PL217130B1 - Sposób i układ do kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektach - Google Patents
Sposób i układ do kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektachInfo
- Publication number
- PL217130B1 PL217130B1 PL391687A PL39168710A PL217130B1 PL 217130 B1 PL217130 B1 PL 217130B1 PL 391687 A PL391687 A PL 391687A PL 39168710 A PL39168710 A PL 39168710A PL 217130 B1 PL217130 B1 PL 217130B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- membrane
- absorbent liquid
- air
- distillation apparatus
- ceramic membranes
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 title claims description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 116
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 38
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 36
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 33
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 29
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 29
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 26
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 22
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims description 16
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000007824 aliphatic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 13
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 6
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 3
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 3
- MLXDKRSDUJLNAB-UHFFFAOYSA-N triethoxy(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F MLXDKRSDUJLNAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 150000002314 glycerols Chemical class 0.000 description 2
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003641 microbiacidal effect Effects 0.000 description 1
- 229940124561 microbicide Drugs 0.000 description 1
- 239000002855 microbicide agent Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- AVYKQOAMZCAHRG-UHFFFAOYSA-N triethoxy(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluorooctyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F AVYKQOAMZCAHRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektach, obejmujący proces absorpcji i desorpcji składników w cieczy chłonnej, polegający w szczególności na jednoczesnej kontroli zawartości H2O, CO2 i temperatury powietrza. Sposób i układ do kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektach znajduje zastosowanie do klimatyzowania przestrzeni zamkniętych takich jak podwodnych łodzi atomowych, orbitalnych stacji kosmicznych oraz pokładów samolotów pasażerskich.
Kontaktory membranowe w postaci absorberów i desorberów w porównaniu do klasycznych aparatów kolumnowych zapewniają 4-5 razy wyższe wydajności w przeliczeniu na objętość jednostkową aparatu. Jako, że obie fazy ciecz i gaz, bezpośrednio nie stykają się ze sobą, absorbery membranowe mogą pracować w dowolnej konfiguracji przestrzennej (pionowo, poziomo) i przy dowolnym stosunku natężeń przepływu obu faz. Odmiennie niż w przypadku kolumn z wypełnieniem, istnieje możliwość kontaktu dużej ilości gazu z niewielką ilością cieczy - nie zachodzi zjawisko zalewania czy nierównomiernego zwilżania wypełnienia. Aparaty te pracują zawsze z tą samą wydajnością, niezależnie od średnicy i długości, co ma niezwykle istotne znaczenie przy powiększaniu skali aparatu.
W klasycznych absorberach membranowych wykorzystuje się membrany polimerowe mikroi ultrafiltracyjne, zwykle wykonane z polipropylenu lub polietylenu, jednak niedogodnością tych membran polimerowych jest mała odporność termiczna i chemiczna, co wpływa na krótką ich żywotność.
Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO94001204 znany jest sposób i urządzenie do regulacji wilgotności przepływających gazów z możliwością oczyszczania ich z niepożądanych składników kwaśnych lub zasadowych. Urządzenie zawiera jedną lub więcej płaskich lub kapilarnych hydrofobowych membran mikroporowatych, jako ciecz chłonną stosuje się polarne glikole, alkohole, glicerole oraz ich mieszaniny z dodatkiem elektrolitów. Niedogodnością rozwiązania jest to, że nie zapewnia możliwości regulacji temperatury powietrza, automatycznej kontroli wilgotności oraz ciągłej regeneracji cieczy chłonnej. Ponadto wykorzystana w tym rozwiązaniu membrana mikroporowata wymaga stosowania niskich ciśnień transmembranowych, a sorbent organiczny zanieczyszcza kondycjonowane powietrze. Z amerykańskiego opisu patentowego nr US6887303 znane jest urządzenie do ciągłej kontroli wilgotności poprzez usuwanie nadmiaru wilgoci lub nawilżanie powietrza, złożone z kontaktora membranowego z higroskopijną cieczą chłonną, układu regeneracyjnego, dozownika wody, urządzenia kontrolującego oraz wymiennika ciepła. Urządzenie wyposażone jest w hydrofobową i mikroporowatą membranę, a jako ciecz chłonną stosuje się silnie skoncentrowany roztwór wodny alkoholu wielowodorotlenowego np. glikol etylenowy, glicerol lub silnie skoncentrowaną sól higroskopową: LiCl, Kathene z czynnikiem mikrobiobójczym. Rozwiązanie to nie daje jednak możliwości usuwania CO2 z powietrza ani też automatycznej kontroli jego temperatury oraz nie jest też przeznaczone do pracy w warunkach braku lub ograniczonej grawitacji, nie może pracować przy zmiennym kącie nachylenia. Również z amerykańskiego zgłoszenia nr US4900448 znany jest sposób i układ do usuwania wilgoci z powietrza z użyciem mikroporowatej, celulozowej membrany organicznej, zawierającej w porach higroskopijną ciecz wybraną z grupy polarnych alkoholi, glikoli lub gliceroli.
Istota sposobu kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektach obejmującego proces absorpcji i desorpcji składników w cieczy chłonnej polega na tym, że powietrze w temperaturze od 5°C do 40°C zawierające H2O i CO2 kieruje się do absorbera membranowego pracującego pod ciśnieniem atmosferycznym, wyposażonego w hydrofobowe membrany ceramiczne o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni kontaktujące powietrze z cieczą chłonną, w której następuje jednoczesna absorpcja H2O i CO2 oraz wymiana ciepła, po czym ciecz chłonną przetłacza się za pomocą pompy membranowej do podgrzewacza, gdzie ogrzewana jest do temperatury nie wyższej niż 150°C, a następnie do aparatu do destylacji membranowej, pracującego pod ciśnieniem 10 bar, wyposażonego w hydrofobowe membrany ceramiczne o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni, w którym następuje odparowanie H2O i desorpcja CO2 z cieczy chłonnej. Ciecz chłonną zawraca się poprzez przeponowy zbiornik wyrównawczy, w którym korzystnie miesza się ją za pomocą zainstalowanej strumienicy, a następnie przez chłodnicę, w której następuje schłodzenie cieczy do temperatury nie niższej niż 5°C, do absorbera membranowego. CO2 ze strumienia odprowadzanego z aparatu do destylacji membranowej, po uprzednim wykropleniu H2O w skraplaczu, separuje się w membranowym rozdzielaczu faz wyposażonym w hydrofobowe membrany ceramiczne o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni, po czym spręża się w kompresorze i zatłacza do zbiornika ciśnieniowego na sprężony CO2,
PL 217 130 B1 a wykroploną H2O kieruje się za pomocą pompy membranowej do zbiornika przeponowego na wykroploną wodę.
Korzystnie w absorberze membranowym, aparacie do destylacji membranowej i membranowym separatorze faz sposób przebiega przy ciśnieniu transmembranowym do 0,8 bar.
Korzystnie różnica temperatur pomiędzy kondycjonowanym powietrzem a cieczą chłonną wynosi od 0°C do 100°C.
Korzystnie jako ciecz chłonną stosuje się wodny roztwór nasycony K2CO3 z zawiesiną kryształów K2CO3.
Korzystnie temperaturę i wilgotność powietrza kontroluje się za pomocą termohigrometrycznego układu automatycznej kontroli parametrów powietrza.
Korzystnie hydrofobowe membrany ceramiczne zmodyfikowane są powierzchniowo za pomocą perfluorowanych związków alifatycznych z grupą silanową o długości łańcucha węglowego od 8 do 10 atomów węgla.
Układ do kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektach zawiera absorber membranowy wyposażony w hydrofobowe membrany ceramiczne o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni, który jest połączony z pompą membranową, a następnie podgrzewaczem, ten zaś z aparatem do destylacji membranowej, wyposażonym w hydrofobowe membrany ceramiczne o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni. Aparat do destylacji membranowej z jednej strony połączony jest ze skraplaczem, następnie z membranowym rozdzielaczem faz, wyposażonym w hydrofobowe membrany ceramiczne o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni, który następnie połączony jest z kompresorem i zbiornikiem ciśnieniowym na sprężony CO2, a z drugiej strony z pompą membranową, a następnie ze zbiornikiem przeponowym na wykroploną wodę. Aparat do destylacji membranowej jest także połączony z przeponowym zbiornikiem wyrównawczym cieczy chłonnej, który następnie połączony jest z chłodnicą, która z kolei połączona jest z absorberem membranowym.
Korzystnie układ wyposażony jest w termohigrometryczny układ automatycznej kontroli parametrów powietrza oraz automatyczne zawory regulacyjne.
Korzystnie w przeponowym zbiorniku wyrównawczym zainstalowana jest strumienica do ciągłego mieszania zawiesiny kryształów K2CO3.
Korzystnie absorber membranowy, aparat do destylacji membranowej i membranowy rozdzielacz faz wyposażone są w membrany ceramiczne kapilarne lub rurowe, o średnicach wewnętrznych od 1 do 10 mm i grubości ścianki od 0,1 do 2 mm.
Korzystnie absorber membranowy, aparat do destylacji membranowej i membranowy rozdzielacz faz wyposażone są w ceramiczne membrany ultraporowate, asymetryczne o średnich średnicach porów w zakresie od 20 nm do 500 nm i porowatości w zakresie od 30 do 55%.
Zaletą sposobu i układu do kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektach według wynalazku jest wykorzystanie ceramicznych membran hydrofobowych, przez co nie następuje bezpośrednie stykanie się fazy gazowej i ciekłej ze sobą ani ich mieszanie. Zastosowanie membran ceramicznych hydrofobowych niezwilżalnych przez ciecz chłonną zapewnia rozdzielenie fazy ciekłej od gazowej oraz rozwinięcie powierzchni wymiany masy w kontaktorze membranowym, aparacie do destylacji membranowej i membranowym separatorze faz, którego to efektu nie można uzyskać przy użyciu membran ceramicznych niemodyfikowanych chemicznie. Obecność fazy gazowej w porach membrany zapewnia wysokie wartości strumieni transportu masy przez membranę. Zastosowanie membran ceramicznych o wysokiej odporności chemicznej zapewnia odporność ich powierzchni na długotrwałe działanie tlenu z powietrza. Zastosowanie membran ceramicznych o dużej odporności mechanicznej zapewnia odporność ich powierzchni na ścieranie za pomocą kryształów soli zawieszonych w cieczy chłonnej. Dzięki wykorzystaniu membran ceramicznych osiągana jest długa żywotność układu bez konieczności częstej wymiany membran, co nie jest możliwe do zapewnienia w przypadku membran polimerowych. Zaletą jest również to, że układ może pracować w przestrzeni pozbawionej lub o ograniczonej sile grawitacji, jak również pod dowolnym nachyleniem, dzięki zastosowaniu membranowych wymienników masy oraz zbiorników przeponowych, jak również strumienicy do mieszania zawiesiny kryształów K2CO3 w przeponowym zbiorniku wyrównawczym cieczy chłonnej. Wykorzystanie wodnego roztworu nasyconego soli K2CO3 z zawiesiną kryształów K2CO3 umożliwia stałe utrzymywanie roztworu wodnego w stanie nasycenia, niezależnie od ilości pochłoniętej wody do układu oraz umożliwia jednoczesne usuwanie wilgoci i CO2 z powietrza. Kondycjonowane powietrze nie jest zanieczyszczane żadnym składnikiem cieczy chłonnej dzięki temu, iż sól K2CO3 jest nielotna.
PL 217 130 B1
Przedmiot wynalazku jest wyjaśniony w przykładach realizacji oraz na rysunku, który przedstawia schemat układu do kondycjonowania surowego gazu ziemnego.
P r z y k ł a d 1
Powietrze, zawierające CO2 o stężeniu początkowym 1000 ppm obj. i wilgotności 95%, w temperaturze 40°C kieruje się pod ciśnieniem atmosferycznym do absorbera membranowego A1 wyposażonego w asymetryczną rurową membranę ceramiczną o średnicy wewnętrznej 10 mm, grubości ścianki 2 mm, średniej średnicy porów warstwy aktywnej 500 nm i porowatości 30%. Membranę uprzednio zmodyfikowano powierzchniowo w 0,005% v/v roztworze 1H,1H,2H,2Hperfluorodecylotrietoksysilanu w chloroformie poprzez zanurzenie na okres 80 h. Jako ciecz chłonną stosuje się wodny roztwór nasycony K2CO3 zawierający w postaci zawiesiny kryształy K2CO3, w którym następuje absorpcja H2O i CO2. Temperatura roztworu nasyconego K2CO3 na wlocie do absorbera membranowego A1 wynosi 13°C. Po absorpcji roztwór nasycony K2CO3 przetłacza się za pomocą pompy membranowej P1 do podgrzewacza E1, gdzie ogrzewany jest do temperatury 150°C, a następnie pod ciśnieniem 10 bar do aparatu do destylacji membranowej DM1 wyposażonego w asymetryczną kapilarną hydrofobową membranę ceramiczną o średnicy wewnętrznej 3 mm, grubości ścianki 1 mm, średniej średnicy porów 500 nm i porowatości 45% o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni poprzez zanurzenie w 0,01% v/v roztworze 1H,1H,2H,2H-perfuorooktylotrietoksysilanu w chloroformie na okres 48 h. W aparacie do destylacji membranowej DM1 następuje separacja H2O i CO2 z roztworu nasyconego K2CO3, który następnie przepływa przez przeponowy zbiornik wyrównawczy cieczy chłonnej Z3, po czym kieruje się go poprzez chłodnicę E3, gdzie następuje jego schłodzenie do temperatury 13°C do absorbera membranowego A1. Po uprzednim wykropleniu H2O w skraplaczu E2, zdesorbowany CO2 rozdziela się w membranowym rozdzielaczu faz DS1 wyposażonym w asymetryczną kapilarną membranę ceramiczną o średnicy wewnętrznej 3 mm, grubości ścianki 0,5 mm, średniej średnicy porów warstwy aktywnej 300 nm i porowatości 40%. Membranę uprzednio zmodyfikowano powierzchniowo w 0,005% v/v roztworze 1H,1H,2H,2H-perfluorodecylotrietoksysilanu w chloroformie poprzez zanurzenie na okres 80 h, po czym CO2 spręża się w kompresorze K1 i zatłacza się do zbiornika ciśnieniowego na sprężony CO2 Z2, a wykroploną H2O kieruje się za pomocą pompy membranowej P2 do zbiornika przeponowego na wykroploną wodę Z1. Stężenie CO2 na wylocie z absorbera membranowego A1 wynosi 450 ppm obj. CO2, wilgotność 62%, a temperatura 19,5°C. Instalacja pracowała przez okres 5,5 miesiąca bez zaobserwowania wyraźnego wpływu warunków procesowych na właściwości membran.
P r z y k ł a d 2
Powietrze, zawierające CO2 o stężeniu początkowym 600 ppm obj. i wilgotności 65%, w temperaturze 5°C kieruje się pod ciśnieniem atmosferycznym do absorbera membranowego A1 wyposażonego w asymetryczną kapilarną membranę ceramiczną o średnicy wewnętrznej 1 mm, grubości ścianki 0,1 mm, średniej średnicy porów warstwy aktywnej 20 nm i porowatości 55%. Membranę uprzednio zmodyfikowano powierzchniowo w 0,005% v/v roztworze 1H,1H,2H,2H-perfluorodecylotrietoksysilanu w chloroformie poprzez zanurzenie na okres 80 h. Jako ciecz chłonną stosuje się wodny roztwór nasycony K2CO3 z zawiesiną kryształów K2CO3, w którym następuje absorpcja wilgoci i CO2. Temperatura roztworu nasyconego K2CO3 na wlocie do absorbera membranowego A1 wynosi 105°C. Po absorpcji roztwór nasycony K2CO3 doprowadza się do podgrzewacza E1, gdzie ogrzewany jest do temperatury 150°C, a następnie do aparatu do destylacji membranowej DM1 wyposażonego w asymetryczną kapilarną hydrofobową membranę ceramiczną o średnicy wewnętrznej 3 mm, grubości ścianki 1 mm, średniej średnicy porów 500 nm i porowatości 45% o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni poprzez zanurzenie w 0,01% v/v roztworze 1H,1H,2H,2H-perfluorooktylotrietoksysilanu w chloroformie na okres 48 h. W aparacie do destylacji membranowej DM1 następuje separacja H2O i CO2 z roztworu nasyconego K2CO3, po czym roztwór nasycony K2CO3 kieruje się poprzez przeponowy zbiornik wyrównawczy cieczy chłonnej Z3, chłodnicę E3, w której następuje jego schłodzenie do temperatury 105°C do absorbera membranowego A1. Po uprzednim wykropleniu H2O w skraplaczu E2, zdesorbowany CO2 rozdziela się w membranowym rozdzielaczu faz DS1 wyposażonym w asymetryczną kapilarną membranę ceramiczną o średnicy wewnętrznej 3 mm, grubości ścianki 0,5 mm, średniej średnicy porów warstwy aktywnej 300 nm i porowatości 40%. Membranę uprzednio zmodyfikowano powierzchniowo w 0,005% v/v roztworze 1H,1H,2H,2H-perfluorodecylotrietoksysilanu w chloroformie poprzez zanurzenie na okres 80 h, po czym CO2 spręża się w kompresorze K1 i zatłacza się do zbiornika ciśnieniowego na sprężony CO2 Z2 a wykroploną H2O kieruje się za pomocą pompy membranowej P2 do zbiornika przeponowego na wykroploną wodę Z1. Stężenie CO2 na wylocie z absorbera
PL 217 130 B1 membranowego A1 wynosi 258 ppm obj. CO2, wilgotność 48% a temperatura 35,2°C. Instalacja pracowała przez okres 7 miesięcy, bez zaobserwowania wyraźnego wpływu warunków procesowych na właściwości membran.
Wykaz oznaczeń na rysunku:
A1 - absorber membranowy z hydrofobowymi membranami ceramicznymi,
E1 - podgrzewacz,
DM1 - aparat do destylacji membranowej z hydrofobowymi membranami ceramicznymi,
DS1 - membranowy rozdzielacz faz z hydrofobowymi membranami ceramicznymi,
E2 - skraplacz,
Z1 - zbiornik przeponowy na wykroploną wodę,
P1, P2 - pompy membranowe,
K1 - kompresor,
Z2 - zbiornik ciśnieniowy na sprężony CO2,
Z3 - przeponowy zbiornik wyrównawczy cieczy chłonnej,
TC, HC - termohigrometryczny układ automatycznej kontroli parametrów powietrza,
ZR1, ZR2 - automatyczne zawory regulacyjne,
S1 - strumienica,
E3 - chłodnica.
Claims (12)
1. Sposób kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektach obejmujący proces absorpcji i desorpcji składników w cieczy chłonnej, znamienny tym, że powietrze w temperaturze od 5°C do 40°C zawierające H2O i CO2 kieruje się do absorbera membranowego (A1) pracującego pod ciśnieniem atmosferycznym, wyposażonego w hydrofobowe membrany ceramiczne o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni kontaktujące powietrze z cieczą chłonną, w której następuje jednoczesna absorpcja H2O i CO2 oraz wymiana ciepła, po czym ciecz chłonną przetłacza się za pomocą pompy membranowej (P1) do podgrzewacza (E1), gdzie ogrzewana jest do temperatury nie wyższej niż 150°C, a następnie do aparatu do destylacji membranowej (DM1), pracującego pod ciśnieniem 10 bar, wyposażonego w hydrofobowe membrany ceramiczne o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni, w którym następuje odparowanie H2O i desorpcja CO2 z cieczy chłonnej, następnie ciecz chłonną zawraca się poprzez przeponowy zbiornik wyrównawczy cieczy chłonnej (Z3), a następnie przez chłodnicę (E3), w której następuje schłodzenie cieczy do temperatury nie niższej niż 5°C do absorbera membranowego (A1), a zdesorbowany CO2 ze strumienia odprowadzanego z aparatu do destylacji membranowej (DM1), po uprzednim wykropleniu H2O w skraplaczu (E2), separuje się w membranowym rozdzielaczu faz (DS1) wyposażonym w hydrofobowe membrany ceramiczne o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni, po czym spręża się w kompresorze (K1) i zatłacza się do zbiornika ciśnieniowego na sprężony CO2 (Z2) a wykroploną H2O kieruje się za pomocą pompy membranowej (P2) do zbiornika przeponowego na wykroploną wodę (Z1).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w absorberze membranowym (A1), aparacie do destylacji membranowej (DM1) i membranowym separatorze faz (DS1) sposób przebiega przy ciśnieniu transmembranowym do 0,8 bar.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że różnica temperatur pomiędzy kondycjonowanym powietrzem a cieczą chłonną wynosi od 0°C do 100°C.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako ciecz chłonną stosuje się wodny roztwór nasycony K2CO3 z zawiesiną kryształów K2CO3.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że zawiesinę kryształów K2CO3 miesza się za pomocą zainstalowanej strumienicy (S1) w przeponowym zbiorniku wyrównawczym (Z3).
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że temperaturę i wilgotność powietrza kontroluje się za pomocą termohigrometrycznego układu automatycznej kontroli parametrów powietrza (TC, HC).
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że hydrofobowe membrany ceramiczne zmodyfikowane są powierzchniowo za pomocą perfluorowanych związków alifatycznych z grupą silanową o długości łańcucha węglowego od 8 do 10 atomów węgla.
8. Układ do kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektach, znamienny tym, że zawiera absorber membranowy (A1) wyposażony w hydrofobowe membrany ceramiczne o zmody6
PL 217 130 B1 fikowanej chemicznie powierzchni, który jest połączony z pompą membranową (P1), a następnie podgrzewaczem (E1), ten zaś z aparatem do destylacji membranowej (DM1), wyposażonym w hydrofobowe membrany ceramiczne o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni, przy czym aparat do destylacji membranowej (DM1) z jednej strony połączony jest ze skraplaczem (E2), następnie z membranowym rozdzielaczem faz (DS1), wyposażonym w hydrofobowe membrany ceramiczne o zmodyfikowanej chemicznie powierzchni, który następnie połączony jest z kompresorem (K1) i zbiornikiem ciśnieniowym na sprężony CO2 (Z2) a z drugiej strony z pompą membranową (P2), a następnie ze zbiornikiem przeponowym na wykroploną wodę (Z1), aparat do destylacji membranowej (DM1) jest także połączony z przeponowym zbiornikiem wyrównawczym cieczy chłonnej (Z3), który następnie połączony jest z chłodnicą (E3), która z kolei połączona jest z absorberem membranowym (A1).
9. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że wyposażony jest w termohigrometryczny układ automatycznej kontroli parametrów powietrza (TC, HC) oraz automatyczne zawory regulacyjne (ZR1, ZR2).
10. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że w przeponowym zbiorniku wyrównawczym cieczy chłonnej (Z3) zainstalowana jest strumienica (S1) do ciągłego mieszania zawiesiny kryształów K2CO3.
11. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że absorber membranowy (A1), aparat do destylacji membranowej (DM1) i membranowy rozdzielacz faz (DS1) wyposażone są w hydrofobowe membrany ceramiczne kapilarne lub rurowe, o średnicach wewnętrznych od 1 do 10 mm i grubości ścianki od 0,1 do 2 mm.
12. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że absorber membranowy (A1), aparat do destylacji membranowej (DM1) i membranowy rozdzielacz faz (DS1) wyposażone są w hydrofobowe membrany ceramiczne asymetryczne o średnich średnicach porów w zakresie od 20 nm do 500 nm i porowatości w zakresie od 30 do 55%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL391687A PL217130B1 (pl) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Sposób i układ do kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektach |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL391687A PL217130B1 (pl) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Sposób i układ do kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektach |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL391687A1 PL391687A1 (pl) | 2012-01-02 |
| PL217130B1 true PL217130B1 (pl) | 2014-06-30 |
Family
ID=45510079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL391687A PL217130B1 (pl) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Sposób i układ do kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektach |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL217130B1 (pl) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3366365A1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-08-29 | Honeywell International Inc. | Hollow fiber membrane contactor scrubber/stripper for cabin carbon dioxide and humidity control |
| EP3585503A4 (en) * | 2017-02-27 | 2021-01-13 | Honeywell International Inc. | DOUBLE WIPER WITH WATER FLUSHING GAS |
| US11466372B2 (en) * | 2017-02-27 | 2022-10-11 | Honeywell International Inc. | Electrochemical carbon dioxide converter and liquid regenerator |
-
2010
- 2010-06-30 PL PL391687A patent/PL217130B1/pl not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3366365A1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-08-29 | Honeywell International Inc. | Hollow fiber membrane contactor scrubber/stripper for cabin carbon dioxide and humidity control |
| EP3585503A4 (en) * | 2017-02-27 | 2021-01-13 | Honeywell International Inc. | DOUBLE WIPER WITH WATER FLUSHING GAS |
| US11123685B2 (en) | 2017-02-27 | 2021-09-21 | Honeywell International Inc. | Hollow fiber membrane contactor scrubber/stripper for cabin carbon dioxide and humidity control |
| US11466372B2 (en) * | 2017-02-27 | 2022-10-11 | Honeywell International Inc. | Electrochemical carbon dioxide converter and liquid regenerator |
| US11519080B2 (en) | 2017-02-27 | 2022-12-06 | Honeywell International Inc. | Electrochemical carbon dioxide converter and liquid regenerator |
| US11519079B2 (en) | 2017-02-27 | 2022-12-06 | Honeywell International Inc. | Electrochemical carbon dioxide converter and liquid regenerator |
| US11707709B2 (en) | 2017-02-27 | 2023-07-25 | Honeywell International Inc. | Hollow fiber membrane contactor scrubber/stripper for cabin carbon dioxide and humidity control |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL391687A1 (pl) | 2012-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11707709B2 (en) | Hollow fiber membrane contactor scrubber/stripper for cabin carbon dioxide and humidity control | |
| US10688435B2 (en) | Dual stripper with water sweep gas | |
| Khaisri et al. | Comparing membrane resistance and absorption performance of three different membranes in a gas absorption membrane contactor | |
| Ze et al. | Hollow fiber membrane contactor absorption of CO2 from the flue gas: review and perspective | |
| Lu et al. | Effects of activators on mass-transfer enhancement in a hollow fiber contactor using activated alkanolamine solutions | |
| Scholes et al. | Comparison of thin film composite and microporous membrane contactors for CO2 absorption into monoethanolamine | |
| Cao et al. | Recent advancements in molecular separation of gases using microporous membrane systems: A comprehensive review on the applied liquid absorbents | |
| RU2592522C2 (ru) | Способ и устройство для разделения газовой смеси | |
| US20140157985A1 (en) | Dehumidification Systems and Methods Thereof | |
| Rahbari-Sisakht et al. | Effect of different additives on the physical and chemical CO2 absorption in polyetherimide hollow fiber membrane contactor system | |
| NO316947B1 (no) | Fremgangsmate for absorpsjon av ±n eller flere gasskomponenter fra en gassfase | |
| Witek-Krowiak et al. | Carbon Dioxide Removal in a Membrane Contactor-Selection of Absorptive Liquid/Membrane System | |
| Ghasem et al. | Modeling and experimental study of carbon dioxide absorption in a flat sheet membrane contactor | |
| JP2016526477A (ja) | 膜ベースの排気ガス洗浄方法およびシステム | |
| Naim et al. | Effect of fiber packing density on physical CO2 absorption performance in gas–liquid membrane contactor | |
| US20150375169A1 (en) | Membrane-based exhaust gas scrubbing method and system | |
| WO2015167404A1 (en) | A natural gas purification system and a process of using thereof | |
| Volkov et al. | Amine-based solvents regeneration in gas-liquid membrane contactor based on asymmetric PVTMS | |
| Fazaeli et al. | Computational simulation of CO 2 removal from gas mixtures by chemical absorbents in porous membranes | |
| JP2008200589A (ja) | ガス分離方法及びガス分離装置 | |
| PL217130B1 (pl) | Sposób i układ do kondycjonowania powietrza w ruchomych zamkniętych obiektach | |
| Henson et al. | Carbon Dioxide Removal by Ionic Liquid Sorbent (CDRILS) System Development | |
| Petukhov et al. | Porous polypropylene membrane contactors for dehumidification of gases | |
| KR100424863B1 (ko) | 폴리비닐리덴 디플루오라이드 중공사막 접촉기를 이용한이산화탄소의 분리방법 | |
| Khosravi et al. | Effect of different additives on separation performance of flat sheet PVDF membrane contactor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20130630 |