JP2001198433A - Co2吸着装置 - Google Patents

Co2吸着装置

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JP2001198433A
JP2001198433A JP2000011471A JP2000011471A JP2001198433A JP 2001198433 A JP2001198433 A JP 2001198433A JP 2000011471 A JP2000011471 A JP 2000011471A JP 2000011471 A JP2000011471 A JP 2000011471A JP 2001198433 A JP2001198433 A JP 2001198433A
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adsorption
adsorbing
adsorbent
ground
exhaust gas
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Kazuo Osumi
和生 大角
Hideo Kawamura
英男 河村
Hideki Hiuga
秀樹 日向
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Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Ship and Ocean Foundation
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Ship and Ocean Foundation
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    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

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  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性炭系ガス吸着材を使用した場合でC
2吸着能を大きくしたCO2吸着装置を提供することを
課題とする。 【解決手段】 炭素を主成分とするガス吸着材と帯
電剤とからなるCO2吸着材を吹上げ可能に充填したC
2吸着部を備え、このCO2吸着部を電気的に他の部品
と絶縁するとともにアースとの間で導通、遮断可能に接
続するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼装置からの排
ガスを導入してCO2を吸着するCO2吸着装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、CO2を吸着するCO2吸着装置と
しては、活性炭を主成分としたガス吸着材やゼオライト
を主成分としたガス吸着材を用いたものがあった。
【0003】〔問題点〕しかし、従来の活性炭系ガス吸
着材を用いたCO2吸着装置においては、CO2吸着力が
小さいという問題点があった。また、ゼオライト系ガス
吸着材においては、CO2吸着力は大きいものの、CO2
を脱離する際に減圧、加熱が必要となり、その際に大き
なエネルギが必要となるという問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における前記問題点に鑑みて成されたものであり、これ
を解決するため具体的に設定した技術的な課題は、活性
炭系ガス吸着材を使用した場合でCO2吸着能を大きく
し、また、CO2脱離時には従来の炭素系ガス吸着材と
同様のエネルギ消費で済むCO2吸着装置を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を効果的に解決
できる具体的に構成された手段としての本発明における
請求項1に係るCO2吸着装置は、炭素を主成分とする
ガス吸着材と帯電剤とからなるCO2吸着材を吹上げ可
能に充填したCO2吸着部を備え、このCO2吸着部を電
気的に他の部品と絶縁するとともにアースとの間で導
通、遮断可能に接続したことを特徴とするものである。
また、請求項2に係るCO2吸着装置は、前記CO2吸着
部を2つ以上並列に設け、それぞれ電気的に他の部品と
絶縁するとともに各CO2吸着部ごとにアースとの間で
導通、遮断可能に接続し、前記各CO2吸着部を選択的
に開放、閉塞する遮断弁を設けたことを特徴とする。ま
た、請求項3に係るCO2吸着装置は、前記ガス吸着材
が硫黄、燐、硼素、珪素のうち少なくとも1種以上を含
有することを特徴とする。さらに、請求項4に係るCO
2吸着装置は、前記CO2吸着部が複数の小区画室から構
成されていることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
を、並列配置された複数のCO2吸着部を備えた場合に
ついて具体的に説明する。ただし、この実施の形態は、
本発明の趣旨をより良く理解させるため具体的に説明す
るもので、特に指定のない限り、発明内容を限定するも
のではない。
【0007】〔構成〕この実施の形態におけるCO2
着装置は、図1に示すように、2つの並列に配置された
導電性の良い金属製容器に形成されたCO2吸着部1
a,1bと、このCO2吸着部1a,1bに電気的絶縁
材2a,2bを介して接続された排気ガス入口配管3
と、CO2吸着部1a,1bに電気的絶縁材4a,4b
を介して接続された排気ガス出口配管5と、排気ガス入
口配管3の入口側分岐点に設けた3方弁6と、排気ガス
入口配管3の改質装置側合流点に設けた3方弁7と、排
気ガス出口配管5の出口側合流点に設けた3方弁8と、
各CO2吸着部1a,1bに設けた導通、遮断を制御す
るアース(接地)用スイッチ9a,9bと、アース用ス
イッチ9a,9bを介してCO2吸着部1a,1bを地
面に電気的に接続するアース線10a,10bとからな
る。
【0008】CO2吸着部1a,1bは、図2(A)に
示すように、隔壁11,12を設けて内部を複数の小区
画室13,…,13に分け、各小区画室13,…,13
にペレット状に形成した多数のCO2吸着材14,…,
14を充填する。また、CO2吸着部1a,1bは、排
気ガス入口配管3と排気ガス出口配管5とは電気的絶縁
材2a,2bおよび電気的絶縁材4a,4bによって電
気的に絶縁されており、CO2吸着部1a,1bに設け
られたアース用スイッチ9a,9bを、吸着時にはオ
フ、放電時にはオンにできるようにして、吸着時には静
電気を帯電しやすくし、放電時には接地させて静電気を
放電することができるようにする。
【0009】CO2吸着材14は、活性炭とポリアクリ
ル−スチレン等の帯電剤を混合して(直径 2〜3 mm、
長さ 5mm程度の大きさの)ペレット状に成形したもの
とする。CO2吸着材14,…,14の充填量は、排気
ガス導入時に、導入された排気ガスの圧力により、小区
画室13内のCO2吸着材14,…,14が舞い上が
り、攪拌される程度に空間があくようになる量のうち
で、できるだけ多くの量が充填されるようにする。
【0010】3方弁6は、排気ガス入口配管3の一方の
CO2吸着部1aと他方のCO2吸着部1bとの間に設け
られた入口側の分岐点に設け、排気ガス入口配管3から
流入した気体の流れ方向をCO2吸着部1aかCO2吸着
部1bのいずれか一方に流れるように定める。
【0011】3方弁7は、排気ガス入口配管3の一方の
CO2吸着部1aと他方のCO2吸着部1bとの間に設け
られた改質装置側の合流点に設け、CO2吸着部1aと
CO2吸着部1bのいずれか一方に蓄積された気体を改
質装置側配管3aを介して排出させるように定める。
【0012】3方弁8は、排気ガス出口配管5の一方の
CO2吸着部1aと他方のCO2吸着部1bとの間に設け
られた出口側の合流点に設け、一方のCO2吸着部1a
か他方のCO2吸着部1bのいずれか一方によってCO2
を吸着された気体の流れ方向を排気ガス出口配管5へ流
れるように定める。
【0013】〔作用効果〕このように構成した実施の形
態においては、CO2吸着部1aでCO2吸着を行うとと
もに、他方でCO2吸着部1bから改質装置側へのCO2
放出を行う場合、図1に示すように、3方弁6を排気ガ
ス入口配管3から流入した気体の流れ方向がCO2吸着
部1aに流れるように調節し、3方弁7をCO2吸着部
1bに蓄積された気体を改質装置側配管3aを介して排
出させるように調節し、3方弁8をCO2吸着部1aか
らCO2を吸着された気体の流れ方向を排気ガス出口配
管5へ流れるように調節し、そして、CO2吸着部1a
に設けたアース用スイッチ9aをオフにしてCO2吸着
部1aが静電気を帯電しやすくし、CO2吸着部1bに
設けたアース用スイッチ9bをオンにしてCO2吸着部
1bに帯電した静電気を放電できるようにする。
【0014】この時、CO2吸着を行うCO2吸着部1a
では、図2(A),(B)に示すように、アース用スイ
ッチ9aがオフにされているから、CO2吸着部1aが
帯電しやすくなり、導入された排気ガスの圧力により、
各小区画室13,…,13内のCO2吸着材14,…,
14が舞い上がり、攪拌されて、CO2吸着部1aの内
壁面あるいは隔壁11,12に衝突したり擦れあったり
し、またCO2吸着材14,…,14同士が互いに衝突
したり擦れあったりし、この時の衝突や摩擦等により帯
電され、CO2が帯電したCO2吸着材14,…,14に
電気的吸引作用により引き付けられ、取り込まれ易くな
り、活性炭単体の場合に比べ、多くのCO 2がCO2吸着
材14,…,14に吸着される。
【0015】一方、CO2放出を行うCO2吸着部1bで
は、図1に示すように、3方弁6と3方弁8とによって
排気ガスの出入りを封じられているため、3方弁7を開
き、アース用スイッチ9bをオンにすると、CO2吸着
部1bに帯電していた静電気がアースされ、電気的取込
みが解除されたCO2吸着材14,…,14がそれまで
に吸着していたCO2を放出し、放出されたCO2が3方
弁7を介して改質装置側へ排出される。
【0016】CO2吸着部1bでCO2を吸着するととも
に他方でCO2吸着部1aから改質装置側へCO2を放出
するように、吸着と放出を互いの吸着部で入替えるよう
にするためには、3方弁6を排気ガス入口配管3から流
入した気体の流れ方向をCO2吸着部1bに流れるよう
に調節し、3方弁7をCO2吸着部1aに蓄積された気
体を改質装置側配管3aを介して排出させるように調節
し、3方弁8をCO2吸着部1bからCO2を吸着された
気体の流れ方向を排気ガス出口配管5へ流れるように調
節し、さらに、CO2吸着部1aに設けたアース用スイ
ッチ9aをオンにしてCO2吸着部1aに帯電した静電
気を放電しやすくし、CO2吸着部1bに設けたアース
用スイッチ9bをオフにしてCO2吸着部1bが静電気
を帯電し易くなるようにする。
【0017】このようにして、CO2吸着およびCO2
出を行った場合、CO2吸着材14,…,14が吸着す
るCO2吸着量は、CO2放出時におけるCO2分離率に
より評価することができ、これによる評価では、CO2
分離率が 62 %となり、従来におけるCO2分離率が 35
%であったから、CO2吸着およびCO2放出が大幅に
改善できた。
【0018】また、CO2吸着材14,…,14が活性
炭と帯電剤とを混合して形成したことにより、CO2
着部1a,1bの中で舞い上がり、攪拌されると容易に
帯電され、CO2吸着能が向上する。また、アース用ス
イッチ9a,9bをオンにすることで、帯電したCO2
吸着材14,…,14が容易に放電して、CO2を放出
できる用にする。さらに、活性炭に硫黄、燐、硼素、珪
素のいずれかの元素を添加したことにより、活性炭の電
荷を大きくしてCO2吸着能を向上することができる。
【0019】〔別態様〕この実施の形態は、発明の趣旨
をより良く理解させるために具体的に説明しているが、
発明内容を限定するものではないから、特に説明されて
いない別の態様を制限するものではなく、適宜変更して
も良い。このような意味で発明の趣旨に沿ういくつかの
別態様を以下に示す。
【0020】CO2吸着部は取付箇所に応じて1つでも
良く、もっと多数であっても良い。また、CO2吸着部
はCO2吸着材が飛び交う内面側が導電性を有すれば良
く、外面まで、あるいは全体を導電性としなくても良
い。ガス流の方向を変更するための弁については3方弁
に限らず、流れの方向を変更し得るものであればどのよ
うな弁を使用しても良い。アース用スイッチは手動弁、
自動弁のどちらを用いてもよく、電磁弁を使用して遠隔
操作可能に形成しても良い。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明における請求項1に
係るCO2吸着装置では、炭素を主成分とするガス吸着
材と帯電剤とからなるCO2吸着材を吹上げ可能に充填
したCO2吸着部を備え、このCO2吸着部を電気的に他
の部品と絶縁するとともにアースとの間で導通、遮断可
能に接続したことにより、CO2導入時にアースとの間
の導通を遮断してCO2吸着材を帯電し易くし、静電気
による吸引を加味してCO2吸着能が向上し、CO2放出
時には放電により静電気による吸引を解除してCO2
出を容易にして、CO2吸着量を向上するとともにCO2
放出を容易にすることができる。また、請求項2に係る
CO2吸着装置では、前記CO2吸着部を2つ以上並列に
設け、それぞれ電気的に他の部品と絶縁するとともに各
CO2吸着部ごとにアースとの間で導通、遮断可能に接
続し、前記各CO2吸着部を選択的に開放、閉塞する遮
断弁を設けたことにより、CO2吸着部の1つによりC
2吸着を行うと同時に他のCO2吸着部からCO2放出
を行い、効率良く排ガス中のCO2を吸着処理できると
ともに容易にCO2放出をしてガス改質することができ
る。また、請求項3に係るCO2吸着装置では、前記ガ
ス吸着材が硫黄、燐、硼素、珪素のうち少なくとも1種
以上を含有することにより、吸着剤の電荷を大きくする
ことができ、CO2吸着能が向上する。さらに、請求項
4に係るCO2吸着装置では、前記ガス吸着部が複数の
小区画室から構成されていることにより、電気的吸引作
用が促進され、CO2吸着能が増大される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるCO2吸着装置を示
す側面説明図である。
【図2】同上実施の形態におけるCO2吸着部の作用を
示す断面説明図であり、(A)は部分断面側面図、
(B)は部分拡大側面図である。
【符号の説明】
1a,1b CO2吸着部 2a,2b 電気的絶縁材 3 排気ガス入口配管 3a 改質装置側配管 4a,4b 電気的絶縁材 5 排気ガス出口配管 6,7,8 3方弁 9a,9b アース用スイッチ 10a,10b アース線 11,12 隔壁 13 小区画室 14 CO2吸着材
フロントページの続き (72)発明者 日向 秀樹 愛知県春日井市上条町4丁目129イアーコ ート102 Fターム(参考) 4D002 AA09 AC01 AC04 AC10 BA04 BA20 CA09 DA41 DA70 EA04 EA08 FA01 4D012 CA03 CC14 CD10 CG01 CK06 4G070 AA01 AB06 BA01 BB33 CA03 CA06 CA09 CB11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭素を主成分とするガス吸着材と帯電剤と
    からなるCO2吸着材を吹上げ可能に充填したCO2吸着
    部を備え、このCO2吸着部を電気的に他の部品と絶縁
    するとともにアースとの間で導通、遮断可能に接続した
    ことを特徴とするCO2吸着装置。
  2. 【請求項2】前記CO2吸着部を2つ以上並列に設け、
    それぞれ電気的に他の部品と絶縁するとともに各CO2
    吸着部ごとにアースとの間で導通、遮断可能に接続し、
    前記各CO2吸着部を選択的に開放、閉塞する遮断弁を
    設けたことを特徴とする請求項1記載のCO2吸着装
    置。
  3. 【請求項3】前記ガス吸着材が硫黄、燐、硼素、珪素の
    うち少なくとも1種以上を含有することを特徴とする請
    求項1又は2記載のCO2吸着装置。
  4. 【請求項4】前記CO2吸着部が複数の小区画室から構
    成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
    かに記載のCO2吸着装置。
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