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公開番号2025126453
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022645
出願日2024-02-19
発明の名称濃縮システム
出願人株式会社カネカ
代理人個人,個人
主分類B01D 53/62 20060101AFI20250822BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】本発明は、従来に比べて、コンパクトかつ低エネルギーで特定のガスを濃縮できる濃縮システムを提供する。
【解決手段】第1ガスと第2ガスを含む混合ガスを導入するガス導入部と、ガス導入部に導入された混合ガスから物理吸着によって第1ガスを濃縮した第1濃縮ガスを生成し、第1濃縮ガスと、第2ガスを含む第1排出ガスとを分離させる物理吸着濃縮部と、物理吸着濃縮部で生成された第1濃縮ガスから膜分離によって第1ガスを濃縮した第2濃縮ガスを生成し、第2濃縮ガスと、第2ガスを含む第2排出ガスとを分離させる膜分離濃縮部と、第1排出ガス及び/又は第2排出ガスから第2ガスを濃縮した第3濃縮ガスを生成し、第3濃縮ガスと第3排出ガスとを分離させる第2ガス濃縮部を有し、第2ガス濃縮部は、第3排出ガスを物理吸着濃縮部に導入する構成とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１ガスと第２ガスを含む混合ガスを導入するガス導入部と、
前記ガス導入部に導入された混合ガスから物理吸着によって前記第１ガスを濃縮した第１濃縮ガスを生成し、前記第１濃縮ガスと、前記第２ガスを含む第１排出ガスとを分離させる物理吸着濃縮部と、
前記物理吸着濃縮部で生成された前記第１濃縮ガスから膜分離によって前記第１ガスを濃縮した第２濃縮ガスを生成し、前記第２濃縮ガスと、前記第２ガスを含む第２排出ガスとを分離させる膜分離濃縮部と、
前記第１排出ガス及び／又は前記第２排出ガスから前記第２ガスを濃縮した第３濃縮ガスを生成し、前記第３濃縮ガスと第３排出ガスとを分離させる第２ガス濃縮部を有し、
前記第２ガス濃縮部は、前記第３排出ガスを前記物理吸着濃縮部に導入する、濃縮システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
第１ガスと第２ガスを含む混合ガスを導入するガス導入部と、
前記ガス導入部に導入された混合ガスから前記第１ガスを濃縮し、かつ前記第２ガスを含む濃縮混合ガスを生成する混合ガス濃縮部と、
前記混合ガス濃縮部で生成された前記濃縮混合ガスから物理吸着によって前記第１ガスを濃縮した第１濃縮ガスを生成し、前記第１濃縮ガスと、前記第２ガスを含む第１排出ガスとを分離させる物理吸着濃縮部と、
前記物理吸着濃縮部で生成された前記第１濃縮ガスから膜分離によって前記第１ガスを濃縮した第２濃縮ガスを生成し、前記第２濃縮ガスと、前記第２ガスを含む第２排出ガスとを分離させる膜分離濃縮部と、
前記第１排出ガス及び／又は前記第２排出ガスから前記第２ガスを濃縮した第３濃縮ガスを生成し、前記第３濃縮ガスと第３排出ガスとを分離させる第２ガス濃縮部を有し、
前記第２ガス濃縮部は、前記第３排出ガスを前記物理吸着濃縮部に導入する、濃縮システム。
【請求項３】
前記第１排出ガス及び／又は前記第２排出ガスから不純物ガスを分離する不純物ガス分離部と、
前記不純物ガスを回収する不純物ガス回収部を有し、
前記不純物ガス分離部は、前記不純物ガスを分離した前記第１排出ガス及び／又は前記第２排出ガスを前記第２ガス濃縮部に供給する、請求項１又は２に記載の濃縮システム。
【請求項４】
前記不純物ガスは、硫黄酸化物及び／又は窒素酸化物を含む、請求項３に記載の濃縮システム。
【請求項５】
前記物理吸着濃縮部は、前記第１濃縮ガス中の前記第１ガスの濃度が６０％から９８％の範囲に収まるように前記第１ガスを濃縮する、請求項１又は２に記載の濃縮システム。
【請求項６】
前記膜分離濃縮部は、前記第２濃縮ガス中の前記第１ガスの濃度が９０％から９９．９％の範囲に収まるように前記第１ガスを濃縮する、請求項５に記載の濃縮システム。
【請求項７】
前記混合ガス濃縮部は、前記濃縮混合ガス中の前記第１ガスの濃度が１０％から４０％の範囲に収まるように前記第１ガスを濃縮する、請求項２に記載の濃縮システム。
【請求項８】
前記第１ガスは、二酸化炭素である、請求項１又は２に記載の濃縮システム。
【請求項９】
前記第２ガスは、窒素である、請求項１又は２に記載の濃縮システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃縮システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、カーボンニュートラル社会の実現に向けて、発電設備から排出される排ガスや大気（以下、単に排ガス等ともいう）から二酸化炭素を分離して回収し、回収した二酸化炭素から炭素化合物を生成したり、二酸化炭素を用いて微生物を培養したりする取り組みがなされている。
【０００３】
この排ガス等の二酸化炭素の分離方法には、例えば、アミン化合物が化学反応によって二酸化炭素を吸収するアミン吸収法がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－４５５７０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、アミン吸収法は、設備が大掛かりになるとともに、二酸化炭素を回収するためのエネルギーも大きい問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、従来に比べて、コンパクトかつ低エネルギーで特定のガスを濃縮できる濃縮システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するための本発明の一つの様相は、第１ガスと第２ガスを含む混合ガスを導入するガス導入部と、前記ガス導入部に導入された混合ガスから物理吸着によって前記第１ガスを濃縮した第１濃縮ガスを生成し、前記第１濃縮ガスと、前記第２ガスを含む第１排出ガスとを分離させる物理吸着濃縮部と、前記物理吸着濃縮部で生成された前記第１濃縮ガスから膜分離によって前記第１ガスを濃縮した第２濃縮ガスを生成し、前記第２濃縮ガスと、前記第２ガスを含む第２排出ガスとを分離させる膜分離濃縮部と、前記第１排出ガス及び／又は前記第２排出ガスから前記第２ガスを濃縮した第３濃縮ガスを生成し、前記第３濃縮ガスと第３排出ガスとを分離させる第２ガス濃縮部を有し、前記第２ガス濃縮部は、前記第３排出ガスを前記物理吸着濃縮部に導入する、濃縮システムである。
【０００８】
本様相によれば、物理吸着濃縮部で物理吸着によって第１ガスを濃縮した第１濃縮ガスを膜分離濃縮部で膜分離によってさらに濃縮するので、従来に比べてコンパクトかつ低エネルギーで高濃度の第１ガスを含む第２濃縮ガスを得ることができる。
本様相によれば、第２ガス濃縮部にて第２ガスを濃縮した第３濃縮ガスに対して分離した第３排出ガスを物理吸着濃縮部に戻すので、第３排出ガスに含まれた第１ガスの残渣を再び物理吸着濃縮部で濃縮することができ、第１ガスの回収率を向上できる。
【０００９】
本発明の一つの様相は、第１ガスと第２ガスを含む混合ガスを導入するガス導入部と、前記ガス導入部に導入された混合ガスから前記第１ガスを濃縮し、かつ前記第２ガスを含む濃縮混合ガスを生成する混合ガス濃縮部と、前記混合ガス濃縮部で生成された前記濃縮混合ガスから物理吸着によって前記第１ガスを濃縮した第１濃縮ガスを生成し、前記第１濃縮ガスと、前記第２ガスを含む第１排出ガスとを分離させる物理吸着濃縮部と、前記物理吸着濃縮部で生成された前記第１濃縮ガスから膜分離によって前記第１ガスを濃縮した第２濃縮ガスを生成し、前記第２濃縮ガスと、前記第２ガスを含む第２排出ガスとを分離させる膜分離濃縮部と、前記第１排出ガス及び／又は前記第２排出ガスから前記第２ガスを濃縮した第３濃縮ガスを生成し、前記第３濃縮ガスと第３排出ガスとを分離させる第２ガス濃縮部を有し、前記第２ガス濃縮部は、前記第３排出ガスを前記物理吸着濃縮部に導入する、濃縮システムである。
【００１０】
本様相によれば、物理吸着濃縮部で物理吸着によって第１ガスが濃縮された第１濃縮ガスを膜分離濃縮部で膜分離によってさらに濃縮するので、従来に比べてコンパクトかつ低エネルギーで高濃度の第１ガスを含む第２濃縮ガスを得ることができる。
本様相によれば、第２ガス濃縮部にて第２ガスを濃縮した第３濃縮ガスに対して分離した第３排出ガスを物理吸着濃縮部に戻すので、第３排出ガスに含まれた第１ガスの残渣を再び物理吸着濃縮部で濃縮することができ、第１ガスの回収率を向上できる。
本様相によれば、混合ガス濃縮部によってあらかじめ第１ガスを濃縮してから物理吸着濃縮部で第１ガスを濃縮するので、第１ガスの濃度が低い混合ガスからでも、物理吸着により第１ガスを濃縮できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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