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吸着材の直接熱伝導加熱により低温度再生を可能とする革新的CO2資源化TSAの開発

开发创新型二氧化碳资源回收 TSA，通过吸附材料的直接热传导加热实现低温再生

基本信息

批准号：
21H03631
负责人：
児玉昭雄
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03631/
关键词：
吸着二酸化炭素廃熱利用水蒸気

项目摘要

吸着材の熱伝導加熱を可能とする内部熱交換型TSA操作を確立し，従来型のTSA操作では困難であった低温度再生による強吸着質CO2の濃縮回収の実現を目指す。そのため，１．内部熱交換型吸着塔内で生じる熱と物質の同時移動現象の可視化およびCO2と共存水蒸気の競合吸着現象の解明，２．吸着材充填層の伝熱性向上と最適な吸着材特性の検討を通じた内部熱交換型吸着塔の最適化，３．プロセス設計・操作指針の基盤構築に取り組んでいる。CO2と共存水蒸気の競合吸着現象の解明について，ゼオライトは水蒸気を強吸着し80℃程度の加熱では脱着することができず，温度スイング吸着操作が成立しない。よって，疎水性吸着材である分子ふるい炭素CMSを検討対象とした。吸着破過‐脱着実験において，分子ふるい炭素CMSは水蒸気吸着（脱着）量の増加によってCO2脱着速度が低下するが，水蒸気よりもCO2脱着の優先度が高く，CO2吸脱着量は原料ガスの湿度に依存しないことがわかった。この点で，CMSはゼオライトに代わるCO2吸着材になり得る。吸着材充填層の伝熱性向上に関して，CaA型ゼオライトの塗布を引き続き検討した。吸着材層厚みを変化することに加えてフィンピッチや熱交換器サイズを違えて吸着材表面積の影響についても検討した。吸着材は迅速に冷却・加熱されて吸脱着速度が大きくなり，短いサイクル時間で最大性能を示すことを確認した。一方で，吸着材搭載量が少ないために長時間のサイクル運転では性能低下が生じる。吸着材塗布厚みを増すこと，熱交換器容積を大きくすること，もしくはフィンピッチを狭めて吸着材塗布量を増加させることでCO2濃度，回収率ともに高い値となることを実験で示し，吸着材表面積が重要な要素の一つであることを見出した。一方で，吸着材塗布に代わる熱交換器への吸着材担持と熱交換器自体の熱容量の低減施策についても検討を開始した。

The absorbent material may have a positive effect on the internal cross-type TSA operation, and the incoming TSA operation does not require low-temperature regeneration. It is forced to absorb the CO2 operation. In the internal suction tower, 1. The equipment in the internal suction tower can be moved at the same time, and the water vapor absorption device coexists in the water vapor absorption tower. 2. The absorption material filling has the most excellent absorption properties, and the internal absorption tower is the most efficient. 3. The design operation of the equipment design means that the basic equipment can be used to obtain the system temperature. CO2 coexists with water vapor and absorbs water vapor to explain the temperature of 80 ℃, temperature temperature, temperature and temperature. Water-based sorbent, molecule, carbon CMS, carbon, water-based sorbent, carbon, molecule, molecule Absorption and desorption, molecular carbon CMS, water vapor absorption (desorption), water vapor absorption, CO2 desorption, water vapor desorption, CO2 desorption, CO2 desorption, raw material, humidity, humidity, temperature, temperature and temperature. Make sure that the CMS absorbent material is better than the CO2 absorbent material. The absorbent material is filled with the material, and the CAA type is filled with the cloth. The thickness of the absorber, the thickness of the absorbent, the thickness of the absorber, the thickness of the absorbent, the thickness of the absorbent, the thickness of the absorber, the surface of the absorber. The suction material is rapidly cooled and desorbed at a high speed, and the maximum performance is confirmed in a short period of time. On the one hand, the amount of absorbent material is too small, the temperature is low, and the performance is low for a long time. The thickness of the absorber, the thickness of the absorber, the volume of the absorber, the thickness of the absorber, the volume of the absorbent, the volume of the absorbent, the thickness of the absorbent, the thickness of the absorber, the thickness On the one hand, the suction material is used on behalf of the suction machine to support the self-absorption capacity of the self-absorption device.