吸收式去除/浓缩装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够去除或浓缩二氧化碳而确保高回收效率，且防止胺的热劣化而长寿命化的吸收式二氧化碳去除/浓缩装置。所述装置具有保持有担载胺的固体吸收剂的蜂窝式转子(1)，将蜂窝式转子(1)至少划分为处理区域(2)与再生区域(4)，通过对再生用空气与处理对象空气的任一方或双方设置焓即温/湿度调整构件并使其通过各自的区域，能够控制二氧化碳的吸收性能及浓缩性能。

Absorption removal / concentration unit

The present invention provides an absorption type carbon dioxide removal / concentration device capable of removing or concentrating carbon dioxide and ensuring high recovery efficiency and preventing deterioration of heat degradation of amines. The device can keep the honeycomb rotor supported by solid absorbent amine (1), the honeycomb rotor (1) divided into at least a processing area (2) and (4), the regeneration regeneration either air or air and object set is both enthalpy temperature / humidity adjusting component and make it through their respective regions, capable of absorbing properties and performance of carbon dioxide concentration control.

【技术实现步骤摘要】
吸收式去除/浓缩装置
本专利技术涉及一种吸收式去除/浓缩装置，其通过使用例如保持有胺添附多孔质材料、及弱碱性阴离子交换树脂等二氧化碳吸收剂的转子，并利用处理对象空气与再生空气之间的焓差，将包含于处理对象空气的二氧化碳从处理对象空气中分离，从而能够根据以下目的去除/浓缩二氧化碳，例如去除大楼等室内的二氧化碳的目的、及向塑料大棚或植物工厂等供给经浓缩的高浓度的二氧化碳的目的等。
技术介绍
以往，作为能够以浓缩状态且低温下从处理对象空气分离去除气体状的去除对象物质的装置，例如如专利文献1所示，已知有如下吸收式去除/浓缩装置，即，使用保持有担载胺的固体吸收剂的通气性吸附转子并对低温的再生空气进行加湿，由此能够抑制再生能量并且确保装置的物质回收率。并且，当前作为二氧化碳的分离回收技术之一，已知有基于胺水溶液的化学吸收法。为了从吸收了二氧化碳的胺水溶液分离出二氧化碳(加热再生胺水溶液)，胺水溶液需要巨大的能量，因此期待降低再生能量。作为其解决方案之一，促进了固体吸收剂的开发。固体吸收剂能够降低胺水溶液再生时因其为水溶液类而所需的关于水分的加热/冷却的多余的能量。如非专利文献1所示，使用胺水溶液的二氧化碳的吸收过程，通常由下式表示。一级胺(R-NH2)[1][2a][2b]二级胺(R1R2-NH)[3][4a][4b]若二氧化碳吸收液能够通过第二个示出的路径[2a]、[2b]、[4a]及[4b]进行二氧化碳吸收，则反应热变得比[1]或[3]所示的反应小，有能够减少脱离再生的能量的优点。即，在使用担载胺的固体吸收剂的情况下，例如在比如吸收摄氏15℃(以下，将温度全部设为“摄氏”)、脱离45℃的低温条件下，认为会发生比如[2a]、[2b]、[4a]及[4b]所示的反应。其中，这些反应是在有水存在的前提下进行的，因此水分(湿度)的共存是必须的。三级胺不持有NH键，因此在此示出的反应不发生，例如在吸收15℃、脱离45℃等低温条件下不显示二氧化碳的吸收脱离性能。胺类二氧化碳吸收剂还有由氧化分解产生的臭味或热劣化的问题，为了减轻该问题降低再生温度是重要的。专利文献1：日本专利第5795423号公报；非专利文献1：公益财团法人地球环境产业技术研究机构平成22年；二氧化碳回收技术高度化事业成果报告书；专利文献1所公开的装置，通过使用保持有比如担载胺的固体吸收剂的需要水分的共存的吸收剂的蜂窝式转子，并对再生区域的再生用空气进行加湿，从而降低再生用空气的温度并且提高二氧化碳去除性能。并且，通过在低温下再生，也减轻了胺类二氧化碳吸收剂的氧化劣化或臭味的问题。然而，关于专利文献1所记载的装置，利用何种控制方法来控制吸收式去除/浓缩装置，其结果装置的物质回收率η(即，在处理区域中通过吸收从处理对象空气分离去除去除对象物质的效率)或去除对象物质的去除量会变得如何尚不明确，无法实现设计条件或空气条件等各种规格改变的情况下的装置的最佳化。
技术实现思路
鉴于该情况，本专利技术的主要课题在于，提供一种如下吸收式去除/浓缩装置，即，使用比如担载胺的固体吸收剂的二氧化碳的吸收剂来控制再生用空气的焓(温度与湿度双方)与处理对象空气的焓(温度与湿度双方)，由此能够控制装置的去除对象物质的去除量。并且，提供一种能够防止胺类二氧化碳吸收剂的劣化的二氧化碳吸收式去除/浓缩装置。本专利技术为了解决如上课题，提供一种吸收式去除/浓缩装置，所述装置具有保持有二氧化碳的吸收剂的转子，将该转子至少划分为处理区域与再生区域，通过将处理对象空气在处理区域中通风，使该处理对象空气所包含的二氧化碳被转子部分的保持吸收剂吸收而从处理对象空气分离去除，通过将再生用空气在再生区域中通风，使该保持吸收剂在所述处理区域吸收到的二氧化碳被再生用空气脱离而对转子部分的保持吸收剂进行再生，其中，将焓(温度与湿度双方)调整构件设置于在所述再生区域通风的再生用加热空气与在处理区域通风的处理对象空气中的任一方或双方，以便能够控制再生用空气与处理对象空气之间的焓差。使用比如担载胺的固体吸收剂的二氧化碳的吸收剂，使处理对象空气的焓低于再生用空气的焓，由此能够使在处理区域中的二氧化碳的吸收性能得到发挥，使再生用空气的焓高于处理对象空气的焓，由此能够使在再生区域中的脱离性能得到发挥。如此利用通过焓差进行目标物质的吸收/脱离的原理(以下，称为“焓变动吸收”或“ESA”(EnthalpySwingAbsorption))，以使进行吸收式去除/浓缩装置中的去除/浓缩性能的控制。作为焓调整构件，使用组合了温度调整构件与湿度调整构件的构件或按照各种条件使用各自单独的构件。作为温度调整构件使用冷却线圈、加热线圈、帕尔贴元件、电加热器、蒸汽加热器、热泵的冷凝器(电容器)、蒸发器(Evaporator)等。并且，作为湿度调整构件，使用通过利用冷却线圈或热泵的蒸发器(Evaporator)等进行冷却，从而冷凝去除空气中的水分，并根据需要利用加湿装置进行加湿至目标温度的方法等。作为加湿装置，使用水加热式、气化式、水喷雾式及超声波式等各种方式，也可以利用由热泵的蒸发器(Evaporator)产生的冷凝水。另外，无需基于该加湿装置的湿度调整的情况下，仅通过基于冷却线圈等的水分的冷凝去除来进行焓调整。在再生区域脱离出的水分与热量，通过并用再生循环系统路径与全热交换器等，能够对再生入口回收供给湿度与温度。并且，为了提高在处理区域中的二氧化碳去除率，也可以设置将从处理区域排出的空气的一部分或全部回送至处理区域的前方的处理循环系统路径。本专利技术的吸收式去除/浓缩装置为如前述构成的装置，通过将处理对象空气在处理区域中通风，使该处理对象空气所包含的二氧化碳被转子部分的保持吸收剂吸收而从处理对象空气分离去除，通过将再生用空气在再生区域中通风，使该保持吸收剂在所述处理区域吸收到的二氧化碳脱离于再生用空气中而对转子部分的保持吸收剂进行再生。在进行该保持吸收剂的再生时，由于利用在处理区域中流通的空气与在再生区域中流通的空气之间的焓差进行再生，因此即使在再生区域中流通的空气的温度较低，也能够充分进行再生。由此，即使使用胺类二氧化碳吸收剂，也能够抑制吸收剂的劣化。并且，控制在处理区域中通风的处理对象空气或在加热再生区域中通风的再生用空气中的任一方或双方的焓(温度与湿度双方)，可控制二氧化碳的去除/浓缩性能。若使室内的回流空气通过本专利技术的吸收式去除/浓缩装置的处理区域，则出口空气的二氧化碳浓度变低，通过将其供给至大楼等二氧化碳浓度较高的室内，能够降低室内的二氧化碳浓度。这种情况下，由于能够大幅减少为了降低室内的二氧化碳浓度而导入的外部气体量，因此与通常的换气相比更节能。并且，已通过本专利技术的吸收式去除/浓缩装置的再生区域的再生出口空气，由于其二氧化碳浓度变高，因此若导入至塑料大棚或植物工厂等植物的培养室，则植物的生长变快并且能够抑制二氧化碳向环境的排放。也可以使用经本专利技术的吸收式去除/浓缩装置处理的再生出口空气与处理出口空气这两者，一边去除室内的二氧化碳，一边将再生区域的高浓度的二氧化碳供给至塑料大棚。利用本专利技术的吸收式去除/浓缩装置，例如还可以进行以下二氧化碳的循环空气调节，即，利用处理出口空气对大楼进行空气调节，将在室内由人等产生的二氧化碳供给至设置于大楼楼顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸收式去除/浓缩装置，其通过将含有二氧化碳的处理对象空气与担载胺的固体吸收剂接触，使所述吸收剂吸收二氧化碳，并将再生用空气与所述吸收剂接触，使二氧化碳从所述吸收剂脱离，而去除处理对象空气中的二氧化碳，其中，通过降低所述处理对象空气的焓的构件或增大所述再生用空气的焓的构件的任一方或双方，使所述再生用空气的焓大于所述处理对象空气的焓，由此使二氧化碳从所述吸收剂脱离。

【技术特征摘要】
2016.03.01 JP 2016-0387091.一种吸收式去除/浓缩装置，其通过将含有二氧化碳的处理对象空气与担载胺的固体吸收剂接触，使所述吸收剂吸收二氧化碳，并将再生用空气与所述吸收剂接触，使二氧化碳从所述吸收剂脱离，而去除处理对象空气中的二氧化碳，其中，通过降低所述处理对象空气的焓的构件或增大所述再生用空气的焓的构件的任一方或双方，使所述再生用空气的焓大于所述处理对象空气的焓，由此使二氧化碳从所述吸收剂脱离。2.根据权利要求1所述的吸收式去除/浓缩装置，其中，所述担载胺的固体吸收剂为将1级胺或2级胺或该两者担载于苯乙烯类凝胶树脂或活性炭或介孔二氧化硅的固体吸收剂。3.根据权利要求1或2所述的吸收式去除/浓缩装置，其中，降低所述处理对象空气的焓的构件为热泵的蒸发器，增大所述再生用空气的焓的构件为热泵的电容器。4.根据权利要求3所述的吸收式去除/浓缩装置，其中，增大所述再生用空气的焓的构件为热泵的电容器附加了加湿装置。5.根据权利要求4所述的吸收式去除/浓缩装置，其中，所述加湿装置利用热泵的蒸发器的冷凝水。6.根据权利要求1至5中任一项所述的吸收式去除/浓缩装置，其中，所述担载胺的固体吸收剂为颗粒状，使含有二氧化碳的处理对象空气通过装满所述担载胺的固体吸收剂颗粒的管柱，由此使所述处理对象空气接触于所述担载胺的固体吸收剂，使焓比所述处理对象空气大的再生用空气通过所述管柱，由此使二氧化碳从所述担载...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑田彩子，井上宏志，冈野浩志，
申请(专利权)人：株式会社西部技研，
类型：发明
国别省市：日本,JP