図６の穿孔付きパッキン１１００において、その流入口１１２８とは反対側の各穿孔付き構造１１０２の端部が閉じているので、ＣＯ_２回収溶液１１４は、各穿孔付き構造１１０２の内部容積２９０２を満たし、ＣＯ_２回収溶液１１４が穿孔９０４を通じて外部表面１１０６に漏れるのに必要な静水圧を生成することができる。したがって、穿孔９０４を通るＣＯ_２回収溶液１１４の流れ又は漏れは、圧力の差分によって引き起こされ得る。図６の穿孔付きパッキン１１００において、穿孔付き構造１１０２は向きが水平であり、穿孔９０４は穿孔付き構造１１０２の流入口１１２８から水平に離隔されている。したがって、穿孔９０４は、供給導管２００５から水平に離隔されている。

【0179】

図６を参照すると、供給導管２００５は、ＣＯ_２回収溶液１１４を各穿孔付き構造１１０２に供給するように構成される。穿孔付きパッキン１１００の安定状態動作において、穿孔付き構造１１０２は、ＣＯ_２回収溶液１１４で満たされ、外部表面１１０６に沿って液膜１００７を生成している。穿孔付きパッキン１１００の最初の始動動作又はパルス状の流れの動作では、穿孔付き構造１１０２は、ＣＯ_２回収溶液１１４で同時に（たとえば、実質的に同時にすべての穿孔付き構造１１０２を満たすことによって）、順番に（たとえば、ある穿孔付き構造１１０２を、次の穿孔付き構造１１０２を満たす前に少なくとも部分的に満たすことによって）、又は両方の組合せで満たされる。図６の実装形態では、ＣＯ_２回収溶液１１４は、供給構造１１０４の上部から（たとえば、重力又はポンプによって）供給され得る。いくつかの実装形態では、ＣＯ_２回収溶液１１４は、供給構造１１０４の下部からポンプで吸い出され得る。ＣＯ_２回収溶液１１４は、上側の穿孔付き構造１１０２から下側の穿孔付き構造１１０２に流れ、又は滴下し得る。これは、下側の穿孔付き構造１１０２の上部が滴下するＣＯ_２回収溶液１１４で濡れ、それが濡れ性を高めて、したがってＣＯ_２含有空気１０１からＣＯ_２を回収する効率を高め得るので、有益であり得る。

【0180】

供給構造１００４、１１０４の他の構成が可能である。たとえば、供給構造１００４、１１０４の別の可能な構成では、供給構造１００４、１１０４は供給導管１００５を持たない。そのような構成では、供給構造１００４、１１０４は、上部水盤１０４もしくは流体マニホールドなどの水盤であってもよく、又はそれを含んでもよい。穿孔付き構造１００２、１１０２は、ＣＯ_２回収溶液１１４を受けるために、そのような供給構造１００４、１１０４に流体的に直接結合され得る。供給構造１００４、１１０４の別の可能な構成では、供給導管１００５、２００５は、穿孔付き構造１００２、１１０２のいくつかだけに供給し、ＣＯ_２回収溶液１１４は、供給される穿孔付き構造１００２、１１０２から他の穿孔付き構造１００２、１１０２に流れる。いくつかの場合、穿孔付き構造１００２、１１０２は、１つより多くの供給構造１００４、１１０４に結合される。穿孔付きパッキン１０００、１１００のある可能な構成では、穿孔付き構造１１０２、１１０２は、鉛直と水平の両方の向きである。いくつかの図面では円筒形の槽として示されているが、穿孔付き構造９００、１００２、１１０２及び供給構造１００４、１１０４は、平皿、球、塊、管、又はこれらの組合せの形態であり得る。

【0181】

図５及び図６の穿孔付きパッキン１０００、１１００は、クロスフロー構成、コンカレントフロー構成、及びカウンターフロー構成のいずれか１つで、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおいて実装され得る。クロスフロー構成では、ＣＯ_２含有空気１０１の流れ方向Ｄは、ＣＯ_２回収溶液１１４が穿孔付きパッキン１０００、１１００を流れる方向に実質的に垂直である。いくつかの場合、穿孔付きパッキン１０００、１１００は、カウンターフロー構成で実装され得る。カウンターフロー構成では、ＣＯ_２含有空気１０１の流れ方向Ｄは、ＣＯ_２回収溶液１１４が穿孔付きパッキン１０００、１１００を流れる方向に実質的に平行であり、流れ方向Ｄは供給構造１００４、１１０４を向いている。構造的な完全性が、穿孔付きパッキン１０００、１１００の全体の設計における考慮事項であることがあり、多数の設計要因、たとえば、穿孔付き構造の直径と長さ、穿孔付き構造の構築材料、穿孔の大きさ及び配置及び離隔、ならびに動作条件（たとえば、圧力、温度）により影響され得る。構造的な完全性は、支持部材又は構造部材の追加にも影響され得る。いくつかの場合、構造的な安定性を高めるために、名目の穿孔直径が小さくされてもよく、及び／又は、穿孔離隔が広げられてもよい。

【0182】

図７は、穿孔付きパッキン２０００の別の例を示し、これは、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおいて使用されるパッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６の一部又はすべてを構成することができる。図７の穿孔付きパッキン２０００は、複数の穿孔付き構造２００２を含む。上で与えられた穿孔付き構造９００、５９００、１００２、１１０２の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図７の穿孔付き構造２００２に当てはまる。上で与えられた穿孔付きパッキン１０００、１１００の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図７の穿孔付きパッキン２０００に当てはまる。

【0183】

図７を参照すると、穿孔付き構造２００２は、互いに離隔されており、穿孔付き構造２００２の配置２００９を形成する。図７において、穿孔付き構造２００２は、穿孔付きパッキン２０００を流れるＣＯ_２含有空気１０１の流れ方向Ｄに平行な方向において離隔されている。穿孔付き構造２００２はまた、流れ方向Ｄに垂直な（すなわち、供給構造２００４の複数の供給導管２００５の供給導管軸２０１５に平行な）方向などの他の方向において、互いに離隔されている。穿孔付き構造２００２は、向きが鉛直であり、気液接触器の下部水盤２０１０のすぐ上に配置されるので、ＣＯ_２回収溶液１１４及びＣＯ_２含有回収溶液１１１の溶液が下部水盤２０１０において集められ得る。複数の供給導管２００５は、供給構造２００４の供給マニホールド２００７から垂直に延びる。複数の穿孔付き構造２００２は、各供給導管２００５から下に、垂直にかつ鉛直に延びる。各穿孔付き構造２００２の長手軸２００１は、ＣＯ_２含有空気１０１の流れ方向Ｄに直交する（たとえば、垂直である）。

【0184】

図７を参照すると、穿孔付き構造２００２の配置２００９は、穿孔付き構造２００２の列２０１１を含む。各列２０１１は、単一の供給導管２００５によって供給される複数の穿孔付き構造２００２を含む。列２０１１の中の穿孔付き構造２００２は、列２０１１の供給導管２００５の供給導管軸２０１５に平行な方向において、互いに離隔されている。列２０１１は、流れ方向Ｄに平行な方向において互いに離隔されている。列２０１１及び各列２０１１の中の穿孔付き構造２００２の離隔は、穿孔付きパッキン２０００の穿孔付き構造２００２と穿孔付き構造２００２の間に流れ間隙２０１２を形成する。配置２００９の深さ２０１３は、流れ方向Ｄに平行な方向において測定される。深さ２０１３は様々であり得る。深さ２０１３の値の限定しない例は、２メートルと１０メートルの間である。配置２００９の深さ２０１３は、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃの中のパッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６を通る空気移動深さ（たとえば、パッキン深さ）以下であり得る。

【0185】

図８は穿孔付きパッキン３０００の別の例を示し、これは、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおいて使用されるパッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６の一部又はすべてを構成することができる。図８の穿孔付きパッキン３０００は、複数の穿孔付き構造３００２を含む。上で与えられた穿孔付き構造９００、５９００、１００２、１１０２、２００２の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図８の穿孔付き構造３００２に当てはまる。上で与えられた穿孔付きパッキン１０００、１１００、２０００の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図８の穿孔付きパッキン３０００に当てはまる。

【0186】

図８を参照すると、穿孔付き構造３００２は、互いに離隔されており、穿孔付き構造３００２の配置３００９を形成する。図８において、穿孔付き構造３００２は、穿孔付きパッキン３０００を流れるＣＯ_２含有空気１０１の流れ方向Ｄに平行な方向において離隔されている。穿孔付き構造３００２はまた、流れ方向Ｄに垂直な（すなわち、供給構造３００４の複数の供給導管３００５の供給導管軸３０１５にも平行な、図８のページにおいて鉛直な）方向などの、他の方向において互いに離隔されている。穿孔付き構造３００２は向きが水平であり、一部が１つ又は複数の他の穿孔付き構造３００２の上に配置され、すべてが気液接触器の下部水盤３０１０のすぐ上に配置されるので、ＣＯ_２回収溶液１１４及びＣＯ_２含有回収溶液１１１の溶液が下部水盤３０１０において集められ得る。複数の供給導管３００５は、供給構造３００４の供給マニホールド３００７から垂直に延びる。複数の穿孔付き構造３００２は、各供給導管３００５から垂直かつ水平に延びる。各穿孔付き構造３００２の長手軸３００１は、ＣＯ_２含有空気１０１の流れ方向Ｄに直交する（たとえば、垂直である）。

【0187】

図８を参照すると、穿孔付き構造３００２の配置３００９は、穿孔付き構造３００２の列３０１１を含む。図８の穿孔付きパッキン３０００において、各列３０１１は、異なる供給導管３００５によって各々が供給される複数の穿孔付き構造３００２を含む。列３０１１は、供給導管３００５の供給導管軸３０１５に平行な方向において互いに離隔されている。各列３０１１の中の穿孔付き構造３００２は、流れ方向Ｄに平行な方向において互いに離隔されている。列３０１１及び各列３０１１の中の穿孔付き構造３００２の離隔は、穿孔付きパッキン３０００の穿孔付き構造３００２と穿孔付き構造３００２の間に流れ間隙３０１２を形成する。配置３００９の深さ３０１３は、流れ方向Ｄに平行な方向において測定される。深さ３０１３は様々であり得る。深さ３０１３の値の限定しない例は、２メートルと１０メートルの間である。配置３００９の深さ３０１３は、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃのパッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６を通る空気移動深さ（たとえば、パッキン深さ）以下であり得る。

【0188】

図１１は穿孔付きパッキン６０００の別の例を示し、これは、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおいて使用されるパッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６の一部又はすべてを構成することができる。図１１の穿孔付きパッキン６０００は、複数の穿孔付き構造６００２を含む。上で与えられた穿孔付き構造９００、５９００、１００２、１１０２、２００２、３００２の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図１１の穿孔付き構造６００２に当てはまる。上で与えられた穿孔付きパッキン１０００、１１００、２０００、３０００の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図１１の穿孔付きパッキン６０００に当てはまる。

【0189】

図１１を参照すると、穿孔付き構造６００２は、互いに離隔されており、穿孔付き構造６００２の配置６００９を形成する。図１１において、穿孔付き構造６００２は、穿孔付きパッキン６０００を流れるＣＯ_２含有空気１０１の流れ方向Ｄに垂直な方向において離隔されている。図１１において、穿孔付き構造６００２は、流れ方向Ｄに垂直な方向において等しく離隔されている。他の可能な実装形態では、穿孔付き構造６００２と穿孔付き構造６００２の間の離隔は様々である。穿孔付き構造６００２は、穿孔付き構造６００２の１つ又は複数の平面壁を通じて延びる穿孔９０４を有する、平皿又は塊の形態である。単一の供給導管６００５は、流れ方向Ｄに沿って形成される穿孔付き構造６００２の範囲に対して垂直に延びる。

【0190】

図１２は、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおいて使用されるパッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６の一部又はすべてを構成することができる、穿孔付きパッキン７０００の別の例を示す。図１２の穿孔付きパッキン７０００は、単一の穿孔付き構造７００２を含む。上で与えられた穿孔付き構造９００、５９００、１００２、１１０２、２００２、３００２、６００２の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図１２の穿孔付き構造７００２に当てはまる。上で与えられた穿孔付きパッキン１０００、１１００、２０００、３０００、６０００の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図１２の穿孔付きパッキン７０００に当てはまる。

【0191】

図１２を参照すると、単一の穿孔付き構造７００２は、支持材７００６によって相互接続される穿孔付き構造セグメント７００４を含む。穿孔付き構造セグメント７００４は、互いに離隔されており、穿孔付き構造７００２の配置７００９を形成する。図１２において、穿孔付き構造セグメント７００４は、穿孔付きパッキン７０００を流れるＣＯ_２含有空気１０１の流れ方向Ｄに垂直な方向において離隔されている。穿孔付き構造セグメント７００４は、穿孔付き構造セグメント７００４の１つ又は複数の平面壁を通じて延びる穿孔９０４を有する、平皿又は塊の形態である。単一の供給導管７００５は、流れ方向Ｄに沿って形成される穿孔付き構造セグメント７００４の範囲に対して垂直に延びる。図１２の実装形態における支持材７００６は、穿孔９０４を有するので、ＣＯ_２含有空気１０１からのＣＯ_２の物質移動のためにＣＯ_２回収溶液１１４により濡らされ得る穿孔付きパッキン７０００の表面領域に寄与する。支持材７００６は、穿孔付きパッキン７０００を通るＣＯ_２含有空気１０１の流れにおいてより多くの乱流をもたらすことがあり、これも、ＣＯ_２含有空気１０１からＣＯ_２回収溶液１１４へのＣＯ_２の物質移動を改善することがある。

【0192】

少なくともいくつかの実装形態では、穿孔付きパッキンは、ＣＯ_２含有空気１０１からＣＯ_２回収溶液１１４へのＣＯ_２の物質移動の一部又はすべてが穿孔付き構造内で起こることを可能にし得る。いくつかの実装形態では、希薄なガス混合物が穿孔付き構造の内部容積に提供され、ＣＯ_２回収溶液１１４が穿孔９０４を通じて外部表面から内部容積に流れ、又は漏れる。そのような実装形態では、希薄なガス混合物の中のＣＯ_２は、内部容積の中の回収溶液に移される（たとえば、吸収される）。いくつかの実装形態では、供給構造は、ＣＯ_２含有空気１０１を穿孔付き構造の内部容積に提供する。ＣＯ_２回収溶液１１４は、穿孔付き構造の外部表面に接して流れて、穿孔９０４を通じて流れ（たとえば、漏れ）、穿孔付き構造の内部表面に液膜を形成することができ、その内部表面において、第２の流体ＣＯ_２含有空気１０１に接触する。そのような場合、ＣＯ_２リーンガス１０５が内部容積において産生される。ＣＯ_２リーンガス１０５及びＣＯ_２回収溶液１１４は、たとえば、少なくとも１つの排出口を通じて引き出されることにより、穿孔付き構造の内部容積から出ることができる。

【0193】

図１３は、ＣＯ_２含有空気１０１からＣＯ_２回収溶液１１４へのＣＯ_２の物質移動が穿孔付き構造８００２内で起こるような、穿孔付きパッキン８０００の例を提供する。図１３は穿孔付きパッキン８０００の別の例を示し、これは、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおいて使用されるパッキン１０６、２１０６、３１０６、４１０６の一部又はすべてを構成することができる。図１３の穿孔付きパッキン８０００は、複数の穿孔付き構造８００２を含む。上で与えられた穿孔付き構造９００、５９００、１００２、１１０２、２００２、３００２、６００２、７００２の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図１３の穿孔付き構造８００２に当てはまる。上で与えられた穿孔付きパッキン１０００、１１００、２０００、３０００、６０００、７０００の説明、ならびに利点、特徴、及び機能の１つ、いくつか、又はすべては、必要な変更を加えて、図１３の穿孔付きパッキン８０００に当てはまる。

【0194】

図１３を参照すると、穿孔付き構造８００２は、互いに離隔されており、穿孔付き構造８００２の配置８００９を形成する。図１３において、穿孔付き構造８００２は、ＣＯ_２回収溶液１１４の容器８０１１において水没し、したがってＣＯ_２回収溶液１１４に浸される。容器８０１１は、穿孔付きパッキン８０００の供給構造の構成要素であり得る。穿孔付き構造８００２は、向きが水平であり、空気供給導管８００６と流体的に連絡している流入口８００４から延びる。空気供給導管８００６は、ＣＯ_２含有空気１０１を穿孔付き構造８００２に供給する。穿孔付き構造８００２は、排出導管８０１０と流体的に連絡している排出口８００８を有する。図１３の穿孔付き構造８００２は、両方の端部が開いている。排出導管８０１０は、ＣＯ_２リーンガス１０５を大気に放出又は排出するのを助け、また、ＣＯ_２回収溶液１１４及びＣＯ_２含有回収溶液１１１の溶液を集める。この溶液は排出導管８１０を流れて、上で説明されたように処理される。

【0195】

図１３を参照すると、穿孔付き構造８００２は鉛直方向に離隔されている。穿孔付き構造８００２は複数の穿孔９０４を有する。穿孔９０４は穿孔付き構造８００２の上部だけに沿って存在し得るので、穿孔付き構造８００２の下部は穿孔されていない。代替として、穿孔付き構造８００２の上部と下部の両方が穿孔９０４を有してもよい。

【0196】

容器８０１１の中のＣＯ_２回収溶液１１４と穿孔付き構造８００２の内部容積８００１との圧力の差分により、ＣＯ_２回収溶液１１４は内部容積８００１へと漏れ、穿孔付き構造８００２の内部表面８０１３に沿って液膜１００７を形成する。液膜１００７の表面は、内部表面８０１３に沿って流れるＣＯ_２含有空気１０１とＣＯ_２回収溶液１１４との間の気液界面である。ＣＯ_２含有空気１０１からのＣＯ_２は、液膜１００７に吸収されて、ＣＯ_２回収溶液１１４及びＣＯ_２含有回収溶液１１１の溶液を形成し、排出導管８０１０から排出されるＣＯ_２リーンガス１０５を形成する。溶液は最終的に、内部容積８００１を通じて排出導管８０１０に流れる。容器８０１１内のＣＯ_２回収溶液１１４の液位は、ＣＯ_２回収溶液１１４が穿孔付き構造８００２に漏れるのに十分な、しかし穿孔付き構造８００２が自重崩壊するのに十分ではない静水圧を生成するように選択され得る。したがって、図１３の穿孔付きパッキン８０００において、ＣＯ_２含有空気１０１からＣＯ_２回収溶液１１４へのＣＯ_２の物質移動は、穿孔付き構造８００２の中で起こる。

【0197】

本明細書で開示される穿孔付き構造の配置（配置１００９、１１０９、２００９、３００９、６００９、７００９、及び８００９など）は、任意の適切な構成で穿孔付き構造を位置付け得る。限定しない例には、穿孔付き構造の六角形の、正方形の、長方形の、三角形の、円形の、千鳥状の、又はこれらの組合せの配置がある。

【0198】

穿孔付き構造（本明細書で開示される穿孔付き構造９００、５９００、１００２、１１０２、２００２、３００２、６００２、７００２、８００２など）は、穿孔付き構造の外部表面を形成する壁に接する構造を含んでもよく、これは、ＣＯ_２回収溶液１１４の液膜１００７の形成を促進し、物質移動領域を増やし得る。これらの構造は、表面粗さの調整を可能にし、濡れた表面領域を増やすように、穿孔付き構造の表面へのＣＯ_２回収溶液１１４の接触角を調整するために使用され得る。穿孔付き構造の表面の形状は、見かけの接触角θ_Ａを調整するために利用され得る。

【0199】

濡れ性の低さと疎水性（たとえば、液体をはじく、又は液体と混ざらない傾向）は普通は、大きい接触角θに関連する。図１４Ｂに示されるように、接触角θは、溶液１１４を通じて測定される、固液界面３０８と気液界面３０９の間の角度として定義される。接触角θは、穿孔付き構造の表面に接して流れるＣＯ_２回収溶液１１４の流れの体制に影響し得る。たとえば、大きい接触角θ（たとえば、７０度より大きく１５０度より小さい）は、表面に沿ったリブレット流及び低い濡れ割合ε（たとえば、濡れた表面領域）をもたらすことがあり、これは、ＣＯ_２含有空気１０１からＣＯ_２回収溶液１１４への物質移動に利用可能な表面の気液界面領域を減らすことがある。対照的に、低い接触角θ（たとえば、２０度より大きく５０度より小さい）は、穿孔付き構造の表面に沿った液膜の流れ及び高い濡れ割合εをもたらし得る。図１４Ｃを参照すると、見かけの接触角θ_Ａは、見かけの固体表面３０５（実際の固体表面９０６ではなく）と気液界面３０９との間の角度である。実際の接触角θ_γは、実際の固体表面９０６と気液界面３０９との間の角度である。

【0200】

構造は、表面の上のＣＯ_２回収溶液１１４の「巨視的な」流れに影響することがあり、表面でのＣＯ_２回収溶液１１４の接触角θに影響することがある。構造は、畝、管、縦溝、ヘリンボーン、又は水路などの模様を含んでもよく、これらは、空気の速度及び穿孔付き構造の剛性に応じて、液膜１００７が後方に、前方に、又は外部表面に沿って真っすぐに動く傾向に影響する。構造は、見かけの接触角θ_Ａを低減して液膜１００７が流れることを可能にし得る、小規模な模様又は構造であり得る。

【0201】

図１４Ａ及び図１４Ｄを参照すると、穿孔付き構造９００の壁９０３は複数の構造１４０５を含む。構造１４０５は、壁９０３に任意の規則的もしくは不規則な配置又は模様で配設され得る。構造１４０５及び壁９０３は集合的に、穿孔付き構造９００の外部表面９０６を形成する。構造１４０５の限定しない例は、隆起、くぼみ、細孔、エッチング、細粒、又は繊維を含む。いくつかの実装形態では、穿孔付き構造９００は細孔を含んでもよく、又は多孔質材料である。多孔質材料は、アモルファス又は不均一であってもよく、特有の寸法（たとえば、約１ｍｍ）を有し得る溝又は凹みを含む。多孔質材料は、穿孔付き構造９００の濡れ性のある表面領域を増やすことによって、より大きい液膜１００７の形成を可能にし得る。

【0202】

穿孔付き構造９００の構造１４０５は、見かけの接触角θ_Ａ（実際の接触角θ_γではなく）の効果を通じてＣＯ_２回収溶液１１４の濡れを改善する、非常に小規模な特徴であり得る。構造１４０５の大きさは、ミリメートル単位であり得る。構造１４０５が隆起を含む構成では、これらは低い見かけの接触角θ_Ａを達成するために使用され得る。いくつかの実装形態では、隆起は１０ｍｍ未満の幅を有し得る。たとえば、隆起は１ｍｍから２ｍｍの大きさであり得る。隆起は、これらの構造１４０５のない表面９０６と比較して、より良いＣＯ_２回収溶液１１４による濡れを達成するために使用され得る。

【0203】

いくつかの構造１４０５は壁９０３から突き出ていてもよい。いくつかの実装形態では、壁９０３から突き出ている構造１４０５は、壁９０３の材料とは異なる材料を含み得る。たとえば、構造１４０５は、最初は滑らかである外部表面９０６の表面粗さを上げるために、製造の間に壁９０３に導入される細粒又は繊維を含み得る。繊維を穿孔付き構造に追加することで、ガラス繊維シートに似た触感を達成することができる。いくつかの構造１４０５は、壁９０３に向かって凹んでいてもよい。たとえば、構造１４０５は、最初は滑らかである外部表面９０６の表面粗さを上げるために導入され得る、くぼみ、エッチング、細孔、穿孔、又はこれらの組合せを含み得る。これらの構造１４０５の大きさ、離隔、及び形状は、たとえば０Ｌ／ｍ^２ｓから１０Ｌ／ｍ^２ｓの範囲のＣＯ_２回収溶液１１４の液体充填流速のために、見かけの接触角θ_Ａを（たとえば、５０度以下に）小さくするように選択され得る。いくつかの場合、構造１４０５は、０．５Ｌ／ｍ^２ｓから２．５Ｌ／ｍ^２ｓの範囲の低い液体充填速度のために接触角を小さくするように構成される。

【0204】

図１４Ａ及び図１４Ｅを参照すると、穿孔付き構造９００の壁９０３は複数の構造１４０７を含む。壁９０３は波型であってもよく、又は波型の外部表面９０６を形成するための構造を含んでもよい。たとえば、構造１４０７は、山１４０９及び谷１４１１を有する断面形状を形成する隆起であってもよい。例示的な構造１４０７は、台形及び／又は三角形の形状を有する隆起を含む。隆起は、他の断面形状も形成し得る。穿孔付き構造９００のための構造１４０７の他の例には、水路又は縦溝がある。いくつかの実装形態では、構造１４０７は構造１４０５より大きい寸法を含み得る。

【0205】

図１４Ａ及び図１４Ｆを参照すると、穿孔付き構造９００の壁９０３は親水性表面１４１５を含む。穿孔付き構造９００の表面９０６の濡れた領域が、空気中のＣＯ_２へのＣＯ_２回収溶液１１４の曝露の量を決定するので、親水性表面１４１５はＣＯ_２回収溶液１１４の所与の体積に対して濡れた領域を増やし、穿孔付きの構造９００の表面９０６のために親水性材料を使用することができる。親水性表面１４１５を形成するために、たとえば、表面エネルギーを増やして接触角を小さくするために、親水性被覆が使用される。材料の表面に対する接合を変化させるために材料を露出させる表面処理から生じ得る親水性表面１４１５も、似た結果を達成することができる。疎水性の特性ではなく親水性の特性を示すことにより、穿孔付き構造は、液体ＣＯ_２回収溶液１１４と穿孔付き構造９００の表面９０６にわたるＣＯ_２含有空気１０１の流れとの接触を増やすことが可能であり得る。良好な性能を反映する親水性表面１４１５の設計基準は、限定はされないが、低静水圧設計、穿孔付き構造９００の範囲全体で均等に液体を分配する能力、低汚損能力、空気接触効率の向上、より低い材料要件、及び製造可能性を含み得る。親水性表面１４１５は、たとえば被覆を行うことによって形成され得る。被覆ではなく、又はそれに加えて、親水性表面１４１５は外部表面９０６を何らかの表面処理に曝すことによって形成されてもよく、これは、親水性を改善するために表面９０６における接合に変化をもたらし得る。そのような表面処理の例は、プラズマ処理、火炎処理、及びコロナ処理、ならびに酸化剤による何らかの化学的な処理である。表面処理のいくつかの例は、ビーズブラスト又はエンボス加工などの機械的な処理であり得る。表面処理は外部表面９０６に直接適用され得る。いくつかの場合、表面処理は、特に外部表面９０６上の被覆が表面処理に反応する（たとえば、接触角が小さくなり、被覆の親水性の特性が改善する）場合、その被覆に適用され得る。被覆及び表面処理ではなく、又はそれに加えて、親水性表面１４１５は、親水性を改善するように選択される壁９０３の材料組成から形成され得る。たとえば、特定のＰＶＣ樹脂及び／又はビニル化合物は、市販の冷却塔パッキンを形成するために使用される一部の熱プラスチック（たとえば、アクリル、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン、及びテフロン（登録商標））より表面エネルギー及び濡れ性が高いことがある。

【0206】

穿孔付き構造９００の壁９０３は、外部表面９０６を形成するために、構造１４０５、構造１４０７、及び親水性表面１４１５を任意の組合せで含み得る。たとえば、構造１４０５は、濡れた表面領域を増やすために構造１４０７に重ねられ得る。穿孔付き構造９００は、特定の方向に流れるＣＯ_２回収溶液１１４の傾向に影響するより大きな形状（構造１４０７の例）と、ＣＯ_２回収溶液１１４の液膜１００７の形成を可能にするための構造１４０５とを含み得る。したがって、構造１４０７、構造１４０５、及び／又は親水性被覆は、穿孔付き構造９００の濡れた表面領域を増やすために、独立に、又は互いに組み合わせて使用され得る。いくつかの構造１４０７及び構造１４０５は、ＣＯ_２回収溶液１１４が、たとえば０Ｌ／ｍ^２ｓから１０Ｌ／ｍ^２ｓの範囲の液体充填流速で分配され、たとえば２～１０メートルのパッキン深さを有する穿孔付きパッキンに分配されるような、ＤＡＣ用途のために物質移動を改善するのに適していることがある。いくつかの場合、構造１４０７及び構造１４０５は、０．５Ｌ／ｍ^２ｓから２．５Ｌ／ｍ^２ｓの液体充填速度に適している。いくつかの場合、固定化方法によって固体の支持材に固定される増速添加剤、たとえば促進剤又は触媒を含む増速材料で、穿孔付き構造９００の表面を被覆するのが有利であり得る。たとえば、壁９０３の構造１４０５、構造１４０７、又は滑らかな表面の少なくとも１つが、増速材料で被覆され得る。

【0207】

本明細書で開示される穿孔付き構造（穿孔付き構造９００、５９００、１００２、１１０２、２００２、３００２、６００２、７００２、８００２など）は、剛直な材料から構築され得る。いくつかの実装形態では、穿孔付き構造は、ＰＶＣ、ポリエチレン、セラミック、金属、プラスチック、鋼、又はこれらの組合せを備え得る。同様に、供給構造及びその特徴は、ＰＶＣ、ポリエチレン、セラミック、金属、プラスチック、鋼、又はこれらの組合せなどの、剛直な材料からできていてもよい。他の実装形態では、本明細書で開示される穿孔付き構造（穿孔付き構造９００、５９００、１００２、１１０２、２００２、３００２、６００２、７００２、８００２など）は、柔軟であってもよく、又は弾性があってもよい。穿孔付き構造は、ＣＯ_２回収溶液１１４及びＣＯ_２含有空気１０１の流れに応じて変形することを可能にする柔軟な材料を含み得る。一実装形態では、穿孔付き構造の本体は拡張可能であるので、それらは拡張し、ＣＯ_２回収溶液１１４で満たされると剛直になり、ＣＯ_２回収溶液１１４がなくなると柔軟になる。他の実装形態では、本明細書で開示される穿孔付き構造（穿孔付き構造９００、５９００、１００２、１１０２、２００２、３００２、６００２、７００２、８００２など）は、スポンジ様の材料などの多孔質材料であり、これは、ＣＯ_２回収溶液１１４が、少なくとも一部毛細管現象により、穿孔９０４を流れることを可能にする。

【0208】

図１５を参照すると、本明細書で開示される穿孔付きパッキン１０００、１１００、２０００、３０００、６０００、７０００、８０００を伴う気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、及び１００ｃのための使用の１つの可能な限定しない例による、大気から直接ＣＯ_２を回収するための直接空気回収（ＤＡＣ）システム１２００の一部である。気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、ＣＯ_２回収溶液１１４を使用して大気１２０２からＣＯ_２の一部を吸収し、ＣＯ_２リッチ溶液１２０８を形成する。ＣＯ_２回収溶液１１４は、ＣＯ_２リッチ回収溶液１２０８から再生される必要があることがあり、これは、ＤＡＣシステム１２００の再生システム１２３０において行われ得る。再生システム１２３０は、ＣＯ_２リッチ回収溶液１２０８（たとえば、使用済み回収溶液）を処理して、ＣＯ_２リッチ回収溶液１２０８が含有するＣＯ_２の内容を取り戻し、及び／又は濃縮するように機能する。

【0209】

ＣＯ_２リッチ溶液１２０８（たとえば、ＣＯ_２含有回収溶液１１１）は、気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃからＤＡＣシステム１２００のペレット反応器１２１０に流れる。水酸化カルシウム１２２４のスラリーが、ペレット反応器１２１０に注入される。ＣＯ２リッチ溶液１２０８と水酸化カルシウム１２２４との反応が、ペレット反応器において起こる。Ｃａ^２＋は、ペレット反応器１２１０の中のＣＯ_３ ^２－と反応し、炭酸カルシウムの固体及びＣＯ_２回収溶液１１４（水酸化物など）としてのアルカリ性水溶液を形成し、それにより、ＣＯ_２回収溶液１１４を再生する。たとえば、ＣＯ_２リッチ溶液１２０８の中の炭酸カリウムが水酸化カルシウムと反応して、炭酸カルシウム及び水酸化カリウムを形成し、それにより、水酸化カリウムを含むＣＯ_２回収溶液１１４を再生することができる。

【0210】

Ｃａ（ＯＨ）２とのＣＯ２リッチ溶液の反応は、ペレット反応器１２１０において炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）粒子への炭酸カルシウムの沈殿を引き起こす。限定はされないが濾過、脱水、又は乾燥を含む、炭酸カルシウムの固体のさらなる処理が、炭酸カルシウムの固体を下流の処理ユニットに送る前に行われ得る。炭酸カルシウムの固体のストリーム１２１４は、ペレット反応器１２１０からＤＡＣシステム１２００のか焼炉１２１６に輸送される。か焼炉１２１６は、ペレット反応器１２１０からのストリーム１２１４の炭酸カルシウムをか焼して、場合によってはか焼炉１２１６における燃料源の酸素燃焼によって、気体のＣＯ_２のストリーム１２１８及び酸化カルシウム（ＣａＯ）のストリーム１２２０を生み出す。気体のＣＯ_２のストリーム１２２０は、隔離及び他の用途のために処理され、それにより、気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおいて処理される大気１２０２からＣＯ_２の一部を取り除く。酸化カルシウム（ＣａＯ）のストリーム１２２０は、ＤＡＣシステム１２００のスレーカー１２２２において水と消和されて、ペレット反応器１２１０に提供される水酸化カルシウムのスラリー１２２４を生み出す。ＤＡＣシステム１２００は、複数の気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃを含んでもよく、各気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃの列／集まりのセルを形成する。

【0211】

いくつかの実装形態では、ＣＯ_２回収溶液１１４は、異なる再生システムを使用して再生され得る。再生システム１２３０は、気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃの一部であってもよく、又はそれらとは別個であってもよい。ある例示的な再生システム１２３０において、ＣＯ_２リッチ溶液１２０８は、セルスタックを含む電気化学系に流れてもよく、これは、１つ又は複数の膜のセット及び電極のセットを含んでもよい。電気化学系は、ＣＯ_２リッチ溶液１２０８を含む電極に電位を印加することによって、ＣＯ_２リッチ溶液１２０８からＣＯ_２回収溶液１１４を再生することができる。電位の差はイオン交換を引き起こし、それにより、取り戻されたＣＯ_２１２１８を形成し、ＣＯ_２回収溶液１１４を再生する。ある例示的な再生システム１２３０において、ＣＯ_２リッチ溶液１２０８は、蒸気を利用する熱ストリップ柱（ｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｉｐｐｉｎｇｃｏｌｕｍｎ）に流れてＣＯ_２リッチ溶液１２０８からＣＯ_２を放出し、それにより、取り戻されたＣＯ_２ストリーム１２１８を形成し、ＣＯ_２回収溶液（たとえば、ＣＯ_２リーン液）を再生する。

【0212】

再生システム１２３０は、液体分配配管、固体搬送器具、濾過システム、貯蔵器のような中間構成要素、及び／又はＣＯ_２回収溶液１１４を再生するように協調して機能する構成要素の集まりを含み得る。再生システム１２３０はまた、再生システム１２３０へ又はそれから液体を流すポンプを含む。

【0213】

図１６を参照すると、希薄なガス混合物から二酸化炭素（ＣＯ２）を回収するための方法１５００が開示される。１５０１において、方法１５００は、複数の穿孔付き構造（たとえば、穿孔付き構造９００、５９００、１００２、１１０２、２００２、３００２、６００２、７００２、８００２）の間で、穿孔付き構造の外部表面９０６に沿って、希薄なガス混合物（たとえば、ＣＯ_２含有空気１０１）を流すステップを含む。１５０２において、方法１５００は、ＣＯ_２回収溶液１１４を流すステップを含む。１５０２においてＣＯ_２回収溶液１１４を流すステップは、１５０３において、穿孔付き構造内にＣＯ_２回収溶液１１４を流すステップを含む。１５０２においてＣＯ_２回収溶液１１４を流すステップは、１５０４において、穿孔付き構造の穿孔９０４にＣＯ_２回収溶液１１４を流すステップを含む。１５０２においてＣＯ_２回収溶液１１４を流すステップは、１５０５において、外部表面９０６に沿ってＣＯ_２回収溶液１１４を流して外部表面９０６の少なくとも一部に沿ってＣＯ_２回収溶液１１４の液膜１００７を形成し、希薄なガス混合物からのＣＯ_２をＣＯ_２回収溶液１１４の液膜１００７へと吸収するステップを含む。

【0214】

図１７は、本明細書で開示される気液接触器１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃなどの、気液接触器のための制御システム（又はコントローラ）１６００の概略図である。システム１６００は、たとえば制御システム９９９又は本明細書で説明される他のコントローラの一部として、もしくはその一部として、前に説明されたコンピュータで実施される方法のいずれかに関連して説明された動作のために使用され得る。

【0215】

システム１６００は、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、携帯情報端末、サーバ、ブレードサーバ、メインフレーム、及び他の適切なコンピュータなどの、様々な形態のデジタルコンピュータを含むことが意図される。システム１６００はまた、携帯情報端末、携帯電話、スマートフォン、及び他の類似するコンピューティングデバイスなどの、モバイルデバイスを含み得る。加えて、システムは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュドライブなどの、ポータブルストレージメディアを含み得る。たとえば、ＵＳＢフラッシュドライブは、オペレーティングシステム及び他のアプリケーションを記憶し得る。ＵＳＢフラッシュドライブは、別のコンピューティングデバイスのＵＳＢポートへと挿入され得るワイヤレス送信機又はＵＳＢコネクタなどの、入力／出力コンポーネントを含み得る。

【0216】

システム１６００は、プロセッサ１６１０、メモリ１６２０、記憶デバイス１６３０、及び入力／出力デバイス１６４０を含む。コンポーネント１６１０、１６２０、１６３０、及び１６４０の各々は、システムバス１６５０を使用して相互接続される。プロセッサ１６１０は、システム１６００内で実行するための命令を処理することが可能である。プロセッサは、いくつかのアーキテクチャのいずれかを使用して設計され得る。たとえば、プロセッサ１６１０は、ＣＩＳＣ（複合命令セットコンピュータ）プロセッサ、ＲＩＳＣ（縮小命令セットコンピュータ）プロセッサ、又はＭＩＳＣ（最小命令セットコンピュータ）プロセッサであり得る。

【0217】

一実装形態では、プロセッサ１６１０はシングルスレッドプロセッサである。いくつかの実装形態では、プロセッサ１６１０はマルチスレッドプロセッサである。プロセッサ１６１０は、メモリ１６２０又は記憶デバイス１６３０に記憶されている命令を処理して、入力／出力デバイス１６４０にユーザインターフェースのためのグラフィカル情報を表示することが可能である。

【0218】

メモリ１６２０は、システム１６００に情報を記憶する。一実装形態では、メモリ１６２０はコンピュータ可読媒体である。一実装形態では、メモリ１６２０は揮発性メモリユニットである。いくつかの実装形態では、メモリ１６２０は不揮発性メモリユニットである。

【0219】

記憶デバイス１６３０は、システム１６００のために大容量記憶を提供することが可能である。一実装形態では、記憶デバイス１６３０はコンピュータ可読媒体である。様々な異なる実装形態では、記憶デバイス１６３０は、フロッピーディスクデバイス、ハードディスクデバイス、光学ディスクデバイス、又はテープデバイスであり得る。

【0220】

入力／出力デバイス１６４０は、システム１６００のための入力／出力動作を提供する。一実装形態では、入力／出力デバイス１６４０は、キーボード及び／又はポインティングデバイスを含む。いくつかの実装形態では、入力／出力デバイス１６４０は、グラフィカルユーザインターフェースを表示するための表示ユニットを含む。

【0221】

説明されるいくつかの特徴は、デジタル電子回路において、又はコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアにおいて、又はそれらの組合せにおいて実装され得る。装置は、情報担体において、たとえばプログラム可能プロセッサによる実行のために機械可読記憶デバイスにおいて、有形に具現化されるコンピュータプログラム製品として実装されてもよく、方法ステップは、入力データを操作して出力を生成することによって説明される実装形態の機能を実施するための命令のプログラムを実行する、プログラム可能プロセッサによって実施され得る。説明される特徴は、データストレージシステム、少なくとも１つの入力デバイス、及び少なくとも１つの出力デバイスからデータと命令を受信し、それらにデータと命令を送信するために結合される少なくとも１つのプログラム可能プロセッサを含む、プログラム可能システム上で実行可能な１つ又は複数のコンピュータプログラムにおいて有利に実装され得る。コンピュータプログラムは、ある活動を実行するために、又はある結果をもたらすために、コンピュータにおいて直接又は間接的に使用され得る命令のセットである。コンピュータプログラムは、コンパイル型言語又はインタプリタ型言語を含む任意の形式のプログラミング言語で書かれてもよく、スタンドアロンプログラムとして、又はモジュール、コンポーネント、サブルーチンとして、又はコンピューティング環境において使用するのに適した他のユニットとしてを含めて、任意の形式で展開されてもよい。

【0222】

命令のプログラムの実行のための適切なプロセッサは、例として、汎用マイクロプロセッサと専用マイクロプロセッサの両方、及び任意の種類のコンピュータの単独プロセッサ又は複数のプロセッサの１つを含む。一般に、プロセッサは、読取り専用メモリ又はランダムアクセスメモリ又は両方から命令及びデータを受信する。コンピュータの必須の要素は、命令を実行するためのプロセッサ、及び命令とデータを記憶するための１つ又は複数のメモリである。一般に、コンピュータはまた、データファイルを記憶するための１つ又は複数の大容量記憶デバイスを含み、又はそれと通信するように動作可能に結合され、そのようなデバイスは、内部ハードディスク及びリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、磁気光学ディスク、ならびに光学ディスクを含む。コンピュータプログラム命令とデータを有形に具現化するのに適した記憶デバイスは、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイスなどの例示的な半導体メモリデバイス、内部ハードディスク及びリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、磁気光学ディスク、ならびにＣＤ－ＲＯＭ及びＤＶＤ－ＲＯＭディスクによるものを含む、すべての形態の不揮発性メモリを含む。プロセッサ及びメモリは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補足され、又はそれに組み込まれ得る。

【0223】

ユーザとの対話を実現するために、これらの特徴は、ユーザに情報を表示するためのＣＲＴ（陰極線管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタなどの表示デバイス、ならびに、ユーザがそれによりコンピュータに入力を与えることができるキーボード及びマウス又はトラックボールなどのポインティングデバイスを有するコンピュータ上で、実装され得る。加えて、そのような活動は、タッチスクリーンフラットパネルディスプレイ及び他の適切な機構を介して実装され得る。

【0224】

これらの特徴は、データサーバなどのバックエンドコンポーネントを含む、又はアプリケーションサーバもしくはインターネットサーバなどのミドルウェアコンポーネントを含む、又はグラフィカルユーザインターフェースもしくはインターネットブラウザを有するクライアントコンピュータなどのフロントエンドコンポーネントを含む、又はこれらの任意の組合せを含む、制御システムにおいて実装され得る。システムのコンポーネントは、通信ネットワークなどのデジタルデータ通信の任意の形態又は媒体によって接続され得る。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、ワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ」）、ピアツーピアネットワーク（アドホック又は静的メンバーを有する）、グリッドコンピューティングインフラストラクチャ、及びインターネットを含む。

【0225】

本開示のいくつかの実施形態が説明された。それでも、様々な修正が、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく行われ得ることが理解されるだろう。したがって、他の実施形態が以下の特許請求の範囲内にある。様々な態様のさらなる修正及び代替の実施形態が、この説明を考慮すれば当業者に明らかになるであろう。したがって、この説明は例示にすぎないものと解釈されるべきである。本明細書で示され説明される形式は、実施形態の例として解釈されるべきであることを理解されたい。この説明の恩恵を受けた後の当業者にはすべてが明らかであるように、本明細書で示され説明されるものの代わりの要素及び材料が用いられてもよく、部分及び処理が逆にされてもよく、いくつかの特徴が独立に利用されてもよい。以下の請求項において記述される趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書で説明される要素に変更が行われてもよい。

【符号の説明】

【0226】

１００気液接触器
１０１ＣＯ_２含有空気
１０２ハウジング
１０３流入口
１０４上部水盤
１０５ＣＯ_２リーンガス
１０６パッキン
１０７ファンスタック
１０８プレナム
１０９水盤
１１０下部水盤
１１１ＣＯ_２含有回収溶液
１１４ＣＯ_２回収溶液
１２０ＤＡＣシステム
１２２ポンプ
２１２ファン
９００穿孔付き構造
９０１長手軸
９０２内部容積
９０３壁
９０４穿孔
９０６外部表面
９０７内部表面
９０８本体
９０９平面
９９９制御システム
１０００穿孔付きパッキン
１００２穿孔付き構造
１００４供給構造
１００５供給導管
１００７液膜
１００９配置
１０１０下部水盤
１０１１供給導管内部容積
１０１２流れ間隙
１０１３導管開口
１０１５供給導管軸
１０１７流入口
１１００穿孔付きパッキン
１１０２穿孔付き構造
１１０４供給構造
１１０６外部表面
１１０９配置
１１１０水盤
１１１５供給導管軸
１１２８流入口
１２００ＤＡＣシステム
１２０２大気
１２０８ＣＯ_２リッチ溶液
１２１０ペレット反応器
１２１４ストリーム
１２１６か焼炉
１２１８ストリーム
１２２０ストリーム
１２２４スレーカー
１２３０スラリー
１４０５構造
１４０７構造
１４０９山
１４１１谷
１４１５親水性表面
１６００システム
１６１０プロセッサ
１６２０メモリ
１６３０記憶デバイス
１６４０入力／出力デバイス
１６５０システムバス
１９０１長手軸
１９０２内部容積
１９０３壁
１９０６外部表面
２０００穿孔付きパッキン
２００１長手軸
２００２穿孔付き構造
２００４供給構造
２００５供給導管
２００７供給マニホールド
２００９配置
２０１０下部水盤
２０１１列
２０１２流れ間隙
２０１３深さ
２０１５供給導管軸
２１０３空気流入口
２１０６パッキンセクション
２１１０流入口
２１１２ファン
２９０１長手軸
２９０２内部容積
３０００穿孔付きパッキン
３００１長手軸
３００２穿孔付き構造
３００４供給構造
３００５供給導管
３００７供給マニホールド
３００９配置
３０１０下部水盤
３０１１列
３０１２流れ間隙
３０１３深さ
３０１５供給導管軸
３１０３流入口
３１０６パッキン
３１１０下部水盤
３１１２ファン
４００４供給構造
４００５供給導管
４００７供給導管穿孔
４１０３流入口
４１０６パッキン
４１１０下部水盤
５９００穿孔付き構造
５９０２内部容積
５９０８本体
６０００穿孔付きパッキン
６００２穿孔付き構造
６００５供給導管
６００９配置
７０００穿孔付きパッキン
７００２穿孔付き構造
７００４穿孔付き構造セグメント
７００５供給導管
７００６支持材
７００９配置
８０００穿孔付きパッキン
８００１内部容積
８００２穿孔付き構造
８００４流入口
８００６空気供給導管
８００８排出口
８００９配置
８０１０排出導管
８０１１容器
８０１３内部表面

【図1】