JPS61227821A - 炭酸ガスの除去方法 - Google Patents

炭酸ガスの除去方法

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JPS61227821A
JPS61227821A JP60069530A JP6953085A JPS61227821A JP S61227821 A JPS61227821 A JP S61227821A JP 60069530 A JP60069530 A JP 60069530A JP 6953085 A JP6953085 A JP 6953085A JP S61227821 A JPS61227821 A JP S61227821A
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solid
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porous material
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宏之 松村
Takatoshi Shiyouji
恭敏 庄司
Akira Hattori
晃 服部
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
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  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、潜水艦や宇宙船などの環境制御装置における
炭酸ガスの除去方法に関するものであり、詳しくは多孔
質表面を有する固体に炭酸ガスとの親和性の強いポリエ
、チレンイミン、を付着させたCO2吸着JFAf用い
る時、この薬剤のCO2吸収力を損うことなく、効率良
く再生することのできる炭酸ガスの除去方法に関するも
ので駄る。
〔従来の技術〕
従来、アミン系炭酸ガス吸収剤は液状で使用されている
が、実験報告書として多孔質材にポリエチレンイミンを
付着させたものが示されている。
しかしこうした固体吸着材についての実際の装置の例は
見られない。
ポリエチレンイミンは1級あるいは2級のアミノ基を有
する側鎖のポリマーであり、800〜100゜000の
分子量をもつものが一般的である。このポリエチレンイ
ミンがCO2と吸着する方式は化学的な反応よりも物理
吸着に近いものであり、次のように表現することができ
る。
R−NH+CO2二R−NH−Co2+(1((lゆ吸
着特発熱)このため脱着は吸着材を90〜100℃に熱
するだけで簡単に起こるが、この時、加熱によってポリ
エチレンイミンより揮発性の低分子のアミンニ部分的に
分解し、一部飛散する。この低分子アミンは分解時にア
ミノ基を持ち去るため再生の回数が増す毎に、CO2と
親和性のあるアミノ基が減少し徐々にCO2吸収力を減
することとなる。このことは再生式の炭酸ガス除去装置
ではあっても、長時間の使用には、新しい吸着材の補充
が必要となることを意味する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
外部環境とほぼ隔絶した密閉空間内に生存する人間等の
生物が、その生態を維持していく上で、ある量の酸素の
供給とともに、排出されるCO2の除去が不可欠である
。しかもこ(で、炭酸ガス吸着材を再生するに際して、
」−記のように揮発性の低分子のアミンが発生して、環
境空間内に排出されることは好ましくなく、まだこうし
たアミンが発生することは吸着材の劣化を意味するので
、再生時に低分子のアミンを発生させない事が必要であ
る。
〔問題点を解決するだめの手段および作用〕本発明は−
F記の問題点を解決しようとするものである。すなわち
、本発明は吸着材の劣化を招くことなく、かつ環境空間
内に有害成分である低分子の揮発性アミンを排出するこ
とのないように11生温度を低くするところにねらいが
ある。このだめに、再生時の酸素うγ圧を低く L (
4mmHf1以下)、これとともに再生温度を低くして
、低分子の揮発性アミンの発生を抑制するようにした。
本発明は、再生時の四半条件に着目し、ポリエチレンイ
ミンが低分子アミンに分解することなく、したがってC
O2の吸収力をサイクル時間に比例して低下する現象を
抑制し、よって高性能の再生式炭酸ガス除去装置を提供
することを目的とするものである。すなわち本発明は、
外部環境とほとんど隔絶した密閉空間内において、人間
等の排出するCO2ガスを乾式で吸着除去するだめの吸
着材に、表面にポリエチレンイミンを付着させた固体の
多孔質材を用いる炭酸ガス吸収方法において、その再生
条件として吸着材の加熱温度を90℃以下、再生時の酸
素分圧を4 yrm H(l以下において吸着材を再生
する炭酸ガス吸収方法を特徴とするものである。
発明者等は、前記目的のために、種々検討を行つた結果
、最適温度、最適酸素分圧で再生することによって、吸
着、材のCO2’N 前方をほとんど減することなく、
CO2の吸収と再生を半永久的に継続できることを見い
出し、本発明を完成するに至った。また本発明は、再生
時に装置のダクト中に残存するエア中の酸素の損失をも
極力抑えることができ、これによって酸素消費量も抑制
することができる。
以下、図面をもって本発明をさらに詳しく説明する。図
面は固体吸着材を用いたCO2除去装置の基本フローを
示したものである。そのシステムは、まず密閉空間内の
呼吸気ガスをファン1等によって固体吸着材を充てんし
た充てん層2に吸引し内部の固体吸着材3によってCO
2を吸着せしめ、切換弁4を介して、望ましくはフィル
ター6を介して再び密閉空間へ処理済エアとしてもどす
ものである。ここで、もう1つの充てん層7は、充てん
層2と同じ構造から々す、内部に固体吸着材を充てんし
たものである。ここでは既にCO2を吸着し終った吸着
材を加熱、あるいは減圧吸引によってCO2を分離脱着
し、空間内エア循環流路とは異なる流路8全通して、空
間の外部へ排出あるいは蓄積する構成となっている。こ
の操作によって充てん層7は再びCO2吸着力を回復し
充てん層2がCO2吸着力を失なった時点で弁4を切り
換えることで、CO2の吸着を開始する。この複数個の
キャニスタ−(充てん層)を有する図面のCO2除去装
置は、空間内エアの浄化とCO2の除去を同時に連続的
に行うことができる。なお5.13はライン、10はコ
ンプレッサー、11はCO2タンク、121d加熱・冷
却ライン、14.15は切換弁である。
本発明の炭酸ガスの吸収方法における再生方法は、再生
光てん層7のガス流入側の弁4を閉じ、8のラインを開
いて真空ポンプ等で充てん容器7の内部を100〜20
0m*H7以下まで減圧する(予備減圧)。このとき、
真空ポンプ排出側は、空間内に接続しており(5のライ
ン)、充てん容器中のエアと吸着材表面に物理吸着した
酸素は損失することなく空間内にもどされる。充てん容
器内の圧力が100〜209 INJRHfに達すると
、吸着材の表面付着酸素はほぼ脱+rfされるだめ、次
にライン5を閉じ、ライン13を開くと同時に充てん容
器を90′C以「、望捷しくは80〜90′cに加熱し
、かつ酸素分圧を4醋Hf/以Fにするために、たとえ
ば容器内圧力を20 ml/IHダ以下に減圧して吸着
CO2を脱着させる。この時、周のに02はほとんど存
在しないだめ、ポリエチレンイミンの分解飛散は、きわ
めて少なくなる。なお上記の真空排気に代えて、酸素を
含まないか、あるいは酸素分圧が4mmHf/以下にな
るような気体を充てん層7に通気することも同様の効果
がある。しかし現在のところ、真空排気が最も簡便な方
法として用いられる。ここで、予備排気をするのは、吸
着材表面の酸素を脱着させて酸素を除去して、再生時の
吸着材の劣化を防止するとともに、環境空間内に酸素を
戻すだめである。
〔実施例〕
以下に実施例を上げて、本発明をさらに具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではなく、種々応用実施できる。
実施例 第1表は、図面のようなCO2吸収装置を用いて酸素分
圧を下げる手段として真空排気して、I FTr吸収、
lHr再生を100回繰返した後のCO2吸収力を明示
した実験結果である。
第1表 第1表に示すごとく予備減圧は100〜200 rwm
Hgとし、再生条f’l=を1(HnyrHf (すな
わち酸素分圧4m1ttHf/ )、90℃以下にする
ことによって、初期のCO2吸収力をほぼ維持できてい
る。
第2表は、吸着材表面に付着する酸素の吸着性を示した
ものである。室温で酸素は1001vtnHダで多量に
脱着していることが明らかであり、この実施例から予備
減圧を100〜200闘Hpとするのが最適であること
がわかる。
第   2   表 〔発明の効果〕 以上の如く、本発明は固体多孔質材にポリエチレン糸イ
ミンを付着させた固体吸着材を用いる炭酸ガス吸収方法
において、その吸着材の劣化を招かないすぐれた再生を
可能とし、潜水艦、宇宙船等の環境制御用の炭酸ガス吸
収装置を、環境内の空気を汚染することなく、安定して
長時間稼動させることを可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の方法を実施する装置の一例を示すフロー
シートである。 ■・・・ファン、2.7・・・充てん層、3・・・吸着
材、4・・・切換弁、5・・・ライン、6・・・フィル
ター、8・・・流路、10・・・コンプレッサー、11
・・・CO2タンク、12・・・加熱・冷却ライン、1
3・・・ライン、14.15・・・切換弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 外部環境とほとんど隔絶した密閉の空間内において
    、人間等の排出するCO_2ガスを乾式で吸着除去する
    に際して、その吸着材に固体の多孔質材の表面にポリエ
    チレンイミンを付着させた固体状アミン吸着材を用いる
    炭酸ガス吸収方法において、その再生条件として吸着材
    の加熱温度を90℃以下とし、吸着材を充てんした容器
    内部の酸素分圧を4mmHg以下とすることを特徴とす
    る炭酸ガスの除去方法。
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