(57)【要約】【課題】吸収材は繰り返し使用され、炭酸ガスの吸収・放出を繰り返す。この炭酸ガス分離装置には次の欠点がある。すなわち吸収材を繰り返して使用すると、吸収材の炭酸ガス吸収量が次第に減少して多数回使用の後に分離装置を効率的に運転するために必要な炭酸ガス吸収性能が得られなくなってしまう。【解決手段】本発明は、すくなくとも、リチウムシリケートを主成分とする炭酸ガス吸収材およびそれを内部に設置した加熱可能な複数の炭酸ガス吸収・放出反応器、ガス圧縮装置、液化炭酸ガス分離器、および炭酸ガス放出補助ガス容器を備えた炭酸ガス分離装置であり、炭酸ガス吸収・放出反応器における炭酸ガスの吸収、および放出を６５０℃以下で行うことを特徴とする炭酸ガス分離装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸ガスを含有するガスを導入する排ガス導入口と、ガス流路を切り替える第１の流路切り替えバルブと、すくなくともリチウムシリケートを主成分とする炭酸ガス吸収材を内部に配置した加熱可能な炭酸ガス吸収・放出反応器と、第２の流路切り替えバルブと、前記炭酸ガス吸収・放出反応器から排出されるガスを圧縮するためのガス圧縮装置と、前記ガス圧縮装置によって圧縮され液化した炭酸ガスを分離するための液化炭酸ガス分離器と、前記炭酸ガス吸収・放出反応器に供給するための炭酸ガス放出補助ガスを収容する炭酸ガス放出補助ガス容器と、排ガス放出口を少なくとも備え、前記炭酸ガス吸収・放出反応器における炭酸ガスの吸収、および放出を６５０℃以下で行うように設定されていることを特徴とする炭酸ガス分離装置。
【請求項２】
前記炭酸ガス放出補助ガスが、窒素ガスまたは空気であることを特徴とする請求項１に記載の炭酸ガス分離装置。
【請求項３】
前記ガス圧縮装置は、ガスを３５気圧以上に圧縮できるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の炭酸ガス分離装置。
【請求項４】
炭酸ガスを含有するガスを導入する排ガス導入口と、ガス流路を切り替える第１の流路切り替えバルブと、すくなくともリチウムシリケートを主成分とする炭酸ガス吸収材を内部に配置した加熱可能な炭酸ガス吸収・放出反応器と、第２の流路切り替えバルブと、前記炭酸ガス吸収・放出反応器から排出されるガスを圧縮するためのガス圧縮装置と、前記ガス圧縮装置によって圧縮され液化した炭酸ガスを分離するための液化炭酸ガス分離器と、前記炭酸ガス吸収・放出反応器に供給するための炭酸ガス放出補助ガスを収容する炭酸ガス放出補助ガス容器と、排ガス放出口を少なくとも備えた炭酸ガス分離装置を用い、
前記排ガス導入口、前記炭酸ガス吸収・放出反応器、および前記排ガス放出口に至る流路を形成し、排ガス導入口から導入される排ガス中の炭酸ガスを分離する工程と、
前記炭酸ガス吸収・放出反応器、前記ガス圧縮装置、前記液化炭酸ガス分離器、前記放出補助ガス容器、および前記炭酸ガス吸収・放出反応器に至る循環経路を形成し、前記炭酸ガス吸収・放出反応器に収容されている前記炭酸ガス吸収材に吸収されている炭酸ガスを放出する工程を含むことを特徴とする炭酸ガス分離処理方法。
【請求項５】
前記炭酸ガス分離処理方法において、
前記炭酸ガス吸収・放出反応器における炭酸ガス吸収反応および炭酸ガス放出反応を、６５０℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項４記載の炭酸ガス分離処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃焼器などから排出される炭酸ガスを含む排気から炭酸ガスを分離する装置および炭酸ガス分離処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球の温暖化が進行し、その原因となっている炭酸ガスの削減が求められている。そこで、炭化水素を主成分する燃料を燃焼させる自動車が発生する排気ガス、同じく炭化水素を原料として利用するエネルギープラントや化学プラントなどから発生する排出ガス、火力発電所から排出される燃焼ガスから、炭酸ガス（二酸化炭素）を分離回収するシステムの検討が行われ、これに用いる炭酸ガス吸収材に関する開発が行われている。
【０００３】
前記炭酸ガス吸収材として、室温から７００℃程度の温度域で炭酸ガスを有効に吸収できるリチウムシリケートを主成分とする吸収材が知られている（特許文献１参照）。
このリチウムシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）が炭酸ガスを吸収する化学反応式は、以下の式（１）で表される。
Ｌｉ４ＳｉＯ４＋２ＣＯ２→ＳｉＯ２＋２Ｌｉ２ＣＯ３…式（１）
【０００４】
また、炭酸ガスと反応して炭酸リチウムを生成する炭酸ガス吸収材であるリチウム複合酸化物の一つとして、粒子径が０．１〜１０μｍのリチウムシリケートを用いることによって、炭酸ガスと化学反応して吸収する上で反応効率が良く好適であることが知られている（特許文献２参照）。また、炭酸ガスを吸収した後の吸収材は、空気中では６８０℃以上、炭酸ガス中では７８０℃以上で吸収済みの炭酸ガスを放出することも示されている。
【０００５】
さらに、アルカリ炭酸塩を含有させたリチウムシリケート吸収材とこの吸収材を配置したことを特徴とする燃焼装置が知られている（特許文献３参照）。この装置においては、リチウムシリケートは２００〜７００℃の温度範囲で炭酸ガスを吸収し、７００℃以上に加熱することで炭酸ガスを放出するようになっている。
【０００６】
さらに、ＬｉｘＳｉｙＯｚにおいて、ｘ＋４ｙ−２ｚ＝０であらわされるリチウムシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）を炭酸ガスの分離に用いること、及び、この吸収材を使った炭酸ガスの分離方法について、吸収材の使用混度は７１０〜８００℃が好ましいこと、さらに８００℃以上に加熱しかつ回収ガスをながして放出された炭酸ガスを回収することが知られている（特許文献４参照）。
【０００７】
以上に説明したように、従来公知のリチウムシリケートを吸収材として使用して燃焼ガス等から炭酸ガスを分離する装置においては、２００℃〜７００℃あるいは８００℃の温度範囲で吸収材に炭酸ガスを吸収させ、７００℃あるいは８００℃以上の温度で吸収材から炭酸ガスを放出させるようになっていた。また、リチウムシリケートなどの炭酸ガス吸収材は、炭酸ガスの吸収・放出反応を繰り返し、炭酸ガス吸収材を再利用していた。
【０００８】
しかしながら、これらの従来の炭酸ガス分離装置には次の欠点がある。すなわち、吸収材を繰り返して使用すると、吸収材の炭酸ガス吸収量が次第に減少して多数回使用の後に分離装置を効率的に運転するために必要な炭酸ガス吸収性能が得られなくなってしまう。その理由は放出温度が高いために吸収材結晶の結晶成長が進み、その結果炭酸ガスとの反応に必要な表面積が減少するためである。
【０００９】
以下その理由を詳述する。
リチウムシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）が、炭酸ガスを吸収する反応は、前述の式（１）の反応である。逆に炭酸ガスを吸収済みの吸収材が炭酸ガスを放出する反応は式（１）の逆反応であり、これはシリカと炭酸リチウムからリチウムシリケートを合成する反応である。吸収材が炭酸ガスを放出する際に温度が７００℃以上であると、吸収材に含まれている炭酸リチウムは溶融状態にある。溶融した炭酸リチウムは固体の状態に比べてその内部を物質が移動しやすいのでリチウムシリケートの結晶成長が起こりやすく、繰り返し放出温度を経る間にリチウムシリケート結晶が粗大化して炭酸ガスの吸収量が減少する。
【００１０】
このように、吸収材の繰り返し使用において吸収材の炭酸ガス吸収性能をより長い期間維持するためには、リチウムシリケートの結晶が粗大化しないように、吸収材の使用温度を下げる必要があるが、炭酸リチウムは６００℃を越す温度で溶融し始めるとされており、少なくとも吸収材の使用温度（吸収および放出温度）を６５０℃にすることが必要である。しかしながら、従来公知の方法では、単に炭酸ガス吸収材の加熱温度を６５０℃以下とすることでは、炭酸ガス吸収材からの炭酸ガスの放出反応が十分に進行せず、炭酸ガス吸収材の再利用に問題があった。従って、従来法によれば、リチウムシリケート結晶の粗大化を避けられず、炭酸ガス吸収材の再利用に限界があった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−０９６１２２号公報
【特許文献２】特開２００１−２３２１８４号公報
【特許文献３】特開２００１−１７０４８０号公報
【特許文献４】特開２０００−２６２８９０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、炭酸ガス吸収材の前記問題点を解決するためになされたもので、複数回の繰り返し使用によっても、炭酸ガス吸収能の低下のない、炭酸ガス分離装置を実現することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、炭酸ガスを含有するガスを導入する排ガス導入口と、ガス流路を切り替える第１の流路切り替えバルブと、すくなくともリチウムシリケートを主成分とする炭酸ガス吸収材を内部に配置した加熱可能な炭酸ガス吸収・放出反応器と、第２の流路切り替えバルブと、前記炭酸ガス吸収・放出反応器から排出されるガスを圧縮するためのガス圧縮装置と、前記ガス圧縮装置によって圧縮され液化した炭酸ガスを分離するための液化炭酸ガス分離器と、前記炭酸ガス吸収・放出反応器に供給するための炭酸ガス放出補助ガスを収容する炭酸ガス放出補助ガス容器と、排ガス放出口を少なくとも備え、前記炭酸ガス吸収・放出反応器における炭酸ガスの吸収、および放出を６５０℃以下で行うように設定されていることを特徴とする炭酸ガス分離装置である。
【００１４】
前記第１の本発明において、前記炭酸ガス放出補助ガスが、窒素ガスまたは空気であることが好ましい。また、前記ガス圧縮装置は、ガスを３５気圧以上に圧縮できるものであることが好ましい。
【００１５】
第２の本発明は、炭酸ガスを含有するガスを導入する排ガス導入口と、ガス流路を切り替える第１の流路切り替えバルブと、すくなくともリチウムシリケートを主成分とする炭酸ガス吸収材を内部に配置した加熱可能な炭酸ガス吸収・放出反応器と、第２の流路切り替えバルブと、前記炭酸ガス吸収・放出反応器から排出されるガスを圧縮するためのガス圧縮装置と、前記ガス圧縮装置によって圧縮され液化した炭酸ガスを分離するための液化炭酸ガス分離器と、前記炭酸ガス吸収・放出反応器に供給するための炭酸ガス放出補助ガスを収容する炭酸ガス放出補助ガス容器と、排ガス放出口を少なくとも備えた炭酸ガス分離装置を用い、
前記排ガス導入口、前記炭酸ガス吸収・放出反応器、および前記排ガス放出口に至る流路を形成し、排ガス導入口から導入される排ガス中の炭酸ガスを分離する工程と、
前記炭酸ガス吸収・放出反応器、前記ガス圧縮装置、前記液化炭酸ガス分離器、前記放出補助ガス容器、および前記炭酸ガス吸収・放出反応器に至る循環経路を形成し、前記炭酸ガス吸収・放出反応器に収容されている前記炭酸ガス吸収材に吸収されている炭酸ガスを放出する工程を含むことを特徴とする炭酸ガス分離処理方法である。
【００１６】
前記第２の本発明である前記炭酸ガス分離処理方法において、
前記炭酸ガス吸収・放出反応器における炭酸ガス吸収反応および炭酸ガス放出反応を、６５０℃以下の温度で行うことが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の炭酸ガス吸収装置の一例について図面を用いてその詳細を説明する。
図１が、本発明の炭酸ガス吸収装置の概略図である。図１において、１が、図示しない燃焼装置などの炭酸ガス発生源から炭酸ガスを含む排ガスが給送される排ガス導入口であり、この排ガス導入口１から給送された炭酸ガス濃度の高い排ガスは、第１の流路切り替えバルブ２に給送される。この第１の流路切り替えバルブ２は、放出補助ガスを貯留している放出補助ガス容器８から給送されるガスと、排ガス導入口１からの排ガスとを切り替えて、炭酸ガス吸収・放出反応器３に給送されるように配管が配設されている。
この炭酸ガス吸収・放出反応器３中には、リチウムシリケートなどの炭酸ガス吸収材が充填されていて、排ガス導入口１から供給された排ガスは、この炭酸ガス吸収材と接触しながら流通することによって、炭酸ガス吸収材に吸収されるようになっている。この吸収・放出反応器３からの排出ガスは、第２の流路切り替えバルブ４によって、排ガス放出口５、もしくは、ガス圧縮装置６のいずれかに、排出ガスを給送することができるようになっている。このガス圧縮装置６は、導入ガスをおよそ３５気圧程度以上に圧縮して炭酸ガスを液化するものであり、市販の圧縮ポンプを使用することができる。このガス圧縮装置６によって圧縮された排出ガスは、排出ガス中の炭酸ガス成分が液化して、液化炭酸ガス分離器７に給送され、この圧縮ガスの液体部分は、液化炭酸ガス排出口９を経由して系外に排出され所要の処理を行う一方、圧縮ガスの気体部分は放出補助ガス容器８に給送され、ガスは所定の間、放出補助ガス容器８に貯留されるようになっている。そして、この放出補助ガス容器８に貯留されていた放出補助ガスは、第１の流路切り替えバルブ２に接続され、前記炭酸ガス吸収・放出反応器３に給送されるように各配管が配設されている。
【００１８】
前記ガス圧縮装置６は、前記したように、炭酸ガスを含む排出ガスを圧縮し、排出ガス中の炭酸ガスを液化して分離するための装置であり、３５気圧以上の圧力に圧縮できるものを用いることができる。圧縮可能圧力が前記範囲以下であると、効率的な炭酸ガスの液化が難しくなる。
また、この圧縮装置は、冷却可能とすることが好ましい。これによってさらに効率的な炭酸ガスの液化が可能になる。
【００１９】
前記炭酸ガス分離装置の運転は、炭酸ガス分離処理の運転形態と、炭酸ガス放出処理の運転形態との２つの運転形態に切り替えて、運転される。
炭酸ガス分離処理運転形態においては、第１の流路切り替えバルブ２は排ガス導入口１からのガスを炭酸ガス吸収・放出反応器３に給送するように、また第２の流路切り替えバルブ４は、炭酸ガス吸収・放出反応器３から排出されるガスを排ガス放出口５に給送されるよう流路が切り替えられており、排ガス導入口１から導入された炭酸ガスを高濃度に含有する排ガスは、炭酸ガス吸収・放出反応器３に導入され、炭酸ガスがリチウムシリケートなどの炭酸ガス吸収材に吸収され、処理され炭酸ガス量が減少した排ガスは、排ガス放出口３から系外に放出される。
【００２０】
一方、炭酸ガス放出処理運転形態においては、第１の流路切り替えバルブ２は、放出補助ガス容器からのガスを炭酸ガス吸収・放出反応器３に給送し、また、第２の流路切り替えバルブ４は、炭酸ガス吸収・放出反応器からの排出ガスをガス圧縮装置６に給送できるよう、流路が切り替えられている。すなわち、ガス流路は、炭酸ガス吸収・放出反応器３から、第２の流路切り替えバルブ４、ガス圧縮装置６、液化炭酸ガス分離器７、放出補助ガス容器８、および第１の流路切り替えバルブ２を経由して、前記炭酸ガス吸収・放出反応器３に至る循環流路を形成するようになっている。
【００２１】
（炭酸ガス分離処理）
以下炭酸ガス分離処理について説明する。
前述の通り、炭酸ガス分離処理は、排ガスを排ガス導入口１から導入し、炭酸ガス吸収・放出反応器３において、排ガス中の炭酸ガスが炭酸ガス吸収材によって吸収され、炭酸ガス濃度の低下した排出ガスは、排ガス放出口５から系外に排出される。
この炭酸ガス分離処理運転形態においては、この炭酸ガス吸収・放出反応器３は、常温から６００℃の範囲に加熱して運転することが好ましく、特に５００℃前後の温度に加熱することが炭酸ガス吸収効率の点で好ましい。
【００２２】
（炭酸ガス放出処理）
以下炭酸ガス放出処理について説明する。
リチウムシリケートを炭酸ガス吸収材として用いた場合、炭酸ガス吸収材が炭酸ガスを放出する反応は、シリカと炭酸リチウムからリチウムシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）を合成する反応であり、それは前述の式（１）の逆反応の式（２）である。
ＳｉＯ２＋２Ｌｉ２ＣＯ３→Ｌｉ４ＳｉＯ４＋２ＣＯ２…式（２）
この反応が進行するためには、反応系の雰囲気中の反応生成物である炭酸ガス（ＣＯ２）の分圧が、反応系の温度によって定まる平衡分圧以下であることが必要である。したがって反応を効率的に起こさせるためには反応系から炭酸ガス除去する必要がある。さらに実験の結果、式（２）は総括反応式であり実際の反応は以下の２つの反応式で表される。
ＳｉＯ２＋Ｌｉ２ＣＯ３→Ｌｉ２ＳｉＯ３＋ＣＯ２…式（３）
Ｌｉ２ＳｉＯ３＋Ｌｉ２ＣＯ３→Ｌｉ４ＳｉＯ４＋ＣＯ２…式（４）
【００２３】
式（４）が炭酸ガスを吸収済みの吸収材が炭酸ガスを放出する反応であり、吸収反応はその逆反応の式（５）である。
Ｌｉ４ＳｉＯ４＋ＣＯ２→Ｌｉ２ＳｉＯ３＋Ｌｉ２ＣＯ３…式（５）
炭酸ガスの吸収・放出反応は式（４）または式（５）の平衡炭酸ガス分圧に依存している。例えば６５０℃の温度では平衡炭酸ガス分圧は０．３気圧程度であり、吸収材の周囲の炭酸ガス分圧がこれ以上であれば吸収反応が、これ以下であれば放出反応が進行することになる。
【００２４】
具体的には、この炭酸ガス放出処理は以下の通り行われる。
炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材が配置されている炭酸ガス吸収・放出反応器３に、放出補助ガス容器８から、窒素ガスのような炭酸ガス含有量が低い放出補助ガスが供給されており、炭酸ガス吸収材は６５０℃以下の温度に加熱されている。これによって、炭酸ガス吸収・放出反応器３中の炭酸ガス分圧が低下するため、炭酸ガス吸収材に含有されている炭酸ガスは、前記化学式２式に示した反応が進行し、炭酸ガスが炭酸ガス吸収材から分離され、放出補助ガスとともにガス圧縮装置６に給送される。ガス圧縮装置６においては、炭酸ガスと放出補助ガスを含有するガスが、３５気圧程度に圧縮され、炭酸ガスは液化し、放出補助ガスは気体の状態で液化炭酸ガス分離器７に給送され、液化した炭酸ガスは、液化炭酸ガス排出口９から系外に排出される。一方、気体状態の放出補助ガスは放出補助ガス容器に環流され、放出補助ガス容器中に貯留され、以降炭酸ガス放出処理に再利用される。
【００２５】
この処理において、炭酸ガス放出補助ガスとしては、炭酸ガス吸収材と非反応性で、液化温度が炭酸ガスより低く、炭酸ガスを高濃度に含有しないガスを使用することができるが、特に窒素ガスあるいは空気が好ましい。空気は、安価で炭酸ガス含有量が０．０４％程度と少なく好ましい。また、窒素ガスも、炭酸ガスを含有せず、不純物が少なく、かつ炭酸ガスとの分離が容易である点でもっとも好ましい。
これらのガスを放出補助ガスとして、炭酸ガスを吸収済みの吸収材の周囲に供給することで吸収材の近傍の炭酸ガス分圧を低くすることができ、その結果吸収材からの炭酸ガスの放出を可能にする。
【００２６】
炭酸ガス放出処理中に流通させる放出補助ガスの流量は、炭酸ガス吸収材１ｋｇ当たり、２〜２００リットルの量を流通させることが好ましい。放出補助ガスの流量がこの範囲を下回った場合、放出処理中の炭酸ガス吸収・放出反応器３中の炭酸ガス分圧が高まり、炭酸ガス放出反応が進行しない。一方、放出補助ガスの流量が前記範囲を上回わっても、ガス圧縮装置６および液化炭酸ガス分離器７において処理すべきガスの量が増加して、過大な設備が必要になり好ましくない。
【００２７】
前記液化炭酸ガス分離器において、炭酸ガス分離処理された放出補助ガスに含まれる炭酸ガス量を１００００ｐｐｍ以下とすることができるように、液化炭酸ガス分離器内の圧力あるいは温度が制御可能であり、かつ、液体炭酸ガスと他の気体との分離が精密に行われるように設計されていることが好ましい。放出補助ガス中の炭酸ガス濃度を１００００ｐｐｍ以下にできる装置である必要性は、放出補助ガス中の炭酸ガス濃度が吸収材からの炭酸ガス放出反応を左右するからである。すなわち、炭酸ガスの放出反応式（４）の平衡炭酸ガス分圧は、例えば６５０℃の場合０．４気圧程度、６００℃の場合０．１気圧程度であるので、少なくとも炭酸ガス濃度が１０容積％程度未満であれば放出補助ガスの機能は果たすが、放出補助ガスの効果をより効率的にするにはさらに１／１０程度の濃度である必要がある。したがって、放出補助ガス中の炭酸ガス濃度は１００００ｐｐｍ（１容積％）以下が好ましく、さらに好ましくは５０００ｐｐｍ（０．５容積％）以下である。
【００２８】
なお、前記炭酸ガス分離装置において、前記炭酸ガスの吸収・放出反応器３、ガス圧縮装置６、および液化炭酸ガス分離器７は、循環経路に対して並列に複数設置し、これらを切り替え使用することでより効率的な炭酸ガスの分離が可能になる。
【００２９】
【実施例】
以下本発明を実施例により説明する。
【００３０】
（実施例１）
電気炉中にアルミナセラミックスのチューブを設置した。このチューブ内の被加熱部分に平均結晶粒子径が約５μｍのリチウムシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）からなる吸収材１ｋｇを配置した。チューブの一端はガス排気口を設けた蓋をし、他端にはガス給気口を設けた蓋をして炭酸ガス濃度が１０容積％の空気および炭酸ガスを含まない窒素ガスを切り替えて供給できるようにした。まず炭酸ガス吸収材の温度を吸収温度である５００℃となるように加熱した後、炭酸ガス濃度１０容積％の空気（毎分２０リットル）を２時間供給した。その後３０分の時間で吸収材の温度を放出温度である６５０℃に上昇させ、窒素ガス（毎分２０リットル）を１時間供給した後で３０分の時間で吸収材の温度を５００℃に下降させた。以上の操作を連続して１００回繰り返した。
【００３１】
前記吸収・放出操作を１００回繰り返したのちの炭酸ガス吸収材を、電子顕微鏡による形態観察および炭酸ガス吸収率測定試験に供した。炭酸ガス吸収率測定試験は次の手順で行った。すなわち、炭酸ガス吸収材１０ｇを温度５００℃、炭酸ガス濃度が２０容積％の窒素ガス気流（毎分２リットル供給）中に３時間保持した後冷却して重量を測定した。元の炭酸ガス吸収材に対する重量増加率を炭酸ガス吸収率とした。
前記形態観察および測定した炭酸ガス吸収率の結果を表１に示す。
【００３２】
（実施例２）
放出温度を６００℃としたこと以外は、前記実施例１と同じ操作を１００回繰り返した後、前記実施例１と同様にして炭酸ガス吸収材について電子顕微鏡による形態観察および炭酸ガス吸収率の測定を行った。その結果を表１に併せて示す。
【００３３】
（実施例３）
放出温度を５５０℃としたこと以外は、前記実施例１と同じ操作を１００回繰り返した後、前記実施例１と同様にして炭酸ガス吸収材について電子顕微鏡による形態観察および炭酸ガス吸収率の測定を行った。その結果を表１に併せて示す。
【００３４】
（比較例１）
放出温度を７００℃としたこと以外は、前記実施例１と同じ操作を１００回繰り返した後、前記実施例１と同様にして炭酸ガス吸収材について電子顕微鏡による形態観察および炭酸ガス吸収率の測定を行った。その結果を表１に併せて示す。
【００３５】
（参考例）
実施例１記載の炭酸ガス分離装置を用いて、実施例および比較例において使用したものと同じ平均結晶粒子径が約５μｍのリチウムシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）からなる炭酸ガス吸収材を、繰り返し吸収・放出操作をすることなく、使用して、実施例１と同様にして電子顕微鏡による形態観察および炭酸ガス吸収率の測定を行った。その結果を表１に併せて示す。
【００３６】
【表１】
2004313960.tif 000003
【００３７】
表１の結果から明らかなように、炭酸ガス吸収処理に使用する前のリチウムシリケート結晶である参考例と比べて、比較例１のリチウムシリケートは、結晶粒子の平均粒子径が６倍に増加しており、炭酸ガス吸収率は半分以下に減少していた。
一方、本発明の実施例である実施例１ないし実施例３の場合には、結晶粒子径の増加率は２倍以内であった。また、本実施例の炭酸ガス吸収率の減少は、２０％以内であった。
【００３８】
【発明の効果】
炭酸ガス吸収材の温度を６５０℃以下にすることで、単産ガス吸収材の繰り返し使用による性能劣化を少なくすることができ、再利用可能な炭酸ガス分離装置を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の炭酸ガス分離装置の一例を示す概略図。
【符号の説明】
１…排ガス導入口
２…第１の流路切り替えバルブ
３…炭酸ガス吸収・放出反応器
４…第２の流路切り替えバルブ
５…排ガス放出口
６…ガス圧縮装置
７…液化炭酸ガス分離器
８…放出補助ガス容器
９…液化炭酸ガス排出口
【図１】
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