JP5044973B2 - Carbon dioxide absorbing material, method for producing the same, and carbon dioxide absorbing method - Google Patents
Carbon dioxide absorbing material, method for producing the same, and carbon dioxide absorbing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5044973B2 JP5044973B2 JP2006123882A JP2006123882A JP5044973B2 JP 5044973 B2 JP5044973 B2 JP 5044973B2 JP 2006123882 A JP2006123882 A JP 2006123882A JP 2006123882 A JP2006123882 A JP 2006123882A JP 5044973 B2 JP5044973 B2 JP 5044973B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- absorbent
- gas
- tio
- temperature
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Description
本願発明は、炭酸ガス吸収材、その製造方法、炭酸ガス吸収方法に関し、詳しくは、高温条件下で効率よく炭酸ガスを吸収し、所定の条件下で吸収した炭酸ガスを放出させて再生することにより、繰り返して使用することが可能な炭酸ガス吸収材、その製造方法、および前記炭酸ガス吸収材を用いた炭酸ガス吸収方法に関する。 The present invention relates to a carbon dioxide absorbing material, a method for producing the same, and a carbon dioxide absorbing method. Specifically, the carbon dioxide is efficiently absorbed under high temperature conditions, and the carbon dioxide absorbed under predetermined conditions is released and regenerated. The present invention relates to a carbon dioxide absorbent that can be used repeatedly, a method for producing the same, and a carbon dioxide absorbent using the carbon dioxide absorbent.
マイク、スピーカー、回転機などに使用されている永久磁石の一つであるバリウムフェライトなどは、セラミック原料粉末を出発原料として、混合、成形、焼成して製造されている。 Barium ferrite, which is one of permanent magnets used in microphones, speakers, rotating machines, and the like, is manufactured by mixing, molding, and firing using ceramic raw material powder as a starting material.
しかし、製造工程中で発生する不要な原料は、セラミック原料として再使用される場合もあるが、不純物の影響などにより再使用できていないのが実情である。
このため、バリウム鉄酸化物を主成分とするセラミックス材料の廃棄物が生じ、有効な再利用方法が検討されるに至っている。
However, unnecessary raw materials generated in the manufacturing process may be reused as ceramic raw materials, but the actual situation is that they cannot be reused due to the influence of impurities.
For this reason, the waste of the ceramic material which has barium iron oxide as a main component arises, and the effective reuse method has been examined.
一方、炭化水素を主成分とする燃料を利用するエネルギープラントや、自動車から排出される炭酸ガス（ＣＯ2）を高温下で分離することを目的とした炭酸ガス吸収材として、一般式：ＬｉxＳｉyＯzで表されるリチウムシリケートからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有する炭酸ガス吸収材が提案されている（特許文献１参照）。
そして、この炭酸ガス吸収材は、軽量で、かつ約５００℃を超える温度域で炭酸ガスを吸収する作用を有するとされている。
On the other hand, as a carbon dioxide absorbent for the purpose of separating carbon dioxide (CO 2 ) discharged from automobiles at high temperatures, such as energy plants using fuels mainly composed of hydrocarbons, the general formula: Li x A carbon dioxide absorbent containing at least one selected from the group consisting of lithium silicates represented by Si y O z has been proposed (see Patent Document 1).
The carbon dioxide absorbent is light and has an action of absorbing carbon dioxide in a temperature range exceeding about 500 ° C.
すなわち、リチウムシリケート（Ｌｉ4ＳｉＯ4）は、下記の化学式(１) のように炭酸ガスと反応して、５００℃を超える高温下で炭酸ガスを吸収する作用を奏する。
Ｌｉ4ＳｉＯ4＋ＣＯ2 → Ｌｉ2ＳｉＯ3＋Ｌｉ2ＣＯ3 （１）
That is, lithium silicate (Li 4 SiO 4 ) reacts with carbon dioxide as shown in the following chemical formula (1), and acts to absorb carbon dioxide at a high temperature exceeding 500 ° C.
Li 4 SiO 4 + CO 2 → Li 2 SiO 3 + Li 2 CO 3 (1)
しかしながら、リチウムシリケートは、炭酸ガスの吸収および脱離時の体積変化が大きく、繰り返し使用によるストレスにより、吸収材の強度が低下するという問題点がある。すなわち、リチウムシリケートは、炭酸ガスを吸収すると体積が約１．４倍程度にまで膨張するため、炭酸ガスの吸収と放出を繰り返すと、強度が低下して崩壊するため、耐用性に欠けるという問題点がある。 However, lithium silicate has a problem in that the volume change during absorption and desorption of carbon dioxide gas is large, and the strength of the absorbent is reduced by stress due to repeated use. That is, when lithium silicate absorbs carbon dioxide, the volume expands to about 1.4 times, and repeated absorption and release of carbon dioxide reduces the strength and collapses, resulting in a lack of durability. There is a point.
また、リチウムシリケートは高温の燃焼ガスからの炭酸ガスの吸収を目的としているが、７００℃以上の高温排ガスからの炭酸ガスの除去は事実上困難であるという問題点がある。 Lithium silicate is intended to absorb carbon dioxide from high-temperature combustion gas, but there is a problem that it is practically difficult to remove carbon dioxide from high-temperature exhaust gas at 700 ° C. or higher.
さらに、リチウムシリケートは、燃料電池などに使用される水素製造プロセスにおける、燃焼前炭酸ガス分離への利用も考えられているが、実際の都市ガスから水蒸気改質法を用いて水素を製造するプロセスでは、通常７００℃以上の温度で反応が行われており、このような反応温度域において、リチウムシリケートを用いて炭酸ガスを除去することは困難である。
さらに、リチウムの炭酸塩は高温下で液相となるため、長期の使用において組成の不均一化が起こるなどの不具合がある。
Furthermore, lithium silicate is considered to be used for separation of carbon dioxide before combustion in the hydrogen production process used in fuel cells, etc., but the process for producing hydrogen from the actual city gas using the steam reforming method Then, the reaction is usually performed at a temperature of 700 ° C. or higher, and it is difficult to remove carbon dioxide using lithium silicate in such a reaction temperature range.
Further, since lithium carbonate is in a liquid phase at high temperatures, there are problems such as non-uniform composition during long-term use.
これに対し、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）を、炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）の存在下に焼成し、下記の化学式(２)で示される反応を生起させることにより得られるＢａ2ＴｉＯ4を用いて炭酸ガスを吸収する方法が提案されている（特許文献２参照）。
ＢａＴｉＯ3＋ＢａＣＯ3 → Ｂａ2ＴｉＯ4＋ＣＯ2↑ （２）
On the other hand, for example, Ba 2 TiO 4 obtained by firing barium titanate (BaTiO 3 ) in the presence of barium carbonate (BaCO 3 ) and causing a reaction represented by the following chemical formula (2) is obtained. A method for absorbing carbon dioxide gas by use has been proposed (see Patent Document 2).
BaTiO 3 + BaCO 3 → Ba 2 TiO 4 + CO 2 ↑ (2)
このＢａ2ＴｉＯ4で示される物質は、特定の条件下で、下記の化学式(３)の反応により炭酸ガスを吸収してＢａＴｉＯ3になる。
Ｂａ2ＴｉＯ4＋ＣＯ2 → ＢａＴｉＯ3＋ＢａＣＯ3 （３）
The substance represented by Ba 2 TiO 4 absorbs carbon dioxide gas and becomes BaTiO 3 by the reaction of the following chemical formula (3) under specific conditions.
Ba 2 TiO 4 + CO 2 → BaTiO 3 + BaCO 3 (3)
また、炭酸ガスを吸収することにより生じたＢａＴｉＯ3は、所定の圧力条件下（１０００Ｐａ以下の減圧下）に、所定の温度以上（７５０℃以上）に加熱することにより、下記の化学式(２)の反応により炭酸ガスを放出して、Ｂａ2ＴｉＯ4に戻る。
ＢａＴｉＯ3＋ＢａＣＯ3 → Ｂａ2ＴｉＯ4 ＋ＣＯ2↑ （２）
Further, BaTiO 3 produced by absorbing carbon dioxide gas is heated to a predetermined temperature or higher (750 ° C. or higher) under a predetermined pressure condition (under reduced pressure of 1000 Pa or lower). The carbon dioxide gas is released by the reaction of ( 2) and returns to Ba 2 TiO 4 .
BaTiO 3 + BaCO 3 → Ba 2 TiO 4 + CO 2 ↑ (2)
すなわち、このＢａ2ＴｉＯ4を炭酸ガス吸収材として用いることにより、化学式(３)および(２)の反応を利用して、高温で炭酸ガスの吸収を行うことが可能になり、かつ、所定の条件下で吸収した炭酸ガスを放出させて再生することにより、繰り返して効率よく炭酸ガスの吸収を行うことが可能になるという特徴を有している。 That is, by using this Ba 2 TiO 4 as a carbon dioxide absorbent, it becomes possible to absorb carbon dioxide at a high temperature by utilizing the reactions of the chemical formulas (3) and (2), and a predetermined amount. By releasing and regenerating carbon dioxide absorbed under the conditions, carbon dioxide can be efficiently and repeatedly absorbed.
また、特許文献２には、Ｓｒ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材も提案されており、上述のＢａ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材と同様の炭酸ガス吸収性能が得られるとされている。
しかしながら、上記複合酸化物（Ｂａ2ＴｉＯ4あるいはＳｒ2ＴｉＯ4）を主成分とする炭酸ガス吸収材は、ＣＯ2分圧が１．０〜２．０×１０4Ｐａ程度の範囲では、炭酸ガスを放出する温度が９５０〜１０００℃と高温である。 However, the carbon dioxide absorbent containing the composite oxide (Ba 2 TiO 4 or Sr 2 TiO 4 ) as a main component has carbon dioxide in the range where the CO 2 partial pressure is about 1.0 to 2.0 × 10 4 Pa. The temperature for releasing the gas is as high as 950 to 1000 ° C.
また、１０００Ｐａ以下の減圧下では７５０℃以上の温度で炭酸ガスの放出が可能であるが、常圧下では１０００℃以上に加熱する必要があり、材料や装置に対して、高い耐熱性が要求されるとともに、エネルギー消費量も多くなるという問題点がある。 In addition, carbon dioxide can be released at a temperature of 750 ° C. or higher under a reduced pressure of 1000 Pa or less, but it is necessary to heat to 1000 ° C. or higher under normal pressure, and high heat resistance is required for materials and equipment. In addition, there is a problem that energy consumption increases.
また、操作条件の自由度の向上や、より効率のよい炭酸ガスの吸収、放出を可能にするためには、Ｂａ2ＴｉＯ4やＳｒ2ＴｉＯ4を主成分とする吸収材よりもさらに低い温度で炭酸ガスの吸収および放出を行うことが可能な炭酸ガス吸収材が望まれおり、さらには、原材料の選択の自由度を向上させることが望まれている。
本願発明は、上記課題を解決するものであり、Ｂａ2ＴｉＯ4やＳｒ2ＴｉＯ4を主成分とする吸収材よりもさらに低い温度、例えば、約７００℃から約９００℃の温度域において炭酸ガスを吸収し、かつ、常圧下において約９００℃以上の温度域で炭酸ガスを放出することが可能で、しかも耐用性に優れた炭酸ガス吸収材、その製造方法、および、前記炭酸ガス吸収材を用いた炭酸ガス吸収方法を提供することを課題とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and carbon dioxide gas at a temperature lower than that of an absorbent mainly composed of Ba 2 TiO 4 or Sr 2 TiO 4 , for example, in a temperature range of about 700 ° C. to about 900 ° C. Carbon dioxide gas that is capable of absorbing carbon dioxide and releasing carbon dioxide at a temperature range of about 900 ° C. or higher under normal pressure, and having excellent durability, a method for producing the same, and the carbon dioxide gas absorber. It is an object to provide a carbon dioxide absorption method used.
上記課題を解決するために、本願発明の炭酸ガス吸収材は、
ＢａとＦｅとを含有する酸化物であって、
ＢａとＦｅのモル比が、
Ｂａ：Ｆｅ＝０．８〜１．２：１
の範囲にある複合酸化物を主成分とし、
前記複合酸化物の主要な結晶相が、Ｂａ 2 Ｆｅ 2 Ｏ 5 であること
を特徴としている。
In order to solve the above problems, the carbon dioxide absorbent of the present invention is
An oxide containing Ba and Fe,
The molar ratio of Ba and Fe is
Ba: Fe = 0.8 to 1.2: 1
The composite oxide as a main component in the range of,
Primary crystal phase of the composite oxide is characterized by a Ba 2 Fe 2 O 5.
また、本願発明の炭酸ガス吸収材は、原料の少なくとも一部に、バリウム鉄酸化物を含むセラミックス廃材が用いられていることを特徴としている。 The carbon dioxide absorbent of the present invention is characterized in that a ceramic waste material containing barium iron oxide is used as at least a part of the raw material .
また、本願発明の炭酸ガス吸収材の製造方法は、上記本願発明の炭酸ガス吸収材を製造するための方法であって、原料の少なくとも一部として、バリウム鉄酸化物を含むセラミックス廃材を用い、前記原料を、炭酸バリウムの存在下に焼成する工程を備えていることを特徴としている。 A method of manufacturing a carbon dioxide gas absorbent of the present invention is a method for producing a carbon dioxide-absorbing material of the present invention, as at least part of the raw materials, using a ceramic waste containing barium iron oxide, It is characterized by comprising a step of firing the raw material in the presence of barium carbonate.
また、本願発明の炭酸ガス吸収方法は、上記本願発明の炭酸ガス吸収材を用い、７００〜９００℃の温度条件下に炭酸ガスの吸収を行うことを特徴としている。 Further, the carbon dioxide-absorbing method of the present invention uses a carbon dioxide absorbent of the present invention is characterized in carrying out the absorption of carbon dioxide under a temperature condition of 700 to 900 ° C..
本願発明の炭酸ガス吸収材は、Ｂａ、Ｆｅを含有する酸化物であって、ＢａとＦｅのモル比が、Ｂａ：Ｆｅ＝０．８〜１．２：１の範囲にある複合酸化物を主成分とし、複合酸化物の主要な結晶相が、Ｂａ 2 Ｆｅ 2 Ｏ 5 であるものであり、この炭酸ガス吸収材を用いることにより、約７００℃から約９００℃の温度域において炭酸ガスを吸収し、約９００℃以上の温度域で（例えば、１０００℃以下の温度域で）炭酸ガスを放出することが可能になる。
また、この炭酸ガス吸収材は、材料自体の蒸気圧が低く、分解しにくいため、一般式：ＬｉxＳｉyＯzで表されるリチウムシリケート系の炭酸ガス吸収材に比べて耐久性にも優れており、長期間安定して使用することができる。
また、バリウム鉄酸化物などを原料として用いることができるので、原材料選択の自由度を向上させることが可能になる。
The carbon dioxide absorbent of the present invention is an oxide containing Ba and Fe, and a complex oxide in which the molar ratio of Ba and Fe is in the range of Ba: Fe = 0.8 to 1.2: 1. as a main component, the main crystal phase of the composite oxide, and those in which Ba 2 Fe 2 O 5, by using the carbon dioxide absorbent, carbon dioxide in about 700 ° C. temperature range of about 900 ° C. And carbon dioxide gas can be released in a temperature range of about 900 ° C. or higher (for example, in a temperature range of 1000 ° C. or lower).
In addition, since the carbon dioxide gas absorbent has a low vapor pressure and is not easily decomposed, the carbon dioxide absorbent is more durable than the lithium silicate carbon dioxide absorbent represented by the general formula: Li x Si y O z. It is excellent and can be used stably for a long time.
Moreover, since barium iron oxide etc. can be used as a raw material, it becomes possible to improve the freedom degree of raw material selection.
また、本願発明の炭酸ガス吸収材は、主要な結晶相がＢａ2Ｆｅ2Ｏ5であることから、より確実に、約７００℃から約９００℃の温度域において炭酸ガスを吸収し、約９００℃以上の温度域において（例えば、１０００℃以下の温度域において）炭酸ガスを放出することが可能な、材料自体の蒸気圧が低く、安定しているため、リチウムシリケート系の炭酸ガス吸収材に比べて、耐久性に優れた炭酸ガス吸収材を提供することが可能になる。 Further, the carbon dioxide-absorbing material of the present invention, absorbed from that main crystal phase is Ba 2 Fe 2 O 5, more reliably, the carbon dioxide gas at about 700 ° C. temperature range of about 900 ° C., about 900 Since the vapor pressure of the material itself, which can release carbon dioxide in a temperature range of 1000 ° C. or higher (for example, in a temperature range of 1000 ° C. or lower) is low and stable, the lithium silicate-based carbon dioxide absorbent is Compared to this, it is possible to provide a carbon dioxide gas absorbent having excellent durability.
主要な結晶相がＢａ2Ｆｅ2Ｏ5である本願発明の炭酸ガス吸収材は、例えば、バリウム鉄酸化物（ＢａＦｅ2Ｏ4）を、炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）の存在下に焼成し、下記の化学式(４)で示される反応を生起させることにより得ることができる。
ＢａＦｅ2Ｏ4＋ＢａＣＯ3 → Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5＋ＣＯ2↑ (４)
The carbon dioxide gas absorbing material of the present invention whose main crystal phase is Ba 2 Fe 2 O 5 is, for example, calcined barium iron oxide (BaFe 2 O 4 ) in the presence of barium carbonate (BaCO 3 ), It can be obtained by causing the reaction represented by the chemical formula (4).
BaFe 2 O 4 + BaCO 3 → Ba 2 Fe 2 O 5 + CO 2 ↑ (4)
また、酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）の存在下に焼成し、下記の化学式(５)で示される反応を生起させることによっても得ることができる。
Ｆｅ2Ｏ3＋２ＢａＣＯ3 → Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5＋２ＣＯ2↑ (５)
It can also be obtained by firing ferric oxide (Fe 2 O 3 ) in the presence of barium carbonate (BaCO 3 ) and causing a reaction represented by the following chemical formula (5).
Fe 2 O 3 + 2BaCO 3 → Ba 2 Fe 2 O 5 + 2CO 2 ↑ (5)
そして、このＢａ2Ｆｅ2Ｏ5で示される物質は、特定の条件下で、下記の化学式(６)の反応により炭酸ガスを吸収してＢａＦｅ2Ｏ4になる。
Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5＋ＣＯ2 → ＢａＦｅ2Ｏ4＋ＢａＣＯ3 (６)
The substance represented by Ba 2 Fe 2 O 5 absorbs carbon dioxide gas and becomes BaFe 2 O 4 by the reaction of the following chemical formula (6) under specific conditions.
Ba 2 Fe 2 O 5 + CO 2 → BaFe 2 O 4 + BaCO 3 (6)
また、炭酸ガスを吸収することにより生じたＢａＦｅ2Ｏ4は、所定の温度以上（９００℃以上）に加熱することにより、下記の化学式(４)の反応により炭酸ガスを放出して、Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5に戻る。
ＢａＦｅ2Ｏ4＋ＢａＣＯ3 → Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5＋ＣＯ2↑ (４)
したがって、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材は、炭酸ガスを放出させることにより、再び炭酸ガスの吸収に使用することができる。
Further, BaFe 2 O 4 produced by absorbing carbon dioxide gas, by heating above a predetermined temperature (900 ° C. or higher), to release carbon dioxide gas by the reaction of the following chemical formula (4), Ba 2 Return to Fe 2 O 5 .
BaFe 2 O 4 + BaCO 3 → Ba 2 Fe 2 O 5 + CO 2 ↑ (4)
Therefore, the carbon dioxide absorbing material that has absorbed carbon dioxide can be used again for absorbing carbon dioxide by releasing the carbon dioxide.
すなわち、本願発明の炭酸ガス吸収材は、主として、上記の化学式(６)および(４)の反応を利用して炭酸ガスの吸収・放出を行うものである。 That is, the carbon dioxide absorbing material of the present invention mainly absorbs and releases carbon dioxide using the reactions of the above chemical formulas (6) and (4).
また、本願発明の炭酸ガス吸収材には、例えば、原料の少なくとも一部として、バリウム鉄酸化物（バリウムフェライト）を含むセラミックス廃材を用いることが可能である。そして、これらの材料を用いることにより、産業廃棄物の削減、電子部品や記録媒体などの製品の低コスト化などを図ることが可能になる。 In addition, for example, a ceramic waste material containing barium iron oxide (barium ferrite) can be used as the carbon dioxide absorbent of the present invention as at least a part of the raw material . By using these materials, it is possible to reduce industrial waste and reduce the cost of products such as electronic components and recording media.
また、本願発明の炭酸ガス吸収材は、炭酸ガス吸収材の原料の少なくとも一部として、バリウム鉄酸化物（バリウムフェライト）を含むセラミックス廃材を用い、これらの原料を、炭酸バリウムの存在下に焼成することにより製造することができる。 The carbon dioxide absorbent of the present invention uses a ceramic waste material containing barium iron oxide (barium ferrite) as at least part of the raw material of the carbon dioxide absorbent, and these raw materials are fired in the presence of barium carbonate. Can be manufactured.
すなわち、バリウム鉄酸化物（ＢａＦｅ2Ｏ4）を、炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）の存在下に焼成し、式(４)で示される反応を生起させることにより、Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5を主成分とする炭酸ガス吸収材を得ることができる。
ＢａＦｅ2Ｏ4＋ＢａＣＯ3 → Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5＋ＣＯ2↑ (４)
That is, barium iron oxide (BaFe 2 O 4 ) is calcined in the presence of barium carbonate (BaCO 3 ) to cause the reaction represented by the formula (4), thereby making Ba 2 Fe 2 O 5 a main component. A carbon dioxide absorbent can be obtained.
BaFe 2 O 4 + BaCO 3 → Ba 2 Fe 2 O 5 + CO 2 ↑ (4)
したがって、電子部品や記録媒体などの製品を製造する工程から排出される、バリウム鉄酸化物（ＢａＦｅ2Ｏ4）を主成分とする磁性体材料を含む廃棄物から、付加価値の高い炭酸ガス吸収材を製造することが可能になり、廃棄物の削減、電子部品や記録媒体などの製品の低コスト化を図ることが可能になる。
なお、本願発明の炭酸ガス吸収材は、上述のように、酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）の存在下に焼成することが可能であることは上述の通りである（上記の式(５)参照）。
Therefore, high-value-added carbon dioxide absorption from waste containing a magnetic material mainly composed of barium iron oxide (BaFe 2 O 4 ) discharged from the manufacturing process of products such as electronic parts and recording media This makes it possible to manufacture materials, reduce waste, and reduce the cost of products such as electronic components and recording media.
As described above, the carbon dioxide absorbent of the present invention can be fired with ferric oxide (Fe 2 O 3 ) in the presence of barium carbonate (BaCO 3 ) as described above. Yes (see equation (5) above).
また、本願発明の炭酸ガス吸収方法は、上記本願発明の炭酸ガス吸収材を用いて炭酸ガスの吸収を行うようにしているので、例えば、リチウムシリケートを炭酸ガス吸収材として用いた従来の方法では炭酸ガスの吸収を行うことができないような、７００〜９００℃の高温の温度条件下で炭酸ガスの吸収を行うことができる。 Moreover, since the carbon dioxide absorption method of the present invention is designed to absorb carbon dioxide using the carbon dioxide absorbent of the present invention , for example, in the conventional method using lithium silicate as the carbon dioxide absorbent, Carbon dioxide can be absorbed under a high temperature condition of 700 to 900 ° C. where carbon dioxide cannot be absorbed.
したがって、例えば、燃料電池などに使用される水素製造プロセスにおける、燃焼前炭酸ガス分離への利用が可能になる。 Therefore, for example, it can be used for separation of carbon dioxide before combustion in a hydrogen production process used for a fuel cell or the like.
また、本願発明の炭酸ガス吸収方法における温度条件は、７００〜９００℃であり、また、炭酸ガスの放出温度は常圧で約９００℃からと、吸収および放出の温度条件がＢａ2ＴｉＯ4やＳｒ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材を用いる場合よりも低く、Ｂａ2ＴｉＯ4やＳｒ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材のみを用いる場合に比べて、炭酸ガスの吸収および放出の温度条件の自由度を向上させることができる。 Further, the temperature condition in the carbon dioxide absorption method of the present invention is 700 to 900 ° C., and the release temperature of the carbon dioxide gas is about 900 ° C. at normal pressure, and the temperature condition of absorption and release is Ba 2 TiO 4 or Sr 2 TiO 4 lower than in the case of using the carbon dioxide gas absorbent consisting mainly of, as compared with the case of using only carbon dioxide absorbent mainly composed of Ba 2 TiO 4 and Sr 2 TiO 4, the absorption of carbon dioxide In addition, the degree of freedom of the temperature condition of the release can be improved.
以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。 The features of the present invention will be described in more detail below with reference to examples of the present invention.
炭酸バリウムの粉末と酸化鉄の粉末を、ＢａとＦｅが、Ｂａ：Ｆｅ＝１：１となるような割合で調合し、水を加えてボールミルで２時間混合を行った。
そして、混合物を１２０℃で３時間乾燥した後、得られた粉末を１０００℃、２時間の条件で焼成することにより、粉末状の炭酸ガス吸収材を得た。
A powder of barium carbonate and a powder of iron oxide were prepared in such a ratio that Ba and Fe were Ba: Fe = 1: 1, water was added, and the mixture was mixed by a ball mill for 2 hours.
And after drying a mixture for 3 hours at 120 degreeC, the powdery carbon dioxide absorber was obtained by baking the obtained powder on 1000 degreeC and the conditions for 2 hours.
この炭酸ガス吸収材について、結晶相をＸ線回折分析により調べた。その結果、この炭酸ガス吸収材は、Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5を主成分とするものであることが確認された（図１参照）。
なお、このＢａ2Ｆｅ2Ｏ5は、下記の式（４）の反応により生成するものである。
ＢａＦｅ2Ｏ4＋ＢａＣＯ3 → Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5＋ＣＯ2↑ （４）
With respect to this carbon dioxide absorbent, the crystal phase was examined by X-ray diffraction analysis. As a result, it was confirmed that this carbon dioxide gas absorbent was mainly composed of Ba 2 Fe 2 O 5 (see FIG. 1).
This Ba 2 Fe 2 O 5 is produced by the reaction of the following formula (4).
BaFe 2 O 4 + BaCO 3 → Ba 2 Fe 2 O 5 + CO 2 ↑ (4)
また、上述のようにして作製した炭酸ガス吸収材の熱重量変化を、Ｎ2ガス８０ｍｌ／ｍｉｎ、ＣＯ2ガス２０ｍｌ／ｍｉｎの流通下で、ＴＧ−ＤＴＡ（熱重量分析−示差熱分析）により測定した。その結果を図２に示す。
図２に示すように、この炭酸ガス吸収材は、約７００℃から炭酸ガスを吸収して重量が増加し、９００℃を超える温度から炭酸ガスを放出して、重量が減少することが確認された。
Moreover, the thermogravimetric change of the carbon dioxide absorbent prepared as described above was measured by TG-DTA (thermogravimetric analysis-differential thermal analysis) under the flow of N 2 gas 80 ml / min and CO 2 gas 20 ml / min. It was measured. The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, it is confirmed that this carbon dioxide absorbent absorbs carbon dioxide from about 700 ° C. and increases its weight, and releases carbon dioxide from a temperature exceeding 900 ° C., thereby reducing its weight. It was.
上述のように、この実施例１の炭酸ガス吸収材は、７００℃から９００℃の温度範囲で炭酸ガスを吸収し（下記の式(６)参照）、９００℃以上の温度で炭酸ガスを放出する（下記の式(４)参照）。
Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5＋ＣＯ2 → ＢａＦｅ2Ｏ4＋ＢａＣＯ3 (６)
ＢａＦｅ2Ｏ4＋ＢａＣＯ3 → Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5＋ＣＯ2↑ (４)
したがって、この炭酸ガス吸収材を用いて炭酸ガスの吸収と放出を行うことにより、炭酸ガスを濃縮回収することが可能になる。
As described above, the carbon dioxide absorbent of Example 1 absorbs carbon dioxide in the temperature range of 700 ° C. to 900 ° C. (see the following formula (6)) and releases carbon dioxide at a temperature of 900 ° C. or higher. (Refer to the following formula (4)).
Ba 2 Fe 2 O 5 + CO 2 → BaFe 2 O 4 + BaCO 3 (6)
BaFe 2 O 4 + BaCO 3 → Ba 2 Fe 2 O 5 + CO 2 ↑ (4)
Therefore, carbon dioxide can be concentrated and recovered by absorbing and releasing carbon dioxide using this carbon dioxide absorbent.
また、炭酸ガスを放出した炭酸ガス吸収材は、上記の式(４)の反応により、Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5に再生され、繰り返して炭酸ガスの吸収に供することが可能である。
また、このＢａ2Ｆｅ2Ｏ5を主たる成分とする炭酸ガス吸収材は、リチウムシリケートよりも、材料自体の蒸気圧が低く、分解しにくいため、長期間の利用においても安定して使用することができる。
また、Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5を主たる成分とする炭酸ガス吸収材は、吸収および放出の温度条件がＢａ2ＴｉＯ4やＳｒ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材に比べて低く、Ｂａ2ＴｉＯ4やＳｒ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材のみを用いる場合に比べて、炭酸ガスの吸収および放出の温度条件の自由度を向上させることができる。
In addition, the carbon dioxide-absorbing material from which carbon dioxide has been released can be regenerated into Ba 2 Fe 2 O 5 by the reaction of the above formula (4) and repeatedly used for carbon dioxide absorption.
In addition, the carbon dioxide absorbing material mainly composed of Ba 2 Fe 2 O 5 has a lower vapor pressure than the lithium silicate and is difficult to decompose, so that it should be used stably even for long-term use. Can do.
In addition, the carbon dioxide absorbing material mainly composed of Ba 2 Fe 2 O 5 has a lower temperature condition for absorption and release compared to the carbon dioxide absorbing material mainly composed of Ba 2 TiO 4 and Sr 2 TiO 4. Compared with the case of using only a carbon dioxide absorbing material mainly composed of 2 TiO 4 or Sr 2 TiO 4 , the degree of freedom of the temperature conditions for absorption and release of carbon dioxide can be improved.
ＢａＦｅ2Ｏ4の粉末と炭酸バリウムの粉末とを等モルとなるように調合し、水を加えてボールミルで２時間混合を行った。
そして、混合物を１２０℃で３時間乾燥した後、得られた粉末を１０００℃、２時間の条件で焼成することにより、粉末状の炭酸ガス吸収材を得た。
BaFe 2 O 4 powder and barium carbonate powder were mixed in equimolar amounts, water was added, and the mixture was mixed for 2 hours in a ball mill.
And after drying a mixture for 3 hours at 120 degreeC, the powdery carbon dioxide absorber was obtained by baking the obtained powder on 1000 degreeC and the conditions for 2 hours.
この炭酸ガス吸収材について、結晶相をＸ線回折分析により調べた。その結果、この炭酸ガス吸収材は、Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5を主成分とするものであることが確認された。なお、この実施例２の炭酸ガス吸収材についてのＸ線回折分析のチャートは、上記実施例の炭酸ガス吸収材のＸ線回折分析のチャート（図１参照）と同様であることから省略している。 With respect to this carbon dioxide absorbent, the crystal phase was examined by X-ray diffraction analysis. As a result, it was confirmed that this carbon dioxide absorbing material is mainly composed of Ba 2 Fe 2 O 5 . The X-ray diffraction analysis chart of the carbon dioxide absorbent of Example 2 is the same as the X-ray diffraction analysis chart of the carbon dioxide absorbent of the above-described embodiment (see FIG. 1), and is therefore omitted. Yes.
上述のようにして作製した炭酸ガス吸収材の熱重量変化を、Ｎ2ガス８０ｍｌ／ｍｉｎ、ＣＯ2ガス２０ｍｌ／ｍｉｎの流通下で、ＴＧ−ＤＴＡ（熱重量分析−示差熱分析）により測定した。
その結果、約７００℃から炭酸ガスを吸収して重量が増加し、９００℃を超える温度から炭酸ガスを放出して、重量が減少することが確認された。なお、ＴＧ−ＤＴＡ（熱重量分析−示差熱分析）の結果は、上記実施例１の場合（図２参照）と同様であることから、ここでは図示を省略している。
The thermogravimetric change of the carbon dioxide absorbent prepared as described above was measured by TG-DTA (thermogravimetric analysis-differential thermal analysis) under the flow of N 2 gas 80 ml / min and CO 2 gas 20 ml / min. .
As a result, it was confirmed that carbon dioxide gas was absorbed from about 700 ° C. and the weight increased, and carbon dioxide gas was released from a temperature exceeding 900 ° C. to decrease the weight. In addition, since the result of TG-DTA (thermogravimetric analysis-differential thermal analysis) is the same as the case of the said Example 1 (refer FIG. 2), illustration is abbreviate | omitted here.
バリウム鉄酸化物（ＢａＦｅ2Ｏ4）を主成分とするセラミックス廃材を５００℃で脱脂、焼成し、粉体を得た。この粉体を組成分析した結果、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｎなどを含み、ＢａＦｅ2Ｏ4換算の純度は８７％であることが確認された。 A ceramic waste material mainly composed of barium iron oxide (BaFe 2 O 4) was degreased and fired at 500 ° C. to obtain a powder. As a result of composition analysis of this powder, it was confirmed that the powder contained Mn, Co, Ni, Cu, Si, Al, Zn and the like, and the purity in terms of BaFe 2 O 4 was 87%.
それから、この粉体と炭酸バリウムとを、ＢａとＦｅが等モルになるように調合し、水を加えてボールミルで２時間混合を行った。混合物を１２０℃で３時間乾燥した後、得られた粉末を１０００℃、２時間の条件で焼成し、粉末状の炭酸ガス吸収材を得た。
この粉末の結晶相をＸＲＤで調べた結果、Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5を主成分とするものであることが確認された。
Then, this powder and barium carbonate were prepared so that Ba and Fe were equimolar, water was added, and mixing was performed for 2 hours with a ball mill. After the mixture was dried at 120 ° C. for 3 hours, the obtained powder was baked at 1000 ° C. for 2 hours to obtain a powdery carbon dioxide absorbent.
As a result of examining the crystal phase of this powder by XRD, it was confirmed that it was mainly composed of Ba 2 Fe 2 O 5 .
また、上述のようにして作製した炭酸ガス吸収材の熱重量変化を、Ｎ2ガス８０ｍｌ／ｍｉｎ、ＣＯ2ガス２０ｍｌ／ｍｉｎの流通下で、ＴＧ−ＤＴＡ（熱重量分析−示差熱分析）により測定した。
その結果、約７００℃から炭酸ガスを吸収して重量が増加し、９００℃を超える温度から炭酸ガスを放出して、重量が減少することが確認された。なお、ＴＧ−ＤＴＡ（熱重量分析−示差熱分析）の結果は、上記実施例１の場合（図２参照）と同様であることから、ここでは図示を省略している。
Moreover, the thermogravimetric change of the carbon dioxide absorbent prepared as described above was measured by TG-DTA (thermogravimetric analysis-differential thermal analysis) under the flow of N 2 gas 80 ml / min and CO 2 gas 20 ml / min. It was measured.
As a result, it was confirmed that carbon dioxide gas was absorbed from about 700 ° C. and the weight increased, and carbon dioxide gas was released from a temperature exceeding 900 ° C. to decrease the weight. In addition, since the result of TG-DTA (thermogravimetric analysis-differential thermal analysis) is the same as the case of the said Example 1 (refer FIG. 2), illustration is abbreviate | omitted here.
図３は本願発明の一実施例にかかる炭酸ガス吸収方法を用いた炭酸ガスの分離装置の概略構成を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a carbon dioxide gas separation apparatus using a carbon dioxide gas absorption method according to an embodiment of the present invention.
この炭酸ガス分離装置は、燃焼排ガス（炭酸ガス含有ガス）中の炭酸ガスを本願発明の炭酸ガス吸収材により吸収、分離した後、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材から炭酸ガスを放出させて回収するための炭酸ガス分離装置であり、炭酸ガス吸収機構部および炭酸ガス放出機構部として機能する二つの機構部Ａ，Ｂと、燃焼排ガスの流れを切り替える切替弁Ｃとを備えている。 This carbon dioxide separator separates carbon dioxide in combustion exhaust gas (carbon dioxide-containing gas) with the carbon dioxide absorbent of the present invention, and then releases carbon dioxide from the carbon dioxide absorbent that has absorbed carbon dioxide. This is a carbon dioxide separator for recovery, and includes two mechanism parts A and B that function as a carbon dioxide absorption mechanism part and a carbon dioxide release mechanism part, and a switching valve C that switches the flow of combustion exhaust gas.
なお、図３は、切替弁Ｃにより、左側の機構部Ａに炭酸ガス含有ガス（原料ガス）が供給されるように設定された状態を示しており、左側の機構部Ａが炭酸ガス吸収機構部として機能し、右側の機構部Ｂが炭酸ガスを放出させる炭酸ガス放出機構部として機能する状態を示している。
各機構部ＡおよびＢはいずれも、容器１と、ヒータ２と、容器１の内部に充填された本願発明にかかる炭酸ガス吸収材３（ここでは上記実施例１の炭酸ガス吸収材を使用）とを備えている。
FIG. 3 shows a state in which the switching valve C is set so that carbon dioxide-containing gas (raw material gas) is supplied to the left mechanism A, and the left mechanism A is the carbon dioxide absorption mechanism. It shows a state in which the right mechanism part B functions as a carbon dioxide gas releasing mechanism part that releases carbon dioxide gas.
As for each mechanism part A and B, all are the
そして、図３に示すように、左側の機構部Ａに燃焼排ガスが供給されるように切替弁Ｃを切り替えた状態で、燃焼排ガス（この実施例４では、圧力：常圧、温度：約７００℃、炭酸ガス（ＣＯ2）含有率：２０vol％の燃焼排ガス）を供給することにより、機構部（炭酸ガス吸収機構部）Ａで炭酸ガスの吸収が行なわれる。 Then, as shown in FIG. 3, the combustion exhaust gas (pressure: normal pressure, temperature: about 700 in the fourth embodiment) in a state where the switching valve C is switched so that the combustion exhaust gas is supplied to the left mechanism portion A. Carbon dioxide gas is absorbed by the mechanism part (carbon dioxide absorption mechanism part) A by supplying a combustion gas (carbon dioxide gas (CO 2 ) content rate: 20 vol%) at ℃.
一方、機構部（炭酸ガス放出機構部）Ｂでは、容器１の出口側から真空吸引して、圧力を１０ｋＰａ以下の減圧状態（例えば１０００Ｐａ）とし、ヒータ２により容器１内の炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材３を７５０℃に加熱することにより、炭酸ガス吸収材３から炭酸ガスが放出され、放出された炭酸ガスが高濃度で回収されるとともに、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材３が再生され、再使用に供されることになる。
On the other hand, in the mechanism part (carbon dioxide gas release mechanism part) B, vacuum suction is performed from the outlet side of the
なお、炭酸ガス分離装置における、炭酸ガス吸収材による炭酸ガスの吸収反応は下記の化学式(６)の通りであり、
Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5＋ＣＯ2 → ＢａＦｅ2Ｏ4＋ＢａＣＯ3 (６)
また、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材からの炭酸ガスの放出反応は、下記の化学式(４)の通りである。
ＢａＦｅ2Ｏ4＋ＢａＣＯ3 → Ｂａ2Ｆｅ2Ｏ5＋ＣＯ2↑ (４)
In the carbon dioxide separator, the carbon dioxide absorption reaction by the carbon dioxide absorbent is represented by the following chemical formula (6):
Ba 2 Fe 2 O 5 + CO 2 → BaFe 2 O 4 + BaCO 3 (6)
Further, the release reaction of carbon dioxide from the carbon dioxide absorbent that has absorbed carbon dioxide is represented by the following chemical formula (4).
BaFe 2 O 4 + BaCO 3 → Ba 2 Fe 2 O 5 + CO 2 ↑ (4)
そして、機構部（炭酸ガス吸収機構部）Ａに充填された炭酸ガス吸収材３の炭酸ガス吸収性能が低下すると、右側の機構部Ｂに燃焼排ガスが供給されるように切替弁Ｃを切り替え、燃焼排ガスを機構部Ｂに供給し、機構部（炭酸ガス吸収機構部）Ｂに充填された炭酸ガス吸収材３により炭酸ガスの吸収を行う。
Then, when the carbon dioxide absorption performance of the
一方、機構部Ａでは、容器１の出口側から真空吸引して、圧力を１０ｋＰａ以下の減圧状態（例えば１０００Ｐａ）とし、ヒータ２により容器１内の、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材３を７５０℃に加熱して、炭酸ガス吸収材３から炭酸ガスを放出させ、放出させた炭酸ガスを回収するとともに、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材３を再生させる。なお、この実施例４では前記実施例１の炭酸ガス吸収材を用いており、この炭酸ガス吸収材は、常温では９００℃を超えるような温度条件で効率よく炭酸ガスの放出が行われるような材料であるが、上述のように、減圧状態（例えば１０００Ｐａ）とすることにより、７５０℃程度の温度でも炭酸ガスを効率よく放出させることができる。
そして、これを繰り返すことにより、長期間にわたって、安定して炭酸ガスの分離、回収を行うことが可能になる。
なお、機構部Ａと機構部Ｂを交互に炭酸ガス吸収機構部と炭酸ガス放出機構部に切り替える際の、各機構部Ａ、Ｂから排出されるガスの流路の切り替えは、切替弁を設けることで容易に行うことが可能である。
なお、図３の概略構成図では、機構部Ａと機構部Ｂが１つずつ設けられているが、少なくともいずれかを複数にして機構部を３個以上にしてもよい。
On the other hand, in the mechanism part A, vacuum suction is performed from the outlet side of the
By repeating this, carbon dioxide gas can be stably separated and recovered over a long period of time.
In addition, when switching the mechanism part A and the mechanism part B to a carbon dioxide absorption mechanism part and a carbon dioxide release mechanism part alternately, switching of the flow path of the gas discharged | emitted from each mechanism part A and B provides a switching valve. This can be done easily.
In the schematic configuration diagram of FIG. 3, one mechanism part A and one mechanism part B are provided, but at least one of them may be plural, and the number of mechanism parts may be three or more.
上述のように、図３に示すような炭酸ガス分離装置を用い、実施例１の炭酸ガス吸収材（主要な結晶相がＢａ2Ｆｅ2Ｏ5である炭酸ガス吸収材）を、圧力：常圧、温度：約７００℃の条件下で炭酸ガス２０vol％の燃焼排ガスと接触させて炭酸ガスを炭酸ガス吸収材に吸収させるとともに、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材を、減圧下（１０００Ｐａ）で所定の温度（７５０℃）に加熱して、炭酸ガスを放出させるようにしているので、炭酸ガス吸収機構部において、高温下での炭酸ガスの吸収を確実に行い、炭酸ガス放出機構部において、吸収した炭酸ガスの放出（炭酸ガス吸収材の再生）を確実に行うことができることから、ＬｉxＳｉyＯzで表されるリチウムシリケート系の炭酸ガス吸収材では対応することができないような高温下での炭酸ガスの分離、回収を経済的に、かつ、安定して効率よく行うことができる。
また、本願発明のＢａ2Ｆｅ2Ｏ5を主たる成分とする炭酸ガス吸収材は、吸収および放出の温度条件が、Ｂａ2ＴｉＯ4やＳｒ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材に比べて低く、Ｂａ2ＴｉＯ4やＳｒ2ＴｉＯ4を主成分とする炭酸ガス吸収材のみを用いる場合に比べて、炭酸ガスの吸収および放出の温度条件の自由度を向上させることができる。
As described above, using the carbon dioxide separator as shown in FIG. 3, the carbon dioxide absorbent of Example 1 (carbon dioxide absorbent whose main crystal phase is Ba 2 Fe 2 O 5 ) is used under pressure: ordinary Pressure and temperature: The carbon dioxide gas is absorbed by the carbon dioxide absorbent by contacting with 20% by volume of carbon dioxide combustion exhaust gas under the condition of about 700 ° C, and the carbon dioxide absorbent that has absorbed the carbon dioxide is reduced in pressure (1000 Pa). Is heated to a predetermined temperature (750 ° C.) to release the carbon dioxide gas, so that the carbon dioxide absorption mechanism portion reliably absorbs the carbon dioxide gas at a high temperature, and the carbon dioxide release mechanism portion , such as the fact that it is possible to perform the absorption release of carbon dioxide gas (regeneration of carbon dioxide-absorbing material) securely, can not cope with the Li x Si y O z carbon dioxide gas absorbent of lithium silicate system represented by Under high temperature The separation and recovery of carbon dioxide gas can be carried out economically, stably and efficiently.
In addition, the carbon dioxide gas absorbing material containing Ba 2 Fe 2 O 5 as the main component of the present invention has a temperature condition for absorption and release as compared with the carbon dioxide absorbing material mainly composed of Ba 2 TiO 4 or Sr 2 TiO 4. Compared with the case of using only a carbon dioxide absorbing material mainly composed of Ba 2 TiO 4 or Sr 2 TiO 4 , it is possible to improve the degree of freedom of carbon dioxide absorption and emission temperature conditions.
なお、上記実施例では、炭酸ガス吸収材が粉末状態である場合を例にとって説明したが、本願発明の炭酸ガス吸収材は、粉末の形態に限らず、ある程度大きな粒状の形態でも用いることが可能であり、さらには、例えば、立方体、直方体、球状などの種々の形状の成形体、シート状の成形体、さらには、それらを組み合わせた形状を有する構造体などの形態でも使用することも可能である。 In the above embodiment, the case where the carbon dioxide absorbent is in a powder state has been described as an example. However, the carbon dioxide absorbent of the present invention is not limited to a powder form, and can be used in a somewhat large granular form. Furthermore, it can also be used in the form of, for example, a molded body having various shapes such as a cube, a rectangular parallelepiped, and a sphere, a sheet-shaped molded body, and a structure having a shape obtained by combining them. is there.
なお、本願発明は上記の各実施例の構成に限定されるものではなく、炭酸ガス吸収材の出発原料の種類、具体的な合成方法、合成条件、本願発明の炭酸ガス吸収材を用いて行う炭酸ガスの吸収条件などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。 In addition, this invention is not limited to the structure of said each Example, It carries out using the kind of starting material of a carbon dioxide absorber, a specific synthesis method, synthesis conditions, and the carbon dioxide absorber of this invention. Various applications and modifications can be made within the scope of the invention with respect to carbon dioxide absorption conditions and the like.
上述のように、本願発明の炭酸ガス吸収材は、Ｂａ：Ｆｅ＝０．８〜１．２：１の範囲にある複合酸化物を主成分とするものであり、約７００℃から約９００℃の温度域において炭酸ガスを吸収し、約９００℃以上の温度域で炭酸ガスを放出することができる。
また、この炭酸ガス吸収材は、材料自体の蒸気圧が低く、耐久性にも優れており、長期間安定して使用することができる。
したがって、本願発明は、水素製造プロセスにおける燃焼前の炭酸ガスの分離、工場において発生する燃焼排ガス中の炭酸ガスの除去、自動車エンジンからの排ガス中の炭酸ガスの除去をはじめ、種々の分野で発生する炭酸ガスを含むガスからの炭酸ガスの分離に広く適用することが可能である。
As described above, the carbon dioxide gas absorbent of the present invention is mainly composed of a composite oxide in the range of Ba: Fe = 0.8 to 1.2: 1, and is about 700 ° C. to about 900 ° C. The carbon dioxide gas can be absorbed in the temperature range, and the carbon dioxide gas can be released in the temperature range of about 900 ° C. or higher.
In addition, this carbon dioxide absorbing material has a low vapor pressure of the material itself, is excellent in durability, and can be used stably for a long period of time.
Therefore, the present invention is generated in various fields such as separation of carbon dioxide before combustion in the hydrogen production process, removal of carbon dioxide in combustion exhaust gas generated in a factory, removal of carbon dioxide in exhaust gas from an automobile engine. The present invention can be widely applied to the separation of carbon dioxide from a gas containing carbon dioxide.
１ 容器
２ ヒータ
３ 炭酸ガス吸収材
Ａ，Ｂ 機構部
Ｃ 切替弁
1
Claims (4)
ＢａとＦｅのモル比が、
Ｂａ：Ｆｅ＝０．８〜１．２：１
の範囲にある複合酸化物を主成分とし、
前記複合酸化物の主要な結晶相が、Ｂａ 2 Ｆｅ 2 Ｏ 5 であること
を特徴とする炭酸ガス吸収材。 An oxide containing Ba and Fe,
The molar ratio of Ba and Fe is
Ba: Fe = 0.8 to 1.2: 1
The composite oxide as a main component in the range of,
The main crystal phase of the composite oxide, carbon dioxide gas absorbent, which is a Ba 2 Fe 2 O 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006123882A JP5044973B2 (en) | 2006-04-27 | 2006-04-27 | Carbon dioxide absorbing material, method for producing the same, and carbon dioxide absorbing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006123882A JP5044973B2 (en) | 2006-04-27 | 2006-04-27 | Carbon dioxide absorbing material, method for producing the same, and carbon dioxide absorbing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007296422A JP2007296422A (en) | 2007-11-15 |
| JP5044973B2 true JP5044973B2 (en) | 2012-10-10 |
Family
ID=38766368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006123882A Active JP5044973B2 (en) | 2006-04-27 | 2006-04-27 | Carbon dioxide absorbing material, method for producing the same, and carbon dioxide absorbing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5044973B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104959029A (en) * | 2015-05-19 | 2015-10-07 | 南阳东仑生物光碳科技有限公司 | Carbon dioxide trapping agent, and applications, preparation method, and application method thereof |
| CN104959020A (en) * | 2015-05-19 | 2015-10-07 | 南阳东仑生物光碳科技有限公司 | Carbon dioxide trapping agent, and applications, preparation method, and application method thereof |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5147951B2 (en) * | 2009-06-15 | 2013-02-20 | パナソニック株式会社 | Negative electrode active material for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery using the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10272336A (en) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Nissan Motor Co Ltd | Carbon dioxide-absorbing material, and method for separating and recovering carbon dioxide in exhaust gas |
-
2006
- 2006-04-27 JP JP2006123882A patent/JP5044973B2/en active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104959029A (en) * | 2015-05-19 | 2015-10-07 | 南阳东仑生物光碳科技有限公司 | Carbon dioxide trapping agent, and applications, preparation method, and application method thereof |
| CN104959020A (en) * | 2015-05-19 | 2015-10-07 | 南阳东仑生物光碳科技有限公司 | Carbon dioxide trapping agent, and applications, preparation method, and application method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007296422A (en) | 2007-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3988787B2 (en) | Carbon dioxide absorbing material and carbon dioxide absorbing method using the same | |
| KR101182271B1 (en) | Porous manganese oxide absorbent for Lithium having spinel type structure and a method of manufacturing the same | |
| JP3938212B2 (en) | Carbon dioxide absorbent, carbon dioxide separation method using the same, and carbon dioxide separator | |
| JP6173703B2 (en) | Carbon dioxide adsorbent, method for producing the same, and carbon dioxide capturing module including the same | |
| JP4427498B2 (en) | Carbon dioxide absorber and carbon dioxide separator | |
| US10913658B2 (en) | Carbon dioxide removal using lithium borate | |
| JP4496208B2 (en) | Carbon dioxide absorbent, carbon dioxide separator and reformer | |
| KR102132779B1 (en) | Adsorbent for carbon dioxide, method preparing the same and capure module for carbon dioxide | |
| JP2009106812A (en) | Carbon dioxide absorber, carbon dioxide separator, reformer and producing method of carbon dioxide absorber | |
| KR20140113169A (en) | Carbon dioxide gas adsorbent and production methods thereof, carbondioxide capture module comprising the same, and methods for separating carbondioxide using the same | |
| JP5044973B2 (en) | Carbon dioxide absorbing material, method for producing the same, and carbon dioxide absorbing method | |
| JP4837651B2 (en) | Method for producing nickel oxide | |
| WO2007034839A1 (en) | Oxygen storage substance and method of oxygen storage in three-way catalyst for purifying automotive exhaust gas | |
| JPH10272336A (en) | Carbon dioxide-absorbing material, and method for separating and recovering carbon dioxide in exhaust gas | |
| JP2007253116A (en) | Carbon dioxide absorbing material, apparatus for separating carbon dioxide and reforming apparatus | |
| JP4819099B2 (en) | Carbon dioxide absorbent, carbon dioxide separation and recovery device, and carbon dioxide separation and recovery method | |
| JP3857667B2 (en) | Carbon dioxide absorbing material, carbon dioxide absorbing material manufacturing method, carbon dioxide absorbing method, carbon dioxide separating method and carbon dioxide separating device | |
| US8357229B2 (en) | Process for the production of oxygen at high temperature with materials of the manganese oxides type having a lamellar structure | |
| JP2008080211A (en) | Carbon dioxide absorber, carbon dioxide separating method using the same, and carbon dioxide separation apparatus | |
| KR101580384B1 (en) | Ceramic adsorbent for removal of oxygen | |
| JP3850843B2 (en) | Carbon dioxide absorbing material, carbon dioxide absorbing method, carbon dioxide absorbing device, carbon dioxide separating device, and method for producing lithium composite oxide | |
| KR101869461B1 (en) | Method for removing oxygen in methane mixture gas by using oxygen catalyst, perovskite type oxygen removing catalyst used in the same, and land fill gas refine device applying land fill gas mathane direct converting technology using the same | |
| JP2008104992A (en) | Carbon dioxide absorber, carbon dioxide separation method and carbon dioxide separation apparatus using the same | |
| JP2008142635A (en) | Carbon dioxide gas-absorbing material, and carbon dioxide gas separation method and apparatus using the gas-absorbing material | |
| JP5279310B2 (en) | Rock salt type lithium ferrite and method for producing the same, carbon dioxide absorption method, absorption device and separation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090106 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100729 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120124 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120309 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120619 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120702 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150727 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5044973 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |