JP2003170041A - 気液接触用の高分子材料製充填物および気液接触装置 - Google Patents
気液接触用の高分子材料製充填物および気液接触装置Info
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Abstract
を提供する。 【解決手段】気液接触板2の材料を高分子材料とし、か
つ濡れ性を高めるための表面加工を行う。
Description
収させる目的で用いられる気液接触装置に関する。さら
に詳しくは、ガス及び液体の接触面積を増大させて効率
的なガス吸収を実現する気液接触装置、並びに、前記気
液接触装置に装填して用いる気液接触用の充填物に関す
る。
装置として、吸収液を利用した気液接触装置が知られて
いる。主に化学プラント等では、排出される二酸化炭素
(CO 2)等のガスの吸収効率を向上させるために、例
えば円筒状や矩形塔状の吸収塔を用い、塔の内部に気液
接触充填物を充填してガス及び吸収液の接触面積を増や
すことが行われている。気液接触充填物は、たとえば規
則充填物と不規則充填物とに大別される。規則充填物は
低い圧力損失が求められる場合、すなわちガスの送り込
み動力を減らしたい場合に有利である。規則充填物の圧
力損失をさらに減らす目的で並列濡れ壁方式を採用した
規則充填物も開発されている。
に依存することが知られている。高い気液接触性能を得
るためには、気液接触用の充填物の表面において、液が
できるだけ濡れ広がることが好ましい。液が広く濡れ広
がることを、濡れ性能が良好である、と表現する。良好
な濡れ性能を発揮できる並列濡れ壁方式としては、例え
ば、金属製の平板と金属製の金網とを接合した気液接触
板を利用した吸収塔が知られている。
るため、気液接触塔全体としての重量が大きくなり、気
液接触塔を支える構造部品も大型化してしまうといった
問題がある。
しては、たとえば高分子材料が考えられる。高分子材料
は軽量で、かつ加工性がよく、さらに安価である。
子材料はほとんどが疎水性であり、前記した濡れ性能が
得られにくいといった問題がある。
水性を有する、いわゆる親水性ポリマーも知られてい
る。親水性ポリマーを気液接触板の材料として使用すれ
ば、軽量で、かつ加工性がよく、しかも前記した濡れ性
能が得やすい。
子材料に比べて一般に高価であるといった問題がある。
また、親水性ポリマーは水と接触すると水分を吸収し
て、強度の低下することが知られている点も問題であ
る。
工性に優れ、安価で、濡れ性能が良く、水と接触しても
強度が低下しにくい気液接触用の充填物を提供すること
を目的とする。また、本発明は、CO2吸収性能の高い
気液接触装置を提供することを目的とする。
表面の少なくとも一部に表面加工を施してなる気液接触
用の充填物を提供する。前記の気液接触用の充填物は、
高い濡れ性能を有する。
の充填物を詳細に説明する。
分子材料の表面の少なくとも一部にプラズマ接触処理を
施してなることを特徴とする、気液接触用の充填物であ
る。
象を利用する表面処理である。プラズマ接触処理として
は、例えば低温プラズマ(low temperatu
replasma, LTP)が知られている。たとえ
ば、ポリエチレンを酸素低温プラズマ接触処理すると水
接触角が90度から43度に、アルゴン低温プラズマ接
触処理すると水接触角が90度から60度に、ポリエチ
レンテレフタレートを酸素低温プラズマ接触処理すると
水接触角が77度から32度に変化するなど、濡れ性能
が向上する(高分子学会編、“高分子新素材便覧”、丸
善(1989)、p.513)ことが知られている。こ
のように、プラズマ接触処理によれば、高い濡れ性能を
有する高分子材料が得られるので、気液接触用の充填物
として好適となる。また、プラズマ接触処理は材料の表
面を処理する技術であるので、材料全体としての機械的
強度はほぼ保たれる。
ばポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニル、ポリエステ
ル等が利用できる。
る場合の板厚は、例えば自重やガスの圧力変動に耐える
程度の適度な剛性を確保するためには一定の厚みが必要
である一方で、厚すぎる板は充填物の単位重量あたりの
表面積が少なくなって不利である。これらを考慮した好
ましい板厚は0.5mm以上2.0mm以下であり、さ
らに好ましくは0.5mm以上1.0mm以下である。
これらの板厚で製造された気液接触板の単位表面積あた
りの質量はたとえば1kg/m2以下となる。従来の金
属製の気液接触板では同じく2ないし4kg/m2程度
であったので、半分以下あるいは4分の1以下の軽量化
を達成できる。
処理としては、50mN/m(ミリニュートン毎メート
ル)以上100mN/m以下のエネルギーを、高分子材
料から5mm以上10mm以下の距離で、1秒以上5秒
以下照射することが好ましい。前記した距離が5mm未
満であると高分子表面がプラズマにより発熱・変形し、
電極が接触してしまうので好ましくなく、10mmを超
えても十分な量のエネルギーを照射するのに時間がかか
り、結果的にコスト高となるので好ましくない。また、
前記したエネルギーが50mN/m未満であると所望の
表面エネルギーを有する表面を作成できない、表面エネ
ルギーが持続しない等の問題があるので好ましくなく、
100mN/mを超えても表面エネルギーが飽和し、ま
た、処理しすぎると材料表面が化学的に劣化するので好
ましくない。さらに、前記した時間が1秒未満であると
所望の表面エネルギーを有する表面を作成できない、ま
た表面エネルギーが持続しない等の問題があるので好ま
しくなく、5秒を超えても結果的に表面エネルギーが飽
和してコスト高となり、また処理しすぎると材料表面が
化学的に劣化するので好ましくない。なお、電極の出力
・形状により、照射距離、条件等のパラメータが変化す
るが、本発明はこれに限定されない。
000分の1が前記したmN/mである。プラズマなど
のレーザのエネルギーは、格子間隔や液体の密度、波数
などを使って表面張力に換算できるものである。この換
算式は当業者に広く知られているので詳細な説明は省略
する。
高分子材料の表及び裏の両面全部にプラズマ接触処理を
施せばよい。一方、比較的低い濡れ性能で足りる場合は
プラズマ接触処理しない部分を残して、施工を簡略化す
ることができる。
高分子材料の表面の少なくとも一部にグロー放電処理ま
たはコロナ放電処理を施してなることを特徴とする気液
接触用の充填物である。
グローを利用するものであり、その効果はプラズマ接触
処理と同様である。また、コロナ放電処理は、プラズマ
を作るのにコロナを利用するものであり、その効果はプ
ラズマ接触処理と同様である。
理としては、10mN/m(ミリニュートン毎メート
ル)以上50mN/m以下のエネルギーを、高分子材料
から5mm以上20mm以下の距離で、10秒以上20
秒以下照射することが好ましい。前記したエネルギーが
10mN/m未満であると所望の表面エネルギーを有す
る表面を作成できない、また表面エネルギーが持続しな
い等の問題があるので好ましくなく、50mN/mを超
えても表面エネルギーが飽和し、また処理しすぎると材
料表面が化学的に劣化するので好ましくない。また、前
記した距離が5mm未満であると高分子表面がコロナ放
電により発熱・変形し、電極が接触してしまうので好ま
しくなく、20mmを超えても十分な量のエネルギーを
照射するのに時間がかかり、結果的にコスト高となるの
で好ましくない。さらに、前記した時間が10秒未満で
あると所望の表面エネルギーを有する表面を作成できな
い、また表面エネルギーが持続しない等の問題があるの
で好ましくなく、20秒を超えても結果的に表面エネル
ギーが飽和しコスト高となり、また処理しすぎると材料
表面が化学的に劣化するので好ましくない。なお、電極
の出力・形状により、照射距離、条件等のパラメータが
変化するが、本発明はこれに限定されない。
高分子材料の表面の少なくとも一部に粗面加工を施して
なる気液接触用の充填物である。
より、粗面の凹部に水滴を保持しやすくなり、水接触角
が大きくても比較的多くの水を表面上に滞留させること
ができる。この現象は水に限らず、溶質が溶け込んだ溶
液であっても同様にあらわれる。
けたローラを高分子材料の板に押圧して表面を変形させ
る方法が利用できる。また、砂粒を吹き付けるサンドブ
ラスタなどによって機械的に粗面化する方法も利用でき
る。
目状、連続波状、溝切り状、不規則凹凸などとすること
ができる。また、網目形状を与える場合の凹凸のピッチ
も特に制限はないが、メッシュ数としては例えば50以
上100以下が好ましい。前記したメッシュ数が50未
満であると粗面の凹部に水滴を保持しにくく、水を表面
上に滞留させにくいので好ましくなく、100を超えて
も粗面の凹部に強固に保持した水滴を、新しい水滴に逐
次置換しながら表面上に滞留させることが難しいので好
ましくない。
呼び方であり、25.4mmあたりの目数を表す。
分子材料の表面の少なくとも一部に高分子繊維不織布を
定着処理してなる気液接触用の充填物である。
により、不織布相当分の表面積が増加するので、前記し
た粗面加工と同等の効果を奏する。
く、たとえばポリプロピレン、アクリル、ナイロン等が
利用できる。また、高分子繊維不織布の定着処理の方法
にも特に制限はなく、たとえば接着剤を使用した接着処
理や、熱を使った溶着処理が利用できる。さらに、高分
子繊維不織布の定着量にも特に制限はないが、好ましい
定着量は50g/m2以上100g/m2以下である。こ
こで、gは高分子繊維不織布の質量、m2は基材となる
高分子材料の表面積である。
分子材料の表面の少なくとも一部に親水性を有する高分
子繊維不織布を定着してなる気液接触用の充填物であ
る。
ることにより、物理化学的に濡れ性能を改善する効果
と、前記した粗面加工による効果との両方が得られる。
そのため、気液接触性能は著しく向上する。
は特に制限がなく、たとえば高分子繊維不織布に親水性
ポリマーを塗布処理または浸漬処理または吹き付け処理
したものを利用することができる。塗布処理または含浸
処理または吹き付け処理は、前記した定着処理よりも
前、後いずれの時期でも行うことができる。親水性ポリ
マーの種類にも特に制限はなく、分子構造内に−CO
−、−COO−、−OH、−SO3Hなどの親水性の官
能基を有するポリマーであることが好ましい。具体的な
処理方法としては、たとえば親水性ポリマーを適切な溶
剤に溶解させた液を調製し、この液を高分子繊維不織布
に塗布したのちに乾燥させて溶媒を除去する方法を用い
ることができる。
分子材料の表面の少なくとも一部に酸化アクリル製不織
布を定着してなる気液接触用の充填物である。
または両面に接着することにより、濡れ性の改善と、液
との接触面積の増大と、両方が実現される。酸化アクリ
ルは、他の高分子不織布に比べて酸化アクリル自体が濡
れ性を有しているので、特に優れた効果を奏する。
材料が板状を形成してなる気液接触用の充填物である。
充填物は不規則充填物に比べて、ガスの圧力損失が少な
いのでガスの送り込みに要する動力が少なくすむ利点が
ある。逆に、気液の接触面積は不規則充填物よりも小さ
いので、ガス吸収性能が低くなる欠点がある。しかし、
本発明によれば、物理化学的な濡れ性の向上及び物理的
な表面積増大の一方または両方の効果が得られるため、
板状であってもガス吸収性能の高い気液接触用の充填物
が得られる。すなわち、従来の板状充填物の利点と、従
来の不規則充填物の利点とを併せもつ気液接触用の充填
物を得ることができる。
面が直線状の平板や、断面が連続W字状やクランク状の
屏風板や、断面が正弦曲線や、半円が対向して連続する
連続半円断面などの波板であってもよい。また、前記し
た板は中実のものに限らず、円形や矩形などの孔をあけ
たものであってもよい。また、前記した板は広げた状態
に限らず、たとえば気液接触塔の内径に合わせて渦巻状
に丸め込んだものであっても良い。また、前記した板は
ヒダ状に折り込んだものであっても良い。
ても良い。たとえば、平板や波板を一定の間隔で平行に
配置することができる。また、平板及び波板を交互に配
置することができる。特に、平板と平板の間に波板がち
ょうど入り込むように、すなわちダンボールの断面を模
して配置すると、波板が平板の位置決めをする機能を併
せ持つようになって、さらに有利である。また、平板の
集合体として格子を形成した充填物としても良い。
流れに対して概ね平行に設置された、前記各項の気液接
触用の充填物をひとつ以上含んでなる気液接触装置であ
る。
含んでなる気液接触装置は、従来の板状充填物を使用し
た気液接触装置におけるガス送り込み動力低減効果と、
従来の不規則充填物を使用した気液接触装置における大
きな気液接触面積増大効果とを併せもつので、たとえば
同じ性能を省動力で、かつ小型の装置によって実現でき
るので有利である。
することによって大きな気液接触面積を確保できるが、
前記した渦巻状に丸め込んだ気液接触用の充填物によれ
ば、ひとつだけを設置することによっても大きな気液接
触面積を確保できる。なお、気液接触用の充填物は、気
体の流れに対して概ね平行に設置することにより、気液
の偏りを防ぐことができる。ここで、概ね平行とは、製
作誤差程度のものを指す。
に含まれるハロゲン化水素やアンモニアなどの水溶性ガ
ス成分を水による吸収で浄化するための、吸収塔あるい
は脱臭装置として有利に使用することができる。また、
これらのガス成分を水中に溶かして水溶液を製品として
得るための溶かし込み装置としても使用することができ
る。
鉛直に設けられた筒状体と、前記筒状体の底部付近に設
けられた液排出手段と、前記液排出手段の上方に設けら
れたガス供給手段と、前記充填物の上方に設けられた液
供給手段と、前記筒状体の頂部付近に設けられたガス排
出手段とをさらに含み、前記充填物は前記ガス供給手段
と前記液供給手段の中間に設置してなることを特徴とす
る気液接触装置である。
記充填物を高さ方向に二以上に分割して配置してなる気
液接触装置である。
ガスを導入する燃焼排ガス導入工程と、炭酸ガス吸収液
を導入する吸収液導入工程と、前記各項に示す気液接触
用の充填物の表面において前記炭酸ガス吸収液に液膜を
形成させて前記液膜の表面に前記燃焼排ガスを接触させ
る気液接触工程とを含んでなる気液接触方法である。
焼排ガス中に含まれる炭酸ガスを高効率で炭酸ガス吸収
液に吸収させることができるので、排煙脱炭の分野で有
利に使用できる。炭酸ガス吸収液としては公知のアミン
水溶液系のものが使用できる。
図1に示す吸収塔1の内部に設置することができる。吸
収塔1の内部では、本発明の気液接触用の充填物を板状
に成形してなる気液接触板2を、ガス及び液体の流れ方
向に沿って、竪に複数並べて配置している。気液接触板
2は、支持体3によって固定されている。
供給口4から導入されて、吸収塔1の内部を下から上に
流れ、吸収塔1の塔頂に設置されたガス排出口5から塔
外へ出る。一方、液は、吸収塔の塔頂に設置された液供
給口6から導入されて、水平方向に伸びた供給管を通
り、ノズル7によって図面上においては8箇所から分散
される。ノズル7は、塔内での各々の気液接触板2に対
してまんべんなく液を散布するために設ける装置であ
り、供給間の軸方向に間隔をおいて両側に配列されてい
る。液は吸収塔1の内部を上から下に流れ、吸収塔1の
塔底に設置された液溜め8に溜められたのち、液排出口
9から塔外へ出る。液溜め8は、吸収塔1と同じ径を有
する円盤や漏斗状の逆円錐である。ここで、液は気液接
触板2の表面及び裏面並びに吸収塔1の内面に沿って流
下する。気液接触板2及び吸収塔1の内面全体に液が均
一な膜を形成して流下すると、気液が接触する界面を広
く確保できるので、効果的な気液接触が行われる。
流以外でもよく、たとえば直交流であってもよい。ただ
し、ガスの液体に対する溶解平衡を考慮すると、対向流
の形態が好ましい。さらに、液は重力を利用して流すこ
とが有利である。以上を考慮すれば、液を鉛直下向き
に、ガスを上向きに流す形態が好ましい。
枚数は特に限定されるものではなく、組み合わせる吸収
塔1の形状、大きさ及び設置箇所等を考慮して好ましく
定められるものである。
る場合においては、一部の気液接触板2に代えて、表面
処理を行っていない高分子製の板や、金属製の板や棒か
らなる補強材を設けることができる。補強材を設けるこ
とにより、充填層全体としての強度を高めることができ
る。補強材を設ける枚数や間隔は特に制限されるもので
はないが、枚数が多すぎると充填層全体としての濡れ性
が悪化するので、好ましい枚数は設計的に定められるも
のである。補強材の形状に特に制限はないが、気液接触
板2と略同等の形状を与えておけば、気体を整流する観
点において有利である。
である。実験室での試験に用いた装置の概略外観を図2
に示す。アクリル製ダクト10は、吸収塔1を模したも
のであり、形状は幅300mm、奥行き50mm、高さ
400mmの角筒であって、天面及び底面は開放されて
いる。アクリル製ダクト10の中央部には幅100m
m、厚さ0.8mm、高さ200mmの気液接触板2を
垂直に一枚設置している。気液接触板2はポリプロピレ
ンのシートであり、比較材として表面処理を行わないも
のと、実施例として各種の表面処理を行ったものとを供
試した。気液接触板2の直上には内径1mmのノズル7
を設けている。液としては55℃の蒸留水を用い、ポン
プ11を使用して2ml/minの速度で供給し、気液
接触板2の表面および裏面を流下させた。また、排ガス
の代わりとして空気を使用し、アクリル製ダクト10の
内部を線速度2.5m/sで下から上に向けて流した。
蒸留水を流し始めてから10分後に、前記した蒸留水の
水平方向の流路幅を測定して、濡れ性の評価とした。表
1に濡れ性評価試験の結果を示す。
処理を行っていないポリプロピレンシート21である。
このRunの濡れ性を1とし、その他のRunすべて、
すなわち実施例の濡れ性については、比較材に対する相
対値を表1に示した。Run−No.11は、気液接触
板2としてポリプロピレンシート21にコロナ放電処理
を施したものを利用した実施例である。コロナ放電処理
は、表面エネルギー40mN/m、照射距離10mm、
照射時間12秒で行った。Run−No.12は、気液
接触板2としてポリプロピレンシート21にプラズマ接
触処理を施したものを利用した実施例である。プラズマ
接触処理は表面エネルギー72mN/m、照射距離6m
m、照射時間2秒で行った。Run−No.11及び1
2は、比較材に対して5倍の濡れ性を示した。
触板2としてポリプロピレンシート21にメッシュ加工
を施したメッシュ加工シート23を利用した実施例であ
る。Run−No.21は縦目、すなわち垂直方向のメ
ッシュ加工であり、Run−No.22は横目、すなわ
ち水平方向のメッシュ加工である。メッシュ加工は図3
に示すとおり、ポリプロピレンシート21を凹凸つきの
ロール22で押圧する押出ロール法で行った。なお、メ
ッシュ加工は平板熱プレス法で行うこともできる。メッ
シュの凹凸の深さは0.5mmであり、凹凸の間隔は
1.0mmであり、凹凸の形状は半球状であり、凹凸の
配列は碁盤目状である。縦目のRun−No.21では
比較材に対して5倍、横目のRun−No.22では比
較材に対して10倍の濡れ性を示した。
板2としてポリプロピレンシート21にポリプロピレン
不織布26の定着処理を施した不織布加工シート28を
利用した実施例である。定着処理は図4に示すとおり、
ボビン25から不織布26を供給してポリプロピレンシ
ート21に重ね、ホットメルト接着剤27を載せてロー
ル24で押圧するラミネート処理によって行った。
レン不織布26の定着量を10ないし500g/m2の
間で区々に設定したものであり、それぞれ、比較材に対
して3倍ないし25倍の濡れ性を示した。これらは表1
及び後述の表2において「ポリプロピレン不織布ラミネ
ート処理」と表記している。なお、ポリプロピレン不織
布26の好ましい定着量については、CO2吸収率評価
試験の項を設けて後述する。
板2として、前記した図3に示す方法でポリプロピレン
シート21にポリプロピレン不織布26の定着処理を施
して不織布加工シート28となし、さらに親水性ポリマ
ー溶液29に浸漬させ、これを乾燥して前記溶液の溶媒
成分を除去し、親水性ポリマーを付着させる、親水性ポ
リマー処理を施した親水性ポリマー加工シート30を利
用した実施例である。親水性ポリマー処理は、図5に示
す装置を用い、水酸基を有する親水性ポリマーを、溶媒
としてはエタノールを用い、溶液の温度は50℃、浸漬
する時間は30秒とし、浸漬後、風乾により乾燥した。
レン不織布26の定着量を10ないし500g/m2の
間で区々に設定したものであり、それぞれ、比較材に対
して10倍ないし110倍の濡れ性を示した。これらは
表1及び後述の表2において「ポリプロピレン不織布ラ
ミネート処理+親水性ポリマー処理」と表記している。
Run−No.31から36と比較すると、Run−N
o.41から46は親水性ポリマー処理を追加すること
により、さらに高い濡れ性能を発揮していることがわか
る。なお、ポリプロピレン不織布26の好ましい定着量
については、CO2吸収率評価試験の項を設けて後述す
る。
No.31から36におけるポリプロピレン不織布26
に代えて酸化アクリル不織布を用いたものであり、その
余はRun−No.31から36と同一の構成からなる
実施例である。これらは表1及び後述の表2において
「酸化アクリル不織布ラミネート処理」と表記してい
る。Run−No.51から56は、比較例に対して7
倍ないし100倍の濡れ性を示した。なお、酸化アクリ
ル不織布の好ましい定着量については、CO2吸収率評
価試験の項を設けて後述する。
価試験である。実験室での試験に用いた装置のプロセス
フローを図6に示す。試験には模擬排ガス12を使用し
た。模擬排ガス12の原料としては、CO2ガス及び空
気並びに工業用水を使用し、図示しない模擬排ガス調製
装置によってCO2濃度を9.4容量%、空気を80容
量%、H2Oを9.8容量%とした。また、模擬排ガス
12の温度は46℃、圧力は101.3kPa(絶対
圧)、流量は60m3/h(標準状態換算流量)とし
た。
けられたガス供給口4に導かれて、吸収塔13の内部を
上向きに流れる。吸収塔13は、直径100mmの円柱
形状であり、垂直に立てて設置されている。吸収塔13
の内部には、本発明の気液接触板2の群からなる充填層
14を6層に分けて配置した。各々の充填層14の底部
には支持体3を配置して、気液接触板1の群を固定して
いる。支持体3は開口部を有しており、気液が流通する
ような形状を与えている。各充填層14の高さは6層と
も750mmである。なお、隣り合う充填層14の層と
層との間は250mmの間隔が空けられている。また、
支持体3は気液分配器を兼ねている。
て配置することにより、気液の流れの偏りを防ぐ効果が
現れる。また、気液接触板2の一枚一枚を高さを短くで
きるので製作や組み立てが簡単となり、さらに気液接触
板2の剛性を確保する効果も現れる。剛性を確保するこ
とによって、気液接触板2がガス流によって振動させら
れることを防ぐことができる。
て後述のフレッシュ吸収液15と効率的に気液接触し、
CO2の少なくとも一部がフレッシュ吸収液15に除去
され、残りが吸収塔13の塔頂に設けられたガス排出口
5から塔外へ出る。
て、アミン水溶液からなる未使用のフレッシュ吸収液1
5が、別途設けたフレッシュ吸収液タンク16に貯留さ
れている。フレッシュ吸収液15は供給ポンプ17によ
って位置エネルギー及び圧力損失に相当する圧力を与え
られて、配管を通じて吸収塔13の塔頂付近に開口した
ノズル7によって、充填層14の最上段に散布される。
実験におけるフレッシュ吸収液15の温度は38℃であ
る。図示したノズル7は、フレッシュ吸収液15を放射
状に分散させるための分散機能を有する。散布されたフ
レッシュ吸収液15は、気液接触板2の表面に液膜を形
成しながら、液膜の表面で模擬排ガス12と接触し、模
擬排ガス12に含まれているCO2の少なくとも一部を
液膜中に吸収する。吸収液は重力によって、順次下の充
填層14へ移行する。
下に進むにしたがってCO2濃度が高められ、最下段の
充填層を通過すると使用済み吸収液18となり、使用済
み吸収液タンク19に払い出される。CO2を吸収する
率は後述の表2で実験値を示す。
タ20が設けられている。この装置においては、ガスの
流れによってフレッシュ吸収液15の液滴が持ち出され
て不要に消費される、いわゆる飛沫同伴の起こることが
ある。デミスタ20は前記した飛沫同伴を防ぐために設
けられているものである。
ており、吸収塔13とほぼ同じ径を有する。フレッシュ
吸収液15の液滴と、気体成分である模擬排ガス12と
の混合物がデミスタ20に衝突すると、模擬排ガス12
はデミスタ20を通過してガス排出口5に到達する。一
方、前記液滴は金網に捕捉されて、表面張力によって一
時的に金網の表面上にとどまる。金網の表面に一定以上
の液滴が捕捉されると、重力が表面張力に打ち勝って、
液滴が落ちて充填層14へ向かう。このようにして、デ
ミスタ20が飛沫同伴を防ぐ。
塔13の内径より小さい中実の円盤を邪魔板として備え
ることによっても、飛沫同伴を防ぐことができる。
液タンク19がいっぱいになる前に使用済み吸収液18
は別途に廃棄している。ただし、アミン系の水溶液から
なる吸収液は一般に加熱操作によって再生が可能である
ことはいうまでもない。吸収液を再生して利用する場合
は、使用済み吸収液タンク19とフレッシュ吸収液タン
ク16の間に図示しない加熱器及びポンプを、配管を通
じて接続し、吸収液の循環流路を形成すればよい。吸収
液の循環流路を形成する場合は、使用済み吸収液タンク
19とフレッシュ吸収液タンク16のうち一方を省略す
ることができる。
て、CO2の吸収性能を評価した。CO2の吸収性能はC
O2吸収率によって比較した。CO2吸収率(%)は、次
に示す(1)式によって求めた。 CO2吸収率(%)={(Cin−Cout)/Cin(1−Cout)}×100 … …(1) ここで、Cinは模擬排ガス12の入口におけるCO2濃
度、は同じく出口におけるCO2濃度であり、いずれも
によってCO2分析計によって測定した。
を行い、その平均値を表2にまとめて示す。なお、表1
と表2でRun−No.が一致するもの同士は、気液接
触板2の原料及び製造方法が同一であることを示すの
で、前記製造方法の説明は省略する。
2吸収率は15.0%である。Run−No.11はコ
ロナ放電処理を施した実施例であり、CO2吸収率は7
5.0%を示した。Run−No.12はプラズマ接触
処理を施した実施例であり、CO2吸収率は75.2%
を示した。いずれも、比較材に対して約5倍のCO2吸
収性能である。
を施した実施例であり、CO2吸収率は75.1%を示
したので、比較材に対して約5倍のCO2吸収性能であ
る。Run−No.22は横目のメッシュ加工を施した
メッシュ加工シート23を利用した実施例であり、CO
2吸収率は86.2%を示したので、比較材に対して約
5.7倍のCO2吸収性能である。
レン不織布ラミネート処理を施した不織布加工シート2
8を利用した実施例であり、CO2吸収率は46.8%
ないし92.0%を示した。ここで、Run−No.3
2は不織布の目付け量が25g/m2でCO2吸収率が5
2.6%であるところ、Run−No.33は不織布の
目付け量が50g/m2でCO2吸収率は91.5%と、
比較材に対して約6.1倍の性能を示した。不織布26
の目付け量を100g/m2としても、ほぼ同じCO2吸
収率が得られる。しかし、それ以上、たとえばRun−
No.35や36のように不織布26の目付け量を25
0g/m2以上としても、CO2吸収率は横ばい傾向とな
る。
50g/m2以上100g/m2以下となる。もちろん、
不織布26の目付け量が10g/m2のRun−No.
31においてもCO2吸収率は46.8%を示したの
で、比較材に対して約3倍の性能である。
ピレン不織布ラミネート処理に加えて親水性ポリマー処
理を施した親水性ポリマー加工シート30を利用した実
施例であり、CO2吸収率は91.5%ないし92.7
%を示したので、比較材に対して6倍以上の性能であ
る。親水性ポリマー処理を行うことによって、不織布の
目付け量が10g/m2と少量であっても、高いCO2吸
収率を示したものと考えられる。
リル不織布ラミネート処理を施した親水性ポリマー加工
シート30を利用した実施例であり、CO2吸収率は9
1.3%ないし92.6%を示したので、比較材に対し
て6倍以上の性能である。不織布26の材質として酸化
アクリルを選択することによって、不織布の目付け量が
10g/m2と少量であっても、高いCO2吸収率を示し
たものと考えられる。
液接触用の充填物を提供できる。また、本発明によれ
ば、軽量かつ加工が簡単な気液接触用の充填物を提供で
きる。また、本発明の気液接触用の充填物によれば、C
O2吸収性能の高いCO2吸収装置を提供できる。
いて組み込んでなる吸収塔の構成図である。
験に用いた装置の概観図である。
接触板の製造工程を示す模式図である。
なる気液接触板の製造工程を示す模式図である。
る気液接触板の製造工程を示す模式図である。
なるCO2吸収性能評価試験に用いた装置のプロセスフ
ロー図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 高分子材料の表面の少なくとも一部に表
面加工を施してなる気液接触用の充填物。 - 【請求項2】 前記高分子材料は板状体を形成してなる
ことを特徴とする請求項1に記載の気液接触用の充填
物。 - 【請求項3】 前記表面加工はプラズマ接触処理である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の気液接触用
の充填物。 - 【請求項4】 前記プラズマ接触処理はグロー放電処理
またはコロナ放電処理であることを特徴とする請求項3
に記載の気液接触用の充填物。 - 【請求項5】 前記表面加工は、粗面加工であることを
特徴とする請求項1または2に記載の気液接触用の充填
物。 - 【請求項6】 前記表面加工は、高分子繊維不織布の定
着処理であることを特徴とする請求項1または2に記載
の気液接触用の充填物。 - 【請求項7】 前記高分子繊維不織布は、親水性を有し
てなることを特徴とする請求項6に記載の気液接触用の
充填物。 - 【請求項8】 前記高分子繊維不織布は、酸化アクリル
繊維からなることを特徴とする請求項6または7に記載
の気液接触用の充填物。 - 【請求項9】 気体の流れに対して概ね平行に設置され
た請求項1ないし8のいずれかに記載の気液接触用の充
填物をひとつ以上含んでなる気液接触装置。 - 【請求項10】 鉛直に設けられた筒状体と、前記筒状
体の底部付近に設けられた液排出手段と、前記液排出手
段の上方に設けられたガス供給手段と、前記充填物の上
方に設けられた液供給手段と、前記筒状体の頂部付近に
設けられたガス排出手段とをさらに含み、前記充填物は
前記ガス供給手段と前記液供給手段の中間に設置してな
ることを特徴とする請求項9に記載の気液接触装置。 - 【請求項11】 前記充填物は高さ方向に二以上に分割
して配置してなる請求項10に記載の気液接触装置。 - 【請求項12】 二酸化炭素を含む燃焼排ガスを筒状体
に導入する燃焼排ガス導入工程と、炭酸ガス吸収液を前
記筒状体に導入する吸収液導入工程と、高分子材料の表
面の少なくとも一部に表面加工を施してなる気液接触充
填物の表面において前記炭酸ガス吸収液に液膜を形成さ
せて前記液膜の表面に前記燃焼排ガスを接触させる気液
接触工程とを含んでなる気液接触方法。
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