今後、さらに吸着剤の性能を高め、吸着時間、脱着時間等のタイミングを最適化することにより、吸着塔の体積を1/2にすることが可能であることを見込んで、必要な吸着塔の体積を974Lとする。吸着塔を2塔とすると、内径700?、高さ1200mmの吸着塔が必要である。この検討結果を基に、今後、1/30スケールのCO₂ガス分離装置の試作を進める。

また、回収したCO₂ガスの一時貯蔵方法、一定の流量でCO₂ガス分離装置から改質装置にCO₂ガスを送る方法についても検討を進める。

　

5)　まとめ

以上の検討結果に基づき、1/30スケールのCO₂ガス分離装置を作製し、基礎データを取って、計算で得られた値と実測値との比較を行い、計算値とのずれが生じた場合には、その原因を十分調査し、実機用のCO₂ガス分離装置の設計に生かしていくことが今後の課題である。

また、今後、りん酸を添加した吸着剤の比表面積を測定することで、りん酸の付着状態の調査を行い、りん酸の付着状態を最適化することで吸着剤の高性能化を進める。

　

2.　CO₂分離操作における、CO₂の回収開始、回収終了タイミングの検討

　

1)　目的

本研究では、炭素吸着剤を利用したガス吸着法によりCO₂ガスを分離、回収する試験を行っているが、回収されたガスのCO₂濃度およびCO₂回収率を高めるためには、吸着工程後に、炭素吸着剤を充填した容器を真空ポンプで引く脱着工程において、CO₂の回収を開始するタイミングおよび一定時間後に回収を終了するタイミングを調整することが重要である。本報告書では、このタイミングの適正化方法を示し、実際に得られた実験結果にこの方法を適用し、最適なタイミングを示すことを目的とする。

　

2)　CO₂分離操作における、CO₂の回収開始、回収終了タイミングの検討

ガス脱着工程(真空ポンプで炭素吸着剤を充填した容器を減圧する工程)を開始した時間をt=0とし、その後のある時間t(s)における、真空ポンプの排気側に放出されるガスのCO₂濃度をC_CO2(t)とし、N₂濃度をC_N2(t)とする。また、真空ポンプの排気側に放出されるガスの流量をF(t)(NL/s)とする。F(t)、C_CO2(t)、C_N2(t)は、吸着剤の性質のみならず、吸着剤を入れる容器の大きさ、真空ポンプの排気速度にも依存する関数である。

ここで、ガス脱着工程において真空ポンプの排気側でのガスの回収開始時間をt₁とし、ガス回収の終了時間をt₂とする。

t=t₁〜t₂におけるCO₂回収量(NL)は次式で計算される。

　

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