JP3609943B2

JP3609943B2 - Method for predicting carbon dioxide state in ocean discharge of carbon dioxide, apparatus thereof, and device for controlling ocean discharge of carbon dioxide

Info

Publication number: JP3609943B2
Application number: JP23152198A
Authority: JP
Inventors: 圭介園田; 雅彦尾崎
Original assignee: Research Institute of Innovative Technology for the Earth RITE
Current assignee: Research Institute of Innovative Technology for the Earth RITE
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2018-08-18
Also published as: JP2000061292A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回収した二酸化炭素を海水に溶し込むための二酸化炭素を海洋へ放流する際の予測を行なう二酸化炭素の海洋放流予測方法およびその装置と、実際に二酸化炭素を海洋へ放流する際の制御を行なう放流制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、地球温暖化が大きな問題となっており、これに伴い地球規模での気候変動を引き起こす可能性があると指摘される温室効果をもった二酸化炭素（ＣＯ_２）の大気中における濃度の上昇を抑えることが特に重要となってきている。そして、この対策のひとつとして火力発電所などで排出される燃焼排ガス中の二酸化炭素を回収して海洋へ送り込むことによって、長期に亘って二酸化炭素を大気から隔離する構想が提案されているが、その成立にあたっては二酸化炭素を送り込む海洋において新たな環境影響が引き起こされないようにすることが必要となっている。
【０００３】
二酸化炭素送り込みによる海洋環境への影響を小さくするシステムとして、次に述べる２種類のシステムが提案されている。その一つは貯蓄型と称されるもので、二酸化炭素を深海底のくぼみのような場所に集中して溜めることにより影響範囲を特定の場所に限定して局所化しようとする方法である。
【０００４】
もう一つのシステムは、溶解拡散型と称されるもので、二酸化炭素を海水中に溶し込んで薄く希釈し広く拡散させて海水中の二酸化炭素の濃度の上昇を抑制しようとする方法であり、本来海水中に溶解している二酸化炭素の濃度がある程度上昇するにとどまるという考え方に基くものである。
【０００５】
この溶解拡散型における具体的な方法として船舶により二酸化炭素の放流点を移動させて海中の中層にて二酸化炭素を放流する中層希釈放流方式が挙げられている。この方式について図１ないし図３を参照して説明する。図１は中層希釈放流方式のシステムを模式的に示す説明図、図２（ａ）は同方式において放流管から二酸化炭素を海中へ放流拡散する状態を模式的に示す説明図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＺ部を拡大して示す図、図３は二酸化炭素を放流管から放流して形成された液滴の状態を示す説明図である。
【０００６】
この中層希釈放流方式は、陸上プラント１０１で燃焼排ガスから分離、回収した二酸化炭素を液化し、その液化ガスを貯溜タンク１０２ａに充填して液化ガス運搬船１０２にて所定の海域まで海上輸送し、そこで貯溜タンク１０２ａの内部の液体二酸化炭素を作業船１０３に搭載した貯溜タンク１０３ａに移し替える。液体二酸化炭素は例えば圧力が６ａｔｍ、温度が−５５℃とする。図１５は二酸化炭素の相状態を示す線図であるが、この線図で判るように前記６ａｔｍ、温度−５５℃は液体二酸化炭素を経済的に得ることができる条件である。作業船１０３は深さ２０００ｍないし２５００ｍの海中に吊り下げる鋼管などからなる放流管１０４を備えており、液体二酸化炭素を貯溜タンク１０３ａから放流管１０４に送り込んで放流管１０４の下端部に上下方向に並んで形成した複数個の放流孔１０５から海中に放流する。作業船１０３は放流管１０４の孔１０５から液体二酸化炭素を海中に放流しつつ前進することにより、二酸化炭素の放流点を局所に限定せず移動させて二酸化炭素の希釈を増進させている。また、放流管１０４は上端が作業船１０３に枢軸によって作業船前後方向に傾動できるように支持されている。なお、運搬船１０２と作業船１０３とは別なものであっても、また両者が兼用するものであっても良い。
【０００７】
放流管１０４から放流された二酸化炭素の状態は、現状の知見からは次のように想定される。放流管１０４の孔１０５から海中へ放流された二酸化炭素１０６はすぐに海水に溶け込まないで、放流管１０４が後流に生成して残して行く渦１０８による変動流場１０９の中で多数の液滴１０７となって分散してほぼ均一に海水と混合される。放流管１０４は対向する相対的な流速によって船舶進行方向に向かって後側へ傾斜し、その背後に管軸線とほぼ平行な回転軸をもつ後流渦を連続的に生成しながら進んでいく。渦１０８のパターンは放流管の形状、表面の状態および寸法や移動速度などの条件によって異なるが、外径数１０ｃｍの管が数ノットの速度で進む場合には、通常進行方向に向かって管左右両側から入れ替わり渦が発生して変動流場１０９を後に残していき、その中で二酸化炭素と海水とが混合すると考えられる。
【０００８】
そして、二酸化炭素の液滴１０７は放流管１０４の後流からさらに周辺の海水に溶け込みながら緩やかに海水中を上昇していく。すなわち、二酸化炭素の液滴１０７は海水中を上昇しながら海水に溶け込んでいくことによって直径が小さくなっていく。そして、液滴１０７がある高さまで上昇する過程で二酸化炭素は全て海水中に溶け込んでしまい液滴１０７が消滅する。
【０００９】
中層希釈放流方式は、海面から約２０００ｍないし２５００ｍの深さ（中層）の海中で二酸化炭素の放流を行うものである。すなわち、２０００ｍより上層の海中で二酸化炭素の放流を行うと、放流された二酸化炭素が全て海水に溶け込まない内に液滴が海面に達する可能性があり、約２０００ｍないし２５００ｍの深さの海中で二酸化炭素の放流を行なうと液滴が海面に達する前に全ての二酸化炭素を海水に溶け込ませることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように中層希釈放流方式は、二酸化炭素を海洋へ放流して隔離する上で大変有望な方法と考えられている。そして、この中層希釈放流方式においては、貯溜タンクに溜められた液体二酸化炭素を液体の状態で支障なく放流管を流通して海中へ放流することが重要である。
【００１１】
しかし、この中層希釈放流方式には次に述べる問題がある。貯溜タンクに貯溜されて搬送される液体二酸化炭素は、貯溜タンクの耐圧構造の関係からおよそ−５５℃、６ａｔｍという低温、低圧力で液体の状態に保持されている。ところが、液体二酸化炭素は、放流管に送り込まれて長い放流管の内部を流通し海中へ放流されるまでの間に放流管の外部周囲の海水から伝達される熱を受けて加熱され温度上昇する。そして、液体二酸化炭素が放流管の内部を流れる時に、液体二酸化炭素の圧力が自重によって洋上での圧力から概ね直線的に増加してゆくが、この液体二酸化炭素の圧力が上昇しきらない放流管上部において液体二酸化炭素の温度が急速に上昇すると、液体二酸化炭素が気化し気体二酸化炭素となり二酸化炭素の海中へ放流することに支障を来すことになる。また、放流管出口において。流出する液体二酸化炭素の温度が海水の氷点以下であれば、海水の凝固などが発生する。これを避けるために放流管出口での液体二酸化炭素の温度は海水の氷点以上とする。
【００１２】
従って、液体二酸化炭素の海洋への放流を行なう上で、放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制するように設計面では放流管にかかわる形態を設定し、また実際の作業を行なう場合には放流にかかわる条件を制御することが夫々不可欠となる。このため、液体二酸化炭素の放流装置の製造においては設計段階で放流管の内部における液体二酸化炭素の状態を確実に予測する必要があり、また液体二酸化炭素の実際の放流を実際に行なう場合には液体二酸化炭素の実際の状態を把握する必要がある。
【００１３】
本発明は、液体二酸化炭素を放流管内に流して海中に放流する場合における液体二酸化炭素の状態を予測して、液体二酸化炭素が放流管内部で気化することを抑制する上で大いに寄与できる二酸化炭素の海洋放流における二酸化炭素状態予測方法およびその装置を提供することを課題とする。
【００１４】
また、本発明は、液体二酸化炭素を放流管を流して海中に放流する場合における実際の液体二酸化炭素の状態を把握して、液体二酸化炭素が放流管内部で気化することを抑制する上で大いに寄与できる二酸化炭素の海洋放流制御装置を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の二酸化炭素の海洋放流における二酸化炭素状態予測方法は、海上を航行する船舶に枢支されて海中に吊り下げられた放流管の内部に液体二酸化炭素を送り込んで放流管に形成された孔から海中へ放流する際にかかわる条件を予め設定して演算部に入力するとともに、液体二酸化炭素、海水および海氷にかかわる物性を演算部に入力する第１のステップと、この第１のステップにより入力された前記条件および前記物性に基いて、液体二酸化炭素を放流管の内部に送り込んで海中へ放流する際の放流管の形態および液体二酸化炭素の状態を演算部で演算して予測する第２のステップとを具備すること特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の海洋放流における二酸化炭素状態予測方法において、前記第１のステップで演算部に入力する条件は、液体二酸化炭素送り込み条件、放流管条件、航行条件および海流条件であることを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項２に記載の二酸化炭素の海洋放流における二酸化炭素状態予測方法において、前記液体二酸化炭素送り込み条件は二酸化炭素の圧力および温度であり、前記放流管条件は放流管の寸法、傾斜角度、放流管外部に設ける断熱材の条件および放流管内部に設ける圧力制御体の条件であり、前記航行条件は船舶の航行速度であり、前記海流条件は海水の流速、向きおよび温度であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１に記載の二酸化炭素の海洋放流における二酸化炭素状態予測方法において、前記第２のステップで予測する放流管の形態は、放流管の傾斜度合および放流管に付着する氷の状態であり、前記液体二酸化炭素の状態は、放流管の内部における液体二酸化炭素の温度分布および圧力分布であることを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明は、海上を航行する船舶に枢支されて海中に吊り下げられた放流管の内部に液体二酸化炭素を送り込んで放流管に形成された孔から海中へ放流する際にかかわる条件を予め設定して演算部に入力するとともに、液体二酸化炭素、海水および海氷にかかわる物性を演算部に入力する第１の手段と、この第１の手段により演算部に入力された前記条件および前記物性に基いて、液体二酸化炭素を放流管の内部に送り込んで海中へ放流する際の放流管の形態および液体二酸化炭素の状態を演算部で演算して予測する第２の手段とを具備すること特徴とする二酸化炭素の海洋放流における二酸化炭素状態予測装置。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項５に記載の二酸化炭素の海洋放流における二酸化炭素状態予測装置において、前記第１の手段で演算部に入力する条件は、液体二酸化炭素送り込み条件、放流管条件、航行条件および海流条件であることを特徴とする。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項６に記載の二酸化炭素の海洋放流における二酸化炭素状態予測装置において、前記液体二酸化炭素送り込み条件は二酸化炭素の圧力および温度であり、前記放流管条件は放流管の寸法、傾斜角度、放流管外部に設ける断熱材の条件および放流管内部に設ける圧力制御体の条件であり、前記航行条件は船舶の航行速度であり、海流条件は海水の流速、向きおよび温度であることを特徴とする。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項５に記載の二酸化炭素の海洋放流における二酸化炭素状態予測装置において、前記第２の手段で予測する放流管の形態は放流管の傾斜度合および放流管に付着する氷の状態であり、前記液体二酸化炭素の状態は放流管の内部における液体二酸化炭素の温度分布および圧力分布であることを特徴とする。
【００２３】
請求項９の発明は、海上を航行する船舶に枢支されて海中に吊り下げられた放流管の内部に液体二酸化炭素を送り込んで放流管に形成された孔から海中へ放流する際にかかわる実際の条件を演算部に入力するとともに、液体二酸化炭素、海水および海氷にかかわる物性を演算部に入力する第１の手段と、この第１の手段により演算部に入力された前記実際の条件および前記物性に基いて、実際に液体二酸化炭素を放流管の内部に送り込んで海中へ放流する際の放流管の形態および液体二酸化炭素の状態を演算部で演算して予測する第２の手段とを具備すること特徴とする二酸化炭素の海洋放流制御装置。
【００２４】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の二酸化炭素の海洋放流制御装置において、前記第１の手段で演算部に入力する条件は、液体二酸化炭素送り込み条件、放流管条件、航行条件および海流条件であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の二酸化炭素の海洋放流制御装置において、前記液体二酸化炭素送り込み条件は、二酸化炭素の圧力および温度であり、前記放流管条件は放流管の寸法、傾斜角度、放流管外部に設ける断熱材の条件および放流管内部に設ける圧力制御体の条件であり、前記航行条件は船舶の航行速度であり、前記海流条件は海水の流速、向きおよび温度であることを特徴とする。
【００２６】
請求項１２の発明は、請求項９に記載の二酸化炭素の海洋放流制御装置において、前記第２の手段で予測する放流管の形態は、放流管の傾斜度合および放流管に付着する氷の状態であり、前記液体二酸化炭素の状態は放流管の内部における液体二酸化炭素の温度分布および圧力分布であることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
本発明は、前述した図１ないし図３にて示す液体二酸化炭素を中層希釈放流方式により海洋へ放流する装置を対象としている。すなわち、中層希釈放流方式は、作業船１０３に搭載した貯溜タンク１０３ａに貯溜された液体二酸化炭素を、作業船１０３から海中に吊り下げられた放流管１０４に送り込み、放流管１０４の下端部に上下方向に並んで形成した複数個の放流孔１０５から海中に放流するもので、作業船１０３は放流管１０４の放流孔１０５から液体二酸化炭素を海中に送り出しつつ航行して放流点を移動する方式である。なお、放流管１０４を通して液体二酸化炭素を海中へ放流する際に作業船１０３が航行するために放流管１０４が作業船１０３での支持点を支点として作業船方向後側へ向けて傾斜し、液体二酸化炭素は孔１０５から作業船方向後側へ向けて海中へ放出される。
【００２９】
また、この実施の形態では、放流管１０４の内部を流れる液体二酸化炭素の気化を抑制するために放流管１０４上部には次に述べる手段を設けている。放流管１０４外部周囲の海水と放流管１０４内部を流れる液体二酸化炭素との間における熱伝達を抑えて液体二酸化炭素の温度上昇（気化）を抑えるために、図４に示すように放流管１０４の上部外周部に断熱材１１１を被覆して設ける。また、放流管１０４の上部内部には放流管１０４の内部を流れる液体二酸化炭素の圧力を調整して液体二酸化炭素の気化を抑えるために、図５に示すように圧力調整体の一例として例えば複数のオリフィス１１２を上下方向に間隔を存して設ける。あるいは図６に示すように放流管１０４の上部に断熱材１１１とオリフイス１１２とを組み合わせて設けると液体二酸化炭素の気化を抑えるという効果を一層高めることができる。なお、圧力調整体としてはオリフィス１１２の他に圧力調整弁などが挙げられる。
【００３０】
本発明の二酸化炭素の海洋放流における二酸化炭素状態予測方法およびその装置について図７および図８を参照して説明する。
【００３１】
この二酸化炭素状態予測方法および予測方法装置は、放流装置を設計する上で放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制できる放流管の形態を求めるために、傾斜して曳航される放流管の内部を液体二酸化炭素が流下する際に液体二酸化炭素の圧力、温度が放流条件に応じて海面から放流管出口に向かってどのように変化するかを予測（評価）するものである。なお、ここでいう放流管の形態とは、放流管１０４の寸法、傾斜度合、断熱材の条件および圧力調整体の条件を含んでいる。
【００３２】
本発明の二酸化炭素状態予測方法は、海上を航行する船舶に枢支されて海中に吊り下げられた放流管の内部に液体二酸化炭素を送り込んで放流管に形成された孔から海中へ放流する際にかかわる条件、具体的には液体二酸化炭素送り込み条件、放流管条件、航行条件および海流条件を予め適宜な値に設定して演算部に入力し、また液体二酸化炭素、海水および海氷の物性を演算部に入力する第１のステップと、この第１のステップにより演算部に入力された各条件および各物性に基いて演算を行ない放流管の内部に液体二酸化炭素を送り込んで海中へ放流する際の放流管の形態および液体二酸化炭素の状態、具体的には放流管の傾斜度合、放流管に付着する氷の状態、放流管の内部における液体二酸化炭素の温度分布および圧力分布を夫々予測する演算を行なう第２のステップとを具備するものである。
【００３３】
すなわち、この二酸化炭素状態予測方法は、第１のステップにおいて予め設定した二酸化炭素を放流管を通して海中へ放流する際にかかわる各条件と各物性を演算部に入力し、第２のステップにおいてこれら条件と物性を用いて演算を行ない放流管の形態および液体二酸化炭素の状態を予測（評価）し、この予測結果が放流装置を設計する上で放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制できるものか否かを判断して、抑制できる場合には予め設定した放流管条件を含む放流にかかわる条件を設計値として決定し、抑制できない場合には放流にかかわる条件の手直しを行ない再び同様の処理を行ない、放流管の形態および液体二酸化炭素の状態が放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制できるものとなった場合には、その時入力した放流管の形態などの放流にかかわる条件を設計値として採用しようとするものである。
【００３４】
本発明の二酸化炭素状態予測装置は、図９に示すように入力部１２１で第１のステップの処理を行ない、演算部１２２で第２のステップの処理を行なうものである。なお、出力部１２３は演算部１２２で得られた情報を光学的など種々の形態で必要とする機器に出力する。
【００３５】
本発明において放流装置における二酸化炭素状態の予測を行なうに当っては、液体二酸化炭素が定常に放流されている場合を前提として、図１０に示すように作業船１０３によって傾斜して曳航される放流管１０４の内部を液体二酸化炭素が流下するモデルを設定する。図１０（ａ）は放流装置を示す模式図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＹ部で示す放流管の部分の断面を示している。ここでは、液体二酸化炭素を放流管１０４を通して海中へ放流する場合、放流管１０４に断熱材１１１で被覆しても、放流管１０４内部を流れる低温の液体二酸化炭素により放流管１０４外部の海水が冷却されて放流管１０４を被覆する断熱材１１１の外周部に氷１１３が形成される。図１１（ａ）、（ｂ）は放流管１０４の解析モデルを示すものであり、図１１（ｂ）の温度勾配線に示すように放流管１０４では液体二酸化炭素から放流管１０４、断熱材１１１、氷１１３および海水にかけて温度が上昇していく温度勾配が表れる。
【００３６】
解析モデルについては次に述べることを前提とする。（１）放流管１０４内部を流れる液体二酸化炭素の状態については次のとおりである。管内の液体二酸化炭素の流れは一次元定常流れとする。液体二酸化炭素の物性を圧力・温度の関数とする。液体二酸化炭素の相変化については考慮せず、液体二酸化炭素が蒸発するか、否かを飽和蒸気圧で評価する。放流管軸方向熱伝導と放流管内壁との熱伝達を考慮する。（２）放流管外部の着氷については次のとおりである。放流管の外部において海水による氷（海氷）が形成されるとする。海氷内において放流管半径方向の熱移動を考慮し軸方向の熱移動は考慮しない。この放流管半径方向の熱移動とは、海流と海氷外側の熱伝達、海氷内の熱伝導、海氷内側と放流管外側との熱伝達を含んでいる。（３）海流（放流管が移動する海中における海水の流れ）については次のとおりである。海流分布と温度分布は水平面内一様、鉛直方向に分布があるとする。海水物性は圧力・温度および塩分濃度の関数とする。（４）放流管は次の通りである。放流管の傾斜度合いを解析してその結果を使用する。なお、放流管半径方向の熱伝導を考慮し、放流管の軸方向の熱伝達は考慮しない。
【００３７】
本発明の放流装置における二酸化炭素状態を予測する第１のステップおよび第２のステップについて図７を参照して説明する。図７は二酸化炭素状態を予測する方法におけるフローチャートを示している。
【００３８】
まず、放流装置を設計する際に入力部１２１において第１のステップの処理を行なう。
【００３９】
この第１のステップでは、入力部１２１により次に述べる計算条件を予め適宜な値に設定して演算部１２２に入力する（図７：ＳＰ１）。入力する計算条件は、液体二酸化炭素の放流管への送り込み条件、放流管条件、液体二酸化炭素送り込む条件、放流管条件、航行条件および海流条件である。液体二酸化炭素の放流管への送り込み条件は、液体二酸化炭素を放流管の入口から送り込む際の液体二酸化炭素の圧力、温度および流速などである。放流管条件とは、放流管の外径、厚さ、熱伝導率および弾性率、放流管の傾斜度合、放流管外部を覆う断熱材の材質（熱伝導率）および設置位置、放流管内部に設ける圧力調整体（例えばオリフィス）における圧力損失、設置位置および設置個数などある。航行条件とは放流管を曳航する作業船の速度（船速）および向きである。海流条件とは、液体二酸化炭素放流を行なう海域における各深さ毎の海水温度、海水の流れる向き、速度および海水濃度などである。この計算条件は、二酸化炭素の放流すべき全体量、二酸化炭素の圧力および温度、放流すべき海域の海流条件を決め、これに基いて放流管の寸法、放流管の傾斜度合、放流管外部を覆う断熱材の条件、放流管内部に設ける圧力調整体の条件を夫々設定する。
【００４０】
また、演算部１２２には、液体二酸化炭素の物性（密度、粘性係数）、海水物性（粘性係数）および海氷物性（熱伝達率、凝固温度）を入力する。これらの物性は液体二酸化炭素、海水および海氷の夫々の固有の値である。そして、これらの物性値は二酸化炭素状態の予測を行なう毎に入力部１２１から演算部１２２へ入力し、あるいは演算を行なう上で必要な共通なデータとして予め演算部１２２に内蔵させておく（図７：ＳＰ１０）。
【００４１】
次に演算部１２２において第１のステップで入力されたデータを用いて次の述べる演算を行なう。
【００４２】
まず、放流管の寸法形状条件に基いて放流管の形状設定を行ない（ＳＰ２），次いで放流管の寸法形状条件に必要な航行条件や海流条件などの必要な条件および物性を組合せて放流管の傾斜角度を計算して入力した放流管の傾斜度合を更新する（ＳＰ３）。次いで、更新された放流管の傾斜度合に基いて海流条件を新たに設定し（ＳＰ４）、次いで更新された放流管の傾斜度合に基いて放流管の内部を流れる液体二酸化炭素の物性を新たに設定する（ＳＰ５）。
【００４３】
次いで、放流管における伝熱計算を行ない（ＳＰ６）、放流管の内部から外部への熱伝達、放流管の外部から内部への熱伝達および断熱材外部に形成される海氷の厚さを求める。この計算では次に述べる計算式を用いる。すなわち、放流管内部を下流する液体二酸化炭素の状態を求める基礎式として、（１）式および（２）式で示す質量保存式と、（３）式で示す運動量保存式と、（４）式および（５）式で示すエネルギー保存式を用いる。
【００４４】
【数１】

放流管内部を流れる液体二酸化炭素と放流管内壁との間の熱伝達は（６）式ないし（８）式を用いて評価する。
【００４５】
【数２】

海水と放流管、断熱材および付着氷の夫々の熱伝達は評価式として（９）式ないし（１１）式を用いて評価する。
【００４６】
【数３】

さらに、放流管あるいは断熱材外部に形成される海氷厚さは（１２）式ないし（１５）式を用いて評価する。
【００４７】
【数４】

そして、放流管における伝熱計算を行なった結果に基いて付着海氷厚さの収束判定を行ない（ＳＰ７）、その判定結果に応じて必要があれば再び液体二酸化炭素の物性を新たに設定するステップ（ＳＰ５）に戻って再び放流管における伝熱計算を行ない、付着海氷厚さの収束判定を行なう。このようにして付着海氷厚さが決定した場合には放流管の傾斜度合の収束判定を行なう（ＳＰ８）。さらに、この放流管の傾斜度合の収束判定の結果にて必要があれば再び放流管の形状設定を行なうステップ（ＳＰ２）に戻り、前述した場合と同様の経過を経て再び放流管の傾斜度合の収束判定を行なう。
【００４８】
そして、このようにして放流管の傾斜度合が決定した場合には、この放流管の傾斜度合に基いて放流管の内部における液体二酸化炭素の温度分布、放流管の内部における液体二酸化炭素の圧力分布および放流管に付着する氷の厚さを求める。さらに、必要に応じて図８に示すように放流管の内部における液体二酸化炭素の蒸発についても判定する。図８は入力情報項目、演算項目および出力情報項目の関係を示している。これらの情報は液体二酸化炭素を放流管で海中に放流する際の液体二酸化炭素の状態を予測する情報として出力部１２３から出力される。このように入力する計算条件を設定することにより、傾斜して曳航される放流管の内部を液体二酸化炭素が流下する際に液体二酸化炭素の圧力、温度が放流条件に応じて海面から放流管出口に向かってどのように変化するかを予測（評価）する上で適切なことである。
【００４９】
そして、前述したように第１のステップで予め適宜に設定して入力した各種条件に基いて第２のステップで演算した結果得られた液体二酸化炭素の状態予測（評価）が、放流装置を設計する上で放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制できるものか、否かを判断して、抑制できる場合には予め設定した放流管条件を含む放流にかかわる条件を設計値として決定する。もし、放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制することが困難な場合には、第１のステップで入力する液体二酸化炭素送り込み条件、放流管条件、航行条件および海流条件を適宜手直して再び第２のステップで演算を行ない、放流管の内部における液体二酸化炭素の温度分布および圧力分布、放流管に付着する氷の厚さおよび放流管の傾斜度合を予測する。最終的に放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制できる液体二酸化炭素送り込み条件、放流管条件、航行条件および海流条件を設計値として設定する。また、この設計値の設定に当っては、放流管から海中に放流された液体二酸化炭素が必要とする希釈率で希釈できるようにすることも条件に加える。
【００５０】
このようにすれば放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制できる液体二酸化炭素送り込み条件、放流管条件、船舶航行条件および海流条件を備えた放流装置を容易且つ確実に設計することができる。
【００５１】
この本発明による予測（評価）によれば、放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制するために図４ないし図６に示すように放流管１０４の外部に設ける断熱材１１１および放流管１０４の内部に設けるオリフィス１１２は海面から６００ｍまでの範囲に設けることが効果的であることが判った。
【００５２】
図１２ないし図１４は本発明の液体二酸化炭素状態予測方法によって求めた海中深さと放流管内部の液体二酸化炭素の温度分布および圧力分布、放流管の傾斜度合との関係を示すもので、各線図においてＶは作業船の船速、Ｗは単位時間当りの液体二酸化炭素放出量である。すなわち、図１２は液体二酸化炭素の温度分布を示し、海中深さが深くなるのに伴い液体二酸化炭素の温度が上昇することが判る。図１３は液体二酸化炭素の圧力分布を示し、海中深さが深くなるのに伴い液体二酸化炭素の圧力が上昇することが判る。図１４は放流管の傾斜度合を示すもので、海中深さが深くなるのに伴い傾斜度合が増大することが判る。
【００５３】
次に本発明の二酸化炭素の海洋放流制御装置について説明する。
【００５４】
この制御装置は、実際に放流装置により実際に液体二酸化炭素を海中へ放流する作業を行なう場合に、傾斜して曳航される放流管の内部を液体二酸化炭素が流下する際に液体二酸化炭素の圧力、温度が実際の条件に応じて海面から放流管出口に向かってどのように変化するかを評価して、液体二酸化炭素が放流管の内部で気化することを抑制するように放流装置における実際の作業条件、すなわち作業船の船速、液体二酸化炭素の放流量を制御するものである。
【００５５】
本発明の制御装置は、前述した予測方法を実施する予測装置と手法および構成が対応するものである。すなわち、本発明の制御装置は、海上を走行する船舶に枢支されて海中に吊り下げられた放流管の内部に液体二酸化炭素を送り込んで放流管に形成された孔から海中へ放流する際にかかわる実際の条件を入力するとともに、液体二酸化炭素、海水および海氷にかかわる物性を入力する第１の手段と、この第１の手段により入力された実際の条件および物性に基いて放流管にかかわる放流管の内部に液体二酸化炭素を送り込んで海中へ放流する際の放流管の形態および液体二酸化炭素の状態を求める演算を行なう第２の手段とを具備するものである。第１の手段は予測方法の第１のステップを実施する予測装置の入力部１２１に対応し、第２の手段は予測方法の第２のステップを実施する予測装置の演算部１２２に対応するものである。
【００５６】
そして、第１の手段に入力する条件は、実際に行なわれている液体二酸化炭素送り込み条件（具体的には実際の放流管入口における二酸化炭素の圧力および温度）であり、実際の放流管条件（具体的には実際に用いている放流管の寸法、傾斜角度、実際に放流管外部に設けている断熱材の条件および圧力調節体の条件）であり、実際の作業船舶航行条件（具体的には実際に航行している作業船の航行速度および向き）であり、実際の海流条件（具体的には実際の放流を行なっている海域の海水の流速、向きおよび温度）である。なお、放流管、断熱材および圧力調節体（例えばオリフィス）は固定された条件であり、液体二酸化炭素送り込み条件、航行条件および海流条件は放流作業毎に変化する。すなわち、本発明によれば制御装置において二酸化炭素の放流を制御する上で適切な情報を入力することができる。
【００５７】
そして、第２の手段では、前述した予測方法および装置と同様に図７のＳＰ２からＳＰ８までの各スッテプの処理を行ない、放流管の傾斜度合、放流管の内部における液体二酸化炭素の温度分布、放流管の内部における液体二酸化炭素の圧力分布および放流管に付着する氷の厚さを求める。さらに、必要に応じて放流管の内部における液体二酸化炭素の蒸発についても判定する。これらの情報は液体二酸化炭素を放流管で海中に放流する際の液体二酸化炭素の状態を予測する情報として出力部１２３から出力される。すなわち、本発明によれば制御装置において二酸化炭素の放流を制御する上で適切な情報を出力することができる。
【００５８】
そして、前述したように第１の手段で入力した実際の各種条件に基いて第２のステップで演算した結果得られた液体二酸化炭素の状態が、放流装置を設計する上で放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制できるものか、否かを判断して、抑制できる場合には、入力した実際の条件、すなわち液体二酸化炭素の送り込み条件および航行条件を制御値とする。もし、放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制でききない場合には、第１のステップで入力する液体二酸化炭素送り込み条件および船舶航行条件を適宜手直して再び第２のステップで演算を行ない、放流管の内部における液体二酸化炭素の温度分布および圧力分布、放流管に付着する氷の厚さおよび放流管の傾斜度合を求める。このようにして最終的に放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制できる液体二酸化炭素送り込み条件および航行条件を、実際に放流を行なう上での制御値として設定する。また、この制御値の設定にあたっては、放流管から海中に放出された液体二酸化炭素が必要とする希釈率で希釈できるようにすることを加える。
【００５９】
このようにすれば放流管の内部で液体二酸化炭素が気化することを抑制できるように液体二酸化炭素の放流を容易且つ確実に制御することができる。そして、本発明によれば制御装置において二酸化炭素の放流を制御する上で適切な情報を入力するとともに適切な情報を出力することができる。
【００６０】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず種々変形して実施することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の二酸化炭素状態予測方法および予測装置によれば、液体二酸化炭素を海洋へ放流する放流装置において傾斜して曳航される放流管の内部を液体二酸化炭素が流下する際に液体二酸化炭素の状態の変化を予測することにより、放流装置を設計する上で放流管の内部を流れる液体二酸化炭素が気化することを抑制する形態の放流装置を容易且つ確実に設計することができ、併せて放流管の内部を流れる液体二酸化炭素が気化することを抑制する放流にかかわる条件を設定することができる。
【００６２】
本発明によれば二酸化炭素状態予測方法および予測装置において二酸化炭素状態を予測する上で適切な情報を入力するとともに適切な情報を出力することができる。
【００６３】
本発明の二酸化炭素の海洋放流制御装置によれば、実際に放流装置により液体二酸化炭素を海中へ放流する作業を行なう場合に、傾斜して曳航される放流管の内部を液体二酸化炭素が流下する際に液体二酸化炭素の状態の変化を評価して、液体二酸化炭素が放流管の内部で気化することを抑制するように放流装置における実際の条件を容易且つ確実に制御することができる。
【００６４】
本発明によれば制御装置において二酸化炭素の放流を制御する上で適切な情報を入力するとともに適切な情報を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が対象とする中層放流方式による液体二酸化炭素の海洋放流のシステムを模式的に示す図。
【図２】同放流システムにおける液体二酸化炭素の放流状態を示す図。
【図３】同放流システムにおける海中に放出された液体二酸化炭素の挙動を示す図。
【図４】同放流システムに用いる放流管を示す図。
【図５】同放流システムに用いる放流管を示す図。
【図６】同放流システムに用いる放流管を示す図。
【図７】本発明の予測方法の過程を示すフローチャート。
【図８】本発明の方法における計算を行なう場合の入力項目、演算項目および出力項目を示す図。
【図９】本発明の装置の概略的構成を示す図。
【図１０】本発明の予測方法における解析モデルを示す図。
【図１１】本発明の予測方法における放流管の解析モデルを示す図。
【図１２】放流管における液体二酸化炭素の温度分布を示す線図。
【図１３】放流管における液体二酸化炭素の圧力分布を示す線図。
【図１４】放流管の傾斜度合を示す線図。
【図１５】二酸化炭素の相状態を示す線図。
【符号の説明】
１０３…作業船、
１０３ａ…貯溜タンク、
１０４…放流管、
１０５…放流孔、
１０６…液体二酸化炭素、
１０７…液滴、
１１１…断熱材、
１１２…オリフィス（圧力調整体）、
１２１…入力部、
１２２…演算部、
１２３…出力部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for predicting the release of carbon dioxide into the ocean to dissolve the recovered carbon dioxide into seawater, and its apparatus, and the method for actually releasing the carbon dioxide into the ocean. The present invention relates to a discharge control device that performs control.
[0002]
[Prior art]
Recently, global warming has become a major problem, and along with this, carbon dioxide (CO) with a greenhouse effect has been pointed out that it may cause climate change on a global scale. ₂ It is particularly important to suppress the increase in the concentration of) in the atmosphere. And as one of the countermeasures, the concept of isolating carbon dioxide from the atmosphere over a long period of time has been proposed by collecting carbon dioxide in combustion exhaust gas discharged from thermal power plants and sending it to the ocean. In order to achieve this, it is necessary to prevent new environmental impacts from being caused in the ocean that delivers carbon dioxide.
[0003]
The following two types of systems have been proposed as systems for reducing the influence on the marine environment caused by carbon dioxide feeding. One of them is called the saving type, which is a method of concentrating and storing carbon dioxide in a place such as a pit in the deep sea floor to limit the area of influence to a specific place and localize it.
[0004]
The other system is a so-called dissolution-diffusion type, which is a method in which carbon dioxide is dissolved in seawater, diluted thinly and diffused widely to suppress an increase in the concentration of carbon dioxide in seawater. This is based on the idea that the concentration of carbon dioxide originally dissolved in seawater only rises to some extent.
[0005]
As a specific method in this dissolution diffusion type, there is a middle-layer dilution discharge method in which the discharge point of carbon dioxide is moved by a ship and carbon dioxide is discharged in the middle layer in the sea. This method will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a middle-dilution discharge system, FIG. 2 (a) is an explanatory diagram schematically showing a state in which carbon dioxide is discharged and diffused from a discharge pipe into the sea in the same method, and FIG. ) Is an enlarged view of a Z portion in FIG. 2A, and FIG. 3 is an explanatory view showing a state of a droplet formed by discharging carbon dioxide from a discharge pipe.
[0006]
This middle-layer dilution discharge system liquefies carbon dioxide separated and recovered from combustion exhaust gas at the onshore plant 101, fills the storage tank 102a with the liquefied gas, and transports it to a predetermined sea area by the liquefied gas carrier ship 102, where The liquid carbon dioxide inside the storage tank 102 a is transferred to the storage tank 103 a mounted on the work ship 103. The liquid carbon dioxide has a pressure of 6 atm and a temperature of −55 ° C., for example. FIG. 15 is a diagram showing the phase state of carbon dioxide. As can be seen from this diagram, the above-mentioned 6 atm and temperature -55 ° C. are conditions under which liquid carbon dioxide can be obtained economically. The work vessel 103 is provided with a discharge pipe 104 made of a steel pipe or the like suspended in the sea having a depth of 2000 m to 2500 m. Liquid carbon dioxide is sent from the storage tank 103a to the discharge pipe 104 and vertically moved to the lower end of the discharge pipe 104. It discharges into the sea from a plurality of discharge holes 105 formed side by side. The work ship 103 moves forward while discharging liquid carbon dioxide from the hole 105 of the discharge pipe 104 into the sea, thereby moving the discharge point of the carbon dioxide without limiting it locally, thereby increasing the dilution of the carbon dioxide. The upper end of the discharge pipe 104 is supported by the work ship 103 so that it can tilt in the longitudinal direction of the work ship by a pivot. The transport ship 102 and the work ship 103 may be different from each other, or may be used both.
[0007]
From the current knowledge, the state of carbon dioxide discharged from the discharge pipe 104 is assumed as follows. The carbon dioxide 106 discharged into the sea from the hole 105 of the discharge pipe 104 does not immediately dissolve in the seawater, but a large number of liquids in the fluctuating flow field 109 due to the vortex 108 generated and left behind by the discharge pipe 104. The droplets 107 are dispersed and mixed with seawater almost uniformly. The discharge pipe 104 is inclined rearward toward the ship traveling direction by the relative relative flow velocity, and proceeds while continuously generating a wake vortex having a rotation axis substantially parallel to the pipe axis line behind it. The pattern of the vortex 108 differs depending on the shape of the discharge pipe, the surface state and dimensions, the moving speed, and the like. However, when a pipe having an outer diameter of several tens of cm advances at a speed of several knots, It is thought that vortices are generated from both sides and the floating flow field 109 is left behind, in which carbon dioxide and seawater are mixed.
[0008]
Then, the carbon dioxide droplet 107 gradually rises in the seawater while further dissolving in the surrounding seawater from the downstream of the discharge pipe 104. That is, the diameter of the carbon dioxide droplet 107 is reduced by being dissolved in the seawater while rising in the seawater. Then, in the process where the droplet 107 rises to a certain height, all of the carbon dioxide dissolves in the seawater and the droplet 107 disappears.
[0009]
In the middle-layer dilution release method, carbon dioxide is released in the sea at a depth of about 2000 m to 2500 m (middle layer) from the sea surface. That is, when carbon dioxide is released in the sea above 2000 m, there is a possibility that droplets may reach the sea surface before all the released carbon dioxide is dissolved in seawater, and in the sea at a depth of about 2000 m to 2500 m. When carbon dioxide is released, all the carbon dioxide can be dissolved in seawater before the droplets reach the sea surface.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, the middle-layer dilution release method is considered as a very promising method for releasing carbon dioxide into the ocean and isolating it. In the middle-layer dilution discharge method, it is important that the liquid carbon dioxide stored in the storage tank flows into the sea through the discharge pipe without any trouble in the liquid state.
[0011]
However, this middle-layer dilution discharge method has the following problems. The liquid carbon dioxide stored and transported in the storage tank is kept in a liquid state at a low temperature and low pressure of about −55 ° C. and 6 atm due to the pressure-resistant structure of the storage tank. However, liquid carbon dioxide is heated by receiving heat transmitted from the seawater around the discharge pipe until it is sent to the discharge pipe and flows through the long discharge pipe and into the sea. . And when the liquid carbon dioxide flows inside the discharge pipe, the pressure of the liquid carbon dioxide increases almost linearly from the pressure at sea due to its own weight, but the discharge pipe where the pressure of this liquid carbon dioxide does not rise up completely. If the temperature of the liquid carbon dioxide rises rapidly in the upper part, the liquid carbon dioxide vaporizes and becomes gaseous carbon dioxide, which hinders the release of carbon dioxide into the sea. Also at the outlet of the discharge pipe. If the temperature of the flowing liquid carbon dioxide is below the freezing point of seawater, the seawater will be solidified. To avoid this, the temperature of the liquid carbon dioxide at the outlet of the discharge pipe should be above the freezing point of seawater.
[0012]
Therefore, when discharging liquid carbon dioxide to the ocean, the design related to the discharge pipe is set and the actual work is performed in order to suppress the vaporization of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe. In some cases, it is indispensable to control the conditions related to discharge. For this reason, in the production of the liquid carbon dioxide discharge device, it is necessary to reliably predict the state of the liquid carbon dioxide inside the discharge pipe at the design stage, and when the actual discharge of liquid carbon dioxide is actually performed. It is necessary to grasp the actual state of liquid carbon dioxide.
[0013]
The present invention predicts the state of liquid carbon dioxide when flowing liquid carbon dioxide into a discharge pipe and discharges it into the sea, and can greatly contribute to suppressing liquid carbon dioxide from vaporizing inside the discharge pipe. It is an object of the present invention to provide a carbon dioxide state prediction method and apparatus therefor in the ocean discharge of the sea.
[0014]
In addition, the present invention grasps the actual state of liquid carbon dioxide when flowing the liquid carbon dioxide through the discharge pipe into the sea, and greatly suppresses the vaporization of the liquid carbon dioxide inside the discharge pipe. It is an object to provide an ocean discharge control device for carbon dioxide that can contribute.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The method for predicting the carbon dioxide state in the ocean discharge of carbon dioxide according to the invention of claim 1 is formed into a discharge tube by feeding liquid carbon dioxide into a discharge tube pivotally supported by a ship sailing on the sea and suspended in the sea. Set the conditions related to the release from the hole to the sea. Input to the calculation unit In addition, the physical properties related to liquid carbon dioxide, seawater and sea ice Input to the calculation unit The first step and the conditions and physical properties input by the first step Based on this, liquid carbon dioxide is sent into the discharge pipe. The shape of the discharge pipe and the state of liquid carbon dioxide when released into the sea Predict by calculating in the calculation unit And a second step.
[0016]
The invention of claim 2 is described in claim 1. In the method for predicting the carbon dioxide state in ocean discharge, input to the calculation unit in the first step The conditions are characterized by liquid carbon dioxide feeding conditions, discharge pipe conditions, navigation conditions, and ocean current conditions.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the carbon dioxide state predicting method for ocean discharge of carbon dioxide according to the second aspect, the liquid carbon dioxide feed condition is a pressure and temperature of carbon dioxide, and the discharge pipe condition is a discharge pipe condition. Dimensions, angle of inclination, conditions of heat insulating material provided outside the discharge pipe, and conditions of the pressure control body provided inside the discharge pipe, the navigation conditions are navigation speeds of the ship, and the sea current conditions are the flow velocity, direction and temperature of seawater It is characterized by being.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in the carbon dioxide state prediction method in the ocean discharge of carbon dioxide according to the first aspect, the form of the discharge pipe predicted in the second step is attached to the inclination of the discharge pipe and the discharge pipe. The liquid carbon dioxide state is a temperature distribution and a pressure distribution of the liquid carbon dioxide inside the discharge pipe.
[0019]
The invention according to claim 5 is a condition related to the case where liquid carbon dioxide is fed into a discharge pipe pivotally supported by a ship sailing on the sea and suspended in the sea, and discharged into the sea from a hole formed in the discharge pipe. Set in advance Input to the calculation unit , Liquid carbon dioxide, sea water and sea ice Input physical properties to the calculator By the first means and this first means Input to the calculation unit For the above conditions and physical properties Based on this, liquid carbon dioxide is sent into the discharge pipe. The shape of the discharge pipe and the state of liquid carbon dioxide when released into the sea Predict by calculating in the calculation unit And a carbon dioxide state predicting apparatus for oceanic discharge of carbon dioxide.
[0020]
A sixth aspect of the present invention provides the apparatus for predicting carbon dioxide state in the ocean discharge of carbon dioxide according to the fifth aspect, wherein the first means Input to the calculation unit The conditions are characterized by liquid carbon dioxide feeding conditions, discharge pipe conditions, navigation conditions, and ocean current conditions.
[0021]
According to a seventh aspect of the present invention, in the apparatus for predicting carbon dioxide state in the ocean discharge of carbon dioxide according to the sixth aspect, the liquid carbon dioxide feeding condition is a pressure and temperature of carbon dioxide, and the discharge pipe condition is a discharge pipe condition. Dimensions, angle of inclination, conditions of heat insulating material provided outside the discharge pipe, and conditions of the pressure control body provided inside the discharge pipe.The navigation conditions are the navigation speed of the ship, and the ocean current conditions are the flow velocity, direction and temperature of the sea water. It is characterized by being.
[0022]
According to an eighth aspect of the present invention, in the carbon dioxide state predicting apparatus for ocean discharge of carbon dioxide according to the fifth aspect, the form of the discharge pipe predicted by the second means is attached to the inclination of the discharge pipe and the discharge pipe. It is an ice state, and the state of the liquid carbon dioxide is a temperature distribution and a pressure distribution of the liquid carbon dioxide inside the discharge pipe.
[0023]
The invention of claim 9 relates to the fact that liquid carbon dioxide is fed into the inside of a discharge pipe that is pivotally supported by a ship sailing on the sea and suspended in the sea, and is discharged into the sea from a hole formed in the discharge pipe. Conditions Input to the calculation unit , Physical properties related to liquid carbon dioxide, seawater and sea ice Input to the calculation unit By the first means and this first means The actual condition input to the calculation unit And the physical properties In fact, liquid carbon dioxide is actually sent into the discharge pipe The shape of the discharge pipe and the state of liquid carbon dioxide when released into the sea Predict by calculating in the calculation unit And a carbon dioxide ocean discharge control device.
[0024]
A tenth aspect of the present invention is the ocean discharge control apparatus for carbon dioxide according to the ninth aspect, wherein the first means Input to the calculation unit The conditions are characterized by liquid carbon dioxide feeding conditions, discharge pipe conditions, navigation conditions, and ocean current conditions.
[0025]
An eleventh aspect of the present invention is the ocean discharge control apparatus for carbon dioxide according to the tenth aspect, wherein the liquid carbon dioxide The sending condition is The pressure and temperature of carbon dioxide, The discharge pipe conditions are Size of the discharge pipe, inclination angle, provided outside the discharge pipe Insulation conditions And the condition of the pressure control body provided inside the discharge pipe, wherein the navigation condition is a navigation speed of the ship, and the ocean current condition is a flow velocity, direction and temperature of seawater.
[0026]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the ocean discharge control apparatus for carbon dioxide according to the ninth aspect, the prediction is performed by the second means. The form of the discharge pipe is The inclination of the discharge pipe and the state of ice adhering to the discharge pipe, and the state of the liquid carbon dioxide is the temperature distribution and pressure distribution of the liquid carbon dioxide inside the discharge pipe.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
The present invention is directed to an apparatus for discharging the liquid carbon dioxide shown in FIGS. 1 to 3 to the ocean by the middle-layer dilution discharge method. That is, in the middle-layer dilution discharge method, liquid carbon dioxide stored in a storage tank 103 a mounted on the work ship 103 is sent from the work ship 103 to the discharge pipe 104 suspended in the sea, and is moved vertically to the lower end portion of the discharge pipe 104. The work ship 103 is discharged into the sea from a plurality of discharge holes 105 formed side by side in the direction, and the work ship 103 navigates while discharging liquid carbon dioxide from the discharge holes 105 of the discharge pipe 104 into the sea and moves the discharge point. is there. In addition, since the work ship 103 navigates when discharging the liquid carbon dioxide into the sea through the discharge pipe 104, the discharge pipe 104 is inclined toward the rear side in the work ship direction with the support point on the work ship 103 as a fulcrum. Carbon dioxide is released into the sea from the hole 105 toward the rear side of the work boat.
[0029]
Further, in this embodiment, in order to suppress the vaporization of the liquid carbon dioxide flowing inside the discharge pipe 104, the following means is provided on the upper part of the discharge pipe 104. In order to suppress the heat transfer between the seawater around the discharge pipe 104 and the liquid carbon dioxide flowing inside the discharge pipe 104 to suppress the temperature rise (vaporization) of the liquid carbon dioxide, as shown in FIG. The upper outer peripheral portion is provided with a heat insulating material 111 covered. Further, in order to suppress the vaporization of liquid carbon dioxide by adjusting the pressure of the liquid carbon dioxide flowing inside the discharge pipe 104 inside the upper part of the discharge pipe 104, as shown in FIG. The orifices 112 are provided at intervals in the vertical direction. Alternatively, as shown in FIG. 6, when the heat insulating material 111 and the orifice 112 are provided in combination on the upper portion of the discharge pipe 104, the effect of suppressing the vaporization of liquid carbon dioxide can be further enhanced. In addition to the orifice 112, the pressure regulator includes a pressure regulating valve.
[0030]
A carbon dioxide state prediction method and apparatus for ocean discharge of carbon dioxide according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0031]
The carbon dioxide state prediction method and the prediction method apparatus are provided with a discharge to be inclined and towed in order to obtain a form of a discharge pipe capable of suppressing the vaporization of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe in designing the discharge apparatus. It predicts (evaluates) how the pressure and temperature of liquid carbon dioxide change from the sea surface toward the outlet of the discharge pipe according to the discharge conditions when the liquid carbon dioxide flows down inside the pipe. Here, the form of the discharge pipe includes the dimensions of the discharge pipe 104, the degree of inclination, the condition of the heat insulating material, and the condition of the pressure adjusting body.
[0032]
The method for predicting the carbon dioxide state of the present invention is a method in which liquid carbon dioxide is fed into a discharge pipe that is pivotally supported by a ship navigating at sea and suspended in the sea, and then discharged into the sea from a hole formed in the discharge pipe. Conditions, specifically liquid carbon dioxide feed conditions, discharge pipe conditions, navigation conditions and ocean current conditions are set to appropriate values in advance. Input to the calculation unit, Also of liquid carbon dioxide, seawater and sea ice Input physical properties to the calculator The first step and the first step Input to the calculation unit Calculation based on each condition and each physical property, liquid carbon dioxide is sent into the discharge pipe and discharged into the sea, and the shape of the discharge pipe and the state of the liquid carbon dioxide, specifically, the inclination of the discharge pipe, discharge And a second step of performing calculations for predicting the state of ice adhering to the pipe and the temperature distribution and pressure distribution of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe.
[0033]
In other words, this carbon dioxide state prediction method is based on the conditions and physical properties involved in discharging carbon dioxide preset in the first step into the sea through the discharge pipe. Input to the calculation unit In the second step, calculation is performed using these conditions and physical properties to predict (evaluate) the shape of the discharge pipe and the state of the liquid carbon dioxide, and this prediction results in the liquid inside the discharge pipe for designing the discharge apparatus. Judgment is made on whether or not it is possible to suppress the vaporization of carbon dioxide, and if it can be suppressed, the conditions related to discharge including the preset discharge pipe conditions are determined as design values, and if it cannot be suppressed, it relates to discharge. If the conditions of the discharge pipe and the state of liquid carbon dioxide can be controlled to prevent vaporization of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe, the condition of the discharge is input at that time. The conditions related to discharge, such as the form of the tube, are to be adopted as design values.
[0034]
As shown in FIG. 9, the carbon dioxide state prediction apparatus of the present invention performs the first step processing by the input unit 121 and performs the second step processing by the calculation unit 122. Note that the output unit 123 outputs the information obtained by the calculation unit 122 to a required device in various forms such as optical.
[0035]
In the present invention, in predicting the carbon dioxide state in the discharge apparatus, assuming that the liquid carbon dioxide is constantly discharged, the discharge is inclined and towed by the work ship 103 as shown in FIG. A model in which liquid carbon dioxide flows through the inside of the pipe 104 is set. FIG. 10A is a schematic view showing a discharge device, and FIG. 10B shows a cross section of a discharge pipe portion indicated by a Y portion in FIG. 10A. Here, when liquid carbon dioxide is discharged into the sea through the discharge pipe 104, even if the discharge pipe 104 is covered with the heat insulating material 111, the seawater outside the discharge pipe 104 is cooled by the low-temperature liquid carbon dioxide flowing inside the discharge pipe 104. Thus, ice 113 is formed on the outer peripheral portion of the heat insulating material 111 covering the discharge pipe 104. FIGS. 11A and 11B show analysis models of the discharge pipe 104. In the discharge pipe 104, as shown by the temperature gradient line in FIG. 11B, the discharge pipe 104 and the heat insulating material 111 are formed from liquid carbon dioxide. A temperature gradient appears in which the temperature rises over ice 113 and seawater.
[0036]
The analysis model is premised on the following. (1) The state of liquid carbon dioxide flowing inside the discharge pipe 104 is as follows. The flow of liquid carbon dioxide in the tube is a one-dimensional steady flow. Let the physical properties of liquid carbon dioxide be a function of pressure and temperature. The phase change of liquid carbon dioxide is not taken into consideration, and whether or not liquid carbon dioxide evaporates is evaluated by saturated vapor pressure. The heat transfer between the discharge pipe axial heat conduction and the discharge pipe inner wall is considered. (2) The icing outside the discharge pipe is as follows. Assume that ice (sea ice) is formed by seawater outside the discharge pipe. In the sea ice, heat transfer in the radial direction of the discharge pipe is considered, and heat transfer in the axial direction is not considered. This heat transfer in the radial direction of the discharge pipe includes heat transfer between the sea current and the outside of the sea ice, heat conduction within the sea ice, and heat transfer between the sea ice inside and the outside of the discharge pipe. (3) The ocean current (the flow of seawater in the sea where the discharge pipe moves) is as follows. The ocean current distribution and temperature distribution are assumed to be uniform in the horizontal plane and distributed in the vertical direction. Seawater properties are a function of pressure, temperature and salinity. (4) The discharge pipe is as follows. Analyze the inclination of the discharge pipe and use the result. Note that heat transfer in the radial direction of the discharge pipe is taken into consideration, and heat transfer in the axial direction of the discharge pipe is not taken into consideration.
[0037]
The first step and the second step for predicting the carbon dioxide state in the discharge apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a flowchart in the method for predicting the carbon dioxide state.
[0038]
First, when designing a discharge device, the input unit 121 performs the first step.
[0039]
In this first step, the calculation condition described below is set in advance to an appropriate value by the input unit 121 and input to the calculation unit 122 (FIG. 7: SP1). The calculation conditions to be input are conditions for feeding liquid carbon dioxide into the discharge pipe, conditions for the discharge pipe, conditions for feeding the liquid carbon dioxide, conditions for the discharge pipe, navigation conditions, and ocean current conditions. The conditions for feeding the liquid carbon dioxide into the discharge pipe include the pressure, temperature, and flow rate of the liquid carbon dioxide when the liquid carbon dioxide is fed from the inlet of the discharge pipe. The discharge pipe conditions are the outer diameter, thickness, thermal conductivity and elastic modulus of the discharge pipe, the inclination of the discharge pipe, the material (thermal conductivity) of the heat insulating material covering the outside of the discharge pipe, the installation position, and the inside of the discharge pipe. There are pressure loss, installation position, number of installations, etc. in the pressure regulator (for example, orifice) to be provided. The navigation conditions are the speed (ship speed) and direction of the work ship towing the discharge pipe. The ocean current conditions are the seawater temperature at each depth, the direction in which the seawater flows, the speed, the seawater concentration, etc. in the sea area where liquid carbon dioxide is released. This calculation condition determines the total amount of carbon dioxide to be discharged, the pressure and temperature of carbon dioxide, and the current conditions of the ocean area to be discharged. Based on this, the dimensions of the discharge pipe, the inclination of the discharge pipe, The condition of the heat insulating material to be covered and the condition of the pressure adjusting body provided inside the discharge pipe are set.
[0040]
In addition, the physical properties (density, viscosity coefficient), seawater properties (viscosity coefficient), and sea ice properties (heat transfer coefficient, solidification temperature) of liquid carbon dioxide are input to the calculation unit 122. These physical properties are unique values of liquid carbon dioxide, seawater and sea ice, respectively. Each time the carbon dioxide state is predicted, these physical property values are input from the input unit 121 to the calculation unit 122, or are previously stored in the calculation unit 122 as common data necessary for the calculation (see FIG. 7: SP10).
[0041]
Next, the calculation unit 122 performs the following calculation using the data input in the first step.
[0042]
First, the shape of the discharge pipe is set based on the size and shape conditions of the discharge pipe (SP2), and then the necessary conditions and physical properties such as navigation conditions and ocean current conditions are combined to determine the discharge pipe's dimensions and shape The inclination angle of the discharge pipe input by calculating the inclination angle is updated (SP3). Next, ocean current conditions are newly set based on the updated inclination of the discharge pipe (SP4), and then the physical properties of the liquid carbon dioxide flowing inside the discharge pipe are newly set based on the updated inclination of the discharge pipe. Set (SP5).
[0043]
Next, heat transfer calculation in the discharge pipe is performed (SP6), and the heat transfer from the inside of the discharge pipe to the outside, the heat transfer from the outside of the discharge pipe to the inside, and the thickness of the sea ice formed outside the heat insulating material are obtained. . This calculation uses the following formula. That is, as a basic equation for determining the state of liquid carbon dioxide downstream in the discharge pipe, a mass conservation equation represented by equations (1) and (2), a momentum conservation equation represented by equation (3), and equation (4) And the energy conservation formula shown by Formula (5) is used.
[0044]
[Expression 1]

The heat transfer between the liquid carbon dioxide flowing inside the discharge pipe and the inner wall of the discharge pipe is evaluated using the equations (6) to (8).
[0045]
[Expression 2]

Each heat transfer of seawater, a discharge pipe, a heat insulating material, and adhering ice is evaluated using the formulas (9) to (11).
[0046]
[Equation 3]

Furthermore, the thickness of sea ice formed outside the discharge pipe or the heat insulating material is evaluated using the equations (12) to (15).
[0047]
[Expression 4]

Based on the result of heat transfer calculation in the discharge pipe, the convergence determination of the attached sea ice thickness is performed (SP7), and if necessary, the physical properties of the liquid carbon dioxide are newly set according to the determination result. Returning to step (SP5), the heat transfer calculation in the discharge pipe is performed again, and the convergence determination of the attached sea ice thickness is performed. When the attached sea ice thickness is determined in this way, the convergence determination of the inclination degree of the discharge pipe is performed (SP8). Further, if necessary as a result of the determination of the convergence of the inclination of the discharge pipe, the flow returns to the step (SP2) for setting the shape of the discharge pipe again, and the inclination of the discharge pipe is again measured through the same process as described above. Convergence determination is performed.
[0048]
When the inclination of the discharge pipe is determined in this way, the temperature distribution of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe and the pressure distribution of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe based on the inclination degree of the discharge pipe And the thickness of ice attached to the discharge pipe. Furthermore, if necessary, the evaporation of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe is also determined as shown in FIG. FIG. 8 shows the relationship between input information items, calculation items, and output information items. These pieces of information are output from the output unit 123 as information for predicting the state of the liquid carbon dioxide when the liquid carbon dioxide is discharged into the sea through the discharge pipe. By setting the calculation conditions to be input in this way, when the liquid carbon dioxide flows down the inclined towed discharge pipe, the pressure and temperature of the liquid carbon dioxide are discharged from the sea surface according to the discharge conditions. It is appropriate for predicting (evaluating) how it will change toward.
[0049]
As described above, the state prediction (evaluation) of the liquid carbon dioxide obtained as a result of the calculation in the second step based on various conditions set and input in advance in the first step as the design of the discharge device. In this case, it is determined whether or not the liquid carbon dioxide can be suppressed from vaporizing inside the discharge pipe, and if it can be controlled, the conditions related to the discharge including the preset discharge pipe conditions are determined as the design value. To do. If it is difficult to suppress the vaporization of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe, adjust the liquid carbon dioxide feed conditions, discharge pipe conditions, navigation conditions and ocean current conditions input in the first step as appropriate. Then, the calculation is performed again in the second step, and the temperature distribution and pressure distribution of the liquid carbon dioxide inside the discharge pipe, the thickness of ice attached to the discharge pipe, and the inclination of the discharge pipe are predicted. Finally, liquid carbon dioxide feed conditions, discharge pipe conditions, navigation conditions, and ocean current conditions that can suppress the vaporization of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe are set as design values. In setting the design value, it is necessary to make it possible to dilute the liquid carbon dioxide discharged from the discharge pipe into the sea at a required dilution rate.
[0050]
In this way, it is possible to easily and reliably design a discharge device having liquid carbon dioxide feed conditions, discharge pipe conditions, ship navigation conditions, and ocean current conditions that can suppress vaporization of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe. it can.
[0051]
According to this prediction (evaluation) according to the present invention, in order to suppress the vaporization of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe, as shown in FIGS. It has been found that it is effective to provide the orifice 112 provided in the pipe 104 within a range of 600 m from the sea surface.
[0052]
12 to 14 show the relationship between the depth in the sea determined by the liquid carbon dioxide state prediction method of the present invention, the temperature and pressure distribution of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe, and the inclination of the discharge pipe. Where V is the speed of the work boat and W is the amount of liquid carbon dioxide released per unit time. That is, FIG. 12 shows the temperature distribution of liquid carbon dioxide, and it can be seen that the temperature of liquid carbon dioxide rises as the depth in the sea increases. FIG. 13 shows the pressure distribution of liquid carbon dioxide, and it can be seen that the pressure of liquid carbon dioxide increases as the depth in the sea increases. FIG. 14 shows the inclination of the discharge pipe, and it can be seen that the inclination increases as the depth in the sea increases.
[0053]
Next, the ocean discharge control apparatus of the carbon dioxide of this invention is demonstrated.
[0054]
This control device, when actually performing the operation of actually discharging liquid carbon dioxide into the sea by the discharge device, causes the pressure of the liquid carbon dioxide when the liquid carbon dioxide flows down the inside of the discharge pipe that is inclined and towed. Evaluate how the temperature changes from the sea surface to the outlet of the outlet according to the actual conditions, and reduce the actual amount of liquid carbon dioxide in the outlet It controls the working conditions, that is, the speed of the working ship and the discharge flow rate of liquid carbon dioxide.
[0055]
The control apparatus of the present invention corresponds to a prediction apparatus that implements the above-described prediction method, and a method and a configuration. That is, the control device of the present invention is configured to send liquid carbon dioxide into a discharge pipe pivotally supported by a ship traveling on the sea and suspended in the sea, and discharge it into the sea from a hole formed in the discharge pipe. A first means for inputting physical conditions related to liquid carbon dioxide, seawater and sea ice, and a discharge pipe based on the actual conditions and physical characteristics input by the first means. And a second means for calculating the form of the discharge pipe and the state of the liquid carbon dioxide when liquid carbon dioxide is fed into the discharge pipe and discharged into the sea. The first means corresponds to the input unit 121 of the prediction device that performs the first step of the prediction method, and the second means corresponds to the calculation unit 122 of the prediction device that executes the second step of the prediction method. It is.
[0056]
The conditions input to the first means are the liquid carbon dioxide feed conditions actually performed (specifically, the pressure and temperature of carbon dioxide at the actual outlet pipe inlet), and the actual outlet pipe conditions ( Specifically, the dimensions of the discharge pipe actually used, the angle of inclination, the conditions of the heat insulating material actually provided outside the discharge pipe and the conditions of the pressure regulator, and the actual working vessel navigation conditions (specifically Is the navigation speed and direction of the working ship that is actually navigating), and the actual ocean current conditions (specifically, the flow velocity, direction, and temperature of the seawater in the actual discharge area). In addition, a discharge pipe, a heat insulating material, and a pressure regulator (for example, an orifice) are fixed conditions, and a liquid carbon dioxide sending condition, a navigation condition, and ocean current conditions change for every discharge work. That is, according to the present invention, it is possible to input appropriate information for controlling the release of carbon dioxide in the control device.
[0057]
Then, in the second means, each step from SP2 to SP8 in FIG. 7 is processed in the same manner as the prediction method and apparatus described above, the inclination of the discharge pipe, the temperature distribution of the liquid carbon dioxide inside the discharge pipe, The pressure distribution of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe and the thickness of ice attached to the discharge pipe are obtained. Furthermore, the evaporation of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe is also determined as necessary. These pieces of information are output from the output unit 123 as information for predicting the state of the liquid carbon dioxide when the liquid carbon dioxide is discharged into the sea through the discharge pipe. That is, according to the present invention, it is possible to output appropriate information for controlling the discharge of carbon dioxide in the control device.
[0058]
As described above, the state of the liquid carbon dioxide obtained as a result of the calculation in the second step based on the actual various conditions input by the first means is the inside of the discharge pipe in designing the discharge apparatus. It is determined whether or not the vaporization of liquid carbon dioxide can be suppressed, and if it can be suppressed, the actual conditions that are input, that is, the liquid carbon dioxide feed condition and the navigation condition are set as control values. If it is not possible to suppress the vaporization of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe, the liquid carbon dioxide feed conditions and ship navigation conditions input in the first step are corrected as appropriate and the calculation is performed in the second step again. The temperature distribution and pressure distribution of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe, the thickness of ice attached to the discharge pipe, and the inclination of the discharge pipe are obtained. In this way, the liquid carbon dioxide feeding condition and the navigation condition that can finally suppress the vaporization of liquid carbon dioxide inside the discharge pipe are set as control values for actually performing the discharge. In addition, when setting this control value, it is necessary to make it possible to dilute the liquid carbon dioxide released from the discharge pipe into the sea at the required dilution rate.
[0059]
If it does in this way, discharge of liquid carbon dioxide can be controlled easily and reliably so that it can control that liquid carbon dioxide vaporizes inside a discharge pipe. According to the present invention, it is possible to input appropriate information and output appropriate information for controlling the release of carbon dioxide in the control device.
[0060]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the carbon dioxide state prediction method and the prediction device of the present invention, when liquid carbon dioxide flows down the inside of a discharge pipe that is inclined and towed in a discharge apparatus that discharges liquid carbon dioxide to the ocean. By predicting the change in the state of liquid carbon dioxide, it is possible to easily and reliably design a discharge device that suppresses the vaporization of liquid carbon dioxide flowing inside the discharge tube when designing the discharge device. In addition, it is possible to set conditions relating to the discharge that suppresses vaporization of the liquid carbon dioxide flowing inside the discharge pipe.
[0062]
According to the present invention, it is possible to input appropriate information and output appropriate information for predicting the carbon dioxide state in the carbon dioxide state prediction method and the prediction device.
[0063]
According to the carbon dioxide ocean discharge control device of the present invention, when the operation of actually discharging liquid carbon dioxide into the sea by the discharge device is performed, the liquid carbon dioxide flows down the inside of the discharge pipe that is inclined and towed. At this time, the change in the state of the liquid carbon dioxide is evaluated, and the actual conditions in the discharge apparatus can be easily and reliably controlled so as to suppress the liquid carbon dioxide from being vaporized inside the discharge pipe.
[0064]
According to the present invention, it is possible to input appropriate information and output appropriate information for controlling the release of carbon dioxide in the control device.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing a system for ocean discharge of liquid carbon dioxide by a middle-layer release method targeted by the present invention.
FIG. 2 is a view showing a discharge state of liquid carbon dioxide in the discharge system.
FIG. 3 is a diagram showing the behavior of liquid carbon dioxide released into the sea in the discharge system.
FIG. 4 is a view showing a discharge pipe used in the discharge system.
FIG. 5 is a view showing a discharge pipe used in the discharge system.
FIG. 6 is a view showing a discharge pipe used in the discharge system.
FIG. 7 is a flowchart showing the process of the prediction method of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing input items, calculation items, and output items when performing calculations in the method of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of an apparatus according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an analysis model in the prediction method of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing an analysis model of a discharge pipe in the prediction method of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a temperature distribution of liquid carbon dioxide in a discharge pipe.
FIG. 13 is a diagram showing a pressure distribution of liquid carbon dioxide in a discharge pipe.
FIG. 14 is a diagram showing the inclination of the discharge pipe.
FIG. 15 is a diagram showing a phase state of carbon dioxide.
[Explanation of symbols]
103 ... work boat,
103a ... a storage tank,
104 ... discharge pipe,
105 ... discharge hole,
106 ... liquid carbon dioxide,
107 ... droplet,
111 ... heat insulating material,
112: Orifice (pressure adjusting body),
121 ... Input unit,
122 ... arithmetic unit,
123: Output unit.

Claims

A calculation unit that sets in advance conditions related to the discharge of liquid carbon dioxide into a discharge pipe that is pivotally supported by a ship sailing on the sea and suspended in the sea, and then discharged into the sea from a hole formed in the discharge pipe. A first step of inputting physical properties relating to liquid carbon dioxide, seawater and sea ice to the calculation unit, and discharging the liquid carbon dioxide based on the conditions and physical properties input in the first step. A second step of calculating and predicting the shape of the discharge pipe and the state of liquid carbon dioxide when being fed into the pipe and discharged into the sea by a calculation unit ; Carbon dioxide status prediction method.

2. The carbon dioxide in the ocean discharge of carbon dioxide according to claim 1, wherein the conditions input to the calculation unit in the first step are a liquid carbon dioxide feed condition, a discharge pipe condition, a navigation condition, and an ocean current condition. State prediction method.

The liquid carbon dioxide feeding conditions are the pressure and temperature of liquid carbon dioxide, and the discharge pipe conditions are the dimensions of the discharge pipe, the inclination angle, the conditions of the heat insulating material provided outside the discharge pipe, and the conditions of the pressure control body provided inside the discharge pipe The method according to claim 2, wherein the navigation condition is a navigation speed of a ship, and the ocean current condition is a flow velocity, a direction and a temperature of sea water.

The shape of the discharge pipe predicted in the second step is the inclination of the discharge pipe and the state of ice adhering to the discharge pipe, and the state of the liquid carbon dioxide is the temperature distribution of the liquid carbon dioxide inside the discharge pipe. The carbon dioxide state prediction method in the ocean discharge of carbon dioxide according to claim 1, wherein the carbon dioxide state is a pressure distribution.

A calculation unit that sets in advance conditions related to the discharge of liquid carbon dioxide into a discharge pipe that is pivotally supported by a ship sailing on the sea and suspended in the sea, and then discharged into the sea from a hole formed in the discharge pipe. And a first means for inputting physical properties relating to liquid carbon dioxide, seawater and sea ice to the calculation section, and a liquid based on the conditions and the physical properties input to the calculation section by the first means. Carbon dioxide, comprising: a second means for calculating and predicting the state of the liquid discharge carbon dioxide and the state of liquid carbon dioxide when the carbon dioxide is fed into the discharge pipe and released into the sea carbon dioxide condition prediction device in the ocean discharge of.

The conditions input to the calculation unit by the first means are liquid carbon dioxide feed conditions, discharge pipe conditions, navigation conditions, and ocean current conditions. State prediction device.

The liquid carbon dioxide feeding conditions are the pressure and temperature of liquid carbon dioxide, and the discharge pipe conditions are the dimensions of the discharge pipe, the inclination angle, the conditions of the heat insulating material provided outside the discharge pipe, and the conditions of the pressure control body provided inside the discharge pipe 7. The apparatus for predicting a carbon dioxide state in an ocean discharge of carbon dioxide according to claim 6, wherein the navigation condition is a navigation speed of a ship, and the ocean current condition is a flow velocity, direction and temperature of seawater.

The form of the discharge pipe predicted by the second means is the state of the inclination of the discharge pipe and the state of ice adhering to the discharge pipe, and the state of the liquid carbon dioxide is the state of the liquid carbon dioxide inside the discharge pipe. 6. The apparatus for predicting carbon dioxide state in ocean discharge of carbon dioxide according to claim 5, wherein the carbon dioxide state is a temperature distribution and a pressure distribution.

The actual conditions related to the discharge of liquid carbon dioxide into the discharge pipe that is pivotally supported by a ship sailing on the sea and suspended in the sea and then released into the sea from the hole formed in the discharge pipe are input to the calculation section. And a first means for inputting the physical properties of liquid carbon dioxide, seawater and sea ice to the computing unit, and based on the actual conditions and the physical properties inputted to the computing unit by the first means, And a second means for calculating and predicting the state of the liquid carbon dioxide and the state of the liquid carbon dioxide when the liquid carbon dioxide is fed into the discharge pipe and discharged into the sea. CO2 ocean discharge control device.

10. The carbon dioxide ocean discharge control device according to claim 9, wherein the conditions input to the calculation unit by the first means are a liquid carbon dioxide feed condition, a discharge pipe condition, a navigation condition, and an ocean current condition.

The liquid carbon dioxide feed conditions are the pressure and temperature of carbon dioxide, and the discharge pipe conditions are the dimensions of the discharge pipe, the inclination angle, the conditions of the heat insulating material provided outside the discharge pipe, and the conditions of the pressure control body provided inside the discharge pipe 11. The carbon dioxide ocean discharge control device according to claim 10, wherein the navigation condition is a navigation speed of a ship, and the ocean current condition is a flow velocity, a direction, and a temperature of sea water.

The form of the discharge pipe predicted by the second means is the inclination of the discharge pipe and the state of ice adhering to the discharge pipe, and the state of the liquid carbon dioxide is the temperature distribution of the liquid carbon dioxide inside the discharge pipe and The carbon dioxide ocean discharge control device according to claim 9, which is a pressure distribution.