WO2020083655A1 - Absorptionsmittel-zusammensetzung, vorrichtung enthaltend die absorptionsmittel-zusammensetzung und verfahren zum abreichern von kohlendioxid aus gasgemischen - Google Patents

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    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • Absorbent composition device containing the absorbent composition and method for depleting carbon dioxide from gas mixtures
  • the invention relates to an absorbent composition containing at least one alkaline earth hydroxide and water, the use thereof, a device containing the absorbent composition and a method for depleting carbon dioxide (CO2) from gas mixtures, in particular breathing gas, using the absorbents -Composition.
  • CO2 carbon dioxide
  • Removing or reducing gaseous pollutants from gas flows is a material separation process. Such separation processes are particularly important in the field of personal respiratory protection.
  • Absorbent compositions in filters or filter inserts in combination with respiratory masks, respiratory masks, escape hoods, regeneration respiratory protective devices etc. protect the wearer from vapors and gases that are hazardous to health.
  • the pollutants are either adsorbed in the absorbent composition or converted into harmless substances and / or chemically bound by chemical reactions.
  • the absorbent compositions are also used in the treatment of breathing gas in respirators or regeneration respirators.
  • the carbon dioxide can be depleted using alkali or alkaline earth metal hydroxides, for example according to the following reaction scheme:
  • DE 3721317 A1 discloses absorbent compositions which, in addition to Ca (OH) 2, optionally contain sodium hydroxide (NaOH) and iron-II and iron-III salts as transition metal salts. These compositions have been proposed for the removal of pollutants such as HCl, HF, SO2, SO3, NO2, HCN, phenols or carboxylic acids from exhaust gases, but not for binding CO2 from breathing air, and they are also not suitable for this , since these are dried and used in powder form. Especially with respiratory protection devices, a small design is generally desired, since such devices are often worn on men for longer periods of time, should not disturb the user and should not interfere with the escape due to the weight and / or design. It is also desirable that the respiratory protection device can be stored or used even when the temperature is below zero and has sufficient functionality or adsorption.
  • NaOH sodium hydroxide
  • iron-II and iron-III salts as transition metal salts.
  • LiOH Lithium hydroxide
  • the absorbent composition comprises
  • At least one alkaline earth metal hydroxide in particular at least Ca (OH) 2;
  • the absorbent composition is intended for the absorption of at least carbon dioxide.
  • the alkali hydroxide (b1)) is preferably LiOH or NaOH or a mixture of both.
  • alkali metal hydroxide (b1)) and alkali metal chloride and / or alkaline earth metal chloride (b2)) are used together (b1) and b2)), in another only b1) is not used but b2) or is only b2) but not b1 ) used.
  • the alkali and / or alkaline earth chloride (b2)) is preferably NaCl, LiCl, calcium chloride or mixtures thereof and in particular calcium chloride.
  • an aluminum oxide c2) such as boehmite or Al2O3, in particular Al2O3, can also be used.
  • the transition metal salt c1) is not used, but the aluminum oxide c2)).
  • the presence of a sufficient amount of water in the absorbent composition is important for the present invention since it also serves as a reaction mediator for the reaction with CO2.
  • An absorbent composition comprising at least: • at least 65% by weight, in particular 73 to 87% by weight, at least one alkaline earth metal hydroxide (a)), preferably calcium hydroxide in each case;
  • the at least one alkali and alkaline earth chloride (b2)) is preferably NaCl, LiCl, calcium chloride or mixtures thereof and in particular calcium chloride;
  • the other or other components can e.g. Be binders that support the granulation process.
  • Be binders that support the granulation process.
  • examples include superabsorbents, cellulose; Alkali silicates; Bentonites, sulfates e.g. B. CaS04 or clays.
  • the binders can e.g. with 1 to 15% by weight, preferably with 3 to 7% by weight in the composition.
  • the above-mentioned proportions preferably add up to 100% by weight.
  • Ca (OH) 2 (a)), LiCl (b2)) and NaCl (b2)) are preferably used together.
  • the absorbent composition is in the form of granules.
  • the granules ensure a sufficiently large reaction surface for gas cleaning with a sufficiently low flow resistance of a filter cartridge or cartridge filled with the absorbent composition. see.
  • the use of the absorbent in granular form ensures that the breathing resistance is low and that there is no clumping in the cold (ie below 0 ° C) or as a result of the reaction.
  • each granulate is composed essentially the same as another granulate, i.e. the granules are homogeneous with one another and contain mixtures which essentially correspond to the total mixture in terms of their proportions.
  • the granular shape can be irregular, hemispherical, spherical or cylindrical. Hollow cylinders are also possible.
  • the granules preferably have an average diameter (weight average) of 0.5 to 6 mm, preferably 2 to 4 mm, each determined by means of sieve analysis (DIN 66165).
  • the granules are further identified as follows:
  • the absorbent composition instead of the granulate form, it is also possible to pull the absorbent composition onto porous bodies or to incorporate the granulate or a homogeneous mass in layers into a winding body, so that the granulate or the homogeneous mass is distributed in a spiral in plan view along the winding axis.
  • the winding body is preferably flowed through in the direction of the winding axis.
  • the absorbent composition is produced according to a configuration in such a way that the required alkaline earth metal hydroxide is mixed with water or aqueous solvent. is added in which the remaining chemicals are dissolved.
  • Alkaline earth oxides can also be used, which then convert into the corresponding alkaline earth hydroxide.
  • the alkaline earth hydroxide is the active species.
  • a further method of production consists in first adding water or sodium hydroxide to the alkaline earth hydroxide or oxide and then kneading in the chemicals, either as a solution or as a dry powder.
  • a paste is formed, which is then shaped to the preferred granule size by a granulation process and then dried to the desired water content. It can also be completely dried and then moistened again to the desired water content.
  • the absorbent composition is used in the treatment of breathing gas with removal of CO2 in respiratory protective devices or respirators, such as short-term rescue devices, long-term respiratory protective devices or diving devices.
  • the breathing apparatus usually contains at least one breathing circuit, which has a mouthpiece or a hood, a breathing tube, a filter housing, a breathing bag and a gas supply.
  • the filter housing contains the absorbent, the amount depends on the desired operating time, for 15 minutes this is approx. 360 mL, for example. These are preferably 150 to 800 mL in relation to a breathing apparatus.
  • the filter housing generally has a retention system for the granulate, which allows breathing air to flow through but prevents the absorption composition from escaping.
  • the absorbent composition can be introduced into the filter housing in the form of interchangeable cartridges or can also be present as granules in the form of a bed in the filter housing.
  • Short-term rescue devices are used to provide a person with air that is independent of outside air in an emergency. A safe area must then be reached during this time. Short term is usually 15-30 minutes, but can go up to an hour.
  • the absorbent composition can also be used in other types of circulatory devices, such as long-term breathing apparatus or diving equipment, in particular those in which there are increased demands on the absorption behavior (e.g. refrigeration applications).
  • circulatory devices such as long-term breathing apparatus or diving equipment, in particular those in which there are increased demands on the absorption behavior (e.g. refrigeration applications).
  • the invention is also used in breathing circuit devices and in anesthesia.
  • Breathing systems are used here in which the breathing gas circulates and, after removal / depletion of the exhaled carbon dioxide, is fed back to the breathing person.
  • breathing circuit devices are circuit diving devices, also called “rebreather”.
  • Breathing circuit devices can be closed or semi-closed.
  • Half-closed breathing circuit devices are those in which the used oxygen is replaced with the help of a (mixed) gas source.
  • Breathing circuit devices are used in fire brigades, for pits, but also as escape devices, diving devices or in submarines. Breathing gas can be saved by routing the breathing air in a circuit using C02 absorbents. This is particularly important for use in anesthesia. Volatile anesthetics are added in anesthesia systems. It is necessary to deplete the carbon dioxide produced and exhaled by the user in the circulated breathing air, especially without changing the concentration of anesthetics.
  • a rebreather is a device that partially or completely saves and reuses a user's breath. Even with physical exertion, a person consumes only a fraction of the oxygen inhaled. A rebreather recirculates unused oxygen in the system and replenishes the oxygen consumed by the wearer. This allows a very small oxygen tank to last much longer than is possible with conventional breathing apparatus.
  • Main components of typical rebreathers include a gas supply, an oxygen control, a counter-lung and a carbon dioxide removal system in the form of the absorbent composition described above.
  • the granules obtained had the following grain size distribution (determined by sieve analysis):
  • the service life measured in accordance with DIN EN 13974_2003 is shown in FIG. In Fig. 2, the service life is measured according to DIN EN for the same products 13974_2003 at - 15 ° C.
  • the standard soda lime cannot be shown because it breaks through immediately at the temperature (no CO2 absorption).

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Absorptionsmittel-Zusammensetzung enthaltend Erdalkalihydroxid und Wasser neben weiteren notwendigen Bestandteilen, eine Vorrichtung enthaltend die Absorptionsmittel-Zusammensetzung und ein Verfahren zum Abreichern von Kohlendioxid (CO2) aus Gasgemischen, insbesondere Atemgas, unter Verwendung der Absorptionsmittel-Zusammensetzung.

Description

Absorptionsmittel-Zusammensetzung, Vorrichtung enthaltend die Absorptionsmittel-Zusammensetzung und Verfahren zum Abreichern von Kohlendioxid aus Gasgemischen
B e s c h r e i b u n g
Einleitung
Die Erfindung betrifft eine Absorptionsmittel-Zusammensetzung enthaltend zumin- dest ein Erdalkalihydroxid und Wasser, deren Verwendung, eine Vorrichtung enthal- tend die Absorptionsmittel-Zusammensetzung und ein Verfahren zum Abreichern von Kohlendioxid (CO2) aus Gasgemischen, insbesondere Atemgas, unter Verwen- düng der Absorptionsmittel-Zusammensetzung.
Stand der Technik
Das Entfernen oder die Minderung gasförmiger Schadstoffe aus Gasströmen ist ein Stofftrennungsprozess. Solche Stofftrennungsprozesse haben besonders im Bereich des persönlichen Atemschutzes eine besondere Bedeutung. Absorptionsmittel-Zu- sammensetzungen in Filtern bzw. Filtereinsätzen schützen in Verbindung mit Atem- masken, Atemschutzmasken, Fluchthauben, Regenerationsatemschutzgeräten usw. den Träger vor gesundheitsgefährdenden Dämpfen und Gasen. Die Schadstoffe werden dabei in der Absorptionsmittel-Zusammensetzung entweder adsorbiert oder durch chemische Reaktionen in unbedenkliche Stoffe umgewandelt und/oder che- misch gebunden. Die Absorptionsmittel-Zusammensetzungen finden auch Anwen- dung bei der Aufbereitung von Atemgas bei Beatmungsgeräten oder Regenerations- atemschutzgeräten. Das Abreichern des Kohlendioxids kann durch Alkali- oder Erdalkalihydroxide erfol- gen, zum Beispiel gemäß folgendem Reaktionsschema:
CÖ2 + H20 -> H2CO3
H2CO3 + 2 NaOH -> Na2C03 + 2 H2O
Na2C03 + Ca(OH)2 -> CaCOs + 2 NaOH
Ca(OH)2 + CO2 -> CaCOs + H2O + Wärme AHR = -113 kJ/mol
In der Vergangenheit wurde konventioneller Atemkalk (Hauptbestandteil Ca(OH)2) als CO2 Absorber eingesetzt, welcher allerdings zu einer großen Bauform zwingt, da die Absorptionsfähigkeit durch die kurze Verweilzeit eingeschränkt ist und der Atem- kalk nicht in der Lage ist, die Temperaturanforderung des Marktes nach Einsetzbar- keit auch bei -15 °C zu erfüllen. Hier zeigt der Atemkalk keine ausreichende Absorp- tionsfähigkeit, um die normativen Anforderungen zu erfüllen. Die Kälte führt dazu, dass die Reaktion zwischen Sorbens und Gas verlangsamt ablauft.
Es wurden bereits Absorptionsmittel-Zusammensetzungen zum Entfernen von CO2 aus Atemluft beschrieben, die mit Übergangsmetallsalzen oder Übergangsmetalloxi- den die Reaktionsfähigkeit von Calciumhydroxid (Ca(OH)2) verbessern, vergleiche DE 3901062 A1 , nach der neben Ca(OH)2 Schwermetallsalze oder Schwerme- talloxide eingesetzt werden. Die DE 3901062 A1 offenbart z.B. den Einsatz von Kup- fer-, Zink-, Mangan- und Eisensalzen, insbesondere deren Chloriden und Nitraten. Allerdings fehlt hier eine Beigabe von Natriumhydroxid bzw. eines Alkali- oder Erdal- kalichlorides.
Aus der DE 3721317 A1 sind Absorptionsmittel-Zusammensetzungen bekannt, die neben Ca(OH)2 fakultativ Natriumhydroxid (NaOH) und als Übergangsmetallsalze Ei- sen-ll- und Eisen-Ill-Salze enthalten. Diese Zusammensetzungen sind für das Ent- fernen von Schadstoffen wie HCl, HF, SO2, SO3, NO2, HCN, Phenolen oder Carbon- säuren aus Abgasen vorgeschlagen worden, jedoch nicht für das Binden von CO2 aus Atemluft, und sie sind hierfür auch nicht geeignet, da diese getrocknet werden und in Pulverform eingesetzt werden. Speziell bei Atemschutzgeräten ist in der Regel eine kleine Bauform gewünscht, da solche Geräte im Einsatz häufig über längere Zeiträume am Mann getragen werden, den Anwender nicht stören sollen und im Fluchtfall aufgrund des Gewichts und/oder der Bauform nicht behindern dürfen. Auch ist es gewünscht, dass das Atemschutz- gerät auch bei Minusgraden gelagert oder benutzt werden kann und hierbei eine ausreichende Funktionsfähigkeit bzw. Adsorption aufweist.
Für den Einsatz in Kurzzeitrettungsgeräten ist bereits Lithiumhydroxid (LiOH) als C02-Absorber vorgeschlagen worden, welches auch bei niedrigen Temperaturen gut absorbiert. Nachteil einer solchen Lösung ist aber, dass LiOH relativ teuer und über- dies stark ätzend und toxisch ist und daher als Gefahrgut eingestuft wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Absorptionsmittel-Zusam- mensetzung zu entwickeln, die in der Lage ist, auch bei kleinem Volumen / Bauraum viel CO2 zu absorbieren und in einem weiten Temperaturbereich, insbesondere von - 15°C bis +50°C, einsatz- und lagerfähig ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Pa- tentansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprü- che oder nachfolgend beschrieben.
Die Absorptionsmittel-Zusammensetzung umfasst
a) zumindest ein Erdalkalihydroxid, insbesondere zumindest Ca(OH)2;
und
b1 ) zumindest ein Alkalihydroxid und/oder
b2) zumindest ein Alkalichlorid und/oder Erdalkalichlorid;
und
c1 ) zumindest ein Übergangsmetallsalz und/oder
c2) zumindest ein Aluminiumoxid; und
und
d) Wasser. Die Absorptionsmittel-Zusammensetzung ist für die Absorption von zumindest Koh- lendioxid vorgesehen.
Das Alkalihydroxid (b1 )) ist vorzugsweise LiOH oder NaOH oder eine Mischung von beiden. Nach einer Ausgestaltung werden Alkalihydroxid (b1 )) und Alkalichlorid und/oder Erdalkalichlorid (b2)) gemeinsam eingesetzt (b1 ) und b2)), nach einer an- deren wird nur b1 ) nicht aber b2) oder wird nur b2) nicht aber b1 ) eingesetzt. Das Al kali- und/oder Erdalkalichlorid (b2)) ist vorzugsweise NaCI, LiCI, Calciumchlorid oder deren Mischungen und insbesondere Calciumchlorid.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Es wurde gefunden, dass Überqanqsmetallsalze die Eigenschaft haben, katalytisch auf die Reaktion / Absorption einzuwirken; d.h. die Aktivierungsenergie für die Reak- tion von Calciumhydroxid / Natriumhydroxid mit CO2 wird herabgesetzt, was vor al- lem in der Kälte bewirkt, dass die Reaktionsgeschwindigkeit erhalten bleibt bzw. aus- reichend schnell ist. Geeignet als Übergangsmetallsalze sind insbesondere Eisen- (Eisen II und Eisen III), Kupfer-, Zink- und/oder Mangan-Salze. Geeignet sind als Gegenion der Übergangsmetallsalze z.B. Chloride, Nitrate, Hydroxide und/oder Car- bonate, bevorzugt sind die Chloride.
Statt oder gemeinsam mit dem Übergangsmetallsalz d ) kann auch ein Alumini- umoxid c2)), wie Boehmit oder AI2O3, insbesondere AI2O3, eingesetzt werden. Nach einer anderen Ausgestaltung wird das Übergangsmetallsalz c1 ) nicht aber das Alu- miniumoxid c2)) eingesetzt.
Die Anwesenheit einer ausreichenden Menge an Wasser in der Absorptionsmittel- Zusammensetzung ist für die vorliegende Erfindung wichtig, da es auch als Reakti- onsvermittler für die Reaktion mit CO2 dient.
Besonders geeignet ist eine Absorptionsmittel-Zusammensetzung enthaltend zumin- dest: • mindestens 65 Gew.%, insbesondere 73 bis 87 Gew.%, zumindest ein Erdal- kalihydroxid (a)), vorzugsweise jeweils Calciumhydroxid;
• 0,5 bis 5 Gew.%, insbesondere 1 bis 3 Gew.%, zumindest ein Alkalihydroxid (b1 )) und/oder zumindest ein Alkali- und/oder Erdalkalichlorid (b2)), wobei das zumindest eine Alkalihydroxid (b1 )) vorzugsweise LiOH und NaOH
oder nur NaOH ist, und wobei das zumindest eine Alkali- und Erdalkalichlorid (b2)) vorzugsweise NaCI, LiCI, Calciumchlorid oder deren Mischungen und insbesondere Calciumchlorid ist;
• 0,05 bis 5 Gew.%, insbesondere 0,2 bis 1 Gew.%, zumindest ein Übergangs- metallsalz (c1 ) oder ein Aluminiumoxid (c2) oder beides (c1 )+c2)); und
• 10 bis 25 Gew.%, insbesondere 12 bis 23 Gew.%, Wasser.
Bevorzugt sind weniger als 7 Gew.% andere Bestandteile in der Absorptionsmittel- Zusammensetzung enthalten oder auch keine anderen Bestandteile.
Die weiteren bzw. anderen Bestandteile können z.B. Bindemittel sein, die den Pro- zess der Granulierung unterstützen. Beispiele hierfür sind Superabsorber, Cellulose; Alkalisilikate; Bentonite, Sulfate z. B. CaS04 oder Tone. Die Bindemittel können z.B. mit 1 bis 15 Gew.%, vorzugsweise mit 3 bis 7 Gew.% in der Zusammensetzung ent- halten sein.
Die oben genannten Anteile (einschließlich des Bindemittels) ergänzen sich vorzugs- weise zu 100 Gew.%.
Nach einer Ausführungsform werden bevorzugt Ca(OH)2 (a)), LiCI (b2)) und NaCI (b2)) gemeinsam eingesetzt.
Die Absorptionsmittel-Zusammensetzung liegt nach einer Ausgestaltung als Granu- lat vor. Das Granulat gewährleistet eine ausreichend große Reaktionsoberfläche für die Gasreinigung bei gleichzeitig ausreichend niedrigem Durchströmungswiderstand einer mit der Absorptionsmittel-Zusammensetzung gefüllten Filterpatrone oder Kartu- sehe. Der Einsatz des Absorbens in Granulatform sorgt dafür, dass der Atemwider- stand niedrig ist und es nicht zur Verklumpung bei Kälte (d.h. bei unter 0°C) bzw. durch die Reaktion kommt.
Nach einer Ausgestaltung ist hierbei jedes Granulatkorn im Wesentlichen gleich ei- nem anderen Granulatkorn zusammengesetzt, d.h. die Granulatkörner sind unterei- nander homogen und enthalten Mischungen, die im Wesentlichen der Gesamtmi- schung bezüglich ihrer Anteile entsprechen.
Die Granulatform kann irregulär, halbkugelförmig, kugelförmig oder zylindrisch sein. Auch Hohlzylinder sind möglich.
Das Granulat hat vorzugsweise einen mittleren Durchmesser (Gewichtsmittel) von 0,5 bis 6 mm, vorzugsweise 2 bis 4 mm bestimmt jeweils mittels Siebanalyse (DIN 66165).
Das Granulat ist weiter wie folgt gekennzeichnet:
- eine Schüttdichte von 700-1000 g/ L (Rohdichte nach EN ISO 60)
- ein Abrieb nach USP (Amerikanisches Arzneimittelbuch: US Pharmacopeia 27 NF22 von 2014; Kapitel„soda lime“) von kleiner 25 %; besser von kleiner 10 %.
Statt der Granulatform ist es auch möglich, die Absorptionsmittel-Zusammensetzung auf poröse Körper aufzuziehen oder das Granulat oder eine homogene Masse schichtweise in einen Wickelkörper einzubinden, so dass das Granulat oder die ho- mogene Masse in der Draufsicht längs der Wickelachse spiralförmig verteilt ist. Der Wickel körper wird vorzugsweise in Richtung der Wickelachse durchströmt. Anderer- seits ist es auch möglich, Extrudate in Form von Wabenkörpern aus der homogenen Masse herzustellen.
Die Herstellung der Absorptionsmittel-Zusammensetzung erfolgt nach einer Ausge- staltung so, dass das erforderliche Erdalkalihydroxid mit Wasser oder wässrigen Lö- sungsmitteln versetzt wird, in denen die restlichen Chemikalien gelöst sind. Es kön- nen auch Erdalkalioxide eingesetzt werden, die sich dann in das entsprechende Erdalkalihydroxid umwandeln. Das Erdalkalihydroxid ist die aktive Spezies.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung besteht darin, dass zunächst das Erdalka- lihydroxid oder -oxid mit Wasser bzw. Natronlauge versetzt wird und dann nachträg- lich die Chemikalien eingeknetet werden, entweder als Lösung oder auch als Pulver trocken dosiert.
Nach beiden Ausgestaltungen entsteht eine Paste, die anschließend durch einen Granulierprozess auf die bevorzugte Granulatgröße geformt wird und abschließend auf den gewünschten Wassergehalt getrocknet wird. Es kann auch komplett getrock- net und anschließend auf den gewünschten Wassergehalt wieder aufgefeuchtet wer- den.
Die Absorptionsmittel-Zusammensetzung findet Verwendung bei der Aufbereitung von Atemgas unter Entfernung von CO2 in Atemschutzgeräten oder Beatmungsgerä- ten, wie Kurzzeitrettungsgeräten, Langzeitatemschutzgeräten oder Tauchgeräten.
Die Atemschutzgeräte beinhalten in der Regel mindestens einen Atemkreislauf, der über ein Mundstück oder eine Haube, einen Atemschlauch, ein Filtergehäuse, einen Atembeutel und eine Gasversorgung verfügt.
Das Filtergehäuse enthält das Absorptionsmittel, die Menge hängt von der ge- wünschten Einsatzzeit ab, für 15 min sind das z.B. ca. 360 mL. Bevorzugt sind dies 150 bis 800 mL in Bezug auf ein Atemschutzgerät. Das Filtergehäuse weist in der Regel ein Rückhaltesystem für das Granulat auf, das ein Durchströmen mit Atemluft erlaubt aber den Austritt der Absorptionsmittel-Zusammensetzung verhindert. Die Absorptionsmittel-Zusammensetzung kann in Form von austauschbaren Kartuschen in das Filtergehäuse eingebracht sein oder auch nur als Granulat in Form einer Schüttung in dem Filtergehäuse vorliegen. Kurzzeitrettungsgeräte dienen dazu, im Notfall kurzzeitig eine außenluftunabhängige Versorgung einer Person mit Luft zu gewährleisten. In dieser Zeit muss dann ein si- cherer Bereich erreicht werden. Kurzzeitig heißt in der Regel 15-30 min, kann aber bis zu einer Stunde gehen.
Die Absorptionsmittel-Zusammensetzung kann auch in anderen Kreislauf-Gerätety- pen, wie Langzeitatemschutzgeräten oder Tauchgeräten eingesetzt werden, insbe- sondere solchen, bei denen es erhöhte Anforderungen an das Absorptionsverhalten (z.B. Kälteanwendungen) gibt.
Die Erfindung findet weiterhin Verwendung in Atemkreislaufgeräten und in der Anäs- thesie. Es werden hierbei Atemsysteme verwendet, bei denen das Atemgas im Kreislauf zirkuliert und nach Entfernung/ Abreichern des ausgeatmeten Kohlendio- xids dem Atmenden wieder zugeführt wird. Beispiele für Atemkreislaufgeräte sind Kreislauftauchgeräte, auch "Rebreather" genannt. Atemkreislaufgeräte können ge- schlossen oder halb-geschlossen ausgeführt sein. Halb-geschlossene Atemkreis- laufgeräte sind solche, bei denen der verbrauchte Sauerstoff unter Zuhilfenahme ei- ner (Misch)gasquelle ersetzt wird.
Atemkreislaufgeräte werden bei Feuerwehren, für Gruben, aber auch als Fluchtge- räte, Tauchgeräte oder in U-Booten eingesetzt. Durch die Führung der Atemluft im Kreislauf unter Einsatz von C02-Absorbentien kann Atemgas gespart werden. Dies ist insbesondere wichtig für die Anwendung in der Anästhesie. In Anästhesiesyste- men werden volatile Anästhetika zugegeben. Es ist hierbei erforderlich, das vom An- wender produzierte und ausgeatmete Kohlendioxid in der im Kreis geführten Atem- luft abzureichern, insbesondere ohne die Konzentration der Anästhetika zu ändern.
Ein Rebreather ist ein Gerät, das den Atem eines Benutzers teilweise oder vollstän- dig speichert und wiederverwendet. Auch bei körperlicher Anstrengung verbraucht eine Person nur einen Bruchteil des eingeatmeten Sauerstoffs. Ein Rebreather rezir- kuliert ungenutzten Sauerstoff im System und füllt den vom Träger verbrauchten Sauerstoff auf. Dies ermöglicht, dass ein sehr kleiner Sauerstofftank viel länger hält, als es mit herkömmlichen Atemschutzgeräten möglich ist. Hauptbestandteile typi scher Rebreather umfassen eine Gaszufuhr, eine Sauerstoffkontrolle, eine Gegen- lunge und Kohlendioxidentfernungssystem in Form der oben beschriebenen Absorp- tionsmittel-Zusammensetzung.
Versuchsergebnis
32,5 kg Calciumhydroxid wurden mit ca. 32 L Natronlauge vermischt. Die Natron- lauge enthielt 1 kg Natriumhydroxid. Dieser Paste wurde dann 1 L wässrige Eisen- chlorid-Lösung beigemengt, die 0,3 kg Eisen(lll)chlorid Hexahydrat enthielt. Diese Paste wurde anschließend granuliert in einer Partikelgröße von 2-4 mm und auf ei- nen Wassergehalt von 17 % getrocknet (Eisenkalk).
Das erhaltene Granulat hatte folgende Korngrößenverteilung (ermittelt mittels Siebanalyse):
Siebdurchmesser [mm] Rückstand [Gew%]
4,75 0
4 2,2
3,55 1 ,9
3,15 73,1
2,5 20,8
2 1 ,5
0,425 0,1
0 0,0
Parallel wird analog ein Granulat ohne Übergangsmetallsalz hergestellt
(Standardatemkalk). Zusätzlich wurde ein am Markt verfügbares LiOH (Bruch) be- schafft (Korngrößen (Durchmesser) von 1 bis 4 mm), welches in dieser Form übli cherweise für Kurzzeitrettungsgeräte eingesetzt wird.
In Fig .1 sind die Standzeiten gemessen nach DIN EN 13974_2003 wiedergegeben. In Fig. 2 sind für die gleichen Produkte die Standzeiten gemessen nach DIN EN 13974_2003 bei - 15 °C zu sehen. Der Standardatemkalk kann nicht dargestellt werden, da er bei der Temperatur sofort durchbricht (keine CO2 Absorption).
Alle Messungen sind Doppelbestimmungen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Absorptionsmittel-Zusammensetzung umfassend zumindest
a) ein Erdalkalihydroxid;
und
b1 ) zumindest ein Alkalihydroxid und/oder
b2) zumindest ein Alkalichlorid und/oder Erdalkalichlorid;
und
d ) zumindest ein Übergangsmetallsalz und/oder
c2) zumindest ein Aluminiumoxid; und
und
d) Wasser.
2. Absorptionsmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1 , wobei das Übergangs- metallsalz c1 ) ausgewählt ist aus einem oder mehreren Mitgliedern aus der Gruppe Eisen-Salz, Kupfer- Salz, Zink- Salz und/oder Mangan-Salz.
3. Absorptionsmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Absorp- tionsmittel-Zusammensetzung umfasst:
• mindestens 65 Gew.%, insbesondere 73 bis 87 Gew.%, zumindest ein Erdal- kalihydroxid;
• 0,5 bis 5 Gew.%, insbesondere 1 bis 3 Gew.%, zumindest ein Alkalihydroxid (b1 )) und/oder zumindest ein Alkalichlorid und/oder Erdalkalichlorid (b2));
• 0,05 bis 5 Gew.%, insbesondere 0,2 bis 1 Gew.%, zumindest ein Übergangs- metallsalz (c1 )) und/oder zumindest ein Aluminiumoxid (c2)) und;
• 10 bis 25 Gew.%, insbesondere 12 bis 23 Gew.%, Wasser.
4. Absorptionsmittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erdalkalihydroxid zumindest teilweise Calciumhydroxid ist, vorzugsweise ausschließlich Calciumhydroxid, wobei dann weiter bevorzugt kein Alkalichlorid oder Erdalkalichlorid eingesetzt wird.
5. Absorptionsmittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Alkalihydroxid zumindest teilweise Natriumhydroxid ist, vorzugsweise ausschließlich Natriumhydroxid.
6. Absorptionsmittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Absorptionsmittel-Zusammensetzung in Form eines Granu- lates vorliegt und das Granulat durch eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale gekennzeichnet ist:
- einen mittleren Durchmesser (Gewichtsmittel) von 0,5 bis 6 mm, vorzugs- weise 2 bis 4 mm, bestimmt jeweils mittels Siebanalyse nach DIN 66165;
- eine Schüttdichte von 700-1000 g/l (Rohdichte);
- einen Abrieb nach USP (Amerikanisches Arzneimittelbuch) von kleiner 25 %; besser von kleiner 10 %.
7. Absorptionsmittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Absorptionsmittel-Zusammensetzung auf einem Formkör- per oder einer Formkörper-Schüttung aufgebracht ist.
8. Beatmungsgerät oder Atemschutzgerät umfassend die Absorptionsmittel-Zusam- mensetzung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, insbeson- dere Atem kreislaufgerät.
9. Beatmungsgerät oder Atemschutzgerät nach Anspruch 8, wobei die Absorptions- mittel-Zusammensetzung in einem Filtergehäuse eingesetzt wird, das von Atem- luft durchströmt wird.
10. Verfahren zum Abreichern von Kohlendioxid aus Gasgemischen, insbesondere Atemgas, unter Durchleiten des Gasgemisches durch die Absorptionsmittel-Zu- sammensetzung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7.
1 1 .Verwendung der Absorptionsmittel-Zusammensetzung zum Abreichern von Koh- lendioxid aus Atemgas, unter Durchleiten des Atemgases durch die Absorptions- mittel-Zusammensetzung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7.
12. Verfahren zur Herstellung der Absorptionsmittel-Zusammensetzung nach zumin- dest einem der Ansprüche 1 bis 7 umfassend den Schritt des Lösens des Über- gangsmetallsalzes und ggf. auch des Alkalihydroxides und/oder Alkalichlorid und/oder Erdalkalichlorid in Wasser oder einem wässrigen Lösungsmittel und Aussetzen des Erdalkalihydroxides diesem Wasser bzw. diesem Lösungsmittel enthaltend die gelösten Übergangsmetallsalze und/oder das gelöste Alkalihydro- xid und/oder das gelöste Alkalichlorid und/oder das gelöste Erdalkalichlorid.
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