JPH0739752A - 二酸化炭素の吸着剤およびその製造方法 - Google Patents
二酸化炭素の吸着剤およびその製造方法Info
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- JPH0739752A JPH0739752A JP5205866A JP20586693A JPH0739752A JP H0739752 A JPH0739752 A JP H0739752A JP 5205866 A JP5205866 A JP 5205866A JP 20586693 A JP20586693 A JP 20586693A JP H0739752 A JPH0739752 A JP H0739752A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＰＳＡ法により二酸化炭素を分離濃縮するため
に好適な、選択比率が高く、かつ、吸収容量の大きな二
酸化炭素の吸着剤を得る。 【構成】Ｎａ−Ａ型ゼオライトを、水溶性バリウム塩の
水溶液に浸漬して、ナトリウム含有アルミノケイ酸塩の
ナトリウムイオンの２〜８０当量％をバリウムイオンで
イオン交換する。
に好適な、選択比率が高く、かつ、吸収容量の大きな二
酸化炭素の吸着剤を得る。 【構成】Ｎａ−Ａ型ゼオライトを、水溶性バリウム塩の
水溶液に浸漬して、ナトリウム含有アルミノケイ酸塩の
ナトリウムイオンの２〜８０当量％をバリウムイオンで
イオン交換する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二酸化炭素の吸着剤、
特にＰＳＡ方式により二酸化炭素を分離濃縮するための
吸着剤、および、その製造方法に関するものである。
特にＰＳＡ方式により二酸化炭素を分離濃縮するための
吸着剤、および、その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃焼排ガスのような、二酸化炭素、水、
窒素などを含有する混合ガスから、二酸化炭素を分離濃
縮する方法として、二酸化炭素を選択的に吸着する吸着
剤を使用した圧力変動吸着法（ＰＳＡ法）が知られてい
る。このときの吸着剤としては、活性炭、分子篩カーボ
ン、合成ゼオライト１３Ｘ型などが用いられている。
窒素などを含有する混合ガスから、二酸化炭素を分離濃
縮する方法として、二酸化炭素を選択的に吸着する吸着
剤を使用した圧力変動吸着法（ＰＳＡ法）が知られてい
る。このときの吸着剤としては、活性炭、分子篩カーボ
ン、合成ゼオライト１３Ｘ型などが用いられている。
【０００３】ＰＳＡ法においては、吸着剤が目的の気体
を選択的に吸着できるほうが好ましいが、上記の吸着剤
では、窒素の吸着量に対する二酸化炭素の吸着量の比率
（以下、吸着の選択比率という）が５〜１５程度であっ
て必ずしも十分でなかった。合成ゼオライト系吸着剤
は、炭素系の吸着剤に比べると選択比率は高いものの、
ガス中の水分により大きく影響を受けて、吸着容量が大
幅に低下するという欠点を有している。
を選択的に吸着できるほうが好ましいが、上記の吸着剤
では、窒素の吸着量に対する二酸化炭素の吸着量の比率
（以下、吸着の選択比率という）が５〜１５程度であっ
て必ずしも十分でなかった。合成ゼオライト系吸着剤
は、炭素系の吸着剤に比べると選択比率は高いものの、
ガス中の水分により大きく影響を受けて、吸着容量が大
幅に低下するという欠点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＰＳＡ法に
より二酸化炭素を分離濃縮するために好適な、選択比率
が高く、かつ、吸収容量の大きな二酸化炭素の吸着剤を
提供することを目的とする。
より二酸化炭素を分離濃縮するために好適な、選択比率
が高く、かつ、吸収容量の大きな二酸化炭素の吸着剤を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ナトリウム含
有アルミノケイ酸塩のナトリウムイオンの２〜８０当量
％がバリウムイオンでイオン交換された組成物からなる
二酸化炭素の吸着剤を提供するものである。
有アルミノケイ酸塩のナトリウムイオンの２〜８０当量
％がバリウムイオンでイオン交換された組成物からなる
二酸化炭素の吸着剤を提供するものである。
【０００６】ナトリウム含有アルミノケイ酸塩として、
具体的にはＮａ−Ａ型ゼオライトを挙げることができ
る。
具体的にはＮａ−Ａ型ゼオライトを挙げることができ
る。
【０００７】ナトリウムイオンとバリウムイオンのイオ
ン交換率としては、２〜８０当量％の範囲にあることが
必要である。イオン交換率が２当量％にみたない場合
は、二酸化炭素の吸着の選択比率が低下するので不適当
である。逆にイオン交換率が８０当量％を超える場合
は、二酸化炭素の吸着容量が低下するので不適当であ
る。さらに好ましいイオン交換率の範囲は、３〜２０当
量％である。
ン交換率としては、２〜８０当量％の範囲にあることが
必要である。イオン交換率が２当量％にみたない場合
は、二酸化炭素の吸着の選択比率が低下するので不適当
である。逆にイオン交換率が８０当量％を超える場合
は、二酸化炭素の吸着容量が低下するので不適当であ
る。さらに好ましいイオン交換率の範囲は、３〜２０当
量％である。
【０００８】Ｎａ−Ａ型ゼオライトを、上記の範囲でイ
オン交換した場合、得られるアルミノケイ酸塩をＸ線回
折で測定すると、もとのＮａ−Ａ型ゼオライトの主要ピ
ークは位置がそのままで高さだけ低くなっている。バリ
ウム置換によりＮａ−Ａ型ゼオライトの一部が、非晶質
のアルミノケイ酸塩に変化しているものと考えられる。
イオン交換後の、Ｎａ−Ａ型ゼオライトの主要ピーク
が、もとの高さの５〜８０％である場合は、二酸化炭素
の選択的吸着性が良好であるので好ましい。
オン交換した場合、得られるアルミノケイ酸塩をＸ線回
折で測定すると、もとのＮａ−Ａ型ゼオライトの主要ピ
ークは位置がそのままで高さだけ低くなっている。バリ
ウム置換によりＮａ−Ａ型ゼオライトの一部が、非晶質
のアルミノケイ酸塩に変化しているものと考えられる。
イオン交換後の、Ｎａ−Ａ型ゼオライトの主要ピーク
が、もとの高さの５〜８０％である場合は、二酸化炭素
の選択的吸着性が良好であるので好ましい。
【０００９】イオン交換の方法としては、水溶性のバリ
ウム塩の水溶液、例えば塩化バリウムの水溶液を、ナト
リウム含有アルミノケイ酸塩と接触させる方法が好まし
く採用できる。水溶液中のバリウム塩の濃度としては、
１〜１０重量％程度を採用するのが好ましい。水溶液中
のバリウム塩濃度が１重量％に満たない場合は、イオン
交換速度が低く処理に長時間が必要になるので好ましく
ない。逆に水溶液中のバリウム塩濃度が１０重量％を超
える場合は、バリウム濃度の増加の割にはイオン交換の
速度が増加の効果が少なく、水洗によるバリウム塩の損
失が増大するので好ましくない。イオン交換の条件は、
温度が３０〜９０℃、時間が０．５〜４時間の範囲で行
うのが好ましい。
ウム塩の水溶液、例えば塩化バリウムの水溶液を、ナト
リウム含有アルミノケイ酸塩と接触させる方法が好まし
く採用できる。水溶液中のバリウム塩の濃度としては、
１〜１０重量％程度を採用するのが好ましい。水溶液中
のバリウム塩濃度が１重量％に満たない場合は、イオン
交換速度が低く処理に長時間が必要になるので好ましく
ない。逆に水溶液中のバリウム塩濃度が１０重量％を超
える場合は、バリウム濃度の増加の割にはイオン交換の
速度が増加の効果が少なく、水洗によるバリウム塩の損
失が増大するので好ましくない。イオン交換の条件は、
温度が３０〜９０℃、時間が０．５〜４時間の範囲で行
うのが好ましい。
【００１０】イオン交換の際にナトリウム含有アルミノ
ケイ酸塩は、粉末状であっても、あるいは造粒されたも
のであってもよい。造粒されたナトリウム含有アルミノ
ケイ酸塩の場合、イオン交換の前後で粒子の形状に変化
はない。イオン交換の後で造粒することもできる。
ケイ酸塩は、粉末状であっても、あるいは造粒されたも
のであってもよい。造粒されたナトリウム含有アルミノ
ケイ酸塩の場合、イオン交換の前後で粒子の形状に変化
はない。イオン交換の後で造粒することもできる。
【００１１】
実施例１ Ｎａ−Ａ型合成ゼオライト微粉末（平均粒子径２．５μ
ｍ）９０重量部に、成形用バインダーとしてベントナイ
ト１０重量部を混合し、水を添加して混練し、押し出し
造粒機で成形した。この成形体を、７００℃で１．５時
間焼成して、直径１．５ｍｍ、長さ約５ｍｍの円柱状の
合成ゼオライトのペレットを得た。次に、このペレット
１０重量部を、３重量％の塩化バリウム水溶液２００重
量部に、温度４０℃で１時間接触させて、ナトリウムの
一部をバリウムでイオン交換した。イオン交換後、水洗
して付着している塩化バリウムを十分に除去した後、４
００℃で１時間乾燥した。
ｍ）９０重量部に、成形用バインダーとしてベントナイ
ト１０重量部を混合し、水を添加して混練し、押し出し
造粒機で成形した。この成形体を、７００℃で１．５時
間焼成して、直径１．５ｍｍ、長さ約５ｍｍの円柱状の
合成ゼオライトのペレットを得た。次に、このペレット
１０重量部を、３重量％の塩化バリウム水溶液２００重
量部に、温度４０℃で１時間接触させて、ナトリウムの
一部をバリウムでイオン交換した。イオン交換後、水洗
して付着している塩化バリウムを十分に除去した後、４
００℃で１時間乾燥した。
【００１２】この結果、ナトリウムイオンの６当量％が
バリウムイオンで置換された。イオン交換の前後で粉末
Ｘ線回折測定を行ったところ、主要ピークの位置に変化
はないが、イオン交換によってそのピークの高さは約６
０％に減少していた。
バリウムイオンで置換された。イオン交換の前後で粉末
Ｘ線回折測定を行ったところ、主要ピークの位置に変化
はないが、イオン交換によってそのピークの高さは約６
０％に減少していた。
【００１３】このバリウム置換アルミノケイ酸塩ペレッ
トについて、平衡吸着量を圧力７６０ｍｍＨｇ、２０℃
で測定した。二酸化炭素の平衡吸着量は５６．４Ｎｃｃ
／ｇ、窒素の平衡吸着量は１．２Ｎｃｃ／ｇであり、選
択比率は４７倍であった。温度２０℃、相対湿度９０％
での平衡水分吸着量は１５重量％であった。置換前のゼ
オライトの選択率は７倍、平衡水分吸着量は２３重量％
であった。
トについて、平衡吸着量を圧力７６０ｍｍＨｇ、２０℃
で測定した。二酸化炭素の平衡吸着量は５６．４Ｎｃｃ
／ｇ、窒素の平衡吸着量は１．２Ｎｃｃ／ｇであり、選
択比率は４７倍であった。温度２０℃、相対湿度９０％
での平衡水分吸着量は１５重量％であった。置換前のゼ
オライトの選択率は７倍、平衡水分吸着量は２３重量％
であった。
【００１４】実施例２ イオン交換の条件を、温度６０℃で１時間接触とした以
外は実施例１と同様にして、ナトリウムイオンの１２当
量％がバリウムイオンで置換されたペレットを得た。イ
オン交換の前後で粉末Ｘ線回折測定を行ったところ、主
要ピークの位置に変化はないが、イオン交換によってそ
のピークの高さは約４０％に減少していた。
外は実施例１と同様にして、ナトリウムイオンの１２当
量％がバリウムイオンで置換されたペレットを得た。イ
オン交換の前後で粉末Ｘ線回折測定を行ったところ、主
要ピークの位置に変化はないが、イオン交換によってそ
のピークの高さは約４０％に減少していた。
【００１５】このバリウム置換アルミノケイ酸塩ペレッ
トについて、平衡吸着量を圧力７６０ｍｍＨｇ、２０℃
で測定した。二酸化炭素の平衡吸着量は１９．２Ｎｃｃ
／ｇ、窒素の平衡吸着量は０．３Ｎｃｃ／ｇであり、選
択比率は６４倍であった。温度２０℃、相対湿度９０％
での平衡水分吸着量は１１重量％であった。
トについて、平衡吸着量を圧力７６０ｍｍＨｇ、２０℃
で測定した。二酸化炭素の平衡吸着量は１９．２Ｎｃｃ
／ｇ、窒素の平衡吸着量は０．３Ｎｃｃ／ｇであり、選
択比率は６４倍であった。温度２０℃、相対湿度９０％
での平衡水分吸着量は１１重量％であった。
【００１６】実施例３ 実施例１で用いたのと同じＮａ−Ａ型合成ゼオライト微
粉末を造粒せず、実施例と同様な条件でイオン交換を行
った。この結果、ナトリウムイオンの８０当量％がバリ
ウムイオンで置換された粉末が得られた。イオン交換の
前後で粉末Ｘ線回折測定を行ったところ、主要ピークの
位置に変化はないが、イオン交換によってそのピークの
高さは約５％に減少していた。
粉末を造粒せず、実施例と同様な条件でイオン交換を行
った。この結果、ナトリウムイオンの８０当量％がバリ
ウムイオンで置換された粉末が得られた。イオン交換の
前後で粉末Ｘ線回折測定を行ったところ、主要ピークの
位置に変化はないが、イオン交換によってそのピークの
高さは約５％に減少していた。
【００１７】このバリウム置換アルミノケイ酸塩粉末に
ついて、平衡吸着量を圧力７６０ｍｍＨｇ、２０℃で測
定した。二酸化炭素の平衡吸着量は１２．１Ｎｃｃ／
ｇ、窒素の平衡吸着量は０．５Ｎｃｃ／ｇであり、選択
比率は２４倍であった。温度２０℃、相対湿度９０％で
の平衡水分吸着量は５重量％であった。
ついて、平衡吸着量を圧力７６０ｍｍＨｇ、２０℃で測
定した。二酸化炭素の平衡吸着量は１２．１Ｎｃｃ／
ｇ、窒素の平衡吸着量は０．５Ｎｃｃ／ｇであり、選択
比率は２４倍であった。温度２０℃、相対湿度９０％で
の平衡水分吸着量は５重量％であった。
【００１８】
【発明の効果】本発明の二酸化炭素の吸着剤は、二酸化
炭素の選択比率が高く、かつ、水分の多い条件でも吸収
容量が大きい。この吸着剤は、ＰＳＡ法により二酸化炭
素を分離濃縮するために好適に使用できる。
炭素の選択比率が高く、かつ、水分の多い条件でも吸収
容量が大きい。この吸着剤は、ＰＳＡ法により二酸化炭
素を分離濃縮するために好適に使用できる。
Claims (4)
- 【請求項１】ナトリウム含有アルミノケイ酸塩のナトリ
ウムイオンの２〜８０当量％がバリウムイオンでイオン
交換された組成物からなる二酸化炭素の吸着剤。 - 【請求項２】ナトリウム含有アルミノケイ酸塩がＮａ−
Ａ型ゼオライトであり、粉末Ｘ線回折ピークの高さが、
イオン交換されてないＮａ−Ａ型ゼオライトの５〜８０
％である請求項１の二酸化炭素の吸着剤。 - 【請求項３】ナトリウム含有アルミノケイ酸塩を、水溶
性バリウム塩の水溶液に浸漬して、ナトリウム含有アル
ミノケイ酸塩のナトリウムイオンの２〜８０当量％をバ
リウムイオンでイオン交換する二酸化炭素の吸着剤の製
造方法。 - 【請求項４】ナトリウム含有アルミノケイ酸塩を造粒し
た後、イオン交換を行う請求項２の二酸化炭素の吸着剤
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20586693A JP3451664B2 (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 二酸化炭素の吸着剤およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20586693A JP3451664B2 (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 二酸化炭素の吸着剤およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0739752A true JPH0739752A (ja) | 1995-02-10 |
| JP3451664B2 JP3451664B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=16514023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20586693A Expired - Fee Related JP3451664B2 (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | 二酸化炭素の吸着剤およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3451664B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008505831A (ja) * | 2004-07-08 | 2008-02-28 | ヒョスン・コーポレーション | アルカリ土類金属でイオン交換および含浸されたゼオライトを用いた三フッ化窒素ガスの精製方法 |
| JP2008505750A (ja) * | 2004-07-08 | 2008-02-28 | ヒョスン・コーポレーション | アルカリ土類金属でイオン交換されたゼオライトを用いた三フッ化窒素ガスの精製方法 |
| WO2012144189A1 (ja) * | 2011-04-21 | 2012-10-26 | パナソニック株式会社 | 二酸化炭素の吸着及び放出デバイス |
| WO2016088544A1 (ja) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | 日本化学工業株式会社 | 吸着剤及びその製造方法 |
| US9555391B2 (en) | 2012-06-25 | 2017-01-31 | Panasonic Corporation | Carbon dioxide adsorbent |
| CN112742361A (zh) * | 2019-10-31 | 2021-05-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 含钡吸附剂的制备方法和制备装置 |
| WO2022019065A1 (ja) | 2020-07-20 | 2022-01-27 | 株式会社クラレ | 酸性ガス分離デバイス、空気清浄機、エアーコンディショナ、及び酸性ガス濃縮装置 |
| WO2022185903A1 (ja) | 2021-03-04 | 2022-09-09 | 株式会社クラレ | 二酸化炭素吸着電池、及び充放電装置 |
-
1993
- 1993-07-28 JP JP20586693A patent/JP3451664B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008505831A (ja) * | 2004-07-08 | 2008-02-28 | ヒョスン・コーポレーション | アルカリ土類金属でイオン交換および含浸されたゼオライトを用いた三フッ化窒素ガスの精製方法 |
| JP2008505750A (ja) * | 2004-07-08 | 2008-02-28 | ヒョスン・コーポレーション | アルカリ土類金属でイオン交換されたゼオライトを用いた三フッ化窒素ガスの精製方法 |
| US7842125B2 (en) | 2004-07-08 | 2010-11-30 | Hyosung Corporation | Process for refining nitrogen trifluoride gas using alkali earth metal exchanged zeolite |
| WO2012144189A1 (ja) * | 2011-04-21 | 2012-10-26 | パナソニック株式会社 | 二酸化炭素の吸着及び放出デバイス |
| JP5604588B2 (ja) * | 2011-04-21 | 2014-10-08 | パナソニック株式会社 | 二酸化炭素の吸着及び放出デバイス |
| US9205369B2 (en) | 2011-04-21 | 2015-12-08 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Adsorption and release device of carbon dioxide |
| US9555391B2 (en) | 2012-06-25 | 2017-01-31 | Panasonic Corporation | Carbon dioxide adsorbent |
| WO2016088544A1 (ja) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | 日本化学工業株式会社 | 吸着剤及びその製造方法 |
| CN112742361A (zh) * | 2019-10-31 | 2021-05-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 含钡吸附剂的制备方法和制备装置 |
| WO2022019065A1 (ja) | 2020-07-20 | 2022-01-27 | 株式会社クラレ | 酸性ガス分離デバイス、空気清浄機、エアーコンディショナ、及び酸性ガス濃縮装置 |
| WO2022185903A1 (ja) | 2021-03-04 | 2022-09-09 | 株式会社クラレ | 二酸化炭素吸着電池、及び充放電装置 |
| KR20230150989A (ko) | 2021-03-04 | 2023-10-31 | 주식회사 쿠라레 | 이산화탄소 흡착 전지, 및 충방전 장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3451664B2 (ja) | 2003-09-29 |
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