可空调供气的二氧化碳气体分离浓缩装置的制作方法

本发明涉及一种能够以高回收率进行回收、高浓度地浓缩、耐久性高、能够利用100℃左右的排热、且消耗能量少、价廉且容易紧凑化的湿式变温法二氧化碳气体分离浓缩装置和/或空调装置。

背景技术：

1、作为全球变暖对策，全世界都在努力尽可能地减少从工业、机动车及家庭排放的二氧化碳气体。例如，将能源消耗大的设备替换为节能型这样的措施。另外，研究开发了用太阳能、风力等可再生能源呆体化石来源的能源的措施，从火力发电厂等大规模二氧化碳气体产生源分离浓缩二氧化碳气体并贮存地下、深海中的技术，向采油末期的油田注入二氧化碳气体以增加采油量的原油增进回收法(co2-eor)，或者从大气中分离回收二氧化碳气体并将其循环利用为燃料等的技术等。

2、在以上的措施中，本发明涉及不仅从火力发电厂、燃烧炉等排放的气体中，而且从大气、空调空气中也能够分离二氧化碳气体并进行高浓度浓缩的技术。本发明涉及二氧化碳气体分离浓缩技术，该技术不是与大量排放二氧化碳气体的设施邻接设置，而是与回收利用回收二氧化碳气体的场所邻接设置，或者易于用于搬运而紧凑化。

3、火力发电厂最普及的是使用煤、石油、天燃气等化石燃料作为燃料，此外还有焚烧从城市排放的垃圾进行发电的火力发电厂等。这种火力发电厂的特征在于，燃料便宜，具有技术史和实际成绩，能够稳定地供给电力。但是，火力发电厂排放二氧化碳气体，存在促使地球变暖的问题。

4、作为其对策，除了将排气中的二氧化碳气体分离回收浓缩，将回收的二氧化碳气体储存在地下、深海中，或者用于原油增进回收法(co2-eor)以外，还研究开发了各种再利用方法。作为该二氧化碳气体的分离回收浓缩方法，提出了深冷法、吸收法、吸附法、膜分离法等各种方法。

5、深冷法是将原料气体加压，利用加压下的各气体的液化温度之差，将二氧化碳气体液化分离的方法。需要压缩气体的压缩机的电力和进行深冷的冷冻机的电力，例如在二氧化碳气体浓度为10％左右的情况下，除了二氧化碳气体以外的不需要回收的其他90％的气体也必须一起压缩、深冷，因此具有能量消耗过大的缺点。

6、吸收法是使二氧化碳气体被单乙醇胺等胺系的碱液吸收而回收，通过加热使二氧化碳气体脱离而浓缩的方法，已经实用化，但由于处理碱液，需要耐腐蚀性的高价的材料，成本高。另外，胺水溶液的浓度为30％左右，70％左右为水，所处理的液体的热容量巨大，因此，即使在关键部位配置热交换器进行热回收，也接近节能化的极限。

7、吸附法使用沸石、活性碳等气体吸附材料，有利用压力差进行吸附/解吸的压力摆动法(以下称为psa法)和利用温度差进行吸附/解吸的热摆动法(以下称为tsa法)。psa法是利用二氧化碳气体的吸附量根据压力而变化的原理，进行加压而仅吸附二氧化碳气体，进行减压而解吸分离回收二氧化碳气体的方法，因此需要高压容器，作为周边设备还需要电磁阀、压缩机、真空泵等精密机械，存在难以大型化的问题。

8、tsa法是在摄氏50℃以下(以下，温度全部为“摄氏”)的温度下使二氧化碳气体吸附，利用加热至100～200℃左右的温度的气体使二氧化碳气体解吸而回收的方法。在将填充有二氧化碳吸附材料的复数个吸附塔交替地切换为吸附和再生的多塔式中，存在气体的压力损失高，无法避免由塔的切换引起的浓度、压力的变动，难以大型化等缺点。

9、在tsa法中，能够以低压力损失使用大型化的旋转型吸附蜂窝转子的除湿技术、从涂装排气等中回收浓缩有机溶剂的技术也被实用化。转子的入口、出口被扇区(sector)隔开，以构成复数个区域，并在处理气体和解吸气体向各区域的流动(流动方式)上下功夫，实现了性能的提高。迄今为止，还公开了用于除湿至极限的超低露点温度的气体吸附机(专利文献1)、将稀薄浓度的voc尽可能高浓度地浓缩的专利文献2、3的方法。关于二氧化碳气体的浓缩也进行了研究，在从燃烧排气的分离浓缩方面专利文献4被公开、在大气中的二氧化碳气体分离空调方面专利文献5也被公开。但是，关于二氧化碳气体，已知在现有的tsa法中，在回收率、回收浓度、节能性等方面达到了原理上的极限。在专利文献6中，还公开了一种不是通过蜂窝转子而是通过粒状吸附材料的移动层方式使用过热蒸气进行解吸浓缩的技术，但是在回收成本等课题上存在许多问题。本发明人作为新技术进行了将饱和蒸气用于再生解吸的专利文献7、8、9、10的研究开发，但依然存在二氧化碳气体的回收效率、浓缩浓度、低成本化、节能性等用于实用化的很多课题。

10、近年来，特别是在国外也进行了直接分离回收大气中的二氧化碳气体的技术(direct air capture以下称为dac，专利文献11、12、13)的开发和实证试验。dac的优点是：①能够以机动车、飞机等分散且移动的排放源为对象了；②也可以以过去排放的二氧化碳气体为对象；③回收装置的设置场所不受排放源的制约，能够在再利用的工场附近得到二氧化碳原料；等等特征。在欧洲和美国有进行大规模的实证试验的例子。

11、另一方面，二氧化碳气体在焊接用、医疗用、食物保管用等其他方面有一定的需求，并且其原料气体被回收利用并作为副产品用于石油化工厂、氨合成长等。氨作为肥料等用途，支撑着全球70％人口的生计，被认为是人类生产最多的化学物质，其制造过程中产生的二氧化碳超过了总排放量的3％。

12、氨作为不产生二氧化碳气体的燃料而受到关注，但由于在其制造工序中利用天然气等化石燃料，而产生二氧化碳气体。所产生的二氧化碳气体被回收利用，但即使如此，不能回收的二氧化碳气体被排放到大气中，成为促使地球变暖的原因。

13、今后，由于担心以往的氨生产方法导致二氧化碳气体排放、塑料垃圾对环境污染等，会推动资源再循环和重新审视对环境影响更小的生产方法，由于预料到产品二氧化碳的原料气体源将会短缺，因此未来产品二氧化碳的来源也会向可再生型转变。

14、现有技术文献

15、专利文献

16、专利文献1：日本专利第2673300号公报

17、专利文献2：日本特开平11-309330号公报

18、专利文献3：日本特开2000-37611号公报

19、专利文献4：日本专利第6498483号公报

20、专利文献5：日本特开2011-94821号公报

21、专利文献6：日本特开2020-69423号公报

22、专利文献7：日本专利第6605548号公报

23、专利文献8：日本专利第6408082号公报

24、专利文献9：日本专利第6510702号公报

25、专利文献10：日本专利第6632005号公报

26、专利文献11：日本特表2017-528318号公报

27、专利文献12：日本特开2018-23976号公报

28、专利文献13：日本特表2017-502833号公报

29、专利文献14：日本特开平11-132522号公报

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、本发明涉及一种不仅能够从发电站等的排气中，而且也能够从外部气体、空调空气中分离浓缩二氧化碳气体的方法，因此提出了能够以高回收率进行回收，能够高浓度地进行浓缩，能够小型紧凑化，低成本，耐久性高，能够利用100℃左右的排热，并且热效率高的湿式tsa法二氧化碳气体分离浓缩装置。

3、吸附和吸收现象是不同但相似的现象，在两方因素都存在的情况下有时也使用吸着一词。例如，在二氧化碳气体回收中研究的离子交换树脂即使是凝胶型，也认为存在因含水而被水充满的细孔，二氧化碳在该细孔内扩散而吸附在细孔内表面的固定胺基上，与在水中利用活性碳吸附除去有机质类似。

4、在此，为了避免吸附、吸收的表达混乱，在引用文献、以往的干式tsa法中如以往那样表达为“吸附”，关于湿式tsa法的二氧化碳，表达为“吸着”。

5、另外，也有吸着“材料”或“剂”的表达，但“剂”是形状不确定的，通过细孔结构、表面积等被控制并且官能团被固定的结构而产生功能、优劣的物质为“材料”，在本说明书中称为“材料”。

6、另外，按照区分使用水和水蒸气的表述那样，将化学物质、分子的表述为二氧化碳，但在明确地表示气体的情况下表述为二氧化碳气体。此外，将二氧化碳的回收率、回收二氧化碳浓度分别简单表述为回收率、回收浓度。

7、在以除湿机等除湿处理后的空气为目标物的情况下，有时表达为对吸附材料进行处理/再生，在以voc气体物质等的浓缩为目的的情况下，有时表达为对回收的气体物质进行吸附/解吸。在文中也混有“处理/再生”的表达和“吸着/解吸”的表达，但由于是以吸着材料为主体还是以气体为主体的不同，在现象上意味着相同的操作。遵循引用文献，或者根据当时的情况，为了便于理解而使用了两种表达方式。

8、高性能化的极限

9、专利文献4中公开的技术是使用能够吸附二氧化碳的沸石蜂窝转子而通过以往的干式tsa法，从烟道气体等中浓缩回收二氧化碳气体的流程的改进型。tsa转子浓缩法中，以追求转子的冷却、吸附热的除去及节能性，以及提高回收率和回收浓度为目的而进行研究并发明的流程。即使将为了提高回收率而一边冷却吸附出口气体一边使其多次在冷却区域(＝吸附区域)中循环的方法、和为了提高回收浓度而一边加热所解吸的二氧化碳气体一边使其多次在解吸区域中循环并进而进行特殊的净化方法进行组合，回收率60％、回收浓度75％左右也是界限，存在如果想要提高其中一方则另一方会降低这样的权衡关系。另外，由于吸附侧气体和解吸侧气体必须循环多次，因此，如专利文献8所示，需要除湿用或voc浓缩用转子两倍以上的直径。如上所述，例如即使有二氧化碳吸着材料的创新，在以往的干式tsa法的延伸上也无法期望其进一步实现显著的高性能化，可见，需要以全新的想法实现技术突破。

10、转子大型化及再生多风量

11、专利文献5所公开的技术，以从空调空气、大气中分离除去二氧化碳气体进行空调供气，以提高空调的节能性为目的进行了研究开发，但分离除去的二氧化碳气体浓度为1000ppm左右，需要与处理空气同风量的大量的再生空气，因此，转子大型化，再生用的大型供气/排气管道的设置空间、成本成为课题。

12、由夹杂水蒸气而引起的性能降低、能量损失

13、专利文献7、8、9中公开的技术是根据以上的研究经验、见解，以技术突破为目标，发明了湿式tsa法。首先，为了进行比较，对以往的干式tsa法的问题进行说明。在以往的干式tsa法中，在二氧化碳吸着时原料气体中的水蒸气也吸附而产生吸附热，不仅阻碍二氧化碳气体的吸着，而且在二氧化碳气体解吸时由于吸附水的解吸能量消耗而产生显著的能量损失。

14、在专利文献6中，公开了一种方法，该方法通过移动层方式利用添附了胺的球状硅胶从炉排气中吸着二氧化碳气体，然后用过热蒸气进行再生解吸，从而回收高浓度二氧化碳气体。但是，在利用球状硅胶的填充层及移动层、流动层中，湿式tsa法是困难的。这是因为，会发生由冷凝水引起的流路堵塞、偏流、或者由冷凝水的表面张力引起的粒子的附着固结所导致的不良情况。

15、为了避免这样的问题，不得不选择1mm以上的粒径的球状硅胶，但如果成为1mm以上的粒径，则在吸着/解吸循环中，相对于反应快的表层部，反应慢的中心深部成为热力学上的负担。也就是说，吸着/解吸慢的深部作为显热蓄热体起作用，另外，深部的吸附水也被加到显热蓄热中。也就是说，反应慢的球状硅胶的深部在解吸加热时蓄热，使解吸的开始延迟，过剩地产生有害的冷凝水，在吸着时成为热负荷，吸着开始延迟。

16、另外，如果伴随着吸着/解吸的水蒸气的冷凝、蒸发的平衡被破坏，则成为连续运转的障碍的冷凝水蓄积，因此需要干燥工序，进而也会增加冷却工序。进而，为了通过粒子内部扩散阻力发挥有效吸着解吸率，吸着带的长度变长，压力损失的上升、粒状硅胶的所需量不得不增加。

17、在专利文献6中，为了处理凝结-蒸发的平衡被破坏而成为剩余的冷凝水，在解吸工序之后必须追加干燥工序，作为避免该情况的方法，提出了对蒸气过热温度进行控制供给的方法，但会成为与节省能源相反的对策。本发明的湿式tsa法中使用的吸着体是对专利文献7中公开的负载了0.1mm以下的胺系离子交换树脂微粒的片材、或者厚度为1mm以下的具有二氧化碳吸着功能的高分子片材、或者专利文献8中公开的粘附固定地负载了粒径为1mm以下的粒子的片材进行蜂窝加工等而制备的吸着体，因此，冷凝-蒸发的平衡不容易被破坏，并且不会发生由冷凝水引起的不利影响。另外，在专利文献10中公开了使用不是蜂窝状而是将分散负载有粒状吸着材料的片材层叠而成的吸着体的方法，但由于粒状吸附材料保持距离地固定，因此不受冷凝水的表面张力引起的粒子的固结、毛细管力引起的流路堵塞等不利影响。专利文献7、8、9、10中的任一的冷凝水不会从粒子、蜂窝的表面移动流出。因此，不会发生上述那样的由于1mm以上的直径的粒子层的热行为而导致剩余的冷凝水处理的问题。因此，也不需要解吸后的干燥工序、冷却工序，也不需要用于控制冷凝水量的过热蒸气。

18、对于湿式tsa法，在二氧化碳气体的解吸中不使用过热蒸气，而使用100℃以下的饱和蒸气，不仅能够利用饱和蒸气的冷凝热将二氧化碳气体高浓度地浓缩回收，而且在解吸时从水蒸气冷凝的水分残留在蜂窝内表面，在处理区域中一边蒸发冷却一边吸着二氧化碳气体，因此不仅迅速冷却刚解吸后的转子，而且通过权衡二氧化碳气体的吸着热来抑制温度上升，因此与干式tsa法相比，二氧化碳气体的吸着性能飞跃性地提高。在专利文献7、8、9、10所公开的技术中，在回收率、回收浓度、节能性、低成本化方面存在不足和课题。

19、技术课题1吸着材料的热/氧化劣化

20、防止胺系二氧化碳吸着材料的热/氧化劣化与由解吸温度高温化带来的性能提高存在权衡关系，这一直是重要课题。

21、在专利文献5中，采用了能够分离二氧化碳气体的胺系弱碱性离子交换树脂，并且为了避免吸着材料的热/氧化劣化在低温再生方式下进行实验。但是，研究表明，即使是45℃左右的低温再生，在干燥状态的空气中也会在短时间内发生显著的性能劣化。

22、专利文献11中公开了在转移至二氧化碳吸着后的解吸工序之前减压至20～400mb而使氧气浓度降低，从而避免胺官能化吸着材料的氧化劣化，并且防止空气等气体混入回收二氧化碳气体中，从而提高回收二氧化碳气体的纯度的技术，另外在解吸操作之前，用非活性气体对吸着材料腔室进行预净化而除去含有氧气的气体的方法，但减压设备、装置的耐压性、非活性气体费用等成本上升的要因很多。

23、在专利文献12中，在从吸着工序转移到解吸工序之前，用非活性气体进行净化，从解吸路径除去氧气。还公开了一种方法，该方法在返回到吸着工序之前用非活性气体冷却吸着材料结构，以防止对吸着材料的氧化损害。但是，在用非活性气体进行净化的方法中，非活性气体成本、净化装置的初始成本成为课题，还需要考虑由净化气体的混入引起的二氧化碳浓度降低。

24、在专利文献13中公开了一种方法，该方法是旋转型的吸着浓缩装置，具有能够密封的再生箱，利用排气泵等进行减压而冷却，并且使氧气浓度降低而防止热/氧化劣化。但是，在利用排气泵进行减压的方法中，除了排气泵的初始、运行成本之外，还存在需要耐压强度的再生箱成本、确保密封性的困难性。

25、专利文献9公开了一种方法，该方法在湿式tsa法中，构成连通解吸区域的入口和出口的气体循环路径，并且将饱和蒸气供给到从解吸区域排出的二氧化碳气体和水蒸气的混合气体，并且使该混合气体循环。由此，解吸路径的氧气浓度降低，防止二氧化碳吸着材料的热/氧化劣化，耐久性提高。但是，虽然通过该方法提高了一定的效果，但由于是在二氧化碳气体和水蒸气的加热混合气体中进行解吸的原理，因此，如后述的比较例中详细说明的那样，可知受到混合气体的二氧化碳气体分压的影响，二氧化碳气体回收率、回收浓度存在极限，利用饱和蒸气的湿式tsa法的二氧化碳气体分离回收浓缩技术需要进一步的技术突破。

26、技术课题2提高回收浓度的方法(过去的发明分析)

27、在专利文献1中公开了转子旋转式节能超低露点除湿机的流程。按照转子的旋转方向的顺序被分割为第二吸附区域、第一吸附区域、第二再生区域、第一再生区域、预冷却净化区域。处理空气通过第一吸附区域的蜂窝并且被除湿。除湿后的处理空气由于吸附热而升温，因此在冷却之后在第二吸附区域进一步除湿至超低露点后进行供给。

28、再生侧将第二吸附区域的出口空气的一部分导入到预冷却净化区域，用超低露点空气净化刚再生后的蜂窝并进行冷却，蜂窝旋转移动到第二吸附区域。净化出口空气由于回收蜂窝的热量而升温，因此进一步用再生空气加热器升温，从而再生通过第一再生区域的蜂窝。由于通过了第一再生区域的空气仍然是能够再生的程度的低露点，温度也高，所以再次加热该空气，从而通过第二再生区域的蜂窝进行再生排气。通过这样的流动结构，能够用一台转子装置实现节能，并且除湿至超低露点。该方法设法在将处理空气中的水蒸气的除去率提高到极限的同时抑制再生能量消耗，但不能提高回收浓度。

29、专利文献2公开了一种用于浓缩稀薄浓度的气体的流程，按照转子的旋转方向的顺序依次具备吸附区域、第一解吸区域、浓缩区域和第二解吸区域。另外，将通过空气加热器使处理气体的一部分升温后的加热空气导入到第一解吸区域和第二解吸区域。在第一解吸区域中，在吸附区域中吸附的气体被浓缩解吸。离开第一解吸区域的初级浓缩气体被导入到浓缩区域并被再吸附。进而，该蜂窝旋转移动到第二解吸区域，通过上述的解吸空气的导入而以高倍数被浓缩回收。该方法停留在十几倍～二十几倍浓缩的设想，不能达到超过其的高浓度。

30、专利文献3中公开的技术也是用于尽可能地浓缩稀薄浓度的气体的流程，并且在转子的旋转方向上具备吸附区域、第一解吸区域、第二解吸区域、第三解吸区域和净化区域。使处理气体的一部分通过净化区域而冷却转子，并且对净化通过空气进行热回收而使其升温，进而通过加热器进行加热，分别导入解吸到第一解吸区域、第二解吸区域、第三解吸区域。通过转子旋转，将在解吸初期浓缩度低的第一解吸区域出口气体和在解吸即将结束时浓缩度低的第三解吸区域出口气体返回到处理入口侧进行混合，设法提高吸附浓度。这是从在三个解吸区域中浓度峰值最大的第二解吸区域的出口处回收浓缩气体的流程。该方法也停留在十几倍～二十几倍浓缩的设想，不能进行超过其的浓缩。

31、专利文献2、3都是要将稀薄浓度的voc气体浓缩到尽可能浓的浓度、十几倍到二十几倍的流程。专利文献1、2、3中的任一方，原则上不可能通过干式tsa法如本发明所希望的从二氧化碳浓度几百ppm的外部气体或10％左右浓度的燃烧废气中高浓度浓缩回收至50％～100％浓度。如上所述，在至今为止申请的现有专利想法中，没有提出能够通过转子旋转式tsa法从几百ppm浓度中分离回收并高浓度浓缩至几十％以上的方法。

32、技术课题3实现低成本、隔热性的装置结构

33、与在以往的干式tsa法中用于再生的加热气体相比，饱和蒸气虽然温度在100℃以下，但能量密度高，仅几度的温度下降就会产生大量的冷凝水和能量损失，因此研究了能够抑制成本上升并且确保高隔热性的方法。

34、以往的空气处理装置制造方法对金属板加工、焊接组装而成的制罐品进行涂装，为了防止金属板的重叠部位的泄漏而用填缝材料进行填缝。对转子、热交换线圈、加热器、送风机等设备进行组装布线，在必要的部位进行绝热处理。如果需要耐热性，则用玻璃纤维绝热材料等进行绝热，如果是以防止结露为目的，则用发泡苯乙烯保温板等进行绝热。如上所述，无法避免工序繁多、成本上升。

35、在其他的以往技术中，也有使用在两张钢板之间夹层粘接了发泡苯乙烯板等的绝热板，经由成型的铝框架组装成箱型，在内部装入转子、送风机等设备，削减绝热工序等成本的方法，但这种方面主要面向以空调空气、冷热为对象的中大型设备，对于需要tsa操作的设备，还必须采取内部耐热管道、绝热机构，因此仍然导致成本上升。

36、专利文献14涉及热交换换气装置的绝热性低成本化。公开了通过将组装热交换元件并由发泡苯乙烯成形一体化的“热交换元件构造体”、组装排气风扇并由发泡苯乙烯成形一体化的“排气风扇侧构造体”、组装供气风扇并由发泡苯乙烯成形一体化的“供气风扇侧构造体”分别组合一体化，构成排气侧、供气侧的各流路，实现绝热性高、隔音性高的换气装置。

37、该方法以家庭用热交换换气扇的静音性、低成本化为目的，在绝热性、静音性、生产率、低成本化方面优异，但适合于少品种大量生产，而不适合于设备规模的设计对应小批量生产系统。另外，由于是静止型全热交换器换气装置，因此能够以这样的材料、构造体应对。而本发明旨在利用湿式tsa法的二氧化碳气体分离浓缩装置需要高绝热性和耐热性，还存在用于旋转转子的滑动密封部、复杂的净化和流路，并且由于使用饱和蒸气，因此存在不同维度的困难。

38、用于解决问题的手段

39、同时解决技术课题1及课题2的方案

40、为了进一步提高湿式tsa法的性能，研究了将饱和蒸气温度提高到接近100℃的情况，考虑了吸着材料由于被带入到解吸区域的氧气而热/氧化劣化的现象的对策。反复进行试制开发试验并且新发明的方法及装置是一种二氧化碳气体分离浓缩装置和/或空调装置，其中，将具有吸附二氧化碳气体的能力的转子容纳在至少按照转子的旋转方向的顺序依次具有处理气体区域、形成于不产生结露水的高绝热性结构的层叠结构净化/回收块的回收区域和解吸区域的分别密封的壳体内并使所述转子旋转，在处理气体区域中，在转子湿润状态下，使其与含有二氧化碳气体的空气或混合气体接触而进行气化冷却，并且吸着二氧化碳气体，向解吸区域导入饱和蒸气，利用蒸气的冷凝热使高浓度的二氧化碳气体解吸，并通过回收区域进行回收。

41、迄今为止，转子式气体回收浓缩装置的流程有各种各样的发明，但都是回收由最高能量的解吸气体解吸的解吸区域出口气体。但是，本发明的不同之处在于，使由最高能量的解吸气体(饱和蒸气)解吸的解吸出口气体通过回收区域，进行热回收、冷却、减湿并回收。也就是说，是将接近100℃的饱和蒸气导入解吸区域，从蜂窝解吸二氧化碳气体，将其出口的二氧化碳气体和饱和水蒸气的混合气体导入并使其通过旋转方向前段侧的回收区域，并回收二氧化碳气体的方法。

42、作为进一步提高回收率、回收浓度、节能性的方法，考虑了在所述回收区域和解吸区域的前后组合循环净化区域的方法的装置。一种二氧化碳气体分离浓缩装置和/或空调装置，其中，将具有吸附二氧化碳气体的能力的转子容纳在至少按照旋转方向的顺序依次具有处理气体区域、形成于不产生结露水的高绝热性结构的层叠结构净化/回收块的处理气体净化区域、回收区域、解吸区域和解吸气体净化区域的分别密封的壳体内并使所述转子旋转，在所述处理气体区域中，在转子湿润状态下，使其与含有二氧化碳气体的空气或混合气体接触而进行气化冷却，并且吸着二氧化碳气体，处理气体净化区域和解吸气体净化区域进行循环净化，向解吸区域导入饱和蒸气，利用蒸气的冷凝热使高浓度二氧化碳气体解吸，并通过回收区域进行回收。循环净化气体通过泵进行循环。

43、二氧化碳气体分离浓缩回收仅靠这一点很难成为事业。因此，考虑了将二氧化碳气体的回收与处理后的二氧化碳气体浓度低的空气的有效利用组合的方法。一种二氧化碳气体分离浓缩装置和/或空调装置，其中，含有二氧化碳的混合气体为大气或空调空气，将从处理气体区域出来的空气供给空调用，将从回收区域出来的二氧化碳气体进行回收。由于空调换气的节能效果和空调空气的二氧化碳气体浓度比大气高，所以能够期待增加每单位处理风量的二氧化碳气体回收量的效果。

44、技术课题3同时实现装置的高绝热性和降低成本的方案

45、作为本发明的目的的湿式tsa法二氧化碳分离浓缩技术，从后述的比较例2、3的实验结果来看，着眼于冷凝水的漏水、排水量，认为形成高绝热性结构是绝对条件。这是因为，冷凝水在回收气体以外的地方的流出意味着巨大的热损失。

46、以往，除湿机、voc浓缩装置等这种空气处理装置是对焊接的金属板加工品组装而成的制罐加工品进行涂装，并安装组装鼓风机、转子及密封装置、加热器、内部管道及其他结构设备，对要部进行绝热处理、电气布线，从而进行生产。隔热性的不良情况会产生因性能不足、能量损失、产生结露水的不良情况，因此需要花费工夫进行处理，加工工时增加，成为成本上升的主要原因。

47、在湿式tsa分离浓缩法中，各段要求比以往产品更高的绝热性。这是因为接近100℃的饱和蒸气具有相同温度的空气、二氧化碳气体的几百倍的热函。另外，100℃的饱和水蒸气为100％水蒸气，但温度越低，水蒸气以外的气体的混入率越高。因此，认为使饱和蒸气温度尽可能接近100℃是为了热/氧化劣化对策和高浓度回收的必要条件。

48、本发明的湿式tsa法二氧化碳气体体分离浓缩装置，如上所述具有复杂的区域，为了防止在不需要的地方的蒸气的结露冷凝、热损失，需要高度的绝热性、耐湿/耐热性，进而由于原料气体和回收气体的浓度差较大，因此要求高的密封性。研究了能够以高生产率、低成本且绝热性高、轻量的结构实现这种装置的方法，发明了一种“模块板层叠单元结构”，该“模块板层叠单元结构”是在根据所需部位的要求特性选定了材质的发泡板上，将制作有各设备、流路的复数个发泡模块板层叠组装而一体化。

49、“模块板层叠单元结构”通过在复数个发泡板上分别加工结构设备的设置空间及气体的流通路，组装转子、驱动装置等结构设备，将各个模块板层叠组装，从而作为二氧化碳气体分离浓缩装置和/或空调装置而完成。具体而言，作为二氧化碳气体分离浓缩装置和/或空调装置，将“转子盒模块板”、“转子端面模块板”的前后和“送风系统模块板”层叠组装而一体化，该“转子盒模块板”是将具有吸着二氧化碳气体的能力的蜂窝转子和由驱动电动机及驱动带构成的驱动系统组装于发泡板而成的，该“转子端面模块板”的前后是将由具有解吸、回收、净化流路等空间和连通路径的复数个耐热性发泡橡胶板等构成的“层叠结构净化/回收块”分别组装在保持转子轴并以密封滑动的方式支承转子的两端面的发泡板上而成的，该“送风系统模块板”组装有处理气体送风机。

50、在“转子盒模块板”中，特别重要的是，构成回收、解吸、净化等区域部的扇形部分即“层叠结构净化/回收块”，还需要用于确保密封性的弹性、滑动性、耐磨损性、耐热性、耐水性。“层叠结构净化/回收块”是将至少具有解吸、回收、净化等各区域空间或不具有这些区域空间的扇形片材层叠的层叠结构，与转子端面相接的滑动面为耐热耐磨损性的滑动片材，其下层为发泡橡胶片层，其再下层为设有各区域间的连通路径的发泡橡胶片材层或发泡板层，底面部层为不具有区域空间的绝热板，将它们层叠粘接而形成块化，并在外周部或底面设有蒸气导入部和解吸气体回收部，从而构成“层叠结构净化/回收块”。底部绝热板可以是发泡橡胶、树脂类发泡板中的任一种。将如上所述构成的“层叠结构净化/回收块”组装到“转子端面模块板”上。

51、发明效果

52、技术课题1及课题2的同时解决效果

53、新发明的流程是，按照转子的旋转方向的顺序设置处理气体区域、回收区域、解吸区域，向解吸区域导入接近100℃的饱和蒸气，利用水蒸气的冷凝热将吸着于蜂窝的二氧化碳气体解吸，使该气体导入并使其通过旋转方向前段的回收区域，并回收二氧化碳气体。

54、通过该流程，与由于转子旋转而被带入到回收区域的空气被净化回收而成为最高温的解吸区域中不混入氧气，与此效果相结合，抑制了吸着材料的氧化劣化，能够常用接近100℃的饱和蒸气。另外，在回收区域中，通过在解吸前对蜂窝进行预热/热回收的节能效果、和从回收气体侧观察使气体温度、含有蒸气量降低的效果，还能够削减用于回收后的二氧化碳气体与水蒸气分离的冷却负荷。

55、作为进一步提高回收率、回收浓度、能量效率的方法，考虑了在上述回收区域和解吸区域的前后组合循环净化区域。从处理气体区域通过转子旋转，内包在蜂窝空隙中而移动的处理气体在处理气体净化区域被排气，该排气通过循环路径被导入到解吸气体净化区域，将旋转移动到解吸气体净化区域的蜂窝中内包的解吸气体置换推出。被推出的解吸气体通过循环路径导入到处理气体净化区域。

56、根据以上的循环净化原理，通过在二氧化碳气体的回收区域和解吸区域的前后组合的净化区域将蜂窝空隙中的气体相互置换，具有使回收率、回收浓度提高、并提高能量效率的效果。循环净化技术也记载于专利文献1。

57、以往技术的课题3的解决效果

58、“模块板层叠单元构造”选定符合所需部位的要求特性的材质的发泡板，分别抽取所需部位并装入构成部件而模块化，分别将各个模块板层叠而将装置整体一体化构成，因此不需要制罐加工、焊接部的防漏密封、防锈涂装，通过简单的组装就能够确保充分的绝热性，也能够应对从少量生产到大量生产，能够大幅降低成本。另外，通过采用解吸、回收、净化功能部即“层叠结构净化/回收块”，具有复杂的复数个区域，并且高精度且低摩擦滑动性，密封效果、追随性也良好，不需要复杂的调整，能够确保耐热性、绝热性和耐久性，并且抑制成本。