JP2001232186A - 炭酸ガス吸収材 - Google Patents
炭酸ガス吸収材Info
- Publication number
- JP2001232186A JP2001232186A JP2000049567A JP2000049567A JP2001232186A JP 2001232186 A JP2001232186 A JP 2001232186A JP 2000049567 A JP2000049567 A JP 2000049567A JP 2000049567 A JP2000049567 A JP 2000049567A JP 2001232186 A JP2001232186 A JP 2001232186A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- lithium
- absorbent
- lithium silicate
- zirconate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
の炭酸ガスを高温下で直接かつ低エネルギー消費量、高
効率で分離回収することが可能である炭酸ガス吸収材を
提供する 【解決手段】 最適吸収温度がリチウムシリケートより
も低いリチウムジルコネートをリチウムシリケート中に
分散させ、吸収材全体としての最適吸収温度域を広げ
る。
Description
とする燃料を利用するエネルギープラントや化学プラン
ト、自動車から発生する排気ガス中の炭酸ガスを分離回
収するシステム、または燃料供給部におけるガスの分離
回収に利用される炭酸ガス吸収材に係わる。
とする燃料を燃焼させる装置においては、炭酸ガスの回
収に適した場所の温度が300℃以上の高温になること
が多い。ところで、炭酸ガスの分離方法としては従来よ
り酢酸セルロースを用いる方法、アルカノールアミン系
溶媒による化学吸収法等が知られている。しかしなが
ら、前述した分離方法はいずれも導入ガス温度を200
℃いかに押さえる必要がある。したがって、高温度での
リサイクルを要する排気ガスに対してはいったん、熱交
換器等により200℃以下に冷却する必要があり、結果
的に炭酸ガス分離のためのエネルギー消費量が多くなる
という問題があった。
チウム化ジルコニアからなる炭酸ガス吸収材が開示され
ているが、リチウムジルコネートを形成する母材酸化物
である酸化ジルコニウムの重量が大きいため、吸収材自
体の重量が大きくなるという問題があった。
酸化物を酸化ジルコニウムに比べて軽量である二酸化珪
素とし、さらに1molのリチウムシリケートと2mo
l以上の炭酸ガスが反応するように、リチウムシリケー
トの一般式、LixSiyOzのxを4以上とすること
で、高温で作用する炭酸ガス吸収材の著しい軽量化が図
れることが開示されている。
適吸収温度域がリチウムジルコネートに比べると高温側
にシフトしているため、そのメリットを十分生かせない
場合があった。
克服するためになされたものであり、炭化水素を燃焼さ
せる装置からの排出ガス中の炭酸ガスを高温下で直接か
つ低エネルギー消費量、高効率で分離回収することが可
能である炭酸ガス吸収材を提供することを目的とするも
のである。
に、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、最適吸収温度
がリチウムシリケートよりも低いリチウムジルコネート
をリチウムシリケート中に分散させることで、吸収材全
体としての最適吸収温度域が広がり、その結果排ガスを
再加熱することなく高効率で炭酸ガスを分離回収できる
ことを見出し、本発明の炭酸ガス吸収材を発明するに至
った。
ウムシリケートとリチウムジルコネートから構成され、
吸収材全体としての最適吸収温度域が広がり、排ガスを
再加熱することなく、高効率で炭酸ガスを分離回収する
ことが可能である。
シリケートは炭酸ガスと反応して炭酸リチウムをせいせ
いするが、発熱反応であるために結果的に排ガス温度が
上昇する。したがって、リチウムシリケート中に最適吸
収温度の低いリチウムジルコネートを分散複合させてお
くと、炭酸ガスを含有する排ガス温度がリチウムシリケ
ートの炭酸ガス吸収最適温度以下であっても、リチウム
ジルコネートが優先的に炭酸ガスを吸収し、発熱反応に
より排ガス温度がリチウムシリケートの吸収最適温度に
達する。その結果、リチウムシリケートが高効率で炭酸
ガスを吸収できるようになる。すなわちリチウムジルコ
ネートをリチウムシリケート中に分散複合することで、
炭酸ガスを吸収する最適温度域が広くなる。したがって
リチウムジルコネートの複合割合が大きいほどリチウム
シリケートの最適吸収温度に達する時間が早くなるが、
吸収材自体の重量が大きくなり、単位重量当たりの吸収
性能が低下してしまう。逆に複合割合が小さいと、炭酸
ガス吸収に伴う発熱量が少なく、排ガス温度をリチウム
シリケートの最適吸収温度まで到達させることが困難で
ある。したがって好ましいリチウムジルコネートの複合
割合は、1〜50mol%であり、より好ましくは5〜
30mol%である。
トとリチウムジルコネートから構成され、リチウムジル
コネートが0.1〜50mol%分散複合されている。
ixSiyOzで表され、x、y、Zが−1<x+4y
−2Z<1の関係を満たす正数であり、前記リチウムジ
ルコネートは一般式Li2ZrO3で表される。
ウムシリケートにはリチウム、ナトリウムおよびカリウ
ムから選ばれるアルカリの炭酸塩が添加されることを許
容する。このような炭酸塩を添加することによって、得
られた吸収材の炭酸ガスの吸収・放出反応が促進され
る。前記炭酸塩の添加量は、前記リチウムシリケートに
対して5〜30mol%にすることが好ましい。前記炭
酸塩の添加量を5mol%未満にすると、炭酸ガスの吸
収反応の促進効果を十分に発揮することが困難になる。
一方、前記炭酸塩の添加量が30mol%を超えると炭
酸ガスの吸収反応の促進効果が飽和するばかりか、吸収
材の容積当たりの炭酸ガス吸収量が低下する恐れがあ
る。より好ましい前記炭酸塩の添加量は、前記リチウム
ジルコネートに対して10〜20mol%である。
体の形態を有する。この多孔質体の気孔率は、40%前
後であることが好ましい。このような多孔質体におい
て、添加されるリチウム、ナトリウムおよびカリウムか
ら選ばれるアルカリの炭酸塩はその細孔に保持される。
は、例えば次のような方法により作製される。
び炭酸リチウムを所定量秤量し、メノウ乳鉢等で0.1
〜1h混合する。得られた混合粉末をアルミナるつぼに
入れ、大気中、箱型電気炉等で0.5〜20h熱処理
し、リチウムジルコネート複合リチウムシリケートを得
る。続いてこのリチウムジルコネート複合リチウムシリ
ケート粉末を所定量秤量し、金型に充填し、圧縮成形し
て気孔率40%前後の成形体とすることにより多孔質体
構造の炭酸ガス吸収材を作製する。
材は、リチウムシリケートとリチウムジルコネートから
構成され、リチウムジルコネートが0.1〜50mol
%分散複合されている。 (実施例)以下、例示的ではあるが限定的ではい本発明
の実施例を説明する事によって、発明をより深く理解す
ることができる。 (実施例1)平均粒径1μmの炭酸リチウム粉末と平均
粒径0.8μmの二酸化珪素粉末および平均粒径1μm
の酸化ジルコニウム粉末をモル比で2:1:0.02と
なるように秤量し、メノウ乳鉢にて10min乾式混合
した。得られた混合粉末を箱型電気炉にて、大気中10
00℃で8h熱処理し、リチウムジルコネート複合リチ
ウムシリケート粉末を得た。続いてこのリチウムシリケ
ート粉末を直径12mmの金型内に充填し、加圧成形す
ることにより気孔率40%の成形体を作製した。以下の
実施例では、実施例1と異なる部分を中心に説明し、同
一部分は説明を省略する。 (実施例2)酸化ジルコニウムの複合割合を0.05と
した以外は実施例1と同様の方法で成形体を作製した。 (実施例3)酸化ジルコニウムの複合割合を0.1とし
た以外は実施例1と同様の方法で成形体を作製した。 (実施例4)酸化ジルコニウムの複合割合を0.3とし
た以外は実施例1と同様の方法で成形体を作製した。 (実施例5)酸化ジルコニウムの複合割合を0.5とし
た以外は実施例1と同様の方法で成形体を作製した。 (比較例1)酸化ジルコニウムを添加しない以外は実施
例1と同様の方法で成形体を作製した。 (比較例2)酸化ジルコニウムの複合割合を0.7とし
た以外は実施例1と同様の方法で成形体を作製した。
の炭酸ガス吸収材を箱型電気炉に設置し、この電気炉内
に炭酸ガス20体積%および窒素ガス80体積%からな
る混合ガスを流通させながら500℃の温度で1h保持
し、その前後の吸収材の重量増加を調べることにより、
炭酸ガスの吸収量を測定した。このとき、吸収反応が進
行中温度が上昇しても電気炉の出力は500℃となるよ
うに固定した。その結果をリチウムジルコネート複合割
合と合わせて表1に示す。なお、本測定において前記吸
収材が設置された電気炉内に窒素ガスのみを供給して同
様な実験を行なったところ、吸収材の重量増加が全く認
められないことを確認した。
0体積%および窒素ガス80体積%からなる混合ガスを
流通させながら500℃に5h保持し、一旦室温に戻し
て重量を測定し、同様なガス条件で800℃に1h保持
して重量減少を測定して、炭酸ガスの放出量を測定し
た。その結果を表1に合わせて示す。
は、比較例1、2の吸収材に比べて炭酸ガスの吸収量が
著しく大きく、優れた炭酸ガス吸収特性を有することが
明らかになった。また、炭酸ガス放出量は吸収量とほぼ
同一であり、吸収・放出が可能な材料であることも確認
された。また、実施例1〜5および比較例1、2より、
好ましいリチウムジルコネート複合割合は1〜50mo
l%であり、より好ましい比表面積は5〜30mol%
であることが明らかになった。
吸収温度がリチウムシリケートよりも低いリチウムジル
コネートをリチウムシリケート中に分散させることで、
吸収材全体としての最適吸収温度域が広がり、その結果
排ガスを再加熱することなく高効率で炭酸ガスを分離回
収することができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 リチウムシリケートとリチウムジルコネ
ートから構成されていることを特徴とする炭酸ガス吸収
材。 - 【請求項2】 リチウムシリケートをマトリックスと
し、リチウムジルコネートが1〜50mol%分散複合
されていることを特徴とする炭酸ガス吸収材。 - 【請求項3】 前記リチウムシリケートは一般式Lix
SiyOzで表されることを特徴とする請求項1記載の
炭酸ガス吸収材。 - 【請求項4】 前記リチウムシリケートは一般式Lix
SiyOzで表され、x、y、Zが−1<x+4y−2
Z<1の関係を満たす正数であることを特徴とする請求
項1記載の炭酸ガス吸収材。 - 【請求項5】 前記リチウムシリケートは一般式Li4
SiO4で表されることを特徴とする請求項1記載の炭
酸ガス吸収材。 - 【請求項6】 前記請求項1記載のリチウムジルコネー
トは一般式Li2ZrO3で表されることを特徴とする
炭酸ガス吸収材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000049567A JP3443548B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 炭酸ガス吸収材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000049567A JP3443548B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 炭酸ガス吸収材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001232186A true JP2001232186A (ja) | 2001-08-28 |
JP3443548B2 JP3443548B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=18571485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000049567A Expired - Lifetime JP3443548B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 炭酸ガス吸収材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3443548B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004091774A1 (ja) * | 2003-04-15 | 2004-10-28 | Bridgestone Corporation | 二酸化炭素の吸脱着材及び吸脱着装置 |
-
2000
- 2000-02-25 JP JP2000049567A patent/JP3443548B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004091774A1 (ja) * | 2003-04-15 | 2004-10-28 | Bridgestone Corporation | 二酸化炭素の吸脱着材及び吸脱着装置 |
US7402198B2 (en) | 2003-04-15 | 2008-07-22 | Bridgestone Corporation | Carbon dioxide adsorption-desorption material and adsorption-desorption apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3443548B2 (ja) | 2003-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KATO et al. | New series of lithium containing complex oxides, lithium silicates, for application as a high temperature CO2 absorbent | |
JP3591724B2 (ja) | 炭酸ガス吸収材および炭酸ガス分離装置 | |
WO2004091774A1 (ja) | 二酸化炭素の吸脱着材及び吸脱着装置 | |
JP6242807B2 (ja) | 複合酸化物、その製造方法、および排ガス精製用の触媒 | |
JP2009106812A (ja) | 炭酸ガス吸収材、炭酸ガス分離装置、改質装置、およびこの炭酸ガス吸収材の製造方法 | |
CN104003411A (zh) | 一种用于吸收高温co2的硅酸锂多孔材料的制备方法 | |
JP2003326159A (ja) | 炭酸ガス吸収材及びその製造方法、その再生方法 | |
CN108927118B (zh) | 一种石油焦煅烧废气吸附剂及其制备方法和应用 | |
JP3420036B2 (ja) | 炭酸ガス吸収材および炭酸ガス吸収方法 | |
JP4746457B2 (ja) | 炭酸ガス吸収材、炭酸ガス分離装置および改質装置 | |
CN106145083A (zh) | 一种球形空心碳壳的制备方法、球形空心碳壳及其应用 | |
JP2001232186A (ja) | 炭酸ガス吸収材 | |
Li et al. | Effects of calcination temperature on properties of Li2SiO3 for precursor of Li2FeSiO4 | |
US7799720B2 (en) | Method of regenerating carbon dioxide gas absorbent | |
JP2001096122A (ja) | 炭酸ガス吸収材および燃焼装置 | |
JP2002282685A (ja) | 炭酸ガス吸収材および燃焼装置 | |
JP2000262890A (ja) | 炭酸ガス吸収材、炭酸ガス分離方法および炭酸ガス分離装置 | |
Cai et al. | Efficient carbon dioxide adsorption properties of cellular structure Li4SiO4 sorbents prepared by additive manufacturing based on polymer-derived ceramics strategy | |
KR101008021B1 (ko) | 리튬 실리케이트 분말의 제조방법 | |
CN109647499A (zh) | 一种以HT-SiC为载体生长Cu-SSZ-13分子筛的催化剂及其制备方法 | |
JP2004216245A (ja) | 炭酸ガス吸収材及びその製造方法 | |
JP2002085966A (ja) | 炭酸ガス吸収材、その製造方法および燃焼装置 | |
JP2003126688A (ja) | 炭酸ガス吸収材、その使用方法およびその再生方法 | |
JP4824919B2 (ja) | 成形ハロゲン化物吸収剤の製造方法 | |
JP2004333435A (ja) | 核燃料ペレット製造用添加物およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3443548 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090620 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090620 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100620 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100620 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110620 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120620 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120620 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130620 Year of fee payment: 10 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |