DK201400144Y4 - System til co2-capture under anvendelse af pakket reaktor og absorptionsblanding med mikropartikler omfattende biokatalysator - Google Patents

Abstract

Den foreliggende frembringelse angår CO2-capture generelt og nærmere bestemt en fremgangsmåde til CO2-capture under anvendelse af mikropartikler omfattende biokatalysatorer og der tilvejebringes et system til CO2-capture under anvendelse af mikropartikler omfattende biokatalysatorer. Systemet til capture af CO2 fra en CO2-holdig gas omfattende en pakket reaktor og en absorptionsblanding, der strømmer gennem den pakkede reaktor. Systemet er konfigureret til at bringe den CO2-holdig gas i kontakt med absorptions blandingen inden i den pakkede reaktor, absorptions blandingen omfatter en flydende opløsning og mikropartikler, mikropartiklerne omfatter et bæremateriale og biokatalysatorer i form af kulsyreanhydrase, som bæres af bærematerialet. Kulsyreanhydrasen er immobiliseret på en overflade af mikropartiklernes bæremateriale, indesluttet i mikropartiklernes bære materiale eller en kombination deraf; eller kulsyreanhydrasen tilvejebringes som tværbundne enzym aggregater (CLEAs), hvor bærematerialet omfatter en del af kulsyreanhydrasen og tværbinderen, eller kulsyreanhydrasen tilvejebringes som tværbinderen eller kulsyreanhydrasen tilvejebringes som tværbundne enzymkrystaller (CLECs) og bærematerialet omfatter en del af kulsyreanhydrasen. Mikropartiklerne er dimensioneret og tilvejebragt i en sådan koncentration, at absorptionsblandingen kan strømme gennem den pakkede reaktor, således at mikropartiklerne transporteres med den flydende opløsning til accelerering af opløsning og transformation af CO2 til bicarbonat- og hydrogen ioner, som udgør en del af den flydende opløsning. Ved processen produceres der en CO2-depleteret gas og en ion-rig blanding omfattende den flydende opløsning og mikropartiklerne.

Description

SYSTEM TIL COz-CAPTURE UNDER ANVENDELSE AF PAKKET REAKTOR OGABSORPTIONSBLANDING MED MIKROPARTIKLER OMFATTENDEBIOKATALYSATOR

FREMBRINGELSENS OMRÅDE

Den foreliggende frembringelse angår C02-capture generelt og nærmere bestemt enfremgangsmåde til C02-capture under anvendelse af mikropartikler omfattendebiokatalysatorer.

BAGGRUND

Stadig mere dystre advarsler fra videnskabelige samfund over heie verden om farerneved klimaændringer kombineret med større offentlig opmærksomhed og bekymringomkring spørgsmålet har afstedkommet øget momentum i retning af global lovgivningmed det formål at reducere menneskeskabte drivhusgas- (GHG) emissioner, isærkuldioxid. Ultimativt vil en betydelig nedskæring i nordamerikanske og globaie C02-emissioner kræve reduktioner af den elektricitetsproducerende sektor, den største kildetil C02 på verdensplan. Ifølge Det internationale Energiagenturs (1EA) GHG-programvar der i 2006 næsten 5.000 kraftværker tii fossile brændstoffer på verdensplan, somgenererer næsten 11 milliarder tons C02, hvilket udgør næsten 40 % af de samledeglobale antroprofene C02~emissioner Af disse emissioner fra den kraftgenererendesektor kom 61 % fra kulfyrede anlæg. Om end den langsigtede agenda, somregeringer anbefaler, er erstatning af generering af fossilt brændstof med vedvarendeenergi, dikterer stigende energiefterspørgsel, kombineret med den enormeafhængighed af fossil-generering på kort ti! mellemiangt sigt. at denne fossil-basisforbliver operationel. At implementere et effektivt GHG-reduktionssystem vii såiedeskræve, at C02-emissioneme fra denne sektor mindskes, hvor carbon indfangning oglagring (CCS - Carbon Capture and Storage) er en aide bedst kendte løsninger.

CCS-processen fjerner C02 fra en C02-holdig røggas og muliggør produktion af enstærkt koncentreret C02-gasstrøm, som komprimeres og transporteres tii etsekvestreringssite. Dette site kan være et depieteret oliefelt eller en saitvandsakvifer.Sekvestrering i hav- og mineralcarbonisering er to alternative måder til sekvestrering,som befinder sig i forskningsfasen. Captured C02 kan også anvendes ti! forbedring afolieindvinding.

Gængse teknologier til C02-capture er primært baseret på anvendelse afaminopiøsninger, der cirkuleres gennem to adskilte hovedenheder: en absorptionssøjle, der er koblet til en desorptions- (eller stripnings-) søjle.

Biokatalysatorer er blevet anvendt til anvendelser i forbindelse med C02-absorption.For eksempel kan C02-transformation katalyseres af enzymet kulsyreanhydrase somfølger:

Under optimale forhold kan den katalyserede omsætningshastighed af denne reaktionnå 1 x 1G6 moiekyier/sekund.

Der findes nogle kendte måder til tilvejebringelse af kulsyreanhydrase i CO2- capture-reaktorer. En måde er ved immobilisering af enzymet på et fast paknings materiale i enreaktor med pakket søjle. En anden måde er ved tilvejebringelse af enzymet i opløseligtilstand i en opløsning i eller som strømmer gennem en reaktor. Begge disse metodergiver fordele, men også nogle begrænsninger. Enzym immobiliseret på et fastpakningsmateriale begrænser fordelen af enzymet, da det haren begrænsettilstedeværelse i den tynde reaktive flydende film ved gas-væske-grænsefiaden, derhar en tykkelse på ca. 10 pm; enzym på pakningen er adskillige millimeter fra gas-væske-grænsefladen. Opløseligt enzym bibringer den optimale enzymvirkning, mendet er ikke let at adskille enzymet fra opløsningen, og hvis enzymet ikke er robust overfor intense betingelser, såsom dem, der anvendes i desorptionsoperationer, vil detblive denatureret, og processen vil kræve høje niveauer af kontinuerlig enzym¬erstatning.

WO 2004/056455 angår en fremgangsmåde og et system, der kan omfatte en spray-absorber-bioreaktor til behandling af en gas tii fjernelse af C02 derfra. Spray¬absorberen er konfigureret ti! at spraye en absorptionsvæske omfattende enbiokatalysator, såsom kulsyreanhydrase, der er fri eller immobiliseret i forhold til enbærer. Biokatalysatorerne passerer gennem en forstøver sammen med væskefasenind i spray-absorberen.

Der er behov for en teknologi, der overvinder nogie af disse problemer og udfordringerved de kendte teknikker tii tilvejebringelse af biokatalysatorer, såsomkulsyreanhydrase, i CG2-capture-reaktorer.

RESUMÉ AF FREMBRINGELSEN

Den foreliggende frembringelse imødekommer det oven for nævnte behov ved attilvejebringe et system til C02-capture under anvendelse af mikropartikier omfattendebiokatalysatorer.

Den foreliggende frembringelse tilvejebringer et system til capture af C02 fra en C02-holdig gas omfattende en pakket reaktor og en absorptionsblanding, der strømmergennem den pakkede reaktor, hvilket system er konfigureret ti! at bringe den C02-holdig gas i kontakt med absorptions blandingen inden i den pakkede reaktor,absorptions blandingen omfatter en flydende opløsning og mikropartikier, mi kro¬partiklerne omfatter et bæremateriaie og biokatalysatorer i form af kulsyreanhydrase,som bæres af bærematerialet, hvor kulsyreanhydrasen er immobiliseret på enoverflade af mikropartikiernes bæremateriaie, indesluttet i mikropartiklernes bæremateriale eller en kombination deraf; eller kuisyreanhydrasen tilvejebringes somtværbundne enzym aggregater (CLEAs), hvor bærematerialet omfatter en del afkuisyreanhydrasen og tværbinderen, eller kuisyreanhydrasen tilvejebringes somtværbinderen eller kuisyreanhydrasen tilvejebringes som tværbundne enzymkrystailer(CLECs) og bærematerialet omfatter en del af kuisyreanhydrasen; hvormikropartiklerne er dimensioneret og tilvejebragt i en sådan koncentration, atabsorptionsbiandingen kan strømme gennem den pakkede reaktor, således atmikropartiklerne transporteres med den flydende opløsning til accelerering af opløsningog transformation af C02 til bicarbonat- og hydrogen ioner, som udgør en del af denflydende opløsning, hvorved der produceres en C02-depleteret gas og en ion-rigblanding omfattende den flydende opløsning og mikropartiklerne.

I et valgfrit aspekt omfatter systemet en separations enhed til fjernelse afmikropartiklerne fra den ion-rige blanding til fremstilling af en ion-rig opløsning, i etandet valgfrit aspekt udføres fjernelse af mikropartiklerne med filtrerings mekanisme,magnetisk adskillelse, centrifugering, cyklon, sedimentering eller en kombination deraf.

I et andet valgfrit aspekt omfatter systemet enheder, der udfører desorption ellermineralcarbonisering på den ion-rige opløsning til frembringelse af en ion-depieteretopløsning. Den ion-rige blanding kan omfatte præcipitater, og præcipitaterne kanfjernes fra den ion-rige blanding før udførelse af desorption eller mineralcarbonisering.

I et andet valgfrit aspekt omfatter systemet et indløb til tilsætning af en mængde afmikropartiklerne til den ion-depieterede opløsning før recirkulation af den ion-depleterede opløsning til yderligere kontakt med den C02-holdige gas.

i θί andet vaigfrit aspekt omfatter systemet et indløb til indføring af den ion-rigeblanding i en desorptionsreaktor, hvor mikropartiklerne stabiliseres af bærematerialetog er dimensioneret og tilvejebragt i en sådan koncentration i desorptionsreaktoren, atmikropartiklerne transporteres med den ion-rige blanding til accelerering aftransformation af bicarbonat- og hydrogenionerne til COx-gas og vand, hvorved derproduceres en CCVgasstrøm og den ion-depleterede opløsning.

i et andet valgfrit aspekt kan mikropartiklerne være dimensioneret til at lette adskillelseaf mikropartiklerne fra den ion-rige blanding. For eksempel kan mikropartiklerne væredimensioneret til at have en diameter på over ca. 1 pm eller over ca. 5 pm.

I et andet vaigfrit aspekt kan mikropartiklerne være dimensioneret til at have etkatalytisk overfladeareal omfattende biokatalysatorerne med en sådanaktivitetsdensitet, at der tilvejebringes et aktivitetsniveau svarende til et tilsvarendeaktivitetsniveau af opløselige biokatalysatorer over ca. 0,05 g biokatalysator/!-,eventuelt mellem ca. 0,05 g biokataiysator/L og ca. 2 g biokatalysator/L, og fortrinsvismellem ca. 0,05 g biokatalysator/L og ca. 0,5 g biokatalysator/L, når det drejer sig ombiokatalysatorer med en minimumaktivitet på ca. 260 WA units/mg.

I et andet valgfrit aspekt danner absorptionsblandingen og COs en reaktiv flydende filmmed en tykkelse, og mikropartiklerne er dimensioneret til at ligge inden for enstørrelsesorden af tykkelsen af den reaktive flydende film. I et andet valgfrit aspektdanner absorptionsblandingen og CO2 en reaktiv flydende film med en tykkelse, ogmikropartiklerne er dimensioneret til at være mindre end tykkelsen af den reaktiveflydende film. Tykkelsen af den reaktive flydende film kan være ca. 10 pm.

I et andet valgfrit aspekt er mikropartiklerne dimensioneret til mellem ca. 1 pm og ca.100 pm.

I et andet valgfrit aspekt kan der dannes præcipitater i den ion-rige blanding, ogmikropartiklerne kan være dimensioneret til at være større eller tungere endpræcipitaterne.

i et andet vaigfrit aspekt har mikropartiklerne en aktivitetsdensitet på mindst ca. 0,06WA/mm2, eventuelt på ca. 0,5 WA/mm2 eller derover.

I et andet valgfrit aspekt tilvejebringes mikropartiklerne i absorptions blandingen i enmaksimal partikeikoncentration på ca. 40 % v/v, I nogle valgfrie aspekter kan den maksimale mikropartikelkonceniraiion være 35 % v/v, 30 % v/v, 25 % v/v, 20 % v/v, 15% v/v, 10 % v/v eller 5 % v/v.

I et andet valgfrit aspekt består bærematerialet mindst delvist af nyion, celiuiose, silica,silicagel, chitosan, polystyren, polymethylmetacryiat, magnetisk materiale eller enkombination deraf. Bæreren kan fortrinsvis bestå af nylon.

I et andet valgfrit aspekt kan bærematerialets densitet være mellem ca. 0,6 g/ml og ca.3 g/ml.

I et andet valgfrit aspekt omfatter absorptionsblandingen vand og enabsorptionsforbindelse. Absorptionsforbindelsen kan omfatte primære, sekundæreog/elier tertiære aminer; primære, sekundære og/eller tertiære alkanolaminer;primære, sekundære og/eller tertiære aminosyrer; og/eller carbonater. Nærmerebestemt kan absorptionsforbindelsen omfatter piperidin, piperazin, derivater af piperidineller piperazin, som er substitueret med mindst én aikanolgruppe, monoethanolamin(MEA), 2-amino-2-methyl-1 -propanol (AMP), 2-(2-aminoethylamino)ethanol (AEE), 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propandioi (Tris), N-metbyldiethanolamin (MDEA),dimethylmonoethanolamin (DMMEA), diethyimonoethanolamin (DEMEA),triisopropanolamin (TIPA), trietbanolamin, dialkylether af polyaikyienglycoler,dialkylether eller dimethylether af polyethylenglycol, aminosyrer omfattende glycin,prolin, arginin, histidin, lysin, asparaginsyre, glutaminsyre, methionin, serin, threonin,glutamin, cystein, asparagin, valin, leucin. isoleucin, alanin, tyrosin, tryptophan,phenyialanin og derivater såsom taurin, N,cyciohexyl-1,3-propandiamin, N-sekundær-butylglycin, N-methylN-sekundær-butylglycin. diethylglycin, dimethylglycin, sarcosin.methyltaurin, methyl-o-aminopropionsyre, N-$-ethoxy)taurin, N-(|3-aminoethyl)taurin,N-methyl-alanin, 6-aminohexansyre og kalium- eller natriumsalte af aminosyrer;kaliumcarbonat, natriumcarbonat, ammoniumcarbonat, accelererede kaiiumcarbonat-opløsninger og accelererede natriumcarbonatopløsninger eller accelereredeammoniumcarbonater; eller blandinger deraf.

I et andet valgfrit aspekt har mikropartikierne en størrelse ifølge en størrelsesprotokol,som omfatter valg af et ønsket biokataiytisk aktivitetsniveau; bestemmelse af enmaksimalt tilladt partikelkoncentration for den pakkede reaktor; bestemmelse af et ti!opnåelse af det biokatalytiske aktivitetsniveau nødvendigt totalt overfladeareal;bestemmelse af et til opnåelse af maksimalt totalt mikropartikelvoiumen; ogbestemmelse af en maksimal størrelse for mikropartikierne til opnåelse af detbiokatalytiske aktivitetsniveau med den maksimalt tilladte partikelkoncentration.

Mikropartiklerne ti! indføring i den flydende opløsning kan have valgfrie træk oganvendelser som beskrevet for de valgfri aspekter af processen heri.

Den foreliggende frembringelse tilvejebringer også et system til capture af C02 fra enC02-hoSdig gas. Systemet omfatter en absorptionsenhed omfattende et gasindløb forden COz-holdig gas, et væskeindløb til tilvejebringelse af en absorptionsblandingomfattende en flydende opløsning, og mikropartikler omfattende et bæremateriale ogbiokatalysatorer understøttet deraf. Systemet omfatter et reaktionskammer, der gør detmuligt, at mikropartiklerne kan transporteres med den flydende opløsning tilmuliggørelse af opløsning og transformation af C02 ti! bicarbonat- og hydrogen ioner,hvorved der produceres en CCVdepleteret gas og en ion-rig blanding indeholdendemikropartiklerne. Systemet omfatter et gasudiøb til uddrivning af den CCVdepieteredegas og et væskeudløb til uddrivning af den ion-rige blanding indeholdendemikropartiklerne fra den ion-depieterede blanding. Eventuelt kan systemet omfatte enfjernelses enhed til fjernelse af mikropartiklerne fra den ion-depieterede blanding ogfremstilling afen ion-rig opløsning; en regenereringsenhed til modtagelse af den ion-rige opløsning og muliggørelse af desorption eller mineralcarbonisering ved frigørelseaf bicarbonat-ionerne fra den ion-rige opløsning til frembringelse af en ion-depleteretopløsning; og en tilsætningsenhed til tilsætning af mikropartiklerne til den ion-depieterede opløsning før denne recirkuleres til absorptionsenhedens væskeindløb.Systemet kan have valgfrie træk som beskrevet for de valgfri aspekter af den heromhandlede proces.

Styring og koordinering af mikropartikiernes størrelse, koncentration og biokatalytiskaktivitet muliggør fordelagtig drift i C02-capture-processer.

KORT BESKRIVELSE AF TEGNINGERNE

Figur 1 er et procesdiagram af en udførelsesform af den foreliggende frembringelse,hvor biokatalytiske mikropartikler strømmer i absorptionsopløsningen.

Figur 2 er et procesdiagram af en anden udførelsesform af den foreliggendefrembringelse, hvor en absorptionsenhed er koblet til en desorptionsenhed, ogbiokatalytiske mikropartikler strømmer i absorptionsopløsningen.

Figur 3 er en skematisk repræsentation af gas-væske-grænsefiaden i absorptionen.

Figur 4 er en graf, der viser udviklingen af residualaktivitet af enzym- mikropartikler, derudsættes for MDEA 2M ved 40 °C til illustration af stabilitetsvirkning.

BESKRIVELSE AF FORETRUKNE UDFØRELSESFORMER

Fig. 1 og 2 viser henholdsvis to forskellige udførelsesformer af systemet ifølge denforeliggende frembringelse og illustrerer en proces, som kan udøves i systemet. Detskal også forstås, at udførelsesformer af mikropartiklerne ifølge den foreliggendefrembringelse kan anvendes sammen med processen og systemet.

Generelt drager processen fordel af biokatalysatorer til gas-scrubbing, især til CO2-fjernelse fra et C02-holdigt vand fra en reaktor. I én udføreisesform muliggørprocessen anvendelse af immobiliserede biokatalysatorer, såsom kuisyreanhydrase, tilC02-fjernelse i en pakket søjle. Kulsyreanhydrasen kan bæres af mikropartiklerne iformuleringen ved at være direkte bundet til partiklebærematerialets overflade,indesluttet i eller fastgjort til en porøs bærematerialematrix, indesluttet i eller fastgjort tilet porøst coating materiale, der er tilvejebragt omkring en bærepartikel, som selv erporøs eller ikke-porøs, eller til stede som tværbundne enzymaggregater (CLEA) ellertværbundne enzymkrystaller (CLEC), hvor det indre "bæremateriale" selv omfatter etaggregat af enzymer og andre midler, som kan anvendes til dannelse af CLEAs ellerCLECs, såsom en tværbinder. Enzymet kan tilvejebringes i CLEÅ- eiier CLEC-form,som kan tilvejebringes på eller omkring et andet bæremateriaie, der kan væremagnetisk eiier ej. Det skai forstås, at en kombination af de ovennævnteimmobiliseringsteknikker kan anvendes ti! at gøre det muligt for de biokatalytiskemikropartikler at strømme i absorptionsopiøsnlngen gennem reaktoren på, gennemog/eller omkring en pakket søjles pakningsmateriale.

Den foreliggende frembringelse tiivejebringer et system som muliggør en proces tilcapture af CO2 fra en C02-hoidig gas. I én udførelsesform af en sådan proces omfatterdet første trin etablering af kontakt mellem den CCVhoidige gas og en absorptionsblanding omfattende en flydende opløsning og mikropartikler. Mikropartiklerneomfatter et bæremateriale og biokatalysatorer, der bæres deraf. Mikropartiklernetilvejebringes såiedes, at absorptionsblandingen er pumpbar. Fortrinsvis udførestrinnet med etablering af kontakt mellem gas- og væskefaserne således, atmikropartiklerne strømmer med den flydende opløsning, bevæger sig i den flydendeopløsning og bevæger sig ind og ud af buik-fiowetfor at forbedre hurtig konvektivmasseoverførse! af CC>2-reaktanten og hydrogen- og bicarbonat ion produkterne.

Dette absorptionstrin kan udføres i en række reaktorer. Absorptionstrinnet udføres i enreaktor med pakket søjie. Når absorbtionstrinnet udføres i en pakket søjie strømmermikropartikleme nedad ved at strømme med den flydende opløsning, mens dekolliderer mod og rikochetterer fra pakningen. Mens bulk-flowet af mikropartiklemefølger den flydende opløsnings gennem reaktoren, får kollisionerne nogle afmikropartikler til at ændre retning og hastighed, således at de ikke bevæger sig medden flydende opløsnings lokale flow. Denne bevægelse i den flydende opløsning kanhave lineære komponenter og/el!er spinningskomponenter, og muliggør hurtigkonvektiv masseoverførsel af C02 til adgang ti! biokatalysatorerne på mikropartikleme.Desuden er mikropartikleme fortrinsvis dimensioneret (sammen med densitet og form)således, at de kan transporteres med den flydende opløsnings bulk-flow og ti! at væretil stede i den tynde reaktive film mellem gas- og væskefaser. Det skal forstås, atsådanne mikropartikler helt eller delvist kan bryde fri af bulk-flowet. Sådannemikropartikler, der er brudt ud, kan have en særlig tynd flydende filmbelægning, dermuliggør hurtig C02-penetrering. Disse mikropartikler tiilader bi carbon at- og hydrogenionerne dannet i den tynde flydende film hurtigt at fordele sig ud i den flydende bulk-opløsning.

Størrelsen af de sammensatte mikropartikler kan afhænge af reaktortypen,procesbetingelserne, bærematerialets densitet og form. Densiteten kan vælgesbaseret på den ønskede katalytiske aktivitet eller adskillelse af mikropartikleme fraopløsningen, eller begge. Densiteten kan være ca. 0,6 til ca. 3 g/ml. For eksempelkan nylonbærere have en densitet på ca. 1,1, cellulosebærere kan have en densitet påca. 1,6, og magnetiske bærere kan have en densitet på ca. 2,5. Mikropartiklemesdensitet kan også vælges afhængigt af den type separations teknik, der anvendes til atfjerne mikropartikleme efter absorptionstrinnet, som tilfældet måtte være. Hvis mi kro¬partiklerne for eksempel er tungere end vand, kan visse separationsmetoder værefordelagtige. Mikropartiklemes densitet kan også vælges til accelerering af selveabsorptionsprocessen afhængigt af driftsforholdene og den type reaktor, der anvendes.Hvis det for eksempel ønskes at undgå synkning, kan mikropartikleme have endensitet svarende til absorptionsbiandingens eller den ion-rige blandings, som ønsket.Virkningen af densitet vil også blive illustreret af nogle af eksemplerne nedenfor.Mikropartiklemes form kan også vælges baseret på rheologiske virkninger og mikro-partiklernes tilgængelige overfladeareal, hvilket også vil blive illustreret af nogle af deneden for anførte eksempler.

I et valgfrit aspekt af den foreliggende frembringelse styres partikelkoncentrationen ogpartikelstørreisen sammen med enzymaktiviteten i en given opløsning. Den partikelkoncentration, der er nødvendig tli opnåelse af et givet niveau af enzymaktiviteti en opløsning, er en parameter, der påvirker partikelstørreisen. Hvispartikelkoncentrationen er for høj, kan det resultere i en absorptions blanding, som ervanskelig eller umulig at pumpe gennem et pakket leje eller spray-reaktor-system. idenne forbindelse har det vist sig at for at opnå samme enzymaktivitet som 1 g/Lopløselig kuisyreanhydrase (CA) med 350 pm polymere mikropartikler med CA fikserettil deres overflade, som haren aktivitetsdensitet på 0,51 Wilbur-Anderson.unit/mm2(WA/mm 2), er den tilsvarende partikelkoncentration ca. 60 % (v/v), hvilket er for højt tilat kunne pumpes. For at reducere partikelkoncentrationen til under et foretrukketniveau på 30 % (v/v), der svarer til 300 g/L for partikler med densitet nær 1, skal 350pm mikropartiklerne enten modificeres således, af de giver en højere aktivitetsdensiteteller reduceres i størrelse. For eksempel, givet samme aktivitetsdensitet på 0,51 unitWA/mm2 og samme aktivitet svarende til 1 g/L, ville opløselig CA under anvendelse afmikropartikler med en diameter på 50 pm resultere i en partikelkoncentration på 90 g/L(eller 9 % v/v), en pumpbar absorptionsblanding. Mere om partikelstørreise ogkoncentration vil blive diskuteret i det følgende med hensyn til en beregningsmetode ogindvirkningen af forskellige parametre.

I et andet valgfrit aspekt af den foreliggende frembringeise væiges mikropartikiernespartikelstørreise i henhold til tykkelsen af den reaktive film i den givne opløsning.Tykkelsen af den reaktive film afhænger af visse faktorer, herunder typen afabsorptionsopløsning og den gas, der absorberes. I et aspekt, når det drejer sig om demest almindeligt anvendte C02-absorptionsopløsninger. har den reaktive film entykkelse på ca. 10 pm.

figur 3 er der vist en skematisk repræsentation af gas-væske-grænsefiaden i enabsorptionsenhed, i denne absorptionsenhed strømmer gasfasen opad, og væskefasenedad. Masseoverførsei meliem de to faser finder sted i gasfilmen (tykkelse δδ) og denflydende film (tykkelse δι). Ved C02-absorption eksisterer modstand over formasseoverførsel i væskefasen. I konventionelle absorptionsopiøsninger er tykkelsenaf den flydende film ved pakningens overflade flere millimeter. Imidlertid er tykkelsenaf den reaktive flydende film, hvor masseoverførsei og reaktioner meliem C02 ogopløsningen finder sted (δ;), omkring 10 pm. For at få den største fordel af enzymet, erdet derfor fortrinsvis til stede i denne reaktive flydende film. Mulige måder til at nå fremtil dette er ved anvendelse af opløseligt enzym eiier ved anvendelse afenzymmikropartikler med små diametre. Til sammenligning, så er enzym, der erimmobiliseret til en stor fast pakning og som befinder sig på pakningsmateriaiets overflade, adskillige millimeter fra gas-væske-grænsefladen og den reaktive flydendefilm, og dennes indvirkning er således relativt mindre.

For at drage fordel af de virkninger, der er forbundet med tykkelserne af disse reaktivefilm, kan mikropartiklerne være dimensioneret sådan, at diameteren ligger inden foromkring en størrelsesorden af filmtykkelsen, fortrinsvis mindre end filmtykkeisen. I ettilfælde, hvor den reaktive film har en tykkelse på omkring 10 pm, kan mikropartiklernevære dimensioneret mellem ca. 1 pm og ca. 100 pm. fortrinsvis mellem ca. 1 pm og ca.10 pm, mere foretrukket under omkring 10 pm, fortrinsvis under omkring 5 pm. i enanden udførelsesform vælges den nedre grænse for mikropartikelstørrelsen baseret påden ønskede metode til mikropartikeladskillelsen, såsom filtrering. Mikropartikler af envis størrelse kan lettere adskilles fra den ion-rige blanding under anvendelse af nogleseparationsmetoder, mens de forbliver små nok til at opnå den ønskede katalytiskeaktivitet.

En udførelsesform af systemet er vist i figur 1 og vil blive beskrevet nærmere i detfølgende. Først blandes de biokatalytiske mikropartikler i den magreabsorptionsopiøsning i et biandekammer (E-4), Den magre absorptionsopløsningrefererer til absorptionsopiøsningen, der er karakteriseret ved en lav koncentration afde arter, der skal absorberes. Denne opløsning er enten en frisk opløsning ellerkommer fra den mineralske carboniseringsproces eller C02-desorptionsprocessen (10).Absorptionsopløsningen med biokataiytiske partikler (11), også benævnt absorptionsblandingen, føres derefter til toppen afen pakket søjle (E-1) med en pumpe (E-7).Pakningsmaterialet (9) kan være fremstillet af konventionelt materiale såsompolymerer, metal og keramik. Geometrien af pakningen kan vælges fra det, der erkommercielt tilgængeligt. Det er også muligt at vælge eller arrangere pakningen tiiaccelerering af visse deflektioner og koliisioner med mikropartikler eller til at undgåakkumulering af mikropartiklerne i reaktoren. For eksempel har emballagen fortrinsvisbegrænsede opad vendende konkaviteter for at undgå akkumulering af mikropartiklerderi. Også foretrukket er pakningsbærerne meget større end mikropartikierne. Ogsåforetrukket vælges mikropartiklerne og pakningen således, at mikropartiklerne kanstrømme gennem reaktoren uden tilstopning. En C02-holdig gasfase (12) tilføres imodstrøm til den pakkede søjle (E-1) og strømmer videre gennem og/eiler omkringpakningen (9) fra bunden til toppen af søjlen. Absorptionsopløsningen og debiokatalytiske mikropartikler strømme videre gennem og/eller omkringpakningsmaterialet (9) fra toppen af søjlen til bunden. Efterhånden somabsorptionsopiøsningen og de biokataiytiske mikropartikler passerer frem gennemabsorberen, bliver absorptionsopiøsningen rigere på den forbindelse, der absorberes.

Biokatalytiske mikropartikier, der er til stede nær gas-væske-grænsefladen, forbedrerC02-absorption ved straks at katalysere C02~hydratiseringsreaktionen til dannelse afbicarbonat-ioner og protoner, og dermed maksimering af C02-koncentrationsgradienten på tværs af grænsefladen. Ved søjlens udgang pumpes (E-5) denrigholdige absorptionsopløsning og de biokatalytiske mikropartikier (13) til enpartikeladskillelsesenhed (E-3). Righoldig absorptionsopløsning refererer tilabsorptionsopløsninger, som er karakteriseret ved en koncentration af absorberetforbindelse, som er højere end den magre opløsnings. Adskilielsesenheden E-3 kanomfatte en filtreringsenhed (såsom en tangential filtreringsenhed), en centrifuge, encyklon, en sedimentationstank eller en magnetisk separator og andre enheder ellerudstyr, der er kendt fil partikel- eller faststofadskillelse. Adskilielsesenheden muliggørogså, at en vis mængde opløsning kan tilbageholdes med mikropartikierne, således atpartiklerne ikke udtørrer, hvilket kan denaturere biokatalysatorerne, i et valgfrit aspektgør mængden af tilbageholdt opløsning det muligt, at mikropartikierne kan pumpes tilen lagringsenhed eller direkte tilbage til et blandekammer (E-4) med en pumpe (E-6)for tilsætning til absorptionsenheden. I et andet valgfrit aspekt kan mikropartikiernemed tilbageholdt opløsning under anvendelse af tyngdekraften indføres iblandekammeret (E-4), hvilket f.eks. gøres muligt ved at udføre adskillelse oven overblandeenheden. Adskillelsen kan udføres i kontinuerlig drift eller i batch-drift, og kanstyres således, at det tilsikres, at den rette mængde opløsning tilbageholdes til sikringaf enzymaktivitet. Det kan også foretrækkes, at mikropartikierne tilvejebringes således,at de let kan adskilles fra eventuelle faste udfældninger (f.eks. bicarbonat-udfæidninger), som kan være opfanget i den ion-rige opløsning, om nødvendigt.Absorptionsopløsningen uden mikropartikier (15) pumpes derefter (E-9) til en andenenhed, som kan være en CCVdesorptionsenhed elier en mineralskcarboniseringsenhed (10). Biokatalytiske mikropartikier (16) blandes med den magreC02-absorptionsopløsning. Denne suspension indføres derefter igen iabsorptionssøjlen (E-1).

I en anden udføreisesform er absorptionsenheden koblet til en desorptionsenhed, somvist mere detaljeret i figur 2. i denne udførelsesform pumpes den CCVrigeabsorptionsopløsning af pumpen (E.9) uden biokatalytiske mikropartikier (15) gennemen varmeveksler (E-10), hvor den opvarmes, og derefter til desorptionssøjlen (E-11). Idesorptionsenheden opvarmes opløsningen yderligere, således at C02 frigives fraopløsningen i gasformig tilstand. På grund af den relativt høje temperatur, deranvendes under desorption, fordamper vandet også. En del af absorptionsopløsningen(18) dirigeres hen mod en reboiler (E-12), hvor den opvarmes til en temperatur, dermuliggør COz-desorption. Gasformigt C02 sammen med vanddamp indføres i en kondensator (E-13), hvor den gasformige bianding afkøles, vand kondenserer og førestilbage til desorptionsenheden (19). Tørgasformig C02 (20) ledes derpå til enkomprimerings- og transportproces tii videre processering. Væskefasen, somindeholder mindre CO2, og som benævnes den magre absorptionsopiøsning (17),pumpes derefter (E-14) tii varmeveksleren (E-10) tii nedkøling og indføring ibiandekammeret (E- 4). Temperaturen af den magre absorptionsopløsning (17) børvære lav nok ti! ikke at denaturere enzymet, hvis det er ti! stede.

Biokatalysatorerne kan placeres på bærematerialet på en af de måder, der erbeskrevet ovenfor, og sådanne mikropartikier blandes i absorptionsopiøsningen ogstrømmer videre nedad gennem og/eiler omkring den pakkede søjies pakning. DenCCVholdige gas strømmer i modstrøm videre gennem og/elier omkring pakningen ogkommer i kontakt med absorptionsopiøsningen med de biokatalytiske mikropartikier.

En fordel ved at have mikropartikier med biokatalysatorer i absorptionsopiøsningen, atenzymet bringes i tæt kontakt med gasfasen, hvorved C02-koncentrationsgradientenpå tværs af gas- og væskefasen maksimeres og dermed C02-absorptionshastigheden.En fordel ved denne proces er, at virkningen af immobiliserede biokataiysatorer kanvære større, fordi de er tættere på gas-væske-grænsefladen. Performance forbedres iforhold til en pakket søjle uden enzym og med biokatalysatorer immobiiiseret på selvepakningen.

En fordel ved tilvejebringelse af mikropartikier er at mængden og aktiviteten af enzymetkan designes og styres for en given proces, reaktor, krav tii pumpning eller et sæt af betingelser.

En anden fordel er at immobilisering af biokatalysatorerne som en del afmikropartiklerne kan bibringe forøget stabilitet til enzymet. Mere vedrørende stabilitetvil blive beskrevet nedenfor. Mikropartiklerne med immobiliserede biokatalysatorer kanhave en længere holdbarhed ved lagring, forsendelse, recirkulation og genbrug iprocessen, da biokatalysatorerne er stabiliseret på bæremateriaiet. i nogleudføreisesformer kan de immobiliserede biokatalysatorer være stabile over fordriftsbetingelser i andre procesenheder end absorptionsenheden, såsom desorptions¬enheden, og dermed kan mikropartiklerne anvendes i absorptions- ogdesorptionsenheder uden behov for at fjerne mikropartiklerne før desorptionsenheden.i en sådan proceskonfiguration kan de enzymatiske mikropartikier have en indvirkning iabsorptionsenheden ved at forøge C02-absorptionshastigheden, men også idesorptionsenheden, da kulsyrean hydrase også vides at forøge omsætningshastigheden af bicarbonation til C02 (som er en af de reaktioner, der viilefinde sted i desorptionsenheden). I denne konfiguration ville fjernelsesenheden (E-3)skulle fjerne deaktiverede mikropartikler, og enhed (E-4) skulle tilsætte nyeenzymatiske mikropartikler. Det kan dog være fordelagtigt at have enadskillelsesenhed, såsom et filter, mellem (E-11) og (E-12) for at undgå strømning afde enzymatiske mikropartikler gennem reboileren og deres kontakt med meget højetemperaturer (afhængigt af varmeresistensen af mikropartikiernes biokatalysatorer).

Det er en fordel, at mikropartikierne let kan udskiftes eller renoveres. Blandekammeret(E-4) omfatter fortrinsvis et indløb til modtagelse af recirkulerede mikropartikler fraadskillelsesenheden (E-3) og også et indløb/udløb til både at fjerne en fraktion afbrugte mikropartikler og erstatte dem med nye mikropartikler, hvorved den samledebatch af mikropartikler renoveres i systemet.

Det er en fordel ved processen og systemet, at mikropartikierne kan fjernes fra den ion¬rige blanding langt lettere end konventionelle frie enzymer. Som eksempel er humankulsyreanhydrase type li et ellipsoid med dimensionerne 39 Å x 42 Å x 55 Å, og ervanskeligt at adskille fra opløsning. Mikropartikierne kan således være dimensioneret tilat muliggøre både høj absorptionshastighed og nem fjernelse til recirkulation. På denmåde kan enzymerne undgå at være til stede i desorptionsenheden, som kan involverehøje temperaturer og andre betingelser, der kan denaturere nogle typer af enzymer ogenzym-varianter. I nogle udførelsesformer filtreres, centrifugeres, cyklonbehandles,sedimenteres eller adskilles de biokataiytiske mikropartikler magnetisk i en førsteadskillelsesenhed, og andre små partikler, såsom præcipitater, kan adskilles i enforudgående eller efterfølgende adskiilelsesenhed.

Systemet kan omfatte en separationsenhed til fjernelse af mikropartikierne. Dissemikropartikler pumpes derefter fortrinsvis tilbage til absorptions væskens indløb i denpakkede søjle. Valg af separationsenheden afhænger af størrelsen af mikropartikierne,densitet, omkostninger og af deres beskaffenhed (f.eks. magnetiske eller ikkemagnetiske partikler). Processen kan også omfatte en desorptionsenhed tilregenerering af den ion-rige opløsning.

I én udførelsesform anvendes mikropartikierne sammen med en absorptions¬forbindelse i opløsningen. Absorptionsforbindelsen kan være primære, sekundæreog/elier tertiære aminer (herunder aikanolaminer); primære, sekundære og/ellertertiære aminosyrer; og/eller carbonater. Absorptionsforbindelsen kan især omfatteaminer (f.eks. piperidin, piperazin og derivater deraf, som er substitueret med mindst én alkanolgruppe), alkanoiaminer (f.eks. monoethanolamin (MEA), 2-amino-2-methyl-1-propano! (AMR), 2-{2-aminoeihy!amino)ethanol (AEE), 2-am!no-2-hydroxymeihyi-1,3-propandio! (Tris), N-methyldiethanoiamin (MDEA), dimethylmonoethanoiamin(DMMEA), diethylmonoethanoiamin (DEMEA), triisopropanolamin (TIPA) ogtriethanolamin), dialkylether af polya!ky!eng!yco!er (f.eks. dlalkylether ellerdimethylether af polyethylengiycol); aminosyrer, som kan indbefatte kalium- ellernatriumsalte af aminosyrer, glycin, proiin, arginin, histidin, lysin, asparaginsyre,glutaminsyre, methionin, serin, threonin, glutamin, cyste!n, asparagin, valin, leucin,isoleucin, alanin, valin, tyrosin, tryptophan, phenylalanin og derivater såsom taurin,N,cyclohexyl-1,3-propandiamin, N-sekundær-butylglycin, N-methyi-N-sekundær-butyigiycin, diethyiglycin, dimethylglycin, sarcosin, methyltaurin, methyl-a-aminopropionsyre, N-(p-ethoxy)taurin, N-$-aminoethyl)taurin, N-methylalanin, 6-aminohexansyre; og som kan indbefatte kaliumcarbonat, natriumcarbonat,ammoniumcarbonat, accelererede kaliumcarbonatopløsninger og accelereredenatriumcarbonatopløsninger eller accelererede ammoniumcarbonater; eller blandingerderaf. Absorptionsforbindelser tilsættes til opløsningen for at hjælpe til C02-absorptionen og til kombination med de katalytiske virkninger af kulsyreanhydrasen. Pågrund af visse absorptionsforbindelsers struktur eller høje koncentration kankulsyreanhydrasens aktivitet eller levetid være truet. For eksempel kan frie enzymervære mere sårbare over for denaturering forårsaget af en absorptionsforbindeise medhøj ionstyrke, såsom carbonater. immobilisering af kulsyreanhydrasen kan formindskede negative virkninger af sådanne absorptionsforbindelser. Ved tilførsel af kulsyre¬anhydrasen, immobiiiseret eller på anden måde båret af mikropartikler, kan processengive høje C02-transferhastigheder i nærvær af absorptionsforbindeiser og samtidigreducere de negative indvirkninger, som sådanne forbindelser ellers kunne have på frieenzymer.

EKSEMPLER

Eksempel 1

Mikropartikelbærematerialet kan være fremstillet af nylon, silica, silicagel, chitosan,polystyren, polymethylmetacrylat, cellulose, magnetiske partikler og andre materialer,som vides anvendt fil biokatalysatorimmobilisering. Mikropartikierne kan også væresammensat af en kombination af forskellige materialer. For eksempel kan bærerenhave en kerne bestående af et materiale med anden densitet eller andre egenskaber iforhold til et andet overflade materiale, som tilvejebringes til immobilisering ellerindkapsling af enzymerne. For eksempel kan bærerens kerne bestå af et magnetiskmateriale for at muliggøre magnetisk adskillelse, og overfladematerialet kan være polymert, såsom nylon, til understøttelse af enzymet. Som nævnt oven for kanbæremaierialet i en udførelsesform være et aggregat af enzymer til dannelse af CLEAeller CLEC. Mikropartikierne kan hver definerer et Integreret fast volumen (f.eks. enperlelignende form) eller kan omfatte én eller flere åbninger, der traverserer partiklenshovedvolumen (f.eks. rør- eller doughnut-form). Som eksempel kan mikropartikiernevære ovale, sfæriske, cylindriske, etc,

Mikropartikierne kan dimensioneres alt efter kravene til givne procesbetingelser. Forstørre størrelser skal forbindelserne, materialerne og procesudstyret vælges således,at der opnås nødvendig strømning og pumpbarhed af absorptionsbiandingen. Mere omdimensionering vil blive diskuteret i det følgende.

Eksempel 2

Et eksperiment blev udført i en pakket absorptionssøjle. Absorptionsopløsningen varen vandig opløsning af methyldiethanolamin (MDEA) 4M. Denne absorptionsopløsningbringes i kontakt i modstrøm med en gasfase med en C02-konceniration på 130.000ppm. Væskestrømningshastigheden var 0,65 g/min, og gasstrømningshastigheden var65 g/min, svarende til L/G 10 (g/g). Gas- og absorptionsopløsningen havdestuetemperatur. Absorberens driftstryk blev indstillet til 1,4 psig (9,652 103 Pa). Søjlenhavde en diameter på 7,5 cm og en højde på 50 cm. Pakningsmaterialet var polymereRaschig-ringe 0,25 inch (6,35 mm). Der blev udført tre forsøg: det første udenaktivator, det andet med kulsyreanhydrase immobiliseret til pakningsbærer, og dettredje under anvendelse af kulsyreanhydrase fri i opløsning ved en koncentration på0,5 g pr. liter opløsning.

De opnåede resultater viste, at CCMransferhastigheden elier CCVfjernelses-hastigheden steg fra 6 til 14 mmol CCv/min med kulsyreanhydrase immobiiiseret på overfladen af Raschig-ringe. I nærvær af frit enzym, dvs. kulsyreanhydrase frit iopløsningen, steg transferhastigheden til 29 mmol/min. Disse resultater viser denpositive indvirkning af tiisætning af enzymet i en pakket søjie og, at mikropartikleromfattende enzymer kan muiiggøre forbedringer.

Lignende forsøg biev også udført med opløsninger af kaliumcarbonat (20 % v/v -1,45M)) og natriumcarbonat 0,5 M. indvirkningerne af frit og immobiiiseret enzym følgersamme tendens som for MDEA 4 M.

Eksempel 3

For yderligere at bestemme indvirkningen af enzymatiske mikropartikler på C02-absorptionshastigheden biev der udført tests i en hydratiseringscelle. Dennehydratiseringsceilereaktor biev designet og drevet ved fastsatte betingelser ti! at styregrænsefladeområdet mellem en gasfase, C02 og en væskefase i enabsorptionsproces. Denne enhed blev anvendt til at vurdere indvirkningerne afenzymatiske mikropartikler på C02-absorptionshastigheden i en givenabsorptionsopløsning. Der biev udført forsøg som følger: en kendt mængde af denubelastede absorptionsopløsning indførtes i reaktoren; derefter tiisattes en kendtmikropartikeimasse til absorptions opløsningen (mikropartikler kan eller kan ikkeindeholde enzym); en C02-strøm strømmer gennem reaktorens hovedrum, ogomrøringen begyndes; opløsningens pH måles som en funktion af tid; pH-værdierkonverteres så til kulstof-rig C/L under anvendelse af en kulstof-koncentration-pH-korrelation, som forinden er bestemt for absorptionsopløsningen;absorptionshastigheder bestemmes ud fra et plot af C-koncentrationen som en funktionaf tid. Indvirkningen af enzymet ved en relativ absorptionshastighed rapporteres:forholdet mellem absorptionshastigheden i nærvær af enzymmikropartikierne ogabsorptionshastigheden i nærvær af mikropartikler uden enzym. Det skal bemærkes, atresultater opnået i hydratiseringsceilereaktor ikke kan sammenlignes direkte med dem,der opnås i en pakket søjle, fordi hydrodynamiske betingelser ogmassetransferskoefficienter er forskellige.

Eksempel 4

Der blev udført tests med enzymet human kulsyreanhydrase type I! (HGAM)immobiliseret på overfladen af nyionmikropartikler. Det skal bemærkes, at disse testsanvendte en ikke optimeret immobiliseringsprotokol, og dermed kunne enzymernesaktivitet forøges ved at justere immobiliseringsprotokollen. Nylonmikropartikel-størrelsen var i området fra 50 til 160 pm. Absorptions opløsningerne, der blev testet,var 1,45 MK2C03 og 0,5 M Na2C03. Testtemperaturen var 20 °C. Metoden var sombeskrevet i eksempel 3. Resultaterne viser, at C02-absorptionshastlgheden blevforøget med 20-30 % for begge opløsninger i forhold til mikropartikler uden enzymer.

Eksempel 5

Der blev udført tests med HGAII immobiliseret på overfladen af nyionmikropartikler(under anvendelse af en ikke optimeret immobiliserings protokol).Nylonmikropartikelstørrelsen lå i området fra 50 til 160 pm. Absorptions opløsningenvar 2M MDEA. Testtemperaturen var 20 °C. Enzymkoncentrationerne lå i området fra0,1 til 0,5 g/L. Metoden var som beskrevet i eksempel 3. Resultaterne viser, at enzym på nylonmikropartikler forøger C02-absoi'piionshastigheden for alle testede betingelser(se Tabel 1). Absorptionshastigheden steg mellem 40 og 120 %.

Tabe! 1: Relative C02-overførselshastigheder i nærvær af enzym immobiliseretpå nylon mikropartikler i 2M MDEA-opløsning

Eksempel 6

Der blev udført tests med HCAII immobiliseret på overfladen af cellulosemikropariikier(under anvendelse af en ikke optimeret immobiliserings protokol).Cellulosemikropartikelstørrelsen var 50 pm. Absorptions opløsningen var 2M MDEA.Testtemperaturen var 20 °C. Enzymkoncentrationerne i opløsningen lå i området fra0,1 til 0,5 g/L. Metoden var som beskrevet i eksempel 3. Resultaterne viser, at enzympå cellulose-mikropartikler forøger C02-absorptionshastigheden forenzymkoncentration højere end 0,1 g/L (se Tabel 2) under testede betingelser.

Tabel 2: Relative COa-overførselshastigheder i nærvær af enzym immobiliseretpå ceilulosemikropartikler i en 2M MDEA-opløsning

Eksempel 7

Der blev udført tests med HCAII immobiliseret på overfladen af nylonmikropartikler(under anvendelse af en ikke optimeret immobiliseringsprotokol).Nylonpartikelstørrelsen lå i området mellem 50 og 160 pm. Absorptions opløsningernevar 0,5 M af kaliumsaitet af følgende aminosyrer: glycin, methionin, taurin og N,N-dimethylglycin. Testtemperaturen var 20 °C. Enzymkoncentrationen er 0,5 g/L.

Metoden er som beskrevet i eksempel 3. Resultaterne viser, at enzym på nylonmikropartikler forøger C02-absorptiønshastigheden for alle testedeaminosyresalte (se Tabel 3). Indvirkningen af enzymet var dog mindre vigtig for N,N-dimethyigiycin, en tertiær aminosyre.

Tabel 3: Relative COs-overførselshastigheder i nærvær af enzym immobiliseretpå nylonmikropartikler i 0,5 M kaliumsalt af aminosyrer ved enenzymkoncentration på 0,5 g/L

Eksempel 8

Der blev udført forsøg med tværkoblede enzymaggregater (CLEA) af kulsyrean hydrase(under anvendelse af en ikke optimeret protokol). Det anvendte enzym er envarmestabil variant af enzym hCAll, benævnt 5X. CLEA indeholder 26 % (v/v) af 5X-enzymet. Partikelstørrelsen svinger mellem 4-9 pm. Absorptions opløsningen var 1,45MK2CO3. Testiemperaturen var 20 "C. Enzymkoncentrationen var 0,5 g/L. Metoden ersom beskrevet i eksempel 3. Der blev udført forsøg med CLEAs og derefter meddeaktiverede CLEAs som reference for at muliggøre bestemmelse af enzymetsindvirkning. Resultaterne viser, at CLEAs forøger C02-absorpiionshastigheden med enfaktor på 3,2.

Eksempel 9

Der blev udført tests med tværkobiede enzymaggregater (CLEA) af kulsyreanhydrase(under anvendelse af en ikke optimeret protokol). Det anvendte enzym er envarmestabil variant af enzym HCAil, benævnt 5X. CLEA indeholder 26 % (v/v) af 5X-enzymet. Partikelstørreisen svinger mellem 4-9 pm. Absorptions opløsningen var 1MMDEA. Testtemperaturen var 25 °C. Enzymkoncentrationen var 0,5 g/L. C02-absorptionstests blev udført i en om rørt celle, en enke! anordning, der kan anvendes tilat vurdere C02-absorptionshastigheder underforskellige betingelser. Den omrørte celleindeholder absorptionsopløsningen (og enzymet, om nødvendigt). Et kendt tryk for rentC02 påføres opløsningen. I disse tests er det indledende C02-tryk 1 000 mbar.

Derefter monitoreres trykfaldet og anvendes til at beregne C02-overførselshastighed iabsorptionen. Der biev udført tests med partikier med CLEAs og uden CLEAs for at muliggøre bestemmelse af enzymindvirkningen. Resultaterne udtrykkes som et forholdmellem C02-overførselshastigheden med CLEAs og CCVoverførselshastigheden udenCLEAs. Resultaterne viser, at CLEAs forøger CCVahsorptionshastigheden med en faktor på 1,3 til 1,7 i MDEA.

Eksempel 9

Der blev udført tests med HCAli immobiiiseret på overfladen af magnetiskesiiicacoatede jernoxidmikropartikler (under anvendelse af en ikke optimeretimmobiliserings protocol). Partikeistørrelsen var 5 pm, Absorptions opløsningen var1,45 M K2C03. Testtemperaturen var 20 °C. Enzymkoncentrationen er 0,2 g/L.

Metoden er som beskrevet i eksempel 3. Resultaterne viser, at enzym på magnetiskemikropartikler forøger CCLrabsorptionshastigheden med en faktor 1,8.

Eksempel 10

Dette eksempel giver beregninger for minimumaktivitetsdensiteten for en givenmikropartikeistørrelse for en udførelsesform af processen.

Data:

Aktivitetsniveau, der skai nås i absorptionsopløsningen: 5 x 106 enheder/L (svarende tii 1 g/L opløselig kuisyreanhydrase).

Materiaiedensitet: 1,1 g/mi for nyionpartikler (~ 1 100 g/L).

Maksimalt tilladt partikelkoncentration: 300 g/L.

Partikeldiameter: 10 pm.

Beregninger: 1. Overflade afen 10 pm partikel AP = 4rr (radius)2 = 4rr (5)2 = 314 pm2 2. Volumen afen 10 pm partikel

Vp = 4/3 π (radius)3 = 4/3 π (5)3 = 524 pm3 3. Totalvolumen af partikler pr. liter for at nå den maksimalt tilladte partikelkoncentration:

VT = 300 g / (1.100 g/L) = 0,272 L (svarende til 2,72 x 1014 pm3 ) 4. Antal partikler (np) i 1 L opløsning;

η ρ = 2,72 χ 1ί)14 pm3 / 524 pm3 = 5.21 χ 1Q11 5. Totalt mikropartikeloverfladeareal (Ατ) AT = nPtAp = 5,21 x1Q11 *314 = 1,64 χ 1014 pm2 (1,64 x 108 mm2 ) 6. Minimum aktivitetsdensitet

Aktivitetsdensitet = aktivitetsniveau/AT = 5x106/1,64 χ 108 = 0,03 unit WA/mm2

For 10 pm mikropartikler er minimumaktivitetsdensiteten for at nå etaktivitetsniveau på 5 x 10b units WA/L således 0,03 units WA/mm2.

Hvis aktivitetsdensiteten er højere end 0,03 enhed WA/mm2, ville enpartikelkoncentration på mindre end 300 g/L således være nødvendig. Yderligereeksempler er vist i Tabel 4 nedenfor.

Tabef 4: Eksempler på minimumenzyrnaktivitet for givne partikelstørrelsescenarier

22

Eksempel 11

Dette eksempel giver beregninger for den maksimale partikeistørrelse for en givenpartikelkoncentration for en udførelsesform af processen.

Data:

Aktivitetsniveau, der ska! nås i absorptionsopløsningen: 5 x 106 enheder/ {svarendetil 1 g/L opløselig kulsyreanhydrase).

Aktivitetsdensitet på partikler: 0,51 enhed/mm2.

Materialedensitet: 1,1 g/mi for ny! on parti kl er (~ 1 100 g/L).

Maksimalt tilladte partikelkoncentration: 300 g/L.

Beregninger: 1. Det totale overfladeareal, der er nødvendigt for at nå aktivitetsniveauet:

AT = 5 x 106 enheder/L/(0,51 enhed/mm2) = 9 803 922 mm2 2. Totalt partikelvolumen pr. liter for at nå den maksimalt tilladtepartikelkoncentration:

Vy = 300 g/(1 100 g/L) = 0,272 L (svarende til 272 727 mm3)

Et 272 727 mm3 partikeivoiumen ville således være til stede pr. liter blanding, 3. Maksimal radius af en partikel:

For sfæriske partikler: * Ap = 4 tt (radius)2 • Vp = 4/3 π (radius)3 Således:

23 og:

Den maksimale partikelstørrelse ville således have en diameter på ca. 166 pm. Såhvis mikropartikleme haren mindre diameter, vil den resulterende blanding ellerabsorptionsopløsning være pumpbar.

Denne metode kan anvendes til at evaluere den maksimalt tilladte partikelstørrelsefor mange betingelser med hensyn til aktivitetsniveau, aktivitetsdensitet,partikeldensitet og maksimalt tilladt patikelkoncentration. Tabel 5 neden for viserforskellige scenarier og tilsvarende partikelstørreiser.

Tabel 5: Eksempler på scenarier for maksimal partikelstørrelse

Kone. af Enzym opløseligt aktivitet af Aktivitets- Totait Maksimai Maksimalt Maksimal Maksima! enzym opløseligt densitet overflade- Materiale- partikel- partikel- partikel- partikel- (g/L)for enzym (Units areal densitet kone. volumen radius diameter ækvivalens (Units WA/L) WA/mm2) (mm2)_(g/ml)_(g/L)_(mm3)_(mm)_(pm)_ Ί 5.0QE + 06 0^51 9,80E + 08 ΪΤΪ 300 272 727 8.35E-02 167 2 1500E + 07 0,51 1.96E + 07 1,1 300 272 727 4.17E-02 83 0,1 5,00E + 05 0,51_9,80E + 05 1,1__300_272 727 8.35E-01 1669_ 1 5,00E + 06 0,51 9,80E + 06 1,6 300 187 500 5.74E-02 115 2 1.00E + 07 0,51 1.96E + 07 1,6 300 187 500 2.87E-02 57 0,1_5,00E + 05 0,51_9,80E + 05 1,6_300_187 500 5.74E-01 1148_ 1 5.QØE + 06 1 5,00E + 06 1,1 300 272 727 1.64E-01 327 1 5,00E + 06 1 5,0QE + 06 1,6 300 187 500 1.13E-01 225 1 5.00E + 06 1 5,00E + 06 3 300 100 000 6.00E-02 120 1 5.00E + 06 0,51 9,80E + 06 1,1 400 363 636 1.11E-01 223 1 5.00E + 06 0,51 9,80E + 06 1,6 4QQ 250 000 7.65E-02 153 J_5,00E + 06 0,51_9,8QE + 06 3_400_133 333 4.Q8E-Q2 82_ 1 5,00E + 06 0,51 9,80E + 06 1,1 200 181 818 5.56E-02 111 1 5.00E + 06 0,51 9,80E + 06 1,6 200 125 000 3.83E-02 77 J_5.00E + 06 0,51_9,80E + 06 3_200_66 667_2.04E-02 41_

Beregningerne i de ovenstående eksempler er for sfæriske mikropartikler, mentilsvarende beregninger eller estimater kan udføres for andre mikropartike!geometrier.

Eksempel 12

Der blev udført et eksperiment i en pakket absorptionssøjie. Absorptionsopløsningen er en vandig opløsning af kaiiumcarbonat (K2C03) 1,45 M. Denneabsorptions opløsning bragtes i kontakt i modstrøm med en gasfase med en C02-koncentration på 130 000 ppm. Væskestrømnings hastigheden var 0,60 g/min, oggasstrømnings hastigheden var 60 g/min, svarende til UG 10 (g/g). Gas- ogabsorptionsopløsningen havde stuetemperatur. Absorberens driftstryk blev indstilletti! 1,4 psig (9,652 · 103 Pa). Søjlen havde en diameter på 7,5 cm og en højde på 50cm. Pakningsmateriaiet var polymere Raschig-ringe 0,25 inch (6,35 mm). Der blevudført to forsøg: det første uden aktivator, det andet med CLEAs indeholdende 26 %(v/v) af 5X-enzymet. Partikelstørreisen lå i området fra 4 til 9 pm. Enzymkoncentrationen i absorptions opløsningen var 0,1 g/L.

De opnåede resuitater viste, at C02-transferhastigheden biev forøget med en faktor2,7, når C02-fjemelseshastigheden gik fra 11 til 30 mmoi/min med CLEAs.

Eksempel 13

Dette eksempel giver data til påvisning af, at enzymimmobilisering forøgerenzymstabilitet. Data er vist for enzym immobiliseret på nylonmikropartikier. For atevaluere indvirkningen af immobilisering på enzymstabilitet blev stabiliteten afimmobiliserede enzymer evalueret og sammenlignet med stabiliteten af det sammeenzym i en opløselig form. Mikropartiklerne biev fremstillet under anvendelse affølgende ikke-optimerede trin: • Overfladebehandling af nylonmikropartikier med glutaraldehyd • Tilsætning af polyethyienimin • Tilsætning af glutaraidehyd • Enzymefiksering (human kuisyreanhydrase type II) • Aldehydgruppeblokering med polyethyienimin

Efter immobilisering blev enzymmikropartiklerne og opløseligt enzym udsat forMDEA 2M ved 40 °C. Ved specifikke eksponeringstider biev prøver udtaget, og aktiviteten blev målt. Resultaterne er udtrykt som residualaktivitet, som er forholdetmellem enzymets aktivitet ved en given eksponeringstid t og enzymaktiviteten vedtid 0. Figur 4 illustrerer resultaterne.

Resultaterne viser, at frit enzym mister al aktivitet på 10 dage, mens mikropartiklerstadig bevarer 40 % residualaktivitet efter 56 dage. Ud fra dette resultat er dettydeligt, at immobilisering forøger enzymstabiiitet under disse betingelser.

Resultaterne viser potentialet ved immobilisering til at forøge stabiliteten afkulsyreanhydrase ved de højere temperaturbetingelser, der findes i en C02-capture-proces. I valgfrie aspekter af den foreliggende frembringelse muliggørmikropartikieme forøget stabilitet på omkring eller over den i eksemplerneillustrerede stabilitetsforøgelse.

Det ska! også bemærkes, at de absorptions- og desorptions enheder, der kananvendes med udførelsesformer af den foreliggende frembringelse, kan væreforskellige typer afhængigt af forskellige parametre og driftsbetingelser. Enhedernekan for eksempel være i form af en pakket reaktor, spray-reaktor, reaktor medfiuidiseret leje, etc., kan have forskellige konfigurationer, såsom lodret, vandret, etc.,og det samlede system kan anvende flere enheder parallelt eller i serie, somtilfældet måtte være.

Det skal forstås, at de oven for beskrevne og illustrerede udførelsesformer ikkebegrænser det, der faktisk er frembragt.

Claims (87)

1. System til capture af C02 fra en C02~holdig gas (12), omfattende en pakket reaktor (E-1)og en absorptionsblanding (11), der strømmer gennem den pakkede reaktor (E-1),systemet er konfigureret til at bringe den C02-holdige gas (12) i kontakt med absorptionsblandingen (11) inde i den pakkede reaktor (E-1), absorptions blandingen (11) omfatter enflydende opløsning og mikropartikier, mikropartiklerne omfatter et bæremateriale ogbiokatalysatorer i form af kulsyreanhydrase, som bæres af bærematerialet, hvorkulsyreanhydrasen er immobiliseret på en overflade af mikropartiklernes bæremateriale,indesluttet i mikropartiklernes bære materiale eller en kombination deraf; ellerkulsyreanhydrasen tilvejebringes som tværbundne enzym aggregater (CLEAs), hvorbærematerialet omfatter en del af kulsyreanhydrasen og tværbinderen, ellerkulsyreanhydrasen tilvejebringes som tværbundne enzymkrystailer (CLECs) ogbærematerialet omfatter en del af kulsyreanhydrasen; hvor mikropartiklerne erdimensioneret og tilvejebragt i en sådan koncentration, at absorptionsblandingen (11) kanstrømme gennem den pakkede reaktor (E-1) således at mikropartiklerne transporteres medden flydende opløsning til accelerering af opløsning og omsætning af C02 til bicarbonat- oghydrogen ioner, som udgør en del af den flydende opløsning, hvorved der produceres enC02-depleteret gas og en ion-rig blanding (13), som omfatter den flydende opløsning ogmikropartiklerne.

2. System ifølge krav 1, som omfatter en adskillelses enhed (E-3) til fjernelse afmikropartiklerne fra den ion-rige blanding (13) tii frembringelse af en ion-rig opløsning (15).

3. System ifølge krav 2, hvor adskillelsesenheden (E-3) omfatter en filtrerings enhed, enmagnetisk separator, en centrifuge, en cyklon, en sedimentations tank eller en kombinationderaf.

4. System ifølge krav 2, omfattende en desorptionsenhed (E-11) til udførelse af desorptioneller en mineralcarboniserings enhed til udførelse af mineralsk carbonisering på den ion-rige opløsning til produktion af en ion-depleteret opløsning (17).

5. System ifølge krav 4, hvor den ion-rige blanding (13) omfatter præcipitater, og systemetyderligere omfatter separations enhed for præcipitater til fjernelse af præcipitater fra denion-rige blanding før udførelse af desorptionen eller mineralsk carboniseringen.

6. System ifølge krav 4, omfattende en tilsætningsenhed (E-4) til tilsætning af en mængdeaf mikropartiklerne til den ion-depleterede opløsning før recirkulering af den ion- depleterede opløsning til yderligere kontakt med den C02-holdige gas i den pakkedereaktor (E~1).

7. System ifølge krav 1, omfattende et indløb til indføring af den ion-rige blanding (13) i endesorptionsenhed, hvor mikropartiklerne er stabiliseret af bærematerialet og dimensioneretog tilvejebragt i en sådan koncentration i desorptionsenheden. at mikropartiklernetransporteres med den ion-rige blanding til accelerering af transformationen af bicarhonat-og hydrogen ioner til C02-gas og vand, hvorved der produceres en C02-gasstrøm og denion-depleterede opløsning.

8. System ifølge krav 1, omfattende en desorptionsenhed (E-11) til udførelse af desorptioneller en mineralcarboniserings enhed til udførelse af mineralcarbonisering på den ion-rigeopløsning (15) ti! produktion af en ion-depleteret opløsning (17) og en fjernelsesenhed (E-3) ti! fjernelse af mikropartiklerne fra den ion-depleterede opløsning (17).

9. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 8, hvor mikropartiklerne erdimensioneret til at lette adskillelse af mikropartiklerne fra den ion-rige blanding (13).

10. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 ti! 9, hvor mikropartiklerne erdimensioneret til at have en diameter på over 1 pm.

11. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 10, hvor mikropartiklerne erdimensioneret til at have en diameter på over 5 pm.

12. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 11, hvor mikropartiklerne erdimensioneret til at have et katalytisk overfladeareal omfattende biokatalysatorerne med ensådan aktivitetsdensitet, at der tilvejebringes et aktivitetsniveau svarende til et tilsvarendeaktivitetsniveau af opløselige biokatalysatorer i en koncentration på over 0,05 g/L, hvor deopløselige biokatalysatorer har en aktivitet på mindst 260 WA units/mg,

13. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 12, hvor mikropartiklerne erdimensioneret til at have et katalytisk overfladeareal omfattende biokatalysatorerne med ensådan aktivitetsdensitet, at der tilvejebringes en aktivitet svarende til et tilsvarendeaktivitetsniveau af opløselige biokatalysatorer i en koncentration mellem 0,05 g/L og 0,5g/L, hvor de opløselige biokatalysatorer har en aktivitet på mindst 260 WA units/mg.

14. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 13, hvor absorptions blandingen (11)og C02 danner en reaktiv flydende film med en tykkelse, og mikropartiklerne er dimensioneret såiedes, at de iigger inden for en størrelsesorden af tykkelsen af denreaktive flydende film.

15. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 13, hvor absorptions blandingen (11)og C02 danner en reaktiv flydende film med en tykkelse, og mikropartikierne erdimensioneret således, at de er mindre end tykkelsen af den reaktive flydende film.

16. System ifølge krav 14 eller 15, hvor tykkelsen af den reaktive flydende film er 10 pm.

17. System ifølge krav 1, hvor mikropartikierne er dimensioneret mellem 1 pm og 100 pm.

18. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 17, hvor der dannes præcipitater iden ion-rige blanding (13), og mikropartikierne er dimensioneret til af være større ellertungere end præcipitaterne.

19. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 18, hvor mikropartikierne har enaktivitetsdensitet på mindst 0,06 WA/mm2

20. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 19, hvor mikropartikierne ertilvejebragt i absorptionsblandingen (11) i en maksimal partikelkoncentration på 40 vægt%.

21. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 19, hvor mikropartikierne ertilvejebragt i absorptionsblandingen (11) i en maksimal partikelkoncentration på 30 vægt%.

22. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 21, hvor bæreren mindst delvistbestår af nylon, cellulose, silica, siiicagel, chitosan, polystyren, polymethylmetacrylat,magnetisk materiale eller en kombination deraf.

23. System ifølge krav 22, hvor bæreren består af nylon,

24. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 23, hvor densiteten af bærematerialeter mellem 0,6 g/ml og 3 g/ml.

25. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 23, hvor densiteten af bærematerialet er over 1 g/ml.

26. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 ti! 25, hvor absorptions blandingen (11)omfatter vand og en absorptionsforbindelse.

27. System ifølge krav 26, hvor absorptionsforbindelsen omfatter primære, sekundæreog/eller tertiære aminer; primære, sekundære og/eller tertiære alkanolaminer; primære,sekundære og/eller tertiære aminosyrer; og/eller carbonater.

28. System ifølge krav 27, hvor absorptionsforbindelsen omfatter en af de følgendeforbindelser eller en blanding deraf: piperidin, piperazin, derivater af piperidin ellerpiperazin, som er substitueret med mindst én alkanolgruppe, monoethanolamin (MEA), 2-amino-2-methyl-1 -propanol (AMP), 2-(2-aminoethylamino)ethanol (AEE), 2~amino-2-hydroxymethyl-1,3-propandiol (Tris), N-methyldiethanolamin (MDEA),dimethylmonoethanolamin (DMMEA), diethylmonoethanolamin (DEMEA),triisopropanolamin (TIPA), triethanolamin, dialkylether af polyalkylenglycoier, dialkylethereller dimethylether af polyethylengiycol, aminosyrer omfattende glycin, prolin, arginin,histidin, lysin, asparaginsyre, glutaminsyre, methionin, serin, threonin, giutamin, cystein,asparagin, ieucin, isoleucin, alanin, valin, tyrosin, tryptophan, phenylalanin og derivater,såsom taurin, N,cyclohexyl-1,3-propandiamin, N-sekundær-butylglycin, N-methyl-N-sekundær butylglycin, diethylglycin, dimethylgiycin, sarcosin, methyl taurin, methyl-a-aminopropionsyre, N-( 3-ethoxy)taurin, N-(P-aminoethyl)taurin, N-methyi-alanin, 6-aminohexansyre og kalium- eller natriumsalte af aminosyrerne; kaliumcarbonat,natriumcarbonat, ammoniumcarbonat.

29. System ifølge krav 1, hvor mikropartiklerne er dimensioneret i henhold til endimensioneringsprotokol, omfattende: - valg af et ønsket biokatalytisk aktivitetsniveau af mikropartiklerne; - valg af en maksimalt tilladt partikeikoncentration for den pakkede reaktor; - bestemmelse af det til opnåelse af det biokataiytiske aktivitetsniveau nødvendige totaleoverfladeareal; - bestemmelse af et samlet volumen af mikropartiklerne til opnåelse af den maksimalttilladte partikelkoncentration; og - bestemmelse af en maksimal mikropartikel størrelse til opnåelse af det biokatalytiskeaktivitetsniveau med den maksimalt tilladte partikelkoncentration.

30. System ifølge krav 26, hvor absorptionsforbindelsen omfatter piperidin.

31. System ifølge krav 26 eller 30, hvor absorptionsforbindelsen omfatter piperazin.

32. System Ifølge et hvilket som helst af kravene 26, 30 eller 31, hvorabsorptionsforbindelsen omfatter derivater af piperidin eller piperazin, som er substitueretmed mindst en alkanolgruppe.

33. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 til 32, hvorabsorptionsforbindelsen omfatter monoethanolamin (MBA).

34. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 til 33, hvorabsorptionsforbindelsen omfatter 2-amino-2-methyl-propano! (AMR).

35. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 til 34, hvorabsorptionsforbindelsen omfatter 2-(2-aminoethylamino)ethanol (AEE)

36. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 til 35, hvorabsorptionsforbindeisen omfatter 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propandioi (Tris)

37. System ifølge et hvilket som heist af kravene 26 eller 30 til 36, hvorabsorptionsforbindelsen omfatter N-methyldiethanolamin (MDEA)

38. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 ti! 37, hvorabsorptionsforbindelsen omfatter dimethylmonoethanoiamin (DMMEA)

39. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 til 38, hvorabsorptionsforbindelsen omfatter diethylmonoethanolamin (DEMEA)

40. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 til 39, hvorabsorptionsforbindeisen omfatter triisopropanolamin (TIPA)

41. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 til 40, hvorabsorptionsforbindeisen omfatter triethanolamin

42. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 til 41, hvorabsorptionsforbindelsen omfatter dialkylether af poiyalkylenglycoler

43. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 til 34, hvorabsorptionsforbindelsen omfatter dialkylether eller dimethylether af polyethylengiycoi

44. System ifølge et hvilket som helst af kravene 28 eller 30 til 43, hvorabsorptionsforbindelsen omfatter aminosyrer eller kalium- eller natriumsalte af deraf.

45. System ifølge krav 44, hvor aminosyrerne omfatter glycin elier kalium- eller natriumsalte deraf.

46. System ifølge krav 44 eller 45, hvor aminosyrerne omfatter prolin eller kalium- ellernatrium salte deraf.

47. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 til 46. hvor aminosyrerne omfatterarginin eller kalium- eller natrium salte deraf.

48. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 ti! 47, hvor aminosyrerne omfatterhistidin elier kalium- eller natrium salte deraf.

49. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 til 48, hvor aminosyrerne omfatterasparaginsyre eller kalium- eller natrium salte deraf.

50. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 til 49, hvor aminosyrerne omfatterglutaminsyre eller kalium- eller natrium salte deraf.

51. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 til 50, hvor aminosyrerne omfattermethionin eller kalium- elier natrium salte deraf.

52. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 til 51, hvor aminosyrerne omfatter serinelier kalium- eller natrium salte deraf.

53. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 fil 52, hvor aminosyrerne omfatterthreonin eller kalium- eller natrium salte deraf.

54. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 til 53, hvor aminosyrerne omfatterglutamin elier kalium- eller natrium salte deraf.

55. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 ti! 54, hvor aminosyrerne omfattercystein eller kalium- eller natrium salte deraf.

56. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 ti! 55, hvor aminosyrerne omfatterasparigin eller kalium- eller natrium salte deraf.

57. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 til 56, hvor aminosyrerne omfatterleucin eller kalium- eller natrium salte deraf.

58. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 til 57, hvor aminosyrerne omfatterisoieucin eller kalium- eller natrium salte deraf.

59. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 til 58, hvor aminosyrerne omfatteralanin eller kalium- eller natrium salte deraf.

60. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 til 59, hvor aminosyrerne omfatter valineller kalium- eller natrium salte deraf.

61. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 til 60, hvor aminosyrerne omfattertyrosin eller kalium- eller natrium salte deraf.

62. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 til 61, hvor aminosyrerne omfattertryptophan eller kalium- eller natrium salte deraf.

63. System ifølge et hvilket som helst af kravene 44 fil 62, hvor aminosyrerne omfatterphenylaianin eller kalium- eller natrium salte deraf.

64. System ifølge krav 26 eller 30 til 63, hvor absorptionsforbindelsen omfatter aminosyrederivater eiier kaiium- eiier natrium saite deraf.

65. System iføige krav 64, hvor aminosyre derivaterne omfatter taurin eiier kalium-· ellernatrium salte deraf.

66. System ifølge krav 64 eiier 65, hvor aminosyre derivaterne omfatter N,cyc!ohexy!-1,3-propandiamin eller kaiium- eller natrium salte deraf.

67. System ifølge et hvilket som helst af kravene 64 til 66, hvor aminosyre derivaterneomfatter N-sekundær-butyiglycin eiier kaiium- eiier natrium salte deraf.

68. System iføige et hvilket som helst af kravene 64 til 67, hvor aminosyre derivaterneomfatter N-methyl-N-sekundær-butylglycin eiier kalium- eller natrium salte deraf.

69. System ifølge et hvilket som helst af kravene 64 tii 68, hvor aminosyre derivaterneomfatter diethylgiycin eller kalium- eller natrium salte deraf.

70. System ifølge et hvilket som helst af kravene 64 til 69, hvor aminosyre derivaterneomfatter dimethyigiycin eller kalium- eller natrium salte deraf.

71. System ifølge et hvilket som helst af kravene 64 til 70, hvor aminosyre derivaterneomfatter sarcosin eller kalium- eller natrium salte deraf.

72. System ifølge et hvilket som helst af kravene 64 til 71, hvor aminosyre derivaterneomfatter methyltaurin eller kalium- eller natrium salte deraf.

73. System ifølge et hvilket som helst af kravene 64 til 72, hvor aminosyre derivaterneomfatter methyi-a-aminopropionsyre eller kalium- eller natrium salte deraf.

74. System ifølge et hvilket som helst af kravene 64 til 73, hvor aminosyre derivaterneomfatter N~(8~ethoxy)taurin, N-(P-aminoethyl)taurin eller kalium- eller natrium salte deraf.

75. System ifølge et hvilket som helst af kravene 64 til 74. hvor aminosyre derivaterneomfatter N-methyl-a!anin eller kalium- eller natrium salte deraf.

76. System ifølge et hvilket som helst af kravene 64 til 75, hvor aminosyre derivaterneomfatter 6-aminohexansyre eller kalium- eller natrium salte deraf.

77. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 til 76, hvorabsorptionsforbindelsen omfatter kaliumcarbonat.

78. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 til 77, hvorabsorptionsforbindelsen omfatter natriumcarbonat.

79. System ifølge et hvilket som helst af kravene 26 eller 30 til 78, hvorabsorptionsforbindeisen omfatter ammoniumcarbonat.

80. System ifølge krav 26, hvor absorptionsforbindelsen omfatter primære aminer.

81. System ifølge krav 26, hvor absorptionsforbindelsen omfatter sekundære aminer.

82. System ifølge krav 26, hvor absorptionsforbindelsen omfatter tertiære aminer.

83. System iføige krav 26. hvor absorptionsforbindeisen omfatter primære aikanolaminer.

84. System iføige krav 26, hvor absorptionsforbindeisen omfatter sekundæreaikanolaminer.

85. System ifølge krav 26, hvor absorptionsforbindeisen omfatter tertiære aminosyrer.

86. System ifølge et hvilket som helst af kravene 80 fil 85, hvor absorptionsforbindeisenomfatter carbonater.

87. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 86, hvor kulsyreanhydrasen erindesluttet i eller fastgjort fil et porøst coating materiale som er tilvejebragt rundt om enbærepartikel.