JP2017221939A - 湿ったガス混合物を除湿する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、湿ったガス混合物を除湿する方法に関する。更に、本発明は、湿ったガス混合物を除湿する装置、及び本発明による方法におけるこの装置の使用に関する。
【選択図】図1
Description
湿ったガス混合物の除湿は、多様な技術分野で必要である。
したがって、本発明は、第1の態様において、装置V1中で、次の工程:
(a)湿ったガス混合物Gを、
ここで、液体吸収媒体AVEは、湿ったガス混合物Gから水を少なくとも部分的に吸収して、液体吸収媒体AVEと比べて高められた水含有率を示す液体吸収媒体AVE1と、湿ったガス混合物Gと比べて相対的に低い水含有率を示すガス混合物G1とを得る工程、
(b)液体吸収媒体AVE1から水を少なくとも部分的に除去して、液体吸収媒体AVE1と比べて相対的に低い水含有率を示す液体吸収媒体AVE2を得る工程
を含み、
ここで、装置V1は、少なくとも部分的に、構造物のアルミニウム材料からなる表面OAlを備え、この装置V1中に、AVE、AVE1、AVE2からなる群から選択される液体吸収媒体の少なくとも1種が、構造物のアルミニウム材料からなる表面OAlと、少なくとも1つの接触面を介して接触する、湿ったガス混合物G、特に湿った空気を除湿する方法において、
Q+は、ジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、ここで、特にアルキル基は、互いに無関係に、1〜10の炭素原子を有し、
A-は、R*COO-、R′SO3 -、HSO4 -、R″SO4 -からなる群から選択されるアニオンであり、ここで、R*、R′、R″、RA、RB、RCは、互いに無関係に、特に1〜10の炭素原子を有するアルキル基であり、
R1、R2、R3は、互いに無関係に、特に1〜10の炭素原子を有するアルキル基であり、
かつ、M+は、アルカリ金属イオン、好ましくはLi+、K+又はNa+、より好ましくはK+又はNa+であることを特徴とする、湿ったガス混合物G、特に湿った空気を除湿する方法に関する。
(i)湿ったガス混合物と液体吸収媒体AVEとを接触するために設置された少なくとも1つの水吸収ユニットWabs1、
(ii)熱交換器Wx1を備え、かつ液体吸収媒体AVEから水を少なくとも部分的に除去するために設置された少なくとも1つの水脱着ユニットWdes1、
(iii)及び、水吸収ユニットWabs1を水脱着ユニットWdes1と接続し、かつ液体吸収媒体AVEを循環させることができる循環路U1
を備える装置V1を使用することができる。
Q+は、1,3−ジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、ここで、特にアルキル基は、互いに無関係に、1〜10の炭素原子を有し、
A-は、R*COO-、R′SO3 -、HSO4 -、R″SO4 -からなる群から選択されるアニオンであり、ここで、R*、R′、R″、RA、RB、RCは、互いに無関係に、特に1〜10の炭素原子を有するアルキル基であり、
R1、R2、R3は、互いに無関係に、特に1〜10の炭素原子を有するアルキル基であり、
かつ、M+は、アルカリ金属イオン、好ましくはLi+、K+又はNa+、更により好ましくはK+又はNa+である。
(i)湿ったガス混合物と液体吸収媒体AVEとを接触するために設置された少なくとも1つの水吸収ユニットWabs1、
(ii)熱交換器Wx1を備え、かつ液体吸収媒体AVEから水を少なくとも部分的に除去するために設置された少なくとも1つの水脱着ユニットWdes1、
(iii)及び、水吸収ユニットWabs1を水脱着ユニットWdes1と接続し、かつ液体吸収媒体AVEを循環させることができる循環路U1を備え、
AVE、AVE1、AVE2からなる群から選択される液体吸収媒体が、構造物のアルミニウム材料からなる表面OAlと接触する接触面は、特に、水吸収ユニットWabs1、水脱着ユニットWdes1、循環路U1の群から選択される構成要素の少なくとも1つ中に、好ましくは、水吸収ユニットWabs1、水脱着ユニットWdes1の群から選択される構成要素の少なくとも1つ中に配置されている。
(i)液体吸収媒体AVOが、
(ii)
(iii)湿ったガス混合物と液体吸収媒体AVOとを接触するために設置された少なくとも1つの水吸収ユニットWabs2、
(iv)熱交換器Wx2を備え、かつ液体吸収媒体AVOから水を少なくとも部分的に除去するために設置された少なくとも1つの水脱着ユニットWdes2、
(v)及び、水吸収ユニットWabs2を水脱着ユニットWdes2と接続し、かつ液体吸収媒体AVOを循環させることができる循環路U2を備え、
ここで、水吸収ユニットWabs2、水脱着ユニットWdes2、循環路U2の構成要素の少なくとも1つが、少なくとも部分的に、構造物のアルミニウム材料からなる表面OAlを含み、かつ
ここで、装置V2中に、液体吸収媒体AVOが、構造物のアルミニウム材料からなる表面OAlと接触する少なくとも1つの接触面が配置された、湿ったガス混合物、特に湿った空気を除湿する装置V2において、
Q+は、ジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、ここで、特にアルキル基は、互いに無関係に、1〜10の炭素原子を有し、
A-は、R*COO-、R′SO3 -、HSO4 -、R″SO4 -からなる群から選択されるアニオンであり、ここで、R*、R′、R″、RA、RB、RCは、互いに無関係に、特に1〜10の炭素原子を有するアルキル基であり、
R1、R2、R3は、互いに無関係に、特に1〜10の炭素原子を有するアルキル基であり、
かつ、M+は、アルカリ金属イオン、好ましくはLi+、K+又はNa+、より好ましくはK+又はNa+であることを特徴とする、湿ったガス混合物、特に湿った空気を除湿する装置V2に関する。
第1の構成要素として本発明による装置V2は、液体吸収媒体AVOを含み、この液体吸収媒体AVOは、
A-は、R*COO-、R′SO3 -、HSO4 -、R″SO4 -からなる群から選択されるアニオンであり、ここで、R*、R′、R″、RA、RB、RCは、互いに無関係に、特に1〜10の炭素原子を有するアルキル基であり、
R1、R2、R3は、互いに無関係に、特に1〜10の炭素原子を有するアルキル基であり、
かつ、M+は、アルカリ金属イオン、好ましくはLi+、K+又はNa+、更により好ましくはK+又はNa+である。
湿ったガス混合物Gの流れ(この流れは、湿った空気、湿った天然ガス又は吸収式冷凍機の蒸発器に由来する湿ったガス混合物であってよく、これらの選択に関しては図2にも当てはまる)は、導管<101>を介して水吸収ユニットWabs1<103>に供給され、かつ導管<105>を介して又は導管<113>を介して水吸収ユニットWabs1<103>に供給される液体吸収媒体AVEと接触される。この水吸収ユニットWabs1<103>は、Wabs1について上述に列挙された任意の水吸収器、特に流下薄膜であってよい。水吸収ユニットWabs1<103>中で、導管<101>を介して供給されたガス混合物Gを、導管<105>又は導管<113>を介して供給された液体吸収媒体AVEと接触させることは、液体吸収媒体AVEと比べて高められた水含有率を示す液体吸収媒体AVE1を提供し、かつガス混合物G1の流れは、導管<102>を介して搬出され、ここで、G1は、湿ったガス混合物Gと比べて相対的に低い水含有率を示す。用途に依存して、G1は、特に、除湿された空気又は除湿された天然ガスである。水吸収ユニットWabs1<103>は、任意に、付加的熱交換器Wz1<104>を備えていてもよい。好ましくは、導管<106>、<111>及び熱交換器Wy1<107>を介して(又は、熱交換器Wy1<107>が使用されていない場合には、導管<106>、<111>及び<114>を介して)、液体吸収媒体AVE1は、次いで、熱交換器Wx1<108>及び水脱着器<109>から構成された水脱着ユニットWdes1に通される。水を含む液体吸収媒体AVE1に、付加的に、任意の熱交換器Wy1<107>中で熱が供給されてよい。液体吸収媒体AVE1から水を少なくとも部分的に除去することは、水脱着器<109>中で実施され、液体吸収媒体AVE1と比べて相対的に低い水含有率を示す液体吸収媒体AVE2を提供する。除去された水は、次いで、水脱着器<109>から、液体又は蒸気として、好ましくは蒸気として、導管<110>を介して搬出される。液体吸収媒体AVE2は、次いで、水脱着器<109>から搬出され、かつ水吸収ユニットWabs1<103>に戻される。これは、直接、つまり図1に破線で示された導管<113>を介して行ってよい。あるいは、好ましくは、液体吸収媒体AVE2は、導管<112>を介して、任意の熱交換器Wy1<107>に供給されてもよく、ここで、導管<106>を介して任意の熱交換器Wy1<107>に供給された液体吸収媒体AVE1に、導管<112>を介して任意の熱交換器Wy1<107>に供給された液体吸収媒体AVE2から熱が供給される。濃縮された液体吸収媒体AVE2が、導管<105>又は<113>を介して水吸収ユニットWabs1に供給された場合に、この媒体は、新たなサイクルにおいてガス流を少なくとも部分的に除湿するためにAVEとして再使用される。この方法において、図1による装置、好ましくは、水吸収ユニットWabs1<103>(図1中でこのユニットは、熱交換器<104>を備える)、水脱着ユニットWdes1(図1中でこのユニットは、熱交換器<108>を備える)、循環路U1(図1中では、導管<106>、<111>、<113>、又は<106>、<111>、<112>、<105>、かつ各々の場合に、任意に導管<114>に対応する)からなる群から選択される構成要素の少なくとも1つが、少なくとも部分的に、構成物のアルミニウム材料からなる表面OAlを備え、かつこの装置中に、液体吸収媒体AVE、AVE1、AVE2の少なくとも1つが、構成物のアルミニウム材料からなる表面OAlと接触する少なくとも1つの接触面が配置されていることが、本発明にとって本質的である。
EMIM DEP(=エチルメチルイミダゾリウムジエチルホスファート)は、Iolitecから入手した。
それぞれの溶液3滴を、3cm×7cmの寸法及び3mmの最大厚さを示すアルミニウムプレート(最高純度のアルミニウム、純度>99.0%)上に滴下した。接触角の決定を、SOP1827に従って実施した。この結果を次の表中に示す。
Claims (15)
- 装置V1中で、
(a)湿ったガス混合物Gを、
前記液体吸収媒体AVEは、前記湿ったガス混合物Gから水を少なくとも部分的に吸収して、前記液体吸収媒体AVEと比べて高められた水含有率を示す液体吸収媒体AVE1と、前記湿ったガス混合物Gと比べて相対的に低い水含有率を示すガス混合物G1とを得る工程、
(b)前記液体吸収媒体AVE1から水を少なくとも部分的に除去して、前記液体吸収媒体AVE1と比べて相対的に低い水含有率を示す液体吸収媒体AVE2を得る工程を含み、
前記装置V1は、少なくとも部分的に、構造物のアルミニウム材料からなる表面OAlを備え、前記装置V1中に、AVE、AVE1、AVE2からなる群から選択される前記液体吸収媒体の少なくとも1種が、構造物のアルミニウム材料からなる表面OAlと、少なくとも1つの接触面を介して接触する、湿ったガス混合物G、特に湿った空気を除湿する方法において、
Q+は、ジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、
A-は、R*COO-、R′SO3 -、HSO4 -、R″SO4 -からなる群から選択されるアニオンであり、ここで、R*、R′、R″、RA、RB、RCは、互いに無関係に、アルキル基であり、
R1、R2、R3は、互いに無関係に、アルキル基であり、
かつ、M+は、アルカリ金属イオンであることを特徴とする、湿ったガス混合物G、特に湿った空気を除湿する方法。 - Q+は、ジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、ここで、アルキル基は、互いに無関係に、1〜10の炭素原子を有し、かつ、R*、R′、R″、RA、RB、RC、R1、R2、R3は、互いに無関係に、1〜10の炭素原子を有するアルキル基であり、かつ、M+は、Li+、K+又はNa+である、請求項1に記載の方法。
- 前記塩Sは、Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -の群から選択され、かつQ+は、ジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、ここでアルキル基は、互いに無関係に、1〜6の炭素原子を有し、かつA-は、R*COO-、R′SO3 -、R″SO4 -からなる群から選択されるアニオンであり、R*、R1、R′、R″、RA、RB、RCは、互いに無関係に、1〜6の炭素原子を有するアルキル基である、請求項1又は2に記載の方法。
- RA、RB、RCは、互いに無関係に、メチル、エチルから選択される、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記液体吸収媒体AVEは水溶液である、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記液体吸収媒体AVE中で、構造(I)の全てのトリアルキルホスファートと全ての塩Sとの全質量は、前記水溶液の全質量を基準として、65質量%〜95質量%の範囲にある、請求項5に記載の方法。
- 前記液体吸収媒体AVE中で、構造(I)の全てのトリアルキルホスファートの全質量の、全ての塩Sの全質量に対する比率は、1:9999〜1:9の範囲にある、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
- 構成要素
(i)
(ii)前記湿ったガス混合物と前記液体吸収媒体AVOとを接触するために設置された少なくとも1つの水吸収ユニットWabs2、
(iii)熱交換器Wx2を備え、かつ前記液体吸収媒体AVOから水を少なくとも部分的に除去するために設置された少なくとも1つの水脱着ユニットWdes2、
(iv)及び、前記水吸収ユニットWabs2を前記水脱着ユニットWdes2と接続し、かつ前記液体吸収媒体AVOを循環させることができる循環路U2を備え、
前記水吸収ユニットWabs2、前記水脱着ユニットWdes2、前記循環路U2の構成要素の少なくとも1つが、少なくとも部分的に、構造物のアルミニウム材料からなる表面OAlを備え、かつ
装置V2中に、前記液体吸収媒体AVOが、構造物のアルミニウム材料からなる表面OAlと接触する少なくとも1つの接触面が配置された、湿ったガス混合物を除湿する装置V2において、
Q+は、ジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、
A-は、R*COO-、R′SO3 -、HSO4 -、R″SO4 -からなる群から選択されるアニオンであり、ここで、R*、R′、R″、RA、RB、RCは、互いに無関係に、アルキル基であり、
R1、R2、R3は、互いに無関係に、アルキル基であり、かつM+は、アルカリ金属イオンであることを特徴とする、湿ったガス混合物を除湿する装置V2。 - Q+は、ジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、ここで、アルキル基は、互いに無関係に、1〜10の炭素原子を有し、かつ、R*、R′、R″、RA、RB、RC、R1、R2、R3は、互いに無関係に、1〜10の炭素原子を有するアルキル基であり、かつ、M+は、Li+、K+又はNa+である、請求項8に記載の装置V2。
- 前記塩Sは、Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -の群から選択され、かつQ+は、ジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、ここでアルキル基は、互いに無関係に、1〜6の炭素原子を有し、かつA-は、R*COO-、R′SO3 -、R″SO4 -からなる群から選択されるアニオンであり、R*、R1、R′、R″、RA、RB、RCは、互いに無関係に、1〜6の炭素原子を有するアルキル基である、請求項8又は9に記載の装置V2。
- RA、RB、RCは、互いに無関係に、メチル、エチルから選択される、請求項8から10までのいずれか1項に記載の装置V2。
- 前記液体吸収媒体AVOは水溶液である、請求項8から11までのいずれか1項に記載の装置V2。
- 前記液体吸収媒体AVO中で、構造(I)の全てのトリアルキルホスファートと全ての塩Sとの全質量は、前記水溶液の全質量を基準として、65質量%〜95質量%の範囲にある、請求項12に記載の装置V2。
- 前記液体吸収媒体AVO中で、構造(I)の全てのトリアルキルホスファートの全質量の、全ての塩Sの全質量に対する比率は、1:9999〜1:9の範囲にある、請求項8から13までのいずれか1項に記載の装置V2。
- 他の構成要素として、凝縮器、蒸発器、冷却剤を備え、前記冷却剤は水である、請求項8から14までのいずれか1項に記載の装置V2を備えた吸収ヒートポンプ。
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