3.3　CO₂分離装置の研究

　

3.3.1　CO₂分離装置調査

　

1)　目的

本エンジンは排ガス中に含まれるCO₂を分離回収し、得られたCO₂で天然ガスを改質することによって燃料の発熱量を増加させるとともに、単位エネルギーあたりのCO₂排出量を低減することを狙いとしている。そのため、本システムを開発するに当たっての重要要素には排ガス中のCO₂を分離回収するための分離装置を開発する必要がある。このため、開発要素を明らかにする目的で既存のCO₂分離回収装置及び分離材の調査を実施した。

　

2)　分離方法の調査

a)　分離方法

一般にガス分離の技術としては、深冷分離法、吸着(吸収)法及び膜分離法がある。各々の特徴を表38に示す。

　

表38　既存のガス分離技術の特徴

　

表38より明らかなことは、深冷分離法は分離速度がはやいために、エンジンから放出されるガスを処理するには有効ではあるが、装置規模が50m³を越えるために、本開発の目的である舶用エンジンに組み込むシステムとしては該当しないと考えられる。

　

b)　吸着分離原理

特定のガスをある種の吸着材に吸着させ、残ったガスは排気ガスとして放出する。吸着されているガスは、圧力差、温度差等を利用して、脱着し、分離する方法である。代表的な吸着剤として活性炭(CMS ; カーボンモレキュラーシーブ)及びゼオライト(Al_xSi_yO_z・H₂O)がある。両者は分離原理に違いがあり、活性炭、特にCMSは、制御された均一な細孔をもっており、分子サイズの差によって吸着の速度が異なるため、吸着速度差を利用した分離である。ゼオライトは、結晶構造によって形成される細孔の内部に極性を持っている。気体の極性の違いによって、吸着量が異なるため、平衡吸着量の違いを利用した分離である。また、ゼオライトはAlとSiの比によって様々な細孔径をもつ。

　

c)　膜分離の原理

膜分離には、大きく分けて多孔質分離と非多孔質分離に分けられる。分離時に起こる現象の種類を表39に示す。

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