CO2の効率的な回収の本質は、アミンとCO2の結合体をそのままの形で通す膜の開発にあった

昨日紹介したCO2選択透過膜に関する情報です。原理は、CO2とキャリアが結合し、この結合体が膜を透過し、次いで、膜透過後のCO2とキャリアの結合体よりCO2を回収するというものです。普通にある例では、膜中に閉じ込められたキャリアにCO2がひっつぃたり離れたりしながら、膜の片方から反対側へと運ばれるというものですから、今回示されたキャリアとCO2がひっついたままの形で膜をとおりぬける松本秀人教授の研究は、新概念に基づくものといってもよいでしょう。

ここに示されている情報からだけでは、キャリアがどんなものか、どんな膜を用いるのかは、昨日の記事から読みだすことができません。そこでさらに調査を続けると

     種々のPVDF中空糸膜を用いたメンブレン・コンタクター法によるCO2ガス吸収

という記述を見出すことができ、さらに下に赤字で示したメンブレン(膜)とキャリアとしてのアミンを見出すことができました。アミンとは窒素を含む化合物でCO2とひっつきやすい性質を持っています。



引用

昨日のブログ

CO2選択透過膜によりCO2の回収コストを大幅に低減!!! 住友商事
http://highsociety.at.webry.info/200912/article_15.html



関連情報

キャリヤー輸送膜とガス吸収法のハイブリッド化による高効率ガス分離法の開発
神戸大学 工学研究科 応用化学専攻  松山秀人

http://www.kansai.meti.go.jp/2giki/kansai-seeds/seedsfils/seedsfiles2006/kobe/kobe300matsuyama.pdf

画像




膜とキャリアに関する情報

http://www.jccp.or.jp/technical/pdf/receiving_06.pdf

3.4.2 実施研修機関
神戸大学工学部応用科学科 松山秀人教授
3.4.3 日程平成18 年年7月12 日~8 月22 日
3.4.4 研修テーマ

Membrane Preparation, and Establishment of Simulation Program for CO2 Removal from Contaminated Gas
Stream by gas-liquid Membrane Contactors
(メンブレンの作製とガス-液メンブレンコンタクターによるガス中の炭酸ガス除去のシミュレーションの構築

3.4.5 研修概要ガスー液メンブレンコンタクターに用いる多孔膜の作製を行った。非溶媒誘起相分離(NIPS 法)と熱誘起相分離法(TIPS法)の2 種類の方法を用い、PESC(ポリエーテルスルホン)およびPVDF(ポリフッ化ビニリデン)の作製を検討した。NIPS法では高分子溶液を二重管の口金より押し出し、水浴に浸漬することにより相分離を誘起して、多孔性の中空糸膜を作製した。膜構造と膜性能(透水性、阻止率、強度等)に及ぼす膜作製条件(高分子濃度、高分子押し出し速度、中空糸膜巻き取り速度等)を詳細に検討した。

またTIPS 法では主にPVDF中空糸膜について、種々の条件下において膜作製を行った。TIPS 法は高温で均一な高分子溶液を調整し、その後冷却することにより相分離を誘起して孔形成をおこなう手法である。

このような多孔膜の作製は、研修者であるDr. Al-Marzouqi 氏にとって初めてのことであり、今後の研究の展開に大いに役立つ知見であることもあって、非常に興味を持って種々の膜作製を精力的に行っていた。

さらに、このような中空糸膜作製に加えて、中空糸膜を組み込んだ膜モジュールを用いたメンブレンリアクターの性能についてのシミュレーションを行った。溶液は吸収剤であるアミン溶液であり、ガス側はCO2/CH4の混合ガスである。CO2のみがアミンと反応できるため、CO2の選択的な吸収が起こることになる。

実際の操作ではアミン溶液とガスを向流(反対方向)で流すためそのような場合についてシミュレーションを行った。当初、シミュレーションに必要な境界条件の設定に苦労したが、本研究室の学術推進研究員である寺本正明氏の助言もあって、安定なプログラムを完成させることができた。本シミュレーション結果により、CO2吸収量やCO2/ CH4選択性に及ぼすアミン流量やガス流量の影響を明らかとすることができた。また、目的の吸収量を得るために必要な膜面積(つまり中空糸膜の本数)も明らかとなった。このようなシミュレーション結果により、メンブレンコンタクターの種々の操作条件を試行錯誤的に変えること無く、その設計が可能になったと言える。このシミュレーションについては、Dr. Al-Marzouqi 氏が本国に帰国後も、引き続き継続して検討を行うとのことであった。







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