(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023013168
(43)【公開日】2023-01-26
(54)【発明の名称】二酸化炭素回収装置
(51)【国際特許分類】
B01D 53/14 20060101AFI20230119BHJP
B01D 53/62 20060101ALI20230119BHJP
B01D 53/81 20060101ALI20230119BHJP
B01D 53/96 20060101ALI20230119BHJP
B01J 20/22 20060101ALI20230119BHJP
B01J 20/28 20060101ALI20230119BHJP
B01J 20/34 20060101ALI20230119BHJP
C01B 32/50 20170101ALI20230119BHJP
【ＦＩ】
B01D53/14 100
B01D53/62 ZAB
B01D53/81
B01D53/96
B01J20/22 A
B01J20/28 Z
B01J20/34 Z
C01B32/50
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021117150
(22)【出願日】2021-07-15
(71)【出願人】
【識別番号】000000158
【氏名又は名称】イビデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ
(72)【発明者】
【氏名】國枝 雅文
(72)【発明者】
【氏名】岡田 佳史
(72)【発明者】
【氏名】栗谷 祐矢
【テーマコード（参考）】
4D002
4D020
4G066
4G146
【Ｆターム（参考）】
4D002AA09
4D002AC01
4D002AC05
4D002AC10
4D002BA03
4D002BA12
4D002BA13
4D002CA13
4D002DA31
4D002DA32
4D002EA08
4D002GA01
4D002GB20
4D020AA03
4D020BA16
4D020BB01
4D020BC01
4D020CA02
4D020CC01
4D020CC05
4D020CC10
4G066AB05B
4G066AB13B
4G066BA02
4G066BA36
4G066CA35
4G066DA01
4G066GA01
4G146JA02
4G146JC21
4G146JC28
4G146JC29
4G146JC35
4G146JC37
(57)【要約】 （修正有）
【課題】装置全体を吸脱着に適した温度にすることができ、二酸化炭素を効率的に回収可能な二酸化炭素回収装置を提供する。
【解決手段】ガスに含まれる二酸化炭素を吸脱着する二酸化炭素回収装置１００であって、二酸化炭素を吸脱着する吸着材が担持された板１１を複数枚、上記ガスが流通するガス流通路１２となる間隔をあけて積み重ねられた吸着板１０と、上記吸着板１０に対して積み重ね方向に貫通され、熱媒体が流通する熱媒体流通路となる複数の管２０と、を備え、上記吸着材の厚みは、５０～１０００μｍであり、上記間隔は、０．５～３．８ｍｍであり、上記積み重ね方向に沿って見たときに、上記吸着板１０の面積に対する上記管が占有する面積の割合は、１０～５０％であることを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【選択図】図１
【解決手段】ガスに含まれる二酸化炭素を吸脱着する二酸化炭素回収装置１００であって、二酸化炭素を吸脱着する吸着材が担持された板１１を複数枚、上記ガスが流通するガス流通路１２となる間隔をあけて積み重ねられた吸着板１０と、上記吸着板１０に対して積み重ね方向に貫通され、熱媒体が流通する熱媒体流通路となる複数の管２０と、を備え、上記吸着材の厚みは、５０～１０００μｍであり、上記間隔は、０．５～３．８ｍｍであり、上記積み重ね方向に沿って見たときに、上記吸着板１０の面積に対する上記管が占有する面積の割合は、１０～５０％であることを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガスに含まれる二酸化炭素を吸脱着する二酸化炭素回収装置であって、
二酸化炭素を吸脱着する吸着材が担持され、前記ガスが流通するガス流通路となる間隔をあけて、複数枚積み重ねられた吸着板と、
前記吸着板に対して積み重ね方向に貫通され、熱媒体が流通する熱媒体流通路となる複数の管と、
を備え、
前記吸着材の厚みは、５０～１０００μｍであり、
前記間隔は、０．５～３．８ｍｍであり、
前記積み重ね方向に沿って見たときに、前記吸着板の面積に対する前記管が占有する面積の割合は、１０～５０％であることを特徴とする二酸化炭素回収装置。
二酸化炭素を吸脱着する吸着材が担持され、前記ガスが流通するガス流通路となる間隔をあけて、複数枚積み重ねられた吸着板と、
前記吸着板に対して積み重ね方向に貫通され、熱媒体が流通する熱媒体流通路となる複数の管と、
を備え、
前記吸着材の厚みは、５０～１０００μｍであり、
前記間隔は、０．５～３．８ｍｍであり、
前記積み重ね方向に沿って見たときに、前記吸着板の面積に対する前記管が占有する面積の割合は、１０～５０％であることを特徴とする二酸化炭素回収装置。
【請求項2】
前記吸着材は、アミン化合物である請求項１に記載の二酸化炭素回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、二酸化炭素回収装置に関する。
【背景技術】
【0002】
二酸化炭素（ＣＯ２）の濃度が、大気温の上昇や、台風、洪水などの自然災害の機会が上昇する地球温暖化との強い相関性を示すことが広く知られている。発電所、石油精製所、セメント工場及び鉄鋼生産プロセスなどの産業では、各プラントから多量のＣＯ２を放出しており、このようなＣＯ２の放出量を如何にして低減させるかは、大きな問題となっている。
【0003】
上記の問題を解決する方法として、放出するＣＯ２を捕捉し、貯蔵することが、以前より研究、検討されている。上記の方法は、実質的にＣＯ２排出量を減少させることができる点で優れており、基本プロセスに大きな変更を行わない種々の方法が検討されている。
【0004】
特許文献１には、特定のガス成分を含む反応ガスを流通させる反応流路層と、反応流路層と熱交換を行うための媒体ガスを流通させる媒体流路層とが交互に積層された積層体を備えた熱交換型反応器が開示されている。この熱交換型反応器における反応ガスとしてＣＯ２が挙げられており、ＣＯ２を吸収・放出することが可能な反応材（ＣＯ２吸収材）としては、Ｌｉ４ＳｉＯ４等が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１９－８４５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載の熱交換型反応器では、ハニカム構造の反応流通路と媒体流通路の積層であるため、反応流路層のうち媒体流通路から離れた場所にある流路では温度の上下の追従性が悪く、ＣＯ２の回収・放出のムラがある。また、それをなくすために、それぞれの反応流路層（ハニカム厚み）を薄く、積層数を多く設計すると、ＣＯ２を回収（吸着）できる体積の割に反応器が大きくなってしまうという問題があった。
【0007】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、装置全体を吸脱着に適した温度にすることができ、二酸化炭素を効率的に回収可能な二酸化炭素回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するための本発明の二酸化炭素回収装置は、ガスに含まれる二酸化炭素を吸脱着する二酸化炭素回収装置であって、二酸化炭素を吸脱着する吸着材が担持され、上記ガスが流通するガス流通路となる間隔をあけて、複数枚積み重ねられた吸着板と、上記吸着板に対して積み重ね方向に貫通され、熱媒体が流通する熱媒体流通路となる複数の管と、を備え、上記吸着材の厚みは、５０～１０００μｍであり、上記間隔は、０．５～３．８ｍｍであり、上記積み重ね方向に沿って見たときに、上記吸着板の面積に対する上記管が占有する面積の割合は、１０～５０％であることを特徴とする。
【0009】
本発明の二酸化炭素回収装置によれば、二酸化炭素を吸脱着する吸着材が担持され上記ガスが流通するガス流通路となる間隔をあけて、複数枚積み重ねられた吸着板と、上記吸着板に対して積み重ね方向に貫通され、熱媒体が流通する熱媒体流通路となる複数の管と、を備えることから、熱媒体が流通する管と吸着板全体の距離を近くできる。
【0010】
また、本発明者らは、上記吸着板及び管を備える二酸化炭素回収装置において、熱源の伝熱面積を大きく、みなし伝熱距離を短く、かつ伝熱阻害を小さくすることが、熱媒体に対する吸着板の温度追従性に効果的であることを見出した。
一方で二酸化炭素の吸着量を大きくするためには、装置の容積あたりの吸着材量を大きくする必要があり、これらを両立させることで二酸化炭素をより効率的に回収できることを見出した。
そして、本発明の二酸化炭素回収装置において、上記積み重ね方向に沿って見たときに、上記吸着板の面積に対する上記管が占有する面積の割合（以下、「管の占有率」という場合がある）を１０％以上と大きくすることで、伝熱面積を大きく、かつみなし伝熱距離を小さくすることができることを見出した。
また、上記吸着材の厚みを１０００μｍ以下と薄くすることで、伝熱阻害を小さくすることができることを見出した。
さらに、上記吸着材の厚みを５０μｍ以上にし、上記間隔を３．８ｍｍ以下にし、上記管の占有率を５０％以下にすることで、装置の容積あたりの吸着材量を増加できることを見出した。
一方で二酸化炭素の吸着量を大きくするためには、装置の容積あたりの吸着材量を大きくする必要があり、これらを両立させることで二酸化炭素をより効率的に回収できることを見出した。
そして、本発明の二酸化炭素回収装置において、上記積み重ね方向に沿って見たときに、上記吸着板の面積に対する上記管が占有する面積の割合（以下、「管の占有率」という場合がある）を１０％以上と大きくすることで、伝熱面積を大きく、かつみなし伝熱距離を小さくすることができることを見出した。
また、上記吸着材の厚みを１０００μｍ以下と薄くすることで、伝熱阻害を小さくすることができることを見出した。
さらに、上記吸着材の厚みを５０μｍ以上にし、上記間隔を３．８ｍｍ以下にし、上記管の占有率を５０％以下にすることで、装置の容積あたりの吸着材量を増加できることを見出した。
【0011】
以上より、本発明の二酸化炭素回収装置によれば、熱媒体による吸着板の温度追従性が高く、装置全体を二酸化炭素の吸着及び脱着のそれぞれの過程において適した温度にすることができる。そのため、吸着板に担持した吸着材の二酸化炭素吸脱着能を充分に発揮することができる。その結果、二酸化炭素を効率的に回収することができる。
また、吸着板の間に熱媒体層を挟む必要がないため、装置のサイズを小さくすることができる。
なお、本明細書において、吸脱着は、吸着、脱着のほか、吸収、放出も含んだ意味として用いることとする。また、吸着材は、二酸化炭素を吸着・吸収し、所定の温度で脱着・放出する物質を意味する。
また、熱媒体は、吸着板等の対象物を加熱又は冷却して目的の温度に制御するために熱を移動させる流体を意味し、対象物を加熱する加熱媒体（熱媒）と冷却する冷却媒体（冷媒）のいずれであってもよい。
また、吸着板の間に熱媒体層を挟む必要がないため、装置のサイズを小さくすることができる。
なお、本明細書において、吸脱着は、吸着、脱着のほか、吸収、放出も含んだ意味として用いることとする。また、吸着材は、二酸化炭素を吸着・吸収し、所定の温度で脱着・放出する物質を意味する。
また、熱媒体は、吸着板等の対象物を加熱又は冷却して目的の温度に制御するために熱を移動させる流体を意味し、対象物を加熱する加熱媒体（熱媒）と冷却する冷却媒体（冷媒）のいずれであってもよい。
【0012】
本発明の二酸化炭素回収装置において、上記吸着材の厚みが５０μｍ未満であると、装置の容積あたりの吸着材量が少なくなり、二酸化炭素を効率的に回収することが難しくなる。
一方、上記吸着材の厚みが１０００μｍを超えると、伝熱阻害が大きくなり、吸着材の温度追従性が悪化し、二酸化炭素を効率的に回収することが難しくなる。
一方、上記吸着材の厚みが１０００μｍを超えると、伝熱阻害が大きくなり、吸着材の温度追従性が悪化し、二酸化炭素を効率的に回収することが難しくなる。
【0013】
本発明の二酸化炭素回収装置において、上記間隔が０．５ｍｍ未満であると、ガス流通路を確保することが難しくなる。
一方、上記間隔が３．８ｍｍを超えると、装置の容積あたりの吸着材量が少なくなり、二酸化炭素を効率的に回収することが難しくなる。
一方、上記間隔が３．８ｍｍを超えると、装置の容積あたりの吸着材量が少なくなり、二酸化炭素を効率的に回収することが難しくなる。
【0014】
本発明の二酸化炭素回収装置において、上記管の占有率が１０％未満であると、伝熱面積が小さくなり、かつみなし伝熱距離が大きくなり、吸着材の温度追従性が悪化し、二酸化炭素を効率的に回収することが難しくなる。
一方、上記管の占有率が５０％を超えると、装置の容積あたりの吸着材量が少なくなり、二酸化炭素を効率的に回収することが難しくなる。
なお、本明細書において、吸着板の面積とは、管が占有する面積を含むものである。
一方、上記管の占有率が５０％を超えると、装置の容積あたりの吸着材量が少なくなり、二酸化炭素を効率的に回収することが難しくなる。
なお、本明細書において、吸着板の面積とは、管が占有する面積を含むものである。
【0015】
本発明の二酸化炭素回収装置では、上記吸着材は、アミン化合物であることが望ましい。
吸着材としてアミン化合物を使用すると、比較的低温の領域で二酸化炭素の吸脱着を行うことができるので、二酸化炭素の回収に必要な熱量を抑えることができる。
吸着材としてアミン化合物を使用すると、比較的低温の領域で二酸化炭素の吸脱着を行うことができるので、二酸化炭素の回収に必要な熱量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【0017】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明の二酸化炭素回収装置について説明する。
本発明の二酸化炭素回収装置は、ガスに含まれる二酸化炭素を吸脱着する二酸化炭素回収装置であって、二酸化炭素を吸脱着する吸着材が担持され、上記ガスが流通するガス流通路となる間隔をあけて、複数枚積み重ねられた吸着板と、上記吸着板に対して積み重ね方向に貫通され、熱媒体が流通する熱媒体流通路となる複数の管と、を備え、上記吸着材の厚みは、５０～１０００μｍであり、上記間隔は、０．５～３．８ｍｍであり、上記積み重ね方向に沿って見たときに、上記吸着板の面積に対する上記管が占有する面積の割合は、１０～５０％であることを特徴とする。
以下、本発明の二酸化炭素回収装置について説明する。
本発明の二酸化炭素回収装置は、ガスに含まれる二酸化炭素を吸脱着する二酸化炭素回収装置であって、二酸化炭素を吸脱着する吸着材が担持され、上記ガスが流通するガス流通路となる間隔をあけて、複数枚積み重ねられた吸着板と、上記吸着板に対して積み重ね方向に貫通され、熱媒体が流通する熱媒体流通路となる複数の管と、を備え、上記吸着材の厚みは、５０～１０００μｍであり、上記間隔は、０．５～３．８ｍｍであり、上記積み重ね方向に沿って見たときに、上記吸着板の面積に対する上記管が占有する面積の割合は、１０～５０％であることを特徴とする。
【0018】
なお、本明細書において、「Ａ～Ｂ（Ａ、Ｂは任意の数）」で表される数値範囲は、境界値であるＡ及びＢを含む範囲を示す。すなわち、Ａ以上、Ｂ以下を示す。
【0019】
図１は、本発明の二酸化炭素回収装置の一例を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示した二酸化炭素回収装置の断面模式図であり、板の積み重ね方向に対して直交する方向から見た図である。図３は、図１に示した二酸化炭素回収装置を板の積み重ね方向に沿って見た模式図である。
図１～図３には、ガスに含まれる二酸化炭素を吸脱着する二酸化炭素回収装置１００を示す。
図１～図３には、ガスに含まれる二酸化炭素を吸脱着する二酸化炭素回収装置１００を示す。
【0020】
図１に示すように、二酸化炭素回収装置１００は、略四角柱形状の構造体であり、複数枚の吸着板１０及び複数の管２０を備えている。
二酸化炭素回収装置１００の外形は、略四角柱形状であることが望ましいが、特に限定されるものではなく、使用状況に合わせて他の形状であってもよい。
二酸化炭素回収装置１００は、複数枚の吸着板１０及び複数の管２０を収容する、例えば直方体状の容器（図示せず）をさらに備えていてもよい。この場合、管２０の両端部は容器を貫通して外部に突き出することが望ましく、また、容器の対向する一対の面には、二酸化炭素を含有するガスや二酸化炭素回収用ガスを導入・排出するための貫通孔を設けることが望ましい。貫通孔が設けられた面は錐台状に外側の突出していてもよい。
二酸化炭素回収装置１００の外形は、略四角柱形状であることが望ましいが、特に限定されるものではなく、使用状況に合わせて他の形状であってもよい。
二酸化炭素回収装置１００は、複数枚の吸着板１０及び複数の管２０を収容する、例えば直方体状の容器（図示せず）をさらに備えていてもよい。この場合、管２０の両端部は容器を貫通して外部に突き出することが望ましく、また、容器の対向する一対の面には、二酸化炭素を含有するガスや二酸化炭素回収用ガスを導入・排出するための貫通孔を設けることが望ましい。貫通孔が設けられた面は錐台状に外側の突出していてもよい。
【0021】
【0022】
板１１は、吸着板１０を構成する基礎となる部材（フィン、薄板）であり、隣り合う２枚の板１１同士が接触しないように配置されている。そして、板１１のガスと接触する部分、すなわち表面に、吸着材１３が担持されており、隣り合う板１１の間に広がる隙間がガス流通路１２となる。
板１１を構成する材料は、特に限定されないが、耐蝕性及び熱伝導性に優れた材料が好ましく、例えば、チタン、アルミニウム等の金属や、ステンレス鋼等の合金、炭化珪素、窒化珪素等のセラミックスが挙げられる。
板１１を構成する材料は、特に限定されないが、耐蝕性及び熱伝導性に優れた材料が好ましく、例えば、チタン、アルミニウム等の金属や、ステンレス鋼等の合金、炭化珪素、窒化珪素等のセラミックスが挙げられる。
【0023】
板１１に担持される吸着材１３としては、アミン化合物が望ましく、具体的なアミン化合物としては、例えば、ポリエチレンイミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラエチレンアミンペンタミン、メチルジエタノールアミン、ジブチルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ヘキサエチレンジアミン、ベンジルアミン、メタキシレンジアミン、ポリエチレンイミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、等が挙げられる。
【0024】
板１１に吸着材を担持させる方法としては、例えば、
（１）吸着材とバインダ等を含有する水溶液やアルコール溶液を板１１の表面に塗布した後、水やアルコールを除去する方法
（２）吸着材とバインダ等を含有する水溶液やアルコール溶液に板１１を浸漬した後、水やアルコールを除去する方法
（３）吸着材（例えばアミン化合物）を担持した担持体（例えばシリカ粒子）を、板１１にコーティングする方法
（４）吸着材を含有する樹脂シートである吸着材シート（例えばアミンシート）を板１１に貼付する方法
（５）板１１に担持体（例えばシリカ粒子）を塗布し、その担持体に吸着材（例えばアミン化合物）を担持する方法
等が挙げられる。
なお、バインダは予め板１１の表面に塗布しておいてもよい。
このようにして、図２及び図３に示したように、板１１の表面上に吸着材１３が担持される。板１１の表面上に吸着材１３を含有する吸着材含有層が形成されてもよい。
吸着材含有層は、吸着材を担持した担持体の粒子から構成されていてもよい。
（１）吸着材とバインダ等を含有する水溶液やアルコール溶液を板１１の表面に塗布した後、水やアルコールを除去する方法
（２）吸着材とバインダ等を含有する水溶液やアルコール溶液に板１１を浸漬した後、水やアルコールを除去する方法
（３）吸着材（例えばアミン化合物）を担持した担持体（例えばシリカ粒子）を、板１１にコーティングする方法
（４）吸着材を含有する樹脂シートである吸着材シート（例えばアミンシート）を板１１に貼付する方法
（５）板１１に担持体（例えばシリカ粒子）を塗布し、その担持体に吸着材（例えばアミン化合物）を担持する方法
等が挙げられる。
なお、バインダは予め板１１の表面に塗布しておいてもよい。
このようにして、図２及び図３に示したように、板１１の表面上に吸着材１３が担持される。板１１の表面上に吸着材１３を含有する吸着材含有層が形成されてもよい。
吸着材含有層は、吸着材を担持した担持体の粒子から構成されていてもよい。
【0025】
なお、図２では吸着材１３（吸着材含有層）は、管２０には担持されていないが、吸着材１３は、管２０のガスと接触する部分、すなわち管２０の外周面に担持されていてもよい。
管２０に吸着材１３を担持させる方法としては、上記（１）～（５）に示した方法と同様の方法を用いてもよい。
管２０に吸着材１３を担持させる方法としては、上記（１）～（５）に示した方法と同様の方法を用いてもよい。
【0026】
管２０は、二酸化炭素の吸着及び脱着のそれぞれの過程において適した温度となるように、吸着板１０（吸着材１３）の温度を制御するための部材であり、図１及び図２に示すように、吸着板１０に対して積み重ね方向に貫通され、熱媒体が流通する熱媒体流通路となる。
管２０（熱媒体流通路）を所定の温度の熱媒体が流通することによって、管２０を介して板１１に熱を与えるか、又は管２０を介して板１１から熱を奪う。
管２０（熱媒体流通路）を所定の温度の熱媒体が流通することによって、管２０を介して板１１に熱を与えるか、又は管２０を介して板１１から熱を奪う。
【0027】
管２０は、例えば直線状であり、各々の板１１と交差するように、例えば直交するように、設けられている。また、図３に示すように、複数の管２０は、互いに接触しないように間隔をあけて、望ましくは略均等に、配置されている。
管２０を構成する材料は、特に限定されないが、耐蝕性及び熱伝導性に優れた材料が好ましく、例えば、チタン、アルミニウム等の金属や、ステンレス鋼等の合金、炭化珪素、窒化珪素等のセラミックスが挙げられる。
管２０を構成する材料は、特に限定されないが、耐蝕性及び熱伝導性に優れた材料が好ましく、例えば、チタン、アルミニウム等の金属や、ステンレス鋼等の合金、炭化珪素、窒化珪素等のセラミックスが挙げられる。
【0028】
なお、板１１を構成する材料と管２０を構成する材料は、同じであってもよし、異なっていてもよい。
【0029】
管２０は、積み重ねられた全ての板１１を貫通しており、各々の板１１との接触部分で接着又は接合されている。
管２０を板１１に接合させる方法としては、例えば、板１１に管２０よりも少し小さな貫通孔を設け、所定の間隔をあけて積み重ねられた板１１に管２０を圧入（加圧して挿入）してもよい。これにより、両者が反発し合うように圧力を生じ、両者が接合される。また、板１１の貫通孔に管２０を挿入した後、管２０を拡管してもよい。
なお、隣り合う２枚の板１１の間に柱状のスペーサを複数配置した状態で板１１に管２０を圧入してもよい。これらのスペーサは、その後取り除いてもいいし、板１１の間にそのまま残存してもよい。
また、管２０と板１１とは、例えば、接着剤や溶接等の他の手段によって接着又は接合されてもよい。
管２０を板１１に接合させる方法としては、例えば、板１１に管２０よりも少し小さな貫通孔を設け、所定の間隔をあけて積み重ねられた板１１に管２０を圧入（加圧して挿入）してもよい。これにより、両者が反発し合うように圧力を生じ、両者が接合される。また、板１１の貫通孔に管２０を挿入した後、管２０を拡管してもよい。
なお、隣り合う２枚の板１１の間に柱状のスペーサを複数配置した状態で板１１に管２０を圧入してもよい。これらのスペーサは、その後取り除いてもいいし、板１１の間にそのまま残存してもよい。
また、管２０と板１１とは、例えば、接着剤や溶接等の他の手段によって接着又は接合されてもよい。
【0030】
熱媒体は、吸着板１０を加熱又は冷却するための流体である。
熱媒体は、特に限定されるものではなく、窒素、空気、水蒸気、水等が挙げられるが、加熱媒体としては水蒸気又は水が望ましく、冷却媒体としては水が望ましい。安価であるためである。
熱媒体は、特に限定されるものではなく、窒素、空気、水蒸気、水等が挙げられるが、加熱媒体としては水蒸気又は水が望ましく、冷却媒体としては水が望ましい。安価であるためである。
【0031】
二酸化炭素回収装置１００において、吸着材１３の厚みは、５０～１０００μｍであり、ガス流通路１２となる間隔は、０．５～３．８ｍｍであり、板１１の積み重ね方向に沿って見たときに、吸着板１０の面積に対する管２０が占有する面積の割合、すなわち管２０の占有率は、１０～５０％である。
【0032】
吸着材１３の厚みは、７５～８５０μｍであることが望ましく、１００～６８０μｍであることがより望ましい。
【0033】
ガス流通路１２となる間隔は、０．６～３．１ｍｍであることが望ましく、０．７～２．４ｍｍであることがより望ましい。
なお、ガス流通路１２となる間隔は、図２と、後で示す図４及び図５に示したように、隣り合う２枚の板１１間の、板１１の積み重ね方向における間隔Ｄを表す。
なお、ガス流通路１２となる間隔は、図２と、後で示す図４及び図５に示したように、隣り合う２枚の板１１間の、板１１の積み重ね方向における間隔Ｄを表す。
【0034】
管２０の占有率は、１０～４５％であることが望ましく、１０～４０％であることがより望ましい。
管２０の占有率における吸着板１０の面積とは、上述のように、管２０が占有する面積を含むものである。
管２０の占有率における吸着板１０の面積とは、上述のように、管２０が占有する面積を含むものである。
【0035】
ここで、二酸化炭素回収装置１００の動作原理、すなわち二酸化炭素回収装置１００によってガスに含まれる二酸化炭素を吸脱着する方法について説明する。
【0036】
二酸化炭素の吸着時は、まず、通常では熱媒体として冷却媒体（好ましくは水）を管２０（熱媒体流通路）に流通させて板１１を冷却し、吸着板１０（吸着材１３）の温度を二酸化炭素の吸着に適した温度（好ましくは１０～５０℃）となるように制御する。
このとき、冷却媒体は、管２０（熱媒体流通路）を所定の一方向（例えば図１及び図２に示した黒矢印の方向）に流通される。
そして、二酸化炭素を含むガスを板１１の間のガス流通路１２に導入し、ガス中の二酸化炭素を吸着板１０に担持された吸着材１３に吸着・吸収させる。その結果、二酸化炭素が除去されたガスがガス流通路１２から排出される。
ガスは、図１～図３に示したように、板１１の積み重ね方向に直交する所定の一方向（例えば図１～図３に示した白抜き矢印の方向）に向かって、ガス流通路１２に導入され、かつガス流通路１２から排出されることが望ましい。
このとき、冷却媒体は、管２０（熱媒体流通路）を所定の一方向（例えば図１及び図２に示した黒矢印の方向）に流通される。
そして、二酸化炭素を含むガスを板１１の間のガス流通路１２に導入し、ガス中の二酸化炭素を吸着板１０に担持された吸着材１３に吸着・吸収させる。その結果、二酸化炭素が除去されたガスがガス流通路１２から排出される。
ガスは、図１～図３に示したように、板１１の積み重ね方向に直交する所定の一方向（例えば図１～図３に示した白抜き矢印の方向）に向かって、ガス流通路１２に導入され、かつガス流通路１２から排出されることが望ましい。
【0037】
二酸化炭素の脱着時は、まず、通常では熱媒体として加熱媒体（好ましくは水蒸気又は水）を管２０（熱媒体流通路）に流通させて板１１を加熱し、吸着板１０（吸着材１３）の温度を二酸化炭素の脱着に適した温度（好ましくは６０～２００℃）となるように制御する。
それにより、吸着材１３から二酸化炭素を脱着・放出させる。放出された二酸化炭素は、減圧して回収してよく、二酸化炭素回収用ガスを板１１の間のガス流通路１２に導入して回収してもよい。
二酸化炭素回収用ガスは、図１～図３に示したように、板１１の積み重ね方向に直交する所定の一方向（例えば図１～図３に示した白抜き矢印の方向）に向かって、ガス流通路１２に導入され、かつガス流通路１２から排出されることが望ましい。
それにより、吸着材１３から二酸化炭素を脱着・放出させる。放出された二酸化炭素は、減圧して回収してよく、二酸化炭素回収用ガスを板１１の間のガス流通路１２に導入して回収してもよい。
二酸化炭素回収用ガスは、図１～図３に示したように、板１１の積み重ね方向に直交する所定の一方向（例えば図１～図３に示した白抜き矢印の方向）に向かって、ガス流通路１２に導入され、かつガス流通路１２から排出されることが望ましい。
【0038】
なお、冷却媒体が管２０内を流通する方向と、加熱媒体が管２０内を流通する方向は、同じであってもよいし、反対であってもよい。
また、二酸化炭素を含むガスをガス流通路１２に導入する方向と、二酸化炭素回収用ガスをガス流通路１２に導入する方向は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。後者の場合、それらの方向は、例えば、反対を向いていたり、交差（例えば直交）していてもよい。
また、二酸化炭素を含むガスをガス流通路１２に導入する方向と、二酸化炭素回収用ガスをガス流通路１２に導入する方向は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。後者の場合、それらの方向は、例えば、反対を向いていたり、交差（例えば直交）していてもよい。
【0039】
二酸化炭素回収装置１００によれば、二酸化炭素を吸脱着する吸着材１３が担持され、ガスが流通するガス流通路１２となる間隔をあけて、複数枚積み重ねられた吸着板１０と、吸着板１０に対して積み重ね方向に貫通され、熱媒体が流通する熱媒体流通路となる複数の管２０と、を備えることから、熱媒体が流通する管２０と吸着板１０全体との距離を近くできる。
また、吸着材１３の厚みは、５０～１０００μｍであり、ガス流通路１２となる間隔は、０．５～３．８ｍｍであり、板１１の積み重ね方向に沿って見たときに、吸着板１０の面積に対する管２０が占有する面積の割合、すなわち管２０の占有率は、１０～５０％であるため、熱媒体に対する吸着板１０の温度追従性が高く、二酸化炭素回収装置１００全体を二酸化炭素の吸着及び脱着のそれぞれの過程において適した温度にすることができる。そのため、吸着板１０に担持した吸着材１３の二酸化炭素吸脱着能を充分に発揮することができる。その結果、二酸化炭素を効率的に回収することができる。
また、吸着板１０の間に熱媒体層を挟む必要がないため、二酸化炭素回収装置１００のサイズを小さくすることができる。
また、吸着材１３の厚みは、５０～１０００μｍであり、ガス流通路１２となる間隔は、０．５～３．８ｍｍであり、板１１の積み重ね方向に沿って見たときに、吸着板１０の面積に対する管２０が占有する面積の割合、すなわち管２０の占有率は、１０～５０％であるため、熱媒体に対する吸着板１０の温度追従性が高く、二酸化炭素回収装置１００全体を二酸化炭素の吸着及び脱着のそれぞれの過程において適した温度にすることができる。そのため、吸着板１０に担持した吸着材１３の二酸化炭素吸脱着能を充分に発揮することができる。その結果、二酸化炭素を効率的に回収することができる。
また、吸着板１０の間に熱媒体層を挟む必要がないため、二酸化炭素回収装置１００のサイズを小さくすることができる。
【0040】
さらに、二酸化炭素の脱吸着を行う吸着板１０とは別に熱媒体が流通する管２０を設けているので、熱媒体と吸着材１３とは直接接触しない。そのため、都度水を蒸発させる必要がなく、熱媒体として安価な水蒸気及び水を用いることができ、二酸化炭素を効率よく、低コストで吸脱着することができる。
【0041】
なお、二酸化炭素を含むガスの供給源は、特に限定されないが、コジェネレーション発電装置から排出されるガスであることが望ましい。
【0042】
図４は、本発明の二酸化炭素回収装置の他の例を模式的に示す断面図であり、板の積み重ね方向に対して直交する方向から見た図である。図５は、本発明の二酸化炭素回収装置のさらに他の例を模式的に示す断面図であり、板の積み重ね方向に対して直交する方向から見た図である。
【0043】
図１に示した二酸化炭素回収装置１００では、板１１は、図１及び図２に示したように平板であるが、板１１は、図４に示すように波板であってもよいし、図５に示すように断面視ジグザグ状であってもよいし、いずれの場合も望ましい。
板１１の断面形状は、これらに特に限定されず、その他の形状であってもよいが、すべての板１１が同じ断面形状であることが望ましく、また、隣り合う２枚の板１１は、ガス流通路１２となる間隔が略一定となるように互いに平行に配置されることが望ましい。
板１１の断面形状は、これらに特に限定されず、その他の形状であってもよいが、すべての板１１が同じ断面形状であることが望ましく、また、隣り合う２枚の板１１は、ガス流通路１２となる間隔が略一定となるように互いに平行に配置されることが望ましい。
【0044】
また、板１１の平面形状も特に限定されないが、図１及び図３に示したように、矩形状であることが望ましい。
複数の板１１の平面形状は、互いに異なっていてもよいが、図１及び図３に示したように実質的に同じものであることが望ましく、また、板１１の積み重ね方向に沿って見たときにすべての板１１が略完全に重なり合うことが望ましい。
複数の板１１の平面形状は、互いに異なっていてもよいが、図１及び図３に示したように実質的に同じものであることが望ましく、また、板１１の積み重ね方向に沿って見たときにすべての板１１が略完全に重なり合うことが望ましい。
【0045】
板１１の枚数は、特に限定されないが、より多量かつより効率的に二酸化炭素を吸脱着する観点からは、３００～１８００枚積み重ねられることが望ましく、５００～１６００枚積み重ねられることがより望ましく、７００～１３００枚積み重ねられることがさらに望ましい。
【0046】
管２０の本数は、特に限定されないが、板１１の全体を吸脱着により適した温度に制御する観点からは、管２０は、板１１の積み重ね方向に直交する平面１０～１００ｃｍ２あたり１本設けられることが望ましく、上記平面１１．１～５０ｃｍ２あたり１本設けられることがより望ましく、上記平面１２．５～３３．３ｃｍ２あたり１本設けられることがさらに望ましい。
すなわち、管２０は、上記平面１００ｃｍ２あたり１～１０本設けられていることが望ましく、上記平面１００ｃｍ２あたり２～９本設けられていることがより望ましく、上記平面１００ｃｍ２あたり３～８本設けられていることがさらに望ましい。
すなわち、管２０は、上記平面１００ｃｍ２あたり１～１０本設けられていることが望ましく、上記平面１００ｃｍ２あたり２～９本設けられていることがより望ましく、上記平面１００ｃｍ２あたり３～８本設けられていることがさらに望ましい。
【0047】
管２０の断面積は、特に限定されないが、２～５４ｃｍ２であることが望ましく、２～３８．５ｃｍ２であることがより望ましく、２～２８．２ｃｍ２であることがさらに望ましい。
なお、管２０の断面積とは、板１１の積み重ね方向に直交する方向に管２０を切断した時に当該外周によって確定される面積を示す。
なお、管２０の断面積とは、板１１の積み重ね方向に直交する方向に管２０を切断した時に当該外周によって確定される面積を示す。
【0048】
管２０の厚み（肉厚）は、特に限定されないが、１．２～１２．５ｍｍであることが望ましく、１．３～７ｍｍであることがより望ましく、１．４～４ｍｍであることがさらに望ましい。
【0049】
図１に示した二酸化炭素回収装置１００では、管２０の断面形状は、図１及び図３に示したように円形であるが、特に限定されず、円形以外の断面形状としては、例えば、楕円、オーバルのような曲線を有する形状、矩形等の多角形等が挙げられる。
複数の管２０の断面形状は、互いに異なっていてもよいが、図１及び図３に示したように実質的に同じものであることが望ましい。
複数の管２０の断面形状は、互いに異なっていてもよいが、図１及び図３に示したように実質的に同じものであることが望ましい。
【0050】
隣り合う２枚の板１１の中心間距離は、特に限定されないが、充分な量のアミン化合物を担持する観点からは、１～６ｍｍであることが望ましく、１～５ｍｍであることがより望ましく、１～４ｍｍであることがさらに望ましい。
なお、隣り合う２枚の板１１の中心間距離は、図２、図４及び図５に示したように、隣り合う２枚の板１１の中心間の、板１１の積み重ね方向における距離ｄを表す。
なお、隣り合う２枚の板１１の中心間距離は、図２、図４及び図５に示したように、隣り合う２枚の板１１の中心間の、板１１の積み重ね方向における距離ｄを表す。
【0051】
板１１の主面の表面積は、特に限定されないが、多量かつ効率的に二酸化炭素を吸脱着する観点からは、８０００～１３５０００ｃｍ２であることが望ましく、１００００～８００００ｃｍ２であることがより望ましく、１５０００～６００００ｃｍ２であることがさらに望ましい。
なお、「板の主面の表面積」とは、板のいずれか一方の主面の表面積であり、管が存在する領域の面積を含むものとする。
なお、「板の主面の表面積」とは、板のいずれか一方の主面の表面積であり、管が存在する領域の面積を含むものとする。
【0052】
板１１の厚み（肉厚）は、特に限定されないが、０．２～２．１ｍｍであることが望ましく、０．２～１．０ｍｍであることがより望ましく、０．２～０．５ｍｍであることがさらに望ましい。
【0053】
以下、本発明の二酸化炭素回収装置を備えた二酸化炭素回収システムについて説明する。
図６は、本発明の二酸化炭素回収装置を備えた二酸化炭素回収システムを模式的に示す説明図である。
図６に示す二酸化炭素回収システム２００は、第１の二酸化炭素回収装置２１１と第２の二酸化炭素回収装置２１２の２台の二酸化炭素回収装置を備えている。二酸化炭素回収システム２００は、３台以上の二酸化炭素回収装置を備えていてもよいが、ここでは、２台の二酸化炭素回収装置を備えているシステムとして説明する。
また、図示していないが、この二酸化炭素回収システム２００に備え付けられた第１の二酸化炭素回収装置２１１と第２の二酸化炭素回収装置２１２は、二酸化炭素を吸脱着する吸着材が担持され、ガスが流通するガス流通路となる間隔をあけて、複数枚積み重ねられた吸着板と、吸着板に対して積み重ね方向に貫通され、熱媒体が流通する熱媒体流通路となる複数の管と、を備えている。
図６は、本発明の二酸化炭素回収装置を備えた二酸化炭素回収システムを模式的に示す説明図である。
図６に示す二酸化炭素回収システム２００は、第１の二酸化炭素回収装置２１１と第２の二酸化炭素回収装置２１２の２台の二酸化炭素回収装置を備えている。二酸化炭素回収システム２００は、３台以上の二酸化炭素回収装置を備えていてもよいが、ここでは、２台の二酸化炭素回収装置を備えているシステムとして説明する。
また、図示していないが、この二酸化炭素回収システム２００に備え付けられた第１の二酸化炭素回収装置２１１と第２の二酸化炭素回収装置２１２は、二酸化炭素を吸脱着する吸着材が担持され、ガスが流通するガス流通路となる間隔をあけて、複数枚積み重ねられた吸着板と、吸着板に対して積み重ね方向に貫通され、熱媒体が流通する熱媒体流通路となる複数の管と、を備えている。
【0054】
発電機等から発生した二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０は、図示しない脱硝装置、集塵装置、脱硫装置、予備冷却器等を通過した後、第１の二酸化炭素回収装置２１１又は第２の二酸化炭素回収装置２１２のガス流通路に導入される。二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０が通過する配管は、切り替えバルブ２４０、２４１、２５０、２５１を備えており、切り替えバルブ２４０、２４１、２５０、２５１を切り替えることにより、二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０がいずれかの二酸化炭素回収装置に択一的に導入されるようになっている。二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０は、第１の二酸化炭素回収装置２１１又は第２の二酸化炭素回収装置２１２のガス流通路を出た後、煙突２１３を通過し、排気ガス２１４として排出される。
【0055】
一方、加熱媒体としての水蒸気を含む水蒸気ガス２３０が通過する配管は、切り替えバルブ２４４、２４５、２４７、２４８を備えており、水蒸気ガス２３０は、第１の二酸化炭素回収装置２１１又は第２の二酸化炭素回収装置２１２のいずれかの管に導入され、熱交換器２３１を経て、排気ガス２３２として排出されてもよく、循環されて使用されてもよい。
【0056】
加熱媒体としての水蒸気ガス２３０は、第１の二酸化炭素回収装置２１１及び第２の二酸化炭素回収装置２１２のうち、二酸化炭素の脱着を行う二酸化炭素回収装置の管に流通させる。加熱媒体により二酸化炭素回収装置を加熱することによって吸着板の温度を高くして、吸着材に吸収させた二酸化炭素を放出させる。
なお、加熱媒体としては水蒸気ガス２３０の代わりに温水を用いてもよく、排気ガス２３２の代わりに排水２３６を排出してもよい。
なお、加熱媒体としては水蒸気ガス２３０の代わりに温水を用いてもよく、排気ガス２３２の代わりに排水２３６を排出してもよい。
【0057】
冷却媒体としての水を含む冷却水２３５が通過する配管は、切り替えバルブ２５２、２５３、２４７、２４８を備えており、冷却水２３５は、第１の二酸化炭素回収装置２１１又は第２の二酸化炭素回収装置２１２のいずれかの管に導入され、排水２３６として排出されてもよく、循環されて使用されてもよい。
【0058】
冷却媒体としての冷却水２３５は、第１の二酸化炭素回収装置２１１及び第２の二酸化炭素回収装置２１２のうち、二酸化炭素の吸着を行う二酸化炭素回収装置の管に流通させる。冷却媒体により二酸化炭素回収装置を冷却することによって吸着板の温度を低くすることにより、二酸化炭素の吸着時の発熱反応による吸着板の温度上昇を抑制して、吸着材の蒸発を防ぎ、二酸化炭素の吸収／放出量の減少を防止することができる。
【0059】
第１の二酸化炭素回収装置２１１又は第２の二酸化炭素回収装置２１２は、二酸化炭素（ＣＯ２）回収用ガス２２０も導入されるようになっている。二酸化炭素（ＣＯ２）回収用ガス２２０の配管は、切り替えバルブ２４６、２４９、２４２、２４３を備えており、第１の二酸化炭素回収装置２１１又は第２の二酸化炭素回収装置２１２のいずれかの吸着材から脱着・放出された二酸化炭素は、ポンプ２２１を経て、種々の方法により、二酸化炭素（ＣＯ２）２２２として貯蔵される。
【0060】
二酸化炭素回収システム２００を稼働させる際には、まず、二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０が第１の二酸化炭素回収装置２１１のガス流通路に導入され、二酸化炭素が吸着板に担持された吸着材に吸着・吸収された後、煙突２１３を通過して排出される。第１の二酸化炭素回収装置２１１の吸着板が飽和状態となると、切り替えバルブ２４０、２４１、２５０、２５１が操作され、二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０は、第２の二酸化炭素回収装置２１２のガス流通路に導入され、同様に、二酸化炭素が吸着・吸収された後、煙突２１３を通過して排出される。
【0061】
二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０が第２の二酸化炭素回収装置２１２に導入されている間に、二酸化炭素を充分に吸着・吸収した第１の二酸化炭素回収装置２１１の管には、水蒸気ガス２３０が導入され、管により加熱された第１の二酸化炭素回収装置２１１の吸着板から、二酸化炭素が脱着・放出される。脱着・放出された二酸化炭素は、二酸化炭素回収用ガス２２０とともに、ポンプ２２１に導入され、ポンプ２２１を出た後、二酸化炭素（ＣＯ２）２２２として貯蔵され、発電機等で発生した二酸化炭素が回収されることとなる。
【0062】
第１の二酸化炭素回収装置２１１において、上記の二酸化炭素の回収操作が行われている間に、第２の二酸化炭素回収装置２１２の管には、冷却水２３５が導入され、第２の二酸化炭素回収装置２１２の吸着板において、二酸化炭素が充分に吸着・吸収される。従って、切り替えバルブ２４０、２４１、２５０、２５１を操作することにより、二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス２１０は、再び第１の二酸化炭素回収装置２１１に導入される。一方、第２の二酸化炭素回収装置２１２では、上記した第１の二酸化炭素回収装置２１１の場合と同様に、二酸化炭素の回収操作が行われる。
上記の二酸化炭素の吸着・吸収及び脱着・放出の操作を、第１の二酸化炭素回収装置２１１と第２の二酸化炭素回収装置２１２との間で交互に繰り返すことにより、二酸化炭素の回収を効率的に行うことができる。
上記の二酸化炭素の吸着・吸収及び脱着・放出の操作を、第１の二酸化炭素回収装置２１１と第２の二酸化炭素回収装置２１２との間で交互に繰り返すことにより、二酸化炭素の回収を効率的に行うことができる。
【0063】
（実施例）
以下、本発明の実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
以下、本発明の実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【0064】
（実施例１）
まず、図７Ａ～図７Ｄを用いて、板に吸着材を担持させる工程について説明する。
図７Ａは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、吸着材を担持体に担持させる工程を示す。図７Ｂは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、バインダを板に塗布する工程を示す。図７Ｃは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、板上に担持体を接着させる工程を示す。図７Ｄは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、吸着材が担持された板を示す。図７Ｅは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、吸着材が担持された吸着板を示す。
まず、図７Ａ～図７Ｄを用いて、板に吸着材を担持させる工程について説明する。
図７Ａは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、吸着材を担持体に担持させる工程を示す。図７Ｂは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、バインダを板に塗布する工程を示す。図７Ｃは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、板上に担持体を接着させる工程を示す。図７Ｄは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、吸着材が担持された板を示す。図７Ｅは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、吸着材が担持された吸着板を示す。
【0065】
図７Ａに示すように、吸着材としてのアミン化合物１１３を、担持体としてのシリカゲル粒子１３０に担持させた。より詳細には、アミン化合物１１３を含有する溶液にシリカゲル粒子（二次粒子）１３０を浸漬し、シリカゲル粒子１３０を構成する一次粒子１３０ａ間の隙間（細孔）に当該溶液を吸着させた。
【0066】
次に、図７Ｂに示すように、板１１１の一方の主面にバインダ１３１を塗布した。用いた板１１１は、管を挿入するための貫通孔が複数、ここでは９個設けられた、１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形状の平板であった。
【0067】
次に、図７Ｃに示すように、一方の主面にバインダ１３１が塗布された板１１１上にアミン化合物１１３を担持したシリカゲル粒子１３０を散布して、図７Ｄに示すような、一方の主面にアミン化合物１１３が担持された板１１１を作製した。
【0068】
そして、同様に、一方の主面にアミン化合物１１３が担持された板１１１の他方の主面にバインダ１３１を塗布した後、アミン化合物１１３を担持したシリカゲル粒子１３０を散布して、図７Ｅに示すように、両方の主面にアミン化合物１１３が担持された吸着板１１０を作製した。
【0069】
続いて、図８Ａ及び図８Ｂを用いて、吸着材が担持された吸着板と管との組付工程について説明する。
図８Ａは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、吸着材が担持された吸着板と管とを組み付ける工程における組付前の状態を示す。図８Ｂは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、吸着材が担持された吸着板と管とを組み付ける工程における組付後の状態を示す。
図８Ａは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、吸着材が担持された吸着板と管とを組み付ける工程における組付前の状態を示す。図８Ｂは、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、吸着材が担持された吸着板と管とを組み付ける工程における組付後の状態を示す。
【0070】
図８Ａに示すように、アミン化合物１１３が担持された吸着板１１０を複数枚、ここでは５０枚と、管１２０を複数、ここでは９本、それぞれ準備した。用いた管１２０は、外径１８ｍｍの直線状の円管であった。
【0071】
そして、図８Ｂに示すように、隣り合う吸着板１１０の間に所定の間隔を空けた状態で重ねられた複数の吸着板１１０に管１２０をそれぞれ圧入し、吸着板１１０と管１２０とを組付けた。
【0072】
最後に、図９を用いて、組み付けられた吸着板と管を容器に収容する工程について説明する。
図９は、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、組み付けられた吸着板と管を容器に収容する工程を示す。
図９は、実施例１の二酸化炭素回収装置の製造方法を説明する模式図であり、組み付けられた吸着板と管を容器に収容する工程を示す。
【0073】
図９に示すように、一対の対向面が開放された箱１４１に、組み付けられた吸着板と管を収容した後、当該開口をそれぞれ、管１２０を挿入するための貫通孔１４３が設けられた蓋１４２で閉じて容器１４０を組み立て、実施例１の二酸化炭素回収装置（試験用装置）を完成した。
【0074】
なお、吸着板１１０の積み重ね方向に直交する方向において対向する箱１４１の一対の面には、二酸化炭素を含有するガスや二酸化炭素回収用ガス（二酸化炭素を含有しないガス）を導入・排出するための貫通孔１４４が設けられていた。
また、貫通孔１４４が設けられた面は錐台状に外側に突出していた。
また、貫通孔１４４が設けられた面は錐台状に外側に突出していた。
【0075】
実施例１の二酸化炭素回収装置における、板１１１のサイズ、板１１１の枚数、管１２０の外径、及び、管１２０の本数を下記表１に示す。また、アミン化合物１１３は、ジエタノールアミン、板１１１、はステンレス鋼製の板を用いた。
【0076】
（実施例２～３及び比較例１～３）
下記表１に示すように、板１１１の枚数、及び、管１２０の本数を変更した他は、実施例１と同様に二酸化炭素回収装置を作製した。
実施例２～３及び比較例１～３の二酸化炭素回収装置における、板１１１のサイズ、板１１１の枚数、管１２０の外径、及び、管１２０の本数も下記表１に示す。
下記表１に示すように、板１１１の枚数、及び、管１２０の本数を変更した他は、実施例１と同様に二酸化炭素回収装置を作製した。
実施例２～３及び比較例１～３の二酸化炭素回収装置における、板１１１のサイズ、板１１１の枚数、管１２０の外径、及び、管１２０の本数も下記表１に示す。
【0077】
【表1】
【0078】
（二酸化炭素の脱吸着試験）
続いて、実施例１～３及び比較例１～３の二酸化炭素回収装置を用いた二酸化炭素の脱吸着試験について説明する。
続いて、実施例１～３及び比較例１～３の二酸化炭素回収装置を用いた二酸化炭素の脱吸着試験について説明する。
【0079】
まず、図１０及び図１１を用いて、二酸化炭素の脱吸着試験に用いた装置について説明する。
図１０は、二酸化炭素の脱吸着試験に用いた装置を模式的に示す図であり、二酸化炭素の吸着試験時の状態を示す。図１１は、二酸化炭素の脱吸着試験に用いた装置を模式的に示す図であり、二酸化炭素の脱着試験時の状態を示す。
図１０は、二酸化炭素の脱吸着試験に用いた装置を模式的に示す図であり、二酸化炭素の吸着試験時の状態を示す。図１１は、二酸化炭素の脱吸着試験に用いた装置を模式的に示す図であり、二酸化炭素の脱着試験時の状態を示す。
【0080】
【0081】
二酸化炭素の吸着試験では、管１２０に熱媒体（冷却媒体）として水（温度４０℃）を流量＝２０Ｌ／ｍｉｎで導入しつつ、配管１５０を介して二酸化炭素回収装置に、二酸化炭素を含むガス（温度４０℃、ＣＯ２濃度７．４％）をＳＶ（空間流速）＝２００／ｈｒで導入し、配管１５１を介して排出されたガスをガス分析計１５２で分析し、３６００秒間の二酸化炭素の吸着量を測定した。
【0082】
二酸化炭素の脱着試験では、管１２０に熱媒体（加熱媒体）として水（温度９５℃）を流量＝２０Ｌ／ｍｉｎで導入しつつ、配管１５０を介して二酸化炭素回収装置に、二酸化炭素を含まないガス（温度４０℃、ＣＯ２濃度０％）をＳＶ＝２００／ｈｒで導入し、配管１５１を介して排出されたガスをガス分析計１５２で分析し、３６００秒間の二酸化炭素の脱着量を測定した。
【0083】
試験結果を下記表２に示す。
なお、下記表２には、板１１１の枚数、吸着材（アミン化合物１１３）の厚み、ガス流通路１１２となる間隔、及び、管１２０の占有率についても示している。
なお、下記表２には、板１１１の枚数、吸着材（アミン化合物１１３）の厚み、ガス流通路１１２となる間隔、及び、管１２０の占有率についても示している。
【0084】
【表2】
【0085】
この結果、実施例１～３では、多量の二酸化炭素を吸脱着でき、二酸化炭素を効率的に回収できた。これは、実施例１～３では、二酸化炭素回収装置全体を吸脱着に適した温度にすることができたためと考えられる。
一方、比較例１～３では、二酸化炭素の脱着量が少なく、二酸化炭素を効率的に回収できなかった。
比較例１では、吸着材の厚みが厚いために伝熱阻害が大きく、ＣＯ２脱着量が少なくなっていた。
比較例２では、管の占有率が低いために伝熱面積が小さく、かつみなし伝熱距離が大きく、ＣＯ２脱着量が少なくなっていた。
比較例３では、ガス流通路となる間隔が広く、吸着材量が少ないため、ＣＯ２脱着量が少なくなっていた。
一方、比較例１～３では、二酸化炭素の脱着量が少なく、二酸化炭素を効率的に回収できなかった。
比較例１では、吸着材の厚みが厚いために伝熱阻害が大きく、ＣＯ２脱着量が少なくなっていた。
比較例２では、管の占有率が低いために伝熱面積が小さく、かつみなし伝熱距離が大きく、ＣＯ２脱着量が少なくなっていた。
比較例３では、ガス流通路となる間隔が広く、吸着材量が少ないため、ＣＯ２脱着量が少なくなっていた。
【符号の説明】
【0086】
１０、１１０ 吸着板
１１、１１１ 板
１２、１１２ ガス流通路
１３ 吸着材
２０、１２０ 管
１００ 二酸化炭素回収装置
１１３ アミン化合物
１３０ シリカゲル粒子
１３１ バインダ
１４０ 容器
１４１ 箱
１４２ 蓋
１４３、１４４ 貫通孔
１５０、１５１ 配管
１５２ ガス分析計
２００ 二酸化炭素回収システム
２１０ 二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス
２１１ 第１の二酸化炭素回収装置
２１２ 第２の二酸化炭素回収装置
２１３ 煙突
２１４、２３２ 排気ガス
２２０ 二酸化炭素（ＣＯ２）回収用ガス
２２１ ポンプ
２２２ 二酸化炭素（ＣＯ２）
２３０ 水蒸気ガス
２３５ 冷却水
２３６ 排水
２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３ 切り替えバルブ
１１、１１１ 板
１２、１１２ ガス流通路
１３ 吸着材
２０、１２０ 管
１００ 二酸化炭素回収装置
１１３ アミン化合物
１３０ シリカゲル粒子
１３１ バインダ
１４０ 容器
１４１ 箱
１４２ 蓋
１４３、１４４ 貫通孔
１５０、１５１ 配管
１５２ ガス分析計
２００ 二酸化炭素回収システム
２１０ 二酸化炭素（ＣＯ２）含有ガス
２１１ 第１の二酸化炭素回収装置
２１２ 第２の二酸化炭素回収装置
２１３ 煙突
２１４、２３２ 排気ガス
２２０ 二酸化炭素（ＣＯ２）回収用ガス
２２１ ポンプ
２２２ 二酸化炭素（ＣＯ２）
２３０ 水蒸気ガス
２３５ 冷却水
２３６ 排水
２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８、２４９、２５０、２５１、２５２、２５３ 切り替えバルブ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】