(57)【要約】【課題】簡便な装置構成で多成分ガスを、吸蔵効率の低下が実用レベルにおいて無く、かつ、導入ガスと払出しガスとの組成変化が実用レベルにおいて無いガス吸着装置の初期安定化処理を短時間で行う。【解決手段】単一のガス吸着容器１内に単一種類の活性炭２が充填されたガス吸着装置において、未使用状態の活性炭に初期安定化処理を施す。ここで、初期安定化処理は、ガス吸着装置が通常使用される場合の操作圧力である通常操作圧力より高い圧力で処理を行う。初期安定化処理の処理圧力は、通常操作圧力の１．５倍以上であることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多成分ガスを吸蔵するガス吸着装置であって、
初期安定化処理が施された単一種類の吸着材と、
前記吸着材が充填された単一の吸着容器とを備え、
前記初期安定化処理は、通常操作圧力を超える処理圧力で前記吸着容器に前記多成分ガスを導入し前記多成分ガスを排出する操作を、複数回繰り返す処理であることを特徴とするガス吸着装置。
【請求項２】
前記処理圧力は、前記通常操作圧力の１．５倍以上且つ前記吸着容器の耐久圧力未満の圧力範囲に含まれるものである請求項１記載のガス吸着装置。
【請求項３】
前記吸着材は、前記多成分ガスを構成する各成分ガスのうち最も分子量または分子径の小さな最小サイズガスの吸着に最適な理想細孔径の１．５倍以上の平均細孔径を有するものである請求項１または２記載のガス吸着装置。
【請求項４】
前記吸着材は、活性炭である請求項１〜３の何れか一項に記載のガス吸着装置。
【請求項５】
前記多成分ガスは、都市ガスまたは天然ガスである請求項１〜４の何れか一項に記載のガス吸着装置。
【請求項６】
多成分ガスを吸蔵し、単一種類の吸着材と、前記吸着材が充填された単一の吸着容器とを備えるガス吸着装置の製造方法であって、
通常操作圧力を超える処理圧力で前記吸着容器に前記多成分ガスを導入する第１のステップと、
前記吸着容器から前記多成分ガスを排出する第２のステップと、
前記第１および第２の各ステップを複数回繰り返すステップと、
を有するガス吸着装置の製造方法。
【請求項７】
前記処理圧力は、前記通常操作圧力の１．５倍以上且つ前記吸着容器の耐久圧力未満の圧力範囲に含まれるものである請求項６記載のガス吸着装置の製造方法。
【請求項８】
前記吸着材は、前記多成分ガスを構成する各成分ガスのうち最も分子量または分子径の小さな最小サイズガスの吸着に最適な理想細孔径の１．５倍以上の平均細孔径を有するものである請求項６または７記載のガス吸着装置の製造方法。
【請求項９】
前記吸着材は、活性炭である請求項６〜８の何れか一項に記載のガス吸着装置の製造方法。
【請求項１０】
前記多成分ガスは、都市ガスまたは天然ガスである請求項６〜９の何れか一項に記載のガス吸着装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス貯蔵等に利用できるガス吸着装置およびガス吸着装置の製造方法に関する。特に、主成分であるメタン（ＣＨ４）ガスの他に、エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）等の重質成分ガスを含む都市ガスあるいは天然ガス等の多成分ガスの吸着に適用して好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスを高い貯蔵効率で圧力容器内に貯蔵するために、容器内に活性炭等の吸着材を充填する技術が知られている。ガスは圧力容器内に圧縮貯蔵されるとともに、吸着材によって吸着貯蔵もされるため、高い貯蔵効率が実現される。しかし、貯蔵ガスが多成分ガスである場合、各成分ガスの吸着材への吸着特性（吸脱着効率）の相違から、導入ガスと払出しガスとの間に組成のズレが発生することが知られている。たとえば都市ガスには、その主成分としてメタン（ＣＨ４）ガスを約８５〜９０体積％程度の割合で含むが、同時にエタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）等の重質成分ガスをも含む。メタンガス用に最適化された吸着材では、重質成分ガスは軽質成分ガスに比較して脱着され難いため、重質成分を含む都市ガスの吸脱着では導入ガスに比較して払出しガスの重質成分割合が小さくなる。これは吸着材内に重質成分ガスが残留するためであり、吸脱着の繰り返しにより吸蔵効率も低下する現象が認められる。即ち、吸着材の細孔が残留する重質ガスで塞がれガス吸着性能を低下させていると考えられる。このような導入ガスと払出しガスの組成変化は、ガス熱量の変動等を生じ好ましくない。また、同一メカニズムに起因すると予想される吸脱着の繰り返しによる吸蔵効率の低下の発生も好ましくない。よって、実用的な吸着装置を得るためには、ガス組成変化が実用的なレベルにまで低下するまで吸着材の安定化処理を施す必要がある。
【０００３】
一方、前記したガス組成の変化の問題に対処する方策として、多成分ガスの軽質成分と重質成分とを分離して吸着貯蔵する技術が特許文献１に開示されている。特許文献１には、第１の吸着容器と第２の吸着容器を備え、第１の吸着容器には重質成分（多成分ガス中質量の大きい成分）を吸着し易い活性炭を充填し、第２の吸着容器には軽質成分（多成分ガス中質量の小さい成分）を吸着し易い活性炭を充填する技術が開示されている。軽質成分と重質成分とを含むガスをまず第１の吸着容器に導入し、第１の吸着容器を通過したガスを第２の吸着容器に導入する。これにより、重質成分が第１の吸着容器に貯蔵され、軽質成分が第２の吸着容器に貯蔵され、各成分に適した吸着材によって多成分ガスが効果的に吸蔵されることとなり、吸蔵効率を高くすることが可能になる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３５３９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記した吸着材の安定化処理には、多大な時間を要するという問題がある。安定化処理は、多成分ガスを通常操作圧力で吸着容器に導入し、これを排気するという操作を８０回程度繰り返す必要がある。ガス組成の変化が生じなくなるあるいは吸蔵効率の低下がなくなるのは、その操作圧力において吸着質（ガス）の吸着が飽和に達するためであり、この飽和状態を実現するには前記した８０回の導入排気操作が必要になる。この操作には多大な時間、労力を要し、たとえばガス吸着装置の出荷が遅れるという問題がある。
【０００６】
一方、前記した特許文献１に記載の技術では、以下のような問題がある。即ち、多成分ガスを構成する各成分ガスに適した吸着材（活性炭）を用意し、これを複数の吸着容器に充填する必要がある。このため多種類の活性炭を準備しなければならず、装置コストを高める要因になる。また、活性炭の種類に応じた吸着容器も用意しなければならず、同様に装置コストを高めることとなる。さらに、各吸着容器はバルブ等を介して相互に接続して構成しなければならず、装置が複雑になる。また、装置を使用する際には、各バルブの開閉を所定のシーケンスに従って制御しなければならず、バルブ制御のための制御装置が必要になる。あるいは手動でバルブ操作を行う場合であっても操作が複雑化し、好ましくない。
【０００７】
本発明の目的は、簡便な装置構成で多成分ガスを、吸蔵効率の低下が実用レベルにおいて無く、かつ、導入ガスと払出しガスとの組成変化が実用レベルにおいてないガス吸着装置の初期安定化処理を短時間で行える技術を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は以下のような構成を有する。すなわち、本発明のガス吸着装置は、多成分ガスを吸蔵するガス吸着装置であって、初期安定化処理が施された単一種類の吸着材と、前記吸着材が充填された単一の吸着容器とを備え、前記初期安定化処理は、通常操作圧力を超える処理圧力で前記吸着容器に前記多成分ガスを導入し前記多成分ガスを排出する操作を、複数回繰り返す処理であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のガス吸着装置では、初期安定化処理が施された単一種類の吸着材が単一の吸着容器に充填されるので、装置構成を簡略化するとともに、導入ガスと払出しガスとのガス組成の変化のない、そして、吸蔵効率の劣化の無いガス吸着装置が実現できる。また、初期安定化処理は、通常操作圧力を超える処理圧力で行うので、初期安定化処理にかかる時間を通常操作圧力で行う場合に比較して短くすることができる。すなわち、初期安定化処理を高い圧力で行うことにより、吸着材へのガス吸着の飽和が促進される。
【００１０】
ここで、「初期安定化処理」は、製造直後（製造後未使用）の吸着材に吸着質（吸着ガス）を飽和に達するまで吸着させる処理であり、この初期安定化処理を行うことにより、以後の導入ガスと払出しガスとの組成変化が実用レベルで無くなるようにすることができる処理である。具体的には、吸着容器に多成分ガスを導入しその後多成分ガスを排出する操作を複数回繰り返す処理である。また、「通常操作圧力」とは、ガス吸着装置を実際に使用する時の操作圧力である。
【００１１】
なお、前記処理圧力は、前記通常操作圧力の１．５倍以上且つ前記吸着容器の耐久圧力未満の圧力範囲に含まれるものとするのが好ましい。
【００１２】
また、前記吸着材は、前記多成分ガスを構成する各成分ガスのうち最も分子量または分子径の小さな最小サイズガスの吸着に最適な理想細孔径の１．５倍以上の平均細孔径を有するものとすることができる。このような吸着材を使用することにより、初期安定化処理で吸蔵効率が低下したとしても十分に高い吸蔵効率を実現することが可能になる。すなわち、理想細孔径に等しい平均細孔径を有する吸着材では、最小サイズガスを吸着する能力自体は極めて高いが、最小サイズガスより大きなガス（重質ガス）は、細孔内に入り込むと最小サイズガスに比較して脱着し難く、払出しガスの組成を変化させてしまう。このため、吸着材の細孔径を意図的に大きくし、最小サイズガスより大きなガスの脱着をし易くして、多成分ガスであっても単一の吸着材で吸脱着を繰り返し行えるように意図したものである。吸着材の平均細孔径として、理想細孔径の１．５倍程度のものを採用すれば、初期安定化処理を行った後でも十分に高い吸蔵効率を実現できる。また、最小サイズガスより大きなガスは、吸着材の細孔入り口を塞いでしまい繰り返し吸脱着操作によって吸蔵効率を低下させてしまう。吸着材の平均細孔径を理想細孔径より大きくすることによって最小サイズガスの初期特性における性能は低下するものの、重質ガスの脱着が容易になり、繰り返し吸脱着操作による劣化を防止することが可能となる。
【００１３】
ここで「最小サイズガス」とは、多成分ガスを構成する各成分ガスのうち最も分子量または分子径の小さなガスをいう。たとえば多成分ガスが都市ガスあるいは天然ガスである場合、都市ガスあるいは天然ガスを構成する成分ガスは、主成分であるメタンと、エタン、プロパン、ブタン等の重質成分とであり、そのうち最も小さな分子量または分子径を有するガスはメタンであるから、最小サイズガスはメタンである。
【００１４】
「多成分ガスを構成する各成分ガス」には、厳密には不純物ガスも含まれるが、ここでは、「多成分ガスを実質的に構成するガス」とする。すなわち、多成分ガスを貯蔵するという観点から、その成分ガスが多成分ガスを構成するかを判断し、多成分ガスの貯蔵の観点から無視できる成分は実質的には多成分ガスを構成しないものとする。都市ガスを例にとれば、都市ガスに含まれる主な成分ガスは、メタン、エタン、プロパン、ブタンであり、不純物ガス等、極微量しか含まれない成分については「多成分ガスを構成する各成分ガス」には含めないものとする。
【００１５】
「分子量」はそのガスの１分子の質量数であり、「分子径」はそのガス分子の大きさを示す指標である。球形分子の場合分子径は球の直径または半径であり、直線分子の場合分子径は長径（直径または半径）あるいは短径（直径または半径）の何れを採用してもよい。また、直線分子の場合の分子径を長径と短径の平均としても良い。
【００１６】
「理想細孔径」とは、理論的に求められる吸着材の細孔径であり、特定の分子または元素ガスが最も効率よく吸着されるであろう細孔径をいう。たとえば、メタンガスの場合、理想細孔径は０．７〜０．６８ｎｍである。なお、理想細孔径を求める吸着理論には各種の理論が知られている。Ｈｅｎｒｙの吸着式、Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈの吸着式、Ｌａｎｇｍｕｉｒの理論、ＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ，Ｔｅｌｌｅｒ）吸着理論を例示できる。次に説明する平均細孔径を求める際に用いる理論を採用することが好ましい。たとえばＢＥＴ理論を用いて比表面積を求める場合には、ＢＥＴ理論を適用して求めた理想細孔径を採用することが好ましい。
【００１７】
「平均細孔径」とは、吸着材の特性を示す一指標であり、細孔径の平均値である。一般に吸着材は骨格と細孔からなり、細孔にはマクロ孔、メソ孔、ミクロ孔等に分類されその径は均一ではない。そこで平均細孔径の概念を導入して吸着材の特性を評価することができる。本明細書における平均細孔径（平均細孔半径ｒ）は、全細孔容量Ｖと比表面積Ａとから求めた値であり、ｒ＝２Ｖ／Ａで表される。全細孔容量は液体窒素温度下における窒素吸着等温線測定（容量法）を用いて測定できる。比表面積Ａは、たとえばＢＥＴ吸着理論を用いて単分子層吸着量ｖ［ｇ／ｇ］を求め、Ａ＝ｖ・Ｎ・ａ／Ｍ×１０−１８［ｍ２／ｇ］の式から算出できる。ここでＮはアボガドロ数、ａは吸着質の分子占有面積（単位はｎｍ２）、Ｍは吸着質の分子量である。
【００１８】
また、前記吸着材は活性炭とすることができ、前記多成分ガスは都市ガスあるいは天然ガスとすることができる。また、前記ガス吸着装置の発明は初期安定化処理を方法として捉え、ガス吸着装置の製造方法として把握することも可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本実施の形態の記載内容に限定して解釈すべきではない。なお、全体を通して同じ要素には同じ番号を付するものとする。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態であるガス吸着装置の一例を示した図である。本実施の形態１のガス吸着装置は、単一の吸着容器１を備え、吸着容器１内には単一種類の活性炭２が充填されている。また、吸着容器１にはバルブ３および安全弁４が接続され、バルブ３にはバルブ５を介したガス導入ライン６およびバルブ７を介したガス払出しライン８が接続されている。
【００２１】
吸着容器１は圧力容器であり、内部を大気圧以上の圧力に保持できる機械的強度を有する。たとえば鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属で構成されたボンベを例示できる。活性炭の充填を容易にするため上部を開放できる本体と蓋と本体および蓋を接続するフランジとで構成されても良い。なお、本実施の形態のガス吸着装置では、吸着容器１は単一である。単一容器で構成されるため本実施の形態のガス吸着装置はその構成を簡単にすることができる。また、吸着容器１が１つであるためガスラインやバルブが簡素化され装置コストが低減でき、装置の操作が簡単になる。
【００２２】
バルブ３，５，７は大気圧以上の高圧力で操作可能な一般的な開閉弁である。ニードルバルブ、ダイアフラムバルブ等を例示できる。安全弁４は、吸着容器１の内部が耐久圧力以上に上昇しようとするとき、破壊を防止するために内部を減圧する開閉弁である。安全弁４は内部圧力に応じて開閉し、通常は閉状態である。内部圧力が閾値以上に達した場合開状態となり、容器内部のガスを逃がして内部圧力の上昇を防ぐ。ガス導入ライン６はガス供給源に接続され、導入ガスを供給する。ガス払出しライン８はガス供給先に接続され、容器内部のガスを供給先に払い出す。
【００２３】
ガス導入ライン６から導入されるガスおよびガス払出しライン８から払い出されるガスは多成分ガスである。ここでは都市ガスを例示する。都市ガスの主成分はメタンガスであり、メタンより重い分子のガスとしてエタン、プロパン、ブタン等の重質ガスを含む。その組成比は原料となる天然ガスの産地によって相違するため一概には言えないが、一例を挙げれば、メタン８８．５体積％、エタン５．４体積％、プロパン４．６体積％、ブタン１．５体積％である。その他不純物ガスを含むが、本明細書では最小サイズガスの対象となる構成ガス（成分ガス）には不純物ガスを含まない。なお、最小サイズガスは都市ガスの場合メタンである。
【００２４】
活性炭２には、初期安定化処理が施されている。初期安定化処理は、通常操作圧力より高い圧力で行われ、好ましくは通常操作圧力の１．５倍以上の圧力で実施される。ただし、初期安定化処理の処理圧力は、吸着容器１の耐久圧力を超えることは出来ず、この耐久圧力が処理圧力の上限を制限する。なお、初期安定化処理の方法は、後に説明する。
【００２５】
また、活性炭２は、その平均細孔径が、メタンに最適に設計された活性炭の平均細孔径より大きく構成される。メタンに最適に設計された活性炭の細孔径（理想細孔径）は、０．７〜０．６８ｎｍである。よって、本実施の形態の活性炭２の平均細孔径は０．７ｎｍより大きく、その１．５倍以上（つまり１．０５ｎｍ以上）であることが好ましい。希望の平均細孔径は、後に説明するように活性炭の製造段階で、たとえば賦活時間をメタンに最適は活性炭より長くすることで得られる。このような平均細孔径の活性炭２を用いることによって、初期安定化処理により吸蔵効率が大きく劣化することがないガス吸着装置を実現できる。
【００２６】
なお、活性炭２の形状は任意である。吸着容器１への充填密度は活性炭の吸着性能を阻害しない限り高いほど好ましいので、予め活性炭を焼き固めた形成活性炭とすることが望ましい。この場合、容器内部に稠密充填できる形状であることが好ましい。たとえば角型容器である場合は形成活性炭の形状は正方形または長方形に、円柱容器である場合は形成活性炭の形状は六角柱等であることが好ましい。また、タブレット状、粉末状の何れの形状であっても勿論かまわない。
【００２７】
次に、本実施の形態のガス吸着装置の操作方法の一例を簡単に説明する。まず、吸着容器１内の残留ガスを排出するため、バルブ３とバルブ５または７とを開状態にし、バルブ５または７の開放された側のライン（ガス導入ライン６またはガス払出しライン８）から容器内を減圧に排気する。次に、バルブ７を閉、バルブ３，５を開にしてガス導入ライン６から都市ガスを導入する。導入ガスの操作圧力（通常操作圧力）は、たとえば１ＭＰａ未満である。都市ガスは活性炭２に吸着され容器内容積を超えるガスが貯蔵されることになる。次に、ガスを払い出す際には、バルブ５を閉、バルブ３，８を開にして内部圧力によってガスをガス払出しライン８から供給する。このように、本ガス吸着装置の操作は極めて簡単である。これは吸着容器を単一とし、また、吸着材として単一種類の活性炭を用いるためである。本実施の形態のガス吸着装置によって、簡単にガスが貯蔵でき、また貯蔵したガスを払出して供給することが可能である。
【００２８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明したガス吸着装置の製造方法の一例を説明する。図２は、本実施の形態のガス吸着装置の製造方法の一例を示したフローチャートである。
【００２９】
まず、吸着容器１、バルブ３，４，５，７、配管等の部品を必要に応じて加工し、用意する（ステップ１０）。また、並行して活性炭２を準備する（ステップ２０）。
【００３０】
活性炭２の準備（ステップ２０）は、以下の通りである。まず、原料の準備を行う（ステップ２１）。原料としてここでは椰子殻を例示する。椰子殻は適当な大きさのものを用意すればよい。粉末状の椰子殻を用意すれば後の粉末化工程を省略することもできる。なお、原料には、椰子殻の他に、高純度セルロース、セルロース結晶、あるいはセルロースを含有する天然物（たとえば珈琲抽出後の残渣、所謂珈琲滓等）を用いてもかまわない。
【００３１】
次に原料の炭化処理を行う（ステップ２２）。炭化処理は不活性雰囲気での熱処理により行う。炭化処理の雰囲気ガス、処理温度および処理時間としては、窒素、８００℃、６時間を例示できる。
【００３２】
次に炭化した材料の賦活処理を行う（ステップ２３）。賦活処理は酸化性雰囲気での熱処理により行う。賦活処理の雰囲気ガス、処理温度および処理時間としては、二酸化炭素、９００℃、６時間を例示できる。
【００３３】
前記賦活処理により活性炭が得られる。ここではさらに粉末化（ステップ２４）を行って、粉末状活性炭を得る。なお、活性炭の形状は任意である。
【００３４】
前記した処理により活性炭２が得られると、これを吸着容器１に充填し、吸着容器１にバルブ、配管等を取り付けて組み立てを行う（ステップ３０）。組み立てられたガス吸着装置は、都市ガスの供給および排気ラインに配管接続を行い（ステップ４０）、初期安定化処理の準備が整う。
【００３５】
次に初期安定化の処理を行う（ステップ５０）。まず、吸着容器１内にガスを導入し（ステップ５１）、一定時間その状態を保持する（ステップ５２）。ここで、ガス導入は通常処理圧力（本明細書では１ＭＰａを最大として例示している）を超える圧力で導入する。たとえば１．８ＭＰａが例示できる。なお、一定時間として、ガスを導入した後に容器内部の圧力が安定するまでの時間の４倍から１００倍の時間を例示できる。通常ガス導入から圧力安定まで数分を要するので、具体的には１０分から５時間程度を例示できる。この一定時間の保持を長くするほど、後に説明する効果が大きく得られるようになる。しかし、保持時間を長くすることは初期安定化処理にかかる時間を長くすることであり好ましくない。出来るだけ短い保持時間を選択するべきである。本発明の本旨は初期安定化処理における処理圧力を高くすることによって飽和に達するまでのトータルな時間を短縮するものであり、この保持時間を極端に長くしなくとも所定の効果が得られる点において優れているといえる。
【００３６】
一定時間の保持が終了すると、吸着容器１内のガスを排出し（ステップ５３）、所定回数繰り返したかを判断する（ステップ５４）。所定回数は複数回であることを要するが任意である。ただし、通常処理圧力で初期安定化処理を行った場合に必要な８０回を行う必要はない。ここでは５回を例示する。
【００３７】
所定回数の繰り返しが終了していない場合はステップ５１に戻って同様の操作を繰り返し、終了している場合は、初期安定化の処理を終了する（ステップ５５）。初期安定化が終了すると、本実施の形態のガス吸着装置は完成され本製造方法も終了である（ステップ６０）。これでガス吸着装置が出荷できるようになる。
【００３８】
本実施の形態の製造方法により製造したガス吸着装置は、吸蔵効率の低下が実用的に問題とならない程度に減少しているものであり、また、導入ガスに対する払出しガスの組成比の変化も実用上問題ないレベルで安定している。また、前記の通り、従来８０回程度繰り返していた初期安定化の処理は５回程度に短縮される。このため、ガス吸着装置の製造にかかる時間を大幅に短縮することが可能である。しかも、本実施の形態のガス吸着装置は単一の吸着容器１と単一種類の活性炭２で構成されるので製造コストも低く、かつ、構造及び操作が簡素化されたものである。
【００３９】
図３は、初期安定化処理における処理圧力を変化させたときの容積貯蔵効率の変化を繰り返し操作回数の関数として示したグラフである。指標７１は処理圧力を４．２ＭＰａとした場合、指標７２は処理圧力を２．５ＭＰａとした場合、指標７３は処理圧力を１．８ＭＰａとした場合を示す。指標７４は処理圧力を通常操作圧力の最大である１ＭＰａとした場合であり、比較のために示した。また、処理圧力を前記の通りとして処理したのは５回までであり、６回目以降は通常操作圧力での結果を示している。すなわち、指標７１〜７３は前記の処理圧力で５回の初期安定化処理を行い、指標７４は初期安定化処理を行っていない場合に相当する。６回目以降は通常使用状態に相当する。
【００４０】
図３から分かるように、初期安定化処理の処理圧力が高いほど、６回目の貯蔵効率は低下するものの、その後の効率低下は小さくなる。つまり、処理圧力が高いほど安定化されており、飽和状態が完全に近いことを示す。一方、指標７４で示す従来の場合、この図で示した程度の繰り返し回数では未だ安定せず、安定化が未完了であることが分かる。
【００４１】
なお、本実施の形態の初期安定化処理を行わない場合の吸着効率の低下を図４に示す。６０回程度の繰り返し回数でようやく安定化し始め、実際には８０回程度の操作で安定化が実現される。また、図５は、図４の場合の、払出しガスのメタン、エタン、プロパン、ブタンの各成分の組成比の変化を繰り返し操作回数の関数として示したグラフである。ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、Ｃ４Ｈ１０の指標を付した各プロットが組成比である。また、図には同時に導入ガスの組成比を破線で示している。８１の指標を付した破線は導入ガス中のメタン組成比、８２の指標を付した破線は導入ガス中のエタン組成比、８３の指標を付した破線は導入ガス中のプロパン組成比、８４の指標を付した破線は導入ガス中のブタン組成比である。図５から分かるように、初期安定化を行わない場合の繰り返し操作の初期では払出しガス中のメタン組成が大きく、重質ガスの残留が確認される。しかし、繰り返し操作回数が大きくなるに従い、払出しガス中の各成分は導入ガス中の各成分に近づき、導入ガスと払出しガスとの組成変化が少なくなっていることが確認できる。本実施の形態の方法を適用したガス吸着装置では、５回程度の繰り返し操作で、図５に示した６０回程度処理した場合の組成比を得ることができることになる。
【００４２】
以上本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。
【００４３】
たとえば、前記実施の形態では、吸着装置にバルブ３を備え、ガス導入およびガス払出しのラインから遮断できる例を説明したが、バルブ３は特になくてもかまわない。また、安全弁４は備えることが好ましいが、本発明に必須ではない。
【００４４】
前記実施の形態では、活性炭２の平均細孔径の制御方法について言及しなかったが、以下のようにして平均細孔径を制御することが可能である。たとえば、例示したような通常の賦活処理に加えて、たとえば水蒸気雰囲気９００℃、３時間の処理のような付加的な賦活処理を行って平均細孔径を大きくすることができる。また、賦活時間を変えて平均細孔径を制御できる。さらに炭化処理における処理温度（雰囲気温度）、処理時間（炭化時間）、賦活処理における処理温度（雰囲気温度）、あるいはこれら相互の組み合わせによって平均細孔径を制御してもかまわない。
【００４５】
また、前記実施の形態では、吸着材として活性炭を例示したが、ゼオライト、有機錯体、シリカゲル、その他の多孔質体を吸着材に適用してもかまわない。また、実施の形態では都市ガスを例示したが天然ガスでも良いことは勿論である。また、水素、二酸化炭素、その他任意のガスの混合ガス（多成分ガス）に本吸着装置を適用することが可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本願で開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果は、以下の通りである。すなわち、簡便な装置構成で多成分ガスを、吸蔵効率の低下が実用レベルにおいて無く、かつ、導入ガスと払出しガスとの組成変化が実用レベルにおいて無いガス吸着装置の初期安定化処理を短時間で行える技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるガス吸着装置の一例を示した図である。
【図２】本実施の形態のガス吸着装置の製造方法の一例を示したフローチャートである。
【図３】初期安定化処理における処理圧力を変化させたときの容積貯蔵効率の変化を繰り返し操作回数の関数として示したグラフである。
【図４】初期安定化処理を行わない場合の吸着効率の低下を示したグラフである。
【図５】初期安定化処理を行わない場合の払出しガスのメタン、エタン、プロパン、ブタンの各成分の組成比の変化を繰り返し操作回数の関数として示したグラフである。
【符号の説明】
１…ガス吸着容器、２…活性炭、３…バルブ、４…安全弁、５…バルブ、６…ガス導入ライン、７…バルブ、８…ガス払出しライン。
【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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