JP4823949B2 - 混合ガス貯蔵容器 - Google Patents
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Description
同文献にはさらに、送出時のガス組成変動に対応するため、第一の吸着材層と第二の吸着材層に独立の取出口を設け、それぞれの送出流量を制御することによりガス組成を安定化する技術が開示されている。
また、各吸着材層に独立の取出口を設けて送出流量を制御する方法は、構造が複雑となり、かつ、制御も難しいという問題がある。
さらに、上記技術は一旦貯蔵した後に送出することを前提としているため、ガス導入口と導出口を共用している。従って、貯蔵と供給を同時に行う必要がある用途には対応が難しいという問題もある。
請求項1は、混合ガスを吸着材に吸着させて貯蔵するガス貯蔵容器であって、ヤシ殻系活性炭から成る第一の吸着材層と、樹脂系活性炭から成る第二の吸着材層と、を備えた吸着材層と、第一の吸着材層側にガス導入口と、第二の吸着材層側にガス導出口と、を備えて成ることを特徴とする混合ガス貯蔵容器である。
本発明に用いる活性炭は、それぞれ使用目的に合わせて適切な種類のヤシ殻系活性炭及び樹脂系活性炭を選択することができる。
混合ガスとして、消化ガスを用いることができる(請求項3)。
上記発明において、第一の吸着材層の容積比率が35%乃至70%であることが好ましい(請求項4)。より好ましい容積比率は、45%乃至60%である(請求項5)。
上記発明において、樹脂系活性炭として、フェノール系樹脂活性炭を用いることができる(請求項6)。
また、隔壁を設けることなく、二つの吸着材が直接、接する二層構造としたので、簡易な構成で混合ガス貯蔵容器が可能となった。
また、貯蔵容器の第1層側と第2層側に独立のガス導入口と導出口を設けたため、混合ガスの導入と連続的供給とを同時に行うことが可能となった。
貯蔵容器2の外側両端には、配管L1、L2とそれぞれ接続する導入口2a及び導出口2bが設けられている。貯蔵容器2内部の導入口2a側にはヤシ殻系活性炭が、導出口2b側には樹脂系活性炭が充填されている。両活性炭間には隔壁を設けることなく、両活性炭が直接、接するように充填されている。ヤシ殻系活性炭と樹脂系活性炭の容積比率は、50:50に設定されている。配管L1、L2の経路中には、それぞれ開閉弁V1、V2が設けられており、これらを操作することにより消化ガスの貯蔵及び供給を可能に構成されている。
なお、本実施形態ではヤシ殻系活性炭と樹脂系活性炭の容積比率を50:50に設定したが、供給ガスの組成変動許容度に応じて適切な比率を選択することができる。
また、消化ガスに限らず他の混合ガスに用いることも可能である。
(供試吸着材)
表1に、ヤシ殻系活性炭とフェノール系樹脂活性炭の吸着特性に関する物性値を示す。同表には比較例として用いた石炭系活性炭の物性値をも示してある。表中、CH4及びCO2吸着量は、磁気浮遊式吸着量測定装置で測定した0.6MPaにおける吸着量である。さらに、図2に各活性炭の細孔分布を示す。縦軸は、細孔分布を全細孔容量で規格化したものである。
ヤシ殻系活性炭とは、一般に20Å以上のメソ孔が少なく20Å以下のミクロ孔が多い活性炭である。また、樹脂系活性炭とは、一般に平均細孔径はヤシ殻系とあまり変わらないが細孔容量や比表面積が大きい活性炭である。石炭系活性炭とは、一般にメソ孔を多く持ち平均細孔径が大きい活性炭である。なお、本発明に係るヤシ殻系活性炭及び樹脂系活性炭が本実施例に用いた種類の活性炭に限定されないことは、言うまでもない。
上述の貯蔵容器1と同一構成の容器(内容積50ml)に、ヤシ殻系活性炭と樹脂系活性炭を表2左欄の組み合わせにより、2層に充填した試験容器1、2(実施例1,2)を用いた。なお、各欄の%表示は容積比である。
また、同欄の比較例1〜9は、比較のため用いた実施例以外の吸着材の組み合わせ、又は単一吸着材による試験容器の構成である。
消化ガスを想定した混合ガス(CH4:CO2=67:33)を用いた。
(試験方法)
試験ガスを容器内圧力が0.6MPa(ゲージ圧)になるまで導入し、試験容器の活性炭に吸着させた。その後直ちに、吸着されているガスを約2時間掛けて、容器内が0.02MPaになるまで脱着した。脱着流速は約10ml/minであった。この間、流出ガスの組成を質量分析計で測定して、ガス中のCH4の組成比を測定した。
脱着に伴う容器内ガスのCH4比率の推移を図3に示す。また、流出ガス中CH4の組成比の変動、変動幅、及び変動幅/貯蔵量を、表2右欄に示す。同表より、ヤシ殻系活性炭と樹脂系活性炭の組み合わせである実施例1、2の変動幅、及び変動幅/貯蔵量の値が、その他の組み合わせ(比較例1〜9)に比べ小さいことが分かる。
図4は、実施例1、2及び比較例1のデータに基づいて、ヤシ殻容積比率(ヤシ殻容積/(ヤシ殻容積+樹脂容積))とCH4変動幅の関係を曲線近似したものである。同図には、比較例の中で最も変動幅が小さかった、比較例2のデータを点線で示してある。この図から、ヤシ殻比率が35%−70%の範囲(R2)で、他の組み合わせに対して優位性があり、特に45%−60%の範囲(R1)で変動幅抑制効果が顕著であることが分かる。
2・・・・貯蔵容器
3・・・・消費機器
2a・・・導入口
2b・・・導出口
4a・・・ヤシガラ系活性炭
4b・・・樹脂系活性炭
L1、L2・・・配管
V1、V2・・・開閉弁
Claims (6)
- 混合ガスを吸着材に吸着させて貯蔵するガス貯蔵容器であって、
ヤシ殻系活性炭から成る第一の吸着材層と、樹脂系活性炭から成る第二の吸着材層と、を備えた吸着材層と、
第一の吸着材層側にガス導入口と、第二の吸着材層側にガス導出口と、
を備えて成ることを特徴とする混合ガス貯蔵容器。 - 前記第一の吸着材層と前記第二の吸着材層とを、接して配置して成ることを特徴とする請求項1に記載の混合ガス貯蔵容器。
- 前記混合ガスが消化ガスであることを特徴とする請求項1又は2に記載の混合ガス貯蔵容器。
- 前記第一の吸着材層の容積比率が35%乃至70%であることを特徴とする請求項1乃至3に記載の混合ガス貯蔵容器。
- 前記第一の吸着材層の容積比率が45%乃至60%であることを特徴とする請求項1乃至3に記載の混合ガス貯蔵容器。
- 前記樹脂系活性炭が、フェノール系樹脂活性炭であることを特徴とする請求項1乃至5に記載の混合ガス貯蔵容器。
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