JP7394469B2 - 二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収システム - Google Patents
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Description
本発明は、二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収システムに関し、例えば加熱炉などの加熱処理装置やその他の装置などに接続して、二酸化炭素を回収するものに関する。
従来、二酸化炭素を回収する方法として、セラミックス吸収材などは６００℃程度で吸収し、８００℃程度の熱で分離回収することが知られている。そのような方法は、高温で吸収、分離するので、多大なエネルギーコストもかかり、例えば加熱炉の排気熱を利用する場合などでは高温の炉が必須となり、用途が極めて制限されている。そのため二酸化炭素を回収する多くの場合、大型プラントや大型設備でしか使用できず、汎用性がなく、また投資も大規模なものが必要となる。
また、二酸化炭素を短時間かつ低コストで分離することができるものとして、温度差によって二酸化炭素の吸収及び脱離が可能である二酸化炭素吸収材と、二酸化炭素吸収材に電磁波を照射する電磁波照射部と、を備える二酸化炭素分離装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
まず、従来の技術では、二酸化炭素を吸収・分離する際、６００℃程度で吸収し、８００℃程度の熱で吸収・分離を行って二酸化炭素を回収するため、非常に高温での利用が必須となるため、多大なエネルギーコストもかかり、用途が極めて制限されるという課題がある。
また、特許文献１の技術では、二酸化炭素の回収に電磁波を照射する電磁波照射部が必須となること、回収コストが高くなるという課題がある。
そこで、発明者らは鋭意研究のすえ、電磁波を用いることなく、また従来よりも低い温度で二酸化炭素の吸収と分離を行える、汎用性の高い二酸化炭素回収装置を発明した。
また、発明者らは、この二酸化炭素回収装置を加熱炉などの加熱処理装置に用いて、加熱処理装置の排熱を利用することで、省エネルギーを実現した二酸化炭素回収システムを発明した。
例えば、図８に示すように、二酸化炭素吸収材１０１を有する給気通路１０２を通じて大気などの気体から加熱炉１０３内に常温で導入し、その際に二酸化炭素を吸収し、加熱炉１０３を使用した際にでる２００～３００℃に熱せられた排気を用いて、排気通路１０４を通じて大気中に排気する過程で、２００～３００℃の空気で二酸化炭素吸収材１０１を加熱することで、排熱を利用して二酸化炭素を二酸化炭素吸収材１０１から二酸化炭素を分離する。
つまり、二酸化炭素吸収材を使用し、加熱炉に一般的に用いられる給気通路と排気通路に組み込み、一連の流れとして、二酸化炭素の吸収、分離、回収を行うことで、回収のエネルギーコストを極めて低減でき、また吸収、分離温度を低下させたことで、プラントではなく、小型の加熱炉（小規模の加熱処理装置を含む）でも使用でき、汎用性が広がり、コストも低減できることに基づく。
以上のように、本発明は、電磁波を用いることなく、従来よりも低い温度で二酸化炭素の吸収と分離を行える、汎用性の高い二酸化炭素回収装置を提供する。また、これに加熱処理装置を接続することで、加熱処理装置から排出される排気熱を利用して、二酸化炭素回収のエネルギーコストを低減できる二酸化炭素回収システムを提供する。
本発明は、加熱炉の給気通路と排気通路に組み込んで用いられる二酸化炭素回収装置であり、ケーシング内に温度差により二酸化炭素を吸着・分離する二酸化炭素吸収材が配置された吸収ユニットと、前記ケーシングの一側に接続され、前記二酸化炭素吸収材に二酸化炭素を含有する気体を供給する第１配管と、前記ケーシングの他側に接続され、前記二酸化炭素吸収材を通過した気体を、給気として前記加熱炉の給気通路に供給する第２配管と、前記第１配管に接続され二酸化炭素を回収する回収管と、一端が前記加熱炉の排気通路に接続され、中間部分が前記ケーシング内の二酸化炭素吸収材内を通過し、他端が前記ケーシング外に開放され、前記加熱炉によって加熱された排気が流れる排気配管と、前記第２配管に設けられる第１開閉バルブと、前記排気配管に設けられる第２開閉バルブと、前記第１配管と前記回収管との接続部分に設けられ、前記二酸化炭素吸収材に前記気体を供給する第１状態と、前記二酸化炭素吸収材から分離される二酸化炭素を前記回収管を通じて回収する第２状態とを切り替える切替手段と、を備え、二酸化炭素吸収時には、前記切替手段を第１状態、前記第１開閉バルブを開状態、前記第２開閉バルブを閉状態とする一方、二酸化炭素回収時には、前記切替手段を第２状態、前記第１開閉バルブを閉状態、前記第２開閉バルブを開状態とする、ことを特徴とする。
このようにすれば、加熱炉の給気通路に気体が供給される際に、二酸化炭素吸収材に二酸化炭素が吸収され、二酸化炭素分離時には、加熱炉の排気通路からの排気の熱を利用して、二酸化炭素吸収材を加熱し、二酸化炭素吸収材から二酸化炭素を分離させ、回収することができる。これにより、回収のエネルギーコストを低減できる。また、切替手段は、バルブや弁などが含まれる。
また、望ましくは、この二酸化炭素回収装置は、前記二酸化炭素吸収材が、常温で二酸化炭素を吸収し、１５０～５００℃の加熱により二酸化炭素を分離するものであり、前記加熱炉によって加熱された排気が、前記二酸化炭素吸収材を１５０～５００℃で加熱するものである。
このようにすれば、二酸化炭素吸収材が常温で二酸化炭素を吸収し、二酸化炭素吸収材を１５０～５００℃で加熱することで、二酸化炭素を分離して回収することができる。これによって、より汎用性の高い二酸化炭素回収装置を実現できる。
また、より望ましくは、この二酸化炭素回収装置は、前記二酸化炭素吸収材が、常温で二酸化炭素を吸収し、２００～３５０℃の加熱により二酸化炭素を分離するものであり、前記加熱炉によって加熱された排気が、前記二酸化炭素吸収材を２００～３５０℃で加熱する。この場合、２００℃～とすることで二酸化炭素の分離が促進され、また～３５０℃とすることで加熱温度がさらに低くなるため、さらに汎用性の高い二酸化炭素回収装置となる。
また、この二酸化炭素回収装置は、前記切替手段がバルブである。
また、この二酸化炭素回収装置は、前記ケーシング内において、前記二酸化炭素吸収材の前記第１配管側に、前記気体の供給時に気体を分散して前記二酸化炭素吸収材に供給する金属製メッシュフィルタが配置されている。このようにすれば、気体の供給時に気体を分散して二酸化炭素吸収材に導入させることができる。
また、この二酸化炭素回収装置は、前記回収管が、上流側から真空ポンプ及び圧縮機が設けられ、二酸化炭素を貯留する二酸化炭素回収容器に接続されている。このようにすれば、高圧縮状態で二酸化炭素を回収、貯留ができる。
また、この二酸化炭素回収装置は、二酸化炭素吸収材は、リチウムシリケート、ナトリウムフェライトである固形物の吸収材である。
また、この二酸化炭素回収装置は、前記二酸化炭素吸収材に二酸化炭素を含有する気体が大気である。
また、前記ケーシング内に、２つの前記吸収ユニットが、第１及び第２吸収ユニットとして並列に配置され、前記第１及び第２吸収ユニットの一方が、二酸化炭素を吸収している二酸化炭素吸収状態にあるときには、前記第１及び第２吸収ユニットの他方が二酸化炭素を分離している二酸化炭素回収状態とされる。
このようにすれば、２つの吸収ユニットを用いることで、例えば、第１吸収ユニットで二酸化炭素を回収しながら、第２吸収ユニットで二酸化炭素を分離できる。また、第１吸収ユニットの二酸化炭素吸収材が二酸化炭素の吸収が飽和状態になった場合は、第１吸収ユニットと第２吸収ユニットを逆転させて運用することで、第１吸収ユニットに吸収された二酸化炭素を回収できる。これらを交互に切り替えることで、二酸化炭素の回収を効率よく行うことができる。
本発明にかかる二酸化炭素回収システムは、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収装置が前記加熱炉の給気通路と排気通路に組み込まれている、ことを特徴とする。
このようにすれば、加熱炉に気体が供給される際に、二酸化炭素吸収材に二酸化炭素が吸収され、二酸化炭素分離時には、加熱炉の排気の熱を利用して、二酸化炭素吸収材を加熱し、二酸化炭素吸収材から二酸化炭素を分離させ、回収することができる。これにより、回収のエネルギーコストを低減できる。
本発明は、電磁波を用いることなく、従来よりも低い温度で二酸化炭素の吸収と分離を行える汎用性の高い二酸化炭素回収装置となる。また、これに加熱炉を利用することで、加熱炉から排出される排気熱を利用して、二酸化炭素回収のエネルギーコストを低減できる二酸化炭素回収スステムとなる。
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づき説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
＜第１実施形態＞
図１は、二酸化炭素回収装置に加熱炉を接続した二酸化炭素回収システムの概略構成を示し（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面図である。図１（ａ）（ｂ）に示すように、二酸化炭素回収システムＡにおいて、二酸化炭素回収装置１は、吸収ユニット５を備え、この吸収ユニット５のケーシング４の中心を排気配管２が貫通し、それの外側に環状の二酸化炭素吸収材３が配置されている。
図１は、二酸化炭素回収装置に加熱炉を接続した二酸化炭素回収システムの概略構成を示し（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面図である。図１（ａ）（ｂ）に示すように、二酸化炭素回収システムＡにおいて、二酸化炭素回収装置１は、吸収ユニット５を備え、この吸収ユニット５のケーシング４の中心を排気配管２が貫通し、それの外側に環状の二酸化炭素吸収材３が配置されている。
二酸化炭素吸収材３は、常温で二酸化炭素を吸収し、２００～３００℃程度の加熱により分離する固形物の吸収材（例えば、リチウムシリケート、ナトリウムフェライト等の固形物の吸収材）で、この二酸化炭素回収システムＡは、二酸化炭素回収装置１に、加熱処理装置、例えば加熱炉の炉体８が接続されたものである（図６及び図７参照）。
より具体的には、二酸化炭素吸収材３は、空気中の二酸化炭素を吸収するもので、設置可能な量で対象となる空間の二酸化炭素濃度を制御可能な二酸化炭素の吸収速度を有し、二酸化炭素吸収後、加熱により再度二酸化炭素を吸収できる再生が可能なものであればよく、その種類は特に限定されない。
例えば、Ｌｉ2ＺｒＯ3、ＬｉＦｅＯ2、ＬｉＮｉＯ2、Ｌｉ2ＴｉＯ3、Ｌｉ2ＳｉＯ3、Ｌｉ4ＳｉＯ4等リチウム系複合酸化物や、ナトリウムフェライト等であればよい。特に、水溶性を示す４価のリチウムシリケートと炭酸カリウムからなる二酸化炭素吸収材は、通常の室内環境において二酸化炭素吸収速度が非常に早く、好適である。
また、二酸化炭素吸収材３の形状は、二酸化炭素濃度制御を行う空気がスムーズに流通でき、ケーシング４内に内包できる形状、たとえばペレット状や、フィルタ形状に形成されていればよい。
そして、ケーシング４の一側には、切替バルブ６を有し大気（給気）を二酸化炭素吸収材３に導入する第１配管７を有し、他側には、二酸化炭素吸収材３を通過した大気を加熱炉の炉体８に供給する、第１開閉バルブ９を有する第２配管１０が接続されている。二酸化炭素吸収材３の第１配管７側には、給気時に大気を吸収材に分散して導入できるように金属製メッシュフィルタ１１が配置されている。
排気配管２は、一端が第２開閉バルブ１２を介して炉体８（具体的には、炉内排気管）に接続され、他端が外部に開放されている。この第２開閉バルブ１２は、二酸化炭素分離時には、開状態とされ、炉体８内からの排気が排気配管２を流れることで、排熱によって二酸化炭素吸収材３を加熱し、二酸化炭素吸収材３から二酸化炭素を分離させる。
切替バルブ６は、導入される大気を二酸化炭素吸収材３に流す第１状態と、二酸化炭素吸収材３から分離した二酸化炭素を、真空ポンプ１３、圧縮機１４、二酸化炭素回収容器であるタンク１５を順に有する回収管１６に流す第２状態とを選択的に取り得るようになっている。第１の状態では、導入された大気が二酸化炭素吸収材３内に導入され、第２の状態では、二酸化炭素吸収材３から分離した二酸化炭素が、回収管１６に流れる。
よって、加熱炉の炉体８への給気時には、図２（ａ）に示すように、切替バルブ６は第１状態とされ、第１開閉バルブ９は開状態とされ、第２開閉バルブ１２は閉状態とされる。
これにより、第１配管７を通じて導入された大気が、二酸化炭素吸収材３を通過し、通過後の大気は第２配管１０を通じて、加熱炉の炉体８内に供給される。大気が二酸化炭素吸収材３を通過している際に、二酸化炭素が二酸化炭素吸収材３に吸収され、大気から除かれる。
一定時間経過すると、二酸化炭素吸収材３に二酸化炭素が十分吸収され、蓄積されるので、二酸化炭素吸収材３から二酸化炭素を分離し回収する作業に移ることになる。このとき、図２（ｂ）に示すように、切替バルブ６は第２状態とされ、第１開閉バルブ９は閉状態とされ、第２開閉バルブ１２は開状態とされる。
これにより、加熱炉の炉体８内から加熱された排気が排気配管２を通じて、外部に排出され、その排出される際に、ケーシング４内を排気が通過するとき、排気配管２周囲に配置されている二酸化炭素吸収材３を加熱し、二酸化炭素吸収材３から二酸化炭素を分離させる。
この分離した二酸化炭素は、真空ポンプ１３の駆動により、第１配管７を通じて回収管１６に排出され、圧縮機１４にて圧縮されて、高濃度二酸化炭素としてタンク１５に貯留される。このタンク１５に貯留された二酸化炭素は各種用途に利用される。
よって、排熱を利用することで、エネルギーを無駄に使うことなく、二酸化炭素の回収がなされる。
＜第２実施形態＞
前記した第１実施形態では、二酸化炭素回収装置１が吸収ユニット５を１つ備えた二酸化炭素回収システムＡであるが、図３に示すように、二酸化炭素回収装置５０が第１及び第２吸収ユニット５０Ａ，５０Ｂを２つ備えた二酸化炭素回収システムＢとすることも可能である。この場合には、大気導入側の配管構成は、吸収ユニット５０Ａ，５０Ｂのいずれに給気するかを切り替える切替バルブ２１を有する。
前記した第１実施形態では、二酸化炭素回収装置１が吸収ユニット５を１つ備えた二酸化炭素回収システムＡであるが、図３に示すように、二酸化炭素回収装置５０が第１及び第２吸収ユニット５０Ａ，５０Ｂを２つ備えた二酸化炭素回収システムＢとすることも可能である。この場合には、大気導入側の配管構成は、吸収ユニット５０Ａ，５０Ｂのいずれに給気するかを切り替える切替バルブ２１を有する。
そして、二酸化炭素吸収材に給気する主管２２ａ及び主管２２ａから分岐して二酸化炭素吸収材（吸収ユニット５０Ａ，５０Ｂ）に給気する分岐管２２ｂ，２２ｂを有する第１配管２２と、各吸収ユニット５０Ａ，５０Ｂの排気配管に接続される第１排気管２３とを備える。また、第１配管２２の主管２２ａには、回収管に接続される継手２４ａを有する配管２４の両端が接続され、配管２４の、主管２２ａ付近には開閉バルブ２５，２５が設けられている。
炉体８側の配管構成は、炉体８に接続される継手３１を有し端部が吸収ユニット５０Ａ，５０Ｂ（二酸化炭素吸収材）に接続されている主配管３２ａと、主配管３２ａから分岐して延び吸収ユニット５０Ａ，５０Ｂ（二酸化炭素吸収材）に接続される２つの分岐管３２ｂ，３２ｂとを有する第２配管３２と、主配管３２ａの両端部付近及び分岐管３２ｂ，３２ｂに設けられている開閉バルブ３３，３３，３３，３３とを有する。また、開閉バルブ３４を有し炉体８内を各吸収ユニット５０Ａ，５０Ｂの排気配管に接続する第２排気管３５を備える。
二酸化炭素吸収時には、切替バルブ２１を第１状態、第１開閉バルブ３３を開状態、第２開閉バルブ２５を閉状態とする一方、二酸化炭素分離時には、切替バルブ２１を第２状態、第１開閉バルブ３３を閉状態、第２開閉バルブ２５を開状態とするものである。
よって、吸収ユニット５０Ａ，５０Ｂの一方が、二酸化炭素を吸収している際には、他方の吸収ユニット５０Ａ，５０Ｂが二酸化炭素を分離し、二酸化炭素を回収することになる。
＜その他の実施形態＞
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、上記の実施形態では、炉体８の排気が配管を通じてケーシング内の二酸化炭素吸収材を加熱しているが、二酸化炭素吸収材を別の配管内に配置する構成とし、炉体８の排気がケーシング内の配管外を通過する構成とすることも可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、上記の実施形態では、炉体８の排気が配管を通じてケーシング内の二酸化炭素吸収材を加熱しているが、二酸化炭素吸収材を別の配管内に配置する構成とし、炉体８の排気がケーシング内の配管外を通過する構成とすることも可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
１ 二酸化炭素回収装置
２ 排気配管
３ 二酸化炭素吸収材
４ ケーシング
５ 吸収ユニット
６ 切替バルブ
７ 第１配管
８ 炉体
９ 第１開閉バルブ
１０ 第２配管
１１ メッシュフィルタ
１２ 第２開閉バルブ
１３ 真空ポンプ
１４ 圧縮機
１５ タンク
１６ 回収管
２１ 切替バルブ
２２ 第１配管
２２ａ 主管
２２ｂ 分岐管
２３ 第１排気管
２４ 配管
２４ａ 継手
２５ 開閉バルブ
３１ 継手
３２ａ 主配管
３２ｂ 分岐管
３３ 開閉バルブ
３４ 開閉バルブ
３５ 第２排気管
５０ 二酸化炭素回収装置
５０Ａ 吸収ユニット
５０Ｂ 吸収ユニット
Ａ 二酸化炭素回収システム
Ｂ 二酸化炭素回収システム
２ 排気配管
３ 二酸化炭素吸収材
４ ケーシング
５ 吸収ユニット
６ 切替バルブ
７ 第１配管
８ 炉体
９ 第１開閉バルブ
１０ 第２配管
１１ メッシュフィルタ
１２ 第２開閉バルブ
１３ 真空ポンプ
１４ 圧縮機
１５ タンク
１６ 回収管
２１ 切替バルブ
２２ 第１配管
２２ａ 主管
２２ｂ 分岐管
２３ 第１排気管
２４ 配管
２４ａ 継手
２５ 開閉バルブ
３１ 継手
３２ａ 主配管
３２ｂ 分岐管
３３ 開閉バルブ
３４ 開閉バルブ
３５ 第２排気管
５０ 二酸化炭素回収装置
５０Ａ 吸収ユニット
５０Ｂ 吸収ユニット
Ａ 二酸化炭素回収システム
Ｂ 二酸化炭素回収システム
Claims (10)
- 加熱炉の給気通路と排気通路に組み込んで用いられる二酸化炭素回収装置であり、
ケーシング内に温度差により二酸化炭素を吸着・分離する二酸化炭素吸収材が配置された吸収ユニットと、
前記ケーシングの一側に接続され、前記二酸化炭素吸収材に二酸化炭素を含有する気体を供給する第１配管と、
前記ケーシングの他側に接続され、前記二酸化炭素吸収材を通過した気体を、給気として前記加熱炉の給気通路に供給する第２配管と、
前記第１配管に接続され二酸化炭素を回収する回収管と、
一端が前記加熱炉の排気通路に接続され、中間部分が前記ケーシング内の二酸化炭素吸収材内を通過し、他端が前記ケーシング外に開放され、前記加熱炉によって加熱された排気が流れる排気配管と、
前記第２配管に設けられる第１開閉バルブと、
前記排気配管に設けられる第２開閉バルブと、
前記第１配管と前記回収管との接続部分に設けられ、前記二酸化炭素吸収材に前記気体を供給する第１状態と、前記二酸化炭素吸収材から分離される二酸化炭素を前記回収管を通じて回収する第２状態とを切り替える切替手段と、を備え、
二酸化炭素吸収時には、前記切替手段を第１状態、前記第１開閉バルブを開状態、前記第２開閉バルブを閉状態とする一方、二酸化炭素回収時には、前記切替手段を第２状態、前記第１開閉バルブを閉状態、前記第２開閉バルブを開状態とする、
ことを特徴とする二酸化炭素回収装置。 - 前記二酸化炭素吸収材が、常温で二酸化炭素を吸収し、１５０～５００℃の加熱により二酸化炭素を分離するものであり、
前記加熱炉によって加熱された排気が、前記二酸化炭素吸収材を１５０～５００℃で加熱するものである、
請求項１記載の二酸化炭素回収装置。 - 前記二酸化炭素吸収材が、常温で二酸化炭素を吸収し、２００～３５０℃の加熱により二酸化炭素を分離するものであり、
前記加熱炉によって加熱された排気が、前記二酸化炭素吸収材を２００～３５０℃で加熱する、
請求項１記載の二酸化炭素回収装置。 - 前記切替手段がバルブである、
請求項１乃至３のいずれか１項記載の二酸化炭素回収装置。 - 前記ケーシング内において、前記二酸化炭素吸収材の前記第１配管側に、前記気体の供給時に気体を分散して前記二酸化炭素吸収材に供給する金属製メッシュフィルタが配置されている、
請求項１乃至４のいずれか１項記載の二酸化炭素回収装置。 - 前記回収管は、上流側から、真空ポンプ及び圧縮機が設けられ、二酸化炭素を貯留する二酸化炭素回収容器に接続されている、
請求項１乃至５のいずれか１項記載の二酸化炭素回収装置。 - 二酸化炭素吸収材は、リチウムシリケート、ナトリウムフェライトである固形物の吸収材である、
請求項１乃至６のいずれか１項記載の二酸化炭素回装置。 - 前記二酸化炭素を含有する気体は、大気である、
請求項１乃至７のいずれか１項記載の二酸化炭素回収装置。 - 前記ケーシング内に、２つの前記吸収ユニットが、第１及び第２吸収ユニットとして並列に配置され、
前記第１及び第２吸収ユニットの一方が、二酸化炭素を吸収している二酸化炭素吸収状態にあるときには、前記第１及び第２吸収ユニットの他方が二酸化炭素を分離している二酸化炭素回収状態とされる、
請求項１乃至８のいずれか１項記載の二酸化炭素回収装置。 - 請求項１乃至９のいずれか１項記載の二酸化炭素回収装置が前記加熱炉の給気通路と排気通路に組み込まれている、
ことを特徴とする二酸化炭素回収システム。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003326159A (ja) | 2002-03-06 | 2003-11-18 | Toshiba Corp | 炭酸ガス吸収材及びその製造方法、その再生方法 |
| JP2006103974A (ja) | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 炭酸ガス分離回収装置 |
| JP2008207177A (ja) | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Hamilton Sundstrand Corp | プロセス空気流から二酸化炭素を除去するシステムおよび方法 |
| JP2011104489A (ja) | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Energy Products Co Ltd | 吸着塔 |
| JP2017109198A (ja) | 2015-12-14 | 2017-06-22 | シャープ株式会社 | 二酸化炭素吸収材、ペレットおよびフィルタ |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2651603B2 (ja) * | 1988-08-02 | 1997-09-10 | 日本パイオニクス株式会社 | 二酸化炭素の除去方法 |
| JPH0790136B2 (ja) * | 1989-04-28 | 1995-10-04 | 旭光学工業株式会社 | 排気ガス用フィルター |
| JPH04359785A (ja) * | 1991-06-05 | 1992-12-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液体二酸化炭素の回収装置 |
| JPH07148413A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-13 | Nippondenso Co Ltd | 空質制御装置 |
| JPH0889740A (ja) * | 1994-09-21 | 1996-04-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 粉粒剤保持用目皿 |
| JP3930331B2 (ja) * | 2002-01-25 | 2007-06-13 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 燃料改質方法およびそのシステム |
| JP4231735B2 (ja) * | 2003-02-04 | 2009-03-04 | 新日本製鐵株式会社 | 二酸化炭素の分離回収方法および装置 |
| JP2009257736A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-11-05 | Jfe Steel Corp | 高炉ガスの分離方法 |
| BRPI1014541A2 (pt) * | 2009-05-08 | 2016-04-05 | Nippon Steel Corp | adsorvente híbrido, método para capturar dióxido de carbono em um gás e equipamento para capturar dióxido de carbono em um gás |
| KR101502238B1 (ko) * | 2013-11-13 | 2015-03-12 | 한국화학연구원 | 이산화탄소 흡수제 및 이를 이용한 이산화탄소 흡수 공정 |
| KR101571771B1 (ko) * | 2013-12-13 | 2015-11-25 | 삼성중공업 주식회사 | 천연가스 재생 시스템 |
| ES2877875T3 (es) * | 2014-07-25 | 2021-11-17 | Airbus Defence & Space Gmbh | Procedimiento de separación de dióxido de carbono del aire de respiración de un submarino |
| CN106659962B (zh) * | 2014-08-20 | 2019-06-21 | 夏普株式会社 | 二氧化碳浓度控制***和二氧化碳浓度控制装置 |
| KR101592767B1 (ko) * | 2014-09-25 | 2016-02-11 | 한국전력공사 | 이산화탄소 포집 반응기, 이산화탄소 포집 장치 및 이를 이용한 이산화탄소 포집 방법 |
| DE102014017600A1 (de) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Mengen- und Reinheitskontrolle bei Druckwechseladsorptionsanlagen |
| JP2019188319A (ja) | 2018-04-24 | 2019-10-31 | 日本精工株式会社 | 二酸化炭素分離装置及び二酸化炭素分離方法 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003326159A (ja) | 2002-03-06 | 2003-11-18 | Toshiba Corp | 炭酸ガス吸収材及びその製造方法、その再生方法 |
| JP2006103974A (ja) | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 炭酸ガス分離回収装置 |
| JP2008207177A (ja) | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Hamilton Sundstrand Corp | プロセス空気流から二酸化炭素を除去するシステムおよび方法 |
| JP2011104489A (ja) | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Energy Products Co Ltd | 吸着塔 |
| JP2017109198A (ja) | 2015-12-14 | 2017-06-22 | シャープ株式会社 | 二酸化炭素吸収材、ペレットおよびフィルタ |
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