DE69718145T3

DE69718145T3 - Verfahren zur Behandlung der in einem Innenraum eingeschossenen Atmosphäre

Info

Publication number: DE69718145T3
Application number: DE69718145T
Authority: DE
Inventors: Dario Pruneri; Ivano Villa
Original assignee: ISOLCELL ITALIA; ISOLCELL ITALIA SpA
Current assignee: ISOLCELL ITALIA; ISOLCELL ITALIA SpA
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1997-05-28
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2017-05-29
Also published as: SI0880903T1; CN1086119C; ES2185896T3; ATE230219T1; ZA984264B; EP0880903B1; DE69718145T2; CN1258200A; EP0880903A1; ES2185896T5; DE69718145D1; PT880903E; PL336987A1; EP0880903B2; AR010171A1; NZ500823A; AU7762898A; PL190359B1; AU737782B2; WO1998053710A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung der in Innenräumen eingeschlossenen Atmosphäre.
Es sind Maschinen bekannt, die zur Reduzierung der in abgeschlossenen Innenräumen befindlichen Sauerstoff- und Kohlendioxidmenge verwendet werden, wie beispielsweise Kammern zur Konservierung von Lebensmitteln. Diese konventionellen Maschinen werden im wesentlichen von zwei Systemtypen ausgemacht. Ein erster Systemtyp leitet Stickstoff zur Verminderung der O₂-Menge, unter Verwendung beider industrieller Gase (Stickstoff in Gasflaschen oder flüssigen Stickstoff) und Stickstoff-Verbrennungsgeneratoren oder Molekular-Separations-Membranen-Generatoren, oder Molekularsiebe, wie PSA oder VSA, ein.
Ein zweites System absorbiert das Kohlendioxid in einem geschlossenen Kreislauf unter Verwendung chemischer Substanzen oder Aktivkohle, welche mit atmosphärischer Luft oder durch Einleiten von Stickstoff wie im ersten System regeneriert werden kann.
Alle konventionellen Systeme verwenden daher zum Fluten der Kammern typischerweise Stickstoff.
Die DE-A-2922145 offenbart eine Vorrichtung zur Behandlung der in einem Innenraum eingeschlossenen Atmosphäre, die mit einer Hochdruckpumpe Luft von Außen einsaugt und diese Luft modifiziert, bevor sie in den geschlossenen Innenraum eingebracht wird.
Die EP-A-0467668 offenbart ein System zur Kontrolle der Atmosphäre in einem zur Lagerung und zum Transport von leichtverderblichen Waren verwendeten Behälter, worin ein Adsorber zur Adsorption von Sauerstoff und Kohlendioxid aus dem Behälter verwendet wird.
Die EP 0 769 918 B1 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung einer gesteuerten Atmosphäre in einem Behälter mittels eines Verfahrens zur Herstellung von Stickstoff und eines Verfahrens zur Entfernung von Kohlendioxid einschließlich eines Adsorptionsschrittes und eines Regenerierungsschrittes.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein verbessertes Verfahren zur Reduzierung des Sauerstoff- und Kohlendioxidgehaltes in einer Kammer bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Reduzierung des Sauerstoff- und Kohlendioxidgehaltes in einer Einschließung unter Verwendung von geringer Energie bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe ist ein Verfahren bereitzustellen, welches auch CO₂ absorbieren kann.
Dieses Ziel, diese Aufgaben und Anderes, das im Folgenden ersichtlich wird, werden durch ein Verfahren erreicht, wie es in den angehangenen Ansprüchen beansprucht wird.
1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
2 ist eine schematische Seitenansicht und Aufriß eines Reservoirs einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
3 ist ein Konstruktionsdiagramm einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
Mit Bezug auf die obigen Figuren umfaßt die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, die allgemein mit der Bezugsnummer 1 bezeichnet ist, ein Molekularsiebe 5 enthaltendes Reservoir 3 sowie einen Einlaß 7 und einen Auslaß 9.
Der Auslaß 9 ist durch ein Auslaßventil 11 mit einem abgeschlossenen Innenraum, wie beispielsweise eine Kammer (nicht dargestellt), aus dem Sauerstoff oder Kohlendioxid entfernt oder im wesentlichen reduziert wird, verbunden. Der Einlaß 7 ist durch ein Einlaßventil 13 mit der Kammer verbunden. Eine aus einem Ventilator 17 konstruierte Ventilationsvorrichtung ist zwischen dem Einlaßventil 13 und dem Einlaß 7 angeordnet. Ein zweites externes Verbindungsventil 19 ist zwischen dem Ventilator 17 und dem Einlaßventil 13 angeordnet. Der Einlaß 7 ist ferner über ein Vakuumventil 23 mit einer Vakuumpumpe 21 verbunden.
2 zeigt das Reservoir 3, welches Molekularsiebe enthält, die durch eine Ladeöffnung 25 in das Reservoir eingebracht werden können.
Die verwendeten Molekularsiebe können beispielsweise CMS-F Kohlenstoffe sein, die von der Isolcell Italia SpA vertrieben und die üblicherweise in PSA Stickstoffgenerationssystemen verwendet werden.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt.
Während eines ersten Regenerationsschrittes wird die Vakuumpumpe 21 betätigt und durch Öffnen des Vakuumventils 23 ein Vakuum im Reservoir 3 erzeugt. Je höher das Vakuum ist, desto höher ist die Effizienz des nachfolgenden Absorptionsschrittes.
Nachdem eine vorher eingestellte Zeit vergangen ist, beginnt ein zweiter Absorptionsschritt, währenddessen das Auslaßventil 11 und das Einlaßventil 13 geöffnet und die Vakuumpumpe 21 durch Schließen des Vakuumventils 23 ausgeschaltet wird. An diesem Punkt wird der Ventilator 17 aktiviert, um die Luft aus der Kammer abzusaugen und in das Reservoir 3 einzuleiten. Die aus dem Auslaß 11 herauskommende Luft, wird aufgrund der Wirkung der Molekularsiebe 5 innerhalb des Reservoirs 3 mit einem reduzierten Gehalt an Sauerstoff und Kohlendioxid in die Kammer zurückgeleitet.
Nachdem eine gewisse Zeit vergangen ist, beginnt ein dritter Kompensationsschritt, währenddessen das externe Verbindungsventil 19 geöffnet und das Einlaßventil 13 geschlossen wird, wobei durch den Ventilator 17 Luft von Außen eingesogen und zuerst in das Reservoir 3 und dann in die Kammer eingeleitet wird, wobei ein Teil des Sauerstoffs entfernt wird. Dieser Kompensationsschritt ist notwendig, um die während des vorangegangenen Schrittes aus dem System abgezogene Luft diesem wieder zuzuführen.
Nachdem diese Serie von Schritten ausgeführt wurde, wird das externe Verbindungsventil 19 und das Auslaßventil 19 geschlossen und die Vakuumpumpe 21 wird zur Regeneration der Molekularsiebe erneut gestartet.
Es ließ sich in der Praxis beobachten, daß die Erfindung das beabsichtigte Ziel und die Aufgaben erreicht.
3 veranschaulicht vielmehr eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der Erfindung, welche zwei Reservoire für einen kontinuierlichen Einsatz der Vorrichtung enthält. Die generell mit der Referenznummer 100 gekennzeichnete Vorrichtung enthält ein erstes Reservoir 103 und ein zweites Reservoir 203, welche im wesentlichen identisch mit dem Reservoir 3 der Vorrichtung 1 sind und Molekularsiebe aufweisen.
Jedes Reservoir 103 und 203 umfasst einen Auslaß 109 beziehungsweise 209, und einen Einlaß 107 beziehungsweise 207.
Die Auslässe 109, 209 sind durch ein entsprechendes Auslaßventil 111, 211 mit dem abgeschlossenen Innenraum, beispielsweise eine Kammer (nicht dargestellt), aus dem Sauerstoff oder Kohlendioxid entfernt oder im wesentlichen reduziert werden muß, verbunden. Die Einlässe 107, 207 sind durch ein Einlaßventil 113 mit der Kammer verbunden. Eine aus einem Ventilator 117 konstruierte Ventilationsvorrichtung, ist zwischen dem Einlaßventil 113 und den Einlässen 107, 207 angeordnet. Ein zweites externes Verbindungsventil 119 ist zwischen dem Ventilator 117 und dem Einlaßventil 113 angeordnet. Zwischen dem Ventilator 117 und den Einlässen 107, 207 sind jeweils Wahlventile 133 und 233 angeordnet. Der Einlaß 107 ist ferner über ein Vakuumventil 123 mit einer Vakuumpumpe 121 verbunden. Der Einlaß 207 ist ebenfalls durch ein Vakuumventil 223 mit einer Vakuumpumpe 121 verbunden.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung 100 mit zwei Reservoiren ist konzeptionell identisch mit der Wirkungsweise der Vorrichtung 1 mit einem Reservoir, jedoch erlaubt diese einen kontinuierlichen Betrieb, da es möglich ist, während der Durchführung des Regenerationskreislaufs in dem einen Reservoir, den Absorptionsschritt sowie den Kompensationsschritt im anderen Reservoir durchzuführen.
Während des Regenerationsschrittes im ersten Reservoir 103 und dem gleichzeitigen Absorptionsschritt im zweiten Reservoir 203 wird die Vakuumpumpe 121 betätigt und das Vakuumventil 123 geöffnet, so daß ein Vakuum, beispielsweise von annähernd 40 mbar absoluter Druck, im ersten Reservoir 103 erzeugt wird.
Durch gleichzeitige Öffnung der Ventile 211, 113 und 233 sowie Betätigung des Ventilators 117, wird die in der Kammer vorhandene Luft, beispielsweise mit einem Druck von annähernd 50 mbar, abgezogen und in das zweite Reservoir 203 eingeleitet. Die Luft, die das zweite Reservoir 203 verläßt, wird durch ein Ventil 211 mit einem reduzierten Gehalt an Sauerstoff und Kohlendioxid in die Kammer eingeleitet.
Während des Regenerationsschrittes im ersten Reservoir 103 und dem gleichzeitigen Kompensationsschritt im zweiten Reservoir 203, verbleibt das erste Reservoir 103 unter den vorhergehenden Bedingungen, während das Ventil 113 geschlossen und das Ventil 119 geöffnet wird.
Während des nachfolgenden Regenerationsschrittes im zweiten Reservoir 203 und dem Absorptionsschritt im ersten Reservoir 103 sind die Ventile 123, 233, 211 und 119 geschlossen und die Ventile 113, 133, 223 und 111 geöffnet, so daß dementsprechend im zweiten Reservoir 203 ein Vakuum erzeugt wird und im ersten Reservoir 103 die Absorption durchgeführt wird.
Abschließend verbleibt das zweite Reservoir 203, während des Regenerationsschrittes im zweiten Reservoir 203 und während des Kompensationsschrittes im ersten Reservoir 103, unter den Bedingungen des vorhergehenden Schrittes, während das Ventil 113 geschlossen und das Ventil 119 geöffnet wird und externe Luft, nachdem sie teilweise gereinigt wurde, in das erste Reservoir 103 und dann in die Kammer eingeleitet wird.
Die eingesetzten Materialien wie auch die Dimensionen können natürlich irgendwelchen Erfordernissen sowie dem Stand der Technik entsprechen.

Claims

Verfahren zum Absorbieren von Sauerstoff und Kohlendioxid aus einer Kammer, umfassend: – einen Regenerationsschritt, in welchem in einem Reservoir (3), welches Molekularsiebe (5) enthält, ein Vakuum erzeugt wird, – einen Absorptionsschritt, während dem Luft aus der Kammer gezogen und an das Reservoir geleitet wird und während dem die das Reservoir verlassende Luft infolge der Wirkung der Molekularsiebe innerhalb des Reservoirs mit einem reduzierten Gehalt an Sauerstoff und Kohlendioxid in die Kammer zurückgeleitet wird, – einen Kompensationsschritt, während dem Luft von Außen eingesogen wird und zunächst in das Reservoir und nachfolgend in die Kammer geleitet wird, nachdem ihr Sauerstoffgehalt wenigstens teilweise entzogen wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die während der Kompensationsschritte von außen eingesogene Luft ausreicht, um die während der vorhergehenden Schritte aus dem System abgeführte Luft zu ersetzen.
Verfahren zum Absorbieren von Sauerstoff und Kohlendioxid aus einer Kammer, umfassend: – einen ersten Schritt, der einen Regenerationsschritt eines ersten Reservoirs (103) aufweist, wobei in dem ersten Reservoir, welches Molekularsiebe enthält, ein Vakuum erzeugt wird, einen gleichzeitigen Absorptionsschritt in einem zweiten Reservoir (203), wobei Luft aus der Kammer gezogen und in das zweite Reservoir geleitet wird und wobei die Luft, welche das zweite Reservoir verläßt, mit einem verminderten Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt infolge der Wirkung der Molekularsiebe innerhalb des zweiten Reservoirs zurückgeleitet wird, – einen zweiten Schritt, welcher den Regenerationsschritt des ersten Reservoirs gleichzeitig einem Kompensationsschritt des zweiten Reservoirs aufweist, während dem Luft von Außen eingesogen und zunächst in das zweite Reservoir und nachfolgend in die Kammer geleitet wird, nachdem zumindest ein Teil des Sauerstoffgehaltes der Luft entzogen wurde, um die während des Absorptionsschrittes im zweiten Reservoir aus dem System des zweiten Reservoirs abgeführte Luft zu ersetzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren aufweist: – einen dritten Schritt, der einen Regenerationsschritt eines zweiten Reservoirs beinhaltet, während dem ein Vakuum in dem Molekularsiebe enthaltenden zweiten Reservoir erzeugt wird, einen gleichzeitigen Absorptionsschritt in einem ersten Reservoir, während dem Luft aus der Kammer gezogen und in das erste Reservoir geleitet wird, wobei die Luft, die das erste Reservoir verläßt, infolge der Wirkung der Molekularsiebe innerhalb des ersten Reservoirs mit einem reduzierten Gehalt an Sauerstoff und Kohlendioxid in die Kammer zurückgeleitet wird, – einen vierten Schritt, der den Regenerationsschritt des zweiten Reservoirs gleichzeitig mit einem Kompensationsschritt des ersten Reservoirs aufweist, während dem Luft von Außen eingebracht und zuerst in das erste Reservoir und nachfolgend in die Kammer weitergeleitet wird, nachdem zumindest ein Teil des Sauerstoffgehaltes der Luft entzogen wurde, um die während des Absorptionsschrittes im ersten Reservoir aus dem System des ersten Reservoirs abgeführte Luft zu ersetzen.