(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸リチウムと二酸化ケイ素とを混合した第１の混合物にバインダを加えた第２の混合物を基板上に塗布する第１の塗布工程と、
前記第１の塗布工程の後に前記第２の混合物を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程の後に前記第２の混合物上に、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノールから選ばれる少なくとも一種のアルコールに、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選ばれる少なくとも一種のアルカリ炭酸塩を分散したものを塗布する第２の塗布工程と、
前記第２の塗布工程の後に前記第２の混合物を熱処理する工程と
を具備することを特徴とする炭酸ガス吸収材の製造方法。
【請求項２】
炭酸リチウムと二酸化ケイ素とを混合した第１の混合物にバインダを加えた第２の混合物を造粒して顆粒を得る工程と、
前記顆粒を乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程の後に前記顆粒に、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノールから選ばれる少なくとも一種のアルコールに、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選ばれる少なくとも一種のアルカリ炭酸塩を分散したものを噴霧する噴霧工程と、
前記噴霧工程の後に前記顆粒を熱処理する工程と
を具備することを特徴とする炭酸ガス吸収材の製造方法。
【請求項３】
前記炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選ばれる少なくとも一種のアルカリ炭酸塩の粒径を０．５μｍ以上２０μｍ以下として分散させることを特徴とする請求項１または２記載の炭酸ガス吸収材の製造方法。
【請求項４】
前記メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノールから選ばれる少なくとも一種のアルコール中に分散させる前記炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選ばれる少なくとも一種のアルカリ炭酸塩の濃度を５重量％以上６０重量％以下とすることを特徴とする請求項１または２記載の炭酸ガス吸収材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭酸ガス吸収材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発動機等の炭化水素を主成分とする燃料を燃焼させる燃焼装置から排出される炭酸ガスは、回収に適した場所である排気ガス放出部においてその温度が約３００℃以上の高温であることが多い。
【０００３】
一方、従来から知られる炭酸ガスの分離方法としては、酢酸セルロースを用いる方法、アルカノールアミン系溶媒による化学吸収法等が挙げられる。しかしながら、前述した分離方法はいずれも導入ガス温度を約２００℃以下に抑える必要がある。したがって、燃焼装置から排出される炭酸ガス等の、高温度でのリサイクルを要する排気ガスに対しては一旦、熱交換器等により約２００℃以下に排気ガスを冷却する必要があり、結果的に炭酸ガス分離のためのエネルギー消費量が多くなるという問題があった。
【０００４】
このような炭酸ガス分離方法に対して、特開平９−９９２１４号公報にはリチウムジルコネートを含む炭酸ガス吸収材が、また特開２０００−２６２８９０号公報、特開２００１−１７０４８０号公報にはリチウムシリケートを含む炭酸ガス吸収材が開示されている。これらリチウムジルコネートやリチウムシリケートは、室温から約５００℃を超える温度領域までの炭酸ガスの吸収が可能であり、また約６００℃以上に温度を上げると炭酸ガスを放出する。さらに、これらの文献には、リチウムジルコネートやリチウムシリケートに、炭酸リチウム、炭酸カリウム及び炭酸ナトリウムから選ばれる少なくとも一種のアルカリ炭酸塩を添加することで、炭酸ガス吸収特性が向上し、低濃度の炭酸ガスでも効率良く吸収できることが記載されている。
【０００５】
アルカリ炭酸塩を添加したリチウムジルコネート、リチウムシリケートの製造方法としては、特開２００１−１７０４８０号公報に、リチウムシリケートを作成した後にアルカリ炭酸塩を添加する方法が示されている。
【０００６】
しかしながら、この方法は粉末のリチウムシリケートを作成する方法であり、リチウムシリケートを作成した後にアルカリ炭酸塩を添加して、膜状や顆粒状の炭酸ガス吸収材を作成する際には、バインダを添加する必要があり、次のような問題があった。つまり、リチウムシリケートにバインダ等を加える際に、アルカリ炭酸塩を添加すると、アルカリ炭酸塩が大気中の水分と反応して水酸化物となり、それが原因となって現在多く用いられている有機系バインダと縮重合が起こるために、粘度が高くなる。粘度が高くなると均一になるよう混合することが困難となるため、アルカリ炭酸塩を添加しても粘度が高くならないようなバインダを選択することが必要となり、材料が限られて好ましくない。そして、バインダとして好ましい材料を用いられないとなると、炭酸ガス吸収材の特性が劣化する可能性もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来は、粉末以外の形状のリチウムシリケートを含有する炭酸ガス吸収材にアルカリ炭酸塩を添加する方法はなかった。
【０００８】
本発明は、膜状や顆粒状の炭酸ガス吸収材を形成する際にも、バインダの材料を限定せず、良好な炭酸ガス吸収特性を得られる炭酸ガス吸収材の製造方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、炭酸リチウムと二酸化ケイ素とを混合した第１の混合物にバインダを加えた第２の混合物を基板上に塗布する第１の塗布工程と、第１の塗布工程の後に第２の混合物を乾燥する乾燥工程と、乾燥工程の後に第２の混合物上に、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノールから選ばれる少なくとも一種のアルコールに、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選ばれる少なくとも一種のアルカリ炭酸塩を分散したものを塗布する第２の塗布工程と、第２の塗布工程の後に第２の混合物を熱処理する工程とを具備することを特徴とする炭酸ガス吸収材の製造方法を提供する。
【００１０】
また本発明は、炭酸リチウムと二酸化ケイ素とを混合した第１の混合物にバインダを加えた第２の混合物を造粒して顆粒を得る工程と、顆粒を乾燥する乾燥工程と、乾燥工程の後に顆粒に、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノールから選ばれる少なくとも一種のアルコールに、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選ばれる少なくとも一種のアルカリ炭酸塩を分散したものを噴霧する噴霧工程と、噴霧工程の後に顆粒を熱処理する工程とを具備することを特徴とする炭酸ガス吸収材の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明においては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選ばれる少なくとも一種のアルカリ炭酸塩の粒径を０．５μｍ以上２０μｍ以下として分散させても良い。
【００１２】
また本発明においては、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノールから選ばれる少なくとも一種のアルコール中に分散させる炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選ばれる少なくとも一種のアルカリ炭酸塩の濃度を５重量％以上６０重量％以下としても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
リチウムシリケートを含む炭酸ガス吸収材を、粉末以外の形状、例えば膜状とする、もしくは顆粒状とする場合の製造方法は、以下のようになる。
【００１４】
まず、炭酸リチウムと二酸化ケイ素等を混合する。次に、この混合物にバインダ等を加えて、基板等に塗布して膜状とする、もしくは造粒して顆粒状とする。そしてこの膜、もしくは顆粒を乾燥させて熱処理を行う。
【００１５】
これらの工程の中で、アルカリ炭酸塩を入れるタイミングとして、様々な検討を行った結果、本発明においては、膜、もしくは顆粒を乾燥させた後に、メタノール（メチルアルコール）、エタノール（エチルアルコール）、プロパノール（プロピルアルコール）及びブタノール（ブチルアルコール）から選ばれる少なくとも一種のアルコールに、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選ばれる少なくとも一種のアルカリ炭酸塩を分散させたものを塗布、もしくは噴霧して、その後に熱処理を行うことが最適であることを見出した。このようにアルコール中にアルカリ炭酸塩を分散させることにより、アルカリ炭酸塩を均一に分散することが出来る。アルカリ炭酸塩は炭酸ガスの吸収により炭酸ガス吸収材表面に形成される固体の炭酸リチウムを液相化し、炭酸ガス吸収材表面への炭酸ガスの拡散速度を大きくして炭酸ガス吸収特性を高める特性を有することから、このアルカリ炭酸塩を均一に分散できることにより、炭酸ガス吸収特性が向上する。
【００１６】
さらに、本発明においては、バインダとの混合工程ではアルカリ炭酸塩を添加しないことから、粘度の上昇などの問題がなく、バインダの材料の限定がなくなる。従って、有機バインダを用いることが出来ることから、有機バインダの材料、含有量を適宜選択することにより、膜、もしくは顆粒を熱処理してリチウムシリケートを生成する際に炭酸ガスが発生してバインダ材料が抜け、多孔質な膜もしくは顆粒を容易に得ることが出来る。膜もしくは顆粒の炭酸ガス吸収材が多孔質となることにより、炭酸ガスとの接触面積が増えて炭酸ガス吸収特性が向上する。
【００１７】
従来から示されているように、炭酸リチウムと二酸化ケイ素等を湿式混合する際にアルカリ炭酸塩を添加すると、乾燥時にアルカリ炭酸塩が揮発し、リチウムシリケートとアルカリ炭酸塩との組成比が所望の組成比からずれてしまうおそれがある。
【００１８】
また、炭酸リチウムと二酸化ケイ素との混合物にバインダ等を加える際に、アルカリ炭酸塩を添加すると、アルカリ炭酸塩が大気中の水分と反応して水酸化物となり、それが原因で現在用いている有機系バインダの縮重合が起こるため、粘度が高くなる。そして、バインダを選択することが必要となり、材料が限られて好ましくない。
【００１９】
そこで、本発明では、膜状、もしくは顆粒状とした炭酸リチウムと二酸化ケイ素との混合物を作成し、乾燥させた後に、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノールから選ばれる少なくとも一種のアルコールに炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選ばれる少なくとも一種のアルカリ炭酸塩を分散させたものを塗布、もしくは噴霧して、その後に熱処理を行うものである。
【００２０】
これらのアルカリ炭酸塩はこれらのアルコールにほとんど溶解しない。アルカリ炭酸塩が溶媒中に溶解すると、添加量を制御することが困難となる。さらに、溶解したアルカリ炭酸塩が熱処理時に析出して粒成長すると、炭酸ガス吸収材中にはアルカリ炭酸塩の大きな結晶粒が出来て、アルカリ炭酸塩の存在する間隔が大きくなるために好ましくない。アルコール中ではアルカリ炭酸塩が溶解しないことから均一に分散することができ、これは既に作成された炭酸リチウムと二酸化ケイ素との混合物に均一に塗布、噴霧してそのままの粒径を保つことができるため、好ましい。アルコールに分散させるアルカリ炭酸塩の粒径は、０．５〜２０μｍ程度であることが好ましい。これは、約０．５μｍよりも小さい場合には分散させた際に凝集が起こりやすく良好なスラリーが得られ難いためである。また、約２０μｍを超えるとアルカリ炭酸塩同士の距離が大きくなり、分散が不均一となる可能性があるためである。より好ましくは、１〜１０μｍ程度である。また、アルコール中に分散させるアルカリ炭酸塩の濃度は５〜６０重量％程度であることが好ましい。これは、約５重量％よりも小さい場合には、希望の量のアルカリ炭酸塩を添加するために、何度も塗布、噴霧の工程を繰り返す必要性があるためである。また、約６０重量％を超えると、このアルカリ炭酸塩を分散したアルコールのスラリーの粘度が高くなり、均一に、塗布、噴霧の工程を行うのが困難になるためである。より好ましくは、３０〜５０重量％程度である。
【００２１】
また、アルカリ炭酸塩を分散させるアルコールは、揮発性が高い為、塗布、噴霧した後の熱処理工程ですぐに揮発してしまい、熱処理時に他の材料と反応して悪影響を与えるおそれが少ないという効果もある。
【００２２】
さらに、アルカリ炭酸塩は水を吸収しやすいため、炭酸ガス吸収材の製造方法の各工程で大気中にさらさないような工夫や、大気中に放置しないような保管が必要となる。しかしながら、本発明の炭酸ガス吸収材の製造方法では、アルカリ炭酸塩を含んだ状態での工程が少ないことから、これらの問題が起き難いという効果もある。
【００２３】
本発明においては、アルカリ炭酸塩として、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムから選ばれるアルカリの炭酸塩を添加することが出来る。また、本発明の方法により、これらのアルカリ炭酸塩が０．５〜３０ｍｏｌ％程度添加されることが好ましい。アルカリ炭酸塩の添加量が約０．５ｍｏｌ％未満である場合には、アルカリ炭酸塩を添加して炭酸ガス吸収特性を高める効果を得ることが難しい。また、アルカリ炭酸塩の添加量が約３０ｍｏｌ％を超えると、アルカリ炭酸塩の添加による炭酸ガス吸収特性を向上させる効果が飽和するのみならず、炭酸ガス吸収材中のリチウムシリケートの含有率が減少する為に、炭酸ガスの吸収量や吸収速度が低下する可能性がある。
【００２４】
また本発明においては、これらのアルカリ炭酸塩を、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノールから選ばれる少なくとも一種のアルコールに分散させることが出来る。これらのアルコールの中でも、エタノールは、アルカリ炭酸塩の分散性がよく、安全性も高いことから好ましいといえる。
【００２５】
また、本発明の製造方法により得られる炭酸ガス吸収材は、室温から７００℃程度以下の高温においても使用することが可能である。
【００２６】
本発明の炭酸ガス吸収材のリチウムシリケートとしては、単位重量あたりの炭酸ガス吸収量が大きく、吸収温度域が約５００℃と高温であることからリチウムオルトシリケート（Ｌｉ4ＳｉＯ4）を用いることが好ましい。リチウムオルトシリケートの炭酸ガス吸収反応を式（１）に、放出反応を式（２）に示す。
Ｌｉ4ＳｉＯ4  ＋  ＣＯ2  →  ＳｉＯ2  ＋  ２Ｌｉ2ＣＯ3  （１）
ＳｉＯ2  ＋  ２Ｌｉ2ＣＯ3  →  Ｌｉ4ＳｉＯ4  ＋  ＣＯ2  （２）
リチウムシリケートは、室温から約７００℃の吸収温度域で式（１）の反応により炭酸ガスを吸収し、吸収温度域を越える温度域で式（２）の反応により炭酸ガスを放出する。なお、炭酸ガスの吸収温度域は、反応雰囲気下における炭酸ガス濃度によって変化し、炭酸ガス濃度が高くなるに従って、吸収温度域の上限温度は高くなる。
【００２７】
膜状の炭酸ガス吸収材は、例えば次のような方法により作成される。
【００２８】
まず、炭酸リチウムと二酸化ケイ素を所定量秤量し、乳鉢で混合して第１の混合物とする。その後、バインダ及びポリカルボンサン塩を水に溶解して水溶液として添加しスラリー（第２の混合物）を得る。ポリカルボンサン塩は、スラリーの分散性の向上だけでなく、スラリーに適度なチクソトロピー性を持たせて、基板に塗布する際に、塗布した膜厚を均一にする働きをし、さらに、ポアー、クラックの生成を抑制する効果がある。使用できるポリカルボンサン塩としてはナトリウム塩、アンモニウム塩等をあげることができる。ポリカルボンサン塩の添加量は、炭酸リチウムと二酸化ケイ素からなる混合粉末100重量部に対して２〜10重量部とすることが好ましく、より好ましくは4〜10重量部程度とする。さらに、バインダーとしては、ポリビニルアルコール、ワックスエマルジョン、カルボキシルメチルセルロース等を用いることができ、これにより塗布時のスラリーと基板との密着性を良好にすることができる。バインダーの配合量は、原料粉末100重量部に対して1〜30重量部とすることが好ましい。
【００２９】
このようにして得られたスラリーを、アルミナ、ムライト等からなる基板上に膜厚が約５μｍ〜１ｃｍとなるように塗布し、乾燥した後、エタノール等のアルコールに分散したアルカリ炭酸塩を塗布する。スラリーの塗布方法としては、スプレー、スクリーン印刷、ディッピング等の方法が採用できる。その後、300〜800℃で熱処理することにより、本発明の膜状の炭酸ガス吸収材を形成することができる。この膜状の炭酸ガス吸収材は、膜の気孔率が約３０％以上で約６０％以下であることが好ましい。気孔率が約３０％未満となると、炭酸ガスが膜の内部に侵入しにくくなり炭酸ガス吸収特性が劣化する。また、気孔率が約６０％より大きいと、膜の機械的強度が低下すると共に、吸収できる炭酸ガスの量が減少する。
【００３０】
また、顆粒状の炭酸ガス吸収材は、例えば次のような方法により作成される。
【００３１】
まず、炭酸リチウムと二酸化ケイ素を所定量秤量し、乳鉢で混合して第１の混合物とする。作製するリチウムシリケートをリチウムオルトシリケートとする際には、炭酸リチウムと二酸化ケイ素の混合比（Ｌｉ2ＣＯ3：ＳｉＯ2）をモル比で２：１とすればよい。第１の混合物に、バインダを水に溶解して水溶液として添加し、第２の混合物を得る。バインダには、無機質、有機質のどちらの材料も用いることが出来る。例えば無機質の材料としては、粘度、鉱物などがあげられ、有機質の材料としては、澱粉、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、パラフィンなどがあげられる。バインダの添加量は、第１の混合物に対して約０．１〜２０ｗｔ％とすることが好ましい。第２の混合物を得た後、造粒を行う。造粒の方法としては、スプレードライ式、転動法、圧力スイング式などの造粒機を用いて行うことが出来る。造粒に必要な時間は、用いる造粒機によって異なるが、顆粒の粒径が、約１００〜２０００μｍとなるまで行うのが好ましい。粒径が約１００μｍ以下となると、顆粒を充填した装置中に炭酸ガスを流した際に目詰まりする可能性がある。また、粒径が約２０００μｍより大きくなると炭酸ガスの接触面積が減少する。造粒の際に、乾燥を同時に行っても良い。乾燥の温度は、水が揮発する程度である１００℃以下が好ましい。乾燥させた後にアルカリ炭酸塩を分散させたエタノール等を噴霧する。この際、顆粒を攪拌させながら上部よりアルカリ炭酸塩を分散させたエタノール等を噴霧する方法、傾斜させた板上を顆粒が流動するようにしながら上部より噴霧する方法、顆粒が充填された容器下部からガスを導入し流動層としこれに噴霧する方法等がある。その後、電気炉にて約６００〜１２００℃となるよう焼成（熱処理）し、本発明の顆粒状の炭酸ガス吸収材を得る。
【００３２】
このように、本発明では、膜状、もしくは顆粒状の使用しやすい形状での炭酸ガス吸収材を作成することが可能である。
【００３３】
ここで、図１に本発明に係る炭酸ガス吸収材を搭載した燃焼装置の一例を示す。
【００３４】
燃焼室１には、燃焼室１に炭化水素系の燃料を供給する燃料供給路２および、燃焼室１で生じた燃焼ガスを排出する排出路３と、燃料供給路２から導入されたガソリンなどの炭化水素系燃料を燃焼させるための点火手段７と、燃焼室１内の内圧に応じて駆動するピストン４が設けられている。燃料供給路２および燃焼ガス排出路３には、燃料を供給するタイミング、燃焼ガスを排出するタイミングが制御された弁５が配置されており、燃料供給、燃料の燃焼、燃焼ガスの排出の工程を繰返すことで、燃焼室１内の内圧を変化させて、ピストン４を矢印方向に駆動する。
【００３５】
図１においては、本発明に係る膜状の炭酸ガス吸収材を管の内側に配置した、もしくは顆粒状の炭酸ガス吸収材を通気性容器に詰めた炭酸ガス吸収体６を燃焼ガス排出路３内に配置しており、この炭酸ガス吸収体６により、燃焼ガス中の炭酸ガスを吸収、トラップすることで、放出される燃焼ガス中の炭酸ガス濃度を低減することができる。
【００３６】
【実施例】
以下本発明の実施例を詳細に説明する。
（実施例１）
平均粒径が約１μｍである炭酸リチウム粉末と、平均粒径が約０．８μｍであるニ酸化珪素粉末とを、モル比で約２：１となるように秤量し、メノウ乳鉢にて約１０分間乾式混合する。得られた混合粉末に水に溶解させたポリビニルアルコールを５重量％添加し混練後アルミナ基板上に厚さが５００ミクロンとなるようにアプリケータを用いて塗布した。８０℃で乾燥を行った後、エタノール中に平均粒径が３ミクロンの炭酸カリウムを３０重量％分散させてスラリーとし、このスラリー中に基板ごとディッピングし、箱型電気炉にて大気中、温度を約１０００℃として約８時間処理し、リチウムオルトシリケート膜の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例２）
平均粒径が約１μｍである炭酸リチウム粉末と、平均粒径が約０．８μｍであるニ酸化珪素粉末とを、モル比で約２：１となるように秤量し、メノウ乳鉢にて約１０分間乾式混合する。得られた混合粉末に水に溶解させたポリビニルアルコールを５重量％添加し顆粒径が５００ミクロンとなるように転動法により顆粒を作製した。８０℃で乾燥を行った後、エタノール中に平均粒径が３ミクロンの炭酸カリウムを３０重量％分散させてスラリーとし、このスラリーを顆粒に噴霧し、箱型電気炉にて大気中、温度を約１０００℃として約８時間処理することで、リチウムオルトシリケート顆粒の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例３）
添加する炭酸カリウムの粒径が０．５ミクロンである以外は実施例１と同様の方法でリチウムオルトシリケート膜の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例４）
添加する炭酸カリウムの粒径が２０ミクロンである以外は実施例１と同様の方法でリチウムオルトシリケート膜の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例５）
添加する炭酸カリウムのスラリー濃度が１０重量％である以外は実施例１と同様の方法でリチウムオルトシリケート膜の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例６）
添加する炭酸カリウムのスラリー濃度が６０重量％である以外は実施例１と同様の方法でリチウムオルトシリケート膜の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例７）
添加する炭酸カリウムの粒径が０．５ミクロンである以外は実施例２と同様の方法でリチウムオルトシリケート顆粒の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例８）
添加する炭酸カリウムの粒径が２０ミクロンである以外は実施例２と同様の方法でリチウムオルトシリケート顆粒の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例９）
添加する炭酸カリウムのスラリー濃度が１０重量％である以外は実施例２と同様の方法でリチウムオルトシリケート顆粒の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例１０）
添加する炭酸カリウムのスラリー濃度が６０重量％である以外は実施例２と同様の方法でリチウムオルトシリケート顆粒の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例１１）
添加する炭酸カリウムの粒径が０．１ミクロンである以外は実施例１と同様の方法でリチウムオルトシリケート膜の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例１２）
添加する炭酸カリウムの粒径が３０ミクロンである以外は実施例１と同様の方法でリチウムオルトシリケート膜の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例１３）
添加する炭酸カリウムのスラリー濃度が５重量％である以外は実施例１と同様の方法でリチウムオルトシリケート膜の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例１４）
添加する炭酸カリウムのスラリー濃度が７０重量％である以外は実施例１と同様の方法でリチウムオルトシリケート膜の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例１５）
添加する炭酸カリウムの粒径が０．１ミクロンである以外は実施例２と同様の方法でリチウムオルトシリケート顆粒の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例１６）
添加する炭酸カリウムの粒径が３０ミクロンである以外は実施例２と同様の方法でリチウムオルトシリケート顆粒の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例１７）
添加する炭酸カリウムのスラリー濃度が５重量％である以外は実施例２と同様の方法でリチウムオルトシリケート顆粒の炭酸ガス吸収材を得た。
（実施例１８）
添加する炭酸カリウムのスラリー濃度が７０重量％である以外は実施例２と同様の方法でリチウムオルトシリケート顆粒の炭酸ガス吸収材を得た。
（比較例１）
添加する炭酸カリウムを水に分散させた以外は実施例１と同様の方法でリチウムオルトシリケート膜の炭酸ガス吸収材を得た。
（比較例２）
添加する炭酸カリウムを水に分散させた以外は実施例２と同様の方法でリチウムオルトシリケート顆粒の炭酸ガス吸収材を得た。
【００３７】
得られた実施例１〜１８、比較例１、２の炭酸ガス吸収材を箱型電気炉に入れて、炭酸ガス20体積%および窒素ガス80体積%からなる混合ガスを流通させながら500℃に1h保持して炭酸ガスを吸収させた。そして保持前後の重量変化を測定することで、炭酸ガス吸収特性を評価した。なお、重量増加が大きいほど、炭酸ガス吸収特性が高いといえる。これらの結果を表１に示す。
【００３８】
なお、供給するガスを窒素ガスのみとして、同様な実験を行ったところ、炭酸ガス吸収材の重量の増減が見られないことを確認した。
【００３９】
【表１】
0003751571.tif 000002
【００４０】
表１より明らかなように、実施例１〜１８では、炭酸ガス吸収後の重量増加が大きいことから炭酸ガスを十分吸収し、良好な炭酸ガス吸収特性を得ることが出来たといえる。特に、実施例１〜１０、１３、１７では、添加する炭酸カリウムの粒径が０．５〜２０ミクロン、スラリー中の濃度が５〜６０重量％であるために、特に良好な炭酸ガス吸収膜あるいは顆粒が得られるといえる。さらに、実施例１、２では、添加する炭酸カリウムの粒径が１〜１０ミクロン、スラリー中の濃度が３０〜５０重量％であるために、最も好ましい特性を得ることが出来た。
【００４１】
これに対して、比較例１、２では、炭酸ガス吸収後の重量増加が、実施例１〜１８よりも小さい。これは、アルカリ炭酸塩が水に溶解することから、溶解したアルカリ炭酸塩が熱処理時に析出し、粒成長する為に、アルカリ炭酸塩が不均一に存在し、均一に炭酸ガス吸収特性を向上することが出来ないためであると思われる。
【００４２】
なお、アルカリ炭酸塩として炭酸リチウム、炭酸ナトリウムを用いた場合や、アルカリ炭酸塩を分散させるアルコールとして、メタノール、ブタノール、プロパノールを用いた場合にも同様の効果があることを確認した。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、バインダの材料を限定せず、良好な炭酸ガス吸収特性の得られる炭酸ガス吸収材の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る炭酸ガス吸収材を用いた燃焼装置の概略図である。
【符号の説明】
１…燃焼室
２…燃料供給炉
３…燃焼ガス排出路
４…ピストン
５…弁
６…炭酸ガス吸収体
７…点火手段
【図１】
0003751571.tif 000003