JPH0322990A - Process for producing oxygen from carbon dioxide in gas - Google Patents

Process for producing oxygen from carbon dioxide in gas

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JPH0322990A
JPH0322990A JP1155858A JP15585889A JPH0322990A JP H0322990 A JPH0322990 A JP H0322990A JP 1155858 A JP1155858 A JP 1155858A JP 15585889 A JP15585889 A JP 15585889A JP H0322990 A JPH0322990 A JP H0322990A
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JP
Japan
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carbon dioxide
oxygen
gas
separation method
obtaining oxygen
Prior art date
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JP1155858A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Fujii
敏昭 藤井
Hidetaka Tatezawa
立沢 秀高
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Ebara Research Co Ltd
Original Assignee
Ebara Research Co Ltd
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To produce oxygen in a closed space such as a submarine at a low cost by separating and recovering CO2 in a gas by membraneseparation, adsorption separation, ion exchange separation, etc., and supplying the CO2 to a reactor composed of a plant growing in a culture liquid to effect photosynthesis. CONSTITUTION:A gas 1 such as air rich in carbon dioxide is pretreated with a pretreatment part 2 composed of a coarse filter, etc., to remove dust, etc., and passed through a separation module 3 comprising a membrane-separation, adsorption separation under varying pressure and/or separation with ion exchange material to separate carbon dioxide. The separated carbon dioxide is stored in a carbon dioxide storage tank 4 and supplied to a reactor 8 filled with a plant (e.g. chlorella) growing in a culture liquid to effect the photosynthesis and produce oxygen. The produced oxygen is stored in an oxygen storage tank 7 and supplied, as necessary, as an oxygen-supplying gas 8 to obtain the objective oxygen.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、気体中の二酸化炭素から酸素を得る方法に係
り、特に空気中の二酸化炭素を分離回収し、生化学的に
酸素を得る方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method of obtaining oxygen from carbon dioxide in a gas, and particularly a method of separating and recovering carbon dioxide in the air and biochemically obtaining oxygen. Regarding.

本発明の方法は、密閉空間例えば地下空間、海洋開発に
おける空間、宇宙産業における空間及び潜水艦内等にお
ける空気中の二酸化炭素の除去、回収及び酸素の製造に
、家庭、病院における空気の浄化に、また、各種産業に
おける酸素の製造用に利用できる。
The method of the present invention is useful for removing and recovering carbon dioxide from the air and producing oxygen in closed spaces such as underground spaces, spaces in ocean development, spaces in the space industry, and inside submarines, and for air purification in homes and hospitals. It can also be used for producing oxygen in various industries.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

まず、密閉空間における空気中二酸化炭素の除去・回収
および酸素の製造について述べる。
First, we will discuss the removal and recovery of atmospheric carbon dioxide and the production of oxygen in a closed space.

密閉空間としての地下空間の利用は、今後土地の有効利
用の観点で一層重要となると予想され、現在その開発が
進行している。
The use of underground space as a closed space is expected to become even more important in the future from the perspective of effective land use, and its development is currently underway.

一方、地下空間では、人の活動により発生する二酸化炭
素(以下C02)の浄化(空気浄化)をいかに有効に行
うかが課題になっている。
On the other hand, in underground spaces, the challenge is how to effectively purify carbon dioxide (hereinafter referred to as C02) (hereinafter referred to as C02) generated by human activities (air purification).

空気浄化の現状技術は、通常空気中のC02濃度をモニ
ターし、該濃度が一定濃度以上に達しない様に地上の大
気中に高濃度CD,を含む空気?放出し、代わりに地上
から清浄空気の導入が行われている。
Current air purification technology usually monitors the CO2 concentration in the air, and prevents the concentration from reaching a certain level by cleaning air that contains high concentrations of CD in the air above the ground. Instead, clean air is introduced from the ground.

この方法は、地上大気に高濃度CD2を放出するので、
地上大気中のCO2a度を高めることや、導入空気が清
浄でない場合(例えば、都心部では特に夏期においては
“いわゆる大気汚染”のために導入空気が汚染されてい
る)、該空気の清浄化を行う必要があり課題であった。
This method releases high concentrations of CD2 into the surface atmosphere, so
Increasing the level of CO2a in the ground atmosphere, and in cases where the introduced air is not clean (for example, in urban areas, especially in the summer, the introduced air is polluted due to "so-called air pollution"), the air should be purified. This was an issue that needed to be done.

特に、近年放出CD■による地球規模の環境問題が深刻
化しており人間活動に伴い放出されるCO,は、地球の
温暖化現象の主因と言われており、新規な環境破壊物質
として注目されており、大気へのCD2放出に対し見直
しが行われている。
In particular, in recent years, global environmental problems due to emitted CD■ have become increasingly serious, and CO, released due to human activities, is said to be the main cause of global warming and is attracting attention as a new environmentally destructive substance. As a result, CD2 emissions into the atmosphere are being reviewed.

又、海洋開発や潜水艦等の密閉空間において人の活動に
より発生したCOiは、薬剤を用い吸収除去を行い、人
の生命維持に必要な酸素(以下0,)は海水の電気分解
により得ている。ここでは、廃棄物が副生(二次公害)
することやエネルギコストが高いことからCO■の処理
や02の入手法が課題であった。
In addition, COi generated by human activities in ocean development and closed spaces such as submarines is absorbed and removed using chemicals, and the oxygen (hereinafter referred to as 0) required to sustain human life is obtained by electrolysis of seawater. . Here, waste is a byproduct (secondary pollution)
Because of the high energy cost and the high cost of CO2, the treatment of CO2 and the method of obtaining 02 have been issues.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

このように、放出CD,は、最近特に地球規模の環境問
題に対する汚染物質として注目されてきているが、従来
の処理方法は種々の課題があり、満足すべき放出CO2
の利用法はなかった。
As described above, emitted CO2 has recently been attracting attention as a pollutant, especially for global environmental problems, but conventional treatment methods have various problems, and it is difficult to achieve a satisfactory level of emitted CO2.
There was no way to use it.

そこで、本発明は、気体中に放出されるCD2を有効に
回収して、それから、経済的に酸素を取得する方法を提
供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for effectively recovering CD2 released into a gas and economically obtaining oxygen from it.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達戒するために、本発明では、気体中の二酸
化炭素を、膜分離法、圧力変動式の吸着分離法又はイオ
ン交換体による分離法から選ばれた一種以上の方法によ
り分離回収し、該回収二酸化炭素を培養液中で生育する
植物体からなるリアクターに供給し、光合或反応により
酸素を得ることを特徴とする気体中の二酸化炭素から酸
素を得る方法としたものである。
In order to achieve the above object, the present invention separates and recovers carbon dioxide in gas by one or more methods selected from membrane separation method, pressure fluctuation type adsorption separation method, or separation method using ion exchanger. This is a method for obtaining oxygen from carbon dioxide in a gas, which is characterized by supplying the recovered carbon dioxide to a reactor made of plants growing in a culture solution and obtaining oxygen through photosynthesis or reaction.

次に、本発明を詳しく説明する。Next, the present invention will be explained in detail.

第1図は、地下空間における空気中のCO2を除去、回
収し、酸素を製造するための工程図の一例である。
FIG. 1 is an example of a process diagram for removing and recovering CO2 from the air in an underground space and producing oxygen.

ここでは、CD2の分離・回収は膜分離法、C02から
02への変換は微細藻類を用いた場合である。
Here, the separation and recovery of CD2 is performed using a membrane separation method, and the conversion of CO2 to 02 is performed using microalgae.

地下空間(図示せず)では、人の活動や機器類の作動に
より空気中02がC02となり、空気中CO.濃度が高
くなっている(地上大気のCO2 1度=300〜4 
5 0 ppm )。
In the underground space (not shown), the 02 in the air becomes C02 due to human activities and the operation of equipment, and the CO. The concentration is increasing (1 degree of CO2 in the surface atmosphere = 300~4
50 ppm).

第1図において、1は、該地下空間において放出された
2.  0 0 0〜5.  0 0 0ppm CO
2を含む放出空気である。
In FIG. 1, 1 is 2 released in the underground space. 0 0 0~5. 0 0 0 ppm CO
The discharged air contains 2.

放出空気1は、粗フィルタ等によりなる前処理部2にて
粉じん等が除去され、膜モジュール3に導入される。
The released air 1 is subjected to a pretreatment section 2 including a rough filter, etc., where dust and the like are removed, and then introduced into the membrane module 3 .

膜モジュール3では、放出空気1中のco2が0,や窒
素から分離され、高濃度[:Di  ( CO2富化空
気〉となり貯蔵タンク4に貯蔵される。
In the membrane module 3, CO2 in the emitted air 1 is separated from 0, and nitrogen, and becomes highly concentrated [:Di (CO2-enriched air)], which is stored in a storage tank 4.

CO,貧化空気(CD.濃度3 0 0〜4 0 0p
pm )5は、地下空間ヘリサイクルされ、通常大気と
して利用される。
CO, depleted air (CD. concentration 300-400p
PM ) 5 is recycled to underground space and normally used as atmospheric air.

膜モジュール3は、放出空気中CD。を高濃度C02に
濃縮出来る機能を有するものであれば、何れも使用出来
る。
Membrane module 3 is a discharge air CD. Any material can be used as long as it has the function of concentrating CO2 to a high concentration of CO2.

ここでの膜素材は、上述機能を有するものであれば何れ
でも良く、通常効果や膜モジュールの加工性等から下記
のものが好適に使用出来る。
The membrane material here may be any material as long as it has the above-mentioned functions, and the following materials can be suitably used in terms of normal effects and workability of the membrane module.

ポリエチレン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ボリカーボネート、ボリフ
ェニレンオキサイド、ポリ酢酸ビニル、ボリ才ニガノシ
ロキサン例えばポリジメチルシロキサン、エチルセルロ
ース、酢酸セルロース、エチレンー酢酸ビニル共11i
合体、エチレンービニルアルコール共重合体 これらは、いずれか1種類、又は2種類以上組合せて用
いることが出来る。
Polyethylene, polystyrene, polyimide, polysulfone, polyethersulfone, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyvinyl acetate, polysiloxane such as polydimethylsiloxane, ethyl cellulose, cellulose acetate, ethylene-vinyl acetate co-11i
Coalescing, ethylene-vinyl alcohol copolymer These can be used alone or in combination of two or more.

膜モジュー・ル3では、これらの膜素材を適宜の形状に
加工し、複数個組合せて(多段)用いることが出来る。
In the membrane module 3, these membrane materials can be processed into an appropriate shape and used in combination (in multiple stages).

木例では、ポリイミドの素材を中空糸状とし、多段の組
合わせで用いており、t.ooo〜5.  0 0 0
ppm CO2を60〜80%CO,まで濃縮している
In the wooden example, the polyimide material is made into hollow fibers and used in a multi-stage combination. ooo~5. 0 0 0
ppm CO2 is concentrated to 60-80% CO.

貯蔵タンク4に貯蔵さた高濃度CD.  ( CO2富
化空気)は、微細藻類より成る光合a IJアクター6
に導入される。該C02は光合或リアクター6で光合成
反応により、ロ,に変換され貯蔵タンク7に貯蔵される
High concentration CD stored in storage tank 4. (CO2-enriched air) is a photosynthesis a IJ actor 6 consisting of microalgae.
will be introduced in The C02 is converted into B by a photosynthetic reaction in the photosynthesis or reactor 6, and is stored in the storage tank 7.

ここでの反応を次に示す。The reaction here is shown below.

6CO2 + 12LO + 688Kcal  →C
aHIJa+ 6H20 + 602光合或リアクター
6は、光合戒生物が充填されたり了クターであり、上述
反応により02が生産される。光合成生物は、光合或に
より02を生産するものであれば何れでも良く、特に次
の条件を満たすことが好ましい。
6CO2 + 12LO + 688Kcal →C
The aHIJa+ 6H20 + 602 photocombinant reactor 6 is filled with photocombinant organisms, and 02 is produced by the above reaction. Any photosynthetic organism may be used as long as it produces 02 through photosynthesis, and it is particularly preferable that it satisfies the following conditions.

(1)高濃度CD2を効率良く利用出来る。(1) High concentration CD2 can be used efficiently.

(2)光合或活性が高い(生産能力が大きい)(3)有
害物質や臭気性物質を生産しない。
(2) High photosynthesis activity (large production capacity) (3) Does not produce harmful or odorous substances.

(4) リアクター内で増殖出来る。(4) Can grow within the reactor.

通常、培養液中で生育する植物体、特に植物培養細胞、
ラン藻等の微細藻類が上記条件を満たすことから好適に
使用出来る。
Plants that usually grow in a culture solution, especially cultured plant cells,
Microalgae such as cyanobacteria can be suitably used because they satisfy the above conditions.

微細藻類としては、クロレラ、スピルリナ、ドナリエラ
などの緑藻類、ラン藻類が使用出来る。
As microalgae, green algae such as chlorella, spirulina, and Dunaliella, and cyanobacteria can be used.

リアクターの植物体は、増殖するので植物体自体が食用
(食品)に利用出来ると好都合である。この例としては
クロレラ、スピルリナ、ドナリエラがある。
Since the plants in the reactor proliferate, it is convenient if the plants themselves can be used for food. Examples of this are chlorella, spirulina, and dunariella.

本例は、クロレラを用いている。This example uses chlorella.

上述のごとく光合11ii IJアクター6では、70
〜80%02が得られ貯蔵タンク7に貯蔵後、適宜地下
空間での燃焼機器や水処理設備への供給ガス8として適
宜利用される。
As mentioned above, in Koai 11ii IJ actor 6, 70
~80% 02 is obtained and stored in a storage tank 7, after which it is appropriately used as a supply gas 8 to combustion equipment and water treatment equipment in underground space.

光合或反応にもちいる光源は、培養液中で生育する植物
体が光合成を行うものであれば何れでも良く、使用する
植物体の種類、適用分野、装置構造、規模、効果、経済
性等により適宜選択出来る。
The light source used for photosynthesis or reaction may be any light source that allows plants growing in the culture solution to photosynthesize, and may vary depending on the type of plant used, field of application, equipment structure, scale, effectiveness, economical efficiency, etc. You can choose as appropriate.

例えば、太陽光、白色光、蛍光がある。Examples include sunlight, white light, and fluorescence.

次に、低濃度CD2の分離、回収法として、圧力変動式
の吸着分離法を説明する。
Next, a pressure fluctuation adsorption separation method will be described as a method for separating and recovering low concentration CD2.

圧力変動式の吸着分離法としては、PSA法(圧力スイ
ング吸着法)が知られている。PSA法は、高い圧力で
被吸着物を吸着剤に吸着させ、次いで吸着圧力を下げる
ことによって、吸着剤に吸着した被吸着物を脱着し、吸
着物および非吸着物をそれぞれ分離する方法である。
A PSA method (pressure swing adsorption method) is known as a pressure fluctuation adsorption separation method. The PSA method is a method in which the adsorbed material is adsorbed onto the adsorbent under high pressure, and then the adsorbed material is desorbed from the adsorbent by lowering the adsorption pressure, and the adsorbed material and non-adsorbed material are separated. .

このPSA法では、吸着剤を充填した吸着塔を通常複数
個設け、それぞれの吸着塔において、昇圧→吸着→再生
の一連の操作を繰り返すことにより、装置全体として連
続的に分離摸作を行うことが出来るようにしている。
In this PSA method, a plurality of adsorption towers filled with adsorbent are usually installed, and the series of operations of pressurization → adsorption → regeneration is repeated in each adsorption tower to continuously perform separation simulation as a whole device. I am trying to make it possible.

第2図により、説明する。第2図はPSAの基本工程図
で、Atが吸着塔、ロ.が再生塔を現わす。CO2 1
,0 0 0 〜5.  0 0 0ppm含有の地下
空間かちの放出空気は、空気供給器(図示せず)により
高圧にされる。空気供給器で高圧にされた高圧空気10
は、弁v1を通り、吸着塔^,で空気中のCD2が吸着
され、CO,貧化空気が出口20より得られ、地下空間
40ヘリサイクルされ利用される。
This will be explained with reference to FIG. Figure 2 is a basic process diagram of PSA, where At is an adsorption tower and B is a PSA process. reveals a regeneration tower. CO2 1
,0 0 0 ~5. The underground vent air containing 0 00 ppm is brought to high pressure by an air supply (not shown). High-pressure air 10 made high-pressure by an air supply device
passes through the valve v1, and CD2 in the air is adsorbed in the adsorption tower ^, and CO and depleted air are obtained from the outlet 20, recycled to the underground space 40, and used.

出口20のCO2貧化空気は、その一部30が再生塔B
1へ運ばれ、再生に使用され高濃度C02(CD,富化
空気)が出口50より得られ弁v2を通って貯蔵タンク
(図示せず)に貯蔵される。
A portion 30 of the CO2-depleted air at the outlet 20 is sent to the regeneration tower B.
1 and used for regeneration, high concentration CO2 (CD, enriched air) is obtained from outlet 50 and stored in a storage tank (not shown) through valve v2.

圧力変動式の吸着分離法は、放出空気中C02から高濃
度CO,が得られる方式であれば何れも適用し得る。
Any pressure fluctuation type adsorption separation method can be applied as long as it can obtain a high concentration of CO from the CO2 in the released air.

吸着分離法は、本例のようにCO2を吸着剤に選択的に
吸着し、再生(脱着)により高濃度CD,を得る方式の
他に、逆に空気を吸着する方式も適用し得る。
As for the adsorption separation method, in addition to the method in this example in which CO2 is selectively adsorbed on an adsorbent and a high concentration of CD is obtained through regeneration (desorption), a method in which air is adsorbed can also be applied.

通常は、吸着剤の性能、装置の簡便性から前者が用いら
れる。このような吸着剤の例として、ゼ才ライト、ハイ
ドロタルサイト、クラスラシル、モレキュラシーブがあ
り、これらは1種類又は2種以上を組合わせて用いるこ
とが出来る。
The former is usually used because of the performance of the adsorbent and the simplicity of the device. Examples of such adsorbents include zeolite, hydrotalcite, clathracil, and molecular sieve, and these can be used alone or in combination of two or more.

圧力スイングの方法として本例のように高圧で吸着し、
ほぼ大気圧再生(脱着)の他に、例えば、ほぼ大気圧で
吸着し真空で再生(脱着)を行う方式がある。
As a method of pressure swing, adsorption at high pressure as in this example,
In addition to near-atmospheric pressure regeneration (desorption), for example, there is a method in which adsorption is carried out at about atmospheric pressure and regeneration (desorption) is performed in a vacuum.

また、吸着塔では、通常吸着剤の保護(性能劣化の防止
等)のために吸着塔入口部に吸湿剤が充填されている。
Further, in an adsorption tower, a moisture absorbent is usually filled at the entrance of the adsorption tower to protect the adsorbent (prevent performance deterioration, etc.).

吸湿剤は、供給空気に共存する水分を除去できるもので
あれば何れでもよく、吸着剤の種類、空気中の水分量等
により適宜決めることができる。通常、合或ゼオライト
、活性アルミナ、モレキュラシーブ等が用いられる。
Any moisture absorbent may be used as long as it can remove moisture present in the supplied air, and can be appropriately determined depending on the type of absorbent, the amount of moisture in the air, etc. Usually, synthetic zeolite, activated alumina, molecular sieve, etc. are used.

吸着分離法や吸着剤、吸湿剤は、適用分野、装置構造、
規模、効果、経済性等により適宜選択し使用できる。
Adsorption separation methods, adsorbents, and moisture absorbers depend on the application field, equipment structure,
It can be selected and used as appropriate depending on scale, effectiveness, economic efficiency, etc.

次に、低濃度CD.の分離回収法としてのイオン交換体
による分離法を説明する。
Next, low concentration CD. A separation method using an ion exchanger as a separation and recovery method will be explained.

イオン交換体は、気流から放出CD2を捕集し、再生(
CO,の脱着)により高濃度C02を得ることが出来る
ものであれば何れも使用出来る。例えば棒状、粒状、フ
ィルタ状、ネット状、織物状或いは繊維状の高分子支持
体上にイオン交換体を適宜の方法により支持させたもの
が用いられ、これらは周知の方法により適宜製造するこ
とができる。
The ion exchanger collects released CD2 from the air stream and regenerates it (
Any material that can obtain a high concentration of CO2 by desorption of CO, can be used. For example, an ion exchanger supported by an appropriate method on a rod-shaped, granular, filter-shaped, net-shaped, woven or fibrous polymer support is used, and these can be appropriately manufactured by well-known methods. can.

支持体としては、ポリエチレン、ポリブロビレン、ポリ
ブチレン、ボリブテン等の脂肪族系不飽和炭化水素の重
合体、ポリスチレン、ボリα−メチルスチレン等の芳香
族系炭化水素の重合体、ポリビニルシクロヘキサン等の
脂環式系炭化水素の重合体、あるいはこれらの炭化水素
の共重合体、あるいは、ボリ四フッ化エチレン、ボリフ
ッ化ビニリデン、エチレンー四フッ化エチレン共重合体
、四フッ化エチレン一六フッ化プロピレン共重合体、フ
ッ化ビニリデンー六フッ化ブロビレン共重合体等のフッ
素含有不飽和炭化水素の重合体又はその共重合体などが
用いられる。
Supports include polymers of aliphatic unsaturated hydrocarbons such as polyethylene, polybrobylene, polybutylene, and polybutene, polymers of aromatic hydrocarbons such as polystyrene and poly-α-methylstyrene, and alicyclic polymers such as polyvinylcyclohexane. Polymers of hydrocarbons, or copolymers of these hydrocarbons, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, ethylene-tetrafluoroethylene copolymers, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymers , a fluorine-containing unsaturated hydrocarbon polymer such as vinylidene fluoride-propylene hexafluoride copolymer, or a copolymer thereof.

マタ、ポリビニルアルコール、ボリアミド、ポリエステ
ル、アクリル系重合体、ポリウレタン、セルロース、酢
酸セルロース、羊毛、絹、綿あるいはこれらの混合物を
用いることもできる。
It is also possible to use matte, polyvinyl alcohol, polyamide, polyester, acrylic polymer, polyurethane, cellulose, cellulose acetate, wool, silk, cotton or mixtures thereof.

これらの支持体の形状はガス流との接触面積が広く、か
つ、抵抗の少ない形状が好ましく、通常空隙性支持体が
適宜用いられる。例えば適宜の薄膜状の布、フィルター
、好ましくはネット状などの織物あるいは繊維状等があ
る。
The shape of these supports is preferably such that the contact area with the gas flow is large and the resistance is low, and porous supports are usually used as appropriate. For example, suitable thin film-like cloths, filters, preferably net-like textiles, fibers, etc. may be used.

空隙性支持体の空隙率は10〜95%好ましくは50〜
85%である。空隙性支持体の形状、厚さ、空隙率は装
置の形状、使用する材質、構造、期待する効果等により
適宜決めることが出来る。
The porosity of the porous support is 10 to 95%, preferably 50 to 95%.
It is 85%. The shape, thickness, and porosity of the porous support can be appropriately determined depending on the shape of the device, the materials used, the structure, the expected effects, etc.

本発明で使用しうるイ才ン交換体としては、特に限定さ
れることはなく、種々のイオン交換体が使用出来る。
The ion exchanger that can be used in the present invention is not particularly limited, and various ion exchangers can be used.

例えば、水酸基、炭酸基、重炭酸基、第l級〜第3級ア
ミノ基、第4級アンモニウム基、スルホニウム基、ホス
ホニウム基などの陰イオン交換基含有交換体、あるいは
陽及び陰両イオン交換基を含有する重合型または縮合型
の均質型または不均質型のイオン交換体が挙げられる。
For example, exchangers containing anion exchange groups such as hydroxyl groups, carbonate groups, bicarbonate groups, l-class to tertiary amino groups, quaternary ammonium groups, sulfonium groups, phosphonium groups, or cation and anion exchange groups. Polymerized or condensed type homogeneous or heterogeneous ion exchangers containing .

この内、水酸基含有の陰イオン交換基含有交換体(アニ
オン交換体)が性能及び比較的、簡便に製造出来ること
から好ましい。
Among these, an exchanger containing a hydroxyl group-containing anion exchange group (anion exchanger) is preferred because of its performance and relatively easy production.

支持体にイオン交換体を担持させる方法は、特に限定さ
れることはなく、周知の方法で実施しつる。
The method for supporting the ion exchanger on the support is not particularly limited, and may be carried out by any known method.

例えば支持体に、紫外線またはα線、β線、γ線などの
電離性放射線の照射、あるいは酸素、オゾン、クロルス
ルホン酸、過酸化水素、過酸化ペンゾイール、過酢酸な
どの酸化剤による処理、またはこれらの2種以上の処理
を行なった後イオン交換体をグラフトし、イオン交換体
を担持させる方法がある。
For example, the support is irradiated with ultraviolet rays or ionizing radiation such as alpha, beta, or gamma rays, or treated with an oxidizing agent such as oxygen, ozone, chlorosulfonic acid, hydrogen peroxide, penzoyl peroxide, peracetic acid, or the like; There is a method of carrying an ion exchanger by grafting an ion exchanger after performing two or more of these treatments.

例としては、支持体としてのフィルタ状ボリブロビレン
をオゾン処理し、次いでヒドロキシスチレンモノマーと
イソブレンヲ夫々60%及び40%含む溶液に浸漬し、
35℃の温度に加熱してグラフト重合反応を行い、反応
後、四級アミノ化を行うことでフィルタ状アニオン交換
体(アニオン交換フィルター)を得ることができる。
As an example, a filter-like polypropylene as a support is treated with ozone, and then immersed in a solution containing 60% and 40% of hydroxystyrene monomer and isobrene, respectively.
A filter-like anion exchanger (anion exchange filter) can be obtained by heating to a temperature of 35° C. to perform a graft polymerization reaction, and then performing quaternary amination after the reaction.

CO,を吸着したイオン交換体からCD,の回収は、イ
オン交換体の周知の再生法が適用できる。
To recover CD from the ion exchanger that has adsorbed CO, a well-known regeneration method for ion exchangers can be applied.

例えば水酸基含有イオン交換体の場合は、適宜の濃度の
アルカリ、例として水酸化ナ} Uウム、水酸化カリウ
ム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムあるいはア
ンモニア水を用いることで達戊出来る。
For example, in the case of a hydroxyl group-containing ion exchanger, this can be achieved by using an appropriate concentration of alkali, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, or aqueous ammonia.

CLの分離・回収方法や植物体の選択は、適用分野、装
置構造、規模、効果、経済性等により、適宜に出来る。
The method for separating and collecting CL and the selection of plants can be made appropriately depending on the field of application, equipment structure, scale, effectiveness, economic efficiency, etc.

例えば、CO2の分離・回収法の選択では、通常膜分離
法は、低〜中濃度CTo 、圧力変動式の吸着分離法は
、中濃度C02、イオン交換体による分離法は低濃度C
D2が放出される分野に夫々好適に適用出来る。
For example, when selecting a CO2 separation/recovery method, the normal membrane separation method uses low to medium concentration CTo, the pressure fluctuation type adsorption separation method uses medium concentration CO2, and the separation method using an ion exchanger uses low concentration CTo.
They can be suitably applied to fields where D2 is released.

又、植物体の選択では、密閉空間の分野においては光合
或活性が高く (増殖活性が高い)維持管理が簡便なこ
とが重要であり、かつ植物体それ自体が食用になればな
お好都合なことから、ラン藻類等の微細藻類例えばクロ
レラが好適に使用される。
In addition, when selecting a plant, it is important that it has high photosynthetic activity (high growth activity) and easy maintenance in closed spaces, and it is even more advantageous if the plant itself is edible. Therefore, microalgae such as cyanobacteria, such as chlorella, are preferably used.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を記載するが、本発明はこれに限
定されるものではない。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.

実施例−1 地下空間で発生したCD23,000ppmを含む空気
をポリイミドの素材で或る膜モジュールで分離、濃縮を
行い、60%CO,(残り空気100lを得た。ico
2をクロレラを利用した光合a Uアクタに供給した。
Example-1 Air containing 23,000 ppm of CD generated in an underground space was separated and concentrated using a membrane module made of polyimide material, and 60% CO, (100 liters of remaining air was obtained.ico
2 was supplied to a photosynthesis aU actor using chlorella.

リアクター大きさ;80l 光 源  ・  太陽光 結果 2時間後、リアクタ内のガスは80%02であった。Reactor size: 80l Light source: sunlight result After 2 hours, the gas in the reactor was 80% 02.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば次のような効果を奏する。 According to the present invention, the following effects are achieved.

1.  CLを膜分離法、圧力変動式の吸着分離法又は
イオン交換体による分離法により分離・?収し、該高濃
度CO,を培養液中で生育する植物体に供給することに
より、 ■ 放出CD2が0,に変換され、C02が有効利用出
来た。
1. CL can be separated by membrane separation method, pressure fluctuation type adsorption separation method, or separation method using ion exchanger. By supplying this highly concentrated CO to plants growing in a culture solution, (1) the released CD2 was converted to 0, and the CO2 could be effectively utilized.

■ 放出CD,による環境汚染がなくなった。■Environmental pollution due to released CDs has disappeared.

■ 特に、地下空間、海洋開発における空間、宇宙産業
における空間、潜水艦内の空間ではCO■とD,のサイ
クルが出来、空気汚染や二次公害の恐れがなくなった。
■ Particularly in underground spaces, spaces in ocean development, spaces in the space industry, and spaces inside submarines, a cycle of CO and D is created, eliminating the fear of air pollution and secondary pollution.

2.1における植物体として、食用(食品)可能なもの
を使用すると同時に食用(食品)物も得られ、一石二鳥
となる。特に、上述密閉空間では有効である。
As the plant in 2.1, an edible (food) product is used and at the same time an edible (food) product is obtained, killing two birds with one stone. This is particularly effective in the above-mentioned closed space.

3. 得られた0,を人の居住空間に供給すると、“そ
う快感″が得られ、有意義である。
3. When the obtained 0, is supplied to a person's living space, a "pleasant feeling" can be obtained, which is meaningful.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明方法の一例を示す工程図、第2図はP
SA法の基本工程図を示す。 1   −CO.濃厚空気、2・・・前処理部、3・ 
・膜モジュール、4・ ・CL貯蔵タンク、5・・・C
O2貧化空気、6・・・光合或リアクター 7・  ・
02貯蔵タンク、、8・02供給ガス、島・・・吸着塔
、B1・・・再生塔、10・・・CO2高含有高圧空気
、v1〜v4・弁、20・ ・CO2貧化空気、30 用ガス、40・・・リサイクルガス、 ・高濃度[’Lガス ・再生 5 0 ・ 第 L 図
Figure 1 is a process diagram showing an example of the method of the present invention, and Figure 2 is a P
A basic process diagram of the SA method is shown. 1-CO. Concentrated air, 2... Pretreatment section, 3.
・Membrane module, 4・・CL storage tank, 5...C
O2-depleted air, 6... photocombination or reactor 7.
02 storage tank, 8・02 supply gas, island... adsorption tower, B1... regeneration tower, 10... CO2 high content high pressure air, v1 to v4, valve, 20... CO2 depleted air, 30 gas, 40...recycled gas, ・High concentration ['L gas, regeneration 50 ・Figure L

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、気体中の二酸化炭素を、膜分離法、圧力変動式の吸
着分離法又はイオン交換体による分離法から選ばれた一
種以上の方法により分離回収し、該回収二酸化炭素を培
養液中で生育する植物体からなるリアクターに供給し、
光合成反応により酸素を得ることを特徴とする気体中の
二酸化炭素から酸素を得る方法。 2、上記膜分離法に用いる膜素材が、ポリエチレン、ポ
リスチレン、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテル
スルホン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリ酢酸ビニル、ポリオルガノシロキサン、エチル
セルロース、酢酸セルロース、エチレン−酢酸ビニル共
重合体又はエチレン−ビニルアルコール共重合体から選
ばれた一種以上からなる請求項1記載の気体中の二酸化
炭素から酸素を得る方法。 3、前記圧力変動式の吸着分離法に用いる吸着剤が、ゼ
オライト、ハイドロタルサイト、クラスラシル又はモレ
キュラシーブから選ばれた一種以上からなる請求項1記
載の気体中の二酸化炭素から酸素を得る方法。 4、前記イオン交換体による分離法に用いるイオン交換
体が、アニオン交換体である請求項1記載の気体中の二
酸化炭素から酸素を得る方法。 5、前記培養液中で生育する植物体が、植物培養細胞及
び/又は微細藻類である請求項1記載の気体中の二酸化
炭素から酸素を得る方法。 6、前記微細藻類が、クロレラ、スピルリナ又はドナリ
エラから選ばれた一種以上からなる請求項5記載の気体
中の二酸化炭素から酸素を得る方法。
[Claims] 1. Separate and recover carbon dioxide in a gas by one or more methods selected from a membrane separation method, a pressure fluctuation adsorption separation method, or a separation method using an ion exchanger, and collect the recovered carbon dioxide. is supplied to a reactor consisting of a plant growing in a culture solution,
A method of obtaining oxygen from carbon dioxide in a gas, which is characterized by obtaining oxygen through a photosynthetic reaction. 2. The membrane material used in the membrane separation method is polyethylene, polystyrene, polyimide, polysulfone, polyethersulfone, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyvinyl acetate, polyorganosiloxane, ethyl cellulose, cellulose acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, or The method for obtaining oxygen from carbon dioxide in a gas according to claim 1, which comprises at least one type selected from ethylene-vinyl alcohol copolymers. 3. The method for obtaining oxygen from carbon dioxide in a gas according to claim 1, wherein the adsorbent used in the pressure fluctuation type adsorption separation method comprises one or more selected from zeolite, hydrotalcite, clathrasil, or molecular sieve. 4. The method for obtaining oxygen from carbon dioxide in a gas according to claim 1, wherein the ion exchanger used in the separation method using an ion exchanger is an anion exchanger. 5. The method for obtaining oxygen from carbon dioxide in a gas according to claim 1, wherein the plants growing in the culture solution are cultured plant cells and/or microalgae. 6. The method for obtaining oxygen from carbon dioxide in a gas according to claim 5, wherein the microalgae consists of one or more selected from chlorella, spirulina, and Dunaliella.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019086656A1 (en) * 2017-11-04 2019-05-09 Ub - One Stiftungs Gmbh Device and method for the sequestration of atmospheric carbon dioxide

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