JP2022176215A - 湿潤ガス混合物の除湿方法 - Google Patents
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- F24F3/1417—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with liquid hygroscopic desiccants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
- B01D2252/30—Ionic liquids and zwitter-ions
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
- B01D2252/60—Additives
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
- B01D2259/4508—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for cleaning air in buildings
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/06—Heat exchange, direct or indirect
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/10—Recycling of a stream within the process or apparatus to reuse elsewhere therein
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
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Abstract
Description
1.構造式(II)による化合物
したがって、本発明は第1の態様において、以下の工程:
(a)湿潤ガス混合物Gを、構造式(II)
液体吸収媒体AVEは、湿潤ガス混合物Gから水を少なくとも部分的に吸収し、
液体吸収媒体AVEと比較して高い含水率を有する液体吸収媒体AVE1、および湿潤ガス混合物Gと比較して相対的に低い含水率を有するガス混合物G1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と比較して相対的に低い含水率を有する液体吸収媒体AVE2を得る工程
を含む、装置V1内で、湿潤ガス混合物G、特に湿潤空気を除湿する方法であって、
装置V1は、金属の構造材料から構成された表面OAlを少なくとも部分的に含み、装置V1において、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つは少なくとも1つの接触面を介して金属の構造材料から構成された表面OAlに接触する方法において、
Q+は、特に、それぞれ互いに独立したアルキル基が1~10個の炭素原子を有するジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、
ここで、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’’は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、M+は、アルカリ金属イオン、好ましくはLi+、K+またはNa+、より好ましくはK+またはNa+であり、
ここで、mおよびnは、互いに独立して、0~3、好ましくは0~2の範囲の整数であり、
ここで、pおよびqは、互いに独立して、0~30の範囲の整数であり、ここで、p+qの合計は、0~30の範囲の整数であり、
より好ましくは、pおよびqは、互いに独立して、0~10の範囲の整数であり、ここで、p+qの合計は、0~10の範囲の整数であり、
金属は、アルミニウム、鋼、銅、貴金属、チタンからなる群から選択され、より好ましくはアルミニウム、白金からなる群から選択され、金属は、最も好ましくはアルミニウムであることを特徴とする方法に関する。
(i)湿潤ガス混合物を液体吸収媒体AVEと接触させ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を含み、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、および
(iii)水吸収ユニットWabs1と水脱着ユニットWdes1とを接続し、液体吸収媒体AVEを循環させ得る回路U1
を有する装置V1を使用することが可能である。
Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -、(Q+)2R2OPO3 2-、Q+M+R3OPO3 2-からなる群から選択される少なくとも1種の塩Sとの混合物を含む液体吸収媒体AVEと接触させることを含む。接触は、当業者に公知の任意の方法、特に水吸収ユニットWabs1において実施することができる。この接触により、吸収媒体AVEは、湿潤ガス流Gから水分、すなわち水を少なくとも部分的に吸収して、液体吸収媒体AVEと比較して高い含水率を有する液体吸収媒体AVE1と、湿潤ガス混合物Gと比較して相対的に低い含水率を有するガス混合物G1とが得られる。
Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -、(Q+)2R2OPO3 2-、Q+M+R3OPO3 2-からなる群から選択される少なくとも1種の塩Sとの混合物を含み、
ここで、Q+は、特にそれぞれ互いに独立したアルキル基が1~10個の炭素原子を有するジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、
ここで、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’’は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、M+は、アルカリ金属イオン、好ましくはLi+、K+またはNa+、さらにより好ましくはK+またはNa+であり、
ここで、mおよびnは、互いに独立して0~3の範囲の整数であり、
ここで、pおよびqは、互いに独立して0~30の範囲の整数であり、
ここで、p+qの合計は、0~30の範囲の整数である。
ここで、Rは、水素またはメチルであり、
ここで、xは、1~5の範囲の整数であり、
ここで、yは、0~5の範囲の整数であり、
ここで、zは、1~15、好ましくは1~8の範囲の整数であり、好ましくはx+yの合計は、1~6の範囲の整数である。
(i)湿潤ガス混合物を液体吸収媒体AVEと接触させ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を含み、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)水吸収ユニットWabs1と水脱着ユニットWdes1とを接続し、液体吸収媒体AVEを循環させ得る回路U1
を含み、
AVE、AVE1、AVE2からなる群から選択される液体吸収媒体が、金属、好ましくはアルミニウム、構造材料から構成された表面OAlに接触する接触面は、特に、水吸収ユニットWabs1、水脱着ユニットWdes1、回路U1の群から選択される構成要素の少なくとも1つに、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つに配置されている。
(i)構造式(II)
(ii)湿潤ガス混合物を液体吸収媒体AVOと接触させ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を含み、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、および
(iv)水吸収ユニットWabs2と水脱着ユニットWdes2とを接続し、それによって液体吸収媒体AVOが循環される回路U2
を含む、湿潤ガス混合物、特に湿潤空気を除湿するための装置V2であって、
構成要素の水吸収ユニットWabs2、水脱着ユニットWdes2、回路U2の少なくとも1つが、金属の構造材料から構成された表面OAlを少なくとも部分的に含み、
装置V2内には、液体吸収媒体AVOが金属の構造材料から構成された表面OAlに接触する少なくとも1つの接触面が配置されている、装置V2において、
Q+は、特に、それぞれ互いに独立したアルキル基が1~10個の炭素原子を有するジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、
ここで、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’’は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、M+は、アルカリ金属イオン、好ましくはLi+、K+またはNa+、より好ましくはK+またはNa+であり、ここで、mおよびnは、互いに独立して、0~3、好ましくは0~2の範囲の整数であり、
ここで、pおよびqは、互いに独立して、0~30の範囲の整数であり、ここで、p+qの合計は、0~30の範囲の整数であり、より好ましくはpおよびqは、互いに独立して、0~10の範囲の整数であり、ここで、p+qの合計は、0~10の範囲の整数であり、
ここで、金属は、アルミニウム、鋼、銅、貴金属、チタンからなる群から選択され、より好ましくはアルミニウム、白金からなる群から選択され、ここで金属は、最も好ましくはアルミニウムであることを特徴とする、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、構造式(II)
ここで、Q+は、ジアルキルイミダゾリウムカチオン、好ましくは1,3-ジアルキルイミダゾリウムカチオン、さらにより好ましくは、それぞれ互いに独立したアルキル基が1~10個の炭素原子を有するジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、
ここで、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’’は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、M+は、アルカリ金属イオン、好ましくはLi+、K+またはNa+、さらにより好ましくはK+またはNa+であり、
ここで、mおよびnは、互いに独立して0~3の範囲の整数であり、
ここで、pおよびqは、互いに独立して、0~30の範囲の整数であり、
ここで、p+qの合計は、0~30の範囲の整数である。
ここで、Rは、水素またはメチルであり、
ここで、xは、1~5の範囲の整数であり、
ここで、yは、0~5の範囲の整数であり、
ここで、zは、1~15、好ましくは1~8の範囲の整数であり、好ましくはx+yの合計は、1~6の範囲の整数である。
したがって、本発明は、第2の態様において、以下の工程:
(a)湿潤ガス混合物Gを、構造式(I)
液体吸収媒体AVEは、湿潤ガス混合物Gから水を少なくとも部分的に吸収し、
液体吸収媒体AVEと比較して高い含水率を有する液体吸収媒体AVE1、および湿潤ガス混合物Gと比較して相対的に低い含水率を有するガス混合物G1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と比較して相対的に低い含水率を有する液体吸収媒体AVE2を得る工程
を含む、装置V1内で、湿潤ガス混合物G、特に湿潤空気を除湿する方法であって、
ここで、装置V1は、金属の構造材料から構成された表面OAlを少なくとも部分的に含み、装置V1において、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つは、少なくとも1つの接触面を介して金属の構造材料から構成された表面OAlに接触する方法において、
Q+は、特に、それぞれ互いに独立したアルキル基が1~10個の炭素原子を有するジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、
ここで、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’’は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、Rは、水素またはメチルであり、
ここで、M+は、アルカリ金属イオン、好ましくはLi+、K+またはNa+、より好ましくはK+またはNa+であり、
ここで、xは、1~5の範囲の整数であり、
ここで、yは、0~5の範囲の整数であり、
ここで、zは、1~15、好ましくは1~8の範囲の整数であり、
ここで、好ましくはx+yの合計は、1~6の範囲の整数であり、
ここで、金属は、アルミニウム、鋼、銅、貴金属、チタンからなる群から選択され、より好ましくはアルミニウム、白金からなる群から選択され、ここで金属は、最も好ましくはアルミニウムであることを特徴とする方法に関する。
(i)湿潤ガス混合物を液体吸収媒体AVEと接触させ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を含み、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、および
(iii)水吸収ユニットWabs1と水脱着ユニットWdes1とを接続し、液体吸収媒体AVEを循環させる回路U1
を有する装置V1を使用することが可能である。
Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -、(Q+)2R2OPO3 2-、Q+M+R3OPO3 2-からなる群から選択される少なくとも1種の塩Sとの混合物を含む液体吸収媒体AVEと接触させることを含む。接触は、当業者に公知の任意の方法、特に水吸収ユニットWabs1において実施され得る。この接触により、吸収媒体AVEは、湿潤ガス流Gから水分、すなわち水を少なくとも部分的に吸収し、液体吸収媒体AVEと比較して高い含水率を有する液体吸収媒体AVE1と、湿潤ガス混合物Gと比較して相対的に低い含水率を有するガス混合物G1とが得られる。
Q+A-、Q+(R1O)2PO2 -、(Q+)2R2OPO3 2-、Q+M+R3OPO3 2-からなる群から選択される少なくとも1種の塩Sとの混合物を含み、
ここで、Q+は、特にそれぞれ互いに独立したアルキル基が1~10個の炭素原子を有するジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、
ここで、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’’は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、Rは、水素またはメチルであり、
ここで、M+は、アルカリ金属イオン、好ましくはLi+、K+またはNa+、さらにより好ましくはK+またはNa+であり、
ここで、xは、1~5の範囲の整数であり、ここで、yは、0~5の範囲の整数であり、ここで、zは、1~15の範囲の整数である。
ここで、構造式(II)において、mおよびnは、互いに独立して、0~3、好ましくは0~2の範囲の整数であり、pおよびqは、互いに独立して、0~30の範囲の整数であり、ここでp+qの合計は、0~30の範囲の整数である。より好ましくは、pおよびqは、互いに独立して、0~10の範囲の整数であり、ここでp+qの合計は、0~10の範囲の整数である。最も好ましいのは、構造式(II)の化合物であり、ここでm=n=2であり、pおよびqは、互いに独立して、0~4の範囲の整数であり、ここでp+qの合計は、0~4の範囲の整数である。
(i)湿潤ガス混合物を液体吸収媒体AVEと接触させ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を含み、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)水吸収ユニットWabs1と水脱着ユニットWdes1とを接続し、液体吸収媒体AVEを循環させる回路U1
を含み、
AVE、AVE1、AVE2からなる群から選択される液体吸収媒体が、金属、好ましくはアルミニウム、構造材料から構成された表面OAlに接触する接触面は、特に、水吸収ユニットWabs1、水脱着ユニットWdes1、回路U1の群から選択される構成要素の少なくとも1つに、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つに配置されている。
(i)構造式(I)
(ii)湿潤ガス混合物を液体吸収媒体AVOと接触させ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を含み、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、および
(iv)水吸収ユニットWabs2と水脱着ユニットWdes2とを接続し、それによって液体吸収媒体AVOが循環される回路U2
を含む、湿潤ガス混合物、特に湿潤空気を除湿するための装置V2であって、
水吸収ユニットWabs2、水脱着ユニットWdes2、回路U2の少なくとも1つが、金属の構造材料から構成された表面OAlを少なくとも部分的に含み、かつ
装置V2内には、液体吸収媒体AVOが金属の構造材料から構成された表面OAlに接触する少なくとも1つの接触面が配置されている、湿潤ガス混合物、特に湿潤空気を除湿するための装置V2において、
Q+は、特に、それぞれ互いに独立したアルキル基が1~10個の炭素原子を有するジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、
ここで、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’’は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、Rは、水素またはメチルであり、
ここで、M+は、アルカリ金属イオン、好ましくはLi+、K+またはNa+、より好ましくはK+またはNa+であり、
ここで、xは、1~5の範囲の整数であり、ここで、yは、0~5の範囲の整数であり、ここで、zは、1~15、好ましくは1~8の範囲の整数であり、ここで好ましくはx+yの合計は、1~6の範囲の整数であり、
ここで、金属は、アルミニウム、鋼、銅、貴金属、チタンからなる群から選択され、より好ましくはアルミニウム、白金からなる群から選択され、ここで金属は、最も好ましくはアルミニウムであることを特徴とする、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、構造式(I)
ここで、Q+は、ジアルキルイミダゾリウムカチオン、好ましくは1,3-ジアルキルイミダゾリウムカチオン、さらにより好ましくは、それぞれ互いに独立して、アルキル基が1~10個の炭素原子を有するジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、
ここで、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’’は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
ここで、R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、特に1~10個の炭素原子を有する、アルキル基であり、
ここで、Rは、水素またはメチルであり、
ここで、M+は、アルカリ金属イオン、好ましくはLi+、K+またはNa+、より好ましくはK+またはNa+であり、
ここで、xは、1~5の範囲の整数であり、ここで、yは、0~5の範囲の整数であり、ここで、zは、1~15の範囲の整数である。
ここで、構造式(II)において、mおよびnは、互いに独立して、0~3、好ましくは0~2の範囲の整数であり、pおよびqは、互いに独立して、0~30の範囲の整数であり、ここでp+qの合計は、0~30の範囲の整数である。より好ましくは、pおよびqは、互いに独立して、0~10の範囲の整数であり、ここでp+qの合計は、0~10の範囲の整数である。最も好ましいのは、構造式(II)の化合物であり、ここでm=n=2であり、pおよびqは、互いに独立して、0~4の範囲の整数であり、p+qの合計は、0~4の範囲の整数である。
湿潤ガス混合物Gの流れ(上記流れは、吸収式冷凍機の蒸発器から発生する湿潤空気、湿潤天然ガスまたは湿潤ガス混合物であってもよく、この選択に関しては図2も参照のこと)は、導管<101>を介して水吸収ユニットWabs1<103>に供給され、そこで導管<105>を介して、または導管<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と接触する。水吸収ユニットWabs1<103>は、Wabs1<103>について上記引用した水吸収器のいずれか、特に流下膜であってもよい。水吸収ユニットWabs1<103>において、導管<101>を介して供給されたガス混合物Gを、導管<105>を介してまたは導管<113>を介して供給された液体吸収媒体AVEと接触させることにより、液体吸収媒体AVEと比較して高い含水率を有する液体吸収媒体AVE1と、導管<102>を介して排出されるガス混合物G1の流れとが得られ、G1は、湿潤ガス混合物Gと比較して相対的に低い含水率を有する。用途に応じて、G1は、特に除湿空気または除湿天然ガスである。水吸収ユニットWabs1<103>は、また、追加の熱交換器Wz1<104>も任意選択的に含み得る。好ましくは、導管<106>、<111>および熱交換器Wy1<107>を介して(または、熱交換器Wy1<107>を使用しない場合、導管<106>、<111>および<114>を介して)、液体吸収媒体AVE1は、次に熱交換器Wx1<108>を含む水脱着ユニットWdes1<109>に送られる。任意選択の熱交換器Wy1<107>では、水を含んだ液体吸収媒体AVE1にさらに熱が供給され得る。次に、水脱着ユニットWdes1<109>において、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により、液体吸収媒体AVE1と比較して相対的に低い含水率を有する液体吸収媒体AVE2が得られる。次に、除去された水は、水脱着ユニットWdes1<109>から導管<110>を介して液体または蒸気、好ましくは蒸気として排出される。次に、液体吸収媒体AVE2は、水脱着ユニットWdes1<109>から排出され、水吸収ユニットWabs1<103>に戻される。これは、直接的に、すなわち、図1に破線で示される導管<113>を介して行われてよい。代替的に、かつ好ましくは、液体吸収媒体AVE2は、導管<112>を介して、任意選択の熱交換器Wy1<107>に供給されてもよく、ここで、導管<106>を介して任意選択の熱交換器Wy1<107>に供給される液体吸収媒体AVE1は、導管<112>を介して任意選択の熱交換器Wy1<107>に供給される液体吸収媒体AVE2から熱を供給されている。一旦、濃縮された液体吸収媒体AVE2が、導管<105>または<113>を介して水吸収ユニットWabs1に供給されると、上記媒体は、新しい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のAVEとして再利用される。この方法では、図1による装置、好ましくは、水吸収ユニットWabs1<103>(図1において、上記ユニットは、熱交換器<104>を含む)、水脱着ユニットWdes1<109>(図1において、上記ユニットは、熱交換器<108>を含む)、回路U1<115>(図1において、導管<106>、<111>、<113>、または<106>、<111>、<112>、<105>、さらに各場合に任意選択的に導管<114>で構成される)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、アルミニウムの構造材料OAlで作られた表面を少なくとも部分的に含み、液体吸収媒体AVE、AVE1、AVE2の少なくとも1つが、金属、好ましくはアルミニウムの構造材料OAlで作られた表面と接触している少なくとも1つの接触面が、この装置内に配置されていることが、本発明にとって重要である。
1.以下の工程:
(a)湿潤ガス混合物Gを、構造式(I)の化合物および構造式(II)
液体吸収媒体AVEは、湿潤ガス混合物Gから水を少なくとも部分的に吸収し、
液体吸収媒体AVEと比較して高い含水率を有する液体吸収媒体AVE1、および湿潤ガス混合物Gと比較して相対的に低い含水率を有するガス混合物G1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と比較して相対的に低い含水率を有する液体吸収媒体AVE2を得る工程
を含む、装置V1内で、湿潤ガス混合物G、特に湿潤空気を除湿する方法であって、
装置V1は、金属の構造材料から構成された表面OAlを少なくとも部分的に含み、装置V1において、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つは、少なくとも1つの接触面を介して金属の構造材料から構成された表面OAlに接触する方法において、
Q+は、ジアルキルイミダゾリウムカチオンであり、
ここで、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’’は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
ここで、R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
ここで、Rは、水素またはメチルであり、
ここで、M+は、アルカリ金属イオンであり、
ここで、xは、1~5の範囲の整数であり、
ここで、yは、0~5の範囲の整数であり、
ここで、zは、1~15の範囲の整数であり、
ここで、mおよびnは、互いに独立して0~3の範囲の整数であり、
ここで、pおよびqは、互いに独立して0~30の範囲の整数であり、
ここで、p+qの合計は、0~30の範囲の整数である。
(i)構造式(I)の化合物および構造式(II)
(ii)湿潤ガス混合物を液体吸収媒体AVOと接触させ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<103>、
(iii)熱交換器Wx2<108>を含み、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<109>、および
(iv)水吸収ユニットWabs2<103>と水脱着ユニットWdes2<109>とを接続し、液体吸収媒体AVOを循環させる回路U2<115>
を含む、湿潤ガス混合物を除湿するための装置V2であって、
構成要素の水吸収ユニットWabs2<103>、水脱着ユニットWdes2<109>、回路U2<115>の少なくとも1つが、金属の構造材料から構成された表面OAlを少なくとも部分的に含み、かつ
装置V2内には、液体吸収媒体AVOが金属の構造材料から構成された表面OAlに接触する少なくとも1つの接触面が配置されている装置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、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’’は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
ここで、R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
ここで、Rは、水素またはメチルであり、
ここで、M+は、アルカリ金属イオンであり、
ここで、xは、1~5の範囲の整数であり、ここで、yは、0~5の範囲の整数であり、ここで、zは、1~15の範囲の整数であり、
ここで、mおよびnは、互いに独立して0~3の範囲の整数であり、
ここで、pおよびqは、互いに独立して0~30の範囲の整数であり、
ここで、p+qの合計は、0~30の範囲の整数であることを特徴とする、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、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’’は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
ここで、R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
ここで、Rは、水素またはメチルであり、
ここで、M+は、アルカリ金属イオンであり、
ここで、xは、1~5の範囲の整数であり、ここで、yは、0~5の範囲の整数であり、ここで、zは、1~15の範囲の整数であり、
ここで、mおよびnは、互いに独立して、0~3の範囲の整数であり、
ここで、pおよびqは、互いに独立して、0~30の範囲の整数であり、
ここで、p+qの合計は、0~30の範囲の整数であることを特徴とする、吸収媒体AVE。
1.使用する化学物質
EMIM DEP(=1-エチル-3-メチルイミダゾリウムジエチルホスフェート)をEvonikから入手した。
静的表面張力を、25℃でKruss K12装置上でWilhelmyプレート法により測定した。以下に説明する比較例C1および本発明の例I1~I3について記載するように液体に垂直に浸漬した白金板に作用する力を測定した。白金板と液体との間の力および接触角から表面張力を計算した。
比較例C1:90質量%のEMIM DEPと10質量%の水との混合物。
本発明の例I1:90質量%のEMIM DEP、9.5質量%の水、および0.5質量%の配合物Aの混合物。
本発明の例I2:90質量%のEMIM DEP、9.5質量%の水、および0.5質量%の配合物Bの混合物。
本発明の例I3:90質量%のEMIM DEP、9.5質量%の水、0.25質量%の配合物A、および0.25質量%の配合物Bの混合物。
それぞれの実施例について以下に記載するように各溶液1滴(2μL)を、寸法3cm×10cm、最大厚さ1mmのアルミニウム板(最高純度のアルミニウム;純度>99.0%)上に滴下した。接触角の測定を、Eko社製のOCA20装置で行った。
第1の試験シリーズ1では、以下の溶液を測定した:
比較例C2:純水;
比較例C3:20質量%のEMIM DEP、80質量%の水。
比較例C4:40質量%のEMIM DEP、60質量%の水。
比較例C5:60質量%のEMIM DEP、40質量%の水。
比較例C6:80質量%のEMIM DEP、20質量%の水。
比較例C7:90質量%のEMIM DEP、10質量%の水。
比較例C8:99.5質量%の水、0.25質量%の配合物A、および0.25質量%の配合物B
本発明の例I4:79.5質量%の水、20質量%のEMIM DEP、0.25質量%の配合物A、および0.25質量%の配合物B。
本発明の例I5:59.5質量%の水、40質量%のEMIM DEP、0.25質量%の配合物A、および0.25質量%の配合物B。
本発明の例I6:39.5質量%の水、60質量%のEMIM DEP、0.25質量%の配合物A、および0.25質量%の配合物B。
本発明の例I7:19.5質量%の水、80質量%のEMIM DEP、0.25質量%の配合物A、および0.25質量%の配合物B。
本発明の例I8:9.5質量%の水、90質量%のEMIM DEP、0.25質量%の配合物A、および0.25質量%の配合物B。
比較例C9:75質量%のEMIM DEP、25質量%の水。
本発明の例I9:75質量%のEMIM DEP、24.5質量%の水、0.25質量%の配合物A、および0.25質量%の配合物B。
本発明の例I10:75質量%のEMIM DEP、24.25質量%の水、0.375質量%の配合物A、および0.375質量%の配合物B。
本発明の例I11:75質量%のEMIM DEP、24.5質量%の水、0.5質量%の配合物A、および0.5質量%の配合物B。
Claims (28)
- 以下の工程:
(a)湿潤ガス混合物Gを、構造式(II)
前記液体吸収媒体AVEは、前記湿潤ガス混合物Gから水を少なくとも部分的に吸収し、
前記液体吸収媒体AVEと比較して高い含水率を有する液体吸収媒体AVE1、および前記湿潤ガス混合物Gと比較して相対的に低い含水率を有するガス混合物G1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と比較して相対的に低い含水率を有する液体吸収媒体AVE2を得る工程
を含む、装置V1内で、前記湿潤ガス混合物Gを除湿する方法であって、
前記装置V1は、金属の構造材料から構成された表面OAlを少なくとも部分的に含み、前記装置V1において、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つは、少なくとも1つの接触面を介して前記金属の構造材料から構成された表面OAlに接触する方法において、
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、
R*、R’、R’’は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
M+は、アルカリ金属イオンであり、
mおよびnは、互いに独立して、0~3の範囲の整数であり、
pおよびqは、互いに独立して、0~30の範囲の整数であり、
p+qの合計は、0~30の範囲の整数であり、
前記金属は、アルミニウム、鋼、銅、貴金属、チタンから選択されることを特徴とする、方法。 - 前記液体吸収媒体AVEが水溶液である、請求項1記載の方法。
- 前記液体吸収媒体AVE中の構造式(II)の全化合物および全塩Sの総質量が、前記水溶液の総質量を基準として、20.1質量%~92質量%の範囲にある、請求項2記載の方法。
- 前記液体吸収媒体AVE中の構造式(II)の全化合物の総質量と全塩Sの総質量との比が、1:1000~1:10の範囲にある、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- 以下の構成要素
(i)構造式(II)
(ii)湿潤ガス混合物を前記液体吸収媒体AVOと接触させ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<103>、
(iii)熱交換器Wx2<108>を含み、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<109>、および
(iv)前記水吸収ユニットWabs2<103>と前記水脱着ユニットWdes2<109>とを接続し、前記液体吸収媒体AVOを循環させる回路U2<115>
を含む、前記湿潤ガス混合物を除湿するための装置V2であって、
前記構成要素の水吸収ユニットWabs2<103>、水脱着ユニットWdes2<109>、回路U2<115>の少なくとも1つが、金属の構造材料から構成された表面OAlを少なくとも部分的に含み、
前記装置V2内には、前記液体吸収媒体AVOが金属の構造材料から構成された表面OAlに接触する少なくとも1つの接触面が配置されている、前記装置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、
R*、R’、R’’は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
M+は、アルカリ金属イオンであり、
mおよびnは、互いに独立して、0~3の範囲の整数であり、
pおよびqは、互いに独立して、0~30の範囲の整数であり、
p+qの合計は、0~30の範囲の整数であり、
前記金属は、アルミニウム、鋼、銅、貴金属、チタンから選択されることを特徴とする、装置V2。 - 前記液体吸収媒体AVOが水溶液である、請求項5記載の装置V2。
- 前記液体吸収媒体AVO中の構造式(II)の全化合物および全塩Sの総質量が、前記水溶液の総質量を基準として、20.1質量%~92質量%の範囲にある、請求項6記載の装置V2。
- 前記吸収媒体AVO中の構造式(II)の全化合物の総質量と全塩Sの総質量との比が、1:1000~1:10の範囲にある、請求項5から7までのいずれか1項記載の装置V2。
- 請求項5から8までのいずれか1項記載の装置V2を含み、さらなる構成要素として、凝縮器<211>、蒸発器<214>および冷却剤を含み、前記冷却剤は、水である、吸収式冷凍機。
- 構造式(II)
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、
R*、R’、R’’は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
M+は、アルカリ金属イオンであり、
mおよびnは、互いに独立して、0~3の範囲の整数であり、
pおよびqは、互いに独立して、0~30の範囲の整数であり、
p+qの合計は、0~30の範囲の整数であることを特徴とする、吸収媒体AVE。 - 水溶液である、請求項10記載の吸収媒体AVE。
- 構造式(II)の全化合物および全塩Sの総質量が、前記水溶液の総質量を基準として、20.1質量%~92質量%の範囲にある、請求項11記載の吸収媒体AVE。
- 構造式(II)の全化合物の総質量と全塩Sの総質量との比が、1:1000~1:10の範囲にある、請求項10から12までのいずれか1項記載の吸収媒体AVE。
- 請求項10から13までのいずれか1項記載の吸収媒体AVEの吸収式冷凍機における使用。
- 以下の工程:
(a)湿潤ガス混合物Gを、構造式(I)
前記液体吸収媒体AVEは、前記湿潤ガス混合物Gから水を少なくとも部分的に吸収し、
前記液体吸収媒体AVEと比較して高い含水率を有する液体吸収媒体AVE1、および前記湿潤ガス混合物Gと比較して相対的に低い含水率を有するガス混合物G1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と比較して相対的に低い含水率を有する液体吸収媒体AVE2を得る工程
を含む、装置V1内で、前記湿潤ガス混合物Gを除湿する方法であって、
前記装置V1は、金属の構造材料から構成された表面OAlを少なくとも部分的に含み、前記装置V1において、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つは、少なくとも1つの接触面を介して前記金属の構造材料から構成された表面OAlに接触する方法において、
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、
R*、R’、R’’は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
Rは、水素またはメチルであり、
M+は、アルカリ金属イオンであり、
xは、1~5の範囲の整数であり、
yは、0~5の範囲の整数であり、
zは、1~15の範囲の整数であり、
前記金属は、アルミニウム、鋼、銅、貴金属、チタンから選択されることを特徴とする、方法。 - 前記液体吸収媒体AVEが、水溶液である、請求項15記載の方法。
- 前記液体吸収媒体AVE中の構造式(I)の全化合物および全塩Sの総質量が、前記水溶液の総質量を基準として、20.1質量%~92質量%の範囲にある、請求項16記載の方法。
- 前記吸収媒体AVE中の構造式(I)の全化合物の総質量と全塩Sの総質量との比が、1:1000~1:10の範囲にある、請求項15から17までのいずれか1項記載の方法。
- 以下の構成要素
(i)構造式(I)
(ii)前記湿潤ガス混合物を前記液体吸収媒体AVOと接触させ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<103>、
(iii)熱交換器Wx2<108>を含み、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<109>、および
(iv)前記水吸収ユニットWabs2<103>と前記水脱着ユニットWdes2<109>とを接続し、前記液体吸収媒体AVOを循環させる回路U2<115>
を含む、湿潤ガス混合物を除湿するための装置V2であって、
前記構成要素の水吸収ユニットWabs2<103>、水脱着ユニットWdes2<109>、回路U2<115>の少なくとも1つが、金属の構造材料から構成された表面OAlを少なくとも部分的に含み、
前記装置V2内には、前記液体吸収媒体AVOが前記金属の構造材料から構成された表面OAlに接触する少なくとも1つの接触面が配置されている前記装置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、
R*、R’、R’’は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
Rは、水素またはメチルであり、
M+は、アルカリ金属イオンであり、
xは、1~5の範囲の整数であり、yは、0~5の範囲の整数であり、zは、1~15の範囲の整数であり、
前記金属は、アルミニウム、鋼、銅、貴金属、チタンから選択されることを特徴とする装置V2。 - 前記液体吸収媒体AVOが水溶液である、請求項19記載の装置V2。
- 前記液体吸収媒体AVO中の構造式(I)の全化合物および全塩Sの総質量が、前記水溶液の総質量を基準として、20.1質量%~92質量%の範囲にある、請求項20記載の装置V2。
- 前記液体吸収媒体AVO中の構造式(I)の全化合物の総質量と全塩Sの総質量との比が、1:1000~1:10の範囲にある、請求項19から21までのいずれか1項記載の装置V2。
- 請求項19から22までのいずれか1項記載の装置V2を含み、さらなる構成要素として、凝縮器<211>、蒸発器<214>および冷却剤を含み、前記冷却剤は、水である、吸収式冷凍機。
- 構造式(I)
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、
R*、R’、R’’は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
R1、R2、R3は、それぞれ互いに独立して、アルキル基であり、
Rは、水素またはメチルであり、
M+は、アルカリ金属イオンであり、
xは、1~5の範囲の整数であり、yは、0~5の範囲の整数であり、zは、1~15の範囲の整数であることを特徴とする、吸収媒体AVE。 - 水溶液である、請求項24記載の吸収媒体AVE。
- 構造式(I)の全化合物および全塩Sの総質量が、前記水溶液の総質量を基準として、20.1質量%~92質量%の範囲にある、請求項25記載の吸収媒体AVE。
- 構造式(I)の全化合物の総質量と全塩Sの総質量との比が、1:1000~1:10の範囲にある、請求項24から26までのいずれか1項記載の吸収媒体AVE。
- 請求項24から27までのいずれか1項記載の吸収媒体AVEの吸収式冷凍機における使用。
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