JP2009112982A - 二酸化炭素吸収装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表面に多数の通気孔2aを備えた円筒状の内管2と、この内管2の外側に配置された,多数の通気孔6aを備えた円筒状の外管6とから構成される二重管と、この二重管を囲む容器1と、内管2と外管6との空間に充填された二酸化炭素吸収剤7と、内管2の内部に高温ガスを供給する電気ヒーター4とを具備し、電気ヒーター4からの高温ガスが、内管表面の通気孔2aを経由した後、外管表面の通気孔6aから排出される構成であることを特徴とする二酸化炭素吸収装置。
【選択図】 図1
Description
電気ヒーターは、熱源が線状の形態で発熱するため、被過熱体である二酸化炭素吸収剤を均一に輻射加熱する。そのため、伝熱板等を用いて発熱体を面発熱になるような工夫が行われていた。
しかしながら、伝熱板を用いても伝熱板自体の熱伝導率のために伝熱板全体が均等な温度になるのに時間を要する。また、伝熱板の熱伝導率により被加熱体の二酸化炭素吸収剤の温度を均一にすることは困難であった。
(1) 上述したように、本発明の二酸化炭素吸収装置は、多数の通気孔を形成した円筒状の内管と、多数の通気孔を形成した円筒状の外管とから構成される二重管と、二重管を囲む容器と、二酸化炭素吸収剤と、内管の内部に高温ガスを供給する高温ガス発生装置とを具備し、高温ガス発生装置からの高温ガスが、内管表面の通気孔を経由した後、外管表面の通気孔から排出される構成となっている。二酸化炭素吸収剤としては、例えばリチウムシリケートのように熱伝導率の低いセラミックが挙げられる。
即ち、二酸化炭素吸収剤の温度が上昇して二酸化炭素を排出する反応が吸熱反応となる場合、二酸化炭素吸着剤が吸収している二酸化炭素の量により反応吸熱量が異なる。ここで、反応吸熱量が部分的に異なると、二酸化炭素吸熱剤の温度が部分的に低下することになる。本出願人の実験によれば、二酸化炭素の放出時に一旦温度が低下し、排出が終了後に再び温度が上昇する挙動が確認されている。また、二酸化炭素の排出速度は、二酸化炭素吸収剤の温度と二酸化炭素吸収剤の周囲の二酸化炭素濃度の両方がパラメーターとなって変動する。従って、二酸化炭素吸収剤の温度を一定にするため、ガス温度を決定する電気ヒーターに流れる電流とガス流量の少なくともいずれか一方(即ち、電流,又はガス流量,又は両者)を制御して二酸化炭素吸収剤の排出制御を行う必要がある。
従って、上記の様な温度制御をすることにより、二酸化炭素吸収剤の特性に合わせた運転が可能となり、二酸化炭素の吸収と排出を効率よく行うことが可能となる。
(第1の実施形態)
図1及び図2を参照する。ここで、図1は、本実施形態に係る二酸化炭素吸収装置の概略的な断面図であり、図2は図1のA−A線に沿う断面図である。なお、本実施形態は下記に述べることに限定されない。
図中の符番1は、円筒状のSUS製容器を示す。この容器1の軸方向に沿う中央部には、表面に多数の通気孔2aを形成したSUS製内管2が配置されている。ここで、内管2の両端は、容器1の内壁に固定されている。内管2には、電気ヒーターによるトーチ(高温ガス発生装置)3を内蔵したガス導入管4が接続されている。内管2の通気孔2aは、ガス導入管4のガス入り口5側近くで内径が小さく、ガス流路の下流側に向って大きく設定されている。これは、ガスがガス導入管4のガス入り口5から圧入されるので、内管2表面の各通気孔2aに流れるガス流量を均等にするためである。
まず、二酸化炭素を含むガスをガス導入管4のガス入り口9から圧入して、二酸化炭素吸収剤7の温度が二酸化炭素吸収剤7の二酸化炭素吸収性能に適切な温度になるようにガス流量と電気ヒーターの電流を調整する。最適温度になったガスは、内管2の中心から内管2の通気孔2aを通過し、さらに二酸化炭素吸収剤7の空隙を通過した後、外管6の通気孔6aから出てガス排気管8から排出される。
図3を参照する。図3は、本実施形態に係る二酸化炭素吸収装置の概略的な断面図である。但し、図1及び図2と同部材は同符番を付して説明を省略する。
本実施形態の二酸化炭素吸収装置は、ガス排気管8a、8bを容器1の側壁の上下部に設け、さらにこれらのガス排気管8a,8bをマニホールド11に連結し、このマニホールド11からガスを排気するようにしたことを特徴とする。図3の装置の動作は第1の実施形態と同様である。本実施形態によれば、第1の実施形態と同様な効果が得られる他、ガス排気管8a,8b及びマニホールド11を用いてガスの排気を行うので、ガスの排気をスムースに行うことができる。
しかし、内管の通気孔の開口率を不均等にする場合の他、外管の通気孔の開口率を不均等にする場合、あるいは内管及び外管の両方の通気孔の開口率を不均等にする場合であってもよい。
3)上記実施形態では、二酸化炭素吸収剤としてリチウムシリケートを用いたが、これに限らず、その他の熱伝導性の低いセラミックスを用いることができる。
Claims (6)
- 表面に多数の通気孔を備えた円筒状の内管と、この内管の外側に配置された,多数の通気孔を備えた円筒状の外管とから構成される二重管と、この二重管を囲む容器と、内管と外管との空間に充填された二酸化炭素吸収剤と、内管の内部に高温ガスを供給する高温ガス発生装置とを具備し、高温ガス発生装置からの高温ガスが、内管表面の通気孔を経由した後、外管表面の通気孔から排出される構成であることを特徴とする二酸化炭素吸収装置。
- 二酸化炭素の吸収と吸収した二酸化炭素の排出を交互に行うことを特徴とする請求項1記載の二酸化炭素吸収装置。
- 高温ガス発生装置が電気ヒーターによるトーチであることを特徴とする請求項1若しくは2記載の二酸化炭素吸収装置。
- 外管と内管の少なくとも一方の通気孔の開口率が一定でないことを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載の二酸化炭素吸収装置。
- 高温ガスの供給流量と電気ヒーターに流れる電流の少なくともいずれか一方を制御して二酸化炭素吸収剤の温度を一定にすることを特徴とする請求項3若しくは4記載の二酸化炭素吸収装置。
- 前記容器は、前記内管の内側にガスを導入するためのガス導入管と、前記外管から排出されるガスを外部に排気するためのガス排気管を備え、前記ガス導入管内に前記高温ガス発生装置が配置されていることを特徴とする請求項1記載の二酸化炭素吸収装置。
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