WO2015001989A1 - 吸収方法及び吸収装置 - Google Patents

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WO2015001989A1
WO2015001989A1 PCT/JP2014/066446 JP2014066446W WO2015001989A1 WO 2015001989 A1 WO2015001989 A1 WO 2015001989A1 JP 2014066446 W JP2014066446 W JP 2014066446W WO 2015001989 A1 WO2015001989 A1 WO 2015001989A1
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fluid
flow path
gas
absorption
channel
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PCT/JP2014/066446
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松岡　亮
野一色　公二
彰利 藤澤
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株式会社神戸製鋼所
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Publication date
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    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide

Definitions

  • the present invention relates to an absorption method and an absorption device.
  • An absorption operation is one of the methods for separating specific components in gas.
  • the absorption operation methods are roughly classified into a method of dispersing the absorbing liquid in the gas and a method of dispersing the gas in the absorbing liquid.
  • an absorption tower such as a packed tower or a spray tower is used.
  • an absorption tower such as a plate tower or a bubble tower is used.
  • this absorption tower it is also well-known as a technique of patent gazette description (for example, refer patent document 1, 2).
  • An object of the present invention is to increase the absorption rate per unit volume of the absorption liquid while increasing the absorption speed when absorbing the specific component in the gas into the absorption liquid.
  • the absorption method includes a step of preparing a fine flow path, and the gas so that the absorbed component as the second fluid is absorbed from the gas as the first fluid including the absorbed component. And a main flow step for flowing the absorption liquid through the fine flow path, and a third fluid for increasing the pressure in the fine flow path in a state where the gas and the absorption liquid are flowed through the fine flow path. A sub-circulation step for circulating the gas in the fine flow path.
  • An absorption device includes a first supply unit that supplies a gas as a first fluid containing a component to be absorbed, a second supply unit that supplies an absorbing liquid as a second fluid, A fine channel that absorbs the component to be absorbed from the gas to the absorption liquid while circulating the gas supplied by the first supply unit and the absorption liquid supplied by the second supply unit; And a third supply unit for supplying a third fluid for increasing the pressure in the fine channel to the fine channel.
  • the fine channel device used in the present embodiment is used in an absorption method (absorption operation) in which a specific component is absorbed from a gas as a first fluid into an absorption liquid as a second fluid. That is, the fine channel device is used for an absorption device.
  • this fine channel apparatus can be used also in order to produce interaction other than the absorption operation of those fluids by making fluids merge.
  • the fine channel device can be used for a microreactor, a heat exchanger, a reaction device for extraction reaction, a mixing device for emulsification, and the like.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a microchannel device 1 according to the present embodiment.
  • the microchannel device 1 includes a main body portion 4, a first fluid header 6, a second fluid header 8, a third fluid header 10, and a fluid discharge. Header 12 and temperature control fluid headers 14 and 16 are provided.
  • the main body 4 occupies most of the fine channel device 1 and is formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the main body 4 has a first end surface 4a, a second end surface 4b, a third end surface 4c, and a fourth end surface 4d.
  • the first end surface 4 a is an end surface facing one side in the longitudinal direction of the main body portion 4.
  • the 2nd end surface 4b is an end surface of the main-body part 4 which faces the opposite side to the 1st end surface 4a.
  • the third end surface 4 c is an end surface that faces one side in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the main body portion 4.
  • the 4th end surface 4d is an end surface of the main-body part 4 which faces the opposite side to the 3rd end surface 4c.
  • the longitudinal direction of the main body 4 is the same as the longitudinal direction of the microchannel device 1.
  • the short direction of the main body 4 is the same as the short direction of the fine channel device 1.
  • the thickness direction of the main body 4 is
  • the first fluid header 6 and the temperature control fluid header 16 are disposed so as to face the first end surface 4 a of the main body 4 and are coupled to the main body 4.
  • the fluid discharge header 12 and the temperature adjusting fluid header 14 are disposed so as to face the second end surface 4 b of the main body 4 and are coupled to the main body 4.
  • the second fluid header 8 and the third fluid header 10 are disposed so as to face the third end face 4 c of the main body 4 and are coupled to the main body 4.
  • the third fluid header 10 is disposed at a position farther from the first end surface 4 a than the second fluid header 8.
  • each fluid flow path 2 is a flow path for causing the first fluid, the second fluid, and the third fluid to join and circulate.
  • the first fluid and the second fluid are fluids that interact with each other.
  • Each fluid flow path 2 absorbs the component to be absorbed from the first fluid to the second fluid while allowing the first fluid and the second fluid to flow in contact with each other.
  • Each temperature control flow path 3 is a flow path for flowing a temperature control fluid for adjusting the temperature of the fluid flowing through the fluid flow path 2. Therefore, the fluid flow path 2 and the temperature control flow path 3 will be described.
  • FIG. 2A is a diagram showing an example of the fluid flow path 2 in the micro flow path device 1 in the present embodiment.
  • Each fluid channel 2 is a so-called micro channel having a minute channel diameter.
  • Each fluid channel 2 is an example of a fine channel.
  • the fluid flow path 2 includes a first introduction path 2a, a second introduction path 2b, a third introduction path 2c, and a merging fluid flow path 2d.
  • the first introduction path 2a is a part into which the first fluid is introduced.
  • the second introduction path 2b is a part into which the second fluid is introduced.
  • the third introduction path 2c is a part into which the third fluid is introduced.
  • the joined fluid flow path 2d is a part that joins and distributes the fluid introduced into the first, second, and third introduction paths 2a, 2b, and 2c, respectively. *
  • the first introduction path 2a is disposed in the main body 4 in the vicinity of the first end face 4a and near the third end face 4c.
  • the first introduction path 2 a extends linearly in the longitudinal direction of the main body portion 4.
  • the first introduction path 2a has a first introduction port 2e for introducing the first fluid into the first introduction path 2a.
  • the second introduction path 2b is disposed at a position near the third end face 4c in the main body portion 4.
  • the second introduction path 2b extends linearly in the short direction of the main body 4 from the third end face 4c toward the fourth end face 4d.
  • the second introduction path 2b extends in a direction orthogonal to the first introduction path 2a.
  • the second introduction path 2b has a second introduction port 2f for introducing the second fluid into the second introduction path 2b.
  • the third introduction path 2c is also disposed at a position near the third end face 4c in the main body portion 4.
  • the third introduction path 2c extends linearly in the short direction of the main body portion 4 from the third end surface 4c toward the fourth end surface 4d.
  • the third introduction path 2c also extends in a direction orthogonal to the first introduction path 2a.
  • the third introduction path 2c is disposed at a position farther from the first end face 4a of the main body 4 than the second introduction path 2b.
  • the third introduction path 2c has a third introduction port 2g for introducing a third fluid into the third introduction path 2c.
  • merging fluid flow paths meandered in which the part linearly extended to the 1st end surface 4a side in the longitudinal direction of the main-body part 4 and the part turned back from the part and linearly extended to the 2nd end surface 4b side were connected alternately. It is formed into a shape.
  • the merging fluid flow path 2d includes a plurality of linear flow path portions 2h, a plurality of first folding portions 2i, and a plurality of second folding portions 2j.
  • the straight flow path portion 2h constitutes a portion extending linearly in the longitudinal direction of the main body portion 4 in the combined fluid flow path 2d.
  • the plurality of straight flow path portions 2h are arranged in parallel to each other.
  • the plurality of straight flow path portions 2 h are arranged so as to be arranged at intervals in the short direction of the main body portion 4.
  • the first folded portion 2i is disposed on the end portion on the first end surface 4a side of the portion extending linearly toward the first end surface 4a side in the longitudinal direction of the main body portion 4 in the combined fluid flow path 2d and on the downstream side of the portion. And a portion that linearly extends to the second end surface 4b side and that connects the end portion on the first end surface 4a side to each other. That is, the first folded portion 2 i connects the end portions on the first end face 4 a side of the linear flow path portions 2 h adjacent in the short direction of the main body portion 4.
  • the flow path is folded back to the path portion 2h.
  • turning part 2j is arrange
  • the portion that extends linearly toward the first end surface 4a side and the end portion on the second end surface 4b side are connected to each other. That is, the second folded portion 2j connects the end portions on the second end face 4b side of the linear flow path portions 2h adjacent in the short direction of the main body portion 4.
  • the merging fluid channel 2d has a lead-out port 2k for leading the fluid out of the merging fluid channel 2d.
  • the outlet 2k is provided at the downstream end of the merging fluid flow path 2d.
  • a first supply channel 2m, a second supply channel 2n, a third supply channel 2o, and a recovery channel 2p are formed.
  • the first supply flow path 2m is formed in the first fluid header 6.
  • a second supply flow path 2n is formed in the second fluid header 8.
  • a third supply channel 2 o is formed in the third fluid header 10.
  • a recovery flow path 2p is formed in the fluid discharge header 12.
  • the first supply channel 2m is for distributing and supplying the first fluid to the first introduction port 2e of the first introduction channel 2a of each fluid channel 2.
  • the first supply channel 2m has a first supply hole 2q and a first supply channel connection part 2r.
  • the first supply hole 2q opens at one end surface (referred to as a fifth end surface) in the thickness direction of the microchannel device 1.
  • the first supply hole 2q is the fluid flow path 2 closest to the sixth end face among the plurality of fluid flow paths 2 from the opening toward the other end face (referred to as the sixth end face) in the thickness direction of the micro flow path device 1. Extends to a position corresponding to.
  • a first supply connector (not shown) is connected to the first supply hole 2q.
  • the first fluid is supplied to the first supply hole 2q through the first supply side connector.
  • the first supply flow path connecting portion 2r is connected to the fluid flow path 2 closest to the sixth end face from the position corresponding to the fluid flow path 2 closest to the fifth end face of the fine flow path device 1 among the plurality of fluid flow paths 2.
  • the microchannel device 1 extends in the thickness direction over the corresponding position.
  • the first supply flow path connecting portion 2r is formed so as to communicate with the first supply hole 2q.
  • the first supply flow path connection portion 2r is connected to the first introduction port 2e of each fluid flow path 2.
  • the first supply flow path connecting portion 2r distributes the first fluid supplied to the first supply hole 2q to each first introduction port 2e.
  • the second supply channel 2n is for distributing and supplying the second fluid to the second introduction port 2f of the second introduction channel 2b of each fluid channel 2.
  • the second supply flow path 2n includes a second supply hole 2s to which a second supply side connector (not shown) is connected, and a second supply flow path connection portion 2t connected to the second introduction port 2f of each fluid flow path 2.
  • Have The configurations of the second supply hole 2s and the second supply channel connection 2t of the second supply channel 2n are the same as the configurations of the first supply hole 2q and the first supply channel connection 2r of the first supply channel 2m. It is the same.
  • the third supply channel 2o is for distributing and supplying the third fluid to the third introduction port 2g of the third introduction channel 2c of each fluid channel 2.
  • the third supply channel 2o includes a third supply hole 2u to which a third supply-side connector (not shown) is connected, and a third supply channel connection part 2v connected to the third introduction port 2g of each fluid channel 2.
  • Have The configurations of the third supply hole 2u and the third supply channel connection portion 2v of the third supply channel 2o are the same as the configurations of the first supply hole 2q of the first supply channel 2m and the first supply channel connection portion 2r. It is the same.
  • the recovery flow path 2p is for joining and recovering the fluid derived from the outlet 2k of the merging fluid flow path 2d of each fluid flow path 2.
  • the recovery channel 2p has a recovery hole 2w and a recovery channel connection part 2x.
  • the recovery hole 2w opens at the fifth end face of the microchannel device 1.
  • the recovery hole 2w extends from the opening toward the sixth end surface of the microchannel device 1 to a position corresponding to the fluid channel 2 closest to the sixth end surface among the plurality of fluid channels 2.
  • a collection connector (not shown) is connected to the collection hole 2w.
  • the recovery channel connecting part 2x corresponds to the fluid channel 2 closest to the sixth end surface from the position corresponding to the fluid channel 2 closest to the fifth end surface of the microchannel device 1 among the plurality of fluid channels 2.
  • the recovery flow path connecting portion 2x is formed so as to communicate with the recovery hole 2w.
  • the recovery flow path connecting portion 2x is connected to the outlet 2k of each fluid flow path 2.
  • the recovery flow path connecting portion 2x joins the fluids derived from the respective outlets 2k.
  • the fluid merged at the recovery flow path connecting portion 2x flows into the recovery hole 2w and is led out through a recovery side connector (not shown).
  • the first introduction path 2a and the merging fluid flow path 2d, and the second introduction path 2b and the third introduction path 2c are shown on the same plane. However, actually, the merged fluid flow path 2d, the second introduction path 2b, and the third introduction path 2c are different from each other in the thickness direction position of the main body portion 4 of the microchannel device 1.
  • the main body 4 is formed by stacking a plurality of substrates. The stacking direction of the substrates corresponds to the thickness direction of the microchannel device 1 and the main body 4.
  • the plurality of substrates constituting the main body 4 includes a substrate that forms the fluid flow path 2.
  • FIG. 2B is a view of the substrate forming the fluid flow path 2 as viewed from the surface.
  • FIG. 2C is a view of the substrate shown in FIG. 2B as viewed from the back surface facing away from the front surface.
  • the first introduction path 2 a and the merging fluid flow path 2 d are on the surface of the substrate forming the fluid flow path 2.
  • the second introduction path 2 b and the third introduction path 2 c are on the back surface of the substrate forming the fluid flow path 2.
  • FIG. 2D is a diagram showing another example of the fluid channel 2 in the microchannel device 1 according to the present embodiment.
  • the fluid flow path 2 includes a first introduction path 2a, a second introduction path 2b, a third introduction path 2c, a combined fluid flow path 2d, a first introduction path shown in FIG.
  • a set of five ports 2e, a second inlet 2f, a third inlet 2g, a straight channel portion 2h, a first folding portion 2i, a second folding portion 2j, and an outlet port 2k is arranged in parallel.
  • the number of sets arranged in parallel is five here, it may be any number.
  • the first supply flow path 2 m is provided in common for a set of five arranged in parallel.
  • the second supply flow path 2 n is provided in common for a set of five arranged in parallel.
  • the third supply flow path 2o is provided in common for a set in which five pieces are arranged in parallel.
  • five recovery flow paths 2 p are provided in common for a set arranged in parallel.
  • the functions of the first supply channel 2m, the second supply channel 2n, the third supply channel 2o, and the recovery channel 2p are the same as the functions of the corresponding channels illustrated in FIG. 2A. Since each component has been described with reference to FIG. 2A, detailed description thereof is omitted here.
  • FIG. 2D the first introduction path 2a and the merging fluid flow path 2d, and the second introduction path 2b and the third introduction path 2c are shown on the same plane. However, actually, the first introduction path 2a and the merging fluid flow path 2d, and the second introduction path 2b and the third introduction path 2c are different from each other in the thickness direction position of the main body portion 4 of the microchannel device 1. ing.
  • FIG. 2E is a view of the substrate forming the fluid flow path 2 among the plurality of substrates constituting the main body section 4 as viewed from the surface.
  • FIG. 2F is a view of the substrate shown in FIG. 2E as seen from the back surface facing away from the front surface.
  • the first introduction path 2a and the merging fluid flow path 2d are on the surface of the substrate forming the fluid flow path 2.
  • the second introduction path 2b and the third introduction path 2c are on the back surface of the substrate forming the fluid flow path 2.
  • FIG. 3 is a diagram showing the temperature control flow path 3 in the micro flow path device 1 in the present embodiment.
  • Each temperature control channel 3 is composed of a plurality of unit channels 3a arranged in parallel as shown in FIG.
  • Each unit flow path 3a is formed in a meandering shape in which a portion extending toward the first end surface 4a in the longitudinal direction of the main body portion 4 and a portion folded back from the portion and extending toward the second end surface 4b are alternately connected.
  • the fine channel device 1 is formed with a temperature control supply channel 3b and a temperature control recovery channel 3c.
  • the temperature control supply channel 3b is for distributing and supplying a temperature control fluid to each temperature control channel 3.
  • the temperature control supply flow path 3b is formed in the temperature control fluid header 14.
  • the temperature adjustment supply channel 3b has a temperature adjustment supply hole 3d and a plurality of temperature adjustment supply channel connection portions 3e.
  • the temperature control supply hole 3d opens at one end surface (fifth end surface) in the thickness direction of the microchannel device 1.
  • the temperature control supply hole 3d is the temperature control channel 3 closest to the sixth end surface among the plurality of temperature control channels 3 from the opening toward the other end surface (sixth end surface) in the thickness direction of the microchannel device 1. Extends to a position corresponding to.
  • a temperature control supply connector (not shown) is connected to the temperature control supply hole 3d.
  • the temperature adjustment fluid is supplied to the temperature adjustment supply hole 3d through the temperature adjustment supply side connector.
  • the temperature control supply channel connection part 3 e is formed at a position corresponding to each temperature control channel 3 in the thickness direction of the microchannel device 1.
  • the temperature control supply channel connection part 3e connects the temperature control supply hole 3d and the upstream end of the plurality of unit channels 3a of each temperature control channel 3.
  • the temperature adjusting fluid supplied to the temperature adjusting supply hole 3d is distributed to the plurality of unit channels 3a of each temperature adjusting channel 3 through each temperature adjusting supply channel connecting portion 3e.
  • the temperature control recovery channel 3 c is for recovering the temperature control fluid from each temperature control channel 3.
  • the temperature regulation recovery flow path 3c is formed in the temperature regulation fluid header 16.
  • the temperature control recovery flow path 3c has a temperature control recovery hole 3f and a plurality of temperature control recovery flow path connection portions 3g connected to the downstream ends of the temperature control flow paths 3.
  • the structure of the temperature control recovery hole 3f and the temperature control recovery flow path connection part 3g is the same as the structure of the temperature control supply hole 3d and the temperature control supply flow path connection part 3e.
  • a temperature control recovery side connector (not shown) is connected to the temperature control recovery hole 3f.
  • the temperature adjusting fluid led out from the downstream ends of the plurality of unit channels 3a of each temperature adjusting channel 3 passes through the temperature adjusting recovery holes 3f from each temperature adjusting recovery channel connecting portion 3g, and further the temperature adjusting recovery side connector. Derived through.
  • the plurality of fluid channels 2 and the plurality of temperature control channels 3 are formed in the microchannel device 1 so as to be aligned in the thickness direction of the microchannel device 1. Specifically, each part of one fluid channel 2 is arranged on one plane.
  • the two temperature control channels 3 are arranged separately on both sides of the fluid channel 2 in the thickness direction of the microchannel device 1 (direction perpendicular to the one plane).
  • a plurality of sets of channels are arranged in the thickness direction of the microchannel device 1 with the one fluid channel 2 and the two temperature control channels 3 as a set of channels.
  • FIG. 4 is a part of a cross-sectional view of an arbitrary surface that is parallel to the first end surface 4a of the microchannel device 1 according to the present embodiment and does not include the folded portion of the fluid channel 2 and the temperature control channel 3. .
  • FIG. 4 shows the arrangement in the thickness direction of the fluid flow path 2 and the temperature control flow path 3 in the fine flow path device 1.
  • a plurality of merging fluid flow paths 2 d of the fluid flow path 2 are arranged side by side in the main body 4.
  • the plurality of unit flow paths 3 a of the temperature control flow path 3 are arranged on one side or the other side in the thickness direction of the main body 4 with respect to each fluid flow path 2 in the main body 4. They are arranged at intervals.
  • the main body 4 is formed of a member in which a plurality of substrates are stacked and joined to each other.
  • Each fluid channel 2 is formed by sealing a groove formed in a shape corresponding to the fluid channel 2 on the surface of the substrate with another substrate laminated on the substrate.
  • Each temperature control channel 3 is formed by sealing a groove formed in a shape corresponding to the temperature control channel 3 on the surface of the substrate with another substrate stacked on the substrate.
  • each fluid flow path 2 and each temperature control flow path 3 have a semicircular cross section with a circular arc on the lower side, but this is not restrictive.
  • each fluid flow path 2 and each temperature control flow path 3 may have a semicircular cross section in which the upper side is a circular arc.
  • each fluid channel 2 includes a first groove formed in a shape corresponding to the fluid channel 2 on the surface of the first substrate, and a back surface of the second substrate stacked on the first substrate.
  • the first groove may have a circular cross section by overlapping with the second groove formed so as to be symmetrical.
  • each temperature control channel 3 includes a third groove formed in a shape corresponding to the temperature control channel 3 on the surface of the third substrate, and a fourth substrate stacked on the third substrate. It is good also as what has a circular cross section by superimposing the 4th groove
  • an absorption operation is performed in which the absorption component absorbs a specific component, which is a component to be absorbed, using the fine channel device 1 as described above.
  • the gas is circulated from the first supply hole 2q to the fluid flow path 2
  • the absorption liquid is circulated from the second supply hole 2s to the fluid flow path 2
  • the refrigerant is circulated to the temperature control flow path 3 at the same time.
  • the absorption operation is performed.
  • the third fluid is supplied from the third supply hole 2u to the fluid flow path 2 in which the gas as the first fluid flows and the absorbing liquid as the second fluid flows.
  • the pressure in the fluid flow path 2 can be increased. For this reason, the amount of absorption per unit volume of the absorbent increases and the absorption rate increases.
  • the gas since the gas is compressed in the fluid flow path 2, compression heat is generated in the fluid flow path 2 in addition to the heat absorbed by absorption. For this reason, more heat can be recovered compared to the case where the gas is compressed before being supplied to the fluid flow path 2.
  • the third fluid is a liquid and a case where the third fluid is a gas are considered.
  • a case where the third fluid is a liquid will be described as a first example
  • a case where the third fluid is a gas will be described as a second example, and these examples will be described in detail.
  • a third fluid that is a liquid is supplied to the fluid flow path 2 in which a gas-liquid two-phase flow is formed.
  • the third fluid is insoluble and inactive with respect to the gas as the first fluid and the absorbing liquid as the second fluid.
  • this does not exclude that the third fluid is soluble or active with respect to the gas that is the first fluid and the absorbent that is the second fluid.
  • the first fluid is carbon dioxide-containing gas and the second fluid is water
  • the third fluid may be decane, dodecane, hexadecane, or the like.
  • the first fluid is a carbon dioxide-containing gas and the second fluid is an absorption liquid mainly composed of an amine compound
  • the third fluid may be decane, dodecane, hexadecane, or the like.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the absorption device 20 in the first embodiment.
  • the absorption device 20 in the first embodiment includes the fine flow path device 1 including the fluid flow path 2 and the temperature control flow path 3 described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • a state in which only the gas that is the first fluid and the absorbing liquid that is the second fluid circulate in the fluid flow path 2 is indicated by a vertical stripe pattern.
  • the fine channel device 1 as shown in FIG. 4, a plurality of layers having the fluid channel 2 and the temperature control channel 3 adjacent to the upper and lower sides of the fluid channel 2 are stacked. Only one layer having the fluid flow path 2 and the temperature control flow path 3 adjacent to the upper and lower sides thereof is schematically shown.
  • a mechanism for supplying a temperature adjusting fluid to the temperature adjusting channel 3 and a mechanism for recovering the temperature adjusting fluid from the temperature adjusting channel 3 are actually connected to the fine channel device 1. Then, illustration of these mechanisms is omitted.
  • the absorber 20 includes a compressor 21, a check valve 22, a liquid pump 23, and a check valve 24.
  • the compressor 21 is connected to the first supply hole 2q of the fine channel device 1 through the check valve 22.
  • the liquid pump 23 is connected to the second supply hole 2 s of the microchannel device 1 via the check valve 24.
  • the absorption device 20 includes a gas-liquid separator 25, a gate valve 26, a back pressure valve 27, a gate valve 28, a liquid pump 31, and a gate valve 32.
  • the gas-liquid separator 25 is connected to the recovery hole 2 w of the fine channel device 1.
  • the gate valve 26, the back pressure valve 27, the gate valve 28, and the liquid pump 31 are each connected to the gas-liquid separator 25.
  • the liquid pump 31 is connected to the third supply hole 2 u of the microchannel device 1 via the gate valve 32.
  • Compressor 21 compresses gas supplied from a gas supply source (not shown).
  • the compressor 21 circulates the compressed gas from the first supply hole 2q of the fine channel device 1 to the fluid channel 2 via the check valve 22.
  • a compressor 21 is provided as an example of the first supply unit.
  • the compressor 21 may be a screw type positive displacement compressor that compresses gas by rotating a screw rotor, or a reciprocating positive displacement compressor that compresses gas by reciprocating motion of a piston. Good.
  • a turbo type centrifugal compressor that compresses gas by a centrifugal force obtained by the rotation of the impeller may be used.
  • the check valve 22 is provided to prevent the third fluid from flowing back to the compressor 21 when the third fluid flows through the fluid flow path 2 as will be described later.
  • the liquid pump 23 sucks and discharges the absorption liquid supplied from an absorption liquid supply source (not shown), and thereby passes through the check valve 24 to the fluid flow path 2 from the second supply hole 2s of the fine flow path device 1. And make the absorption liquid circulate.
  • a liquid pump 23 is provided as an example of the second supply unit.
  • a rotary positive displacement pump that sucks and discharges the absorbing liquid by the rotational motion of the rotor and gears, or sucks and discharges the absorbing liquid by the reciprocating motion of the piston and plunger.
  • a reciprocating positive displacement pump or the like may be used.
  • liquid pump 23 a centrifugal type turbo pump that sucks and discharges the absorbing liquid by a centrifugal force obtained by the rotation of the impeller may be used.
  • the check valve 24 is provided to prevent the third fluid from flowing back to the liquid pump 23 when the third fluid flows through the fluid flow path 2 as will be described later.
  • the gas-liquid separator 25 temporarily stores off-gas and absorption liquid discharged from the recovery hole 2w of the fine channel device 1.
  • the off-gas in the gas-liquid separator 25 is the remaining after the specific component in the gas circulated through the fluid flow path 2 by the compressor 21 is absorbed by the absorbing liquid circulated through the fluid flow path 2 by the liquid pump 23. It is a gas.
  • the gas-liquid separator 25 temporarily stores off-gas in the ⁇ portion in FIG. 5 located on the upper side from the middle in the vertical direction in the gas-liquid separator 25.
  • the specific component in the gas is the target component, and the remaining gas after the specific component is absorbed by the absorbing liquid is referred to as off-gas, but the specific component in the gas is an unnecessary component.
  • the target gas may be a gas after the specific component is absorbed by the absorbing liquid.
  • the absorption liquid in the gas-liquid separator 25 has the absorption liquid circulated in the fluid flow path 2 by the liquid pump 23 absorbed the specific component in the gas circulated in the fluid flow path 2 by the compressor 21. The later liquid.
  • the gas-liquid separator 25 temporarily stores the absorption liquid in the ⁇ portion in FIG. 5 located at the lower part in the gas-liquid separator 25. And the gas-liquid separator 25 isolate
  • the gas-liquid separator 25 discharges the off gas through the gate valve 26 or the back pressure valve 27.
  • the gate valve 26 is provided for performing control to discharge off-gas.
  • the back pressure valve 27 is provided for performing control to discharge off-gas when the pressure in the gas-liquid separator 25 rises to a constant pressure.
  • the gas-liquid separator 25 discharges the absorbing liquid through the gate valve 28.
  • the gate valve 28 is provided to perform control for discharging the absorbing liquid.
  • the gas-liquid separator 25 also temporarily stores the third fluid.
  • the third fluid a fluid that is insoluble and inert with respect to the off-gas and the absorption liquid and has a lower specific gravity than the absorption liquid is used.
  • the gas-liquid separator 25 includes a ⁇ portion in FIG. 5 sandwiched between an ⁇ portion in which the off-gas is stored and a ⁇ portion in which the absorption liquid is stored in the gas-liquid separator 25. 3 fluids are stored.
  • the third fluid is supplied from the gas-liquid separator 25 to the liquid pump 31.
  • the liquid pump 31 sucks and discharges the third fluid, and thereby causes the third fluid to flow from the third supply hole 2 u of the microchannel device 1 to the fluid channel 2 via the gate valve 32.
  • a liquid pump 31 is provided as an example of the third supply unit.
  • the liquid pump 31 is a rotary positive displacement pump that sucks and discharges the third fluid by the rotational movement of the rotor and gears, or the suction and discharge of the third fluid by the reciprocating movement of the piston and plunger.
  • a reciprocating positive displacement pump or the like that performs the above may be used.
  • the liquid pump 31 a centrifugal type turbo pump that sucks and discharges the third fluid by a centrifugal force obtained by the rotation of the impeller may be used.
  • the gate valve 32 is provided in order to control the third fluid to flow through the fluid flow path 2.
  • the specific gravity of the third fluid is higher than the specific gravity of the absorption liquid
  • the third fluid is stored in the ⁇ portion in FIG. 5 located in the lower part of the gas-liquid separator 25 and is located above the ⁇ portion.
  • the absorbing solution is stored in the ⁇ portion in FIG.
  • the gate valve 28 is connected to the ⁇ portion of the gas-liquid separator 25 in which the absorption liquid is stored
  • the liquid pump 31 is connected to the gas-liquid separator 25 in which the third fluid is stored. Connect to ⁇ part.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an operation when supplying the gas that is the first fluid and the absorbing liquid that is the second fluid to the fluid flow path 2 and the supply of the third fluid to the fluid flow path 2 at the same time. is there.
  • the compressor 21 supplies the gas to the fluid flow path 2
  • the liquid pump 23 supplies the absorption liquid to the fluid flow path 2
  • the liquid pump 31 Is supplied to the fluid flow path 2. That is, the main flow step for flowing the gas and the absorption liquid to the fluid flow path 2 so that the specific component from the gas is absorbed by the absorption liquid, and the third fluid for increasing the pressure in the fluid flow path 2 as the fluid flow path
  • the sub-distribution step to be distributed to 2 is executed simultaneously.
  • the third fluid is supplied into the fluid flow path 2 as shown by four small rectangles with hatching in the fluid flow path 2 in FIG.
  • the gate valve 26 is closed.
  • the off-gas that is discharged from the fluid flow path 2 and temporarily stored in the upper part of the gas-liquid separator 25 is By making it difficult to escape from the pressure valve 27, the pressure in the fluid flow path 2 is increased. Thereby, the absorption rate by the absorption liquid of the specific component in gas increases. The absorbing liquid discharged from the fluid flow path 2 is temporarily stored in the lower part in the gas-liquid separator 25. The third fluid is also discharged from the fluid flow path 2.
  • the third fluid is insoluble and inert to the gas and the absorption liquid and has a specific gravity lower than that of the absorption liquid, the portion where the off-gas is stored in the gas-liquid separator 25 and the portion where the absorption liquid is stored Is temporarily stored in the portion sandwiched between the two. Then, the third fluid is supplied again to the liquid pump 31.
  • the liquid pump 31 circulates the third fluid through the fluid flow path 2. By circulating the third fluid in this way, the amount of the third fluid used can be reduced.
  • FIG. 7A and 7B show the operation when the supply of the gas that is the first fluid and the absorption liquid that is the second fluid to the fluid flow path 2 and the supply of the third fluid to the fluid flow path 2 are alternately performed.
  • FIG. 7A and 7B a thick arrow indicates that a fluid is flowing in a path indicated by the arrow.
  • the compressor 21 supplies gas to the fluid flow path 2, and the liquid pump 23 supplies absorption liquid to the fluid flow path 2.
  • circulation step which distribute
  • the gate valve 26 is opened and the back pressure valve 27 is closed.
  • the off-gas discharged from the fluid flow path 2 and temporarily stored in the upper part of the gas-liquid separator 25 is discharged from the gate valve 26 as it is. Thereby, the pressure in the fluid flow path 2 is kept low.
  • the absorbing liquid discharged from the fluid flow path 2 is temporarily stored in the lower part in the gas-liquid separator 25.
  • the liquid pump 31 supplies the third fluid to the fluid flow path 2.
  • the third fluid is supplied into the fluid channel 2 as shown by an elongated rectangle with hatching in the fluid channel 2 in FIG. 7B. That is, a sub-circulation step is performed in which the third fluid for increasing the pressure in the fluid channel 2 is circulated through the fluid channel 2.
  • the gate valve 26 is closed. Until the pressure in the fluid flow path 2 rises to a constant pressure by the function of the back pressure valve 27, the off-gas that is discharged from the fluid flow path 2 and temporarily stored in the upper part of the gas-liquid separator 25 is By making it difficult to escape from the pressure valve 27, the pressure in the fluid flow path 2 is increased.
  • the absorbing liquid discharged from the fluid flow path 2 is temporarily stored in the lower part in the gas-liquid separator 25.
  • the third fluid is also discharged from the fluid flow path 2. If the third fluid is insoluble and inert to the gas and the absorption liquid and has a specific gravity lower than that of the absorption liquid, the portion where the off-gas is stored in the gas-liquid separator 25 and the portion where the absorption liquid is stored Is temporarily stored in the portion sandwiched between the two. Then, the third fluid is supplied again to the liquid pump 31. The liquid pump 31 circulates the third fluid through the fluid flow path 2.
  • the compressor 21 again supplies the gas to the fluid flow path 2, and the liquid pump 23 supplies the absorption liquid to the fluid flow path 2. That is, the main distribution step is executed again.
  • the gate valve 26 is opened and the back pressure valve 27 is closed.
  • the off-gas discharged from the fluid flow path 2 and temporarily stored in the upper portion of the gas-liquid separator 25 is allowed to escape from the gate valve 26 as it is, thereby returning the pressure in the fluid flow path 2 to a low pressure.
  • the absorbing liquid discharged from the fluid flow path 2 is temporarily stored in the lower part in the gas-liquid separator 25.
  • the liquid pump 31 supplies the third fluid to the fluid flow path 2.
  • the third fluid is supplied into the fluid channel 2 as shown by an elongated rectangle with hatching in the fluid channel 2 in FIG. 7B. That is, the sub-distribution step is executed again.
  • the gate valve 26 is closed.
  • the pressure in the fluid flow path 2 rises to a constant pressure by the function of the back pressure valve 27, the off-gas that is discharged from the fluid flow path 2 and temporarily stored in the upper part of the gas-liquid separator 25 is By making it difficult to escape from the pressure valve 27, the pressure in the fluid flow path 2 is increased again. Thereby, the absorption rate by the absorption liquid of the specific component in gas increases again.
  • the absorbing liquid discharged from the fluid flow path 2 is temporarily stored in the lower part in the gas-liquid separator 25.
  • the third fluid is also discharged from the fluid flow path 2. If the third fluid is insoluble and inert to the gas and the absorption liquid and has a specific gravity lower than that of the absorption liquid, the portion where the off-gas is stored in the gas-liquid separator 25 and the portion where the absorption liquid is stored Is temporarily stored in the portion sandwiched between the two. Then, the third fluid is supplied again to the liquid pump 31. The liquid pump 31 circulates the third fluid through the fluid flow path 2.
  • FIG. 7A and the operation of FIG. 7B are repeated.
  • the off gas is allowed to escape from the gate valve 26 as it is, which is an example of not limiting the discharge of the off gas.
  • the function of the back pressure valve 27 makes it difficult for offgas to escape from the back pressure valve 27 until the pressure in the fluid flow path 2 rises to a constant pressure, which is an example of limiting offgas discharge. .
  • the pressure in the fluid flow path 2 can be increased compared to the case where the third fluid is continuously supplied.
  • the absorption rate can be increased.
  • the supply of the gas as the first fluid and the absorption liquid as the second fluid and the supply of the third fluid to the same fluid flow path 2 are alternately performed. Described as what to do. However, the supply of the gas as the first fluid and the absorption liquid as the second fluid to the fluid flow path 2 and the supply of the third fluid to the fluid flow path 2 are simultaneously performed using the plurality of absorption devices 20. Is also possible. Specifically, the first absorption device 20 having the fluid flow path 2 and the second absorption device 20 having a fluid flow path 2 are different from the first absorption device 20. prepare.
  • the fluid flow path 2 of the first absorption device 20 is an example of the first fine flow path of the present invention.
  • the fluid flow path 2 of the second absorption device 20 is an example of a second fine flow path of the present invention. And with respect to the fluid flow path 2 of the 1st absorption device 20, and the fluid flow path 2 of the 2nd absorption device 20, respectively, the main distribution
  • a third fluid that is a gas is supplied to the fluid flow path 2 in which a gas-liquid two-phase flow is formed.
  • the third fluid is inert to the gas that is the first fluid and the absorbing liquid that is the second fluid.
  • the third fluid is active against the gas that is the first fluid and the absorbent that is the second fluid.
  • the third fluid may be the same as the specific component that is the target component in the gas.
  • the first fluid is carbon dioxide-containing gas and the second fluid is water
  • the third fluid may be nitrogen or the like.
  • the third fluid may be nitrogen or the like.
  • the third fluid will be described as a so-called inert gas.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the absorption device 20 in the second embodiment.
  • the absorption device 20 in the second embodiment includes the fine channel device 1 including the fluid channel 2 and the temperature control channel 3 described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • a state in which only the gas that is the first fluid and the absorbing liquid that is the second fluid circulate in the fluid flow path 2 is indicated by a vertical stripe pattern.
  • the fine channel device 1 as shown in FIG. 4, a plurality of layers having the fluid channel 2 and the temperature control channel 3 adjacent to the upper and lower sides of the fluid channel 2 are stacked. Only one layer having the fluid flow path 2 and the temperature control flow path 3 adjacent to the upper and lower sides thereof is schematically shown.
  • a mechanism for supplying a temperature adjusting fluid to the temperature adjusting channel 3 and a mechanism for recovering the temperature adjusting fluid from the temperature adjusting channel 3 are actually connected to the fine channel device 1. Then, illustration of these mechanisms is omitted.
  • the absorber 20 includes a compressor 21, a check valve 22, a liquid pump 23, and a check valve 24.
  • the compressor 21 is connected to the first supply hole 2q of the fine channel device 1 through the check valve 22.
  • the liquid pump 23 is connected to the second supply hole 2 s of the microchannel device 1 via the check valve 24.
  • the absorber 20 includes a gas-liquid separator 25, a gate valve 26, a back pressure valve 27, a gate valve 28, a gate valve 40, a compressor 41, and a gate valve 42.
  • the gas-liquid separator 25 is connected to the recovery hole 2 w of the fine channel device 1.
  • the gate valve 26, the back pressure valve 27, and the gate valve 28 are each connected to the gas-liquid separator 25.
  • the compressor 41 is connected to the back pressure valve 27.
  • the compressor 41 is connected to an inert gas supply source (not shown) via the gate valve 40.
  • the compressor 41 is connected to the third supply hole 2u of the microchannel device 1 through the gate valve 42.
  • the gas-liquid separator 25 temporarily stores off-gas and absorption liquid discharged from the recovery hole 2w of the fine channel device 1.
  • the off-gas in the gas-liquid separator 25 is the remaining after the specific component in the gas circulated through the fluid flow path 2 by the compressor 21 is absorbed by the absorbing liquid circulated through the fluid flow path 2 by the liquid pump 23. It is a gas.
  • the gas-liquid separator 25 temporarily stores off-gas in the ⁇ portion in FIG. 8 located on the upper side from the middle in the vertical direction in the gas-liquid separator 25.
  • the specific component in the gas is the target component
  • the remaining gas after the specific component is absorbed by the absorbing liquid is referred to as off-gas, but the specific component in the gas is an unnecessary component.
  • the target gas may be a gas after the specific component is absorbed by the absorbing liquid.
  • the absorption liquid in the gas-liquid separator 25 has the absorption liquid circulated in the fluid flow path 2 by the liquid pump 23 absorbed the specific component in the gas circulated in the fluid flow path 2 by the compressor 21. The later liquid.
  • the gas-liquid separator 25 temporarily stores the absorption liquid in the ⁇ portion in FIG. 8 located at the lower part in the gas-liquid separator 25. And the gas-liquid separator 25 isolate
  • the gas-liquid separator 25 discharges the off gas through the gate valve 26 or the back pressure valve 27.
  • the gate valve 26 is provided for performing control to discharge off-gas.
  • the back pressure valve 27 is provided for performing control to discharge off-gas when the pressure in the gas-liquid separator 25 rises to a constant pressure.
  • the gas-liquid separator 25 discharges the absorbing liquid through the gate valve 28.
  • the gate valve 28 is provided to perform control for discharging the absorbing liquid.
  • the off-gas temporarily stored in the gas-liquid separator 25 includes an inert gas that is a third fluid.
  • the inert gas is initially supplied to the compressor 41 only from an inert gas supply unit (not shown), but after being stored in the gas-liquid separator 25, the gas-liquid separator 25 also supplies the compressor 41. Supplied with.
  • the compressor 41 compresses the inert gas, and circulates the compressed inert gas from the third supply hole 2u of the microchannel device 1 to the fluid channel 2 via the gate valve 42.
  • a compressor 41 is provided as an example of the third supply unit.
  • the compressor 41 a screw type positive displacement compressor that compresses an inert gas by rotating a screw rotor, a reciprocating positive displacement compressor that compresses an inert gas by a reciprocating motion of a piston, or the like. May be used. Moreover, you may use the turbo type centrifugal compressor etc. which compress an inert gas with the centrifugal force obtained by rotation of an impeller.
  • the gate valve 42 is provided in order to control the inert gas to flow through the fluid flow path 2.
  • FIG. 9 is a diagram showing an operation when supplying the gas that is the first fluid and the absorbing liquid that is the second fluid to the fluid flow path 2 and the supply of the third fluid to the fluid flow path 2 at the same time. is there.
  • the compressor 21 supplies the gas to the fluid flow path 2 and the liquid pump 23 supplies the absorption liquid to the fluid flow path 2, and at the same time, the compressor 41 is inactive.
  • Gas is supplied to the fluid flow path 2. That is, the main flow step for flowing the gas and the absorption liquid to the fluid flow path 2 so that the specific component from the gas is absorbed by the absorption liquid, and the inertness as the third fluid for increasing the pressure in the fluid flow path 2
  • the sub-circulation step for causing the gas to flow through the fluid flow path 2 is performed simultaneously.
  • the inert gas is supplied into the fluid channel 2 as shown by the four small rectangles with hatching in the fluid channel 2 in FIG.
  • the gate valve 26 is closed.
  • the off-gas that is discharged from the fluid flow path 2 and temporarily stored in the upper part of the gas-liquid separator 25 is By making it difficult to escape from the pressure valve 27, the pressure in the fluid flow path 2 is increased. Thereby, the absorption rate by the absorption liquid of the specific component in gas increases.
  • the absorbing liquid discharged from the fluid flow path 2 is temporarily stored in the lower part in the gas-liquid separator 25.
  • the inert gas is also discharged from the fluid flow path 2. This inert gas is temporarily stored in the upper part of the gas-liquid separator 25 in the off gas. Then, this inert gas is supplied again to the compressor 41 via the back pressure valve 27.
  • the compressor 41 circulates an inert gas through the fluid flow path 2. Thus, the amount of inert gas used can be reduced by circulating the inert gas.
  • FIGS. 10A and 10B show the operation when the supply of the gas that is the first fluid and the absorption liquid that is the second fluid to the fluid flow path 2 and the supply of the third fluid to the fluid flow path 2 are alternately performed.
  • FIG. in FIGS. 10A and 10B a thick arrow indicates that a fluid is flowing in a path indicated by the arrow.
  • the compressor 21 supplies gas to the fluid flow path 2, and the liquid pump 23 supplies absorption liquid to the fluid flow path 2.
  • circulation step which distribute
  • the gate valve 26 is opened and the back pressure valve 27 is closed.
  • the off-gas discharged from the fluid flow path 2 and temporarily stored in the upper part of the gas-liquid separator 25 is discharged from the gate valve 26 as it is. Thereby, the pressure in the fluid flow path 2 is kept low.
  • the absorbing liquid discharged from the fluid flow path 2 is temporarily stored in the lower part in the gas-liquid separator 25.
  • the compressor 41 supplies an inert gas to the fluid flow path 2. Accordingly, the inert gas is supplied into the fluid flow path 2 as shown by an elongated rectangle with hatching in the fluid flow path 2 in FIG. 10B. That is, a sub-circulation step is performed in which an inert gas for increasing the pressure in the fluid channel 2 is circulated through the fluid channel 2.
  • the gate valve 26 is closed. Until the pressure in the fluid flow path 2 rises to a constant pressure by the function of the back pressure valve 27, the off-gas that is discharged from the fluid flow path 2 and temporarily stored in the upper part of the gas-liquid separator 25 is By making it difficult to escape from the pressure valve 27, the pressure in the fluid flow path 2 is increased.
  • the absorbing liquid discharged from the fluid flow path 2 is temporarily stored in the lower part in the gas-liquid separator 25. Further, the inert gas is also discharged from the fluid flow path 2. This third fluid is temporarily stored in the upper part of the gas-liquid separator 25 by being included in the off-gas. Then, this inert gas is supplied again to the compressor 41 via the back pressure valve 27. The compressor 41 circulates an inert gas through the fluid flow path 2.
  • the compressor 21 again supplies the gas to the fluid flow path 2, and the liquid pump 23 supplies the absorption liquid to the fluid flow path 2. That is, the main distribution step is executed again.
  • the gate valve 26 is opened and the back pressure valve 27 is closed.
  • the off-gas discharged from the fluid flow path 2 and temporarily stored in the upper portion of the gas-liquid separator 25 is allowed to escape from the gate valve 26 as it is, thereby returning the pressure in the fluid flow path 2 to a low pressure.
  • the absorbing liquid discharged from the fluid flow path 2 is temporarily stored in the lower part in the gas-liquid separator 25.
  • the compressor 41 supplies an inert gas to the fluid flow path 2. Accordingly, the inert gas is supplied into the fluid flow path 2 as shown by an elongated rectangle with hatching in the fluid flow path 2 in FIG. 10B. That is, the sub-distribution step is executed again.
  • the gate valve 26 is closed. Until the pressure in the fluid flow path 2 rises to a constant pressure by the function of the back pressure valve 27, the off-gas that is discharged from the fluid flow path 2 and temporarily stored in the upper part of the gas-liquid separator 25 is By making it difficult to escape from the pressure valve 27, the pressure in the fluid flow path 2 is increased again. Thereby, the absorption rate by the absorption liquid of the specific component in gas increases again.
  • the absorbing liquid discharged from the fluid flow path 2 is temporarily stored in the lower part in the gas-liquid separator 25. Further, the inert gas is also discharged from the fluid flow path 2. This inert gas is temporarily stored in the upper part of the gas-liquid separator 25 in the off gas. Then, this inert gas is supplied again to the compressor 41 via the back pressure valve 27. The compressor 41 circulates an inert gas through the fluid flow path 2.
  • the off gas is allowed to escape from the gate valve 26 as it is, which is an example of not limiting the discharge of the off gas.
  • the function of the back pressure valve 27 makes it difficult for offgas to escape from the back pressure valve 27 until the pressure in the fluid flow path 2 rises to a constant pressure, which is an example of limiting offgas discharge. .
  • the pressure in the fluid flow path 2 can be increased compared to the case where the third fluid is continuously supplied.
  • the absorption rate can be increased.
  • the supply of the gas as the first fluid and the absorption liquid as the second fluid to the fluid flow path 2 and the supply of the third fluid to the fluid flow path 2 are performed. It was described as being performed alternately. However, the supply of the gas as the first fluid and the absorption liquid as the second fluid to the fluid flow path 2 and the supply of the third fluid to the fluid flow path 2 are simultaneously performed using the plurality of absorption devices 20. Is also possible. Specifically, the first absorption device 20 having the fluid flow path 2 and the second absorption device 20 having a fluid flow path 2 are different from the first absorption device 20. prepare. Then, the main flow step shown in FIG. 10A and the sub flow step shown in FIG.
  • 10B are alternately performed for the fluid flow path 2 of the first absorption device 20 and the fluid flow path 2 of the second absorption device 20, respectively.
  • the gas and the absorption liquid are supplied to the fluid flow path in the first absorption device 20 as shown in FIG. 10A. 2 to distribute. That is, the sub-circulation step is performed on the fluid flow path 2 of the second absorption device 20 in parallel with the execution of the main flow step on the fluid flow path 2 of the first absorption device 20. In this case, the process can be continued even when the pressure in the fluid flow path 2 is increased.
  • the third fluid is fluid. It was made to supply to the flow path 2. Thereby, the absorption amount of the specific component per unit volume of the absorption liquid increases, and as a result, the absorption rate increases.
  • the third fluid when the third fluid is supplied to the fluid passage 2 from a state where the inside of the fluid passage 2 is at a low pressure, the inside of the fluid passage 2 is boosted by the back pressure valve 27 on the outlet side. Thereafter, the supply of the third fluid is stopped, the inside of the fluid flow path 2 is returned to a low pressure by the outlet side valve 26, and the gas as the first fluid and the absorption liquid as the second fluid are circulated in the fluid flow path 2. Then, the third fluid is supplied again and the pressure in the fluid flow path 2 is increased. Thereby, the absorption operation for increasing the amount of absorption by increasing the pressure can be performed semi-continuously, so that the pressure in the fluid flow path 2 can be increased compared to the case where the third fluid is continuously supplied. And the absorption rate can be increased.
  • the step of preparing a fine flow path and the absorption liquid as the second fluid absorb the absorption target component from the gas as the first fluid including the absorption target component.
  • a fluid having at least one of an insoluble property and an inert property with respect to at least one of the gas and the absorbing liquid may be circulated as the third fluid in the fine channel.
  • the gas and the absorption liquid are circulated through the fine flow path without restricting the discharge of the gas and the absorption liquid from the fine flow path.
  • the sub distribution step In a state where the discharge of the gas and the absorbing liquid from the fine channel is restricted, the third fluid is circulated through the fine channel, and the sub-circulation step is performed, and then the main circulation step is performed. You may execute again.
  • a first fine flow path and a second fine flow path different from the first fine flow path are prepared as the fine flow path.
  • the main flow step is performed again for the first fine flow channel, and the sub-flow step is performed for the second fine flow channel.
  • the main flow step is performed again on the second micro flow channel, and the second micro flow is performed in parallel with the main flow step performed on the first micro flow channel.
  • the sub-distribution step may be performed on the road.
  • a discharge step of discharging the mixture of the gas, the absorption liquid, and the third fluid from the fine flow path, and the third from the discharged mixture may be circulated through the fine channel.
  • the absorption device includes a first supply unit that supplies a gas as a first fluid containing a component to be absorbed, and a second supply unit that supplies an absorption liquid as a second fluid. And a fine channel that absorbs the component to be absorbed from the gas to the absorbing liquid while circulating the gas supplied by the first supplying unit and the absorbing liquid supplied by the second supplying unit And a third supply part for supplying a third fluid for increasing the pressure in the fine channel to the fine channel.
  • the absorption device is supplied as the fine flow path by the gas supplied from the first supply unit, the absorption liquid supplied by the second supply unit, and the third supply unit. You may provide the several fine flow path which distribute
  • the absorption rate increases and the absorption amount per unit volume of the absorption liquid increases.

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Abstract

　吸収方法は、微細流路を用意するステップと、被吸収成分を含む第１流体としての気体から前記被吸収成分を第２流体としての吸収液に吸収させるように前記気体及び前記吸収液を前記微細流路に流通させる主流通ステップと、前記気体及び前記吸収液を前記微細流路に流通させた状態で、当該微細流路内の圧力を高くするための第３流体を当該微細流路に流通させる副流通ステップとを含む。

Description

吸収方法及び吸収装置
　本発明は、吸収方法及び吸収装置に関する。
　気体中の特定成分を分離する方法の１つに吸収操作がある。この吸収操作の方法には、大別して、気体中に吸収液を分散させる方法と、吸収液中に気体を分散させる方法とがある。前者の方法では、充填塔やスプレー塔等の吸収塔が用いられる。後者の方法では、棚段塔や気泡塔等の吸収塔が用いられる。尚、かかる吸収塔については、特許公報記載の技術としても公知である（例えば、特許文献１、２参照）。
　しかしながら、かかる吸収塔のような吸収装置では、吸収液と気体との接触効率が悪い。このため、吸収速度が遅く、また、吸収液の単位体積あたりの吸収量を増加させることもできなかった。
特開昭５２－５４６８０号公報 特開昭６３－１７０２０６号公報
　本発明の目的は、気体中の特定成分を吸収液に吸収させる際に、吸収速度を速くすると共に吸収液の単位体積あたりの吸収量を増加させることにある。
　本発明の一局面に従う吸収方法は、微細流路を用意するステップと、被吸収成分を含む第１流体としての気体から前記被吸収成分を第２流体としての吸収液に吸収させるように前記気体及び前記吸収液を前記微細流路に流通させる主流通ステップと、前記気体及び前記吸収液を前記微細流路に流通させた状態で、当該微細流路内の圧力を高くするための第３流体を当該微細流路に流通させる副流通ステップとを含む。
　本発明の別の局面に従う吸収装置は、被吸収成分を含む第１流体としての気体を供給する第１の供給部と、第２流体としての吸収液を供給する第２の供給部と、前記第１の供給部により供給される前記気体と前記第２の供給部により供給される前記吸収液とを流通させながら前記気体から前記吸収液へ前記被吸収成分を吸収させる微細流路と、前記微細流路内の圧力を高めるための第３流体を前記微細流路へ供給する第３の供給部と、を備える。
本実施の形態における微細流路装置の構成を示した図である。 本実施の形態における微細流路装置内の流体流路の一例について示した図である。 本実施の形態の一例による流体流路を形成する基板を表面から見た図である。 本実施の形態の一例による流体流路を形成する基板を裏面から見た図である。 本実施の形態における微細流路装置内の流体流路の別の例について示した図である。 本実施の形態の別の例による流体流路を形成する基板を表面から見た図である。 本実施の形態の別の例による流体流路を形成する基板を裏面から見た図である。 本実施の形態における微細流路装置内の温調流路について示した図である。 本実施の形態における微細流路装置の第１端面による断面図の一部を示した図である。 第１実施例による吸収装置の構成を示した図である。 第１実施例による吸収装置において第１流体及び第２流体の流体流路への供給と第３流体の流体流路への供給とが同時に行われる際の吸収装置の動作について示した図である。 第１実施例による吸収装置において第１流体及び第２流体の流体流路への供給が行われる際の吸収装置の動作について示した図である。 第１実施例による吸収装置において第３流体の流体流路への供給が行われる際の吸収装置の動作について示した図である。 第２実施例による吸収装置の構成を示した図である。 第２実施例による吸収装置において第１流体及び第２流体の流体流路への供給と第３流体の流体流路への供給とが同時に行われる際の吸収装置の動作について示した図である。 第２実施例による吸収装置において第１流体及び第２流体の流体流路への供給が行われる際の吸収装置の動作について示した図である。 第２実施例による吸収装置において第３流体の流体流路への供給が行われる際の吸収装置の動作について示した図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　まず、本実施の形態で用いる微細流路装置について説明する。本実施の形態における微細流路装置は、第１流体としての気体から特定成分を第２流体としての吸収液へ吸収させる吸収方法（吸収操作）に用いられるものである。すなわち、当該微細流路装置は、吸収装置に用いられる。なお、この微細流路装置は、複数の流体同士を合流させてそれらの流体同士の吸収操作以外の相互作用を生じさせるためにも用いることが可能である。例えば、この微細流路装置は、マイクロリアクタ、熱交換器、抽出反応用の反応装置、エマルション化用の混合装置等にも用いることが可能である。
　図１は、本実施の形態における微細流路装置１の構成を示した図である。
　図１に示すように、本実施の形態における微細流路装置１は、本体部４と、第１流体用ヘッダ６と、第２流体用ヘッダ８と、第３流体用ヘッダ１０と、流体排出用ヘッダ１２と、温調流体用ヘッダ１４，１６とを備えている。
　本体部４は、微細流路装置１の大部分を占めており、直方体状に形成されている。この本体部４は、第１端面４ａと、第２端面４ｂと、第３端面４ｃと、第４端面４ｄとを有する。第１端面４ａは、本体部４の長手方向において一方側を向く端面である。第２端面４ｂは、第１端面４ａと反対側を向く本体部４の端面である。第３端面４ｃは、本体部４の長手方向に直交する短手方向において一方側を向く端面である。第４端面４ｄは、第３端面４ｃと反対側を向く本体部４の端面である。本体部４の長手方向は、微細流路装置１の長手方向と同じ方向である。本体部４の短手方向は、微細流路装置１の短手方向と同じ方向である。本体部４の厚み方向は、微細流路装置１の厚み方向と同じ方向である。
　第１流体用ヘッダ６及び温調流体用ヘッダ１６は、本体部４の第１端面４ａに対向するように配置されて本体部４に結合される。流体排出用ヘッダ１２及び温調流体用ヘッダ１４は、本体部４の第２端面４ｂに対向するように配置されて本体部４に結合される。第２流体用ヘッダ８及び第３流体用ヘッダ１０は、本体部４の第３端面４ｃに対向するように配置されて本体部４に結合される。第３流体用ヘッダ１０は、第２流体用ヘッダ８よりも第１端面４ａから遠い位置に配置される。
　また、本実施の形態の微細流路装置１には、複数の流体流路２と、複数の温調流路３とが形成されている。各流体流路２は、第１流体、第２流体及び第３流体を合流させて流通させるための流路である。第１流体と第２流体は、相互作用させる流体である。各流体流路２は、第１流体と第２流体とを互いに接触した状態で流通させながら第１流体から第２流体へ被吸収成分を吸収させる。各温調流路３は、流体流路２を流れる流体の温度を調節するための温調用流体を流すための流路である。そこで、この流体流路２及び温調流路３について説明する。
　図２Ａは、本実施の形態における微細流路装置１内の流体流路２の一例について示した図である。
　各流体流路２は、微小な流路径を有する所謂マイクロチャネルである。各流体流路２は、微細流路の一例である。この流体流路２は、図２Ａに示すように、第１導入路２ａと、第２導入路２ｂと、第３導入路２ｃと、合流流体流路２ｄとを有する。第１導入路２ａは、第１流体が導入される部分である。第２導入路２ｂは、第２流体が導入される部分である。第３導入路２ｃは、第３流体が導入される部分である。合流流体流路２ｄは、第１、第２及び第３導入路２ａ，２ｂ，２ｃにそれぞれ導入された流体を合流させて流通させる部分である。　
　第１導入路２ａは、本体部４において第１端面４ａの近傍で且つ第３端面４ｃ寄りの位置に配置されている。第１導入路２ａは、本体部４の長手方向に直線的に延びている。第１導入路２ａは、この第１導入路２ａに第１流体を導入するための第１導入口２ｅを有する。
　第２導入路２ｂは、本体部４において第３端面４ｃ寄りの位置に配置されている。第２導入路２ｂは、第３端面４ｃから第４端面４ｄへ向かって本体部４の短手方向に直線的に延びている。この第２導入路２ｂは、第１導入路２ａと直交する方向に延びている。また、第２導入路２ｂは、この第２導入路２ｂに第２流体を導入するための第２導入口２ｆを有する。
　第３導入路２ｃも、本体部４において第３端面４ｃ寄りの位置に配置されている。第３導入路２ｃは、第３端面４ｃから第４端面４ｄへ向かって本体部４の短手方向に直線的に延びている。この第３導入路２ｃも、第１導入路２ａと直交する方向に延びている。但し、第３導入路２ｃは、第２導入路２ｂよりも、本体部４の第１端面４ａから遠い位置に配置されている。また、第３導入路２ｃは、この第３導入路２ｃに第３流体を導入するための第３導入口２ｇを有する。
　合流流体流路２ｄは、本体部４の長手方向において第１端面４ａ側へ直線的に延びる部分とその部分から折り返されて第２端面４ｂ側へ直線的に延びる部分とが交互に繋がる蛇行した形状に形成されている。具体的には、合流流体流路２ｄは、複数の直線流路部２ｈと、複数の第１折返し部２ｉと、複数の第２折返し部２ｊとを有する。
　直線流路部２ｈは、合流流体流路２ｄのうち本体部４の長手方向に直線的に延びる部分を構成する。複数の直線流路部２ｈは、互いに平行に配置されている。複数の直線流路部２ｈは、本体部４の短手方向において間隔をあけて並ぶように配置されている。
　第１折返し部２ｉは、合流流体流路２ｄのうち本体部４の長手方向において第１端面４ａ側へ直線的に延びる部分の第１端面４ａ側の端部とその部分の下流側に配置されて第２端面４ｂ側へ直線的に延びる部分の第１端面４ａ側の端部とを互いに繋ぐ部分である。即ち、第１折返し部２ｉは、本体部４の短手方向において隣り合う直線流路部２ｈの第１端面４ａ側の端部同士を繋いでいる。この第１折返し部２ｉによって、この第１折返し部２ｉの上流側の第１端面４ａ側へ延びる直線流路部２ｈからこの第１折返し部２ｉの下流側の第２端面４ｂ側へ延びる直線流路部２ｈへ流路が折り返されている。
　第２折返し部２ｊは、合流流体流路２ｄのうち本体部４の長手方向において第２端面４ｂ側へ直線的に延びる部分の第２端面４ｂ側の端部とその部分の下流側に配置されて第１端面４ａ側へ直線的に延びる部分の第２端面４ｂ側の端部とを互いに繋ぐ部分である。即ち、第２折返し部２ｊは、本体部４の短手方向において隣り合う直線流路部２ｈの第２端面４ｂ側の端部同士を繋いでいる。この第２折返し部２ｊによって、この第２折返し部２ｊの上流側の第２端面４ｂ側へ延びる直線流路部２ｈからこの第２折返し部２ｊの下流側の第１端面４ａ側へ延びる直線流路部２ｈへ流路が折り返されている。
　また、合流流体流路２ｄは、この合流流体流路２ｄ内から流体を導出するための導出口２ｋを有する。この導出口２ｋは、合流流体流路２ｄの下流側の端部に設けられている。
　また、微細流路装置１には、第１供給流路２ｍと、第２供給流路２ｎと、第３供給流路２ｏと、回収流路２ｐとが形成されている。具体的には、第１流体用ヘッダ６に第１供給流路２ｍが形成されている。第２流体用ヘッダ８に第２供給流路２ｎが形成されている。第３流体用ヘッダ１０に第３供給流路２ｏが形成されている。流体排出用ヘッダ１２に回収流路２ｐが形成されている。
　第１供給流路２ｍは、各流体流路２の第１導入路２ａの第１導入口２ｅに第１流体を分配して供給するためのものである。第１供給流路２ｍは、第１供給穴２ｑと、第１供給流路接続部２ｒとを有する。第１供給穴２ｑは、微細流路装置１の厚み方向の一方の端面（第５端面と称する）において開口する。第１供給穴２ｑは、その開口から微細流路装置１の厚み方向の他方の端面（第６端面と称する）へ向かって複数の流体流路２のうち第６端面に最も近い流体流路２に対応する位置まで延びている。この第１供給穴２ｑには、図示しない第１供給側コネクタが接続されている。第１供給穴２ｑには、その第１供給側コネクタを通じて第１流体が供給される。第１供給流路接続部２ｒは、複数の流体流路２のうち微細流路装置１の第５端面に最も近い流体流路２に対応する位置から第６端面に最も近い流体流路２に対応する位置に亘って微細流路装置１の厚み方向に延びている。第１供給流路接続部２ｒは、第１供給穴２ｑと連通するように形成されている。この第１供給流路接続部２ｒは、各流体流路２の第１導入口２ｅに接続されている。第１供給流路接続部２ｒは、第１供給穴２ｑに供給された第１流体を各第１導入口２ｅに分配する。
　第２供給流路２ｎは、各流体流路２の第２導入路２ｂの第２導入口２ｆに第２流体を分配して供給するためのものである。第２供給流路２ｎは、図示しない第２供給側コネクタが接続される第２供給穴２ｓと、各流体流路２の第２導入口２ｆに接続される第２供給流路接続部２ｔとを有する。この第２供給流路２ｎの第２供給穴２ｓと第２供給流路接続部２ｔの構成は、第１供給流路２ｍの第１供給穴２ｑと第１供給流路接続部２ｒの構成と同様である。
　第３供給流路２ｏは、各流体流路２の第３導入路２ｃの第３導入口２ｇに第３流体を分配して供給するためのものである。第３供給流路２ｏは、図示しない第３供給側コネクタが接続される第３供給穴２ｕと、各流体流路２の第３導入口２ｇに接続される第３供給流路接続部２ｖとを有する。この第３供給流路２ｏの第３供給穴２ｕと第３供給流路接続部２ｖの構成も、第１供給流路２ｍの第１供給穴２ｑと第１供給流路接続部２ｒの構成と同様である。
　回収流路２ｐは、各流体流路２の合流流体流路２ｄの導出口２ｋから導出される流体を合流させて回収するためのものである。回収流路２ｐは、回収穴２ｗと、回収流路接続部２ｘとを有する。回収穴２ｗは、微細流路装置１の第５端面において開口する。回収穴２ｗは、その開口から微細流路装置１の第６端面へ向かって複数の流体流路２のうち第６端面に最も近い流体流路２に対応する位置まで延びている。この回収穴２ｗには、図示しない回収側コネクタが接続されている。回収流路接続部２ｘは、複数の流体流路２のうち微細流路装置１の第５端面に最も近い流体流路２に対応する位置から第６端面に最も近い流体流路２に対応する位置に亘って微細流路装置１の厚み方向に延びている。回収流路接続部２ｘは、回収穴２ｗと連通するように形成されている。この回収流路接続部２ｘは、各流体流路２の導出口２ｋに接続されている。回収流路接続部２ｘは、各導出口２ｋから導出される流体を合流させる。この回収流路接続部２ｘで合流された流体は、回収穴２ｗへ流れ、図示しない回収側コネクタを通じて導出される。
　尚、図２Ａでは、第１導入路２ａ及び合流流体流路２ｄと、第２導入路２ｂ及び第３導入路２ｃとを同じ平面上に示した。しかし、実際には、合流流体流路２ｄと、第２導入路２ｂ及び第３導入路２ｃとは、微細流路装置１の本体部４の厚み方向の位置が互いに異なっている。本体部４は、後述するように、複数の基板が積層されることによって形成されている。この基板の積層方向が微細流路装置１及び本体部４の厚み方向に相当する。本体部４を構成する複数の基板には、流体流路２を形成する基板が含まれている。
　図２Ｂは、流体流路２を形成する基板を表面から見た図である。図２Ｃは、図２Ｂに示された基板を表面と反対側を向く裏面から見た図である。図２Ｂに実線で示し、図２Ｃに破線で示すように、第１導入路２ａ及び合流流体流路２ｄは、流体流路２を形成する基板の表面にある。また、図２Ｂに破線で示し、図２Ｃに実線で示すように、第２導入路２ｂ及び第３導入路２ｃは、流体流路２を形成する基板の裏面にある。
　また、図２Ｄは、本実施の形態における微細流路装置１内の流体流路２の別の例について示した図である。
　この流体流路２は、図示するように、本体部４内において、図２Ａに示した第１導入路２ａ、第２導入路２ｂ、第３導入路２ｃ、合流流体流路２ｄ、第１導入口２ｅ、第２導入口２ｆ、第３導入口２ｇ、直線流路部２ｈ、第１折返し部２ｉ、第２折返し部２ｊ及び導出口２ｋのセットが、５個並列に配置されてなる。尚、並列に配置するセットの個数はここでは５個としたが、任意の個数でよい。また、第１流体用ヘッダ６内には、第１供給流路２ｍが、５個並列に配置されたセットに対して共通に設けられている。また、第２流体用ヘッダ８内には、第２供給流路２ｎが、５個並列に配置されたセットに対して共通に設けられている。また、第３流体用ヘッダ１０内には、第３供給流路２ｏが、５個並列に配置されたセットに対して共通に設けられている。また、流体排出用ヘッダ１２内には、回収流路２ｐが、５個並列に配置されたセットに対して共通に設けられている。第１供給流路２ｍ、第２供給流路２ｎ、第３供給流路２ｏ及び回収流路２ｐのそれぞれの機能は、図２Ａで示した対応する各流路の機能と同様である。尚、各構成要素については、図２Ａを参照して説明したので、ここでの詳しい説明は省略する。
　尚、図２Ｄでも、第１導入路２ａ及び合流流体流路２ｄと、第２導入路２ｂ及び第３導入路２ｃとを同じ平面上に示した。しかし、実際には、第１導入路２ａ及び合流流体流路２ｄと、第２導入路２ｂ及び第３導入路２ｃとは、微細流路装置１の本体部４の厚み方向の位置が互いに異なっている。
　図２Ｅは、本体部４を構成する複数の基板のうち流体流路２を形成する基板を表面から見た図である。図２Ｆは、図２Ｅに示された基板を表面と反対側を向く裏面から見た図である。図２Ｅに実線で示し、図２Ｆに破線で示すように、第１導入路２ａ及び合流流体流路２ｄは、流体流路２を形成する基板の表面にある。また、図２Ｅに破線で示し、図２Ｆに実線で示すように、第２導入路２ｂ及び第３導入路２ｃは、流体流路２を形成する基板の裏面にある。
　図３は、本実施の形態における微細流路装置１内の温調流路３について示した図である。
　各温調流路３は、図３に示すように、並列に配置された複数の単位流路３ａからなる。各単位流路３ａは、本体部４の長手方向において第１端面４ａ側へ延びる部分とその部分から折り返されて第２端面４ｂ側へ延びる部分とが交互に繋がる蛇行した形状に形成されている。また、微細流路装置１には、温調供給流路３ｂと、温調回収流路３ｃとが形成されている。
　温調供給流路３ｂは、各温調流路３に温調用流体を分配して供給するためのものである。温調供給流路３ｂは、温調流体用ヘッダ１４に形成されている。温調供給流路３ｂは、温調供給穴３ｄと、複数の温調供給流路接続部３ｅとを有している。温調供給穴３ｄは、微細流路装置１の厚み方向の一方の端面（第５端面）において開口する。温調供給穴３ｄは、その開口から微細流路装置１の厚み方向の他方の端面（第６端面）へ向かって複数の温調流路３のうち第６端面に最も近い温調流路３に対応する位置まで延びている。この温調供給穴３ｄには、図示しない温調供給側コネクタが接続されている。温調供給穴３ｄには、その温調供給側コネクタを通じて温調用流体が供給される。温調供給流路接続部３ｅは、微細流路装置１の厚み方向において各温調流路３に対応する位置にそれぞれ形成されている。温調供給流路接続部３ｅは、温調供給穴３ｄと各温調流路３の複数の単位流路３ａの上流側の端部とを繋いでいる。温調供給穴３ｄに供給された温調用流体は、各温調供給流路接続部３ｅを通じて各温調流路３の複数の単位流路３ａに分配される。
　また、温調回収流路３ｃは、各温調流路３から温調用流体を回収するためのものである。温調回収流路３ｃは、温調流体用ヘッダ１６に形成されている。温調回収流路３ｃは、温調回収穴３ｆと、複数の温調流路３の下流側の端部に繋がる複数の温調回収流路接続部３ｇとを有している。温調回収穴３ｆと温調回収流路接続部３ｇの構造は、温調供給穴３ｄと温調供給流路接続部３ｅの構造と同様である。温調回収穴３ｆには、図示しない温調回収側コネクタが接続されている。各温調流路３の複数の単位流路３ａの下流側端部から導出された温調用流体は、各温調回収流路接続部３ｇから温調回収穴３ｆを通じ、さらに温調回収側コネクタを通じて導出される。
　そして、複数の流体流路２と複数の温調流路３とは、微細流路装置１の厚み方向に並ぶように微細流路装置１内に形成されている。具体的には、１つの流体流路２の各部分は、一平面上に配置されている。２つの温調流路３は、微細流路装置１の厚み方向（前記一平面に対して垂直な方向）においてこの流体流路２の両側に分かれて配置されている。そして、この１つの流体流路２と２つの温調流路３とを１組の流路として、複数組の流路が微細流路装置１の厚み方向に並んで配置されている。
　図４は、本実施の形態における微細流路装置１の第１端面４ａに平行で且つ流体流路２及び温調流路３の折返し部を含まない任意の面による断面図の一部である。この図４は、微細流路装置１内の流体流路２及び温調流路３の厚み方向の配置を示している。
　図４に示すように、流体流路２の複数の合流流体流路２ｄが、本体部４内において横方向に並べて配置されている。また、図４に示すように、温調流路３の複数の単位流路３ａが、本体部４内において各流体流路２に対してこの本体部４の厚み方向の一方側又は他方側に間隔をあけて配置されている。
　本体部４は、複数の基板が積層されて互いに接合された部材から形成されている。各流体流路２は、基板の表面に流体流路２に対応した形状に形成された溝がその基板上に積層される別の基板で封止されることによって形成されている。また、各温調流路３は、基板の表面にその温調流路３に対応した形状に形成された溝がその基板上に積層される別の基板で封止されることによって形成されている。尚、図４では、各流体流路２及び各温調流路３を、下側が円弧となる半円形の断面を持つものとしたが、この限りではない。例えば、各流体流路２及び各温調流路３を、上側が円弧となる半円形の断面を持つものとしてもよい。また、各流体流路２を、第１の基板の表面に流体流路２に対応した形状に形成された第１の溝と、その第１の基板上に積層される第２の基板の裏面に第１の溝と対称形となるように形成された第２の溝とを重ね合わせることによって円形の断面を持つものとしてもよい。また、各温調流路３を、第３の基板の表面に温調流路３に対応した形状に形成された第３の溝と、その第３の基板上に積層される第４の基板の裏面に第３の溝と対称形となるように形成された第４の溝とを重ね合わせることによって円形の断面を持つものとしてもよい。
　さて、本実施の形態による吸収方法では、以上のような微細流路装置１を用いて、気体中の被吸収成分である特定成分を吸収液に吸収させる吸収操作を行う。具体的には、流体流路２に第１供給穴２ｑから気体を流通させるとともに流体流路２に第２供給穴２ｓから吸収液を流通させ、同時に、温調流路３に冷媒を流通させることにより、吸収操作を行う。
　こうすることにより、微細流路に気体及び吸収液を互いに接触した状態で流通させながらその気体から吸収液への特定成分の吸収操作を行うことができる。このため、従来の吸収装置による吸収操作に比べて気液接触面積が大きくなり、その結果、吸収速度が速くなる。また、温調流路３に冷媒を流通させて流体流路２内の温度を制御することにより、吸収熱による温度上昇を抑制して吸収量の低下を防ぐことができると共に、吸収熱を回収して有効利用することができる。
　加えて、本実施の形態では、第１流体としての気体が流れ且つ第２流体としての吸収液が流れている流体流路２に対し、第３供給穴２ｕから第３流体を供給する。
　こうすることにより、流体流路２内の圧力を高くすることができる。このため、吸収液の単位体積あたりの吸収量が増加して吸収率が高くなる。また、この場合には、流体流路２内で気体が圧縮されるため、流体流路２内において吸収による吸収熱以外に圧縮熱が発生する。このため、流体流路２に供給する前に気体を圧縮する場合に比べて、より多くの熱を回収することができる。
　ここで、第３流体が液体である場合と第３流体が気体である場合とが考えられる。このため、以下、第３流体が液体である場合を第１実施例とし、第３流体が気体である場合を第２実施例として、それらの実施例について詳細に説明する。
　［第１実施例］
　第１実施例では、気液二相流が形成されている流体流路２に、液体である第３流体を供給する。ここで、第３流体は、第１流体である気体及び第２流体である吸収液に対して不溶性かつ不活性であることが望ましい。但し、これは、第３流体が第１流体である気体及び第２流体である吸収液に対して可溶性であったり活性であったりすることを除外するものではない。例えば、第１流体を二酸化炭素含有ガスとし、第２流体を水とした場合、第３流体はデカン、ドデカン、又は、ヘキサデカン等とすればよい。或いは、第１流体を二酸化炭素含有ガスとし、第２流体をアミン化合物を主成分とする吸収液とした場合も、第３流体はデカン、ドデカン、又は、ヘキサデカン等としてよい。
　図５は、第１実施例における吸収装置２０の構成を示した図である。第１実施例における吸収装置２０は、図１から図４を参照して説明した流体流路２及び温調流路３を備える微細流路装置１を含む。図５では、流体流路２に第１流体である気体及び第２流体である吸収液のみが流通している状態を縦縞模様で示している。尚、微細流路装置１では、図４に示したように流体流路２及びその上下に隣り合う温調流路３を有する層が複数積層されているが、図５では簡単化するために、流体流路２及びその上下に隣り合う温調流路３を有する１つの層のみを模式的に示している。また、微細流路装置１には、実際には、温調流路３に温調用流体を供給する機構及び温調流路３から温調用流体を回収する機構も接続されているが、図５ではこれらの機構については図示を省略している。
　吸収装置２０は、圧縮機２１と、逆止弁２２と、液ポンプ２３と、逆止弁２４とを含む。圧縮機２１は、逆止弁２２を介して微細流路装置１の第１供給穴２ｑに接続されている。液ポンプ２３は、逆止弁２４を介して微細流路装置１の第２供給穴２ｓに接続されている。
　また、吸収装置２０は、気液分離器２５と、仕切弁２６と、背圧弁２７と、仕切弁２８と、液ポンプ３１と、仕切弁３２とを含む。気液分離器２５は、微細流路装置１の回収穴２ｗに接続されている。仕切弁２６、背圧弁２７、仕切弁２８及び液ポンプ３１は、それぞれ気液分離器２５に接続されている。液ポンプ３１は、仕切弁３２を介して微細流路装置１の第３供給穴２ｕに接続されている。
　圧縮機２１は、図示しない気体供給源から供給される気体を圧縮する。圧縮機２１は、逆止弁２２を介して、微細流路装置１の第１供給穴２ｑから流体流路２へと圧縮した気体を流通させる。第１実施例では、第１の供給部の一例として、圧縮機２１を設けている。ここで、圧縮機２１としては、スクリュロータを回転させて気体を圧縮するスクリュタイプの容積型圧縮機、又は、ピストンの往復運動により気体を圧縮するレシプロタイプの容積型圧縮機などを用いてもよい。また、圧縮機２１として、羽根車の回転によって得られる遠心力により気体を圧縮するターボタイプの遠心型圧縮機などを用いてもよい。逆止弁２２は、後述するように第３流体が流体流路２に流通した際に第３流体が圧縮機２１へ逆流するのを防ぐために設けられている。
　液ポンプ２３は、図示しない吸収液供給源から供給される吸収液を吸い込んで吐き出し、それによって、逆止弁２４を介して、微細流路装置１の第２供給穴２ｓから流体流路２へと吸収液を流通させる。第１実施例では、第２の供給部の一例として、液ポンプ２３を設けている。ここで、液ポンプ２３としては、ローターや歯車の回転運動により吸収液の吸込み及び吐出しを行う回転タイプの容積型ポンプ、又は、ピストンやプランジャの往復運動により吸収液の吸込み及び吐出しを行う往復タイプの容積型ポンプなどを用いてもよい。また、液ポンプ２３として、羽根車の回転によって得られる遠心力により吸収液の吸込み及び吐出しを行う遠心タイプのターボ型ポンプなどを用いてもよい。逆止弁２４は、後述するように第３流体が流体流路２に流通した際に第３流体が液ポンプ２３へ逆流するのを防ぐために設けられている。
　気液分離器２５は、微細流路装置１の回収穴２ｗから排出されたオフガス及び吸収液を一時貯留する。気液分離器２５内のオフガスは、圧縮機２１が流体流路２に流通させた気体中の特定成分を、液ポンプ２３が流体流路２に流通させた吸収液で吸収した後の残りの気体である。気液分離器２５は、当該気液分離器２５内の上下方向の中間から上側に位置する図５中のα部分にオフガスを一時貯留する。ここでは、気体中の特定成分が目的の成分であるものとし、特定成分が吸収液によって吸収された後の残りの気体をオフガスと称しているが、気体中の特定成分が不要な成分であるものとし、特定成分が吸収液によって吸収された後の気体を目的の気体としてもよい。一方、気液分離器２５内の吸収液は、液ポンプ２３により流体流路２に流通させた吸収液に、圧縮機２１により流体流路２に流通させた気体中の特定成分を吸収させた後の液体である。気液分離器２５は、当該気液分離器２５内の下部に位置する図５中のβ部分に吸収液を一時貯留する。そして、気液分離器２５は、一時貯留したオフガスと吸収液とを分離する。具体的には、気液分離器２５は、オフガスを、仕切弁２６又は背圧弁２７を介して排出する。仕切弁２６は、オフガスを排出する制御を行うために設けられている。背圧弁２７は、気液分離器２５内の圧力が上昇して一定の圧力になるとオフガスを排出する制御を行うために設けられている。一方、気液分離器２５は、吸収液を、仕切弁２８を介して排出する。仕切弁２８は、吸収液を排出する制御を行うために設けられている。
　また、第１実施例では、気液分離器２５は第３流体も一時貯留する。第３流体としては、オフガス及び吸収液に対して不溶性かつ不活性で、また、吸収液よりも比重が低い流体を用いている。このため、気液分離器２５は、その気液分離器２５内においてオフガスが貯留されるα部分と吸収液が貯留されるβ部分との間に挟まれた図５中のγ部分に、第３流体を貯留する。そして、この第３流体は、気液分離器２５から液ポンプ３１へと供給される。液ポンプ３１は、第３流体を吸い込んで吐き出し、それによって、仕切弁３２を介して、微細流路装置１の第３供給穴２ｕから流体流路２へと第３流体を流通させる。第１実施例では、第３の供給部の一例として、液ポンプ３１を設けている。ここで、液ポンプ３１としては、ローターや歯車の回転運動により第３流体の吸込み及び吐出しを行う回転タイプの容積型ポンプ、又は、ピストンやプランジャの往復運動により第３流体の吸込み及び吐出しを行う往復タイプの容積型ポンプなどを用いてもよい。また、液ポンプ３１として、羽根車の回転によって得られる遠心力により第３流体の吸込み及び吐出しを行う遠心タイプのターボ型ポンプなどを用いてもよい。仕切弁３２は、第３流体を流体流路２に流通させる制御を行うために設けられている。尚、第３流体の比重が吸収液の比重よりも高い場合は、気液分離器２５内の下部に位置する図５中のβ部分に第３流体が貯留され、そのβ部分の上側に位置する図５中のγ部分に吸収液が貯留される。このようなことが想定される場合は、仕切弁２８は吸収液が貯留される気液分離器２５のγ部分に接続し、液ポンプ３１は第３流体が貯留される気液分離器２５のβ部分に接続しておく。
　次に、第１実施例における吸収装置２０の動作及びその吸収装置２０を用いた第１実施例による吸収方法について説明する。
　図６は、第１流体である気体及び第２流体である吸収液の流体流路２への供給と第３流体の流体流路２への供給とを同時に行う際の動作について示した図である。
　図６に示した吸収方法の例では、圧縮機２１が気体を流体流路２に供給し、液ポンプ２３が吸収液を流体流路２に供給するのと同時に、液ポンプ３１が第３流体を流体流路２に供給する。すなわち、気体から特定成分を吸収液に吸収させるように気体及び吸収液を流体流路２に流通させる主流通ステップと、流体流路２内の圧力を高くするための第３流体を流体流路２に流通させる副流通ステップとを同時に実行する。これにより、図６において流体流路２内の斜線のハッチングが付された４つの小さな矩形で示されるように、第３流体が流体流路２内に供給される。このとき、仕切弁２６を閉じる。そして、背圧弁２７の機能により流体流路２内の圧力が上昇して一定の圧力になるまでは、流体流路２から排出されて気液分離器２５内の上部に一時貯留するオフガスを背圧弁２７から抜け難くすることで、流体流路２内の圧力を高圧にする。これにより、気体中の特定成分の吸収液による吸収率が高まる。尚、流体流路２から排出された吸収液は、気液分離器２５内の下部に一時貯留される。また、流体流路２からは第３流体も排出されてくる。この第３流体は、気体及び吸収液に対して不溶性かつ不活性で、比重が吸収液よりも低ければ、気液分離器２５内においてオフガスが貯留された部分と吸収液が貯留された部分との間に挟まれた部分に一時貯留される。そして、この第３流体は、液ポンプ３１に再び供給される。液ポンプ３１は、第３流体を流体流路２に循環させる。このように第３流体を循環させることで、第３流体の使用量を減らすことができる。
　図７Ａ及び図７Ｂは、第１流体である気体及び第２流体である吸収液の流体流路２への供給と第３流体の流体流路２への供給とを交互に行う際の動作について示した図である。図７Ａ及び図７Ｂにおいて、太い矢印は、その矢印が示す経路に流体が流れていることを表している。
　まず、図７Ａに示すように、圧縮機２１が気体を流体流路２に供給し、液ポンプ２３が吸収液を流体流路２に供給する。これにより、気体から特定成分が吸収液に吸収されるように気体及び吸収液を流体流路２に流通させる主流通ステップが実行される。このとき、仕切弁２６を開けるとともに、背圧弁２７を閉じる。これにより、流体流路２から排出されて気液分離器２５内の上部に一時貯留するオフガスをそのまま仕切弁２６から排出させる。それにより、流体流路２内の圧力を低圧にしておく。尚、流体流路２から排出された吸収液は、気液分離器２５内の下部に一時貯留される。
　次に、図７Ｂに示すように、液ポンプ３１が、第３流体を流体流路２に供給する。これにより、図７Ｂにおいて流体流路２内の斜線のハッチングが付された細長い矩形で示されるように、第３流体が流体流路２内に供給される。すなわち、流体流路２内の圧力を高くするための第３流体を流体流路２に流通させる副流通ステップが実行される。このとき、仕切弁２６を閉じる。そして、背圧弁２７の機能により流体流路２内の圧力が上昇して一定の圧力になるまでは、流体流路２から排出されて気液分離器２５内の上部に一時貯留するオフガスを背圧弁２７から抜け難くすることで、流体流路２内の圧力を高圧にする。これにより、気体中の特定成分の吸収液による吸収率が高まる。尚、流体流路２から排出された吸収液は、気液分離器２５内の下部に一時貯留される。また、流体流路２からは第３流体も排出されてくる。この第３流体は、気体及び吸収液に対して不溶性かつ不活性で、比重が吸収液よりも低ければ、気液分離器２５内においてオフガスが貯留された部分と吸収液が貯留された部分との間に挟まれた部分に一時貯留される。そして、この第３流体は、液ポンプ３１に再び供給される。液ポンプ３１は、第３流体を流体流路２に循環させる。
　続けて、図７Ａに示すように、再び、圧縮機２１が気体を流体流路２に供給し、液ポンプ２３が吸収液を流体流路２に供給する。すなわち、主流通ステップを再び実行する。このとき、仕切弁２６を開け、背圧弁２７を閉じる。これにより、流体流路２から排出されて気液分離器２５内の上部に一時貯留するオフガスがそのまま仕切弁２６から抜けるようにすることで、流体流路２内の圧力を低圧に戻す。尚、流体流路２から排出された吸収液は、気液分離器２５内の下部に一時貯留される。
　次に、図７Ｂに示すように、液ポンプ３１が、第３流体を流体流路２に供給する。これにより、図７Ｂにおいて流体流路２内の斜線のハッチングが付された細長い矩形で示されるように、第３流体が流体流路２内に供給される。すなわち、副流通ステップを再び実行する。このとき、仕切弁２６を閉じる。そして、背圧弁２７の機能により流体流路２内の圧力が上昇して一定の圧力になるまでは、流体流路２から排出されて気液分離器２５内の上部に一時貯留するオフガスを背圧弁２７から抜け難くすることで、流体流路２内の圧力を再び高圧にする。これにより、再び、気体中の特定成分の吸収液による吸収率が高まる。尚、流体流路２から排出された吸収液は、気液分離器２５内の下部に一時貯留される。また、流体流路２からは第３流体も排出されてくる。この第３流体は、気体及び吸収液に対して不溶性かつ不活性で、比重が吸収液よりも低ければ、気液分離器２５内においてオフガスが貯留された部分と吸収液が貯留された部分との間に挟まれた部分に一時貯留される。そして、この第３流体は、液ポンプ３１に再び供給される。液ポンプ３１は、第３流体を流体流路２に循環させる。
　そして、以降も、図７Ａの操作と図７Ｂの操作を繰り返す。尚、上記において、オフガスがそのまま仕切弁２６から抜けるようにすることは、オフガスの排出に制限をかけないことの一例である。また、背圧弁２７の機能により流体流路２内の圧力が上昇して一定の圧力になるまではオフガスが背圧弁２７から抜け難くすることは、オフガスの排出に制限をかけることの一例である。
　以上のように昇圧して吸収量を増加させる吸収操作を半連続的に行うことで、第３流体を連続的に供給する場合に比べて、流体流路２内の圧力を高くすることができ、吸収率を高くすることができる。
　尚、図７Ａ，図７Ｂで示される吸収方法の例では、同一の流体流路２への第１流体である気体及び第２流体である吸収液の供給と第３流体の供給とを交互に行うものとして説明した。しかしながら、複数の吸収装置２０を用いて、第１流体である気体及び第２流体である吸収液の流体流路２への供給と第３流体の流体流路２への供給とを同時に行うことも可能である。具体的には、流体流路２を有する第１の吸収装置２０と、その第１の吸収装置２０とは別の吸収装置であって、流体流路２を有する第２の吸収装置２０とを用意する。第１の吸収装置２０の流体流路２は、本発明の第１の微細流路の一例である。第２の吸収装置２０の流体流路２は、本発明の第２の微細流路の一例である。そして、第１の吸収装置２０の流体流路２と、第２の吸収装置２０の流体流路２とに対して、それぞれ、図７Ａに示す主流通ステップと図７Ｂに示す副流通ステップとを交互に実行する。そして、第２の吸収装置２０において、図７Ｂに示すように流体流路２内を昇圧している時に、第１の吸収装置２０において、図７Ａに示すように気体及び吸収液を流体流路２に流通させる。すなわち、第１の吸収装置２０の流体流路２に対して主流通ステップを実行するのと並行して、第２の吸収装置２０の流体流路２に対して副流通ステップを実行する。この場合には、流体流路２内の昇圧時にも処理を継続することができる。
　［第２実施例］
　第２実施例では、気液二相流が形成されている流体流路２に、気体である第３流体を供給する。ここで、第３流体は、第１流体である気体及び第２流体である吸収液に対して不活性であることが望ましい。但し、これは、第３流体が第１流体である気体及び第２流体である吸収液に対して活性であることを除外するものではない。また、第３流体は、気体中の目的の成分である特定成分と同じものであってもよい。例えば、第１流体を二酸化炭素含有ガスとし、第２流体を水とした場合、第３流体は窒素等とすればよい。或いは、第１流体を二酸化炭素含有ガスとし、第２流体をアミン化合物を主成分とする吸収液とした場合も、第３流体は窒素等としてよい。以下では、第３流体を所謂不活性ガスとして説明する。
　図８は、第２実施例における吸収装置２０の構成を示した図である。第２実施例における吸収装置２０は、図１から図４を参照して説明した流体流路２及び温調流路３を備える微細流路装置１を含む。図８では、流体流路２に第１流体である気体及び第２流体である吸収液のみが流通している状態を縦縞模様で示している。尚、微細流路装置１では、図４に示したように流体流路２及びその上下に隣り合う温調流路３を有する層が複数積層されているが、図８では簡単化するために、流体流路２及びその上下に隣り合う温調流路３を有する１つの層のみを模式的に示している。また、微細流路装置１には、実際には、温調流路３に温調用流体を供給する機構及び温調流路３から温調用流体を回収する機構も接続されているが、図８ではこれらの機構については図示を省略している。
　吸収装置２０は、圧縮機２１と、逆止弁２２と、液ポンプ２３と、逆止弁２４とを含む。圧縮機２１は、逆止弁２２を介して微細流路装置１の第１供給穴２ｑに接続されている。液ポンプ２３は、逆止弁２４を介して微細流路装置１の第２供給穴２ｓに接続されている。
　また、吸収装置２０は、気液分離器２５と、仕切弁２６と、背圧弁２７と、仕切弁２８と、仕切弁４０と、圧縮機４１と、仕切弁４２とを含む。気液分離器２５は、微細流路装置１の回収穴２ｗに接続されている。仕切弁２６、背圧弁２７、仕切弁２８は、それぞれ気液分離器２５に接続されている。圧縮機４１は、背圧弁２７に接続されている。また、圧縮機４１は、仕切弁４０を介して図示しない不活性ガス供給源に接続されている。また、圧縮機４１は、仕切弁４２を介して微細流路装置１の第３供給穴２ｕに接続されている。
　圧縮機２１、逆止弁２２、液ポンプ２３及び逆止弁２４の構成については、第１実施例で説明したので、ここでの説明は省略する。
　気液分離器２５は、微細流路装置１の回収穴２ｗから排出されたオフガス及び吸収液を一時貯留する。気液分離器２５内のオフガスは、圧縮機２１が流体流路２に流通させた気体中の特定成分を、液ポンプ２３が流体流路２に流通させた吸収液で吸収した後の残りの気体である。気液分離器２５は、当該気液分離器２５内の上下方向の中間から上側に位置する図８中のα部分にオフガスを一時貯留する。ここでは、気体中の特定成分が目的の成分であるものとし、特定成分が吸収液によって吸収された後の残りの気体をオフガスと称しているが、気体中の特定成分が不要な成分であるものとし、特定成分が吸収液によって吸収された後の気体を目的の気体としてもよい。一方、気液分離器２５内の吸収液は、液ポンプ２３により流体流路２に流通させた吸収液に、圧縮機２１により流体流路２に流通させた気体中の特定成分を吸収させた後の液体である。気液分離器２５は、当該気液分離器２５内の下部に位置する図８中のβ部分に吸収液を一時貯留する。そして、気液分離器２５は、一時貯留したオフガスと吸収液とを分離する。具体的には、気液分離器２５は、オフガスを、仕切弁２６又は背圧弁２７を介して排出する。仕切弁２６は、オフガスを排出する制御を行うために設けられている。背圧弁２７は、気液分離器２５内の圧力が上昇して一定の圧力になるとオフガスを排出する制御を行うために設けられている。一方、気液分離器２５は、吸収液を、仕切弁２８を介して排出する。仕切弁２８は、吸収液を排出する制御を行うために設けられている。
　また、第２実施例では、気液分離器２５に一時貯留されたオフガスは第３流体である不活性ガスも含む。不活性ガスは、最初は、図示しない不活性ガス供給部からのみ圧縮機４１へと供給されるが、気液分離器２５に貯留された後は、気液分離器２５からも圧縮機４１へと供給される。何れの場合も、圧縮機４１は、不活性ガスを圧縮し、仕切弁４２を介して、微細流路装置１の第３供給穴２ｕから流体流路２へと圧縮した不活性ガスを流通させる。第２実施例では、第３の供給部の一例として、圧縮機４１を設けている。ここで、圧縮機４１としては、スクリュロータを回転させて不活性ガスを圧縮するスクリュタイプの容積型圧縮機、又は、ピストンの往復運動により不活性ガスを圧縮するレシプロタイプの容積型圧縮機などを用いてもよい。また、羽根車の回転によって得られる遠心力により不活性ガスを圧縮するターボタイプの遠心型圧縮機などを用いてもよい。仕切弁４２は、不活性ガスを流体流路２に流通させる制御を行うために設けられている。
　次に、第２実施例における吸収装置２０の動作及びその吸収装置２０を用いた第２実施例による吸収方法について説明する。
　図９は、第１流体である気体及び第２流体である吸収液の流体流路２への供給と第３流体の流体流路２への供給とを同時に行う際の動作について示した図である。
　図９に示した吸収方法の例では、圧縮機２１が気体を流体流路２に供給し、液ポンプ２３が吸収液を流体流路２に供給するのと同時に、圧縮機４１が、不活性ガスを流体流路２に供給する。すなわち、気体から特定成分を吸収液に吸収させるように気体及び吸収液を流体流路２に流通させる主流通ステップと、流体流路２内の圧力を高くするための第３流体としての不活性ガスを流体流路２に流通させる副流通ステップとを同時に実行する。これにより、図９において流体流路２内の斜線のハッチングが付された４つの小さな矩形で示されるように、不活性ガスが流体流路２内に供給される。このとき、仕切弁２６を閉じる。そして、背圧弁２７の機能により流体流路２内の圧力が上昇して一定の圧力になるまでは、流体流路２から排出されて気液分離器２５内の上部に一時貯留するオフガスを背圧弁２７から抜け難くすることで、流体流路２内の圧力を高圧にする。これにより、気体中の特定成分の吸収液による吸収率が高まる。尚、流体流路２から排出された吸収液は、気液分離器２５内の下部に一時貯留される。また、流体流路２からは不活性ガスも排出されてくる。この不活性ガスは、オフガスに含まれて気液分離器２５内の上部に一時貯留される。そして、この不活性ガスは、背圧弁２７を介して圧縮機４１に再び供給される。圧縮機４１は、不活性ガスを流体流路２に循環させる。このように不活性ガスを循環させることで、不活性ガスの使用量を減らすことができる。
　図１０Ａ及び図１０Ｂは、第１流体である気体及び第２流体である吸収液の流体流路２への供給と第３流体の流体流路２への供給とを交互に行う際の動作について示した図である。図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、太い矢印は、その矢印が示す経路に流体が流れていることを表している。
　まず、図１０Ａに示すように、圧縮機２１が気体を流体流路２に供給し、液ポンプ２３が吸収液を流体流路２に供給する。これにより、気体から特定成分を吸収液に吸収させるように気体及び吸収液を流体流路２に流通させる主流通ステップが実行される。このとき、仕切弁２６を開けるとともに、背圧弁２７を閉じる。これにより、流体流路２から排出されて気液分離器２５内の上部に一時貯留するオフガスをそのまま仕切弁２６から排出させる。それにより、流体流路２内の圧力を低圧にしておく。尚、流体流路２から排出された吸収液は、気液分離器２５内の下部に一時貯留される。
　次に、図１０Ｂに示すように、圧縮機４１が、不活性ガスを流体流路２に供給する。これにより、図１０Ｂにおいて流体流路２内の斜線のハッチングが付された細長い矩形で示されるように、不活性ガスが流体流路２内に供給される。すなわち、流体流路２内の圧力を高くするための不活性ガスを流体流路２に流通させる副流通ステップが実行される。このとき、仕切弁２６を閉じる。そして、背圧弁２７の機能により流体流路２内の圧力が上昇して一定の圧力になるまでは、流体流路２から排出されて気液分離器２５内の上部に一時貯留するオフガスを背圧弁２７から抜け難くすることで、流体流路２内の圧力を高圧にする。これにより、気体中の特定成分の吸収液による吸収率が高まる。尚、流体流路２から排出された吸収液は、気液分離器２５内の下部に一時貯留される。また、流体流路２からは不活性ガスも排出されてくる。この第３流体は、オフガスに含まれて気液分離器２５内の上部に一時貯留される。そして、この不活性ガスは、背圧弁２７を介して圧縮機４１に再び供給される。圧縮機４１は、不活性ガスを流体流路２に循環させる。
　続けて、図１０Ａに示すように、再び、圧縮機２１が気体を流体流路２に供給し、液ポンプ２３が吸収液を流体流路２に供給する。すなわち、主流通ステップを再び実行する。このとき、仕切弁２６を開け、背圧弁２７を閉じる。これにより、流体流路２から排出されて気液分離器２５内の上部に一時貯留するオフガスがそのまま仕切弁２６から抜けるようにすることで、流体流路２内の圧力を低圧に戻す。尚、流体流路２から排出された吸収液は、気液分離器２５内の下部に一時貯留される。
　次に、図１０Ｂに示すように、圧縮機４１が、不活性ガスを流体流路２に供給する。これにより、図１０Ｂにおいて流体流路２内の斜線のハッチングが付された細長い矩形で示されるように、不活性ガスが流体流路２内に供給される。すなわち、副流通ステップを再び実行する。このとき、仕切弁２６を閉じる。そして、背圧弁２７の機能により流体流路２内の圧力が上昇して一定の圧力になるまでは、流体流路２から排出されて気液分離器２５内の上部に一時貯留するオフガスを背圧弁２７から抜け難くすることで、流体流路２内の圧力を再び高圧にする。これにより、再び、気体中の特定成分の吸収液による吸収率が高まる。尚、流体流路２から排出された吸収液は、気液分離器２５内の下部に一時貯留される。また、流体流路２からは不活性ガスも排出されてくる。この不活性ガスは、オフガスに含まれて気液分離器２５内の上部に一時貯留される。そして、この不活性ガスは、背圧弁２７を介して圧縮機４１に再び供給される。圧縮機４１は、不活性ガスを流体流路２に循環させる。
　そして、以降も、図１０Ａの操作と図１０Ｂの操作を繰り返す。尚、上記において、オフガスがそのまま仕切弁２６から抜けるようにすることは、オフガスの排出に制限をかけないことの一例である。また、背圧弁２７の機能により流体流路２内の圧力が上昇して一定の圧力になるまではオフガスが背圧弁２７から抜け難くすることは、オフガスの排出に制限をかけることの一例である。
　以上のように昇圧して吸収量を増加させる吸収操作を半連続的に行うことで、第３流体を連続的に供給する場合に比べて、流体流路２内の圧力を高くすることができ、吸収率を高くすることができる。
　尚、図１０Ａ，図１０Ｂで示される第２実施例では、第１流体である気体及び第２流体である吸収液の流体流路２への供給と第３流体の流体流路２への供給とを交互に行うものとして説明した。しかしながら、複数の吸収装置２０を用いて、第１流体である気体及び第２流体である吸収液の流体流路２への供給と第３流体の流体流路２への供給とを同時に行うことも可能である。具体的には、流体流路２を有する第１の吸収装置２０と、その第１の吸収装置２０とは別の吸収装置であって、流体流路２を有する第２の吸収装置２０とを用意する。そして、第１の吸収装置２０の流体流路２と、第２の吸収装置２０の流体流路２とに対し、それぞれ、図１０Ａに示す主流通ステップと図１０Ｂに示す副流通ステップとを交互に実行する。そして、第２の吸収装置２０において、図１０Ｂに示すように流体流路２内を昇圧している時に、第１の吸収装置２０において、図１０Ａに示すように気体及び吸収液を流体流路２に流通させる。すなわち、第１の吸収装置２０の流体流路２に対して主流通ステップを実行するのと並行して、第２の吸収装置２０の流体流路２に対して副流通ステップを実行する。この場合には、流体流路２内の昇圧時にも処理を継続することができる。
　以上述べたように、本実施の形態及び実施例では、第１流体である気体及び第２流体である吸収液を流体流路２に流通させながら吸収操作を行う際に、第３流体を流体流路２に供給するようにした。これにより、吸収液の単位体積あたりの特定成分の吸収量が増加し、その結果、吸収率が高くなる。　
　また、本実施の形態及び実施例では、流体流路２内を低圧にした状態から第３流体を流体流路２に供給する際に出側の背圧弁２７により流体流路２内を昇圧し、その後、第３流体の供給を止めて出側の仕切弁２６で流体流路２内を低圧に戻して流体流路２内に第１流体である気体及び第２流体である吸収液を流通させ、再び第３流体を供給して流体流路２内を昇圧することを繰り返すようにした。これにより、昇圧して吸収量を増加させる吸収操作を半連続的に行うことができるので、第３流体を連続的に供給する場合に比べて、流体流路２内の圧力を高くすることができ、吸収率を高くすることができるようになる。
［実施の形態の概要］
　前記実施の形態及び前記実施例をまとめると、以下の通りである。
　前記実施の形態及び前記実施例による吸収方法は、微細流路を用意するステップと、被吸収成分を含む第１流体としての気体から前記被吸収成分を第２流体としての吸収液に吸収させるように前記気体及び前記吸収液を前記微細流路に流通させる主流通ステップと、前記気体及び前記吸収液を前記微細流路に流通させた状態で、当該微細流路内の圧力を高くするための第３流体を当該微細流路に流通させる副流通ステップとを含む。
　ここで、前記副流通ステップでは、前記気体及び前記吸収液の少なくとも一方に対して不溶性及び不活性の少なくとも一方の性質を有する流体を前記第３流体として前記微細流路に流通させてもよい。
　また、前記主流通ステップでは、前記気体及び前記吸収液の前記微細流路からの排出に制限をかけない状態で、当該気体及び当該吸収液を前記微細流路に流通させ、前記副流通ステップでは、前記気体及び前記吸収液の前記微細流路からの排出に制限をかけた状態で、前記第３流体を前記微細流路に流通させ、前記副流通ステップを実行した後に、前記主流通ステップを再び実行してもよい。
　更に、前記微細流路を用意するステップでは、前記微細流路として、第１の微細流路と、その第１の微細流路とは異なる第２の微細流路とを用意し、前記第１の微細流路に対して前記副流通ステップを実行した後に当該第１の微細流路に対して前記主流通ステップを再び実行し、前記第２の微細流路に対して前記副流通ステップを実行した後に当該第２の微細流路に対して前記主流通ステップを再び実行し、前記第１の微細流路に対して前記主流通ステップを実行するのと並行して、前記第２の微細流路に対して前記副流通ステップを実行してもよい。
　更にまた、前記吸収方法は、前記副流通ステップの後に、前記気体、前記吸収液及び前記第３流体の混合物を前記微細流路から排出する排出ステップと、排出された前記混合物から前記第３の流体を分離する分離ステップとを更に含み、前記副流通ステップでは、分離された前記第３流体を前記微細流路に流通させてもよい。
　一方、前記実施の形態及び実施例による吸収装置は、被吸収成分を含む第１流体としての気体を供給する第１の供給部と、第２流体としての吸収液を供給する第２の供給部と、前記第１の供給部により供給される前記気体と前記第２の供給部により供給される前記吸収液とを流通させながら前記気体から前記吸収液へ前記被吸収成分を吸収させる微細流路と、前記微細流路内の圧力を高めるための第３の流体を前記微細流路へ供給する第３の供給部と、を備える。
　この吸収装置は、前記微細流路として、前記第１の供給部により供給される前記気体と、前記第２の供給部により供給される前記吸収液と、前記第３の供給部により供給される前記第３流体とを、それぞれ流通させる複数の微細流路を備えていてもよい。
　前記実施の形態及び前記実施例によれば、気体中の被吸収成分を吸収液に吸収させる際に、吸収速度が速くなると共に吸収液の単位体積あたりの吸収量が増加する。

Claims (7)

  1. 　微細流路を用意するステップと、
    　被吸収成分を含む第１流体としての気体から前記被吸収成分を第２流体としての吸収液に吸収させるように前記気体及び前記吸収液を前記微細流路に流通させる主流通ステップと、
    　前記気体及び前記吸収液を前記微細流路に流通させた状態で、当該微細流路内の圧力を高くするための第３流体を当該微細流路に流通させる副流通ステップとを含む、吸収方法。
  2. 　請求項１に記載の吸収方法において、
    　前記副流通ステップでは、前記気体及び前記吸収液の少なくとも一方に対して不溶性及び不活性の少なくとも一方の性質を有する流体を前記第３流体として前記微細流路に流通させる、吸収方法。
  3. 　請求項１又は２に記載の吸収方法において、
    　前記主流通ステップでは、前記気体及び前記吸収液の前記微細流路からの排出に制限をかけない状態で、当該気体及び当該吸収液を前記微細流路に流通させ、
    　前記副流通ステップでは、前記気体及び前記吸収液の前記微細流路からの排出に制限をかけた状態で、前記第３流体を前記微細流路に流通させ、
    　前記副流通ステップを実行した後に、前記主流通ステップを再び実行する、吸収方法。
  4. 　請求項３に記載の吸収方法において、
    　前記微細流路を用意するステップでは、前記微細流路として、第１の微細流路と、その第１の微細流路とは異なる第２の微細流路とを用意し、
    　前記第１の微細流路に対して前記副流通ステップを実行した後に当該第１の微細流路に対して前記主流通ステップを再び実行し、
    　前記第２の微細流路に対して前記副流通ステップを実行した後に当該第２の微細流路に対して前記主流通ステップを再び実行し、
    　前記第１の微細流路に対して前記主流通ステップを実行するのと並行して、前記第２の微細流路に対して前記副流通ステップを実行する、吸収方法。
  5. 　請求項１又は２に記載の吸収方法において、
    　前記副流通ステップの後に、前記気体、前記吸収液及び前記第３流体の混合物を前記微細流路から排出する排出ステップと、
    　排出された前記混合物から前記第３流体を分離する分離ステップとを更に含み、
    　前記副流通ステップでは、分離された前記第３流体を前記微細流路に流通させる、吸収方法。
  6. 　被吸収成分を含む第１流体としての気体を供給する第１の供給部と、
    　第２流体としての吸収液を供給する第２の供給部と、
    　前記第１の供給部により供給される前記気体と前記第２の供給部により供給される前記吸収液とを流通させながら前記気体から前記吸収液へ前記被吸収成分を吸収させる微細流路と、
    　前記微細流路内の圧力を高めるための第３流体を前記微細流路へ供給する第３の供給部と、を備えた、吸収装置。
  7. 　請求項６に記載の吸収装置において、
    　前記微細流路として、前記第１の供給部により供給される前記気体と、前記第２の供給部により供給される前記吸収液と、前記第３の供給部により供給される前記第３流体とを、それぞれ流通させる複数の微細流路を備える、吸収装置。
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