高気圧下で使用する再生式炭酸ガス除去装置に関する実験研究について

An Experimental Study on Reusable Carbon Dioxide Remover for Hyperbaric Use

野口利仁*、岡本峰雄**、山口仁士*、有馬宝主*、濱巌*、庄司恭敏*、高谷芳明*、洲河誠一*

*Toshihito Noguchi, **Mineo Okamoto, **Hitoshi Yamaguchi *Takahito Arima, *Iwao Hama, *Takatoshi Shoji, *Yoshiaki Takatani and *Seiichi Sugawa

* Kawasaki heavy Industries, Ltd. 1-1-3 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe, Japan

**Japan Marine Science and Technology Center 2-15 Natsushima-cho, Yokosuka, Japan

Key Words: Carbon dioxide absorber, Molecular Sieve, Under water laboratory,Saturation diving, Hyperbaric circumstances

Abstract

In hyperbaric spaces like an underwater laboratory to which the conception of saturation diving is applied, a hyperbaric environmental control of temperature, humidity, partial pressure of O2 and CO2 in the environment gas is necessary and removal of carbon dioxide(CO2)is especially important.

In the present hyperbaric circumstances, the disposal CO2 absorbents are used for this purpose, which obliges the habitants in the underwater laboratory to periodically exchange theCO2 absorbents, and storage of such unused and used CO2 absorbents requires a great space in the laboratory. For this reason, it is desired to develop such a CO2 remover that uses a reusable CO2 adsorbent.

This paper describes an outline of the reusable CO2 adsorbent used in the CO2 remover, as well as the results of its experimental study for its practical use.

In the experimental study, we have selected three kinds of molecular sieves(MS) for CO2 absorbent, and measured the CO2 equilibrium adsorption amount. From this we have ascertained that the equilibrium adsorption amount in low pressure CO2 [0.005ATA(3.8mmHg) ] , which is the target pressure in our research, can be approximated by Langmuir equation.

Then, we have carried out CO2 breakthrough test on two kinds of adsorbcnts in the hyperbaric circumstances of 4ATA. One is the MS selected as a result of the equilibrium adsorption amount measurement and the other is solid amine(SA) which is used as a CO2 adsorbent in the atmosphere.

MS and SA have been tested by use of carrier gases, N2 and He, in the hyperbaric circumstances of 4ATA(partial pressure of CO2:0.005ATA). As a result, the following have been ascertained:

(I) MS is higher than SA in the CO2 adsorption efficiency.

(2)The adsorption efficiency of MS depends on carrier gas. The case of He as carrier gas is higher than that of N2 in the adsorption efficiency.

1. 背景

近年、地球環境問題の論議が活発になっている。地球の表面積のほぼ3/4をしめる海は、地球の環境をコントロールしている大きな要因であり、全世界規模で海洋観測への取り組みが始められており、陸域に接した比較的浅い海域での密度の高い観測、調査、研究の重要性も高まってきている。しかし現在沿岸海域における研究活動は、水面からの観測によるほかスクーバ潜水に頼っており、水深30mぐらいの潜水でも研究者が潜水できる時間は、1回当り約25分程度に過ぎない。

このような海域で生物の生態調査などを長期間連続的かつ精密な調査研究を行うには、研究者が海中に長期間滞在して研究できる設備（海中研究室）が必要になる。

この研究室を飽和潜水法を適用して運用すると、研究者は海中でも陸上と同様に研究室と研究現場（フィールド）の間を自由に往復することができるようになる。このような海中研究施設は国外では米国NOAAのAQUARIUSの例があるだけである。

AQUARIUSは科学潜水を行う研究者のための研究室として使用され、定員6名の研究員が最長30日間

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