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公開番号2024143841
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2023056749
出願日2023-03-30
発明の名称二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収システム
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類B01D 53/62 20060101AFI20241003BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】消費エネルギーの増大を抑制しつつ、二酸化炭素を効率的に吸着及び脱離できる二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収システムを提供すること。
【解決手段】大気を通流する通流部11に、気体中の二酸化炭素を吸着するとともに加熱されることで二酸化炭素を脱離可能である吸着剤1を備える回収部10と、吸着剤1を少なくとも脱離温度に加熱可能である加熱装置3とを備え、通流部11は、吸着剤1が塗布又は接着された平板状の基材13が、気体が通流可能となるように鉛直方向に所定間隔を空けて複数積層された基材積層体13aを備えており、加熱装置は、基材13を直接加熱することで吸着剤1を加熱可能に構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
大気を通流する通流部に、前記大気中の二酸化炭素を吸着するとともに加熱されることで前記二酸化炭素を脱離可能である吸着剤を備える回収部と、
前記吸着剤を少なくとも脱離温度に加熱可能である加熱装置とを備え、
前記通流部は、前記吸着剤が塗布又は接着された平板状の基材が、前記大気が通流可能となるように鉛直方向に所定間隔を空けて複数積層された基材積層体を備えており、
前記加熱装置は、前記基材を直接加熱することで前記吸着剤を加熱可能に構成されている、二酸化炭素回収装置。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記通流部は、前記基材積層体が鉛直方向に複数積層されてなる、請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項３】
前記基材は金属製であり、
前記加熱装置は、前記基材に電源からの電流を通電させることにより、前記基材を直接加熱可能に構成されている、請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項４】
前記吸着剤は、金属有機構造体とアミン化合物である、請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項５】
前記基材は、前記大気の通流方向又は当該通流方向に交差する方向に延びる複数の切欠き部を有する、請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項６】
前記基材積層体において、前記基材の前記切欠き部は、隣接する他の前記基材の前記切欠き部と鉛直方向において対応する位置に配置されている、請求項５に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項７】
請求項１～６の何れか一項に記載の二酸化炭素回収装置と、前記通流部に前記大気を送風する送風装置と、前記加熱装置により加熱されて前記通流部から脱離された前記二酸化炭素を回収する回収容器と、運転を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記通流部に前記大気を通流し、前記吸着剤に前記二酸化炭素を吸着させる吸着工程と、
前記加熱装置により前記吸着剤を前記脱離温度として、前記吸着剤から前記二酸化炭素を脱離させる脱離工程とを実行する、二酸化炭素回収システム。
【請求項８】
前記制御部は、脱離した前記二酸化炭素を圧縮装置により圧縮し、前記回収容器へと回収する回収工程をさらに含む、請求項７に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項９】
前記吸着工程における前記吸着剤の温度と前記脱離工程における前記吸着剤の前記脱離温度との差の絶対値は、２５℃以上２００℃以下である、請求項７に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項１０】
前記吸着工程において、前記通流部内の雰囲気を相対湿度１００％以下として前記大気を通流する、請求項７に記載の二酸化炭素回収システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素をはじめとする温室効果ガスは、地表から放射された赤外線の一部を吸収するため、地球温暖化に寄与すると考えられている。二酸化炭素の総排出量は、２０２０年度において１１億５０００万トン（環境省調べ）であったことが発表されており、その約４割が火力発電のために燃焼された化石燃料に起因するものであった。我が国は、エネルギーの供給の約７割を火力発電に依存しているため、火力発電依存からの脱却が試みられているものの、それが難しいのが現状である。
【０００３】
特許文献１には、気体中の二酸化炭素を除去するためのハニカム形状吸着剤構造体を用いた二酸化炭素除去装置が開示されている。ハニカム形状吸着剤構造体は導電性材料で構成されており、二酸化炭素の吸着性を向上させるために、アミン化合物等の添加物がコーティングされている。このハニカム形状吸着剤構造体に二酸化炭素を含む気体を通流することで二酸化炭素の吸着が促進されるとともに、導電性材料である構造体に外部電源を用いて通電して構造体を均一に加熱することで、吸着された二酸化炭素を脱離可能とされている。このような二酸化炭素除去装置を用いた二酸化炭素回収システムを火力発電所のボイラー等に用いることで、既存の施設の構造を変えることなく、火力発電所からの二酸化炭素の排出量を低減させられることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－１２８７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、引用文献１に記載のハニカム形状吸着剤構造体は、当該吸着剤構造体全体が通電加熱されるため消費エネルギーの増大が懸念される。また、引用文献１に記載の吸着剤構造体は、ハニカム形状を有するため圧力損失が高い構造をしている。そのため、消費エネルギーが増大する虞があるとともに、二酸化炭素を吸着可能な部位を有効に利用できず、二酸化炭素の吸着及び脱離を効率的に行えない虞があった。
【０００６】
本発明では、消費エネルギーの増大を抑制しつつ、二酸化炭素を効率的に吸着及び脱離できる二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る二酸化炭素回収装置の特徴構成は、
大気を通流する通流部に、大気中の二酸化炭素を吸着するとともに加熱されることで二酸化炭素を脱離可能である吸着剤を備える回収部と、
吸着剤を少なくとも脱離温度に加熱可能である加熱装置とを備え、
通流部は、吸着剤が塗布又は接着された平板状の基材が、大気が通流可能となるように鉛直方向に所定間隔を空けて複数積層された基材積層体を備えており、
加熱装置は、基材を直接加熱することで吸着剤を加熱可能に構成されている点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、通流部は、基材が所定間隔を空けて鉛直方向に積層されて大気が通流可能とされている基材積層体を有するため、大気は、隣接する基材間に形成された空間内を圧力損失の低い状態で通流することができる。また、基材には吸着剤が塗布又は接着されているので、気体が隣接する基材間に形成された空間内を通流する際に、吸着剤に接触する面積が多くなる。このため、大気に含まれる二酸化炭素を効率的に吸着することができる。
また、基材を直接加熱することにより、吸着剤を脱離温度に加熱可能である加熱装置を備えるため、無駄になる熱をできるだけ低減しながら効率よく吸着剤を脱離温度に加熱することができ、二酸化炭素の脱離のための消費エネルギーを低減することができる。
【０００９】
本発明に係る二酸化炭素回収装置の更なる特徴構成は、
通流部は、基材積層体が鉛直方向に複数積層されてなる点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、通流部が基材積層体を複数備えるため、気体と基材積層体との接触面積を増やして二酸化炭素の吸着量を増加させ、二酸化炭素の回収効率を上昇させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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