JPH0584415A - ガス吸着処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、吸着特性および脱着特性に優れた
ガス吸着処理装置を提供することを主たる目的とする。 【構成】 本発明によるガス吸着処理装置は、吸着剤を
含む吸着シートと高熱伝導性シートとを組み合わせた吸
着要素を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸着剤を使用する吸着
シートを備えたガス吸着装置に関する。なお、本明細書
において、“％”および“部”とあるのは、それぞれ
“重量％”および“重量部”を意味する。

【０００２】

【従来の技術】従来吸着剤を使用する吸着シートからな
る吸着体を備えたガス吸着処理装置においては、吸着時
の熱の除去および脱着時の熱の供給が効率良く行なえな
いために、特に高濃度の被吸着物質を吸着処理する場
合、低線速の脱着ガスにより被吸着物質を脱着する場合
などに、その吸着能力或いは脱着能力には限界があっ
た。すなわち、吸着時には、吸着熱により吸着剤の温度
が上昇して吸着特性が低下するため、破過を生じやす
く、一方、脱着時には、脱着により失われる熱のため
に、脱着剤の温度が著しく降下して、脱着特性が低下す
るという問題点があった。

【０００３】また、粒状の吸着剤を充填した固定床に熱
交換器を埋め込んだ構造のガス吸着処理装置も知られて
いる。しかしながら、この形式の装置では、粒状の吸着
剤と熱交換器との間の伝熱係数および吸着剤同志の伝熱
係数が小さいため、十分な熱の授受が行われないので、
ガス吸着処理装置の脱着特性が不十分である。さらに、
粒状吸着剤の粉化に伴って、経時的に圧損が増大すると
いう問題点もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
従来技術の問題点を軽減ないし実質的に解消することを
第一の目的とするものである。

【０００５】本発明の他の目的およびこれらの目的達成
のための構成などは、以下の記載により明らかにする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
従来技術の問題点に鑑みて鋭意研究を進めた結果、吸着
剤を含む吸着シートと高熱伝導性シートとを組み合わた
吸着要素を使用する場合には、従来技術の問題点が大幅
に軽減され或いは実質的に解消されることを見出した。

【０００７】すなわち、本発明は、下記のガス吸着処理
装置を提供するものである。

【０００８】吸着剤を含む吸着シートを備えたガス吸着
処理装置であって、該吸着シートの少なくとも一方の面
に高熱伝導性シートが密着されており、該高熱伝導性シ
ートの端部は前記吸着シートの端部よりも外側に延長さ
れており、該高熱伝導性シートの延長部分はシール部材
により前記吸着シートから隔離されており、該高熱伝導
性シートの延長部分に熱供給或いは熱除去を行なう熱交
換要素が接続されていることを特徴とするガス吸着処理
装置。

【０００９】本発明において使用する吸着剤としては、
活性炭、シリカゲル、ゼオライト、活性アルミナ、吸湿
性のハロゲン塩（塩化リチウム、塩化カルシウム、臭化
カルシウム、臭化リチウムなど）の公知の吸着剤が挙げ
られる。これらは、繊維状、粉末状、粒状などの任意の
形態のものであって良い。

【００１０】これらの吸着剤を含む吸着シートとして
は、湿式法或いは乾式法により製造した活性炭（より好
ましくは活性炭素繊維）のペーパーシートおよび板状
体、これらのペーパーシート或いは板状体（必要に応じ
て焼結性バインダーを全体重量の２０％程度まで含んで
いても良い）を高温高圧で焼結したシート或いは板状体
などが例示される。

【００１１】活性炭の由来については、特に限定され
ず、石炭系、石油系、フェノール樹脂系、ＰＡＮ系、セ
ルロース系、ヤシガラ系、木材系などのいずれであって
も良い。

【００１２】湿式法により、ペーパーシート或いは板状
体を製造する場合には、活性炭、吸着剤およびバインダ
ー、或いはこれらにさらに吸着剤１００部に対し８０部
程度までの補強材（麻、紙パルプなどの天然繊維類、ポ
リエチレン糸、ポリプロピレン糸など）を含む混合物を
水に分散させ、機械的に攪拌して均一な水性スラリーを
調製した後、常法による抄紙手法によりシート化する
か、吸引口を有する成形型に水性スラリーを入れ、吸引
して板状体とした後、乾燥すれば良い。特に、繊維状活
性炭を使用する場合には、繊維同志の絡み合いおよび繊
維方向の高い強度などの構造的特性に基いて、高強度の
ペーパーシート或いは板状体が得られるので、より好ま
しい。活性炭素繊維としては、特に限定されるものでは
ないが、通常繊維直径２〜３０μｍ程度（より好ましく
は５〜２０μｍ程度）、繊維長０．５〜１０ｍｍ程度、
孔径８〜２０オングストローム程度の微細孔を有し、比
表面積５００〜２５００ｍ^２／ｇ程度のものを使用する
ことが好ましい。粉末状或いは粒状活性炭としては、平
均粒径１０〜１００μｍ程度、比表面積３００〜２００
０ｍ^２／ｇ程度のものが、吸脱着特性の点から好まし
い。バインダーとしては、通常一般的に使用されている
熱溶融性樹脂バインダー、無機バインダーなどが使用さ
れる。得られるペーパーシート或いは板状体において、
吸着剤１００部に対して、バインダー２〜２０部、補強
材８０部程度までとなるような割合とする。ペーパーシ
ート乃至板状体の厚さは、特に限定されるものではない
が、通常０．１〜５ｍｍ程度である。

【００１３】活性炭として繊維状のものを使用する場合
に、上記と同様の物性を有する活性炭素繊維と吸着剤と
を使用して、あらかじめ乾式法により不織布の形態とし
たペーパーシート乃至板状体を使用しても良い。

【００１４】焼結シート乃至板状体を製造する場合に
は、通常活性炭１００部に必要に応じて２０部以下、よ
り好ましくは２〜２０部程度のバインダーを配合し、均
一に混合した後、成形し、焼結する。活性炭単独で焼結
を行なっても、十分な強度の焼結体が得られる場合に
は、バインダーを使用する必要はない。

【００１５】バインダーを使用する場合には、焼結操作
により、活性炭と一体化する材料（以下焼結性バインダ
ーという）が特に好適であり、より具体的には、不融化
炭素（より詳細には、原料ピッチを不融化処理した未焼
成の炭素）、熱硬化性樹脂（アラミド樹脂、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂など）、不融化した熱溶
融性樹脂（不融化アクリル樹脂、不融化ポリビニルアル
コール樹脂など）が例示される。これらの焼結性バイン
ダーは、熱溶融性のバインダーと異なり、活性炭の細孔
を塞ぐ割合が極めて低い点に特色がある。さらに、焼結
性バインダーを繊維状の形態で使用する場合には（例え
ば、原料ピッチを紡糸し、不融化処理した未焼成の炭素
繊維を使用する場合には）、活性炭の活性炭の細孔を塞
ぐ割合がより少なくなる。繊維状の焼結性バインダーと
しては、繊維径５〜１００μｍ程度、長さ０．１〜５ｍ
ｍ程度のものを使用することが好ましい。

【００１６】活性炭または活性炭とバインダーとの配合
物には、必要に応じて、活性炭１００部に対して、８０
部程度までの補強材をさらに添加しても良い。この様な
添加材としては、上記湿式法によるペーパーシートおよ
び板状体の製造に関して述べたものと同様のものが使用
できる。特に、繊維状活性炭を使用する場合には、繊維
同志の絡み合いおよび繊維方向の高い強度などの構造的
特性に基いて、少量のバインダー使用量により、やはり
高強度の焼結体が得られるので、より好ましい。活性炭
素繊維および粒状乃至粉末状活性炭としても、上記湿式
法によるペーパーシートおよび板状体の製造に関連して
述べたものと同様の物性を有するものが使用できる。

【００１７】焼結シート乃至板状体の形態の本発明吸着
シートは、より詳細には以下の様にして製造される。ま
ず、活性炭単独若しくは活性炭と焼結性バインダーとの
均一な混合物或いはさらに補強材を含む混合物を型に入
れ、圧力５〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２程度（より好まし
くは、１００〜８００ｋｇｆ／ｃｍ^２程度）、温度５０
０〜１５００℃程度（より好ましくは、８００〜１３０
０℃程度）の条件下に焼結する。加圧圧力が５ｋｇｆ／
ｃｍ^２未満の場合および／または焼結温度が５００℃未
満の場合には、焼結不十分となって、強度が低く、密度
の小さい製品となることがある。焼結温度が１５００℃
を上回る場合には、活性炭の細孔が焼結性バインダーに
より塞がれる割合が増大して、焼結シートの吸着性能が
低下する傾向がある。加圧圧力が、１０００ｋｇｆ／ｃ
ｍ^２を上回る場合には、活性炭の細孔が破壊されて、焼
結シートの吸着性能が低下する危険性がある。焼結時間
は、使用する活性炭の種類、成形体の形状、焼結性バイ
ンダーの種類および量などに応じて、適宜選択すれば良
いが、通常５秒〜３０分程度の範囲内にある。

【００１８】或いは、活性炭として繊維状のものを使用
する場合には、あらかじめ上述の湿式法或いは乾式法に
より作成しておいた低密度の予備成形体を焼結しても良
い。これらの予備成形体を使用する場合には、取扱いが
容易となり、密度のむらを防止することができる。特
に、湿式法により作った予備成形体を使用する場合に
は、その目付けのむらが小さいので、焼結体の密度むら
も小さくなり、好ましい。

【００１９】上記の方法で得られた本発明による吸着シ
ートは、密度が０．４ｇ／ｃｍ^３以上という非常に高い
ものとなり、しかもそのほとんどが活性炭により構成さ
れているため、吸着能に優れ、高強度を発揮する。

【００２０】本発明による吸着シートの厚さは、用途な
どに応じて適宜選択すれば良いが、通常０．１〜５ｍｍ
程度とすることが好ましい。吸着シートの厚さが厚すぎ
る場合には、高密度となるため、液体の吸着処理に適用
した際に、内部に存在する吸着剤が有効に利用されない
ことがある。一方、吸着シートの厚さが薄すぎる場合に
は、吸着シート中の吸着剤の絶対量が減少するので、吸
着体の性能が低下する。

【００２１】本発明において、吸着シートと密着して積
層体形状の吸着要素を形成する高熱伝導性シート（本明
細書において、シートとは、板状物を含む）としては、
アルミニウム、銅、炭素鋼、高合金鋼などの金属製シー
ト、黒鉛シートなどが挙げられる。これらの中でも、熱
伝導率が高く且つ安価であることから、アルミニウム製
シートがより好ましい。アルミニウム製シートは、常法
により、アルマイト処理などの表面処理を施しても良
い。高熱伝導性シートの厚さは、０．０２〜３ｍｍ程度
とすることが好ましい。高熱伝導性シートの厚さが薄す
ぎる場合には、吸着要素の伝熱特性が低下する。一方、
高熱伝導性シートの厚さが厚すぎる場合には、吸着要素
中の吸着剤の割合が減少して、吸着特性が低下する。

【００２２】なお、高熱伝導性シートは、吸着シートの
補強材乃至保護層としての機能をも発揮する。

【００２３】

【作用】本発明による吸着要素を使用して処理流体中の
被吸着物を吸着処理する場合には、吸着熱は、高熱伝導
性シートにより吸着体端部に運ばれて、放散されるの
で、吸着シートの温度上昇が防止され、吸着特性の低下
が抑制される。また、吸着物の脱着に際して吸着剤が脱
着熱により大気温度以下となった場合には、大気乃至何
らかの熱源から、高熱伝導性シートを介して、吸着部端
部に熱を供給することができるので、被吸着物の脱着を
促進することができる。

【００２４】以下図面を参照しつつ、本発明をより詳細
に説明する。

【００２５】図１に斜面図として示すように、本発明に
よる吸着要素２は、基本的には、上記の様にして得られ
た吸着シート１を高熱伝導性シート３の少なくとも一方
の面に、より好ましくは両面に密着させた積層体からな
っている。この様に密着状態とすることにより、接触熱
抵抗を低下させることができる。吸着シート１と高熱伝
導性シート３とを密着させるためには、接着剤を使用し
ても良い。接着面積は、両シート間の熱伝導を妨げない
ために、両シートを密着保持させ得る限り、出来るだけ
小さくすることが望ましい。

【００２６】高熱伝導性シート３の両面を２枚の吸着シ
ート１，１によりサンドイッチ状に挟んだ吸着要素２
は、両面から被吸着物質を吸着することが出来るので、
より好ましい。

【００２７】さらに、本発明による吸着要素２において
は、高熱伝導性シート３の端部からの熱放散および熱供
給をより良好に行なうためには、高熱伝導性シート３の
端部を吸着シート１，１の端部よりも外側に延長してあ
る。

【００２８】また、高熱伝導性シート３の端部からの熱
放散或いは熱供給を良好に行なうためには、図２に断面
図として示すように、高熱伝導性シート３の両面を２枚
の吸着シート１，１によりサンドイッチ状に挟んだ複数
個の吸着要素２，……２をスペーサー５……５により一
定の間隔をおいて配置し、高熱伝導性シート３の端部を
冷却用或いは昇温用の熱媒体を通す配管７，７に接続さ
せておくことが好ましい。なお、図２に示す本発明によ
るガス吸着処理装置においては、複数個の吸着要素２，
……２は、シール部材９，９により、密閉空間内に封入
されている。

【００２９】また、図３に断面図として示すように、高
熱伝導性シート３端部からの熱放散或いは熱供給を良好
に行なうために、高熱伝導性シート３，……３の端部を
冷却用或いは昇温用の熱媒体を通す配管７，……７内に
まで延長しておき、冷却用或いは昇温用の熱媒体を該端
部に接触させつつ、流動させることもできる。図３に示
す本発明によるガス吸着処理装置においても、複数個の
吸着要素２，……２は、シール部材９，９により、密閉
空間内に封入されている。

【００３０】さらにまた、高熱伝導性シート３の端部か
らの熱放散或いは熱供給を行なうために、図４に断面図
として示すように、高熱伝導性シート３，……３のを上
下方向に貫く様に配管７，７を配置しても良い。この場
合にも、複数個の吸着シート１，……１は、シール部材
９，９により、密閉空間内に封入されている。

【００３１】本発明による吸着要素２を使用して例えば
流体を処理する場合、該流体の圧力損失を減少させるた
めに、複数個の吸着要素２，……２の間に間隔が形成さ
れるようにこれらを層状に配置することが好ましい。こ
の間隔の存在により、吸着要素間に被吸着物質を含むガ
ス或いは液体を低圧力損失で流し、処理することが可能
となる。間隔の形成方法は、特に限定されるものではな
いが、例えば、図５に断面図として示す様に、平面状の
吸着体と波形状の吸着体とを交互に積層することによ
り、間隔１１を形成することができる。或いは、規則的
にまたはランダムに多数の凹凸を設けた複数枚の吸着体
を凹部と凸部とが重ならない様に積層しても良く、さら
に図２乃至図４に示す実施態様の場合と同様に、所定の
高さのスペーサー５，……５を挿入しても良い。吸着シ
ート間の間隔は、処理対象とするガスおよび被吸着物の
種類、吸着処理装置の使用条件などにより適宜選択さ
れ、特に限定されるものではないが、圧力損失の大きさ
および吸着体の長さを考慮すれば、０．０５〜１０ｍｍ
程度とすることが好ましい。吸着要素間の間隔が、０．
０５ｍｍ未満の場合には、圧力損失が大きくなって、実
用的でなくなるのに対し、１０ｍｍを上回る場合には、
吸着要素と被処理流体との接触が不十分となり、その結
果、被吸着物質が破過しやすくなる。これを防止しよう
とすれば、吸着要素の長さも大きくなって、やはり実用
性に欠けるものとなる。

【００３２】なお、図２乃至図４に示す装置において使
用する加熱用或いは冷却用の流体としては、特に限定さ
れるものではないが、空気、窒素ガスなどの気体、水、
油などの液体などが使用される。

【００３３】本発明によるガス吸着処理装置は、下記の
様な種々の態様を包含する。 （１）圧力スイング方式（ＰＳＡ）によるガス分離装
置：吸着剤としてゼオライト、モレキュラーシービング
カーボン、活性炭などを使用して、空気分離、ガス精製
などを行なう。脱着時に断熱状態で脱着熱が奪われるた
め、熱の供給がない場合には、吸着要素の温度が著しく
低下して（多くの場合、０℃以下となる）、脱着特性が
大きく低下する。しかるに、本発明によれば、熱の供給
が極めて効率よく行なわれるので、脱着特性が著しく改
善され、分離性能が大幅に向上する。本用途において
は、減圧時および昇圧時に吸着要素が破損することのな
いように、吸着要素全体を圧力容器に収容することが好
ましい。

【００３４】なお、図６にモレキュラーシービングカー
ボンを使用する本発明によるＰＳＡ方式の空気精製装置
の一例を示す。

【００３５】図６に示す装置は、吸着体１１および吸着
体１３を主要構成部材としている。吸着体１１が吸着工
程にあり且つ吸着体１３が脱着工程にある場合を想定す
ると、各バルブの開閉状況は、以下の通りである。 ＊開いたバルブ…Ｖ_１，Ｖ_４，Ｖ_５，Ｖ_８，Ｖ_９，Ｖ
_１２ ＊閉じたバルブ…Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_６，Ｖ_７，Ｖ_１０，Ｖ
_１１

【００３６】処理されるべき空気は、大気圧もしくは高
圧でライン１５から吸着体１１内に導入され、吸着処理
された後、ライン１７から装置外に送り出される。一
方、吸着体１３においては、減圧もしくは大気圧状態で
吸着された物質が脱着される。この際、処理された空気
の一部をライン１９を経て吸着体１３内に循環し、吸着
された物質の脱着を促進することが好ましい。

【００３７】上記の吸着および脱着工程を行なうに際し
ては、吸着体１１の延長されたアルミニウムシート部分
にライン２１を経て冷却ガスを流してその冷却を行なう
とともに、吸着体１３の延長されたアルミニウムシート
部分にライン２３を経て加熱ガスを流してその加熱を行
なう。

【００３８】吸着体１１での吸着工程が終了し且つ吸着
体１３での脱着工程が終了すると、上記のバルブの開閉
状態が逆に切り替えられて、吸着体１１で脱着工程が開
始され且つ吸着体１３で吸着工程が開始される。ライン
２５および２７は、両吸着体の排気ラインである。

【００３９】（２）活性炭（粉末状、粒状、繊維状）を
吸着剤とする溶剤回収装置、脱臭装置或いは濃縮装置：
吸着時の熱の除去は、処理後のガスの温度の低下、吸着
性能の向上などの効果をもたらす。例えば、処理後のガ
スを再利用するに際しては、ガス温度を処理前温度と同
程度とする必要があることが多いが、吸着熱の除去を行
なわない場合には、吸着熱により、ガスの温度が上昇す
る。

【００４０】また、脱着時の熱の供給は、脱着特性の改
善および脱着後のガス中の被吸着物質濃度を指数関数的
に高める効果を発揮する。後者の効果は、空気または窒
素により被吸着物質を濃縮して脱着し、これを回収或い
は焼却処分する場合に極めて悠揚である。すなわち、従
来方法では、脱着熱の供給のために高温の空気を多量に
吸着体に供給する必要があるので、脱着後のガス中の被
吸着物質の濃度は、原ガス中の濃度に比してあまり高く
することができなかった。しかるに、本発明の装置を使
用する場合には、脱着熱は、高熱伝導性シートを通して
効率良く供給できるので、少量のキャリアーガスを使用
するだけで、十分に被吸着物質を脱着することが可能と
なり、その結果、脱着後のガス中の被吸着物質の濃度
は、飛躍的に高まる（場合によっては、１００倍以
上）。

【００４１】より具体的には、例えば、非凝縮性のガス
により脱着を行なう溶剤回収装置においては、コンデン
サーの温度を非常な低温とする必要はなく、０℃以上
で、場合によっては室温の冷却水を使用して、溶剤を回
収することができる。

【００４２】また、本発明による濃縮装置を使用して、
例えば空気中の被吸着物質を高度に濃縮し、これを焼却
する場合には、被吸着物質の量が増大し且つ空気の量が
相対的に減少する。従って、燃焼装置の処理ガス量が減
少し、後燃焼装置の規模をそれに比例して縮小すること
ができるので、大幅なコストダウンが可能となる。

【００４３】（３）除湿装置；吸着剤としてシリカゲ
ル、活性炭、活性アルミナ、ゼオライト、吸湿性のハロ
ゲン化物（塩化リチウム、臭化カルシウムなど）などを
使用する吸着式の除湿装置において、吸着熱を除去す
る。この場合には、除湿性能が向上し、また除湿された
空気が除湿熱により温度上昇することを防止し得るの
で、除湿したい空間の温度上昇を防止することができ
る。また、脱着時には、熱の供給により、脱着を促進し
得る。

【００４４】（４）ガス貯蔵タンク：通常のガスボンベ
では高圧状態でガスが貯蔵されているが、タンク内に吸
着剤を充填しておくことにより、より低圧で同量のガス
を貯蔵することができる。しかしながら、単に充填剤を
使用するだけでは、ガスの貯蔵および放出に伴う吸蔵熱
および脱着熱により、貯蔵に要する時間が増大するとと
もに、放出時の流量低下、圧力低下などが生ずる。これ
に対し、本発明による装置では、上記の熱の処理を効率
良く行なうことができるので、これらの問題を解消する
ことができる。貯蔵すべきガスとしては、特に限定され
るものではないが、天然ガス、プロパンガスなどが例示
される

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、下記の様な顕著な効果
が達成される。 （１）被処理流体の吸着時の吸着熱の除去および吸着物
の熱供給を効率良く行なうことが出来る。従って、高濃
度の被吸着物質を含む流体の吸着処理が可能となり、ま
た、低線速の脱着ガスによる被吸着物質の脱着が可能と
なった。 （２）高熱伝導性シートは、吸着要素の補強財としての
作用をも発揮し、特に吸着シートが焼結シーとである場
合に、その破損を効果的に防止する。また、高熱伝導性
シートは、吸着要素の保形性を高め、その破損および変
形を防止する。その結果、吸着要素の優れた吸着特性お
よび通気性が長期にわたり持続される。

【００４６】

【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明の
特徴とするところをより一層明確にする。

【００４７】実施例１ 吸着剤として比表面積２０００ｍ^２／ｇのピッチ系繊維
状炭素繊維（商標“Ａ−２０”、（株）アドール製）９
４部および結合材として不融化したピッチ繊維）６部を
水に分散させ、それぞれの繊維長がほぼすべて５ｍｍ以
下となるまで叩解して、均一なスラリーを得た。次い
で、下部に多数の吸引口を有する平面状の成形型に上記
のスラリーを入れ、吸引を行ない、目付約２３０ｇ／ｍ
^２の平板の成形品を得た後、乾燥して嵩密度約０．１ｇ
／ｃｍ^３の乾燥物を得た。

【００４８】次いで、得られた乾燥物をプレス機により
圧力２００ｋｇｆ／ｃｍ^２で加圧しつつ、９００℃で１
０分間保持することにより、１００ｍｍ×１００ｍｍ×
０．４４ｍｍで嵩密度０．５２ｇ／ｃｍ^３の平板状の焼
結シートを得た。また、非常に緩やかな波形状の成形型
内に上記と同様にして製造した乾燥物を設置し、プレス
機により圧力２００ｋｇｆ／ｃｍ^２で加圧しつつ、９０
０℃で３０分間保持することにより、厚さ０．４４ｍｍ
で嵩密度０．５２ｇ／ｃｍ^３の波形状の焼結シートを得
た。得られたシートの波形は、山と谷との高さの差が
０．３ｍｍであり、山と山との間隔が１０ｍｍであっ
た。

【００４９】上記の様にして得られた平板状の焼結シー
トおよび波形状の焼結シートの強度は高く、取扱いに支
障は全くなかった。また、これらの焼結シートのベンゼ
ン平衡吸着量は、７０％程度であり、ピッチ系繊維状活
性炭の吸着能が殆どそのまま維持されていることが明ら
かとなった。次いで、厚さ０．１ｍｍの平板状アルミニ
ウム板を平板状の焼結シートに密着させることにより平
板状の吸着体を調製するとともに、厚さ０．１ｍｍの波
形状のアルミニウム板を波形状の焼結シートに密着させ
ることにより波形状の吸着要素を調製した。なお、波形
状のアルミニウム板は、上記の波形状の成形型を使用し
て、プレス加工により製造した。

【００５０】かくして得られた平板状の吸着要素と波形
状の吸着要素とを吸着シート部分の断面が幅１００ｍｍ
×高さ１００ｍｍ×長さ１００ｍｍとなる様に交互に積
層して、図５に示す積層吸着体を製造した。該積層吸着
体中の焼結シートの充填密度は、０．３８ｇ／ｃｍ^３で
あった。なお、アルミニウム板の両側方（図５において
左右側方）の延長部長さは、それぞれ５０ｍｍであっ
た。次いで、この様な積層吸着体を２個使用して、図６
に示す形式のガス処理装置を組み立た。

【００５１】この様な装置を使用して、下記の条件で脱
着工程と吸着工程とを繰り返し、ベンゼンの濃縮テスト
を行なった。 （１）テスト条件 （ａ）吸着工程 ＊処理ガス…ベンゼン濃度５０００ｐｐｍの窒素ガス
（２５℃） ＊処理ガスの空塔速度…２０ｃｍ／秒 ＊アルミニウムシートの延長部分には、空塔速度１ｍ／
秒で２５℃の空気を流した。 ＊脱着時間…２５分 （ｂ）脱着工程 ＊吸着方向とは逆に空塔速度６ｍ／秒で１３０℃の窒素
ガスを流した。 ＊アルミニウムシートの延長部分には、空塔速度１ｍ／
秒で１３０℃の空気を流した。 ＊吸着時間…６分 （２）テスト結果 ＊吸着工程での工程中の平均出口濃度…約２００ｐｐｍ ＊脱着工程での工程中の平均出口濃度…約６６０００ｐ
ｐｍ 上記の結果から明らかな様に、ベンゼン除去率９６％お
よび濃縮率１３．２倍という優れた成績が達成された。

【００５２】本実施例装置では、窒素脱着方式でベンゼ
ンの回収を行なう場合には、１０℃の冷水を用いたコン
デンサーにより回収を行なうことができる。

【００５３】比較例１ 実施例１で使用した平面状の焼結シートを２枚重ねたも
のと波形状の焼結シートを２枚重ねたものとを交互に積
層し、吸着シート部分の断面が１００ｍｍ×１００ｍｍ
×１００ｍｍの吸着体を作製した。これを組み込んだガ
ス吸着装置を組み立て、実施例１に準じてベンゼンの濃
縮操作を行なった。但し、平板状および波形状のいずれ
の吸着要素も、アルミニウムシートを備えていないの
で、空気による冷却及び加熱を行うことは出来ない。ま
た、脱着工程では、ベンゼンの除去率が９６％となるよ
うに、脱着時間を大きくした。

【００５４】結果は、下記の通りであった。 ＊脱着時間を吸着時間と同じ２５分まで延長したが、除
去率は、９４％までしか達しなかった。 ＊脱着工程中の平均出口ベンゼン濃度は、約１４８００
０ｐｐｍ、すなわち、濃縮倍率は２．９６倍に過ぎなか
った。

【００５５】本比較例装置により窒素脱着方式でベンゼ
ンの回収を行なう場合には、−１５℃以下の冷媒を使用
する必要があるので、チラー装置が高価となり、大量の
冷却エネルギーが必要となることは避けられない。

【００５６】実施例２ 高温で空気酸化した吸湿性のよい比表面積約６００ｍ^２
／ｇのピッチ径活性炭素繊維（ＡＣＦ）を長さ０．１〜
２ｍｍ程度となるまでミルドしたものを吸着剤として使
用し、これに木材パルプおよび熱溶融性合成樹脂バイン
ダーを加えて水に分散させ、均一なスラリーを調製した
後、通常の抄紙法により吸着シートを製造した。吸着シ
ートの組成は、ＡＦＣ６５部、木材パルプ２７部および
熱溶融性合成樹脂バインダー８部であり、目付けは７０
ｇ／ｍ^２、厚さは約０．３ｍｍであった。

【００５７】次いで、厚さ０．１ｍｍのアルミニウムシ
ートを上記の吸着シート２枚によりサンドイッチし、平
板状の吸着要素と波形状の吸着要素とを製造し、さらに
吸着シート部分の断面が幅１００ｍｍ×高さ１００ｍｍ
×長さ１００ｍｍとなる様に交互に積層して、図５に示
す積層吸着体を製造した。なお、山部と谷部との間隔
は、１．０ｍｍであり、アルミニウム板の両側方（図５
において左右側方）の延長部長さは、それぞれ４０ｍｍ
であった。次いで、この様な積層吸着体を２個使用し
て、図６に示す形式の除湿装置を組み立て、除湿試験を
行なった。

【００５８】試験条件 ＊温度２５℃、湿度６０％の被処理空気を空塔速度１．
０ｍ／秒で供給して、吸着工程を行なう。吸着時間は、
１．９分とする。 ＊吸着時とは逆方向に温度１２０℃の脱着用空気を空塔
速度０．７ｍ／秒で供給して、脱着工程を行なう。脱着
時間は、１．９分とする。 ＊２個の積層吸着体により、吸着工程と脱着工程とを連
続的に交互に行なう。 ＊アルミニウムシートの延長部分には、吸着時には２１
℃の空気を空塔速度１．０ｍ／秒で流し、脱着時には１
２０℃の空気を空塔速度１．０ｍ／秒で流す。 試験結果 ＊吸着工程出口温度：２５．５℃、相対湿度；８％ 吸着工程入口温度と吸着工程出口温度とをほぼ同じとす
ることができることが明らかである。

【００５９】比較例２ 実施例２と同様にして製造した吸着シートを使用し且つ
アルミニウムシートを使用することなく、平板状の吸着
要素と波形状の吸着要素とを製造し、さらに吸着シート
部分の断面が幅１００ｍｍ×高さ１００ｍｍ×長さ１０
０ｍｍとなる様に交互に積層して、積層吸着体を製造し
た。なお、山部と谷部との間隔は、１．０ｍｍであっ
た。次いで、この様な積層吸着体を２個使用して、図６
に示す形式の除湿装置を組み立て、実施例２と同様にし
て空気の除湿試験を行なった。 試験結果 ＊吸着工程出口温度：３４℃、湿度；約１５％（この値
は、２５℃で相対湿度約２５％に相当する） 本比較例の場合には、吸着工程温度が９℃上昇して、除
湿量も実施例２に比して、約２／３程度に低下してい
る。

【００６０】

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明で使用する吸着要素の一例の概要を
示す斜面図である。

【図２】は、図１に示す吸着要素を使用する本発明によ
るガス吸着処理装置の一例を示す断面図である。

【図３】は、図１に示す吸着要素を使用する本発明によ
るガス吸着処理装置の他の一例を示す断面図である。

【図４】は、図１に示す吸着要素を使用する本発明によ
るガス吸着処理装置の更に他の一例を示す断面図であ
る。

【図５】は、平板状の吸着体と波形状の吸着体との組合
わせを使用する本発明によるガス吸着処理装置の更に他
の一例を示す断面図である。して吸着シートの冷却また
は加熱を行なう装置の一例を示す断面図である。

【図６】は、本発明による空気処理装置の作動状況の一
例を示すフローチャートである。

【００６１】

【符号の説明】

１…吸着シート ２…吸着要素 ３…高熱伝導性シート ５…スペーサー ７…熱媒体用配管 ９…シール部材 １１…吸着体 １３…吸着体 １５…被処理空気導入ライン １７…処理済空気送出ライン １９…処理済空気循環ライン ２１…冷却ガスライン ２３…加熱ガスライン ２５…排気ライン ２７…排気ライン

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年１１月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】図７および図８は、複数の高熱伝導性シー
ト３，……３をまとめて熱媒体用配管７に接続した形態
の実施例をそれぞれ示す。ただし、簡略化のために、右
半分のみを示してある。これらの実施例によれば、図２
乃至図５に示すシール部材９を省略することができるの
で、加工工数を低減することができる。１０は、ユニッ
トＡおよびＢを形成するための壁板を示すが、必須の要
件ではない。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図７

【補正方法】追加

【補正内容】

【図７】複数の高熱伝導性シート３，……３をまとめて
熱媒体用配管７に接続した形態の一実施例を示す断面図
である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図８

【補正方法】追加

【補正内容】

【図８】複数の高熱伝導性シート３，……３をまとめて
熱媒体用配管７に接続した形態の他の一実施例を示す断
面図である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １…吸着シート ２…吸着要素 ３…高熱伝導性シート ５…スペーサー ７…熱媒体用配管 ９…シール部材 １０…壁板 １１…吸着体 １３…吸着体 １５…被処理空気導入ライン １７…処理済空気送出ライン １９…処理済空気循環ライン ２１…冷却ガスライン ２３…加熱ガスライン ２５…排気ライン ２７…排気ライン

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】追加

【補正内容】

【図７】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】追加

【補正内容】

【図８】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸着剤を含む吸着シートを備えたガス吸着
   処理装置であって、該吸着シートの少なくとも一方の面
   に高熱伝導性シートが密着されており、該高熱伝導性シ
   ートの端部は前記吸着シートの端部よりも外側に延長さ
   れており、該高熱伝導性シートの延長部分はシール部材
   により前記吸着シートから隔離されており、該高熱伝導
   性シートの延長部分に熱供給或いは熱除去を行なう熱交
   換要素が接続されていることを特徴とするガス吸着処理
   装置。
2. 【請求項２】吸着シートとその少なくとも一方の面に密
   着された高熱伝導性シートとからなる吸着要素を少なく
   とも２組備えており、両吸着要素の間に空間が形成され
   ている請求項１に記載のガス吸着処理装置。
3. 【請求項３】ガス吸着処理装置が、圧力スイング方式の
   ガス分離装置である請求項１または２に記載のガス吸着
   処理装置。
4. 【請求項４】ガス吸着処理装置が、溶剤回収装置である
   請求項１または２に記載のガス吸着処理装置。
5. 【請求項５】ガス吸着処理装置が、ガス濃縮装置である
   請求項１または２に記載のガス吸着処理装置。
6. 【請求項６】ガス吸着処理装置が、除湿装置である請求
   項１または２に記載のガス吸着処理装置。
7. 【請求項７】ガス吸着処理装置が、ガスを吸着貯蔵する
   タンクである請求項１または２に記載のガス吸着処理装
   置。