JP7318407B2 - adsorber - Google Patents
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Description
本発明は、吸着器に関する。 The present invention relates to adsorbers.
特定のガスを吸着する吸着材を有する吸着器が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された吸着器では、吸着器内に配置された吸着材が、複数の成分を含む混合ガスから特定のガスを吸着する。この吸着器は、円筒状であり、内部空間を有している。この吸着器では、円筒の中心軸に沿った両端に混合ガスが出入り可能なガス流入口およびガス流出口が形成されている。吸着材は、吸着器内において、中心軸に直交する水平方向に沿って、離間された層状の複数の領域として形成されている。
An adsorber having an adsorbent that adsorbs a specific gas is known (see
特許文献１に記載された吸着器は、吸着器のサイズを大きくして吸着性能を向上させた際の圧力損失を低減する。しかしながら、この吸着器では、内部空間に吸着材で形成された複数の領域が配置されるため、吸着器の構造が複雑になる。また、ガス流入口近傍に位置する吸着材の吸着量と、ガス流出口近傍に位置する吸着材の吸着量とに差が生じるおそれがある。さらに、吸着器内に吸着材が充填されていない空間が存在するため、吸着器の大きさに対して吸着性能が低下するおそれがある。
The adsorber described in
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、吸着器内を流れるガスの圧力損失を低減させ、位置によって変化する吸着材の吸着量のムラを抑制することにより吸着器の吸着性能を向上させることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The purpose is to improve adsorption performance.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。吸着器であって、内部空間を形成する空間形成部と、前記空間形成部に形成されたガス流入口と、前記空間形成部に形成されたガス流出口と、混合ガスに含まれる１以上の特定のガスを吸着可能な第１吸着材と、前記特定のガスを吸着可能であり、前記第１吸着材よりも前記特定のガスの吸着速度が遅い第２吸着材と、を備え、前記内部空間において、前記第１吸着材は前記ガス流出口側に充填され、前記第２吸着材は前記第１吸着材よりも前記ガス流入口側に充填され、前記内部空間は、中心軸に沿って前記ガス流入口側から前記ガス流出口側へと伸び、前記中心軸及び前記中心軸の近傍における前記第１吸着材の充填長さは、前記内部空間の外周部における前記第１吸着材の充填長さよりも長く、前記中心軸及び前記中心軸の近傍における前記第２吸着材の充填長さは、前記内部空間の外周部における前記第２吸着材の充填長さよりも短い、吸着器。そのほか、本発明は、以下の形態としても実現可能である。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be implemented as the following modes. An adsorber comprising: a space forming portion forming an internal space; a gas inlet formed in the space forming portion; a gas outlet formed in the space forming portion; The internal In the space, the first adsorbent is filled on the gas outlet side, the second adsorbent is packed closer to the gas inlet than the first adsorbent, and the internal space extends along the central axis. The filling length of the first adsorbent extending from the gas inlet side to the gas outlet side at the central axis and in the vicinity of the central axis is length, and the filling length of the second adsorbent at the central axis and in the vicinity of the central axis is shorter than the filling length of the second adsorbent at the outer peripheral portion of the internal space. In addition, the present invention can also be implemented as the following modes.
（１）本発明の一形態によれば、吸着器が提供される。この吸着器は、内部空間を形成する空間形成部と、前記空間形成部に形成されたガス流入口と、前記空間形成部に形成されたガス流出口と、混合ガスに含まれる１以上の特定のガスを吸着可能な第１吸着材と、前記特定のガスを吸着可能であり、前記第１吸着材よりも前記特定のガスの吸着速度が遅い第２吸着材と、を備え、前記内部空間において、前記第１吸着材は前記ガス流出口側に充填され、前記第２吸着材は前記ガス流入口側に充填されている。 (1) According to one aspect of the present invention, an adsorber is provided. This adsorber includes a space forming portion forming an internal space, a gas inlet formed in the space forming portion, a gas outlet formed in the space forming portion, and one or more specific gases contained in the mixed gas. and a second adsorbent capable of adsorbing the specific gas and having a slower adsorption speed of the specific gas than the first adsorbent, wherein the internal space In the above, the first adsorbent is packed on the gas outlet side, and the second adsorbent is packed on the gas inlet side.
この構成によれば、第１吸着材および第２吸着材により吸着されなかった特定のガスがガス流出口から漏れ出すまでに、内部空間においてガス流入口側に充填された第２吸着材は、第１吸着材よりも長く混合ガスに接している。第２吸着材は、第１吸着材よりも特定のガスとの吸着速度が遅い、すなわち、内部空間を流れるガスに対する第２吸着材の圧力損失は、第１吸着材よりも小さい。本構成によれば、十分な吸着時間が得られるガス流入口側に第２吸着材を配置することにより、吸着性能を変化させないで、混合ガスに対する圧力損失を低減できる。また、短い吸着時間しか得られないガス流出口側に第１吸着材を配置することにより、ガス流出口からの特定のガスの漏れを抑制できる。また、第１吸着材内の位置による吸着量のムラが抑制され、吸着器の吸着性能が向上する。結果として、吸着器における低い圧力損失および高い吸着性能を実現できる。 According to this configuration, the second adsorbent filled on the side of the gas inlet in the internal space is It is in contact with the mixed gas longer than the first adsorbent. The second adsorbent has a slower adsorption speed with a specific gas than the first adsorbent, that is, the pressure loss of the second adsorbent with respect to the gas flowing through the internal space is smaller than that of the first adsorbent. According to this configuration, by arranging the second adsorbent on the gas inlet side where a sufficient adsorption time can be obtained, the pressure loss for the mixed gas can be reduced without changing the adsorption performance. Further, by arranging the first adsorbent on the side of the gas outlet where only a short adsorption time can be obtained, leakage of a specific gas from the gas outlet can be suppressed. In addition, non-uniformity in the adsorption amount depending on the position in the first adsorbent is suppressed, and the adsorption performance of the adsorber is improved. As a result, low pressure loss and high adsorption performance in the adsorber can be achieved.
（２）上記態様の吸着器において、前記第２吸着材は、前記第１吸着材と比べて、材質と形状との少なくとも一方を相違させることにより、前記吸着速度が遅くされていてもよい。
この構成によれば、吸着器の大きさ及び形状、吸着器に混合ガスが供給される使用環境、および混合ガス及び特定のガスの組み合わせなどに応じて、第１吸着材および第２吸着材の材質と形状とが選択されればよい。そのため、吸着器内を流れるガスの圧力損失および吸着器の吸着性能を調整しやすくなる。
(2) In the adsorber of the above aspect, the adsorption speed of the second adsorbent may be made slower than that of the first adsorbent by making at least one of material and shape different.
According to this configuration, depending on the size and shape of the adsorber, the usage environment in which the mixed gas is supplied to the adsorber, and the combination of the mixed gas and the specific gas, the first adsorbent and the second adsorbent are selected. The material and shape should be selected. Therefore, it becomes easier to adjust the pressure loss of the gas flowing through the adsorber and the adsorption performance of the adsorber.
（３）上記態様の吸着器において、前記内部空間は、中心軸に沿って前記ガス流入口側から前記ガス流出口側へと伸び、前記第１吸着材が充填されている領域の前記中心軸に沿った長さは、前記混合ガスの供給時における前記第１吸着材の中心位置の最大温度変化Ｔに対して、０．２Ｔ以上の温度上昇を伴う部分の前記中心軸に沿った長さよりも長くてもよい。
吸着材が特定のガスを吸着する際に、反応に適した温度範囲を超えて吸着材の温度が上昇すると、吸着反応が進まず、吸着材が特定のガスを吸着する吸着速度が遅くなる。吸着材の温度は吸着熱により上昇するため、吸着器外に熱を逃がせない中心軸近傍の温度が上昇しやすい。そのため、吸着材の温度分布については、中心軸近傍の任意の点を中心とする球状、または、任意の点を中心とした断面が楕円状を保ちつつ進行する。この構成によれば、第１吸着材の中心に最大温度変化Ｔの位置が存在する場合に、第１吸着材の中心軸に沿った長さは、中心から０．２Ｔ以上の温度上昇を伴うガス流入口側およびガス流出口側間の距離より長い。この結果、最大温度変化Ｔの位置が第１吸着材内に進行したとしても、当該位置から第１吸着材のガス流出口側の端面までは十分の距離がある。これにより、最大温度変化の位置が第１吸着材に移動しても、第１吸着材から特定のガスがすぐには漏れ出さないため、第１吸着材の吸着性能を向上させることができる。
(3) In the adsorber of the above aspect, the internal space extends from the gas inlet side to the gas outlet side along the central axis, and the central axis of the region filled with the first adsorbent. is longer than the length along the central axis of the portion accompanied by a temperature rise of 0.2 T or more with respect to the maximum temperature change T at the center position of the first adsorbent when the mixed gas is supplied may be longer.
When the adsorbent adsorbs a specific gas, if the temperature of the adsorbent rises beyond the temperature range suitable for the reaction, the adsorption reaction does not proceed and the adsorption speed of the adsorbent for adsorbing the specific gas slows down. Since the temperature of the adsorbent rises due to the heat of adsorption, the temperature in the vicinity of the central axis where heat cannot escape to the outside of the adsorber tends to rise. Therefore, the temperature distribution of the adsorbent progresses while maintaining a spherical shape centered at an arbitrary point near the central axis or an elliptical cross section centered at an arbitrary point. According to this configuration, when the position of the maximum temperature change T exists at the center of the first adsorbent, the length along the central axis of the first adsorbent is accompanied by a temperature rise of 0.2 T or more from the center. longer than the distance between the gas inlet side and the gas outlet side. As a result, even if the position of the maximum temperature change T advances into the first adsorbent, there is a sufficient distance from that position to the end face of the first adsorbent on the gas outlet side. As a result, even if the position of the maximum temperature change moves to the first adsorbent, the specific gas does not immediately leak from the first adsorbent, so the adsorption performance of the first adsorbent can be improved.
（４）上記態様の吸着器において、前記内部空間は、中心軸に沿って前記ガス流入口側から前記ガス流出口側へと伸び、前記中心軸及び前記中心軸の近傍における前記第１吸着材の充填長さは、前記内部空間の外周部における前記第１吸着材の充填長さよりも長くてもよい。
吸着器に混合ガスが供給されると、吸着材における特定のガスの吸着分布は、ガス流出口側に対して凸な放物線として進行する。そのため、一様の吸着材で吸着器内が充填されている場合には、中心軸および中心軸近傍におけるガス流出口側の吸着材から吸着されなかった特定のガスが漏れ出し始める。この構成によれば、中心軸および中心軸近傍の第１吸着材の充填長さが外周部の充填長さよりも長い。そのため、本構成では、中心軸および中心軸近傍の充填長さと外周部の充填長さとが同じ場合と比較して、中心軸および中心軸近傍において、充填長さの差分だけ第１吸着材が特定のガスを吸着する吸着速度を速くできる。この結果、凸の放物線として進行する吸着分布について、凸の傾きを緩やかにできる。すなわち、特定のガスが吸着器から漏れ出すまでに第１吸着材における特定のガスの吸着量を増加させることができ、吸着器の吸着性能が向上する。
(4) In the adsorber of the aspect described above, the internal space extends from the gas inlet side to the gas outlet side along the central axis, and the first adsorbent in the vicinity of the central axis and the central axis may be longer than the filling length of the first adsorbent in the outer peripheral portion of the internal space.
When a mixed gas is supplied to the adsorber, the adsorption distribution of a specific gas in the adsorbent progresses as a convex parabola toward the gas outlet side. Therefore, when the inside of the adsorber is filled with a uniform adsorbent, the specific gas that has not been adsorbed begins to leak from the adsorbent on the gas outlet side near the central axis and the central axis. According to this configuration, the filling length of the central axis and the first adsorbent near the central axis is longer than the filling length of the outer peripheral portion. Therefore, in this configuration, compared to the case where the filling length of the central axis and the vicinity of the central axis and the filling length of the outer peripheral portion are the same, the first adsorbent is specified by the difference in the filling length in the central axis and in the vicinity of the central axis. can increase the adsorption speed of adsorbing gas. As a result, the inclination of the convexity of the adsorption distribution, which progresses as a convex parabola, can be moderated. That is, it is possible to increase the adsorption amount of the specific gas in the first adsorbent before the specific gas leaks out of the adsorber, thereby improving the adsorption performance of the adsorber.
（５）上記態様の吸着器において、前記中心軸の近傍は、前記中心軸に直交する横断面において、前記中心軸から前記空間形成部の内側面までの５０％未満の範囲であり、前記内部空間の外周部は、前記横断面における残余の範囲であってもよい。
第１吸着材および第２吸着材における特定のガスの吸着分布は、ガス流出口側に対して凸な放物線として進行する。そのため、ガス流出口側における第１吸着材の中心部近傍から吸着されなかった特定のガスが漏れ始める。この構成によれば、第１吸着材および第２吸着材の中心軸近傍は、中心軸から空間形成部の内側面までの距離の５０％未満の範囲であるため、放物線の頂点付近の傾きを緩やかにできる。そのため、特定のガスが吸着器から漏れ出すまでに第１吸着材の特定のガスの吸着量をさらに増加させることができ、吸着器の吸着性能がさらに向上する。
(5) In the adsorber of the above aspect, the vicinity of the central axis is less than 50% of the range from the central axis to the inner surface of the space-forming portion in a cross section perpendicular to the central axis, and the interior The perimeter of the space may be the remaining extent of the cross section.
The adsorption distribution of the specific gas in the first adsorbent and the second adsorbent progresses as a convex parabola toward the gas outlet side. Therefore, the specific gas that has not been adsorbed begins to leak from the vicinity of the central portion of the first adsorbent on the gas outlet side. According to this configuration, since the vicinity of the central axis of the first adsorbent and the second adsorbent is less than 50% of the distance from the central axis to the inner surface of the space forming portion, the slope of the parabola near the vertex is You can do it slowly. Therefore, the amount of the specific gas adsorbed by the first adsorbent can be further increased before the specific gas leaks out of the adsorber, further improving the adsorption performance of the adsorber.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、吸着器、ガス分離装置、ガス吸着装置、およびこれらを備える装置およびシステム、およびガス吸着方法、ガス分離方法、およびこれらシステムや方法を実行するためのコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、コンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。 The present invention can be implemented in various aspects, for example, an adsorber, a gas separation device, a gas adsorption device, a device and system comprising these, a gas adsorption method, a gas separation method, and these It can be implemented in the form of a computer program for executing the system or method, a server device for distributing this computer program, a non-temporary storage medium storing the computer program, or the like.
＜実施形態＞
図１は、本発明の実施形態としての吸着器１０の概略斜視図である。本実施形態の吸着器１０は、二酸化炭素（ＣＯ2）を含む混合ガスＧＳから、二酸化炭素を分離する装置である。図１には、吸着器１０の一部が中心軸ＯＬを通る断面として示された概略の斜視図が示されている。図１に示されるように、吸着器１０は、中心軸ＯＬに沿って円柱状の内部空間ＳＰ０を形成する空間形成部２と、空間形成部２において中心軸ＯＬの下端側に形成されたガス流入口３と、空間形成部２において中心軸ＯＬの上端側に形成されたガス流出口４と、二酸化炭素を吸着可能な複数の第１吸着材１および第２吸着材８と、各第２吸着材８の位置を固定する下側メッシュ５と、第１吸着材１と第２吸着材８とを分離する分離メッシュ７と、各第１吸着材１の位置を固定する上側メッシュ６と、を備えている。なお、本実施形態では、便宜上、中心軸ＯＬに沿う一端側を上側とし、他端側を下側として説明するが、中心軸ＯＬに沿う方向は上下方向にかかわらず、例えば左右方向であってもよい。以降では、第１吸着材１および第２吸着材８を合わせて単に「吸着材１，８」とも呼ぶ。また、下側メッシュ５および上側メッシュ６を合わせて単に「固定メッシュ５，６」とも呼ぶ。
<Embodiment>
FIG. 1 is a schematic perspective view of an
図１に示されるように、内部空間ＳＰ０は、第１吸着材１が充填された出口側充填空間ＳＰ１と、分離メッシュ７を介して出口側充填空間ＳＰ１に隣接する入口側充填空間ＳＰ４と、下側メッシュ５を介して入口側充填空間ＳＰ４に隣接する下側空間ＳＰ２と、上側メッシュ６を介して出口側充填空間ＳＰ１に隣接する上側空間ＳＰ３とを備えている。空間形成部２は、出口側充填空間ＳＰ１、入口側充填空間ＳＰ４、下側空間ＳＰ２、および上側空間ＳＰ３の内側面を形成する。出口側充填空間ＳＰ１には、第１吸着材１が充填され、入口側充填空間ＳＰ４には、第２吸着材８が充填されている。下側空間ＳＰ２および上側空間ＳＰ３には、いずれの吸着材も充填されていない。内部空間ＳＰ０は、中心軸ＯＬを中心とする半径Ｒ１の略円柱状の空間である。空間形成部２の下端側は、ガス流入口３によって開放され、空間形成部２の上端側は、ガス流出口４によって開放されている。
As shown in FIG. 1, the internal space SP0 includes an outlet-side filling space SP1 filled with the
本実施形態の吸着材１，８のそれぞれは、図１に示されるように大きさの異なる球状の形状を有する。第１吸着材１の大きさは、第２吸着材８の大きさよりも大きい。各吸着材１，８は、同じ材料のゼオライトで形成されている。吸着材１，８は、ガス流入口３から流入した混合ガスＧＳに含まれる二酸化炭素を吸着する。吸着材１，８は、二酸化炭素の吸着時に発熱し、所定温度を超えると二酸化炭素の吸着能力が悪化する。そのため、吸着材１，８の吸着能力を上げるためには、混合ガスＧＳ供給時の吸着材１，８が所定温度以下に維持されることが好ましい。本実施形態の吸着器１０には、ガス流入口３から混合ガスＧＳが供給され、内部空間ＳＰ０を通過した後の排出ガスがガス流出口４から排出される。混合ガスＧＳには、二酸化炭素以外のガスとして窒素などが含まれている。なお、本明細書における「形状」とは、大きさの概念を含む。例えば、異なる大きさの立方体は、本明細書では、異なる形状として取り扱われる。
Each of the
第１吸着材１と第２吸着材８とは、同じ材質で形成されている。そのため、同じ体積の第１吸着材１が充填された場合と第２吸着材８が充填された場合とでは、第１吸着材１の総表面積が、第２吸着材８の総表面積よりも大きい。そのため、同じ体積であれば、第２吸着材８は、第１吸着材１よりも二酸化炭素の吸着速度が遅い。換言すると、混合ガスＧＳの流れに対する第２吸着材８の圧力損失は、第１吸着材１の圧力損失よりも小さい。そのため、吸着器１０内に混合ガスＧＳが供給されると、混合ガスＧＳが入口側充填空間ＳＰ４を流れる速度は、出口側充填空間ＳＰ１を流れる速度よりも速い。
The
図１に示されるように、各第１吸着材１の下端側の位置は、分離メッシュ７により規制され、各第１吸着材１の上端側の位置は、上側メッシュ６により規制されている。図１では、出口側充填空間ＳＰ１における中層部分の図示を、簡略化したハッチングで省略して示している。各第２吸着材８の下端側の位置は、下側メッシュ５により規制され、各第２吸着材８の上端側の位置は、分離メッシュ７により規制されている。
As shown in FIG. 1 , the position of the lower end side of each
固定メッシュ５，６および分離メッシュ７は、同じ材質を有しており、網状の材質で形成され、内部空間ＳＰ０内を通る気体の流れを妨げない状態で吸着材１，８を保持している。固定メッシュ５，６は、同じ形状を有しており、中心軸ＯＬの横断面形状を有する。分離メッシュ７は、中心軸ＯＬ上の頂点Ｐの円錐の側面形状を有する。図１に示されるように、分離メッシュ７は、頂点Ｐから径方向外側に離れるにつれて、一定勾配で、ガス流入口３側からガス流出口４側へと近づく斜面を形成する。簡単に言うと、分離メッシュ７は、下に凸な形状を有している。頂点Ｐから上側メッシュ６までお中心軸ＯＬに沿った距離は、長さＬ２である。分離メッシュ７が空間形成部２の内側面に接する位置から、上側メッシュ６までの中心軸ＯＬに沿った距離は、長さＬ３（＜Ｌ２）である。下側メッシュ５から上側メッシュ６までの中心軸ＯＬに沿った距離は、長さＬ１である。
The fixed meshes 5, 6 and the
本実施形態では、各吸着材１，８について、中心軸ＯＬおよび中心軸ＯＬ近傍に位置する中心部の中心軸ＯＬに沿った充填長さＬINと、中心部以外の外周部の中心軸に沿った充填長さＬOUTとを定義する。各充填長さＬIN，ＬOUTを、対象範囲内の平均値の長さとして定義する。本実施形態では、中心部を半径Ｒ１の５０％未満とし、中心軸ＯＬの横断面における中心部以外の残余の範囲を外周部とする。そのため、例えば、第１吸着材１の中心部の充填長さＬ１IN、外周部の充填長さＬ１OUT、第２吸着材８の中心部の充填長さＬ２IN、外周部の充填長さＬ２OUTは、下記式（１）～（４）のそれぞれとして表される。
Ｌ１IN＝｛Ｌ２＋（Ｌ２＋Ｌ３）／２｝／２＝（３・Ｌ２＋Ｌ３）／４…（１）
Ｌ１OUT＝｛（Ｌ２＋Ｌ３）／２＋Ｌ３｝／２＝（Ｌ２＋３・Ｌ３）／４…（２）
Ｌ２IN＝Ｌ１－Ｌ１IN＝（４・Ｌ１－３・Ｌ２－Ｌ３）／４…（３）
Ｌ２OUT＝Ｌ１－Ｌ２OUT＝（４・Ｌ１－Ｌ２－３・Ｌ３）／４…（４）
上記式（１）～（４）に示されるように、第１吸着材１では、中心部の充填長さＬ１INが外周部の充填長さＬ１OUTよりも長く、第２吸着材８では、中心部の充填長さＬ２INが外周部の充填長さＬ２OUTよりも短い。
In this embodiment, for each adsorbent 1, 8, the filling length L IN along the central axis OL and the central axis OL of the central part located near the central axis OL, and the central axis of the outer peripheral part other than the central part Define a fill length L OUT along. Each fill length L IN , L OUT is defined as the length of the mean value within the range of interest. In this embodiment, the central portion is less than 50% of the radius R1, and the remaining area other than the central portion in the cross section of the central axis OL is the outer peripheral portion. Therefore, for example, the filling length L1 IN of the central portion of the
L1 IN ={L2+(L2+L3)/2}/2=(3·L2+L3)/4 (1)
L1 OUT = {(L2+L3)/2+L3}/2=(
L2IN =L1- L1IN =(4.L1-3.L2-L3)/4 (3)
L2 OUT = L1 - L2 OUT = (4 L1 - L2 - 3 L3) / 4 (4)
As shown in the above formulas (1) to (4), in the
図２は、吸着器１０における温度分布の説明図である。図２には、混合ガスＧＳが吸着器１０内に供給された始めた所定時間後において、吸着材１，８の各部における温度分布が、ハッチングの濃淡によって示されている。なお、ハッチングの濃い部分が吸着器１０外の温度に対する高温部分で、ハッチングが施されていない部分は、吸着器１０外の温度とほぼ同じ温度である。ハッチングが濃いほど高温であることを表している。異なるハッチング間を分ける曲線は、等温線である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the temperature distribution in the
図２に示される状態では、第１吸着材１内のポイントＰTで、吸着器１０外の温度との差が最大となる最大温度変化Ｔの位置である。ポイントＰTを中心として遠ざかるにつれて第１吸着材１の吸着器１０外に対する温度変化が小さくなる。図２に示されるように、等温線は中心軸ＯＬを長軸とし、ポイントＰTを中心とする略楕円状である。本実施形態では、第１吸着材１が充填されている出口側充填空間ＳＰ１の中心軸ＯＬに沿った長さＬ２は、最大温度変化Ｔの２０％の温度上昇の範囲ＡＲ0.2Tの中心軸ＯＬに沿った長さＬ0.2Tよりも短く設定されている。
In the state shown in FIG. 2, the point P T within the
図３および図４は、吸着器１０における二酸化炭素の吸着量分布の説明図である。図３および図４には、混合ガスＧＳが吸着器１０内に供給された始めた後の２つの時点において、吸着材１，８の各部における二酸化炭素の吸着量の分布が、ハッチングの濃淡によって示されている。図４の状態は、図３の状態から一定時間が経過した後の状態である。なお、ハッチングが濃い部分がより多くの二酸化炭素を吸着している状態を示している。図３および図４において、異なるハッチング間を分ける曲線は、吸着量が等しい位置を表している。
3 and 4 are explanatory diagrams of the carbon dioxide adsorption amount distribution in the
図３および図４に示されるように、中心部および外周部において、ガス流入口３側に近いほど吸着材１，８の吸着量が多くなっている。さらに、ガス流入口３側の第２吸着材８では、外周側ほど吸着量が多くなっている。これは、空間形成部２の内側面近傍の第２吸着材８は、空間形成部２の外へと吸着熱を逃がすことができるため、温度が下がり、吸着能力が高くなるからである。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the central portion and the outer peripheral portion, the amount of adsorption of the
外周部の吸着材１，８の吸着能力が高くなる一方で、中心軸ＯＬ近傍の吸着材１，８は、外周部と比較すると、空間形成部２の外へと吸着熱を逃しづらい。そのため、中心軸ＯＬ近傍の吸着材１，８の吸着能力は、外周部よりも低くなる。その結果、例えば分離メッシュ７近傍に着目すると、外周部よりも中心軸ＯＬ近傍の吸着材１，８の吸着量が多くなっている。これは、中心軸ＯＬ近傍の吸着材１，８は、ガス流入口３側における中心部の吸着材１，８で吸着されなかった二酸化炭素が、ガス流出口４側における中心部の吸着材１，８によって吸着されるためである。
While the adsorption capacity of the
図４の状態では、最も濃いハッチングで示されるように、ガス流入口３側の第２吸着材８の吸着量は飽和する。ここで、第１吸着材１内でガス流出口４側に最も進行した等しい吸着量を表す曲線Ｃ１の傾きの平均値は、直線ＬＮ１である。直線ＬＮ１の詳細については、後述の比較例と合わせて説明する。
In the state of FIG. 4, as indicated by the darkest hatching, the adsorption amount of the
図５は、比較例の吸着器１０ｚの概略斜視図である。比較例の吸着器１０ｚでは、本実施形態における第１吸着材１および第２吸着材８の代わりに、第３吸着材１ｚが充填空間ＳＰ１ｚに充填されている点が、本実施形態の吸着器１０と比較して異なる。充填空間ＳＰ１ｚの中心軸ＯＬに沿った長さは、長さＬ１であり、本実施形態の出口側充填空間ＳＰ１と入口側充填空間ＳＰ４との中心軸ＯＬに沿った長さと同じである。第３吸着材１ｚは、第１吸着材１および第２吸着材８と同じ材質を有する。第３吸着材１ｚの形状は、吸着材１，８と異なる大きさの球状である。第３吸着材１ｚの大きさは、比較例の吸着器１０ｚに混合ガスＧＳを供給した際の圧力損失と、本実施形態の吸着器１０に混合ガスを供給した際の圧力損失とが同じになる大きさに設定されている。そのため、第３吸着材１ｚの大きさは、第１吸着材１よりも大きく、かつ、第２吸着材８よりも小さい。
FIG. 5 is a schematic perspective view of a
図６は、比較例の吸着器１０ｚにおける二酸化炭素の吸着量分布の説明図である。図６には、本実施形態の吸着器１０が図４の状態に変化するまでの同じ時間だけ混合ガスＧＳが吸着器１０ｚに供給された状態が示されている。図６では、図４と同じように、二酸化炭素の吸着量分布がハッチングの濃淡によって示されている。図４と図６とを比較すると、比較例の中心部におけるガス流出口４側の吸着量分布は、本実施形態の吸着量分布よりも、第３吸着材１ｚ内を進行している。すなわち、図４および図６の状態からさらに混合ガスＧＳが各吸着器１０，１０ｚに供給され続けると、比較例の吸着器１０ｚから先に二酸化炭素が漏れ出す。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the carbon dioxide adsorption amount distribution in the
また、図６に示される第３吸着材１ｚのガス流出口４側における等しい吸着量を表す曲線Ｃ２の傾きの平均値は、直線ＬＮ２である。なお、図６には、比較のために図４に示される曲線Ｃ１の傾きの平均値である直線ＬＮ１が破線で示されている。直線ＬＮ１と直線ＬＮ２とを比較すると、本実施形態の直線ＬＮ１が表す傾きは、比較例の直線ＬＮ２よりも緩やかである。そのため、本実施形態の吸着器１０では、比較例の吸着器１０ｚよりも、ガス流出口４側の外周部に位置する第１吸着材１を利用できる。すなわち、本実施形態の第１吸着材１の二酸化炭素の吸着量は、本実施形態の出口側充填空間ＳＰ１に充填された比較例の第３吸着材１ｚの吸着量よりも多い。
Further, the average value of the slopes of the curve C2 representing equal adsorption amounts on the
図７は、吸着材利用率Ｋの説明するためのグラフである。本実施形態では、吸着器１０内の吸着材１，８が吸着可能な二酸化炭素の全量に対して、実際に吸着材１，８が吸着している二酸化炭素の量の割合を吸着材利用率Ｋとして定義する。この場合に、吸着材利用率Ｋが１００％になるときには、吸着器１０内における吸着材１，８の吸着量が飽和している状態である。この状態で吸着器１０に混合ガスＧＳが供給されると、混合ガスＧＳ中の二酸化炭素濃度Ｄ１と、ガス流出口４からの排出される二酸化炭素の出口濃度（ＣＯ2出口濃度）とが同じになる。
FIG. 7 is a graph for explaining the adsorbent utilization rate K; In this embodiment, the ratio of the amount of carbon dioxide actually adsorbed by the
図４に示されるように、吸着器１０のＣＯ2出口濃度の挙動が曲線Ｃ３で表される場合に、吸着器１０から二酸化炭素が漏れ出す時刻Ｔ１における吸着材利用率ＫT1は、下記式（５）のように表される。
ＫT1＝Ａ／（Ａ＋Ｂ）・・・（５）
Ａ：時刻Ｔ１までの吸着材１が吸着した二酸化炭素の吸着量
Ｂ：時刻Ｔ１以降に吸着材１が吸着する二酸化炭素の吸着量
吸着材利用率Ｋを向上させることにより、吸着器１０内で利用されない吸着材１，８を減らすことができる。また、吸着材１，８が吸着した二酸化炭素を脱離するために、例えば温度スイング吸着法を用いて吸着器１０を加熱する際に、吸着材利用率Ｋの高い方が余分な吸着材１，８を加熱する必要がなく、吸着器１０を含むシステム全体の消費エネルギーを小さくできる。
As shown in FIG. 4, when the behavior of the CO 2 outlet concentration of the
K T1 =A/(A+B) (5)
A: adsorption amount of carbon dioxide adsorbed by the
本実施形態の吸着器１０は、比較例の吸着器１０ｚよりも、ガス流出口４側の外周部に位置する第１吸着材１を利用できるため、多くの二酸化炭素を吸着できる。また、図６に示されるように、本実施形態の直線ＬＮ１が表す傾きは、比較例の直線ＬＮ２が表す傾きよりも緩やかである。さらに、混合ガスＧＳを供給してから同じ時間が経過している図４の状態と図６の状態とを比較すると、本実施形態の第１吸着材１におけるガス流出口４側の中心部の方が、比較例の第３吸着材１ｚにおけるガス流出口４側の中心部よりも多くの二酸化炭素を吸着可能である。そのため、本実施形態の吸着器１０から二酸化炭素が漏れ出すまでの時間は、比較例の吸着器１０ｚよりも遅い。すなわち、本実施形態の吸着器１０の吸着時間は、比較例の吸着時間よりも長く、本実施形態の吸着器１０の使用可能時間が向上する。その結果、本実施形態の吸着器１０における吸着材利用率ＫT1は、比較例の吸着器１０ｚの吸着材利用率ＫT1よりも高くなる。
Since the
本実施形態の吸着器１０では、出口側充填空間ＳＰ１に第１吸着材１が充填され、入口側充填空間ＳＰ４に第２吸着材８が充填されている。第２吸着材８は、第１吸着材１よりも二酸化炭素の吸着速度が遅い。そのため、吸着器１０に混合ガスＧＳが供給され始めてから、吸着材１，８により吸着されなかった二酸化炭素がガス流出口４から漏れ出すまでに、第１吸着材１よりもガス流入口３側に位置する第２吸着材８は、第１吸着材１よりも長く混合ガスＧＳに接している。第２吸着材８は、第１吸着材１よりも二酸化炭素の吸着速度が遅い、すなわち、内部空間ＳＰ０内を流れる混合ガスＧＳに対する第２吸着材８の圧力損失は、第１吸着材１よりも小さい。本実施形態の吸着器１０によれば、十分な吸着時間が得られるガス流入口３側に第２吸着材８を配置することにより、吸着器１０の吸着性能を変化させないで、混合ガスＧＳに対する吸着器１０の圧力損失を低減できる。また、短い吸着時間しか得られないガス流出口４側に第１吸着材１を配置することにより、ガス流出口４からの二酸化炭素の漏れを抑制できる。さらに、第１吸着材１の二炭化炭素の吸着速度が速いため、第１吸着材１内における吸着量のムラが抑制され、吸着器１０の吸着性能が向上する。結果として、吸着器１０における低い圧力損失および高い吸着性能を実現できる。
In the
本実施形態の第２吸着材８は、第１吸着材１と同じ材質を有し、異なる形状を有する。これにより、第２吸着材８の二酸化炭素の吸着速度は、第１吸着材１の吸着速度よりも遅い。そのため、吸着器１０の大きさ及び形状、吸着器１０の使用環境、混合ガスＧＳのガス比などに応じて、第１吸着材１および第２吸着材８における材質と形状とが選択されればよい。これにより、吸着器１０内を流れる混合ガスＧＳの圧力損失および吸着器１０の吸着性能を調整しやすくなる。
The
吸着材１，８が二酸化炭素を吸着する際に、吸着反応に適した温度範囲を超えて吸着材１，８の温度が上昇すると、吸着反応が進まず、吸着材１，８が二酸化炭素を吸着する吸着速度が遅くなる。吸着材１，８の温度は吸着熱により上昇するため、吸着器１０外に熱を逃せない中心部の温度が上昇しやすい。図２に示される吸着材１，８内の温度分布は、中心軸ＯＬ近傍の任意の点を中心とする球状、または、任意の点を中心として断面が中心軸を長手軸とする楕円状を保ちつつ進行する。本実施形態では、図２に示されるように、第１吸着材１が充填されている出口側充填空間ＳＰ１の中心軸ＯＬに沿った長さＬ２は、最大温度変化Ｔの２０％の温度上昇の範囲ＡＲ0.2Tの中心軸ＯＬに沿った長さＬ0.2Tよりも短く設定されている。そのため、混合ガスＧＳの供給が継続することにより、最大温度変化Ｔの中心であるポイントＰTが第１吸着材１内に進行しても、ポイントＰTから第１吸着材１におけるガス流出口４側の端面までは十分の距離がある。これにより、ポイントＰTが第１吸着材１内に進行しても、第１吸着材１から二酸化炭素がすぐには漏れ出さないため、第１吸着材１の吸着性能を向上させることができる。
When the
吸着器１０に混合ガスＧＳが供給されると、図３および図４に示されるように、吸着材１，８内の二酸化炭素の吸着分布は、ガス流出口４側に対して凸な放物線として進行する。そのため、同じ吸着材で吸着器１０内が充填されている場合には、中心軸ＯＬおよび中心軸ＯＬ近傍におけるガス流出口４側の吸着材から吸着されなかった二酸化炭素が漏れ出し始める。本実施形態では、分離メッシュ７により、中心軸ＯＬおよび中心軸ＯＬ近傍を含む中心部の第１吸着材１の充填長さＬINは、第１吸着材１の外周部の充填長さＬOUTよりも長い。そのため、本実施形態では、中心部の充填長さＬINと外周部の充填長さＬOUTが同じ場合と比較して、中心部において、各充填長さＬIN，ＬOUTの差分だけ第１吸着材１が二酸化炭素を吸着する吸着速度を速くできる。この結果、凸の放物線として進行する吸着分布について、図４及び図６の直線ＬＮ１で示されるように、放物線の傾きを緩やかにできる。すなわち、二酸化炭素が吸着器１０から漏れ出すまでに第１吸着材１における二酸化炭素の吸着量を増加させることができ、吸着器１０の吸着性能が向上する。
When the mixed gas GS is supplied to the
図３および図４に示されるように、吸着材１，８内の二酸化炭素の吸着分布は、ガス流出口４側に対して凸な放物線として進行する。そのため、ガス流出口４側における第１吸着材１の中心部から二酸化炭素が漏れ始める。本実施形態では、吸着材１，８の中心部は、中心軸ＯＬから空間形成部２の内側面までの半径Ｒ１の５０％未満の範囲であり、吸着材１，８の外周部は、横断面における中心部以外の残余の部分である。中心部が半径Ｒ１の５０％未満の範囲であるため、放物線の頂点部分における中心軸ＯＬに沿った長さを短くできる。そのため、吸着されなかった二酸化炭素が吸着器１０から漏れ出すまでに第１吸着材１の二酸化炭素の吸着量をさらに増加させることができ、吸着器１０の吸着性能がさらに向上する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the carbon dioxide adsorption distribution in the
＜実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
<Modified example of embodiment>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various aspects without departing from the scope of the invention. For example, the following modifications are possible.
［変形例１］
上記実施形態における吸着器１０の構成および形状等については、種々変形可能である。例えば、吸着器１０において空間形成部２と、固定メッシュ５，６および分離メッシュ７とによって形成される出口側充填空間ＳＰ１および入口側充填空間ＳＰ４は、中心軸ＯＬを中心とする略円柱状の形状でなくてもよい。内部空間ＳＰ０は、特定の点を中心とする球状の空間でもよく、この場合には、特定の点を通る直線の軸を中心軸ＯＬとみなしてもよい。また、中心軸ＯＬは、直線状ではなく、曲線であってもよい。内部空間ＳＰ０は、曲線状の中心軸ＯＬを中心として、中心軸ＯＬの各位置において異なる横断面を有していてもよい。この場合の横断面は、例えば、正方形の断面形状を有し、ガス流入口３からガス流出口４に向かって面積が徐々に小さくなってもよい。
[Modification 1]
The configuration, shape, etc. of the
ガス流入口３およびガス流出口４の形状および位置についても種々変形可能である。図１に示されるように、ガス流入口３およびガス流出口４は、中心軸ＯＬを中心とする円柱状の形状であったが、例えば、中心軸ＯＬからずれた位置に形成されていてもよい。また、ガス流入口３およびガス流出口４は、互いに異なる形状（例えば円形と矩形）であってもいいし、円柱状ではなくて下側空間ＳＰ２および上側空間ＳＰ３に貫通する単なる孔であってもよい。
The shape and position of the
吸着材１，８の形状および材質についても種々変形可能である。二酸化炭素を吸着する吸着材１，８の材質は、ゼオライトではなく、多孔体にアミンを担持させた個体吸収材で形成されていてもよい。また、吸着材１，８として、当該固体吸収材で形成された吸着材と、ゼオライトで形成された吸着材とが混合されていてもよい。吸着材１，８の形状についても、球状以外でよく、例えば、立方体、球および立方体に所定の貫通孔が形成された形状であってもよい。また、吸着材１，８として、形状および材質が異なる複数の吸着材が混合されていてもよい。吸着材１，８は、吸着器１０に供給される混合ガスＧＳと、混合ガスＧＳから分離したいガスとの関係によって、周知技術を元に選択されればよい。すなわち、吸着材１，８は、二酸化炭素以外を吸着する材料が選択されてもよい。
The shape and material of the
上記実施形態では、第１吸着材１と第２吸着材８との形状の一要素としての大きさを変化させることにより、第１吸着材１の吸着速度が第２吸着材８よりも速くなるように設定したが、吸着速度を設定するための態様については、種々変形可能である。例えば、第１吸着材１と第２吸着材８とを同形状として作製し、第１吸着材１の材質と第２吸着材８の材質とを変えることにより、第１吸着材１の吸着速度が第２吸着材８よりも速くなるように設定してもよい。第１吸着材１と第２吸着材８とにおいて、形状および材質の両方が異なっていてもよい。異なる形状については、大きさのみでなく、例えば、第１吸着材１の形状が立方体に貫通する穴が形成されたものであり、第２吸着材８の形状が球状であり、単位体積当たりの表面積が異ならせることによって、各吸着材１，８の吸着速度が設定されてもよい。
In the above embodiment, the adsorption speed of the
図８は、変形例の吸着器１０ａの概略斜視図である。変形例の吸着器１０ａでは、第１実施形態における出口側充填空間ＳＰ１と入口側充填空間ＳＰ４とのそれぞれに、複数種類の吸着材１，８が充填されている点が異なる。具体的には、図８に示されるように、出口側充填空間ＳＰ１には、第１吸着材１と、第１吸着材１の２５％の体積の第２吸着材８とが充填されている。一方で、入口側充填空間ＳＰ４には、第２吸着材８と、第２吸着材８の２５％の体積の第１吸着材１とが充填されている。この場合に、出口側充填空間ＳＰ１に充填された吸着材の二酸化炭素に対する吸着速度として、混合されている第１吸着材１と第２吸着材８の体積比率に応じた加重平均の吸着速度としてみなすことができる。すなわち、変形例の吸着器１０ａでは、出口側充填空間ＳＰ１に充填された複数の吸着材１，８の吸着速度は、入口側充填空間ＳＰ４に充填された複数の吸着材１，８の吸着速度よりも速い。このように、出口側充填空間ＳＰ１および入口側充填空間ＳＰ４に充填される吸着材１，８のそれぞれは、１種類の吸着材である必要はなく、混合された複数種類の吸着材でもよい。すなわち、出口側充填空間ＳＰ１に充填されている第１吸着材１の比率が他の吸着材よりも相対的に高く、入口側充填空間ＳＰ４に充填されている第２吸着材８の比率が他の吸着材よりも相対的に高い場合、「第１吸着材はガス流出口側に充填され、第２吸着材はガス流入口側に充填されている」ことに相当する。吸着材の吸着速度として、体積比率に応じた加重平均ではなく、ガス流入口３とガス流出口４とを結んだ中心軸ＯＬに沿った単位長さあたりの荷重平均の吸着速度が採用されてもよい。
FIG. 8 is a schematic perspective view of a modified
また、出口側充填空間ＳＰ１と入口側充填空間ＳＰ４とは、分離メッシュ７のように明確な境界がなくてもよい。例えば、ガス流入口３側からガス流出口４側に近づくにつれて、大きさが小さい（吸着速度が速い）第１吸着材１の割合が増えていくように吸着器１０内が構成されていてもよい。または、出口側充填空間ＳＰ１と入口側充填空間ＳＰ４との間に、別の吸着材で形成された空間が挟まれていてもよい。また、３つ以上の充填空間によって、ガス流出口４側に近づくにつれて、吸着材の吸着速度が速くなるように各充点空間に吸着材が充填されてもよい。
Moreover, unlike the
［変形例２］
吸着材１，８が充填される出口側充填空間ＳＰ１および入口側充填空間ＳＰ４の形状については、種々変形可能である。上記実施形態の吸着器１０では、分離メッシュ７が円錐の側面の形状を有していたが、分離メッシュ７の形状については種々変形可能である。例えば、分離メッシュ７は、単に、中心軸ＯＬの横断面として形成されていてもよいし、中心軸ＯＬに９０度未満の角度を成した平面であってもよい。また、分離メッシュ７は、一定勾配の斜面を有する必要はなく、例えば、放物線の斜面であってもよく、波状の斜面であってもよい。
[Modification 2]
The shapes of the outlet-side filling space SP1 and the inlet-side filling space SP4 filled with the
また、固定メッシュ５，６および分離メッシュ７がなく、ガス流入口３側およびガス流出口４側の吸着材１，８が接着剤によって固定されることにより、吸着材１，８が充填される出口側充填空間ＳＰ１および入口側充填空間ＳＰ４が形成されてもよい。また、固定メッシュ５，６と分離メッシュ７との少なくとも一方がなく、例えば、出口側充填空間ＳＰ１が上側空間ＳＰ３を含んでもよいし、入口側充填空間ＳＰ４が下側空間ＳＰ２を含んでいてもよい。
The
上記実施形態の吸着器１０では、中心軸ＯＬから、半径Ｒ１の５０％未満の長さである範囲を中心軸ＯＬの近傍としたが、中心軸ＯＬの近傍としては、半径Ｒ１の５０％以上であってもよい。例えば、半径Ｒ１の６５％であってもよいし、半径Ｒ１の３５％であってもよい。
In the
第１吸着材１の充填長さＬIN，ＬOUTの定義については、種々変形可能である。充填長さＬIN，ＬOUTとして、上記実施形態のように対象範囲内の平均値が採用されてもよいし、中心軸ＯＬにおける長さＬ２（図１）や外周端面の長さＬ３（図１）が採用されてもよい。また、充填長さＬIN，ＬOUTとして、中心軸ＯＬに沿った吸着器１０の切断面において、分離メッシュ７に接する第１吸着材１の下面と、上端に位置する第１吸着材１の上面との中心軸ＯＬに沿った距離の平均値が採用されてもよい。また、中心軸ＯＬから空間形成部２までの半径Ｒ１の割合を用いて、例えば、充填長さＬINは、中心軸ＯＬから半径Ｒ１の１０％離れた位置での中心軸ＯＬに沿った長さとし、充填長さＬOUTは、中心軸ＯＬから半径Ｒ１の９０％離れた位置での中心軸ＯＬに沿った長さとしてもよい。
The definitions of the filling lengths L IN and L OUT of the
上記実施形態の吸着器１０を用いたシステムでは、温度スイング吸着法（ＴＳＡ）、圧力スイング法（Pressure Swing Adsorption：ＰＳＡ）、および圧力および温度スイング吸着（pressure and temperature adsorption：ＰＴＳＡ）などの公知の吸着法が用いられてもよい。
Systems using the
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。 The present aspect has been described above based on the embodiments and modifications, but the above-described embodiments are intended to facilitate understanding of the present aspect, and do not limit the present aspect. This aspect may be modified and modified without departing from the spirit and scope of the claims, and this aspect includes equivalents thereof. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.
１…第１吸着材
１ｚ…第３吸着材
２…空間形成部
３…ガス流入口
４…ガス流出口
５…下側メッシュ
６…上側メッシュ
７…分離メッシュ
８…第２吸着材
１０，１０ａ，１０ｚ…吸着器
Ａ，Ｂ…吸着量
ＡＲ0.2T…範囲
Ｃ１～Ｃ３…曲線
Ｄ１…二酸化炭素濃度
ＧＳ…混合ガス
Ｋ…吸着材利用率
ＫT1…吸着材利用率
Ｌ１～Ｌ３，Ｌ0.2T…長さ
ＬIN，ＬOUT…充填長さ
ＬＮ１，ＬＮ２…直線
ＯＬ…中心軸
Ｐ…頂点
ＰT…ポイント
Ｒ１…半径
ＳＰ０…内部空間
ＳＰ１…出口側充填空間
ＳＰ１ｚ…充填空間
ＳＰ２…下側空間
ＳＰ３…上側空間
ＳＰ４…入口側充填空間
Ｔ…最大温度変化
Ｔ１…時刻
DESCRIPTION OF
Claims (4)
内部空間を形成する空間形成部と、
前記空間形成部に形成されたガス流入口と、
前記空間形成部に形成されたガス流出口と、
混合ガスに含まれる１以上の特定のガスを吸着可能な第１吸着材と、
前記特定のガスを吸着可能であり、前記第１吸着材よりも前記特定のガスの吸着速度が遅い第２吸着材と、
を備え、
前記内部空間において、前記第１吸着材は前記ガス流出口側に充填され、前記第２吸着材は前記第１吸着材よりも前記ガス流入口側に充填され、
前記内部空間は、中心軸に沿って前記ガス流入口側から前記ガス流出口側へと伸び、
前記中心軸及び前記中心軸の近傍における前記第１吸着材の充填長さは、前記内部空間の外周部における前記第１吸着材の充填長さよりも長く、
前記中心軸及び前記中心軸の近傍における前記第２吸着材の充填長さは、前記内部空間の外周部における前記第２吸着材の充填長さよりも短い、吸着器。 an adsorber,
a space forming part that forms an internal space;
a gas inlet formed in the space forming portion;
a gas outlet formed in the space forming portion;
a first adsorbent capable of adsorbing one or more specific gases contained in the mixed gas;
a second adsorbent capable of adsorbing the specific gas and having a slower adsorption speed of the specific gas than the first adsorbent;
with
In the internal space, the first adsorbent is filled on the gas outlet side, and the second adsorbent is filled on the gas inlet side rather than the first adsorbent ,
the internal space extends from the gas inlet side to the gas outlet side along the central axis;
The filling length of the first adsorbent in the central axis and in the vicinity of the central axis is longer than the filling length of the first adsorbent in the outer peripheral portion of the internal space,
The adsorber, wherein the filling length of the second adsorbent in the central axis and the vicinity of the central axis is shorter than the filling length of the second adsorbent in the outer peripheral portion of the internal space.
前記第２吸着材は、前記第１吸着材と比べて、材質と形状との少なくとも一方を相違させることにより、前記吸着速度が遅くされている、吸着器。 The adsorber of claim 1, wherein
The adsorber, wherein the adsorption speed of the second adsorbent is made slower than that of the first adsorbent by making at least one of material and shape different.
前記内部空間は、中心軸に沿って前記ガス流入口側から前記ガス流出口側へと伸び、
前記第１吸着材が充填されている領域の前記中心軸に沿った長さは、前記混合ガスの供給時における前記第１吸着材の最大温度変化Ｔに対して、０．２Ｔ以上の温度上昇を伴う部分の前記中心軸に沿った長さよりも長い、吸着器。 The adsorber according to claim 1 or claim 2,
the internal space extends from the gas inlet side to the gas outlet side along the central axis;
The length of the region filled with the first adsorbent along the central axis has a temperature rise of 0.2 T or more with respect to the maximum temperature change T of the first adsorbent when the mixed gas is supplied. longer than the length along said central axis of the portion with
前記中心軸の近傍は、前記中心軸に直交する横断面において、前記中心軸から前記空間形成部の内側面までの５０％未満の範囲であり、
前記内部空間の外周部は、前記横断面における残余の範囲である、吸着器。 The adsorber according to any one of claims 1 to 3 ,
The vicinity of the central axis is a range of less than 50% from the central axis to the inner surface of the space forming portion in a cross section orthogonal to the central axis,
The adsorber, wherein the outer periphery of the inner space is the remaining extent of the cross section.
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