本發(fā)明涉及用于從燃燒排氣或大氣等含有CO₂的氣體除去CO₂的裝置，特別是涉及用于降低CO₂除去所需要的能量的技術(shù)。

背景技術(shù)：

由于溫室效應(yīng)氣體的排出引起的地球溫暖化成為世界性的問(wèn)題。溫室效應(yīng)氣體中具有二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)、氯氟烴類(CFCs)等。其中影響最大的是CO₂，從火電廠和煉鐵廠等分離除去CO₂的系統(tǒng)的構(gòu)建成為迫切的課題。

另外，CO₂還對(duì)人體造成影響。例如，在吸入以高濃度含有CO₂的氣體的情況下，引起健康損害，因此，在室內(nèi)等密閉的空間中，需要管理CO₂濃度。特別是在空間站等外氣與室內(nèi)空氣的換氣困難的環(huán)境中，需要除去CO₂的裝置。除此以外，在食品和化工產(chǎn)品的制造時(shí)，CO₂可能造成不良影響，因此，要求除去CO₂的系統(tǒng)。

作為上述課題的解決對(duì)策，有化學(xué)吸收法、物理吸收法、膜分離法、吸附分離法、深冷分離法等。其中，可以列舉使用了固體的CO₂捕捉材料的CO₂分離回收法。使用了CO₂捕捉材料的CO₂除去系統(tǒng)中，向填充有CO₂捕捉材料的捕捉材料容器中導(dǎo)入含CO₂的氣體，在規(guī)定的溫度條件下，使該CO₂捕捉材料與含CO₂的氣體為大氣壓或加壓使其接觸，由此，捕捉CO₂。然后，加熱捕捉材料，或?qū)Σ蹲讲牧先萜鲀?nèi)進(jìn)行減壓，使捕捉的CO₂脫離。使CO₂脫離后的CO₂捕捉材料冷卻或減壓后，對(duì)固體的CO₂捕捉材料進(jìn)行初始化。該CO₂捕捉材料如上述重復(fù)進(jìn)行捕捉和脫離，由此，用于從含CO₂的氣體除去CO₂。另外，利用上述機(jī)構(gòu)，還能夠用于從含CO₂的氣體高濃度分離回收CO₂。

這些CO₂的捕捉除去裝置中，作為CO₂捕捉材料，主要使用沸石。例如，專利文獻(xiàn)1中記載有一種CO₂除去方法，通過(guò)使含有CO₂的氣體與沸石系的CO₂吸附材料接觸，吸附CO₂，然后進(jìn)行加熱，由此，使CO₂脫離。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特表2010-527757號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

沸石在與含有水蒸氣(H₂O)的氣體接觸的情況下，CO₂捕捉量降低，因此，通常在CO₂捕捉的前段除去H₂O。例如，專利文獻(xiàn)1所記載的CO₂的捕捉除去方法中，在含CO₂的氣體含有水蒸氣(H₂O)的情況下，H₂O的濃度優(yōu)選降低至400ppm以下，更優(yōu)選降低至20ppm以下。

認(rèn)為根據(jù)固體的CO₂捕捉材料的種類不同，具有由使含有H₂O的氣體接觸引起的有益影響，例如CO₂捕捉量的增加或CO₂脫離溫度的低溫化或其雙方。但是，專利文獻(xiàn)1中沒(méi)有討論這些材料，且沒(méi)有記載使用了該材料的裝置結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的在于提供一種降低消耗能量的CO₂分離除去裝置。

用于解決課題的方法

本發(fā)明的CO₂除去裝置包括：捕捉氣體中的H₂O和CO₂的CO₂捕捉材料、在內(nèi)部設(shè)置有CO₂捕捉材料的反應(yīng)容器、用于測(cè)量氣體中的H₂O濃度的H₂O測(cè)量器、基于用H₂O測(cè)量器得到的信息來(lái)調(diào)整H₂O濃度的H₂O濃度調(diào)整設(shè)備、用于從H₂O濃度調(diào)整設(shè)備向反應(yīng)容器導(dǎo)入氣體并使其與CO₂捕捉材料接觸的氣體導(dǎo)入通路、用于使氣體在與CO₂捕捉材料接觸后從反應(yīng)容器排出的第一氣體排出通路、和用于將從CO₂捕捉材料脫離的氣體從反應(yīng)容器排出的第二氣體排出通路。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，與以往相比，能夠降低CO₂的除去中的消耗能量。

附圖說(shuō)明

圖1是通過(guò)H₂O流通的有無(wú)來(lái)比較實(shí)施例1的氧化鈰中的CO₂捕捉量的圖表。

圖2是通過(guò)H₂O流通的有無(wú)來(lái)比較實(shí)施例1的氧化鈰中的升溫時(shí)的CO₂脫離比例的圖表。

圖3是通過(guò)H₂O流通的有無(wú)來(lái)比較實(shí)施例1的氧化鈰中的CO₂脫離時(shí)為了加熱捕捉材料而消耗的能量與溫度的關(guān)聯(lián)的圖表。

圖4是通過(guò)H₂O流通的有無(wú)來(lái)比較實(shí)施例2的氧化鋯中的升溫時(shí)的CO₂脫離比例的圖表。

圖5是表示實(shí)施例1的氧化鈰中的H₂O吸附量與H₂O的分壓的關(guān)聯(lián)的圖表。

圖6是表示實(shí)施例3的CO₂除去裝置(固定床方式)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。

圖7是表示可以進(jìn)行CO₂的連續(xù)除去的實(shí)施例4的CO₂除去裝置(固定床方式)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。

圖8是表示實(shí)施例5的CO₂除去裝置(轉(zhuǎn)子方式)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。

圖9是表示實(shí)施例6的CO₂除去裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖，其中，使用兩個(gè)反應(yīng)容器，在一個(gè)反應(yīng)容器中產(chǎn)生捕捉飽和時(shí)，通過(guò)閥的切換利用另一個(gè)反應(yīng)容器除去H₂O或CO₂或其雙方。

圖10是表示實(shí)施例7的CO₂除去裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖，其中，使用兩個(gè)反應(yīng)容器，將含CO₂和H₂O的氣體的流通方向和加熱氣體的流通方向設(shè)為相反。

具體實(shí)施方式

以下，例示用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。此外，本發(fā)明的范圍不限定于下述列舉的例子。

本發(fā)明人對(duì)上述課題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在使用固體的CO₂捕捉材料用于從含有CO₂和H₂O的氣體中將CO₂或H₂O或其雙方分離除去的裝置中，上述裝置包括：能夠捕捉H₂O和CO₂的捕捉材料、在內(nèi)部設(shè)置有上述捕捉材料的反應(yīng)容器、用于測(cè)量氣體中的H₂O濃度的H₂O測(cè)量器、用于調(diào)整氣體中的H₂O濃度的H₂O濃度調(diào)整設(shè)備、用于基于上述H₂O測(cè)量器得到的信息來(lái)控制H₂O濃度調(diào)整設(shè)備的單元、用于向上述反應(yīng)容器中導(dǎo)入含有CO₂和H₂O的混合氣體并使其與上述捕捉材料接觸的配管、和用于使上述混合氣體在與上述捕捉材料接觸后從反應(yīng)容器排出的配管，上述H₂O濃度調(diào)整設(shè)備中，通過(guò)使H₂O殘留，能夠降低CO₂的分離除去所需要的能量。這認(rèn)為是由于通過(guò)流通H₂O，固體的表面狀態(tài)改變，能夠形成脫離溫度較低的CO₂的捕捉狀態(tài)，能夠降低為了使CO₂脫離所需要的加熱中需要的能量的緣故。還認(rèn)為是由于與除去全部量的H₂O的情況相比，能夠降低H₂O除去所需要的能量的緣故。

此外，本說(shuō)明書(shū)中，“除去”還包括從CO₂捕捉材料回收CO₂的意思。另外，還包括通過(guò)將回收的氣體作為輸入氣體再次輸入來(lái)提高純度的意思。

用于捕捉CO₂和H₂O的捕捉材料可以是任意物質(zhì)。作為例子，可以列舉金屬氧化物、活性炭、堿金屬的碳酸鹽、堿金屬的氫氧化物、層狀雙氫氧化物、固體的有機(jī)化合物等。作為上述CO₂捕捉材料，可以使用單一種類的材料，也可以組合多個(gè)種類。另外，也可以使用將一方用作載體并含浸另一方等方法進(jìn)行載持。

作為金屬氧化物，優(yōu)選為多孔質(zhì)的金屬氧化物，特別優(yōu)選使用含有選自Ce、Ce以外的稀土金屬和鋯中的至少一種金屬的氧化物或復(fù)合氧化物。在使用上述組合的氧化物的情況下，使H₂O接觸后也能夠吸附CO₂，并且能夠使CO₂脫離溫度低溫化。這認(rèn)為是由于，上述氧化物中，通過(guò)氧化物表面與H₂O反應(yīng)，形成羥基(－OH)，通過(guò)該官能團(tuán)與CO₂的反應(yīng)，能夠在表面上以碳酸氫鹽(－CO₃H)的形態(tài)吸附CO₂。作為合成本捕捉材料的方法，可以列舉含浸法、混煉法、共沉淀法、溶膠－凝膠法等制備方法。例如，也可以通過(guò)向含有Ce的硝酸鹽的溶液中添加氨水、氫氧化Na、氫氧化Ca等的堿性化合物，將pH調(diào)整成7～10，并使其沉淀來(lái)得到。在通過(guò)沉淀形成氧化物的情況下，也可以直接使用，也可以通過(guò)燒制進(jìn)一步氧化。

作為金屬氧化物，也可以使用將層狀雙氫氧化物燒制而得到的氧化物。層狀雙氫氧化物也稱為水滑石狀化合物，含有2種以上的金屬元素，能夠以下述化學(xué)式(1)表示。此外，下述化學(xué)式(1)中，M²表示2價(jià)金屬離子，例如Mg、Mn、Fe、Co、Ni、Cu或Zn，M³表示3價(jià)金屬離子，例如Al、Cr、Fe、Co、或In，Aⁿ表示n價(jià)陰離子，例如碳酸根離子、硝酸根離子或硫酸根離子。M²、M³、Aⁿ也可以分別使用單一離子，也可以使用多種離子。

M²_1－xM³_x(OH)₂Aⁿ_x/n·yH₂O…化學(xué)式(1)

作為合成層狀雙氫氧化物的方法，可以列舉含浸法、混煉法、共沉淀法、溶膠－凝膠法等制備方法。例如，也可以向含有Mg和Al的硝酸鹽的溶液中添加碳酸鈉后，添加氨水、氫氧化Na、氫氧化Ca等堿性化合物，由此，將pH調(diào)整成8～11，使其沉淀而得到。本沉淀中得到的物質(zhì)為層狀雙氫氧化物，因此，為了得到金屬氧化物和金屬的復(fù)合氧化物，也可以進(jìn)行燒制。燒制溫度也可以為任意溫度，在例如以400℃以上燒制的情況下，得到金屬氧化物。

作為金屬氧化物和金屬的復(fù)合氧化物，除此以外，也可以使用二氧化硅(SiO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、沸石等。另外，為了提高比表面積、提高耐熱性、降低使用金屬量等，也可以在二氧化硅、氧化鋁或沸石上載持含有選自Ce、稀土金屬和鋯中的至少1種金屬的氧化物或復(fù)合氧化物等。

用作捕捉材料的活性炭也可以為任意材料?；钚蕴吭谄鋬?nèi)部含有氮元素(N)的情況下，堿性增加，且CO₂吸附性能提高，因此，有時(shí)優(yōu)選為含有N量較多的活性炭。在合成這種活性炭的情況下，考慮使含有氨(NH₃)的氣體與活性炭接觸的方法及利用含有大量N的有機(jī)分子合成活性炭的方法。

作為固體的有機(jī)化合物，優(yōu)選為具有堿性的有機(jī)化合物，例如，可以列舉具有氨基的有機(jī)化合物。

也可以在填充有CO₂捕捉材料的反應(yīng)容器的后段設(shè)置填充有不同的CO₂捕捉材料或H₂O捕捉材料或其雙方的反應(yīng)容器。另外，也可以利用在與反應(yīng)容器連接的配管部設(shè)置流路切換用的閥并根據(jù)需要使用后段的反應(yīng)容器的方法。例如，在前段的反應(yīng)容器中填充有可捕捉CO₂和H₂O的雙方的捕捉材料的情況下，考慮首先將CO₂和H₂O的任一氣體先捕捉飽和，并從反應(yīng)容器出口排出。在CO₂先捕捉飽和的情況下，也可以在設(shè)置于后段的反應(yīng)容器中使用在H₂O流通時(shí)CO₂捕捉性能降低的捕捉材料。作為這種捕捉材料的例子，可以列舉沸石或活性炭。另外，在H₂O先捕捉飽和的情況下，也可以在設(shè)置于后段的反應(yīng)容器中使用CO₂捕捉性能較低的捕捉材料。作為這種捕捉材料的例子，可以列舉二氧化硅或氧化鋁。在氣體中的H₂O和CO₂的濃度比容易變動(dòng)且任一氣體是否容易捕捉飽和不明確的情況下，也可以設(shè)為在后段設(shè)置兩個(gè)反應(yīng)容器并根據(jù)捕捉飽和的氣體種類選擇使用的反應(yīng)容器的方式。在僅使用前段的捕捉容器就能夠除去H₂O和CO₂的情況下，不需要從后段的反應(yīng)容器進(jìn)行H₂O或CO₂的脫離處理，能夠降低消耗能量。

作為上述反應(yīng)容器和CO₂捕捉材料的組合的例子，可以列舉如下結(jié)構(gòu)：在前段設(shè)置填充有使用了含有選自Ce、Ce以外的稀土金屬和鋯中的至少1種金屬的氧化物或復(fù)合氧化物的CO₂捕捉材料的反應(yīng)容器，在后段設(shè)置填充有使用了沸石的CO₂捕捉材料的反應(yīng)容器。在使用了本結(jié)構(gòu)的情況下，在前段的反應(yīng)容器中僅CO₂成為捕捉飽和，且從出口氣體排出時(shí)，也能夠在后段的反應(yīng)容器中捕捉CO₂。在反應(yīng)容器前段H₂O成為捕捉飽和，且從出口氣體排出的情況下，也可以利用后段的沸石捕捉，通常沸石比CO₂更強(qiáng)地吸附H₂O，因此，為了使H₂O從沸石脫離，與使CO₂脫離的情況相比，加熱和減壓所需要的負(fù)荷更高。因此，本結(jié)構(gòu)中，考慮調(diào)整H₂O濃度使得在前段的反應(yīng)容器中H₂O未成為捕捉飽和，這樣能夠降低消耗能量。

作為上述反應(yīng)容器和CO₂捕捉材料的組合的例子，可以列舉如下結(jié)構(gòu)：在前段設(shè)置填充有使用了含有選自Ce、Ce以外的稀土金屬和鋯中的至少1種金屬的氧化物或復(fù)合氧化物的CO₂捕捉材料的反應(yīng)容器，且在后段設(shè)置填充有使用了二氧化硅或氧化鋁的H₂O捕捉材料的反應(yīng)容器。在使用了本結(jié)構(gòu)的情況下，在前段的反應(yīng)容器中僅H₂O成為捕捉飽和，且從出口氣體排出時(shí)，也能夠在后段的反應(yīng)容器中捕捉H₂O。在前段的反應(yīng)容器中CO₂成為捕捉飽和，且流入后段的情況下，二氧化硅和氧化鋁的CO₂捕捉性能較低，因此，CO₂除去可能不完全。因此，本結(jié)構(gòu)中，需要測(cè)定前段的反應(yīng)容器中的CO₂濃度分布等，防止前段中的CO₂的捕捉飽和。

上述含有CO₂和H₂O的混合氣體也可以為任意氣體，例如，可以列舉燃煤發(fā)電廠的鍋爐排氣或汽車等燃燒排氣、通過(guò)來(lái)自微生物的發(fā)酵產(chǎn)生的氣體、大氣、生物的呼氣等。組成沒(méi)有限定，例如，在為鍋爐排氣或燃燒排氣的情況下，除了含有CO₂和H₂O以外，還含有氮(N₂)、氧(O₂)、氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH₄)等烴類、灰塵等。上述氣體中，特別是考慮到NOx、SOx和灰塵會(huì)降低上述捕捉材料的CO₂捕捉性能，因此，在含有大量這些物質(zhì)的情況下優(yōu)選將其預(yù)先除去。

上述CO₂除去裝置中的H₂O濃度調(diào)整設(shè)備也可以使用任意設(shè)備。例如，作為利用H₂O的飽和蒸氣壓的溫度依賴性的H₂O濃度調(diào)整器，可以列舉冷卻式冷凝器。本設(shè)備通常為了降低H₂O濃度而使用，例如也可以用于通過(guò)調(diào)整溫度提高H₂O的飽和蒸氣壓，使上述含CO₂的氣體中的H₂O濃度增加。作為利用H₂O的飽和蒸氣壓的溫度依賴性的H₂O濃度調(diào)整器，除此之外，還可以列舉如下設(shè)備：通過(guò)使氣體在調(diào)整了溫度的液體的水(H₂O)中流通，調(diào)整氣體中的H₂O濃度。在使用上述設(shè)備的情況下，為了提高水和氣體的接觸面積來(lái)提高效率，也可以設(shè)置鼓泡器等鼓泡設(shè)備。通過(guò)使用這種結(jié)構(gòu)，可以管理成恰當(dāng)?shù)腍₂O濃度。

作為上述H₂O濃度調(diào)整設(shè)備，除此以外，還可以列舉設(shè)置捕捉H₂O的材料的H₂O濃度調(diào)整器。吸附H₂O的材料也可以為任意材料，作為例子，可以列舉多孔體或具有吸收水的功能的樹(shù)脂等。多孔體的成分也可以為任意成分，例如，可以列舉二氧化硅(SiO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鋯(ZrO₂)、氧化鈰(CeO₂)、水滑石等層狀雙氫氧化物、沸石、活性炭、樹(shù)脂材料等有機(jī)化合物。

在使用了這些吸附材料的情況下，認(rèn)為在氣體中的H₂O濃度較高時(shí)吸附H₂O，在H₂O較低時(shí)，相反地，使捕捉材料中的H₂O脫離，因此，在上述含CO₂的氣體中的H₂O濃度急劇改變的情況下，也能夠抑制與CO₂捕捉材料接觸的氣體中的H₂O濃度的變化。

調(diào)整上述H₂O濃度的設(shè)備也可以使用單一設(shè)備，也可以組合多種設(shè)備使用。例如，認(rèn)為在利用H₂O的飽和蒸氣壓的溫度依賴性調(diào)整H₂O濃度的情況下，產(chǎn)生水(H₂O)的氣化或水蒸氣的冷凝引起的吸熱或發(fā)熱，在該量較多的情況下，與傳熱部分的溫度差變大，不能恰當(dāng)?shù)乜刂茰囟?。在這種情況下，優(yōu)選使用多個(gè)H₂O濃度調(diào)節(jié)設(shè)備高精度地控制H₂O濃度。

作為測(cè)定上述H₂O濃度的設(shè)備，也可以為任意設(shè)備，例如，可以列舉露點(diǎn)濕度計(jì)、電阻式濕度計(jì)、導(dǎo)熱率式濕度計(jì)，干濕級(jí)濕度計(jì)。為了基于測(cè)量的H₂O濃度使用上述H₂O濃度來(lái)調(diào)整器調(diào)整H₂O濃度，優(yōu)選將H₂O濃度作為電信號(hào)輸出，基于該信號(hào)來(lái)控制上述H₂O濃度調(diào)整器。

設(shè)置測(cè)定上述H₂O濃度的設(shè)備的部位沒(méi)有限定，例如，可以列舉在填充有CO₂捕捉材料的反應(yīng)容器的上游側(cè)進(jìn)行測(cè)定的方法；測(cè)定H₂O的捕捉量分布，為了預(yù)測(cè)捕捉飽和而在反應(yīng)管內(nèi)部的CO₂捕捉材料的填充層內(nèi)部進(jìn)行測(cè)定的方法；和為了觀測(cè)捕捉飽和在反應(yīng)管的下游側(cè)進(jìn)行測(cè)定的方法等。

利用上述H₂O濃度調(diào)整器調(diào)整H₂O濃度之后的混合氣體中的H₂O濃度沒(méi)有特別限定，作為例子，優(yōu)選為20ppm以上，也可以為2000ppm以上。

H₂O濃度也可以根據(jù)CO₂濃度決定。在該情況下，以與CO₂的mol比計(jì)，優(yōu)選為0.5以上、40以下。通過(guò)以與CO₂的mol比計(jì)控制成0.5以上，固體的表面狀態(tài)改變，能夠形成脫離溫度較低的CO₂的捕捉狀態(tài)，能夠降低為了使CO₂脫離所需要的加熱中需要的能量。通過(guò)以與CO₂的mol比計(jì)控制成40以下，能夠防止在CO₂的捕捉飽和以前產(chǎn)生CO₂和H₂O捕捉材料中的H₂O的捕捉飽和。

在上述捕捉材料中捕捉CO₂之后使CO₂脫離的方法也可以為任意方法。例如，可以列舉使捕捉材料的溫度上升而使CO₂脫離的變溫法、或?qū)Σ蹲讲牧系臍夥者M(jìn)行減壓而使CO₂脫離的變壓法、或使用該雙方的變溫度/壓力法。這些脫離方法考慮含CO₂的氣體的壓力和CO₂分壓、溫度進(jìn)行決定即可。

作為使用變溫法時(shí)的CO₂捕捉材料的加熱方法，可以列舉使加熱的氣體或液體等加熱介質(zhì)直接與CO₂捕捉材料接觸的方法；在傳熱管等中使加熱的氣體或液體等加熱介質(zhì)流通，通過(guò)來(lái)自傳熱面的熱傳導(dǎo)進(jìn)行加熱的方法；利用電爐等電氣性地發(fā)熱而加熱CO₂捕捉材料的方法等。

在使溫度較高的加熱用氣體與捕捉材料接觸的情況下，加熱用氣體只要考慮CO₂分離除去的用途等進(jìn)行決定即可。例如，在要提高脫離后回收的CO₂濃度的情況下，作為加熱氣體，只要使用CO₂即可。在要將加熱用氣體和脫離氣體分離的情況下，只要使用飽和蒸氣壓根據(jù)溫度而大幅改變的H₂O，通過(guò)冷卻回收的氣體，除去H₂O即可。在即使脫離氣體中的CO₂濃度降低也沒(méi)有問(wèn)題的情況下，只要使用比較廉價(jià)地得到的N₂、O₂、大氣(空氣)等即可。

在兩個(gè)以上的反應(yīng)容器中填充不同的CO₂捕捉材料或H₂O捕捉材料、使加熱氣體流通而使CO₂和H₂O脫離的結(jié)構(gòu)中，加熱氣體也可以向各反應(yīng)容器分別流通。在該情況下，具有從一個(gè)捕捉材料脫離的氣體不會(huì)對(duì)另一捕捉材料造成影響的優(yōu)點(diǎn)?；蛘?，也可以是在將反應(yīng)容器彼此連接的狀態(tài)下，從一方導(dǎo)入加熱氣體，使加熱氣體流通至另一反應(yīng)容器后進(jìn)行排出的結(jié)構(gòu)。在該情況下，再次利用一捕捉材料的加熱中所使用的氣體，因此，具有能夠降低消耗能量且能夠降低使用氣體量的優(yōu)點(diǎn)。該結(jié)構(gòu)中，例如在使用通過(guò)H₂O的流入而降低CO₂捕捉性能的捕捉材料的情況下，優(yōu)選控制加熱氣體的流通方向，使脫離的H₂O不與上述捕捉材料接觸。例如，在使用氧化鈰作為前段的CO₂捕捉材料、且使用沸石作為后段的CO₂捕捉材料的情況下，優(yōu)選在捕捉時(shí)和脫離時(shí)改變氣體流通方向。能夠構(gòu)成為在CO₂和H₂O捕捉時(shí)，通過(guò)使含CO₂和H₂O的氣體從前段向后段的方向流通，H₂O不易流通至后段，在脫離時(shí)，通過(guò)使加熱氣體從后段向前段流通，從前段的氧化鈰脫離的H₂O不易與后段的沸石接觸，易于保持后段的反應(yīng)容器中的CO₂捕捉性能。

作為使用變壓法或變溫度/壓力法時(shí)的減壓方法，可以列舉使用泵等壓縮機(jī)等的機(jī)械單元。在由于從機(jī)械單元產(chǎn)生的振動(dòng)等具有材料的粉化等影響的情況下，可以列舉使捕捉材料氣氛中的水蒸氣通過(guò)冷卻降低飽和蒸氣壓而冷凝進(jìn)行減壓的方法等。就對(duì)CO₂捕捉材料的周邊氣氛的CO₂分壓進(jìn)行減壓的方法而言，除了上述方法以外，可以列舉使CO₂以外的氣體流通的方法。作為此時(shí)使用的氣體，優(yōu)選為能夠容易地與CO₂分離的氣體，特別是從通過(guò)冷卻容易冷凝的觀點(diǎn)來(lái)看，可以列舉使用水蒸氣的方法。

對(duì)CO₂捕捉材料的周邊氣氛進(jìn)行加壓的方法可以列舉利用泵或壓縮機(jī)等機(jī)械加壓的方法或?qū)雺毫Ρ戎苓厷夥崭叩臍怏w的方法。

上述捕捉材料也可以以任意形狀使用。例如，可以列舉成型為粉狀、小球狀和粒狀的方法或載持為蜂窩狀的方法。它們的形狀只要根據(jù)需要的反應(yīng)速度、壓力損耗和脫離氣體中的CO₂純度決定即可。另外，對(duì)于空隙率，在提高脫離氣體中的CO₂純度的情況下，只要縮小空隙率即可。例如，在粒狀且空隙率較小的情況下，存在壓力損耗變大的缺點(diǎn)，但在空隙內(nèi)殘留的CO₂以外的氣體量變少，因此，具有提高回收氣體中的CO₂純度的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，在載持為蜂窩狀的情況下，空隙率較高，因此，能夠縮小壓力損耗，但在空隙內(nèi)殘留的CO₂以外的氣體量變多，因此，存在脫離氣體中的CO₂純度變低的缺點(diǎn)。

填充有CO₂捕捉材料的反應(yīng)容器也可以為任意結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)方法。例如，可以列舉固定床方式，其中，將粒狀或粉狀的CO₂捕捉材料填充至反應(yīng)容器內(nèi)，CO₂捕捉材料本身不移動(dòng)，使導(dǎo)入CO₂捕捉材料容器的氣體或反應(yīng)容器內(nèi)的溫度/壓力改變。本結(jié)構(gòu)中，捕捉材料的移動(dòng)較少，因此，具有將捕捉材料彼此或捕捉材料與反應(yīng)容器的磨損引起的性能降低抑制為較低的優(yōu)點(diǎn)。另外，能夠提高填充密度，因此，認(rèn)為空隙率較低，能夠提高每容積的CO₂除去量。另一方面，使用本結(jié)構(gòu)，在使加熱用氣體流通來(lái)加熱捕捉材料，使CO₂脫離，進(jìn)行變溫法的情況下等，需要流通氣體的切換，因此，存在配管和閥的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜的缺點(diǎn)。

作為不進(jìn)行流通氣體等的切換而使CO₂捕捉材料其本身移動(dòng)的方法，例如，具有如下轉(zhuǎn)子方式：設(shè)置搭載有CO₂捕捉材料的蜂窩狀轉(zhuǎn)子、反應(yīng)容器和在反應(yīng)容器內(nèi)用于隔開(kāi)氣體流通的隔板，通過(guò)流通的氣體將反應(yīng)容器內(nèi)區(qū)分成CO₂捕捉區(qū)域、CO₂加熱脫離區(qū)域、CO₂捕捉材料冷卻區(qū)域等。通過(guò)使上述蜂窩旋轉(zhuǎn)，內(nèi)部的CO₂捕捉材料在各區(qū)域中移動(dòng)，能夠進(jìn)行CO₂捕捉、CO₂加熱脫離、CO₂捕捉材料冷卻的循環(huán)。本結(jié)構(gòu)中，CO₂捕捉材料載持為蜂窩狀，CO₂捕捉材料本身的磨損較少，具有能夠?qū)⑿阅芙档鸵种茷檩^低的優(yōu)點(diǎn)。另外，不需要流通氣體的切換，因此，配管和閥的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)潔。另外，根據(jù)隔板的設(shè)置的變化能夠決定各區(qū)域的大小，由此，容易地決定CO₂捕捉時(shí)間、加熱脫離時(shí)間和冷卻時(shí)間等的比。另一方面，存在空隙率較高、每容積的CO₂除去量低且CO₂脫離氣體中的CO₂濃度低的缺點(diǎn)。本方式中，使用兩個(gè)以上的捕捉材料的情況下，也可以設(shè)置兩個(gè)以上的反應(yīng)容器，使用載持有分別不同的捕捉材料的蜂窩狀轉(zhuǎn)子，也可以在1個(gè)蜂窩狀轉(zhuǎn)子中區(qū)分載持各捕捉材料的部位，載持2種以上的捕捉材料。作為例子，可以列舉在蜂窩狀轉(zhuǎn)子的上游側(cè)載持含有氧化鈰的CO₂捕捉材料、在下游側(cè)載持含有沸石的CO₂捕捉材料的方法。本結(jié)構(gòu)中，從抑制H₂O與沸石接觸而降低CO₂捕捉性能的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選含CO₂和H₂O的氣體從上游側(cè)向下游側(cè)的方向流通，加熱氣體從下游側(cè)向上游側(cè)的方向流通。

作為不進(jìn)行流通氣體等的切換而使CO₂捕捉材料本身移動(dòng)的方法，除此以外，還有流動(dòng)床方式，其中，設(shè)置流通含CO₂的氣體的CO₂捕捉反應(yīng)容器和流通捕捉材料加熱用的氣體的CO₂捕捉材料加熱用容器，使粒狀或粉狀的捕捉材料通過(guò)傳送帶或吹風(fēng)機(jī)的動(dòng)力在上述容器間移動(dòng)，由此，反復(fù)進(jìn)行捕捉和脫離。本結(jié)構(gòu)中不需要流通氣體的切換，因此，配管和閥的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)潔。另外，在捕捉時(shí)和脫離時(shí)能夠設(shè)定不同的空隙率，因此，也可以在例如脫離時(shí)設(shè)定為降低空隙率，提高CO₂脫離氣體中的CO₂濃度。另一方面，考慮到由于捕捉材料本身移動(dòng)，因此，在長(zhǎng)期使用的情況下，性能由于磨損而降低。在鍋爐排氣等氣體流量非常大的情況下，也可以使用通過(guò)氣體將捕捉材料吹起的方式代替?zhèn)魉蛶АＴ谠撉闆r下，與傳送帶相比，機(jī)械部件減少，因此，能夠形成簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)。

以下，詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。

此外，硝酸鈰六水合物(Ce(NO₃)₃·6H₂O)、28重量％氨水均使用了和光純藥工業(yè)制的物質(zhì)。

實(shí)施例1

(使用了氧化鈰的CO₂捕捉材料)

將硝酸鈰六水合物26.05g一邊在室溫猛烈攪拌一邊溶解于精制水1080g中。一邊攪拌上述水溶液，一邊滴加28重量％的氨水溶液，將pH設(shè)為9.0。攪拌8小時(shí)后，靜置1小時(shí)，通過(guò)清洗過(guò)濾進(jìn)行收集沉淀物。然后，利用干燥爐以120℃干燥沉淀物，并利用大氣氣氛下的電爐在400℃燒制1小時(shí)，將得到的氧化鈰作為CO₂捕捉材料。

實(shí)施例2

(使用了氧化鋯的CO₂捕捉材料)

將第一稀元素制的氧化鋯(RSC－100)作為CO₂捕捉材料。

(CO₂吸附試驗(yàn)－沒(méi)有H₂O流通)

以下，例示不流通H₂O而吸附CO₂時(shí)的試驗(yàn)條件。

成型和設(shè)置：

就CO₂捕捉材料而言，使用直徑40mm的模具，利用沖壓機(jī)以200kgf進(jìn)行粒料化，破碎后使用篩子整粒成0.5～1.0mm的粒狀。然后，使用量筒測(cè)量1.0ml，固定在石英玻璃制反應(yīng)管中。

加熱前處理：

一邊使He以150ml/分鐘流通，一邊使用電爐將CO₂捕捉材料的溫度上升至400℃并保持1小時(shí)，除去吸附于雜質(zhì)和捕捉材料的氣體。

冷卻：

加熱前處理后，進(jìn)行冷卻，將CO₂捕捉材料溫度降低到50℃。

吸附：

一邊利用電爐將試樣溫度保持為50℃，一邊通過(guò)CO₂脈沖捕捉試驗(yàn)測(cè)定CO₂捕捉量。作為樣品氣體，將由12體積％的CO₂和88體積％的He構(gòu)成的混合氣體10ml以脈沖狀每隔4分鐘進(jìn)行導(dǎo)入，導(dǎo)入進(jìn)行2分鐘，通過(guò)氣相色譜法測(cè)定反應(yīng)管出口的CO₂濃度。脈沖導(dǎo)入實(shí)施到在反應(yīng)管出口測(cè)定的CO₂飽和。另外，使用He作為載氣。

升溫脫離：

利用電爐將試樣溫度以升溫速度10℃/分鐘加熱到400℃，并測(cè)定CO₂的脫離量。

(CO₂吸附試驗(yàn)－具有H₂O流通)

例示在使H₂O流通后吸附CO₂時(shí)的試驗(yàn)條件。在CO₂吸附試驗(yàn)－沒(méi)有H₂O流通的測(cè)定方法中，在冷卻之后、吸附之前進(jìn)行H₂O流通處理，除此以外，通過(guò)相同的方法評(píng)價(jià)CO₂吸附量。

H₂O流通處理：

在加入有25℃的水的鼓泡器容器中，以150ml/分鐘使He流通1小時(shí)。處理中的CO₂捕捉材料溫度利用電爐設(shè)定為50℃。

圖1是通過(guò)H₂O流通的有無(wú)來(lái)比較實(shí)施例1的CO₂捕捉材料中的CO₂捕捉量的圖表。通過(guò)H₂O流通，CO₂捕捉量降低約10％。

圖2是通過(guò)H₂O流通的有無(wú)來(lái)比較實(shí)施例1的CO₂捕捉材料中的升溫時(shí)的CO₂脫離比例的圖表。在具有H₂O流通的情況下，在50℃～200℃的較低溫的CO₂脫離量較多，直到200℃，CO₂大致全部脫離。另一方面，在沒(méi)有H₂O流通的情況下，即使升溫到300℃，CO₂脫離也未結(jié)束。根據(jù)本結(jié)果可知，H₂O流通具有使CO₂脫離溫度低溫化的效果。

圖3是表示為了使氧化鈰升溫所需要的熱量的圖，表示每脫離CO₂量的熱量。氧化鈰的比熱設(shè)為382J/K·kg，升溫所需要的熱量H以下式算出。此外，本試驗(yàn)中的氧化鈰的體積密度設(shè)為1.41(kg/L)，將CO₂脫離量設(shè)為Q_d，將脫離溫度設(shè)為T_d，以下式(2)算出。

H＝1000(g)/44(g/mol)×1000/Q_d(mmol/L)

×1.41(kg/L)×(T_d－50)(K)×382(J/K·kg)…(2)

根據(jù)本結(jié)果可知，具有H₂O流通時(shí)能夠降低加熱所需要的能量。

圖4是通過(guò)H₂O流通的有無(wú)來(lái)比較實(shí)施例2的CO₂捕捉材料中的升溫時(shí)的CO₂脫離比例的圖表。在有H₂O流通的情況下，在50℃～200℃的CO₂脫離量較多，根據(jù)本結(jié)果可知，H₂O流通具有使CO₂脫離溫度低溫化的效果。

(比表面積的評(píng)價(jià)方法)

使用實(shí)施例1的氧化鈰中的BET(Brunauer-Emmett-Teller)法測(cè)定－196℃中的氮的吸附等溫線，測(cè)定比表面積。作為前處理，一邊進(jìn)行抽真空，一邊以200℃進(jìn)行加熱。實(shí)施例1的比表面積為130m²/g。

(H₂O吸附等溫線的測(cè)量)

測(cè)量實(shí)施例1的氧化鈰中的H₂O吸附等溫線。作為前處理，一邊進(jìn)行抽真空，一邊以200℃進(jìn)行加熱。然后，一邊進(jìn)行抽真空，一邊冷卻，試樣溫度一邊保持于25℃，一邊吸附H₂O。

(H₂O單分子層吸附量的算出)

算出用于在實(shí)施例1的氧化鈰中的表面形成H₂O單分子層的吸附量Q_ml。將通過(guò)上述BET法求得的比表面積設(shè)為S_A，將阿伏伽德羅常數(shù)設(shè)為N_A＝6.02×10²³，將H₂O的吸附截面面積設(shè)為1.25×10^－19m²，使用下式(3)算出。

Q_ml＝SA÷1.25×10^－19÷6.02×10²³×1000…(3)

本計(jì)算的結(jié)果，H₂O單分子層吸附量Q_ml算出為1.8mol/kg。

圖5是表示實(shí)施例1的氧化鈰中的H₂O吸附等溫線的圖表。根據(jù)本結(jié)果，關(guān)于實(shí)施例1中的氧化鈰的H₂O吸附量，用于成為與CO₂吸附量同量以上(300mol/L÷1.41kg/L＝0.22mol/kg)的H₂O分壓為0.002kPa以下。為了在大氣壓中成為該H₂O分壓，H₂O濃度只要約為20ppm即可。即，認(rèn)為導(dǎo)入該H₂O濃度的氣體是用于使H₂O/CO₂以mol比計(jì)以1以上進(jìn)行反應(yīng)的條件。認(rèn)為為了形成上述的碳酸氫鹽1mol，表面上需要1mol的羥基(－OH)。作為羥基的形成機(jī)制，假定1mol的表面氧(O)和1mol的H₂O反應(yīng)，生成2mol的羥基，則H₂O/CO₂以mol比計(jì)只要為0.5以上即可，推測(cè)如果H₂O/CO₂以mol比計(jì)為1.0以上，充分進(jìn)行反應(yīng)。如果為上述的20ppm的H₂O濃度，H₂O/CO₂以mol比計(jì)可以超過(guò)1.0。另外，認(rèn)為如果H₂O單分子層能夠包覆氧化鈰表面，則進(jìn)一步促進(jìn)羥基的形成。為了使H₂O吸附量與H₂O單分子吸附量相等所需要的H₂O分壓為0.2kPa。為了在大氣中成為H₂O分壓，H₂O濃度只要約為2000ppm即可。

關(guān)于上述算出認(rèn)為，如果提高氧化鈰的比表面積，則CO₂吸附量增加，但H₂O吸附量也與比表面積成比例地增加，因此，認(rèn)為其它材料中也可利用基于實(shí)施例1得到的H₂O濃度的相關(guān)。

H₂O濃度和H₂O吸附量的關(guān)聯(lián)根據(jù)捕捉材料的溫度不同而不同，H₂O中該溫度中的與飽和蒸氣壓的相對(duì)壓P/P₀相等即可，具有H₂O吸附量大致相等的性質(zhì)。因此，在捕捉材料的溫度改變的情況下，也可以基于該溫度中的飽和蒸氣壓決定H₂O濃度。

實(shí)施例3

圖6表示將實(shí)施例1的CO₂捕捉材料應(yīng)用于固定床方式的CO₂除去裝置、向室內(nèi)導(dǎo)入CO₂除去氣體的例子。

本圖所示的CO₂除去裝置包括：用于使含有H₂O和CO₂的氣體101流通的配管301；冷凝器501；用于將冷凝器501中冷凝的水201排出的配管305；H₂O濃度計(jì)601；用于將來(lái)自H₂O濃度計(jì)601的信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)1002的單元1001；用于從計(jì)算器1002輸出用于控制冷凝器501的信號(hào)的單元1003；用于控制氣體101的流通的閥401；反應(yīng)容器701；在反應(yīng)容器701內(nèi)以粒狀填充的含有實(shí)施例1的氧化鈰的CO₂捕捉材料801；用于將反應(yīng)容器內(nèi)的氣體向室內(nèi)流通的配管302；用于控制配管302的氣體流通的閥402；加熱器901；用于使從大氣引入的加熱用氣體103向反應(yīng)容器701流通的配管303；用于控制配管303的氣體流通的閥403；用于將反應(yīng)容器內(nèi)的氣體向大氣排出的配管304；和用于控制配管304的氣體流通的閥404。

在捕捉CO₂的情況下，打開(kāi)閥401和402，關(guān)閉閥403和404，由此，含有H₂O和CO₂的氣體101在CO₂捕捉材料801中捕捉CO₂和H₂O，除去了H₂O和CO₂的氣體向室內(nèi)流通。

在CO₂捕捉材料中使捕捉的CO₂脫離的情況下，打開(kāi)閥403和404，關(guān)閉閥401和402，由此，從大氣引入的氣體102利用加熱器901加熱，向反應(yīng)容器701流通，將CO₂捕捉材料801加熱，捕捉的CO₂脫離。脫離的氣體在配管304中流通，向大氣放出。

實(shí)施例4

圖7表示將實(shí)施例1的CO₂捕捉材料應(yīng)用于固定床方式的CO₂除去裝置、使用兩個(gè)反應(yīng)容器使CO₂除去氣體連續(xù)向室內(nèi)流通的例子。

本圖中，在實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)上追加：反應(yīng)容器702；在反應(yīng)容器702內(nèi)以粒狀填充的含有氧化鈰的CO₂捕捉材料802；用于向反應(yīng)容器702流通含有H₂O和CO₂的氣體101的配管306；用于控制配管306的氣體流通的閥406；用于將反應(yīng)容器內(nèi)的氣體向室內(nèi)流通的配管307；用于控制配管307的氣體流通的閥407；用于使從大氣引入的加熱用氣體102向反應(yīng)容器702流通的配管308；用于控制配管308的氣體流通的閥408；用于將反應(yīng)容器內(nèi)的氣體向大氣排出的配管309；和用于控制配管309的氣體流通的閥409。

在利用反應(yīng)管701捕捉CO₂、從反應(yīng)管702脫離CO₂的情況下，只要打開(kāi)閥401、402、408和409并關(guān)閉閥403、404、406和407即可。在利用反應(yīng)管701脫離CO₂、利用反應(yīng)管701捕捉CO₂的情況下，只要打開(kāi)閥403、404、406和407并關(guān)閉閥401、402、408和409即可。通過(guò)本結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)方法，能夠使除去CO₂的氣體連續(xù)地向室內(nèi)流通。

實(shí)施例5

圖8表示使用轉(zhuǎn)子方式的CO₂除去裝置，向室內(nèi)導(dǎo)入CO₂除去氣體的例子。

本圖所示的CO₂除去裝置中，在反應(yīng)容器701的內(nèi)部設(shè)置載持有含有實(shí)施例1的氧化鈰的CO₂捕捉材料的蜂窩狀轉(zhuǎn)子801，并利用反應(yīng)容器內(nèi)的隔板702限制氣體流通的路徑。反應(yīng)容器701內(nèi)的區(qū)域701A、區(qū)域701B、區(qū)域701C是由隔板702劃定的氣體流通的范圍。即使在蜂窩狀轉(zhuǎn)子801旋轉(zhuǎn)的情況下，隔板702的位置也不會(huì)改變，通過(guò)蜂窩狀轉(zhuǎn)子801進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，蜂窩狀轉(zhuǎn)子中的氣體接觸的部位改變。本結(jié)構(gòu)中，在區(qū)域701A中流通含H₂O和CO₂的氣體，捕捉CO₂(捕捉區(qū)域)，在區(qū)域701C中流通加熱器901中加熱的氣體，使CO₂脫離(脫離區(qū)域)，在區(qū)域701B中流通從大氣引入的氣體103進(jìn)行冷卻(冷卻區(qū)域)。

本CO₂除去裝置包括：用于使含有H₂O和CO₂的氣體101向反應(yīng)容器701中的區(qū)域701A流通的配管301；冷凝器501；用于從冷凝器排出冷凝水201的配管305；H₂O濃度計(jì)601；用于從H₂O濃度計(jì)向計(jì)算機(jī)1002輸入信號(hào)的單元1001；用于從計(jì)算機(jī)1002輸出用于控制冷凝器501的信號(hào)的單元1002；反應(yīng)容器701；設(shè)置于反應(yīng)容器701的載持有CO₂捕捉材料的可旋轉(zhuǎn)的蜂窩狀轉(zhuǎn)子801；置于反應(yīng)容器內(nèi)的用于隔開(kāi)設(shè)氣體流通的隔板702；用于使從區(qū)域701A排出的氣體向室內(nèi)流通的配管302；用于使從大氣引入的氣體103向區(qū)域702B流通的配管303；加熱器901；用于使從區(qū)域701B排出的氣體向加熱器901流通的配管304；用于使從加熱器901排出的氣體向區(qū)域701C流通的配管306；和用于使從區(qū)域701C排出的氣體向大氣放出的配管307。

本裝置中，通過(guò)使含H₂O和CO₂的氣體流經(jīng)區(qū)域701A，被蜂窩狀轉(zhuǎn)子內(nèi)的CO₂捕捉材料捕捉，除去了H₂O和CO₂的氣體向室內(nèi)流通。通過(guò)蜂窩狀轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，捕捉CO₂的部分向區(qū)域701C移動(dòng)，流通加熱的氣體，由此，使CO₂脫離。加熱且CO₂脫離的部分向區(qū)域701B移動(dòng)，使用從大氣引入的氣體冷卻。冷卻的部分通過(guò)向區(qū)域701A移動(dòng)而再次捕捉CO₂。

本結(jié)構(gòu)中，將從大氣引入的氣體103用于蜂窩狀轉(zhuǎn)子的冷卻，因此，該氣體被加熱。使用該氣體進(jìn)一步利用加熱器901加熱，因此，能夠降低加熱器901的負(fù)荷。

實(shí)施例6

圖9表示使用多個(gè)CO₂捕捉材料和多個(gè)反應(yīng)容器除去H₂O和CO₂的例子。

本圖所示的CO₂除去裝置中，使用氧化鈰和沸石作為CO₂捕捉材料。

本裝置包括：用于使含有H₂O和CO₂的氣體101在反應(yīng)管701中流通的配管301；填充至反應(yīng)管701的含有實(shí)施例1的氧化鈰的CO₂捕捉材料801；冷凝器501；用于從冷凝器排出冷凝水的配管305；H₂O濃度計(jì)601；用于從H₂O濃度計(jì)601向計(jì)算機(jī)1002輸入信號(hào)的單元1001；用于從計(jì)算機(jī)1002輸出用于控制冷凝器501的信號(hào)的單元1002；用于使加熱用氣體流通的配管302；用于使從反應(yīng)管701排出的氣體向室內(nèi)流通的配管303；用于控制配管303的氣體流通的閥403；用于將氣體從反應(yīng)管701向大氣放出的配管304；用于控制配管304的氣體流通的閥404；用于進(jìn)一步測(cè)定從反應(yīng)管701排出的氣體中的H₂O濃度的H₂O濃度計(jì)602；CO₂濃度計(jì)603；反應(yīng)管702；填充至反應(yīng)管的含有沸石的捕捉材料802；用于使氣體從反應(yīng)管701向反應(yīng)管702流通的配管306；用于控制配管306的氣體流通的閥406；用于使從反應(yīng)管702排出的氣體向室內(nèi)流通的配管307；用于控制配管307的氣體流通的閥407；用于將氣體從反應(yīng)管702向大氣放出的配管309；用于控制配管309的氣體流通的閥409；用于使加熱用氣體在反應(yīng)管701中流通的配管308；和用于控制配管308的氣體流通的閥408。

例如，在CO₂捕捉材料801中僅H₂O易于捕捉飽和的情況下，只要向后段的反應(yīng)管702中的捕捉材料802中填充選擇性地捕捉H₂O的捕捉材料即可。相反，在CO₂捕捉材料801中僅CO₂易于捕捉飽和的情況下，通過(guò)向后段的反應(yīng)管702中的捕捉材料802中填充選擇性地捕捉CO₂的捕捉材料，能夠使除去了H₂O和CO₂的氣體穩(wěn)定地向室內(nèi)流通。

實(shí)施例7

圖10表示使用多個(gè)CO₂捕捉材料和多個(gè)反應(yīng)容器除去H₂O和CO₂的例子。

本實(shí)施例中，使用氧化鈰和沸石作為CO₂捕捉材料。

本圖中，反應(yīng)容器701中使用含有氧化鈰的CO₂捕捉材料801，反應(yīng)容器702中使用含有沸石的CO₂捕捉材料。在從含H₂O和CO₂的氣體除去H₂O和CO₂時(shí)，氣體流通的流動(dòng)方向從反應(yīng)容器701朝向反應(yīng)容器702，在通過(guò)加熱氣體的流通除去H₂O和CO₂時(shí)，調(diào)整各閥的開(kāi)閉，使得加熱氣體流通的流動(dòng)從反應(yīng)容器702向反應(yīng)容器701流動(dòng)。這是由于防止從含有氧化鈰的CO₂捕捉材料801脫離的H₂O與反應(yīng)容器702中的沸石接觸，從而H₂O在沸石中被強(qiáng)有力地捕捉。

符號(hào)說(shuō)明

101：含有H₂O和CO₂的氣體；103：加熱用氣體；301、302、303、304：配管；401、402、403、404：閥；501：冷凝器；601：H₂O濃度計(jì)；701：反應(yīng)容器；801、802：CO₂捕捉材料；901：加熱器。