CN106488795A - 直接空气捕获装置 - Google Patents

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Abstract

给出了一种真空室(2)，其用于直接空气捕获过程并且封闭用于容纳吸附器结构(1)的内部空间(13)，所述真空室(2)包括沿轴(15)的连续的周向壁结构(115)，所述周向壁结构(115)在轴向上分别由入口和出口轴向壁(116)闭合，两个轴向壁(116)包括至少一个闭合不锈钢盖(6)，所述闭合不锈钢盖(6)允许在打开位置中使气体流通穿过真空室(2)以通过吸附器结构(1)，并且允许在闭合位置中闭合内部空间(13)并且允许将内部空间(13)排空到低至500毫巴绝对值或者更低的压力。

Description

直接空气捕获装置
技术领域
本发明涉及一种新型的直接空气捕获装置，其一方面专注于特别坚固且高通过量的用于真空室的盖结构，另一方面专注于特别稳定且热优化的用于直接空气捕获单元的大容积真空室。
背景技术
通过吸附进行的气体分离在工业中有许多不同的应用，例如从气流中移除特定的组分，其中所需产物可以是从所述流中移除的组分、剩余的贫流或两者。由此痕量组分以及气流的主要组分两者都可以由吸附过程作为目标。一个重要应用是从气流，例如从烟道气、排放气体、工业废气或大气空气中捕获二氧化碳(CO2)。
直接从大气捕获CO2(也称为直接空气捕获(DAC))是减轻人为温室气体排放的几种手段之一，并且其作为用于商品市场和用于制造合成燃料的位置独立的非化石CO2源具有富有吸引力的经济前景。从大气中捕获CO2的具体优点包括：(i)DAC能够解决分布式源(例如汽车、飞机)的排放，其占据世界范围内温室气体排放的大部分，并且目前不能以经济可行的方式在排放地点捕获；(ii)DAC能够处理过去的排放，因此能够创建真正的负排放；(iii)DAC系统不需要被连接到排放源，而是位置独立的，并且能够例如位于其他CO2处理场所；和(iv)如果从大气捕获的CO2用于由可再生能源生产合成烃类燃料，则能够获得用于运输行业的真正的非化石燃料，其不产生向大气的净CO2排放或产生非常少的净CO2排放。
近年来，已经基于各种技术方式开发出几种DAC方法。例如，US8163066B2公开了一种二氧化碳捕获/再生结构和技术；US2009/0120288A1公开了一种用于从空气中移除二氧化碳的方法；US2012/0174778公开了一种利用垂直升降机的二氧化碳捕获/再生方法；以及WO2010022339公开了一种二氧化碳捕获方法和设备。
一种特定的方法是基于对固体的、化学官能化的吸附剂材料的循环吸附/解吸过程。例如，在WO2010091831中，公开了一种基于胺官能化的吸附剂材料的结构以及利用该材料从环境大气中提取二氧化碳的循环吸附/解吸过程。
其中，吸附过程发生在环境大气条件下，其中，空气流过吸附剂材料，并且包含在空气中的CO2的一部分化学键合在胺官能化吸附剂的表面。在之后的解吸期间，材料被加热，并且通过施加真空或将吸附剂暴露于吹扫气流来降低吸附剂周围的二氧化碳的分压。由此从吸附剂材料中移除并以浓缩形式获得先前捕获的二氧化碳。
所有的DAC方式都具有一个共同的主要挑战，即必须要使非常大的空气体积穿过任意的捕获系统以从空气中提取一定量的CO2。其原因是大气空气中的CO2的浓度非常低，目前为390至400ppm，即大约0.04％。因而，为了从大气中提取一公吨CO2，就必须使至少约1400000立方米的空气穿过捕获系统。这进而意味着，在经济上可行的捕获系统必须对穿过它们的气流具有非常低的压降。否则，用于泵送空气的能量需求会使该系统不经济。
在WO2012168346A1中公开了一种能够用于上述方法的、基于胺官能化的纤维素吸附剂的吸附剂材料。在PCT/EP2014/057185中，公开了能够用于上述方法的由颗粒吸附床组成的低压降结构。
DAC应用中的一些固体吸附剂材料再生方法、例如真空变温过程(参见WO2010091831)涉及间歇式吸附-解吸过程，其中含有吸附剂材料的结构需要交替地暴露于高流量气流(吸附/接触)和以高温和低至10毫巴绝对值的真空压力为特征的解吸条件。这就需要一种结构，其一方面允许吸附剂材料暴露于高流量的大气空气中以吸附CO2，并且另一方面能够承受低至10毫巴绝对值的真空压力、高达130°的吸附剂材料温度以及CO2、空气和作为蒸气和液体的水的混合物。由于通常的DAC吸附-解吸过程的间歇操作，这些结构会经历周期性热应力和机械应力，其周期时间以小时为数量级。
出于结构和稳定性的原因，用于包括变压和/或变真空的气体分离过程的装置通常为具有小的入口和出口开口的长而窄的厚壁柱，其中“小开口”是指明显小于柱的横截面的开口。所述柱通常作为具有合适的流量分配器板的填充床来工作。用于基于压力和/或变真空的气体分离的现有技术装置通常以大约几秒到几分钟为数量级的非常快的周期时间来工作，在此期间它们的热质量或热惯性不发挥主要作用。此外，所述装置通常应用于具有高吸附质浓度的高压流，并且因此能够使用在压降较小时明显小于其横截面的开口和流动管道。
以下文献说明了应用于通常的真空变压吸附柱的该已知设计：
US6878186涉及一种用于在经典吸附柱中纯变真空解吸的方法和设备，并且涉及包括一些内部细节的经典吸附柱的方法和设备的图。
EP0820798公开了一种用于变真空/变压吸附的径向床吸附容器，其中所述流通过环形歧管中的双壁然后在从沿轴向定位的排放口排出之前径向地穿过床。其重点在于对吸附柱内的流结构和几何形状的描述。
US8034164涉及并联工作的多个变压吸附柱并且公开了柱构造和组装的细节以及流量控制和周期优化的细节。
大横截面上的气体流量控制通常是通过致动盖来实现的，所述致动盖有时也称为瓣或阻尼器。它们通常内置在用于电厂中的通风的管道中。它们通常不用于压力容器或压力室。在通风应用中，这种盖的典型最大压力差为约0.2巴。另一方面，常规工艺阀设计用于在两个方向上密封几巴到几百巴数量级的压力差。这就需要非常坚固的构造以及强大的驱动器和致动器，这是由于压力差不能用作在两个方向上进行密封的支承力。因此，非常显著的材料厚度使得这些工艺阀较为昂贵。一些装置使用具有如以下现有技术文献中所述的驱动器的机械接头：
EP 0 864 819所涉及的一种内置在用于通风应用的管道中的旋转瓣阀；US7191598所涉及的一种用于燃气涡轮机应用的旁路/重定向阻尼器(阀)；US5697596所涉及的一种用于具有机械接头致动器的方形管道的瓣阀。
许多真空室设计关注的是方形截面的腔室。在冷冻干燥机、燃料电池(例如用于潜艇)和气相沉积室等应用中已知这样的装置。这样的装置是分别在真空下手动加载或者卸载的，或者用于连续操作。
如在US2012/0174779和US2011/0296872中所述的，用于在DAC应用中接触和再生固体吸附剂材料的一些现有技术的系统涉及在用于吸附的气流区域和用于再生的腔室之间对吸附剂材料和吸附剂结构的转移。描述了一种用于吸附/解吸结构的装置，其中吸附器结构不移动，这至少提供了以下优点。首先，适用于DAC的一些吸附器结构依赖于对容纳壁的气体密封以阻止旁路流。如果这些结构不移动，那么这些密封件的鲁棒性得以显著提高。其次，对于在解吸阶段涉及真空的应用，可移动吸附器结构需要自动致动的门，其至少具有吸附器结构的尺寸，从而限制可能的吸附器结构的尺寸或者使门构造非常具有挑战性。第三，通常，DAC系统在其使用期限期间执行几万次循环，使得运动部件的每次减少都有助于提高可靠性从而降低维护成本。
FR2986440涉及一种用于流体净化或分离的吸附元件，其包括M个并联模块(3、4、5)，其中m＞2，每个模块都与相邻模块间隔一定量并且包括容纳在典型吸附柱中的至少一个并联通道接触器。吸附器的特征在于，包含在M模块中的吸附剂的体积与能够接近流体的自由体积之比大于0.75。
文献GB621195、FR1148736、US3857545、FR1246256、US2612338以及FR1595355公开了一种真空闭合元件，然而其涉及的是管而不是二氧化碳捕获装置。
发明内容
因此，本发明的目的在于两方面。一方面，本发明的目的在于使得能够获得一种用于直接空气捕获方法装置的新型真空室，其具有尽可能小的热质量，但是同时具有尽可能高的机械稳定性以允许应用低真空压力。
另一方面并且还被认为是与上述方面不同的发明，本发明的目的在于使得能够获得一种用于适用于直接空气捕获方法的真空室的新型闭合机构，其允许在打开位置处获得大流量的横截面，但是同时也允许在困难环境条件下的紧密且稳健的密封，其同样地在低热质量下具有高机械稳定性。
根据本发明的第一方面，提出了一种用于直接空气捕获方法并且封闭用于容纳吸附器结构的内部空间的真空室，其不一定必须是如下所述的具有肋元件的真空室。所述真空室包括沿轴线或更确切地围绕轴线的连续的圆形、矩形或正方形周向壁结构，在轴向方向上的所述周向壁结构分别由入口和出口轴向壁闭合。两个轴向壁包括至少一个闭合盖，该闭合盖允许在打开位置中使气体流通穿过真空室以接触吸附器结构，并且在闭合位置中闭合内部空间并允许将内部空间排空到低至500毫巴绝对值的压力或甚至更低。
如果在本发明的上下文中提到的是，如此设置结构使得允许将内部空间排空到低至500毫巴绝对值以及更低的压力，这意味着该结构如果处于环境大气压力(约1atm，即约101325kPa)的环境中，则其能够承受500毫巴绝对值或者低于此的内部压力，优选能够承受10毫巴绝对值或者更低的内部压力。因此，该结构被设置为能够例如承受例如5到200毫巴绝对值范围内或者甚至低于此(例如10毫巴绝对值、5毫巴绝对值或者10^-8毫巴绝对值)的压力。因此，该结构能够承受0.95巴、0.99巴或者甚至0.9999巴、非常接近或者甚至大约1巴范围内的、外部和内部空间之间的压力差。
根据本发明的第一方面，所述轴向壁中的至少一个、优选两个设置为包括具有接触环的圆形开口，该圆形开口能够由单个圆形盖板以气密方式闭合，该圆形盖板具有仅比所述圆形开口略大的直径并且在闭合状态下在轴向方向上接触所述接触环。所述接触环设置为在其处于闭合位置中时在面向所述盖板的轴向表面上具有全周长的圆形弹性密封件。
令人惊讶的是，这样的结构是极其有效且机械稳定的。事实上，在闭合位置中在致动机构的负载下，圆形盖可能会稍微向内变形，使得自动补偿密封缺陷(接触环和/或盖的扭曲、密封部分的污染(例如灰尘)、不足的密封圈质量)。
根据该第二方面的第一优选实施例，所述接触环设置为具有全周长圆槽，其向外(相对于内部空间来看)开口并且面向盖，并且其中在圆槽中定位有弹性材料的O形环。该O形环优选具有2到15mm范围内、优选为3到6mm范围内的弦直径。
盖为圆形板，优选为圆形不锈钢或钢板，其具有0.4到1.5m或者0.5到1.5m、优选为0.75到1.25m范围内的直径，并且具有4到12mm、优选为6到10mm范围内的厚度，并且除了用于附接元件(其用于附接对盖进行致动和控制的机构)之外，所述盖优选不含任何加强元件。
通常而言，在以下谈到不锈钢板或其他不锈钢元件时，这将意味着钢元件，优选为不锈钢元件。因此，在提及由不锈钢板制成时，这还应该包括钢板。钢板或元件可以例如进一步优选地进行表面处理或涂覆以避免腐蚀，从而避免需要使用不锈钢。
为了允许盖板变形，盖直径优选地是其厚度的90到200倍或者90到160倍，优选为105到145倍。根据另一优选实施例，盖为利用致动机构致动的瓣阀，该致动机构仅位于盖的与内部空间相对的表面上，其中在打开位置中，盖被带入对准其平面并且基本上与所述轴重合的位置中，并且其中，进一步优选地，致动机构是基于双杆的致动机构。
致动机构优选包括驱动杆，例如在其第一端绕第一轴经由驱动轴由马达驱动并且在其形成第二轴的第二端附接到前杆的第一端的驱动杆。所述前杆的第二端围绕盖的倾斜轴可倾斜地附接到盖的基本位于所述轴上或者靠近所述轴的部分。优选地，在盖闭合的位置中，驱动杆和前杆基本平行于所述轴或者与其基本共线地沿直线对齐，这允许在真空条件下承受作用于盖上的力的一部分。
根据另一优选实施例，为了在打开时控制倾斜运动而设置了控制杆，控制杆能够利用第一端绕空间固定的第三轴转动，并且利用第二端可转动地附接到耦接杆的第一端并且附接到倾斜杆的第一端。所述倾斜杆的第二端在与前杆的附接件偏置的位置处绕着第四轴可倾斜地附接到盖。另一方面，所述耦接杆的第二端利用其第二端可倾斜地附接并且能够绕着所述第二轴转动。
根据该致动机构的优选实施例，第一轴、第二轴、第三轴和第四轴都平行布置，并且全部都与真空室的轴垂直。
进一步优选地，能够设置一对引导杆，其相对于所述中心布置驱动杆、前杆、耦接杆、控制杆和倾斜杆的布置而言朝向两侧偏置，其中所述引导杆利用其第一端能够围绕空间固定的下转轴转动并且利用其第二端能够绕上转轴转动地附接到盖，其中上转轴和倾斜轴共线地布置。
根据本发明的第二方面提出了一种用于直接空气捕获方法并且封闭用于容纳吸附器结构的内部空间的真空室，其包括沿轴线或者更确切地围绕轴线布置的连续的周向壁结构。该真空室能够设置为具有上面给出的盖构造。该轴向方向上的周向壁结构分别由入口和出口轴向壁闭合，两个轴向壁包括至少一个闭合盖，所述闭合盖允许在打开位置中使气体流通穿过真空室以使吸附器结构或位于内部空间中的另外的结构通过，并且在闭合位置中闭合内部空间并且允许将内部空间排空，优选低至500毫巴绝对值或者甚至低于此的压力。该周向壁结构由四个相邻的钢板、或者优选为不锈钢板形成，其形成矩形或方形横截面的盒状结构。
可替代地，周向壁结构由一个或几个弯曲钢板或者优选为不锈钢板形成，其形成圆形横截面的圆柱形通道状结构。
因此，根据本发明的另一方面，周向壁结构具有环形横截面，并且优选由具有2mm到8mm范围内的厚度的单个或者一系列的弯曲钢板、优选为不锈钢板形成，并且其轴向长度在0.7m到1.8m的范围内。
根据本发明的该方面，周向壁结构的不锈钢板的轴向延伸或者更确切地说，其轴向长度在0.6到2.0m或者0.7到1.8m的范围内，和/或周向壁结构的不锈钢板的径向延伸或者更确切地说，其宽度在0.6到1.8m的范围内。另外，不锈钢板在其背向内部空间的一侧上分别设置有多个轴向延伸的肋元件，所述肋元件逐段和/或逐点地附接到相应的不锈钢板。多个附接部能够由肋元件的多个凹部分隔开，其中在肋元件和相应的不锈钢板之间没有接触。
根据一个优选实施例，周向壁结构的径向延伸，即不锈钢板中的每个的宽度在1.2到1.6m范围内。
根据另一优选实施例，不锈钢板的轴向延伸，即轴向长度在1.0到2.0m、优选为1.4到1.6m的范围内。
根据另一优选实施例，周向壁结构的横截面区域为正方形。该周向壁由四个平坦不锈钢板形成。
根据本发明，通常在轴向和/或径向延伸1.5m的情况下在平面之外的最大变形量为最多100mm的稍弯曲、优选为稍微向外弯曲的板也仍然被认为是平坦不锈钢板。同样地，即使这些板是在直径为1m的情况下到平面之外的最大变形量为最多80mm的稍弯曲、优选为稍微向外弯曲的板，其也依然被认为是平坦不锈钢板。
优选地，各个不锈钢板之间的联接部为焊缝。
通常，周向壁结构的不锈钢板的厚度在2mm到8mm的范围内，优选在3mm到5mm的范围内。
实际上，令人惊讶地发现，只要使用所提出的肋元件，就可以使用相当小厚度的金属板，因此这种相当薄的矩形结构令人惊讶地允许低真空压力，同时还具有低热质量的优点。在板如上所述稍微弯曲的情况下，能够以较少的肋元件实现所需的刚度。
不锈钢板在其轴向边缘处能够设置有径向向外延伸的附接法兰，并且肋元件能够利用其轴向端部、优选由焊缝附接到这些附接法兰。这尤其在真空负载下显著地提高稳定性。实际上，所述结构被定制为不具有完全刚性的特性，但允许在真空条件下稍微收缩。该方面的稳定性能够通过将肋元件也附接到这些法兰来提高。
根据另一优选实施例，当在周向上测量时，在相应的不锈钢板上以每15cm到35cm、优选为每20cm到30cm布置有一个肋元件。最优选的变型的特征在于，肋元件以每220到240mm布置在相应的不锈钢板上。优选地，相应的不锈钢板上的肋元件沿圆周基本均匀地分布。
另一优选实施例的特征在于，每个肋元件设置为拉挤成型、弯曲或焊接的T型材、L型材、箱型材或7型材，其包括加强部，该加强部在一个侧向边缘处经由所述附接部附接到相应的不锈钢板，并且在相对的侧向边缘处附接到或者邻接横向部。通常而言，优选地，加强部在径向上的径向高度在4到15cm范围内，优选在5到7cm范围内，并且优选地，横向部的周向宽度在2到10cm范围内，优选在3到7cm范围内。
另一优选实施例的特征在于，肋元件为金属，优选为不锈钢型材，其具有1.5到7mm范围内、优选为2到5mm范围内的壁厚。
凹部的轴向延伸能够在30到100mm范围内，优选在50到80mm范围内。
附接部的轴向延伸能够在10到50mm范围内，优选在20到40范围内，其中优选地，该长度等于与相应的不锈钢板的附接的焊缝长度。
根据另一优选实施例，轴向壁中的至少一个设置为圆顶结构，其优选具有分别形成入口通道或出口通道的轴向柱形管状延伸部，其中在圆顶结构和柱形管状延伸部之间的圆形界面处，相应的盖优选在接触环处使真空室密封。
圆顶结构在不锈钢板的直边缘处可以包括平坦部，其中优选在平坦部区域中还设置有一个或多个外部加强肋，所述外部加强肋附接到平坦部以及圆顶结构的法兰部以附接到周向壁结构，并且其中圆顶结构还包括朝向在相邻的不锈钢板之间形成的边缘会聚的弯曲部，其中优选地，所述弯曲部通过深拉形成或者由依次相对于彼此倾斜的多个单独的基本楔形平坦部形成。
可替代地，圆顶结构还可以由四个基本平坦的部分构成，其弯曲以形成斜坡并且焊接到一起以形成截短的梯形圆锥。该圆顶结构的最外表面可以同时形成用于对周向壁结构进行密封的法兰。这样，弯曲操作显著减少并且焊缝长度减小，其使生产成本降低并且使生产精度提高。如果圆顶是利用拉伸工艺生产的，那么其他形状也是可能的。另外，圆顶结构能够配备有铰接件，这允许其像门那样打开以对真空室内部进行检修。
圆顶的平坦部还可以由加强肋来支承，其中加强肋的数量和间距能够适应于圆顶的壁厚，其可以在3到12mm、优选为4到7mm的范围内，其中较低的壁厚比较高的壁厚需要更多数量的加强肋。在12mm的壁厚下，通常不需要加强肋，并且在6mm的壁厚下，通常需要6个加强肋。所设置的平坦部的加强肋能够附接到圆顶结构的法兰部，用于附接到周向壁结构，以稳定所述法兰。圆顶结构能够由金属、优选由不锈钢制成。
圆顶结构能够由金属、优选由不锈钢制成，并且其可以具有3到8mm范围内、优选为4到7mm范围内的壁厚。
轴向柱形管状延伸部能够由金属、优选由不锈钢制成，并且其中其具有2到5mm范围内、优选为3到5mm范围内的壁厚。
根据一个优选实施例，真空室可以在内部空间中容纳呈密集排列阵列的横向间隔开的容器形式的吸附器结构，吸附器结构包括具有化学物部分的载体结构，所述载体结构允许在环境大气的压力和温度下吸附CO2并且允许在高于环境大气温度的温度下和/或低于环境大气压力的压力下对所捕获的二氧化碳进行解吸。
例如，如图8a和8b所示，利用密封元件能够相对于真空室内壁对吸附器结构进行密封，所述密封元件优选为固定在焊接到真空室内壁的周向L型支架上的型材的形式。在将吸附器结构安装到真空室期间，将吸附器结构推靠到这些密封元件、例如L型支架形式的密封元件上，形成气密密封，从而防止吸附气体绕过吸附器结构形成旁路。在吸附器结构的相对侧，具有密封型材的L支架能够利用螺钉固定到真空室的内壁并且被推靠到吸附器结构的密封面。密封型材能够是耐受-20℃到120℃的温度以及低至0毫巴绝对值的真空压力的材料，例如EPDM或者优选为硅酮。这种密封方法能够从各种解决方案中选择并且是稳健、易于安装、有效、精确且低成本的。此外，通过可移动的L型材，使得能够接近和需要时移除/更换吸附器结构。
用于移除气体和/或水的抽出端口还能够进一步包括在周向壁的底部。该抽出端口能够在周向部的底部内壁上提升一定的高度d3，通常为10到50mm，优选为35mm。因此，由于水蒸气(源于解吸)的冷凝而产生的池水会形成在真空室的基部上或者还能够在启动之前主动生成。该池水填充吸附器结构与真空室之间的空间并且进行密封。在解吸状态下，如图8b所示，水池深度为d3并且在解吸结构的两侧是相等的。当在解吸过程期间形成水时，在端口处将其逐渐抽出。在空气流动穿过真空室的条件下，即在吸附期间，由于吸附器结构的上游和下游侧之间的压力差而发生水位变化(图8A)。水位(d1到d2)之差对应于该压力差。在吸附器结构的上游(高压)侧，水的深度d2必须大于h；吸附器结构和底壁之间的径向/垂直间距小于d3，即抽出端口在底壁之上的水位。这样，水池密封吸附器结构之下的径向空间H并且防止旁路气流在吸附器结构下方流动。因此，优选地，相对于所述周向壁结构对吸附器结构进行密封，使得通过真空室的空气被迫使基本上仅通过吸附器结构，其中进一步优选地，通过附接到周向壁结构的内侧的型材来实现密封，吸附器结构直接或间接抵靠该周向壁结构。
可替代地或者另外地，相对于所述周向壁结构对吸附器结构进行的密封能够至少部分地通过在室的底部区域中提供至少一个提升的抽出端口以移除周向壁的底部中的水而实现，所述水是在操作期间为了在所述真空室的底部区域中对所述吸附器结构进行密封的室底部之上的提升的水池水位而提供的。
根据一个优选实施例，真空室，即包括周向壁、圆顶结构和肋以及另外可选的加强结构、圆盖、出口通道和入口通道的单元具有小于250kJ/K/m3、优选小于170kJ/K/m3的真空室的每单位体积的热质量。根据另一优选实施例，不存在吸附器结构(1)的情况下，在该单元上的压降小于100Pa，优选小于30Pa，并且，真空室的每单位体积的气流体积在2000到10000m3/h/m3的范围内，优选在4000到8000m3/h/m3的范围内。
真空室还可以包括入口/出口元件，所述入口/出口元件用于附接至少一个真空泵，和/或用于从真空室中抽出气体和/或液体，和/或用于引入另外的处理介质、特别是水和/或流，和/或其中该真空室还包括用于使空气移动穿过真空室的推动元件(例如风扇)。
气体分配器还可以优选集成到轴向壁中的圆顶结构的内表面上。例如如图2a中所示，该结构的目的在于产生冲洗气体/蒸汽在气室体积中的均匀分布，这可以用于支持解吸过程并且表现出尽可能小的流阻。气体分配器优选由金属管道环组成，该金属管道环优选由不锈钢制成，金属管道环具有在16到30mm范围内的直径且连接到上述入口，并且具有6到12mm直径的多个孔以分布所述气体流。气体分配器优选在吸附器结构的一侧，即与真空端口相对的一侧集成到真空室中。这样，冲洗气体被拉动穿过吸附器结构并且均匀分布地穿过吸附器结构。
因此，根据一个优选实施例，真空室在吸附器结构的一侧，即与真空室的气体和/或水抽出端口相对的一侧还包括冲洗气体和/或蒸汽引入元件，其优选具有分配器元件的形式。
用于输送传热液体的入口和出口元件能够优选在真空室的一侧通过周向壁结构。这允许无阻碍地安装和移除轴向壁和吸附器结构。
此外，本发明涉及如上所述的真空室用于直接二氧化碳捕获方法的一应用，所述直接二氧化碳捕获方法涉及如下过程之间的循环：即在环境大气温度以及压力下对二氧化碳进行吸附，和在低于环境大气压力的压力下、优选在最多500毫巴绝对值的压力水平下和在80到130℃、优选为90到120℃的提高的吸附剂材料温度下对二氧化碳进行解吸。
对于整体特征，能够总结如下：
提出了一种具有基本矩形横截面的真空室，其在两个相对侧包括具有基本圆形横截面的两个自动驱动的盖，所述盖能够使真空室的横截面面积的至少20％，优选为25到50％对气流开放。这样的单元能够用于实现用于气体分离的循环吸附-解吸过程，优选用于实现针对DAC的变温-变真空过程。
对于真空室，能够进一步总结如下：
真空室的内部直径适应于吸附器结构的尺寸，使得除了吸附器结构的空隙体积之外的空隙体积保持在20到45％、优选为25到35％的所需范围内并且能够处于以下范围内：即长度：0.6到2.0m，优选为1.5m；宽度和高度，0.6到2.0m，优选为1.5m。高空隙体积支持在真空室内流动到吸附器结构的流的低压降，但是在排空期间表现出增加的泵做功、解吸物的更大稀释以及在再加压时解吸物的更大损耗。
由周向壁形成的真空室的横截面能够优选为正方形。常见的真空室的横截面为圆形，其需要圆形吸附器结构以将空隙体积维持在所需范围内。因此，一些吸附器结构、例如PCT/EP2014/057185的优选结构需要具有不同几何形状的元件，这增加了生产和装配成本。相反，具有正方形横截面的普通吸附器结构在圆形横截面的真空室中产生较大的空隙体积。
真空室的尺寸允许其很好地集成在标准化的20ft或40ft船运集装箱内，这便于运输和安装。根据2到12、优选为3(20ft)到6(40ft)的尺寸，真空室能够集成到船运集装箱中。真空室能够在其基部中具有与叉车兼容的集成式附接型材，这便于其安装和运输。真空室还能够利用其型材附接到承载结构和/或基部。
真空室能够以这样的方式安装在上述船运集装箱中，即通过打开圆顶结构能够从检修位置接近真空室的内部。这样的可接近性使得真空室在解吸期间抽出异物的情况下易于清洗和维修。尺寸A优选不大于3100mm，使得其能够安装到标准船运集装箱中。在一个可能的实施例中，尺寸A在2200到2400mm的范围内，使得无需拆除入口通道(4)和出口通道(5)就能够将真空室安装在标准船运集装箱中，从而简化了组装和输送。
所述单元应该以可冷成型、可焊接和不生锈的材料制成。一种可能且通常的优选材料为不锈钢1.4301。另一种可以是1.4404或1.4307。
在高纯度CO2和水蒸气流动并且与冷凝水接触的情况下，真空室能够在80到130℃、优选为90到120℃的吸附剂材料温度下承受低至1毫巴绝对值的压力。
由于吸附器结构不与真空室周向壁直接接触，因此允许壁变形，实现了以小壁厚以及由此具有小热质量为特征的矩形真空室的构造。壁厚能够在2到8mm的范围内，其中通过肋元件对壁进行加强。大于4mm的壁厚增加了热质量，但是没有显著地节省肋。在不一定需要肋的壁厚下，即超过10mm的壁厚下，热质量能够是非常高并且潜在地对DAC应用而言是个阻碍。4mm厚的壁也支持能够用于真空室的构造的冷弯曲成型操作，例如用于生产法兰的冷成型操作，从而省去了焊接操作。2mm的壁厚可能不会提供足够的稳定性以对室进行充分密封，而大于10mm的壁厚难以冷成型并且显著增加了热质量。与现有技术中发现的典型的矩形真空室相比，所述单元具有显著低的壁厚、热质量以及由此的生产成本。
肋元件用于对周向壁进行加强。“7”的形状使得从室壁移开最大量的材料，以减少热质量并且提高刚度。其他形状可以包括T、I和箱型部，尽管这些解决方案可能增加生产成本和复杂性。所述肋能够焊接到具有凹槽的周向壁以减少到肋的热传递并且维持结构稳定性。此外，肋之间的空间于是就很好地适合于应用绝缘，这有助于减少到大气环境的热损耗。肋的横向部能够被置于与末端法兰的横向面相同的面中。肋中的凹部能够为70mm宽并且具有30mm的焊段长度。由于减少的附接部，较大的凹部对于肋元件的稳定性而言可能变得非常重要，而较小的凹部增加了从室壁到肋元件的热传递。肋元件的密度能够随着壁厚的减小而增大。如果需要更严格地控制壁的变形，那么存在将肋元件接合到第二周向壁的可能性从而降低壁厚。在更小的壁厚，即2mm的情况下，从材料要求的角度看更有效的是焊接2mm材料的第二周向壁，从而增加肋元件的数量。
轴向壁(圆顶结构)提供了从真空室的正方形横截面到入口和出口通道的圆形横截面的过渡。这能够是可移除的以允许接近吸附器结构。这能够是冷成型的部件并且可以拉深。在冷成型的型式下，轴向壁中的平坦区域利用加强肋而得以加强，以提供到周向壁、所述周向壁的以及所述轴向壁的末端法兰的结构连接，从而提高刚度并且减小将O形环保持在其中的附接法兰的变形，从而降低泄露的可能性。轴向壁厚能够在3到8mm的范围内，优选在4到7mm的范围内。10mm的轴向壁厚会需要更少的加强肋，但是具有增加的热质量而会难以冷成型。
关于盖，能够总结如下：
圆形入口和出口通道中的圆盖，其在驱动机构上在密封位置和所述盖与气流平行的位置之间转动和平移，其中密封位置为所述盖在一个面上提供真空密封的位置。盖绕盖的直径轴转动。
针对相应的真空室尺寸和圆形开口的尺寸而言，可能的盖直径的范围为0.4到1.5m或0.5到1.5m，优选为0.75到1.25m，其中盖厚度在5到12mm的范围内。例如，0.9mm的圆形开口能够配备直径为1m、厚度为8mm的盖。在该厚度下，驱动马达能够使闭合位置中的盖充分地弹性变形，使得实现在整个周边上与O形环密封件的均匀接触。这样就实现了一致的密封并且能够补偿盖和/或附接法兰构造中的不均匀性。在1m的尺寸下，较薄的材料在某些情况下可能无法足够稳定到支持真空力，而较厚的材料在闭合位置中更难以由驱动马达来变形并且可能因此不能确保用于开始排空的初始密封。可替代地，较厚的盖材料可能要求更强、更大且更昂贵的驱动马达。在比最佳材料更厚和更薄的材料的情况下，允许排空的初始密封可能难以产生和维持。在其他盖尺寸下，存在不同的最佳盖厚度，以产生所需的弹性变形。圆形盖比矩形盖更有利，这是由于后者在可能会不利地影响真空密封的不可避免的弹性变形下可以折叠或扣上。一旦在真空中建立了真空压力，就使用盖上的压力差作为主密封力。
致动机构将驱动马达的转动运动转换成盖子的转动和直线运动，并且能够提供足够的力使盖弹性变形以利用O形环来实现均匀且一致的密封，从而实现初始排空。非常有利的是，机械驱动装置承载在真空状态下作用于盖的负载的一部分。这样就能够由更薄的材料来制成盖，其在驱动马达的力的作用下便于弹性变形。例如，在1m直径的盖的情况下，机械驱动装置承载真空力的1/8到1/4(总力7900kg，作用于驱动装置上的力1500kg)实现了8mm的最优材料厚度，最终实现用于开始排空的紧密初始密封。
关于另外的特征，能够一般性地总结如下：
入口和出口通道的大小确定为在吸附期间具有尽可能低的压降并且具有与圆形开口至少相等的直径。针对真空室的上述范围，入口和出口的直径能够在0.4到1.5m，或者0.4到1.5m、优选为0.75到1.25m的范围内。这与具有在柱直径方面明显更小的气体入口和出口的现有技术的吸附柱是显著不同的。该解决方案解决了DAC的具体挑战，其中需要非常大体积的低压流、低吸附质浓度的空气用于吸附。
能够在入口和出口通道上使用不同的管道以降低入口速度和出口速度。通过降低入口速度，异物(树叶、灰尘、昆虫等)夹带到真空室中的可能性降低，这对于在周围大气环境中自动工作至少10000次吸附解吸循环或者至少7年的真空室而言是一个重要因素。在一些配置中，入口速度能够低于2m/s。在入口处，不同的管道能够具有最高达到2m的直径。在出口通道处，流速的减小允许流的动态压力的恢复以及风扇做功的减小，从而节约运行能量。出口处的不同管道还能够具有最高达到2m的直径。不同出口管道的出口横截面和不同入口管道的入口横截面还能够具有矩形横截面。
为了进一步避免异物夹带到真空室中，能够使用例如图9和10中所示的至少两种可能的入口配置。第一种包括主要是圆形或正方形横截面的大管道，其形成与水平方向呈至少60°、优选为至少75°的弯头并且形成具有朝下的入口面的入口通道延伸部。另一种可能性是使用例如图10中所示的安装在入口通道上的向下倾斜的空气栅格，其间距为1到10cm，优选为5cm，并且栅格丝材厚度小于1mm，长度为5到15cm。这两种解决方案设计用于避免夹带较重的异物、主要是雨水同时不造成压降的显著增加。
在附接法兰处对O形环进行加热以防止积水结冰而危害对圆盖的密封。这是对特定DAC挑战(在可变周围大气环境中自动、循环地工作至少10000h或者7年)的解决方案，并且在发电或通风系统的手动操作的真空室盖或者自动致动的盖中不会遇到。
气体抽出端口能够位于盖密封件附近。
在从属权利要求中提出了本发明的进一步的实施例。
附图说明
下文将参考附图描述本发明的优选实施例，所述附图用于举例说明本发明的优选实施例而非用于对其进行限制。在附图中：
图1利用一些关键部件示出真空室的示意图；
图2示出真空室的详图，其中在a)中给出了侧视剖视图，在b)中给出了俯视剖视图，在c)中给出了前视图，在d)中给出了到单元中心部分上(左侧)以及穿过单元中心部分切开的轴(右侧)的侧视剖视图，在e)中给出了可替代实施例的前视图；
图3示出一系列的盖打开情况，其中给出了在传动轴的轴向位置中，a)0％的行程-盖完全打开，b)30％的行程，c)50％的行程，d)75％的行程，e)100％的行程-盖完全闭合；
图4示出真空泵在排空过程中的电能消耗与各真空室空隙体积的真空压力；
图5示出解吸CO2的“损耗”与各真空室空隙体积的解吸压力；
图6示出真空室和用于风扇“推”和“拉”配置的吸附器结构的压降与体积空气流量；
图7示出风扇推(向下)和拉(向上)配置；
图8示出真空室和吸附器结构的横截面，其示出了固定到对吸附器结构进行密封的真空室壁的L型支架，并且a)在空气流动的情况下，其中填充吸附器结构和内壁之间的空间的池水处于内壁之上高度d1和d2处，以及b)在没有空气流动的条件下，其中填充吸附器结构和内壁之间的空间的池水处于内壁之上高度d3处；
图9示出集成在真空室中的朝下的入口弯头；和
图10示出集成在真空室中的向下倾斜的叠瓦式入口栅格。
具体实施方式
图1到3示出用于CO2的直接空气捕获的真空室，其中图1是示意图，图2示出更详细的图，而图3示出盖的操作。
图1示出用于DAC过程的真空单元的剖视图。图1中的真空单元包括具有四个平坦周向壁115的真空室2，所述周向壁115形成在轴向端部处由轴向壁116封闭的矩形或正方形室，所述轴向壁116具有居中于真空室轴15上的大的圆形开口14。平坦圆盖6分别容纳在入口通道4和出口通道5中。风扇3以使其将空气拉动穿过真空室以及穿过位于真空室2的内部空间13中的吸附器结构1的取向安装在出口通道5中。在入口侧以及在出口侧，在吸附器结构1和真空室轴向壁116之间存在轴向间距L。在安装吸附器结构1之后，在吸附器结构1和周向壁115之间存在径向间距h。
对于直接空气捕获过程的吸附阶段，盖6被置于打开位置，在该位置中，所述盖的面与真空室轴15一致或者平行。风扇3通过将空气拉动穿过真空室2而产生环境大气流，其包括在入口7a处的具有通常在环境大气中找到的一定浓度的CO2的吸附气流以及在出口7b处的具有通过使气流与吸附器结构1接触而部分或显著减少的浓度的CO2的吸附气流。
为了解吸，关闭风扇3，从而停止空气流动穿过真空室。真空室的入口通道4和出口通道5侧的圆盖6移动/转动至闭合位置，在该位置中，其法向轴平行于真空室轴15并且与轴向壁116的圆形开口14的轴共线，并且圆盖6与轴向壁116接触。由于盖6的直径略大于圆形开口14的直径，其因此使真空室13的内部空间与环境隔离开。用于解吸的真空泵8将真空室2排空至所需的真空压力。用于传热流体的输送系统9将热的传热流体输送至吸附器结构1，从而提高其温度。用于另一处理介质的输送系统10在需要时输送吹扫气体/液体。一旦完成解吸，用于传热流体的输送系统9就将冷的传热流体输送至吸附器结构1，从而降低其温度。真空室2重新加压至环境大气压力并且圆盖6打开至其面与真空室轴15平行的位置。在该状态下，真空室2准备好进行另一吸附。
图2a示出真空室2的侧视剖视图。图2中的真空室2由平坦周向壁板115形成，所述平坦周向壁板115沿着其轴向边缘焊接到彼此，形成在边缘处由轴向壁116封闭的矩形或正方形室，所述轴向壁116具有大的圆形开口14并且封闭真空室2的内部空间13。轴向壁116的末端法兰42用于在真空室2的两端将两个轴向壁116中的每个固定到周向壁115的相应末端法兰28。密封垫27在这两个面之间提供真空密封。两个末端法兰28和42具有另外的加强法兰103，其阻止末端法兰28和42变形至与真空室轴15垂直的平面之外。焊接到各周向壁115的是圆形介质/仪器端口12，例如用于温度传感器或者压力传感器的端口。在最底部的周向壁115上以使其长度垂直和平行于真空室轴15的取向焊接了附接型材29和30，利用其能够将真空室运输、安装和固定到基础元件或平台。
在存在于加强部40中开出的凹部41之间的附接部101处，肋元件102以平行于真空室轴15的取向焊接到所有四个周向壁115上，并且还焊接到周向壁115的相应末端法兰28。另外的加强肋107与轴向壁116的平坦部104的表面垂直地焊接。这些加强肋107中的一些配备有用于检修和处理的孔43，利用所述孔能够提升或者以另外的方式固定真空室轴向壁116。在轴向壁116之一的上部分中，能够焊接用作传热流体入口和出口26的两个锥形端口，通过所述传热流体入口和出口26可以将传热流体输送到内部空间13。在轴向壁116的内边缘处焊接有形成或提供接触环45的环形附接法兰105，通过其将由周向柱形壁106形成并且具有环形末端法兰108的入口通道4和出口通道5固定到轴向壁116，使得周向柱形壁106的轴与真空室轴15共线。在到116为4/5的附接法兰105或接触环45中，在小于周向壁106且大于圆形开口14的直径处切出将O形环53放置在其中的用于O形环的槽52，所述槽的轴与真空室轴15共线。
在入口通道4和出口通道5的周向柱形壁106内焊接有以板形式的第一垂直支承结构114，其平面与真空轴15平行且与周向柱形壁106的中心偏置以支承杆组件16-21。以板形式的第二水平支承结构44被焊接到入口通道4和出口通道5的周向柱形壁106并且支承杆组件16-21，所述第二水平支承结构44的平面平行于真空轴15，与周向柱形壁106的中心偏置并且垂直于第一垂直支承结构114。杆组件包括6个互连杆：引导杆16、控制杆17、耦接杆18、前杆19、驱动杆20和倾斜杆21，它们一起用于将转动运动转换成转动和直线运动。
冲洗气体/蒸汽入口61焊接到并且通过轴向壁116以将气体输送到内部空间13中的气体分配器54。在左周向壁115的基部处焊接有高于底部周向壁115的基部的气体和水抽出端口119。在顶部和底部周向壁115的表面中焊接有形成传热流体入口和出口26的两个法兰状管道元件，通过所述传热流体入口和出口26可以将传热流体输送到内部空间13。
在上周向壁115上焊接有提升螺母58，在其中固定有提升孔眼57用于运输和安装，在周向壁115的面向内部空间13的表面上焊接有螺纹衬套59，其用于安装具有集成密封型材的密封L型材120。
图2b示出真空室2的俯视剖视图。示出了在真空室的两侧上的圆盖6的致动机构，其包括固定到用于驱动马达的安装结构109上并且产生驱动轴111的转动运动的驱动马达46，所述驱动马达46的轴平行于真空室轴15并且与周向柱形壁106偏置，其被保持在安装轴承24中并在其中移动，并且使致动机构绕轴32-36，即下转轴32、上转轴33、第三轴、转轴34、耦接转轴35和耦接转轴36转动。下横向杆件110平行于圆盖6的平面定位并且用于将圆盖6的两个附接件23耦接到杆16。
铰接体60被焊接至肋元件102的外部表面，并且与利用铰接销55焊接在轴向壁116上的铰接支架56接合。在轴向壁116的内表面上固定有提供通过气体入口61的气体分配器54。在上周向壁的外表面上焊接有法兰状传热流体入口/出口26和介质/仪器端口12。在周向壁115的面向内部空间13的表面上焊接有螺纹衬套59，其用于安装具有集成密封型材的密封L型材120。
图2c示出从前部平行于由周向壁115形成的横截面观察到的真空室2，其中，圆盖6处于闭合位置。包括加强部40和横向部39的“7”形状的7个肋元件102被示出为焊接到4个周向壁115中的每个，所述横向部39平行于周向壁115的表面。末端法兰42通过将周向壁的金属板冷成型至法兰形状而形成。用于驱动马达的安装结构109支承驱动马达46、槽口37，所述槽口37将所述驱动马达46耦接到被保持在轴承22中的驱动轴111。驱动轴111的第一垂直支承结构114和第二水平支承结构44被示出为形成致动机构的主承载轴承结构。
示出了致动机构的其他元件，例如两个垂直引导杆16和将所述引导杆16附接到圆盖6的附接件23。圆盖还在垂直直径上用翻转附接件113来固定，利用所述翻转附接件能够调节圆盖6在闭合和打开位置中的角度。下横向杆件110被允许以水平取向在固定在用于轴承的安装件112中的轴承内转动，所述用于轴承的安装件112本身在下横向杆件110的任一端固定在安装结构25中。轴向壁116的前表面由从轴向壁116朝向中心径向延展的4个弯曲部31组成，所述弯曲部31本身组成相对于彼此都呈不同角度的8个平坦段38和接近连续曲线且位于弯曲部31之间的4个整体呈三角形的平坦部104。具有不同长度并且平行于真空室的主垂直和水平轴的加强肋107被焊接到平坦部104，以提高所述平坦部和末端法兰42的刚度。另外的圆形介质/仪器端口12能够被焊接到弯曲部31。
图2d示出由4个周向壁115形成的内部空间13，所述周向壁115分别另外用包括加强部40和横向部39的“7”形状的6个肋元件102来加强，所述横向部39与周向壁115的表面平行。在存在于在加强部40中开出的凹部41之间的附接部101处，肋元件102以平行于真空室轴15的取向被焊接到所有四个周向壁115，并且还被焊接到周向壁115的末端法兰28。在最底部的周向壁115上以使其长度垂直和平行于真空室轴15的取向焊接了附接型材29和30，利用其能够将真空室运输、安装和固定到基础元件或平台。
焊接到上、下周向壁115的是通入内部空间13的两个传热流体入口/出口26。通过焊接将提升螺母58集成到顶部周向壁115上的肋元件102中。在侧周向轴壁115的肋元件102中，在一个外边缘上焊接有铰接体60并且在周向轴壁115本身中焊接有螺纹衬套59。
图2e示出从前部平行于由周向壁115形成的横截面观察到的真空室2的一种优选变型，其中，圆盖6处于闭合位置。包括加强部40和横向部39的“7”形状的6个肋元件102被示出为焊接到4个周向壁115中的每个，所述横向部39平行于周向壁115的表面并且与115/116的加强法兰103共面。末端法兰42通过将轴向壁的金属板冷成型至法兰形状而制成。用于驱动马达的安装结构109支承驱动马达46、槽口37，所述槽口37将所述驱动马达46耦接到被保持在轴承22中的驱动轴111。驱动轴111的第一垂直支承结构114和第二水平支承结构44被示出为形成致动机构的主承载轴承结构。
示出了致动机构的其他元件，例如两个垂直引导杆16和将所述引导杆16附接到圆盖6的附接件23。圆盖还在垂直直径上用翻转附接件113来固定，利用所述翻转附接件能够调节圆盖6在闭合和打开位置中的角度。下横向杆件110被允许以水平取向在固定在用于轴承的安装件112中的轴承内转动，所述用于轴承的安装件112本身在下横向杆件110的任一端固定在安装结构25中。轴向壁116的前表面由4个平坦部104组成，它们沿着其边缘焊接到一起，形成了截头锥形棱柱。另外的介质/仪器端口12能够被焊接到平坦部104。具有相同长度并且平行于真空室的主垂直和水平轴的加强肋107被焊接到平坦部104，以提高所述平坦部和末端法兰42的刚度。传热流体入口/出口26被焊接到周向壁115的底部和顶部并且传送到真空室2的内部13。附接型材29平行于真空室轴15焊接到周向壁115的外表面。另外的附接型材30垂直于真空室轴15焊接到周向壁115的外表面。铰接支架56被焊接到轴向壁116的一个垂直边缘上并且通过铰接销55与固定到周向壁115的铰接体60接合。
图3a到d示出侧视横截面视图，其中，圆盖6的致动机构处于从完全打开到完全闭合的不同位置处。所指示的百分比表示驱动轴的转动行程的百分比，其中，0％表示完全打开位置。致动机构包括驱动杆20，驱动杆20在其第一端绕第一轴48由驱动轴和马达直接驱动，并且在其形成第二轴49的第二端附接到前杆19的第一端。前杆19的第二端绕着圆盖6的倾斜轴51可倾斜地附接到圆盖6的基本位于真空室轴15上或者附近的部分。在圆盖6闭合的位置中，驱动杆20和前杆19基本上沿着平行于真空室轴15的直线对齐，或者与真空室轴15共线。
控制杆17能够绕空间上固定的第三轴34转动，并且利用第二端可转动地附接到耦接杆18的第一端并且附接到倾斜杆21的第一端。倾斜杆21的第二端在与前杆19的附接偏置的位置处绕着第四轴50可倾斜地附接到圆盖6。耦接杆18的第二端利用其第二端可倾斜地附接并且可绕着第二轴49转动。
一对引导杆16相对于驱动杆20、前杆19、耦接杆18、控制杆17和倾斜杆21朝向两侧偏置，并且利用其第一端能够绕着空间上固定的下转轴32转动，并且利用其第二端能够绕着上转轴33转动地附接到圆盖6，所述上转轴33和倾斜轴51共线地布置。
耦接杆18利用其第一端能够绕耦接转轴35转动地附接，并且利用第二端能够绕第二耦接转轴36转动地附接，耦接转轴35另外耦接前杆19，第二耦接转轴36另外耦接控制杆17和倾斜杆21。
在入口通道4的周向柱形壁106内焊接有以板形式的第一垂直支承结构114，其平面与真空轴15平行且与周向柱形壁106的直径偏置以支承致动机构。以板形式的第二水平支承结构44被焊接到入口通道4的周向柱形壁106并且支承致动机构，所述第二水平支承结构44的平面平行于真空轴15，与周向柱形壁106的直径偏置并且垂直于第一垂直支承结构114。安装结构25具有下转轴并且焊接到入口通道4的周向柱形壁106。在轴向壁116的内边缘处焊接有环形附接法兰105，通过其来将由周向柱形壁106组成并且具有环形末端法兰108的入口通道4固定到轴向壁116，使得周向柱形壁106的轴与真空室轴15共线。
在将4固定到116的附接法兰105或由此具有的环45中，在小于周向壁106且大于圆形开口14的直径处切出将O形圈环53放置在其中的用于O形环的槽52，所述槽的轴与真空室轴15共线。
加强肋107垂直于轴向壁116的平坦部104的表面并且垂直于轴向壁116的末端法兰42的外表面来焊接。末端法兰42通过将轴向壁116的金属板冷成型至法兰形状而制成。上面列出的图1到3中的所有元件除了驱动马达46和O形环53之外都是由不锈钢1.4301制成的。
图4示出在排空过程中真空室内的空隙体积对真空泵能量的影响的数值研究结果。排空电能是通过将典型液环泵的特征叠加到以环境大气压力开始并且以被认为是对DAC有吸引力的各解吸压力结束的理论排空过程来确定的。最终的体积是由“体积空隙率(BVR)”来限定的，其被限定为在圆盖6闭合时，具有插入式吸附器结构的真空室中的总空隙体积与真空室中的总体积之比。
本发明公开的真空室2具有在60-65％的范围内的BVR或考虑到吸附器结构1的1.8m3的孔隙体积。该值的40％(0.6m3)源于吸附器结构，而60％(1.2m3)源于吸附器结构1和周向壁115以及轴向壁116之间的间隙L和h。图4示出针对各BVR，对于每吨CO2的解吸而言的具体能量需求随着最终排空压力的变化。可以看出，在对利用变真空(50到300毫巴)进行的DAC解吸过程有利的真空压力下，对于每吨CO2的解吸而言，电能需求为2.5到24kWh。具体地，在较低压力下，电能非常依赖于BVR。
图5示出在单元被重新加压时，真空室2内的空隙体积对解吸气体(CO2)的损耗的影响的数值研究结果。较高的BVR值导致一定量的解吸气体不能从真空室移除。在重新加压真空室2以及在吸附步骤开始时，该解吸气体(例如DAC过程中的CO2)损耗。
图5示出在用于DAC应用的目标解吸压力下，BVR值应该保持低于60％，以使解吸CO2的损耗不超过5％。
图6示出风扇3的取向对通过吸附器结构1的压降的影响。针对使环境大气移动穿过类似于本发明中所公开的真空室的真空室2中所包含的吸附器结构1的风扇3，实验性研究了两种配置。图7中示出配置C1和C2。研究了导致气流体积和压降变化的不同的风扇3电源。在吸附器结构1和真空室2之上的压降由差分压力传感器11来测量，并且由此的空气流量由孔式空气流量计来测量。图7中示出压降与体积空气流量的结果。可以清楚看出，配置C1与配置C2相比具有较低压降和较高最大体积空气流量。所确定的结果是，配置C2中的风扇3的下游产生的紊流和漩涡暴露于吸附器结构1。在配置C1中，进入吸附器结构1的空气不具有定向漩涡或紊流。因此，在较高体积流量下经历的是流的较低压降。配置C1与C2中的压降的绝对值对于如在现有技术的装置中遇到的具有高吸附质浓度的高压流而言是不重要的，但是这些小差别对于利用低压、低吸附质浓度的环境大气流的DAC应用而言，能够表现出非常显著的能量节约。
图8示出吸附器结构1和真空室2的内壁之间的密封件的操作。图8a示出入口和出口(分别是7a和7b)处的吸附气流由风扇3驱动穿过打开的圆盖6。为了防止旁路流，在吸附器结构1的上游侧和下游侧上，吸附器结构被保持抵靠跨过真空室2内壁的整个周边的具有集成密封型材的L型材120。在真空室121的基部处的水池对吸附器结构1和真空室2的内壁底部之间的径向空间h进行密封。水池121在吸附器结构1的下游侧具有深度d1并且在上游侧具有较低的深度d2，其中d2大于吸附器结构1与周向壁115之间的径向间距h。在给定的空气流速下，深度d1和d2之差基本与吸附器结构1的压降成比例。提高的气体和水抽出端口119建在真空室2的基部中，其在底部周向壁115之上的入口高度d3大于h和d2两者。在图8b中，风扇3运行并且圆盖6闭合。在吸附器结构1的两侧，吸附器结构被保持抵靠跨过真空室2内壁的整个周边的具有集成密封型材的L型材120。此时，水池121在吸附器结构1的两侧都具有深度d3，其大于h；吸附器结构1和周向壁115之间的径向间距等于水/气体抽出端口119的入口高度。
图9示出具有在入口和出口(分别是7a和7b)处的吸附气流被风扇3驱动穿过打开的圆盖6的条件下的真空室2和吸附器结构1。环境大气被风扇3抽出穿过与入口通道4附接的下游的弯头管道122。
图10示出具有在入口和出口(分别是7a和7b)处的吸附气流被风扇3驱动穿过打开的圆盖6的条件下的真空室2和吸附器结构1。环境大气被风扇3抽出穿过与入口通道4附接的下游的向下倾斜的叠瓦式入口栅格123。
附图标记列表

Claims (15)

1.一种真空室(2)，其用于直接空气捕获过程并且封闭用于容纳吸附器结构(1)的内部空间(13)，所述真空室包括布置在轴(15)周围的连续的周向壁结构(115)，所述周向壁结构(115)在轴向上分别由入口轴向壁和出口轴向壁(116)闭合，两个轴向壁(116)包括至少一个圆形闭合盖(6)，所述圆形闭合盖(6)允许在打开位置中使气体流通穿过所述真空室(2)以接触所述吸附器结构(1)，并且允许在闭合位置中闭合所述内部空间(13)并且允许将所述内部空间(13)排空到低至500毫巴绝对值以及更低的压力，
其中，所述轴向壁(116)中的至少一个、优选两个设置有具有接触环部分(45)的圆形开口(14)，所述圆形开口(14)能够由以单个圆形钢盖板(6)、优选是不锈钢盖板(6)形式的所述圆形闭合盖(6)以气密方式闭合，所述圆形闭合盖(6)具有4到12mm范围内的厚度并且具有0.5到1.5m范围内并且比所述圆形开口(14)大的直径，并且在闭合状态下在轴向上接触所述接触环(45)，
其中，所述接触环(45)在闭合位置中在其面向所述盖板(6)的轴向表面上设置有全周长的圆形弹性密封件(53)。
2.根据权利要求1所述的真空室(2)，其中，所述盖(6)为圆形钢板(6)，优选为圆形不锈钢板(6)，其具有0.75到1.25m范围内的直径，和/或6到10mm或者7到10mm范围内的厚度，其中优选地，所述盖(6)的直径是其厚度的90到200倍，优选地是其厚度的105到145倍，并且其中，除了用于附接用于致动和控制所述盖(6)的机构的附接元件之外，所述盖(6)进一步优选不包括任何加强元件。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的真空室(2)，其中，所述盖(6)为利用致动机构致动的瓣阀，所述瓣阀仅位于所述盖(6)的与所述内部空间(13)相对的表面上，其中，在所述打开位置中，所述盖(6)被带入对准其平面并且基本上与所述轴(15)重合的位置中，并且其中，进一步优选地，所述致动机构是基于双杆的致动机构。
4.根据权利要求3所述的真空室(2)，其中，所述致动机构包括驱动杆(20)，所述驱动杆(20)优选地在其第一端绕着第一轴(48)经由驱动轴(111)由马达(46)驱动并且在其形成第二轴(49)的第二端附接到前杆(19)的第一端，其中，所述前杆(19)的第二端绕着所述盖(6)的倾斜轴(51)可倾斜地附接到所述盖(6)的基本位于所述轴(15)上或者靠近所述轴(15)的部分，并且其中优选地，在所述盖(6)闭合的位置中，所述驱动杆(20)和所述前杆(19)基本沿着与所述轴(15)平行的直线对齐，或者与所述轴(15)基本共线，
其中进一步优选地，设置有控制杆(17)，其第一端可围绕空间固定的第三轴(34)转动，并且其第二端可转动地附接到耦接杆(18)的第一端并且附接到倾斜杆(21)的第一端，其中，所述倾斜杆(21)的第二端在与所述前杆(19)的附接偏置的位置处绕着第四轴(50)可倾斜地附接到所述盖(6)，并且其中，所述耦接杆(18)的第二端利用其第二端可倾斜地附接并且可围绕所述第二轴(49)转动，
其中优选地，所述第一轴(48)、所述第二轴(49)、所述第三轴(34)和所述第四轴(50)都平行布置，并且全部都与所述真空室(2)的所述轴(15)垂直，
其中进一步优选地，设置有一对引导杆(16)，其相对于中心布置的所述驱动杆(20)、所述前杆(19)、所述耦接杆(18)、所述控制杆(17)和所述倾斜杆(21)的布置朝向两侧偏置，其中，所述引导杆(16)利用其第一端可围绕空间固定的下转轴(32)转动并且利用其第二端可围绕上转轴(33)转动地附接到所述盖(6)，其中，所述上转轴(33)和所述倾斜轴(51)共线地布置。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的真空室(2)，其中，所述轴向壁(116)和所述盖(6)在其打开状态下允许通流截面为由所述连续的周向壁结构(115)限定的通流截面的至少20％，优选为25％到50％的范围内。
6.优选根据权利要求1到5中任一项所述的真空室(2)，其中，所述周向壁结构(115)具有矩形或正方形横截面，并且由厚度在2到8mm范围内的四个平坦钢板(115)、优选为不锈钢板(115)形成，所述平坦钢板中的每个都具有在0.6到2.0m或者0.7到1.8m范围内的轴向长度和在0.6到1.8m范围内的宽度，和
其中，每个钢板(115)或者不锈钢板(115)在其背向所述内部空间(13)的一侧设置有多个轴向延伸的肋元件(102)，所述肋元件(102)附接到、优选逐段和/或逐点地附接到相应的钢板(115)或者不锈钢板(115)，
其中，所述轴向壁(116)和所述盖(6)在其打开状态下允许通流截面为由所述连续的周向壁结构(115)限定的通流截面的至少20％，优选为25％到50％的范围内，
其中优选地，多个附接部(101)由所述肋元件(102)的多个凹部(41)分隔开，其中，在所述肋元件(102)和相应钢板(115)或者不锈钢板(115)之间没有接触，
或者其中，所述周向壁结构(115)具有环形横截面，并且优选由具有2到8mm范围内的厚度、0.7到1.8m的范围内的轴向长度的单个或者一系列的弯曲钢板、优选为不锈钢板形成。
7.根据权利要求6所述的真空室，其中，所述钢板(115)或者优选为不锈钢板(115)的宽度在1.2到1.7m的范围内或者在1.2到1.6m的范围内，
和/或其中，所述钢板(115)或者不锈钢板(115)的轴向长度在1.4m到1.7m的范围内或者在1.4到1.6m的范围内，
和/或其中，相应的所述钢板(115)或者不锈钢板(115)之间的联接部为焊缝，
和/或其中，所述周向壁结构的钢板(115)或者不锈钢板(115)的厚度在2到8mm的范围内，优选在3到5mm的范围内，
和/或其中，所述钢板(115)或者不锈钢板(115)在其轴向边缘处设置有径向向外延伸的附接法兰(28)，并且其中，所述肋元件(102)利用其轴向端部附接到、优选通过焊缝附接到这些附接法兰(28)。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的真空室，其中，当在周向上测量时，在相应的所述钢板(115)或者不锈钢板(115)上，每15到35cm、优选为每20到30cm布置有一个肋元件(102)，其中优选地，在相应的所述钢板(115)或者不锈钢板(115)上的所述肋元件(115)沿圆周基本均匀地分布，
和/或其中，每个肋元件设置为拉挤、弯曲或焊接的T型材、L型材、或7型材，其包括加强部(40)，所述加强部(40)在一个侧向边缘处，优选地在凹部(41)的情况下经由所述附接部(101)附接到相应的所述钢板(115)或者不锈钢板(115)，并且在相对的侧向边缘处附接到或者邻接横向部(39)，其中优选地，所述加强部(40)在径向上的径向高度在4到15cm的范围内，优选在5到7cm的范围内，并且其中优选地，所述横向部(39)的周向宽度在2到10cm的范围内，优选在3到7cm的范围内。
9.根据权利要求6到8中任一项所述的真空室，其中，所述肋元件(115)为钢型材，优选为不锈钢型材，其具有1.5到7mm的范围内、优选为2到5mm的范围内的壁厚，和/或其中，所述凹部(41)的轴向延伸在30到100mm的范围内，优选在50到80mm的范围内，和/或其中，所述附接部(101)在10到50mm的范围内，优选在20到40的范围内，其中优选地，该长度等于与相应的所述钢板(115)或者不锈钢板(115)的附接的焊缝长度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的真空室(2)，其中，所述轴向壁(116)中的至少一个设置为钢圆顶结构或者优选为不锈钢圆顶结构，其优选具有分别形成入口通道或出口通道的轴向柱形管状延伸部(106)，其中，在所述圆顶结构和所述柱形管状延伸部(106)之间的圆形界面处，相应的盖(6)优选在接触环(45)处使所述真空室密封，
其中优选地，所述圆顶结构在相应的钢板或者不锈钢板的直边缘处包括平坦部(104)，其中优选地，在所述平坦部(104)区域中还设置有一个或多个外部加强肋(107)，所述外部加强肋(107)附接到所述平坦部(104)以及所述圆顶结构的法兰部(103)以附接到所述周向壁结构(115)，并且其中，所述圆顶结构还包括朝向在相邻的钢板或不锈钢板之间形成的边缘会聚的弯曲部(31)，其中优选地，所述弯曲部(31)通过深拉形成或者由依次相对于彼此倾斜的多个单独的基本楔形的平坦部(38)形成，
和/或其中，所述圆顶结构由四个基本平坦的部分构成，这四个基本平坦的部分弯曲以形成斜坡并且焊接到一起以形成截短的梯形圆锥，其中，该圆顶结构的最外表面同时形成用于对所述周向壁结构进行密封的法兰。
11.根据权利要求10所述的真空室(2)，其中，所述圆顶结构具有3到12mm范围内或者3到8mm范围内、优选为4到7mm范围内的壁厚，并且其中，所述轴向柱形管状延伸部(106)由钢或不锈钢制成，并且其中，所述轴向柱形管状延伸部(106)具有2到5mm范围内、优选为3到5mm范围内的壁厚。
12.根据前述权利要求中任一项所述的真空室(2)，其中，所述真空室(2)包括以密集排列的侧向间隔开的容器阵列形式的吸附器结构(1)，所述吸附器结构(1)包括具有化学物部分的载体结构，所述化学物部分允许在环境大气压力和环境大气温度下吸附CO2并且允许在相对于环境大气温度的升高的温度下和/或相对于环境大气压力的降低的压力下解吸所捕获二氧化碳，
并且其中优选地，所述吸附器结构(1)相对于所述周向壁结构(115)是密封的，使得通过所述真空室(2)的空气被迫基本仅通过所述吸附器结构(1)，并且进一步优选地，所述密封通过与所述吸附器结构(1)所直接或间接抵接到的、所述周向壁结构(115)的内侧附接的型材而实现，和/或至少部分地通过在所述室的底部区域中设置至少一个提升的抽出端口(119)以移除所述周向壁的底部中的水而实现，所述水是在操作期间为了在所述真空室(2)的底部区域中对所述吸附器结构(1)进行密封的室底部之上的提升的水池水位而提供的。
13.根据前述权利要求中任一项所述的真空室(2)，其中，所述真空室(2)具有小于250kJ/K/m3、优选小于170kJ/K/m3的真空室的每单位体积的热质量，
和/或其中，不存在所述吸附器结构(1)的情况下，在该单元上的压降小于100Pa，优选小于30Pa，
和/或其中，所述真空室的每单位体积的气流体积在2000到10000m3/h/m3的范围内，优选在4000到8000m3/h/m3的范围内，
和/或其中，除了所述吸附器结构的内部空隙体积之外的空隙体积在20到45％、优选为25到35％的范围内，
和/或其中，所述真空室(2)在所述吸附器结构(1)的与所述真空室(2)的气体和/或水抽出端口(119)相对的一侧还包括冲洗气体和/或蒸汽引入元件(61)，其优选具有分配器元件的形式。
14.根据前述权利要求中任一项所述的真空室(2)，其中，所述真空室(2)还包括入口/出口元件，所述入口/出口元件用于附接至少一个真空泵，和/或用于从所述真空室中抽出气体和/或液体，和/或用于引入另外的处理介质、特别是水和/或蒸汽，和/或其中，所述真空室还包括推动元件(3)，用于使空气移动穿过所述轴向壁(116)的圆形开口(14)并且进入所述真空室(2)中，其中优选地，在所述吸附器结构的两侧上的每个轴向端部处设置有用于附接真空的连接件，和/或其中优选地，空气推动元件设置为使得其将空气推动穿过所述真空室。
15.一种根据前述权利要求中任一项所述的真空室进行直接二氧化碳捕获过程的用途，其涉及以下过程之间的循环：在环境大气温度以及环境大气压力下对二氧化碳进行吸附，和在低于环境大气压力的降低的压力下、优选在最多500毫巴绝对值的压力水平下和/或在80到130℃、优选为90到120℃的升高的吸附剂材料温度下对二氧化碳进行解吸。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107883991A (zh) * 2017-12-26 2018-04-06 华景科技无锡有限公司 一种传感器校准装置
CN112469492A (zh) * 2018-06-07 2021-03-09 金属塑料有限责任公司 用于特别是隔离器的屏障系统的封闭装置、过滤单元，以及屏障系统
CN113514651A (zh) * 2021-06-15 2021-10-19 杭州谱育科技发展有限公司 气体取样装置和方法
CN114504924A (zh) * 2021-12-31 2022-05-17 西安交通大学 一种模块式直接空气二氧化碳捕集装置及过程强化方法

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018099709A1 (en) 2016-11-29 2018-06-07 Climeworks Ag Methods for the removal of co2 from atmospheric air or other co2-containing gas in order to achieve co2 emissions reductions or negative co2 emissions
AU2017383560B2 (en) 2016-12-23 2023-05-25 Carbon Engineering Ltd. Method and system for synthesizing fuel from dilute carbon dioxide source
DE102017125415B8 (de) * 2017-10-30 2018-10-25 clean energy one gmbh Windenergieanlage mit CO2 Sammler und Windenergieanlagen-CO2-Sammler-Steuerungs- bzw. Betriebsverfahren
EP3482813A1 (en) 2017-11-13 2019-05-15 Antecy Device for effective capturing and concentration of co2 from gaseous streams in a radial bed adsorber
WO2020154518A1 (en) 2019-01-23 2020-07-30 Blue Planet, Ltd. Carbonate aggregate compositions and methods of making and using the same
EP3725391B1 (en) * 2019-04-18 2021-05-26 Climeworks AG High troughput direct air capture device for capturing co2 from air and method of its operation
DE102019216764A1 (de) 2019-10-30 2021-05-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung umfassend zwei Teilsysteme, Verfahren zum Betreiben dieser Vorrichtung sowie Verkehrsmittel umfassend zumindest eines der Teilsysteme
CA3158823C (en) 2019-12-21 2024-06-11 High Hopes Labs Ltd. Gaseous matter capture system and method
RU2752720C1 (ru) * 2020-01-31 2021-07-30 Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") Мобильный адсорбер модульного типа
CN111495101B (zh) * 2020-04-27 2022-04-15 安徽顺达环保科技股份有限公司 一种湿法脱硫脱硝的废气防回流装置及方法
EP4192787A4 (en) * 2020-08-10 2024-04-10 Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation MICROPOROUS AIRGEL
DE102021200387A1 (de) 2021-01-18 2022-07-21 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Trinkwassersprudler, insbesondere für den häuslichen Gebrauch
US11266943B1 (en) 2021-06-11 2022-03-08 Joseph J. Stark System and method for improving the performance and lowering the cost of atmospheric carbon dioxide removal by direct air capture
US11389761B1 (en) 2021-06-11 2022-07-19 Joseph J. Stark System and method for improving the performance and lowering the cost of atmospheric carbon dioxide removal by direct air capture
US11266951B1 (en) 2021-06-11 2022-03-08 Joseph J. Stark System and method for improving the performance and lowering the cost of atmospheric carbon dioxide removal by direct air capture
WO2023034869A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-09 Yale University Systems and methods for carbon sequestration using enhanced weathering
DE102021212986A1 (de) 2021-11-18 2023-05-25 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Luftreinigungsvorrichtung zum Reinigen der Innenraumluft eines Zimmers, insbesondere Schlafzimmers oder Klassenzimmers
CN114056742B (zh) * 2021-11-22 2024-02-06 安徽省公共卫生临床中心(安徽省传染病医院) 一种麻醉机用连续进料式二氧化碳吸附器
DE102021213820A1 (de) 2021-12-06 2023-06-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung CO2-Adsorptionsmodul für eine CO2-Adsorptionsvorrichtung zum Trennen von CO2 (Kohlenstoffdioxid) aus Luft
DE102021213821A1 (de) 2021-12-06 2023-06-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung CO2-Adsorptionskörper für eine CO2-Adsorptionsvorrichtung zum Trennen von CO2 (Kohlenstoffdioxid) aus Luft
CN114294450B (zh) * 2022-01-15 2024-06-21 山东鲁源泵业有限公司 一种拍门装置
WO2023161404A1 (de) 2022-02-25 2023-08-31 Fld Technologies Gmbh Verfahren zur entfernung und immobilisierung von kohlenstoffdioxid aus der atmosphäre und/oder einem abgas
DE102022203471A1 (de) 2022-04-07 2023-10-12 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung CO2-Adsorptionsvorrichtung zum Trennen von CO2 (Kohlenstoffdioxid) aus Luft
WO2023247481A1 (en) 2022-06-24 2023-12-28 Climeworks Ag Direct air capture device
US11944931B2 (en) 2022-06-24 2024-04-02 Climeworks Ag Direct air capture device
DE102022120007A1 (de) 2022-08-09 2024-02-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Doppelklappenarmatur für einen Direct-Air-Capture-Reaktor
EP4360741A1 (en) 2022-10-24 2024-05-01 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG System for direct air capture of carbon dioxide
DE102022130004A1 (de) 2022-11-14 2024-05-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Prozessraum und Anlage zur Abtrennung von Kohlenstoffdioxid aus der Umgebungsluft
EP4378564A1 (en) 2022-11-30 2024-06-05 Dacma GmbH Adsorber structure for capturing gaseous components from a gas mixture
EP4378563A1 (en) 2022-11-30 2024-06-05 Dacma GmbH Adsorber structure for capturing gaseous components from a gas mixture and reactor comprising the adsorber structure
DE102022213750A1 (de) 2022-12-16 2024-06-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung CO2-Adsorptionsmodul für eine CO2-Adsorptionsvorrichtung zum Trennen von CO2 (Kohlenstoffdioxid) aus Luft
DE102022214124A1 (de) 2022-12-21 2024-06-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Modulare CO2-Adsorptionsvorrichtung zum Trennen von CO2 aus einem zugeführten Luftstrom mittels eines Adsorptions-Desorptions-Vorgangs

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1595355A (zh) * 1968-12-18 1970-06-08
EP0820798A2 (en) * 1996-07-23 1998-01-28 Praxair Technology, Inc. Radial bed vacuum/pressure swing adsorber vessel
CN1604812A (zh) * 2001-12-19 2005-04-06 麦克吉尔大学 从气流中吸附污染物以及吸附剂的就地再生
WO2010022339A3 (en) * 2008-08-21 2010-05-27 1446881 Alberta Ltd. Carbon dioxide capture method and facility
CN102553392A (zh) * 2010-12-22 2012-07-11 哈米尔顿森德斯特兰德空间系统国际有限公司 用于去除二氧化碳的方法和系统

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US687186A (en) 1901-03-30 1901-11-26 Frederick Denhard Safety device for elevators.
US2414642A (en) * 1943-09-14 1947-01-21 Filtrol Corp Portable food dehydrator employing hot air and a desiccant
GB621195A (en) * 1944-09-23 1949-04-06 Arthur Stephen Dennis Barrett Improvements in or relating to closures, such as valves, lids, doors and the like
US2612338A (en) * 1950-06-27 1952-09-30 Stokes Machine Co Quick-acting gear actuated pivoted valve
FR1148736A (fr) * 1955-04-28 1957-12-13 Galileo Off Perfectionnements apportés aux dispositifs obturateurs par soupape à plateau pour des conduites d'installations à vide élevé
FR1246256A (fr) * 1959-10-05 1960-11-18 Basses Pressions Lab Des Perfectionnements à la commande de vannes notamment pour les installations sous vide
US3857545A (en) 1973-06-14 1974-12-31 Briggs & Stratton Corp Valve for deep vacuum chambers
US4207084A (en) * 1977-04-04 1980-06-10 The Bendix Corporation Single bed separator apparatus
US4333752A (en) * 1980-01-14 1982-06-08 Michlin Chemical Corporation Adsorbent cartridge for the exhaust of diazo process machines
US5833529A (en) 1997-03-10 1998-11-10 Landis & Staefa, Inc. Fume hood exhaust terminal having an electrically driven linear actuator
US6748734B1 (en) 2001-08-15 2004-06-15 Barron Industries, Inc Gas turbine by-pass system
EP1835980A4 (en) 2005-01-12 2011-02-16 Lummus Technology Inc METHODS AND APPARATUS FOR IMPROVED CONTROL OF PSA FLOW VARIATIONS
US8163066B2 (en) 2007-05-21 2012-04-24 Peter Eisenberger Carbon dioxide capture/regeneration structures and techniques
US8500857B2 (en) 2007-05-21 2013-08-06 Peter Eisenberger Carbon dioxide capture/regeneration method using gas mixture
US7837771B2 (en) * 2007-10-12 2010-11-23 Hamilton Sundstrand Corporation Rotary cylinder dual diverter valve
AU2008324818A1 (en) 2007-11-05 2009-05-14 Global Research Technologies, Llc Removal of carbon dioxide from air
EP2266680A1 (en) 2009-06-05 2010-12-29 ETH Zürich, ETH Transfer Amine containing fibrous structure for adsorption of CO2 from atmospheric air
JP5932771B2 (ja) 2010-04-30 2016-06-08 ピーター・アイゼンベルガー 二酸化炭素を捕獲および封鎖するためのシステムおよび方法
EP2532410A1 (en) 2011-06-06 2012-12-12 Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt EMPA Porous adsorbent structure for adsorption of CO2 from a gas mixture
FR2986440B1 (fr) * 2012-02-07 2015-04-24 Air Liquide Adsorbeur constitue de plusieurs contacteurs a passage paralleles
EP2986357B1 (en) 2013-04-18 2018-02-14 Climeworks AG Low-pressure drop structure of particle adsorbent bed for gas adsorption separation process
US10040022B2 (en) * 2015-10-27 2018-08-07 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1595355A (zh) * 1968-12-18 1970-06-08
EP0820798A2 (en) * 1996-07-23 1998-01-28 Praxair Technology, Inc. Radial bed vacuum/pressure swing adsorber vessel
CN1604812A (zh) * 2001-12-19 2005-04-06 麦克吉尔大学 从气流中吸附污染物以及吸附剂的就地再生
WO2010022339A3 (en) * 2008-08-21 2010-05-27 1446881 Alberta Ltd. Carbon dioxide capture method and facility
CN102553392A (zh) * 2010-12-22 2012-07-11 哈米尔顿森德斯特兰德空间系统国际有限公司 用于去除二氧化碳的方法和系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107883991A (zh) * 2017-12-26 2018-04-06 华景科技无锡有限公司 一种传感器校准装置
CN112469492A (zh) * 2018-06-07 2021-03-09 金属塑料有限责任公司 用于特别是隔离器的屏障系统的封闭装置、过滤单元，以及屏障系统
CN113514651A (zh) * 2021-06-15 2021-10-19 杭州谱育科技发展有限公司 气体取样装置和方法
CN113514651B (zh) * 2021-06-15 2024-05-14 杭州谱育科技发展有限公司 气体取样装置和方法
CN114504924A (zh) * 2021-12-31 2022-05-17 西安交通大学 一种模块式直接空气二氧化碳捕集装置及过程强化方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10232305B2 (en) 2019-03-19
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