(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素の吸収材としてのアミン担持固体吸収剤が、一級アミン及び／又は二級アミンを官能基として有する弱塩基性イオン交換樹脂である二酸化炭素の吸収機能を有するハニカムロータを有し、前記ハニカムロータを少なくとも処理ゾーンと再生ゾーンとに分割し、前記処理ゾーンに処理対象空気を通風することで、その処理対象空気に含まれる二酸化炭素をロータ部分の保持吸収剤に吸収させて処理対象空気から分離除去するようにし、前記再生ゾーンに再生用空気を通風することで保持吸収剤が前記処理ゾーンで吸収した二酸化炭素を、再生用空気に脱離させてロータ部分の保持吸収剤を再生するようにした吸収式除去・濃縮装置であって、処理入口エンタルピより再生入口エンタルピが高くなるように、前記再生ゾーンに通風する再生用加熱空気を湿度調整手段により相対湿度を高く制御するようにした吸収式除去・濃縮装置。
【請求項２】
前記処理ゾーンに通風する処理対象空気を湿度調整手段により相対湿度を高くするようにし、この湿度調整手段として、気化式、水噴霧式、または超音波式などの非加熱式の加湿器を設けた請求項１に記載の吸収式除去・濃縮装置。
【請求項３】
前記処理ゾーンに通風する処理対象空気を湿度調整手段により相対湿度を高くするようにし、この湿度調整手段として、冷却器を設けた請求項１に記載の吸収式除去・濃縮装置。
【請求項４】
前記再生ゾーンに通風する空気を湿度調整手段により相対湿度を高くするようにし、この湿度調整手段として、水加熱式、気化式、水噴霧式、或いは超音波式の加湿器を設けた請求項１〜３いずれかに記載の吸収式除去・濃縮装置。
【請求項５】
前記処理ゾーンを通過した使用済処理空気の一部または全量を循環処理対象空気として、前記処理対象空気とともに前記処理ゾーンに通過させるようにした請求項１〜４いずれかに記載の吸収式除去・濃縮装置。
【請求項６】
前記再生ゾーンを通過した使用済再生用空気の一部を循環再生用空気として前記再生用空気とともに前記再生ゾーンに通過させ、前記再生用空気又は前記循環再生用空気を再生用加熱手段により加熱するとともに、前記再生用加湿手段により加湿した状態で前記再生ゾーンに通風するようにした請求項１〜５いずれかに記載の吸収式除去・濃縮装置。
【請求項７】
前記再生ゾーンに通風する再生用空気の入口と出口に全熱交換器を設けて全熱回収できるようにした請求項１〜６いずれかに記載の吸収式除去・濃縮装置。
【請求項８】
ハニカムロータ１を少なくとも処理ゾーン２、３と再生ゾーン４とに分割し、処理対象空気を処理用加湿手段７により加湿して処理ゾーン２に通過し、処理ゾーン２を通過した使用済処理対象空気の一部または全量を再び処理ゾーン３に通過させる請求項１に記載の吸収式・除去濃縮装置。
【請求項９】
再生入口エンタルピと処理入口エンタルピの差を制御することにより、二酸化炭素除去率を制御するようにした請求項１〜８いずれかに記載の吸収式除去・濃縮装置。
【請求項１０】
再生入口ロータ面風速と処理入口ロータ面風速を同じにし、前記ロータ面風速を制御することにより、二酸化炭素除去率と二酸化炭素除去量を制御するようにした請求項１〜８いずれかに記載の吸収式除去・濃縮装置。
【請求項１１】
二酸化炭素の吸収性能を有するハニカムロータと、湿気吸着又は吸収機能を有するハニカムロータと、ＳＯｘ、ＮＯｘ等の酸性ガスの吸着又は吸収機能を有するハニカムロータと、アルカリ性ガスの吸着又は吸収機能を有するハニカムロータと、ＶＯＣ吸着機能を有するハニカムロータのいずれかを有するハニカムロータとを組み合わせた請求項１〜１０いずれかに記載の吸収式除去・濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば炭酸カリウム、アミン添着多孔質材、弱塩基性イオン交換樹脂などの炭酸ガス吸収剤を保持したハニカムロータ用いて、処理対象空気に含まれる二酸化炭素を処理対象空気から分離することで、例えばビル等の室内の二酸化炭素を除去する目的や、ビニルハウスや植物工場などに濃縮した高濃度の二酸化炭素を供給する目的など、目的に応じて二酸化炭素を除去・濃縮できる吸収式除去・濃縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス状の除去対象物質を処理対象空気から濃縮状態で、低温で分離除去できる装置として、例えば特許文献１、２に見られるように吸着材を保持させた通気性の吸着ロータと再生用加熱・加湿手段やパージ用加熱・加湿手段を用いる吸脱着式濃縮装置が知られている。
【０００３】
また現在、二酸化炭素の分離回収技術の一つに、アミン水溶液による化学吸収法が知られている。アミン水溶液は、二酸化炭素を吸収したアミン水溶液から二酸化炭素を分離（アミン水溶液を加熱再生）するために莫大なエネルギーを要することから、再生エネルギーの低減が望まれている。その解決策の一つとして、固体吸収剤の開発が進んでいる。固体吸収剤は、再生時に水溶液系で存在する余分な水分の加熱に関するエネルギーを低減することができる。
【０００４】
アミン水溶液を用いた二酸化炭素の吸収過程は非特許文献１に見られるように一般的に以下の式で示される。
一級アミン(Ｒ−ＮＨ２)
［１］ ２Ｒ−ＮＨ２ ＋ ＣＯ２ ⇔ Ｒ−ＮＨ３＋ ＋ Ｒ−ＮＨ−ＣＯＯ− 
［２ａ］ Ｒ−ＮＨ２ ＋ ＣＯ２ ＋ Ｈ２Ｏ ⇔ Ｒ−ＮＨ３＋ ＋ ＨＣＯ３− 
［２ｂ］ Ｒ−ＮＨ−ＣＯＯ− ＋ Ｈ２Ｏ ⇔ Ｒ−ＮＨ２ ＋ ＨＣＯ３− 
二級アミン(Ｒ１Ｒ２−ＮＨ)
［３］ ２Ｒ１Ｒ２−ＮＨ ＋ ＣＯ２ ⇔ Ｒ１Ｒ２−ＮＨ＋ ＋ Ｒ１Ｒ２−Ｎ−ＣＯＯ− 
［４ａ］ Ｒ１Ｒ２−ＮＨ ＋ ＣＯ２ ＋ Ｈ２Ｏ ⇔ Ｒ１Ｒ２−ＮＨ２＋ ＋ ＨＣＯ３−
［４ｂ］ Ｒ１Ｒ２−Ｎ−ＣＯＯ− ＋ Ｈ２Ｏ ⇔ Ｒ１Ｒ２−ＮＨ ＋ ＨＣＯ３−
【０００５】
二酸化炭素吸収液が第二番目に示した経路［２ａ］［２ｂ］［４ａ］［４ｂ］により二酸化炭素吸収を行えると、 ［１］あるいは［３]で示される反応よりも反応熱が小さくなり、脱離再生のエネルギーを少なくできるというメリットがある。即ち、アミン担持固体吸収剤を用いる場合、例えば吸収摂氏１５℃（以降、温度は全て「摂氏」とする）、脱離４５℃のような低温条件では、［２ａ］［２ｂ］［４ａ］［４ｂ］で示されるような反応が起こると考えられる。ただし、これらの反応は水の存在下で進むため、水分（湿分）の共存が必須である。
【０００６】
三級アミンはＮＨ結合を持たないため、ここで示した反応は起きず、例えば吸収１５℃、脱離４５℃といった低温条件においては二酸化炭素の吸収脱離性能を示さない。
【０００７】
アミン水溶液には臭いや劣化の問題もあり、これを低減するためにも再生温度を低くすることは重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−６１３８９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１５７７３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】公益財団法人 地球環境産業技術研究機構 平成２２年二酸化炭素回収技術高度化事業 成果報告書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１、２に開示されたものは吸着材の吸着・脱着により、ガス状の除去対象物質を処理対象空気から分離除去し、加熱した低温の再生用空気を加湿状態にして吸着状態にある除去対象物質を水分により吸着材から追い出す形態で置換脱着し、吸着状態にある除去対象物質を再生ゾーンにおいて吸着材から再生用空気へ効率よく脱着させるものである。
【００１１】
しかしながら、特許文献１、２に記載のものは、例えば、二酸化炭素の吸着材として一般的なゼオライトを用いて、二酸化炭素を水分との置換脱着により分離しようとすると、ゼオライトの細孔に水分が吸着することになり、ゼオライトの二酸化炭素吸着能力が著しく低下し、結果として装置の物質回収率η（即ち、処理ゾーンにおいて処理対象空気から除去対象物質を吸着により分離除去する効率）が著しく低下してしまうため、加熱・加湿による運転は不可能であった。
【００１２】
また、アミンの水溶液を用いるにしても、再生に例えば１２０℃といった高温が必要で多量のエネルギーを要する。また、高温で再生することで劣化や臭いの問題も生じる。
【００１３】
二酸化炭素吸収剤としてゼオライトの代わりにアミン担持固体吸収剤を用いて、再生ゾーンに通風する再生用気体として水蒸気を用いれば、アミン担持固体吸収剤からの二酸化炭素脱着と湿度を与える効果が得られるが、ボイラの設備が必要になり高価でエネルギー消費の多い装置になってしまう。
【００１４】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題はアミン担持固体吸収剤のような二酸化炭素の吸収剤を用いて、低温の再生空気を加湿することにより、再生エネルギーを抑えながらも装置の物質回収率ηを高く確保できる吸収式除去・濃縮装置を提供することにある。アミン担持固体吸収剤の場合、低温で再生することにより、前述の劣化や臭いの問題も低減される。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は以上のような課題を解決するため、二酸化炭素の吸収剤を保持したハニカムロータを有し、このハニカムロータを少なくとも処理ゾーンと再生ゾーンとに分け、処理ゾーンに処理対象空気を通風することで、その処理対象空気に含まれる二酸化炭素をロータ部分の保持吸収剤に吸収させて処理対象空気から分離除去し、再生ゾーンでは、再生用空気を通風することで、その保持吸収剤が前記処理ゾーンで吸収した二酸化炭素を、再生用空気で脱離させて、ロータ部分の保持吸収剤を再生する吸収式除去・濃縮装置であって、前記再生ゾーンに通風する再生用加熱空気と処理ゾーンに通風する処理空気の何れか、または両方の相対湿度を高くする湿度調整手段を設けたものである。なお、再生用湿度調整手段は加熱後、加湿することが望ましいが、加湿後に加熱してもよい。
【００１６】
再生ゾーンに通風する再生用空気として高湿度空気を用いれば吸収剤からの水分脱離に伴うエネルギーロスを減少させることができるとともに、アミン担持固体吸収剤のような水分の共存が必要な吸収剤が反応しやすくなる。また、再生ゾーンの再生用空気を加湿することによって吸収剤の含水率を維持すれば、低温の再生用空気を用いながら、再生ゾーンにおいて脱離不足の状態が生じることを効果的に回避することができる。一方、処理ゾーンでは吸収剤の含水が保たれるため、二酸化炭素を効率よく吸収することができる。
【００１７】
再生ゾーンにおいて外気又は室内と同程度の湿度の空気を加熱して再生すると再生空気は低相対湿度になり、再生エネルギーが水分の脱離に消費されてしまう結果二酸化炭素脱離性能が低下するが、再生空気を加湿して高湿度空気にすることで水分の脱離が抑えられ、二酸化炭素脱離性能が向上する。
【００１８】
処理ゾーンにおいて処理対象空気を、加熱式以外の気化式、水噴霧式、超音波式にて加湿すると、処理対象空気の温度を気化冷却効果で下げて二酸化炭素の吸収性能が向上すると共に、処理ゾーンで吸湿した水分は再生ゾーンで脱離されて再生循環系路に湿分を供給する効果が有る。この場合前述した水分の脱離による再生エネルギーの消費が一時的に発生するが、再生循環系の空気が高湿度に保たれるようになると、再生空気による水分の脱離が抑えられ、従って処理ゾーンでの吸湿も少なくなる。ビル等の室内の二酸化炭素を除去する目的に使用する場合、特に冬期〜中間期においては、給気の乾きすぎを防止する効果も有る。なお、処理対象空気の加湿手段については、処理対象空気の温度を冷却器で下げて、その相対湿度を上げてもよい。
【００１９】
再生ゾーンで脱離した水分と熱は、再生循環系路や全熱交換器等を併用することで、再生入口に湿分と温度を供給することができる。
【００２０】
再生入口の温度は所要の物質回収効率ηが得られる範囲で極力低くするのが望ましく、再生用空気を加湿すれば再生ゾーン入口を１００℃未満にすることができる。加湿手段としては水加熱式、気化式、水噴霧式、超音波式など種々の方式の加湿装置を採用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の吸収式除去・濃縮装置は前述の如く構成したもので、処理ゾーンに処理対象空気を通風することで、その処理対象空気に含まれる二酸化炭素をロータ部分の保持吸収剤に吸収させて処理対象空気から分離除去し、再生ゾーンでは、再生用空気を通風することで、その保持吸収剤が前記処理ゾーンで吸収した二酸化炭素を、再生用空気に脱離させて、ロータ部分の保持吸収剤を再生する。また、処理ゾーンに通風する処理対象空気か、加熱再生ゾーンに通風する再生用空気の何れか又は両方を加湿することにより、二酸化炭素の除去・濃縮性能の向上が期待できる。
【００２２】
本発明の吸収式除去・濃縮装置の処理ゾーンに、室内の還気を通過させると、出口空気の二酸化炭素濃度が低くなり、ビルなどの二酸化炭素濃度が高くなっている室内に供給することで室内の二酸化炭素濃度を低くすることができる。この場合、室内の二酸化炭素濃度を低減させるために導入する外気量を大幅に低減することができるため、通常の換気と比べて省エネルギーとなる。また、本発明の吸収式除去・濃縮装置の再生ゾーンを通過した再生出口空気は二酸化炭素濃度が高くなっているため、ビニルハウスや植物工場などの植物の育成室に導くと植物の成長が早くなるとともに、環境への二酸化炭素の放出を抑制できる。本発明の吸収式除去・濃縮装置にて処理された、再生出口空気と処理出口空気の両方を用いて、室内の二酸化炭素を除去しながら、再生ゾーンの高濃度の二酸化炭素をビニルハウスに供給してもよい。本発明の吸収式除去・濃縮装置で、例えば、処理出口空気でビルを空調し、室内でヒトなどから発生した二酸化炭素をビルの屋上に設けたビニルハウスに供給し、植物の生長を促進させる、といった、二酸化炭素の循環空調も可能となる。
【００２３】
さらに揮発性有機化合物（以下ＶＯＣと書く）やアンモニアなどの臭気物質の吸着能力を有するハニカムロータと組み合わせることによって、さらに室内空気質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の吸収式除去・濃縮装置の実施例１におけるフロー図である。
【図２】図２は本発明の吸収式除去・濃縮装置の実施例２におけるフロー図である。
【図３】図３は本発明の吸収式除去・濃縮装置の実施例３におけるフロー図である。
【図４】図４は再生ゾーン出口における二酸化炭素の濃度と再生用空気の絶対湿度との相関を示すグラフである。
【図５】図５は再生ゾーン出口における二酸化炭素の濃度と再生用空気のエンタルピとの相関を示すグラフである。
【図６】図６は本発明の吸収式除去・濃縮装置の実施例１の変形例におけるフロー図である。
【図７】図７は再生入口と処理入口のエンタルピ差に対する二酸化炭素除去率を示すグラフである。
【図８】図８はロータ面風速に対する二酸化炭素除去率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、二酸化炭素吸収機能を持つハニカムロータを有し、ハニカムロータを少なくとも処理ゾーンと再生ゾーンとに分割する。処理対象空気を処理ゾーンに通風して、処理対象空気から二酸化炭素を分離除去し、再生用空気を再生ゾーンに通風して、二酸化炭素を脱離させるという作用を有する。再生ゾーンに通風する再生用加熱空気と処理ゾーンに通風する処理空気の何れか、または両方の相対湿度を高くする湿度調整手段を設ける構成にしてある。
【実施例１】
【００２６】
以下、本発明の吸収式除去・分離装置の実施例について図１に沿って詳細に説明する。1はハニカムロータであり、セラミック繊維紙などの不燃性のシートをコルゲート（波付け）加工しロータ状に巻き付け加工したもので、炭酸カリウム（重炭酸カリウム）、炭酸ナトリウム（重炭酸ナトリウム）などの無機系吸収剤、トリエタノールアミン、モノエタノールアミンなどの有機系吸収剤、或いは弱塩基性イオン交換樹脂が担持されている。
【００２７】
ハニカムロータ１は処理ゾーン２と再生ゾーン４に分割されている。処理ゾーン２には室内空気がブロアなど（一般的であるので図示せず）で供給される。
【００２８】
処理対象空気を処理ゾーン２に通風して、処理対象空気に含まれる二酸化炭素をロータ部分の吸収剤に吸収させて処理対象空気から分離除去し、二酸化炭素の濃度は低減する。
【００２９】
再生ゾーン４では、ヒータ５により加熱した再生用空気を、再生用加湿手段６に通風し、ロータに吸収した二酸化炭素を再生用空気に脱離させ、ゾーン内通過過程にあるロータ部分の保持吸収剤は再生される。
【００３０】
特に一級アミン及び／又は二級アミンを官能基として有する弱塩基性イオン交換樹脂を固体吸収剤として用いると、前記の式［２ａ］［２ｂ］［４ａ］［４ｂ］で示されるような反応が起こり、アミン−二酸化炭素−水系の連続誘導体モデルができると考えられている。つまり溶質としてのＨＣＯ３−分子の周りに連続誘電体としての溶媒ができ、溶質分子の電荷分布が周りの溶媒に分極を引き起こす。連続誘導体モデルでは、このような溶質溶媒間相互作用により、式［２ａ］［２ｂ］［４ａ］［４ｂ］を低温条件下で促進させるため、吸収速度や放散速度などの反応性が高くなる。したがって、低温度の再生温度で加湿することにより、特許文献１、２のような、加熱した低温の再生用空気を加湿状態にして吸着状態にある除去対象物質を水分により吸着材から追い出すものと異なる挙動を示す。また、再生入口を加湿しない場合、装置に適切な二酸化炭素除去性能を発揮させるためには、再生温度は５０〜６０℃以上必要となるが、再生入口を加湿することにより再生温度を３０〜４０℃程度に下げることができるため、アミン担持固体吸収剤の劣化を低減させることができ、ハニカムロータの長寿命化が可能となる。さらにアミンの分解などによる、アミン臭などのハニカムロータからの臭気発生も抑制することが可能となる。従来技術のように、活性炭やゼオライトなどの吸着剤にアミン溶液などの吸収剤を担持してハニカムロータを製作すると、ハニカムロータ内の湿分の移動で、吸収剤が移動や脱離を起こしたり、液化と固化の繰り返しを起こしたりして、ロータの性能低下やロータの破損につながる可能性があるが、アミン担持固体吸収剤を使うことにより、それらのことを防止することができる。
【００３１】
図６に実施例１の変形例を示す。なお、図１の実施例１と重複する説明は省略する。処理対象空気を処理用加湿手段７に通過させ、処理対象空気に含まれる二酸化炭素をロータ部分の吸収剤に吸収させて処理対象空気から分離除去する。そして、その処理出口空気の一部または全てを処理用加湿手段７の前に戻し処理ゾーン２に通して、二酸化炭素はさらに除去され、二酸化炭素の濃度は低減する。
【００３２】
再生ゾーン４では、再生用空気の一部を循環させることにより、二酸化炭素の濃度はさらに高められる。なお、この実施例では、処理用加湿手段、処理循環、再生循環について、全て組み合わせた吸収式除去・分離装置としたが、各々一つ又は二つを組み合わせた吸収式除去・分離装置としてもよい。
【実施例２】
【００３３】
図２に示されるように、ハニカムロータ１は処理ゾーン２と処理ゾーン３と再生ゾーン４に分割されている。処理ゾーン２には室内空気がブロアなど（一般的であるので図示せず）で供給される。
【００３４】
処理対象空気を処理用加湿手段７に通過させ、処理ゾーン２に通風して、処理対象空気に含まれる二酸化炭素をロータ部分の吸収剤に吸収させて処理対象空気から分離除去する。そして、その処理出口空気の一部または全てを処理ゾーン３に通して、二酸化炭素はさらに除去され、二酸化炭素の濃度は低減する。
【００３５】
再生ゾーン４では再生ゾーン４を通過した使用済再生用空気と外気を混合して、ヒータ５により加熱した再生用空気を、再生用加湿手段６に通風し、吸収した二酸化炭素を再生用空気に脱離させ、ゾーン内通過過程にあるロータ部分の保持吸収剤は再生される。再生用空気の一部は循環させることにより、二酸化炭素の濃度はさらに高められる。
【実施例３】
【００３６】
図３に示されるように、実施例２の再生出口空気と外気とをそれぞれ全熱交換器８の別の流路に通すことでエンタルピを回収し、再生エネルギーを低減する。実施例２のみならず他の実施例においても、全熱交換器を組み合わせてエンタルピの高い再生出口空気と再生用外気とを熱交換することで省エネルギー効果を図ることができる。
【００３７】
以上は吸収式除去・濃縮装置の構成の説明であり、実施例２を例にとり、その空気条件を入れながら動作を説明する。まず図４に示す例は、ここで低温再生用空気（５５℃）の絶対湿度を４〜３０ｇ／ｋｇ'にした場合における二酸化炭素の再生ゾーン出口濃度を比較するものである(二酸化炭素濃度：４５０ｐｐｍ)。処理ゾーンの処理対象空気の条件は、二酸化炭素濃度１０００ｐｐｍ、温度２３℃、絶対湿度１２．３ｇ／ｋｇ'（相対湿度７０％）、ロータ面風速は２．０Ｎｍ／ｓである。
【００３８】
この例から分かるように、低温（５５℃）の再生用空気の絶対湿度を上げる、即ち加湿して水分濃度を高くするほど、再生ゾーン出口空気の二酸化炭素の濃度(即ち再生ゾーンにおいて吸収剤から脱離した二酸化炭素の濃度)を高く確保できており、言い換えれば加湿により水分脱離のエネルギーロスが防止され、吸収状態にある二酸化炭素が効率よく吸収剤から脱離されている。
【００３９】
図５に示す例は再生用空気の温度が４０℃でも５５℃の場合でも、加湿によりエンタルピを等しくすれば、再生ゾーン出口の二酸化炭素濃度はほぼ等しくなることを示すものである。すなわち、加湿によりエンタルピを高めることで、再生用空気の温度が低くても二酸化炭素分離性能を高めることができる。
【００４０】
再生入口側と処理入口側のエンタルピが二酸化炭素除去にどのような影響を与えるか見るために、図１の装置の処理入口側に湿度調整手段と温度調整手段を設け、直径２００ｍｍ、幅２００ｍｍのハニカムロータ、処理入口温度２１〜２２℃、再生入口温度４５℃、処理入口二酸化炭素濃度８００ｐｐｍ、再生入口二酸化炭素濃度５００ｐｐｍで試験を行なった。図７に再生入口エンタルピから処理入口エンタルピを引いた値を横軸に、二酸化炭素除去率の値を縦軸にしたグラフを示す。このグラフより再生入口エンタルピと処理入口エンタルピの差が大きいほど、二酸化炭素分離性能が高いことが分かった。したがって、本発明の吸収式除去・濃縮装置において、処理入口側の温度を冷却器などで下げることにより処理入口エンタルピを下げ、再生入口側に加湿して再生入口エンタルピを上げることによって二酸化炭素除去率を高めることができる。また、処理入口側と再生入口側に温湿度測定装置を設けるなどして、処理入口空気と再生入口空気のエンタルピを測定し、その値により二酸化炭素除去率を制御するようにしてもよい。なお、このエンタルピ差が大きくなると、運転条件によっては、処理入口側の湿度より処理出口側の湿度が高くなり、加湿運転となる。冬場などで室内湿度が低くなる場合にこのような運転を行なうと、二酸化炭素除去率が高く加湿もできるため、有効な運転方法となる。
【００４１】
同じ試験装置において、再生入口エンタルピと処理入口エンタルピの差を４５〜５０ｋＪ／ｋｇ'にして、ロータ面風速（ハニカムロータの各ゾーンを通過する空気の速度）を変えて二酸化炭素除去率を調べる試験を行なったグラフが図８である。なお、処理側と再生側のロータ面風速は同じとした。このグラフよりロータ面風速を２ｍ／ｓより早くしても二酸化炭素除去率はそれほど低下しなかった。したがって、本発明の吸収式除去・濃縮装置において、処理用ブロアと再生用ブロアの出力をインバータなどによって制御できるようにし、二酸化炭素除去を高くしたい場合はロータ面風速を下げて、二酸化炭素除去量を多くしたい場合はロータ面風速を上げるように装置を制御することが効果的であることが分かった。
【００４２】
さらに、弱塩基性イオン交換樹脂と弱酸性イオン交換樹脂を混ぜてハニカムロータに担持すると、二酸化炭素の他にＳＯｘ、ＮＯｘなど酸性ガスとアンモニアなどアルカリ性ガスも除去できる。これに加えて活性炭、疎水性ゼオライト、合成吸着剤を用いたロータと組み合わせてもよい。この場合にはハニカムロータは室内の臭気やＶＯＣを吸着除去できる機能も有するようになる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、二酸化炭素の吸収剤を用いて処理ゾーンで処理対象空気に含まれる二酸化炭素を吸収し、３０〜８０℃に加熱・加湿した再生用空気によって処理ゾーンで吸収した二酸化炭素を脱離するため、再生ゾーンに高温再生用空気を用いる場合に比べて省エネルギーである。
【００４４】
本発明の吸収式除去・濃縮装置の処理ゾーンを通過した処理出口空気は、二酸化炭素濃度が低くなっているため、ビルなどの二酸化炭素濃度が高くなっている室内に供給することで室内の二酸化炭素濃度を低くすることができる。この場合、室内の二酸化炭素濃度を低減させるために導入する外気量を大幅に低減することができるため、通常の換気と比べて省エネルギーとなる。また、本発明の吸収式除去・濃縮装置の再生ゾーンを通過した再生出口空気は二酸化炭素濃度が高くなっているため、ビニルハウスや植物工場などの植物の育成室に導くと植物の成長が早くなるとともに、環境への二酸化炭素の放出を抑制できる。再生出口空気と処理出口空気の両方を用いて、室内の二酸化炭素を除去しながら、再生ゾーンの高濃度の二酸化炭素をビニルハウスに供給してもよい。例えば、本発明の吸収式除去・濃縮装置で、室内空気からヒトなどから発生した二酸化炭素を除去して低濃度にした処理出口空気でビルを空調し、二酸化炭素が高濃度になった再生出口空気をビルの屋上等に設けたビニルハウスに供給して植物の生長を促進させるといった、二酸化炭素の循環空調も可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１     ハニカムロータ
２     処理ゾーン
３     処理ゾーン
４     再生ゾーン
５     再生用ヒータ
６     再生用加湿手段
７     処理用加湿手段
８     全熱交換器
【要約】
【課題】二酸化炭素を除去あるいは濃縮し、高い回収効率を確保できる吸収式二酸化炭素除去・濃縮装置を提供する。
【解決手段】二酸化炭素吸収剤を保持したハニカムロータ１を有し、ハニカムロータ１を少なくとも処理ゾーン２と再生ゾーン４とに分割し、加熱再生用空気と処理空気の何れかまたは両方に、加湿手段７により加湿してそれぞれのゾーンを通過させることで吸収性能及び濃縮性能を高めることができる。
ハニカムロータ１を少なくとも処理ゾーン２、３と再生ゾーン４とに分割し、処理対象空気を処理用加湿手段７により加湿して処理ゾーン２に通過し、処理ゾーン２を通過した処理空気の一部または全量を再び処理ゾーン３に通過させることでさらに吸収性能及び濃縮性能を高めることができる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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