JP2002018226A - Method for adsorptive separation of carbon dioxide - Google Patents

Method for adsorptive separation of carbon dioxide

Info

Publication number
JP2002018226A
JP2002018226A JP2000211995A JP2000211995A JP2002018226A JP 2002018226 A JP2002018226 A JP 2002018226A JP 2000211995 A JP2000211995 A JP 2000211995A JP 2000211995 A JP2000211995 A JP 2000211995A JP 2002018226 A JP2002018226 A JP 2002018226A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon dioxide
type zeolite
silica
low
adsorbing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000211995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Hirano
茂 平野
Atsushi Harada
敦 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP2000211995A priority Critical patent/JP2002018226A/en
Publication of JP2002018226A publication Critical patent/JP2002018226A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for adsorptive separation of carbon dioxide in a gas such as exhaust combustion gas exhausted from an electric power station. SOLUTION: A low silica X type zeolite molded body containing at least 95% low silica X type zeolite with a molar ratio of SiO2/Al2O3 of 1.9-2.1 is brought into contact with a mixed gas containing carbon dioxide with a molar fraction of at least 5% and a gas with a lower polarity than carbon dioxide to perform adsorptive separation of carbon dioxide.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は二酸化炭素と二酸化
炭素より極性の低いガスを含む2種以上の成分からなる
混合ガスから二酸化炭素を吸着分離する方法に関する。
更に詳しくは、例えば火力発電所などの固定発生源から
排出される燃焼排気ガス中から二酸化炭素を吸着分離す
る方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for adsorbing and separating carbon dioxide from a mixed gas comprising two or more components including carbon dioxide and a gas having a polarity lower than that of carbon dioxide.
More specifically, the present invention relates to a method for adsorbing and separating carbon dioxide from combustion exhaust gas discharged from a fixed source such as a thermal power plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】二酸化炭素は燃焼排ガスをはじめ、天然
ガスあるいは微量ではあるが空気中にも含まれている。
また天然ガス、ナフサ、コークス、メタノール等を水蒸
気改質して水素を得る際にも二酸化炭素が副生する。燃
焼排ガスをはじめ、工業的に副生する二酸化炭素は、地
球温暖化の原因ともなる温室効果ガスであって近年注目
されている。また深冷分離法による空気分離において
は、冷却により空気中の約300〜400ppmの微量
の二酸化炭素が固体となり、熱交換器などを閉塞させる
などのトラブルの原因となっていた。
2. Description of the Related Art Carbon dioxide is contained not only in combustion exhaust gas but also in natural gas or in a small amount in air.
Also, carbon dioxide is by-produced when hydrogen is obtained by steam reforming of natural gas, naphtha, coke, methanol and the like. Industrially by-produced carbon dioxide, including combustion exhaust gas, is a greenhouse gas that causes global warming, and has attracted attention in recent years. In addition, in the air separation by the cryogenic separation method, a small amount of about 300 to 400 ppm of carbon dioxide in the air becomes solid by cooling, causing a trouble such as blocking a heat exchanger.

【0003】二酸化炭素の分離除去方法は、化学吸収法
としてアルカリ溶液やアミン類の溶液に吸収させる方法
や、物理吸着法として吸着剤に吸着させて除去する方法
が提案され、実施されていた。吸着剤としては活性炭や
ゼオライトが使用されている。ゼオライトなどの吸着剤
を使用する物理吸着法では、温度および圧力を変動させ
る温度・圧力スイング法(PTSA法)、圧力のみを変
動させる圧力スイング法(PSA法)、あるいは吸着・
脱着時に温度を変動させる温度スイング方法(TSA
法)により二酸化炭素の吸着分離が行なわれる。一般的
には、低い温度及び高い圧力で吸着剤に二酸化炭素を吸
着させ、吸着温度より高い温度及び低い圧力で二酸化炭
素を吸着剤から脱着させて吸着剤を再生する。このとき
二酸化炭素より吸着しにくく、二酸化炭素を含まないガ
スを加温して流通してパージを行なうこともある。
As a method for separating and removing carbon dioxide, there have been proposed and carried out a method of absorbing carbon dioxide in an alkaline solution or an amine solution as a chemical absorption method and a method of removing carbon dioxide by adsorbing it on an adsorbent as a physical adsorption method. Activated carbon or zeolite is used as the adsorbent. In the physical adsorption method using an adsorbent such as zeolite, a temperature / pressure swing method (PTSA method) in which temperature and pressure are varied, a pressure swing method in which only pressure is varied (PSA method),
Temperature swing method (TSA) to change the temperature at the time of desorption
Method), the carbon dioxide is adsorbed and separated. Generally, carbon dioxide is adsorbed on an adsorbent at a low temperature and a high pressure, and carbon dioxide is desorbed from the adsorbent at a temperature and a pressure higher than the adsorption temperature to regenerate the adsorbent. At this time, a gas that is less adsorbed than carbon dioxide and does not contain carbon dioxide may be heated and circulated for purging.

【0004】従来から知られている様に、ゼオライト吸
着剤はゼオライトに存在するカチオンと分子の相互作用
により分子が吸着され、吸着分子の極性が大きい方が相
互作用が大きくなり、吸着容量も多くなる。燃焼排気ガ
ス中に存在する代表的な分子で考えれば、ゼオライトと
分子との相互作用の大きさの序列は、水>二酸化炭素>
窒素となり、吸着容量もこの順である。なお水はゼオラ
イトに吸着すると脱着が困難な場合が多いため、あらか
じめアルミナなどによりほとんど全てが除去されてから
使用される。
As is conventionally known, zeolite adsorbents adsorb molecules by the interaction between cations and molecules present in zeolite, and the larger the polarity of the adsorbed molecules, the greater the interaction and the larger the adsorption capacity. Become. Considering the typical molecules present in the combustion exhaust gas, the order of the magnitude of the interaction between the zeolite and the molecule is water> carbon dioxide>
It becomes nitrogen, and the adsorption capacity is also in this order. Since water is often difficult to desorb when adsorbed on zeolite, it is used after almost all of it has been removed by alumina or the like in advance.

【0005】例えば、燃焼排ガスのような排気ガス中の
二酸化炭素を吸着除去する場合、排気ガス中の一般的な
二酸化炭素濃度は約5〜40%であり、残りの大部分は
窒素である。排気ガスと吸着剤を接触させて排気ガス中
の二酸化炭素を吸着分離する時の吸着圧力は、プロセス
の違いにもよるが、おおよそ1〜2気圧程度が一般的で
ある。排気ガスの組成では、二酸化炭素より窒素の含有
量が多いが、ゼオライトへの相互作用の強さは二酸化炭
素のほうが圧倒的に大きく、共存窒素による二酸化炭素
吸着量の大きな低下はあまりない。
[0005] For example, when adsorbing and removing carbon dioxide in exhaust gas such as combustion exhaust gas, a typical carbon dioxide concentration in the exhaust gas is about 5 to 40%, and most of the remaining is nitrogen. The adsorption pressure when adsorbing and separating carbon dioxide in the exhaust gas by bringing the exhaust gas into contact with the adsorbent is generally about 1 to 2 atm, though it depends on the process. In the composition of the exhaust gas, the content of nitrogen is larger than that of carbon dioxide, but the strength of interaction with zeolite is overwhelmingly greater in carbon dioxide, and the amount of carbon dioxide adsorbed by coexisting nitrogen is not significantly reduced.

【0006】これまでに排気ガス等の混合ガスから二酸
化炭素を除去するための吸着剤として使用されてきたゼ
オライト吸着剤は、A型ゼオライトあるいはSiO2
Al23モル比が2.5以上のX型ゼオライトであっ
た。しかしながら、固定発生源などから排出される排気
ガス中の二酸化炭素を吸着分離する場合、処理する排気
ガス量は非常に多いために、使用するゼオライト吸着剤
の量も多くなる。このため装置のコンパクト化あるいは
電力原単位の低減から、二酸化炭素の吸着性能の高い吸
着剤が求められている。
A zeolite adsorbent which has been used as an adsorbent for removing carbon dioxide from a mixed gas such as an exhaust gas is A-type zeolite or SiO 2 /
It was an X-type zeolite having an Al 2 O 3 molar ratio of 2.5 or more. However, when carbon dioxide in the exhaust gas discharged from a fixed source or the like is adsorbed and separated, the amount of the exhaust gas to be treated is very large, so that the amount of the zeolite adsorbent used also increases. For this reason, an adsorbent having high carbon dioxide adsorption performance has been demanded in order to reduce the size of the apparatus or reduce the power consumption.

【0007】特開昭61−68116号公報では、二酸
化炭素の選択的吸着方法として、Si/Al原子比が
1.2〜3のフォージャサイト型ゼオライトを用いられ
ている。第2660703号公報ではCaXゼオライト
を用いて炭酸ガスを吸着分離回収する方法が提案されて
いる。特開平3−21316号公報、特開平5−228
326号公報あるいは特開平9−187622号公報に
は、SiO2/Al23モル比が2.5のNaXあるい
はCaXゼオライトを使用した二酸化炭素の回収方法が
開示されている。特開平3−229611号公報にはP
SA法によりCO2を回収する方法として、NaXゼオ
ライトが使用されている。特開平7−39752号公報
では、二酸化炭素吸着剤としてバリウムイオンで交換さ
れたA型ゼオライト吸着剤が提案されている。特開平1
0−101318号公報では、高純度二酸化炭素製造方
法にNaXゼオライトが用いられている。上記のよう
に、二酸化炭素を吸着分離するために用いられていたゼ
オライトは、A型ゼオライトあるいはSiO2/Al2
3モル比が2.5のX型ゼオライトであった。特公平6
−88768号公報では、SiO2/Al23モル比が
2〜100のフォージャサイト型ゼオライトが開示され
ているが、SiO2/Al23モル比が3より大きいも
のが好ましいことが言及されている。上記のように、二
酸化炭素を吸着分離するために用いられていたゼオライ
トは、A型ゼオライトあるいはSiO2/Al23モル
比が2.5以上のX型ゼオライトであった。
In JP-A-61-68116, a faujasite-type zeolite having an Si / Al atomic ratio of 1.2 to 3 is used as a method for selectively adsorbing carbon dioxide. Japanese Patent No. 2660703 proposes a method of adsorbing, separating and recovering carbon dioxide gas using CaX zeolite. JP-A-3-21316, JP-A-5-228
326 JP or Hei 9-187622 discloses the method of recovering carbon dioxide SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was used NaX or CaX zeolite 2.5 is disclosed. JP-A-3-229611 discloses a P
As a method of recovering CO 2 by the SA method, NaX zeolite is used. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-39752 proposes an A-type zeolite adsorbent exchanged with barium ions as a carbon dioxide adsorbent. JP 1
In Japanese Patent Publication No. 0-101318, NaX zeolite is used in a method for producing high-purity carbon dioxide. As described above, the zeolite used to adsorb and separate carbon dioxide is A-type zeolite or SiO 2 / Al 2 O
3 molar ratio was X-type zeolite 2.5. Tokuhei 6
JP-A-88768 discloses a faujasite-type zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 2 to 100, but preferably has a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of more than 3. Has been mentioned. As described above, the zeolite used for adsorbing and separating carbon dioxide was A-type zeolite or X-type zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 2.5 or more.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、例え
ば発電所などから排出される燃焼排ガスのようなガス中
の二酸化炭素を吸着分離する方法を提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for adsorbing and separating carbon dioxide in a gas such as flue gas discharged from a power plant.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について鋭意検討した結果、本発明に到達した。即ち本
発明は、二酸化炭素と二酸化炭素より極性の低いガスを
含む2種以上の成分からなる混合ガスをゼオライト吸着
剤に接触させて二酸化炭素を吸着分離する方法におい
て、前記ゼオライト吸着剤は、SiO2/Al23モル
比が1.9〜2.1の低シリカX型ゼオライトを95%
以上含有する低シリカX型ゼオライト成形体であり、前
記ゼオライト吸着剤に接触させる時の混合ガス中の二酸
化炭素のモル分率が5%以上であることを特徴とする、
二酸化炭素の吸着分離方法である。以下、本発明を詳細
に説明する。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies on the above problems, and as a result, have reached the present invention. That is, the present invention provides a method for adsorbing and separating carbon dioxide by bringing a mixed gas comprising two or more components including carbon dioxide and a gas having a polarity lower than that of carbon dioxide into contact with a zeolite adsorbent. 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 95% a low silica X-type zeolite 1.9-2.1
A low silica X-type zeolite molded article containing the above, wherein the molar fraction of carbon dioxide in the mixed gas when contacting the zeolite adsorbent is 5% or more,
This is a method for adsorbing and separating carbon dioxide. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0010】本発明で使用される吸着剤は、SiO2
Al23モル比が1.9〜2.1の低シリカX型ゼオラ
イトを95%以上含有する低シリカX型ゼオライト成形
体である。
The adsorbent used in the present invention is SiO 2 /
Al 2 O 3 molar ratio is low silica X-type zeolite shaped body containing more than 95% of the low silica X-type zeolite 1.9 to 2.1.

【0011】前述のように、ゼオライトへのガスの吸着
はゼオライトに存在するカチオンとガス分子の相互作用
により起こるため、このカチオン数が多い方がより多く
のガスを吸着することができる。ゼオライト中のカチオ
ン数はゼオライトの結晶骨格を形成するAl数に依存
し、Al数が多くなれば、すなわちSiO2/Al23
モル比が小さくなればカチオン数も増加する。ゼオライ
トのSiO2/Al23モル比は2.0が最小であるこ
とがLoewenstein則により知られている。こ
のように低シリカX型ゼオライト結晶のSiO2/Al2
3モル比は理論的には2.0が最小値であるが、化学
組成分析の測定上の誤差等を考慮し、本発明では、1.
9〜2.1の場合を低シリカX型ゼオライトと定義し、
それを用いることを特徴とするものである。
As described above, the adsorption of gas to zeolite is caused by the interaction between cations present in zeolite and gas molecules. Therefore, the larger the number of cations, the more gas can be adsorbed. The number of cations in the zeolite depends on the number of Al forming the crystal skeleton of the zeolite, and when the number of Al increases, that is, SiO 2 / Al 2 O 3
As the molar ratio decreases, the number of cations increases. It is known from the Loewenstein rule that the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of zeolite is a minimum of 2.0. Thus, the low silica X-type zeolite crystal SiO 2 / Al 2
Although the O 3 molar ratio is theoretically 2.0 as the minimum value, in consideration of measurement errors in chemical composition analysis and the like, in the present invention, 1.
The case of 9 to 2.1 is defined as a low silica X-type zeolite,
It is characterized by using it.

【0012】SiO2/Al23モル比が理論的に2.
0のゼオライトとしては、低シリカX型ゼオライト以外
にA型ゼオライトがある。しかしA型ゼオライトはその
細孔径が約4〜5オングストロームと小さいのに対し、
低シリカX型ゼオライトのそれは約7〜8オングストロ
ームと大きいため、ガス分離には有利である。低シリカ
X型ゼオライト結晶を合成する方法としては、種々の方
法が開示されており、例えば特開平11−217212
号公報、特開平10−310422号公報、特開平11
−343112号公報などに記載されている方法で製造
すればよい。
The SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is theoretically 2.
Examples of the zeolite 0 include A-type zeolites in addition to low-silica X-type zeolites. However, type A zeolite has a small pore size of about 4 to 5 angstroms,
The low silica X zeolite is advantageous for gas separation because it is as large as about 7 to 8 Å. Various methods have been disclosed as methods for synthesizing low silica X-type zeolite crystals, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-217212.
JP, JP-A-10-310422, JP-A-10-310422
What is necessary is just to manufacture by the method described in -343112 or the like.

【0013】本発明で用いられるゼオライト吸着剤は、
前述のような低シリカX型ゼオライトを95%以上含有
する高純度な成形体であり、好ましくは98%以上含有
する成形体である。これにより二酸化炭素の高い吸着分
離能を得ることができる。
The zeolite adsorbent used in the present invention is:
A high-purity compact containing 95% or more of the low-silica X-type zeolite as described above, and preferably a compact containing 98% or more. As a result, a high adsorptivity and separation ability for carbon dioxide can be obtained.

【0014】ところでゼオライト結晶の粉末は自己結合
性がないため、本発明の吸着剤として使用する場合は種
々のバインダーなどを添加してビーズ、ペレットなどの
形状に成形される。通常、バインダーはガスを吸着する
性質がないため、吸着剤の吸着性能は、ゼオライト結晶
粉末の吸着性能よりもバインダーを含有している量だけ
低下してしまう。そのため本発明で使用されるゼオライ
ト吸着剤の吸着性能を低下させないために、バインダー
成分は成形後にゼオライト結晶へ転化(バインダレス
化)されることが好ましい。
Since zeolite crystal powder has no self-binding property, when used as the adsorbent of the present invention, it is formed into beads, pellets and the like by adding various binders and the like. Usually, since the binder does not have the property of adsorbing gas, the adsorption performance of the adsorbent is lower than the adsorption performance of the zeolite crystal powder by the amount of the binder. Therefore, in order not to lower the adsorption performance of the zeolite adsorbent used in the present invention, it is preferable that the binder component is converted into a zeolite crystal (binderless) after molding.

【0015】高純度のバインダレス低シリカX型ゼオラ
イトは例えば以下のようにして得ることができる。低シ
リカX型ゼオライトの粉末としては、例えば特開平11
−217212号公報、特開平10−310422号公
報、特開平11−343112号公報などに記載されて
いる方法で製造されたものを用いることができる。この
ゼオライト粉末100重量部に対し、カオリン質粘土を
10〜50重量部、水分量を調節しながら均一に混練す
る。用いられるバインダーとしては低シリカX型ゼオラ
イトへ転化できるカオリン質粘土等が用いられる。カオ
リン質粘土の添加部数が少な過ぎる場合は十分な成形体
の強度が得られず、多過ぎる場合はバインダレス化を行
ってもゼオライトへの結晶化が十分進行せず、低シリカ
X型ゼオライトバインダレス成形体中の低シリカX型ゼ
オライト純度が低下する。混練物中の水分量は、カオリ
ン質粘土の添加部数およびその後の成形方法により異な
る。また混練物の造粒性を高めるために、その後の焼
成、バインダレス化に著しい悪影響を及ぼさない範囲で
有機系、無機系の各種造粒助剤を添加してもよい。得ら
れた混練品は種々の成形方法により成形する。たとえ
ば、押出し造粒法によるペレット造粒、あるいは攪拌造
粒法や転動造粒法によるビーズ造粒が挙げられる。
A high-purity binderless low silica X-type zeolite can be obtained, for example, as follows. Examples of low silica X-type zeolite powder include, for example,
Those manufactured by the methods described in JP-A-217212, JP-A-10-310422, JP-A-11-343112 and the like can be used. With respect to 100 parts by weight of the zeolite powder, 10 to 50 parts by weight of kaolin clay is uniformly kneaded while controlling the water content. As the binder to be used, kaolin clay which can be converted into low silica X-type zeolite is used. If the amount of kaolin clay added is too small, sufficient strength of the molded body cannot be obtained, and if it is too large, crystallization to zeolite does not proceed sufficiently even with binderless conversion, and a low silica X-type zeolite binder is used. The purity of the low silica X-type zeolite in the molded article is reduced. The amount of water in the kneaded material varies depending on the number of added kaolin clay and the subsequent molding method. Further, in order to enhance the granulation property of the kneaded product, various organic or inorganic granulation auxiliaries may be added within a range that does not significantly affect subsequent baking and binderlessness. The obtained kneaded product is molded by various molding methods. For example, pellet granulation by an extrusion granulation method, or bead granulation by a stirring granulation method or a tumbling granulation method may be mentioned.

【0016】得られた成形体を乾燥後、500〜700
℃好ましくは600〜650℃で焼成して、低シリカX
型ゼオライト含有成形体を得る。焼成は添加したカオリ
ン質粘土のその後のバインダレス化による低シリカX型
ゼオライトへの変質を容易にするために必要である。焼
成によりカオリン質粘土は非晶質のメタカオリンに変化
し、低シリカX型ゼオライトへの変質が容易になる。乾
燥、焼成は通常の方法、例えば熱風乾燥機、マッフル
炉、ロータリーキルン、管状炉等を用いて実施すること
ができる。
After drying the obtained molded body,
Calcination at preferably 600 to 650 ° C.
A shaped body containing zeolite is obtained. Calcination is necessary in order to facilitate the transformation of the added kaolinous clay into a low-silica X-type zeolite by binderless treatment. The calcination changes the kaolin clay into amorphous metakaolin, which facilitates the transformation to low silica X-type zeolite. Drying and baking can be performed by a usual method, for example, using a hot air dryer, a muffle furnace, a rotary kiln, a tubular furnace, or the like.

【0017】本発明に用いる高純度の低シリカX型ゼオ
ライト成形体は、以上のようにして得られた低シリカX
型ゼオライト含有成形体と苛性溶液とを接触させること
により得ることができる。このときの苛性溶液は、低シ
リカX型ゼオライト含有成形体と接触させたときに、成
形体からのSiの溶解量がAlの溶解量よりも多い苛性
溶液、あるいは、Al分を含有する苛性溶液が用いられ
る。例えば使用する苛性溶液は水酸化ナトリウムと水酸
化カリウムの混合溶液が好ましく、水酸化ナトリウムと
水酸化カリウムの混合割合は、K/(Na+K)=0.
1〜0.4が好ましい。0.1未満でも0.4をこえて
もバインダレス化が不十分で、A型ゼオライト、ソーダ
ライト、F型ゼオライトおよびE型ゼオライト等の不純
物が生成しやすく、低シリカX型ゼオライトバインダレ
ス成形体中の低シリカX型ゼオライトの含有率が低下す
る恐れがあるため好ましくない。
The high-purity low-silica X-type zeolite compact used in the present invention is a low-silica X-type zeolite obtained as described above.
It can be obtained by contacting a shaped zeolite-containing molded body with a caustic solution. The caustic solution at this time is a caustic solution in which the amount of Si dissolved from the molded body is larger than the amount of Al dissolved when the low-silica X-type zeolite-containing molded body is brought into contact, or a caustic solution containing an Al component. Is used. For example, the caustic solution used is preferably a mixed solution of sodium hydroxide and potassium hydroxide, and the mixing ratio of sodium hydroxide and potassium hydroxide is K / (Na + K) = 0.
1 to 0.4 is preferred. Even if it is less than 0.1 or more than 0.4, the binderless conversion is insufficient, impurities such as A-type zeolite, sodalite, F-type zeolite and E-type zeolite are easily generated, and low silica X-type zeolite binderless molding. It is not preferable because the content of the low silica X-type zeolite in the body may decrease.

【0018】低シリカX型ゼオライト含有成形体からの
Siの溶解量がAlの溶解量よりも多い苛性溶液とは、
例えばアルミネートの溶解度よりもシリケートの溶解度
の方が高い状態の苛性溶液である。溶液の溶解度は、溶
液の組成や濃度および温度によって異なるため、バイン
ダレス化の温度により、使用すべき苛性溶液の組成と濃
度が異なる。
The caustic solution in which the amount of Si dissolved from the low-silica X-type zeolite-containing compact is larger than the amount of Al dissolved is:
For example, it is a caustic solution in which the solubility of silicate is higher than that of aluminate. Since the solubility of the solution varies depending on the composition, concentration and temperature of the solution, the composition and concentration of the caustic solution to be used differ depending on the binderless temperature.

【0019】バインダレス化の温度としては40℃以上
で実施でき、温度が高いほどバインダレス化の速度には
有利であるが、メタカオリンの低シリカX型ゼオライト
への変質は発熱反応であること、使用する装置材料の温
度限界や不純物の生成の抑制等を考慮すると70〜80
℃が好ましい。
The binderless temperature can be increased to 40 ° C. or higher. The higher the temperature, the more advantageous the binderless speed. However, metakaolin is converted into a low-silica X-type zeolite by an exothermic reaction. Considering the temperature limit of the equipment material to be used and the suppression of the generation of impurities, 70-80
C is preferred.

【0020】したがって、この温度領域でかつ上記のよ
うな水酸化ナトリウムと水酸化カリウムの混合割合の場
合、アルミネートの溶解度よりもシリケートの溶解度の
方が高い状態の苛性溶液とは、約6モル/リットル以上
であり、苛性溶液の濃度が高ければ高いほどこの度合い
は高まり、好ましくは約8モル/リットル以上がその効
果が著しくなり、バインダレス化の速度には有利である
ため好ましい。苛性溶液の濃度が6モル/リットル付近
の場合でも、バインダレス化の処理時間が短い場合に
は、バインダレス化の進行が不十分となる恐れがあり、
苛性溶液の濃度が高くなるほど短時間でバインダレス化
が十分に進行するため好ましい。したがって、バインダ
レス化に必要な時間としては、苛性溶液の濃度が6モル
/リットル以上の場合には、少なくとも10時間以上、
8モル/リットル以上の場合には、少なくとも5時間以
上の接触時間が必要とされる。
Therefore, in this temperature range and in the above-mentioned mixing ratio of sodium hydroxide and potassium hydroxide, caustic solution in which the solubility of silicate is higher than that of aluminate is about 6 mol Per liter or more, and the higher the concentration of the caustic solution, the higher the degree. Preferably, the concentration is about 8 mol / l or more because the effect becomes remarkable and the binderless speed is advantageous. Even when the concentration of the caustic solution is around 6 mol / liter, if the treatment time for binderless treatment is short, the progress of binderless treatment may be insufficient,
It is preferable that the concentration of the caustic solution be higher, since the binderless process proceeds sufficiently in a short time. Therefore, when the concentration of the caustic solution is 6 mol / liter or more, the time required for binderless conversion is at least 10 hours or more.
In the case of 8 mol / liter or more, a contact time of at least 5 hours is required.

【0021】またAl分を含有する苛性溶液とは、例え
ば、アルミン酸ナトリウムのような水溶性Al分を含有
する苛性溶液や、低シリカX型ゼオライトやカオリン質
粘土その他固体のAl分を含有する苛性溶液であり、メ
タカオリンが低シリカX型ゼオライトに変質する際に、
積極的にAl分を取り込むような状態であれば、固体そ
の他Al分の形態については限定しない。また、バイン
ダレス化に一度以上使用した苛性溶液を再利用すること
も好ましい。Al分を含有する場合は、Al分を含有し
ない場合に比較して、苛性溶液の濃度は低くても同様の
効果が生じるため、バインダレス化の進行は十分なもの
となる。
The caustic solution containing an Al component includes, for example, a caustic solution containing a water-soluble Al component such as sodium aluminate, a low silica X-type zeolite, a kaolin clay, and other solid Al components. It is a caustic solution and when metakaolin is transformed into low silica X-type zeolite,
There is no limitation on the form of solid or other Al components as long as the Al component is actively taken in. It is also preferable to reuse the caustic solution used once or more for the binderless process. When Al content is contained, the same effect is produced even when the concentration of the caustic solution is lower than when Al content is not contained, so that the progress of binderlessness is sufficient.

【0022】苛性溶液中の水酸化アルカリ金属の量とし
ては、低シリカX型ゼオライト含有成形体中のカオリン
質粘土が全て低シリカX型ゼオライトに変質するに足る
量の5倍以上が必要とされる。特に、低シリカX型ゼオ
ライトバインダレス成形体中の低シリカX型ゼオライト
の含有率を高く、迅速にバンダレス化するためには10
倍以上が好ましい。
The amount of the alkali metal hydroxide in the caustic solution is required to be at least 5 times the amount that is sufficient for all the kaolinous clay in the low silica X-type zeolite-containing compact to be transformed into the low silica X-type zeolite. You. In particular, in order to increase the content of low-silica X-type zeolite in the low-silica X-type zeolite binderless molded article and to rapidly reduce the binder, it is necessary to use 10%.
More than twice is preferred.

【0023】ただし30倍以上にすると、苛性溶液への
Al分、Si分の溶解量が増して、強度が低下、苛性溶
液の使用量が多いためにコストが高くなるなどのため好
ましくない。
However, if the ratio is more than 30 times, the amount of Al and Si dissolved in the caustic solution increases, so that the strength is lowered and the cost is increased due to the large amount of the caustic solution used.

【0024】低シリカX型ゼオライト含有成形体と苛性
溶液との接触方法は特に限定しないが、低シリカX型ゼ
オライト含有成形体を固定床カラムに充填して、苛性溶
液を循環流通させることが簡便で効率がよい。
The method of contacting the low-silica X-type zeolite-containing compact with the caustic solution is not particularly limited, but it is simple to pack the low-silica X-type zeolite-containing compact into a fixed-bed column and circulate the caustic solution. It is efficient.

【0025】以上のような方法により得られた高純度の
低シリカX型ゼオライト成形体は、従来技術で得られる
低シリカX型ゼオライトバインダレス成形体より著しく
耐圧強度が向上しており、粒子径1.4〜1.7mmの
範囲の粒子で1.0kgf以上の耐圧強度を達成するこ
とができ、工業的にも十分使用することができる。
The high-purity low-silica X-type zeolite molded product obtained by the above-described method has a remarkably improved pressure resistance compared to the low-silica X-type zeolite binderless molded product obtained by the prior art, and the particle size is small. With a particle size in the range of 1.4 to 1.7 mm, a pressure resistance of 1.0 kgf or more can be achieved, and it can be used sufficiently industrially.

【0026】さらに本発明の吸着剤を二酸化炭素の吸着
分離に使用するには、高純度低シリカX型ゼオライト成
形体は、アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属イオ
ンでイオン交換されていることが好ましく、その交換率
は80%以上が好ましい。更に好ましくは90%以上で
ある。アルカリ金属ではリチウム、ナトリウム、カリウ
ムが、アルカリ土類金属ではマグネシウム、カルシウム
が好ましい。特にリチウム、ナトリウム、カルシウムが
好ましい。カチオンの種類は二酸化炭素との吸着の相互
作用に影響するため、二酸化炭素の吸着容量が大きくな
るカチオンが好ましく用いられる。
Furthermore, in order to use the adsorbent of the present invention for adsorption separation of carbon dioxide, the high-purity low-silica X-type zeolite compact must be ion-exchanged with alkali metal and / or alkaline earth metal ions. Preferably, the exchange rate is 80% or more. More preferably, it is 90% or more. As the alkali metal, lithium, sodium and potassium are preferable, and as the alkaline earth metal, magnesium and calcium are preferable. Particularly, lithium, sodium and calcium are preferred. Since the type of cation affects the interaction of adsorption with carbon dioxide, a cation having a large carbon dioxide adsorption capacity is preferably used.

【0027】イオン交換する方法は、バッチ法、カラム
流通法など通常知られた方法で行なうことができる。イ
オン交換する時の温度、溶液の濃度は任意な条件で行う
ことができるが、温度は高いほうがイオン交換平衡ある
いは速度において有利であり、50℃以上が好ましく用
いられる。溶液の濃度も高いほうがイオン交換には有利
であり、通常は1モル/リットル以上の濃度の溶液が用
いられる。イオン交換に用いられる化合物は水溶液とし
て容易に提供できるものであれば特に制限はなく、例え
ば塩化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩などを用いることが
できる。また例えばリチウムは他のカチオンに比べて比
較的高価なため、一度イオン交換に用いた溶液から、不
純物を除去して回収した溶液をイオン交換液として用い
ることもできる。
The ion exchange can be performed by a commonly known method such as a batch method and a column flow method. The temperature and the concentration of the solution at the time of ion exchange can be set under arbitrary conditions. The higher the temperature, the more advantageous in ion exchange equilibrium or speed. A temperature of 50 ° C. or higher is preferably used. The higher the concentration of the solution, the more advantageous for ion exchange. Usually, a solution having a concentration of 1 mol / liter or more is used. The compound used for ion exchange is not particularly limited as long as it can be easily provided as an aqueous solution, and for example, chloride, nitrate, sulfate, carbonate and the like can be used. Further, for example, since lithium is relatively expensive compared to other cations, a solution obtained by removing impurities from a solution once used for ion exchange can be used as an ion exchange solution.

【0028】なおイオン交換を行う前のゼオライトに
は、交換可能なカチオンとして、通常ナトリウムおよび
/またはカリウムなどが存在する。このためこのゼオラ
イトを他のカチオンでイオン交換した場合は、最初から
存在しているナトリウム、カリウムなどが残存する可能
性がある。しかしイオン交換前に存在するカチオンがイ
オン交換後に残存しても、本発明の吸着剤として使用す
ることができる。またアルカリ金属及び/又はアルカリ
土類金属以外のカチオンとして亜鉛など遷移金属イオン
が交換されている吸着剤も用いることができる。
The zeolite before ion exchange usually contains sodium and / or potassium as exchangeable cations. Therefore, when this zeolite is ion-exchanged with another cation, sodium, potassium, and the like existing from the beginning may remain. However, even if cations existing before ion exchange remain after ion exchange, they can be used as the adsorbent of the present invention. An adsorbent in which a transition metal ion such as zinc is exchanged as a cation other than the alkali metal and / or the alkaline earth metal can also be used.

【0029】イオン交換後は、ある程度乾燥して、50
0〜550℃で除湿空気または窒素流通下で焼成活性化
を施すことにより吸着剤として使用することができる。
After ion exchange, dry to some extent
By performing calcination activation at 0 to 550 ° C. under a flow of dehumidified air or nitrogen, it can be used as an adsorbent.

【0030】本発明に使用する吸着剤は、二酸化炭素の
平衡吸着量が大きいことに加えて、吸脱着速度が速いこ
とが好ましい。吸脱着速度の速い吸着剤であれば、PS
A法、TSA法あるいはPTSA法に用いた場合にサイ
クル時間を短くできるため、処理ガス量を増加させるこ
とが可能となる。二酸化炭素を吸着除去する場合の吸脱
着速度は、一般にゼオライト吸着剤のマクロ細孔構造に
影響される。マクロ細孔はゼオライト結晶粒子間に形成
される細孔であり、粒子内の物質移動速度を左右するた
め、その細孔容積および細孔直径は大きい方が好まし
い。上記の方法により得られた高純度のバインダレス低
シリカX型ゼオライト成形体は、マクロ細孔容積が0.
25cc/g以上で、マクロ細孔の平均細孔直径が0.
35μm以上を達成することができ、吸着剤が本来有す
る吸着性能を低下させることがない物質移動速度が得ら
れる。細孔容積、平均細孔直径がこれらより小さい場合
は、十分な物質移動速度が得られず、吸着剤本来の性能
が得られない恐れがある。
The adsorbent used in the present invention preferably has a high equilibrium adsorption amount of carbon dioxide and a high adsorption / desorption rate. If the adsorbent has a fast adsorption / desorption rate, PS
Since the cycle time can be shortened when used in the A method, the TSA method or the PTSA method, it is possible to increase the processing gas amount. The adsorption / desorption speed when adsorbing and removing carbon dioxide is generally affected by the macropore structure of the zeolite adsorbent. The macropores are pores formed between the zeolite crystal particles and affect the mass transfer rate in the particles. Therefore, it is preferable that the pore volume and the pore diameter are large. The high-purity binderless low silica X-type zeolite compact obtained by the above method has a macropore volume of 0.1.
At 25 cc / g or more, the average pore diameter of the macropores is 0.
35 μm or more can be achieved, and a mass transfer rate that does not decrease the original adsorption performance of the adsorbent can be obtained. If the pore volume and the average pore diameter are smaller than these, a sufficient mass transfer rate cannot be obtained, and the original performance of the adsorbent may not be obtained.

【0031】成形体はビーズあるいはペレットなどの形
状のものを用いることができ、その平均粒子径は好まし
くは0.5〜3mm、より好ましくは0.5〜2mmの
範囲内のものである。平均粒子径が3mmより大きい場
合、充填層単位体積当りの表面積が小さくなり、粒子内
の物質移動速度が小さくなる恐れがあるため好ましくな
い。平均粒子径が0.5mmより小さい場合、充填層の
圧力損失が大きくなりすぎて、電力原単位が悪化する恐
れがあり好ましくない。平均粒子径は一般的な方法で測
定することができ、篩い分けによる方法、あるいはガス
流通時の圧力損失とエルガン式から求める方法などを用
いることができる。
The molded article may be in the form of beads or pellets, and has an average particle diameter of preferably 0.5 to 3 mm, more preferably 0.5 to 2 mm. If the average particle size is larger than 3 mm, the surface area per unit volume of the packed bed becomes small, and there is a possibility that the mass transfer speed in the particles becomes small. If the average particle diameter is smaller than 0.5 mm, the pressure loss of the packed bed becomes too large, and the power consumption may deteriorate, which is not preferable. The average particle size can be measured by a general method, and a method by sieving, a method of obtaining from a pressure loss at the time of gas flow and an Elgan equation, and the like can be used.

【0032】本発明に用いられる吸着剤は圧力を上下さ
せて分離を行なう圧力スイング法(PSA法)、温度を
上下させて分離を行なう温度スイング法(TSA法)、
あるいは圧力スイングと温度スイングの両方を行なうこ
とにより分離を行なう圧力−温度スイング法(PTSA
法)により二酸化炭素を吸着分離する場合に有効に使用
することができる。特に上記の高純度のバインダレス低
シリカX型ゼオライト成形体を用いて二酸化炭素の吸着
分離を行なった場合、二酸化炭素の吸着容量が大きく、
分離装置の小型化、電力原単位の低減が可能である。
The adsorbent used in the present invention includes a pressure swing method (PSA method) for separating by raising and lowering a pressure, a temperature swing method (TSA method) for separating by raising and lowering the temperature,
Alternatively, pressure-temperature swing method (PTSA) in which separation is performed by performing both pressure swing and temperature swing
Method 2) can be used effectively when carbon dioxide is adsorbed and separated by the method. In particular, when the carbon dioxide is adsorbed and separated using the high-purity binderless low silica X-type zeolite molded body, the carbon dioxide adsorption capacity is large,
It is possible to reduce the size of the separation device and reduce the power consumption.

【0033】本発明で使用されるガスは、二酸化炭素と
二酸化炭素より極性の低いガスを含む2種以上の成分か
らなる混合ガスであり、例えば燃焼排ガスなどがあげら
れる。二酸化炭素より極性の低いガスとしては、窒素、
酸素、希ガスなどがあげられる。二酸化炭素の吸着・脱
着時の温度は特に限定されないが、吸着時の温度は20
〜100℃が好ましく、また脱着時の温度は20〜30
0℃が好ましい。混合ガスには二酸化炭素がモル分率で
5%以上含有されるが、本発明によれば二酸化炭素の吸
着分離を確実に行うことができる。
The gas used in the present invention is a mixed gas comprising two or more components including carbon dioxide and a gas having a polarity lower than that of carbon dioxide, and examples thereof include combustion exhaust gas. The gases less polar than carbon dioxide include nitrogen,
Oxygen, rare gas and the like can be mentioned. The temperature at the time of adsorption / desorption of carbon dioxide is not particularly limited.
To 100 ° C., and the temperature for desorption is 20 to 30
0 ° C. is preferred. The mixed gas contains carbon dioxide in a molar fraction of 5% or more. According to the present invention, carbon dioxide can be surely adsorbed and separated.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明について実施例を用いてさらに
詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。なお各評価は以下に示した方法によって実施し
た。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, each evaluation was implemented by the method shown below.

【0035】(1)化学組成の測定方法 試料を硝酸とフッ酸を用いて完全に溶解した後、ICP
発光分析装置(パーキンエルマー社製、型式optim
a3000)を用い、各種金属イオンの濃度を同定し、
イオン等量比、例えばLiイオン、Naイオン、Kイオ
ンが含まれるゼオライト中のLiイオンの等量比を求め
る場合は、Li/(Li+Na+K)として算出した。
(1) Method of measuring chemical composition After completely dissolving a sample using nitric acid and hydrofluoric acid,
Emission spectrometer (PerkinElmer, model optim
a3000) to identify the concentrations of various metal ions,
When an ion equivalent ratio, for example, an equivalent ratio of Li ions in a zeolite containing Li ions, Na ions, and K ions, is calculated as Li / (Li + Na + K).

【0036】(2)結晶構造の測定方法 X線回折装置(マックサイエンス社製、型式MXP−
3)を用いて測定した。
(2) Method of measuring crystal structure X-ray diffractometer (Model MXP-, manufactured by Mac Science)
It measured using 3).

【0037】(3)水分平衡吸着量の測定方法 60℃以上で乾燥した試料を温度25℃、相対湿度80
%のデシケーター中で16時間以上放置し、900℃1
時間強熱し測定した。すなわち、水分吸着後の重量をX
1,これを900℃1時間強熱した後の重量をX2とし、
水分平衡吸着量(%)は、以下式から求めた。
(3) Measuring method of water equilibrium adsorption amount A sample dried at 60 ° C. or more was subjected to a temperature of 25 ° C.
% Desiccator at 900 ° C
It was heated for an hour and measured. That is, the weight after moisture adsorption is X
1, the weight after heating this 900 ° C. 1 hour a little and X 2,
The water equilibrium adsorption amount (%) was determined from the following equation.

【0038】水分平衡吸着量(%)={(X1−X2)/
2}/100 (4)吸着容量 日本ベル社製 BELSORP 28SAにより25℃
あるいは40℃における二酸化炭素吸着量を測定した。
なお前処理として350℃、2hの真空活性化(1×1
-3mmHg以下)を行なった。吸着等温線をDual
−Site Langmuir式(Ind.Eng.C
hem.Res.1996,35,2477−248
3)で近似した。得られた吸着等温線を用いて150m
mHgでの二酸化炭素の吸着量を求めた。
Water equilibrium adsorption (%) = {(X 1 -X 2 ) /
X 2 } / 100 (4) Adsorption capacity 25 ° C. with BELSORP 28SA manufactured by Nippon Bell Co.
Alternatively, the amount of carbon dioxide adsorbed at 40 ° C. was measured.
As a pretreatment, a vacuum activation of 350 ° C. for 2 hours (1 × 1
0 -3 mmHg or less). Dual adsorption isotherm
-Site Langmuir formula (Ind. Eng. C.)
hem. Res. 1996, 35, 2477-248
3) was approximated. 150 m using the obtained adsorption isotherm
The amount of carbon dioxide adsorbed at mHg was determined.

【0039】(5)マクロ細孔容積及びマクロ細孔の平
均細孔直径 水銀圧入式ポロシメーター(マイクロメリティクス社
製、型式:ポアサイザー9310)を用い、活性化した
吸着剤を1〜30,000psiの圧力範囲(60オン
グストローム〜200μmの範囲の細孔直径)により測
定した。
(5) Macropore Volume and Average Pore Diameter of Macropores Using a mercury intrusion porosimeter (manufactured by Micromeritics, Model: Pore Sizer 9310), the activated adsorbent was added at 1 to 30,000 psi. It was measured in the pressure range (pore diameter ranging from 60 Å to 200 μm).

【0040】実施例1 まず、低シリカX型ゼオライト粉末を以下の手順により
合成した。
Example 1 First, a low silica X-type zeolite powder was synthesized by the following procedure.

【0041】内容積20リットルのステンレス製反応容
器にケイ酸ナトリウム水溶液(Na2O=3.8重量
%、SiO2=12.6重量%)10770g、水13
30g、水酸化ナトリウム(純度99%)1310g、
工業用水酸化カリウム水溶液(純度48%)3630g
を入れ100rpmで攪拌しながらウォーターバスを用
い45℃に保った。この溶液に40℃に保ったアルミン
酸ナトリウム水溶液(Na2O=20.0重量%、Al2
3=22.5重量%)5390gを1分かけて投入し
た。投入直後より白濁しゲル化が始まった。投入終了直
前、ゲル全体の粘度は上昇し、反応容器上部でスラリー
の部分的停滞が生じたものの約3分後には全体が均一に
流動化した。スラリー全体が流動化した時点で低シリカ
X型ゼオライト粉末(強熱減少量22.5%)4.22
gを少量の水に分散し添加した。このとき加えた低シリ
カX型ゼオライトの量は、生成する低シリカX型ゼオラ
イトに対し0.1重量%である。添加終了後のスラリー
の組成は、3.39Na2O・1.31K2O・1.90
SiO2・Al23・74.1H2Oであり、理論的に生
成する低シリカX型ゼオライト濃度としては14.7重
量%である。このまま100rpmで攪拌を継続し、4
5℃で4時間熟成を行なった。熟成後、攪拌を継続しな
がら1時間かけて70℃に昇温した。昇温後、攪拌を停
止し、70℃で8時間結晶化を行なった。得られた結晶
をろ過し、純水で十分に洗浄した後、70℃で1晩乾燥
した。
In a 20-liter stainless steel reaction vessel, 10770 g of an aqueous solution of sodium silicate (Na 2 O = 3.8% by weight, SiO 2 = 12.6% by weight), and water 13
30 g, sodium hydroxide (99% purity) 1310 g,
3630 g of industrial potassium hydroxide aqueous solution (purity 48%)
And kept at 45 ° C. using a water bath while stirring at 100 rpm. An aqueous solution of sodium aluminate (Na 2 O = 20.0% by weight, Al 2 O
(O 3 = 22.5% by weight) was charged over 1 minute. Immediately after the addition, the mixture became cloudy and gelation started. Immediately before the end of the charging, the viscosity of the whole gel increased, and although the slurry partially stayed in the upper portion of the reaction vessel, the whole fluidized uniformly after about 3 minutes. When the entire slurry was fluidized, low silica X-type zeolite powder (ignition loss 22.5%) 4.22
g was dispersed in a small amount of water and added. The amount of the low silica X-type zeolite added at this time was 0.1% by weight based on the low silica X-type zeolite produced. After completion of the addition, the composition of the slurry was 3.39Na 2 O · 1.31K 2 O · 1.90
SiO 2 · Al 2 O 3 · 74.1H 2 O, and the concentration of low silica X-type zeolite theoretically produced is 14.7% by weight. The stirring is continued at 100 rpm as it is,
Aging was performed at 5 ° C. for 4 hours. After aging, the temperature was raised to 70 ° C. over 1 hour while continuing stirring. After the temperature was raised, stirring was stopped, and crystallization was performed at 70 ° C. for 8 hours. The obtained crystals were filtered, sufficiently washed with pure water, and dried at 70 ° C. overnight.

【0042】得られた低シリカX型ゼオライト粉末は、
X線回折の結果フォージャサイト型ゼオライト単相であ
り、また組成分析の結果、このものの化学組成は0.7
2Na2O・0.28K2O・Al23・2SiO2、S
iO2/Al23モル比は2.0、水分平衡吸着量は3
3.5%であった。
The obtained low silica X-type zeolite powder is
As a result of X-ray diffraction, it was a faujasite type zeolite single phase, and as a result of composition analysis, the chemical composition was found to be 0.7
2Na 2 O · 0.28K 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 , S
The iO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is 2.0, and the water equilibrium adsorption amount is 3
It was 3.5%.

【0043】この低シリカX型ゼオライト粉末100重
量部に対し,SiO2/Al23モル比が2.0のカオ
リン粘土(ドライブランチカオリン社製、製品名ハイド
ライトPXN)20重量部をミックスマラー混合機(新
東工業社製、型式MSG−15S)で15分間混合後、
必要量の水を15分間で投入し、その後1.5時間混練
した。得られた混練物の水分量は約38重量%であっ
た。
To 100 parts by weight of the low silica X-type zeolite powder, 20 parts by weight of kaolin clay having a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 2.0 (manufactured by Drive Lunch Kaolin Co., Ltd., product name: Hydrite PXN) were mixed. After mixing for 15 minutes with a maller mixer (manufactured by Shinto Kogyo Co., Ltd., model MSG-15S),
The required amount of water was added for 15 minutes, and then kneaded for 1.5 hours. The water content of the obtained kneaded product was about 38% by weight.

【0044】この混練物を羽根攪拌式造粒機ヘンシェル
ミキサー(三井鉱山社製、型式FM/I−750)で平
均粒子径1.6mm(粒径範囲1.2〜2.0mm)の
ビーズ状に攪拌造粒成形し、マルメライザー成形機(不
二パウダル社製、型式Q−1000)を用いて整粒した
後、60℃で1晩乾燥した。ついで管状炉(アドバンテ
ック社製)を用いて空気流通下において、600℃で3
時間焼成して造粒物中のカオリンをメタカオリン化して
低シリカX型ゼオライト含有成形体を得た。
The kneaded material was converted into beads having an average particle size of 1.6 mm (particle size range: 1.2 to 2.0 mm) using a blade stirring type granulator Henschel mixer (Model: FM / I-750, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.). The mixture was subjected to stirring granulation molding, sized using a marmerizer molding machine (Model Q-1000, manufactured by Fuji Paudal Co., Ltd.), and then dried at 60 ° C. overnight. Then, at 600 ° C. under a stream of air using a tubular furnace (manufactured by Advantech Co.)
After firing for a period of time, the kaolin in the granulated product was metakaolinized to obtain a low silica X-type zeolite-containing molded product.

【0045】この低シリカX型ゼオライト含有成形体を
内容積13リットルのSUS304製カラムに9.0k
g充填し、40℃の純水で洗浄した。洗浄の後、40℃
の苛性溶液25.2リットル(NaOH:7.2モル/
リットル、KOH:2.8モル/リットル)をカラムの
下方から560cc/分で3時間循環流通した。その
後、苛性液を循環通液しながら温度を40℃から70℃
に昇温し、そのまま6時間循環通液により結晶化させ
た。この時の苛性溶液中の水酸化アルカリ金属の量は、
低シリカX型ゼオライト含有成形体中のカオリンが全て
低シリカX型ゼオライトに変質するに足る量の18倍で
あった。
The low-silica X-type zeolite-containing compact was charged to a 13 liter SUS304 column having a volume of 9.0 liters.
g, and washed with pure water at 40 ° C. After washing, 40 ° C
25.2 liters of a caustic solution (NaOH: 7.2 mol /
Liter, KOH: 2.8 mol / l) was circulated from the bottom of the column at 560 cc / min for 3 hours. Thereafter, the temperature was increased from 40 ° C. to 70 ° C. while circulating the caustic liquid.
, And crystallized as it was by circulation for 6 hours. At this time, the amount of the alkali metal hydroxide in the caustic solution is
The amount of kaolin in the low-silica X-type zeolite-containing molded article was 18 times the amount required to transform into low-silica X-type zeolite.

【0046】苛性溶液を回収した後、カラム内を純水で
十分に洗浄し低シリカX型ゼオライトバインダレス成形
体を得た。得られた低シリカX型ゼオライトバインダレ
ス成形体の水分平衡吸着量は33.4%であり、低シリ
カX型ゼオライトの水分平衡吸着量33.5%から逆算
すると、この低シリカX型ゼオライトバインダレス成形
体の低シリカX型ゼオライトの含有率は99.7%であ
った。X線回折の結果からもフォージャサイト型ゼオラ
イト単相であり、不純物に由来する回折線は確認されな
かった。
After recovering the caustic solution, the inside of the column was sufficiently washed with pure water to obtain a low silica X-type zeolite binderless compact. The water-equilibrium adsorption amount of the obtained low-silica X-type zeolite binderless molded product is 33.4%, and the low-silica X-type zeolite binder is calculated from the water-equilibrium adsorption amount of the low-silica X-type zeolite 33.5%. The content of the low silica X-type zeolite in the molded article was 99.7%. The result of X-ray diffraction was a single phase of faujasite-type zeolite, and no diffraction line derived from impurities was confirmed.

【0047】この低シリカX型ゼオライトバインダレス
成形体を、水酸化リチウムでpHを約11に調整した塩
化リチウム水溶液と接触させイオン交換を行ない、Li
型低シリカX型ゼオライトバインダレス成形体を得た。
このLi型低シリカX型ゼオライトバインダレス成形体
を化学分析をした結果、Liイオン交換率は98.3
%、NaとKのイオン交換率はそれぞれ1.3%と0.
4%、SiO2/Al23モル比は2.0であった。得
られたLi型低シリカX型ゼオライトバインダレス成形
体を、管状炉(アドバンテック社製)を用いて除湿空気
流通下において、500℃で3時間焼成活性化した。
The low silica X-type zeolite binderless compact is brought into contact with a lithium chloride aqueous solution whose pH has been adjusted to about 11 with lithium hydroxide to perform ion exchange.
A low-silica X-type zeolite binderless molded article was obtained.
This Li-type low silica X-type zeolite binderless molded product was subjected to chemical analysis. As a result, the Li ion exchange rate was 98.3.
%, And the ion exchange rates of Na and K are 1.3% and 0.1%, respectively.
4%, SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was 2.0. The obtained Li-type low silica X-type zeolite binderless compact was fired and activated at 500 ° C. for 3 hours in a dehumidified air flow using a tubular furnace (manufactured by Advantech).

【0048】得られたLi型低シリカX型ゼオライトバ
インダレス吸着剤の二酸化炭素吸着量を測定した。25
℃及び40℃における150mmHgでの二酸化炭素吸
着量を表1に示す。またマクロ細孔容積とマクロ細孔の
平均細孔直径を水銀圧入法により測定した結果を表2に
示す。
The amount of carbon dioxide adsorbed on the obtained Li-type low silica X-type zeolite binderless adsorbent was measured. 25
Table 1 shows the amounts of carbon dioxide adsorbed at 150 mmHg at 40 ° C and 40 ° C. Table 2 shows the results of measuring the macropore volume and the average pore diameter of the macropores by a mercury intrusion method.

【0049】実施例2 実施例1と同様にして得た低シリカX型ゼオライトバイ
ンダレス成形体を、炭酸リチウムを塩酸で溶解して得た
塩化リチウム溶液(pH約7)を水酸化リチウムでpH
を約11に調整した水溶液と接触させイオン交換を行な
い、Li型低シリカX型ゼオライトバインダレス成形体
を得た。このLi型低シリカX型ゼオライトバインダレ
ス成形体を化学分析をした結果、Liイオン交換率は9
5.3%、Naイオン交換率は2.3%、Kイオン交換
率は1.7%、Mgイオン交換率は0.3%、Caイオ
ン交換率は0.4%、SiO2/Al23モル比は2.
0であった。得られたLi型低シリカX型ゼオライトバ
インダレス成形体を、管状炉(アドバンテック社製)を
用いて除湿空気流通下において、500℃で3時間焼成
活性化した。
Example 2 A low silica X-type zeolite binderless compact obtained in the same manner as in Example 1 was dissolved in lithium carbonate solution (pH 7) obtained by dissolving lithium carbonate with hydrochloric acid.
Was brought into contact with an aqueous solution adjusted to about 11, thereby performing ion exchange to obtain a Li-type low silica X-type zeolite binderless molded article. As a result of chemical analysis of this Li-type low silica X-type zeolite binderless compact, the Li ion exchange rate was 9%.
5.3%, Na ion exchange rate 2.3%, K ion exchange rate 1.7%, Mg ion exchange rate 0.3%, Ca ion exchange rate 0.4%, SiO 2 / Al 2 The O 3 molar ratio is 2.
It was 0. The obtained Li-type low silica X-type zeolite binderless compact was fired and activated at 500 ° C. for 3 hours in a dehumidified air flow using a tubular furnace (manufactured by Advantech).

【0050】得られたLi型低シリカX型ゼオライトバ
インダレス吸着剤の二酸化炭素及び窒素の吸着量を測定
した。二酸化炭素吸着量を表1に示す。
The amounts of carbon dioxide and nitrogen adsorbed on the obtained Li type low silica X type zeolite binderless adsorbent were measured. Table 1 shows the amounts of carbon dioxide adsorbed.

【0051】実施例3 実施例1と同様にして得た低シリカX型ゼオライトバイ
ンダレス成形体を、水酸化ナトリウムでpHを約11に
調整した塩化ナトリウム水溶液と接触させイオン交換を
行ない、Na型低シリカX型ゼオライトバインダレス成
形体を得た。このNa型低シリカX型ゼオライトバイン
ダレス成形体を化学分析をした結果、Naイオン交換率
は97.9%、Kイオン交換率は2.1%、SiO2
Al23モル比は2.0であった。得られたNa型低シ
リカX型ゼオライトバインダレス成形体を、管状炉(ア
ドバンテック社製)を用いて除湿空気流通下において、
500℃で3時間焼成活性化した。
Example 3 A low silica X-type zeolite binderless compact obtained in the same manner as in Example 1 was brought into contact with an aqueous sodium chloride solution adjusted to a pH of about 11 with sodium hydroxide to carry out ion exchange to obtain a Na-type zeolite binder. A low silica X-type zeolite binderless molded product was obtained. This Na-type low silica X-type zeolite binderless molded product was subjected to chemical analysis. As a result, the Na ion exchange rate was 97.9%, the K ion exchange rate was 2.1%, and SiO 2 /
The Al 2 O 3 molar ratio was 2.0. The obtained Na-type low-silica X-type zeolite binderless molded body was placed in a tubular furnace (manufactured by Advantech Co., Ltd.) under dehumidified air flow,
It was fired and activated at 500 ° C. for 3 hours.

【0052】得られたNa型低シリカX型ゼオライトバ
インダレス吸着剤の二酸化炭素の吸着量を測定した。二
酸化炭素吸着量を表1に示す。
The amount of carbon dioxide adsorbed on the obtained Na-type low silica X-type zeolite binderless adsorbent was measured. Table 1 shows the amounts of carbon dioxide adsorbed.

【0053】実施例4 実施例1と同様にして得た低シリカX型ゼオライトバイ
ンダレス成形体を、水酸化リチウムでpHを約11に調
整した塩化リチウム水溶液と接触させイオン交換を行な
い、Li型低シリカX型ゼオライトバインダレス成形体
を得た。このLi型低シリカX型ゼオライトバインダレ
ス成形体を化学分析をした結果、Liイオン交換率は8
6.0%、NaとKのイオン交換率はそれぞれ10.7
%と3.3%、SiO2/Al23モル比は2.0であ
った。得られたLi型低シリカX型ゼオライトバインダ
レス成形体を実施例1と同様に焼成活性化した。
Example 4 A low silica X-type zeolite binderless compact obtained in the same manner as in Example 1 was brought into contact with a lithium chloride aqueous solution whose pH was adjusted to about 11 with lithium hydroxide to carry out ion exchange to obtain a Li-type. A low silica X-type zeolite binderless molded product was obtained. As a result of chemical analysis of this Li-type low silica X-type zeolite binderless molded product, the Li ion exchange rate was 8%.
6.0%, the ion exchange rates of Na and K were 10.7, respectively.
% And 3.3%, and the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was 2.0. The obtained Li-type low silica X-type zeolite binderless compact was fired and activated in the same manner as in Example 1.

【0054】得られたLi型低シリカX型ゼオライトバ
インダレス吸着剤の二酸化炭素吸着量を測定した。上記
の条件での二酸化炭素吸着量を表1に示す。
The amount of carbon dioxide adsorbed on the obtained Li type low silica X type zeolite binderless adsorbent was measured. Table 1 shows the amounts of carbon dioxide adsorbed under the above conditions.

【0055】実施例5 実施例1と同様にして得た低シリカX型ゼオライトバイ
ンダレス成形体を、水酸化カルシウムでpHを約11に
調整した塩化カルシウム水溶液と接触させイオン交換を
行ない、Ca型低シリカX型ゼオライトバインダレス成
形体を得た。このCa型低シリカX型ゼオライトバイン
ダレス成形体を化学分析をした結果、Caイオン交換率
は94.4%、NaとKのイオン交換率はそれぞれ3.
5%と2.1%、SiO2/Al23モル比は2.0で
あった。得られたCa型低シリカX型ゼオライトバイン
ダレス成形体を実施例1と同様に焼成活性化した。
Example 5 A low-silica X-type zeolite binderless compact obtained in the same manner as in Example 1 was brought into contact with an aqueous solution of calcium chloride whose pH was adjusted to about 11 with calcium hydroxide to carry out ion exchange. A low silica X-type zeolite binderless molded product was obtained. As a result of chemical analysis of the Ca-type low silica X-type zeolite binderless compact, the Ca ion exchange rate was 94.4% and the ion exchange rates of Na and K were 3.
5% and 2.1%, SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was 2.0. The obtained Ca-type low silica X-type zeolite binderless compact was fired and activated in the same manner as in Example 1.

【0056】得られたCa型低シリカX型ゼオライトバ
インダレス吸着剤の二酸化炭素吸着量を測定した。上記
の条件での二酸化炭素吸着量を表1に示す。
The amount of carbon dioxide adsorbed on the obtained Ca type low silica X type zeolite binderless adsorbent was measured. Table 1 shows the amounts of carbon dioxide adsorbed under the above conditions.

【0057】比較例1 カオリンを30重量部とし、実施例1と同様の操作で低
シリカX型ゼオライト含有成形体を得た。その成形体を
内容積3.1リットルのポリプロピレン製カラムに2.
2kgに充填した。苛性溶液8.1リットル(NaO
H:2.2モル/リットル、KOH:0.9モル/リッ
トル)を用いて、実施例1と同じ要領によりバインダレ
ス化処理した。なお、この時の苛性溶液中の水酸化アル
カリ金属の量は、低シリカX型ゼオライト含有成形体中
のカオリンが全て低シリカX型ゼオライトに変質するに
足る量の7.5倍であった。
Comparative Example 1 A low-silica X-type zeolite-containing compact was obtained in the same manner as in Example 1 except that kaolin was used in an amount of 30 parts by weight. The molded product was placed in a polypropylene column having an internal volume of 3.1 liters.
Filled to 2 kg. 8.1 liters of caustic solution (NaO
(H: 2.2 mol / L, KOH: 0.9 mol / L) and the binderless treatment was performed in the same manner as in Example 1. The amount of the alkali metal hydroxide in the caustic solution at this time was 7.5 times the amount that was sufficient for all the kaolin in the low silica X-type zeolite-containing compact to be transformed into the low silica X-type zeolite.

【0058】その後、カラム内を純水で十分に洗浄し低
シリカX型ゼオライトバインダレス成形体を得た。得ら
れた低シリカX型ゼオライトバインダレス成形体の水分
平衡吸着量は30.5%であり、低シリカX型ゼオライ
トの水分平衡吸着量33.5%から逆算すると、この低
シリカX型ゼオライトバインダレス成形体の低シリカX
型ゼオライトの含有率は91%であることが確認され
た。X線回折の結果では、フォージャサイト型ゼオライ
トに由来する回折線以外に、A型ゼオライトに由来する
回折線が確認された。このバインダレス低シリカX型ゼ
オライトを実施例1と同じ要領でLiイオン交換し、化
学分析をした結果、Liイオン交換率は97.9%、N
aとKのイオン交換率はそれぞれ1.9%と0.2%、
SiO2/Al23モル比は2.0であった。得られた
Li型低シリカX型ゼオライトバインダレス成形体を、
実施例1と同様に焼成活性化した。
Thereafter, the inside of the column was sufficiently washed with pure water to obtain a low-silica X-type zeolite binderless molded article. The water-equilibrium adsorption amount of the obtained low-silica X-type zeolite binderless molded product is 30.5%, and the low-silica X-type zeolite binder is calculated from the water-equilibrium adsorption amount of the low-silica X-type zeolite 33.5%. Low silica X
It was confirmed that the content of the zeolite was 91%. As a result of X-ray diffraction, diffraction lines derived from A-type zeolite were confirmed in addition to diffraction lines derived from faujasite-type zeolite. This binderless low silica X-type zeolite was subjected to Li ion exchange in the same manner as in Example 1 and subjected to chemical analysis. As a result, the Li ion exchange rate was 97.9%, and
The ion exchange rates of a and K are 1.9% and 0.2%, respectively.
The SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was 2.0. The obtained Li-type low silica X-type zeolite binderless molded body is
The firing was activated in the same manner as in Example 1.

【0059】得られたLi型低シリカX型ゼオライトバ
インダレス吸着剤の二酸化炭素吸着量を測定した。上記
の条件での二酸化炭素吸着量を表1に示す。またマクロ
細孔容積とマクロ細孔の平均細孔直径を水銀圧入法によ
り測定した結果を表2に示す。
The amount of carbon dioxide adsorbed on the obtained Li-type low silica X-type zeolite binderless adsorbent was measured. Table 1 shows the amounts of carbon dioxide adsorbed under the above conditions. Table 2 shows the results of measuring the macropore volume and the average pore diameter of the macropores by a mercury intrusion method.

【0060】比較例2 従来から二酸化炭素の吸着分離に使用されているバイン
ダレスNaXゼオライト(SiO2/Al23モル比
2.5、Naイオン交換率100%:東ソー株式会社
製)の吸着量を測定し、結果を表1に示した。なおこの
バインダレスNaXは、X線回折の結果からもフォージ
ャサイト型ゼオライト単相であり、不純物に由来する回
折線は確認されなかった。
Comparative Example 2 Adsorption of binderless NaX zeolite (SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio 2.5, Na ion exchange rate 100%, manufactured by Tosoh Corporation) conventionally used for carbon dioxide adsorption separation. The amounts were measured and the results are shown in Table 1. The binderless NaX was a faujasite-type zeolite single phase from the result of X-ray diffraction, and no diffraction line derived from impurities was confirmed.

【0061】比較例3 従来から二酸化炭素の吸着分離に使用されているバイン
ダレスCaXゼオライト(SiO2/Al23モル比
2.5、Caイオン交換率92%:東ソー株式会社製)
の吸着量を測定し、結果を表1に示した。なおこのバイ
ンダレスCaXは、X線回折の結果からもフォージャサ
イト型ゼオライト単相であり、不純物に由来する回折線
は確認されなかった。
Comparative Example 3 Binderless CaX zeolite (SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio 2.5, Ca ion exchange rate 92%: manufactured by Tosoh Corporation) conventionally used for adsorption and separation of carbon dioxide
Was measured, and the results are shown in Table 1. The binderless CaX was a faujasite-type zeolite single phase from the result of X-ray diffraction, and no diffraction line derived from impurities was confirmed.

【0062】[0062]

【表1】 [Table 1]

【0063】[0063]

【表2】 [Table 2]

【0064】[0064]

【発明の効果】上記の結果から、本発明の吸着剤を使用
して、例えば固定発生源から排出される燃焼排ガスのよ
うな排気ガス中の二酸化炭素の吸着分離を行う場合、従
来から使用されている吸着剤に比べて二酸化炭素吸着量
が多いために、高効率で二酸化炭素を除去することがで
き、吸着装置の小型化、吸着分離に要する電力原単位の
低減を達成できる。
According to the above results, when the adsorbent of the present invention is used to perform adsorption separation of carbon dioxide in exhaust gas such as combustion exhaust gas discharged from a fixed source, it has been conventionally used. Since the amount of adsorbed carbon dioxide is larger than that of the adsorbent used, carbon dioxide can be removed with high efficiency, and the size of the adsorption device can be reduced, and the power consumption required for adsorption separation can be reduced.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】二酸化炭素と二酸化炭素より極性の低いガ
スを含む2種以上の成分からなる混合ガスをゼオライト
吸着剤に接触させて二酸化炭素を吸着分離する方法にお
いて、前記ゼオライト吸着剤は、SiO2/Al23
ル比が1.9〜2.1の低シリカX型ゼオライトを95
%以上含有する低シリカX型ゼオライト成形体であり、
前記ゼオライト吸着剤に接触させる時の混合ガス中の二
酸化炭素のモル分率が5%以上であることを特徴とす
る、二酸化炭素の吸着分離方法。
1. A method for adsorbing and separating carbon dioxide by bringing a mixed gas comprising at least two components including carbon dioxide and a gas having a polarity lower than that of carbon dioxide into contact with a zeolite adsorbent, wherein the zeolite adsorbent comprises SiO 2 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 95 to low silica X-type zeolite 1.9-2.1
% Of a low-silica X-type zeolite compact containing at least
A method for adsorbing and separating carbon dioxide, wherein the molar fraction of carbon dioxide in the mixed gas at the time of contact with the zeolite adsorbent is 5% or more.
【請求項2】前記低シリカX型ゼオライト成形体が、ア
ルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属イオンでイオン
交換されていることを特徴とする、請求項1に記載の二
酸化炭素の吸着分離方法。
2. The method for adsorbing and separating carbon dioxide according to claim 1, wherein the low silica X-type zeolite compact is ion-exchanged with alkali metal and / or alkaline earth metal ions.
【請求項3】前記アルカリ金属及び/又はアルカリ土類
金属イオンのイオン交換率が少なくとも80%以上であ
ることを特徴とする、請求項2に記載の二酸化炭素の吸
着分離方法。
3. The method for adsorbing and separating carbon dioxide according to claim 2, wherein the ion exchange rate of said alkali metal and / or alkaline earth metal ions is at least 80% or more.
【請求項4】前記アルカリ金属及び/又はアルカリ土類
金属イオンのイオン交換率が少なくとも90%以上であ
ることを特徴とする、請求項2又は3に記載の二酸化炭
素の吸着分離方法。
4. The method for adsorbing and separating carbon dioxide according to claim 2, wherein the ion exchange rate of the alkali metal and / or alkaline earth metal ions is at least 90% or more.
【請求項5】前記アルカリ金属はリチウム、ナトリウ
ム、カリウムの少なくとも1種からなり、前記アルカリ
土類金属はマグネシウム、カルシウムの少なくとも1種
類からなることを特徴とする、請求項2〜4のいずれか
に記載の二酸化炭素の吸着分離方法。
5. The method according to claim 2, wherein said alkali metal comprises at least one of lithium, sodium and potassium, and said alkaline earth metal comprises at least one of magnesium and calcium. The method for adsorptive separation of carbon dioxide according to the above.
【請求項6】前記低シリカX型ゼオライト成形体が低シ
リカX型ゼオライトを98%以上含有することを特徴と
する、請求項1〜5のいずれかに記載の二酸化炭素の吸
着分離方法。
6. The method for adsorbing and separating carbon dioxide according to claim 1, wherein said low silica X-type zeolite compact contains 98% or more of low silica X-type zeolite.
【請求項7】前記低シリカX型ゼオライト成形体が実質
的に結合剤を含まず低シリカX型ゼオライトのみからな
ることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の
二酸化炭素の吸着分離方法。
7. The carbon dioxide according to claim 1, wherein said low-silica X-type zeolite compact is substantially composed of only low-silica X-type zeolite without a binder. Adsorption separation method.
【請求項8】前記低シリカX型ゼオライト成形体のマク
ロ細孔容積が0.25cc/g以上であり、マクロ細孔
の平均細孔直径が0.35μm以上であることを特徴と
する、請求項1〜7のいずれかに記載の二酸化炭素の吸
着分離方法。
8. The low-silica X-type zeolite molded body has a macropore volume of 0.25 cc / g or more and an average pore diameter of the macropores of 0.35 μm or more. Item 8. The method for adsorbing and separating carbon dioxide according to any one of Items 1 to 7.
【請求項9】前記低シリカX型ゼオライト成形体の平均
粒子径が0.5〜3mmの範囲内であることを特徴とす
る、請求項1〜8のいずれかに記載の二酸化炭素の吸着
分離方法。
9. The adsorption and separation of carbon dioxide according to claim 1, wherein the low silica X-type zeolite molded body has an average particle diameter in a range of 0.5 to 3 mm. Method.
【請求項10】前記低シリカX型ゼオライト成形体の平
均粒子径が0.5〜2mmの範囲内であることを特徴と
する、請求項1〜9いずれかに記載の二酸化炭素の吸着
分離方法。
10. The method for adsorbing and separating carbon dioxide according to claim 1, wherein the low silica X-type zeolite molded article has an average particle diameter in a range of 0.5 to 2 mm. .
【請求項11】吸着分離を圧力スイング法及び/又は温
度スイング法により行うことを特徴とする、請求項1〜
10いずれかに記載の二酸化炭素の吸着分離方法。
11. The method according to claim 1, wherein the adsorption separation is carried out by a pressure swing method and / or a temperature swing method.
10. The method for adsorbing and separating carbon dioxide according to any one of 10.
【請求項12】二酸化炭素を吸着させる時の温度が20
〜100℃であることを特徴とする、請求項1〜11い
ずれかに記載の二酸化炭素の吸着分離方法。
12. The temperature at which carbon dioxide is adsorbed is 20.
The method for adsorbing and separating carbon dioxide according to any one of claims 1 to 11, wherein the temperature is from 100 to 100 ° C.
【請求項13】二酸化炭素を脱着させる時の温度が20
〜300℃であることを特徴とする、請求項1〜12い
ずれかに記載の二酸化炭素の吸着分離方法。
13. The temperature for desorbing carbon dioxide is 20.
The method for adsorbing and separating carbon dioxide according to any one of claims 1 to 12, wherein the temperature is -300C.
【請求項14】前記低シリカX型ゼオライト成形体が、
SiO2/Al23モル比が1.9〜2.1の低シリカ
X型ゼオライトとSiO2/Al23モル比が1.9〜
2.1のカオリン質粘土を用いて成形、焼成することに
より低シリカX型ゼオライト含有成形体を得、前記低シ
リカX型ゼオライト含有成形体からのSiの溶解量がA
lの溶解量よりも多い苛性溶液と前記低シリカX型ゼオ
ライト含有成形体を接触させることにより、前記低シリ
カX型ゼオライト含有成形体中のカオリン質粘土を低シ
リカX型ゼオライトに変質させることにより製造されて
いることを特徴とする、請求項1〜13いずれかに記載
の二酸化炭素の吸着分離方法。
14. The low-silica X-type zeolite molded product,
Low silica X-type zeolite and SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 1.9 to 2.1 is 1.9
The low-silica X-type zeolite-containing molded article is obtained by molding and firing using the kaolinous clay of 2.1, and the amount of dissolved Si from the low-silica X-type zeolite-containing molded article is A
1 by contacting the low-silica X-type zeolite-containing compact with a caustic solution greater than the dissolution amount of 1 to convert the kaolinic clay in the low-silica X-type zeolite-containing compact into a low-silica X-type zeolite. The method for adsorbing and separating carbon dioxide according to any one of claims 1 to 13, which is manufactured.
【請求項15】前記低シリカX型ゼオライト成形体が、
6モル/リットル以上の苛性溶液と10時間以上接触さ
れることにより製造されていることを特徴とする、請求
項14に記載の二酸化炭素の吸着分離方法。
15. The low-silica X-type zeolite molded product,
15. The method for adsorptive separation of carbon dioxide according to claim 14, wherein the method is produced by contacting with a caustic solution of 6 mol / l or more for 10 hours or more.
【請求項16】前記低シリカX型ゼオライト成形体が、
8モル/リットル以上の苛性溶液と5時間以上接触され
ることにより製造されていることを特徴とする、請求項
14に記載の二酸化炭素の吸着分離方法。
16. The low-silica X-type zeolite molded product,
15. The method for adsorptive separation of carbon dioxide according to claim 14, wherein the method is produced by contacting with a caustic solution of 8 mol / l or more for 5 hours or more.
【請求項17】前記低シリカX型ゼオライト成形体が、
Al分を含有する苛性溶液と接触されることにより製造
されていることを特徴とする、請求項14〜16のいず
れかに記載の二酸化炭素の吸着分離方法。
17. The low-silica X-type zeolite molded product,
The method for adsorbing and separating carbon dioxide according to any one of claims 14 to 16, wherein the method is produced by contacting with a caustic solution containing an Al component.
JP2000211995A 2000-07-07 2000-07-07 Method for adsorptive separation of carbon dioxide Pending JP2002018226A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000211995A JP2002018226A (en) 2000-07-07 2000-07-07 Method for adsorptive separation of carbon dioxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000211995A JP2002018226A (en) 2000-07-07 2000-07-07 Method for adsorptive separation of carbon dioxide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002018226A true JP2002018226A (en) 2002-01-22

Family

ID=18707980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000211995A Pending JP2002018226A (en) 2000-07-07 2000-07-07 Method for adsorptive separation of carbon dioxide

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002018226A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004202393A (en) * 2002-12-25 2004-07-22 Tokyo Electric Power Co Inc:The Carbon dioxide desorption method
JP2008273821A (en) * 2007-04-06 2008-11-13 Nippon Steel Corp Method of recovering carbon dioxide in gas
WO2012133007A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 大陽日酸株式会社 Gas purification method
JP2016193957A (en) * 2015-03-31 2016-11-17 東ソー株式会社 Porous coordination polymer
JP2017170380A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 Carbon dioxide adsorbing material and vacuum heat insulating material, and application of the same
CN112844307A (en) * 2020-12-29 2021-05-28 复榆(张家港)新材料科技有限公司 Small-hole dehydration adsorbent for pressure swing adsorption separation of binary solvent azeotrope

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004202393A (en) * 2002-12-25 2004-07-22 Tokyo Electric Power Co Inc:The Carbon dioxide desorption method
JP2008273821A (en) * 2007-04-06 2008-11-13 Nippon Steel Corp Method of recovering carbon dioxide in gas
WO2012133007A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 大陽日酸株式会社 Gas purification method
JP5684898B2 (en) * 2011-03-31 2015-03-18 大陽日酸株式会社 Gas purification method
JP2016193957A (en) * 2015-03-31 2016-11-17 東ソー株式会社 Porous coordination polymer
JP2017170380A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 Carbon dioxide adsorbing material and vacuum heat insulating material, and application of the same
CN112844307A (en) * 2020-12-29 2021-05-28 复榆(张家港)新材料科技有限公司 Small-hole dehydration adsorbent for pressure swing adsorption separation of binary solvent azeotrope

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5375890B2 (en) Carbon dioxide adsorption separation method
US6514317B2 (en) Method for purifying hydrogen-based gas mixture
JP5036925B2 (en) Agglomerated zeolite adsorbent, its production method and use in non-cryogenic separation of industrial gases
US5868818A (en) Adsorbent for air separation, production method thereof, and air-separation method using it
TW555587B (en) Process for the decarbonation of gas flows using zeolite adsorbents
AU774201B2 (en) Synthesis of low silicon sodium X zeolite
JP2001526109A (en) Barium-exchanged ETS-4 and its use in a method for separating nitrogen from a mixture of methane and nitrogen
JP2002154821A (en) Apparatus and method for purifying gas
AU773910B2 (en) Temperature swing adsorption process
JP3050147B2 (en) Adsorbent for air separation, production method thereof and air separation method using the same
JP4873108B2 (en) Carbon dioxide adsorption separation method
JP4686889B2 (en) Method for purifying hydrogen gas
US8282900B2 (en) Agent for rendering halogen-containing gas harmless, and method of rendering halogen-containing gas harmless using same
JP2002018226A (en) Method for adsorptive separation of carbon dioxide
JP4830185B2 (en) High purity low silica X-type zeolite binderless molded body and gas separation method using the same
JP2000210557A (en) Molded product containing x-type zeolite, manufacture and use application thereof
JP2017077541A (en) Carbon dioxide adsorbent
JP3624584B2 (en) Adsorbent for oxygen PSA, method for producing the same, and method for producing oxygen using the same
JP3772412B2 (en) Low-abrasion zeolite bead molded body and method for producing the same
JP4438145B2 (en) Carbon monoxide adsorption separation method
JP6303791B2 (en) Method for producing strontium clinoptilolite
JP3334664B2 (en) Adsorbent for gas separation
JP2000211915A (en) Formed compact containing low-silica x type zeolite, its production and use thereof
JP7119494B2 (en) Nitrogen adsorption separation method
JP3528269B2 (en) High heat resistant mordenite type zeolite and method for producing the same