JP2001190950A - 炭酸ガス吸収材およびその製造方法 - Google Patents
炭酸ガス吸収材およびその製造方法Info
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- JP2001190950A JP2001190950A JP2000006703A JP2000006703A JP2001190950A JP 2001190950 A JP2001190950 A JP 2001190950A JP 2000006703 A JP2000006703 A JP 2000006703A JP 2000006703 A JP2000006703 A JP 2000006703A JP 2001190950 A JP2001190950 A JP 2001190950A
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い機械的強度と優れた炭酸ガス吸収能力と
を両有する炭酸ガス吸収材を提供する。 【解決手段】 リチウム化ジルコニアと無機バインダー
とを含有することを特徴とする。前記無機バインダー
は、セピオライト、アタパルジャイト、カオリン、蛙目
粘土、ベントナイト、モンモリロナイト、およびカオリ
ナイトからなる群から選択される少なくとも１種とする
ことができる
を両有する炭酸ガス吸収材を提供する。 【解決手段】 リチウム化ジルコニアと無機バインダー
とを含有することを特徴とする。前記無機バインダー
は、セピオライト、アタパルジャイト、カオリン、蛙目
粘土、ベントナイト、モンモリロナイト、およびカオリ
ナイトからなる群から選択される少なくとも１種とする
ことができる
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素を主成分
とする燃料を利用するエネルギープラントや化学プラン
ト、自動車等から発生する排気ガス中から炭酸ガスを分
離回収するシステム、あるいは燃料供給部におけるガス
の精製に利用でき、特に５００℃を越える高温で繰り返
し利用可能な炭酸ガス吸収材およびその製造方法に関す
る。
とする燃料を利用するエネルギープラントや化学プラン
ト、自動車等から発生する排気ガス中から炭酸ガスを分
離回収するシステム、あるいは燃料供給部におけるガス
の精製に利用でき、特に５００℃を越える高温で繰り返
し利用可能な炭酸ガス吸収材およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】排ガス中からの炭酸ガス分離に用いられ
る方法としては、アルカノールアミン系溶媒などによる
化学分離プロセスや、圧力スイング法、深冷分離法、お
よび膜分離法などが知られている。しかしながら、いず
れの方法も、使用される膜や溶媒などの材料の耐熱性の
限界から、導入ガス温度の上限を２００℃程度以下に抑
える必要がある。したがって、高温のガスを排出するシ
ステムから分離した炭酸ガスを他の高温系へリサイクル
して利用を試みても、熱交換等による冷却過程を要し、
結果として炭酸ガス分離のために消費するエネルギーが
大きくなってしまう。このため、幅広い利用が妨げられ
ていた。
る方法としては、アルカノールアミン系溶媒などによる
化学分離プロセスや、圧力スイング法、深冷分離法、お
よび膜分離法などが知られている。しかしながら、いず
れの方法も、使用される膜や溶媒などの材料の耐熱性の
限界から、導入ガス温度の上限を２００℃程度以下に抑
える必要がある。したがって、高温のガスを排出するシ
ステムから分離した炭酸ガスを他の高温系へリサイクル
して利用を試みても、熱交換等による冷却過程を要し、
結果として炭酸ガス分離のために消費するエネルギーが
大きくなってしまう。このため、幅広い利用が妨げられ
ていた。
【０００３】そのような中で、リチウム化ジルコニウム
を用いた炭酸ガスの分離方法が検討されている（特開平
９−９９２１４号公報）。リチウム化ジルコニアを使用
することによって、高温の排ガス中からの冷却工程なし
に炭酸ガスを分離することが可能となる。こうした材料
を用いた実際の炭酸ガスの分離では、吸収材を粉末では
なく成型体の形態で用いることが検討されている（特開
平１１−２５３７４６号公報）。例えば、粉末をプレス
成型した圧粉体、有機化合物バインダにより成型した成
型体などが検討されている。
を用いた炭酸ガスの分離方法が検討されている（特開平
９−９９２１４号公報）。リチウム化ジルコニアを使用
することによって、高温の排ガス中からの冷却工程なし
に炭酸ガスを分離することが可能となる。こうした材料
を用いた実際の炭酸ガスの分離では、吸収材を粉末では
なく成型体の形態で用いることが検討されている（特開
平１１−２５３７４６号公報）。例えば、粉末をプレス
成型した圧粉体、有機化合物バインダにより成型した成
型体などが検討されている。
【０００４】しかしながら、従来の成型体は、吸収性能
に関しては粉末と同等レベルにあるものの、反応容器に
充填した場合に下部成型体が破壊するなど機械的強度に
問題がある。
に関しては粉末と同等レベルにあるものの、反応容器に
充填した場合に下部成型体が破壊するなど機械的強度に
問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決するためになされたものであり、高い機械的強度と
優れた炭酸ガス吸収能力とを両立する炭酸ガス吸収材を
提供することを目的とする。
解決するためになされたものであり、高い機械的強度と
優れた炭酸ガス吸収能力とを両立する炭酸ガス吸収材を
提供することを目的とする。
【０００６】また本発明は、高い機械的強度と優れた炭
酸ガス吸収能力とを両立する炭酸ガス吸収材を安定して
得るための製造方法を提供することを目的とする。
酸ガス吸収能力とを両立する炭酸ガス吸収材を安定して
得るための製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、リチウム化ジルコニアと無機バインダー
とを含有することを特徴とする炭酸ガス吸収材を提供す
る。
に、本発明は、リチウム化ジルコニアと無機バインダー
とを含有することを特徴とする炭酸ガス吸収材を提供す
る。
【０００８】また本発明は、リチウム化ジルコニアを準
備する工程と、前記リチウム化ジルコニアおよび無機バ
インダーを混合して混合物を得る工程と、前記混合物を
成型して成型体を得る工程と、前記成型体を４００℃以
上７００℃以下の温度で熱処理する工程とを具備する炭
酸ガス吸収材の製造方法を提供する。
備する工程と、前記リチウム化ジルコニアおよび無機バ
インダーを混合して混合物を得る工程と、前記混合物を
成型して成型体を得る工程と、前記成型体を４００℃以
上７００℃以下の温度で熱処理する工程とを具備する炭
酸ガス吸収材の製造方法を提供する。
【０００９】さらに本発明は、リチウム化ジルコニアを
準備する工程と、前記リチウム化ジルコニアおよび全量
に対して５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の量のセピオライ
トを混合して混合物を得る工程と、前記混合物を成型し
て成型体を得る工程と、前記成型体を４００℃以上７０
０℃以下の温度で熱処理する工程とを具備する炭酸ガス
吸収材の製造方法を提供する。
準備する工程と、前記リチウム化ジルコニアおよび全量
に対して５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の量のセピオライ
トを混合して混合物を得る工程と、前記混合物を成型し
て成型体を得る工程と、前記成型体を４００℃以上７０
０℃以下の温度で熱処理する工程とを具備する炭酸ガス
吸収材の製造方法を提供する。
【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】本発明の炭酸ガス吸収材において、リチウ
ム化ジルコニアは、炭酸ガス吸収・放出性能を有するも
のであり、原料粉末としてのジルコニアと炭酸リチウム
とから合成することができる。ここで用いられる原料粉
末の平均粒子径は、０．０１μｍから１００μｍの範囲
であることが好ましい。０．０１μｍ未満の粒子径を有
する原料粉末は、得られるリチウム化ジルコニアの初期
活性が高くなるが、活性が高すぎてすぐに失活してしま
う。一方、１００μｍを越えると、リチウム化ジルコニ
アの合成が困難となるおそれがある。なお、原料粉末の
平均粒子径は、０．０１〜５０μｍの範囲であることが
より好ましい。
ム化ジルコニアは、炭酸ガス吸収・放出性能を有するも
のであり、原料粉末としてのジルコニアと炭酸リチウム
とから合成することができる。ここで用いられる原料粉
末の平均粒子径は、０．０１μｍから１００μｍの範囲
であることが好ましい。０．０１μｍ未満の粒子径を有
する原料粉末は、得られるリチウム化ジルコニアの初期
活性が高くなるが、活性が高すぎてすぐに失活してしま
う。一方、１００μｍを越えると、リチウム化ジルコニ
アの合成が困難となるおそれがある。なお、原料粉末の
平均粒子径は、０．０１〜５０μｍの範囲であることが
より好ましい。
【００１２】また、原料粉末の純度は、９０％以上であ
ることが望まれる。純度が低い場合には、不純物混入に
よりＣＯ2吸収放出反応を阻害する反応物が形成される
という不都合が生じる。
ることが望まれる。純度が低い場合には、不純物混入に
よりＣＯ2吸収放出反応を阻害する反応物が形成される
という不都合が生じる。
【００１３】原料粉末として用いるジルコニアは、例え
ば、マグネシア部分安定化ジルコニアのように、他の酸
化物を固溶させた状態で用いてもよい。他の酸化物とし
ては、具体的には、Ｙ2Ｏ3などのランタノイド元素の酸
化物やＣａＯなどのアルカリ土類金属元素の酸化物等が
挙げられる。
ば、マグネシア部分安定化ジルコニアのように、他の酸
化物を固溶させた状態で用いてもよい。他の酸化物とし
ては、具体的には、Ｙ2Ｏ3などのランタノイド元素の酸
化物やＣａＯなどのアルカリ土類金属元素の酸化物等が
挙げられる。
【００１４】本発明の炭酸ガス吸収材に含有される無機
バインダーとしては、例えば、セピオライト、アタパル
ジャイト、カオリン、蛙目粘土、ベントナイト、モンモ
リロナイト、およびカオリナイト等が挙げられる。
バインダーとしては、例えば、セピオライト、アタパル
ジャイト、カオリン、蛙目粘土、ベントナイト、モンモ
リロナイト、およびカオリナイト等が挙げられる。
【００１５】ここで、無機バインダーとして用いられる
セピオライトに関して詳細に説明する。
セピオライトに関して詳細に説明する。
【００１６】このセピオライトとは、Ｍｇ4(1-x)Ｃａ4x
Ｓｉ6Ｏ15（ＯＨ）2の化学式で表される複合ケイ酸塩で
あり、リチウム化ジルコニアを成型体に成形する際の形
状保持の役割を担う。用い得るセピオライトの形態とし
ては、粉末、繊維形状などがあるが特に制限されるもの
ではない。このセピオライトは、大気中４００℃以上７
００℃以下の熱処理により容易に結合して、リチウム化
ジルコニアを保持する形態を形成するとともに、吸収材
内部および表面に気孔を形成する。
Ｓｉ6Ｏ15（ＯＨ）2の化学式で表される複合ケイ酸塩で
あり、リチウム化ジルコニアを成型体に成形する際の形
状保持の役割を担う。用い得るセピオライトの形態とし
ては、粉末、繊維形状などがあるが特に制限されるもの
ではない。このセピオライトは、大気中４００℃以上７
００℃以下の熱処理により容易に結合して、リチウム化
ジルコニアを保持する形態を形成するとともに、吸収材
内部および表面に気孔を形成する。
【００１７】また、セピオライトは、種々の望ましい特
性を有している。例えば、リチウム化ジルコニアとの反
応性が低いことに加えて、５００℃付近の高温における
炭酸ガスとの反応性が低い。さらに、セピオライト自体
の比表面積が大きいために、バインダーとして用いてリ
チウム化ジルコニアを成型した際には、高い比表面積を
有する成型体を得ることができる。
性を有している。例えば、リチウム化ジルコニアとの反
応性が低いことに加えて、５００℃付近の高温における
炭酸ガスとの反応性が低い。さらに、セピオライト自体
の比表面積が大きいために、バインダーとして用いてリ
チウム化ジルコニアを成型した際には、高い比表面積を
有する成型体を得ることができる。
【００１８】なお、本発明の炭酸ガス吸収材中のリチウ
ム化ジルコニアは、アルカリ金属あるいはアルカリ土類
金属を含有する酸化物、炭酸塩または水和物等を含有し
ていることが望ましい。これらの成分は、リチウム化ジ
ルコニアのガス吸収速度の向上に寄与する吸収能力向上
成分である。具体的には、Ｋ2ＣＯ3、ＬｉＫＣＯ3、お
よびＮａ2ＣＯ3等が挙げられる。こうした吸収能力向上
成分は、単独でまたは２種以上を混合して用いてもよ
い。
ム化ジルコニアは、アルカリ金属あるいはアルカリ土類
金属を含有する酸化物、炭酸塩または水和物等を含有し
ていることが望ましい。これらの成分は、リチウム化ジ
ルコニアのガス吸収速度の向上に寄与する吸収能力向上
成分である。具体的には、Ｋ2ＣＯ3、ＬｉＫＣＯ3、お
よびＮａ2ＣＯ3等が挙げられる。こうした吸収能力向上
成分は、単独でまたは２種以上を混合して用いてもよ
い。
【００１９】本発明の炭酸ガス吸収材成型体は、以下の
４つの工程により製造することができる。
４つの工程により製造することができる。
【００２０】１）炭酸ガス吸収材粉末の調製工程 まず、ジルコニア、炭酸リチウムおよび必要に応じて吸
収能力向上成分を混合する。用いられる各成分の混合比
は、ジルコニア：炭酸リチウム：吸収能力向上成分＝３
９ｗｔ％：２６ｗｔ％：３５ｗｔ％〜５９ｗｔ％：３９
ｗｔ％：２ｗｔ％程度の範囲で設定することができる。
収能力向上成分を混合する。用いられる各成分の混合比
は、ジルコニア：炭酸リチウム：吸収能力向上成分＝３
９ｗｔ％：２６ｗｔ％：３５ｗｔ％〜５９ｗｔ％：３９
ｗｔ％：２ｗｔ％程度の範囲で設定することができる。
【００２１】その後、こうした割合の原料粉末を乾式混
合した後、７００〜１０００℃で５〜１０時間程度、大
気中にて焼成することにより、リチウム化ジルコニアか
らなる炭酸ガス吸収材粉末が得られる。吸収能力向上成
分が水溶して消失してしまうのを防ぐ目的から、混合の
工程は乾式で行うのが好ましい。湿式で混合を行う場合
には、リチウムおよび吸収能力向上成分が液中の酸性成
分と反応するのを避ける目的から、液性を塩基性とする
ことが望まれる。
合した後、７００〜１０００℃で５〜１０時間程度、大
気中にて焼成することにより、リチウム化ジルコニアか
らなる炭酸ガス吸収材粉末が得られる。吸収能力向上成
分が水溶して消失してしまうのを防ぐ目的から、混合の
工程は乾式で行うのが好ましい。湿式で混合を行う場合
には、リチウムおよび吸収能力向上成分が液中の酸性成
分と反応するのを避ける目的から、液性を塩基性とする
ことが望まれる。
【００２２】２）炭酸ガス吸収材粉末と無機バインダー
との混合工程 得られた炭酸ガス吸収粉末に対し無機バインダーを混合
して、混合物を得る。無機バインダーの配合量は、混合
物全体に対して５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の範囲内と
することが好ましく、その種類にもよるが、混合物全体
に対して５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下程度とすることが
より好ましく、１０ｗｔ％程度が最も好ましい。
との混合工程 得られた炭酸ガス吸収粉末に対し無機バインダーを混合
して、混合物を得る。無機バインダーの配合量は、混合
物全体に対して５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の範囲内と
することが好ましく、その種類にもよるが、混合物全体
に対して５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下程度とすることが
より好ましく、１０ｗｔ％程度が最も好ましい。
【００２３】無機バインダーの割合が５ｗｔ％未満の場
合には、吸収性能は粉末の状態のまま維持されて良好で
あるが、形態を保持することが困難となるのみならず、
気孔形成の効果を充分に得ることができない。一方、３
０ｗｔ％を越えて多量に配合した場合には、形態を保持
することはできるものの吸収材のガス吸収性能の低下を
招くおそれがある。
合には、吸収性能は粉末の状態のまま維持されて良好で
あるが、形態を保持することが困難となるのみならず、
気孔形成の効果を充分に得ることができない。一方、３
０ｗｔ％を越えて多量に配合した場合には、形態を保持
することはできるものの吸収材のガス吸収性能の低下を
招くおそれがある。
【００２４】３）成型工程 炭酸ガス吸収材粉末に無機バインダーが混合された混合
物に２０〜３５％の水を加えて、さらに混練した後、押
し出し成型機にて成型する。ここで得られる成型体の形
状は、球、円柱形状、および鞍型など、特に限定されな
いが、その体積は、１ｍｍ3以上の体積を有することが
好ましい。成型体の体積が、１ｍｍ3未満では成型体が
細かすぎ、充填した場合に反応容器の上下流側での圧力
損失が大きくなりすぎるという問題が生じる。
物に２０〜３５％の水を加えて、さらに混練した後、押
し出し成型機にて成型する。ここで得られる成型体の形
状は、球、円柱形状、および鞍型など、特に限定されな
いが、その体積は、１ｍｍ3以上の体積を有することが
好ましい。成型体の体積が、１ｍｍ3未満では成型体が
細かすぎ、充填した場合に反応容器の上下流側での圧力
損失が大きくなりすぎるという問題が生じる。
【００２５】４）熱処理工程 得られた成型体を５０〜２００℃で３〜１０時間程度乾
燥した後、大気中で４００〜７００℃で４〜１０時間焼
成して熱処理する。焼成温度が４００℃未満の場合に
は、バインダーが溶融せず良好が結着性が得られない。
一方、７００℃を越えると、バインダーとリチウム化ジ
ルコニアとが反応して、吸収性能を低下させる物質が合
成されるおそれがある。なお、成型体を熱処理する温度
は、５００〜７００℃の範囲がより好ましいが、用いる
無機バインダーの種類や量などに応じて適宜決定するこ
とができる。
燥した後、大気中で４００〜７００℃で４〜１０時間焼
成して熱処理する。焼成温度が４００℃未満の場合に
は、バインダーが溶融せず良好が結着性が得られない。
一方、７００℃を越えると、バインダーとリチウム化ジ
ルコニアとが反応して、吸収性能を低下させる物質が合
成されるおそれがある。なお、成型体を熱処理する温度
は、５００〜７００℃の範囲がより好ましいが、用いる
無機バインダーの種類や量などに応じて適宜決定するこ
とができる。
【００２６】このように無機バインダーを添加して得ら
れた本発明の炭酸ガス吸収材は、高い圧壊強度と吸収性
能との２つの優れた特性を兼ね備えている。
れた本発明の炭酸ガス吸収材は、高い圧壊強度と吸収性
能との２つの優れた特性を兼ね備えている。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、具体例および比較例を示し
て本発明をさらに詳細に説明する。
て本発明をさらに詳細に説明する。
【００２８】（実施例１）出発原料として、純度９９．
９％の平均粒子径１μｍのＬｉ2ＣＯ3粉末と、純度９
９．９％の平均粒子径０．５μｍのＭｇＯ部分安定化Ｚ
ｒＯ2粉末と、吸収能力向上成分としての純度９９．９
％の平均粒子径１μｍのＫ2ＣＯ3粉末とを、Ｌｉ2Ｃ
Ｏ3：ＺｒＯ2：Ｋ2ＣＯ3＝３７ｗｔ％：５６ｗｔ％：７
ｗｔ％の割合で秤量し、その粉末を乾式混合した。その
後、９００℃で１０時間大気中にて焼成して、炭酸ガス
吸収材粉末Ａを得た。
９％の平均粒子径１μｍのＬｉ2ＣＯ3粉末と、純度９
９．９％の平均粒子径０．５μｍのＭｇＯ部分安定化Ｚ
ｒＯ2粉末と、吸収能力向上成分としての純度９９．９
％の平均粒子径１μｍのＫ2ＣＯ3粉末とを、Ｌｉ2Ｃ
Ｏ3：ＺｒＯ2：Ｋ2ＣＯ3＝３７ｗｔ％：５６ｗｔ％：７
ｗｔ％の割合で秤量し、その粉末を乾式混合した。その
後、９００℃で１０時間大気中にて焼成して、炭酸ガス
吸収材粉末Ａを得た。
【００２９】この炭酸ガス吸収材粉末Ａと、無機バイン
ダーとしての近江鉱業（株）製セピオライトとを、炭酸
ガス吸収材粉末Ａ：セピオライト＝９０ｗｔ％：１０ｗ
ｔ％の割合で秤量し、不二パウダル製混練機で１０分混
合した。次いで、この混練物１００に対し、重量で２５
％の割合で水を加えてさらに２０分混合した。
ダーとしての近江鉱業（株）製セピオライトとを、炭酸
ガス吸収材粉末Ａ：セピオライト＝９０ｗｔ％：１０ｗ
ｔ％の割合で秤量し、不二パウダル製混練機で１０分混
合した。次いで、この混練物１００に対し、重量で２５
％の割合で水を加えてさらに２０分混合した。
【００３０】得られた混練物を押し出し成型機にかけた
後、１００℃で２４時間乾燥し、次いで大気中で５００
℃で２時間焼成して、円柱形状（直径３ｍｍ、長さ３ｍ
ｍ）の炭酸ガス吸収材成型体Ｂを得た。
後、１００℃で２４時間乾燥し、次いで大気中で５００
℃で２時間焼成して、円柱形状（直径３ｍｍ、長さ３ｍ
ｍ）の炭酸ガス吸収材成型体Ｂを得た。
【００３１】この炭酸ガス吸収材成型体Ｂについて、Ｂ
ＥＴ比表面積、水銀ポロシメータにより得られた細孔容
積、および錠剤硬度計による圧壊強度を測定したとこ
ろ、それぞれ５．１ｍ2／ｇ、０．１５５ｃｃ／ｇ、お
よび２０ｋｇｆ／ｍｍであった。
ＥＴ比表面積、水銀ポロシメータにより得られた細孔容
積、および錠剤硬度計による圧壊強度を測定したとこ
ろ、それぞれ５．１ｍ2／ｇ、０．１５５ｃｃ／ｇ、お
よび２０ｋｇｆ／ｍｍであった。
【００３２】さらに、炭酸ガス吸収材粉末Ａおよび炭酸
ガス吸収材成型体Ｂの炭酸ガス吸収・放出速度を、大気
圧下、ＣＯ2（５０％）／Ａｉｒ（５０％）ガスを３０
０ｍｌ／ｍにて流通された熱重量分析装置（ＴＧ）によ
り測定した。測定に当たっては、毎分３℃の定速昇温状
態とし、炭酸ガス吸収・放出に伴う重量の増減を測定し
た。このＴＧにより得られた炭酸ガス吸収材粉末Ａおよ
び炭酸ガス吸収材成型体Ｂの炭酸ガス吸収による重量増
加割合は、それぞれ初期重量に対して、１６％および１
４％であった。
ガス吸収材成型体Ｂの炭酸ガス吸収・放出速度を、大気
圧下、ＣＯ2（５０％）／Ａｉｒ（５０％）ガスを３０
０ｍｌ／ｍにて流通された熱重量分析装置（ＴＧ）によ
り測定した。測定に当たっては、毎分３℃の定速昇温状
態とし、炭酸ガス吸収・放出に伴う重量の増減を測定し
た。このＴＧにより得られた炭酸ガス吸収材粉末Ａおよ
び炭酸ガス吸収材成型体Ｂの炭酸ガス吸収による重量増
加割合は、それぞれ初期重量に対して、１６％および１
４％であった。
【００３３】（比較例１）実施例１で得られた炭酸ガス
吸収材粉末Ａを、プレス圧５００ｋｇｆ／ｃｍ2で円柱
形状の成型体（直径約１２ｍｍ、厚さ３ｍｍ）に成型し
た。この成型体を９００℃で１０時間、大気中で焼成し
て炭酸ガス吸収材成型体Ｃを得た。
吸収材粉末Ａを、プレス圧５００ｋｇｆ／ｃｍ2で円柱
形状の成型体（直径約１２ｍｍ、厚さ３ｍｍ）に成型し
た。この成型体を９００℃で１０時間、大気中で焼成し
て炭酸ガス吸収材成型体Ｃを得た。
【００３４】この炭酸ガス吸収材成型体Ｃについて、実
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積お
よび圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材成型
体Ｃの炭酸ガス吸収・放出性能についても実施例１と同
様の手法により測定し、得られた結果を下記表１にまと
める。
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積お
よび圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材成型
体Ｃの炭酸ガス吸収・放出性能についても実施例１と同
様の手法により測定し、得られた結果を下記表１にまと
める。
【００３５】（実施例２）出発原料として、純度９９．
９％の平均粒子径１μｍのＬｉ2ＣＯ3粉末と、純度９
９．９％の平均粒子径０．５μｍのＺｒＯ2粉末と、吸
収性能向上成分としての純度９９．９％の平均粒子径１
μｍのＮａ2ＣＯ3粉末とを、Ｌｉ2ＣＯ3：ＺｒＯ2：Ｎ
ａ2ＣＯ3＝３３ｗｔ％：５０ｗｔ％：１７ｗｔ％の重量
比で秤量し、その粉末を乾式混合した。その後、８００
℃で１０時間大気中にて焼成し、粒子径１μｍの炭酸ガ
ス吸収材粉末Ｄを得た。
９％の平均粒子径１μｍのＬｉ2ＣＯ3粉末と、純度９
９．９％の平均粒子径０．５μｍのＺｒＯ2粉末と、吸
収性能向上成分としての純度９９．９％の平均粒子径１
μｍのＮａ2ＣＯ3粉末とを、Ｌｉ2ＣＯ3：ＺｒＯ2：Ｎ
ａ2ＣＯ3＝３３ｗｔ％：５０ｗｔ％：１７ｗｔ％の重量
比で秤量し、その粉末を乾式混合した。その後、８００
℃で１０時間大気中にて焼成し、粒子径１μｍの炭酸ガ
ス吸収材粉末Ｄを得た。
【００３６】この炭酸ガス吸収材粉末Ｄと、無機バイン
ダーとしての近江鉱業（株）製セピオライトとを、炭酸
ガス吸収材粉末Ｄ：セピオライト＝８０ｗｔ％：２０ｗ
ｔ％の割合で秤量し、不二パウダル製混練機で１０分混
合した。次いで、この混練物１００に対し、重量で２５
％の割合で水を加えてさらに２０分混合した。
ダーとしての近江鉱業（株）製セピオライトとを、炭酸
ガス吸収材粉末Ｄ：セピオライト＝８０ｗｔ％：２０ｗ
ｔ％の割合で秤量し、不二パウダル製混練機で１０分混
合した。次いで、この混練物１００に対し、重量で２５
％の割合で水を加えてさらに２０分混合した。
【００３７】得られた混練物を押し出し成型機にかけた
後、１００℃で２４時間乾燥し、次いで、大気中で７０
０℃で２時間焼成して、円柱形状（直径３ｍｍ、長さ３
ｍｍ）の炭酸ガス吸収材成型体Ｅを得た。
後、１００℃で２４時間乾燥し、次いで、大気中で７０
０℃で２時間焼成して、円柱形状（直径３ｍｍ、長さ３
ｍｍ）の炭酸ガス吸収材成型体Ｅを得た。
【００３８】この炭酸ガス吸収材成型体Ｅについて、実
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積お
よび圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材粉末
Ｄおよび炭酸ガス吸収材成型体Ｅの炭酸ガス吸収・放出
性能についても、前述の実施例１と同様の手法により測
定し、得られた結果を下記表１にまとめる。
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積お
よび圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材粉末
Ｄおよび炭酸ガス吸収材成型体Ｅの炭酸ガス吸収・放出
性能についても、前述の実施例１と同様の手法により測
定し、得られた結果を下記表１にまとめる。
【００３９】（比較例２）実施例２で得られた炭酸ガス
吸収材粉末Ｄに、バインダーとしてのポリビニルアルコ
ールを１０ｗｔ％溶液を滴下して、プレス圧５００ｋｇ
ｆ／ｃｍ2で円柱形状の成型体（直径約１２ｍｍ、厚さ
３ｍｍ）に加工した。この成型体を９００℃で１０時間
大気中で焼成して、炭酸ガス吸収材成型体Ｆを得た。
吸収材粉末Ｄに、バインダーとしてのポリビニルアルコ
ールを１０ｗｔ％溶液を滴下して、プレス圧５００ｋｇ
ｆ／ｃｍ2で円柱形状の成型体（直径約１２ｍｍ、厚さ
３ｍｍ）に加工した。この成型体を９００℃で１０時間
大気中で焼成して、炭酸ガス吸収材成型体Ｆを得た。
【００４０】この炭酸ガス吸収材成型体Ｆについて、実
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積お
よび圧壊強度を測定した。また、炭酸ガス吸収材成型体
Ｆの炭酸ガス吸収・放出性能についても、実施例１と同
様の手法により測定し、得られた結果を下記表１にまと
める。
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積お
よび圧壊強度を測定した。また、炭酸ガス吸収材成型体
Ｆの炭酸ガス吸収・放出性能についても、実施例１と同
様の手法により測定し、得られた結果を下記表１にまと
める。
【００４１】（実施例３）出発原料として、純度９９．
９％の平均粒子径１μｍのＬｉ2ＣＯ3粉末と、純度９
９．９％の平均粒子径０．５μｍのＺｒＯ2粉末と、純
度９９．９％の平均粒子径１μｍのＫ2ＣＯ3粉末と、純
度９９．９％の平均粒子径１μｍのＮａ2ＣＯ3粉末と
を、Ｌｉ2ＣＯ3：ＺｒＯ2：Ｋ2ＣＯ3：Ｎａ2ＣＯ3＝３
４ｗｔ％：５２ｗｔ％：１２ｗｔ％：２ｗｔ％の重量比
で秤量し、乾式混合した。その後、８００℃で１０時間
大気中にて焼成し、粒子径１μｍの炭酸ガス吸収材粉末
Ｇを得た。
９％の平均粒子径１μｍのＬｉ2ＣＯ3粉末と、純度９
９．９％の平均粒子径０．５μｍのＺｒＯ2粉末と、純
度９９．９％の平均粒子径１μｍのＫ2ＣＯ3粉末と、純
度９９．９％の平均粒子径１μｍのＮａ2ＣＯ3粉末と
を、Ｌｉ2ＣＯ3：ＺｒＯ2：Ｋ2ＣＯ3：Ｎａ2ＣＯ3＝３
４ｗｔ％：５２ｗｔ％：１２ｗｔ％：２ｗｔ％の重量比
で秤量し、乾式混合した。その後、８００℃で１０時間
大気中にて焼成し、粒子径１μｍの炭酸ガス吸収材粉末
Ｇを得た。
【００４２】この炭酸ガス吸収材粉末Ｇと、無機バイン
ダーとしての近江鉱業（株）製セピオライトとを、炭酸
ガス吸収材粉末Ｇ：セピオライト＝９５ｗｔ％：５ｗｔ
％の割合で秤量し、不二パウダル製混練機で１０分混合
した。次いで、この混練物１００に対し、重量で２５％
の割合で水を加えてさらに２０分混合した。
ダーとしての近江鉱業（株）製セピオライトとを、炭酸
ガス吸収材粉末Ｇ：セピオライト＝９５ｗｔ％：５ｗｔ
％の割合で秤量し、不二パウダル製混練機で１０分混合
した。次いで、この混練物１００に対し、重量で２５％
の割合で水を加えてさらに２０分混合した。
【００４３】得られた混練物を押し出し成型機にかけた
後、１００℃で２４時間乾燥し、次いで、大気中で５０
０℃で２時間焼成して、円柱形状（直径３ｍｍ、長さ３
ｍｍ）の炭酸ガス吸収材成型体Ｈを得た。
後、１００℃で２４時間乾燥し、次いで、大気中で５０
０℃で２時間焼成して、円柱形状（直径３ｍｍ、長さ３
ｍｍ）の炭酸ガス吸収材成型体Ｈを得た。
【００４４】この炭酸ガス吸収材成型体Ｈについて、実
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積お
よび圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材粉末
Ｇおよび炭酸ガス吸収材成型体Ｈの炭酸ガス吸収・放出
性能についても、前述の実施例１と同様の手法により測
定し、得られた結果を下記表１にまとめる。
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積お
よび圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材粉末
Ｇおよび炭酸ガス吸収材成型体Ｈの炭酸ガス吸収・放出
性能についても、前述の実施例１と同様の手法により測
定し、得られた結果を下記表１にまとめる。
【００４５】（実施例４）出発原料として、純度９９．
９％の平均粒子径１μｍのＬｉ2ＣＯ3粉末と、純度９
９．９％の平均粒子径０．５μｍのＺｒＯ2粉末と、純
度９９．９％の平均粒子径１μｍのＫ2ＣＯ3粉末とを、
Ｌｉ2ＣＯ3：ＺｒＯ2：Ｋ2ＣＯ3＝３１ｗｔ％：４７ｗ
ｔ％：２２ｗｔ％の重量比で秤量し、乾式混合した。そ
の後、８００℃で１０時間大気中にて焼成し、粒子径１
μｍの炭酸ガス吸収材粉末Ｉを得た。
９％の平均粒子径１μｍのＬｉ2ＣＯ3粉末と、純度９
９．９％の平均粒子径０．５μｍのＺｒＯ2粉末と、純
度９９．９％の平均粒子径１μｍのＫ2ＣＯ3粉末とを、
Ｌｉ2ＣＯ3：ＺｒＯ2：Ｋ2ＣＯ3＝３１ｗｔ％：４７ｗ
ｔ％：２２ｗｔ％の重量比で秤量し、乾式混合した。そ
の後、８００℃で１０時間大気中にて焼成し、粒子径１
μｍの炭酸ガス吸収材粉末Ｉを得た。
【００４６】この炭酸ガス吸収材粉末Ｉと、無機バイン
ダーとしての近江鉱業（株）製セピオライトとを、炭酸
ガス吸収材粉末Ｉ：セピオライト＝９０ｗｔ％：１０ｗ
ｔ％の割合で秤量し、不二パウダル製混練機で１０分混
合した。次いで、この混練物１００に対し、重量で２５
％の割合で水を加え更に２０分混合した。
ダーとしての近江鉱業（株）製セピオライトとを、炭酸
ガス吸収材粉末Ｉ：セピオライト＝９０ｗｔ％：１０ｗ
ｔ％の割合で秤量し、不二パウダル製混練機で１０分混
合した。次いで、この混練物１００に対し、重量で２５
％の割合で水を加え更に２０分混合した。
【００４７】得られた混練物を押し出し成型機にかけて
円柱形状にした後、不二パウダル製マルメライザーにか
け直径３ｍｍの球状とした。次いで、１００℃で２４時
間乾燥し、さらに大気中で５００℃で２時間焼成して、
炭酸ガス吸収材成型体Ｊを得た。
円柱形状にした後、不二パウダル製マルメライザーにか
け直径３ｍｍの球状とした。次いで、１００℃で２４時
間乾燥し、さらに大気中で５００℃で２時間焼成して、
炭酸ガス吸収材成型体Ｊを得た。
【００４８】この炭酸ガス吸収材成型体Ｊについて、実
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積お
よび圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材粉末
Ｉおよび炭酸ガス吸収材成型体Ｊの炭酸ガス吸収・放出
性能についても、前述の実施例１と同様の手法により測
定し、得られた結果を下記表１にまとめる。
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積お
よび圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材粉末
Ｉおよび炭酸ガス吸収材成型体Ｊの炭酸ガス吸収・放出
性能についても、前述の実施例１と同様の手法により測
定し、得られた結果を下記表１にまとめる。
【００４９】（実施例５）無機バインダーとしてのセピ
オライトをアタパルジャイト（近江鉱業（株）製）に変
更した以外は、前述の実施例１と同様の手法により炭酸
ガス吸収材成型体Ｋを作製した。
オライトをアタパルジャイト（近江鉱業（株）製）に変
更した以外は、前述の実施例１と同様の手法により炭酸
ガス吸収材成型体Ｋを作製した。
【００５０】この炭酸ガス吸収材成型体Ｋについて、実
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積、
および圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材成
型体Ｋの炭酸ガス吸収・放出性能を、前述の実施例１と
同様の手法により測定し、得られた結果を下記表１にま
とめる。
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積、
および圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材成
型体Ｋの炭酸ガス吸収・放出性能を、前述の実施例１と
同様の手法により測定し、得られた結果を下記表１にま
とめる。
【００５１】（実施例６）無機バインダーとしてのセピ
オライトをカオリン（土屋カオリン工業（株）製）に変
更した以外は、前述の実施例１と同様の手法により炭酸
ガス吸収材成型体Ｌを作製した。
オライトをカオリン（土屋カオリン工業（株）製）に変
更した以外は、前述の実施例１と同様の手法により炭酸
ガス吸収材成型体Ｌを作製した。
【００５２】この炭酸ガス吸収材成型体Ｌについて、実
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積、
および圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材成
型体Ｌの炭酸ガス吸収・放出性能を、前述の実施例１と
同様の手法により測定し、得られた結果を下記表１にま
とめる。
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積、
および圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材成
型体Ｌの炭酸ガス吸収・放出性能を、前述の実施例１と
同様の手法により測定し、得られた結果を下記表１にま
とめる。
【００５３】（実施例７）無機バインダーとしてのセピ
オライトを蛙目粘土に変更した以外は、前述の実施例１
と同様の手法により炭酸ガス吸収材成型体Ｍを作製し
た。
オライトを蛙目粘土に変更した以外は、前述の実施例１
と同様の手法により炭酸ガス吸収材成型体Ｍを作製し
た。
【００５４】この炭酸ガス吸収材成型体Ｍについて、実
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積、
および圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材成
型体Ｍの炭酸ガス吸収・放出性能を、前述の実施例１と
同様の手法により測定し、得られた結果を下記表１にま
とめる。
施例１と同様の手法によりＢＥＴ比表面積、細孔容積、
および圧壊強度を測定した。さらに、炭酸ガス吸収材成
型体Ｍの炭酸ガス吸収・放出性能を、前述の実施例１と
同様の手法により測定し、得られた結果を下記表１にま
とめる。
【００５５】
【表１】
【００５６】表１に示されるように、無機バインダーを
含有する本発明の炭酸ガス吸収材成型体（Ｂ，Ｅ，Ｈ，
Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ）は、いずれも１５ｋｇｆ／ｍｍ以上と
いう高い圧壊強度を有している。さらに、炭酸ガス吸収
による初期重量からの重量増加の割合は、いずれも１３
％以上であり、リチウム化ジルコニアの吸収性能は損な
われていない。
含有する本発明の炭酸ガス吸収材成型体（Ｂ，Ｅ，Ｈ，
Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ）は、いずれも１５ｋｇｆ／ｍｍ以上と
いう高い圧壊強度を有している。さらに、炭酸ガス吸収
による初期重量からの重量増加の割合は、いずれも１３
％以上であり、リチウム化ジルコニアの吸収性能は損な
われていない。
【００５７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
高い機械的強度と高い吸収速度とを両立する炭酸ガス吸
収材が提供される。また本発発明によれば、高い機械的
強度と優れた炭酸ガス吸収能力とを両立する炭酸ガス吸
収材を安定して得るための製造方法が提供される。
高い機械的強度と高い吸収速度とを両立する炭酸ガス吸
収材が提供される。また本発発明によれば、高い機械的
強度と優れた炭酸ガス吸収能力とを両立する炭酸ガス吸
収材を安定して得るための製造方法が提供される。
【００５８】本発明の炭酸ガス吸収材を、エネルギープ
ラントや化学プラント、自動車等から発生する排気ガス
から炭酸ガスを分離回収するシステム等に用いた場合に
は、高い効率で安定的な運転が可能となる。また、本発
明の方法を用いることによって、こうした炭酸ガス吸収
材を容易にかつ安定的に得ることができ、吸収材製造コ
ストの大幅な低減が期待され、その工業的価値は絶大で
ある。
ラントや化学プラント、自動車等から発生する排気ガス
から炭酸ガスを分離回収するシステム等に用いた場合に
は、高い効率で安定的な運転が可能となる。また、本発
明の方法を用いることによって、こうした炭酸ガス吸収
材を容易にかつ安定的に得ることができ、吸収材製造コ
ストの大幅な低減が期待され、その工業的価値は絶大で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 和明 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 井上 憲男 東京都品川区大崎一丁目６番３号 日揮ユ ニバーサル株式会社内 (72)発明者 生駒 知央 東京都品川区大崎一丁目６番３号 日揮ユ ニバーサル株式会社内 (72)発明者 秋山 一矢 東京都品川区大崎一丁目６番３号 日揮ユ ニバーサル株式会社内 (72)発明者 青井 信幸 東京都品川区大崎一丁目６番３号 日揮ユ ニバーサル株式会社内 Ｆターム(参考） 4D002 AA09 AC04 AC07 BA03 CA07 DA01 DA11 DA21 GB08 4D020 AA03 BA01 BA06 BA08 BB01 4G066 AA13A AA13B AA23A AA23B AA30D AA43A AA63D BA25 BA26 CA35 DA02 FA02 FA03 FA22 FA27 FA34 FA37
Claims (4)
- 【請求項１】 リチウム化ジルコニアと無機バインダー
とを含有することを特徴とする炭酸ガス吸収材。 - 【請求項２】 前記無機バインダーが、セピオライト、
アタパルジャイト、カオリン、蛙目粘土、ベントナイ
ト、モンモリロナイト、およびカオリナイトからなる群
から選択される少なくとも１種である請求項１に記載の
炭酸ガス吸収材。 - 【請求項３】 リチウム化ジルコニアを準備する工程
と、 前記リチウム化ジルコニアおよび無機バインダーを混合
して混合物を得る工程と、 前記混合物を成型して成型体を得る工程と、 前記成型体を４００℃以上７００℃以下の温度で熱処理
する工程とを具備する炭酸ガス吸収材の製造方法。 - 【請求項４】 リチウム化ジルコニアを準備する工程
と、 前記リチウム化ジルコニアおよび全量に対して５ｗｔ％
以上３０ｗｔ％以下の量のセピオライトを混合して混合
物を得る工程と、 前記混合物を成型して成型体を得る工程と、 前記成型体を４００℃以上７００℃以下の温度で熱処理
する工程とを具備する炭酸ガス吸収材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006703A JP2001190950A (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 炭酸ガス吸収材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006703A JP2001190950A (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 炭酸ガス吸収材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001190950A true JP2001190950A (ja) | 2001-07-17 |
Family
ID=18535191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000006703A Pending JP2001190950A (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 炭酸ガス吸収材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001190950A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004091774A1 (ja) * | 2003-04-15 | 2004-10-28 | Bridgestone Corporation | 二酸化炭素の吸脱着材及び吸脱着装置 |
| US10906024B2 (en) | 2015-03-23 | 2021-02-02 | Basf Corporation | Carbon dioxide sorbents for indoor air quality control |
| US11229897B2 (en) | 2016-02-12 | 2022-01-25 | Basf Corporation | Carbon dioxide sorbents for air quality control |
-
2000
- 2000-01-14 JP JP2000006703A patent/JP2001190950A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004091774A1 (ja) * | 2003-04-15 | 2004-10-28 | Bridgestone Corporation | 二酸化炭素の吸脱着材及び吸脱着装置 |
| US7402198B2 (en) | 2003-04-15 | 2008-07-22 | Bridgestone Corporation | Carbon dioxide adsorption-desorption material and adsorption-desorption apparatus |
| US10906024B2 (en) | 2015-03-23 | 2021-02-02 | Basf Corporation | Carbon dioxide sorbents for indoor air quality control |
| US11229897B2 (en) | 2016-02-12 | 2022-01-25 | Basf Corporation | Carbon dioxide sorbents for air quality control |
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