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公開番号2024089643
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-03
出願番号2023209494
出願日2023-12-12
発明の名称気液接触用の充填物、気液接触装置及び気液接触方法
出願人株式会社豊田中央研究所,トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類B01D 53/14 20060101AFI20240626BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】高分子材料の表面に定着処理された不織布に吸収液を浸透させて流すことで気体から特定のガスを除去する場合と比して、気体から除去される特定のガスの量を増やすことである。
【解決手段】気液接触用の充填物は、特定のガスを吸収する吸収液が浸透して流れると共に表面に沿って気体が流れる多孔体を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
特定のガスを吸収する吸収液が浸透して流れると共に表面に沿って気体が流れると共に前記吸収液との接触角が９０〔°〕未満の材料を用いて形成された多孔体を備える充填物。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記多孔体の空隙率は、５０〔％〕以上９９〔％〕以下とされている、
請求項１に記載の充填物。
【請求項３】
前記多孔体の透水性は、２．２×１０
－１１
〔ｍ
２
〕以上２．２×１０
－９
〔ｍ
２
〕以下とされている、
請求項１に記載の充填物。
【請求項４】
前記多孔体は、シート状で複数設けられており、
複数の前記多孔体は、シート面が水平方向に対向するように並べられ、一対の前記多孔体の間に気体が流れる気体流路が形成されている、
請求項１に記載の気液接触用の充填物。
【請求項５】
シート状とされた前記多孔体の厚さは、０．１〔ｍｍ〕以上３〔ｍｍ〕以下とされている、
請求項４に記載の気液接触用の充填物。
【請求項６】
前記多孔体の透水性は、２．２×１０
－９
〔ｍ
２
〕より大きく、
前記多孔体の透水性とシート状とされた前記多孔体の厚さとの積が、４．４×１０
－１２
〔ｍ
３
〕以下とされている、
請求項４に記載の気液接触用の充填物。
【請求項７】
一対の前記多孔体の間に形成された前記気体流路の出口の流路幅は、入口の流路幅と比して狭くなっている、
請求項４に記載の気液接触用の充填物。
【請求項８】
前記流路幅は、入口から出口に向って徐々に狭くなっている、
請求項７に記載の気液接触用の充填物。
【請求項９】
一対の前記多孔体の間に形成された前記気体流路の出口側の部分の前記多孔体を流れる吸収液の量は、前記気体流路の入口側の部分の前記多孔体を流れる吸収液の量と比して多くするために、出口側ほど多孔体シートが厚く、または透水性が大きくされている、
請求項５に記載の気液接触用の充填物。
【請求項１０】
請求項１～９の何れか１項に記載の気液接触用の充填物と、
前記気液接触用の充填物が内部に配置される筐体と、
前記充填物に設けられた多孔体の表面に沿って気体を流すファンと、
を備える気液接触装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、気液接触用の充填物、気液接触装置及び気液接触方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の気液接触用の充填物は、高分子材料の表面の少なくとも一部に、酸化アクリル繊維の不織布を定着処理する表面加工を施してなる気液接触用の充填物であって、気液接触が、二酸化炭素の吸収除去用の気液接触であり、かつ酸化アクリル繊維の不織布の目付け量が、１０～２５ｇ／ｍ
２
の範囲内である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００３－１７００４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、気液接触用の充填物を構成する部材として、表面に不織布が定着処理された高分子材料が用いられている。このような構成では、特定のガスを吸収する吸収液を、不織布に浸透させながら重力によって上方から下方へ流す。そして、この不織布の表面を流れる吸収液が、不織布の表面に形成された吸収液の膜に沿って流れる気体に含まれる特定のガスを吸収する。具体的には、気体が吸収液に接触することで、気体に含まれる特定のガスが吸収液に吸収される。このようにして、気体から特定のガスが除去される。
【０００５】
ここで、従来技術の目的は吸収液の濡れ広がりの促進であるため、不織布に浸透する吸収液は一部で、残りは不織布外部を流れると考えられる。そこで、吸収液が不織布に浸透するだけに留まらず、不織布の外部（不織布を貼った板の表面）にも流れると、吸収液の波うちによる気相流通抵抗の増加に加えて、フラッディングおよびキャリィオーバのリスクが高くなる。他方で、不織布から溢れないように浸透するだけとなるように吸収液の流量を少なくすると、充填物および吸収塔の下方では液中の特定のガスまたは吸収されたガスから生成するイオン種の濃度が過剰に上昇して、吸収液の特定のガスに対する吸収能力が低くなり、回収速度が低下するおそれがある。
【０００６】
本開示の課題は、高分子材料の表面に定着処理された不織布に吸収液を浸透させて流すことで気体から特定のガスを除去する場合と比して、気体から特定のガスを除去する際に必要なエネルギーを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の第１態様に係る気液接触用の充填物は、特定のガスを吸収する吸収液が浸透して流れると共に表面に沿って気体が流れると共に前記吸収液との接触角が９０〔°〕未満の材料を用いて形成された多孔体を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、多孔体に浸透して吸収液が、多孔体の表面を流れる気体に接触し、気体に含まれる特定のガスを吸収する。ここで、吸収液の殆どが多孔体内部を流れる状態を実現するための高い空隙率と適切な透水性との設定が、多孔体を用いることで可能とされる。
【０００９】
このように高い空隙率と適切な透水性とを特徴とする多孔体に吸収液を浸透させて流すことで、高分子材料の表面に定着処理された不織布に吸収液を浸透させて流す場合と比して、多くの量の吸収液が流れる。このため、高分子材料の表面に定着処理された不織布に吸収液を浸透させて流すことで気体から特定のガスを除去する場合と比して、吸収液内の特定のガスまたはそれに由来するイオン種の濃度が上昇しにくいため、吸収液の吸収能力が低下しにくい。ゆえに、単位回収量あたりの必要エネルギーを低減できる。
【００１０】
さらに、吸収液との接触角が９０〔°〕より大きい材料を用いて多孔体が形成されている場合と比して、吸収液は、多孔体に浸透して濡れ広がる。これにより、多孔体を接触角が９０〔°〕以上の材料を用いて形成させる場合と比して、吸収液と気体とが効果的に接触する。このため、多孔体を接触角が９０〔°〕以上の材料を用いて形成させる場合と比して、単位回収量あたりの必要エネルギーが低減できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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