WO2020074344A1 - Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von wasser aus luft - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von wasser aus luft Download PDF

Info

Publication number
WO2020074344A1
WO2020074344A1 PCT/EP2019/076699 EP2019076699W WO2020074344A1 WO 2020074344 A1 WO2020074344 A1 WO 2020074344A1 EP 2019076699 W EP2019076699 W EP 2019076699W WO 2020074344 A1 WO2020074344 A1 WO 2020074344A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
potassium carbonate
carbonate solution
air
water
gas scrubber
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/076699
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Schelch
Wolfgang Staber
Original Assignee
Michael Schelch
Wolfgang Staber
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 Michael Schelch, Wolfgang Staber filed Critical Michael Schelch
Publication of WO2020074344A1 publication Critical patent/WO2020074344A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0027—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by direct contact between vapours or gases and the cooling medium
    • B01D5/003—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by direct contact between vapours or gases and the cooling medium within column(s)
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/28—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from humid air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/14—Separation 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 absorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/14—Separation 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 absorption
    • B01D53/1425—Regeneration of liquid absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/14—Separation 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 absorption
    • B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/263—Drying gases or vapours by absorption
    • 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
    • B01D2252/10—Inorganic absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for extracting water from air.
  • Sorption liquid is, for example, an aqueous solution of a salt, preferably a chloride, which contains an element of the 1st or 2nd main group of the periodic table.
  • a lithium chloride solution is particularly preferably used as the sorption liquid.
  • the sorption liquid emerging from the gas scrubber is in the
  • Desorption boiler (evaporator) passed, which is operated under vacuum.
  • the vacuum created ensures that the sorption liquid is drawn from the gas scrubber via appropriate lines into the desorption boiler.
  • the desorption boiler is heated with an exhaust air flow originating from a heat source, for example an exhaust air flow from a diesel engine. Water is evaporated from the washing liquid in the desorption boiler, the water vapor condensing in a condenser and water being obtained in this way.
  • the regenerated washing liquid obtained is returned from the desorption boiler to the gas scrubber.
  • the lithium chloride solution used is thermodynamically sought during the
  • US 2013 000 819 6 A1 discloses a method and a device for extracting water from air by means of condensation (more detailed explanations on
  • the device comprises a blower for generating an air flow, a heat exchanger with a heat exchange medium and a compressor.
  • the temperature of the heat exchange medium is lower than that of the air flow.
  • the air flow is directed over the heat exchanger so that water vapor contained in the air on
  • Heat exchanger condenses, whereby the heat exchange medium is heated and evaporated. The water accumulating on the heat exchanger is collected.
  • Heat exchange medium is passed through a compressor and a condenser and regenerated in this way.
  • the heat exchanger medium then flows back into the heat exchanger. Due to possible dirt,
  • Dust particles and the like generally require the air flow to be passed through an additional lilter positioned in front of the heat exchanger.
  • Such lilters positioned in front of the heat exchanger.
  • filters include, for example, a sediment filter, an activated carbon filter and an ultrafiltration membrane.
  • Reverse osmosis is preferably provided by means of which can generally remove most of the contaminants from the water. With reverse osmosis, however, a "dirty water flow” occurs, the "mass” of which is usually 25% to 45% of the mass of the "original water flow”.
  • the wastewater flow therefore has a considerable mass, so that some of the water that was previously extracted from the air is discarded. That in the
  • WO 03/025295 A1 discloses a further method and a further device for extracting water from air.
  • the air is passed over or onto embedded sorption material, for example made of zeolites, silica gel or copper sulfate, which extracts water from the air, so that the air is dried.
  • embedded sorption material for example made of zeolites, silica gel or copper sulfate, which extracts water from the air, so that the air is dried.
  • the sorbent material is then heated, releasing water from water vapor.
  • the water vapor is condensed and collected.
  • US Pat. No. 6,436,172 B1 discloses a method which extracts water from the air in a porous material by means of capillary condensation. Another on
  • Sorbent can be changed between a hydrophilic state for sorption and a hydrophobic state for desorption.
  • polyethylene glycol is used as the porous material.
  • the extraction of water from the porous material is associated with a high expenditure of energy, since strong capillary forces have to be overcome, so that the porous material is often not completely regenerated.
  • particles can build up in the pores, thereby clogging the pores.
  • the “efficiency”, that is, the sorption capacity, of porous materials therefore often decreases after a short period of use, so that the porous materials usually have to be replaced soon.
  • Solid sorbents which have a high water absorption capacity, are generally characterized by large surfaces and are particularly porous
  • Liquid sorbents have several advantages over solid sorbents.
  • liquid sorbents usually have a significantly higher, in particular 15 to 100 times higher, water absorption capacity than solid sorbents.
  • water sorbents When using water sorbents to extract water, it is important to ensure that the energy consumption is kept as low as possible, otherwise water can only be obtained economically from very humid air. With regard to energy management, these procedures continue to exist
  • the invention is therefore based on the object of making available a method and a device of the type mentioned at the outset by means of which water which is as clean as possible from air can be obtained in a much more energy-efficient manner than hitherto.
  • the object is achieved according to the invention by the following steps which take place in parallel and in parallel: a) Gas scrubbing of the air in a gas scrubber with a cooled aqueous one
  • a gas scrubber to carry out a gas scrubbing of air with a
  • Regeneration cycle includes:
  • bl a distillation unit with an evaporator for separating water from the potassium carbonate solution and a condenser for condensing the water, b2) at least one heat pump for heating the potassium carbonate solution emerging from the gas scrubber and for cooling the
  • Sorption solution (potassium carbonate solution) used and at the same time cooled below the dew point of the air.
  • Two principles of action cooling of air below the dew point and sorption using liquid sorbents) are therefore combined.
  • the potassium carbonate solution draws significantly more water from this cooled air in comparison to air that has not cooled below the dew point.
  • the potassium carbonate solution is distinguished - for example, in contrast to chloride solutions - by a very good compatibility with the common fixture materials (materials) and by a strong retention of acidic air pollutants.
  • the lithium chloride solution used with preference in US 2006 013 065 4 A1 has a highly corrosive effect, such a solution even damages concrete, for example. Due to the high pH value of the potassium carbonate solution, it disinfects the water extracted from the air, so that very pure (low-bacteria or bacteria-free) water is obtained. The high pH also makes it hygienic
  • step c Buffering of the potassium carbonate solution possible after process step b).
  • step c significantly less energy is required compared to lithium chloride solution, since the vapor pressure of the water in a potassium carbonate solution is reduced less strongly.
  • step d) evaporation of water
  • step c the heat pump - due to the small temperature difference to be overcome - with a high efficiency is operated.
  • the method and the device according to the invention can therefore be operated significantly more energy-efficiently than the previously known methods and devices for extracting water from air.
  • the potassium carbonate solution which remains after step d) and is used in step a) is at least 100 g
  • the potassium carbonate solution which remains after step d) and is used in step a) has a pH of at least 12.0.
  • the gas washer is therefore kept sterile or at least essentially sterile.
  • the method is particularly effective if the potassium carbonate solution is cooled in step e) in such a way that its temperature in step a) is at least 3 °, in particular at least 5 °, lower than the dew point in the gas scrubber in step a)
  • the potassium carbonate solution is heated in step c) via at least two, in particular up to six, heat pumps arranged in succession. This is particularly advantageous with regard to the efficiency of the heat pumps (see also equation 1).
  • the method can be further “energetically” optimized if, in step d), heat is transferred to a cooling circuit through the condensation, the heat from the cooling circuit being transferred back to the potassium carbonate solution via at least one further heat pump immediately before step d). In this way, the "accruing"
  • heat is removed from the cooling circuit via a heat exchanger, in particular via a cooling register. This can cause any
  • the heat exchanger is cooled with air which emerges from the gas scrubber in step a) or with ambient air. Since the air is cooled in step a), its subsequent use for cooling the
  • Heat exchanger particularly advantageous energetically.
  • At least a partial stream of the potassium carbonate solution remaining after step d) is passed between step d) and step e) to the potassium carbonate solution originating from step c).
  • an “inner Regeneration cycle 'created it can be advantageous to withdraw at least a partial stream of the potassium carbonate solution before returning it to the gas scrubber or to extract further water from it.
  • the potassium carbonate solution is preferably heated to a temperature of 45 ° C. to 75 ° C., in particular at least 55 ° C. Potassium hydrogen carbonate that forms decomposes below a temperature of around 55 ° C
  • the distillation unit is a membrane distillation module, a vacuum evaporator or an infrared evaporator.
  • the device is a concentration measuring device for measuring the concentration of a
  • a compression heat pump (s) and / or Peltier heat pump (s) are preferably used.
  • Peltier heat pumps can advantageously be operated without refrigerants.
  • Fig. 5 is a schematic flow diagram of a method according to a first
  • Fig. 6 is a schematic flow diagram of a method according to a second
  • the invention is concerned with a method for extracting water from air, in which the principles of operation briefly explained below are combined in an energetically very advantageous manner.
  • the relative humidity f is the percentage ratio between the instantaneous vapor pressure of the water and the saturation vapor pressure of the same (at the given air temperature) over a clean and flat water surface.
  • Air humidity shows immediately to what degree the air with water vapor is saturated. For example, air with a relative humidity of 50% contains half the amount of water vapor that the air could contain at the prevailing temperature. Absolute humidity p w :
  • the absolute humidity p w is the mass of water vapor in a certain volume of air. It is usually given in grams of water per cubic meter of air (hereinafter: g / m 3 ).
  • Dew point t (dew point temperature t):
  • the dew point is the temperature that must be fallen below in air with a certain air humidity and at constant pressure so that water vapor can separate from the air as dew or mist.
  • the relative humidity is f 100%.
  • 1 and 2 show tables which are known per se and which make it easier to understand the relationships.
  • 1 shows a conversion table which shows the relationship between the relative air humidity f [%], the air temperature T [° C.] and the absolute air humidity p w [g / m 3 ].
  • Fig. 2 shows a dew point table, which dew points t for different combinations of the relative
  • Air humidity f [%] and the air temperature T [° C] contains.
  • the absolute air humidity p w [g / m 3 ] is plotted on the vertical axis and the air temperature T [° C.] on the horizontal axis.
  • the lines f and (p' can be derived directly from the dew point table shown in FIG. 1 . It is now assumed that air has a temperature Ti of 20 ° C. and a relative air humidity f of 50%.
  • this air is cooled from its temperature Ti (20 ° C.) to a temperature T 2 of 5 ° C., it falls below its dew point n (9.3 ° C.) , so that the relative humidity of this air rises to 100% (cp ') (see definition of the dew point above).
  • a quantity of water of approx. 2 g / m 3 ( 9 g / m 3 - 7g / m 3 ) is therefore separated from the air (condensation).
  • Second principle of action sorption using an aqueous liquid sorbent
  • Liquid sorbents have a vapor pressure reducing effect on the surrounding gas.
  • the vapor pressure is known to be the pressure which arises when a vapor is in thermodynamic equilibrium with the associated liquid phase in a closed system.
  • the vapor pressure-lowering effect of a liquid sorbent ensures that water molecules from the surrounding vapor (in the invention of the air) are absorbed by the liquid sorbent.Therefore, a phase transition takes place (gaseous liquid), whereby heat of condensation (i.e. energy) is released, through which the temperature of the liquid sorbent is at least theoretically increased.
  • heat of condensation is at least largely negligible.
  • a liquid sorbent is now thermodynamically sought between the process of evaporation of the sorbent (liquid water becomes water vapor) and the Condensation of the surrounding phase (water vapor in the surrounding air becomes water, which is absorbed by the sorbent) to establish an equilibrium.
  • the air has the so-called “relative
  • Sorbent so the evaporation rate is low.
  • FIGS. 5 and 6 show the essential components of a device by means of which the method according to the invention for extracting water from air can be carried out. Arrows, which indicate flow directions, and some exemplary temperature indications are attached along the flow lines of the representations shown in FIGS. 5 and 6 for a better understanding of the method.
  • air 2 in particular air from the environment or the outside, is sucked into a gas scrubber 1, which is in particular designed as a packed column, in the course of the method.
  • the sucked-in air 2 flows through the gas scrubber 1 and is brought into contact with a previously cooled, saturated or substantially saturated aqueous potassium carbonate solution (K 2 CO 3 solution) in the gas scrubber 1.
  • K 2 CO 3 solution a previously cooled, saturated or substantially saturated aqueous potassium carbonate solution
  • This potassium carbonate solution is the liquid sorbent.
  • An essentially saturated potassium carbonate solution is understood to be one which contains a concentration of at least 100 g potassium carbonate per liter of water.
  • the potassium carbonate solution has a pH of preferably at least 12.0, thereby suppressing the growth of germs in the device.
  • Potassium carbonate solution is not saturated and therefore has a somewhat lower concentration of potassium carbonate, the associated relative equilibrium moisture content is higher. However, this is not decisive for the present invention.
  • a saturated potassium carbonate solution is used, whereby a relative air humidity f of 50% is established in the fume in the gas scrubber (Note: The saturated potassium carbonate solution is "thermodynamically endeavored” to set the above-mentioned relative equilibrium moisture content of approx. 43%, but this would be very long residence times of the fuft and the potassium carbonate solution in the gas scrubber 2. It is therefore assumed that the saturated potassium carbonate solution
  • Potassium carbonate solution surrounding Fuft sets a relative humidity of 50%.
  • the air therefore exits the gas scrubber 1 with a relative air humidity of 50%);
  • the fuft introduced into the gas scrubber 1 has the following properties:
  • p w2 * 3.4 g / m 3
  • the potassium carbonate solution introduced into the gas scrubber 1 has, for example, a temperature of 10 ° C., the temperature of the
  • Potassium carbonate solution is chosen such that the respective dew point (according to FIG. 1) of the sucked-in fume 2 is undershot in the course of the gas scrubbing.
  • the fuft 2 and the potassium carbonate solution are preferably passed in countercurrent through the gas scrubber 1, the potassium carbonate solution being introduced into the gas scrubber 1 from above, in particular in the form of finely divided drops being sprayed therein.
  • the fine droplets can also be obtained in a known manner
  • the scent emerging from the gas scrubber 1, referred to as scent 2 'in FIG. 1 has a lower temperature (10 ° C.) and a lower absolute and relative humidity compared to the scuffed air 2.
  • the potassium carbonate solution is used during the Gas scrubbing heats up, on the one hand, by extracting heat from the air 2 (energy transferred by the temperature difference) and, on the other hand, by releasing energy when the water vapor coming from the air 2 condenses
  • the potassium carbonate solution emerging from the gas scrubber 1 has a temperature of 20 ° C., for example. Furthermore, the from
  • Potassium carbonate solution exiting gas scrubber 1 - due to the water absorption - has a lower concentration of potassium carbonate than the potassium carbonate solution introduced into gas scrubber 1.
  • the dilute potassium carbonate solution emerging from the gas scrubber 1 passes through a regeneration circuit k r , which is indicated in FIG. 1 by several “full arrows”, and is continuously regenerated in the process and then returned to the gas scrubber 1. With this regeneration, water is extracted from the potassium carbonate solution.
  • the potassium carbonate solution is conducted via at least one heat pump, in the exemplary embodiment shown via two cascade-like heat pumps 3a, 3b connected directly in series.
  • Each heat pump 3a, 3b has a cold side 3 ′′ and a warm side 3 ′′, the heat pumps 3a, 3b being supplied
  • Potassium carbonate solution and the warm sides 3 ′′ of the heat pumps 3a, 3b are flowed through by the dilute potassium carbonate solution emerging from the gas scrubber 1.
  • the emerging from the scrubber 1, dilute potassium carbonate solution is over the
  • the already regenerated potassium carbonate solution is gradually cooled via the cold sides 3 ′, in the exemplary embodiment shown firstly to 40 ° C. via the heat pump 3b and then to 10 ° C. via the heat pump 3a.
  • the regenerated potassium carbonate solution, cooled to 10 ° C., is that which is fed into the gas scrubber 1.
  • the cascade-like arrangement of several heat pumps 3 a, 3 b is particularly in the
  • the step-by-step heating or cooling by a cascade-like arrangement of the heat pumps is therefore preferred, and in the exemplary embodiment described in particular up to six heat pumps connected in cascade can be provided.
  • the membrane distillation module 4 is a module provided for the air gap membrane distillation method, which can be constructed in a known manner, in particular, and therefore comprises an evaporator 5 and a condenser 6, which are spaced apart from one another by an air gap 7.
  • the evaporator 5 is part of the regeneration circuit k r and the condenser 6 is part of an external cooling circuit k k , which is indicated by several narrow arrows.
  • the evaporator 5 has a membrane 5 a facing the air gap 7 and the condenser 6 has a condensation surface 6 a facing the air gap 7.
  • the selective property of the membrane 5 a is based in a known manner on the retention of liquid water with simultaneous permeability for free water molecules, ie for water vapor.
  • the direction of transport Ti through the membrane 5a is indicated by an arrow.
  • the driving force, which promotes the water vapor through the membrane 5 a is a water vapor partial pressure difference between that in relation to the
  • Transport direction TR “in front” of the membrane 5a and the phase Pi relative to the transport direction TR “behind” the membrane 7a (so-called “permeate” P).
  • This partial pressure difference is the result of a temperature difference between the phase Pi and the permeate P.
  • Condenser 6 passes a heat exchanger 8, for example a cooling register.
  • the heat exchanger 8 extracts heat from the water, so that the water
  • Condensation surface 6a of the capacitor 6 continuously cools.
  • a fan 9 an air stream flowing over the heat exchanger 8 is generated, which leads excess heat from the water carried in the outer cooling circuit k k .
  • Air flowing over the heat exchanger 8 is, for example, ambient air or the air 2 ′ emerging from the gas scrubber 1 ′.
  • the water entering the condenser 6 has, for example, a temperature of 20 ° C. and the water leaving the condenser 6 has, for example, a temperature of 40 ° C.
  • the potassium carbonate solution emerging from the heat pump 3b is introduced into the evaporator 5 and therefore forms the so-called “feed” F and the phase Pi located in front of the membrane 5a.
  • feed the so-called “feed” F and the phase Pi located in front of the membrane 5a.
  • Potassium carbonate solution (phase Pi) withdrawn water as water vapor via the membrane 5a, which is transported via the air gap 7 to the condensation surface 6a and condenses there.
  • the condensate (permeate P) which forms on the condensation surface 6a is, as indicated in FIG. 1, derived from the condensation surface 6a and forms a product of the process.
  • the condensate is suitable as drinking water, since any impurities are retained by the membrane 5 a, ie remain in the potassium carbonate solution (in the so-called retentate R).
  • the condensate can either be used directly, for example drunk, or in particular in a container,
  • the condensate is kept germ-free, for example by irradiation with UV rays or by means of an electrochemical cell.
  • the potassium carbonate solution (retentate R) retained by the membrane 5 a emerges from the evaporator 5.
  • the concentration of potassium carbonate in the potassium carbonate solution has been increased by membrane distillation. This potassium carbonate solution is passed over the heat pumps 3 a, 3 b and cooled there, as already described, and then fed back into the gas scrubber 1.
  • the outer cooling circuit k k is coupled to the regeneration circuit k r via a heat pump 3 c arranged directly in front of the membrane distillation module 4, the cold side 3 'of the heat pump 3 c being part of the cooling circuit k k and the Warm side 3 “of the heat pump 3 c is part of the regeneration circuit k r .
  • the second heat pump 3 c arranged directly in front of the membrane distillation module 4, the cold side 3 'of the heat pump 3 c being part of the cooling circuit k k and the Warm side 3 “of the heat pump 3 c is part of the regeneration circuit k r .
  • Embodiment additionally provided a bypass line 10, by means of which potassium carbonate solution emerging from the evaporator 5 can be conducted again to and through the evaporator 5.
  • the bypass line 10 runs between a supply point 11, which is located between the warm side 3 "of the heat pump 3b and the warm side 3" of the heat pump 3c, and a discharge point 12, which is located between the outlet of the evaporator 5 and the cold side 3 'of the heat pump 3b .
  • the bypass line 10 forms an inner regeneration circuit ki, which is indicated in FIG. 1 by four “hollow arrows” and which, with the exception of the bypass line 10, is part of the regeneration circuit k r . Since the heat pump 3 c in the embodiment shown immediately before
  • Membrane distillation module 4 is arranged, the coupling of the
  • Regeneration circuit k r to the outer cooling circuit k k in the area of the inner one
  • the potassium carbonate solution passes in succession the supply point 11, the warm side 3 "of the heat pump 3c, the evaporator 5 des
  • the potassium carbonate solution as already described in the first embodiment, is regenerated.
  • the regenerated potassium carbonate solution can be divided into a partial flow TSi and a partial flow TS 2 .
  • the partial flow TSi flows through the regeneration circuit k r and therefore through the
  • the partial flow TS 2 flows via the bypass line 10 of the inner regeneration circuit k, and in this way to the feed point 11, at which it continuously with the heat pump 3b coming, not yet regenerated potassium carbonate solution is mixed.
  • the regulation of the partial flows TSi and TS 2 is particularly based on the air humidity and / or on the concentration of those emerging from the evaporator 5
  • Adjusted potassium carbonate solution is chosen to be smaller the more humid the air 2 introduced into the gas scrubber 1 is.
  • a controllable three-way valve l2a is preferably provided at the discharge point 12, by means of which the size of the partial flows TSi and TS 2 can be regulated in a simple manner.
  • Heat exchanger 8 passed. At the heat pump 3 c, heat is transferred from the water flowing in the outer cooling circuit k k (cold side 3 ') to the potassium carbonate solution flowing in the regeneration circuit k r , in the exemplary embodiment shown to the flowing in the inner regeneration circuit ki. The potassium carbonate solution is thereby heated from 60 ° C to 70 ° C, for example. The water in the outer cooling circuit k k is cooled via the heat pump 3c and the cooling register 8, for example to 40 ° C.
  • the described method (first and second exemplary embodiment) is operated in such a way that the saturation concentration of the
  • the dew point of the intake air 2 is measured, in particular continuously, before the air 2 enters the gas scrubber 1. The dew point is measured
  • Lemer can also determine the dew point by means of a direct measurement, in particular using a dew point mirror hygrometer.
  • the potassium carbonate solution in addition to water, absorbs any compounds contained in the sucked-in air 2, for example
  • Nitrogen oxides or sulfur compounds can belong. These form in the
  • Potassium carbonate solution water-soluble salts, especially sulfates and nitrates.
  • Such salts are very soluble in water and therefore dissolve in the potassium carbonate solution. Should such salts change over time, e.g. after 100 hours of operation, in the
  • potassium carbonate solution rich, the potassium carbonate solution can be replaced.
  • the solubility limit of the potassium hydrogen carbonate is usually not exceeded. Any potassium hydrogen carbonate that forms decomposes from a temperature of around 55 ° C. with the release of carbon dioxide. In the case of the described
  • this temperature is exceeded, with the result of the
  • Potassium hydrogen carbonate-forming carbon dioxide is discharged in the gas scrubber 1 together with the exiting air 2 '.
  • a plurality of measuring devices are preferably provided at suitable points, with the aid of which the method can be monitored.
  • These measuring devices include In particular, a concentration measuring device that continuously measures the concentration of the potassium carbonate solution at a suitable point, for example immediately before entering the gas scrubber 1, a moisture measuring device for continuously measuring the air humidity of the air entering the gas scrubber 1, temperature measuring devices, level measuring devices and flow measuring devices.
  • the membrane distillation module can also be a module provided for the direct contact membrane distillation process. In contrast to
  • Drinking water quality circulated can k k water from the cooling circuit
  • Drinking water quality can be branched off.
  • any distillation unit with an evaporator and a condenser can be provided, for example a vacuum evaporator or an infrared evaporator.
  • the device described can have different dimensions, for example as a household appliance (extraction of up to approx. 10 liters of water per day), as
  • a fully automatic sequence of the method according to the invention is ensured by a corresponding computer control.
  • the process is carried out in a operated in an energy-optimized manner in accordance with the measured parameters of the ambient air.
  • the hardware and software required for this are not the subject of the invention.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Wasser aus Luft (2, 2') mit folgenden nacheinander und parallel zueinander ablaufenden Schritten: a) Gaswäsche der Luft (2, 2') in einem Gaswäscher (1) mit einer gekühlten wässrigen Kaliumcarbonatlösung, welche derart gekühlt ist, dass die Luft (2, 2') im Gaswäscher (1) unter ihren Taupunkt abgekühlt wird, b) Ableiten der Kaliumcarbonatlösung aus dem Gaswäscher (1), c) Erwärmen der abgeleiteten Kaliumcarbonatlösung über zumindest eine Wärmpumpe (3a, 3b), d) Verdampfen von Wasser aus der erwärmten Kaliumcarbonatlösung und Kondensieren des gebildeten Wasserdampfes sowie Sammeln des Wassers, e) Kühlen von zumindest einem Teilstrom (TS1) der nach Schritt d) zurückbleibenden Kaliumcarbonatlösung über die zumindest eine Wärmpumpe (3a, 3b) gemäß Schritt c), - wobei die in Schritt e) erhaltene, gekühlte Kaliumcarbonatlösung in Schritt a) verwendet wird.

Description

Beschreibung
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR GEWINNUNG VON WASSER AUS EUFT
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus Luft.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise aus der US 2006 013 065 4 Al bekannt. Beim dem aus dieser Druckschrift bekannten Verfahren wird Luft in einen Gaswäscher eingesaugt und in diesem mit einer hygroskopischen Sorptionsflüssigkeit in Kontakt gebracht, welche Wasser aus der Luft aufnimmt. Die
Sorptionsflüssigkeit ist beispielsweise eine wässrige Lösung aus einem Salz, vorzugsweise einem Chlorid, welches ein Element der 1. oder 2. Hauptgruppe des Periodensystems enthält. Besonders bevorzugt wird als Sorptionsflüssigkeit eine Lithiumchloridlösung eingesetzt. Die aus dem Gaswäscher austretende Sorptionsflüssigkeit wird in den
Desorptionskessel (Verdampfer) geleitet, welcher unter Vakuum betrieben wird. Das angelegte Vakuum sorgt dafür, dass die Sorptionsflüssigkeit vom Gaswäscher über entsprechende Leitungen in den Desorptionskessel gezogen wird. Der Desorptionskessel wird mit einem von einer Wärmequelle stammenden Abluftstrom, beispielsweise von einem Abluftstrom eines Dieselmotors, erwärmt. Im Desorptionskessel wird Wasser aus der Waschflüssigkeit verdampft, wobei der Wasserdampf in einem Kondensator kondensiert und derart Wasser gewonnen wird. Die erhaltene, regenerierte Waschflüssigkeit wird vom Desorptionskessel zum Gaswäscher zurückgeleitet.
Die eingesetzte Lithiumchloridlösung ist thermodynamisch bestrebt, während der
Gaswäsche in der Luft die von der Konzentration des Lithiumchlorids abhängige„relative Gleichgewichtsfeuchtigkeit“ in der Luft einzustellen (genauere Erläuterungen zur
Wirkungsweise siehe weiter unten„Zweites Wirkprinzip: Sorption mittels eines wässrigen flüssigen Sorptionsmittels“). Die zu einer gesättigten Lithiumchloridlösung gehörende relativ Gleichgewichtsfeuchtigkeit beträgt ca. 11,3 % und ist somit im Vergleich zu anderen Sorptionsmitteln sehr gering, sodass eine Lithiumchloridlösung Luft besonders viel Wasser entziehen kann und daher eine besonders„starke“ Sorptionsflüssigkeit ist. Auch andere Chloridlösungen sind besonders starke Sorptionsflüssigkeiten. Die starke
dampfdrucksenkende Wirkung dieser Chloridlösungen hat zur Folge, dass der
Energiebedarf zur Desorption, also zur Wassergewinnung aus der Chloridlösung, sehr hoch ist. Im Rahmen der US 2006 013 065 4 Al ist dies von untergeordneter Bedeutung, da die Wärmequelle ein anfallender, also kostenloser, Abluftstrom ist. Zusätzlich wird jedoch, wie erwähnt, unter Vakuum desorbiert. Das aus der US 2006 013 065 4 Al bekannte Verfahren ist daher nur mit Hilfe kostenloser Abwärme wirtschaftlich betreibbar.
Aus der US 2013 000 819 6 Al sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus Luft mittels Kondensation bekannt (genauere Erläuterungen zur
Wirkungsweise siehe weiter unten„Erstes Wirkprinzip: Abkühlung von Luft unter den Taupunkt“). Die Vorrichtung umfasst ein Gebläse zur Erzeugung eines Luftstroms, einen Wärmetauscher mit einem Wärmetauschermedium und einem Kompressor. Die Temperatur des Wärmetauschermediums ist geringer als jene des Luftstroms. Der Luftstrom wird über den Wärmetauscher geleitet, sodass in der Luft enthaltener Wasserdampf am
Wärmetauscher kondensiert, wobei das Wärmetauschermedium erwärmt und verdampft wird. Das am Wärmetauscher anfallende Wasser wird aufgefangen. Das
Wärmetauschermedium wird unter anderem über einen Kompressor und einen Kondensator geleitet und derart regeneriert. Nachfolgend strömt das Wärmetauschermedium wieder in den Wärmetauscher. Aufgrund von möglichen in der Luft enthaltenen Schmutz-,
Staubpartikel und dergleichen ist es im Allgemeinen notwendig, den Luftstrom durch einen vor dem Wärmetauscher positionierten zusätzlich Lilter zu leiten. Solche Lilter
funktionieren häufig nicht einwandfrei und müssen regelmäßig getauscht werden. Etwaige nicht filterbare Leinstäube bzw. Gase, wie beispielsweise Stickoxide, müssen durch eine Nachbehandlung des Wassers entfernt werden. Um Wasser mit guter Qualität zu erhalten, ist daher vorgesehenen, das aus der Luft erhaltene Wasser durch mehrere Lilter zu leiten.
Zu diesen Liltem gehören beispielsweise ein Sedimentfilter, ein Aktivkohlefilter und eine Ultrafiltrationsmembran. Lemer ist vorzugsweise eine Umkehrosmose vorgesehen, mittels welcher im Allgemeinen ein Großteil an Verunreinigungen aus dem Wasser entfernt werden kann. Bei der Umkehrosmose fällt allerdings ein„Schmutzwasserstrom“ an, dessen „Masse“ üblicherweise 25% bis 45% der Masse des„Ausgangswassersstromes“ beträgt.
Der Schmutzwasserstrom hat daher eine beträchtliche Masse, sodass ein Teil des Wassers, welches zuvor aus der Luft gewonnen wurde, wieder verworfen wird. Das in der
US 2013 000 819 6 Al beschriebene Verfahren ist daher nicht für die Gewinnung von Wasser hoher Qualität (Trinkwasserqualität) geeignet.
Aus der WO 03/025295 Al sind ein weiteres Verfahren und eine weitere Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus Luft bekannt. Mittels eines Gebläses wird die Luft über bzw. auf gebettetes Sorptionsmaterial, beispielsweise aus Zeolithen, Kieselgel oder Kupfersulfat, geleitet, welches der Luft Wasser entzieht, sodass die Luft getrocknet wird. Nachfolgend wird das Sorptionsmaterial erwärmt, wodurch Wasser aus Wasserdampf freigesetzt wird. Der Wasserdampf wird kondensiert und gesammelt.
Ferner offenbart die US 6 436 172 Bl ein Verfahren, welches mittels Kapillarkondensation in einem porösen Material Wasser aus der Luft gewinnt. Ein weiteres auf
Kapillarkondensation basierendes Verfahren zur Wassergewinnung aus Luft ist
beispielsweise aus der US 6 960 243 Bl bekannt, wobei bei diesem Verfahren die
Benetzungsfähigkeit des Sorptionsmittels verändert und derart die Desorption von Wasser erreicht wird. Dabei kann mit Hilfe eines elektrischen Feldes die Oberfläche des
Sorptionsmittels zwischen einem hydrophilen Zustand für die Sorption und einem hydrophoben Zustand für die Desorption verändert werden. Als poröses Material wird beispielsweise Polyethylenglycol eingesetzt. Bei auf Kapillarkondensation basierenden Verfahren ist die Gewinnung des Wassers aus dem porösen Material mit einem hohen Energieaufwand verbunden, da starke Kapillarkräfte überwunden werden müssen, sodass auch häufig keine vollständige Regeneration des porösen Materials gelingt. Zusätzlich können sich in den Poren Partikel anlagem, sodass dadurch die Poren verstopft werden. Der „Wirkungsgrad“, also die Sorptionsfähigkeit, poröser Materialen lässt daher bereits häufig nach kurzer Einsatzzeit nach, sodass die porösen Materialen meist bald erneuert werden müssen. Es ist somit bekannt, zur Gewinnung von Wasser aus Luft flüssige Sorptionsmittel (US 2006 013 065 4 Al) oder feste Sorptionsmittel (WO 03/025295 Al, US 6 436 172 Bl, US 6 960 243 Bl) einzusetzen, welche nach dem Sorptionsvorgang regeneriert und erneut eingesetzt werden.
Feste Sorptionsmittel, welche eine hohe Wasseraufnahmekapazität aufweisen, zeichnen sich im Allgemeinen durch große Oberflächen aus und sind insbesondere poröse
Materialien. Der Energieaufwand zur Regeneration bzw. zur Desorption des Wassers aus solchen Materialien ist erheblich (Kapillareffekte). Ferner verläuft die Regeneration häufig nicht optimal, sodass auch etwaige adsorbierte Schmutzreste in den festen Sorptionsmitteln verbleiben, sodass die Aufhahmekapazität der Sorptionsmittel bereits nach wenigen Regenerationen deutlich nachlässt. Sie eignen sich daher auch nicht zur Gewinnung von Wasser mit hoher Qualität, insbesondere von Trinkwasser. Ferner ist das„Handling“, also der Transport bzw. die Weiterleitung von festen Sorptionsmittelen problematisch, insbesondere nach der Wasseraufnahme sind diese häufig klebrig und verklumpen. Für technische Verfahren, insbesondere im großen Maßstab, sind sie daher kaum geeignet.
Flüssige Sorptionsmittel weisen gegenüber festen Sorptionsmittel einige Vorteile auf. Insbesondere weisen flüssige Sorptionsmittel meistens eine deutliche höhere, insbesondere um das 15- bis l00-fach höhere, Wasseraufnahmekapazität als feste Sorptionsmittel auf. Auch bei mit flüssigen Sorptionsmittel arbeitenden Verfahren zur Wassergewinnung ist darauf zu achten, dass der Energieaufwand möglichst gering gehalten wird, da andernfalls die Wassergewinnung nur aus sehr feuchter Luft auf wirtschaftliche Weise möglich ist. Im Hinblick auf das Energiemanagement besteht bei diesen Verfahren weiter
Verbesserungsbedarf. Bei dem aus der US 2006 013 065 4 Al bekannten Verfahren liefert beispielsweise nahezu ausschließlich ein Abluftstrom eines externen Dieselmotors die erforderliche Energie zur Desorption.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mittels welchem bzw. welcher deutlich energieeffizienter als bisher möglichst sauberes Wasser aus Luft gewonnen werden kann. Was das Verfahren betrifft, wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch folgende nacheinander und parallel zueinander ablaufende Schritte gelöst: a) Gaswäsche der Luft in einem Gaswäscher mit einer gekühlten wässrigen
Kaliumcarbonatlösung, welche derart gekühlt ist, dass die Luft im Gaswäscher unter ihren Taupunkt abgekühlt wird,
b) Ableiten der Kaliumcarbonatlösung aus dem Gaswäscher,
c) Erwärmen der abgeleiteten Kaliumcarbonatlösung über zumindest eine Wärmpumpe, d) Verdampfen von Wasser aus der erwärmten Kaliumcarbonatlösung und Kondensieren des gebildeten Wasserdampfes sowie Sammeln des Wassers,
e) Kühlen von zumindest einem Teilstrom der nach Schritt d) zurückbleibenden
Kaliumcarbonatlösung über die zumindest eine Wärmpumpe gemäß Schritt c),
- wobei die in Schritt e) erhaltene, gekühlte Kaliumcarbonatlösung in Schritt a)
verwendet wird. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, die Folgendes umfasst:
a) einen Gaswäscher zur Durchführung einer Gaswäsche von Luft mit einer
Kaliumcarbonatlösung,
b) einen Regenerationskreislauf zur Regeneration der Kaliumcarbonatlösung und zur Rückführung der regenerierten Kaliumcarbonatlösung zum Gaswäscher, wobei der
Regenerationskreislauf Folgendes aufweist:
bl) eine Destillationseinheit mit einem Verdampfer zur Abtrennung von Wasser aus der Kaliumcarbonatlösung und einem Kondensator zur Kondensation des Wassers, b2) zumindest eine Wärmepumpe zum Erwärmen der aus dem Gaswäscher austretenden Kaliumcarbonatlösung und zum Abkühlen der aus der
Destillationseinheit austretenden Kaliumcarbonatlösung.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird daher bei der Gaswäsche einerseits eine
Sorptionslösung (Kaliumcarbonatlösung) eingesetzt und gleichzeitig unter den Taupunkt der Fuft abgekühlt. Es werden daher zwei Wirkprinzipien (Abkühlung von Fuft unter den Taupunkt und Sorption mittels flüssiger Sorptionsmittel) miteinander kombiniert. Durch die Unterschreitung des Taupunktes gelingt es, die absolute Feuchtigkeit der Fuft während der Gaswäsche sprunghaft zu erhöhen (siehe Fig. 3 sowie zugehörige Erläuterungen in der Figurenbeschreibung). Dieser abgekühlten Luft entzieht die Kaliumcarbonatlösung innerhalb kurzer Zeit - im Vergleich zu einer Luft, welche nicht unter den Taupunkt abgekühlt wurde - deutlich mehr Wasser. Die Kaliumcarbonatlösung zeichnet sich - beispielsweise im Gegensatz zu Chloridlösungen - durch eine sehr gute Verträglichkeit mit den gängigen Vorrichtungsmaterialien (Werkstoffen) sowie durch einen starken Rückhalt von sauren Luftschadstoffen aus. Die in der US 2006 013 065 4 Al bevorzugt eingesetzte Lithiumchloridlösung wirkt stark korrosiv, eine solche Lösung beschädigt beispielswiese sogar Beton. Durch den hohen pH-Wert der Kaliumcarbonatlösung entkeimt sie das der Luft entzogene Wasser, sodass sehr reines (bakterienarmes bzw. bakterienfreies) Wasser gewonnen wird. Außerdem ist durch den hohen pH-Wert auch eine hygienische
Zwischenspeicherung der Kaliumcarbonatlösung nach Verfahrensschritt b) möglich. Um das Wasser aus der Kaliumcarbonatlösung zu verdampfen (Schritt c) ist - im Vergleich zu Lithiumchloridlösung - deutlich weniger Energie erforderlich, da der Dampfdruck des Wassers in einer Kaliumcarbonatlösung weniger stark gesenkt wird. Die erforderliche Wärmemenge in Schritt d) (Verdampfen von Wasser) ist daher deutlich geringer, wodurch es möglich ist, die zum Verdampfen erforderliche Wärme mittels einer Wärmepumpe (Schritt c) bereitzustellen, wobei die Wärmepumpe - bedingt durch die geringe zu überwindende Temperaturdifferenz - mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich daher deutlich energieeffizienter betreiben als die bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Gewinnung von Wasser aus Luft.
Im Hinblick auf das Verfahren ist es bevorzugt, wenn die Kaliumcarbonatlösung, welche nach Schritt d) zurückbleibt und in Schritt a) verwendet wird, mindestens lOOOg
Kaliumcarbonat pro Liter Wasser enthält und vorzugsweise Kaliumcarbonat in einer derartigen Menge enthält, dass die Kaliumcarbonatlösung gesättigt ist. Mittels einer solchen Kaliumcarbonatlösung können der Luft beträchtliche Mengen Wasser entzogen werden.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Kaliumcarbonatlösung, welche nach Schritt d) zurückbleibt und in Schritt a) verwendet wird, einen pH-Wert von mindestens 12,0 aufweist. Dadurch wird insbesondere das Wachstum von Keimen und dergleichen im Gaswäscher unterdrückt. Der Gaswäscher wird daher steril oder zumindest im Wesentlichen steril gehalten.
Das Verfahren ist besonders effektiv, wenn die Kaliumcarbonatlösung in Schritt e) derart gekühlt wird, dass ihre Temperatur in Schritt a) um mindestens 3°, insbesondere um mindestens 5°, geringer ist als der Taupunkt der in Schritt a) in den Gaswäscher
eingebrachten Luft. Dadurch wird der Taupunkt der in den Gaswäscher einströmenden Luft bereits nach kurzer Zeit unterschritten.
Es ist ferner bevorzugt, wenn die Kaliumcarbonatlösung in Schritt c) über zumindest zwei, insbesondere über bis zu sechs, aufeinanderfolgend angeordnete Wärmepumpen erwärmt wird. Dies ist vor allem im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Wärmepumpen von Vorteil (siehe auch Gleichung 1).
Das Verfahren lässt sich„energetisch“ weiter optimieren, wenn in Schritt d) durch die Kondensation Wärme auf einen Kühlkreislauf übertragen wird, wobei die Wärme vom Kühlkreislauf über zumindest eine weitere Wärmepumpe unmittelbar vor Schritt d) zurück auf die Kaliumcarbonatlösung übertragen wird. Derart wird die„anfallende“
Kondensationswärme in das Verfahren eingespeist.
Ferner ist es bevorzugt, wenn aus dem Kühlkreislauf Wärme über einen Wärmeüberträger, insbesondere über ein Kühlregister, abtransportiert wird. Dadurch kann etwaige
„Überschusswärme“ abtransportiert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante wird der Wärmeüberträger mit Luft, welche gemäß Schritt a) aus dem Gaswäscher austritt, oder mit Umgebungsluft gekühlt. Da die Luft in Schritt a) gekühlt wird, ist deren nachfolgender Einsatz zum Kühlen des
Wärmeüberträgers energetisch besonders vorteilhaft.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante wird zwischen Schritt d) und Schritt e) zumindest ein Teilstrom der nach Schritt d) zurückbleibenden Kaliumcarbonatlösung zu der aus Schritt c) stammenden Kaliumcarbonatlösung geleitet. Derart wird ein„innerer Regenerationskreislauf‘ geschaffen. Vor allem bei sehr feuchter Luft kann es von Vorteil sein, zumindest einem Teilstrom der Kaliumcarbonatlösung vor dem Zurückleiten in den Gaswäscher nochmals Wasser zu entziehen bzw. aus diesem weiteres Wasser zu gewinnen. Genauso wäre es aber beispielsweise möglich, die Kaliumcarbonatlösung„mehrfach“ durch den inneren Regenerationskreislauf zu leiten.
Bevorzugter Weise wird in Schritt c) die Kaliumcarbonatlösung auf eine Temperatur von 45°C bis 75°C, insbesondere von mindestens 55°C, erwärmt. Etwaiges sich bildendes Kaliumhydrogencarbonat zersetzt sich ab einer Temperatur von zirka 55°C unter
Freisetzung von Kohlenstoffdioxid. Ferner lässt sich aus einer bereits derart erwärmten Kaliumcarbonatlösung im nachfolgenden Schritt d) mit energetisch geringem Aufwand Wasser verdampfen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante werden in Schritt a) die Fuft und die
Kaliumcarbonatlösung im Gegenstrom zueinander durch den Gaswäscher geführt.
Im Hinblick auf die Vorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Destillationseinheit ein Membrandestillationsmodul, ein Vakuumverdampfer oder ein Infrarotverdampfer ist.
Um die Vorrichtung bzw. das in ihr ablaufende Verfahren möglichst optimal zu regeln, ist es von Vorteil, wenn entsprechende Messgeräte zur Aufzeichnung von
Verfahrensparametem vorgesehen sind. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Vorrichtung ein Konzentrationsmessgerät zum Messen der Konzentration einer
Kaliumcarbonatlösung und/oder ein Feuchtigkeitsmessgerät zum Messen der
Fuftfeuchtigkeit der in den Gaswäscher eintretenden Fuft aufweist.
Vorzugsweise wird eine bzw. werden Kompressions-Wärmepumpe(n) und/oder Peltier- Wärmepumpe(n) eingesetzt. Peltier-Wärmepumpen lassen sich vorteilhafter Weise ohne Kältemittel betreiben.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 eine an sich bekannte Umrechnungstabelle für die Luftfeuchtigkeit (Quelle:
http://www.bglerchenfeld.at/physik/abbildungen/luftfeuchte-tabelle.pdf, aufgerufen am 24.09.2018),
Fig. 2 eine an sich bekannte Taupunkttabelle (Quelle:
https://www.bauchemie24.de/taupunkttabelle, aufgerufen am 24.09.2018),
Fig. 3 ein Liniendiagramm,
Fig. 4 ein weiteres Liniendiagramm,
Fig. 5 ein schematisches Fließbild eines Verfahrens gemäß einer ersten
Ausführungsvariante der Erfindung und
Fig. 6 ein schematisches Fließbild eines Verfahrens gemäß einer zweiten
Ausführungsvariante der Erfindung.
Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Gewinnung von Wasser aus Luft, bei welchem die nachfolgend kurz erläuterten Wirkprinzipien auf eine energetisch sehr vorteilhafte Weise kombiniert werden.
Erstes Wirkprinzip: Abkühlung von Luft unter den Taupunkt
Zunächst werden einige zur Erläuterung dieses Wirkprinzips erforderliche, an sich bekannte Definitionen kurz wiedergegeben und erläutert.
Relative Luftfeuchtigkeit f:
Die relative Luftfeuchtigkeit f ist das prozentuale Verhältnis zwischen dem momentanen Dampfdruck des Wassers und dem Sättigungsdampfdruck desselben (bei der gegebenen Lufttemperatur) über einer reinen und ebenen Wasseroberfläche. Die relative
Luftfeuchtigkeit lässt unmittelbar erkennen, mit welchem Grad die Luft mit Wasserdampf gesättigt ist. Beispielsweise enthält Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% die Hälfte der Wasserdampfmenge, die die Luft bei der vorherrschenden Temperatur maximal enthalten könnte. Absolute Luftfeuchtigkeit pw:
Die absolute Luftfeuchtigkeit pw ist die Masse von Wasserdampf in einem bestimmten Luftvolumen. Sie wird üblicherweise in Gramm Wasser pro Kubikmeter Luft angegeben (im Nachfolgenden: g/m3). Taupunkt t (Taupunkttemperatur t):
Der Taupunkt ist diejenige Temperatur, die bei Luft mit einer bestimmten Luftfeuchtigkeit und bei konstantem Druck unterschritten werden muss, damit sich Wasserdampf als Tau oder Nebel aus der Luft abscheiden kann. Am Taupunkt (bzw. unterhalb des Taupunktes) beträgt die relative Luftfeuchtigkeit f 100%.
Anhand des nachfolgend beschriebenen Beispiels und des zu diesem gehörenden, in Fig. 3 gezeigten Liniendiagramms werden die Zusammenhänge zwischen den genannten Größen verdeutlicht. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen an sich bekannte Tabellen, welche das Verständnis der Zusammenhänge erleichtern. Fig. 1 zeigt eine Umrechnungstabelle, welche den Zusammenhang zwischen der relativen Luftfeuchtigkeit f [%], der Lufttemperatur T [°C] und der absolute Luftfeuchtigkeit pw [g/m3] wiedergibt. Fig. 2 zeigt eine Taupunkttabelle, welche Taupunkte t für unterschiedliche Kombinationen der relativen
Luftfeuchtigkeit f [%] und der Lufttemperatur T [°C] enthält. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Liniendiagramm ist auf der vertikalen Achse die absolute Luftfeuchtigkeit pw [g/m3] und auf der horizontalen Achse die Lufttemperatur T [°C] aufgetragen. Die Linie f = 50% zeigt die Abhängigkeit der absoluten Luftfeuchtigkeit pw von der Lufttemperatur T für eine Luft mit der relativen Luftfeuchtigkeit von 50%. Die Linie (p‘ = 100% zeigt die Abhängigkeit der absoluten Luftfeuchtigkeit pw von der Temperatur T für eine Luft mit der relativen Luftfeuchtigkeit von 100%. Die Linien f und (p‘ lassen sich unmittelbar aus der in Fig. 1 gezeigten Taupunkttabelle ableiten. Es sei nun angenommen, dass eine Luft eine Temperatur Ti von 20°C und eine relative Luftfeuchtigkeit f von 50% aufweist. Aus Lig. 3 folgt, dass diese Luft eine absolute Luftfeuchtigkeit pwi von ca. 9 g/m3 aufweist (genauer: pwi = 8,65 g/m3, siehe Lig. 1). Aus Lig. 2 kann ferner abgelesen werden, dass der Taupunkt n dieser Luft 9,3°C beträgt.
Wird diese Luft nun, wie in Lig. 3 durch eine Vielzahl an Pfeilen andeutet, ausgehend von ihrer Temperatur Ti (20°C) auf eine Temperatur T2 von 5°C abgekühlt, wird ihr Taupunkt n (9,3°C) unterschritten, sodass die relative Luftfeuchtigkeit dieser Luft auf 100% (cp‘) steigt (vergleiche Definition des Taupunktes oben). Die derart abgekühlte Luft (T2 = 5°C,p‘ = 100%) weist eine absolute Luftfeuchtigkeit pw2 von ca. 7 g/m3 auf (genauer: pw2 =
6,80 g/m3, siehe Lig. 1).
Durch die Abkühlung der Luft gemäß diesem Beispiel sinkt daher die absolute
Luftfeuchtigkeit der Luft von pwi (ca. 9 g/m3) auf pw2 von (ca. 7g/m3). Aus der Luft wird daher eine Wassermenge von ca. 2 g/m3 (= 9 g/m3 - 7g/m3) abgeschieden (Kondensation).
Zweites Wirkprinzip: Sorption mittels eines wässrigen flüssigen Sorptionsmittels
Llüssige Sorptionsmittel haben eine dampfdrucksenkende Wirkung auf das sie umgebende Gas. Der Dampfdruck ist bekannter Weise jener Druck, der sich einstellt, wenn sich in einem abgeschlossenen System ein Dampf mit der zugehörigen flüssigen Phase im thermodynamischen Gleichgewicht befindet. Die dampfdrucksenkende Wirkung eines flüssigen Sorptionsmittels sorgt dafür, dass Wassermoleküle aus dem umgebenden Dampf (bei der Erfindung der Luft) vom flüssigen Sorptionsmittel aufgenommen werden, es findet daher ein Phasenübergang statt (gasförmig flüssig), wobei Kondensationswärme (also Energie) frei wird, durch welche die Temperatur des flüssigen Sorptionsmittels zumindest theoretisch erhöht wird. Bei entsprechend großer Menge an Sorptionsmittel, wie es auch bei der gegenständlichen Erfindung der Lall, ist die Kondensationswärme zumindest weitgehend vemachlässigbar.
Ein flüssiges Sorptionsmittel ist nun thermodynamisch bestrebt, zwischen dem Vorgang des Verdampfens des Sorptionsmittels (flüssiges Wasser wird zu Wasserdampf) und der Kondensation der sie umgebenden Phase (Wasserdampf in der umgebenden Luft wird zu Wasser, welches vom Sorptionsmittel aufgenommen wird) ein Gleichgewicht einzustellen. Bei Gleichgewichtseinstellung weist die Luft die sogenannte„relative
Gleichgewichtsfeuchtigkeit“ auf. Die relative Gleichgewichtsfeuchtigkeit ist für unterschiedliche Sorptionsmittel verschieden. Flüssige Sorptionsmittel wirken dabei hygroskopisch, also wasseranziehend, und erschweren den Wassermolekülen das
Verdampfen bzw. Verdunsten, also das Verlassen der Oberfläche des flüssigen
Sorptionsmittels, wodurch die Verdunstungsrate gering ist.
Ausführungsvarianten der Erfindung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 und Fig. 6 jeweils eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Fig. 5 und Fig. 6 zeigen die wesentlichen Bestandteile einer Vorrichtung, mittels welcher das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung von Wasser aus Luft durchführbar ist. Entlang der Fließlinien der in Fig. 5 und Fig. 6 gezeigten Darstellungen sind zum besseren Verständnis des Verfahrens Pfeile, welche Strömungsrichtungen andeuten, sowie einige exemplarische Temperaturangaben angebracht.
Erste Ausführungsvariante (Fig 5)
Bei der ersten Variante gemäß Fig. 5 wird im Zuge des Verfahrens Luft 2, insbesondere Luft aus der Umgebung bzw. dem Freien, in einen Gaswäscher 1 , welcher insbesondere als Füllkörperkolonne ausgeführt ist, eingesaugt. Die eingesaugte Luft 2 durchströmt den Gaswäscher 1 und wird im Gaswäscher 1 mit einer zuvor gekühlten, gesättigten oder im Wesentlichen gesättigten wässrigen Kaliumcarbonatlösung (K2CO3 - Lösung) in Kontakt gebracht. Diese Kaliumcarbonatlösung ist das flüssige Sorptionsmittel.
Unter einer im Wesentlichen gesättigten Kaliumcarbonatlösung wird dabei eine solche verstanden, welche eine Konzentration von mindestens lOOOg Kaliumcarbonat pro Liter Wasser enthält. Die Kaliumcarbonatlösung weist einen pH-Wert von vorzugsweise mindestens 12,0 auf, wodurch das Wachstum von Keimen in der Vorrichtung unterdrückt wird.
Stellt sich zwischen einer gesättigten Kaliumcarbonatlösung und der sie umgebenden Luft ein Gleichgewicht ein, weist die Luft die zur gesättigten Kaliumcarbonatlösung gehörende relative Gleichgewichtsfeuchtigkeit auf, welche ca. 43% beträgt. Ist die
Kaliumcarbonatlösung nicht gesättigt und weist daher eine etwas geringere Konzentration an Kaliumcarbonat auf, ist die zugehörige relative Gleichgewichtsfeuchtigkeit höher. Dies ist für die gegenständliche Erfindung jedoch nicht maßgebend.
Anhand von Fig. 4 und des zugehörigen Beispiels werden nun die im Gaswäscher 1 stattfinden Vorgänge erläutert. Folgende Annahmen werden für dieses Beispiel getroffen:
- Es wird eine gesättigten Kaliumcarbonatlösung verwendet, wobei sich in der Fuft im Gaswäscher eine relative Fuftfeuchtigkeit f von 50% einstellt (Anmerkung: Die gesättigten Kaliumcarbonatlösung ist zwar„thermodynamisch bestrebt“ die erwähnte relative Gleichgewichtsfeuchtigkeit von ca. 43% einzustellen, dies würde aber sehr lange Verweilzeiten der Fuft und der Kaliumcarbonatlösung im Gaswäscher 2 voraussetzen. Es wird daher angenommen, dass sich in der die gesättigten
Kaliumcarbonatlösung umgebenden Fuft eine relative Fuftfeuchtigkeit von 50% einstellt. Die Fuft tritt also mit eine relativen Fuftfeuchtigkeit von 50% aus dem Gaswäscher 1 aus);
- Die in den Gaswäscher 1 eingeleitete Fuft weist folgende Eigenschaften auf:
o Fufttemperatur Ti = 20°C
o Relative Fuftfeuchtigkeit f = 50%
o Absolute Fuftfeuchtigkeit pwi = ca. 9 g/m3 (siehe Fig. 1, genauer: pwi =
8,85 g/m3)
o Taupunkt ti = 9,3°C (siehe Fig. 2);
- Abkühlung der Fuft im Gaswäscher auf eine Fufttemperatur T2 = 5°C (Fufttemperatur am Austritt aus dem Gaswäscher 1)
Durch eine Vielzahl von Pfeilen sind in Fig. 4 die im Gaswäscher 2 stattfinden Vorgänge andeutet. Die Fuft mit Fufttemperatur Ti (20°C) und relativer Fuftfeuchtigkeit f (50%) (Punkt p) wird bis auf eine Lufttemperatur T2 (5°C) abgekühlt. Dabei wird der Taupunkt n (9,3°C) unterschritten. Sobald der Taupunkt n erreicht ist, steigt die relative
Luftfeuchtigkeit der Luft auf 100% (cp‘), sodass Wasser aus der Luft kondensiert,
Wasserdampf wird zu flüssigem Wasser. Am Taupunkt n weist die Luft eine absolute Luftfeuchtigkeit pwi von ca. 9 g/m3 auf. Die gesättigte Kaliumcarbonatlösung beginnt der Luft nun Wasser zu entziehen, denn sie ist bestrebt, die relative Gleichgewichtsfeuchtigkeit von 43% in der Luft einzustellen. Unter der eingangs getroffenen Annahme wird durch die Kaliumcarbonatlösung eine relative Luftfeuchtigkeit von 50% (cp) eingestellt. Die
Kaliumcarbonatlösung senkt daher die relative Luftfeuchtigkeit von p‘ = 100% auf f = 50%, wobei sie die Luft gleichzeitig auf T2 = 5°C abkühlt. Bei f = 50% und T2 = 5°C weist die Luft eine absolute Luftfeuchtigkeit pw2* von ca. 3 g/m3 auf (siehe Fig. 1, genauer: pw2* = 3,4 g/m3). Das bedeutet, dass die Kaliumcarbonatlösung der Luft im Zuge der
„Gaswäsche“ bei diesem Beispiel ca. 6g Wasser / m3 Luft entzieht (pwi - pw2* = 9 g/m3 - 3 g/m3 = 6 g/m3). Bei der gegenständlichen Erfindung wird daher das bereits beschriebene 1.Wirkprinzip (Abkühlung von Luft unter den Taupunkt) mit dem bereits beschriebenen
2. Wirkprinzip (Sorption mittels eines flüssigen Sorptionsmittels) kombiniert.
Wie Fig. 5 zeigt, weist die in den Gaswäscher 1 eingebrachte Kaliumcarbonatlösung beispielsweise eine Temperatur von l0°C auf, wobei die Temperatur der
Kaliumcarbonatlösung derart gewählt wird, dass der jeweilige Taupunkt (gemäß Fig. 1) der eingesaugten Fuft 2 im Zuge der Gaswäsche unterschritten wird. Die Fuft 2 und die Kaliumcarbonatlösung werden vorzugsweise im Gegenstrom durch den Gaswäscher 1 geführt, wobei die Kaliumcarbonatlösung von oben in den Gaswäscher 1 eingebracht wird, insbesondere in Form von fein verteilten Tropfen in diesen eingesprüht wird. Alternativ können die feinen Tröpfchen auch über einen insbesondere in bekannter Weise
ausgeführten Flüssigkeitsverteiler erzeugt werden. In der Fuft 2 enthaltener Wasserdampf geht während der„Gaswäsche“ im Gaswäscher 1, wie beschrieben, in die
Kaliumcarbonatlösung über. Die aus dem Gaswäscher 1 austretende Fuft, in Fig. 1 als Fuft 2‘ bezeichnet, weist gegenüber der angesaugten Fuft 2 eine geringere Temperatur (l0°C) und eine geringere absolute und relative Fuftfeuchtigkeit auf. Die Kaliumcarbonatlösung wird während der Gaswäsche erwärmt und zwar einerseits dadurch, dass sie der Luft 2 Wärme entzieht (durch den Temperaturunterschied übertragene Energie), und anderseits dadurch, dass bei der Kondensation des aus der Luft 2 stammenden Wasserdampfes Energie frei wird
(„Kondensationsenthalpie“). Die aus dem Gaswäscher 1 austretende Kaliumcarbonatlösung weist beispielsweise eine Temperatur von 20°C auf. Ferner weist die aus dem
Gaswäscher 1 austretende Kaliumcarbonatlösung - bedingt durch die Wasseraufnahme - eine geringere Konzentration an Kaliumcarbonat auf als die in den Gaswäscher 1 eingebrachte Kaliumcarbonatlösung.
Die aus dem Gaswäscher 1 austretende, verdünnte Kaliumcarbonatlösung durchläuft einen Regenerationskreislauf kr, welcher in Fig. 1 durch mehrere„Vollpfeile“ angedeutet ist und wird dabei kontinuierlich regeneriert und anschließend zum Gaswäscher 1 rückgeführt. Bei dieser Regeneration wird Wasser aus der Kaliumcarbonatlösung gewonnen.
Zunächst wird die Kaliumcarbonatlösung über zumindest eine Wärmepumpe, beim gezeigten Ausführungsbeispiel über zwei kaskadenartig, unmittelbar hintereinander in Serie geschaltete Wärmepumpen 3a, 3b geleitet. Jede Wärmepumpe 3a, 3b weist eine Kaltseite 3‘ und eine Warmseite 3“ auf, wobei die Wärmepumpen 3a, 3b durch Zuführung
entsprechender Energie (Antriebsenergie, Arbeit) Wärme von der Kaltseite 3‘ auf die Warmseite 3“ übertragen. Die durch die zugeführte Energie eingetragene Wärme wird ebenfalls an der Warmseite 3“ abgegeben.
Die Kaltseiten 3‘ der Wärmepumpen 3 a, 3b werden von bereits regenerierter
Kaliumcarbonatlösung und die Warmseiten 3“der Wärmepumpen 3a, 3b werden von der aus dem Gaswäscher 1 austretenden, verdünnten Kaliumcarbonatlösung durchströmt. Die aus dem Gaswäscher 1 austretende, verdünnte Kaliumcarbonatlösung wird über die
Warmseiten 3“ schrittweise erwärmt, beim gezeigten Ausführungsbeispiel über die Wärmepumpe 3a zunächst auf 40°C und anschließend über die Wärmepumpe 3b auf 60°C. Die bereits regenerierte Kaliumcarbonatlösung wird über die Kaltseiten 3’ schrittweise, beim gezeigten Ausführungsbeispiel über die Wärmepumpe 3b zunächst auf 40°C und anschließend über die Wärmepumpe 3a auf l0°C, abgekühlt. Die auf l0°C gekühlte, regenerierte Kaliumcarbonatlösung ist jene, welche in den Gaswäscher 1 aufgegeben wird. Die kaskadenartige Anordnung mehrerer Wärmepumpen 3 a, 3b ist insbesondere im
Hinblick auf den Wirkungsgrad der Wärmepumpen 3a, 3b von Vorteil, welcher sich bekanntermaßen wie folgt ergibt:
Figure imgf000018_0001
Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe ist daher umso höher, je kleiner die
Temperaturdifferenz zwischen der Warmseite und der Kaltseite ist. Die schrittweise Erwärmung bzw. Abkühlung durch eine kaskadenartige Anordnung der Wärmepumpen ist daher bevorzugt, wobei beim beschriebenen Ausführungsbeispiel insbesondere bis zu sechs kaskadenartig hintereinander geschaltete Wärmepumpen vorgesehen sein können.
Die auf 60°C erwärmte, aus der Wärmepumpe 3b austretende Kaliumcarbonatlösung wird beim gezeigten Ausführungsbeispiel einem Membrandestillationsmodul 4 zugeleitet. Das Membrandestillationsmodul 4 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel ein für das Air Gap - Membrandestillationsverfahren vorgesehenes Modul, welches insbesondere in bekannter Weise aufgebaut sein kann und daher einen Verdampfer 5 und einen Kondensator 6 umfasst, welche durch einen Luftspalt 7 voneinander beabstandet sind. Der Verdampfer 5 ist Teil des Regenerationskreislaufes kr und der Kondensator 6 ist Teil eines äußeren Kühlkreislaufes kk, welcher durch mehrere schmale Pfeil andeutet ist. Der Verdampfer 5 weist eine dem Luftspalt 7 zugewandte Membran 5 a und der Kondensator 6 weist eine dem Luftspalt 7 zugewandte Kondensationsfläche 6a auf.
Die selektive Eigenschaft der Membran 5 a beruht in bekannter Weise auf dem Rückhalt von flüssigem Wasser bei gleichzeitiger Permeabilität für freie Wassermoleküle, also für Wasserdampf. Die Transportrichtung Ti durch die Membran 5a ist durch einen Pfeil angedeutet. Die treibende Kraft, die den Wasserdampf durch die Membran 5 a hindurch fördert, ist eine Wasserdampf-Partialdruckdifferenz zwischen der bezogen auf die
Transportrichtung TR„vor“ der Membran 5a befindlichen Phase Pi und der bezogen auf die Transportrichtung TR„hinter“ der Membran 7a befindlichen Phase (sogenanntes„Permeat“ P). Diese Partialdruckdifferenz ist dabei Folge einer Temperaturdifferenz zwischen der Phase Pi und dem Permeat P.
Im äußeren Kühlkreislauf kk wird Wasser kontinuierlich im Kreis und daher auch kontinuierlich durch den Kondensator 6 geleitet, wobei das Wasser außerhalb des
Kondensators 6 einen Wärmeüberträger 8, beispielsweise ein Kühlregister, passiert. Der Wärmeüberträger 8 entzieht dem Wasser Wärme, sodass das Wasser die
Kondensationsfläche 6a des Kondensators 6 fortlaufend kühlt. Mittels eines Gebläses 9 wird ein den Wärmüberträger 8 überströmender Luftstrom erzeugt, welcher überschüssige Wärme des im äußeren Kühlkreislaufes kk geführten Wassers ab führt. Die den
Wärmüberträger 8 überströmende Luft ist beispielsweise Umgebungsluft oder die aus dem Gaswäscher 1 austretende Luft 2‘. Das in den Kondensator 6 eintretende Wasser weist beispielsweise eine Temperatur von 20°C und das aus dem Kondensator 6 austretende Wasser weist beispielsweise eine Temperatur von 40°C auf.
Die aus der Wärmepumpe 3b austretende Kaliumcarbonatlösung wird in den Verdampfer 5 eingeleitet und bildet daher den sogenannten„Feed“ F sowie die vor der Membran 5a befindliche Phase Pi. Innerhalb des Membrandestillationsmodules 4 wird der
Kaliumcarbonatlösung (Phase Pi) über die Membran 5a Wasser als Wasserdampf entzogen, welcher über den Luftspalt 7 zur Kondensationsfläche 6a transportiert wird und an dieser kondensiert. Das sich an der Kondensationsfläche 6a bildende Kondensat (Permeat P) wird, wie in Fig. 1 angedeutet, von der Kondensationsfläche 6a abgeleitet und bildet ein Produkt des Verfahrens. Das Kondensat eignet sich als Trinkwasser, da etwaige Verunreinigungen von der Membran 5 a zurückgehalten werden, also in der Kaliumcarbonatlösung (im sogenannten Retentat R) verbleiben. Das Kondensat kann entweder unmittelbar verwendet werden, zum Beispiel getrunken werden, oder insbesondere in einem Behälter,
beispielsweise in einem Intermediate Bulk Container oder dergleichen, gesammelt und in diesem zwischengespeichert werden. Ist eine längerfristige Lagerung des Kondensates vorgesehen, ist es von Vorteil, wenn das Kondensat beispielsweise durch Bestrahlen mittels UV-Strahlen oder mittels einer elektrochemischen Zelle keimfrei gehalten wird. Die von der Membran 5 a zurückgehaltene Kaliumcarbonatlösung (Retentat R) tritt aus dem Verdampfer 5 aus. Die Konzentration an Kaliumcarbonat in der Kaliumcarbonatlösung ist durch die Membrandestillation erhöht worden. Diese Kaliumcarbonatlösung wird über die Wärmepumpen 3 a, 3b geleitet und dort, wie bereits beschriebenen, abgekühlt und anschließend wieder in den Gaswäscher 1 aufgegeben.
Zweites Ausführungsbeispiel (Fig 6)
Dieses unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch, dass der äußere Kühlkreislauf kk über eine unmittelbar vor dem Membrandestillationsmodul 4 angeordnete Wärmepumpe 3 c an den Regenerationskreislauf kr gekoppelt ist, wobei die Kaltseite 3’ der Wärmepumpe 3 c Teil des Kühlkreislauf kk und die Warmseite 3“ der Wärmepumpe 3 c Teil des Regenerationskreislaufes kr ist. Ferner ist beim zweiten
Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Bypassleitung 10 vorgesehen, mittels welcher aus dem Verdampfer 5 austretende Kaliumcarbonatlösung erneut zum und durch den Verdampfer 5 leitbar ist.
Die Bypassleitung 10 verläuft zwischen einer Zuleitstelle 11, welche sich zwischen der Warmseite 3“ der Wärmepumpe 3b und der Warmseite 3“ Wärmepumpe 3c befindet, und einer Ableitstellte 12, welche sich zwischen dem Ausgang des Verdampfers 5 und der Kaltseite 3‘ der Wärmepumpe 3b befindet. Durch die Bypassleitung 10 wird ein innerer Regenerationskreislauf ki gebildet, welcher in Fig. 1 durch vier„Hohlpfeile“ angedeutet ist, und welcher, mit Ausnahme der Bypassleitung 10, Teil des Regenerationskreislaufes kr ist. Da die Wärmepumpe 3 c beim gezeigten Ausführungsbeispiel unmittelbar vor dem
Membrandestillationsmodul 4 angeordnet ist, erfolgt die Kopplung des
Regenerationskreislauf kr an den äußeren Kühlkreislauf kk im Bereich des inneren
Regenerationskreislaufes ki.
Im inneren Regenerationskreislauf ki passiert die Kaliumcarbonatlösung nacheinander die Zuleitstelle 11, die Warmseite 3“ der Wärmepumpe 3c, den Verdampfer 5 des
Membrandestillationsmodules 4 und die Ableitstelle 12. Über das Membrandestillationsmodul 4 wird die Kaliumcarbonatlösung, wie bereits beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, regeneriert. An der Ableitstelle 12 kann die regenerierte Kaliumcarbonatlösung in einen Teilstrom TSi und einen Teilstrom TS2 geteilt werden. Der Teilstrom TSi fließt über den Regenerationskreislaufes kr und daher über die
Kaltseiten 3‘ der Wärmepumpen 3a, 3b und liefert derart kontinuierlich„neue“ gekühlte Kaliumcarbonatlösung für die Gaswäsche im Gaswäscher 1. Der Teilstrom TS2 fließt über die Bypassleitung 10 des inneren Regenerationskreislaufes k;und derart zur Zuleitstelle 11, an welcher er kontinuierlich mit von der Wärmepumpe 3b kommender, noch nicht regenerierter Kaliumcarbonatlösung vermischt wird.
Die Regelung der Teilströme TSi und TS2 ist insbesondere an die Luftfeuchtigkeit der Luft und/oder an die Konzentration der aus dem Verdampfer 5 austretenden
Kaliumcarbonatlösung angepasst. Insbesondere wird der Teilstrom TSi umso kleiner gewählt, je feuchter die in den Gaswäscher 1 eingeleitete Luft 2 ist. An der Ableitstelle 12 ist vorzugsweise ein regelbares Dreiwegeventil l2a vorgesehen, mittels welchem die Größe der Teilströme TSi und TS2 auf einfache Weise regelbar ist.
Im äußeren Kühlkreislauf kk wird Wasser kontinuierlich im Kreis und daher auch kontinuierlich durch den Kondensator 6 geleitet. Das Wasser wird dabei außerhalb des Kondensators 6 fortlaufend über die Kaltseite 3‘ der Wärmepumpe 3 c und den
Wärmeüberträger 8 geleitet. An der Wärmepumpe 3 c wird vom im äußeren Kühlkreislauf kk fließenden Wasser (Kaltseite 3‘) Wärme auf die im Regenerationskreislauf kr, beim gezeigten Ausführungsbeispiel auf die im inneren Regenerationskreislauf ki, fließende Kaliumcarbonatlösung übertragen. Die Kaliumcarbonatlösung wird dadurch beispielsweise von 60°C auf 70°C erwärmt. Das Wasser im äußeren Kühlkreislauf kk wird über die Wärmepumpe 3c und über das Kühlregister 8 beispielsweise auf 40°C gekühlt.
Das beschriebene Verfahren (erstens und zweites Ausführungsbeispiel) wird derart betrieben, dass in der Kaliumcarbonatlösung die Sättigungskonzentration des
Kaliumcarbonates nicht überschritten wird. Ergänzende Anmerkungen und weitere Ausführungsbeispiele:
Der Taupunkt der angesaugten Luft 2 wird, insbesondere kontinuierlich, vor dem Eintreten der Luft 2 in den Gaswäscher 1 gemessen. Die Messung des Taupunktes erfolgt
vorzugsweise über eine indirekte Methode, bei welcher die Lufttemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit gemessen werden. Lemer kann der Taupunkt auch über eine direkte Messung ermittelt werden, insbesondere mittels eines Taupunktspiegelhygrometers.
Bei der Gaswäsche nimmt die Kaliumcarbonatlösung neben Wasser etwaige in der angesaugten Luft 2 enthaltene Verbindungen auf, zu welchen beispielsweise
Stickstoffoxide oder Schwefelverbindungen gehören können. Diese bilden in der
Kaliumcarbonatlösung wasserlösliche Salze, insbesondere Sulfate und Nitrate. Solche Salze sind sehr gut wasserlöslich und lösen sich daher in der Kaliumcarbonatlösung. Sollten sich derartige Salze im Laufe der Zeit, z.B. nach 100 Betriebsstunden, in der
Kaliumcarbonatlösung anreichem, kann die Kaliumcarbonatlösung ausgetauscht werden.
Lemer reagiert das Kaliumcarbonat der Kaliumcarbonatlösung in bekannter Weise weiter zu Kaliumhydrogencarbonat: K2CO3 + H20 ^ KHCO3 + KOH Gleichung 2
Auf Gmnd des erwähnten, hohen pH-Werts der Kaliumcarbonatlösung liegt das
Gleichgewicht vorteilhafterweise auf der Seite des Kaliumcarbonates, wodurch die
Löslichkeitsgrenze des Kaliumhydrogencarbonates meistens nicht überschritten wird. Etwaiges sich bildendes Kaliumhydrogencarbonat zersetzt sich ab einer Temperatur von zirka 55°C unter Lreisetzung von Kohlenstoffdioxid. Im Lall des beschriebenen
Ausfühmngsbeispiels wird diese Temperatur überschritten, wobei sich aus dem
Kaliumhydrogencarbonat bildendes Kohlenstoffdioxid im Gaswäscher 1 gemeinsam mit der austretenden Luft 2‘ ausgetragen wird.
Bevorzugter Weise ist an geeigneten Stellen eine Vielzahl von Messgeräten vorgesehen, mit deren Hilfe das Verfahren überwacht werden kann. Zu diesen Messgeräten zählen insbesondere ein Konzentrationsmessgerät, welches die Konzentration der Kaliumcarbonatlösung fortlaufend an einer geeigneten Stelle misst, beispielsweise unmittelbar vor dem Eintritt in den Gaswäscher 1, ein Feuchtigkeitsmessgerät zur kontinuierlichen Messung der Luftfeuchtigkeit der in den Gaswäscher 1 eintretenden Luft 2, Temperaturmessgeräte, Füllstandmessgeräte und Durchflussmessgeräte.
Das Membrandestillationsmodul kann auch ein für das Direct Contact - Membrandestillationsverfahren vorgesehenes Modul sein. Im Gegensatz zum
beschriebenen Membrandestillationsmodul 4 für das Air Gap - Membrandestillationsverfahren weist das Membrandestillationsmodul für das Direct
Contact - Membrandestillationsverfahren keinen Luftspalt auf, wobei der Verdampfer und der Kondensator ausschließlich durch die Membran voneinander getrennt sind. Die Kondensation des durch die Membran hindurchfließenden Dampfes findet direkt in dem im Kühlkreislauf kk geführten Wasser statt. Wird im Kühlkreislauf kk Wasser mit
Trinkwasserqualität im Kreis geführt, kann aus dem Kühlkreislauf kk Wasser mit
Trinkwasserqualität abgezweigt werden. Anstelle von Membrandestillationsmodulen kann eine beliebige Destillationseinheit mit einem Verdampfer und einem Kondensator vorgesehen sein, beispielsweise ein Vakuumverdampfer oder ein Infrarotverdampfer. Die beschriebene Vorrichtung kann unterschiedlich dimensioniert sein, beispielsweise als Haushaltsgerät (Gewinnung von bis zu ca. 10 Liter Wasser pro Tag), als
Gemeinschaftsanlage für mehrere Haushalte (Gewinnung von bis zu ca. 200 Liter Wasser pro Tag) oder als Großanlage (Gewinnung von einigen m3 Wasser pro Tag). Aufgrund des hohen pH-Werts der Kaliumcarbonatlösung ist es ferner möglich, die nach der Gaswäsche erhaltene verdünnte Kaliumcarbonatlösung über einen gewissen Zeitraum, insbesondere bis zu einer Woche, zumindest im Wesentlichen steril zu lagern. Aus der Kaliumcarbonatlösung kann bei Bedarf, entsprechend des beschriebenen Verfahrens, Wasser gewonnen werden.
Ein vollautomatischer Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch eine entsprechende Rechnersteuerung sichergestellt. Insbesondere wird das Verfahren in einer auf die gemessenen Parameter der Umgebungsluft energetisch optimal abgestimmten Weise betrieben. Die dazu erforderliche Hard- und Software sind nicht Gegenstand der Erfindung.
Bezugsziffernliste
I . Gaswäscher
2, 2‘ . Luft
3a, 3b, 3c . Wärmepumpe
3‘ . Kaltseite
3“ . Warmseite
4. Membrandestillationsmodul
5 . Verdampfer
5 a . Membran
6. Kondensator
6a . Kondensationsfläche
7. Luftspalt
8 . Wärmeüberträger
9. Gebläse
10 . Bypassleitung
I I . Zuleitstelle
12 . Ableitstelle
l2a . Dreiwegventil
F . Feed
ki . innerer Regenerationskreislauf kk . äußerer Kühlkreislauf kr . Regenerationskreislauf p . Punkt
P . Permeat Pi . vor der Membran befindliche Phase
R . Retenat
TR . Transportrichtung
TSi, TS2. Teilstrom

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Gewinnung von Wasser aus Luft (2, 2‘) mit folgenden nacheinander und parallel zueinander ablaufenden Schritten:
a) Gas wäsche der Luft (2, 2‘) in einem Gaswäscher (1) mit einer gekühlten wässrigen Kaliumcarbonatlösung, welche derart gekühlt ist, dass die Luft (2, 2‘) im Gaswäscher (1) unter ihren Taupunkt abgekühlt wird, b) Ableiten der Kaliumcarbonatlösung aus dem Gaswäscher (1),
c) Erwärmen der abgeleiteten Kaliumcarbonatlösung über zumindest eine
Wärmpumpe (3 a, 3b),
d) Verdampfen von Wasser aus der erwärmten Kaliumcarbonatlösung und Kondensieren des gebildeten Wasserdampfes sowie Sammeln des Wassers, e) Kühlen von zumindest einem Teilstrom (TSi) der nach Schritt d)
zurückbleibenden Kaliumcarbonatlösung über die zumindest eine
Wärmpumpe (3a, 3b) gemäß Schritt c),
- wobei die in Schritt e) erhaltene, gekühlte Kaliumcarbonatlösung in Schritt a) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kaliumcarbonatlösung, welche nach Schritt d) zurückbleibt und in Schritt a) verwendet wird, mindestens lOOOg Kaliumcarbonat pro Liter Wasser enthält, vorzugsweise Kaliumcarbonat in einer derartigen Menge enthält, dass die
Kaliumcarbonatlösung gesättigt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kaliumcarbonatlösung, welche nach Schritt d) zurückbleibt und in Schritt a) verwendet wird, einen pH-Wert von mindestens 12,0 aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaliumcarbonatlösung in Schritt e) derart gekühlt wird, dass ihre Temperatur in Schritt a) um mindestens 3°, insbesondere um mindestens 5°, geringer ist als der Taupunkt der in Schritt a) in den Gaswäscher (1) eingebrachten Luft (2).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaliumcarbonatlösung in Schritt c) über zumindest zwei, insbesondere über bis zu sechs, aufeinanderfolgend angeordnete Wärmepumpen (3 a, 3b) erwärmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in
Schritt d) durch die Kondensation Wärme auf einen Kühlkreislauf (kk) übertragen wird, wobei die Wärme vom Kühlkreislauf (kk) über zumindest eine weitere Wärmepumpe (3c) unmittelbar vor Schritt d) zurück auf die Kaliumcarbonatlösung übertragen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem
Kühlkreislauf (kk) Wärme über einen Wärmeüberträger (8), insbesondere über ein Kühlregister, abtransportiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeüberträger (8) mit Luft (2‘), welche gemäß Schritt a) aus dem Gaswäscher (1) austritt, oder mit Umgebungsluft gekühlt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen Schritt d) und Schritt e) zumindest ein Teilstrom (TS2) der nach Schritt d) zurückbleibenden Kaliumcarbonatlösung zu der aus Schritt c) stammenden
Kaliumcarbonatlösung geleitet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) die Kaliumcarbonatlösung auf eine Temperatur von 45°C bis 75°C, insbesondere von mindestens 55°C, erwärmt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) die Luft und die Kaliumcarbonatlösung im Gegenstrom zueinander durch den Gaswäscher (1) geführt werden.
12. Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus Luft (1) umfassend:
a) einen Gaswäscher (1) zur Durchführung einer Gaswäsche von Luft (2) mit einer Kaliumcarbonatlösung,
b) einen Regenerationskreislauf (kr) zur Regeneration der Kaliumcarbonatlösung und zur Rückführung der regenerierten Kaliumcarbonatlösung zum
Gaswäscher (2), wobei der Regenerationskreislauf (kr) folgendes aufweist: bl) eine Destillationseinheit (4) mit einem Verdampfer (5) zur Abtrennung von Wasser aus der Kaliumcarbonatlösung und einem Kondensator (6) zur Kondensation des Wassers,
b2) zumindest eine Wärmepumpe (3a, 3b, 3c) zum Erwärmen der aus dem Gaswäscher (1) austretenden Kaliumcarbonatlösung und zum Abkühlen der aus der Destillationseinheit (4) austretenden Kaliumcarbonatlösung.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die
Destillationseinheit (4) ein Membrandestillationsmodul (4), ein Vakuumverdampfer oder ein Infrarotverdampfer ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein
Konzentrationsmessgerät zum Messen der Konzentration einer
Kaliumcarbonatlösung aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Feuchtigkeitsmessgerät zum Messen der Luftfeuchtigkeit der in den
Gaswäscher (1) eintretenden Luft (2) aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe(n) (3 a, 3b, 3 c) eine Kompressions- Wärmepumpe ist bzw.
Kompressions-Wärmepumpen sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe(n) (3a, 3b, 3c) eine Peltier-Wärmepumpe ist bzw. Peltier- Wärmepumpen sind.
PCT/EP2019/076699 2018-10-10 2019-10-02 Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von wasser aus luft WO2020074344A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50883/2018A AT521380B1 (de) 2018-10-10 2018-10-10 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus Luft
ATA50883/2018 2018-10-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020074344A1 true WO2020074344A1 (de) 2020-04-16

Family

ID=68138092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/076699 WO2020074344A1 (de) 2018-10-10 2019-10-02 Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von wasser aus luft

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT521380B1 (de)
WO (1) WO2020074344A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113109378A (zh) * 2021-04-06 2021-07-13 山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地勘局第二地质大队) 一种陡直岩面水汽凝结监测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5048200A (en) * 1990-06-19 1991-09-17 Ahsltromforetagen Svenska Ab Process and apparatus for dehumidifying wet air
US6436172B1 (en) 1998-11-03 2002-08-20 Universitat Bremen Method for separating condensable substances from gases or gas mixtures
WO2003025295A1 (en) 2001-09-20 2003-03-27 Norman Arrison Method and apparatus for producing potable drinking water from air
US6960243B1 (en) 2002-07-23 2005-11-01 Nanopore, Inc. Production of drinking water from air
US20060130654A1 (en) 2004-01-30 2006-06-22 Ronald King Method and apparatus for recovering water from atmospheric air
US20130008196A1 (en) 2010-03-24 2013-01-10 Wws Device for extracting water from the air, and system for the production of drinking water

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0477129A1 (de) * 1990-09-20 1992-03-25 United Technologies Corporation Integrierter Kondensator und Wäscher von Spurenverunreinigungen
WO2013030844A1 (en) * 2011-08-26 2013-03-07 Indian Institute Of Technology, Bombay A system for extracting water from air for drinking and cleaning purposes and a method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5048200A (en) * 1990-06-19 1991-09-17 Ahsltromforetagen Svenska Ab Process and apparatus for dehumidifying wet air
US6436172B1 (en) 1998-11-03 2002-08-20 Universitat Bremen Method for separating condensable substances from gases or gas mixtures
WO2003025295A1 (en) 2001-09-20 2003-03-27 Norman Arrison Method and apparatus for producing potable drinking water from air
US6960243B1 (en) 2002-07-23 2005-11-01 Nanopore, Inc. Production of drinking water from air
US20060130654A1 (en) 2004-01-30 2006-06-22 Ronald King Method and apparatus for recovering water from atmospheric air
US20130008196A1 (en) 2010-03-24 2013-01-10 Wws Device for extracting water from the air, and system for the production of drinking water

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113109378A (zh) * 2021-04-06 2021-07-13 山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地勘局第二地质大队) 一种陡直岩面水汽凝结监测方法

Also Published As

Publication number Publication date
AT521380A4 (de) 2020-01-15
AT521380B1 (de) 2020-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1926400B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer konditionierten atmosphäre
DE19739144C2 (de) Vorrichtung zur Entfernung von Wasserdampf aus unter Druck befindlichen Gasen oder Gasgemischen
DE102007047319A1 (de) Verfahren und Anlage zur Gewinnung von Wasser aus Luft
EP1967249A1 (de) Verfahren auf Basis der Zweiphasendestillation zur Nutzung von Niedertemperaturwärme für die Regeneration von CO2-Lösungsmitteln bei der CO2-Abtrennung aus Abgasen mittels CO2-Wäsche
DE10014792A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Gastrocknung
EP2637770A1 (de) Vorwärtsosmosesystem mit lösungsmittelabtrennung durch membrandestillation
EP2994216B1 (de) Verfahren zur abscheidung von kohlendioxid aus einem gasstrom, insbesondere aus einem rauchgasstrom, sowie abscheidevorrichtung für kohlendioxid aus einem gasstrom, insbesondere aus einem rauchgasstrom
AT521380B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser aus Luft
EP3710136A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von wasser aus der umgebungsluft
CH712029A1 (de) Nieder-Temperatur-Destillationsanlage.
EP2626125B1 (de) Vorrichtung zur Trocknung und Filterung eines Gases
DE102014220666A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung einer thermischen Aufbereitungsanlage mittels Verdunstung
AT523715B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum entsalzen von lösungen
DE19841388C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung superreiner Luft
DE102014217462A1 (de) Anlage und Verfahren zur Wasserelektrolyse
EP3260186B1 (de) Verfahren zum betreiben einer verfahrenstechnischen anlage mit einer adsorptionsvorrichtung
WO2019096889A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von wasser aus der umgebungsluft
DE3631251C2 (de) Verfahren zur Auswaschung von Schwefelwasserstoff und Ammoniak aus Gasen
EP3107637B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur abscheidung von kohlendioxid aus einem gasstrom und zum entfernen von degradationsprodukten im waschmedium mittels photolytischer zersetzung
WO2014177295A1 (de) Abscheidevorrichtung für kohlendioxid aus einem gasstrom und verfahren zur abscheidung von kohlendioxid aus einem gasstrom
DE102012018163A1 (de) Verfahren zum Betreiben zweier Teilprozesse mit unterschiedlichen Wasserdampfanforderungen in einem Gesamtprozess
WO2018001609A1 (de) Verfahren und anordnung zur wassergewinnung aus einem gasgemisch mittels einer absorptionseinheit in kombination mit einer thermischen wassergewinnungsanlage
DE10117140A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Trennung flüssiger oder gasförmiger Stoffgemische mittels Pervaporation oder Dampfpermeation
DE102009044653A1 (de) Verfahren zur Rückgewinnung einer verdampften Flüssigkeit aus einem Luftstrom und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102008057157A1 (de) Verfahren zur CO2-Abtrennung aus dem Rauchgas eines Kraftwerkes

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19783000

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19783000

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1