JP2001056098A

JP2001056098A - 天然ガスの吸着貯蔵方法およびこれに使用する吸着材

Info

Publication number: JP2001056098A
Application number: JP11231716A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Tange; 恭一丹下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-08-18
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2001-02-27

Abstract

(57)【要約】【課題】実用天然ガスを使用しても、高い貯蔵密度を
確保することができる天然ガスの吸着貯蔵方法及びこれ
に使用する吸着材を提供する。【解決手段】インフラ側１０において実用天然ガス中
のメタン、エタンの低炭素数成分とプロパン、ブタン等
の高炭素数成分とを分離し、低炭素数成分は第１吸着タ
ンク１６に吸着貯蔵し、高炭素数成分は第２吸着タンク
１８に吸着貯蔵する。これにより、高炭素数成分が吸着
材の細孔内で凝縮等を起こし、主成分である低炭素数成
分の吸着を妨げることを抑制でき、貯蔵密度を向上する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガスの貯蔵方
法及びこれに使用する吸着材の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、天然ガス等のガス燃料を比較
的低い圧力で大量に貯蔵するために、容器内に活性炭、
ゼオライト、シリカゲル等の吸着材を充填し、これに天
然ガス等を吸着貯蔵する方法が提案されている。

【０００３】例えば、特開昭６１−２５８９６１号公報
には、上述した吸着材を使用した貯蔵方法の車載用途へ
の応用例が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の吸
着材を使用した天然ガスの貯蔵方法においては、純粋な
メタンを使用した場合には大きな吸着量を得ることがで
きるが、１３Ａ（メタンを主成分とし、これとエタン、
プロパン、ブタン等との混合ガス）等の実用天然ガスを
吸着貯蔵させると、貯蔵密度（Ｖ／Ｖ₀）が大幅に低下
してしまう。これは、実用天然ガス中に含まれるプロパ
ン、ブタン等の高炭素数成分が、吸着材の細孔中で液化
する等により詰まり、主成分であるメタンの吸着量を減
少させるからであると考えられる。したがって、従来の
吸着貯蔵方法では実用化が困難であるという問題があっ
た。

【０００５】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、実用天然ガスを使用しても、
高い貯蔵密度（Ｖ／Ｖ₀）を確保することができる天然
ガスの吸着貯蔵方法及びこれに使用する吸着材を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、天然ガスの吸着貯蔵方法であって、低炭
素数成分と高炭素数成分とに天然ガスを分離し、低炭素
数成分は高圧で、高炭素数成分は低圧でそれぞれ独立し
て吸着材に吸着貯蔵することを特徴とする。

【０００７】また、上記天然ガスの吸着貯蔵方法におい
て、低炭素数成分を吸着貯蔵する吸着材を内蔵する第１
吸着タンクと、高炭素数成分を吸着貯蔵する吸着材を内
蔵する第２吸着タンクとを備え、第２吸着タンクに内蔵
された吸着材は前記第１吸着タンクに内蔵された吸着材
よりも細孔径が小さく設定され、天然ガスは前記第２吸
着タンクを経由して第１吸着タンクに供給されることを
特徴とする。

【０００８】また、上記天然ガスの吸着貯蔵方法におい
て、第２吸着タンクは冷却手段を備えることを特徴とす
る。

【０００９】また、上記天然ガスの吸着貯蔵方法におい
て、第２吸着タンクへ天然ガスを一時的に導入後、一度
圧力を低下させてから再度天然ガスを導入することを特
徴とする。

【００１０】また、上記天然ガスの吸着貯蔵方法におい
て、貯蔵された天然ガスの脱離使用時には、第１吸着タ
ンクからの脱離ガスを第２吸着タンクに経由させて取り
出すことを特徴とする。

【００１１】また、天然ガスの吸着貯蔵方法であって、
吸着材を加熱し、加熱された吸着材に天然ガスを吸着さ
せることを特徴とする。

【００１２】また、上記天然ガスの吸着貯蔵方法におい
て、吸着材は２０℃以上に加熱されることを特徴とす
る。

【００１３】また、上記天然ガスの吸着貯蔵方法におい
て、天然ガスの吸着の進行とともに吸着材の温度を低下
させることを特徴とする。

【００１４】また、天然ガスの吸着貯蔵に使用する吸着
材であって、賦活処理における高温処理の際に減圧処理
を施した活性炭であることを特徴とする。

【００１５】また、上記吸着材において、活性炭は臭化
リチウムまたは塩化リチウムの添加された賦活処理剤に
て処理されたことを特徴とする。

【００１６】また、天然ガスの吸着貯蔵に使用する吸着
材であって、賦活処理において有機溶媒にて洗浄後、不
活性雰囲気中または水素雰囲気中で焼成した活性炭であ
ることを特徴とする。

【００１７】また、上記吸着材を使用した天然ガスの吸
着貯蔵方法であって、天然ガスの吸着の前に、ノルマル
パラフィンのみを吸着させることを特徴とする。

【００１８】また、上記吸着材を使用した天然ガスの吸
着貯蔵方法であって、天然ガスの吸着の前に、この天然
ガスから側鎖パラフィンを分離除去しておくことを特徴
とする。

【００１９】また、上記吸着材を使用した天然ガスの吸
着貯蔵方法であって、天然ガスの吸着の前に、この天然
ガスを、側鎖パラフィンを含まない第１成分と側鎖パラ
フィンを含む第２成分とに分離し、第１成分を吸着させ
てから第２成分を吸着させることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を、図面に従って説明する。

【００２１】実施形態１．図１には、本発明に係る天然
ガスの吸着貯蔵方法の実施形態１を実施するための構成
が示される。図１において、インフラ側１０において、
実用天然ガスである１３Ａを、メタン、エタンの低炭素
数成分とプロパン、ブタン等の高炭素数成分とに分離す
る。かかる分離は、天然ガスの温度と圧力とを制御する
ことにより実施できる。すなわち、十分に断熱されたタ
ンクの中で、天然ガスの温度を−５０℃〜−１００℃に
維持し、圧縮することにより高炭素数成分であるプロパ
ン、ブタン等が凝縮され液化される。また、低炭素数成
分であるメタン、エタンは気体状態に維持される。これ
により低炭素数成分と高炭素数成分とを分離することが
できる。

【００２２】このようにして分離された低炭素数成分と
高炭素数成分とは、図示しないポンプにて、カプラ１２
を介して車両側１４に供給される。この場合、メタン、
エタンの低炭素数成分は低炭素数成分を吸着貯蔵する吸
着材が内蔵された第１吸着タンク１６に、またプロパ
ン、ブタン等の高炭素数成分は、高炭素数成分を吸着貯
蔵する吸着材が内蔵された第２吸着タンク１８にそれぞ
れポンプで送られる。第１吸着タンク１６には、約２０
ＭＰａの圧力で送られ、第２吸着タンク１８には約１Ｍ
Ｐａ以下かつ０．８ＭＰａ以上の圧力で送られる。

【００２３】上記第２吸着タンク１８に吸着貯蔵される
成分は、主としてプロパン、ブタンである。また、第１
吸着タンク１６に吸着貯蔵されるメタン、エタンガスは
十分に冷却されており、これにより充填時の吸着熱によ
る温度上昇が緩和される。

【００２４】このように、天然ガスは低炭素数成分と高
炭素数成分とに分離してそれぞれ別のタンクに貯蔵し、
使用時にはそれぞれのタンクから脱離させる。この場
合、第１吸着タンクからは２０ＭＰａ〜０．８ＭＰａ程
度の圧力範囲で低炭素数成分が脱離されるので、第２吸
着タンクから取り出される高炭素数成分はコンプレッサ
にて昇圧しながら脱離させる。あるいは、熱交換器２０
にて第２吸着タンク内のガス温度を１００〜３００℃に
昇温し、その蒸気圧を第１吸着タンクに合わせるよう制
御するのも好適である。

【００２５】このように、低炭素数成分と高炭素数成分
とを分離して吸着貯蔵すると、従来の圧縮天然ガス（Ｃ
ＮＧ）における貯蔵密度（Ｖ／Ｖ₀）が、２０ＭＰａの
貯蔵圧力の場合に２４０〜２８０であるのに対し、第１
吸着タンクでＶ／Ｖ₀＝３５０であり、第１吸着タンク
と第２吸着タンクを合わせた場合にも３３０程度の値を
得ることができる。これは、吸着材表面あるいは細孔内
部で液化し、吸着材の細孔をつぶしてＶ／Ｖ₀を悪化さ
せやすい高炭素数成分を低炭素数成分から分離させ、メ
タン等の低炭素数成分のＶ／Ｖ₀を高くできるととも
に、加熱等の操作により、高炭素数成分の貯蔵密度の低
下も抑制できるからである。

【００２６】また、低炭素数成分と高炭素数成分とを分
離すれば、吸着貯蔵を繰り返すうちに脱離しにくい高炭
素数成分のみが吸着材の細孔内に残留し、これによって
低炭素数成分の貯蔵密度が低下するという問題も解消す
ることができる。

【００２７】なお、第１吸着タンク１６及び第２吸着タ
ンク１８にそれぞれ吸着貯蔵された低炭素数成分と高炭
素数成分とは、使用時にバッファタンク２２で再び混合
され、レギュレータ２４で圧力調整された後にエンジン
側へ供給される。

【００２８】図２には、本実施形態に係る天然ガスの吸
着貯蔵方法を実施するための装置の変形例が示される。
図２において、図示しないインフラ側から実用天然ガス
である１３Ａがカプラ１２を介して車両側に供給され
る。車両側には、プロパン、ブタン等の液化石油ガス
（ＬＰＧ）が、０．２〜１ＭＰａ程度で凝縮され液状で
保持された第２吸着タンク１８が設けられており、上記
１３Ａガスがこの第２吸着タンク１８に導入される。導
入された１３Ａガスは、液化石油ガス中をバブリングさ
れ、１３Ａ中のプロパン、ブタン等の高炭素数成分が液
化石油ガス中にとけ込んで分離される。

【００２９】また、第２吸着タンク１８により吸着され
ない低炭素数成分であるエタンを含んだメタンガスは、
第１吸着タンク１６に導入され、ここに収容されている
吸着材により吸着貯蔵される。

【００３０】以上のようにして、高炭素数成分を第２吸
着タンク１８に貯蔵し、低炭素数成分を第１吸着タンク
１６に吸着貯蔵することにより、図１に示された実施形
態と同様の効果を奏することができる。なお、第１吸着
タンク１６及び第２吸着タンク１８に貯蔵されたガスを
燃料として使用する場合には、図１の場合と同様にバッ
ファタンク２２で低炭素数成分と高炭素数成分とが混合
され、レギュレータ２４で圧力調整された後エンジン側
へ供給される。この場合、特に高炭素数成分を貯蔵する
第２吸着タンク１８には、図１と同様に冷水及び温水を
通すことのできる熱交換器２０が設けられており、必要
に応じて温水で加熱しながらエンジン側へ供給すること
が可能となる。また、１３Ａガスを導入する前に冷却し
ておけば、液化石油ガスの蒸気圧が下がるため、更に第
２吸着タンク１８による分離を効率的に行わせることが
できる。

【００３１】なお、図２においては、第１吸着タンク１
６と第２吸着タンク１８とを車両側１４に搭載する例が
示されているが、これらはインフラ側であるガス供給ス
タンドに設置してもよい。

【００３２】図３には、図２に示された第２吸着タンク
１６の例が示される。第２吸着タンク１６の内部には、
液化石油ガス２６が保持されており、この液状の液化石
油ガス２６内にバブラー２８が設けられている。１３Ａ
ガスはこのバブラー２８を介して液化石油ガス２６中に
バブリングされる。これにより、プロパン、ブタン等の
高炭素数成分が液化石油ガス２６中に溶解され、メタ
ン、エタン等の低炭素数成分のみが気相にあらわれ、こ
の低炭素数成分が次工程である第１吸着タンク１６に送
られる。

【００３３】図４には、本実施形態に係る天然ガスの吸
着貯蔵方法を実施するための他の変形例が示される。図
４において、第２吸着タンク１８には、その内部に吸着
材が充填されたチューブ状の耐圧配管３０が設けられて
いる。外部からカプラ１２を介して導入された１３Ａガ
スは、まず第２吸着タンク１８の耐圧配管３０中を流
れ、ここでプロパン、ブタン等の高炭素数成分が吸着さ
れる。これにより、メタン、エタン等の低炭素数成分と
プロパン、ブタン等の高炭素数成分とが分離される。こ
のようにして分離された低炭素数成分は、第１吸着タン
ク１６に導入され、ここに保持されている吸着材により
吸着貯蔵される。

【００３４】上記耐圧配管３０中に充填される吸着材
は、その細孔径が第１吸着タンク１６に内蔵された吸着
材よりも小さく設定されている。例えば、細孔容積率が
０．３ｃｃ／ｃｃ以上であり、かつその細孔径が１０Å
以下、好適には７Å以下であることが望ましい。このよ
うに細孔径の小さい吸着材では、細孔内部における相互
作用を大きくできるため、高温下でも高い効率で高炭素
数成分を吸着でき、高炭素数成分と低炭素数成分との分
離を効率よく行うことができる。ただし、耐圧配管３０
中に充填された吸着材の細孔径の分布のピークが５Å程
度まで小さくなると、吸着材の骨格の占める割合が増え
るため貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀が低下するので、上記細孔径の
分布のピークとしては７Å〜１０Åの範囲が望ましい。

【００３５】以上のように、耐圧配管３０中に充填した
吸着材に高炭素数成分を吸着させると、圧力を高くした
場合でも室温付近の温度で凝縮させることができる。一
般に、プロパン、ブタン等の液化石油ガスでは、圧力を
５〜８ＭＰａ程度まで上昇させると、温度にもよるが、
超臨界状態に移行して液状態が維持できなくなる。した
がって、第２吸着タンク１８を経由して１３Ａガスを第
１吸着タンク１６まで送る際に、一旦凝縮した高炭素数
成分が気化し、第１吸着タンク１６に混入するおそれが
ある。これに対して、前述のような細孔径を有する吸着
材に高炭素数成分を吸着させると、例えば１０℃程度の
冷水で冷却した条件では３〜１０気圧程度の圧力でも凝
縮状態を維持することができる。また、上記のように一
旦凝縮が生じると、その後に導入された１３Ａ中の高炭
素数成分も液体に吸収され、効率よく高炭素数成分と低
炭素数成分とを分離することができる。この場合、第２
吸着タンク１８の温度変化をなるべく抑えるために、第
２吸着タンクを断熱構造とすることが望ましい。また、
高炭素数成分の液化をより効率的に行うために、第２吸
着タンク１８には冷却手段を備えるのが好適である。図
４の例でも、第２吸着タンク１８は耐圧配管３０の外側
を冷水が流れる構造となっており、これが上記冷却手段
として機能する。

【００３６】以上のように、高炭素数成分を凝縮させる
と液体の密度が高いうえに、もともと１３Ａガス中に含
まれる高炭素数成分はプロパンとブタンと合わせても５
〜８％程度であるので、第２吸着タンク１８の容量とし
ては、第１吸着タンク１６の約３％〜５％程度の容量で
よい。これにより、車両のスペース効率を向上させるこ
とができる。本装置では、第１吸着タンク１６内の耐圧
配管３０の温度を、ガスの使用時に上昇させる必要があ
るが、上述のとおり第１吸着タンク１６の容量が小さく
できるので、使用する熱量が少量で済み、このために熱
交換器のスペースとして使用する容積を小さくすること
ができる。これによってもスペースの有効利用を図るこ
とができる。

【００３７】耐圧配管３０として３０ｍｍφのステンレ
ス材料製チューブを使用した場合に、貯蔵密度の評価を
行った結果、第１吸着タンク１６でＶ／Ｖ₀＝３００〜
３５０、第２吸着タンク１８でＶ／Ｖ₀＝３５０〜４０
０の値が得られた。この場合の第１吸着タンク１６及び
第２吸着タンク１８のトータルのＶ／Ｖ₀＝３２０〜３
７０であった。

【００３８】また、本変形例を使用した場合、１３Ａガ
スの吸着脱離を１０回繰り返した場合の貯蔵密度の低下
率は５％以内にとどまった。

【００３９】本変形例においては、第２吸着タンク１８
の耐圧配管３０中に１３Ａガスを１〜３ＭＰａ程度導入
した後、０．３〜０．５ＭＰａ程度までガスを解放する
ことも好適である。これにより、耐圧配管３０内の温度
が低下し、より高炭素数成分を凝縮させやすくなる。耐
圧配管３０から解放されたガスは、例えば図４に示され
る排気タンク３２に取り出す。このような工程により、
耐圧配管３０中の温度は約１０〜３０℃程度低下する。
この場合、耐圧配管３０から排気タンク３２に解放され
るガス成分としては、低炭素数成分が多くなるので、耐
圧配管３０中に残る成分としてはプロパン、ブタン等の
高炭素数成分の濃度が高くなる。この濃縮効果と、前述
した温度低下の効果により、より確実に高炭素数成分の
凝縮を行わせることができる。

【００４０】排気タンク３２に戻したガスは、その後の
充填工程において、コンプレッサ３４により再度車両側
１４に戻す。

【００４１】本変形例において、第１吸着タンク１６及
び第２吸着タンク１８からそれぞれ低炭素数成分及び高
炭素数成分を取り出して使用する場合には、図１の場合
と同様にバッファタンク２２で混合し、レギュレータ２
４で圧力調整をしてエンジン側へ供給する。この場合、
第２吸着タンク１８から高炭素数成分を取り出すには、
脱離用コンプレッサ３５で高炭素数成分を吸着材から脱
離させる。またこの場合、エンジンから供給される温水
により第２吸着タンク１８内を８０℃程度に加熱しなが
ら脱離を行う。この脱離用コンプレッサ３５では、高炭
素数成分を１〜１．５ＭＰａ程度まで昇圧し、バッファ
タンク２２に供給する。

【００４２】上述のように、第２吸着タンク１８を温水
にて８０℃程度まで加熱しつつ、第２吸着タンク１８内
の耐圧配管３０内の圧力が０．０５ＭＰａ〜０．１ＭＰ
ａ程度まで低下したところで第２吸着タンク１８からの
高炭素数成分の脱離を停止する。前述のように、第２吸
着タンク１８の容積は、第１吸着タンク１６に比べて小
さいので、脱離用コンプレッサ３５の運転時間は短くで
きる。また、通常の自動車用エンジンに対する供給であ
れば、脱離用コンプレッサ３５の出力は５０〜１００Ｗ
程度で十分である。以上のことから、脱離用コンプレッ
サ３５で消費されるエネルギは、全燃焼エネルギの約１
〜２％程度にとどめることができる。

【００４３】図５には、本実施形態に係る天然ガスの吸
着貯蔵方法を実施するための更に他の変形例が示され
る。図５において、実用天然ガスである１３Ａガスが第
２吸着タンク１８中の耐圧配管３０に導入され、ここで
高炭素数成分が吸着分離された後、メタン、エタンの低
炭素数成分のみがインフラ１０側に戻される。インフラ
１０側では、プロパン、ブタン等の高炭素数成分をトラ
ップ３６で除去した後、低炭素数成分を一旦バッファタ
ンク３８に導入し、コンプレッサ３４により１０〜２０
ＭＰａの圧力まで昇圧する。このようにして昇圧された
低炭素数成分は、再び車両側１４に導入され、第１吸着
タンク１６にて吸着材により吸着貯蔵される。本変形例
では、第１吸着タンク１６に導入される低炭素数成分の
圧力が１０〜２０ＭＰａ程度まで昇圧されているので、
第１吸着タンク１６における貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀をより高
くすることができる。

【００４４】以上説明した各実施形態では、第１吸着タ
ンク１６に吸着された低炭素数成分と第２吸着タンク１
８に吸着貯蔵された高炭素数成分とをバッファタンク２
２で混合してエンジン側へ供給していたが、これら２つ
のタンクを遮断し、独立して使用することも好適であ
る。これにより、高炭素数成分と低炭素数成分との混合
比率を必要に応じて制御することが可能となる。

【００４５】図６には、本実施形態に係る天然ガスの吸
着貯蔵方法を実施するための更に他の変形例が示され
る。図６において、吸着貯蔵された低炭素数成分及び高
炭素数成分をエンジン側へ供給する場合には、第１吸着
タンク１６に吸着貯蔵された低炭素数成分を高炭素数成
分を吸着貯蔵する第２吸着タンク１８に経由させ、低炭
素数成分と高炭素数成分とを混合しつつ供給する。この
ような方式により、非常に単純な構造で、かつ燃料ガス
を取り出すためのエネルギをほとんど使用せずにエンジ
ンへの燃料ガスの供給が可能となる。この場合、図６に
示されるように、脱離用コンプレッサ３５を使用して燃
料ガスのエンジンへの供給を行ってもよい。

【００４６】以上の本変形例では、低炭素数成分と高炭
素数成分とは、第１吸着タンク１６からの低炭素数成分
を第２吸着タンク１８内に通過させるだけでよいので、
第２吸着タンク１８内の高炭素数成分をガス化する必要
がなく、燃料ガスを取り出すためのエネルギを上述のよ
うに低減することができる。

【００４７】実施形態２．従来より、吸着材を使用して
天然ガス等を吸着貯蔵する場合には、吸着熱が発生する
ために吸着材あるいは吸着させる燃料ガスを冷却するこ
とが行われていた。このように、冷却工程を設けても、
メタン単体の吸着の場合には吸着特性に悪影響を及ぼさ
ないが、実用天然ガスである１３Ａのようにプロパン、
ブタンのような高炭素数成分を含んでいる場合には、温
度を低くすると吸着材の細孔内部等で凝縮が発生し、細
孔内がふさがれてガス拡散が妨げられ、結果的に貯蔵密
度が低下するという問題があった。例えば、圧縮天然ガ
ス（ＣＮＧ）の貯蔵密度が２０ＭＰａ時でＶ／Ｖ₀＝２
４０〜２８０程度であるのに対して純メタンを吸着させ
た場合にＶ／Ｖ₀＝３００〜４００程度を達成できる吸
着材を開発したとしても、実用天然ガスである１３Ａを
用いると、前述した高炭素数成分の凝縮等によりＶ／Ｖ
₀＝２００〜２５０程度まで低下してしまう。この高炭
素数成分の凝縮は、特に充填初期の低圧力時において顕
著であった。

【００４８】以上のような問題を解決するために、本発
明者らが検討した結果、充填時に吸着材の温度を予め所
定の温度まで上昇させておくか、あるいは充填するが燃
料ガスを予め加熱しておくと、上記高炭素数成分の凝縮
が抑制され、貯蔵密度を純メタンの場合と同程度まで向
上できることがわかった。この場合、吸着材の温度とし
ては２０℃以上、できれば３０℃程度以上とすることが
好適である。また、吸着材への燃料ガスの吸着により圧
力上昇するにしたがって上記温度を徐々に下げ、最終的
には２０℃未満とするのが望ましい。

【００４９】以上に述べた本実施形態の方法により、活
性炭を吸着材としてこれに１３Ａガスを吸着させた場合
の結果が表１に示される。

【００５０】

【表１】上記表１には、本案の他に吸着材の加熱を行わない従来
方法の場合及び純メタンを使用した場合の結果も示され
る。表１において、充填成功率は、吸着材に凝縮がおこ
らず、充填途中で１３Ａガスの吸着が行えなくなる状態
が発生しない場合をいう。表１に示されるように、本案
すなわち吸着材の温度を充填初期に３０℃まで加熱する
方法では、充填成功率が５０％であった。これに対して
加熱を行わない従来方法では全てのケースで充填が成功
しなかった。本案の５０％という成功率は純メタンの場
合に比べて半分程度であるが、加熱を全く行わない場合
に比べて改良されていることがわかる。また、充填が成
功した場合には、貯蔵密度がＶ／Ｖ₀＝２３０〜３５０
程度となり、純メタンの場合を超える結果となってい
る。この貯蔵密度は、表１に示されるＣＮＧの１５ＭＰ
ａの圧力における貯蔵密度よりも向上されている。な
お、上述の方法では、予め吸着材を加熱する方法を採っ
たが、吸着される１３Ａガスを予め加熱することによっ
ても同様の結果が得られる。

【００５１】以上に述べた天然ガスの吸着貯蔵方法で
は、吸着材または吸着される天然ガスを加熱することに
より凝縮の発生を防止していた。この方法の他に、吸着
材に吸着貯蔵する際に吸着材の間の空隙に天然ガスを流
動させながら吸着させても、吸着材の細孔内あるいは表
面における天然ガスの凝縮を抑制することができる。図
７には、このような天然ガスの吸着貯蔵方法を実施する
ための例が示される。

【００５２】図７において、系内を一旦真空までひいた
後、実用天然ガス１３Ａをレギュレータ２４を介し逆止
弁４０を経由してバッファタンク４２に導入する。バッ
ファタンクの圧力が所定圧力例えば１ＭＰａ〜３ＭＰａ
程度まで達した後に、循環用ポンプ４４を作動させ、バ
ッファタンク４２と天然ガスを吸着貯蔵するための吸着
材が収容されたＮＧ用タンク４６との間で天然ガスの循
環を行う。このようにして、天然ガスを循環させながら
ＮＧ用タンク４６に天然ガスの吸着貯蔵を行わせると、
充填作業中に吸着材の間隙を天然ガスが常に流動した状
態となるので、細孔内あるいは吸着材表面での天然ガス
の凝縮を防止でき、貯蔵密度の低下を防止できる。この
ような循環状態でＮＧ用タンク４６への天然ガスの吸着
貯蔵を行わせ、この圧力が所定の圧力例えば３ＭＰａ以
上となれば、これ以後天然ガスの凝縮が発生するおそれ
がなくなるので、循環用ポンプ４４を停止してもよい。

【００５３】このような方法によりＮＧ用タンク４６へ
の天然ガスの吸着貯蔵を行わせた結果、貯蔵密度Ｖ／Ｖ
₀としては前述した表１の場合と同様にＶ／Ｖ₀＝２３０
〜３５０程度の値となり、また充填成功率としてほぼ１
００％を達成することができた。なお、図７に示された
バッファタンク４２及び循環用ポンプ４４は、自動車
側、インフラ側のいずれに設置してもよい。

【００５４】以上に述べた方法のほか、ＮＧ用タンク４
６への天然ガスの吸着貯蔵の初期段階における凝縮を防
止する方法としては、充填初期に純メタンを導入する方
法も考えられる。すなわち、まず純メタンをＮＧ用タン
ク４６に１ＭＰａあるいは３ＭＰａ程度まで導入し、こ
れ以上の圧力で１３Ａガスを導入する。一般に、吸着材
の細孔内及び表面での天然ガスの凝縮は、充填初期の低
い圧力の段階で発生しやすいので、上記のように充填初
期のみ凝縮を起こさない純メタンを使用することによ
り、凝縮による貯蔵密度の低下を抑制することができ
る。

【００５５】この方法では、純メタンから１３Ａガスへ
の切替圧力が高いほど凝縮の危険性が減少する代わりに
１３Ａガスの吸着量が減少するので、トータルの熱量が
低下する。従って、凝縮の発生しやすさと燃料ガスとし
ての必要な熱量とを勘案して初期の純メタンの充填圧力
を決定する。

【００５６】表２には、以上に述べた純メタンを初期に
導入する方法でＮＧ用タンク４６に１３Ａガスを充填し
た場合の結果が示される。

【００５７】

【表２】表２に示されるように、この方法では、１ＭＰａ程度ま
で純メタンを充填すれば表１に示された結果に比べ十分
に高い成功率が得られており、さらに純メタンから１３
Ａガスへの切替圧力が高いほど充填成功率も高くなって
いる。また、この場合の貯蔵密度は、純メタンの場合及
びＣＮＧ（１５ＭＰａ）の場合と比べて十分に高い値と
なっている。

【００５８】さらに、ＮＧ用タンク４６への吸着貯蔵の
際に天然ガスの凝縮を防止させる方法として、本発明者
らが検討した結果、充填時に天然ガスの導入配管、レギ
ュレータ２４等のインフラ側設備とＮＧ用タンク４６等
の自動車側の設備の全てを一定の温度範囲の室内に置
き、その温度を２０〜４０℃の範囲で均温化するのが効
果的であることを見いだした。この場合、１３Ａの組成
のみならず、ブタンの含有量を通常の１３Ａよりも上昇
させていっても高い凝縮抑制効果を見出せた。

【００５９】図８には、上記方法及び前述した他の方法
でＮＧ用タンク４６に吸着貯蔵を行わせた場合に、吸着
させるガス中のブタン濃度を上昇させていった場合の充
填成功率の推移が示される。図８では、Ａとして上記均
温化法の結果が示され、Ｂとして前述した吸着材を加熱
する方法に初期段階でメタンを導入する方法を組み合わ
せた結果が示され、Ｃとして吸着材を加熱する方法のみ
によった場合の結果が示され、Ｄとして単に活性炭に吸
着させるだけの結果がそれぞれ示される。図８に示され
るように、設備を均温化する方法によれば、ブタンの濃
度が６０％を超えても、なお８０％以上の成功率を維持
することができている。なお、この場合のブタンとして
は、ノルマルブタンとイソブタンがそれぞれ５０％ずつ
混合されたものを使用した。

【００６０】実施形態３．本実施形態は、吸着材の吸着
特性の改良に関するものである。本発明者らは、種々の
吸着材について、実用天然ガスである１３Ａを吸着させ
た場合の貯蔵密度と実施形態２で述べた充填成功率につ
いて調査した。この結果が図９に示される。図９におい
て、横軸には貯蔵密度（Ｖ／Ｖ₀）が、縦軸には充填成
功率がそれぞれ示される。図９からわかるように、細孔
径ピークが８〜１０Åであるカーボン系の層間化合物及
び細孔径ピークが２０〜３０Åであるシリカ系のＦＳＭ
（メソ多孔体）を使用した場合には、貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀
及び充填成功率共に高い結果が得られている。これに対
して、ゼオライトでは、細孔径のピークが５〜８Åであ
り、貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀を十分大きくすることができなか
った。また、活性炭を使用した場合には、貯蔵密度Ｖ／
Ｖ₀の幅が広い範囲に分布すると共に、充填成功率を十
分高くすることができなかった。

【００６１】このように、既存の吸着材としては、層間
化合物及びＦＳＭが優れていることがわかる。ただし、
これらの材料はそのコストが高いため、コスト低減の観
点からは活性炭の吸着能力を向上させることが望まし
い。そこで、本発明者らは、活性炭の吸着能力を向上す
るための賦活処理法について検討した。

【００６２】活性炭を製造するための賦活処理として
は、水蒸気を用いるガス賦活と、薬品を原料に加えてか
ら不活性ガス雰囲気中にて加熱し、炭化と賦活とを同時
に行う薬品賦活法とがある。この薬品賦活法に使用され
る薬品としては、例えば塩化亜鉛、リン酸、硫化カリウ
ム、水酸化カリウム、チオシアン酸カリウム等が用いら
れる。また、活性炭を製造するための原料としては、例
えばやしがら、木材、石炭等が使用される。

【００６３】上記従来の賦活処理により製造された活性
炭においては、その細孔内部に水酸基等の官能基が多数
存在し、炭化水素を吸着した場合に、官能基と炭化水素
とが化学的に結合し、大きな吸着熱を発生させる。また
この官能基の数が多いと、特に高炭素数成分と細孔表面
との相互作用により高炭素数成分が細孔内で凝縮しやす
くなって、この高炭素数成分を含む実用天然ガスの吸着
時に貯蔵密度の低下の原因となる。そこで、本発明者ら
は、活性炭の細孔内部に存在する官能基の数を減少させ
ることのできる賦活処理法について検討した。このよう
な賦活処理法として以下のような薬品賦活法を改良した
方法が考えられる。

【００６４】まず、比重１．８程度の塩化亜鉛溶液を原
料に加えて含浸させ、これを空気に触れることなく６０
０〜７００℃にて加熱する。この加熱処理により、塩化
鉛の脱水作用によって原料中の水素と酸素とが水蒸気と
して放出され、多孔性構造の発達した炭素が形成され
る。本実施形態で特徴的な点は、上記のように原料を加
熱して高温処理を行う際に、真空引きも同時に行い、減
圧処理を施す点にある。この場合の真空引き圧力として
は、１０^-1トール（Ｔｏｒｒ）以下が望ましい。このよ
うな減圧処理を行うことにより、細孔内部の水蒸気の脱
離が促進され、この結果細孔内部の水酸基等の官能基を
減少させることができる。

【００６５】次いで、上記処理後の材料に塩酸を添加し
て塩化亜鉛を除去し、水洗により酸と塩基とを除去す
る。これを粉砕・乾燥し、本実施形態に係る活性炭とす
る。

【００６６】上記薬品としては、他にリン酸、リン酸ナ
トリウム、リン酸カルシウムも使用することができる。
これらを使用した場合の高温処理温度は、４００〜６０
０℃程度とする。また、水酸化カリウム、水酸化ナトリ
ウム等を使用する場合には、５００℃での高温処理を行
う。さらに硫化カリウム、チオシアン酸カリウム等も使
用することができる。

【００６７】表３には、上記本実施形態に係る薬品賦活
法で製造した活性炭及び従来の薬品賦活法、水蒸気賦活
法で製造した活性炭の評価結果が示される。また、比較
例として、水蒸気で賦活する際に本実施形態と同様に真
空引きを行い減圧処理を施した活性炭の評価結果も示さ
れる。なお、この場合に使用した活性炭の原料はやしが
らである。また、高温処理は７００℃で行い、減圧処理
の真空度は１０^-1Ｔｏｒｒとした。

【００６８】

【表３】表３からわかるように、従来の水蒸気賦活法及び薬品賦
活法で製造した活性炭は、１０ＭＰａの圧力での１３Ａ
ガスの貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀は、１３０〜１４５であり、水
蒸気賦活法において真空引きを併用してもこの値は改善
されていない。

【００６９】これに対して本実施形態の賦活法で製造し
た活性炭の場合は、１３Ａガスの貯蔵密度がＶ／Ｖ₀＝
２２０となっており、上記従来の賦活法により製造した
活性炭に比べ大幅に向上している。

【００７０】また、表３にはブタン吸着時の吸着熱も示
されているが、吸着熱は前述したとおり官能基とブタン
等が化学結合する際に発生するものなので、官能基の数
が多いほど吸着熱が多くなる傾向にある。表３に示され
るように、従来の水蒸気賦活法、薬品賦活法では、その
値がほとんど変わらず、官能基の量がほぼ同じであると
考えられる。これに対し、薬品賦活法に真空引きを組み
合わせた本実施形態の賦活法によれば、この吸着熱が３
３ｋｊ／ｍｏｌとなり、従来法の約半分以下となってい
る。このことから、本実施形態の賦活法により製造した
活性炭では、官能基の量が従来の半分以下となっている
と考えられる。このため、１３Ａガス中の高炭素数成分
の凝縮が抑制され、上記のように貯蔵密度が向上したも
のと考えられる。

【００７１】上述した薬品賦活法の他に、高温処理時に
減圧処理を行う代わりに、塩酸による洗浄及び水洗を行
った後に真空引きを行い同時に加熱乾燥を行い、次に非
水系あるいは疎水性の有機溶媒を吸着させ、さらに真空
引きした後不活性ガス中にて焼成するという方法によっ
ても、活性炭の細孔内から水酸基等の官能基を減少させ
ることができる。この場合に、上述した高温処理の際に
減圧処理を行うという工程も併存させれば、さらに高い
効果を得ることができる。なお、上記有機溶媒として
は、例えばパラフィン等が望ましい。また、上記不活性
雰囲気中で処理した後の活性炭表面にはラジカルが存在
する可能性が高いため、長期の使用により不純物の水酸
基、カルボニル基等が再付着するおそれもある。このよ
うな場合には、水素雰囲気下で同じ処理を行ってもよ
く、この場合においても同様な結果を得ることができ
る。

【００７２】表４には、やしがらを原料とした場合に、
本案により製造した活性炭及び本案と前述した高温処理
の際に減圧処理を行う方法（高温処理時真空引き法）を
併存させて製造した活性炭の吸着特性の評価結果が示さ
れる。また、比較例として従来の薬品賦活法及び前述し
た高温処理時真空引き法による活性炭の評価結果も示さ
れる。なお、表４の本案において、活性炭に吸着させる
有機溶媒はブタンであり、ゲージ圧力０．１ＭＰａにて
常温で導入し吸着させた。また、その後の真空引き処理
は１Ｔｏｒｒ程度の真空とした。

【００７３】

【表４】表４からわかるように、本案のみの場合にも、ブタン吸
着時の吸着熱から、高温処理時真空引きを行った薬品賦
活法と同程度に官能基が減少していることがわかる。ま
た、１３Ａガスの１０ＭＰａの圧力での貯蔵密度Ｖ／Ｖ
₀も同程度の値となっている。このような本案に、高温
処理時真空引き処理を併用した場合には、さらに官能基
が減り、１３Ａガスの貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀が増大してい
る。

【００７４】前述した高温処理時真空引きを行う場合に
は、１０^-1Ｔｏｒｒ以下の高真空とするので、真空ポン
プの付加が大きくなり、また大量に排出される水のトラ
ップ処理も困難である。そこで、この減圧処理の圧力を
より高い圧力に設定できれば活性炭の製造工程を容易化
することができる。

【００７５】本発明者らが検討した結果、薬品賦活に使
用する塩化亜鉛等に臭化リチウムまたは塩化リチウムを
添加すると上記減圧処理時の真空圧力をより高い圧力に
設定しても十分大きな効果が得られることが見いだせ
た。これは、臭化リチウムまたは塩化リチウムには吸水
性があり、活性炭の細孔内の水分を除去する効果がある
からと思われる。この場合、臭化リチウムまたは塩化リ
チウムの添加量は、塩化亜鉛に対して１０〜５０ｔ％程
度が望ましい。

【００７６】表５には、塩化亜鉛を使用した通常の薬品
賦活処理すなわち高温処理の際に減圧処理を行わない賦
活処理において、塩化亜鉛に上記割合で臭化リチウムま
たは塩化リチウムを添加した方法により製造された活性
炭の評価結果及び本案と高温処理時真空引き法とを併用
した方法により製造された活性炭の評価結果が示され
る。

【００７７】

【表５】表５からわかるように、単に本案のみを薬品賦活処理に
適用しただけでは、充分な官能基の減少効果及び１３Ａ
ガスの貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀の向上効果は得られなかった。
しかしながら、本案を高温処理時真空引き法と組み合わ
せた場合、真空圧力を１０^-2Ｔｏｒｒとしても１０Ｔｏ
ｒｒとしても製造された活性炭の吸着性能に差はなかっ
た。すなわち、薬品賦活処理に使用される塩化亜鉛に対
して１０〜５０ｗｔ％程度の臭化リチウムあるいは塩化
リチウムを添加すれば、高温処理時真空引きのための真
空圧力をより高い圧力に設定することができ、活性炭の
製造工程の容易化を図ることができる。

【００７８】次に、前述した従来の水蒸気賦活法あるい
は薬品賦活法によって製造した活性炭の場合には、天然
ガスの貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀が低いだけでなく、吸着脱離工
程を繰り返していくと、貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀が次第に低下
するという問題がある。これに対して、水蒸気賦活ある
いは薬品賦活を行った後、最終プロセスとして水素雰囲
気中で２００〜５００℃にて熱処理を行うと繰り返し吸
着脱離を行った後も貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀の低減割合を小さ
くすることができる。表６には、水蒸気賦活法及び薬品
賦活法において、その最終工程に上記プロセスを実施し
た場合の活性炭について、２０サイクルの吸着脱離を繰
り返した場合の貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀の低減割合が示され
る。

【００７９】

【表６】表６からわかるように、本案プロセスを実施すれば、水
蒸気賦活法及び薬品賦活法のいずれの場合にも、貯蔵密
度の低減割合を向上させることができる。

【００８０】なお、上述のように、水素雰囲気中におけ
る熱処理により繰り返し吸着脱離後の貯蔵密度の低減割
合を小さくすることができるが、長期間使用していくと
やはり貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀は低下していく。そこで、１０
０℃以上好適には２００℃以上の温度で１０^-3Ｔｏｒｒ
以上の高真空で数時間の処理を行い、この後、純度９
９．９％以上の高純度メタンを吸着させた後脱離させ
る。この脱離は大気圧程度までの脱離で充分である。こ
のような高純度メタンの吸着脱離を３回以上行うと、吸
着材の初期の吸着性能をほぼ回復することができる。こ
れは、吸着材の表面がメタンでリンスされ、ブタン等の
吸着が抑制されてその凝縮が抑制されるからと考えられ
る。

【００８１】図１０には、高温処理の際に減圧処理を施
し、さらに有機溶媒にて洗浄後不活性ガス中にて焼成を
行った改良された活性炭に本案の高純度メタンによる処
理を行った場合と行わなかった場合の吸着脱離の繰り返
しに対する貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀の変化が示される。また、
比較例として従来の活性炭に対して何らの処理も行わな
い場合の結果も併せて示される。

【００８２】図１０に示されるように、従来材料及び本
案の適用のない改良された活性炭のいずれでも、吸着脱
離の繰り返しと共に貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀が低下している。
これに対して、本案の高純度メタン処理を２０サイクル
に１度ずつ実施した場合には、ほぼ初期の吸着能力を維
持することができている。

【００８３】実施形態４．上記実施形態３の方法で製造
した活性炭は、その吸着能力が高く、１３Ａ等の実用天
然ガスの貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀を大きくすることができる。
しかし、この活性炭に１３Ａを吸着貯蔵させた後脱離さ
せると、脱離量に大きなばらつきが生じることがある。
本発明者らが検討した結果、ノルマルパラフィン系の炭
化水素に比べイソパラフィン系の炭化水素の方が脱離量
を小さくすることが判明した。

【００８４】図１１には、各種パラフィン系炭化水素の
活性炭への充填率が示される。この場合、各種パラフィ
ン系炭化水素をノルマル型と側鎖型（イソ型）とに分離
し、室温で活性炭に吸着させた後、脱離してくる量を測
定し、活性炭の細孔内が各成分の液体で満たされる量を
１００％とした場合の、上記脱離量の割合を充填率とし
た。吸着させるときの圧力は、プロパンとブタンで０．
１ＭＰａ、その他の成分ではそれぞれの飽和蒸気圧とし
た。

【００８５】図１１に示されるように、ブタンからオク
タンまでのパラフィンでは、いずれもノルマル型の方が
側鎖型よりも充填率が大幅に大きくなっている。また、
ノナン、デカン等のサイズの大きい分子ではノルマル型
と側鎖型との差はあまりなかった。

【００８６】このように、ブタンからオクタンの間のパ
ラフィンにおいて、充填率に差が出るのは、側鎖型のパ
ラフィン（イソパラフィン）では、活性炭への吸着中に
液化がおこりやすく、前述した充填成功率が低下し、十
分な吸着量が得られないことに原因がある。そこで、１
３Ａ等の実用天然ガスを吸着貯蔵する際には、その前に
ブタンからオクタンまでのノルマルパラフィンのみを吸
着させ、その後に１３Ａを吸着させれば、吸着時の液化
による充填の不成功が抑制でき、安定した吸着貯蔵を行
わせることができる。なお、図１１に示されたプロパン
では、充填率が最も高くなっているが、パラフィンに含
まれる単位量当たりのエネルギ量は炭素数が増えるほど
増加するので、１３Ａの充填前に吸着材に吸着させるノ
ルマルパラフィンとしては、なるべく炭素数の多いもの
が望ましい。

【００８７】実用天然ガスである１３Ａは、メタンを主
成分とし、これにエタン、プロパン、ブタン等が含まれ
ている。したがって、上記のような炭素数の多いノルマ
ルパラフィンを事前に吸着させる代わりに、１３Ａ中に
含まれる側鎖パラフィン（主としてイソブタン）を分離
除去し、側鎖パラフィンを含まない１３Ａを活性炭に吸
着貯蔵させても上記効果を得ることができる。

【００８８】図１２には、実施形態３で製造した改良型
の活性炭に室温で２０ＭＰａの圧力で１３Ａ及びイソブ
タンを除いた１３Ａを吸着貯蔵した場合の貯蔵密度Ｖ／
Ｖ₀の結果が示される。また、比較例として、１３Ａの
圧縮ガス（ＣＮＧ）のＶ／Ｖ₀も示される。図１２から
わかるように、イソブタンを除いた１３Ａでは、イソブ
タンを含む１３Ａ及びＣＮＧのいずれよりも貯蔵密度Ｖ
／Ｖ₀が向上できる。

【００８９】ただし、上記１３Ａから除去したイソブタ
ンを有効利用できないので、イソブタンを除いた１３Ａ
の使用量を極力減らせる方法が望ましい。本発明者らが
検討した結果、１３Ａの吸着貯蔵を行わせる際に、その
初期段階すなわち１ＭＰａよりも低い圧力の段階で側鎖
パラフィンが存在すると充填成功率に大きな影響を及ぼ
し、結果的に貯蔵密度Ｖ／Ｖ₀が低下するが、１ＭＰａ
以上の圧力では側鎖パラフィンが存在しても問題ないこ
とが判明した。

【００９０】したがって、１３Ａを側鎖パラフィンを含
まない第１成分と、側鎖パラフィンを除去していないす
なわち側鎖パラフィンを含む第２成分（通常の１３Ａ）
とに分離し、この第１成分を１ＭＰａの圧力まで吸着貯
蔵させた後、第２成分である通常の１３Ａを吸着貯蔵さ
せれば、高い貯蔵密度を確保できるとともに、イソブタ
ンを無駄にしないですむ。なおこの際、上記第１成分を
生成するために除去されたイソブタンは、第２成分に混
合して高圧で吸着貯蔵させることも可能である。これに
より、吸着材に吸着貯蔵された成分組成を全体として１
３Ａと同じ成分組成とすることができる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低炭素数成分と高炭素数成分とを分離してからそれぞれ
独立して吸着材に吸着貯蔵するので、炭素数に応じた最
適な吸着環境とでき、貯蔵密度を向上できる。

【００９２】また、高炭素数成分を吸着する吸着材の細
孔径を小さく設定することにより、より高炭素数成分を
吸着しやすくでき、実用天然ガスを通過させただけで、
簡易に高炭素数成分の分離吸着が可能となる。

【００９３】また、高炭素数成分を吸着貯蔵するタンク
に冷却手段を備えることにより、高炭素数成分を凝縮で
き、高炭素数成分と低炭素数成分との分離を促進でき
る。

【００９４】また、天然ガスを高炭素数成分を吸着貯蔵
するタンクへ一旦導入後、圧力を低下させることによ
り、高炭素数成分の凝縮核を確実に形成させることがで
きる。

【００９５】また、低炭素数成分を吸着貯蔵するタンク
から脱離させる際に、高炭素数成分を吸着貯蔵するタン
クを経由させることにより、分離した成分の混合を容易
に行うことができる。

【００９６】また、吸着材へ天然ガスを吸着貯蔵する際
に吸着材を加熱することにより、低炭素数成分と高炭素
数成分とを分離しなくても高炭素数成分の凝縮を抑制で
き、貯蔵密度を向上できる。

【００９７】また、上記加熱温度を吸着の進行とともに
低下させれば、温度上昇による吸着量の低下を抑制する
ことができる。

【００９８】また、吸着材を製造するための賦活処理に
おける高温処理時に減圧処理も併用すれば吸着材内部の
水酸基が減少し、これと高炭素数成分とが結合すること
により高炭素数成分が凝縮することを抑制できる。

【００９９】また、賦活処理用の薬品に臭化リチウム又
は塩化リチウムを添加することにより、脱水効果を大き
くでき、吸着材の細孔内部の水酸基を更に減少できる。

【０１００】また、活性炭を有機溶媒にて洗浄後、不活
性雰囲気中または水素雰囲気中で焼成すると、吸着材の
細孔内部の水酸基を減少できる。

【０１０１】また、吸着材に天然ガスを吸着させる前
に、まずノルマルパラフィンをあらかじめ吸着させるこ
とにより貯蔵密度を向上できる。

【０１０２】また、天然ガス中から側鎖パラフィンを除
去したもののみを吸着材に吸着させれば、貯蔵密度を更
に向上できる。

【０１０３】また、低圧における吸着時には側鎖パラフ
ィンを含まない天然ガスを使用し、圧力が上昇後側鎖パ
ラフィンを含む天然ガスを吸着させれば、貯蔵密度を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る天然ガスの吸着貯蔵方法の実施
形態１を実施するための構成を示す図である。

【図２】上記実施形態１を実施するための構成の変形
例を示す図である。

【図３】図２に示された第２吸着タンクの例を示す図
である。

【図４】上記実施形態１を実施するための構成の他の
変形例を示す図である。

【図５】上記実施形態１を実施するための構成のさら
に他の変形例を示す図である。

【図６】上記実施形態１を実施するための構成のさら
に他の変形例を示す図である。

【図７】本発明に係る天然ガスの吸着貯蔵方法の実施
形態２を実施するための構成を示す図である。

【図８】各種方法で吸着材に天然ガスを吸着させた場
合の、ガス中のブタン濃度の変化と充填成功率との関係
を示す図である。

【図９】各種吸着材と充填成功率との関係を示す図で
ある。

【図１０】吸着脱離の繰り返し数と貯蔵密度との関係
を示す図である。

【図１１】各種オレフィンにおけるノルマル型と側鎖
型との充填率を比較する図である。

【図１２】吸着材に天然ガスを吸着する場合に、イソ
ブタンを除去したものと除去しないものとの貯蔵密度の
比較を示す図である。

【符号の説明】

１０インフラ側、１２カプラ、１４車両側、１６
第１吸着タンク、１８第２吸着タンク、２０熱交
換器、２２バッファタンク、２４レギュレータ、２
６液化石油ガス、２８バブラー、３０耐圧配管、
３２排気タンク、３４コンプレッサ、３５脱離用
コンプレッサ、３６トラップ、３８バッファタンク、
４０逆止弁、４２バッファタンク、４４循環用ポ
ンプ、４６ＮＧ用タンク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3E072 AA03 EA01 GA30 4G046 HC03 HC04 HC05 HC08 HC09 HC12 4G066 AA05B AA13D AA32B AA34D AA50D CA51 DA04 FA12 FA18 FA22 FA40 GA01 GA14 GA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低炭素数成分と高炭素数成分とに天然ガ
スを分離し、低炭素数成分は高圧で、高炭素数成分は低
圧でそれぞれ独立して吸着材に吸着貯蔵することを特徴
とする天然ガスの吸着貯蔵方法。
【請求項２】請求項１記載の天然ガスの吸着貯蔵方法
において、低炭素数成分を吸着貯蔵する吸着材を内蔵す
る第１吸着タンクと、高炭素数成分を吸着貯蔵する吸着
材を内蔵する第２吸着タンクとを備え、前記第２吸着タ
ンクに内蔵された吸着材は前記第１吸着タンクに内蔵さ
れた吸着材よりも細孔径が小さく設定され、天然ガスは
前記第２吸着タンクを経由して前記第１吸着タンクに供
給されることを特徴とする天然ガスの吸着貯蔵方法。
【請求項３】請求項２記載の天然ガスの吸着貯蔵方法
において、前記第２吸着タンクは冷却手段を備えること
を特徴とする天然ガスの吸着貯蔵方法。
【請求項４】請求項３記載の天然ガスの吸着貯蔵方法
において、前記第２吸着タンクへ天然ガスを一時的に導
入後、一度圧力を低下させてから再度天然ガスを導入す
ることを特徴とする天然ガスの吸着貯蔵方法。
【請求項５】請求項２から請求項４のいずれか一項記
載の天然ガスの吸着貯蔵方法において、貯蔵された天然
ガスの脱離使用時には、前記第１吸着タンクからの脱離
ガスを前記第２吸着タンクに経由させて取り出すことを
特徴とする天然ガスの吸着貯蔵方法。
【請求項６】吸着材を加熱し、加熱された吸着材に天
然ガスを吸着させることを特徴とする天然ガスの吸着貯
蔵方法。
【請求項７】請求項６記載の天然ガスの吸着貯蔵方法
において、前記吸着材は２０℃以上に加熱されることを
特徴とする天然ガスの吸着貯蔵方法。
【請求項８】請求項６または請求項７記載の天然ガス
の吸着貯蔵方法において、天然ガスの吸着の進行ととも
に前記吸着材の温度を低下させることを特徴とする天然
ガスの吸着貯蔵方法。
【請求項９】天然ガスの吸着貯蔵に使用する吸着材で
あって、賦活処理における高温処理の際に減圧処理を施
した活性炭であることを特徴とする吸着材。
【請求項１０】請求項９記載の吸着材において、前記
活性炭は臭化リチウムまたは塩化リチウムの添加された
賦活処理剤にて処理されたことを特徴とする吸着材。
【請求項１１】天然ガスの吸着貯蔵に使用する吸着材
であって、賦活処理において有機溶媒にて洗浄後、不活
性雰囲気中または水素雰囲気中で焼成した活性炭である
ことを特徴とする吸着材。
【請求項１２】請求項９から請求項１１のいずれか一
項記載の吸着材を使用した天然ガスの吸着貯蔵方法であ
って、天然ガスの吸着の前に、ノルマルパラフィンのみ
を吸着させることを特徴とする天然ガスの吸着貯蔵方
法。
【請求項１３】請求項９から請求項１１のいずれか一
項記載の吸着材を使用した天然ガスの吸着貯蔵方法であ
って、天然ガスの吸着の前に、この天然ガスから側鎖パ
ラフィンを分離除去しておくことを特徴とする天然ガス
の吸着貯蔵方法。
【請求項１４】請求項９から請求項１１のいずれか一
項記載の吸着材を使用した天然ガスの吸着貯蔵方法であ
って、天然ガスの吸着の前に、この天然ガスを、側鎖パ
ラフィンを含まない第１成分と側鎖パラフィンを含む第
２成分とに分離し、前記第１成分を吸着させてから前記
第２成分を吸着させることを特徴とする天然ガスの吸着
貯蔵方法。