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公開番号2025008827
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023111373
出願日2023-07-06
発明の名称二酸化炭素回収装置
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人かいせい特許事務所
主分類B01D 53/04 20060101AFI20250109BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】低エネルギで高純度のCO₂を回収することができる二酸化炭素回収装置を提供する。
【解決手段】二酸化炭素回収装置1は、電気化学反応によって第1吸着材110におけるCO₂の吸着と脱離とを切り替える電界式により、CO₂を回収する第1回収器100と、第2筐体230内におけるCO₂の分圧あるいは第2吸着材220の温度を変更することによって、第2吸着材220におけるCO₂の吸着と脱離とを切り替えることにより、第1回収器100とは異なる方式によってCO₂を回収する第2回収器200と、を含む。第2回収器200の第2筐体230は、第1回収器100の第1筐体120の後段に接続され、第1回収器100で回収されたCO₂を含む中間ガスが第1筐体120から導入される。第2回収器200は、中間ガスに含まれるCO₂を第2吸着材220に吸着させ、第2吸着材220からCO₂を脱離させることでCO₂を回収する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ＣＯ
２
を含有するＣＯ
２
含有ガスから前記ＣＯ
２
を第１回収器（１００）及び第２回収器（２００）の２段階で回収する二酸化炭素回収装置であって、
第１ＣＯ
２
濃度での体格当たりの前記ＣＯ
２
の吸着量が前記第２回収器よりも多いと共にＣＯ
２
回収量当たりの消費エネルギが前記第２回収器よりも少なく、第１純度の前記ＣＯ
２
を回収する前記第１回収器と、
前記第１ＣＯ
２
濃度よりも高濃度である第２ＣＯ
２
濃度での体格当たりの前記ＣＯ
２
の吸着量が前記第１回収器よりも多いと共にＣＯ
２
回収量当たりの消費エネルギが前記第１回収器よりも少なく、前記第１純度よりも純度が高い第２純度の前記ＣＯ
２
を回収する前記第２回収器と、
を含んで構成されており、
前記第１回収器は、前記ＣＯ
２
含有ガスに含まれる前記ＣＯ
２
を吸着、脱離できるように構成された第１吸着材（１１０）及び第１筐体（１２０）を有し、
前記第２回収器は、前記第１回収器の前記第１筐体の後段に接続され、前記第１回収器で回収された前記ＣＯ
２
を含む中間ガスが前記第１筐体から導入され、かつ、前記中間ガスに含まれる前記ＣＯ
２
を吸着、脱離できるように構成された第２吸着材（２２０）及び第２筐体（２３０）を有する、二酸化炭素回収装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
ＣＯ
２
を含有するＣＯ
２
含有ガスから前記ＣＯ
２
を回収する二酸化炭素回収装置であって、
前記ＣＯ
２
の吸着と脱離が可能な第１吸着材（１１０）と、前記第１吸着材を収容する第１筐体（１２０）と、を有し、電気化学反応によって前記第１吸着材における前記ＣＯ
２
の吸着と脱離とを切り替える電界式により、前記ＣＯ
２
を回収する第１回収器（１００）と、
前記ＣＯ
２
の吸着と脱離が可能な第２吸着材（２２０）と、前記第２吸着材を収容する第２筐体（２３０）と、を有し、前記第２筐体内における前記ＣＯ
２
の分圧及び前記第２吸着材の温度のうちの少なくとも一方を変更することによって、前記第２吸着材における前記ＣＯ
２
の吸着と脱離とを切り替えることにより、前記第１回収器とは異なる方式によって前記ＣＯ
２
を回収する第２回収器（２００）と、
を含み、
前記第１回収器は、前記ＣＯ
２
含有ガスを前記第１筐体内に導入し、前記ＣＯ
２
含有ガスに含まれる前記ＣＯ
２
を前記第１吸着材に吸着させ、前記第１筐体内を掃気した後、前記第１吸着材から前記ＣＯ
２
を脱離させることで前記ＣＯ
２
を回収し、
前記第２回収器の前記第２筐体は、前記第１回収器の前記第１筐体の後段に接続され、前記第１回収器で回収された前記ＣＯ
２
を含む中間ガスが前記第１筐体から導入されるようになっており、
前記第２回収器は、前記中間ガスに含まれる前記ＣＯ
２
を前記第２吸着材に吸着させ、前記第２吸着材から前記ＣＯ
２
を脱離させることで前記ＣＯ
２
を回収する、二酸化炭素回収装置。
【請求項３】
前記第２回収器は、前記第２筐体内における前記ＣＯ
２
の分圧を変更することによって、前記第２吸着材における前記ＣＯ
２
の吸着と脱離とを切り替える圧力式により、前記中間ガスから前記ＣＯ
２
を回収する、請求項１または２に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項４】
前記第２回収器は、前記第２吸着材の温度を変更することによって、前記第２吸着材における前記ＣＯ
２
の吸着と脱離とを切り替える温度式により、前記中間ガスから前記ＣＯ
２
を回収する、請求項１または２に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項５】
前記第２回収器は、前記第２筐体内における前記ＣＯ
２
の分圧、及び、前記第２吸着材の温度の両方を変更することによって、前記第２吸着材における前記ＣＯ
２
の吸着と脱離とを切り替える圧力温度式により、前記中間ガスから前記ＣＯ
２
を回収する、請求項１または２に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項６】
前記第１回収器及び前記第２回収器に共通化された共用真空ポンプ（３３０）を含み、
前記共用真空ポンプは、前記第１回収器の前記第１吸着材に前記ＣＯ
２
が吸着された状態で前記第１筐体内を掃気する工程と、前記掃気する工程の後に前記第１回収器の前記第１吸着材に吸着されたＣＯ
２
を回収する工程と、前記第２回収器の前記第２吸着材に吸着された前記ＣＯ
２
を回収する工程と、の各工程で重ならないように動作する、請求項１または２に記載の二酸化炭素回収装置。
【請求項７】
前記第１回収器における前記ＣＯ
２
の第１回収能力と、前記第２回収器における前記ＣＯ
２
の第２回収能力と、をそれぞれ監視し、前記第１回収器の前記第１回収能力の変化に応じて前記第２回収器の前記第２回収能力を変化させるように前記第２回収器を制御する制御装置（４００）を含む、請求項１または２に記載の二酸化炭素回収装置。

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に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ガス状混合物よりＣＯ
２
を分離するガス分離装置が、例えば特許文献１で提案されている。ガス分離装置は、イオン膜により分けられた、吸着性の化合物もしくは溶媒が含浸された多孔質のアノードと、導電性の液体が含浸された多孔質のカソードと、を含む。ガス分離装置は、アノード及びカソードの各電極を収容すると共に、ガス状混合物の流入口と流出口が設けられたチャンバを含む。
【０００３】
そして、ガス状混合物がチャンバに供給され、電力がアノードとカソードの各電極に供給される。また、ＣＯ
２
がガス状混合物から吸着性の化合物により吸着されて装置内に保持され、保持されたＣＯ
２
は吸着性の化合物から脱離させられる。これにより、ＣＯ
２
の回収が可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２００８－５２８２８５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、上記従来の技術では、ガス状混合物がチャンバ内やチャンバに接続された流路に残留している。このため、アノードに吸着したＣＯ
２
を回収する際、流路に残留する水分等のガス状混合物によって、回収するＣＯ
２
の純度が低下してしまう。
【０００６】
また、ＣＯ
２
の脱離前に、チャンバ内をポンプ等で真空引きする方法が知られている。しかし、流路にわずかに残留するガス状混合物が、ＣＯ
２
の純度に影響を及ぼしてしまう。また、高真空まで残留ガスを除去するために大きなエネルギが必要になってしまう。
【０００７】
本発明は上記点に鑑み、低エネルギで高純度のＣＯ
２
を回収することができる二酸化炭素回収装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ＣＯ
２
を含有するＣＯ
２
含有ガスからＣＯ
２
を第１回収器（１００）及び第２回収器（２００）の２段階で回収する二酸化炭素回収装置であって、
第１ＣＯ
２
濃度での体格当たりのＣＯ
２
の吸着量が第２回収器よりも多いと共にＣＯ
２
回収量当たりの消費エネルギが第２回収器よりも少なく、第１純度のＣＯ
２
を回収する第１回収器と、
第１ＣＯ
２
濃度よりも高濃度である第２ＣＯ
２
濃度での体格当たりのＣＯ
２
の吸着量が第１回収器よりも多いと共にＣＯ
２
回収量当たりの消費エネルギが第１回収器よりも少なく、第１純度よりも純度が高い第２純度のＣＯ
２
を回収する第２回収器と、
を含んで構成されており、
第１回収器は、ＣＯ
２
含有ガスに含まれるＣＯ
２
を吸着、脱離できるように構成された第１吸着材（１１０）及び第１筐体（１２０）を有し、
第２回収器は、第１回収器の第１筐体の後段に接続され、第１回収器で回収されたＣＯ
２
を含む中間ガスが第１筐体から導入され、かつ、中間ガスに含まれるＣＯ
２
を吸着、脱離できるように構成された第２吸着材（２２０）及び第２筐体（２３０）を有する。
【０００９】
これによると、前段の第１回収器は第２回収器と比較して、低濃度である第１ＣＯ
２
濃度の状況において低エネルギでのＣＯ
２
の捕獲能力が高い。また、後段の第２回収器は第１回収器と比較して、第１回収器である程度高濃度化された第２ＣＯ
２
濃度の状況において低エネルギでのＣＯ
２
の捕獲能力が高い。したがって、第１回収器と第２回収器を組み合わせることにより、低エネルギでより高純度のＣＯ
２
を回収することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、ＣＯ
２
を含有するＣＯ
２
含有ガスからＣＯ
２
を回収する二酸化炭素回収装置であって、
ＣＯ
２
の吸着と脱離が可能な第１吸着材（１１０）と、第１吸着材を収容する第１筐体（１２０）と、を有し、電気化学反応によって第１吸着材におけるＣＯ
２
の吸着と脱離とを切り替える電界式により、ＣＯ
２
を回収する第１回収器（１００）と、
ＣＯ
２
の吸着と脱離が可能な第２吸着材（２２０）と、第２吸着材を収容する第２筐体（２３０）と、を有し、第２筐体内におけるＣＯ
２
の分圧及び第２吸着材の温度のうちの少なくとも一方を変更することによって、第２吸着材におけるＣＯ
２
の吸着と脱離とを切り替えることにより、第１回収器とは異なる方式によってＣＯ
２
を回収する第２回収器（２００）と、
を含み、
第１回収器は、ＣＯ
２
含有ガスを第１筐体内に導入し、ＣＯ
２
含有ガスに含まれるＣＯ
２
を第１吸着材に吸着させ、第１筐体内を掃気した後、第１吸着材からＣＯ
２
を脱離させることでＣＯ
２
を回収し、
第２回収器の第２筐体は、第１回収器の第１筐体の後段に接続され、第１回収器で回収されたＣＯ
２
を含む中間ガスが第１筐体から導入されるようになっており、
第２回収器は、中間ガスに含まれるＣＯ
２
を第２吸着材に吸着させ、第２吸着材からＣＯ
２
を脱離させることでＣＯ
２
を回収する。
（【００１１】以降は省略されています）

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