[发明专利]用于调整燃气成分的活性炭

说明书

技术领域

本发明涉及用于调整天然气等能量容量大的燃气成分的活性炭，特别涉及一种用于调整丁烷的活性炭。

背景技术

近年，由于环境问题等原因对作为燃料资源的天然气的需求正在提高。天然气虽然因为产地而不同，但一般是以甲烷为主要成分，其余包含乙烷、丙烷、丁烷等的燃料气体。从所估算的埋藏量有石油的约2倍，并从相对发热量而言二氧化碳的排放量少的因素，天然气作为绿色能源倍受关注。

特别是，从在常温、大气压下是气体，且能量效率优秀等因素出发，丁烷燃气(主要用于石油炉和液化气打火机)的需求正在扩大。

天然气一般是在通过在极低温(-162℃)下冷却液化(液化天然气(LNG))，或在常温及高压下压缩(压缩天然气(CNG))进行储存而进口的。

但是，哪一种方法从设备费和效率的观点看都存在着问题，所以在吸附材料中以高密度储存天然气的方法正在进行开发(日本特开昭49-104213号公报，日本特开平6-55067号公报等)。通过使用具有高吸附可能性的吸附材料，使得仅通过压力不发生液化的天然气成分，以接近液化状态的密度，物理吸附在该吸附材料中。

一般地，认为为了使天然气在活性炭等吸附材料的细孔中安定地进行吸附储存，减小细孔径且增大细孔容积是有效地，为此，在以往的天然气吸附存储装置中，尽可能地使用了细孔径小且细孔容积大的活性炭(日本特开2005-273717号公报)。

已有技术文献

专利文献

专利文献1日本特开昭49-104213号公报

专利文献2日本特开平6-55067号公报

专利文献3日本特开2005-273717号公报

发明内容

发明要解决的课题

天然气，其浓度和成分不稳定，在通过调节天然气成分的浓度而稳定提供天然气的情况下，当天然气成分的浓度太高时有必要吸附该成分，而当太低时有必要解吸。特别地，属于高卡路里成分的丁烷，因为由于其浓度对天然气整体的卡路里量产生很大影响，其浓度的调整成为课题。而且，丁烷燃气的沸点为接近0℃的低点，并在接近常温时温度使浓度容易变化。这种浓度的变化，在稳定的能量提供上成为问题。

以往的用于天然气吸附储存的活性炭，细孔径小且吸附能力强，因此使用的主要目的是天然气成分的吸附。在这种活性炭中，即使因吸附突破而发生天然气成分的一部分漏出，也难以通过解吸天然气成分而对燃气浓度进行一定的调整。事实上，以往的吸附特性优秀的活性炭，为了将一旦吸附、保持的燃气成分再次解吸、释放，进行加热、加压等处理是必要的，因此不能用于调整燃气成分。况且，在向活性炭提供的天然气的浓度随着时间推移而变大的情况下，更加难以调整特定的成分浓度。

将所提供的是一种浓度先低后高且每经一定时间发生变化的天然气，作为例子进行探讨。在天然气浓度低时，目标的燃气成分到达吸附突破为止吸附在活性炭中。在这种情况下，该燃气成分在吸附突破前几乎不从活性炭中排出。之后，向达到突破状态的活性炭提供高浓度天然气的话，活性炭不能够吸附目标的燃气成分，使得该燃气成分原样地通过活性炭，目标的燃气成分以高浓度排出。其结果，不能够以一定的浓度提供燃气成分。

因此，本发明的目的是提供一种活性炭，该活性炭能够调整天然气中能量容量大的成分的浓度。

课题的解决方案

本发明的发明人进行专心研究的结果，注意到通过使用具有特定的细孔特性的活性炭，并通过在浓度难以变化的低温时优先吸附、保持燃气成分，特别是能量容量大的丁烷燃气，另一方面，在温度升高，燃气成分浓度低下时，将一旦吸附、保持的燃气成分向周围再次释放的过程，可以抑制由于温度变化而发生的燃气成分的浓度变化，从而完成了本发明。

即，本发明包括下述发明。

[1]一种用于调整天燃气成分的活性炭，其在用BJH法由氮吸附等温线求得的微分细孔分布中，单位容积中的细孔径为2.0nm的细孔容积大于0.5ml/ml，且在用BJH法由氮吸附等温线求得的积分细孔分布中，单位容积中的细孔径为3.0nm的细孔容积，减去单位容积中的细孔径为2.0nm的细孔容积的值大于0.075ml/ml。

[2]根据[1]所述的用于调整天然气成分的活性炭，其在用BJH法由氮吸附等温线求得的微分细孔分布中，细孔径的最大值为1.8至2.5nm。

发明的效果