JP7794879B2 - 二酸化炭素回収装置 - Google Patents
二酸化炭素回収装置Info
- Publication number
- JP7794879B2 JP7794879B2 JP2024053118A JP2024053118A JP7794879B2 JP 7794879 B2 JP7794879 B2 JP 7794879B2 JP 2024053118 A JP2024053118 A JP 2024053118A JP 2024053118 A JP2024053118 A JP 2024053118A JP 7794879 B2 JP7794879 B2 JP 7794879B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- reactor
- adsorption
- control
- adsorbent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
- B01D53/0476—Vacuum pressure swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/346—Controlling the process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/62—Carbon oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40028—Depressurization
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40088—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
本発明は、二酸化炭素回収装置に関する。
従来、大気等の二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を回収する技術が知られている。この種の技術が記載されるものとして例えば特許文献1がある。特許文献1には、ガス状二酸化炭素をガス混合物から、ガス状二酸化炭素を吸着する吸着剤を用いた循環式吸着/脱着によって、分離する方法が記載されている。
二酸化炭素の回収量を増加させる方法として装置の大型化やポンプや熱源器の性能を向上させることが考えられる。しかし、装置構成の変更は、追加部品等が必要となる上、二酸化炭素回収装置の運用コストも上昇するおそれもある。装置構成の変更によるコスト増を回避しつつ、二酸化炭素の回収率を向上させるという観点で従来技術には改善の余地があった。
本発明は、複雑な部品を追加することなく、二酸化炭素の回収率を効果的に向上させることができる二酸化炭素回収装置を提供することを目的とする。
(1)本発明は、吸着材(例えば、後述する吸着材12)を内部に有するリアクター(例えば、後述するリアクター11、リアクター11a及びリアクター11b)と、前記リアクターの上流側に接続され、二酸化炭素を含む気体が流通する吸気ライン(例えば、後述する吸気ライン101、吸気ライン101a)と、前記リアクターの下流側に接続され、前記吸着材を通過した後の前記気体が流通する排気ライン(例えば、後述する排気ライン102、排気ライン102a及び排気ライン102b)と、前記排気ラインに配置され、前記排気ラインの経路を開閉可能な排気開閉装置(例えば、後述する排気バルブ31、排気バルブ31a及び排気バルブ31b)と、前記吸気ラインから前記リアクターの内部の前記吸着材に前記気体を送り込む気流を発生させる気流発生装置(例えば、後述するファン61)と、前記二酸化炭素を前記吸着材に吸着させる吸着工程において、前記排気開閉装置によって前記排気ラインの経路を開放した状態で前記気流発生装置による前記気流を発生させる第1吸着制御と、前記第1吸着制御実行後に前記排気開閉装置によって前記排気ラインの経路を閉鎖した状態で前記気流を発生させて前記リアクターの内部圧力を上昇させる第2吸着制御を実行する制御装置(例えば、後述する制御装置90)と、を備える二酸化炭素回収装置(例えば、後述する二酸化炭素回収装置)である。
(2)上記(1)に記載の二酸化炭素回収装置において、前記気流発生装置は、前記吸気ラインにおける前記リアクターの上流側に配置されるファンであってもよい。
(3)上記(1)又は(2)に記載の二酸化炭素回収装置において、前記制御装置は、前記リアクターを通過した前記気体の前記二酸化炭素の濃度が閾値を上回ると前記第1吸着制御から前記第2吸着制御に移行させてもよい。
(4)上記(1)又は(2)に記載の二酸化炭素回収装置において、前記制御装置は、前記第1吸着制御を実行してから所定時間経過後に前記第2吸着制御に移行させてもよい。
(5)上記(1)又は(2)に記載の二酸化炭素回収装置において、前記リアクター(例えば、後述するリアクター11a及びリアクター11b)は複数配置され、前記制御装置は、前記リアクターのそれぞれに対して前記第1吸着制御及び前記第2吸着制御を異なるタイミングで行うことができてもよい。
本発明によれば、複雑な部品を追加することなく、二酸化炭素の回収率を効果的に向上させることができる二酸化炭素回収装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る二酸化炭素回収装置1の構成を示す模式図である。二酸化炭素回収装置1は、例えば、大気中の二酸化炭素濃度を低下させるために、大気中の二酸化炭素を回収する直接空気回収技術(DAC:Direct Air Capture)に適用されるものである。二酸化炭素回収装置1によって回収された二酸化炭素は、地中に貯蔵されたり、燃料や材料として再利用されたりする。
図1に示すように、二酸化炭素回収装置1は、リアクター11と、吸気ライン101と、ファン61と、吸気バルブ21と、排気ライン102と、排気バルブ31と、二酸化炭素ライン150と、回収用バルブ51と、真空ポンプ62と、ウォータレストア63と、コンプレッサ64と、二酸化炭素タンク65と、二酸化炭素センサ80と、制御装置90と、を備える。
リアクター11は、二酸化炭素を吸着するための吸着材12を内部に有する。吸着材12は、粒子状の部材であり、低温(例えば、-30℃から50℃の範囲)の状態において二酸化炭素を吸着し、高温(例えば、50℃から110℃の範囲)かつ周囲の二酸化炭素の濃度の低い状態では、二酸化炭素を脱離(放出)する性質を有する。このような吸着材12としては、例えば、シリカ等の多孔質材料にアミンを担持させて構成される固体アミンの二酸化炭素吸着材等が挙げられる。
リアクター11は、吸気した大気等の気体中の二酸化炭素を吸着材12に吸着させる吸着工程と、真空状態にした後に減圧加熱して吸着材12に吸着された二酸化炭素を脱離させる脱離工程と、を交互に行う。
吸気ライン101は、二酸化炭素を含む大気等の気体を取り込み、リアクター11に送る配管である。吸気ライン101を通じて二酸化炭素を含む気体がリアクター11の内部に供給される。
ファン61は、リアクター11に対して吸気ライン101の上流側に配置される。ファン61は、駆動されることにより、吸気ライン101を通じてリアクター11に対して「吸気」から「排気」までの気体の流れを生じさせる。
吸気バルブ21は、吸気ライン101におけるリアクター11の上流側に配置される。吸気バルブ21は、吸着工程では吸気ライン101の経路を開く開状態に制御され、脱離工程では吸気ライン101の経路を閉じる閉状態に制御される。
排気ライン102は、リアクター11の下流側に接続される配管である。二酸化炭素が吸着材12に吸着された後の気体(空気)は、排気ライン102を通じて外部に排出される。排気ライン102を通じて排出される気体は二酸化炭素が回収された分、窒素と酸素の割合が多くなっている。
排気バルブ31は、排気ライン102に配置される。排気バルブ31は、吸着工程では排気ライン102の経路を開く開状態に制御され、脱離工程では排気ライン102の経路を閉じる閉状態に制御される。
二酸化炭素ライン150は、リアクター11に接続される。二酸化炭素ライン150は、脱離工程で脱離した二酸化炭素を回収するための配管であり、高濃度の二酸化炭素が流通する。
回収用バルブ51は、二酸化炭素ライン150とリアクター11の接続部分に配置される。回収用バルブ51は、二酸化炭素の回収を行う脱離工程では二酸化炭素ライン150とリアクター11の内部を連通する開状態に制御され、吸着工程では二酸化炭素ライン150とリアクター11の内部を隔絶する閉状態に制御される。
真空ポンプ62は、二酸化炭素ライン150に配置される。真空ポンプ62の駆動により、リアクター11の脱離工程で脱離した二酸化炭素が二酸化炭素ライン150に吸引されて回収される。
ウォータレストア63は、二酸化炭素ライン150における真空ポンプ62の下流側に配置される。ウォータレストア63は、真空ポンプ62を通過してきた気体を冷却することにより、気体から水を回収して二酸化炭素の濃度を上昇させる。
コンプレッサ64は、二酸化炭素ライン150におけるウォータレストア63の下流側に配置される。コンプレッサ64は、ウォータレストア63で水回収された高濃度の二酸化炭素を圧縮し、二酸化炭素タンク65に送る。
二酸化炭素タンク65は、二酸化炭素ライン150におけるコンプレッサ64の下流側に配置される。二酸化炭素タンク65は、二酸化炭素ライン150を通じて回収された二酸化炭素を貯蔵する容器である。
二酸化炭素センサ80は、リアクター11の出口の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度検出部である。二酸化炭素センサ80によって検出された二酸化炭素濃度を示す情報は制御装置90に出力され、吸着終了の判断に用いられる。
制御装置90は、二酸化炭素の吸着や脱離に用いられるデバイスの駆動や停止等の動作を制御する。制御装置90は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有するコンピュータである。制御装置90は、1台で構成されてもよいし、複数台で構成されてもよい。また、制御装置90は、リレー等の電気回路を利用して構成されてもよい。
次に、制御装置90による二酸化炭素を回収するための制御について説明する。本実施形態の制御装置90は、二酸化炭素を吸着材12に吸着させる吸着工程において、第1吸着制御と第2吸着制御の2種類の吸着制御を実行することにより、二酸化炭素の高い吸着率を実現する。
第1吸着制御では、制御装置90は、吸気バルブ21及び排気バルブ31の両方を開状態に制御するとともに回収用バルブ51を閉状態に制御する。そして、制御装置90は、ファン61を駆動し、吸気ライン101を通じてリアクター11の内部の吸着材12に対して二酸化炭素を含む気体を送り込む。
第2吸着制御では、制御装置90は、第1吸着制御よりも二酸化炭素の吸着率を高めるため、リアクター11の内部圧力を高める制御を行う。ここで、図2を参照し、リアクター11の内部圧力を高めることによる吸着率上昇効果について説明する。図2は、二酸化炭素吸着量とリアクター11の内部圧力の関係を説明するグラフである。図2のグラフにおいて横軸は二酸化炭素分圧(kPa)を示し、縦軸は二酸化炭素の吸着量(g/kg)を示す。
図2には、吸着材12の温度が低温時における吸着材12の吸着量と二酸化炭素分圧の関係が実線で示され、吸着材12の高温時における吸着材12の吸着量と二酸化炭素分圧の関係が破線で示されている。
図2の例において、リアクター11に供給される二酸化炭素の供給濃度が400ppmの場合を考える。二酸化炭素の供給濃度が同じ400ppmであっても、リアクター11の内部が大気圧と同じ状態の吸着量と、リアクター11の内部が加圧されている状態の吸着量と、に違いが生じることがわかる。この例では、吸着材12の温度が低温時の場合と高温時の場合の両方で吸着量が上昇していることが分かる。なお、本実施形態では、吸着材12の吸着は、吸着率を向上させるために常温で実施される。
制御装置90は、第1吸着制御の後、リアクター11の内部圧力を上昇させて二酸化炭素の分圧を上昇させる第2吸着制御を行うことにより、吸着工程の終盤でも二酸化炭素が吸着し易い環境をつくり出す。第2吸着制御では、制御装置90は、吸気バルブ21の開状態及び回収用バルブ51の閉状態を維持しつつ、排気バルブ31を開状態から閉状態に変更した上でファン61を駆動する加圧吸着工程を実行する。
次に、第1吸着制御から第2吸着制御に移行する移行条件について説明する。本実施形態では、リアクター11の出口の二酸化炭素濃度が予め設定される閾値以上になることが移行条件に設定されている。第1吸着制御が実行されることにより、吸着反応が進行して吸着量が飽和状態に近づくと、吸着材12は新たに二酸化炭素を捕捉し難い状態となる。そのため、吸着材12を通過した気体の二酸化炭素濃度は、飽和状態に近づく前よりも飽和状態に近づいた方が高くなる。制御装置90は、リアクター11の出口の二酸化炭素濃度をモニタすることにより、吸着材12が飽和状態に近いか否かを判定し、飽和状態に近づいた場合は第1吸着制御から吸着率の高い第2吸着制御に移行する。閾値は、吸着材12が飽和状態に近づいたことを示す二酸化炭素濃度として実証実験等により設定されてもよいし、装置構成等から理論的に算出されてもよい。
また、第1吸着制御を所定時間実行したことを移行条件に設定することもできる。所定時間は、予め設定される吸着材12が飽和状態に近づく時間である。所定時間は、ファン61の送風量、ファン61の送風時間、大気の二酸化炭素濃度等のデータに基づいて理論的に設定されてもよいし、二酸化炭素回収装置1を使用した実験に基づいて設定されてもよい。
図3は、本実施形態の二酸化炭素回収装置1の制御装置90による吸着制御の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図3のフローチャートは、吸着材12の状態が吸着工程を実施する条件を満たした場合に開始される。なお、吸着工程を実施する条件は特に限定されない。例えば、吸着材12の温度が吸着工程を行うのに適した温度(例えば、常温)になったことを不図示の温度センサによって検出されることにより、図3の処理が開始される。
ステップS11において、制御装置90は、実施条件を満たした吸着材12に大気を送り込む第1吸着制御を実行する。第1吸着制御が実行されることにより、吸気ライン101、リアクター11、排気ライン102を流れる気流がファン61の駆動によって生じ、気体に含まれる二酸化炭素が吸着材12に吸着される。
ステップS12において、制御装置90は、第1吸着制御から第2吸着制御への移行を行う移行条件を満たしているか否かを判定する。移行条件は、リアクター11の出口の二酸化炭素濃度が予め設定される閾値以上になることが設定されているものとする。
二酸化炭素センサ80によって検出されるリアクター11の出口の二酸化炭素濃度が予め設定される閾値以上になっている場合、制御装置90は、処理をステップS13に進める(ステップS12;Yes)。二酸化炭素センサ80によって検出される二酸化炭素濃度が予め設定される閾値以上になっていない場合、制御装置90は、リアクター11の出口の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素センサ80の監視を継続する(ステップS12;No)。
ステップS13において、制御装置90は、第1吸着制御から第2吸着制御への移行を行う。第1吸着制御が実行されることにより、リアクター11の出口側の排気バルブ31が閉状態となり、継続して動作するファン61によりリアクター11の内部圧力が上昇する。リアクター11の内部圧力の上昇に伴って二酸化炭素分圧が上昇し、大気圧の状態に比べて吸着量が増加する状態となる。ステップS13の処理の後、吸着工程が終了する。吸着工程後には、リアクター11の吸着材12の二酸化炭素を脱離させる脱離工程が実行される。
脱離工程では、リアクター11の吸気バルブ21及び排気バルブ31が閉じられ、回収用バルブ51が開かれる。真空ポンプ62が稼働し、リアクター11の内部を吸気し、減圧して真空状態又は真空状態に近づける。不図示の熱源装置により、リアクター11の内部に熱エネルギーが供給され、リアクター11の吸着材12が昇温される。吸着材12の昇温制御により、吸着材12も脱離工程に十分な所定の温度(例えば、80℃)に加熱され、吸着材12に吸着された二酸化炭素が脱離される。次に、真空ポンプ62が駆動され、二酸化炭素ライン150を通じて脱離した二酸化炭素が二酸化炭素タンク65に貯蔵される。脱離工程の後には再び吸着工程が実行される。二酸化炭素回収装置1は、吸着工程と脱離工程を交互に行い、脱離した二酸化炭素を圧縮して二酸化炭素タンク65に貯めることにより、空気中から二酸化炭素を除去し、回収する。
以上説明したように、本実施形態の二酸化炭素回収装置1は、吸着材12を内部に有するリアクター11と、リアクター11の上流側に接続され、二酸化炭素を含む気体が流通する吸気ライン101と、リアクター11の下流側に接続され、吸着材12を通過した後の気体が流通する排気ライン102と、排気ライン102に配置され、排気ライン102の経路を開閉可能な排気バルブ(排気開閉装置)31と、吸気ライン101からリアクター11の内部の吸着材12に気体を送り込む気流を発生させるファン(気流発生装置)61と、二酸化炭素を吸着材12に吸着させる吸着工程において、排気バルブ31によって排気ライン102の経路を開放した状態でファン61による気流を発生させる第1吸着制御と、第1吸着制御実行後に排気バルブ31によって排気ライン102の経路を閉鎖した状態で気流を発生させてリアクター11の内部圧力を上昇させる第2吸着制御を実行する制御装置90と、を備える。
これにより、第2吸着制御ではリアクター11の下流側が排気バルブ31によって閉鎖された状態でファン61による送風が継続されるので、排気ライン102を通じて気体が排出されなくなってリアクター11の内部圧力が上昇する。リアクター11の内部圧力の上昇に伴って当該リアクター11の二酸化炭素分圧が向上し、吸着材12の単位時間あたりの吸着量が増加する。また、第1吸着制御では、排気バルブ31が開いているのでファン61によって吸着材12に連続的に供給されるので、吸着工程全体で吸着材12に供給される気体の総量を確保できる。そして、吸着材12に対する二酸化炭素の吸着がある程度進行して吸着率が低下する段階で吸着率の高い第2吸着制御に移行させることもでき、効率的な二酸化炭素の回収を実現できる。
また、本実施形態の気流発生装置は、吸気ライン101におけるリアクター11の上流側に配置されるファン61である。
これにより、吸着材12に吸着対象となる気体を供給するためのファン61を利用して第2吸着制御でリアクター11の内部圧力を上昇させることができる。また、リアクター11の下流側にファンが配置される構成では閉鎖状態の排気バルブ31により、当該ファンが駆動してもリアクター11の内部圧力を上昇させることができず、ファンによる送風をリアクター11の上流側に送り込む配管を別途用意しなければならない。この点、本実施形態の構成ではファン61が上流側に配置されているので、配管構成等も変更することなくファン61の送風によりリアクター11の内部圧力を上昇できる構成を実現できる。
また、本実施形態では、制御装置90は、リアクター11を通過した気体の二酸化炭素の濃度が閾値を上回ると第1吸着制御から第2吸着制御に移行する。
これにより、吸着材12が飽和状態に近い状態になったタイミングで吸着率の高い第2吸着制御に移行させることができ、吸着工程全体での二酸化炭素の吸着率をより向上させることができる。
また、本実施形態では、制御装置90は、第1吸着制御を実行してから所定時間経過後に第2吸着制御に移行させてもよい。
これにより、制御装置90は、リアクター11の出口の二酸化炭素濃度をモニタしなくても、タイマ等により第1吸着制御から第2吸着制御への移行タイミングを決定でき、シンプルな構成で吸着率を向上させるための構成を実現できる。
以上、吸着材12を保持する1つのリアクター11により二酸化炭素を回収している単リアクター方式の例を説明したが、複数のリアクター11を用いて並行して吸着工程と脱離工程を実行する構成の二酸化炭素回収装置にも本発明を適用することができる。
次に、図4を参照し、複数のリアクター11a及びリアクター11bを用いる二酸化炭素回収装置1aの例について説明する。図4は、変形例に係る二酸化炭素回収装置1におけるファン61と複数のリアクター11a,11bの関係を説明する模式図である。なお、以下の説明において、上記実施形態と共通又は同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する場合がある。
図4には、複数のリアクター11のうち、吸着工程が終盤に差し掛かかっているため第2吸着制御が実行されているリアクター11aと、吸着工程が序盤から中盤で第1吸着制御が実行されているリアクター11bが示されている。なお、図4において二酸化炭素を二酸化炭素タンク65に回収するための構成や吸気バルブ21等の構成の図示は省略している。
変形例の二酸化炭素回収装置1aの吸気ライン101aは、複数のリアクター11a及びリアクター11bのそれぞれに分岐接続される。吸気ライン101aの上流側にはファン61が配置されており、ファン61の駆動により複数のリアクター11a及びリアクター11bのそれぞれに対して大気を送り込む気流を発生させることが可能となっている。
変形例では、リアクター11aの下流側には排気ライン102aが配置され、リアクター11bの下流側には排気ライン102bが配置される。排気ライン102aには排気バルブ31aが配置され、排気ライン102bには排気バルブ31bが配置される。
制御装置90は、排気バルブ31aと排気バルブ31bのそれぞれを独立制御する。これによって、吸着工程の終盤に差し掛かっているリアクター11aに対応する排気バルブ31aを閉状態にする第1吸着制御を実行しつつ、吸着工程の序盤から中盤のリアクター11bに対応する排気バルブ31bを開状態にすることが可能となっている。
以上説明した変形例では、リアクター11a~11bは複数配置され、制御装置90は、リアクター11a~11bのそれぞれに対して第1吸着制御及び前記第2吸着制御を異なるタイミングで行うことができる。
これにより、吸着率を向上させつつ、複数のリアクター11a~11bのそれぞれで吸着工程と脱離工程を並行して実行することにより、装置負荷を分散させることができる。
なお、図4にはリアクター11a及びリアクター11bが2つ図示されるのみであるが、変形例の二酸化炭素回収装置1aが3つ以上のリアクター11を有する構成であってもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態に限るものではない。また、上記実施形態に記載された効果は、好適な効果を列挙したに過ぎず、上記実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
上記実施形態及び変形例では、気流発生装置としてのファン61をリアクター11の上流側に配置する構成であるが、この構成に限定される訳ではない。ファンをリアクターの下流側に配置するとともに、リアクターの内部圧力を上昇させるポンプを気流発生装置として別途配置する構成とすることもできる。この場合、第1吸着制御では下流側のファンによる吸引力を作用させて吸着材に大気を供給し、第2吸着制御では当該リアクターに対してファンを停止する一方、ポンプによってリアクターの内部圧力を上昇させる制御を行うこともできる。このように、第1吸着制御で気流を発生させる気流発生装置と第2吸着制御で気流によりリアクターの内部圧力を上昇させる気流発生装置を別々の独立した構成としてもよい。
1 二酸化炭素回収装置
11,11a,11b リアクター
12 吸着材
21 吸気バルブ
31,31a,31b 排気バルブ
61 ファン
90 制御装置
101,101a 吸気ライン
102,102a,102b 排気ライン
150 二酸化炭素ライン
11,11a,11b リアクター
12 吸着材
21 吸気バルブ
31,31a,31b 排気バルブ
61 ファン
90 制御装置
101,101a 吸気ライン
102,102a,102b 排気ライン
150 二酸化炭素ライン
Claims (5)
- 吸着材を内部に有するリアクターと、
前記リアクターの上流側に接続され、二酸化炭素を含む気体が流通する吸気ラインと、
前記リアクターの下流側に接続され、前記吸着材を通過した後の前記気体が流通する排気ラインと、
前記排気ラインに配置され、前記排気ラインの経路を開閉可能な排気開閉装置と、
前記吸気ラインから前記リアクターの内部の前記吸着材に前記気体を送り込む気流を発生させる気流発生装置と、
前記二酸化炭素を前記吸着材に吸着させる吸着工程において、前記排気開閉装置によって前記排気ラインの経路を開放した状態で前記気流発生装置による前記気流を発生させる第1吸着制御と、前記第1吸着制御実行後に前記排気開閉装置によって前記排気ラインの経路を閉鎖した状態で前記気流を発生させて前記リアクターの内部圧力を上昇させる第2吸着制御を実行する制御装置と、
を備える二酸化炭素回収装置。 - 前記気流発生装置は、
前記吸気ラインにおける前記リアクターの上流側に配置されるファンである、
請求項1に記載の二酸化炭素回収装置。 - 前記制御装置は、
前記リアクターを通過した前記気体の前記二酸化炭素の濃度が閾値を上回ると前記第1吸着制御から前記第2吸着制御に移行させる、
請求項1又は2に記載の二酸化炭素回収装置。 - 前記制御装置は、
前記第1吸着制御を実行してから所定時間経過後に前記第2吸着制御に移行させる、
請求項1又は2に記載の二酸化炭素回収装置。 - 前記リアクターは複数配置され、
前記制御装置は、
前記リアクターのそれぞれに対して前記第1吸着制御及び前記第2吸着制御を異なるタイミングで行うことができる、
請求項1又は2に記載の二酸化炭素回収装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024053118A JP7794879B2 (ja) | 2024-03-28 | 2024-03-28 | 二酸化炭素回収装置 |
| US19/063,318 US20250303342A1 (en) | 2024-03-28 | 2025-02-26 | Carbon dioxide recovery apparatus |
| CN202510230989.3A CN120714384A (zh) | 2024-03-28 | 2025-02-28 | 二氧化碳回收装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024053118A JP7794879B2 (ja) | 2024-03-28 | 2024-03-28 | 二酸化炭素回収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2025151602A JP2025151602A (ja) | 2025-10-09 |
| JP7794879B2 true JP7794879B2 (ja) | 2026-01-06 |
Family
ID=97168561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024053118A Active JP7794879B2 (ja) | 2024-03-28 | 2024-03-28 | 二酸化炭素回収装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20250303342A1 (ja) |
| JP (1) | JP7794879B2 (ja) |
| CN (1) | CN120714384A (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015067504A (ja) | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 大陽日酸株式会社 | 二酸化炭素製造方法、二酸化炭素製造装置、及び二酸化炭素製造システム |
| JP2020180029A (ja) | 2019-04-26 | 2020-11-05 | 日本特殊陶業株式会社 | 酸素濃縮装置 |
| CN217367765U (zh) | 2022-05-20 | 2022-09-06 | 西安热工研究院有限公司 | 一种耦合涡流管实现直接空气碳捕集系统 |
| JP3240919U (ja) | 2022-04-20 | 2023-02-15 | 西安熱工研究院有限公司 | 低エネルギー消費の直接空気炭素捕集システム |
| CN116989535A (zh) | 2023-07-20 | 2023-11-03 | 上海交通大学 | 基于废气蒸发冷却的热泵驱动直接空气碳捕集系统 |
| JP2024505621A (ja) | 2021-02-05 | 2024-02-07 | ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法 |
| JP2024152220A (ja) | 2023-04-14 | 2024-10-25 | 岩谷産業株式会社 | 二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素の回収方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7837237B2 (ja) * | 2022-07-12 | 2026-03-30 | 本田技研工業株式会社 | 回収装置 |
| JP2024034883A (ja) * | 2022-09-01 | 2024-03-13 | 三菱重工業株式会社 | 二酸化炭素回収装置、及び二酸化炭素回収方法 |
-
2024
- 2024-03-28 JP JP2024053118A patent/JP7794879B2/ja active Active
-
2025
- 2025-02-26 US US19/063,318 patent/US20250303342A1/en active Pending
- 2025-02-28 CN CN202510230989.3A patent/CN120714384A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015067504A (ja) | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 大陽日酸株式会社 | 二酸化炭素製造方法、二酸化炭素製造装置、及び二酸化炭素製造システム |
| JP2020180029A (ja) | 2019-04-26 | 2020-11-05 | 日本特殊陶業株式会社 | 酸素濃縮装置 |
| JP2024505621A (ja) | 2021-02-05 | 2024-02-07 | ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 二酸化炭素回収システム及び二酸化炭素回収方法 |
| JP3240919U (ja) | 2022-04-20 | 2023-02-15 | 西安熱工研究院有限公司 | 低エネルギー消費の直接空気炭素捕集システム |
| CN217367765U (zh) | 2022-05-20 | 2022-09-06 | 西安热工研究院有限公司 | 一种耦合涡流管实现直接空气碳捕集系统 |
| JP2024152220A (ja) | 2023-04-14 | 2024-10-25 | 岩谷産業株式会社 | 二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素の回収方法 |
| CN116989535A (zh) | 2023-07-20 | 2023-11-03 | 上海交通大学 | 基于废气蒸发冷却的热泵驱动直接空气碳捕集系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2025151602A (ja) | 2025-10-09 |
| US20250303342A1 (en) | 2025-10-02 |
| CN120714384A (zh) | 2025-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7736416B2 (en) | Thermally linked molecular sieve beds for CO2 removal | |
| US20190178574A1 (en) | Carbon dioxide recovery method and recovery apparatus | |
| JP2009269805A (ja) | 炭酸ガス回収方法およびその装置 | |
| CN103429316B (zh) | 干燥来自富氧燃烧工序的湿的富co2气体流的方法 | |
| US8702845B2 (en) | System and method for low NOx emitting regeneration of desiccants | |
| CN112165980A (zh) | 二氧化碳分离回收系统及方法 | |
| JP2020119934A (ja) | 希ガス回収システムおよび希ガス回収方法 | |
| JPS61254221A (ja) | Co2除去装置 | |
| JP7794879B2 (ja) | 二酸化炭素回収装置 | |
| JP2007105657A (ja) | ガス処理装置 | |
| CN101721881A (zh) | 处理包含燃料的气体混合物的vsa的再加压 | |
| JP2009119069A (ja) | 酸素濃縮装置 | |
| JP7205348B2 (ja) | 二酸化炭素回収装置、炭化水素製造装置、および、二酸化炭素回収方法 | |
| JP2019150769A (ja) | ガス分離方法 | |
| JP7778834B2 (ja) | 二酸化炭素回収装置 | |
| JP7795571B2 (ja) | 二酸化炭素回収装置 | |
| CN118751044B (zh) | 一种基于空分装置从大气捕集二氧化碳的装置和方法 | |
| WO2025203345A1 (ja) | 二酸化炭素回収装置 | |
| JPS61254219A (ja) | Co2除去装置 | |
| JP2025112573A (ja) | 二酸化炭素回収装置 | |
| JPH01230416A (ja) | 高炉ガスからの炭酸ガス回収方法 | |
| WO2025203438A1 (ja) | 二酸化炭素回収装置及び二酸化炭素回収方法 | |
| JP2011183256A (ja) | 気体分離装置及びその方法 | |
| JP4171392B2 (ja) | ガスの分離回収方法および圧力スイング吸着式ガス分離回収システム | |
| JP2025113847A (ja) | 二酸化炭素回収装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240927 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251218 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7794879 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |