JPH037412B2 - - Google Patents

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JPH037412B2
JPH037412B2 JP60069529A JP6952985A JPH037412B2 JP H037412 B2 JPH037412 B2 JP H037412B2 JP 60069529 A JP60069529 A JP 60069529A JP 6952985 A JP6952985 A JP 6952985A JP H037412 B2 JPH037412 B2 JP H037412B2
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JP
Japan
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adsorbent
gas
solid
carbon dioxide
removal
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP60069529A
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English (en)
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JPS61227820A (ja
Inventor
Hiroyuki Matsumura
Takatoshi Shoji
Akira Hatsutori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP60069529A priority Critical patent/JPS61227820A/ja
Publication of JPS61227820A publication Critical patent/JPS61227820A/ja
Publication of JPH037412B2 publication Critical patent/JPH037412B2/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、潜水艦や宇宙艦などの環境制御用装
置における炭酸ガスの除去方法に関するものであ
り、詳しくは多孔質表面に有する固体に炭酸ガス
との親和性の強いアミン系有機化合物を適正な膜
厚で塗布することによつて、低濃度のCO2含有ガ
ス中から効率よくCO2を吸収(吸着)せしめ、密
閉間中の呼吸ガスを浄化する高効率の炭酸ガスの
除去方法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来この種の炭酸ガス除去方法としては種々の
ものがある。最も単純な方法として苛性ソーダ
(NaOH)水溶液などのアルカリ水溶液を充てん
塔の上部から散布し、塔下方から被吸収ガスを流
通して吸収液に反応させる方法である。この場
合、ガス中のCO2はNa2CO2の水溶液となつて吸
収液側にほぼ完全に取り去られる。ただしこの方
法では、苛性ソーダ水溶液のアルカリ分が除去に
中和されるために、時間の経過とともに吸収力が
低下する。そのため補給が必要となる。またこれ
を再生更新するためには再生塔を用いて煮沸し、
吸収液中のCO2を蒸発除去する必要がありその再
生エネルギーは大きなものとなる。とりわけ、こ
れらの強アルカリ性物質は、水溶液では金属、非
金属を問わず、装置材料に対する腐食性が強いた
め加熱再生式で使用される例は少ない。 次に同様な方法として、CO2と反応性のあるア
ミン(エアノールアミンなど)水溶液を用いる方
法がある。これも液体循環式で前述の方法とほぼ
同様なシステムとなるが、強アルカリ水溶液に比
べて材料に対する腐食性が小さいため、再生更新
型として実用化されている。ただしこの方法も液
体循環式、加熱再生式であるため、装置が大きく
再生エネルギーも大きいとう欠点を有する。さら
に装置の傾き、重力の有無に影響を受けること
も、潜水艦などに用いるときに大きなな欠点とな
る。 こうした欠点を補うものとして固体吸収剤を用
いるものがあるが、これらは化学吸着材や物理吸
着材をキヤニスターに充てんし、処理ガスを流通
させる方式のものが多い。この固体吸収剤を用い
るものは液体循環式のものと比べて装置がコンパ
クトにできる利点を有している。たとえば、水酸
化リチウム粒体を充てん容器に詰めたものは、ガ
ス中のCO2を反応してLi2CO3となり除去される。
しかしLi2CO3を再生するには、かなりの高温を
要するため消耗型として使用されている。また物
質吸収剤の例として、ゼオライト、活性炭、シリ
カゲル等の多孔質物質を用いたものがある。しか
しこの場合、CO2吸収力はガス中のCO2分圧に著
しく影響をうけるため、人間が生存するための環
境のようにきわめてCO2分圧の低い(7.6mmHg以
下)ガス中からCO2を除去するには、CO2吸収量
が小さくなるためあまり適していない。またその
脱着再生には、200〜300℃以上の加熱を要する場
合が多く好ましくない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 外部環境とほぼ隔絶し密閉空間内に生存する人
間等の生物が、その生態を維持していく上である
量の酸素の供給とともに、排出されるCO2の除去
が不可欠である。このうちCO2の除去はCO2と新
和性のある物質(たとえばNaOH、LiOH、モノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン)に吸
収、吸着あるいは反応させ、呼吸気ガスから除去
する方式が最も一般的である。この場合、除去剤
を吸収、吸着あるいは反応するCO2は時間や生体
重量に比例して増加するものであるため、長時間
の生命維持を行うためには、除去剤の補給あるい
は更新が不可欠となる。 一方、この種の装置はたとえば潜水艦や宇宙船
等に代表されるように、比較的狭い空間において
使用されるものであり、そのためには、小型で低
エネルギー消費型高信頼性の装置である必要があ
り、したがつて補給料は少ないものが好ましく、
また再生更新式の場合は、再生用エネルギーの小
さいものが良い。 前記のように、液体循環式の装置は傾斜および
重力の影響を受け易く、固体吸収剤の場合に、水
酸化リチウム粒体は消耗型として使用せざるを得
ないし、ゼオライト、活性炭、シリカゲル等の多
孔質物質を用いる場合には、CO2分圧の著しい影
響を受け、生活環境のようなきわめてCO2分圧の
低いガスを処理するるには、CO2吸収量が小さす
ぎる。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本発明は以上のすべての問題点を解決しようと
するものである。すなわち、本発明は潜水艦、宇
宙船のように、外部環境とほとんど隔絶された密
閉空間内において、人間等の排出するCO2ガスを
乾式で吸着除去する方法において、多孔質材の表
面ににアミン系有機物質を付着させた固体を充て
んして吸着材とすることにより、傾斜および重力
の影響を受ることななく、比較的低温で再生可能
であり(再生エネルギーが小さい)、かつ吸着能
力の高い炭酸ガス除去方法を提供しようとするも
のである。特に、アミン系有機物質の平均膜厚を
1×10-8〜5×10-6cmとすることにより、CO2
収能力を飛躍的に増大せしめるるものである。 本発明は炭酸ガス除去装置の炭酸ガス吸着材と
して固体吸着剤に着目し、単位重量当り、単位時
間当りのCO2吸着量を飛躍的に向上させることを
目的としたものである。すなわち、本発明は、外
部環境とほとんど隔絶した密閉空間内において、
人間等の排出するCO2ガスを乾式で吸着除去する
方法において、その吸着材として多孔質材の表面
に1×10-8〜5×10-6cmの範囲にある平均膜厚を
もつアミン系有機物質を付着させた固体を用いる
炭酸ガス除去方法を特徴としている。 発明者等は前記従来技術の問題点を解決するた
めに鋭意研究を行い、種々検討を重ねた結果、再
生エネルギーの小さい、具体的に90〜100℃の加
熱で簡単に脱着するCO2吸着材に着目し、その最
適なものを見い出した。すなわち、ポリエチレン
イミン、ラトラエチレンアミンペンタミン、エタ
ノールアミン等CO2と親和力のあるアミンを多孔
質材に塗布した吸着材において、その塗布平均厚
みを1×10-8〜5×10-6cmをすることによつて多
孔質材の表面積を破壊することなく、またCO2
吸着力を飛躍的に大しくできる固体吸着材を開発
することができた。 すなわち固体吸着材では液体と異なり、ガスと
の接触面積がCO2除去能力に大きな因子となる。
ゼオライト、活性炭などの物理吸着材は大きな表
面積をしている。一方、これらの物理吸着材は
CO2と化学的な親和力をもたないため、CO2分圧
の低い領域でCO2除去力が著しく低下する。その
ためこの物理吸着材の大きな表面積を生かし、か
つこれに学的な親和力を加味した新しい吸着材と
しては発明者等はきわめて優れた固体吸着材を作
り出した。 第1図は固体吸着材を用いた本発明の実用的な
基本構成を示してものである。そのシステムはま
ず、密閉空間内の吸収気ガスをフアン1等によつ
て固体吸着材を充てんした充てん層2に吸収し、
内部の固体吸着材3によつてCO2を吸着せしめ、
切換弁4を介して、望しくは、フイルター6を介
して再び密閉空間へ処理済エアとしてもどすもの
である。ここで、もう1つの充てん層7は、充て
ん層2と同じ構造からななり、内部に固体吸着材
を充んしたものである。ここでは、既にCO2を吸
着し終つた吸着材を加熱、あるいは減圧吸引によ
つてCO2を分離脱着し、空間内エア循環流路とは
異なる流路8を通して、空間の外部へ排出、ある
いは蓄積する構成となつている。この操作によつ
て充てん層7は再びCO2吸着力を回復し、充てん
層2がCO2吸着力を失つた時点で弁4を切り換え
ることで、CO2の吸着を開始する。この複数個の
キヤニスター(充てん層)を有する第1図のCO2
除去装置は、空間内エアの浄化とCO2の除去を同
時に連続的に行うことができる。なお5,13は
ライン、10はコンプレツサー、11はCO2タン
ク、12は加熱・冷却ライン、14,15は切換
弁である。 本発明方法における固体吸着材は、第1図の充
てん層2および7に充てんすることで高性能の
CO2除去装置を提供することができる。なお云う
までもないことであるが、本発明の構成は第1図
に示すものに限らず、そのキヤニスターの数はそ
の装置の使用条件に応じて1以上任意に構成する
ものである。 〔実施例〕 以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は、これらの実施例によつて
限定されるものではなく、種々応用実施できる。 実施例 第1図はこの実施例に用いた固体吸着材に用い
た多孔質物質の物性および条件とその表面に付着
させたアミン系有機物質について示したものであ
る。このような性状の吸着材において、表面の付
着アミン平均膜厚を種々変えたものを用い、空間
中のCO2分圧を変えた条件で吸着実験を実施した
例を第2表に示した。この第2表の結果をプロツ
トしたものが第2図である。
【表】
〔発明の効果〕
以上の如く本発明の方法を用いることにより、
潜水艦、宇宙船等のみならず、環境制御装置にお
いて、小型でかつその吸収能力の高い安定した炭
酸ガス吸収装置を提供することが可能となつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施する装置の一例を
示すフローシート、第2図は本発明の実施結果を
示すグラフである。 1……フアン、2,7……充てん層、3……吸
着材、4……切換弁、5……ライン、6……フイ
ルター、8……流路、10……コンプレツサー、
11……CO2タンク、12……加熱・冷却ライ
ン、13……ライン、14,15……切換弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 外部環境とほとんど隔絶した密閉空間内にお
    いて、人間等の排出するCO2ガスを乾式で吸着除
    去する方法において、その吸着材として多孔質材
    の表面に1×10-8〜5×10-6cmの範囲にある平均
    膜厚をもつアミン系有機物質を付着させた固体を
    用いることを特徴とする炭酸ガスの除去方法。
JP60069529A 1985-04-01 1985-04-01 炭酸ガスの除去方法 Granted JPS61227820A (ja)

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JPH0746344Y2 (ja) * 1990-06-14 1995-10-25 三菱重工業株式会社 炭酸ガス除去装置
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