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WO2018168290A1 - 二酸化炭素吸収装置、二酸化炭素吸収方法、および電子機器 - Google Patents

二酸化炭素吸収装置、二酸化炭素吸収方法、および電子機器 Download PDF

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WO2018168290A1
WO2018168290A1 PCT/JP2018/004766 JP2018004766W WO2018168290A1 WO 2018168290 A1 WO2018168290 A1 WO 2018168290A1 JP 2018004766 W JP2018004766 W JP 2018004766W WO 2018168290 A1 WO2018168290 A1 WO 2018168290A1
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WO
WIPO (PCT)
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gas
concentration
carbon dioxide
unit
humidity
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2018/004766
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English (en)
French (fr)
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峻之 中
貴洋 土江
健太郎 岸良
博久 山田
郁夫 柳瀬
拳人 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Saitama University NUC
Original Assignee
Sharp Corp
Saitama University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sharp Corp, Saitama University NUC filed Critical Sharp Corp
Publication of WO2018168290A1 publication Critical patent/WO2018168290A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/50Carbon dioxide
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Definitions

  • the carbon dioxide carbon dioxide absorber having (CO 2) carbon dioxide absorbent that absorbs the (CO 2 absorber) (CO 2 absorber) concerning contained in the gas.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a carbon dioxide gas absorbent (in other words, a CO 2 absorbent) mainly composed of lithium silicate containing a predetermined amount of moisture.
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 2003-126688 (published May 7, 2003)” Japanese Patent Publication “Japanese Patent Laid-Open No. 2005-13952 (published on January 20, 2005)”
  • the structure for further improving the CO 2 absorption performance of the CO 2 absorbent material there is still room for improvement.
  • the configuration for increasing CO 2 absorption rate of CO 2 absorption material carbon dioxide absorption rate
  • An object of one embodiment of the present disclosure is to realize a CO 2 absorption device or the like that can improve the CO 2 absorption rate of a CO 2 absorbent material as compared with the conventional one.
  • a carbon dioxide absorption device includes a carbon dioxide absorbent that absorbs carbon dioxide contained in the gas from a gas containing moisture and carbon dioxide.
  • a carbon dioxide absorber comprising a tetravalent lithium silicate, a carbon dioxide concentration of 1% or more and a relative humidity of 80% or more.
  • a supply unit for supplying the carbon dioxide absorbent is provided.
  • the carbon dioxide absorption method which concerns on 1 aspect of this indication is the carbon dioxide absorber which absorbs the carbon dioxide contained in the said gas from the gas containing a water
  • the CO 2 absorption rate of CO 2 absorbent becomes possible to improve than before.
  • the carbon dioxide absorption method according to one embodiment of the present disclosure has the same effect.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a configuration of a main part of the CO 2 absorber according to the first embodiment. It is a figure which shows an example of the result of having measured powder X using XRD.
  • (A) is a diagram schematically showing a configuration of a measurement system for measuring the CO 2 absorption rate of CO 2 absorber of Figure 1, the interior of the (b) is CO 2 absorber tube shown in (a)
  • FIG. (A) and (b) are diagrams showing the measurement results of the CO 2 absorption rate obtained in the measurement system of Figure 4. It is a figure which shows an example of the result of having measured each sample using XRD.
  • FIG. (A) ⁇ (c) are respectively a functional block diagram showing a configuration of a main part of the CO 2 absorber as a variation of the CO 2 absorber of Figure 1.
  • 6 is a functional block diagram illustrating a configuration of a main part of a CO 2 absorber according to Embodiment 2.
  • FIG. (A) and (b) are views for explaining the respective configurations and operations of the concentration control unit and the CO 2 concentration part of the CO 2 absorbing device of FIG. (A) and (b) are views for explaining the respective configurations and operations of the humidification control unit and the humidifying unit in the CO 2 absorber of FIG. It is a diagram showing a process flow of the CO 2 absorption in CO 2 absorbing device of FIG.
  • FIG. 1 It is a functional block diagram showing a configuration of a main part of the CO 2 absorbing device related to embodiment 3.
  • (A) and (b) are diagrams for explaining the operation of the absorption path switching control unit and absorption path switching unit in the CO 2 absorber of Figure 11. It is a diagram showing a process flow of the CO 2 absorption in CO 2 absorbing device of Figure 11. It is a figure which shows schematic structure of the air cleaner which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a main part of the CO 2 absorber 1.
  • the CO 2 absorber 1 includes a CO 2 absorbent 10 (carbon dioxide absorbent), a CO 2 concentrating unit 11 (concentrating unit, supply unit), and a humidifying unit 12 (supply unit).
  • the CO 2 absorber 1 takes in a gas G0 that is an inlet gas from the outside. In the CO 2 absorber 1, the gas G 0 passes through the CO 2 concentrating unit 11 and the humidifying unit 12 in this order, and is finally led to the CO 2 absorbent 10.
  • the CO 2 concentration unit 11 and the humidification unit 12 serve as a supply unit that supplies a high CO 2 concentration / high humidity gas (described later) to the CO 2 absorbent 10 described later.
  • a high CO 2 concentration / high humidity gas described later
  • at least one of the CO 2 concentration unit 11 and the humidification unit 12 may be omitted from the CO 2 absorber 1 (see FIG. 6 described later).
  • the gas G0 passing through the CO 2 concentrating unit 11 and moving toward the humidifying unit 12 is referred to as a gas G1.
  • the gas G1 that passes through the humidifying unit 12 and travels toward the CO 2 absorbent 10 is referred to as a gas G2.
  • the gases G0 to G2 may each be a gas containing moisture (ie, water vapor) and CO 2 (ie, carbon dioxide gas).
  • the CO 2 absorber 1 is provided with members such as a pump (fluid machine) and a fan (blower) for taking in the gas G0 from the outside and guiding the gas G0 (gas G1 and G2) to the CO 2 absorbent 10. It may be done. Further, the CO 2 absorber 1 may be provided with a pipe for transporting the gas G0 (gas G1 and G2). However, in FIG. 1 and the subsequent drawings, illustration of these members is omitted for simplification of the drawing.
  • CO 2 absorbent 10 absorbs CO 2 contained in the gas. Specifically, CO 2 absorbent material 10, from moisture (i.e. water vapor) and CO 2 (i.e. carbon dioxide) gas in the space including the separates at least a portion of the CO 2, absorbing the CO 2 To do.
  • the gas G2 that has passed through the humidifying unit 12 described below is introduced (supplied) to the CO 2 absorbent 10. That is, the CO 2 absorber 1 is configured to bring the gas G2 into contact with the CO 2 absorbent 10.
  • space means an environment in which humans (or other living organisms) can survive. Therefore, the atmospheric pressure in the space is near atmospheric pressure (1 atm).
  • Room temperature means a temperature of about 1 ° C. to 30 ° C., for example. Further, for example, a temperature of about 1 ° C. to 50 ° C. may be referred to as “about room temperature”.
  • the CO 2 absorbent 10 contains Li 4 SiO 4 (tetravalent lithium silicate) as a main component.
  • tetravalent lithium silicate means “lithium silicate having four monovalent Li”.
  • the tetravalent lithium silicate is the main component of the CO 2 absorbent 10.
  • CO 2 absorption amount of CO 2 absorber 10 can be adjusted CO 2 absorption amount of CO 2 absorber 10. That is, it adjusts the CO 2 absorption rate of CO 2 absorber 10.
  • the "CO 2 absorption rate of CO 2 absorber 10" means the ratio of the relative "CO 2 mass of absorbent material 10", "mass of CO 2 CO 2 absorbent material 10 has absorbed” (rate) .
  • the mass of CO 2 absorber 10 W1 (unit: g) of the mass of CO 2 CO 2 absorbent material 10 has absorbed W2 (unit: g) of the.
  • Ac (W2 / W1) ⁇ 100.
  • CO 2 concentration unit 11 The gas G0 taken from the outside of the CO 2 absorber 1 is introduced into the CO 2 concentrating unit 11. CO 2 concentration unit 11 increases the CO 2 concentration of the gas G0.
  • the gas an operation of increasing the CO 2 concentration (eg gas G0), also referred to as "gas to CO 2 and concentrated.”
  • the CO 2 concentrating unit 11 concentrates the gas G0 with CO 2 and increases the CO 2 concentration of the gas to a predetermined value or more. Then, the CO 2 concentrating unit 11 introduces a gas with an increased CO 2 concentration (that is, the gas G1) into the humidifying unit 12.
  • the “predetermined value of the CO 2 concentration” is also referred to as “predetermined concentration”.
  • the predetermined concentration may be a “1%” CO 2 concentration. That is, the CO 2 concentration unit 11 increases the CO 2 concentration of the gas G0 to 1% or more, and introduces the gas G1 having a CO 2 concentration of 1% or more into the humidification unit 12.
  • the CO 2 concentrating unit 11 uses a pressure swing adsorption (PSA) device, a compressor that can supply pressurized air, and a membrane that can separate CO 2 in gas (eg, polyimide). (Separation membrane).
  • PSA pressure swing adsorption
  • the CO 2 concentration unit 11 is not particularly limited as long as the CO 2 concentration of the gas is increased to a predetermined value or more.
  • the humidifier 12 the gas G1 from CO 2 concentration unit 11 (CO 2 concentration of 1% or more of the gas) is introduced.
  • the humidifying unit 12 increases the humidity of the gas G1. That is, the humidifying unit 12 humidifies the gas G1.
  • the humidifying unit 12 humidifies the gas G1, and increases the humidity of the gas to a predetermined value or more.
  • the “predetermined value of humidity” is also referred to as “predetermined humidity”.
  • the predetermined humidity may be “80%” humidity. That is, the humidifying unit 12 increases the humidity of the gas G1 to 80% or more, and introduces the gas G2 having a humidity of 80% or more into the CO 2 absorbent 10.
  • humidity in this specification means relative humidity (Relative Humidity, RH).
  • RH relative humidity
  • Relative humidity represents the ratio of the water vapor pressure of a gas at a predetermined temperature to the saturated water vapor pressure at the predetermined temperature.
  • the humidifying unit 12 a device (bubbling device) for bubbling gas in water may be used.
  • the humidification part 12 should just increase the humidity of gas more than predetermined value, and the structure is not specifically limited.
  • a known humidifier e.g., a vaporizing type, an ultrasonic type, or a heating type humidifier
  • a heating type humidifier may be used as the humidifying unit 12.
  • silicon dioxide and lithium carbonate are inserted into a three-dimensional mill.
  • silicon dioxide and lithium carbonate are mixed by a three-dimensional mill using a ZrO 2 ball for about 10 minutes (an example of mixing time) (mixing step).
  • the three-dimensional mill used in this production method is 3D-210-D2 manufactured by Nagao System.
  • the mixed powder of silicon dioxide and lithium carbonate mixed by the three-dimensional mill is heated in an electric furnace at a temperature of about 700 ° C. (an example of a heating temperature) for about 10 hours (an example of a heating time) ( Heating step). Then, the mixed powder after heating is pulverized in a mortar (pulverization step), and the pulverized powder is passed through a sieve.
  • the thus-prepared powder (powdered) Li 4 SiO 4 is used as the CO 2 absorbent 10 (CO 2 absorbent containing Li 4 SiO 4 as a main component).
  • the powder produced as described above is referred to as powder X.
  • the average particle diameter (D50) was about 10 ⁇ m.
  • the apparatus used in the said mixing process is not limited to a three-dimensional mill.
  • silicon dioxide and lithium carbonate may be mixed using a mortar or a pot mill.
  • the mixing time in the mixing step varies depending on the total weight of silicon dioxide and lithium carbonate weighed in the weighing step.
  • the heating temperature and the heating time in the heating process vary depending on the electric furnace used in the heating process. Considering the difference in performance and specifications of the electric furnace used, the heating temperature may be, for example, 600 ° C. or more and 1000 ° C. or less. Moreover, the heating time should just be 5 hours or more and less than 40 hours, for example.
  • CO 2 absorbent material 10 may be formed into pellets.
  • shape of the pellet any shape such as a cylinder, a sphere, or a rectangular parallelepiped may be used.
  • the size of the pellet may be, for example, about several mm to several tens mm.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of the result of measuring the powder X using XRD.
  • the horizontal axis represents the diffraction angle (unit: °)
  • the vertical axis represents the X-ray intensity (arbitrary unit) after scattering in the measurement target (material).
  • the legend “Li 4 SiO 4 ” (solid line) in FIG. 2 is a measurement result obtained when the powder X is a measurement target.
  • the legend “Li 4 SiO 4 -ref (37-1472)” (triangle mark) in FIG. 2 shows the analysis result of Li 4 SiO 4 as a reference.
  • the powder X solid line
  • the CO 2 absorbent 10 produced as described above is a substance containing Li 4 SiO 4 as a main component.
  • FIG. 3A is a diagram schematically showing the configuration of the measurement system 110.
  • the measurement system 110 includes a dry air cylinder 120, a CO 2 cylinder 121, a flow rate regulator 122/123, a three-way valve 124/125, a humidifier 126, a hygrometer 127, a heating unit 128, a CO 2 concentration meter 129, and a CO 2 absorption.
  • a tube 130 is provided.
  • An inlet gas Gin is introduced into the CO 2 absorption pipe 130 from a hygrometer 127.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating an internal state of the CO 2 absorption pipe 130 in the measurement system 110.
  • the CO 2 absorbing material 10 is loaded inside the CO 2 absorber tube 130. More specifically, CO 2 absorbent material 10 is left on the container 135. CO 2 absorbent material 10 absorbs CO 2 contained in the inlet gas Gin passing inside the CO 2 absorber tube 130.
  • the outlet gas (Outlet Gas) of the CO 2 absorption pipe 130 is referred to as outlet gas Gout.
  • Outlet gas Gout is introduced from the CO 2 absorber tube 130 in the CO 2 concentration meter 129.
  • the CO 2 concentration meter 129 detects the CO 2 concentration of the outlet gas Gout. If the CO 2 concentration of the inlet gas Gin (in other words, the amount of CO 2 ) is known, the CO 2 absorbent 10 is detected using the detection result of the CO 2 concentration meter 129 (CO 2 concentration of the outlet gas Gout). The amount of absorbed CO 2 can be measured (calculated). Therefore, it is possible to measure the CO 2 absorption rate of CO 2 absorber 10.
  • the dry air cylinder 120 contains a gas (dry air) that contains substantially no CO 2 and moisture (water vapor) and contains nitrogen and oxygen as main components.
  • the flow rate regulator 122 adjusts the flow rate of the dry air flowing from the dry air cylinder 120 to the three-way valve 124 side. Gaseous CO 2 is sealed in the CO 2 cylinder 121.
  • the flow rate adjuster 123 adjusts the flow rate of the dry air flowing from the CO 2 cylinder 121 to the three-way valve 124 side.
  • a drying line 131 and a humidification line 132 shown in FIG. 3A are provided in parallel.
  • the three-way valves 124 and 125 switch paths for directing the gas introduced from the dry air cylinder 120 and the CO 2 cylinder 121 to the three-way valve 124 to the hygrometer 127. That is, one of the drying line 131 or the humidification line 132 can be selected as the route by the three-way valves 124 and 125.
  • a humidifier 126 is provided in the humidification line 132. For this reason, when gas is introduced into the hygrometer 127 via the humidification line 132, the humidity of the gas can be increased to a desired humidity. On the other hand, the humidifier 126 is not provided in the drying line 131. When it is not necessary to increase the humidity of the gas, the gas may be introduced into the hygrometer 127 via the drying line 131.
  • the hygrometer 127 detects the humidity of the gas.
  • the gas that has passed through the hygrometer 127 is introduced into the CO 2 absorption pipe 130 as the inlet gas Gin.
  • the heating unit 128 heats the CO 2 absorption tube 130.
  • the heating unit 128, the CO 2 absorber 10 and the inlet gas Gin present in the CO 2 absorbing tube 130 can be heated to the desired temperature.
  • each of the CO 2 absorption tube 130 and the container 135 is preferably formed of a ceramic material so as to withstand the heating by the heating unit 128.
  • quartz as the material of the CO 2 absorber tube 130, as the material of the container 135 may be used alumina.
  • the flow rate of the produced gas is adjusted by the flow rate adjusters 122 and 123 according to the CO 2 concentration of the gas.
  • the CO 2 concentration is 100%: flow rate 0.01 L / min;
  • the CO 2 concentration is 20%: flow rate 0.05 L / min; -When the CO 2 concentration is 10%: flow rate 0.1 L / min; -When the CO 2 concentration is 1%: flow rate 1 L / min; If ⁇ CO 2 concentration of 0.1%: flow rate 2L / min; It was.
  • the flow rate of the gas is adjusted to be smaller.
  • the three-way valve 124 was controlled, and the gas was introduced into the humidifier 126 of the humidification line 132.
  • a gas (humidified gas) having a humidity of 50 to 80% was produced.
  • the humidified gas was introduced into the hygrometer 127 via the three-way valve 125.
  • the humidity of the humidified gas was measured with a hygrometer 127.
  • the humidified gas was introduced into the CO 2 absorption tube 130 as the inlet gas Gin.
  • the inlet gas Gin was brought into contact with the CO 2 absorbent 10 for 3 days. At this time, heating by the heating unit 128 was not performed, and the CO 2 absorbent tube 130 and the CO 2 absorbent 10 were brought to room temperature.
  • the flow rate regulators 122 and 123 set the flow rate of CO 2 supplied from the CO 2 cylinder 121 to 0 L / min and the flow rate of dry air supplied from the dry air cylinder 120 to 2 L / min. That is, a gas containing substantially no CO 2 and moisture was produced. Then, by controlling the three-way valve 124, 125, and introducing the gas into the drying line 133, a gas containing no CO 2 and moisture (hereinafter, also referred to as CO 2, water-free gas) was prepared. The CO 2 / water-free gas was introduced into the CO 2 absorption pipe 130 as an inlet gas Gin.
  • CO 2 / water-free gas was introduced into the CO 2 absorption pipe 130 as an inlet gas Gin.
  • the inlet gas Gin (CO 2 ⁇ moisture-free gas) was heated under a state that flowed into the CO 2 absorber tube 130, the CO 2 absorber tube 130 heating unit 128 to 700 ° C.. By thus heating the CO 2 absorbing material 10, to release the CO 2 which is absorbed in the CO 2 absorber 10.
  • the heating of the CO 2 absorber 10, the CO 2 concentration meter 129 was measured over time CO 2 concentration at the outlet gases Gout. Using the measurement result of the CO 2 concentration meter 129, the amount of CO 2 absorbed by the CO 2 absorbent 10 was measured. Then, to measure the CO 2 absorption rate of CO 2 absorber 10.
  • FIG. 4 is a table showing the measurement results of the CO 2 absorption rate confirmed by the inventors using the measurement system 110.
  • FIG. 4A shows measurement results when the CO 2 concentration of the inlet gas Gin is changed variously while the humidity of the inlet gas Gin is kept at 80%. As shown in FIG. 4A, when the CO 2 concentration of the inlet gas Gin is low (when the CO 2 concentration is 0.1%), the slightly low CO 2 absorption rate of “31.0%”. Was confirmed.
  • FIG. 4B shows measurement results when the humidity of the inlet gas Gin is changed variously while maintaining the CO 2 concentration of the inlet gas Gin at 1%.
  • the humidity of the inlet gas Gin is low (when the humidity is 50 to 60%), the CO 2 absorption rate is slightly low (the CO 2 absorption rate below 36.7%). ) was confirmed.
  • the inventors have stated that “the CO 2 concentration of the gas in contact with the CO 2 absorbent 10 is 1% (predetermined concentration) or more and the humidity of the gas is 80% (predetermined humidity) or more. by “it, CO 2 absorption rate of CO 2 absorbent material 10 has been found to be sufficiently improved.
  • CO 2 absorption rate of CO 2 absorbing material of Patent Document 1 was 12%. Further, the CO 2 concentration of the inlet gas (introduced gas) was 500 ppm, and the inlet gas contained 1% moisture (water vapor). From this, when the temperature of the inlet gas is 20 ° C., the humidity of the inlet gas is estimated to be 43%.
  • CO 2 absorption rate of CO 2 absorbing material of Patent Document 2 was 9.4%. Further, the CO 2 concentration of the inlet gas (introduced gas) was 3000 ppm. The inlet gas is previously bubbled at 0 ° C. From this, when the temperature of the inlet gas is 20 ° C., the humidity of the inlet gas is estimated to be 28%.
  • the CO 2 absorbent of Patent Document 2 contains tetravalent lithium silicate (Li 4 SiO 4 ) as a main component, like the CO 2 absorbent 10.
  • Li 4 SiO 4 tetravalent lithium silicate
  • the chemical reaction formula when Li 4 SiO 4 absorbs CO 2 is the following formula (1), Li 4 SiO 4 + CO 2 ⁇ Li 2 SiO 3 + Li 2 CO 3 (1) It is expressed as
  • the CO 2 absorption rate exceeding 36.7% can be realized as described above. From this, the inventors can effectively exhibit the CO 2 absorption performance of Li 4 SiO 4 by “introducing a gas of high CO 2 concentration and high humidity into the CO 2 absorbent 10”. I guessed that. Hereinafter, this point will be described.
  • the inventors set the flow rate of the gas with a CO 2 concentration of 100% to 0.15 L / min, and the humidity of the gas to 80% with the humidifier 126, so that the high CO 2 A humidified gas with a concentration was prepared. That is, a gas with high CO 2 concentration and high humidity was produced.
  • the gas was introduced into the CO 2 absorption tube 130 as the inlet gas Gin.
  • Sample A CO 2 absorption time (CO 2 hours imbibed with) was 0 hours (0h), CO 2 absorbent material 10
  • Sample B CO 2 absorption time was 1 hour (1h), CO 2 absorbent material 10
  • Sample C CO 2 absorption time was 5 hours (5h), CO 2 absorbent material 10
  • Sample D was CO 2 absorption time for 18 hours (18h), the CO 2 absorbing material 10
  • Sample E CO 2 absorption time was 24 hours (24h), CO 2 absorbent material 10; Was made.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the results of measuring samples A to E using XRD.
  • the units of the horizontal axis and the vertical axis in the graph of FIG. 5 are the same as those of the graph of FIG. Note that the legends “Li 4 SiO 4 ” (inverted triangle mark) and “Li 2 CO 3 ” (circle mark) in FIG. 5 show the analysis results of Li 4 SiO 4 and Li 2 CO 3 as references, respectively.
  • Equation (2) at room temperature conditions, Li 4 SiO 4 contained in the CO 2 absorber 10 is water (H 2 O) assuming guided formula to react with CO 2 absorbent material 10 in the presence of It is.
  • Li 2 CO 3 is precipitated in the solid state.
  • the subsequent CO 2 absorption reaction in Li 4 SiO 4 is inhibited.
  • the CO 2 concentration of the gas (eg, inlet gas Gin) in contact with the CO 2 absorbent 10 is particularly high (eg, when the CO 2 concentration is 100%), the rate of the CO 2 absorption reaction in Li 4 SiO 4 . Will improve. Therefore, as compared with the case the CO 2 concentration is low, the time the surface of the Li 4 SiO 4 is covered with the Li 2 CO 3 is considered to be shortened.
  • the gas eg, inlet gas Gin
  • the CO 2 absorber 1 includes the CO 2 concentrating unit 11, the humidifying unit 12, and the CO 2 absorbent 10 in the order in which the gas G0 taken from the outside is introduced.
  • the CO 2 concentrating unit 11 increases the CO 2 concentration of the gas G0 to a predetermined concentration or more. That is, in the CO 2 concentration unit 11 gaseous CO 2 concentration is predetermined concentration or more G1 (hereinafter, a high CO 2 concentration gas) to generate, can be introduced the gas G1 to the humidifying unit 12.
  • G1 gaseous CO 2 concentration
  • G1 a high CO 2 concentration gas
  • the humidifying unit 12 increases the humidity of the gas G1 (high CO 2 concentration gas) to a predetermined humidity or higher. That is, in the humidifying unit 12, a gas G ⁇ b > 2 (hereinafter referred to as a high humidity gas) having a humidity equal to or higher than a predetermined humidity can be generated, and the gas G ⁇ b > 2 can be introduced into the CO 2 absorbent 10. Since the gas G1 is a high CO 2 concentration gas, the gas G2 is a gas having a CO 2 concentration of a predetermined concentration or higher and a humidity of a predetermined concentration or higher (hereinafter, high CO 2 concentration / high humidity gas). It becomes.
  • the CO 2 concentration unit 11 and the humidification unit 12 function as a supply unit that supplies the gas G 2 (high CO 2 concentration / high humidity gas) to the CO 2 absorbent 10. Therefore, by introducing the gas G2 into the CO 2 absorbing material 10, the CO 2 absorber 10 CO 2 absorption performance (more specifically, as described above, CO 2 absorption of Li 4 SiO 4 as the main component Performance) can be improved.
  • the CO 2 absorber 1 absorbs a predetermined amount of CO 2 concentration, the required amount of the CO 2 absorbent 10 can be reduced. Therefore, since the CO 2 absorber 1 can be downsized (eg, volume can be reduced), the convenience of the user of the CO 2 absorber 1 can be improved.
  • the CO 2 absorber 1 is particularly preferably used in a narrow sealed space (for example, in a vehicle or in a submarine).
  • the CO 2 absorption device 1 may be configured such that gas is introduced into the inside in the order of “humidification unit 12 ⁇ CO 2 concentration unit 11 ⁇ CO 2 absorbent 10”. That is, humidification and CO 2 concentration may be performed in this order on the gas to introduce a high CO 2 concentration / high humidity gas into the CO 2 absorbent 10. This also applies to each embodiment described later.
  • (1) in FIG. 6 (a) is a functional block diagram showing a configuration of a main part of the CO 2 absorber 1u (carbon dioxide absorber) as a modification of the CO 2 absorber 1.
  • the CO 2 absorbing device 1u has a configuration in which the humidifying unit 12 is omitted from the CO 2 absorbing device 1.
  • a gas G0 as a high-humidity gas is produced in advance in a device external to the CO 2 absorber 1 (eg, a device similar to the humidifying unit 12).
  • a device external to the CO 2 absorber 1 e.g, a device similar to the humidifying unit 12
  • the gas G0 when the gas G0 is taken into the CO 2 absorber 1, the gas G0 already has a sufficiently high humidity. Therefore, it is not necessary to humidify the gas in the humidifying unit 12, and the humidifying unit 12 can be omitted from the CO 2 absorber 1. That is, only the CO 2 concentration unit 11 can be used as the supply unit.
  • the CO 2 concentrating unit 11 concentrates the gas G0 (high humidity gas) with CO 2 to generate a gas G1u that is a high CO 2 concentration / high humidity gas. Then, the CO 2 concentrating unit 11 introduces the gas G1u (high CO 2 concentration / high humidity gas) into the CO 2 absorbent 10.
  • FIG. 6 (b) is a functional block diagram showing a configuration of a main part of the CO 2 absorber 1 v (carbon dioxide absorber) as another modification of the CO 2 absorber 1.
  • CO 2 absorber 1v is omitted from the configuration of the CO 2 concentration unit 11 from the CO 2 absorber 1.
  • a gas G0 as a high CO 2 concentration gas is produced in advance in a device external to the CO 2 absorber 1 (eg, a device similar to the CO 2 concentrating unit 11).
  • the gas G0 when the gas G0 is taken into the CO 2 absorber 1, the gas G0 already has a sufficiently high CO 2 concentration. Therefore, there is no need to gaseous CO 2 concentration in the CO 2 concentration unit 11, from the CO 2 absorber 1 may be omitted CO 2 concentration unit 11. That is, only the humidification part 12 can be used as a supply part.
  • the humidifying unit 12 humidifies the gas G0 (high CO 2 concentration gas) to generate a gas G2v that is a high CO 2 concentration / high humidity gas.
  • the humidifying unit 12 introduces the gas G2v (high CO 2 concentration / high humidity gas) into the CO 2 absorbent 10.
  • FIG. 6 (c) is a functional block diagram showing a configuration of a main part of the CO 2 absorber 1 w (carbon dioxide absorber) as yet another variation of the CO 2 absorber 1.
  • the CO 2 absorber 1w has a configuration in which the CO 2 concentrator 11 and the humidifier 12 are omitted from the CO 2 absorber 1.
  • a gas G0 as a high CO 2 concentration / high humidity gas is prepared in advance.
  • the gas G0 when the gas G0 is introduced into the CO 2 absorber 1, the gas G0 already has a sufficiently high CO 2 concentration and humidity. For this reason, both the CO 2 concentrating unit 11 and the humidifying unit 12 as the supply unit can be omitted from the CO 2 absorber 1.
  • the CO 2 absorber 1 w introduces the gas G 0 (high CO 2 concentration / high humidity gas) taken into the CO 2 absorbent 10 using a pump or a fan (not shown).
  • the gas G 0 high CO 2 concentration / high humidity gas
  • hardware elements such as a pump or a fan for taking in the gas G0 serve as a supply unit.
  • CO 2 absorber 1w when the CO 2 absorber 1w is provided in an electronic device such as an air purifier, or when a living organism (eg, a person or an animal) forcibly supplies the gas G0 to the CO 2 absorber 1w, A pump, a fan, or the like can be omitted from the CO 2 absorber 1w (see Embodiment 4 described later).
  • CO 2 absorber If omitted pump or fan or the like from 1 w, for example, CO 2 absorber openings (not shown) formed on the surface of the housing of 1 w (opening for taking gas G0 inside) is, Acts as a supply unit.
  • the CO 2 absorber may be configured to supply (introduce) a high CO 2 concentration / high humidity gas to the CO 2 absorbent 10. This also applies to each embodiment described later.
  • FIG. 7 is a functional block diagram illustrating a configuration of a main part of the CO 2 absorber 2 (carbon dioxide absorber) of the second embodiment.
  • CO 2 absorber 2 in the CO 2 absorber 1 embodiment 1, (i) CO 2 CO 2 concentration part 21 (the concentration part, the supply unit) respectively in the enrichment section 11 and the humidifier 12 and the humidifier 22 ( And (ii) a control unit 20, a detection unit 25, and a storage unit 90 are added.
  • the gas G0 taken into the CO 2 absorber 2 first passes through the detection unit 25. Then, the gas G 0 that has passed through the detection unit 25 is introduced into the CO 2 concentration unit 21. Thereafter, the gas G2 (high CO 2 concentration / high humidity gas) is introduced into the CO 2 absorbent 10 through the same path as in the first embodiment.
  • the configuration of the CO 2 concentrating unit 21 and the humidifying unit 22 will be described in detail later.
  • the detection unit 25 includes a CO 2 concentration sensor 251 (concentration detection unit) and a humidity sensor 252 (humidity detection unit).
  • the CO 2 concentration sensor 251 detects (measures) the CO 2 concentration of a gas (eg, gas G0).
  • the CO 2 concentration sensor 251 gives a detection value (detection result) of the CO 2 concentration to the control unit 20 (more specifically, a concentration control unit 201 described later).
  • the detection method of the CO 2 concentration in the CO 2 concentration sensor 251 is not particularly limited.
  • a method using a semiconductor sensor semiconductor method
  • an electrochemical method electrochemical method
  • an infrared absorption method or the like
  • any known gas concentration sensor may be used as the CO 2 concentration sensor 251.
  • the cost of the CO 2 concentration sensor 251 can be reduced, and (ii) the CO 2 concentration sensor 251 is given resistance to harsh environmental conditions.
  • the merit that it is possible is obtained.
  • a semiconductor such as SnO 2 or ZnO (eg, n-type semiconductor) is used. From the viewpoint of improving the selectivity of the detection target, SnO 2 added with La is used. Is particularly preferred.
  • the infrared absorption detection method when adopted, there are advantages such as (i) the sensitivity of the CO 2 concentration sensor 251 can be increased, and (ii) the selectivity of the detection target can be improved. can get.
  • an electrochemical detection method for example, a sodium ion conductor is used as the conductive ion species of the solid electrolyte.
  • the humidity sensor 252 detects the CO 2 humidity of gas (eg, gas G0).
  • the humidity sensor 252 gives the humidity detection value (detection result) to the control unit 20 (more specifically, the humidification control unit 202 described later).
  • the humidity detection method in the humidity sensor 252 is not particularly limited.
  • As the detection method an electric resistance type, a capacitance type, or the like may be used. Therefore, any known humidity sensor may be used as the humidity sensor 252.
  • the electric resistance type detection method is employed, there are advantages such as (i) the cost of the humidity sensor 252 can be reduced and (ii) the durability of the humidity sensor 252 can be improved.
  • the detection unit 25 can detect the CO 2 concentration and the humidity of the gas G0.
  • the control unit 20 comprehensively controls each unit (hardware element) of the CO 2 absorber 2.
  • the function of the control unit 20 may be realized by a CPU (Central Processing Unit) executing a program stored in the storage unit 90.
  • the storage unit 90 stores various programs executed by the control unit 20 and data used by the programs.
  • the control unit 20 includes a concentration control unit 201 and a humidification control unit 202.
  • concentration control unit 201 controls the concentration of the concentration control unit 201 and the humidification control unit 202.
  • humidification control unit 202 controls the concentration of the concentration control unit 201 and the humidification control unit 202.
  • the CO 2 concentrating unit 21 includes a concentrating path switching unit 211 and a CO 2 concentrator 212.
  • the CO 2 concentrator 212 is a member (apparatus) similar to the CO 2 concentrating unit 11 of the first embodiment.
  • the CO 2 concentrator 212 is similar to the CO 2 concentrating unit 11 in that a gas (eg, gas G0) is CO 2 concentrated to generate a high CO 2 concentration gas.
  • the CO 2 concentrator 212 is different from the CO 2 concentrating unit 11 in that it can be controlled by the concentration control unit 201 (more specifically, a CO 2 concentration setting unit 201c described later).
  • the concentration path switching unit 211 switches a path for sending a gas (eg, gas G0) that has flowed into the concentration path switching unit 211.
  • the concentration path switching unit 211 may be configured by a fan, a pump, a valve, a pipe, and the like (not shown). This also applies to the humidifying route switching unit 221 and the absorption route switching unit 31 described later (see FIGS. 9 and 12 described later).
  • the concentration path switching unit 211 includes (i) a path toward the humidifying unit 22 without passing through the CO 2 concentrator 212 (hereinafter referred to as a non-concentrating path), and (ii) the humidifying unit 22 through the CO 2 concentrator 212
  • the route (hereinafter referred to as the first gas delivery route) for sending the gas G0 is switched to either the route (hereinafter referred to as the concentration route). That is, the concentration path switching unit 211 selects either the concentration path or the non-concentration path as the first gas delivery path.
  • FIG. 8A shows a case where the concentration path switching unit 211 selects the non-concentration path as the first gas delivery path.
  • the gas G0 passing through the non-concentration path is introduced as it is into the humidification unit 22 as the gas G1. That, CO 2 concentration of the gas G0 by CO 2 concentrator 212 is not performed.
  • FIG. 8B shows a case where the concentration path switching unit 211 selects the concentration path as the first gas delivery path.
  • the gas G0 is introduced into the CO 2 concentrator 212 provided in the concentration path. Therefore, the gas G1 toward the humidifying unit 22 from the CO 2 concentrator 212, CO 2 is concentrated gas, a high CO 2 concentration gas.
  • the CO 2 concentrating unit 21 is configured to be able to switch whether or not to condense CO 2 with respect to the gas (gas G0) that passes through the CO 2 concentrating unit 22 toward the humidifying unit 22.
  • the operation of the CO 2 concentration unit 21 is controlled by a concentration control unit 201 described below.
  • the concentration control unit 201 includes a CO 2 concentration determination unit 201a, a concentration path switching control unit 201b, and a CO 2 concentration setting unit 201c.
  • the concentration control unit 201 controls the CO 2 concentration unit 21 based on the detection value (detection result) of the CO 2 concentration sensor 251 (that is, according to the CO 2 concentration of the gas G0).
  • the detection value of the CO 2 concentration sensor 251 also referred to as a CO 2 concentration detection value Dg.
  • the CO 2 concentration determination unit 201a acquires the CO 2 concentration detection value Dg from the CO 2 concentration sensor 251, and determines the magnitude of the CO 2 concentration detection value Dg and a predetermined CO 2 concentration setting value Ds (first setting value). Compare. Specifically, the CO 2 concentration determination unit 201a determines whether or not Dg ⁇ Ds. The CO 2 concentration determination unit 201a gives CO 2 concentration determination result information indicating its own determination result to each of the concentration path switching control unit 201b and the CO 2 concentration setting unit 201c.
  • CO 2 concentration setting Ds is the CO 2 concentration of the setting value included in the gas supplied to the CO 2 absorber 10.
  • the CO 2 concentration set value Ds may be set in advance when the CO 2 absorption device 2 is shipped, or may be set by the user.
  • the CO 2 concentration set value Ds only needs to be set to be equal to or higher than the predetermined concentration described above.
  • the CO 2 concentration set value Ds may be set equal to a predetermined concentration.
  • Concentrated path switching control unit 201b controls the concentrated path switching unit 211.
  • the CO 2 concentration setting unit 201c controls the CO 2 concentrator 212 based on the CO 2 concentration determination result information.
  • the concentration path switching control unit 201b causes the concentration path switching unit 211 to select the non-concentration path as the first gas delivery path when Dg ⁇ Ds.
  • the CO 2 concentration setting unit 201c may stop the CO 2 concentrator 212 when Dg ⁇ Ds. Thereby, when the non-concentration route is selected as the first gas delivery route (when the gas G0 is not introduced into the CO 2 concentrator 212), the power consumption (energy consumption) of the CO 2 absorber 2 can be reduced.
  • the concentration path switching control unit 201b causes the concentration path switching unit 211 to select the concentration path as the first gas delivery path when Dg ⁇ Ds.
  • the CO 2 concentration setting unit 201c operates the CO 2 concentrator 212 to perform CO 2 concentration on the gas G0.
  • the CO 2 concentration setting unit 201c operates the CO 2 concentrator 212 so that the CO 2 concentration of the gas after CO 2 concentration is equal to or higher than the CO 2 concentration set value Ds.
  • the CO 2 concentrator 212 can condense the gas G 0 with CO 2 and introduce the gas G 1, which is a high CO 2 concentration gas, into the humidifying unit 22.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining the configurations and operations of the humidification control unit 202 and the humidification unit 22, respectively.
  • the humidification unit 22 includes a humidification path switching unit 221 and a humidifier 222.
  • the humidifier 222 is a member (apparatus) similar to the humidifying unit 12 of the first embodiment.
  • the humidifier 222 is similar to the humidifier 12 in that it humidifies a gas (eg, gas G1) and generates a high-humidity gas (a gas whose humidity is equal to or higher than a predetermined humidity).
  • the humidifier 222 is different from the humidifier 12 in that the humidifier 222 can be controlled by the humidification controller 202 (more specifically, a humidity setting unit 202c described later).
  • the humidification path switching unit 221 switches the path for sending the gas (eg, gas G1) that has flowed into the humidification path switching unit 221.
  • the humidification path switching unit 221 includes (i) a path toward the CO 2 absorbent 10 without passing through the humidifier 222 (hereinafter referred to as a non-humidification path), and (ii) the CO 2 absorbent 10 via the humidifier 222.
  • the route (hereinafter referred to as the second gas delivery route) for sending the gas G1 is switched to either the route (hereinafter referred to as the humidification route). That is, the humidification path switching unit 221 selects either the humidification path or the non-humidification path as the second gas delivery path.
  • FIG. 9A shows a case where the humidification path switching unit 221 selects a non-humidification path as the second gas delivery path.
  • the gas G1 passing through the non-humidifying passage is introduced into the CO 2 absorber 10 as it is as the gas G2. That is, humidification of the gas G1 by the humidifier 222 is not performed.
  • FIG. 9B shows a case where the humidification path switching unit 221 selects the humidification path as the second gas delivery path.
  • the gas G1 is introduced into the humidifier 222 provided in the humidification path. Therefore, the gas G2 heading from the humidifier 222 toward the CO 2 absorbent 10 is a humidified gas and becomes a highly humidified gas. Since the gas G1 introduced from the CO 2 concentration unit 21 to the humidification unit 22 is already a high CO 2 concentration gas, the gas G2 becomes a high CO 2 concentration / high humidity gas.
  • the humidification unit 22 is configured so as to gas (gas G1) towards the CO 2 absorbent material 10 by passing through it, which is capable of switching whether to humidification.
  • the operation of the humidifying unit 22 is controlled by a humidifying control unit 202 described below.
  • the humidification control unit 202 includes a humidity determination unit 202a, a humidification path switching control unit 202b, and a humidity setting unit 202c.
  • the humidification control unit 202 controls the humidification unit 22 based on the detection value (detection result) of the humidity sensor 252 (that is, according to the humidity of the gas G0).
  • the detection value of the humidity sensor 252 is also referred to as a humidity detection value Hg.
  • the humidity determination unit 202a acquires the humidity detection value Hg from the humidity sensor 252, and compares the humidity detection value Hg with a predetermined humidity setting value Hs (second setting value). Specifically, the humidity determination unit 202a determines whether or not Hg ⁇ Hs. The humidity determination unit 202a gives humidity determination result information indicating its own determination result to each of the humidification path switching control unit 202b and the humidity setting unit 202c.
  • the humidity setting value Hs is a humidity setting value in the gas supplied to the CO 2 absorbent 10.
  • Humidity set value Hs may be have been previously set at the time of product shipment of the CO 2 absorber 2, it may be configurable by the user.
  • the humidity set value Hs only needs to be set to be equal to or higher than the predetermined humidity described above.
  • the humidity setting value Hs may be set equal to the predetermined humidity.
  • the humidification path switching control unit 202b controls the humidification path switching unit 221 based on the humidity determination result information.
  • the humidity setting unit 202c controls the humidifier 222 based on the humidity determination result information.
  • the humidification path switching control unit 202b causes the humidification path switching unit 221 to select the non-humidification path as the second gas delivery path when Hg ⁇ Hs.
  • the humidity setting unit 202c may stop the humidifier 222 when Dg ⁇ Ds. Thereby, when the non-humidification route is selected as the second gas delivery route (when the gas G1 is not introduced into the humidifier 222), the power consumption of the CO 2 absorber 2 can be reduced.
  • the humidification path switching control unit 202b causes the humidification path switching unit 221 to select the humidification path as the second gas delivery path.
  • the humidity setting unit 202c operates the humidifier 222 to humidify the gas G1. Specifically, the humidity setting unit 202c operates the humidifier 222 so that the humidity of the humidified gas is equal to or higher than the humidity setting value Hs.
  • the humidity setting unit 202c operates the humidifier 222 so that the humidity of the humidified gas is equal to or higher than the humidity setting value Hs.
  • gas G2 which is a high humidity gas to CO 2 absorber 10.
  • the gas G2 becomes a high CO 2 concentration / high humidity gas. That is, the gas G ⁇ b > 2 that is a high CO 2 concentration / high humidity gas is introduced into the CO 2 absorbent 10.
  • Figure 10 is a flowchart showing the flow of processing S1 ⁇ S7 of CO 2 absorption in the CO 2 absorber 2.
  • the power of the CO 2 absorber 2 is turned on, and the gas G 0 is taken into the CO 2 absorber 2.
  • the CO 2 concentration sensor 251 detects the CO 2 concentration of the gas G0, and gives the CO 2 concentration detection value Dg to the concentration control unit 201 (S1). Further, the humidity sensor 252 detects the humidity of the gas G0, and gives the humidity detection value Hg to the humidification control unit 202 (S2).
  • the CO 2 concentration determination unit 201a determines whether or not Dg ⁇ Ds (S3), and stores the CO 2 concentration determination result information indicating its own determination result as the concentration path switching control unit. 201b and the CO 2 concentration setting unit 201c.
  • the concentration path switching control unit 201b causes the concentration path switching unit 211 to select the non-concentration path as the first gas delivery path.
  • the CO 2 concentration unit 21 does not perform CO 2 concentration of the gas G0. Since the gas G0 is already a high CO 2 concentration gas, the CO 2 concentration unit 21 introduces the gas G0 as the gas G1 into the humidification unit 22 as it is.
  • the concentration path switching control unit 201b causes the concentration path switching unit 211 to select the concentration path as the first gas delivery path.
  • the CO 2 concentrating unit 21 (CO 2 concentrator 212) performs CO 2 concentration of the gas G0 and sets the CO 2 concentration of the gas after CO 2 compression to be equal to or higher than the CO 2 concentration set value Ds (S4). That, CO 2 concentration unit 21 generates a gas G1 is a high CO 2 concentration gas by CO 2 concentration, to introduce the gas G1 to the humidifying unit 22.
  • the humidity determination unit 202a determines whether or not Hg ⁇ Hs (S5), and determines the humidity determination result information indicating its own determination result as the humidification path switching control unit 202b and the humidity setting. It gives to each of the part 202c.
  • the humidification path switching control unit 202b causes the humidification path switching unit 221 to select the non-humidification path as the second gas delivery path.
  • the humidifying unit 22 does not humidify the gas G1. Since the gas G1 is already a high CO 2 concentration / high concentration gas, the humidifying unit 22 introduces the gas G1 as a gas G2 (high CO 2 concentration / high concentration gas) into the CO 2 absorbent 10 as it is (S7, Supply process).
  • the humidification path switching control unit 202b causes the humidification path switching unit 221 to select the humidification path as the second gas delivery path.
  • the humidifying unit 22 humidifies the gas G1, and sets the humidity of the gas after humidification to the humidity set value Hs or more (S7, supply process).
  • the humidifying unit 22, humidifying the generated gas G2 (high CO 2 concentration, high humidity gas) is introduced the gas G2 into the CO 2 absorbing material 10 (S7).
  • the gas G2 having a high CO 2 concentration and high humidity can be introduced into the CO 2 absorbent 10. Therefore, it is possible to similarly, improving the CO 2 absorption rate of CO 2 absorber 10 in the first embodiment.
  • the humidifying unit 22 may be disposed in the upstream of the CO 2 concentrating unit 21 in the gas introduction path. That is, the gas may be introduced into the CO 2 absorber 2 in the order of “detection unit 25 ⁇ humidification unit 22 ⁇ CO 2 concentration unit 21 ⁇ CO 2 absorbent 10”. That is, the order of S3 ⁇ S4 and S5 ⁇ S6 may be exchanged. This also applies to the third embodiment described later.
  • the CO 2 concentration unit 21 and the humidification unit 22 can be controlled in accordance with the detection results of the detection unit 25 (the CO 2 concentration sensor 251 and the humidity sensor 252). That is, the CO 2 concentrating unit 21 and the humidifying unit 22 can be controlled in accordance with the CO 2 concentration and the humidity of the gas G0 taken in by the CO 2 absorbing device 2, respectively. This allows controlled more precisely the CO 2 absorption amount of CO 2 absorber 10.
  • the CO 2 concentration unit 21 can selectively cause the CO 2 concentration to be performed selectively only when the gas G 0 needs to be concentrated with CO 2 (when the CO 2 concentration of the gas G 0 is low).
  • the humidification part 22 can be selectively humidified only when the necessity of humidifying the gas G0 is high (when the humidity of the gas G0 is low).
  • the power consumption of the CO 2 concentration unit 21 and the humidification unit 22 can be reduced as compared with the CO 2 concentration unit 11 and the humidification unit 12 of the first embodiment. That is, the power consumption of the CO 2 absorber 2, it is possible to reduce as compared to CO 2 absorber 1.
  • FIG. 11 is a functional block diagram showing the configuration of the main part of the CO 2 absorber 3.
  • the CO 2 absorption device 3 is the same as the CO 2 absorption device 2 of the second embodiment, in which (i) the control unit 20 is replaced with the control unit 30 and (ii) an absorption path switching unit 31 (supply path switching unit) is added. It is a configuration.
  • the CO 2 absorption device 3 is different from the CO 2 absorption device 2 in that the detection unit 25 is disposed downstream of the CO 2 concentration unit 21 and the humidification unit 22 in the gas introduction path.
  • the gas absorbs CO 2 in the order of “CO 2 concentrating unit 21 ⁇ humidifying unit 22 ⁇ detecting unit 25 ⁇ absorption path switching unit 31 ⁇ CO 2 absorbent 10”. It is introduced inside the device 3.
  • the detector 25 the gas G2 is introduced from the humidifying unit 22. That is, the detection unit 25 (the CO 2 concentration sensor 251 and the humidity sensor 252) detects the CO 2 concentration and humidity of the gas G2. Then, the gas G ⁇ b> 2 that has passed through the detection unit 25 is introduced into the absorption path switching unit 31.
  • the gas G2 passing through the absorption path switching unit 31 and heading for the CO 2 absorbent 10 is referred to as a gas G3.
  • control unit 30 has a configuration in which an absorption path switching control unit 301 (supply path switching control unit) is further added to the control unit 20 of the second embodiment.
  • absorption path switching control unit 301 supply path switching control unit
  • absorption path switching unit 31 operations of the absorption path switching control unit 301 and the absorption path switching unit 31 will be described in detail.
  • FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining operations of the absorption path switching control unit 301 and the absorption path switching unit 31, respectively.
  • the absorption path switching unit 31 switches a path for sending a gas (eg, gas G2) that has flowed into the absorption path switching unit 31.
  • the absorption path switching unit 31 includes (i) a path toward (returning) the CO 2 concentrating unit 21 (hereinafter referred to as a non-absorption path) and (ii) a path toward (advancing) the CO 2 absorbent 10 (hereinafter referred to as an absorption path). And a path for sending the gas G2 (hereinafter referred to as a third gas delivery path).
  • the concentration path switching unit 211 selects either the absorption path or the non-absorption path as the third gas delivery path.
  • Absorption pathway by contact
  • the absorption path may be referred to as a supply path or a contact path.
  • non-absorbing pathway by not contacting) the gas to by not supplying the CO 2 absorbent material 10 is a path to the CO 2 absorbing material 10 does not absorb the CO 2 in the gas.
  • the non-absorption path may be referred to as a non-feed path or a non-contact path.
  • FIG. 12A shows a case where the absorption path switching unit 31 selects a non-absorption path as the third gas delivery path.
  • the gas G2 in (a) of FIG. 12 is not a high CO 2 concentration / high humidity gas.
  • the gas G2 is returned to the CO 2 concentrating unit 21. Accordingly, the gas G2 circulates in the order of “absorption path switching unit 31 ⁇ CO 2 concentrating unit 21 ⁇ humidifying unit 22 ⁇ detecting unit 25 ⁇ absorption path switching unit 31”. That is, before introducing the gas G2 into the CO 2 absorbing material 10, CO 2 concentration in the CO 2 concentration portion 21, and the humidifying the humidifying unit 22 can be repeated to gas G2.
  • FIG. 12B shows a case where the absorption path switching unit 31 selects the absorption path as the third gas delivery path.
  • the gas G2 in FIG. 12B is assumed to be a high CO 2 concentration / high humidity gas.
  • the gas G2 (high CO 2 concentration / high humidity gas) is directly introduced into the CO 2 absorbent 10 as the gas G3.
  • the operation of the absorption path switching unit 31 is controlled by the absorption path switching control unit 301.
  • the absorption path switching control unit 301 acquires the CO 2 concentration determination result information from the CO 2 concentration determination unit 201a and the humidity determination result information from the humidity determination unit 202a.
  • the absorption path switching control unit 301 controls the absorption path switching unit 31 based on the CO 2 concentration determination result information and the humidity determination result information. That is, the absorption path switching control unit 301, in accordance with the CO 2 concentration detection value Dg and the humidity detected values Hg, controls the absorption path switching unit 31.
  • the absorption path switching control unit 301 uses the absorption path switching unit 31 as the third gas delivery path when the condition “Dg ⁇ Ds and Hg ⁇ Hs” (hereinafter, the absorption permission condition) is satisfied. May be selected.
  • the absorption permission condition is satisfied, the gas G2 is a high CO 2 concentration / high humidity gas. Therefore, the gas G2 by introducing the CO 2 absorbent material 10 as a gas G3, it becomes possible to sufficiently improve the CO 2 absorption rate of CO 2 absorber 10.
  • the absorption path switching control unit 301 may cause the absorption path switching unit 31 to select the non-absorption path as the third gas delivery path when the absorption permission condition is not satisfied.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the flow of processing S11 ⁇ S17 of the CO 2 absorption in the CO 2 absorber 3. Since the contents themselves of the processes S11 to S17 are the same as the processes S1 to S7 of FIG.
  • the flowchart of FIG. 13 is different from the process flow “go to S5 after S4” in the flowchart of FIG. 10 in the process flow “return to S11 after S14”. This is because when Dg ⁇ Ds (NO in S13), the absorption permission condition is not satisfied, and the gas G2 is returned to the CO 2 concentrating unit 21 by the absorption path switching unit 31.
  • the absorption path switching unit 31 permits the CO 2 absorbent 10 to absorb CO 2 contained in the gas G2 (gas G3) only when the absorption permission condition is satisfied.
  • the absorption path switching unit 31 and the absorption path switching control unit 301 are provided, so that the CO 2 absorbent 10 has the CO 2 of the gas G 2 in accordance with the CO 2 concentration and humidity of the gas G 2. Whether or not 2 is absorbed can be selected.
  • the gas G3 (high CO 2 concentration / high humidity gas) is changed to CO only when the gas G2 (gas G3) is a high CO 2 concentration / high humidity gas. 2 can be introduced into the absorbent material 10. Therefore, only if it is possible to realize a high CO 2 absorption rate to CO 2 absorber 10, it is possible to perform the CO 2 absorption to the CO 2 absorber 10. Therefore, the CO 2 absorbent 10 can be used more effectively.
  • the CO 2 absorber 3 by circulating gas G2, CO 2 concentration in the CO 2 concentration portion 21, and can be repeated humidification in the humidifying unit 22. That is, CO 2 concentration and humidification can be repeatedly performed on the gas G2 until the gas G2 becomes a high CO 2 concentration / high humidity gas. Therefore, the gas G3 (high CO 2 concentration / high humidity gas) can be introduced to the CO 2 absorbent 10 more reliably.
  • the CO 2 absorber 3 is suitable when it is preferable to set, for example, the CO 2 concentration set value Ds and the humidity set value Hs to large values.
  • the humidifying unit 22 may be disposed in the front stage of the CO 2 concentrating unit 21.
  • the above-described non-absorption path may be set as a path for “returning the gas flowing into the absorption path switching unit 31 to the humidification unit 22”.
  • Embodiment 4 The following describes Embodiment 4 with reference to FIG. In Embodiment 4, an example of an electronic device including the CO 2 absorber according to one aspect of the present disclosure will be described.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a schematic configuration of an air cleaner 100 (electronic apparatus) according to the fourth embodiment.
  • the arrows in FIG. 14 indicate the flow of air taken in by the air cleaner 100.
  • the air purifier 100 includes a CO 2 absorber 1, a filter 101, and a fan 102.
  • the fan 102 is a blower that takes air into the air purifier 100.
  • the operation of the fan 102 is controlled by a control unit (not shown) provided in the air cleaner 100.
  • the carbon dioxide absorber eg, CO 2 absorbers 2 and 3
  • the control unit eg, the controllers 20 and 30.
  • the operation of the fan 102 may be controlled by the control unit of the CO 2 absorber.
  • the filter 101 cleans the air taken into the air purifier 100 by the operation of the fan 102.
  • the type of the filter 101 is not particularly limited, and examples include a deodorizing air conditioning filter, a formaldehyde absorbing air conditioning filter, an antibacterial / dust collecting air conditioning filter, and a combination of these filters.
  • the CO 2 absorber (eg, CO 2 absorbers 2 and 3) according to an aspect of the present disclosure may detect the CO 2 concentration of air by the detection unit 25.
  • the CO 2 absorber can control the CO 2 absorption rate of CO 2 absorber 10 in accordance with the CO 2 concentration in the air.
  • the air purifier 100 is cleaned by the filter 101, and, CO 2 concentration by the CO 2 absorbing device capable of delivering a regulated air to an appropriate value.
  • the air cleaner 100 can provide the user with air that is more suitable for the health of the user.
  • the air purifier 100 operates the fan 102 to perform both (i) intake of air for air purification in the filter 101 and (i) intake of air into the CO 2 absorber 1. be able to.
  • the fan 102 is shared between the filter 101 (member related to the air cleaning function) and the CO 2 absorber 1 (member related to the CO 2 absorption function). Therefore, according to the configuration, as compared with the case of providing the fan separately for each of the filters 101 and CO 2 absorber 1, it can reduce the number of parts. For this reason, the manufacturing cost of the air cleaner 100 can be reduced.
  • the filter 101 removes a substance that inhibits the detection of the CO 2 concentration in the detection unit 25 (hereinafter referred to as a detection inhibitor).
  • the detection inhibitor is, for example, dust in the air.
  • the detection unit 25 can detect the CO 2 concentration with respect to the air from which the detection inhibitor is removed by the filter 101. For this reason, it becomes possible to more accurately detect the CO 2 concentration by eliminating the influence of the detection inhibitor. In addition, it is possible to prevent a detection inhibition substance from adhering to the detection unit 25 and a decrease in detection accuracy after the detection inhibition substance has adhered. Therefore, the CO 2 absorption device can adjust the CO 2 absorption rate more accurately over a long period of time.
  • the air cleaner 100 was illustrated as an example of an electronic device, the said electronic device is not limited to this.
  • the electronic device has only to comprise a CO 2 absorption device according to one embodiment of the present disclosure, for example, dehumidifier, humidifier, or may be air conditioner or the like.
  • the CO 2 absorber when the CO 2 absorber is provided in a dehumidifier or a humidifier, it is possible to provide air whose humidity and CO 2 concentration are adjusted to appropriate values. Further, if the CO 2 is provided absorber 1 to the air conditioner can provide air temperature and CO 2 concentration is adjusted to an appropriate value. Thus, the CO 2 absorber may be provided in various devices that provide a comfortable air environment for the user.
  • a CO 2 absorber is mounted on the dehumidifier, when a semiconductor sensor is used as the detection unit 25, it is preferable to provide a dehumidification unit instead of the filter 101 described above. In this case, the CO 2 concentration of the air after dehumidification can be detected by the detection unit 25 (semiconductor sensor) by causing the CO 2 absorber to take in the air dehumidified in the dehumidification unit.
  • the detection accuracy of a gas (eg, CO 2 ) concentration by a semiconductor sensor is easily affected by moisture (humidity). Therefore, according to this configuration, it is possible to prevent the reliability of detection of the CO 2 concentration in the detection unit 25 (semiconductor sensor) from being reduced due to the presence of moisture. Therefore, it is possible to detect the CO 2 concentration more accurately. Further, it is possible to prevent water vapor from adhering to the detection unit 25 itself.
  • a gas eg, CO 2
  • the CO 2 absorption device is desirably used in a space where ventilation can be restricted. This is because when the ventilation is restricted in a space where ventilation can be restricted, the CO 2 concentration in the air increases due to the CO 2 contained in human exhalation or the like.
  • an electronic device for example, the air purifier 100
  • the air cleaner 100 may be used as an in-vehicle air cleaner, for example.
  • the “space where ventilation can be restricted” means a sealed space, an indoor space where ventilation can be restricted, an indoor space, or an interior space.
  • “Ventilation-restrictable space” means to voluntarily ventilate (open a window, operate a ventilation fan, operate a ventilating device, operate a device such as a vacuum device to create a negative pressure) In other words, the space can be restricted or prohibited.
  • control blocks (particularly the control units 20 and 30) of the CO 2 absorbers 1 to 3 may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or a CPU (Central Processing Unit). ) May be implemented by software.
  • the CO 2 absorbers 1 to 3 include a CPU that executes instructions of a program that is software that implements each function, and a ROM (Read Only Memory) or a storage device (these are referred to as “recording media”), a RAM (Random Access Memory) for expanding the program, and the like. And the objective of this indication is achieved when a computer (or CPU) reads and runs the said program from the said recording medium.
  • a “non-temporary tangible medium” such as a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used.
  • the program may be supplied to the computer via an arbitrary transmission medium (such as a communication network or a broadcast wave) that can transmit the program.
  • an arbitrary transmission medium such as a communication network or a broadcast wave
  • one aspect of the present disclosure can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave in which the program is embodied by electronic transmission.
  • Carbon dioxide absorber from a gas containing the moisture and carbon dioxide, the carbon dioxide absorbent for absorbing carbon dioxide contained in the in the gas (CO 2 absorption
  • a carbon dioxide absorption device provided with a material 10), wherein the carbon dioxide absorption material contains tetravalent lithium silicate (Li 4 SiO 4 ), has a carbon dioxide concentration of 1% or more, and humidity Is provided with a supply unit (for example, the CO 2 concentrating unit 11 and the humidifying unit 12) that supplies a gas having a relative humidity of 80% or more (for example, gas G2) to the carbon dioxide absorbent.
  • a supply unit for example, the CO 2 concentrating unit 11 and the humidifying unit 12
  • a gas having a CO 2 concentration of 1% (predetermined concentration) or higher and a relative humidity of 80% (predetermined humidity) or higher” high CO 2 concentration / high humidity. gas
  • the supply unit because a high CO 2 concentration and high humidity gas can be supplied to the CO 2 absorbing material, to improve the CO 2 absorption rate of the CO 2 absorbent material than conventional It becomes possible. For example, as shown in FIG. 4 described above, a CO 2 absorption rate exceeding “36.7%” can be realized.
  • the carbon dioxide absorption device is the carbon dioxide absorption device according to aspect 1, wherein the concentration unit (CO 2 concentration unit 11) that increases the carbon dioxide concentration of the gas (e.g., gas G0) taken in by the carbon dioxide absorption device. Further, the above-mentioned supply unit is further provided, and the concentration unit preferably supplies a gas (for example, gas G1) after increasing the carbon dioxide concentration to the carbon dioxide absorbent.
  • the concentration unit CO 2 concentration unit 11
  • the concentration unit preferably supplies a gas (for example, gas G1) after increasing the carbon dioxide concentration to the carbon dioxide absorbent.
  • the concentration unit increases the CO 2 concentration of the gas. Can do. Therefore, even if the CO 2 concentration of the gas captured CO 2 absorber is low, it is possible to improve the CO 2 absorption rate of CO 2 absorbing material.
  • a carbon dioxide absorption device is the above aspect 2, wherein the concentration detection unit (CO 2 concentration sensor 251) that detects the carbon dioxide concentration of the gas taken in by the carbon dioxide absorption device, and the concentration detection unit. It is preferable to further include a concentration control unit (201) that controls the concentration unit based on the detection result (CO 2 concentration detection value Dg).
  • the CO 2 concentration of the gas captured CO 2 absorption device can control the concentration unit. Therefore, it is possible to control the CO 2 absorption rate of CO 2 absorption material more accurately.
  • the carbon dioxide absorption device is the first set value (CO 2 concentration set value) which is a set value of the concentration of carbon dioxide contained in the gas supplied to the carbon dioxide absorbent in the aspect 3. Ds) is set in advance, the first set value is 1% or more, and the concentration control unit is set when the carbon dioxide concentration detected by the concentration detection unit is lower than the first set value. It is preferable to increase the carbon dioxide concentration of the gas taken in by the carbon dioxide absorber into the concentrating part.
  • the concentration unit can increase the CO 2 concentration of the gas only when the CO 2 concentration detected by the concentration detection unit is lower than the first set value.
  • the CO 2 concentration detected by the concentration detection unit is equal to or higher than the first set value (when it is less necessary to increase the CO 2 concentration of the gas by the concentration unit)
  • the CO 2 of the gas is supplied to the concentration unit.
  • the operation of increasing the concentration (CO 2 concentration) can be prevented. Therefore, the power consumption of the CO 2 absorber can be reduced.
  • the carbon dioxide absorption device according to aspect 5 of the present disclosure is the gas supply device according to any one of aspects 1 to 4, wherein the humidification unit (12) that increases the humidity of the gas taken in by the carbon dioxide absorption device is the supply unit. Furthermore, it is preferable that the humidification unit supplies a gas (for example, gas G2) after increasing the humidity to the carbon dioxide absorbent.
  • a gas for example, gas G2
  • the humidity of the gas taken in by the CO 2 absorber is low (eg, less than 80% relative humidity)
  • the humidity of the gas can be increased by the humidifying unit. Therefore, even when the humidity of the gas captured CO 2 absorber is low, it is possible to improve the CO 2 absorption rate of CO 2 absorbing material.
  • the carbon dioxide absorption device is the above-described aspect 5, wherein the humidity detection unit (humidity sensor 252) that detects the humidity of the gas taken in by the carbon dioxide absorption device, and the detection result of the humidity detection unit ( It is preferable to further include a humidification control unit (202) that controls the humidification unit based on the humidity detection value Hg).
  • the humidity detection unit humidity sensor 252 that detects the humidity of the gas taken in by the carbon dioxide absorption device
  • Hg humidity detection unit
  • a second set value (humidity set value Hs) that is a set value of humidity in the gas supplied to the carbon dioxide absorbent is set in advance.
  • the second set value is a value of relative humidity of 80% or more, and when the humidity detected by the humidity detection unit is lower than the second set value, the humidification control unit It is preferable to increase the humidity of the gas taken in by the carbon dioxide absorber.
  • the humidity of the said gas can be increased by the concentration part. That is, when the humidity detected by the humidity detection unit is equal to or higher than the second set value (when it is less necessary to increase the humidity of the gas by the humidification unit), the operation of increasing the humidity of the gas to the humidification unit ( (Humidification) can not be performed. Therefore, the power consumption of the CO 2 absorber can be reduced.
  • a carbon dioxide absorption device is the carbon dioxide absorption device according to any one of aspects 1 to 7, wherein the concentration detection unit detects the carbon dioxide concentration of the gas taken in by the carbon dioxide absorption device, and the humidity of the gas.
  • the gas e.g., gas G2
  • the supply path switching unit (absorption path switching unit 31) that switches between the non-supply path that is not the supply path, the concentration detection unit, and the detection result of the humidity detection unit, the supply path switching unit It is preferable to further include a supply switching control unit (absorption path switching control unit 301) to be controlled.
  • the CO 2 concentration and humidity in the CO 2 absorber is captured gas, whether or not can be selected to absorb CO 2 of the gas in the CO 2 absorbing material.
  • the carbon dioxide absorption device is the carbon dioxide absorption device according to aspect 8, in which the first set value that is the set value of the concentration of carbon dioxide contained in the gas supplied to the carbon dioxide absorbent and the humidity in the gas A second set value, which is a set value, is set in advance, the first set value is a value of 1% or more, the second set value is a value of a relative humidity of 80% or more, and
  • the supply switching control unit is configured to supply the supply It is preferable to cause the route switching unit to switch to the supply route.
  • the gas is high CO 2 concentration and high humidity gas, it can be supplied to the gas to the CO 2 absorbing material. That is, only if it is possible to realize a high CO 2 absorption rate CO 2 absorbent material, it is possible to absorb the CO 2 in the CO 2 absorber. Therefore, the CO 2 absorbent can be used more effectively.
  • the carbon dioxide absorption device includes, in the aspect 9, the concentration unit that increases the carbon dioxide concentration of the gas taken in by the carbon dioxide absorption device, and the humidification unit that increases the humidity of the gas. And (ii) when the carbon dioxide concentration detected by the concentration detector is lower than the first set value, and (ii) when the humidity detected by the humidity detector is the first In at least one of cases where the value is lower than 2 set values, the supply switching control unit causes the supply path switching unit to switch to the non-supply path, and the gas is supplied to the concentrating unit and the humidifying unit. It is preferable to reintroduce to the part.
  • the gas is not a high CO 2 concentration and high humidity gas until the gas has a higher CO 2 concentration and high humidity gas, can be repeated CO 2 concentration and humidified. Therefore, a high CO 2 concentration / high humidity gas can be supplied to the CO 2 absorbent more reliably.
  • the carbon dioxide absorption method is a carbon dioxide using a carbon dioxide absorbent that absorbs carbon dioxide contained in the gas from a gas containing moisture and carbon dioxide.
  • the carbon dioxide absorbent contains tetravalent lithium silicate, a gas having a carbon dioxide concentration of 1% or more and a relative humidity of 80% or more is treated as the carbon dioxide.
  • a supply step of supplying the absorbent material is a carbon dioxide using a carbon dioxide absorbent that absorbs carbon dioxide contained in the gas from a gas containing moisture and carbon dioxide.
  • the carbon dioxide absorbent contains tetravalent lithium silicate, a gas having a carbon dioxide concentration of 1% or more and a relative humidity of 80% or more is treated as the carbon dioxide.
  • the electronic apparatus (air purifier 100) preferably includes the carbon dioxide absorber according to any one of the first to tenth aspects.
  • the carbon dioxide absorption method according to one aspect of the present disclosure is a carbon dioxide absorption method using a carbon dioxide absorbent mainly composed of Li 4 SiO 4 for processing a gas containing carbon dioxide, Has a carbon dioxide concentration and humidity above a predetermined level.
  • carbon dioxide absorbing device provides a carbon dioxide absorbent mainly composed of Li 4 SiO 4, the carbon dioxide concentration can be increased carbon dioxide concentration of the gas containing carbon dioxide A concentration unit, and a humidification unit capable of increasing the humidity of the gas containing carbon dioxide.
  • the carbon dioxide absorption device includes a detection unit that detects a carbon dioxide concentration and humidity of a gas containing the carbon dioxide, and the carbon dioxide detected by the detection unit. And a control unit for controlling the carbon dioxide concentration concentrating unit and the humidifying unit based on the carbon dioxide concentration and humidity of the gas.
  • the carbon dioxide absorption device includes a carbon dioxide absorbent mainly composed of Li 4 SiO 4 , a detection unit that detects a carbon dioxide concentration and humidity of a gas containing carbon dioxide, Based on the carbon dioxide concentration and the humidity of the gas containing the carbon dioxide detected by the switching unit that switches whether the gas containing the carbon dioxide is brought into contact with the carbon dioxide absorbent, or the detection unit A control unit that controls the switching unit.
  • the carbon dioxide absorption device includes a carbon dioxide concentration concentration unit capable of increasing a carbon dioxide concentration of the gas containing carbon dioxide, and a humidity of the gas containing carbon dioxide. And a humidifying section that can be raised.
  • a carbon dioxide absorption method is a carbon dioxide absorption method using a carbon dioxide absorbent mainly composed of Li 4 SiO 4 for processing a gas containing carbon dioxide, the carbon dioxide absorption method described above.
  • the carbon dioxide concentration and humidity of the gas containing carbon are detected by the detection unit, and the carbon dioxide concentration and humidity of the gas containing carbon dioxide detected by the detection unit are both equal to or higher than the predetermined concentration and humidity.
  • the gas containing carbon dioxide is brought into contact with the carbon dioxide absorbent.
  • the carbon dioxide concentration and / or humidity of the gas containing the carbon dioxide detected by the detection unit is a predetermined concentration and / or humidity.
  • carbon dioxide is absorbed by preventing the gas containing carbon dioxide from coming into contact with the carbon dioxide absorbent.
  • the carbon dioxide concentration and / or humidity of the gas containing the carbon dioxide detected by the detection unit is a predetermined concentration and / or humidity. If it is less than the carbon dioxide concentration concentration section and / or the humidification section, the carbon dioxide concentration and / or humidity of the gas containing carbon dioxide is set to a predetermined concentration and / or higher than the humidity. The gas whose carbon dioxide concentration and / or humidity is increased to a predetermined concentration and / or higher than the humidity is brought into contact with the carbon dioxide absorbent.

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Abstract

CO2吸収材におけるCO2吸収率を従来よりも向上させる。水分とCO2とを含む気体中から、当該気体中に含まれるCO2を吸収するCO2吸収材(10)は、4価のリチウムシリケートを含んでいる。CO2吸収装置(1)は、CO2濃度が1%以上であり、かつ、湿度が相対湿度80%以上である気体(G2)を、CO2吸収材(10)に供給する供給部としてのCO2濃縮部(11)および加湿部(12)を備えている。

Description

二酸化炭素吸収装置、二酸化炭素吸収方法、および電子機器
 以下の開示は、気体中に含まれる二酸化炭素(CO)を吸収する二酸化炭素吸収材(CO吸収材)を備えた二酸化炭素吸収装置(CO吸収装置)等に関する。
 近年、米国ローレンス・バークレー国立研究所からCO濃度が2500ppm以上になると思考力が低下するとの報告がなされている。このように、空気中のCO濃度が特定の濃度以上になると、人体へ悪影響を及ぼす。このため、空気中のCO濃度の上昇を防ぐ必要がある。また、分析機器の中には、取り込んだ空気からのCOの除去を必要とするものもある。これらの点を踏まえ、従来から、気体中に含まれるCOを除去する技術が開発されている。
 例えば、特許文献1および2には、所定量の水分を含有しているリチウムシリケートを主成分とする、炭酸ガス吸収材(換言すればCO吸収材)が開示されている。
日本国公開特許公報「特開2003-126688号公報(2003年5月7日公開)」 日本国公開特許公報「特開2005-13952号公報(2005年1月20日公開)」
 但し、CO吸収材のCO吸収性能をさらに向上させるための構成については、なお工夫の余地がある。例えば、後述するように、CO吸収材のCO吸収率(二酸化炭素吸収率)を向上させるための構成については、さらなる改善の余地がある。
 本開示の一態様は、CO吸収材のCO吸収率を従来よりも向上させることが可能なCO吸収装置等を実現することを目的とする。
 上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収装置は、水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材を備えた二酸化炭素吸収装置であって、上記二酸化炭素吸収材は、4価のリチウムシリケートを含んでおり、二酸化炭素濃度が1%以上であり、かつ、湿度が相対湿度80%以上である気体を、上記二酸化炭素吸収材に供給する供給部を備えている。
 また、上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収方法は、水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材を用いた二酸化炭素吸収方法であって、上記二酸化炭素吸収材は、4価のリチウムシリケートを含んでおり、二酸化炭素濃度が1%以上であり、かつ、湿度が相対湿度80%以上である気体を、上記二酸化炭素吸収材に供給する供給工程を含んでいる。
 本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収装置によれば、CO吸収材のCO吸収率を従来よりも向上させることが可能となるという効果を奏する。
 また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収方法によっても、同様の効果を奏する。
実施形態1に係るCO吸収装置の要部の構成を示す機能ブロック図である。 XRDを用いて粉末Xを測定した結果の一例を示す図である。 (a)は図1のCO吸収材のCO吸収率を測定するための測定システムの構成を概略的に示す図であり、(b)は(a)に示されるCO吸収管の内部の様子を示す図である。 (a)および(b)はそれぞれ、図4の測定システムにおいて得られたCO吸収率の測定結果を示す図である。 XRDを用いて各サンプルを測定した結果の一例を示す図である。 (a)~(c)はそれぞれ、図1のCO吸収装置の変形例としてのCO吸収装置の要部の構成を示す機能ブロック図である。 実施形態2に係るCO吸収装置の要部の構成を示す機能ブロック図である。 (a)および(b)はそれぞれ、図7のCO吸収装置における濃縮制御部およびCO濃縮部のそれぞれの構成および動作を説明するための図である。 (a)および(b)はそれぞれ、図7のCO吸収装置における加湿制御部および加湿部のそれぞれの構成および動作を説明するための図である。 図7のCO吸収装置におけるCO吸収の処理の流れを示す図である。 実施形態3に係るCO吸収装置の要部の構成を示す機能ブロック図である。 (a)および(b)はそれぞれ、図11のCO吸収装置における吸収経路切替制御部および吸収経路切替部の動作を説明するための図である。 図11のCO吸収装置におけるCO吸収の処理の流れを示す図である。 実施形態4に係る空気清浄器の概略的な構成を示す図である。
 〔実施形態1〕
 以下、実施形態1について、図1~図5に基づいて説明する。はじめに、図1を参照して、実施形態1のCO吸収装置1(二酸化炭素吸収装置)の概要について述べる。図1は、CO吸収装置1の要部の構成を示す機能ブロック図である。
 (CO吸収装置1の概要)
 CO吸収装置1は、CO吸収材10(二酸化炭素吸収材)、CO濃縮部11(濃縮部,供給部)、および加湿部12(供給部)を備えている。CO吸収装置1は、外部から入口気体(Inlet gas)である気体G0を取り込む。CO吸収装置1において、気体G0は、CO濃縮部11および加湿部12をこの順に通過して、最終的にCO吸収材10に導かれる。
 CO吸収装置1では、CO濃縮部11および加湿部12が、後述する高CO濃度・高湿度気体(後述)をCO吸収材10に供給する供給部としての役割を果たす。但し、後述するように、CO吸収装置1からCO濃縮部11および加湿部12の少なくともいずれかを省略することもできる(後述の図6を参照)。
 以下、説明の便宜上、CO濃縮部11を通過し加湿部12に向かう気体G0を、気体G1と称する。さらに、加湿部12を通過しCO吸収材10に向かう気体G1を、気体G2と称する。以下に述べるように、気体G0~G2はそれぞれ、水分(すなわち水蒸気)とCO(すなわち炭酸ガス)とを含む気体であってよい。
 CO吸収装置1には、気体G0を外部から取り込み、かつ、気体G0(気体G1・G2)をCO吸収材10に導くためのポンプ(流体機械)およびファン(送風機)等の部材が設けられていてもよい。また、CO吸収装置1には、気体G0(気体G1・G2)を輸送するための配管が設けられていてもよい。但し、図1および以降の各図では、図面の簡略化のために、これらの部材の図示を省略する。
 (CO吸収材10)
 CO吸収材10は、気体中に含まれるCOを吸収する。具体的には、CO吸収材10は、水分(すなわち水蒸気)とCO(すなわち炭酸ガス)とを含む空間内の気体から、少なくとも一部のCOを分離して、当該COを吸収する。CO吸収材10には、以下に述べる加湿部12を通過した気体G2が導入(供給)される。つまり、CO吸収装置1は、気体G2をCO吸収材10に接触させるように構成されている。
 ここで、「空間」とは、人間(またはその他の生物)が生存可能な環境を意味する。従って、上記空間における気圧は、大気圧(1気圧)付近である。また、「室温」とは、例えば1℃~30℃程度の温度を意味する。また、例えば1℃~50℃程度の温度を、「室温程度」と称してもよい。
 また、後述するように、CO吸収材10は、LiSiO(4価のリチウムシリケート)を主成分として含んでいる。ここで、「4価のリチウムシリケート」とは、「1価のLiを4つ有するリチウムシリケート」を意味する。実施形態1では、CO吸収材10に含まれている全物質に対する4価のリチウムシリケートの割合が、例えば70%以上であれば、当該4価のリチウムシリケートがCO吸収材10の主成分であるものとする。
 以下に述べるように、気体G2のCO濃度および湿度の少なくともいずれかを調整することによって、CO吸収材10のCO吸収量を調整できる。つまり、CO吸収材10のCO吸収率を調整できる。
 なお、「CO吸収材10のCO吸収率」とは、「CO吸収材10の質量」に対する、「CO吸収材10が吸収したCOの質量」の比率(割合)を意味する。例えば、CO吸収材10の質量をW1(単位:g)、CO吸収材10が吸収したCOの質量をW2(単位:g)とする。この場合、CO吸収材10のCO吸収率をAc(%)とすると、Ac=(W2/W1)×100として表される。
 (CO濃縮部11)
 CO濃縮部11には、CO吸収装置1の外部から取り込まれた気体G0が導入される。CO濃縮部11は、気体G0のCO濃度を増加させる。以下、説明の便宜上、CO濃縮部11において、気体(例:気体G0)のCO濃度を増加させる動作を、「気体をCO濃縮する」とも称する。
 CO濃縮部11は、気体G0をCO濃縮し、当該気体のCO濃度を所定の値以上に増加させる。そして、CO濃縮部11は、CO濃度を増加させた気体(つまり、気体G1)を、加湿部12に導入する。以下、「CO濃度の所定の値」を「所定濃度」とも称する。所定濃度は、「1%」のCO濃度であってよい。すなわち、CO濃縮部11は、気体G0のCO濃度を1%以上に増加させ、CO濃度が1%以上である気体G1を加湿部12に導入する。
 一例として、CO濃縮部11は、圧力スイング吸着(Pressure Swing Absorption,PSA)装置と、加圧空気を供給可能なコンプレッサと、気体中のCOを分離可能な膜(例:ポリイミドを用いた分離膜)との組合せによって構成されてよい。但し、CO濃縮部11は、気体のCO濃度を所定の値以上に増加させるものであればよく、その構成は特に限定されない。
 (加湿部12)
 加湿部12には、CO濃縮部11から気体G1(CO濃度1%以上の気体)が導入される。加湿部12は、気体G1の湿度を増加させる。つまり、加湿部12は、気体G1を加湿する。
 加湿部12は、気体G1を加湿し、当該気体の湿度を所定の値以上に増加させる。そして、加湿部12は、湿度を増加させた気体(つまり、気体G2)を、CO吸収材10に導入する。以下、「湿度の所定の値」を「所定湿度」とも称する。所定湿度とは、「80%」の湿度であってよい。すなわち、加湿部12は、気体G1の湿度を80%以上に増加させ、湿度が80%以上である気体G2をCO吸収材10に導入する。
 なお、本明細書における「湿度」は、相対湿度(Relative Humidity,RH)を意味する。相対湿度とは、所定の温度における気体の水蒸気圧と、当該所定の温度における飽和水蒸気圧との比率を表す。
 実施形態1では、加湿部12として、気体を水中でバブリングさせる装置(バブリング装置)が用いられてよい。但し、加湿部12は、気体の湿度を所定の値以上に増加させるものであればよく、その構成は特に限定されない。例えば、公知の加湿器(例:気化式、超音波式、または加熱式の加湿器)を、加湿部12として用いてもよい。
 (CO吸収材10の作製方法の一例)
 以下、CO吸収材10の作製方法の一例について説明する。まず、二酸化珪素(SiO)および炭酸リチウム(LiCO)のモル比が1:2となるよう、秤量する(秤量工程)。
 続いて、秤量した二酸化珪素および炭酸リチウムを3次元ミルに挿入する。そして、二酸化珪素および炭酸リチウムを約10分間(混合時間の一例)、ZrOボールを用いて、3次元ミルによって混合する(混合工程)。本作製方法において用いた3次元ミルは、(株)ナガオシステム製の3D-210-D2である。
 続いて、3次元ミルによって混合された二酸化珪素および炭酸リチウムの混合粉体を、電気炉にて、約700℃(加熱温度の一例)の温度で約10時間(加熱時間の一例)加熱する(加熱工程)。そして、加熱後の混合粉体を乳鉢にて粉砕し(粉砕工程)、粉砕後の粉体をふるいに通す。このようにして作製された粉体(粉末状)のLiSiOが、CO吸収材10(LiSiOを主成分として含むCO吸収材)として用いられる。
 以下、説明の便宜上、上記の通り作製された粉体を、粉体Xと称する。なお、本作製方法によって作製されたCO吸収材(粉体X)の粒径については、平均粒子径(D50)が約10μmであった。
 なお、上記混合工程において用いられる装置は、3次元ミルに限定されない。例えば、乳鉢またはポットミル等を用いて、二酸化珪素および炭酸リチウムを混合してもよい。また、上記混合工程における混合時間は、上記秤量工程において秤量される二酸化珪素および炭酸リチウムの全重量により変動する。
 また、上記加熱工程における加熱温度および加熱時間は、加熱工程において用いられる電気炉により変動する。用いられる電気炉の性能および仕様の違いを考慮すれば、加熱温度は、例えば600℃以上かつ1000℃以下であればよい。また、加熱時間は、例えば5時間以上かつ40時間以内であればよい。
 また、上述の例では、粉体のCO吸収材10を作製する場合を例示したが、CO吸収材10はペレット状に形成されてもよい。ペレットの形状としては、円柱、球形、または直方体等の任意の形状が用いられてよい。ペレットの大きさは、例えば、数mm~数10mm程度であればよい。
 以下、ペレットとしてのCO吸収材10の作製方法の一例について説明する。まず、上記の通り作製された粉体X(粉体のLiSiO)にバインダを混合する(バインダ混合工程)。その後、粉体Xとバインダとの混合物を所定の型に挿入し、所定の温度で焼結する(焼結工程)。その結果、粉体のLiSiOを含んでおり、かつ、当該粉体のLiSiOよりも大きいペレットが得られる。
 (粉体Xの同定)
 続いて、発明者らは、X線回折装置(X-ray diffraction,XRD)を用いて、上記の通り作製された物質(粉体X)の同定を行った。その結果、当該粉体XがLiSiOであることを確認した。
 図2は、XRDを用いて粉末Xを測定した結果の一例を示すグラフである。図2において、横軸は回折角(単位:°)を示し、縦軸は測定対象(物質)における散乱後のX線強度(任意単位)を示す。図2の凡例「LiSiO」(実線)は、粉体Xを測定対象とした場合に得られた測定結果である。一方、図2の凡例「LiSiO-ref(37-1472)」(三角印)は、リファレンスとしてのLiSiOの解析結果を示す。
 図2に示すように、粉体X(実線)は、リファレンスとしてのLiSiOと略同一の回折角において、強度のピークを有していることが確認された。すなわち、上述の通り作製されたCO吸収材10は、LiSiOを主成分として含む物質であることが特定された。
 (気体のCO濃度および湿度と、CO吸収材10のCO吸収率との関係)
 続いて、発明者らは、CO吸収材10のCO吸収率は、当該CO吸収材10に導入された(接触した)気体のCO濃度および湿度に応じた依存性を有していることを確認した。具体的には、発明者らは、図3に示す測定システム110(CO吸収材のCO吸収率を測定するための測定システム)を用いて、当該依存性を確認した。
 図3の(a)は、測定システム110の構成を概略的に示す図である。測定システム110は、乾燥空気ボンベ120、COボンベ121、流量調整器122・123、三方弁124・125、加湿器126、湿度計127、加熱部128、CO濃度計129、およびCO吸収管130を備えている。CO吸収管130には、湿度計127から入口気体Ginが導入される。
 図3の(b)は、測定システム110におけるCO吸収管130の内部の様子を示す図である。CO吸収管130の内部には、CO吸収材10が装填されている。より具体的には、CO吸収材10は、容器135上に静置されている。CO吸収材10は、CO吸収管130の内部を通過する入口気体Ginに含まれるCOを吸収する。以下、CO吸収管130の出口気体(Outlet Gas)を、出口気体Goutと称する。出口気体Goutは、CO吸収管130からCO濃度計129に導入される。
 CO濃度計129は、出口気体GoutのCO濃度を検出する。入口気体GinのCO濃度(換言すれば、COの量)を既知とすれば、CO濃度計129の検出結果(出口気体GoutのCO濃度)を用いて、CO吸収材10が吸収したCOの量を測定(算出)できる。それゆえ、CO吸収材10におけるCO吸収率を測定できる。
 乾燥空気ボンベ120には、COおよび水分(水蒸気)をほぼ含まず、窒素と酸素とを主成分として含む気体(乾燥空気)が封入されている。流量調整器122は、乾燥空気ボンベ120から三方弁124の側に流れる乾燥空気の流量を調整する。COボンベ121には、気体のCOが封入されている。流量調整器123は、COボンベ121から三方弁124の側に流れる乾燥空気の流量を調整する。
 三方弁124と三方弁125との間には、図3の(a)に示される乾燥ライン131と加湿ライン132とが並列に設けられている。三方弁124・125は、乾燥空気ボンベ120およびCOボンベ121から三方弁124に導入された気体を、湿度計127に向かわせる経路を切り替える。つまり、三方弁124・125によって、当該経路として、乾燥ライン131または加湿ライン132の一方を選択できる。
 加湿ライン132には、加湿器126が設けられている。このため、加湿ライン132を経由して気体を湿度計127に導入させた場合には、当該気体の湿度を所望の湿度まで増加させることができる。他方、乾燥ライン131には、加湿器126が設けられていない。気体の湿度を増加させる必要がない場合には、乾燥ライン131を経由して、気体を湿度計127に導入させればよい。
 湿度計127は、気体の湿度を検出する。湿度計127を通過した気体は、入口気体GinとしてCO吸収管130に導入される。加熱部128は、CO吸収管130を加熱する。加熱部128によって、CO吸収管130に存在するCO吸収材10および入口気体Ginを、所望の温度まで加熱できる。
 なお、CO吸収管130および容器135はそれぞれ、加熱部128による加熱に耐えられるよう、セラミック材料によって形成されることが好ましい。一例として、CO吸収管130の材料としては石英が、容器135の材料としてはアルミナが用いられてよい。
 以下、発明者らが測定システム110を用いて行った測定方法の一例について述べる。まず、乾燥空気ボンベ120から供給される乾燥空気の流量を流量調整器122によって調整するとともに、COボンベ121から供給されるCOの流量を流量調整器123によって調整した。
 これにより、0.1~100%の濃度のCOを含有する気体を作製した。なお、作製した気体の流量については、流量調整器122・123によって、当該気体のCO濃度に応じて調整されている。具体的には、
  ・CO濃度が100%の場合:流量0.01L/分;
  ・CO濃度が20%の場合 :流量0.05L/分;
  ・CO濃度が10%の場合 :流量0.1L/分;
  ・CO濃度が1%の場合  :流量1L/分;
  ・CO濃度が0.1%の場合:流量2L/分;
とした。このように、作製した気体のCO濃度が高くなるにつれて、当該気体の流量がより小さくなるように調整されている。
 続いて、三方弁124を制御し、上記気体を加湿ライン132の加湿器126に導入した。そして、加湿器126において、湿度を50~80%とした気体(加湿気体)を作製した。そして、三方弁125を経由して、当該加湿気体を湿度計127に導入した。湿度計127において加湿気体の湿度を測定した。
 続いて、加湿気体を入口気体GinとしてCO吸収管130に導入した。CO吸収管130に装填されたCO吸収材10(0.5g)に、入口気体Gin(加湿気体)を接触させCOを吸収させた。CO吸収材10にCOを十分に吸収させるために、3日間に亘って、入口気体GinをCO吸収材10に接触させた。このとき、加熱部128による加熱は行わず、CO吸収管130およびCO吸収材10を室温状態とした。
 次に、流量調整器122・123によって、COボンベ121から供給されるCOの流量を0L/分とし、乾燥空気ボンベ120から供給される乾燥空気の流量を2L/分とした。つまり、COおよび水分をほぼ含有しない気体を作製した。そして、三方弁124・125を制御し、当該気体を乾燥ライン133に導入し、COおよび水分を含まない気体(以下、CO・水分不含有気体とも称する)を作製した。当該CO・水分不含有気体を入口気体Ginとして、CO吸収管130に導入した。
 当該入口気体Gin(CO・水分不含有気体)がCO吸収管130に流入している状態のもとで、CO吸収管130を加熱部128によって700℃に加熱した。このようにCO吸収材10を加熱することにより、CO吸収材10に吸収されていたCOを放出させた。
 また、CO吸収材10の加熱とともに、CO濃度計129において、出口気体GoutのCO濃度を経時的に測定した。CO濃度計129の測定結果を用いて、CO吸収材10が吸収していたCOの量を測定した。そして、CO吸収材10のCO吸収率を測定した。
 図4は、発明者らが測定システム110を用いて確認した、CO吸収率の測定結果を示す表である。図4の(a)には、入口気体Ginの湿度を80%に保ったまま、当該入口気体GinのCO濃度を様々に変化させた場合の測定結果が示されている。図4の(a)に示されるように、入口気体GinのCO濃度が低い場合(CO濃度が0.1%の場合)には、「31.0%」というやや低いCO吸収率が確認された。
 他方、入口気体GinのCO濃度がある程度高い場合(CO濃度が1%、10%、20%、および100%のそれぞれ場合)には、いずれも「36.7%」(この数値の意義については後述)を上回るCO吸収率が確認された。このように、発明者らは、入口気体Ginの湿度が80%である場合、入口気体GinのCO濃度を1%以上にすることで、CO吸収材10のCO吸収率が十分に向上することを確認した。さらに、中でもCO濃度が1%以上、かつ、20%以下の場合には、「45.2%以上」という高いCO吸収率が確認された。
 また、図4の(b)には、入口気体GinのCO濃度を1%に保ったまま、当該入口気体Ginの湿度を様々に変化させた場合の測定結果が示されている。図4の(b)に示されるように、入口気体Ginの湿度が低い場合(湿度が50~60%の場合)には、やや低いCO吸収率(36.7%を下回るCO吸収率)が確認された。
 他方、入口気体Ginの湿度がある程度高い場合(CO濃度が80%以上である場合)に、「45.2%以上」という高いCO吸収率(36.7%を上回るCO吸収率)が確認された。このように、発明者らは、入口気体GinのCO濃度が1%である場合、入口気体Ginの湿度を80%以上にすることで、CO吸収材10のCO吸収率が十分に向上することを確認した。
 以上のように、発明者らは、「CO吸収材10に接触する気体のCO濃度を1%(所定濃度)以上とし、かつ、当該気体の湿度を80%(所定湿度)以上とする」ことにより、CO吸収材10のCO吸収率が十分に向上することを見出した。
 (特許文献1・2のCO吸収材のCO吸収率)
 発明者らは、CO吸収材10の性能評価のために、特許文献1・2のCO吸収材のCO吸収率についてそれぞれ検討した。以下、その検討結果について述べる。
 特許文献1によれば、特許文献1のCO吸収材(炭酸ガス吸収材)のCO吸収率は12%であった。また、入口気体(導入ガス)のCO濃度は500ppmであり、当該入口気体には1%の水分(水蒸気)が含まれていた。このことから、入口気体の温度が20℃であった場合、当該入口気体の湿度は43%と推測される。
 また、特許文献2によれば、特許文献2のCO吸収材(炭酸ガス吸収材)のCO吸収率は9.4%であった。また、入口気体(導入ガス)のCO濃度は3000ppmであった。入口気体は、0℃でのバブリングがあらかじめ行われている。このことから、入口気体の温度が20℃であった場合、当該入口気体の湿度は28%と推測される。
 このように、CO吸収材10によれば、特許文献1・2のいずれのCO吸収材に比べても、十分に高いCO吸収率を実現できる。また、特許文献1・2のいずれにおいても、CO吸収材に接触させる気体のCOおよび湿度は、十分に低く設定されていた。つまり、特許文献1・2のいずれにおいても、高CO濃度・高湿度気体(後述)を、CO吸収材に接触させることは行われていなかった。
 なお、特許文献2のCO吸収材は、CO吸収材10と同様に、4価のリチウムシリケート(LiSiO)を主成分として含んでいる。特許文献2では、LiSiOがCOを吸収する場合の化学反応式は、以下の式(1)、
  LiSiO+CO→LiSiO+LiCO …(1)
として表されている。
 式(1)によれば、1mol(120g)のLiSiOは、1mol(44g)のCOを吸収する。従って、式(1)における、LiSiOのCO吸収率の理論値は、(44g/120g)×100=36.7%と算出できる。すなわち、特許文献2のCO吸収材は、理論的には「36.7%」程度の高いCO吸収率を有していると考えられる。
 しかしながら、上述のように、特許文献2のCO吸収材において、CO吸収率は36.7%よりも十分に低い値(9.4%)であった。このことから、特許文献2のCO吸収材では、LiSiOのCO吸収性能を十分に発揮できていないと推察される。
 他方、CO吸収材10によれば、上述のように36.7%を上回るCO吸収率を実現できる。このことから、発明者らは、「CO吸収材10に高CO濃度かつ高湿度の気体を導入する」ことにより、LiSiOのCO吸収性能を効果的に発揮することが可能となったと推察した。以下、この点について説明する。
 (CO吸収材10におけるCO吸収率の向上のメカニズムについての一考察)
 以上のように、発明者らは、「所定濃度以上のCO濃度を有し、かつ、所定湿度以上の湿度を有する気体を、CO吸収材10に供給する(接触させる)」こと(以下、構成A)により、CO吸収材10のCO吸収率(より厳密には、COを吸収させた後のCO吸収材10から放出されるCOの量)が向上することを確認した。
 但し、構成Aによって、CO吸収材10のCO吸収率が向上するメカニズム(原理)については、現時点で解明されていない。発明者らは、当該メカニズムについて、以下の通り推察している。はじめに、発明者らは、以下の仮説を考えた。
 (仮説):CO吸収材10において、LiSiOがCOを吸収する場合の化学反応式は、主に上述の式(1)(特許文献2に開示された式)に基づく。
 もし、当該仮説が妥当であれば、COを吸収させた後のCO吸収材10をXRDによって測定した場合、LiSiO(式(1)の右辺に示される生成物の1つ)が検出されるはずである。そこで、発明者らは、XRDによる測定を行い、上記仮説の妥当性を検証した。
 発明者らは、測定システム110において、CO濃度を100%とした気体の流量を0.15L/分とし、かつ、加湿器126によって当該気体の湿度を80%にすることで、高CO濃度の加湿気体を作製した。すなわち、高CO濃度・高湿度の気体を作製した。当該気体を入口気体Ginとして、CO吸収管130に導入した。
 続いて、入口気体Ginに含まれるCOの吸収の程度を対比するための、CO吸収材10の複数サンプルを作製した。そして、XRDを用いて各サンプルに含有される物質を同定した。
 具体的には、発明者らは、以下の5つのサンプルA~E、すなわち、
  ・サンプルA:CO吸収時間(COを吸収させた時間)を0時間(0h)とした、CO吸収材10
  ・サンプルB:CO吸収時間を1時間(1h)とした、CO吸収材10;
  ・サンプルC:CO吸収時間を5時間(5h)とした、CO吸収材10;
  ・サンプルD:CO吸収時間を18時間(18h)とした、CO吸収材10;
  ・サンプルE:CO吸収時間を24時間(24h)とした、CO吸収材10;
を作製した。
 図5は、XRDを用いてサンプルA~Eを測定した結果の一例を示すグラフである。図5のグラフにおける横軸および縦軸の単位はそれぞれ、図2のグラフと同様である。なお、図5における凡例「LiSiO」(逆三角印)および「LiCO」(丸印)はそれぞれ、リファレンスとしてのLiSiOおよびLiCOの解析結果を示す。
 図5に示されるように、サンプルA~Eのいずれにおいても、LiSiOおよびLiCOのそれぞれに対応する(LiSiOおよびLiCOのそれぞれと略同一の回折角における)強度のピークが確認された。
 しかしながら、LiSiOに対応する強度のピークは確認されなかった。つまり、LiSiOは検出されなかった。このことから、発明者らは、上記仮説には妥当でない点があり、さらなる検討の余地があると考えた。
 さらなる検討の結果、発明者らは、CO吸収材10において、LiSiOがCOを吸収する場合の化学反応式は、以下の式(2)、
  LiSiO+xHO+(x/2)CO
 →Li-xHSiO+xLiOH+(x/2)CO
 →Li-xHSiO+(x/2)LiCO+(x/2)HO …(2)
の通り表されると推察した。
 式(2)におけるxは、0<x≦4を満たす数である。式(2)は、室温状態において、CO吸収材10に含まれるLiSiOが、水(HO)の存在下にてCO吸収材10と反応すると仮定して導かれた式である。
 式(2)よれば、1molのLiSiOが(x/2)molのCOを吸収する場合、当該LiSiOはxmolの水をともに吸収する。つまり、室温状態においてLiSiOにCOを吸収させるには、LiSiOに水をも吸収させ、吸収した水の一部をLiSiOに取りこませる必要がある。
 このため、気体のCO濃度だけでなく、当該気体の湿度(水分の含有率)をも高めることにより、LiSiOにおけるCO吸収反応が促進すると考えられる。つまり、CO吸収材10のCO吸収率を向上させることができると考えられる。
 ところで、式(2)によれば、LiSiOがCOを吸収した後には、LiCOが固体状態で析出する。LiSiOの表面がLiCOによって覆われた場合、LiSiOにおける以降のCO吸収反応が阻害される。
 さらに、CO吸収材10に接触する気体(例:入口気体Gin)のCO濃度が特に高い場合(例:CO濃度が100%の場合)、LiSiOにおけるCO吸収反応の速度が向上する。このため、CO濃度が低い場合に比べて、LiSiOの表面がLiCOに覆われる時間が短くなると考えられる。
 このことは、上述の図4の(a)において、入口気体GinのCO濃度が100%の場合のCO吸収率が、入口気体GinのCO濃度が1%の場合のCO吸収率を下回っていた理由の1つであると推察される。従って、CO吸収材10のCO吸収率を向上させる観点からは、気体のCO濃度は、所定濃度以上とする必要はあるものの、あまり高くしすぎない方が好ましいとも考えられる。
 (CO吸収装置1の効果)
 上述のように、CO吸収装置1は、外部から取り込まれた気体G0が導入される順に、CO濃縮部11、加湿部12、およびCO吸収材10を備えている。
 まず、CO濃縮部11は、気体G0のCO濃度を所定濃度以上に増加させる。つまり、CO濃縮部11においてCO濃度が所定濃度以上である気体G1(以下、高CO濃度気体)を生成し、当該気体G1を加湿部12に導入できる。
 続いて、加湿部12は、気体G1(高CO濃度気体)の湿度を所定湿度以上に増加させる。つまり、加湿部12において、湿度が所定湿度以上である気体G2(以下、高湿度気体)を生成し、当該気体G2をCO吸収材10に導入できる。なお、気体G1は高CO濃度気体であるので、気体G2は、CO濃度が所定濃度以上であり、かつ、湿度が所定濃度以上である気体(以下、高CO濃度・高湿度気体)となる。
 このように、CO吸収装置1では、CO濃縮部11および加湿部12が、気体G2(高CO濃度・高湿度気体)をCO吸収材10に供給する供給部として機能する。従って、CO吸収材10に当該気体G2を導入することにより、上述のようにCO吸収材10のCO吸収性能(より具体的には、主成分であるLiSiOのCO吸収性能)を向上させることができる。
 それゆえ、CO吸収材10において、従来に比べて十分に高いCO吸収率を実現できる。すなわち、CO吸収率を従来よりも向上させたCO吸収材10を得ることができる。
 その結果、CO吸収装置1において所定の量のCO濃度を吸収する場合、必要なCO吸収材10の量を低減できる。従って、CO吸収装置1の小型化(例:容積の低減)が可能となるので、CO吸収装置1のユーザの利便性を向上させることができる。CO吸収装置1は、狭い密閉空間(例:車内または潜水艦内)において、特に好適に用いられる。
 また、長時間に亘って、CO吸収材10のCO吸収性能を高く維持できるので、CO吸収材10を利用できる時間が長くなる。このため、CO吸収材10のCO吸収性能の劣化に伴う、当該CO吸収材10の再生処理または交換の頻度を低減することもできる。つまり、CO吸収装置1のメンテナンスを簡略化できる。この点からも、CO吸収装置1のユーザの利便性を向上させることができる。
 〔変形例〕
 実施形態1では、「CO濃縮部11→加湿部12→CO吸収材10」の順に、気体(例:気体G0)がCO吸収装置1の内部に導入される構成を例示した。つまり、上記気体に対して、CO濃縮および加湿をこの順に行って、高CO濃度・高湿度気体(例:気体G2)をCO吸収材10に導入する構成を例示した。
 但し、CO吸収装置1は、「加湿部12→CO濃縮部11→CO吸収材10」の順に、気体が内部に導入されるように構成されてもよい。つまり、上記気体に対して、加湿およびCO濃縮をこの順に行って、高CO濃度・高湿度気体をCO吸収材10に導入してもよい。この点については、後述する各実施形態においても同様である。
 〔変形例〕
 実施形態1では、CO吸収装置1における供給部として、CO濃縮部11および加湿部12を設けた構成を例示した。但し、CO濃縮部11および加湿部12の少なくともいずれかを、CO吸収装置1から省略することもできる。以下、図6を参照して、当該CO吸収装置の構成のバリエーションについて述べる。
 (1)図6の(a)は、CO吸収装置1の一変形例としてのCO吸収装置1u(二酸化炭素吸収装置)の要部の構成を示す機能ブロック図である。CO吸収装置1uは、CO吸収装置1から加湿部12を省略した構成である。
 一例として、CO吸収装置1の外部の装置(例:加湿部12と同様の装置)において、高湿度気体としての気体G0があらかじめ作製される場合を考える。この場合、気体G0がCO吸収装置1の内部に取り込まれた時点において、当該気体G0はすでに十分に高い湿度を有している。それゆえ、加湿部12において気体を加湿する必要はなく、CO吸収装置1から加湿部12を省略できる。つまり、CO濃縮部11のみを供給部として用いることができる。
 CO吸収装置1uにおいて、CO濃縮部11は、気体G0(高湿度気体)をCO濃縮し、高CO濃度・高湿度気体である気体G1uを生成する。そして、CO濃縮部11は、気体G1u(高CO濃度・高湿度気体)をCO吸収材10に導入する。
 (2)図6の(b)は、CO吸収装置1の別の変形例としてのCO吸収装置1v(二酸化炭素吸収装置)の要部の構成を示す機能ブロック図である。CO吸収装置1vは、CO吸収装置1からCO濃縮部11を省略した構成である。
 一例として、CO吸収装置1の外部の装置(例:CO濃縮部11と同様の装置)において、高CO濃度気体としての気体G0があらかじめ作製される場合を考える。この場合、気体G0がCO吸収装置1の内部に取り込まれた時点において、当該気体G0はすでに十分に高いCO濃度を有している。それゆえ、CO濃縮部11において気体をCO濃縮する必要はなく、CO吸収装置1からCO濃縮部11を省略できる。つまり、加湿部12のみを供給部として用いることができる。
 CO吸収装置1vにおいて、加湿部12は、気体G0(高CO濃度気体)を加湿し、高CO濃度・高湿度気体である気体G2vを生成する。そして、加湿部12は、気体G2v(高CO濃度・高湿度気体)をCO吸収材10に導入する。
 (3)図6の(c)は、CO吸収装置1のさらに別の変形例としてのCO吸収装置1w(二酸化炭素吸収装置)の要部の構成を示す機能ブロック図である。CO吸収装置1wは、CO吸収装置1からCO濃縮部11および加湿部12を省略した構成である。
 一例として、CO吸収装置1の外部の装置(例:CO濃縮部11および加湿部12と同様の装置)において、高CO濃度・高湿度気体としての気体G0があらかじめ作製される場合を考える。この場合、気体G0がCO吸収装置1の内部に導入された時点において、当該気体G0はすでに十分に高いCO濃度および湿度を有している。このため、CO吸収装置1から、供給部としてのCO濃縮部11および加湿部12の両方を省略できる。
 CO吸収装置1wは、不図示のポンプまたはファンを用いて、内部に取り込んだ気体G0(高CO濃度・高湿度気体)をCO吸収材10に導入する。CO吸収装置1wでは、気体G0を内部に取り込むためのハードウェア要素(ポンプまたはファン等)が、供給部としての役割を果たす。
 さらに、CO吸収装置1wが空気清浄器等の電子機器に設けられた場合、あるいは、生物(例:人または動物)がCO吸収装置1wに強制的に気体G0を供給する場合には、CO吸収装置1wからポンプまたはファン等を省略することもできる(後述の実施形態4を参照)。CO吸収装置1wからポンプまたはファン等を省略した場合、例えば、CO吸収装置1wの筐体の表面に形成された不図示の開口部(気体G0を内部に取り込むための開口部)が、供給部としての役割を果たす。
 以上のように、本開示の一態様に係るCO吸収装置は、高CO濃度・高湿度気体をCO吸収材10に供給(導入)できるように構成されていればよい。この点については、後述する各実施形態においても同様である。
 〔実施形態2〕
 実施形態2について、図7~図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 (CO吸収装置2)
 図7は、実施形態2のCO吸収装置2(二酸化炭素吸収装置)の要部の構成を示す機能ブロック図である。CO吸収装置2は、実施形態1のCO吸収装置1において、(i)CO濃縮部11および加湿部12のそれぞれをCO濃縮部21(濃縮部,供給部)および加湿部22(加湿部)に置き換え、かつ、(ii)制御部20、検出部25、および記憶部90を付加した構成である。
 図7に示されるように、CO吸収装置2の内部に取り込まれた気体G0は、まず検出部25を通過する。そして、検出部25を通過した気体G0は、CO濃縮部21に導入される。その後、実施形態1と同様の経路にて、気体G2(高CO濃度・高湿度気体)がCO吸収材10に導入される。CO濃縮部21および加湿部22の構成については、後に詳細に述べる。
 検出部25は、CO濃度センサ251(濃度検出部)および湿度センサ252(湿度検出部)を備えている。CO濃度センサ251は、気体(例:気体G0)のCO濃度を検出(測定)する。CO濃度センサ251は、CO濃度の検出値(検出結果)を、制御部20(より具体的には、後述する濃縮制御部201)に与える。
 CO濃度センサ251におけるCO濃度の検出方式は、特に限定されない。当該検出方式としては、半導体センサを用いた方式(半導体式)、電気化学式、および赤外線吸収式等が用いられてよい。従って、CO濃度センサ251には、公知の任意のガス濃度センサが用いられてよい。
 半導体式の検出方式(半導体センサ)を採用した場合には、(i)CO濃度センサ251のコストを低減できる、および、(ii)CO濃度センサ251に過酷な環境条件への耐性を付与できる、等のメリットが得られる。なお、半導体センサの材料としては、SnOまたはZnO等の半導体(例:n型半導体)が用いられるが、検出対象の選択性を向上させるという観点からは、Laを添加したSnOを用いることが特に好ましい。
 また、赤外線吸収式の検出方式を採用した場合には、(i)CO濃度センサ251の感度を高くできる、および、(ii)検出対象の選択性を向上させることができる、等のメリットが得られる。なお、電気化学式の検出方式を採用した場合には、固体電解質の伝導イオン種として、例えばナトリウムイオン伝導体等が用いられる。
 湿度センサ252は、気体(例:気体G0)のCO湿度を検出する。湿度センサ252は、湿度の検出値(検出結果)を、制御部20(より具体的には、後述する加湿制御部202)に与える。
 湿度センサ252における湿度の検出方式も、特に限定されない。当該検出方式としては、電気抵抗式および静電容量式等が用いられてよい。従って、湿度センサ252には、公知の任意の湿度センサが用いられてよい。電気抵抗式の検出方式を採用した場合には、(i)湿度センサ252のコストを低減できる、および、(ii)湿度センサ252の耐久性を向上させることができる、等のメリットが得られる。
 また、静電容量式の検出方式を採用した場合には、(i)湿度センサ252の応答速度を向上させることができる、および、(ii)湿度センサ252の検出精度を向上させることができる(低い湿度も測定できる)、等のメリットが得られる。なお、電気抵抗式および静電容量式のいずれの検出方式を採用した場合にも、感湿膜として、例えば高分子膜が用いられる。以上のように、検出部25によれば、気体G0のCO濃度および湿度をそれぞれ検出できる。
 制御部20は、CO吸収装置2の各部(ハードウェア要素)を統括的に制御する。制御部20の機能は、記憶部90に記憶されたプログラムを、CPU(Central Processing Unit)が実行することで実現されてよい。記憶部90は、制御部20が実行する各種のプログラムおよび当該プログラムによって使用されるデータを格納する。
 図7に示されるように、制御部20は、濃縮制御部201および加湿制御部202を備えている。以下、濃縮制御部201および加湿制御部202の動作について、詳細に説明する。
 (濃縮制御部201によるCO濃縮部21の制御)
 まず、図8を参照して、濃縮制御部201およびCO濃縮部21の構成および動作について述べる。図8の(a)および(b)はそれぞれ、濃縮制御部201およびCO濃縮部21のそれぞれの構成および動作を説明するための図である。
 CO濃縮部21は、濃縮経路切替部211およびCO濃縮器212を備えている。CO濃縮器212は、実施形態1のCO濃縮部11と同様の部材(装置)である。CO濃縮器212は、気体(例:気体G0)をCO濃縮し、高CO濃度気体を生成するという点においては、CO濃縮部11と同様である。但し、CO濃縮器212は、濃縮制御部201(より具体的には、後述するCO濃度設定部201c)によって制御可能であるという点において、CO濃縮部11とは異なる。
 濃縮経路切替部211は、自身に流入した気体(例:気体G0)を送出する経路を切り替える。濃縮経路切替部211は、不図示のファン、ポンプ、バルブ、および配管等によって構成されてよい。この点は、後述する加湿経路切替部221および吸収経路切替部31についても同様である(後述の図9および図12を参照)。
 濃縮経路切替部211は、(i)CO濃縮器212を経由せず加湿部22に向かう経路(以下、非濃縮経路)と、(ii)CO濃縮器212を経由して加湿部22に向かう経路(以下、濃縮経路)とのいずれかに、気体G0を送出する経路(以下、第1気体送出経路)を切り替える。つまり、濃縮経路切替部211は、第1気体送出経路として、濃縮経路または非濃縮経路のいずれかを選択する。
 図8の(a)には、濃縮経路切替部211が、第1気体送出経路として非濃縮経路を選択した場合が示されている。この場合、非濃縮経路を通過する気体G0が、そのまま気体G1として加湿部22に導入される。つまり、CO濃縮器212による気体G0のCO濃縮は行われない。
 図8の(b)には、濃縮経路切替部211が、第1気体送出経路として濃縮経路を選択した場合が示されている。この場合、気体G0は、濃縮経路に設けられたCO濃縮器212に導入される。従って、CO濃縮器212から加湿部22に向かう気体G1は、CO濃縮された気体であり、高CO濃度気体となる。
 このように、CO濃縮部21は、自身を通過して加湿部22に向かう気体(気体G0)に対して、CO濃縮を行うか否かを切り替え可能であるように構成されている。CO濃縮部21の動作は、以下に述べる濃縮制御部201によって制御される。
 濃縮制御部201は、CO濃度判定部201a、濃縮経路切替制御部201b、およびCO濃度設定部201cを備えている。濃縮制御部201は、CO濃度センサ251の検出値(検出結果)に基づき(つまり、気体G0のCO濃度に応じて)、CO濃縮部21を制御する。以下、説明の便宜上、CO濃度センサ251の検出値を、CO濃度検出値Dgとも称する。
 CO濃度判定部201aは、CO濃度センサ251からCO濃度検出値Dgを取得し、当該CO濃度検出値Dgと所定のCO濃度設定値Ds(第1設定値)との大小を比較する。具体的には、CO濃度判定部201aは、Dg≧Dsであるか否かを判定する。CO濃度判定部201aは、自身の判定結果を示すCO濃度判定結果情報を、濃縮経路切替制御部201bおよびCO濃度設定部201cのそれぞれに与える。
 CO濃度設定値Dsは、CO吸収材10に供給される気体に含まれるCO濃度の設定値である。CO濃度設定値Dsは、CO吸収装置2の製品出荷時にあらかじめ設定されていてもよいし、ユーザによって設定可能であってもよい。CO濃度設定値Dsは、上述の所定濃度以上に設定されていればよい。一例として、CO濃度設定値Dsは、所定濃度に等しく設定されてよい。
 濃縮経路切替制御部201bは、CO濃度判定結果情報に基づいて、濃縮経路切替部211を制御する。CO濃度設定部201cは、CO濃度判定結果情報に基づいて、CO濃縮器212を制御する。
 一例として、Dg≧Dsである場合を考える。この場合、気体G0がCO吸収装置2の内部に導入された時点において、当該気体G0はすでに高CO濃度気体である。このため、CO濃縮器212によって、気体G0をCO濃縮する必要性は低い。そこで、濃縮経路切替制御部201bは、Dg≧Dsである場合には、濃縮経路切替部211に第1気体送出経路として非濃縮経路を選択させる。
 また、CO濃度設定部201cは、Dg≧Dsである場合には、CO濃縮器212を停止させてよい。これにより、第1気体送出経路として非濃縮経路を選択された場合(気体G0がCO濃縮器212に導入されない場合)において、CO吸収装置2の消費電力(消費エネルギー)を低減できる。
 他方、Dg<Dsである場合を考える。この場合、気体G0がCO吸収装置2の内部に導入された時点では、当該気体G0は高CO濃度気体でない。このため、CO濃縮器212によって、気体G0をCO濃縮する必要がある。そこで、濃縮経路切替制御部201bは、Dg<Dsである場合には、濃縮経路切替部211に第1気体送出経路として濃縮経路を選択させる。
 また、CO濃度設定部201cは、Dg<Dsである場合には、CO濃縮器212を動作させ、気体G0に対するCO濃縮を行わせる。具体的には、CO濃度設定部201cは、CO濃縮後の気体のCO濃度がCO濃度設定値Ds以上となるように、CO濃縮器212を動作させる。当該構成によれば、Dg<Dsである場合にのみ、CO濃縮器212において気体G0をCO濃縮し、高CO濃度気体である気体G1を加湿部22に導入できる。
 (加湿制御部202による加湿部22の制御)
 続いて、図9を参照して、加湿制御部202および加湿部22の構成および動作について述べる。図9の(a)および(b)はそれぞれ、加湿制御部202および加湿部22のそれぞれの構成および動作を説明するための図である。
 加湿部22は、加湿経路切替部221および加湿器222を備えている。加湿器222は、実施形態1の加湿部12と同様の部材(装置)である。加湿器222は、気体(例:気体G1)を加湿し、高湿度気体(湿度が所定湿度以上である気体)を生成するという点においては、加湿部12と同様である。但し、加湿器222は、加湿制御部202(より具体的には、後述する湿度設定部202c)によって制御可能であるという点において、加湿部12とは異なる。
 加湿経路切替部221は、自身に流入した気体(例:気体G1)を送出する経路を切り替える。加湿経路切替部221は、(i)加湿器222を経由せずCO吸収材10に向かう経路(以下、非加湿経路)と、(ii)加湿器222を経由してCO吸収材10に向かう経路(以下、加湿経路)とのいずれかに、気体G1を送出する経路(以下、第2気体送出経路)を切り替える。つまり、加湿経路切替部221は、第2気体送出経路として、加湿経路または非加湿経路のいずれかを選択する。
 図9の(a)には、加湿経路切替部221が、第2気体送出経路として非加湿経路を選択した場合が示されている。この場合、非加湿経路を通過する気体G1が、そのまま気体G2としてCO吸収材10に導入される。つまり、加湿器222による気体G1の加湿は行われない。
 図9の(b)には、加湿経路切替部221が、第2気体送出経路として加湿経路を選択した場合が示されている。この場合、気体G1は、加湿経路に設けられた加湿器222に導入される。従って、加湿器222からCO吸収材10に向かう気体G2は、加湿された気体であり、高加湿気体となる。CO濃縮部21から加湿部22に導入された気体G1はすでに高CO濃度気体であるので、気体G2は、高CO濃度・高湿度気体となる。
 このように、加湿部22は、自身を通過してCO吸収材10に向かう気体(気体G1)に対して、加湿を行うか否かを切り替え可能であるように構成されている。加湿部22の動作は、以下に述べる加湿制御部202によって制御される。
 加湿制御部202は、湿度判定部202a、加湿経路切替制御部202b、および湿度設定部202cを備えている。加湿制御部202は、湿度センサ252の検出値(検出結果)に基づき(つまり、気体G0の湿度に応じて)、加湿部22を制御する。以下、説明の便宜上、湿度センサ252の検出値を、湿度検出値Hgとも称する。
 湿度判定部202aは、湿度センサ252から湿度検出値Hgを取得し、当該湿度検出値Hgと所定の湿度設定値Hs(第2設定値)との大小を比較する。具体的には、湿度判定部202aは、Hg≧Hsであるか否かを判定する。湿度判定部202aは、自身の判定結果を示す湿度判定結果情報を、加湿経路切替制御部202bおよび湿度設定部202cのそれぞれに与える。
 湿度設定値Hsは、CO吸収材10に供給される気体における湿度の設定値である。湿度設定値Hsは、CO吸収装置2の製品出荷時にあらかじめ設定されていてもよいし、ユーザによって設定可能であってもよい。湿度設定値Hsは、上述の所定湿度以上に設定されていればよい。一例として、湿度設定値Hsは、所定湿度に等しく設定されてよい。
 加湿経路切替制御部202bは、湿度判定結果情報に基づいて、加湿経路切替部221を制御する。湿度設定部202cは、湿度判定結果情報に基づいて、加湿器222を制御する。
 一例として、Hg≧Hsである場合を考える。この場合、気体G0がCO吸収装置2の内部に導入された時点において、当該気体G0はすでに高湿度気体である。このため、加湿器222によって、気体G1を加湿する必要性は薄い。そこで、加湿経路切替制御部202bは、Hg≧Hsである場合には、加湿経路切替部221に第2気体送出経路として非加湿経路を選択させる。
 また、湿度設定部202cは、Dg≧Dsである場合には、加湿器222を停止させてよい。これにより、第2気体送出経路として非加湿経路を選択された場合(気体G1が加湿器222に導入されない場合)において、CO吸収装置2の消費電力を低減できる。
 他方、Hg<Hsである場合を考える。この場合、気体G0がCO吸収装置2の内部に導入された時点では、当該気体G0は高湿度気体でない。このため、加湿器222によって、気体G1を加湿する必要がある。そこで、加湿経路切替制御部202bは、Hg<Hsである場合には、加湿経路切替部221に第2気体送出経路として加湿経路を選択させる。
 また、湿度設定部202cは、Hg<Hsである場合には、加湿器222を動作させ、気体G1に対する加湿を行わせる。具体的には、湿度設定部202cは、加湿後の気体の湿度が湿度設定値Hs以上となるように、加湿器222を動作させる。当該構成によれば、Hg<Hsである場合にのみ、加湿器222において気体G1を加湿し、高湿度気体である気体G2をCO吸収材10に導入できる。上述のように、気体G1は高CO濃度であるため、気体G2は高CO濃度・高湿度気体となる。つまり、高CO濃度・高湿度気体である気体G2が、CO吸収材10に導入される。
 (CO吸収装置2におけるCO吸収の処理の流れ)
 図10は、CO吸収装置2におけるCO吸収の処理S1~S7の流れを示すフローチャートである。はじめに、CO吸収装置2の電源を投入し、当該CO吸収装置2に気体G0を内部に取り込ませる。
 CO濃度センサ251は、気体G0のCO濃度を検出し、CO濃度検出値Dgを濃縮制御部201に与える(S1)。また、湿度センサ252は、気体G0の湿度を検出し、湿度検出値Hgを加湿制御部202に与える(S2)。
 続いて、上述のように、CO濃度判定部201aは、Dg≧Dsであるか否かを判定し(S3)、自身の判定結果を示すCO濃度判定結果情報を、濃縮経路切替制御部201bおよびCO濃度設定部201cのそれぞれに与える。
 Dg≧Dsである場合(S3でYES)、濃縮経路切替制御部201bは、濃縮経路切替部211に第1気体送出経路として非濃縮経路を選択させる。この場合、CO濃縮部21は気体G0のCO濃縮を行わない。気体G0はすでに高CO濃度気体であるので、CO濃縮部21は、当該気体G0を気体G1として加湿部22にそのまま導入する。
 他方、Dg<Dsである場合(S3でNO)、濃縮経路切替制御部201bは、濃縮経路切替部211に第1気体送出経路として濃縮経路を選択させる。この場合、CO濃縮部21(CO濃縮器212)は、気体G0のCO濃縮を行い、CO圧縮後の気体のCO濃度をCO濃度設定値Ds以上とする(S4)。つまり、CO濃縮部21は、CO濃縮によって高CO濃度気体である気体G1を生成し、当該気体G1を加湿部22に導入する。
 続いて、上述のように、湿度判定部202aは、Hg≧Hsであるか否かを判定し(S5)、自身の判定結果を示す湿度判定結果情報を、加湿経路切替制御部202bおよび湿度設定部202cのそれぞれに与える。
 Hg≧Hsである場合(S5でYES)、加湿経路切替制御部202bは、加湿経路切替部221に第2気体送出経路として非加湿経路を選択させる。この場合、加湿部22は気体G1の加湿を行わない。気体G1はすでに高CO濃度・高濃度気体であるので、加湿部22は、当該気体G1を気体G2(高CO濃度・高濃度気体)としてCO吸収材10にそのまま導入する(S7,供給工程)。
 他方、Hg<Hsである場合(S5でNO)、加湿経路切替制御部202bは、加湿経路切替部221に第2気体送出経路として加湿経路を選択させる。この場合、加湿部22(加湿器222)は、気体G1の加湿を行い、加湿後の気体の湿度を湿度設定値Hs以上とする(S7,供給工程)。つまり、加湿部22は、加湿によって気体G2(高CO濃度・高湿度気体)を生成し、当該気体G2をCO吸収材10に導入する(S7)。
 以上のように、処理S1~S7によれば、CO吸収材10に高CO濃度・高湿度である気体G2を導入できる。それゆえ、実施形態1と同様に、CO吸収材10のCO吸収率を向上させることができる。
 なお、図10の処理S1~S7の順番は一例であり、各処理の順番は適宜変更されてよい。例えば、S1とS2との順番を交換してもよい。また、S1とS2とは同時に行われてもよい。
 なお、上述のように、CO吸収装置2においても、気体の導入経路において、加湿部22をCO濃縮部21の前段に配置してよい。つまり、「検出部25→加湿部22→CO濃縮部21→CO吸収材10」の順に、気体をCO吸収装置2の内部に導入してよい。つまり、S3・S4とS5・S6との順番を交換してもよい。この点については、後述する実施形態3においても同様である。
 (CO吸収装置2の効果)
 CO吸収装置2では、検出部25(CO濃度センサ251および湿度センサ252)の検出結果に応じて、CO濃縮部21および加湿部22をそれぞれ制御できる。つまり、CO吸収装置2が取り込んだ気体G0のCO濃度および湿度のそれぞれに応じて、CO濃縮部21および加湿部22をそれぞれ制御できる。これにより、CO吸収材10のCO吸収量をより高精度に制御できる。
 さらに、気体G0をCO濃縮する必要性が高い場合(気体G0のCO濃度が低い場合)にのみ、CO濃縮部21にCO濃縮を選択的に行わせることができる。また、気体G0を加湿する必要性が高い場合(気体G0の湿度が低い場合)にのみ、加湿部22に加湿を選択的に行わせることができる。
 それゆえ、CO濃縮部21および加湿部22の消費電力を、実施形態1のCO濃縮部11および加湿部12に比べて低減できる。すなわち、CO吸収装置2の消費電力を、CO吸収装置1に比べて低減することが可能となる。
 〔実施形態3〕
 実施形態3について、図11~図13に基づいて説明すれば、以下の通りである。まず、図11を参照し、実施形態3のCO吸収装置3(二酸化炭素吸収装置)の構成について述べる。
 (CO吸収装置3)
 図11は、CO吸収装置3の要部の構成を示す機能ブロック図である。CO吸収装置3は、実施形態2のCO吸収装置2において、(i)制御部20を制御部30に置き換え、かつ、(ii)吸収経路切替部31(供給経路切替部)を付加した構成である。
 さらに、CO吸収装置3では、気体の導入経路において、検出部25が、CO濃縮部21および加湿部22の後段に配置されている点においても、CO吸収装置2とは異なる。図11に示されるように、CO吸収装置3では、「CO濃縮部21→加湿部22→検出部25→吸収経路切替部31→CO吸収材10」の順に、気体がCO吸収装置3の内部に導入される。
 CO吸収装置3では、検出部25には、加湿部22から気体G2が導入される。つまり、検出部25(CO濃度センサ251および湿度センサ252)は、気体G2のCO濃度および湿度を検出する。そして、検出部25を通過した気体G2は、吸収経路切替部31に導入される。以下、説明の便宜上、吸収経路切替部31を通過しCO吸収材10に向かう気体G2を、気体G3と称する。
 図11に示されるように、制御部30は、実施形態2の制御部20において、吸収経路切替制御部301(供給経路切替制御部)をさらに付加した構成である。以下、吸収経路切替制御部301および吸収経路切替部31の動作について、詳細に説明する。
 (吸収経路切替制御部301による吸収経路切替部31の制御)
 図12の(a)および(b)はそれぞれ、吸収経路切替制御部301および吸収経路切替部31の動作を説明するための図である。
 吸収経路切替部31は、自身に流入した気体(例:気体G2)を送出する経路を切り替える。吸収経路切替部31は、(i)CO濃縮部21に向かう(戻す)経路(以下、非吸収経路)と、(ii)CO吸収材10に向かう(進める)経路(以下、吸収経路)と、のいずれかに、気体G2を送出する経路(以下、第3気体送出経路)を切り替える。
 つまり、濃縮経路切替部211は、第3気体送出経路として、吸収経路または非吸収経路のいずれかを選択する。吸収経路は、気体をCO吸収材10に供給することにより(接触させることにより)、CO吸収材10に当該気体のCOを吸収させる経路である。このことから、吸収経路は、供給経路または接触経路と称されてもよい。
 他方、非吸収経路は、気体をCO吸収材10に供給しないことにより(接触させないことにより)、CO吸収材10に当該気体のCOを吸収させない経路である。このことから、非吸収経路は、非供給経路または非接触経路と称されてもよい。
 図12の(a)には、吸収経路切替部31が、第3気体送出経路として非吸収経路を選択した場合が示されている。図12の(a)における気体G2は、高CO濃度・高湿度気体ではないとする。
 この場合、気体G2はCO濃縮部21に戻される。従って、当該気体G2は、「吸収経路切替部31→CO濃縮部21→加湿部22→検出部25→吸収経路切替部31」の順に、各部を循環する。すなわち、気体G2をCO吸収材10に導入する前に、CO濃縮部21におけるCO濃縮、および、加湿部22における加湿を、気体G2に対して繰り返し行うことができる。
 図12の(b)には、吸収経路切替部31が、第3気体送出経路として吸収経路を選択した場合が示されている。図12の(b)における気体G2は、高CO濃度・高湿度気体であるとする。この場合、気体G2(高CO濃度・高湿度気体)は、気体G3としてCO吸収材10にそのまま導入される。以下に述べるように、吸収経路切替部31の動作は、吸収経路切替制御部301によって制御される。
 吸収経路切替制御部301は、CO濃度判定部201aからCO濃度判定結果情報を、湿度判定部202aから湿度判定結果情報をそれぞれ取得する。吸収経路切替制御部301は、CO濃度判定結果情報および湿度判定結果情報に基づいて、吸収経路切替部31を制御する。つまり、吸収経路切替制御部301は、CO濃度検出値Dgおよび湿度検出値Hgに応じて、吸収経路切替部31を制御する。
 例えば、吸収経路切替制御部301は、「Dg≧DsかつHg≧Hs」という条件(以下、吸収許可条件)が満たされている場合に、吸収経路切替部31に第3気体送出経路として吸収経路を選択させてよい。吸収許可条件が満たされている場合には、気体G2は高CO濃度・高湿度気体である。このため、当該気体G2を気体G3としてCO吸収材10に導入することで、CO吸収材10のCO吸収率を十分に向上させることが可能となる。
 他方、気体G2が高CO濃度・高湿度気体ではない場合、当該気体G2をCO吸収材10に導入したとしても、CO吸収材10のCO吸収率を十分に向上させるには至らない。そこで、吸収経路切替制御部301は、吸収許可条件が満たされていない場合には、吸収経路切替部31に第3気体送出経路として非吸収経路を選択させてよい。
 当該構成により、吸収許可条件が満たされるまで、CO濃縮および加湿の少なくとも一方を、気体G2に対して繰り返し行うことができる。それゆえ、高CO濃度・高湿度気体ではない気体G2が、CO吸収材10に導入されることを防止できる。
 (CO吸収装置3におけるCO吸収の処理の流れ)
 図13は、CO吸収装置3におけるCO吸収の処理S11~S17の流れを示すフローチャートである。処理S11~S17のそれぞれの内容自体ついては、図10の処理S1~S7と同様であるため、説明を省略する。
 但し、図13のフローチャートは、「S14の後にS11に戻る」という処理の流れにおいて、図10のフローチャートにおける「S4の後にS5に進む」という処理の流れと異なる。Dg<Dsである場合(S13でNOの場合)には、吸収許可条件が満たされておらず、吸収経路切替部31によって気体G2がCO濃縮部21に戻されるためである。
 同様に、図13のフローチャートは、「S16の後にS12に戻る」という処理の流れにおいても、図10のフローチャートにおける「S6の後にS7に進む(吸収許可条件が満たされているか否かに関わらず、気体G2をCO吸収材10に導入する)」という処理の流れと異なる。Hg<Hsである場合(S15でNOの場合)においても、供給許可条件が満たされておらず、吸収経路切替部31によって気体G2がCO濃縮部21に戻されるためである。
 図13のフローチャートに示されるように、CO吸収装置3では、吸収許可条件「Dg≧DsかつHg≧Hs」が満たされている場合(つまり、S13およびS15のいずれにおいてもYESの場合)にのみ、吸収経路切替部31によって、気体G2(気体G3)をCO吸収材10に導入できる(S17,供給工程)。つまり、吸収経路切替部31は、吸収許可条件が満たされている場合にのみ、気体G2(気体G3)に含まれるCOをCO吸収材10に吸収させることを許可する。
 (CO吸収装置3の効果)
 CO吸収装置3によれば、吸収経路切替部31および吸収経路切替制御部301が設けられることによって、気体G2のCO濃度および湿度に応じて、CO吸収材10に当該気体G2のCOを吸収させるか否かを選択できる。
 より具体的には、CO吸収装置3によれば、気体G2(気体G3)が高CO濃度・高湿度気体である場合にのみ、気体G3(高CO濃度・高湿度気体)をCO吸収材10に導入できる。このため、CO吸収材10に高いCO吸収率を実現させることが可能である場合にのみ、CO吸収材10にCO吸収を行わせることができる。それゆえ、CO吸収材10をより効果的に使用できる。
 また、CO吸収装置3によれば、気体G2を循環させて、CO濃縮部21におけるCO濃縮、および、加湿部22における加湿を繰り返し行うことができる。つまり、気体G2が高CO濃度・高湿度気体となるまで、当該気体G2に対するCO濃縮および加湿を繰り返し行うことができる。それゆえ、より確実に、気体G3(高CO濃度・高湿度気体)をCO吸収材10に導入できる。
 また、気体G2に対するCO濃縮および加湿を繰り返し行うことにより、CO濃度設定値Dsおよび湿度設定値Hsの値の選択(設定)の自由度を向上させることもできる。従って、CO吸収装置3は、例えばCO濃度設定値Dsおよび湿度設定値Hsを大きい値に設定することが好ましい場合に好適である。
 なお、CO吸収装置3においても、加湿部22をCO濃縮部21の前段に配置してもよい。この場合、上述の非吸収経路を、「吸収経路切替部31に流入した気体を加湿部22に戻す」経路として設定すればよい。
 〔実施形態4〕
 実施形態4について、図14に基づいて説明すれば、以下の通りである。実施形態4では、本開示の一態様に係るCO吸収装置を備えた電子機器の一例について述べる。
 図14は、実施形態4の空気清浄器100(電子機器)の概略的な構成を示す図である。図14における矢印は、空気清浄器100が取り込んだ空気の流れを示している。図14に示されるように、空気清浄器100は、CO吸収装置1と、フィルタ101と、ファン102とを備えている。
 実施形態4では、説明の便宜上、実施形態1のCO吸収装置1が空気清浄器100に設けられている場合を例示しているが、当該CO吸収装置1に替えて、実施形態2・3のCO吸収装置2・3が空気清浄器100に設けられてもよい。
 ファン102は、空気清浄器100の内部に空気を取り込む送風機である。ファン102の動作は、空気清浄器100に設けられた制御部(不図示)によって制御される。但し、上述のように、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収装置(例:CO吸収装置2・3)は、制御部(例:制御部20・30)を有していてもよい。この場合、CO吸収装置の制御部によって、ファン102の動作を制御してもよい。
 フィルタ101は、ファン102の動作によって空気清浄器100の内部に取り込まれた空気を清浄する。フィルタ101の種類は特に限定されないが、一例としては、脱臭空調フィルタ、ホルムアルデド吸収空調フィルタ、抗菌/集塵空調フィルタ、およびこれらのフィルタを組み合わせたものが挙げられる。
 図14に示される通り、ファン102が動作して空気が空気清浄器100の内部へと取り込まれた場合、当該空気はフィルタ101を通過する。そして、フィルタ101を通過したことにより清浄された空気は、CO吸収装置1へと取り込まれる。
 なお、上述のように、本開示の一態様に係るCO吸収装置(例:CO吸収装置2・3)は、検出部25によって空気のCO濃度を検出してもよい。この場合、当該CO吸収装置は、空気のCO濃度に応じてCO吸収材10のCO吸収率を制御できる。
 それゆえ、空気清浄器100は、フィルタ101によって清浄化され、かつ、当該CO吸収装置によってCO濃度が適切な値に調整された空気を送出できる。このように、空気清浄器100は、ユーザの健康により好適な空気を、当該ユーザに提供できる。
 また、空気清浄器100は、ファン102を動作させることにより、(i)フィルタ101における空気清浄のための空気の取り入れと、(i)CO吸収装置1への空気の取り入れとの両方を行うことができる。
 つまり、空気清浄器100では、フィルタ101(空気清浄機能に係る部材)と、CO吸収装置1(CO吸収機能に係る部材)との間で、ファン102が共有されている。従って、当該構成によれば、フィルタ101とCO吸収装置1とのそれぞれに対してファンを個別に設けた場合に比べて、部品数を低減できる。このため、空気清浄器100の製造コストを削減できる。
 なお、検出部25によって空気のCO濃度を検出する場合、フィルタ101は、検出部25におけるCO濃度の検出を阻害する物質(以降、検出阻害物質と称する)を除去することが望ましい。検出阻害物質とは、例えば空気中の塵等である。
 この場合、検出部25は、フィルタ101により検出阻害物質が除去された空気に対して、CO濃度を検出できる。このため、検出阻害物質の影響を排除して、より正確にCO濃度を検出することが可能となる。加えて、検出部25に検出阻害物質が付着し、検出阻害物質が付着した以降の検出精度が低下することも防止できる。それゆえ、当該CO吸収装置に、長時間に亘り、より正確にCO吸収率を調整させることが可能となる。
 なお、実施形態4では、電子機器の一例として空気清浄器100を例示したが、当該電子機器はこれに限定されない。当該電子機器は、本開示の一態様に係るCO吸収装置を備えていればよく、例えば、除湿器、加湿器、または空気調和機等であってもよい。
 例えば、除湿器または加湿器に当該CO吸収装置を設けた場合、湿度およびCO濃度が適切な値に調整された空気を提供できる。また、空気調和機に当該CO吸収装置1設けた場合、温度およびCO濃度が適切な値に調整された空気を提供できる。このように、ユーザに対して快適な空気環境を提供する各種の機器に、CO吸収装置が設けられてよい、
 また、除湿器にCO吸収装置を搭載する場合において、検出部25として半導体センサを用いる場合には、上述したフィルタ101に替えて、除湿ユニットを設けることが好ましい。この場合、除湿ユニットにおいて除湿された空気をCO吸収装置に取り込ませることにより、検出部25(半導体センサ)において、除湿後の空気のCO濃度を検出できる。
 一般的に、半導体センサによる気体(例:CO)濃度の検出精度は、水分(湿度)による影響を受けやすい。そこで、当該構成によれば、水分の存在により検出部25(半導体センサ)におけるCO濃度の検出の信頼性が低下することを防止できる。従って、より正確にCO濃度を検出することが可能となる。また、検出部25自体に水蒸気が付着することも防止できる。
 また、CO吸収装置は、換気制限可能な空間において用いられることが望ましい。換気制限可能な空間で換気を制限する場合には、人間の呼気等に含まれるCOにより、空気中のCO濃度が増加するためである。この点を踏まえると、CO吸収装置を備えた電子機器(例:空気清浄器100)についても、換気制限可能な空間において用いられることが望ましい。従って、空気清浄器100は、例えば車載用の空気清浄器として用いられてよい。
 なお、「換気制限可能な空間」とは、密閉空間、換気の制限可能な屋内空間、室内空間、または車内空間を意味する。もしくは、「換気制限可能な空間」とは、自発的に換気を行うこと(窓を開ける、換気扇を動作させる、換気を行う装置を動作させる、真空装置等の部屋を負圧にさせる装置を動作させる等)を制限または禁止することができる空間、と言い換えることも可能である。
 〔ソフトウェアによる実現例〕
 CO吸収装置1~3の制御ブロック(特に制御部20・30)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
 後者の場合、CO吸収装置1~3は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)または記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを備えている。そして、コンピュータ(またはCPU)が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本開示の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本開示の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
 〔まとめ〕
 本開示の態様1に係る二酸化炭素吸収装置(CO吸収装置1)は、水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材(CO吸収材10)を備えた二酸化炭素吸収装置であって、上記二酸化炭素吸収材は、4価のリチウムシリケート(LiSiO)を含んでおり、二酸化炭素濃度が1%以上であり、かつ、湿度が相対湿度80%以上である気体(例:気体G2)を、上記二酸化炭素吸収材に供給する供給部(例:CO濃縮部11および加湿部12)を備えている。
 上述のように、発明者らは、「CO濃度が1%(所定濃度)以上であり、かつ、湿度が相対湿度80%(所定湿度)以上である気体」(高CO濃度・高湿度気体)を、CO吸収材に供給する(接触させる)ことにより、当該CO吸収材において従来よりも高いCO吸収率を実現できることを新たに見出した。
 それゆえ、上記の構成によれば、供給部によって、高CO濃度・高湿度気体をCO吸収材に供給できるので、当該CO吸収材のCO吸収率を従来よりも向上させることが可能となる。例えば、上述の図4に示すように、「36.7%」を上回るCO吸収率を実現できる。
 本開示の態様2に係る二酸化炭素吸収装置は、上記態様1において、上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体(例:気体G0)の二酸化炭素濃度を増加させる濃縮部(CO濃縮部11)を、上記供給部としてさらに備えており、上記濃縮部は、二酸化炭素濃度を増加させた後の気体(例:気体G1)を上記二酸化炭素吸収材に供給することが好ましい。
 上記の構成によれば、CO吸収装置が取り込んだ気体のCO濃度が低い(例:CO濃度1%未満である)場合にも、濃縮部によって当該気体のCO濃度を増加させることができる。それゆえ、CO吸収装置が取り込んだ気体のCO濃度が低い場合にも、CO吸収材のCO吸収率を向上させることが可能となる。
 本開示の態様3に係る二酸化炭素吸収装置は、上記態様2において、上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の二酸化炭素濃度を検出する濃度検出部(CO濃度センサ251)と、上記濃度検出部の検出結果(CO濃度検出値Dg)に基づいて、上記濃縮部を制御する濃縮制御部(201)と、をさらに備えていることが好ましい。
 上記の構成によれば、CO吸収装置が取り込んだ気体のCO濃度に応じて、濃縮部を制御できる。それゆえ、CO吸収材のCO吸収率をより高精度に制御することが可能となる。
 本開示の態様4に係る二酸化炭素吸収装置は、上記態様3において、上記二酸化炭素吸収材に供給される気体に含まれる二酸化炭素の濃度の設定値である第1設定値(CO濃度設定値Ds)があらかじめ設定されており、上記第1設定値は、1%以上の値であり、上記濃度検出部が検出した二酸化炭素濃度が上記第1設定値よりも低い場合に、上記濃縮制御部は、上記濃縮部に、上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の二酸化炭素濃度を増加させることが好ましい。
 上記の構成によれば、濃度検出部が検出したCO濃度が第1設定値よりも低い場合にのみ、濃縮部によって上記気体のCO濃度を増加させることができる。つまり、濃度検出部が検出したCO濃度が第1設定値以上である場合(濃縮部によって上記気体のCO濃度を増加させる必要性が低い場合)には、濃縮部に上記気体のCO濃度を増加させる動作(CO濃縮)を行わせないことができる。それゆえ、CO吸収装置の消費電力を低減することが可能となる。
 本開示の態様5に係る二酸化炭素吸収装置は、上記態様1から4のいずれか1つにおいて、上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の湿度を増加させる加湿部(12)を、上記供給部としてさらに備えており、上記加湿部は、湿度を増加させた後の気体(例:気体G2)を上記二酸化炭素吸収材に供給することが好ましい。
 上記の構成によれば、CO吸収装置が取り込んだ気体の湿度が低い(例:相対湿度80%未満である)場合にも、加湿部によって当該気体の湿度を増加させることができる。それゆえ、CO吸収装置が取り込んだ気体の湿度が低い場合にも、CO吸収材のCO吸収率を向上させることが可能となる。
 本開示の態様6に係る二酸化炭素吸収装置は、上記態様5において、上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の湿度を検出する湿度検出部(湿度センサ252)と、上記湿度検出部の検出結果(湿度検出値Hg)に基づいて、上記加湿部を制御する加湿制御部(202)と、をさらに備えていることが好ましい。
 上記の構成によれば、CO吸収装置が取り込んだ気体の湿度に応じて、加湿部を制御できる。それゆえ、CO吸収材のCO吸収率をより高精度に制御することが可能となる。
 本開示の態様7に係る二酸化炭素吸収装置は、上記態様6において、上記二酸化炭素吸収材に供給される気体における湿度の設定値である第2設定値(湿度設定値Hs)があらかじめ設定されており、上記第2設定値は、相対湿度80%以上の値であり、上記湿度検出部が検出した湿度が上記第2設定値よりも低い場合に、上記加湿制御部は、上記加湿部に、上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の湿度を増加させることが好ましい。
 上記の構成によれば、濃度検出部が検出した湿度が第2設定値よりも低い場合にのみ、濃縮部によって上記気体の湿度を増加させることができる。つまり、湿度検出部が検出した湿度が第2設定値以上である場合(加湿部によって上記気体の湿度を増加させる必要性が低い場合)には、加湿部に上記気体の湿度を増加させる動作(加湿)を行わせないことができる。それゆえ、CO吸収装置の消費電力を低減することが可能となる。
 本開示の態様8に係る二酸化炭素吸収装置は、上記態様1から7のいずれか1つにおいて、上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の二酸化炭素濃度を検出する濃度検出部と、上記気体の湿度を検出する湿度検出部と、(i)上記気体(例:気体G3)を上記二酸化炭素吸収材に供給する供給経路と、(ii)当該気体(例:気体G2)を当該二酸化炭素吸収材に供給しない経路である非供給経路と、を切り替える供給経路切替部(吸収経路切替部31)と、上記濃度検出部の検出結果および上記湿度検出部の検出結果に基づいて、上記供給経路切替部を制御する供給切替制御部(吸収経路切替制御部301)と、をさらに備えていることが好ましい。
 上記の構成によれば、CO吸収装置が取り込んだ気体のCO濃度および湿度に応じて、CO吸収材に当該気体のCOを吸収させるか否かを選択できる。
 本開示の態様9に係る二酸化炭素吸収装置は、上記態様8において、上記二酸化炭素吸収材に供給される気体に含まれる二酸化炭素の濃度の設定値である第1設定値と上記気体における湿度の設定値である第2設定値と、があらかじめ設定されており、上記第1設定値は、1%以上の値であり、上記第2設定値は、相対湿度80%以上の値であり、上記濃度検出部が検出した二酸化炭素濃度が上記第1設定値以上であり、かつ、上記湿度検出部が検出した湿度が上記第2設定値以上である場合に、上記供給切替制御部は、上記供給経路切替部に上記供給経路への切り替えを行わせることが好ましい。
 上記の構成によれば、上記気体が高CO濃度・高湿度気体である場合にのみ、当該気体をCO吸収材に供給できる。つまり、CO吸収材に高いCO吸収率を実現させることが可能である場合にのみ、CO吸収材にCOを吸収させることができる。それゆえ、CO吸収材をより効果的に使用できる。
 本開示の態様10に係る二酸化炭素吸収装置は、上記態様9において、上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の二酸化炭素濃度を増加させる濃縮部と、上記気体の湿度を増加させる加湿部と、を、上記供給部としてさらに備えており、(i)上記濃度検出部が検出した二酸化炭素濃度が上記第1設定値よりも低い場合、および、(ii)上記湿度検出部が検出した湿度が上記第2設定値よりも低い場合の、少なくともいずれかの場合には、上記供給切替制御部は、上記供給経路切替部に上記非供給経路への切り替えを行わせ、上記気体を上記濃縮部および上記加湿部に再び導入することが好ましい。
 上記の構成によれば、上記気体が高CO濃度・高湿度気体でない場合には、当該気体が高CO濃度・高湿度気体となるまで、CO濃縮および加湿を繰り返し行うことができる。それゆえ、より確実に、高CO濃度・高湿度気体をCO吸収材に供給できる。
 本開示の態様11に係る二酸化炭素吸収方法(CO吸収方法)は、水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材を用いた二酸化炭素吸収方法であって、上記二酸化炭素吸収材は、4価のリチウムシリケートを含んでおり、二酸化炭素濃度が1%以上であり、かつ、湿度が相対湿度80%以上である気体を、上記二酸化炭素吸収材に供給する供給工程を含んでいる。
 上記の構成によれば、本開示の一態様に係るCO吸収装置と同様の効果を奏する。
 本開示の態様12に係る電子機器(空気清浄器100)は、上記態様1から10のいずれか1つに係る二酸化炭素吸収装置を備えていることが好ましい。
 上記の構成によれば、本開示の一態様に係るCO吸収装置と同様の効果を奏する。
 〔付記事項〕
 本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成できる。
 〔本開示の別の表現〕
 なお、本開示の一態様は、以下のようにも表現できる。
 すなわち、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収方法は、二酸化炭素を含有する気体の処理にLiSiOを主成分とする二酸化炭素吸収材を使用する二酸化炭素吸収方法であって、上記気体が所定以上の二酸化炭素濃度と湿度とを有する。
 また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収装置は、LiSiOを主成分とする二酸化炭素吸収材と、二酸化炭素を含有する気体の二酸化炭素濃度を上昇させることが可能な二酸化炭素濃度濃縮部と、上記二酸化炭素を含有する気体の湿度を上昇させることが可能な加湿部と、を備えている。
 また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収装置は、上記二酸化炭素を含有する気体の二酸化炭素濃度と湿度とを検知する検出部と、上記検出部にて検出された上記二酸化炭素を含有する気体の二酸化炭素濃度と湿度とに基づき上記二酸化炭素濃度濃縮部と上記加湿部とを制御する制御部と、をさらに備えている。
 また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収装置は、LiSiOを主成分とする二酸化炭素吸収材と、二酸化炭素を含有する気体の二酸化炭素濃度と湿度とを検知する検出部と、上記二酸化炭素を含有する気体を上記二酸化炭素吸収材に接触させるか否かを切り替える切替部と、上記検出部にて検出された上記二酸化炭素を含有する気体の二酸化炭素濃度と湿度とに基づき上記切替部を制御する制御部と、を備えている。
 また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収装置は、上記二酸化炭素を含有する気体の二酸化炭素濃度を上昇させることが可能な二酸化炭素濃度濃縮部と、上記二酸化炭素を含有する気体の湿度を上昇させることが可能な加湿部と、をさらに備えている。
 また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収方法は、二酸化炭素を含有する気体の処理にLiSiOを主成分とする二酸化炭素吸収材を使用する二酸化炭素吸収方法であって、上記二酸化炭素を含有する気体の二酸化炭素濃度と湿度とを検出部にて検出し、上記検出部にて検出された上記二酸化炭素を含有する気体の二酸化炭素濃度と湿度とがともに所定の濃度と湿度以上である場合は、上記二酸化炭素を含有する気体を上記二酸化炭素吸収材に接触させる。
 また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収方法は、上記検出部にて検出された上記二酸化炭素を含有する気体の二酸化炭素濃度、および/または、湿度が所定の濃度、および/または、湿度未満である場合は、上記二酸化炭素を含有する気体を上記二酸化炭素吸収材に接触させないようにして二酸化炭素を吸収させる。
 また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収方法は、上記検出部にて検出された上記二酸化炭素を含有する気体の二酸化炭素濃度、および/または、湿度が所定の濃度、および/または、湿度未満である場合は、二酸化炭素濃度濃縮部、および/または、加湿部にて、上記二酸化炭素を含有する気体の二酸化炭素濃度、および/または、湿度を所定の濃度、および/または、湿度以上に上昇させ、二酸化炭素濃度、および/または、湿度を所定の濃度、および/または、湿度以上に上昇させた気体を上記二酸化炭素吸収材に接触させる。
 (関連出願の相互参照)
 本出願は、(i)2017年3月15日に出願された日本国特許出願:特願2017-050096、および、(ii)2017年7月19日に出願された日本国特許出願:特願2017-140082、に対して優先権の利益を主張するものであり、それらを参照することにより、それらの内容の全てが本書に含まれる。
 1,1u,1v,1w,2,3 CO吸収装置(二酸化炭素吸収装置)
 10 CO吸収材(二酸化炭素吸収材)
 20,30 制御部
 11,21 CO濃縮部(濃縮部,供給部)
 12,22 加湿部(供給部)
 31 吸収経路切替部(供給経路切替部)
 100 空気清浄器(電子機器)
 201 濃縮制御部
 202 加湿制御部
 301 吸収経路切替制御部(供給経路切替制御部)
 251 CO濃度センサ(濃度検出部)
 252 湿度センサ(湿度検出部)
 Ds CO濃度設定値(第1設定値)
 Dg CO濃度検出値(濃度検出部の検出結果)
 Hs 湿度設定値(第2設定値)
 Hg 湿度検出値(湿度検出部の検出結果)
 G0,G1,G1u,G2,G2v,G3 気体

Claims (12)

  1.  水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材を備えた二酸化炭素吸収装置であって、
     上記二酸化炭素吸収材は、4価のリチウムシリケートを含んでおり、
     二酸化炭素濃度が1%以上であり、かつ、湿度が相対湿度80%以上である気体を、上記二酸化炭素吸収材に供給する供給部を備えていることを特徴とする二酸化炭素吸収装置。
  2.  上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の二酸化炭素濃度を増加させる濃縮部を、上記供給部としてさらに備えており、
     上記濃縮部は、二酸化炭素濃度を増加させた後の気体を上記二酸化炭素吸収材に供給することを特徴とする請求項1に記載の二酸化炭素吸収装置。
  3.  上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の二酸化炭素濃度を検出する濃度検出部と、
     上記濃度検出部の検出結果に基づいて、上記濃縮部を制御する濃縮制御部と、をさらに備えていることを特徴とする請求項2に記載の二酸化炭素吸収装置。
  4.  上記二酸化炭素吸収材に供給される気体に含まれる二酸化炭素の濃度の設定値である第1設定値があらかじめ設定されており、
     上記第1設定値は、1%以上の値であり、
     上記濃度検出部が検出した二酸化炭素濃度が上記第1設定値よりも低い場合に、
     上記濃縮制御部は、上記濃縮部に、上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の二酸化炭素濃度を増加させることを特徴とする請求項3に記載の二酸化炭素吸収装置。
  5.  上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の湿度を増加させる加湿部を、上記供給部としてさらに備えており、
     上記加湿部は、湿度を増加させた後の気体を上記二酸化炭素吸収材に供給することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収装置。
  6.  上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の湿度を検出する湿度検出部と、
     上記湿度検出部の検出結果に基づいて、上記加湿部を制御する加湿制御部と、をさらに備えていることを特徴とする請求項5に記載の二酸化炭素吸収装置。
  7.  上記二酸化炭素吸収材に供給される気体における湿度の設定値である第2設定値があらかじめ設定されており、
     上記第2設定値は、相対湿度80%以上の値であり、
     上記湿度検出部が検出した湿度が上記第2設定値よりも低い場合に、
     上記加湿制御部は、上記加湿部に、上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の湿度を増加させることを特徴とする請求項6に記載の二酸化炭素吸収装置。
  8.  上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の二酸化炭素濃度を検出する濃度検出部と、
     上記気体の湿度を検出する湿度検出部と、
     (i)上記気体を上記二酸化炭素吸収材に供給する供給経路と、(ii)当該気体を当該二酸化炭素吸収材に供給しない経路である非供給経路と、を切り替える供給経路切替部と、
     上記濃度検出部の検出結果および上記湿度検出部の検出結果に基づいて、上記供給経路切替部を制御する供給切替制御部と、をさらに備えていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収装置。
  9.  上記二酸化炭素吸収材に供給される気体に含まれる二酸化炭素の濃度の設定値である第1設定値と、
     上記気体における湿度の設定値である第2設定値と、があらかじめ設定されており、
     上記第1設定値は、1%以上の値であり、
     上記第2設定値は、相対湿度80%以上の値であり、
     上記濃度検出部が検出した二酸化炭素濃度が上記第1設定値以上であり、かつ、上記湿度検出部が検出した湿度が上記第2設定値以上である場合に、
     上記供給切替制御部は、上記供給経路切替部に上記供給経路への切り替えを行わせることを特徴とする請求項8に記載の二酸化炭素吸収装置。
  10.  上記二酸化炭素吸収装置が取り込んだ気体の二酸化炭素濃度を増加させる濃縮部と、
     上記気体の湿度を増加させる加湿部と、を、
     上記供給部としてさらに備えており、
     (i)上記濃度検出部が検出した二酸化炭素濃度が上記第1設定値よりも低い場合、および、(ii)上記湿度検出部が検出した湿度が上記第2設定値よりも低い場合の、少なくともいずれかの場合には、
     上記供給切替制御部は、上記供給経路切替部に上記非供給経路への切り替えを行わせ、上記気体を上記濃縮部および上記加湿部に再び導入することを特徴とする請求項9に記載の二酸化炭素吸収装置。
  11.  水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材を用いた二酸化炭素吸収方法であって、
     上記二酸化炭素吸収材は、4価のリチウムシリケートを含んでおり、
     二酸化炭素濃度が1%以上であり、かつ、湿度が相対湿度80%以上である気体を、上記二酸化炭素吸収材に供給する供給工程を含んでいることを特徴とする二酸化炭素吸収方法。
  12.  請求項1から10のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収装置を備えていることを特徴とする電子機器。
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