JPH11244642A - 吸着剤による混合流体分離装置 - Google Patents

吸着剤による混合流体分離装置

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JPH11244642A
JPH11244642A JP10073392A JP7339298A JPH11244642A JP H11244642 A JPH11244642 A JP H11244642A JP 10073392 A JP10073392 A JP 10073392A JP 7339298 A JP7339298 A JP 7339298A JP H11244642 A JPH11244642 A JP H11244642A
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JP
Japan
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adsorbent
electrode
separation device
gas
net
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Application number
JP10073392A
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English (en)
Inventor
Kenichi Inoue
賢一 井上
Toshiyuki Kawashima
敏行 川島
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】経済的且つ効率的に脱離処理のできる分離装置
を提供する。 【解決手段】気体や液体などの流体中に存在する特定成
分を吸着剤によって分離する装置において、吸着剤2が
導電性を有しており、吸着剤に通電するための一対の電
極5,5が、対向する電極面の間隔を面方向において一
様に保つように配置されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸着剤を備えた分
離装置に関するものである。この分離装置は、空気中の
水蒸気、水中の不純物といった気体や液体中に存在する
特定成分を分離するために好適に利用されうる。
【0002】
【従来の技術】吸着剤を備えた分離装置で、気体や液体
などの流体から特定成分を分離する際には、まず分離対
象となる成分を吸着剤に吸着させ、吸着剤が飽和状態に
達すると、今度はその成分を吸着剤から脱離させること
によって分離する。そして成分が脱離すると吸着剤は再
生する。この脱離処理は、一般的に熱を利用して行われ
る。具体的には、ボイラーにより製造された高温水蒸気
や、ヒーターなどの加熱機器により熱せられた空気や窒
素などのガスを、吸着剤に接触させることにより行われ
る。
【0003】また、加熱機器を吸着剤の近くに配置する
ことにより、吸着剤を熱して、空気や窒素などのガスを
接触させて吸着した特定成分を脱離させる方法もある。
この方法において、熱損失を防ぎ、また装置をコンパク
ト化するために、加熱機器を吸着剤の出来るだけ近くに
配置する工夫がなされている。例えば、平板状の吸着剤
(吸湿剤)の片面側に隣接してコイル状ヒーターを設置
する方法(特開平7−110141)や、吸着剤容器に
ヒーターを貼り付けて吸着剤全体を加熱する方法(特開
平5−261237)などである。このように、従来
は、(1)加熱されたガスを吸着剤に接触させるか、
(2)吸着剤を加熱機器で熱してからガスを接触させる
かして、吸着剤に吸着した特定成分を脱離させていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法では、次のような問題があった。第1に、前記
(1)の方法では、高温水蒸気を製造するためのボイラ
ーや、空気や窒素を加熱するためのヒーターなどの加熱
機器が別に必要となり、装置も複雑になって操作し難く
なる。さらに、装置全体の費用や運転費用などが高価に
なるという問題も生じる。
【0005】第2に、前記(2)の方法では、加熱機器
の吸着剤に面していない側からの放熱により熱損失が生
じる。また、吸着剤全体を均一に加熱する事は困難であ
り、このため、吸着剤の加熱不足の部分から特定成分を
完全に脱離させることができない。そして、特定成分を
完全に脱離させようとすると、大きな熱量を必要とし経
済的でない。しかも、大きな熱量を加えると、吸着剤の
表面が焼けるという不具合が生じる。それ故、本発明
は、経済的且つ効率的に脱離処理のできる分離装置を提
供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の分離装置は、気
体や液体などの流体中に存在する特定成分を吸着剤によ
って分離する装置において、吸着剤が導電性を有してお
り、吸着剤に通電するための一方の電極及び他方の電極
が、対向する電極面の間隔を面方向において一様に保つ
ように配置されていることを特徴としている。
【0007】本発明の分離装置は、吸着剤が導電性を有
しており、また吸着剤に通電するための電極が設けられ
ているので、電流を流すことによって吸着剤を内部より
直接加熱することができる。したがって、本発明の分離
装置では脱離処理をする際に、熱損失が少なくて済み、
吸着剤に余計な熱量を加える必要がない。また本発明の
分離装置では、一方の電極と他方の電極を、対向する電
極面の間隔を面方向において一様に保つように配置させ
ている。このため、吸着剤全体の電流密度が均一にな
り、吸着剤全体を均一に加熱し、熱効率をより向上させ
ることができる。逆に、電極面の間隔が一様になってい
なかったり、吸着剤の充填密度が不均一になっている
と、吸着剤全体を均一に加熱することができない。
【0008】例えば、吸着剤に対して流体が出入りする
出入口にネットを設けて、吸着剤の溢出を防止すること
も考えられる。この場合、ネットを導電性材料で構成
し、ネットを電極として通電しても良いし、ネットを絶
縁材料で構成し、ネットと別個に電極を設けても良い。
ただし、図7に示すように、吸着剤2の重さに対してネ
ット10の強度や剛性が不足していると、導電性ネット
10が湾曲してネット10間の間隔(a、b)が一様にな
らず、吸着剤2の充填密度が不均一になりやすい。した
がって、ネットを吸着剤の収納容器に用いる場合は、ネ
ットを補強する補強材を設けたり、ネット自体の線径を
太くするなどして電極面間隔を一様に保つようにする。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の分離装置のシス
テムを説明する流体フロー図である。図1において、吸
着剤部1は、吸着剤とそれに通電するための電極とを備
えている。
【0010】本発明の分離装置では、吸着処理と脱離処
理とを交互に繰り返すことによって、流体から特定成分
を分離する。吸着処理では、まず、2成分以上から成る
混合流体Sが吸着剤部1に導入される。そして、吸着剤
によって特定成分が吸着されると、吸着後流体Rが排出
される。この吸着処理は、吸着剤が吸着飽和あるいは飽
和近くになると停止する。吸着処理が停止すると、続い
て脱離処理が始まる。脱離処理では、脱離用流体Qが吸
着剤部1に導入される。それと同時に、電極と接続して
いる電源が作動し、吸着剤に電流が流れる。吸着剤は電
流によって加熱されるため、吸着剤に吸着された特定成
分は、導入された脱離用流体Q中に拡散する。特定成分
を含む脱離用流体Qは脱離後流体Dとして排出される。
【0011】本発明の分離装置では、下に例示するよう
に、一方の電極と他方の電極が、対向する電極面の間隔
を面方向において一様に保つように配置されている。よ
って、吸着剤全体に均一な密度で電流を流すことがで
き、吸着剤全体を均一に加熱することができる。
【0012】本発明の分離装置の第一実施形態を図2、
3とともに説明する。図2、3は、それぞれ、図1にお
ける吸着剤部1を示す斜視図、断面図である。この実施
形態の分離装置では、吸着剤2が直方体型のカートリッ
ジ3内に充填されている。カートリッジ3の一壁面及び
これと対向する壁面には、壁面と同形状の平板型電極
5,5が密着している。2枚の平板型電極5,5は電源
6を通してつながっており、一方が陽極、もう一方が陰
極になる。平板型電極5と交差する二組の対向面のうち
の一組には、壁を設けておらず、開放されている。これ
らの面は、流体S、R、Q、Dの出入り口になり、また
吸着剤2が漏出しないように絶縁材料からなるネット4
が張られている。
【0013】本発明の分離装置の第二実施形態を図4と
ともに説明する。図4は、図1におけて吸着剤部1を示
す断面図である。この実施形態の分離装置では、第一実
施形態と同じ直方体型のカートリッジ3と陰陽2対の平
板型電極5,5,5,5とを備えている。そして平板型
電極5は、その壁面からこれと対向する壁面まで、一方
の電極と他方の電極とを平行を保ちながら等間隔で交互
に並べるように設置されている。
【0014】本発明の分離装置の第三実施形態を図5、
6とともに説明する。図5、6は、それぞれ、図1にお
ける吸着剤部1を示す斜視図、断面図である。この実施
形態の分離装置では、吸着剤2が円筒型のカートリッジ
7に充填されている。カートリッジ7の内周面には円筒
型電極8が密着している。カートリッジ7の中心軸には
円柱型電極9が設置されている。円柱型電極9はカート
リッジ7と同じ高さをしている。円筒型電極8と円柱型
電極9は電源6を通してつながっており、一方が陽極、
もう一方が陰極になる。それらの電極面は断面視におい
て同心円をなしている。また底面及びこれと対向する面
は開放されている。これらの面は、ネット4が張られて
おり、流体S、R、Q、Dの出入り口になる。
【0015】本発明の分離装置に用いる材料や機器は、
処理する流体の性状に耐性があり且つ効率良く操作でき
るものであれば何でも良く、以下のようなものが挙げら
れる。吸着剤2としては、活性炭や活性炭に導電性の有
機または無機成分を被覆したものが使用できる。例え
ば、活性炭にポリアニリンやポリピロールなどの導電性
有機ポリマーや、SiC、TiC、TiNなどの導電性無
機物を被覆したものがある。カートリッジ3、7やネッ
ト4は、十分な強度をもつ非導電性の耐熱高分子樹脂類
が良い。例えば、ポリプロピレン、ポリカーボネート、
ポリイミド、テフロンなどがある。電極5、8、9は、
ステンレス鋼などの導電性に優れた金属が良い。電源つ
いては、直流と交流のどちらでも良い。
【0016】
【実施例】図4に示した実施形態について、吸着剤から
水分を脱離させる試験を実施した。また、比較として、
平板型電極5の替わりに図7に示すような導電性ネット
10を用いた分離装置について、同様の試験を実施し
た。導電性ネット10を用いた分離装置では、本発明の
分離装置の第二実施形態におけるネット4が、導電性を
有しており、電極を兼ねている。以下に、(1)材料と機
器仕様、(2)処理条件、及び(3)吸着後ガスR湿度、吸着
剤温度分布、除湿水分量の測定結果を示す。なお、吸着
剤温度分布は、脱離後ガスDの温度と吸着剤の4隅及び
中央の5点の温度を測定することによって求めた。また
除湿水分量は、脱離後ガスDを冷却器で液化して得た水
分の量である。
【0017】 (1)材料と機器仕様 吸着剤 =4-6メッシュ粒状ヤシ殻活性炭、容量10kg/式 (活性炭:(株)ツルミコール製4G−2S品、電気抵抗:10〜30Ω・cm) 電源 =直流電源(交流を整流)、18V×60A(約1kW) 冷却器 =間接隔壁波板型、伝熱面積0.2m2 カートリッジ =400mmW×570mmL×100mmH×2 個(吸着脱離切替用)、 (ポリプロピレン切削加工品) 平板型電極 =570mm×100mm×2対(ステンレス加工品) (ネット:400mm×570mm、タキロン(株)製ポリプロピレンネット) 導電性ネット =400mm×570mm×1対(ステンレス製ネット)
【0018】 (2)処理条件 混合ガスS種類 =加湿空気(屋内、大気圧、25±5℃) 混合ガスS量 =5.5 m3/min 脱離用ガスQ量 =0.5 m3/min 混合ガスS湿度 =65〜75 RH% 脱離用ガスQ湿度 =60〜70 RH% 吸着脱離サイクル =50min吸着+40min脱離(自動切替式)
【0019】(3)測定結果 平板型電極(本発明) 吸着後ガスR湿度=50〜60 RH% 吸着剤温度分布 =105±10 ℃ 除湿水分量 =約0.9 kg/サイクル 導電性ネット(比較) 吸着後ガスR湿度=55〜70 RH% 吸着剤温度分布 =90±40 ℃ 除湿水分量 =約0.5 kg/サイクル
【0020】上記の結果から分かるように、本発明の分
離装置に比べて、導電性ネット10を用いた分離装置で
は、吸着剤温度分布が大きく、除湿水分量が少ない。こ
れは、強度不足のため、導電性ネット10が湾曲してし
まい、陽極と陰極との間隔が一様でなかったからである
と思われる。それに対して、本発明の分離装置は、陽極
と陰極が、対向する電極面の間隔を面方向において一様
に保つように配置されているため、吸着剤全体に一定の
大きさの電流が流れるので、吸着剤全体が均一に加熱さ
れる。よって、吸着剤温度分布が小さく、除湿水分量が
多い。
【0021】
【発明の効果】本発明の分離装置では脱離処理をする際
に、熱損失が少なくて済み、吸着剤に余計な熱量を与え
る必要がない。よって、経済的且つ効率的に脱離処理を
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の分離装置のシステムを説明する流体フ
ロー図である。
【図2】本発明の分離装置の第一実施形態の吸着剤部を
示す斜視図である。
【図3】本発明の分離装置の第一実施形態の吸着剤部を
示す断面図である。
【図4】本発明の分離装置の第二実施形態の吸着剤部を
示す断面図である。
【図5】本発明の分離装置の第三実施形態の吸着剤部を
示す斜視図である。
【図6】本発明の分離装置の第三実施形態の吸着剤部を
示す断面図である。
【図7】比較例の吸着剤部を示す断面図である。
【符号の説明】
1 吸着剤部 2 吸着剤 3 直方体型カートリッジ 4 ネット 5 平板型電極 6 電源 7 円筒型カートリッジ 8 円筒型電極 9 円柱型電極 10 導電性ネット S 混合ガス R 吸着後ガス Q 脱離用ガス D 脱離後ガス

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】気体や液体などの流体中に存在する特定成
    分を吸着剤によって分離する装置において、 吸着剤が導電性を有しており、吸着剤に通電するための
    一方の電極と他方の電極とが、対向する電極面の間隔を
    面方向において一様に保つように配置されていることを
    特徴とする分離装置。
  2. 【請求項2】一方の電極の形状と他方のそれとが、同形
    状である請求項1に記載の分離装置。
  3. 【請求項3】電極が平板型をしている請求項2に記載の
    分離装置。
  4. 【請求項4】複数の電極が等間隔で設置されている請求
    項2又は3に記載の分離装置。
  5. 【請求項5】一方の電極と他方の電極の対向する電極面
    が断面視において同心円をなす請求項1に記載の分離装
    置。
JP10073392A 1998-03-05 1998-03-05 吸着剤による混合流体分離装置 Pending JPH11244642A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017104120A1 (ja) * 2015-12-14 2017-06-22 パナソニック株式会社 化学物質濃縮器および化学物質検出器
JP2020189120A (ja) * 2012-10-12 2020-11-26 イノヴァ ラボ,インコーポレイテッド 酸素濃縮器システムおよび方法

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