3.3.2　基礎性能、構造調査

　

1)　目的

既存の分離材を本システムに利用できるかを調査するために、市販で入手可能な分離剤の性能を評価し、改良すべき部分を明らかにする。

　

2)　試験装置の試作

分離材の性能を評価する目的で図41に示すような構成の評価装置によって分離後のガスのCO₂純度及びCO₂回収量の評価を行った。

分離後のガス純度の測定にはガスクロマトグラフィー、回収ガスの流量の測定には積算流量計(ACM-1B、コフロック社製)を用いた。また、吸着材の評価のために図42に示すような圧力スイング型の吸着分離装置を設計、試作した。膜分離型の場合、モジュールタイプを入手した。

　

<市販分離材の炭酸ガス分離能力>

　

目的

従来、ガス分離に用いられている分離材について、その性能を測定し、改良すべき点を調査することを目的とした。

　

試験方法

膜分離型

ポリイミド(D社製)、ポリ(4-メチルペンテン-1)(E社製)、ポリフェニレンオキサイド(F社製)及びY-ゼオライト(G社製)をそれぞれ配したモジュールにN₂及びCO₂の混合ガスを1NL/minで流した。分離時の圧力は196kPaで行い、分離後のガスを回収しCO₂濃度及び回収量の測定を行った。

　

b)　活性炭2種類(H社製及びI社製)、CMS5A(H社製)及びゼオライトZSM-5(I社製)を試作した吸着分離装置に充填した後、N₂及びCO₂の混合ガスを1NL/minで流した。分離時の圧力は196kPaで行い、回収時は0.98kPaで行った。分離後のガスを回収し、CO₂濃度及び回収量の測定を行った。

なお、導入ガスのCO₂濃度は、天然ガスを理論空燃費で燃焼させた場合の約8%とした。どちらの分離材においても回収率は以下の式で算出した。

　

回収率(%)=回収ガス量×CO₂濃度/導入CO₂量

　

試験結果

図43に従来の分離材のCO₂分離能力を示す。膜分離型はいずれの材料の本条件においては、CO₂をほとんど分離していなかった。

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