JPH04310210A - 炭酸ガスを富化する方法および装置 - Google Patents
炭酸ガスを富化する方法および装置Info
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- JPH04310210A JPH04310210A JP3102018A JP10201891A JPH04310210A JP H04310210 A JPH04310210 A JP H04310210A JP 3102018 A JP3102018 A JP 3102018A JP 10201891 A JP10201891 A JP 10201891A JP H04310210 A JPH04310210 A JP H04310210A
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
- B01J8/10—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by stirrers or by rotary drums or rotary receptacles or endless belts
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
- B01J2219/182—Details relating to the spatial orientation of the reactor horizontal
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- 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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、原料ガスとして供給
されるガスを、炭酸ガスによって富化する方法および装
置に関する。
されるガスを、炭酸ガスによって富化する方法および装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術および解決するべき課題】従来、圧力変動
式ガス吸着法（ＰＳＡ法）によって、混合ガス、たとえ
ば、熱風炉排ガス、高炉ガス、転炉ガスあるいは天然ガ
スなど、炭酸ガスを含む混合ガスを原料として、混合ガ
ス中の炭酸ガスを分離する技術が、たとえば特開昭５８
−１５９８３０号公報、特開昭６２−６１６１６号公報
、特開昭６４−３４４２２号公報、あるいは、特公平１
−２８６１１号公報などにより公知である。
式ガス吸着法（ＰＳＡ法）によって、混合ガス、たとえ
ば、熱風炉排ガス、高炉ガス、転炉ガスあるいは天然ガ
スなど、炭酸ガスを含む混合ガスを原料として、混合ガ
ス中の炭酸ガスを分離する技術が、たとえば特開昭５８
−１５９８３０号公報、特開昭６２−６１６１６号公報
、特開昭６４−３４４２２号公報、あるいは、特公平１
−２８６１１号公報などにより公知である。
【０００３】上記の各公報に記載されたＰＳＡ法による
炭酸ガスの分離方法では、一般的に、９９％以上の高濃
度の炭酸ガスを得ることができる。しかしながら、原料
としてボイラなどの燃焼排ガスを用いた場合、その中に
含まれる約１０〜１４％の炭酸ガスをＰＳＡ法によって
９９％以上に濃縮するには、吸着剤を充填した吸着層を
多数備える必要があり、これに伴う自動切り換え弁、ガ
スクーラなどの付帯設備も増大するという欠点がある。 さらに、ガス流路を時間経過にしたがって、多数の弁を
用いて切り換える煩雑な操作を行う必要があるという問
題もある。
炭酸ガスの分離方法では、一般的に、９９％以上の高濃
度の炭酸ガスを得ることができる。しかしながら、原料
としてボイラなどの燃焼排ガスを用いた場合、その中に
含まれる約１０〜１４％の炭酸ガスをＰＳＡ法によって
９９％以上に濃縮するには、吸着剤を充填した吸着層を
多数備える必要があり、これに伴う自動切り換え弁、ガ
スクーラなどの付帯設備も増大するという欠点がある。 さらに、ガス流路を時間経過にしたがって、多数の弁を
用いて切り換える煩雑な操作を行う必要があるという問
題もある。
【０００４】このようなことから、ＰＳＡ法による炭酸
ガスの分離操作を行う前に、前処理として、炭酸ガスの
ある程度の濃縮を行っておく方が効率的に高純度の炭酸
ガスが得られる場合が多い。したがって、炭酸ガスを、
１０〜１４％含む混合ガスを、簡単な装置および方法で
処理して炭酸ガス濃度を２０％以上に富化する技術の開
発が待たれていた。
ガスの分離操作を行う前に、前処理として、炭酸ガスの
ある程度の濃縮を行っておく方が効率的に高純度の炭酸
ガスが得られる場合が多い。したがって、炭酸ガスを、
１０〜１４％含む混合ガスを、簡単な装置および方法で
処理して炭酸ガス濃度を２０％以上に富化する技術の開
発が待たれていた。
【０００５】本願発明は、上記の事情のもとで考えださ
れたものであって、圧力を変化させたり、多くの弁を切
り換えたりという複雑な操作を全く必要とすることなく
、しかも、簡単な構成による装置によって、混合ガス中
に含まれる炭酸ガスを連続的に富化することができる方
法および装置を提供することをその課題とする。
れたものであって、圧力を変化させたり、多くの弁を切
り換えたりという複雑な操作を全く必要とすることなく
、しかも、簡単な構成による装置によって、混合ガス中
に含まれる炭酸ガスを連続的に富化することができる方
法および装置を提供することをその課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を採用した。まず、
本願の請求項１に記載した炭酸ガスの富化方法は、横断
面において隔壁によって多数個の吸着室に仕切られ、両
端に上記各吸着室の端部が開口するとともに、各吸着室
に炭酸ガスを吸着する吸着剤を存在させた処理ドラムを
その軸心周りに回転させ、かつ、以下の操作を連続的に
行うことを含むことを特徴としている。 ａ）上記処理ドラムの一端面の一部と対応して固定状に
設けた混合ガス供給部より、炭酸ガスを含む混合ガスを
上記処理ドラム内に供給し、各吸着室内の吸着剤に炭酸
ガスを吸着させる第一の操作、および、ｂ）上記処理ド
ラムの他端面において、上記混合ガス供給部とドラム軸
心方向に重ならない一部と対応して固定状に設けた原料
ガス供給部より、加熱した原料ガスを上記処理ドラム内
に供給し、各吸着室内の吸着剤から炭酸ガスを脱着し、
こうして脱着された炭酸ガスによって富化された製品ガ
スを上記処理ドラムの一端により排出する第二の操作。
め、本願発明では、次の技術的手段を採用した。まず、
本願の請求項１に記載した炭酸ガスの富化方法は、横断
面において隔壁によって多数個の吸着室に仕切られ、両
端に上記各吸着室の端部が開口するとともに、各吸着室
に炭酸ガスを吸着する吸着剤を存在させた処理ドラムを
その軸心周りに回転させ、かつ、以下の操作を連続的に
行うことを含むことを特徴としている。 ａ）上記処理ドラムの一端面の一部と対応して固定状に
設けた混合ガス供給部より、炭酸ガスを含む混合ガスを
上記処理ドラム内に供給し、各吸着室内の吸着剤に炭酸
ガスを吸着させる第一の操作、および、ｂ）上記処理ド
ラムの他端面において、上記混合ガス供給部とドラム軸
心方向に重ならない一部と対応して固定状に設けた原料
ガス供給部より、加熱した原料ガスを上記処理ドラム内
に供給し、各吸着室内の吸着剤から炭酸ガスを脱着し、
こうして脱着された炭酸ガスによって富化された製品ガ
スを上記処理ドラムの一端により排出する第二の操作。
【０００７】上記吸着室に存在させる吸着剤としては、
常温で炭酸ガスを吸着できるものとして、たとえば活性
炭、カーボンモレキュラーシーブ、ゼオライトモレキュ
ラーシーブなどが用いられる。なお、このような吸着剤
の吸着室内での存在のさせ方としては、顆粒状とした上
記吸着剤を隔壁によって仕切られる上記吸着室内空間に
充填させてもよいし（請求項２）、上記吸着剤を、顆粒
状または粉状として、吸着室を仕切る隔壁の表面に担持
させてもよいし（請求項３）、吸着室を仕切る隔壁自体
を、吸着剤をバインダーによって成形することにより構
成してもよい（請求項４）。
常温で炭酸ガスを吸着できるものとして、たとえば活性
炭、カーボンモレキュラーシーブ、ゼオライトモレキュ
ラーシーブなどが用いられる。なお、このような吸着剤
の吸着室内での存在のさせ方としては、顆粒状とした上
記吸着剤を隔壁によって仕切られる上記吸着室内空間に
充填させてもよいし（請求項２）、上記吸着剤を、顆粒
状または粉状として、吸着室を仕切る隔壁の表面に担持
させてもよいし（請求項３）、吸着室を仕切る隔壁自体
を、吸着剤をバインダーによって成形することにより構
成してもよい（請求項４）。
【０００８】第一の操作によって吸着剤に吸着される炭
酸ガスは、第二の操作において高温の原料ガスに触れる
ことにより、脱着され、その結果、こうして脱着される
炭酸ガスによって原料ガスが富化される。したがって、
この発明方法の効率を高めるためには、第一の操作にお
いて混合ガス中の炭酸ガスを効率的に吸着剤に吸着させ
、第二の操作において効率的に上記吸着された炭酸ガス
を吸着剤から脱着させる必要がある。したがって、第一
の操作において、炭酸ガスをより効率的に吸着剤に吸着
させるには、比較的低温、すなわち４０℃以下の温度に
おいてこの第一の操作を行うのが好ましい。逆に、吸着
剤からの炭酸ガスの脱着を行う第二の操作は、比較的高
温、すなわち、１００℃以上、好ましくは１３０℃以上
の温度で行うのが好ましい（請求項５）。なお、第一の
操作に用いる混合ガスと、第二の操作に用いる原料ガス
は、炭酸ガスを一定割合で含有する同一のガスを用いて
もよいし、異なる成分のガスを用いてもよい。要は、混
合ガスは、第一の操作で含有炭素ガスを吸着剤に吸着さ
せるために用いるガスを意味し、原料ガスは、第二の操
作で上記吸着剤から脱着させる炭酸ガスによって富化さ
れる対象としてのガスを意味する。
酸ガスは、第二の操作において高温の原料ガスに触れる
ことにより、脱着され、その結果、こうして脱着される
炭酸ガスによって原料ガスが富化される。したがって、
この発明方法の効率を高めるためには、第一の操作にお
いて混合ガス中の炭酸ガスを効率的に吸着剤に吸着させ
、第二の操作において効率的に上記吸着された炭酸ガス
を吸着剤から脱着させる必要がある。したがって、第一
の操作において、炭酸ガスをより効率的に吸着剤に吸着
させるには、比較的低温、すなわち４０℃以下の温度に
おいてこの第一の操作を行うのが好ましい。逆に、吸着
剤からの炭酸ガスの脱着を行う第二の操作は、比較的高
温、すなわち、１００℃以上、好ましくは１３０℃以上
の温度で行うのが好ましい（請求項５）。なお、第一の
操作に用いる混合ガスと、第二の操作に用いる原料ガス
は、炭酸ガスを一定割合で含有する同一のガスを用いて
もよいし、異なる成分のガスを用いてもよい。要は、混
合ガスは、第一の操作で含有炭素ガスを吸着剤に吸着さ
せるために用いるガスを意味し、原料ガスは、第二の操
作で上記吸着剤から脱着させる炭酸ガスによって富化さ
れる対象としてのガスを意味する。
【０００９】次に、請求項６に記載した炭酸ガスの富化
装置は、横断面において隔壁によって多数個の吸着室に
仕切られ、両端に上記各吸着室の端部が開口するととも
に、各吸着室に炭酸ガスを吸着する吸着剤が存在させら
れ、かつ、軸心周りに回転させられる処理ドラムと、上
記処理ドラムの一端面の一部と対応して固定状に設けら
れ、炭酸ガスを含む混合ガスを上記処理ドラム内に供給
する混合ガス供給部と、上記処理ドラムの他端面におい
て、上記混合ガス供給部とドラム軸心方向に重ならない
一部と対応して固定状に設けられ、加熱した原料ガスを
上記処理ドラム内に供給する原料ガス供給部と、を備え
、上記原料ガス供給部から上記処理ドラム内に供給され
た原料ガスが、吸着剤から脱着された炭酸ガスによって
富化され、製品ガスとして上記処理ドラムの一端側から
連続的に排出されるように構成したことを特徴としてい
る。
装置は、横断面において隔壁によって多数個の吸着室に
仕切られ、両端に上記各吸着室の端部が開口するととも
に、各吸着室に炭酸ガスを吸着する吸着剤が存在させら
れ、かつ、軸心周りに回転させられる処理ドラムと、上
記処理ドラムの一端面の一部と対応して固定状に設けら
れ、炭酸ガスを含む混合ガスを上記処理ドラム内に供給
する混合ガス供給部と、上記処理ドラムの他端面におい
て、上記混合ガス供給部とドラム軸心方向に重ならない
一部と対応して固定状に設けられ、加熱した原料ガスを
上記処理ドラム内に供給する原料ガス供給部と、を備え
、上記原料ガス供給部から上記処理ドラム内に供給され
た原料ガスが、吸着剤から脱着された炭酸ガスによって
富化され、製品ガスとして上記処理ドラムの一端側から
連続的に排出されるように構成したことを特徴としてい
る。
【００１０】吸着室に存在させるべき吸着剤は、上述と
同様、活性炭、カーボンモレキュラーシーブ、ゼオライ
トモレキュラーシーブなどが用いられる。この吸着剤の
吸着室内での存在方法としては、上述と同様、各吸着室
内に顆粒状の吸着剤を充填してもよいし（請求項７）、
顆粒状もしくは粉状の吸着剤を、吸着室の内壁に担持さ
せてもよいし（請求項８）、吸着室を仕切る隔壁自体を
、吸着剤をバインダーとともに成形することによって構
成してもよい（請求項９）。
同様、活性炭、カーボンモレキュラーシーブ、ゼオライ
トモレキュラーシーブなどが用いられる。この吸着剤の
吸着室内での存在方法としては、上述と同様、各吸着室
内に顆粒状の吸着剤を充填してもよいし（請求項７）、
顆粒状もしくは粉状の吸着剤を、吸着室の内壁に担持さ
せてもよいし（請求項８）、吸着室を仕切る隔壁自体を
、吸着剤をバインダーとともに成形することによって構
成してもよい（請求項９）。
【００１１】
【発明の作用および効果】本願発明方法あるいは装置に
おける上記処理ドラムは、要するに、その回転軸心と平
行に延びる多数本の通路状の吸着室の束を構成している
。そして、これらの吸着室の束は、処理ドラムの軸心周
りに旋回する。さらに、一つの吸着室に着目すると、こ
の吸着室が上記混合ガス供給部と重なりながら旋回する
間、この混合ガス供給部からの混合ガス流入を受ける。 混合ガスには炭酸ガスが含まれているので、この吸着室
の一端から上記のようにして流入する常温混合ガス中の
炭酸ガスは、吸着室を通過する間に、吸着室内に存在す
る吸着剤に吸着される。この吸着室の他端部からは、上
記吸着剤によって炭酸ガスが一定の比率で除かれたガス
として排出される。
おける上記処理ドラムは、要するに、その回転軸心と平
行に延びる多数本の通路状の吸着室の束を構成している
。そして、これらの吸着室の束は、処理ドラムの軸心周
りに旋回する。さらに、一つの吸着室に着目すると、こ
の吸着室が上記混合ガス供給部と重なりながら旋回する
間、この混合ガス供給部からの混合ガス流入を受ける。 混合ガスには炭酸ガスが含まれているので、この吸着室
の一端から上記のようにして流入する常温混合ガス中の
炭酸ガスは、吸着室を通過する間に、吸着室内に存在す
る吸着剤に吸着される。この吸着室の他端部からは、上
記吸着剤によって炭酸ガスが一定の比率で除かれたガス
として排出される。
【００１２】上記のように、各吸着室は、多数本が束状
となっているため、上記混合ガス供給部と重なって旋回
する吸着室は複数となる。したがって、処理ドラムの一
端側の混合ガス供給部から供給される混合ガスに対する
炭酸ガスの吸着剤への吸着作用は、連続的に行われるこ
とになる。
となっているため、上記混合ガス供給部と重なって旋回
する吸着室は複数となる。したがって、処理ドラムの一
端側の混合ガス供給部から供給される混合ガスに対する
炭酸ガスの吸着剤への吸着作用は、連続的に行われるこ
とになる。
【００１３】上記のようにして吸着室内の吸着剤への炭
酸ガスの吸着操作を終えた吸着室は、さらに旋回して、
その他端部が原料ガス供給部と重なりながら旋回するこ
とになる。このとき、吸着室は、原料ガス供給部からの
加熱された原料ガスの流入を受け、この原料ガスは、吸
着室内の吸着剤に吸着されていた炭酸ガスの脱着を行う
。したがって、原料ガス供給部から各吸着室内に流入し
た原料ガスは、吸着室の他端部から、炭酸ガスによって
富化された製品ガスとして排出される。同時に、この第
二の操作における原料ガスによる吸着剤の脱着作用は、
吸着剤の再生を行っていることをも意味する。そしてこ
うして再生された吸着剤を内蔵する吸着室は、さらなる
処理ドラムの回転によって、上述のごとく、炭酸ガスを
含む混合ガス流入による炭酸ガス吸着を行う第一の処理
を受けることになる。
酸ガスの吸着操作を終えた吸着室は、さらに旋回して、
その他端部が原料ガス供給部と重なりながら旋回するこ
とになる。このとき、吸着室は、原料ガス供給部からの
加熱された原料ガスの流入を受け、この原料ガスは、吸
着室内の吸着剤に吸着されていた炭酸ガスの脱着を行う
。したがって、原料ガス供給部から各吸着室内に流入し
た原料ガスは、吸着室の他端部から、炭酸ガスによって
富化された製品ガスとして排出される。同時に、この第
二の操作における原料ガスによる吸着剤の脱着作用は、
吸着剤の再生を行っていることをも意味する。そしてこ
うして再生された吸着剤を内蔵する吸着室は、さらなる
処理ドラムの回転によって、上述のごとく、炭酸ガスを
含む混合ガス流入による炭酸ガス吸着を行う第一の処理
を受けることになる。
【００１４】このように、一つの吸着室に着目すれば、
この吸着室は、混合ガス供給部から流入する混合ガス中
の炭酸ガスの吸着剤への吸着操作と、原料ガス供給部か
ら流入する加熱した原料ガスによる吸着剤からの炭酸ガ
スの脱着操作とを、ドラム軸心周りに旋回している間、
繰り返し受けることになる。
この吸着室は、混合ガス供給部から流入する混合ガス中
の炭酸ガスの吸着剤への吸着操作と、原料ガス供給部か
ら流入する加熱した原料ガスによる吸着剤からの炭酸ガ
スの脱着操作とを、ドラム軸心周りに旋回している間、
繰り返し受けることになる。
【００１５】そして、この吸着室は、多数本が束状とな
っていることから、第一の操作において、常に複数本の
吸着室の一端が混合ガス供給部と重なりながら旋回し、
そして第二の操作においては、常に複数本の吸着室の他
端が原料ガス供給部と重なりながら旋回する。したがっ
て、混合ガス供給部から処理ドラム内に流入させられる
混合ガスによる吸着剤への炭酸ガス吸着と、こうして吸
着剤に吸着された炭酸ガスの、原料ガス供給部からの加
熱された原料ガスによる脱着操作とが、連続的に行われ
ることになる。その結果、第二の操作において、吸着剤
から脱着された炭酸ガスによって富化されたガスが、処
理ドラムの他端側からほぼ一様の濃度によって、しかも
、連続的に排出されるようになる。
っていることから、第一の操作において、常に複数本の
吸着室の一端が混合ガス供給部と重なりながら旋回し、
そして第二の操作においては、常に複数本の吸着室の他
端が原料ガス供給部と重なりながら旋回する。したがっ
て、混合ガス供給部から処理ドラム内に流入させられる
混合ガスによる吸着剤への炭酸ガス吸着と、こうして吸
着剤に吸着された炭酸ガスの、原料ガス供給部からの加
熱された原料ガスによる脱着操作とが、連続的に行われ
ることになる。その結果、第二の操作において、吸着剤
から脱着された炭酸ガスによって富化されたガスが、処
理ドラムの他端側からほぼ一様の濃度によって、しかも
、連続的に排出されるようになる。
【００１６】このように、本願発明の炭酸ガスの富化方
法および装置によれば、簡単な構成により、コスト安く
、炭酸ガスによって一様に富化された製品ガスを連続的
に得ることができる。とりわけ、本願発明において用い
る処理ドラムは、その断面全域に多数個の吸着室の束が
形成されているから、スペース効率がきわめて高まり、
全体としてコンパクトな構成をもつ装置であっても、炭
酸ガス富化ガスの排出量を飛躍的に高めることができる
のである。
法および装置によれば、簡単な構成により、コスト安く
、炭酸ガスによって一様に富化された製品ガスを連続的
に得ることができる。とりわけ、本願発明において用い
る処理ドラムは、その断面全域に多数個の吸着室の束が
形成されているから、スペース効率がきわめて高まり、
全体としてコンパクトな構成をもつ装置であっても、炭
酸ガス富化ガスの排出量を飛躍的に高めることができる
のである。
【００１７】
【実施例の説明】以下、本願発明の実施例を、図面を参
照しつつ具体的に説明する。図１は、本願発明を実施す
るための装置の一の実施例を示す。符号１で示す円筒形
の処理ドラムは、水平状の中心軸心周りに回転可能であ
り、その内部は、図２または図３に詳示するように、横
断面において隔壁２…によって多数個の吸着室４…に仕
切られている。この処理ドラム１の横断面は、その軸心
方向に一様となっており、したがってこの処理ドラム１
はその内部に、軸心方向と平行に延びる多数個の通路３
…の束を構成することになる。各通路３…内には、吸着
剤５が存在させられ、それぞれ独立した吸着室４…とし
て機能する。ドラム内部をこのような吸着室４…に仕切
るための具体的手法としては、図２に示されているよう
に、正六角形断面の空間が隔壁２…によって密集させら
れている、いわゆるハニカム構造を採用してもよいし、
また、図３に示すように、一定内径の細管３′を密状に
束ねることによってもよい。このように細管３′を束ね
る場合には、細管３′の内部と、細管の外周が協働して
形成するすきまとが、ともに上記吸着室として機能する
通路を形成する。さらには、図示は省略するが、いわゆ
るコルゲート構造を採用することもできる。なお、処理
ドラム１を構成する材料としてはなんら限定されず、適
当な金属あるいは適当な樹脂によって簡単に形成するこ
とができる。
照しつつ具体的に説明する。図１は、本願発明を実施す
るための装置の一の実施例を示す。符号１で示す円筒形
の処理ドラムは、水平状の中心軸心周りに回転可能であ
り、その内部は、図２または図３に詳示するように、横
断面において隔壁２…によって多数個の吸着室４…に仕
切られている。この処理ドラム１の横断面は、その軸心
方向に一様となっており、したがってこの処理ドラム１
はその内部に、軸心方向と平行に延びる多数個の通路３
…の束を構成することになる。各通路３…内には、吸着
剤５が存在させられ、それぞれ独立した吸着室４…とし
て機能する。ドラム内部をこのような吸着室４…に仕切
るための具体的手法としては、図２に示されているよう
に、正六角形断面の空間が隔壁２…によって密集させら
れている、いわゆるハニカム構造を採用してもよいし、
また、図３に示すように、一定内径の細管３′を密状に
束ねることによってもよい。このように細管３′を束ね
る場合には、細管３′の内部と、細管の外周が協働して
形成するすきまとが、ともに上記吸着室として機能する
通路を形成する。さらには、図示は省略するが、いわゆ
るコルゲート構造を採用することもできる。なお、処理
ドラム１を構成する材料としてはなんら限定されず、適
当な金属あるいは適当な樹脂によって簡単に形成するこ
とができる。
【００１８】各吸着室４…の平均内径は、この内部に存
在させるべき吸着剤の態様によって適当に設定すればよ
いが、後記するように、処理の連続性を担保するために
は、できるだけ細いことが望ましく、たとえば１ないし
５０ｍｍ、好ましくは５〜２０ｍｍの範囲で、適当に設
定すればよい。また、処理ドラム１の長さも、吸着室４
に存在させるべき吸着剤の性質、あるいは能力によって
適当に設定すればよいが、ドラム直径とドラム長さとの
比は１：１０から１０：１の範囲で適当に変更すること
ができる。
在させるべき吸着剤の態様によって適当に設定すればよ
いが、後記するように、処理の連続性を担保するために
は、できるだけ細いことが望ましく、たとえば１ないし
５０ｍｍ、好ましくは５〜２０ｍｍの範囲で、適当に設
定すればよい。また、処理ドラム１の長さも、吸着室４
に存在させるべき吸着剤の性質、あるいは能力によって
適当に設定すればよいが、ドラム直径とドラム長さとの
比は１：１０から１０：１の範囲で適当に変更すること
ができる。
【００１９】上記吸着室４の内部には、常温で炭酸ガス
を吸着するに適当な吸着剤５が存在させられる。このよ
うな炭酸ガスを吸着するための吸着剤としては、５Ａ型
のカーボンモレキュラーシーブが適当であるが、その他
、活性炭、ゼオライトモレキュラーシーブのうちから適
当なものを選択して用いることができる。なお、この吸
着剤５を各吸着室４内に存在させるための手法としては
、図２または図３に示されているように、１ｍｍ径ない
し数ｍｍ径の顆粒状とした上述のカーボンモレキュラー
シーブを充填するほか、さらに粒径を小さくした吸着剤
を、適当な接着手段によって各吸着室４の内壁に担持さ
せるようにしてもよい。さらには、吸着室４自体を形成
する隔壁を、吸着剤を適当なバインダーで固めて成形し
て構成してもよい。
を吸着するに適当な吸着剤５が存在させられる。このよ
うな炭酸ガスを吸着するための吸着剤としては、５Ａ型
のカーボンモレキュラーシーブが適当であるが、その他
、活性炭、ゼオライトモレキュラーシーブのうちから適
当なものを選択して用いることができる。なお、この吸
着剤５を各吸着室４内に存在させるための手法としては
、図２または図３に示されているように、１ｍｍ径ない
し数ｍｍ径の顆粒状とした上述のカーボンモレキュラー
シーブを充填するほか、さらに粒径を小さくした吸着剤
を、適当な接着手段によって各吸着室４の内壁に担持さ
せるようにしてもよい。さらには、吸着室４自体を形成
する隔壁を、吸着剤を適当なバインダーで固めて成形し
て構成してもよい。
【００２０】上記処理ドラム１を回転させるための手段
としては、たとえば、図１に示されているように、回転
可能に支持した処理ドラム１の側方に、モータなどの回
転駆動源６を設け、処理ドラム１の外周と、上記回転駆
動源６の出力軸に取り付けたプーリとの間に無端ベルト
７を掛け回すなどすればよい。
としては、たとえば、図１に示されているように、回転
可能に支持した処理ドラム１の側方に、モータなどの回
転駆動源６を設け、処理ドラム１の外周と、上記回転駆
動源６の出力軸に取り付けたプーリとの間に無端ベルト
７を掛け回すなどすればよい。
【００２１】上記処理ドラム１の一端面には、その一部
を覆うようにして混合ガス供給部８が図示しない適当な
フレームに支持させることにより固定状に設けられる。 本実施例においては、図１に示されているように、処理
ドラム１の一端面のうち、中心角約２００°の扇形の領
域を覆うようにして、上記混合ガス供給部８が設けられ
ている。本実施例においては、処理ドラム１の外径と対
応する外径をもつ有底円筒型のハウジングを、その開口
側を処理ドラム１の一端の外周部に対して適当な気密シ
ールを施しつつ対向させるとともに、このハウジング９
の内部空間を半径方向に延びる隔壁１０によって、中心
角約２００°の領域と、中心角約１６０°の領域とに分
け、上記中心角約２００°の領域を、混合ガス供給部８
として利用するようにしている。この混合ガス供給部８
には、炭酸ガスを含む混合ガスがブロワ１１によって、
パイプ１２を介して常温で導入される。
を覆うようにして混合ガス供給部８が図示しない適当な
フレームに支持させることにより固定状に設けられる。 本実施例においては、図１に示されているように、処理
ドラム１の一端面のうち、中心角約２００°の扇形の領
域を覆うようにして、上記混合ガス供給部８が設けられ
ている。本実施例においては、処理ドラム１の外径と対
応する外径をもつ有底円筒型のハウジングを、その開口
側を処理ドラム１の一端の外周部に対して適当な気密シ
ールを施しつつ対向させるとともに、このハウジング９
の内部空間を半径方向に延びる隔壁１０によって、中心
角約２００°の領域と、中心角約１６０°の領域とに分
け、上記中心角約２００°の領域を、混合ガス供給部８
として利用するようにしている。この混合ガス供給部８
には、炭酸ガスを含む混合ガスがブロワ１１によって、
パイプ１２を介して常温で導入される。
【００２２】一方、上記処理ドラム１の他端において、
上記混合ガス供給部８と処理ドラム１の軸心方向に重な
らない領域を覆う原料ガス供給部１４が設けられる。本
実施例においては、上記中心角約２００°の扇形をした
混合ガス供給部８と重ならない、中心角約１６０°の扇
形をした原料ガス供給部１４を設けている。そのために
は、上記処理ドラム１の一端側に設けた有底円筒型ハウ
ジングと同様の形態をした有底円筒型ハウジング１５を
、処理ドラム１の他端側に固定状に設けるとともに、こ
のハウジング１５の内部空間を隔壁１６によって区画し
た中心角約１６０°の領域を、原料ガス供給部１４とし
て利用している。
上記混合ガス供給部８と処理ドラム１の軸心方向に重な
らない領域を覆う原料ガス供給部１４が設けられる。本
実施例においては、上記中心角約２００°の扇形をした
混合ガス供給部８と重ならない、中心角約１６０°の扇
形をした原料ガス供給部１４を設けている。そのために
は、上記処理ドラム１の一端側に設けた有底円筒型ハウ
ジングと同様の形態をした有底円筒型ハウジング１５を
、処理ドラム１の他端側に固定状に設けるとともに、こ
のハウジング１５の内部空間を隔壁１６によって区画し
た中心角約１６０°の領域を、原料ガス供給部１４とし
て利用している。
【００２３】この原料ガス供給部１４には、ブロワ１７
で発生させられた原料ガス流が、加熱器１８によって加
熱された後、パイプ１９を介して導入されるようになっ
ている。上記加熱器１８としては、燃焼炉あるいはボイ
ラなどの廃熱を利用した熱交換器として構成すると好適
である。なお、原料ガス供給部１４に導入されるガスは
、炭酸ガスによって、富化する対象としてのガスである
ため、その組成は問われない。しかしながら、この原料
ガスとして、上記混合ガス供給部８に供給するべき炭酸
ガス含有ガスと同一のものを用いることもできる。この
場合、すでに含有されている炭酸ガスの濃度が後述の操
作によってさらに高められて製品ガスとなる。
で発生させられた原料ガス流が、加熱器１８によって加
熱された後、パイプ１９を介して導入されるようになっ
ている。上記加熱器１８としては、燃焼炉あるいはボイ
ラなどの廃熱を利用した熱交換器として構成すると好適
である。なお、原料ガス供給部１４に導入されるガスは
、炭酸ガスによって、富化する対象としてのガスである
ため、その組成は問われない。しかしながら、この原料
ガスとして、上記混合ガス供給部８に供給するべき炭酸
ガス含有ガスと同一のものを用いることもできる。この
場合、すでに含有されている炭酸ガスの濃度が後述の操
作によってさらに高められて製品ガスとなる。
【００２４】上述のように、処理ドラム１の一端側の混
合ガス供給部８と他端側の原料ガス供給部１４は、上述
のように、処理ドラム１の軸心方向に互いに重ならない
ように形成するのが原則ではあるが、この処理ドラム１
内を通過するガス流速、および、処理ドラム１の回転速
度を考慮して、互いに図１に示す位置に対して軸心周り
方向にやや変位し、若干重なり部分が形成されてもよい
場合がある。
合ガス供給部８と他端側の原料ガス供給部１４は、上述
のように、処理ドラム１の軸心方向に互いに重ならない
ように形成するのが原則ではあるが、この処理ドラム１
内を通過するガス流速、および、処理ドラム１の回転速
度を考慮して、互いに図１に示す位置に対して軸心周り
方向にやや変位し、若干重なり部分が形成されてもよい
場合がある。
【００２５】以上の構成において、処理ドラム１を所定
の速度で回転させつつ、混合ガス供給部８より処理ドラ
ム１の一端から常温、好ましくは４０℃以下の炭酸ガス
を含む混合ガスを流す一方、処理ドラム１の他端側原料
ガス供給部１４から処理ドラム１内に１００℃以上好ま
しくは１３０℃以上に加熱された原料ガスを流す。混合
ガス供給部８から処理ドラム１内に供給された炭酸ガス
を含む混合ガスは、各吸着室４を通過する間に、炭酸ガ
スが吸着剤５に吸着される。処理ドラム１を構成する多
数の吸着室４は、中心角約２００°の扇形をした混合ガ
ス供給部８と対応して旋回している間、継続して混合ガ
ス供給部８からの混合ガス供給を受けつつ、吸着剤への
炭酸ガスの吸着を行う。
の速度で回転させつつ、混合ガス供給部８より処理ドラ
ム１の一端から常温、好ましくは４０℃以下の炭酸ガス
を含む混合ガスを流す一方、処理ドラム１の他端側原料
ガス供給部１４から処理ドラム１内に１００℃以上好ま
しくは１３０℃以上に加熱された原料ガスを流す。混合
ガス供給部８から処理ドラム１内に供給された炭酸ガス
を含む混合ガスは、各吸着室４を通過する間に、炭酸ガ
スが吸着剤５に吸着される。処理ドラム１を構成する多
数の吸着室４は、中心角約２００°の扇形をした混合ガ
ス供給部８と対応して旋回している間、継続して混合ガ
ス供給部８からの混合ガス供給を受けつつ、吸着剤への
炭酸ガスの吸着を行う。
【００２６】続いて、処理ドラム１の回転に伴って、上
記混合ガス供給部８で覆われる領域をはずれ、原料ガス
供給部１４で覆われる領域に到達した吸着室４…には、
加熱された原料ガスが、逆方向に流通させられる。この
場合においても、中心角約１６０°の領域を回転する間
継続して上述の吸着室４内の吸着剤５は、加熱原料ガス
による再生、すなわち、吸着剤５に吸着させられている
炭酸ガスの脱着作用を受ける。すなわち、上記のように
炭酸ガスを含む混合ガスの常温での流通において、吸着
剤に吸着された炭酸ガスは、加熱された原料ガスに接触
することによって吸着剤から脱着させられ、その結果、
原料ガス供給部１４から処理ドラム内に供給された原料
ガスは、吸着剤５から脱着させられた炭酸ガスが富化さ
れた製品ガスとして処理ドラム１の他端側の製品ガス排
出口２０から排出されるのである。
記混合ガス供給部８で覆われる領域をはずれ、原料ガス
供給部１４で覆われる領域に到達した吸着室４…には、
加熱された原料ガスが、逆方向に流通させられる。この
場合においても、中心角約１６０°の領域を回転する間
継続して上述の吸着室４内の吸着剤５は、加熱原料ガス
による再生、すなわち、吸着剤５に吸着させられている
炭酸ガスの脱着作用を受ける。すなわち、上記のように
炭酸ガスを含む混合ガスの常温での流通において、吸着
剤に吸着された炭酸ガスは、加熱された原料ガスに接触
することによって吸着剤から脱着させられ、その結果、
原料ガス供給部１４から処理ドラム内に供給された原料
ガスは、吸着剤５から脱着させられた炭酸ガスが富化さ
れた製品ガスとして処理ドラム１の他端側の製品ガス排
出口２０から排出されるのである。
【００２７】ところで、炭酸ガスの脱着に必要なエネル
ギは、熱ロスや吸着剤以外への熱伝達を考慮して、理論
値の数倍ないし数十倍が必要である。そのため、加熱原
料ガスの温度は、上述したように、１００℃以上、好ま
しくは１３０℃以上とするべきである。また、原料ガス
の量としては、加熱温度を考慮して、上記エネルギを満
たすに足りる量が必要であることはいうまでもない。以
上のようにして、一連の操作を連続的に行うことにより
、製品ガス排出口２０から炭酸ガス濃度が２０％以上に
富化されたガスを定常的に得ることができる。
ギは、熱ロスや吸着剤以外への熱伝達を考慮して、理論
値の数倍ないし数十倍が必要である。そのため、加熱原
料ガスの温度は、上述したように、１００℃以上、好ま
しくは１３０℃以上とするべきである。また、原料ガス
の量としては、加熱温度を考慮して、上記エネルギを満
たすに足りる量が必要であることはいうまでもない。以
上のようにして、一連の操作を連続的に行うことにより
、製品ガス排出口２０から炭酸ガス濃度が２０％以上に
富化されたガスを定常的に得ることができる。
【００２８】なお、上記処理ドラム１を、直径３５０ｍ
ｍ、長さ２００ｍｍとするとともに、吸着室４…を、平
均内径５ｍｍのハニカム構造とし、この吸着室４に、西
独ベルクバウ社の５Ａ型カーボンモレキュラーシーブを
１１ｋｇ充填し、かつ、この処理ドラム１を２．２分／
回転の速度で回転させつつ、２７０°の中心角をもつ扇
形の混合ガス供給部８から炭酸ガスが１０％窒素が９０
％の組成をもつ混合ガスを約４０℃で通過させるととも
に、９０°の中心角をもつ扇型の原料ガス供給部１４か
ら上記混合ガスと同じく炭酸ガス１０％窒素９０％の組
成をもつガスを原料ガスとして１３０℃に加熱しつつ３
Ｎｍ３ ／Ｈの流量で処理ドラム内に流入させた場合、
製品ガス排出部２０より３１容量％の炭酸ガス濃度のガ
スが８．５Ｎｍ３ ／Ｈ得られた。
ｍ、長さ２００ｍｍとするとともに、吸着室４…を、平
均内径５ｍｍのハニカム構造とし、この吸着室４に、西
独ベルクバウ社の５Ａ型カーボンモレキュラーシーブを
１１ｋｇ充填し、かつ、この処理ドラム１を２．２分／
回転の速度で回転させつつ、２７０°の中心角をもつ扇
形の混合ガス供給部８から炭酸ガスが１０％窒素が９０
％の組成をもつ混合ガスを約４０℃で通過させるととも
に、９０°の中心角をもつ扇型の原料ガス供給部１４か
ら上記混合ガスと同じく炭酸ガス１０％窒素９０％の組
成をもつガスを原料ガスとして１３０℃に加熱しつつ３
Ｎｍ３ ／Ｈの流量で処理ドラム内に流入させた場合、
製品ガス排出部２０より３１容量％の炭酸ガス濃度のガ
スが８．５Ｎｍ３ ／Ｈ得られた。
【図１】本願発明を実施するために用いる装置の実施例
を示す略示構成図である。
を示す略示構成図である。
【図２】
【図３】処理ドラムの拡大断面図である。
１ 処理ドラム
４ 吸着室
５ 吸着剤
８ 混合ガス供給部
１４ 原料ガス供給口
２０ 製品ガス排出部
Claims (9)
- 【請求項１】 横断面において隔壁によって多数個の
吸着室に仕切られ、両端に上記各吸着室の端部が開口す
るとともに、各吸着室に炭酸ガスを吸着する吸着剤を存
在させた処理ドラムをその軸心周りに回転させ、かつ、
以下の操作を連続的に行うことを含むことを特徴とする
、炭酸ガスを富化する方法。 ａ）上記処理ドラムの一端面の一部と対応して固定状に
設けた混合ガス供給部より、炭酸ガスを含む混合ガスを
上記処理ドラム内に供給し、各吸着室内の吸着剤に炭酸
ガスを吸着させる第一の操作、および、ｂ）上記処理ド
ラムの他端面において、上記混合ガス供給部とドラム軸
心方向に重ならない一部と対応して固定状に設けた原料
ガス供給部より、加熱した原料ガスを上記処理ドラム内
に供給し、各吸着室内の吸着剤から炭酸ガスを脱着し、
こうして脱着された炭酸ガスによって富化された製品ガ
スを上記処理ドラムの一端により排出する第二の操作。 - 【請求項２】 上記吸着室が、隔壁によって仕切られ
る空間に上記吸着剤を充填して構成されている、請求項
１の方法。 - 【請求項３】 上記吸着室が、吸着室を仕切る隔壁に
上記吸着剤を担持させて構成されている、請求項１の方
法。 - 【請求項４】 上記吸着室が、吸着室を仕切る隔壁自
体を上記吸着剤を成形・加工して構成されている、請求
項１の方法。 - 【請求項５】 上記第一の操作を４０℃以下、上記第
二の操作を１００℃以上の温度で行う、請求項１の方法
。 - 【請求項６】 横断面において隔壁によって多数個の
吸着室に仕切られ、両端に上記各吸着室の端部が開口す
るとともに、各吸着室に炭酸ガスを吸着する吸着剤が存
在させられ、かつ、軸心周りに回転させられる処理ドラ
ムと、上記処理ドラムの一端面の一部と対応して固定状
に設けられ、炭酸ガスを含む混合ガスを上記処理ドラム
内に供給する混合ガス供給部と、上記処理ドラムの他端
面において、上記混合ガス供給部とドラム軸心方向に重
ならない一部と対応して固定状に設けられ、加熱した原
料ガスを上記処理ドラム内に供給する原料ガス供給部と
、を備え、上記原料ガス供給部から上記処理ドラム内に
供給された原料ガスが、吸着剤から脱着された炭酸ガス
によって富化され、製品ガスとして上記処理ドラムの一
端側から連続的に排出されるように構成したことを特徴
とする、炭酸ガスの富化装置。 - 【請求項７】 上記吸着室が、隔壁によって仕切られ
る空間に上記吸着剤を充填して構成されている、請求項
６の装置。 - 【請求項８】 上記吸着室が、吸着室を仕切る隔壁に
上記吸着剤を担持させて構成されている、請求項６の装
置。 - 【請求項９】 上記吸着室が、吸着室を仕切る隔壁自
体を上記吸着剤を成形・加工して構成されている、請求
項６の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3102018A JPH04310210A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 炭酸ガスを富化する方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3102018A JPH04310210A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 炭酸ガスを富化する方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04310210A true JPH04310210A (ja) | 1992-11-02 |
Family
ID=14316016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3102018A Pending JPH04310210A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 炭酸ガスを富化する方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04310210A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5464468A (en) * | 1993-06-03 | 1995-11-07 | Taikisha Ltd. | Rotary adsorption/desorption gas treating apparatus |
| EP1145755A1 (en) * | 1999-10-20 | 2001-10-17 | Alstom Power K.K. | Regenerative type carbon dioxide separator and carbon dioxide separating system |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP3102018A patent/JPH04310210A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5464468A (en) * | 1993-06-03 | 1995-11-07 | Taikisha Ltd. | Rotary adsorption/desorption gas treating apparatus |
| EP1145755A1 (en) * | 1999-10-20 | 2001-10-17 | Alstom Power K.K. | Regenerative type carbon dioxide separator and carbon dioxide separating system |
| EP1145755A4 (en) * | 1999-10-20 | 2007-02-14 | Alstom K K | CARBON DIOXIDE SEPARATOR OF THE REGENERATOR TYPE AND CARBON DIOXIDE SEPARATION SYSTEM |
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