NL9201226A - METHOD AND APPARATUS FOR REGULATING THE HUMIDITY OF A GAS FLOW AND PURIFYING IT AT THE SAME TIME FROM UNWANTED ACID OR BASIC GASES. - Google Patents

METHOD AND APPARATUS FOR REGULATING THE HUMIDITY OF A GAS FLOW AND PURIFYING IT AT THE SAME TIME FROM UNWANTED ACID OR BASIC GASES. Download PDF

Info

Publication number
NL9201226A
NL9201226A NL9201226A NL9201226A NL9201226A NL 9201226 A NL9201226 A NL 9201226A NL 9201226 A NL9201226 A NL 9201226A NL 9201226 A NL9201226 A NL 9201226A NL 9201226 A NL9201226 A NL 9201226A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
membrane
membranes
gas stream
hygroscopic
water vapor
Prior art date
Application number
NL9201226A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Tno
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tno filed Critical Tno
Priority to NL9201226A priority Critical patent/NL9201226A/en
Priority to PCT/EP1993/001773 priority patent/WO1994001204A1/en
Priority to JP6502960A priority patent/JPH06510481A/en
Priority to EP93915837A priority patent/EP0607387A1/en
Publication of NL9201226A publication Critical patent/NL9201226A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/229Integrated processes (Diffusion and at least one other process, e.g. adsorption, absorption)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/268Drying gases or vapours by diffusion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-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
    • F24F3/12Air-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
    • F24F3/14Air-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
    • F24F2003/1435Air-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 comprising semi-permeable membrane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00Air-humidification, e.g. cooling by humidification

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

Werkwijze en inrichting voor het reguleren van de vochtigheid van een gasstroom en het tegelijkertijd zuiveren daarvan van ongewenste zure of basische gassen.Method and device for regulating the humidity of a gas stream and at the same time purifying it from undesired acidic or basic gases.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het reguleren van de vochtigheid van een gasstroom en het zuiveren van die gasstroom van bijvoorbeeld zure of basische gassen, waarbij de gasstroom wordt geleid langs een zijde - de retentaatzijde - van een membraan, waardoorheen waterdamp kan diffunderen en aan de andere zijde waarvan - de permeaatzijde - een hygroscopische vloeistof stroomt.The invention relates to a method for regulating the moisture of a gas stream and purifying that gas stream from, for example, acidic or basic gases, the gas stream being guided along one side - the retentate side - of a membrane, through which water vapor can diffuse and on the other side of which - the permeate side - a hygroscopic liquid flows.

Het is bekend om waterdamp aan een gasstroom te onttrekken, door het vocht daarin te condenseren door afkoeling tot onder het dauwpunt. Om de vochtigheid van een gasstroom op een bepaalde gewenste waarde in te stellen is het ook mogelijk eerst het gas te verwarmen, het op die temperatuur met vocht te verzadigen en het daarna tot het gewenste dauwpunt af te koelen.It is known to extract water vapor from a gas stream by condensing the moisture therein by cooling below the dew point. To set the humidity of a gas stream to a certain desired value, it is also possible to first heat the gas, saturate it at that temperature with moisture and then cool it to the desired dew point.

Andere methodes om waterdamp uit een gas te verwijderen zijn die, waarbij gebruik wordt gemaakt van hygroscopische media of zouten.Other methods of removing water vapor from a gas are those using hygroscopic media or salts.

Een praktische en continu bruikbare methode van dit type wordt beschreven in het US-octrooi no. 4.915.838: om waterdamp te verwijderen uit lucht wordt de te drogen luchtstroom geleid langs de retentaatzijde van een microporeus membraan. Het gebruikte membraan is een zogenaamd holle-vezel-membraan.A practical and continuously usable method of this type is described in U.S. Patent No. 4,915,838: to remove water vapor from air, the air stream to be dried is passed along the retentate side of a microporous membrane. The membrane used is a so-called hollow fiber membrane.

Aan de permeaatzijde van het membraan stroomt een hygroscopische vloeistof. Waterdamp uit de gasstroom diffundeert door de poriën van het membraan van de retentaatzijde naar de permeaatzijde en wordt daar door de hygroscopische vloeistof opgenomen en afgevoerd.A hygroscopic liquid flows on the permeate side of the membrane. Water vapor from the gas stream diffuses through the pores of the membrane from the retentate side to the permeate side, where it is taken up and discharged by the hygroscopic liquid.

Voor het gebruik van methodes voor het reguleren van de vochtigheid van gassen zoals lucht, is een ruim toepassingsgebied: in gebouwen, voertuigen, enz.. In het bijzonder is het daarbij veelal ook van belang die gassen te zuiveren van ongewenste, bijvoorbeeld schadelijke gasbestanddelen zoals de zure gassen H2S, SO2, NO2, CO2 enz., maar ook van basische gassen zoals NH3 en andere. Met betrekking tot het verwijderen van schadelijke gassen in lucht kan worden gedacht aan toepassingen bij verontreinigde lucht in industrie- en stedelijke gebieden, langs autosnelwegen, maar ook binnen gebouwen en voertuigen, zoals bijvoorbeeld in musea om aantasting van kunstwerken door binnendringende gassen of door tabaksrook te voorkomen.For the use of methods for regulating the humidity of gases such as air, there is a wide range of applications: in buildings, vehicles, etc. In particular, it is often also important to purify those gases from undesired, for example, harmful gas components such as the acidic gases H2S, SO2, NO2, CO2, etc., but also of basic gases such as NH3 and others. With regard to the removal of harmful gases in air, applications can be made for polluted air in industrial and urban areas, along motorways, but also within buildings and vehicles, such as in museums, for example, to prevent damage to artworks by penetrating gases or tobacco smoke. appearance.

Dit verwijderen van ongewenste bestanddelen uit lucht kan niet gelijktijdig met de hiervóór beschreven methodes voor het reguleren van de vochtigheid van die lucht plaatsvinden. Door bijvoorbeeld afkoelen van de lucht tot beneden het dauwpunt kunnen alleen de condenseerbare bestanddelen daaruit worden verwijderd, aangenomen dat de dauwpunten van die bestanddelen dan ook nog met elkaar corresponderen. En wanneer hygroscopische media worden gebruikt, wordt behalve waterdamp geen ander gas daarmee verwijderd.This removal of undesirable components from air cannot take place simultaneously with the previously described methods of controlling the humidity of that air. For example, by cooling the air below the dew point, only the condensable components can be removed therefrom, provided that the dew points of those components also correspond to each other. And when hygroscopic media are used, no other gas is removed except water vapor.

De uitvinding betreft een werkwijze, waarmee het reguleren van de vochtigheid van een luchtstroom en het daaruit verwijderen van ongewenste gassen, die goed in basische, zure, of neutrale waterige oplossingen worden geabsorbeerd, gelijktijdig, in één proces, kan worden gerealiseerd. De werkwijze volgens de uitvinding vertoont daartoe het kenmerk dat een membraan wordt gebruikt, waardoorheen ook de betreffende te verwijderen gassen kunnen diffunderen en dat de hygroscopische vloeistof is gemengd met een waterige component, zodanig dat het water-gehalte van het mengsel is afgestemd op de gewenste evenwichtsvochtig-heid van de te behandelen gasstroom en dat samenstelling ervan is afgestemd op de oplosbaarheid daarin van de uit de gasstroom te verwijderen bijvoorbeeld zure of basische componenten.The invention relates to a method by which the regulation of the humidity of an air flow and the removal thereof of undesired gases, which are well absorbed in basic, acidic or neutral aqueous solutions, can be realized simultaneously in one process. To this end, the method according to the invention is characterized in that a membrane is used, through which the relevant gases to be removed can also diffuse and that the hygroscopic liquid is mixed with an aqueous component, such that the water content of the mixture is attuned to the desired equilibrium moisture of the gas stream to be treated and its composition is adapted to the solubility therein of, for example, acidic or basic components to be removed from the gas stream.

Het watergehalte van het hygroscopische mengsel is maatgevend voor de in te stellen evenwichtsvochtigheid. Daar het membraan in beide richtingen - van de retentaatzijde naar de permeaatzijde en omgekeerd-waterdamp kan doorlaten, kan zowel waterdamp aan de te behandelen gasstroom worden toegevoegd', als daaraan worden onttrokken. En door diffusie van de betreffende gascomponent(en) van de retentaatzijde van het membraan naar de permeaatzijde ervan, gevolgd door absorptie in de waterige, eventueel zure of basische component van het langs de permeaatzijde van het membraan stromende hygroscopische mengsel, wordt/ worden die gascomponent(en) gelijktijdig met de regeling van de vochtigheid uit de te behandelen gasstroom verwijderd. Daartoe dient dan wel de waterige component een zodanige samenstelling te hebben, dat de oplosbaarheid van de te verwijderen component wordt vergroot en/of wordt versneld door een fysische of chemische interactie. De samenstelling dient te zijn aangepast aan de aard van de te verwijderen gassen. Bijvoorbeeld zijn daarin sterke of zwakke organische of anorganische zuren of basen opgelost.The water content of the hygroscopic mixture determines the balance moisture to be set. Since the membrane can pass in both directions - from the retentate side to the permeate side and reverse water vapor, both water vapor can be added to and withdrawn from the gas stream to be treated. And by diffusion of the respective gas component (s) from the retentate side of the membrane to its permeate side, followed by absorption into the aqueous, optionally acidic or basic component of the hygroscopic mixture flowing along the permeate side of the membrane, that gas component becomes (s) removed from the gas stream to be treated simultaneously with the humidity control. For this purpose, the aqueous component must then have such a composition that the solubility of the component to be removed is increased and / or accelerated by a physical or chemical interaction. The composition should be adapted to the nature of the gases to be removed. For example, strong or weak organic or inorganic acids or bases are dissolved therein.

Goede resultaten zijn bereikt met een hygroscopische vloeistof, die bestaat uit polaire glycolen, alcoholen of glycerolen zoals tri-ethyleenglycol of polyethyleenglycol of mengsels daarvan. Waterige electroliet-oplossingen met hygroscopische eigenschappen komen ook in aanmerking. In het algemeen geldt, dat een zodanig hygroscopisch mengsel, de hygroscopische vloeistof met de daarin opgeloste bestanddelen, moet worden gekozen, dat het compatibel is met de te gebruiken membranen en module-materialen.Good results have been achieved with a hygroscopic liquid, which consists of polar glycols, alcohols or glycerols such as triethylene glycol or polyethylene glycol or mixtures thereof. Aqueous electrolyte solutions with hygroscopic properties are also eligible. Generally, such a hygroscopic mixture, the hygroscopic liquid with the components dissolved therein, must be selected to be compatible with the membranes and module materials to be used.

De uitvinding omvat ook een methode om een voor het regelen van de vochtigheid gebruikt hygroscopisch mengsel tijdens het proces te regenereren tot het weer het gewenste watergehalte heeft. Die methode is daardoor gekenmerkt, dat het mengsel dan eerst tot een bepaalde temperatuur wordt verwarmd of wordt gekoeld, het daarna via een voor waterdamp permeabel membraan in kontakt wordt gebracht met een gasstroom met een bepaalde vochtigheid, totdat evenwicht is bereikt en tenslotte het mengsel weer wordt gekoeld, respectievelijk wordt verwarmd tot de werk-temperatuur.The invention also includes a method of regenerating a hygroscopic mixture used for humidity control during the process until the weather has the desired water content. This method is characterized in that the mixture is first heated or cooled to a certain temperature, then it is contacted via a membrane permeable to water vapor with a gas flow of a certain humidity, until equilibrium is reached and finally the mixture is again is cooled or heated to the operating temperature.

De te gebruiken membraanmodule bevat één of meer membranen, die microporeus en hydrophoob zijn. Bijvoorbeeld voldoet in dit opzicht polypropeen. In ieder geval dienen ze een voor het doel voldoend groot uitwisselend oppervlak te hebben; het kunnen holle-vezel-membranen zijn, maar ook vlakke membranen kunnen worden toegepast. In principe maakt het niet uit aan welke zijde van het membraan de gas- respectievelijk de vloeistofstroom wordt geleid. Zo kan bij een holle-vezel-membraan óf de vloeistofstroom door de vezel stromen, óf de gasstroom.The membrane module to be used contains one or more membranes, which are microporous and hydrophobic. For example, polypropylene suffices in this regard. In any case, they must have a sufficiently large exchanging surface for the purpose; they can be hollow fiber membranes, but flat membranes can also be used. In principle, it does not matter on which side of the membrane the gas or liquid flow is conducted. For example, with a hollow fiber membrane, either the liquid flow can flow through the fiber or the gas flow.

Onder omstandigheden verdient het de voorkeur om genoemd type membranen te gebruiken met een niet-poreuze toplaag. Dergelijke membranen zijn vooral van voordeel indien door de aard van het hygroscopische mengsel en/of door de manier waarop te werk wordt gegaan, de kans bestaat op ongewenste doorslag van het hygroscopische mengsel door de poriën van het microporeuze membraan. Een dunne toplaag bestaat bijvoorbeeld uit PDMS (siliconen-rubber) of polytrimethylsilylpropyne, of uit dunne gel-lagen op polymeer-basis.Under circumstances, it is preferable to use said type of membranes with a non-porous top layer. Such membranes are especially advantageous if, due to the nature of the hygroscopic mixture and / or the manner in which it is operated, there is a risk of undesired breakdown of the hygroscopic mixture through the pores of the microporous membrane. A thin top layer consists, for example, of PDMS (silicone rubber) or polytrimethylsilyl propyne, or of thin gel layers on a polymer basis.

Uiteraard dient de permeabiliteit van deze toplaag voor zowel waterdamp als voor de uit het te behandelen gas te verwijderen bestanddelen voldoende groot te zijn om een effectieve verwijdering te doen plaatshebben. Zo’n toplaag kan hydrophoob of hydrophiel zijn.Of course, the permeability of this top layer for both water vapor and for the components to be removed from the gas to be treated must be sufficiently high for effective removal to take place. Such a top layer can be hydrophobic or hydrophilic.

Bij het gebruik van membranen met een niet-poreuze toplaag zal op grond van overwegingen m.b.t. een effectieve stofoverdracht bij de keuze van de membraanzijde waarlangs de vloeistof respectievelijk het gas stroomt, de voorkeur uitgaan naar stroming van de vloeistof langs de toplaag. Op grond van mogelijke vervuiling vanuit de gas/lucht fase, kan echter ook worden gekozen voor stroming van gas/lucht langs de toplaag: vuil zal dan vóór de toplaag blijven hangen en niet indringen in de poreuze laag van het membraan.When using membranes with a non-porous top layer, preference will be given to the flow of liquid along the top layer, based on considerations regarding effective dust transfer in the choice of the membrane side along which the liquid or gas flows, respectively. Due to possible contamination from the gas / air phase, it is also possible to opt for flow of gas / air along the top layer: dirt will then remain in front of the top layer and will not penetrate into the porous layer of the membrane.

De uitvinding omvat ook een inrichting voor het uitvoeren van de hiervóór beschreven werkwijzen. Hij bevat daartoe een membraanmodule met een of meer membranen waardoorheen zowel waterdamp als de te verwijderen, bijvoorbeeld zure of basische gassen kunnen diffunderen en voorzien van middelen om aan de ene zijde van het/de membraan/membranen de te zuiveren en qua vochtigheid te reguleren gasstroom erlangs te leiden en om aan de andere zijde een zuur, basisch of neutraal hygro-scopisch mengsel erlangs te leiden.The invention also includes an apparatus for performing the methods described above. For this purpose it contains a membrane module with one or more membranes through which both water vapor and the to be removed, for example acid or basic gases, can diffuse and provided with means to purify the gas flow on one side of the membrane / membranes and to regulate it in terms of moisture past it and to pass an acidic, basic or neutral hygroscopic mixture on the other side.

De membranen zijn dan bij voorkeur microporeus en hydrophoob, hebben een voldoend groot uitwisselend oppervlak en zijn eventueel voorzien van een niet-poreuze toplaag met een voldoend grote permeabiliteit voor de erdoorheen te diffunderen stoffen.The membranes are then preferably microporous and hydrophobic, have a sufficiently large exchanging surface and are optionally provided with a non-porous top layer with a sufficiently great permeability for the substances to be diffused therethrough.

Hierna volgen beschrijvingen van enige uitvoeringsvoorbeelden van werkwijzen volgens de uitvinding, waarin de verrschillende aspecten daarvan worden belicht.The following are descriptions of some exemplary embodiments of methods of the invention, in which the various aspects thereof are exposed.

In het algemeen geldt, dat de concentratie van het zuur of de base in de absorptievloeistof, of ook in het totale mengsel, varieert met de hoeveelheid water, die aan de te behandelen luchtstroom is onttrokken, respectievelijk daaraan is toegevoegd.In general, it holds that the concentration of the acid or base in the absorption liquid, or also in the total mixture, varies with the amount of water extracted from or added to the air stream to be treated.

Voorbeeld 1Example 1

Een vochtige stikstofstroom met een SO2-gehalte van 500 ppm werd bij 20 °C met een debiet van 4 liter per minuut geleid door de vezels van een holle-vezel-membraan-module (type ENKA LM2P06, polypropeen- vezels, microporeus). De membraanmodule heeft vezels met een inwendige diameter van 0,6 nm en een totaal membraanoppervlak van 400 cm2. Als absorptievloeistof werd de vezelbundel aan de buitenkant omstroomd met 0,25 1/min. van een mengsel van ethyleenglycol en circa 20%, 1 Mol, natriumcarbonaat-oplossing. De verhouding van ethyleenglycol en na-triumcarbonaatoplossing in dit mengsel was op gewichtsbasis 4:1. Voor de ingaande stikstofstroom werd een relatieve vochtigheid van ongeveer 94% gemeten, met een dauwpunt van 18.8 °C. De SO2- concentratie was op 500 ppm gebracht.A moist nitrogen stream with an SO2 content of 500 ppm was passed at 20 ° C at a flow rate of 4 liters per minute through the fibers of a hollow fiber membrane module (type ENKA LM2P06, polypropylene fibers, microporous). The membrane module has fibers with an internal diameter of 0.6 nm and a total membrane area of 400 cm2. As the absorbing liquid, the fiber bundle was surrounded on the outside at 0.25 l / min. of a mixture of ethylene glycol and about 20%, 1 Mol, sodium carbonate solution. The ratio of ethylene glycol and sodium carbonate solution in this mixture was 4: 1 by weight. For the incoming nitrogen flow, a relative humidity of about 94% was measured, with a dew point of 18.8 ° C. The SO2 concentration was brought to 500 ppm.

In de uitgaande stikstofstroom werd een relatieve vochtigheid van ongeveer 61% gemeten, met een dauwpunt van 12.1 °C. Als SO2-concentratie van de uitgaande stikstofstroom werd gemeten een gehalte van 0,5 ppm.In the outgoing nitrogen stream, a relative humidity of about 61% was measured, with a dew point of 12.1 ° C. A concentration of 0.5 ppm was measured as the SO2 concentration of the outgoing nitrogen stream.

Het blijkt dus, dat tegelijkertijd de vochtigheid van de stikstofstroom is gereguleerd, c.q. is afgenomen, en het S02-gehalte van de stikstofstroom met 99% is gereduceerd.It thus appears that at the same time the humidity of the nitrogen stream has been regulated, or has decreased, and the SO2 content of the nitrogen stream has been reduced by 99%.

Voorbeeld 2Example 2

In eenzelfde membraanmodule als in voorbeeld 1 werd door de vezels een droge stikstofstroom geleid met een S02-gehalte van 500 ppm, met een debiet van 4 liter per minuut. Als absorptievloeistof werd rond de vezels een vloeistof gepompt, bevattende circa 80% ethyleenglycol en circa 20%, 1 M natriumcarbonaatoplossing. De absorptievloeistof had een debiet van ongeveer 0,5 liter/min. De werktemperatuur was ongeveer 28 °C.In the same membrane module as in example 1, a dry nitrogen stream with an SO2 content of 500 ppm was passed through the fibers, at a flow rate of 4 liters per minute. As the absorption liquid, a liquid was pumped around the fibers, containing about 80% ethylene glycol and about 20%, 1 M sodium carbonate solution. The absorbing liquid had a flow rate of about 0.5 liter / min. The operating temperature was about 28 ° C.

In de ingaande stikstofstroom werd een relatieve vochtigheid van ongeveer 10% gemeten, met een dauwpunt van -5,5 °C. In de uitgaande stikstofstroom werd een SO2-concentratie van 0,5 ppm en een relatieve vochtigheid van ongeveer 41% (dauwpunt 14,0 °C) gemeten.In the incoming nitrogen stream, a relative humidity of about 10% was measured, with a dew point of -5.5 ° C. In the outgoing nitrogen stream, an SO2 concentration of 0.5 ppm and a relative humidity of about 41% (dew point 14.0 ° C) were measured.

Het blijkt dus, dat tegelijkertijd de vochtigheid van de stikstofstroom is gereguleerd, c.q. is toegenomen, en het S02-gehalte van de stikstofstroom met 99% is gereduceerd.It thus appears that at the same time the humidity of the nitrogen flow is regulated or increased, and the SO2 content of the nitrogen flow is reduced by 99%.

Voorbeeld 3Example 3

In dezelfde opstelling als in voorbeelden 1 en 2 werd vervolgens onderzocht welke invloed de concentratie van natriumcarbonaat heeft op de verwijderingsgraad van SO2 uit de stikstofstroom. Hiertoe werd de natriumcarbonaat-concentratie verlaagd van de oorspronkelijke 1 Mol naar resp. 0,3 M en 0,1 M. Gevonden werd, dat bij 0,3 M natriumcar-bonaat de verwijderingsgraad voor SO2 nog steeds 99% hoger was. Bij 0,1 M natriumcarbonaat bleek de verwijderingsgraad van SO2 tot ongeveer 90% te zijn gereduceerd.In the same setup as in Examples 1 and 2, it was then investigated what influence the concentration of sodium carbonate has on the degree of removal of SO2 from the nitrogen stream. To this end, the sodium carbonate concentration was lowered from the original 1 Mol to resp. 0.3 M and 0.1 M. It was found that at 0.3 M sodium carbonate the removal rate for SO 2 was still 99% higher. With 0.1 M sodium carbonate, the removal rate of SO2 was found to be reduced to about 90%.

Voorbeeld 4Example 4

In dezelfde proefopstelling als in voorbeelden 1 en 2 werd vervolgens onderzocht welke verwijdering van SO2 uit de stikstofstroom kan worden bereikt in mengsels van ethyleenglycol en water (zonder natriumcarbonaat) en in water alleen. De uitgangsconcentratie SO2 in de stikstofstroom werd hierbij verlaagd tot 51,3 ppm. Gevonden werden verwij-deringsgraden van maximaal 50%; bij langere duur van de proef zakte de verwijderingsgraad naar ongeveer 40% of lager. Uit de resultaten van de voorbeelden 3 en 4 kan worden afgeleid dat zonder toevoeging van natriumcarbonaat, of bij toevoeging van natriumcarbonaat in een concentratie lager dan 0,1 M, de verwijderingsgraad voor SO2 snel afneemt. Kennelijk raakt de oplossing in dat geval snel verzadigd met SO2, zodat verdere opname belemmerd wordt. Voor een efficiënte verwijdering van SO2 met tegelijkertijd regulering van de vochtigheid van de stikstofstroom is dus een matriumcarbonaat-concentratie van 0,1 M of hoger nodig.In the same experimental set-up as in Examples 1 and 2, it was then investigated which removal of SO 2 from the nitrogen stream can be achieved in mixtures of ethylene glycol and water (without sodium carbonate) and in water alone. The starting concentration of SO2 in the nitrogen flow was lowered to 51.3 ppm. Removal rates of up to 50% were found; with a longer duration of the test, the degree of removal dropped to about 40% or less. From the results of Examples 3 and 4 it can be deduced that without addition of sodium carbonate, or when addition of sodium carbonate in a concentration of less than 0.1 M, the removal rate for SO2 decreases rapidly. Apparently in that case the solution quickly becomes saturated with SO2, so that further absorption is impeded. Therefore, an efficient removal of SO2 while simultaneously controlling the humidity of the nitrogen stream requires a sodium carbonate concentration of 0.1 M or higher.

Voorbeeld 5Example 5

In dezelfde proefopstelling als in voorbeelden 1 en 2 werd het experiment van voorbeeld 1 herhaald, doch met dat verschil dat als absorptievloeistof werd gebruikt een mengsel van triethyleenglycol (TEG) en een kaliumcarbonaat-oplossing (1 M). De verhouding van TEG en kaliumcarbonaat-oplossing in dit mengsel was op gewichtsbasis ongeveer 4:1. Met dit mengsel werd eenzelfde verwijderingsgraad voor vocht, en tegelijkertijd voor SO2 gemeten als in voorbeeld 1.In the same experimental set-up as in Examples 1 and 2, the experiment of Example 1 was repeated, except that the absorption liquid used was a mixture of triethylene glycol (TEG) and a potassium carbonate solution (1 M). The ratio of TEG and potassium carbonate solution in this mixture was about 4: 1 by weight. With this mixture, the same degree of removal for moisture, and at the same time for SO2, was measured as in example 1.

Geconcludeerd kan worden, dat met een mengsel van TEG en kaliumcarbonaat-oplossing op dezelfde wijze als met de mengsels gebruikt in voorbeelden 1-4 de vochtigheid voor de stikstofstroom kan worden gereguleerd, en tegelijkertijd het SÜ2-gehalte met 99% kan worden gereduceerd.It can be concluded that with a mixture of TEG and potassium carbonate solution, the moisture for the nitrogen flow can be regulated in the same manner as with the mixtures used in Examples 1-4, while at the same time the S 2 content can be reduced by 99%.

Claims (10)

1. Werkwijze voor het reguleren van de vochtigheid van een gas-stroom en het zuiveren van die gasstroom van bijvoorbeeld zure of basische gassen, waarbij de gasstroom wordt geleid langs een zijde - de retentaatzijde -van een membraam, waardoorheen waterdamp kan diffunderen en aan de andere zijde waarvan - de permeaatzijde - een hygrosco-pische vloeistof stroomt, met het kenmerk, dat een membraan wordt gebruikt, waardoorheen de betreffende zure of basische gassen kunnen diffunderen en dat de hygro-scopische vloeistof is gemengd met een waterige component, zodanig dat het watergehalte van het mengsel is afgestemd op de gewenste even-wichtsvochtigheid van de te behandelen gasstroom en de samenstelling ervan is afgestemd op het vergroten en/of versnellen van de oplosbaarheid daarin van de uit de gasstroom te verwijderen, bijvoorbeeld zure of basische componenten.A method for regulating the moisture of a gas stream and purifying that gas stream from, for example, acidic or basic gases, the gas stream being guided along one side - the retentate side - of a membrane, through which water vapor can diffuse and on the on the other side of which - the permeate side - a hygroscopic liquid flows, characterized in that a membrane is used, through which the respective acid or basic gases can diffuse and in which the hygroscopic liquid is mixed with an aqueous component, such that the water content of the mixture is adapted to the desired equilibrium moisture of the gas stream to be treated and its composition is adapted to increase and / or accelerate the solubility therein of the gas stream to be removed, for example, acidic or basic components. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hygroscopische vloeistof bestaat uit polaire glycolen, alcoholen of glycerolen, zoals triethyleenglycol of polyethy-leen-glycol of mengsels daarvan.Method according to claim 1, characterized in that the hygroscopic liquid consists of polar glycols, alcohols or glycerols, such as triethylene glycol or polyethylene glycol or mixtures thereof. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de hygroscopische vloeistof bestaat uit een waterige elektroliet-oplossing met hygroscopische eigenschappen.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the hygroscopic liquid consists of an aqueous electrolyte solution with hygroscopic properties. 4. Werkwijze volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat tijdens uitvoering van de werkwijze, het gebruikte hygroscopische mengsel wordt geregeneerd tot het gewenste watergehalte is bereikt, door het eerst tot een bepaalde temperatuur te verwarmen of te koelen, het daarna via een voor waterdamp permeabel membraan in kontakt te brengen met een gasstroom met een bepaalde vochtigheid tot evenwicht is bereikt en tenslotte het mengsel weer te koelen of te verwarmen tot de werktemperatuur.Method according to claims 1-3, characterized in that during the execution of the method, the hygroscopic mixture used is regenerated until the desired water content is reached, by first heating or cooling it to a certain temperature, then by means of a for water vapor permeable membrane to contact a gas flow with a certain humidity until equilibrium is reached and finally to cool or heat the mixture again to the working temperature. 5. Werkwijze volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk dat een membraanmodule wordt gebruikt met een of meer microporeuze, hydrophobe membranen, met een voldoend groot uitwisselend membraan-oppervlak.Method according to any one of claims 1-4, characterized in that a membrane module is used with one or more microporous, hydrophobic membranes, with a sufficiently large exchanging membrane surface. 6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat een membraan/membranen wordt/worden gebruikt met een niet-poreuze toplaag, die een voldoend grote permeabiliteit heeft voor zowel waterdamp als voor de te verwijderen, bijvoorbeeld zure of basische gassen.Method according to claim 5, characterized in that a membrane / membranes is / are used with a non-porous top layer, which has a sufficiently high permeability for both water vapor and for the gases to be removed, for example acidic or basic gases. 7. Inrichting voor het uitvoeren van een der werkwijzen volgens conclusies 1-6, bevattende een membraanmodule met een of meer membranen waardoorheen zowel waterdamp als de te verwijderen, bivoorbeeld zure of basische gassen kunnen diffunderen en voorzien van middelen-om aan de ene zijde van het/de membraan/membranen de te zuiveren en qua vochtigheid te reguleren gasstroom erlangs te leiden en om aan de andere zijde een zuur, basisch of neutraal hygroscopisch mengsel erlangs te leiden.Device for carrying out one of the methods according to claims 1-6, comprising a membrane module with one or more membranes through which both water vapor and the acidic or basic gases to be removed, for example, can diffuse and provided with means on one side of which the membrane / membranes to pass the gas stream to be purified and to be regulated in terms of humidity and to pass on the other side an acid, basic or neutral hygroscopic mixture. 8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk dat het/de membraan/membranen een microporeus holle vezel-membraan/membranen is/zijn, gemaakt van hydrophobe materialen.Device according to claim 7, characterized in that the membrane / membranes is / are a microporous hollow fiber membrane / membranes made of hydrophobic materials. 9. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het/de membraan/membranen vlak, microporeus en hydrophoob is/zijn met een voldoend groot uitwisselend membraanopper-vlak.Device as claimed in claim 7, characterized in that the membrane (s) are / are flat, microporous and hydrophobic with a sufficiently large exchanging membrane surface. 10. Inrichting volgens een der conclusies 7, 8 en 9, met het kenmerk, dat het/de membraan/membranen is/zijn voorzien van een niet-poreuze toplaag, met een zodanige permeabiliteit voor waterdamp en de zure of basische gassen, dat de werkwijze volgens conclusie 6 kan worden uitgevoerd.Device according to any one of claims 7, 8 and 9, characterized in that the membrane / membranes is / are provided with a non-porous top layer, with such permeability to water vapor and the acidic or basic gases that the method according to claim 6 can be carried out.
NL9201226A 1992-07-08 1992-07-08 METHOD AND APPARATUS FOR REGULATING THE HUMIDITY OF A GAS FLOW AND PURIFYING IT AT THE SAME TIME FROM UNWANTED ACID OR BASIC GASES. NL9201226A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9201226A NL9201226A (en) 1992-07-08 1992-07-08 METHOD AND APPARATUS FOR REGULATING THE HUMIDITY OF A GAS FLOW AND PURIFYING IT AT THE SAME TIME FROM UNWANTED ACID OR BASIC GASES.
PCT/EP1993/001773 WO1994001204A1 (en) 1992-07-08 1993-07-02 Method and device for regulating the humidity of a gas flow and at the same time purifyng it of undesired acid or alkaline gasses
JP6502960A JPH06510481A (en) 1992-07-08 1993-07-02 Method and apparatus for regulating the humidity of a gas stream and simultaneously purifying the gas stream of undesirable acidic or alkaline gases
EP93915837A EP0607387A1 (en) 1992-07-08 1993-07-02 Method and device for regulating the humidity of a gas flow and at the same time purifyng it of undesired acid or alkaline gasses

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9201226 1992-07-08
NL9201226A NL9201226A (en) 1992-07-08 1992-07-08 METHOD AND APPARATUS FOR REGULATING THE HUMIDITY OF A GAS FLOW AND PURIFYING IT AT THE SAME TIME FROM UNWANTED ACID OR BASIC GASES.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9201226A true NL9201226A (en) 1994-02-01

Family

ID=19861036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9201226A NL9201226A (en) 1992-07-08 1992-07-08 METHOD AND APPARATUS FOR REGULATING THE HUMIDITY OF A GAS FLOW AND PURIFYING IT AT THE SAME TIME FROM UNWANTED ACID OR BASIC GASES.

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0607387A1 (en)
JP (1) JPH06510481A (en)
NL (1) NL9201226A (en)
WO (1) WO1994001204A1 (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5399188A (en) * 1993-12-01 1995-03-21 Gas Research Institute Organic emissions elimination apparatus and process for same
NL9401233A (en) 1994-03-25 1995-11-01 Tno Membrane gas absorption method.
NL9400483A (en) * 1994-03-25 1995-11-01 Tno Method for absorbing gas/liquid with the aid of hollow fibre membranes
AUPM592694A0 (en) * 1994-05-30 1994-06-23 F F Seeley Nominees Pty Ltd Vacuum dewatering of desiccant brines
NL9400976A (en) * 1994-06-15 1996-01-02 Tno Method and device for removing ammonia from gas.
US5490884A (en) * 1994-09-09 1996-02-13 Tastemaker Method and system for extracting a solute from a fluid using dense gas and a porous membrane
US5954858A (en) * 1995-11-22 1999-09-21 North Carolina State University Bioreactor process for the continuous removal of organic compounds from a vapor phase process stream
US6083297A (en) * 1995-12-13 2000-07-04 Whatman, Inc. Gas dehydration membrane with low oxygen and nitrogen permeability
US6926829B2 (en) 2000-03-06 2005-08-09 Kvaerner Process Systems A.S. Apparatus and method for separating fluids through a membrane
US6666906B2 (en) * 2000-11-08 2003-12-23 Clearwater International, L.L.C. Gas dehydration using membrane and potassium formate solution
DE10059910C2 (en) 2000-12-01 2003-01-16 Daimler Chrysler Ag Device for continuous humidification and dehumidification of the supply air of production processes or ventilation systems
US6497749B2 (en) * 2001-03-30 2002-12-24 United Technologies Corporation Dehumidification process and apparatus using collodion membrane
US6517607B2 (en) * 2001-06-04 2003-02-11 Gas Technology Institute Method and apparatus for selective removal of a condensable component from a process stream with latent heat recovery
GB0228074D0 (en) 2002-12-02 2003-01-08 Molecular Products Ltd Carbon dioxide absorption
US8679230B2 (en) 2008-12-19 2014-03-25 Michael L. Strickland Reducing emissions of VOCs from low-pressure storage tanks
US10782261B2 (en) * 2014-03-25 2020-09-22 The Procter & Gamble Company Apparatus for sensing environmental humidity changes

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4147754A (en) * 1975-07-28 1979-04-03 General Electric Company System for selective removal of hydrogen sulfide from a mixture of gases
NL8702150A (en) * 1987-09-09 1989-04-03 Tno METHOD AND MEMBRANE FOR REMOVING WATER VAPOR BY VAPOR PERMEATION FROM A GAS-VAPOR MIXTURE.
US4900448A (en) * 1988-03-29 1990-02-13 Honeywell Inc. Membrane dehumidification
NL8902897A (en) * 1989-11-23 1991-06-17 Tno PURIFYING AIR.
NL9000783A (en) * 1990-04-03 1991-11-01 Tno MEMBRANE SEPARATION PROCESS FOR DEWATERING A GAS, VAPOR OR LIQUID MIXTURE BY PERVAPORATION, VAPOR PERMEATION OR GAS SEPARATION.
US5084073A (en) * 1990-10-11 1992-01-28 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Membrane drying process and system

Also Published As

Publication number Publication date
WO1994001204A1 (en) 1994-01-20
JPH06510481A (en) 1994-11-24
EP0607387A1 (en) 1994-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL9201226A (en) METHOD AND APPARATUS FOR REGULATING THE HUMIDITY OF A GAS FLOW AND PURIFYING IT AT THE SAME TIME FROM UNWANTED ACID OR BASIC GASES.
US4583996A (en) Apparatus for separating condensable gas
US10456738B2 (en) Method and apparatus for separating one or more components from a composition
JP2571841B2 (en) Gas dehydration method
Liu et al. Preparation of hollow fiber poly (ether block amide)/polysulfone composite membranes for separation of carbon dioxide from nitrogen
Atchariyawut et al. Effect of membrane structure on mass-transfer in the membrane gas–liquid contacting process using microporous PVDF hollow fibers
Plisko et al. Effect of Pluronic F127 on porous and dense membrane structure formation via non-solvent induced and evaporation induced phase separation
Kneifel et al. Hollow fiber membrane contactor for air humidity control: Modules and membranes
CN103285739B (en) A kind of preparation method of hydrophobic porous diffusion barrier
JPH0771624B2 (en) Membrane for isolation of virus from solution
Zhang et al. Dehydration of caprolactam–water mixtures through cross-linked PVA composite pervaporation membranes
JPH0679149A (en) Wet-dry reversible ultrafiltering membrane capable of integrity testing and testing method thereof
Fakharnezhad et al. Experimental investigation of gas dehumidification by tri-ethylene glycol in hollow fiber membrane contactors
Roy et al. Poly (acrylamide-co-acrylic acid) hydrophilization of porous polypropylene membrane for dehumidification
US5019262A (en) Hydrophilic microporous membrane
FR2729306A1 (en) PROCESS FOR SEPARATING ACIDIC GAS FROM GASEOUS MIXTURES USING COMPOSITE MEMBRANES FORMED OF SEL-POLYMER MIXTURES
KR20130111367A (en) Large pore polymeric membrane
Kamio et al. Development of facilitated transport membranes composed of a dense gel layer containing CO2 carrier formed on porous cylindrical support membranes
Okabe et al. Stability of gel-supported facilitated transport membrane for carbon dioxide separation from model flue gas
Tarsa et al. Fabrication and characterization of polyetherimide hollow fiber membrane contactor for carbon dioxide stripping from monoethanolamine solution
CN102580559A (en) Hydrophilic single skin layer tubular high polymer porous membrane
JP2023502732A (en) hydrophilic membrane
KR20130102484A (en) Membrane stripping process for removing volatile organic compounds from latex
KR100356043B1 (en) A seperating membrane for treatment of volatile organic compounds, and a method of manufacturing them
CN102580554A (en) Antibacterial porous polymeric membrane

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed