JP2021023903A - Adsorber - Google Patents

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Abstract

To improve adsorptivity of an adsorber by reducing pressure loss of gas flowing in the adsorber, and by suppressing unevenness of the amount of adsorption by an adsorbent changing according to the position.SOLUTION: An adsorber includes a space formation part for forming an internal space, a gas inflow port formed in the space formation part, a gas outflow port formed in the space formation part, a first adsorbent capable of adsorbing one or more specific gases contained in mixed gas, and a second adsorbent capable of adsorbing specific gas, and having lower adsorption rate for the specific gas than the first adsorbent. In the internal space, the first adsorbent is filled on the gas outflow port side, and the second adsorbent is filled on the gas inflow port side.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、吸着器に関する。 The present invention relates to an adsorber.

特定のガスを吸着する吸着材を有する吸着器が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載された吸着器では、吸着器内に配置された吸着材が、複数の成分を含む混合ガスから特定のガスを吸着する。この吸着器は、円筒状であり、内部空間を有している。この吸着器では、円筒の中心軸に沿った両端に混合ガスが出入り可能なガス流入口およびガス流出口が形成されている。吸着材は、吸着器内において、中心軸に直交する水平方向に沿って、離間された層状の複数の領域として形成されている。 An adsorber having an adsorbent that adsorbs a specific gas is known (see, for example, Patent Document 1). In the adsorber described in Patent Document 1, the adsorbent arranged in the adsorber adsorbs a specific gas from a mixed gas containing a plurality of components. This adsorber is cylindrical and has an internal space. In this adsorber, gas inlets and gas outlets through which mixed gas can enter and exit are formed at both ends along the central axis of the cylinder. The adsorbent is formed in the adsorber as a plurality of layered regions separated along the horizontal direction orthogonal to the central axis.

特開2013−49016号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-49016

特許文献1に記載された吸着器は、吸着器のサイズを大きくして吸着性能を向上させた際の圧力損失を低減する。しかしながら、この吸着器では、内部空間に吸着材で形成された複数の領域が配置されるため、吸着器の構造が複雑になる。また、ガス流入口近傍に位置する吸着材の吸着量と、ガス流出口近傍に位置する吸着材の吸着量とに差が生じるおそれがある。さらに、吸着器内に吸着材が充填されていない空間が存在するため、吸着器の大きさに対して吸着性能が低下するおそれがある。 The adsorber described in Patent Document 1 reduces the pressure loss when the size of the adsorber is increased to improve the adsorption performance. However, in this adsorber, since a plurality of regions formed of the adsorbent are arranged in the internal space, the structure of the adsorber becomes complicated. In addition, there may be a difference between the adsorbed amount of the adsorbent located near the gas inlet and the adsorbed amount of the adsorbent located near the gas outlet. Further, since there is a space in the adsorbent that is not filled with the adsorbent, the adsorption performance may be deteriorated with respect to the size of the adsorber.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、吸着器内を流れるガスの圧力損失を低減させ、位置によって変化する吸着材の吸着量のムラを抑制することにより吸着器の吸着性能を向上させることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by reducing the pressure loss of the gas flowing in the adsorber and suppressing the unevenness of the adsorbed amount of the adsorbent which changes depending on the position, the adsorber The purpose is to improve the adsorption performance.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can be realized as the following forms.

(1)本発明の一形態によれば、吸着器が提供される。この吸着器は、内部空間を形成する空間形成部と、前記空間形成部に形成されたガス流入口と、前記空間形成部に形成されたガス流出口と、混合ガスに含まれる1以上の特定のガスを吸着可能な第1吸着材と、前記特定のガスを吸着可能であり、前記第1吸着材よりも前記特定のガスの吸着速度が遅い第2吸着材と、を備え、前記内部空間において、前記第1吸着材は前記ガス流出口側に充填され、前記第2吸着材は前記ガス流入口側に充填されている。 (1) According to one embodiment of the present invention, an adsorber is provided. In this adsorber, a space forming portion forming an internal space, a gas inlet formed in the space forming portion, a gas outlet formed in the space forming portion, and one or more specific types contained in the mixed gas are specified. The internal space is provided with a first adsorbent capable of adsorbing the specific gas and a second adsorbent capable of adsorbing the specific gas and having a slower adsorption rate of the specific gas than the first adsorbent. The first adsorbent is filled on the gas outlet side, and the second adsorbent is filled on the gas inlet side.

この構成によれば、第1吸着材および第2吸着材により吸着されなかった特定のガスがガス流出口から漏れ出すまでに、内部空間においてガス流入口側に充填された第2吸着材は、第1吸着材よりも長く混合ガスに接している。第2吸着材は、第1吸着材よりも特定のガスとの吸着速度が遅い、すなわち、内部空間を流れるガスに対する第2吸着材の圧力損失は、第1吸着材よりも小さい。本構成によれば、十分な吸着時間が得られるガス流入口側に第2吸着材を配置することにより、吸着性能を変化させないで、混合ガスに対する圧力損失を低減できる。また、短い吸着時間しか得られないガス流出口側に第1吸着材を配置することにより、ガス流出口からの特定のガスの漏れを抑制できる。また、第1吸着材内の位置による吸着量のムラが抑制され、吸着器の吸着性能が向上する。結果として、吸着器における低い圧力損失および高い吸着性能を実現できる。 According to this configuration, the second adsorbent filled on the gas inlet side in the internal space before the specific gas not adsorbed by the first adsorbent and the second adsorbent leaks from the gas outlet It is in contact with the mixed gas longer than the first adsorbent. The second adsorbent has a slower adsorption rate with a specific gas than the first adsorbent, that is, the pressure loss of the second adsorbent with respect to the gas flowing in the internal space is smaller than that of the first adsorbent. According to this configuration, by arranging the second adsorbent on the gas inflow port side where a sufficient adsorption time can be obtained, the pressure loss with respect to the mixed gas can be reduced without changing the adsorption performance. Further, by arranging the first adsorbent on the gas outlet side where only a short adsorption time can be obtained, leakage of a specific gas from the gas outlet can be suppressed. In addition, unevenness in the amount of adsorption depending on the position in the first adsorbent is suppressed, and the adsorption performance of the adsorber is improved. As a result, low pressure loss and high adsorption performance in the adsorber can be realized.

(2)上記態様の吸着器において、前記第2吸着材は、前記第1吸着材と比べて、材質と形状との少なくとも一方を相違させることにより、前記吸着速度が遅くされていてもよい。
この構成によれば、吸着器の大きさ及び形状、吸着器に混合ガスが供給される使用環境、および混合ガス及び特定のガスの組み合わせなどに応じて、第1吸着材および第2吸着材の材質と形状とが選択されればよい。そのため、吸着器内を流れるガスの圧力損失および吸着器の吸着性能を調整しやすくなる。
(2) In the adsorber of the above aspect, the adsorption rate of the second adsorbent may be slowed down by making at least one of the material and the shape different from that of the first adsorbent.
According to this configuration, the first adsorbent and the second adsorbent depend on the size and shape of the adsorber, the usage environment in which the mixed gas is supplied to the adsorber, the combination of the mixed gas and the specific gas, and the like. The material and shape may be selected. Therefore, it becomes easy to adjust the pressure loss of the gas flowing in the adsorber and the adsorption performance of the adsorber.

(3)上記態様の吸着器において、前記内部空間は、中心軸に沿って前記ガス流入口側から前記ガス流出口側へと伸び、前記第1吸着材が充填されている領域の前記中心軸に沿った長さは、前記混合ガスの供給時における前記第1吸着材の中心位置の最大温度変化Tに対して、0.2T以上の温度上昇を伴う部分の前記中心軸に沿った長さよりも長くてもよい。
吸着材が特定のガスを吸着する際に、反応に適した温度範囲を超えて吸着材の温度が上昇すると、吸着反応が進まず、吸着材が特定のガスを吸着する吸着速度が遅くなる。吸着材の温度は吸着熱により上昇するため、吸着器外に熱を逃がせない中心軸近傍の温度が上昇しやすい。そのため、吸着材の温度分布については、中心軸近傍の任意の点を中心とする球状、または、任意の点を中心とした断面が楕円状を保ちつつ進行する。この構成によれば、第1吸着材の中心に最大温度変化Tの位置が存在する場合に、第1吸着材の中心軸に沿った長さは、中心から0.2T以上の温度上昇を伴うガス流入口側およびガス流出口側間の距離より長い。この結果、最大温度変化Tの位置が第1吸着材内に進行したとしても、当該位置から第1吸着材のガス流出口側の端面までは十分の距離がある。これにより、最大温度変化の位置が第1吸着材に移動しても、第1吸着材から特定のガスがすぐには漏れ出さないため、第1吸着材の吸着性能を向上させることができる。
(3) In the adsorber of the above aspect, the internal space extends from the gas inlet side to the gas outlet side along the central axis, and the central axis of the region filled with the first adsorbent. The length along the central axis is greater than the length along the central axis of the portion accompanied by a temperature rise of 0.2 T or more with respect to the maximum temperature change T of the central position of the first adsorbent when the mixed gas is supplied. May be long.
When the adsorbent adsorbs a specific gas, if the temperature of the adsorbent rises beyond the temperature range suitable for the reaction, the adsorption reaction does not proceed and the adsorption rate at which the adsorbent adsorbs the specific gas slows down. Since the temperature of the adsorbent rises due to the heat of adsorption, the temperature near the central axis, which does not allow heat to escape to the outside of the adsorber, tends to rise. Therefore, regarding the temperature distribution of the adsorbent, the spherical shape centered on an arbitrary point near the central axis or the cross section centered on the arbitrary point proceeds while maintaining an elliptical shape. According to this configuration, when the position of the maximum temperature change T exists in the center of the first adsorbent, the length along the central axis of the first adsorbent is accompanied by a temperature rise of 0.2 T or more from the center. It is longer than the distance between the gas inlet side and the gas outlet side. As a result, even if the position of the maximum temperature change T advances in the first adsorbent, there is a sufficient distance from the position to the end face on the gas outlet side of the first adsorbent. As a result, even if the position of the maximum temperature change moves to the first adsorbent, the specific gas does not immediately leak from the first adsorbent, so that the adsorption performance of the first adsorbent can be improved.

(4)上記態様の吸着器において、前記内部空間は、中心軸に沿って前記ガス流入口側から前記ガス流出口側へと伸び、前記中心軸及び前記中心軸の近傍における前記第1吸着材の充填長さは、前記内部空間の外周部における前記第1吸着材の充填長さよりも長くてもよい。
吸着器に混合ガスが供給されると、吸着材における特定のガスの吸着分布は、ガス流出口側に対して凸な放物線として進行する。そのため、一様の吸着材で吸着器内が充填されている場合には、中心軸および中心軸近傍におけるガス流出口側の吸着材から吸着されなかった特定のガスが漏れ出し始める。この構成によれば、中心軸および中心軸近傍の第1吸着材の充填長さが外周部の充填長さよりも長い。そのため、本構成では、中心軸および中心軸近傍の充填長さと外周部の充填長さとが同じ場合と比較して、中心軸および中心軸近傍において、充填長さの差分だけ第1吸着材が特定のガスを吸着する吸着速度を速くできる。この結果、凸の放物線として進行する吸着分布について、凸の傾きを緩やかにできる。すなわち、特定のガスが吸着器から漏れ出すまでに第1吸着材における特定のガスの吸着量を増加させることができ、吸着器の吸着性能が向上する。
(4) In the adsorber of the above aspect, the internal space extends from the gas inlet side to the gas outlet side along the central axis, and the first adsorbent in the vicinity of the central axis and the central axis. The filling length of the first adsorbent may be longer than the filling length of the first adsorbent in the outer peripheral portion of the internal space.
When the mixed gas is supplied to the adsorber, the adsorption distribution of the specific gas in the adsorbent proceeds as a parabola convex with respect to the gas outlet side. Therefore, when the inside of the adsorber is filled with a uniform adsorbent, a specific gas that has not been adsorbed starts to leak from the adsorbent on the gas outlet side in the central axis and the vicinity of the central axis. According to this configuration, the filling length of the central axis and the first adsorbent near the central axis is longer than the filling length of the outer peripheral portion. Therefore, in this configuration, the first adsorbent is specified by the difference in the filling length in the central axis and the vicinity of the central axis as compared with the case where the filling length in the central axis and the vicinity of the central axis is the same as the filling length in the outer peripheral portion. The adsorption rate for adsorbing the gas can be increased. As a result, the slope of the convex can be made gentle with respect to the adsorption distribution that progresses as a convex parabola. That is, the amount of the specific gas adsorbed by the first adsorbent can be increased before the specific gas leaks from the adsorber, and the adsorbing performance of the adsorber is improved.

(5)上記態様の吸着器において、前記中心軸の近傍は、前記中心軸に直交する横断面において、前記中心軸から前記空間形成部の内側面までの50%未満の範囲であり、前記内部空間の外周部は、前記横断面における残余の範囲であってもよい。
第1吸着材および第2吸着材における特定のガスの吸着分布は、ガス流出口側に対して凸な放物線として進行する。そのため、ガス流出口側における第1吸着材の中心部近傍から吸着されなかった特定のガスが漏れ始める。この構成によれば、第1吸着材および第2吸着材の中心軸近傍は、中心軸から空間形成部の内側面までの距離の50%未満の範囲であるため、放物線の頂点付近の傾きを緩やかにできる。そのため、特定のガスが吸着器から漏れ出すまでに第1吸着材の特定のガスの吸着量をさらに増加させることができ、吸着器の吸着性能がさらに向上する。
(5) In the adsorber of the above aspect, the vicinity of the central axis is a range of less than 50% from the central axis to the inner surface of the space forming portion in the cross section orthogonal to the central axis, and the inside thereof. The outer peripheral portion of the space may be the residual range in the cross section.
The adsorption distribution of a specific gas in the first adsorbent and the second adsorbent proceeds as a parabola convex with respect to the gas outlet side. Therefore, a specific gas that has not been adsorbed starts to leak from the vicinity of the central portion of the first adsorbent on the gas outlet side. According to this configuration, the vicinity of the central axis of the first adsorbent and the second adsorbent is in the range of less than 50% of the distance from the central axis to the inner surface of the space forming portion, so that the inclination near the apex of the parabola is set. Can be done slowly. Therefore, the amount of the specific gas adsorbed by the first adsorbent can be further increased before the specific gas leaks from the adsorber, and the adsorbing performance of the adsorber is further improved.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、吸着器、ガス分離装置、ガス吸着装置、およびこれらを備える装置およびシステム、およびガス吸着方法、ガス分離方法、およびこれらシステムや方法を実行するためのコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、コンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various aspects, for example, an adsorber, a gas separation device, a gas adsorption device, a device and a system including these, a gas adsorption method, a gas separation method, and the like. It can be realized in the form of a computer program for executing a system or a method, a server device for distributing the computer program, a non-temporary storage medium for storing the computer program, or the like.

本発明の実施形態としての吸着器の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the adsorber as the embodiment of this invention. 吸着器における温度分布の説明図である。It is explanatory drawing of the temperature distribution in an adsorber. 吸着器における二酸化炭素の吸着量分布の説明図である。It is explanatory drawing of the adsorption amount distribution of carbon dioxide in an adsorber. 吸着器における二酸化炭素の吸着量分布の説明図である。It is explanatory drawing of the adsorption amount distribution of carbon dioxide in an adsorber. 比較例の吸着器の概略斜視図である。It is the schematic perspective view of the adsorbent of the comparative example. 比較例の吸着器における二酸化炭素の吸着量分布の説明図である。It is explanatory drawing of the adsorption amount distribution of carbon dioxide in the adsorber of the comparative example. 吸着材利用率の説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the adsorbent utilization rate. 変形例の吸着器の概略斜視図である。It is the schematic perspective view of the adsorbent of the modification.

<実施形態>
図1は、本発明の実施形態としての吸着器10の概略斜視図である。本実施形態の吸着器10は、二酸化炭素(CO2)を含む混合ガスGSから、二酸化炭素を分離する装置である。図1には、吸着器10の一部が中心軸OLを通る断面として示された概略の斜視図が示されている。図1に示されるように、吸着器10は、中心軸OLに沿って円柱状の内部空間SP0を形成する空間形成部2と、空間形成部2において中心軸OLの下端側に形成されたガス流入口3と、空間形成部2において中心軸OLの上端側に形成されたガス流出口4と、二酸化炭素を吸着可能な複数の第1吸着材1および第2吸着材8と、各第2吸着材8の位置を固定する下側メッシュ5と、第1吸着材1と第2吸着材8とを分離する分離メッシュ7と、各第1吸着材1の位置を固定する上側メッシュ6と、を備えている。なお、本実施形態では、便宜上、中心軸OLに沿う一端側を上側とし、他端側を下側として説明するが、中心軸OLに沿う方向は上下方向にかかわらず、例えば左右方向であってもよい。以降では、第1吸着材1および第2吸着材8を合わせて単に「吸着材1,8」とも呼ぶ。また、下側メッシュ5および上側メッシュ6を合わせて単に「固定メッシュ5,6」とも呼ぶ。
<Embodiment>
FIG. 1 is a schematic perspective view of an adsorber 10 as an embodiment of the present invention. The adsorber 10 of the present embodiment is a device that separates carbon dioxide from the mixed gas GS containing carbon dioxide (CO 2). FIG. 1 shows a schematic perspective view showing a part of the adsorber 10 as a cross section passing through the central axis OL. As shown in FIG. 1, the adsorber 10 has a space forming portion 2 that forms a columnar internal space SP0 along the central axis OL, and a gas formed on the lower end side of the central axis OL in the space forming portion 2. An inflow port 3, a gas outlet 4 formed on the upper end side of the central axis OL in the space forming portion 2, a plurality of first adsorbents 1 and a second adsorbent 8 capable of adsorbing carbon dioxide, and a second adsorbent, respectively. A lower mesh 5 for fixing the position of the adsorbent 8, a separation mesh 7 for separating the first adsorbent 1 and the second adsorbent 8, and an upper mesh 6 for fixing the position of each first adsorbent 1. Is equipped with. In this embodiment, for convenience, one end side along the central axis OL is set as the upper side and the other end side is set as the lower side. However, the direction along the central axis OL is, for example, the left-right direction regardless of the vertical direction. May be good. Hereinafter, the first adsorbent 1 and the second adsorbent 8 are collectively referred to as “adsorbents 1 and 8”. Further, the lower mesh 5 and the upper mesh 6 are collectively referred to as "fixed meshes 5 and 6".

図1に示されるように、内部空間SP0は、第1吸着材1が充填された出口側充填空間SP1と、分離メッシュ7を介して出口側充填空間SP1に隣接する入口側充填空間SP4と、下側メッシュ5を介して入口側充填空間SP4に隣接する下側空間SP2と、上側メッシュ6を介して出口側充填空間SP1に隣接する上側空間SP3とを備えている。空間形成部2は、出口側充填空間SP1、入口側充填空間SP4、下側空間SP2、および上側空間SP3の内側面を形成する。出口側充填空間SP1には、第1吸着材1が充填され、入口側充填空間SP4には、第2吸着材8が充填されている。下側空間SP2および上側空間SP3には、いずれの吸着材も充填されていない。内部空間SP0は、中心軸OLを中心とする半径R1の略円柱状の空間である。空間形成部2の下端側は、ガス流入口3によって開放され、空間形成部2の上端側は、ガス流出口4によって開放されている。 As shown in FIG. 1, the internal space SP0 includes an outlet side filling space SP1 filled with the first adsorbent 1 and an inlet side filling space SP4 adjacent to the outlet side filling space SP1 via the separation mesh 7. The lower space SP2 adjacent to the inlet side filling space SP4 via the lower mesh 5 and the upper space SP3 adjacent to the outlet side filling space SP1 via the upper mesh 6 are provided. The space forming portion 2 forms the inner side surface of the outlet side filling space SP1, the inlet side filling space SP4, the lower space SP2, and the upper space SP3. The outlet side filling space SP1 is filled with the first adsorbent 1, and the inlet side filling space SP4 is filled with the second adsorbent 8. Neither the adsorbent is filled in the lower space SP2 and the upper space SP3. The internal space SP0 is a substantially columnar space having a radius R1 centered on the central axis OL. The lower end side of the space forming portion 2 is opened by the gas inflow port 3, and the upper end side of the space forming portion 2 is opened by the gas outflow port 4.

本実施形態の吸着材1,8のそれぞれは、図1に示されるように大きさの異なる球状の形状を有する。第1吸着材1の大きさは、第2吸着材8の大きさよりも大きい。各吸着材1,8は、同じ材料のゼオライトで形成されている。吸着材1,8は、ガス流入口3から流入した混合ガスGSに含まれる二酸化炭素を吸着する。吸着材1,8は、二酸化炭素の吸着時に発熱し、所定温度を超えると二酸化炭素の吸着能力が悪化する。そのため、吸着材1,8の吸着能力を上げるためには、混合ガスGS供給時の吸着材1,8が所定温度以下に維持されることが好ましい。本実施形態の吸着器10には、ガス流入口3から混合ガスGSが供給され、内部空間SP0を通過した後の排出ガスがガス流出口4から排出される。混合ガスGSには、二酸化炭素以外のガスとして窒素などが含まれている。なお、本明細書における「形状」とは、大きさの概念を含む。例えば、異なる大きさの立方体は、本明細書では、異なる形状として取り扱われる。 Each of the adsorbents 1 and 8 of the present embodiment has a spherical shape having a different size as shown in FIG. The size of the first adsorbent 1 is larger than the size of the second adsorbent 8. Each adsorbent 1 and 8 is made of zeolite of the same material. The adsorbents 1 and 8 adsorb carbon dioxide contained in the mixed gas GS flowing in from the gas inflow port 3. The adsorbents 1 and 8 generate heat when adsorbing carbon dioxide, and when the temperature exceeds a predetermined temperature, the carbon dioxide adsorbing ability deteriorates. Therefore, in order to increase the adsorption capacity of the adsorbents 1 and 8, it is preferable that the adsorbents 1 and 8 at the time of supplying the mixed gas GS are maintained at a predetermined temperature or lower. The mixed gas GS is supplied to the adsorber 10 of the present embodiment from the gas inflow port 3, and the exhaust gas after passing through the internal space SP0 is discharged from the gas outflow port 4. The mixed gas GS contains nitrogen and the like as a gas other than carbon dioxide. The term "shape" as used herein includes the concept of size. For example, cubes of different sizes are treated herein as different shapes.

第1吸着材1と第2吸着材8とは、同じ材質で形成されている。そのため、同じ体積の第1吸着材1が充填された場合と第2吸着材8が充填された場合とでは、第1吸着材1の総表面積が、第2吸着材8の総表面積よりも大きい。そのため、同じ体積であれば、第2吸着材8は、第1吸着材1よりも二酸化炭素の吸着速度が遅い。換言すると、混合ガスGSの流れに対する第2吸着材8の圧力損失は、第1吸着材1の圧力損失よりも小さい。そのため、吸着器10内に混合ガスGSが供給されると、混合ガスGSが入口側充填空間SP4を流れる速度は、出口側充填空間SP1を流れる速度よりも速い。 The first adsorbent 1 and the second adsorbent 8 are made of the same material. Therefore, the total surface area of the first adsorbent 1 is larger than the total surface area of the second adsorbent 8 when the first adsorbent 1 having the same volume is filled and when the second adsorbent 8 is filled. .. Therefore, if the volume is the same, the second adsorbent 8 has a slower carbon dioxide adsorption rate than the first adsorbent 1. In other words, the pressure loss of the second adsorbent 8 with respect to the flow of the mixed gas GS is smaller than the pressure loss of the first adsorbent 1. Therefore, when the mixed gas GS is supplied into the adsorber 10, the speed at which the mixed gas GS flows through the inlet side filling space SP4 is faster than the speed at which it flows through the outlet side filling space SP1.

図1に示されるように、各第1吸着材1の下端側の位置は、分離メッシュ7により規制され、各第1吸着材1の上端側の位置は、上側メッシュ6により規制されている。図1では、出口側充填空間SP1における中層部分の図示を、簡略化したハッチングで省略して示している。各第2吸着材8の下端側の位置は、下側メッシュ5により規制され、各第2吸着材8の上端側の位置は、分離メッシュ7により規制されている。 As shown in FIG. 1, the position on the lower end side of each first adsorbent 1 is regulated by the separation mesh 7, and the position on the upper end side of each first adsorbent 1 is regulated by the upper mesh 6. In FIG. 1, the illustration of the middle layer portion in the outlet side filling space SP1 is omitted by simplified hatching. The position on the lower end side of each second adsorbent 8 is regulated by the lower mesh 5, and the position on the upper end side of each second adsorbent 8 is regulated by the separation mesh 7.

固定メッシュ5,6および分離メッシュ7は、同じ材質を有しており、網状の材質で形成され、内部空間SP0内を通る気体の流れを妨げない状態で吸着材1,8を保持している。固定メッシュ5,6は、同じ形状を有しており、中心軸OLの横断面形状を有する。分離メッシュ7は、中心軸OL上の頂点Pの円錐の側面形状を有する。図1に示されるように、分離メッシュ7は、頂点Pから径方向外側に離れるにつれて、一定勾配で、ガス流入口3側からガス流出口4側へと近づく斜面を形成する。簡単に言うと、分離メッシュ7は、下に凸な形状を有している。頂点Pから上側メッシュ6までお中心軸OLに沿った距離は、長さL2である。分離メッシュ7が空間形成部2の内側面に接する位置から、上側メッシュ6までの中心軸OLに沿った距離は、長さL3(<L2)である。下側メッシュ5から上側メッシュ6までの中心軸OLに沿った距離は、長さL1である。 The fixed meshes 5 and 6 and the separated mesh 7 have the same material, are formed of a mesh-like material, and hold the adsorbents 1 and 8 in a state that does not obstruct the flow of gas passing through the internal space SP0. .. The fixed meshes 5 and 6 have the same shape and have a cross-sectional shape of the central axis OL. The separation mesh 7 has a side shape of a cone of apex P on the central axis OL. As shown in FIG. 1, the separation mesh 7 forms a slope approaching from the gas inlet 3 side to the gas outlet 4 side at a constant gradient as the distance from the apex P is radially outward. Simply put, the separation mesh 7 has a downwardly convex shape. The distance from the apex P to the upper mesh 6 along the central axis OL is the length L2. The distance along the central axis OL from the position where the separation mesh 7 is in contact with the inner side surface of the space forming portion 2 to the upper mesh 6 is the length L3 (<L2). The distance from the lower mesh 5 to the upper mesh 6 along the central axis OL is the length L1.

本実施形態では、各吸着材1,8について、中心軸OLおよび中心軸OL近傍に位置する中心部の中心軸OLに沿った充填長さLINと、中心部以外の外周部の中心軸に沿った充填長さLOUTとを定義する。各充填長さLIN,LOUTを、対象範囲内の平均値の長さとして定義する。本実施形態では、中心部を半径R1の50%未満とし、中心軸OLの横断面における中心部以外の残余の範囲を外周部とする。そのため、例えば、第1吸着材1の中心部の充填長さL1IN、外周部の充填長さL1OUT、第2吸着材8の中心部の充填長さL2IN、外周部の充填長さL2OUTは、下記式(1)〜(4)のそれぞれとして表される。
L1IN={L2+(L2+L3)/2}/2=(3・L2+L3)/4…(1)
L1OUT={(L2+L3)/2+L3}/2=(L2+3・L3)/4…(2)
L2IN=L1−L1IN=(4・L1−3・L2−L3)/4…(3)
L2OUT=L1−L2OUT=(4・L1−L2−3・L3)/4…(4)
上記式(1)〜(4)に示されるように、第1吸着材1では、中心部の充填長さL1INが外周部の充填長さL1OUTよりも長く、第2吸着材8では、中心部の充填長さL2INが外周部の充填長さL2OUTよりも短い。
In the present embodiment, for each of the adsorbents 1 and 8, the filling length L IN along the central axis OL and the central axis OL of the central portion located near the central axis OL and the central axis of the outer peripheral portion other than the central portion The filling length L OUT along is defined. Each filling length L IN and L OUT is defined as the length of the average value within the target range. In the present embodiment, the central portion is set to less than 50% of the radius R1, and the residual range other than the central portion in the cross section of the central axis OL is defined as the outer peripheral portion. Therefore, for example, the filling length L1 IN of the central portion of the first adsorbent 1, the filling length L1 OUT of the outer peripheral portion, the filling length L2 IN of the central portion of the second adsorbent 8, and the filling length L2 of the outer peripheral portion. OUT is expressed as each of the following equations (1) to (4).
L1 IN = {L2 + (L2 + L3) / 2} / 2 = (3 ・ L2 + L3) / 4 ... (1)
L1 OUT = {(L2 + L3) / 2 + L3} / 2 = (L2 + 3 ・ L3) / 4 ... (2)
L2 IN = L1-L1 IN = (4, L1-3, L2-L3) / 4 ... (3)
L2 OUT = L1-L2 OUT = (4 ・ L1-L2-3 ・ L3) / 4 ... (4)
As shown in the above formulas (1) to (4), in the first adsorbent 1, the filling length L1 IN in the central portion is longer than the filling length L1 OUT in the outer peripheral portion, and in the second adsorbent 8, the filling length L1 IN is longer. The filling length L2 IN in the central portion is shorter than the filling length L2 OUT in the outer peripheral portion.

図2は、吸着器10における温度分布の説明図である。図2には、混合ガスGSが吸着器10内に供給された始めた所定時間後において、吸着材1,8の各部における温度分布が、ハッチングの濃淡によって示されている。なお、ハッチングの濃い部分が吸着器10外の温度に対する高温部分で、ハッチングが施されていない部分は、吸着器10外の温度とほぼ同じ温度である。ハッチングが濃いほど高温であることを表している。異なるハッチング間を分ける曲線は、等温線である。 FIG. 2 is an explanatory diagram of the temperature distribution in the adsorber 10. In FIG. 2, the temperature distribution in each part of the adsorbents 1 and 8 is shown by the shade of hatching after a predetermined time when the mixed gas GS starts to be supplied into the adsorber 10. The portion where the hatching is dark is a high temperature portion with respect to the temperature outside the adsorber 10, and the portion where the hatching is not performed is substantially the same temperature as the temperature outside the adsorber 10. The darker the hatching, the higher the temperature. The curve that separates the different hatches is the isotherm.

図2に示される状態では、第1吸着材1内のポイントPTで、吸着器10外の温度との差が最大となる最大温度変化Tの位置である。ポイントPTを中心として遠ざかるにつれて第1吸着材1の吸着器10外に対する温度変化が小さくなる。図2に示されるように、等温線は中心軸OLを長軸とし、ポイントPTを中心とする略楕円状である。本実施形態では、第1吸着材1が充填されている出口側充填空間SP1の中心軸OLに沿った長さL2は、最大温度変化Tの20%の温度上昇の範囲AR0.2Tの中心軸OLに沿った長さL0.2Tよりも短く設定されている。 In the state shown in FIG. 2, it is the position of the maximum temperature change T at the point P T inside the first adsorbent 1 where the difference from the temperature outside the adsorber 10 is maximum. The temperature change of the first adsorbent 1 with respect to the outside of the adsorber 10 becomes smaller as the distance from the point P T is centered. As shown in FIG. 2, the isotherm is substantially elliptical with the central axis OL as the long axis and the point PT as the center. In the present embodiment, the length L2 along the central axis OL of the outlet-side filling space SP1 filled with the first adsorbent 1 is the central axis of AR 0.2T, which is a range of a temperature rise of 20% of the maximum temperature change T. The length along the OL is set shorter than L 0.2T.

図3および図4は、吸着器10における二酸化炭素の吸着量分布の説明図である。図3および図4には、混合ガスGSが吸着器10内に供給された始めた後の2つの時点において、吸着材1,8の各部における二酸化炭素の吸着量の分布が、ハッチングの濃淡によって示されている。図4の状態は、図3の状態から一定時間が経過した後の状態である。なお、ハッチングが濃い部分がより多くの二酸化炭素を吸着している状態を示している。図3および図4において、異なるハッチング間を分ける曲線は、吸着量が等しい位置を表している。 3 and 4 are explanatory views of the carbon dioxide adsorption amount distribution in the adsorber 10. In FIGS. 3 and 4, the distribution of the amount of carbon dioxide adsorbed in each part of the adsorbents 1 and 8 at two time points after the mixed gas GS started to be supplied into the adsorber 10 is determined by the shade of hatching. It is shown. The state of FIG. 4 is a state after a certain time has elapsed from the state of FIG. It should be noted that the portion where the hatching is dark indicates a state in which more carbon dioxide is adsorbed. In FIGS. 3 and 4, the curves separating the different hatches represent the positions where the adsorption amounts are equal.

図3および図4に示されるように、中心部および外周部において、ガス流入口3側に近いほど吸着材1,8の吸着量が多くなっている。さらに、ガス流入口3側の第2吸着材8では、外周側ほど吸着量が多くなっている。これは、空間形成部2の内側面近傍の第2吸着材8は、空間形成部2の外へと吸着熱を逃がすことができるため、温度が下がり、吸着能力が高くなるからである。 As shown in FIGS. 3 and 4, the amount of the adsorbents 1 and 8 adsorbed increases as the gas inflow port 3 side is closer to the central portion and the outer peripheral portion. Further, in the second adsorbent 8 on the gas inflow port 3 side, the adsorption amount increases toward the outer peripheral side. This is because the second adsorbent 8 near the inner side surface of the space forming portion 2 can release the adsorption heat to the outside of the space forming portion 2, so that the temperature is lowered and the adsorption capacity is increased.

外周部の吸着材1,8の吸着能力が高くなる一方で、中心軸OL近傍の吸着材1,8は、外周部と比較すると、空間形成部2の外へと吸着熱を逃しづらい。そのため、中心軸OL近傍の吸着材1,8の吸着能力は、外周部よりも低くなる。その結果、例えば分離メッシュ7近傍に着目すると、外周部よりも中心軸OL近傍の吸着材1,8の吸着量が多くなっている。これは、中心軸OL近傍の吸着材1,8は、ガス流入口3側における中心部の吸着材1,8で吸着されなかった二酸化炭素が、ガス流出口4側における中心部の吸着材1,8によって吸着されるためである。 While the adsorption capacity of the adsorbents 1 and 8 on the outer peripheral portion is increased, the adsorbents 1 and 8 near the central axis OL are less likely to release the adsorption heat to the outside of the space forming portion 2 as compared with the outer peripheral portion. Therefore, the adsorption capacity of the adsorbents 1 and 8 near the central axis OL is lower than that of the outer peripheral portion. As a result, for example, focusing on the vicinity of the separation mesh 7, the amount of adsorbed materials 1 and 8 in the vicinity of the central axis OL is larger than that in the outer peripheral portion. This is because, in the adsorbents 1 and 8 near the central axis OL, carbon dioxide that was not adsorbed by the adsorbents 1 and 8 in the central portion on the gas inflow port 3 side is absorbed by the adsorbent 1 in the central portion on the gas outlet 4 side. This is because it is adsorbed by, 8.

図4の状態では、最も濃いハッチングで示されるように、ガス流入口3側の第2吸着材8の吸着量は飽和する。ここで、第1吸着材1内でガス流出口4側に最も進行した等しい吸着量を表す曲線C1の傾きの平均値は、直線LN1である。直線LN1の詳細については、後述の比較例と合わせて説明する。 In the state of FIG. 4, as shown by the darkest hatching, the adsorbed amount of the second adsorbent 8 on the gas inflow port 3 side is saturated. Here, the average value of the slopes of the curve C1 representing the most advanced equal adsorption amount on the gas outlet 4 side in the first adsorbent 1 is a straight line LN1. The details of the straight line LN1 will be described together with a comparative example described later.

図5は、比較例の吸着器10zの概略斜視図である。比較例の吸着器10zでは、本実施形態における第1吸着材1および第2吸着材8の代わりに、第3吸着材1zが充填空間SP1zに充填されている点が、本実施形態の吸着器10と比較して異なる。充填空間SP1zの中心軸OLに沿った長さは、長さL1であり、本実施形態の出口側充填空間SP1と入口側充填空間SP4との中心軸OLに沿った長さと同じである。第3吸着材1zは、第1吸着材1および第2吸着材8と同じ材質を有する。第3吸着材1zの形状は、吸着材1,8と異なる大きさの球状である。第3吸着材1zの大きさは、比較例の吸着器10zに混合ガスGSを供給した際の圧力損失と、本実施形態の吸着器10に混合ガスを供給した際の圧力損失とが同じになる大きさに設定されている。そのため、第3吸着材1zの大きさは、第1吸着材1よりも大きく、かつ、第2吸着材8よりも小さい。 FIG. 5 is a schematic perspective view of the adsorber 10z of the comparative example. In the adsorbent 10z of the comparative example, the adsorbent of the present embodiment is filled with the third adsorbent 1z instead of the first adsorbent 1 and the second adsorbent 8 in the present embodiment in the filling space SP1z. Different compared to 10. The length of the filling space SP1z along the central axis OL is the length L1, which is the same as the length along the central axis OL of the outlet-side filling space SP1 and the inlet-side filling space SP4 of the present embodiment. The third adsorbent 1z has the same material as the first adsorbent 1 and the second adsorbent 8. The shape of the third adsorbent 1z is a spherical shape having a size different from that of the adsorbents 1 and 8. The size of the third adsorbent 1z is the same as the pressure loss when the mixed gas GS is supplied to the adsorbent 10z of the comparative example and the pressure loss when the mixed gas is supplied to the adsorber 10 of the present embodiment. It is set to the size of. Therefore, the size of the third adsorbent 1z is larger than that of the first adsorbent 1 and smaller than that of the second adsorbent 8.

図6は、比較例の吸着器10zにおける二酸化炭素の吸着量分布の説明図である。図6には、本実施形態の吸着器10が図4の状態に変化するまでの同じ時間だけ混合ガスGSが吸着器10zに供給された状態が示されている。図6では、図4と同じように、二酸化炭素の吸着量分布がハッチングの濃淡によって示されている。図4と図6とを比較すると、比較例の中心部におけるガス流出口4側の吸着量分布は、本実施形態の吸着量分布よりも、第3吸着材1z内を進行している。すなわち、図4および図6の状態からさらに混合ガスGSが各吸着器10,10zに供給され続けると、比較例の吸着器10zから先に二酸化炭素が漏れ出す。 FIG. 6 is an explanatory diagram of the carbon dioxide adsorption amount distribution in the adsorber 10z of the comparative example. FIG. 6 shows a state in which the mixed gas GS is supplied to the adsorbent 10z for the same time until the adsorber 10 of the present embodiment changes to the state of FIG. In FIG. 6, as in FIG. 4, the carbon dioxide adsorption amount distribution is shown by the shade of hatching. Comparing FIG. 4 and FIG. 6, the adsorption amount distribution on the gas outlet 4 side in the central portion of the comparative example is more advanced in the third adsorbent 1z than the adsorption amount distribution of the present embodiment. That is, if the mixed gas GS is further supplied to the adsorbents 10 and 10z from the states of FIGS. 4 and 6, carbon dioxide leaks from the adsorbent 10z of the comparative example first.

また、図6に示される第3吸着材1zのガス流出口4側における等しい吸着量を表す曲線C2の傾きの平均値は、直線LN2である。なお、図6には、比較のために図4に示される曲線C1の傾きの平均値である直線LN1が破線で示されている。直線LN1と直線LN2とを比較すると、本実施形態の直線LN1が表す傾きは、比較例の直線LN2よりも緩やかである。そのため、本実施形態の吸着器10では、比較例の吸着器10zよりも、ガス流出口4側の外周部に位置する第1吸着材1を利用できる。すなわち、本実施形態の第1吸着材1の二酸化炭素の吸着量は、本実施形態の出口側充填空間SP1に充填された比較例の第3吸着材1zの吸着量よりも多い。 Further, the average value of the slopes of the curve C2 representing the equal adsorption amount on the gas outlet 4 side of the third adsorbent 1z shown in FIG. 6 is a straight line LN2. In FIG. 6, a straight line LN1 which is an average value of the slopes of the curve C1 shown in FIG. 4 is shown by a broken line for comparison. Comparing the straight line LN1 and the straight line LN2, the slope represented by the straight line LN1 of the present embodiment is gentler than that of the straight line LN2 of the comparative example. Therefore, in the adsorber 10 of the present embodiment, the first adsorbent 1 located on the outer peripheral portion on the gas outlet 4 side can be used as compared with the adsorber 10z of the comparative example. That is, the amount of carbon dioxide adsorbed by the first adsorbent 1 of the present embodiment is larger than the amount of adsorbed amount of the third adsorbent 1z of the comparative example filled in the outlet side filling space SP1 of the present embodiment.

図7は、吸着材利用率Kの説明するためのグラフである。本実施形態では、吸着器10内の吸着材1,8が吸着可能な二酸化炭素の全量に対して、実際に吸着材1,8が吸着している二酸化炭素の量の割合を吸着材利用率Kとして定義する。この場合に、吸着材利用率Kが100%になるときには、吸着器10内における吸着材1,8の吸着量が飽和している状態である。この状態で吸着器10に混合ガスGSが供給されると、混合ガスGS中の二酸化炭素濃度D1と、ガス流出口4からの排出される二酸化炭素の出口濃度(CO2出口濃度)とが同じになる。 FIG. 7 is a graph for explaining the adsorbent utilization rate K. In the present embodiment, the ratio of the amount of carbon dioxide actually adsorbed by the adsorbents 1 and 8 to the total amount of carbon dioxide adsorbable by the adsorbents 1 and 8 in the adsorber 10 is the adsorbent utilization rate. Defined as K. In this case, when the adsorbent utilization rate K reaches 100%, the adsorbed amounts of the adsorbents 1 and 8 in the adsorber 10 are saturated. When the mixed gas GS is supplied to the adsorber 10 in this state, the carbon dioxide concentration D1 in the mixed gas GS and the outlet concentration of carbon dioxide discharged from the gas outlet 4 (CO 2 outlet concentration) are the same. become.

図4に示されるように、吸着器10のCO2出口濃度の挙動が曲線C3で表される場合に、吸着器10から二酸化炭素が漏れ出す時刻T1における吸着材利用率KT1は、下記式(5)のように表される。
T1=A/(A+B)・・・(5)
A:時刻T1までの吸着材1が吸着した二酸化炭素の吸着量
B:時刻T1以降に吸着材1が吸着する二酸化炭素の吸着量
吸着材利用率Kを向上させることにより、吸着器10内で利用されない吸着材1,8を減らすことができる。また、吸着材1,8が吸着した二酸化炭素を脱離するために、例えば温度スイング吸着法を用いて吸着器10を加熱する際に、吸着材利用率Kの高い方が余分な吸着材1,8を加熱する必要がなく、吸着器10を含むシステム全体の消費エネルギーを小さくできる。
As shown in FIG. 4, when the behavior of the CO 2 exit concentration of adsorber 10 is represented by curve C3, the adsorbent utilization ratio K T1 at time T1 leaking carbon dioxide from the adsorber 10, the following formula It is expressed as (5).
KT1 = A / (A + B) ... (5)
A: Adsorbed amount of carbon dioxide adsorbed by the adsorbent 1 up to time T1 B: Adsorbed amount of carbon dioxide adsorbed by the adsorbent 1 after time T1 By improving the adsorbent utilization rate K, in the adsorber 10. It is possible to reduce the number of adsorbents 1 and 8 that are not used. Further, in order to desorb the carbon dioxide adsorbed by the adsorbents 1 and 8, for example, when the adsorber 10 is heated by using the temperature swing adsorption method, the higher the adsorbent utilization rate K is, the more excess adsorbent 1 is. , 8 need not be heated, and the energy consumption of the entire system including the adsorber 10 can be reduced.

本実施形態の吸着器10は、比較例の吸着器10zよりも、ガス流出口4側の外周部に位置する第1吸着材1を利用できるため、多くの二酸化炭素を吸着できる。また、図6に示されるように、本実施形態の直線LN1が表す傾きは、比較例の直線LN2が表す傾きよりも緩やかである。さらに、混合ガスGSを供給してから同じ時間が経過している図4の状態と図6の状態とを比較すると、本実施形態の第1吸着材1におけるガス流出口4側の中心部の方が、比較例の第3吸着材1zにおけるガス流出口4側の中心部よりも多くの二酸化炭素を吸着可能である。そのため、本実施形態の吸着器10から二酸化炭素が漏れ出すまでの時間は、比較例の吸着器10zよりも遅い。すなわち、本実施形態の吸着器10の吸着時間は、比較例の吸着時間よりも長く、本実施形態の吸着器10の使用可能時間が向上する。その結果、本実施形態の吸着器10における吸着材利用率KT1は、比較例の吸着器10zの吸着材利用率KT1よりも高くなる。 Since the adsorber 10 of the present embodiment can use the first adsorbent 1 located on the outer peripheral portion on the gas outlet 4 side as compared with the adsorber 10z of the comparative example, it can adsorb a large amount of carbon dioxide. Further, as shown in FIG. 6, the slope represented by the straight line LN1 of the present embodiment is gentler than the slope represented by the straight line LN2 of the comparative example. Further, comparing the state of FIG. 4 in which the same time has passed since the mixed gas GS was supplied and the state of FIG. 6, the central portion of the first adsorbent 1 of the present embodiment on the gas outlet 4 side. It is possible to adsorb more carbon dioxide than the central portion on the gas outlet 4 side in the third adsorbent 1z of the comparative example. Therefore, the time until carbon dioxide leaks from the adsorber 10 of the present embodiment is slower than that of the adsorber 10z of the comparative example. That is, the adsorption time of the adsorber 10 of the present embodiment is longer than the adsorption time of the comparative example, and the usable time of the adsorber 10 of the present embodiment is improved. As a result, the adsorbent utilization ratio K T1 in adsorber 10 of the present embodiment is higher than the adsorbent utilization ratio K T1 adsorbers 10z of the comparative example.

本実施形態の吸着器10では、出口側充填空間SP1に第1吸着材1が充填され、入口側充填空間SP4に第2吸着材8が充填されている。第2吸着材8は、第1吸着材1よりも二酸化炭素の吸着速度が遅い。そのため、吸着器10に混合ガスGSが供給され始めてから、吸着材1,8により吸着されなかった二酸化炭素がガス流出口4から漏れ出すまでに、第1吸着材1よりもガス流入口3側に位置する第2吸着材8は、第1吸着材1よりも長く混合ガスGSに接している。第2吸着材8は、第1吸着材1よりも二酸化炭素の吸着速度が遅い、すなわち、内部空間SP0内を流れる混合ガスGSに対する第2吸着材8の圧力損失は、第1吸着材1よりも小さい。本実施形態の吸着器10によれば、十分な吸着時間が得られるガス流入口3側に第2吸着材8を配置することにより、吸着器10の吸着性能を変化させないで、混合ガスGSに対する吸着器10の圧力損失を低減できる。また、短い吸着時間しか得られないガス流出口4側に第1吸着材1を配置することにより、ガス流出口4からの二酸化炭素の漏れを抑制できる。さらに、第1吸着材1の二炭化炭素の吸着速度が速いため、第1吸着材1内における吸着量のムラが抑制され、吸着器10の吸着性能が向上する。結果として、吸着器10における低い圧力損失および高い吸着性能を実現できる。 In the adsorber 10 of the present embodiment, the outlet side filling space SP1 is filled with the first adsorbent 1, and the inlet side filling space SP4 is filled with the second adsorbent 8. The second adsorbent 8 has a slower carbon dioxide adsorption rate than the first adsorbent 1. Therefore, from the time when the mixed gas GS starts to be supplied to the adsorber 10 until the carbon dioxide not adsorbed by the adsorbents 1 and 8 leaks from the gas outlet 4, the gas inlet 3 side of the first adsorbent 1 The second adsorbent 8 located in is in contact with the mixed gas GS longer than the first adsorbent 1. The second adsorbent 8 has a slower carbon dioxide adsorption rate than the first adsorbent 1, that is, the pressure loss of the second adsorbent 8 with respect to the mixed gas GS flowing in the internal space SP0 is higher than that of the first adsorbent 1. Is also small. According to the adsorber 10 of the present embodiment, by arranging the second adsorbent 8 on the gas inflow port 3 side where a sufficient adsorption time can be obtained, the adsorption performance of the adsorber 10 is not changed, and the adsorbed gas GS is not changed. The pressure loss of the adsorber 10 can be reduced. Further, by arranging the first adsorbent 1 on the gas outlet 4 side where only a short adsorption time can be obtained, it is possible to suppress the leakage of carbon dioxide from the gas outlet 4. Further, since the adsorption rate of the dicarbonate of the first adsorbent 1 is high, the unevenness of the adsorption amount in the first adsorbent 1 is suppressed, and the adsorption performance of the adsorber 10 is improved. As a result, low pressure loss and high adsorption performance in the adsorber 10 can be realized.

本実施形態の第2吸着材8は、第1吸着材1と同じ材質を有し、異なる形状を有する。これにより、第2吸着材8の二酸化炭素の吸着速度は、第1吸着材1の吸着速度よりも遅い。そのため、吸着器10の大きさ及び形状、吸着器10の使用環境、混合ガスGSのガス比などに応じて、第1吸着材1および第2吸着材8における材質と形状とが選択されればよい。これにより、吸着器10内を流れる混合ガスGSの圧力損失および吸着器10の吸着性能を調整しやすくなる。 The second adsorbent 8 of the present embodiment has the same material as the first adsorbent 1 and has a different shape. As a result, the carbon dioxide adsorption rate of the second adsorbent 8 is slower than the adsorption rate of the first adsorbent 1. Therefore, if the material and shape of the first adsorbent 1 and the second adsorbent 8 are selected according to the size and shape of the adsorber 10, the usage environment of the adsorber 10, the gas ratio of the mixed gas GS, and the like. Good. This makes it easier to adjust the pressure loss of the mixed gas GS flowing in the adsorber 10 and the adsorption performance of the adsorber 10.

吸着材1,8が二酸化炭素を吸着する際に、吸着反応に適した温度範囲を超えて吸着材1,8の温度が上昇すると、吸着反応が進まず、吸着材1,8が二酸化炭素を吸着する吸着速度が遅くなる。吸着材1,8の温度は吸着熱により上昇するため、吸着器10外に熱を逃せない中心部の温度が上昇しやすい。図2に示される吸着材1,8内の温度分布は、中心軸OL近傍の任意の点を中心とする球状、または、任意の点を中心として断面が中心軸を長手軸とする楕円状を保ちつつ進行する。本実施形態では、図2に示されるように、第1吸着材1が充填されている出口側充填空間SP1の中心軸OLに沿った長さL2は、最大温度変化Tの20%の温度上昇の範囲AR0.2Tの中心軸OLに沿った長さL0.2Tよりも短く設定されている。そのため、混合ガスGSの供給が継続することにより、最大温度変化Tの中心であるポイントPTが第1吸着材1内に進行しても、ポイントPTから第1吸着材1におけるガス流出口4側の端面までは十分の距離がある。これにより、ポイントPTが第1吸着材1内に進行しても、第1吸着材1から二酸化炭素がすぐには漏れ出さないため、第1吸着材1の吸着性能を向上させることができる。 When the adsorbents 1 and 8 adsorb carbon dioxide, if the temperature of the adsorbents 1 and 8 rises beyond the temperature range suitable for the adsorption reaction, the adsorption reaction does not proceed and the adsorbents 1 and 8 absorb carbon dioxide. Adsorption speed slows down. Since the temperature of the adsorbents 1 and 8 rises due to the heat of adsorption, the temperature of the central portion where the heat cannot escape to the outside of the adsorber 10 tends to rise. The temperature distribution in the adsorbents 1 and 8 shown in FIG. 2 has a spherical shape centered on an arbitrary point near the central axis OL, or an elliptical cross section centered on the central axis with the central axis as the longitudinal axis. Proceed while keeping. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the length L2 along the central axis OL of the outlet-side filling space SP1 filled with the first adsorbent 1 has a temperature increase of 20% of the maximum temperature change T. Range AR 0.2T is set shorter than the length L 0.2T along the central axis OL. Therefore, by supplying the mixed gas GS is continued, the maximum temperature change which is the center point P T of T progresses into the first adsorbent 1, a gas outlet in the first adsorbent 1 from point P T There is a sufficient distance to the end face on the 4th side. As a result, even if the point PT advances into the first adsorbent 1, carbon dioxide does not immediately leak from the first adsorbent 1, so that the adsorption performance of the first adsorbent 1 can be improved. ..

吸着器10に混合ガスGSが供給されると、図3および図4に示されるように、吸着材1,8内の二酸化炭素の吸着分布は、ガス流出口4側に対して凸な放物線として進行する。そのため、同じ吸着材で吸着器10内が充填されている場合には、中心軸OLおよび中心軸OL近傍におけるガス流出口4側の吸着材から吸着されなかった二酸化炭素が漏れ出し始める。本実施形態では、分離メッシュ7により、中心軸OLおよび中心軸OL近傍を含む中心部の第1吸着材1の充填長さLINは、第1吸着材1の外周部の充填長さLOUTよりも長い。そのため、本実施形態では、中心部の充填長さLINと外周部の充填長さLOUTが同じ場合と比較して、中心部において、各充填長さLIN,LOUTの差分だけ第1吸着材1が二酸化炭素を吸着する吸着速度を速くできる。この結果、凸の放物線として進行する吸着分布について、図4及び図6の直線LN1で示されるように、放物線の傾きを緩やかにできる。すなわち、二酸化炭素が吸着器10から漏れ出すまでに第1吸着材1における二酸化炭素の吸着量を増加させることができ、吸着器10の吸着性能が向上する。 When the mixed gas GS is supplied to the adsorber 10, as shown in FIGS. 3 and 4, the carbon dioxide adsorption distribution in the adsorbents 1 and 8 is a parabola convex with respect to the gas outlet 4 side. proceed. Therefore, when the inside of the adsorber 10 is filled with the same adsorbent, carbon dioxide that has not been adsorbed starts to leak from the adsorbent on the gas outlet 4 side in the vicinity of the central axis OL and the central axis OL. In the present embodiment, the filling length L IN of the first adsorbent 1 in the central portion including the central axis OL and the vicinity of the central axis OL is the filling length L OUT of the outer peripheral portion of the first adsorbent 1 by the separation mesh 7. Longer than. Therefore, in the present embodiment, as compared with the case where the filling length L IN in the central portion and the filling length L OUT in the outer peripheral portion are the same, only the difference between the filling lengths L IN and L OUT in the central portion is the first. The adsorption rate at which the adsorbent 1 adsorbs carbon dioxide can be increased. As a result, with respect to the adsorption distribution that progresses as a convex parabola, the inclination of the parabola can be made gentle as shown by the straight line LN1 in FIGS. 4 and 6. That is, the amount of carbon dioxide adsorbed by the first adsorbent 1 can be increased by the time carbon dioxide leaks from the adsorber 10, and the adsorbing performance of the adsorber 10 is improved.

図3および図4に示されるように、吸着材1,8内の二酸化炭素の吸着分布は、ガス流出口4側に対して凸な放物線として進行する。そのため、ガス流出口4側における第1吸着材1の中心部から二酸化炭素が漏れ始める。本実施形態では、吸着材1,8の中心部は、中心軸OLから空間形成部2の内側面までの半径R1の50%未満の範囲であり、吸着材1,8の外周部は、横断面における中心部以外の残余の部分である。中心部が半径R1の50%未満の範囲であるため、放物線の頂点部分における中心軸OLに沿った長さを短くできる。そのため、吸着されなかった二酸化炭素が吸着器10から漏れ出すまでに第1吸着材1の二酸化炭素の吸着量をさらに増加させることができ、吸着器10の吸着性能がさらに向上する。 As shown in FIGS. 3 and 4, the adsorption distribution of carbon dioxide in the adsorbents 1 and 8 proceeds as a parabola convex with respect to the gas outlet 4 side. Therefore, carbon dioxide begins to leak from the central portion of the first adsorbent 1 on the gas outlet 4 side. In the present embodiment, the central portion of the adsorbents 1 and 8 is in a range of less than 50% of the radius R1 from the central axis OL to the inner side surface of the space forming portion 2, and the outer peripheral portion of the adsorbents 1 and 8 is cross-sectional. It is the remaining part of the surface other than the central part. Since the central portion is in the range of less than 50% of the radius R1, the length along the central axis OL at the apex portion of the parabola can be shortened. Therefore, the amount of carbon dioxide adsorbed by the first adsorbent 1 can be further increased before the unadsorbed carbon dioxide leaks from the adsorber 10, and the adsorbing performance of the adsorber 10 is further improved.

<実施形態の変形例>
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
<Modified example of the embodiment>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various aspects without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are also possible.

[変形例1]
上記実施形態における吸着器10の構成および形状等については、種々変形可能である。例えば、吸着器10において空間形成部2と、固定メッシュ5,6および分離メッシュ7とによって形成される出口側充填空間SP1および入口側充填空間SP4は、中心軸OLを中心とする略円柱状の形状でなくてもよい。内部空間SP0は、特定の点を中心とする球状の空間でもよく、この場合には、特定の点を通る直線の軸を中心軸OLとみなしてもよい。また、中心軸OLは、直線状ではなく、曲線であってもよい。内部空間SP0は、曲線状の中心軸OLを中心として、中心軸OLの各位置において異なる横断面を有していてもよい。この場合の横断面は、例えば、正方形の断面形状を有し、ガス流入口3からガス流出口4に向かって面積が徐々に小さくなってもよい。
[Modification 1]
The configuration and shape of the adsorber 10 in the above embodiment can be variously modified. For example, in the adsorber 10, the space forming portion 2 and the outlet side filling space SP1 and the inlet side filling space SP4 formed by the fixed meshes 5 and 6 and the separation mesh 7 are substantially cylindrical with the central axis OL as the center. It does not have to be a shape. The internal space SP0 may be a spherical space centered on a specific point, and in this case, the axis of a straight line passing through the specific point may be regarded as the central axis OL. Further, the central axis OL may be a curved line instead of a straight line. The internal space SP0 may have a different cross section at each position of the central axis OL with the curved central axis OL as the center. The cross section in this case may have, for example, a square cross-sectional shape, and the area may gradually decrease from the gas inlet 3 toward the gas outlet 4.

ガス流入口3およびガス流出口4の形状および位置についても種々変形可能である。図1に示されるように、ガス流入口3およびガス流出口4は、中心軸OLを中心とする円柱状の形状であったが、例えば、中心軸OLからずれた位置に形成されていてもよい。また、ガス流入口3およびガス流出口4は、互いに異なる形状(例えば円形と矩形)であってもいいし、円柱状ではなくて下側空間SP2および上側空間SP3に貫通する単なる孔であってもよい。 The shapes and positions of the gas inlet 3 and the gas outlet 4 can also be variously modified. As shown in FIG. 1, the gas inlet 3 and the gas outlet 4 have a columnar shape centered on the central axis OL, but for example, even if they are formed at positions deviated from the central axis OL. Good. Further, the gas inlet 3 and the gas outlet 4 may have different shapes (for example, circular and rectangular), and are not cylindrical but merely holes penetrating the lower space SP2 and the upper space SP3. May be good.

吸着材1,8の形状および材質についても種々変形可能である。二酸化炭素を吸着する吸着材1,8の材質は、ゼオライトではなく、多孔体にアミンを担持させた個体吸収材で形成されていてもよい。また、吸着材1,8として、当該固体吸収材で形成された吸着材と、ゼオライトで形成された吸着材とが混合されていてもよい。吸着材1,8の形状についても、球状以外でよく、例えば、立方体、球および立方体に所定の貫通孔が形成された形状であってもよい。また、吸着材1,8として、形状および材質が異なる複数の吸着材が混合されていてもよい。吸着材1,8は、吸着器10に供給される混合ガスGSと、混合ガスGSから分離したいガスとの関係によって、周知技術を元に選択されればよい。すなわち、吸着材1,8は、二酸化炭素以外を吸着する材料が選択されてもよい。 The shapes and materials of the adsorbents 1 and 8 can also be variously deformed. The material of the adsorbents 1 and 8 that adsorb carbon dioxide may be formed of a solid absorbent material in which an amine is supported on a porous body, instead of zeolite. Further, as the adsorbents 1 and 8, the adsorbent formed of the solid absorbent and the adsorbent formed of zeolite may be mixed. The shapes of the adsorbents 1 and 8 may be other than spherical, and may be, for example, a cube, a sphere, and a shape in which a predetermined through hole is formed in the cube. Further, as the adsorbents 1 and 8, a plurality of adsorbents having different shapes and materials may be mixed. The adsorbents 1 and 8 may be selected based on a well-known technique according to the relationship between the mixed gas GS supplied to the adsorber 10 and the gas to be separated from the mixed gas GS. That is, as the adsorbents 1 and 8, a material that adsorbs other than carbon dioxide may be selected.

上記実施形態では、第1吸着材1と第2吸着材8との形状の一要素としての大きさを変化させることにより、第1吸着材1の吸着速度が第2吸着材8よりも速くなるように設定したが、吸着速度を設定するための態様については、種々変形可能である。例えば、第1吸着材1と第2吸着材8とを同形状として作製し、第1吸着材1の材質と第2吸着材8の材質とを変えることにより、第1吸着材1の吸着速度が第2吸着材8よりも速くなるように設定してもよい。第1吸着材1と第2吸着材8とにおいて、形状および材質の両方が異なっていてもよい。異なる形状については、大きさのみでなく、例えば、第1吸着材1の形状が立方体に貫通する穴が形成されたものであり、第2吸着材8の形状が球状であり、単位体積当たりの表面積が異ならせることによって、各吸着材1,8の吸着速度が設定されてもよい。 In the above embodiment, the adsorption speed of the first adsorbent 1 becomes faster than that of the second adsorbent 8 by changing the size of the first adsorbent 1 and the second adsorbent 8 as one element of the shape. However, the mode for setting the adsorption rate can be variously modified. For example, by producing the first adsorbent 1 and the second adsorbent 8 having the same shape and changing the material of the first adsorbent 1 and the material of the second adsorbent 8, the adsorption speed of the first adsorbent 1 May be set to be faster than that of the second adsorbent 8. Both the shape and the material may be different between the first adsorbent 1 and the second adsorbent 8. Regarding the different shapes, not only the size but also, for example, the shape of the first adsorbent 1 is formed with a hole penetrating the cube, and the shape of the second adsorbent 8 is spherical, and per unit volume. The adsorption rate of each of the adsorbents 1 and 8 may be set by making the surface areas different.

図8は、変形例の吸着器10aの概略斜視図である。変形例の吸着器10aでは、第1実施形態における出口側充填空間SP1と入口側充填空間SP4とのそれぞれに、複数種類の吸着材1,8が充填されている点が異なる。具体的には、図8に示されるように、出口側充填空間SP1には、第1吸着材1と、第1吸着材1の25%の体積の第2吸着材8とが充填されている。一方で、入口側充填空間SP4には、第2吸着材8と、第2吸着材8の25%の体積の第1吸着材1とが充填されている。この場合に、出口側充填空間SP1に充填された吸着材の二酸化炭素に対する吸着速度として、混合されている第1吸着材1と第2吸着材8の体積比率に応じた加重平均の吸着速度としてみなすことができる。すなわち、変形例の吸着器10aでは、出口側充填空間SP1に充填された複数の吸着材1,8の吸着速度は、入口側充填空間SP4に充填された複数の吸着材1,8の吸着速度よりも速い。このように、出口側充填空間SP1および入口側充填空間SP4に充填される吸着材1,8のそれぞれは、1種類の吸着材である必要はなく、混合された複数種類の吸着材でもよい。すなわち、出口側充填空間SP1に充填されている第1吸着材1の比率が他の吸着材よりも相対的に高く、入口側充填空間SP4に充填されている第2吸着材8の比率が他の吸着材よりも相対的に高い場合、「第1吸着材はガス流出口側に充填され、第2吸着材はガス流入口側に充填されている」ことに相当する。吸着材の吸着速度として、体積比率に応じた加重平均ではなく、ガス流入口3とガス流出口4とを結んだ中心軸OLに沿った単位長さあたりの荷重平均の吸着速度が採用されてもよい。 FIG. 8 is a schematic perspective view of the adsorber 10a of the modified example. The adsorbent 10a of the modified example is different in that the outlet side filling space SP1 and the inlet side filling space SP4 in the first embodiment are each filled with a plurality of types of adsorbents 1 and 8. Specifically, as shown in FIG. 8, the outlet side filling space SP1 is filled with the first adsorbent 1 and the second adsorbent 8 having a volume of 25% of that of the first adsorbent 1. .. On the other hand, the inlet side filling space SP4 is filled with the second adsorbent 8 and the first adsorbent 1 having a volume of 25% of that of the second adsorbent 8. In this case, as the adsorption rate of the adsorbent filled in the outlet side filling space SP1 with respect to carbon dioxide, as the weighted average adsorption rate according to the volume ratio of the first adsorbent 1 and the second adsorbent 8 mixed. Can be regarded. That is, in the adsorbent 10a of the modified example, the adsorption rate of the plurality of adsorbents 1 and 8 filled in the outlet side filling space SP1 is the adsorption rate of the plurality of adsorbents 1 and 8 filled in the inlet side filling space SP4. Faster than. As described above, each of the adsorbents 1 and 8 filled in the outlet side filling space SP1 and the inlet side filling space SP4 does not have to be one kind of adsorbent, and may be a plurality of mixed kinds of adsorbents. That is, the ratio of the first adsorbent 1 filled in the outlet-side filling space SP1 is relatively higher than that of the other adsorbents, and the ratio of the second adsorbent 8 filled in the inlet-side filling space SP4 is other. When it is relatively higher than the adsorbent of, it corresponds to "the first adsorbent is filled on the gas outlet side and the second adsorbent is filled on the gas inlet side". As the adsorption rate of the adsorbent, the adsorption rate of the load average per unit length along the central axis OL connecting the gas inlet 3 and the gas outlet 4 is adopted instead of the weighted average according to the volume ratio. May be good.

また、出口側充填空間SP1と入口側充填空間SP4とは、分離メッシュ7のように明確な境界がなくてもよい。例えば、ガス流入口3側からガス流出口4側に近づくにつれて、大きさが小さい(吸着速度が速い)第1吸着材1の割合が増えていくように吸着器10内が構成されていてもよい。または、出口側充填空間SP1と入口側充填空間SP4との間に、別の吸着材で形成された空間が挟まれていてもよい。また、3つ以上の充填空間によって、ガス流出口4側に近づくにつれて、吸着材の吸着速度が速くなるように各充点空間に吸着材が充填されてもよい。 Further, the outlet side filling space SP1 and the inlet side filling space SP4 do not have to have a clear boundary like the separation mesh 7. For example, even if the inside of the adsorber 10 is configured so that the proportion of the first adsorbent 1 having a small size (fast adsorption speed) increases as the gas inlet 3 side approaches the gas outlet 4 side. Good. Alternatively, a space formed by another adsorbent may be sandwiched between the outlet-side filling space SP1 and the inlet-side filling space SP4. Further, the adsorbent may be filled in each filling space so that the adsorption speed of the adsorbent increases as the gas outlet 4 side is approached by the three or more filling spaces.

[変形例2]
吸着材1,8が充填される出口側充填空間SP1および入口側充填空間SP4の形状については、種々変形可能である。上記実施形態の吸着器10では、分離メッシュ7が円錐の側面の形状を有していたが、分離メッシュ7の形状については種々変形可能である。例えば、分離メッシュ7は、単に、中心軸OLの横断面として形成されていてもよいし、中心軸OLに90度未満の角度を成した平面であってもよい。また、分離メッシュ7は、一定勾配の斜面を有する必要はなく、例えば、放物線の斜面であってもよく、波状の斜面であってもよい。
[Modification 2]
The shapes of the outlet-side filling space SP1 and the inlet-side filling space SP4 in which the adsorbents 1 and 8 are filled can be variously deformed. In the adsorber 10 of the above embodiment, the separation mesh 7 has the shape of the side surface of the cone, but the shape of the separation mesh 7 can be variously deformed. For example, the separation mesh 7 may be simply formed as a cross section of the central axis OL, or may be a plane having an angle of less than 90 degrees with the central axis OL. Further, the separation mesh 7 does not have to have a slope having a constant gradient, and may be, for example, a parabolic slope or a wavy slope.

また、固定メッシュ5,6および分離メッシュ7がなく、ガス流入口3側およびガス流出口4側の吸着材1,8が接着剤によって固定されることにより、吸着材1,8が充填される出口側充填空間SP1および入口側充填空間SP4が形成されてもよい。また、固定メッシュ5,6と分離メッシュ7との少なくとも一方がなく、例えば、出口側充填空間SP1が上側空間SP3を含んでもよいし、入口側充填空間SP4が下側空間SP2を含んでいてもよい。 Further, there are no fixed meshes 5 and 6 and a separation mesh 7, and the adsorbents 1 and 8 on the gas inlet 3 side and the gas outlet 4 side are fixed by an adhesive to fill the adsorbents 1 and 8. The outlet side filling space SP1 and the inlet side filling space SP4 may be formed. Further, there is no at least one of the fixed meshes 5 and 6 and the separated mesh 7, and for example, the outlet side filling space SP1 may include the upper space SP3, or the inlet side filling space SP4 may include the lower space SP2. Good.

上記実施形態の吸着器10では、中心軸OLから、半径R1の50%未満の長さである範囲を中心軸OLの近傍としたが、中心軸OLの近傍としては、半径R1の50%以上であってもよい。例えば、半径R1の65%であってもよいし、半径R1の35%であってもよい。 In the adsorber 10 of the above embodiment, the range of the length less than 50% of the radius R1 from the central axis OL is defined as the vicinity of the central axis OL, but the vicinity of the central axis OL is 50% or more of the radius R1. It may be. For example, it may be 65% of the radius R1 or 35% of the radius R1.

第1吸着材1の充填長さLIN,LOUTの定義については、種々変形可能である。充填長さLIN,LOUTとして、上記実施形態のように対象範囲内の平均値が採用されてもよいし、中心軸OLにおける長さL2(図1)や外周端面の長さL3(図1)が採用されてもよい。また、充填長さLIN,LOUTとして、中心軸OLに沿った吸着器10の切断面において、分離メッシュ7に接する第1吸着材1の下面と、上端に位置する第1吸着材1の上面との中心軸OLに沿った距離の平均値が採用されてもよい。また、中心軸OLから空間形成部2までの半径R1の割合を用いて、例えば、充填長さLINは、中心軸OLから半径R1の10%離れた位置での中心軸OLに沿った長さとし、充填長さLOUTは、中心軸OLから半径R1の90%離れた位置での中心軸OLに沿った長さとしてもよい。 The definitions of the filling lengths L IN and L OUT of the first adsorbent 1 can be variously modified. As the filling lengths L IN and L OUT , the average value within the target range may be adopted as in the above embodiment, the length L2 (FIG. 1) on the central axis OL and the length L3 (FIG. 1) of the outer peripheral end face. 1) may be adopted. Further, with the filling lengths L IN and L OUT , the lower surface of the first adsorbent 1 in contact with the separation mesh 7 and the first adsorbent 1 located at the upper end on the cut surface of the adsorber 10 along the central axis OL. The average value of the distances along the central axis OL from the upper surface may be adopted. Further, using the ratio of the radius R1 from the central axis OL to the space forming portion 2, for example, the filling length L IN is the length along the central axis OL at a position 10% away from the central axis OL with the radius R1. The filling length L OUT may be a length along the central axis OL at a position 90% away from the central axis OL with a radius R1.

上記実施形態の吸着器10を用いたシステムでは、温度スイング吸着法(TSA)、圧力スイング法(Pressure Swing Adsorption:PSA)、および圧力および温度スイング吸着(pressure and temperature adsorption:PTSA)などの公知の吸着法が用いられてもよい。 In the system using the adsorber 10 of the above embodiment, known methods such as a temperature swing adsorption method (TSA), a pressure swing method (PSA), and a pressure and temperature adsorption method (PTSA) are known. The adsorption method may be used.

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。 Although the present embodiment has been described above based on the embodiments and modifications, the embodiments of the above-described embodiments are for facilitating the understanding of the present embodiment, and do not limit the present embodiment. This aspect may be modified or improved without departing from its spirit and claims, and this aspect includes its equivalents. In addition, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it may be deleted as appropriate.

1…第1吸着材
1z…第3吸着材
2…空間形成部
3…ガス流入口
4…ガス流出口
5…下側メッシュ
6…上側メッシュ
7…分離メッシュ
8…第2吸着材
10,10a,10z…吸着器
A,B…吸着量
AR0.2T…範囲
C1〜C3…曲線
D1…二酸化炭素濃度
GS…混合ガス
K…吸着材利用率
T1…吸着材利用率
L1〜L3,L0.2T…長さ
IN,LOUT…充填長さ
LN1,LN2…直線
OL…中心軸
P…頂点
T…ポイント
R1…半径
SP0…内部空間
SP1…出口側充填空間
SP1z…充填空間
SP2…下側空間
SP3…上側空間
SP4…入口側充填空間
T…最大温度変化
T1…時刻
1 ... 1st adsorbent 1z ... 3rd adsorbent 2 ... Space forming part 3 ... Gas inlet 4 ... Gas outlet 5 ... Lower mesh 6 ... Upper mesh 7 ... Separation mesh 8 ... 2nd adsorbent 10, 10a, 10z ... Adsorber A, B ... Adsorbed amount AR 0.2T ... Range C1 to C3 ... Curve D1 ... Carbon dioxide concentration GS ... Mixed gas K ... Adsorbent utilization rate K T1 ... Adsorbent utilization rate L1 to L3, L 0.2T ... Length L IN , L OUT ... Filling length LN1, LN2 ... Straight line OL ... Central axis P ... Appointment P T ... Point R1 ... Radius SP0 ... Internal space SP1 ... Exit side filling space SP1z ... Filling space SP2 ... Lower space SP3 … Upper space SP4… Inlet side filling space T… Maximum temperature change T1… Time

Claims (5)

吸着器であって、
内部空間を形成する空間形成部と、
前記空間形成部に形成されたガス流入口と、
前記空間形成部に形成されたガス流出口と、
混合ガスに含まれる1以上の特定のガスを吸着可能な第1吸着材と、
前記特定のガスを吸着可能であり、前記第1吸着材よりも前記特定のガスの吸着速度が遅い第2吸着材と、
を備え、
前記内部空間において、前記第1吸着材は前記ガス流出口側に充填され、前記第2吸着材は前記第1吸着材よりも前記ガス流入口側に充填されている、吸着器。
It ’s an adsorber,
The space forming part that forms the internal space and
The gas inflow port formed in the space forming portion and
The gas outlet formed in the space forming portion and
A first adsorbent capable of adsorbing one or more specific gases contained in the mixed gas,
A second adsorbent capable of adsorbing the specific gas and having a slower adsorption rate of the specific gas than the first adsorbent.
With
In the internal space, the first adsorbent is filled on the gas outlet side, and the second adsorbent is filled on the gas inlet side of the first adsorbent.
請求項1に記載の吸着器であって、
前記第2吸着材は、前記第1吸着材と比べて、材質と形状との少なくとも一方を相違させることにより、前記吸着速度が遅くされている、吸着器。
The adsorbent according to claim 1.
The second adsorbent is an adsorber in which the adsorption rate is slowed down by making at least one of the material and the shape different from that of the first adsorbent.
請求項1または請求項2に記載の吸着器であって、
前記内部空間は、中心軸に沿って前記ガス流入口側から前記ガス流出口側へと伸び、
前記第1吸着材が充填されている領域の前記中心軸に沿った長さは、前記混合ガスの供給時における前記第1吸着材の最大温度変化Tに対して、0.2T以上の温度上昇を伴う部分の前記中心軸に沿った長さよりも長い、吸着器。
The adsorbent according to claim 1 or 2.
The internal space extends from the gas inlet side to the gas outlet side along the central axis.
The length of the region filled with the first adsorbent along the central axis increases by 0.2 T or more with respect to the maximum temperature change T of the first adsorbent when the mixed gas is supplied. An adsorber that is longer than the length along the central axis of the portion with.
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の吸着器であって、
前記内部空間は、中心軸に沿って前記ガス流入口側から前記ガス流出口側へと伸び、
前記中心軸及び前記中心軸の近傍における前記第1吸着材の充填長さは、前記内部空間の外周部における前記第1吸着材の充填長さよりも長い、吸着器。
The adsorbent according to any one of claims 1 to 3.
The internal space extends from the gas inlet side to the gas outlet side along the central axis.
An adsorber in which the filling length of the first adsorbent in the central axis and the vicinity of the central axis is longer than the filling length of the first adsorbent in the outer peripheral portion of the internal space.
請求項4に記載の吸着器であって、
前記中心軸の近傍は、前記中心軸に直交する横断面において、前記中心軸から前記空間形成部の内側面までの50%未満の範囲であり、
前記内部空間の外周部は、前記横断面における残余の範囲である、吸着器。
The adsorbent according to claim 4.
The vicinity of the central axis is a range of less than 50% from the central axis to the inner surface of the space forming portion in the cross section orthogonal to the central axis.
The outer peripheral portion of the internal space is an adsorber, which is the range of the remainder in the cross section.
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