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DE102023209773A1 - Process for desorbing CO2 sorbed on a sorbent - Google Patents

Process for desorbing CO2 sorbed on a sorbent Download PDF

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DE102023209773A1
DE102023209773A1 DE102023209773.7A DE102023209773A DE102023209773A1 DE 102023209773 A1 DE102023209773 A1 DE 102023209773A1 DE 102023209773 A DE102023209773 A DE 102023209773A DE 102023209773 A1 DE102023209773 A1 DE 102023209773A1
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DE
Germany
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separation chamber
sorbent
liquid water
dosing
atmospheric oxygen
Prior art date
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Pending
Application number
DE102023209773.7A
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German (de)
Inventor
Armin Glock
Harald Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to PCT/EP2024/075321 priority patent/WO2025073437A1/en
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Abstract

Es wird ein Verfahren (100) zum Desorbieren von an einem Sorptionsmittel sorbiertem CO2 vorgeschlagen, wobei das Sorptionsmittel in einer Abtrennungskammer (14) einer CO2-Abtrennungsvorrichtung (10) angeordnet, mit den Schritten:
- Erzeugen eines Unterdrucks in der Abtrennungskammer (14) mittels einer Pumpeinheit, um Luftsauerstoff und anschließend desorbiertes CO2 aus der Abtrennungskammer (14) auszubringen;
- Dosieren von flüssigem Wasser in die den Unterdruck aufweisende Abtrennungskammer (14) mittels einer Wasserdosiereinheit (30) in Abhängigkeit von einer Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer (14) derart, dass das flüssige Wasser in der Abtrennungskammer (14) verdampft, um die Restmenge an Luftsauerstoff aus der Abtrennungskammer (14) zu verdrängen; und
- Erwärmen des Sorptionsmittels während der Erzeugung (106) des Unterdrucks mittels einer Temperiereinheit, insbesondere einer elektrischen Temperiereinheit und/oder eines Temperierkreislaufs, um das sorbierte CO2 aus dem Sorptionsmittel zu desorbieren.

Figure DE102023209773A1_0000
A method (100) for desorbing CO2 sorbed on a sorbent is proposed, wherein the sorbent is arranged in a separation chamber (14) of a CO2 separation device (10), comprising the steps:
- generating a negative pressure in the separation chamber (14) by means of a pumping unit in order to remove atmospheric oxygen and subsequently desorbed CO2 from the separation chamber (14);
- Dosing liquid water into the separation chamber (14) having the negative pressure by means of a water dosing unit (30) depending on a residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber (14) such that the liquid water in the separation chamber (14) evaporates in order to displace the residual amount of atmospheric oxygen from the separation chamber (14); and
- heating the sorbent during the generation (106) of the negative pressure by means of a temperature control unit, in particular an electrical temperature control unit and/or a temperature control circuit, in order to desorb the sorbed CO2 from the sorbent.
Figure DE102023209773A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Desorbieren von an einem Sorptionsmittel sorbiertem CO2 und eine CO2-Abtrennungsvorrichtung zum Desorbieren von an einem Sorptionsmittel sorbiertem CO2.The invention relates to a method for desorbing CO2 sorbed on a sorbent and a CO2 separation device for desorbing CO2 sorbed on a sorbent.

Um die Erwärmung der Erdatmosphäre zu begrenzen, werden sogenannte DAC-Systeme (Direct Air Capture) eingesetzt, um aus der Luft CO2 (Kohlenstoffdioxid) abzutrennen bzw. zu entfernen.In order to limit the warming of the Earth's atmosphere, so-called DAC systems (Direct Air Capture) are used to separate or remove CO2 (carbon dioxide) from the air.

Die WO 2021/239747 A1 offenbart ein Verfahren zur Adsorption und Desorption eines Sorptionsmittels, das bei der zyklischen Adsorption-Desorption zum Auffangen von CO2 direkt aus atmosphärischer Umgebungsluft oder stark verdünnten Quellen verwendet wird. Hierbei wird nach dem Verschließen der Adsorptionskammer Wasserdampf eingeblasen, um Restsauerstoff, der bei erhöhter Temperatur zu Adsorbermaterialdegradation führen würde, zu verdrängen. Des Weiteren wird der Wasserdampf genutzt, um das Adsorbermaterial direkt aufzuheizen und die Energie für die Desorption bereitzustellen. Und schlussendlich dient der Wasserdampf als Inertgas, mit dem das CO2 aus der Kammer abgepumpt wird.The WO 2021/239747 A1 discloses a process for the adsorption and desorption of a sorbent used in cyclic adsorption-desorption to capture CO2 directly from atmospheric ambient air or highly diluted sources. After sealing the adsorption chamber, water vapor is injected to displace residual oxygen, which would lead to adsorbent material degradation at elevated temperatures. Furthermore, the water vapor is used to directly heat the adsorbent material and provide the energy for desorption. Finally, the water vapor serves as an inert gas with which the CO2 is pumped out of the chamber.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Desorbieren von an einem Sorptionsmittel sorbiertem CO2, wobei das Sorptionsmittel in einer Abtrennungskammer einer CO2-Abtrennungsvorrichtung angeordnet ist, mit den Schritten:

  • - Erzeugen eines Unterdrucks in der Abtrennungskammer mittels einer Pumpeinheit, um Luftsauerstofft und anschließend desorbiertes CO2 aus der Abtrennungskammer auszubringen;
  • - Dosieren von flüssigem Wasser in die den Unterdruck aufweisende Abtrennungskammer mittels einer Wasserdosiereinheit in Abhängigkeit von einer Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer derart, dass das flüssige Wasser in der Abtrennungskammer verdampft, um die Restmenge an Luftsauerstoff aus der Abtrennungskammer zu verdrängen; und
  • - Erwärmen des Sorptionsmittels während der Erzeugung des Unterdrucks mittels einer Temperiereinheit, insbesondere einer elektrischen Temperiereinheit und/oder eines Temperierkreislaufs, um das sorbierte CO2 aus dem Sorptionsmittel zu desorbieren.
The present invention relates to a method for desorbing CO2 sorbed on a sorbent, wherein the sorbent is arranged in a separation chamber of a CO2 separation device, comprising the steps:
  • - Creating a negative pressure in the separation chamber by means of a pumping unit to remove atmospheric oxygen and subsequently desorbed CO2 from the separation chamber;
  • - Dosing liquid water into the separation chamber having the negative pressure by means of a water dosing unit depending on a residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber such that the liquid water in the separation chamber evaporates in order to displace the residual amount of atmospheric oxygen from the separation chamber; and
  • - Heating the sorbent during the generation of the negative pressure by means of a temperature control unit, in particular an electrical temperature control unit and/or a temperature control circuit, in order to desorb the sorbed CO2 from the sorbent.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Steuereinheit, welche eingerichtet ist, die Schritte des vorangehend beschriebenen Verfahrens zu steuern und/oder zu regeln.The present invention further relates to a control unit which is configured to control and/or regulate the steps of the method described above.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine CO2-Abtrennungsvorrichtung zum Desorbieren von an einem Sorptionsmittel sorbiertem CO2, mit

  • - einer Abtrennungskammer zur Aufnahme des Sorptionsmittels;
  • - einer Pumpeinheit zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Abtrennungskammer, um Luftsauerstoff und anschließend desorbiertes CO2 aus der Abtrennungskammer auszubringen;
  • - einer Wasserdosiereinheit zum Dosieren von flüssigem Wasser in die Abtrennungskammer in Abhängigkeit von einer Restmenge an Luftsauerstoff derart, dass das flüssige Wasser in der Abtrennungskammer verdampft, um die Restmenge an Luftsauerstoff aus der Abtrennungskammer zu verdrängen;
  • - einer Temperiereinheit, insbesondere einer elektrischen Temperiereinheit und/oder einem Temperierkreislaufs, zum Erwärmen des Sorptionsmittels in der Abtrennungskammer, um das sorbierte CO2 aus dem Sorptionsmittel zu desorbieren.
The present invention also relates to a CO2 separation device for desorbing CO2 sorbed on a sorbent, comprising
  • - a separation chamber for receiving the sorbent;
  • - a pumping unit for generating a negative pressure in the separation chamber in order to remove atmospheric oxygen and subsequently desorbed CO2 from the separation chamber;
  • - a water dosing unit for dosing liquid water into the separation chamber depending on a residual amount of atmospheric oxygen such that the liquid water in the separation chamber evaporates in order to displace the residual amount of atmospheric oxygen from the separation chamber;
  • - a temperature control unit, in particular an electrical temperature control unit and/or a temperature control circuit, for heating the sorbent in the separation chamber in order to desorb the sorbed CO2 from the sorbent.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, flüssiges Wasser definiert in die Abtrennungskammer zu dosieren, sodass es zur Zerstäubung und In-Situ-Verdampfung des dosierten Wassers in der Abtrennungskammer kommt, um eine Restmenge an Luftsauerstoff aus der Abtrennungskammer zu verdrängen, und das Sorptionsmittel für den Desorptionsvorgang mittels einer separaten Temperiereinheit zu erwärmen.According to the invention, it is proposed to dose liquid water in a defined manner into the separation chamber so that the dosed water is atomized and evaporated in situ in the separation chamber in order to displace a residual amount of atmospheric oxygen from the separation chamber, and to heat the sorbent for the desorption process by means of a separate temperature control unit.

Hierdurch können die Vorteile des Wasserdampfs zur Inertisierung und Desorption ausgenutzt werden, wobei nur eine vergleichsweise geringe definierte Menge an zu verdampfendem flüssigen Wasser benötigt wird, da die Desorptionsenergie mittels der separaten Temperiereinheit, bspw. in Form von elektrischer Beheizung zugeführt wird.This allows the advantages of steam to be exploited for inerting and desorption, whereby only a comparatively small defined amount of liquid water to be evaporated is required, since the desorption energy is supplied by means of the separate temperature control unit, e.g. in the form of electrical heating.

Folglich kann im Gegensatz zum eingangs genannten Stand der Technik auf einen Dampfgenerator zur Erzeugung großer Dampfmengen verzichtet werden. Hierdurch kann die Baugröße der Vakuumpumpe reduziert werden, sodass das Gesamtsystem kompakter ausgeführt werden kann. Da die exakte Dosierung von Dampf aufwändig ist und Mess- und Zuteileinrichtungen sowie wärmegedämmte Leitungen bis zu einem zentralen Dampferzeugungssystem erfordert, ist die erfindungsgemäße Dosierung von flüssigem Wasser und Verwendung einer separaten Temperiereinheit außerdem energieeffizienter sowie einfacher und kostengünstiger realisierbar und regelbar.Consequently, in contrast to the prior art mentioned above, a steam generator for generating large quantities of steam can be dispensed with. This allows the size of the vacuum pump to be reduced, so that the overall system can be designed more compactly. Since the precise dosing of steam is complex and requires measuring and metering devices as well as thermally insulated lines leading to a central steam generation system, the inventive dosing of liquid water and the use of a separate The temperature control unit is also more energy-efficient and easier and more cost-effective to implement and control.

Beim Desorbieren kann es sich um eine chemische Desorption und/oder eine physikalische Desorption handeln. Hierbei kann unter Energieeinbringung bzw. Wärmeeinbringung in das Sorptionsmittel das CO2 von diesem freigesetzt werden.Desorption can be chemical desorption and/or physical desorption. In this case, the CO2 can be released from the sorbent by applying energy or heat to it.

Das Sorptionsmittel ist bevorzugt ein festes (entsprechend funktionalisiertes) Sorptionsmittel, insbesondere ein festes Adsorptionsmittel und/oder ein festes Absorptionsmittel. Hierbei kann das Sorptionsmittel bspw. einen faserförmigen oder vliesförmigen Feststoff als Trägerstruktur mit einem Grundmaterial aufweisen, welches ausgewählt ist aus Gruppe bestehend aus: Harze, Polymere, Keramiken, Zeolithe, Silicate, metallorganische Verbindungen, organische Materialien wie Cellulose oder Aktivkohle, und Kombinationen daraus. Das Grundmaterial kann wiederum mit Aminen, Kaliumcarbonat oder anderen Komponenten, die ausgebildet sind, CO2 chemisch oder physikalisch zu binden, spezifisch funktionalisiert sein.The sorbent is preferably a solid (appropriately functionalized) sorbent, in particular a solid adsorbent and/or a solid absorbent. The sorbent can, for example, comprise a fibrous or nonwoven solid as a carrier structure with a base material selected from the group consisting of: resins, polymers, ceramics, zeolites, silicates, organometallic compounds, organic materials such as cellulose or activated carbon, and combinations thereof. The base material can, in turn, be specifically functionalized with amines, potassium carbonate, or other components designed to chemically or physically bind CO2.

Beispielhaft sei die CO2-Adsorption/Absorption an Aminverbindungen, z.B. Lewatit VP OC 1065, erwähnt, bei denen zunächst CO2 und Wasser an Molekülen anhaftet und dann CO2 durch chemische Reaktion eine starke Bindung unter Mitwirkung des Wassers eingeht, um auch bei geringen CO2-Konzentrationen wirksam zu sein.An example is the CO2 adsorption/absorption on amine compounds, e.g. Lewatit VP OC 1065, in which CO2 and water initially adhere to molecules and then CO2 forms a strong bond with the water through a chemical reaction in order to be effective even at low CO2 concentrations.

Erfindungsgemäß wird ein Unterdruck in der Abtrennungskammer mittels einer Pumpeinheit erzeugt, um in der Abtrennnungskammer befindlichen bzw. vorhandenen Luftsauerstoff und anschließend desorbiertes CO2 aus der Abtrennungskammer auszubringen bzw. abzupumpen. Bei dem Unterdruck handelt es sich insbesondere um ein Vakuum. D.h., mit anderen Worten, dass zunächst der Luftsauerstoff bzw. die Luft weiterstgehend aus der Abtrennungskammer abgepumpt wird, wobei bei z.B. 100 mbar Kammerdruck immer noch eine Restmenge an Luftsauerstoff gemäß dem Partialdruck vorhanden bleibt.According to the invention, a negative pressure is generated in the separation chamber by means of a pump unit in order to remove or pump out atmospheric oxygen present in the separation chamber and subsequently desorbed CO2 from the separation chamber. The negative pressure is, in particular, a vacuum. In other words, the atmospheric oxygen or air is first pumped out of the separation chamber as far as possible, whereby, at a chamber pressure of 100 mbar, for example, a residual amount of atmospheric oxygen still remains according to the partial pressure.

Bei dem Luftsauerstoff handelt es sich bevorzugt um den Sauerstoff der Luft, aus der das CO2 zuvor sorbiert wurde, d.h. welche zuvor der Abtrennungskammer für die Sorption zugeführt wurde bzw. welche die Abtrennungskammer zuvor durchströmt hat.The atmospheric oxygen is preferably the oxygen of the air from which the CO2 was previously sorbed, i.e. which was previously fed to the separation chamber for sorption or which previously flowed through the separation chamber.

Daher ist es vorteilhaft, wenn zuvor ein Luftstrom in die Abtrennungskammer zur Sorption des CO2 an dem Sorptionsmittel zugeführt wird, d.h. die Abtrennungskammer von der Luft durchströmt, und die Abtrennungskammer nach Beendigung des Sorptionsvorgangs gegenüber der Umgebung geschlossen wird.It is therefore advantageous if an air stream is previously fed into the separation chamber for the sorption of the CO2 on the sorbent, i.e. the air flows through the separation chamber, and the separation chamber is closed to the environment after the sorption process has ended.

Die Pumpeinheit kann bspw. an einem Unterdruckanschluss der Abtrennungskammer angeschlossen sein. Die Abtrennungskammer ist, bevorzugt mittels Ventile schließbar ausgebildet, sodass in ihr mittels der Pumpeinheit ein Unterdruck erzeugt werden kann. Hierbei kann die Abtrennungskammer eine Ventileinheit mit einer Vielzahl von, insbesondere ansteuerbaren Ventilen aufweisen, um die Abtrennungskammer für die Desorption zu schließen. Die Ventileinheit kann ein Einlassventil aufweisen, welches in einem Einlasskanal für den zugeführten Luftstrom angeordnet und ausgebildet ist, den Einlasskanal zu schließen und die Abtrennungskammer stromaufwärts zu isolieren. Die Ventileinheit kann ferner ein Auslassventil aufweisen, welches in einem Auslasskanal für den CO2-reduzierten Luftstrom angeordnet und ausgebildet ist, den Auslasskanal zu schließen und die Abtrennungskammer stromabwärts zu isolieren. Die Ventileinheit kann außerdem ein CO2-Ventil aufweisen, welches in einem CO2-Auslasskanal angeordnet und ausgebildet ist, den CO2-Auslasskanal zu öffnen, um desorbierte CO2 aus der Abtrennungskammer gezielt auszubringen bzw. abzupumpen.The pump unit can, for example, be connected to a vacuum connection of the separation chamber. The separation chamber is preferably designed to be closable by means of valves, so that a vacuum can be generated therein by means of the pump unit. In this case, the separation chamber can have a valve unit with a plurality of, in particular controllable, valves in order to close the separation chamber for desorption. The valve unit can have an inlet valve, which is arranged in an inlet channel for the supplied air stream and is designed to close the inlet channel and to isolate the separation chamber upstream. The valve unit can further have an outlet valve, which is arranged in an outlet channel for the CO2-reduced air stream and is designed to close the outlet channel and to isolate the separation chamber downstream. The valve unit can also have a CO2 valve, which is arranged in a CO2 outlet channel and is designed to open the CO2 outlet channel in order to specifically discharge or pump out desorbed CO2 from the separation chamber.

Anschließend wird flüssiges Wasser in die den Unterdruck aufweisende Abtrennungskammer mittels einer Wasserdosiereinheit dosiert, d.h. eingebracht bzw. eingespritzt, um eine Restmenge an Luftsauerstoff aus der Abtrennungskammer zu verdrängen. Hierbei bleibt der Unterdruck in der Abtrennungskammer erhalten, wobei sich der Unterdruckwert verständlicherweise verändern kann und somit nicht konstant bleiben muss.Liquid water is then metered, i.e., introduced or injected, into the vacuum-operated separation chamber using a water dosing unit to displace any remaining atmospheric oxygen from the separation chamber. The vacuum in the separation chamber is maintained, although the vacuum value can, understandably, change and therefore does not necessarily have to remain constant.

Die Wasserdosiereinheit ist demnach ausgebildet, flüssiges Wasser in die Abtrennungskammer zu dosieren, d.h. definiert einzubringen bzw. einzuspritzen. Hierfür kann die Wasserdosiereinheit zumindest eine Spritzdüse, insbesondere eine Vielzahl von Spritzdüsen aufweisen. Die Spritzdüsen können verteilt an der Abtrennungskammer angeordnet sein.The water dosing unit is therefore designed to dose liquid water into the separation chamber, i.e., to introduce or inject it in a defined manner. For this purpose, the water dosing unit can have at least one spray nozzle, in particular a plurality of spray nozzles. The spray nozzles can be arranged in a distributed manner throughout the separation chamber.

Die Dosierung des flüssigen Wassers erfolgt hierbei in Abhängigkeit von einer Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer und zwar derart, dass das flüssige Wasser in der Abtrennungskammer verdampft und dadurch die Restmenge an Luftsauerstoff aus der Abtrennungskammer verdrängt. Demnach wird das flüssige Wasser derart dosiert, dass es in der Abtrennungskammer zur Zerstäubung und abhängig von Druck und Temperatur in der auch zur In-Situ-Verdampfung des dosierten flüssigen Wassers kommt. Das flüssige Wasser kann hierbei an mehreren Stellen in die Abtrennungskammer dosiert bzw. eingespritzt werden.The liquid water is dosed depending on the residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber, so that the liquid water evaporates in the separation chamber and thereby displaces the residual amount of atmospheric oxygen from the separation chamber. The liquid water is dosed in such a way that it atomizes in the separation chamber and, depending on pressure and temperature, also evaporates in situ. The liquid water can be dosed or injected into the separation chamber at multiple points.

Der Schritts des Dosierens des flüssigem Wassers kann während des Schritts der Erzeugung des Unterdrucks erfolgen bzw. durchgeführt werden. D.h., mit anderen Worten, dass der Schritt der Erzeugung des Unterdrucks in einer ersten Alternative durchgehend durchgeführt wird, sodass die Pumpeinheit auch während der Dosierung des flüssigen Wassers weiterhin abpumpt. In einer zweiten Alternative wird der Schritt der Erzeugung des Unterdrucks während des Schritts des Dosierens des flüssigem Wassers unterbrochen, sodass zwar weiterhin ein Unterdruck in der Abtrennungskammer besteht bzw. vorhanden ist, jedoch keine Absaugung bzw. kein Abpumpen mittels der Pumpeinheit erfolgt bzw. durchgeführt wird. In beiden Alternativen bleibt der Unterdruck in der Abtrennungskammer erhalten, wobei sich der Unterdruckwert verständlicherweise verändern kann und somit nicht konstant bleiben muss.The step of dosing the liquid water can take place or be carried out during the step of generating the negative pressure. In other words, in a first alternative, the step of generating the negative pressure is carried out continuously, so that the pump unit continues to pump out even while the liquid water is being dosed. In a second alternative, the step of generating the negative pressure is interrupted during the step of dosing the liquid water, so that although a negative pressure still exists or exists in the separation chamber, no suction or pumping out takes place or is carried out by means of the pump unit. In both alternatives, the negative pressure in the separation chamber is maintained, although the negative pressure value can understandably change and therefore does not have to remain constant.

Hierbei wird bevorzugt die Menge des flüssigen Wassers in Abhängigkeit von der Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer gewählt. Weiter bevorzugt wird die Menge des flüssigen Wassers ferner in Abhängigkeit von dem erzeugten Unterdruck und/oder einer Temperatur in der Abtrennungskammer gewählt. Hierbei ist die Menge des flüssigen Wassers bevorzugt derart gewählt, dass nur so viel Wasserdampfvolumen erzeugt wird wie notwendig, um dass die Restmenge an Luftsauerstoff zu verdrängen.In this case, the amount of liquid water is preferably selected depending on the residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber. The amount of liquid water is further preferably selected depending on the negative pressure generated and/or a temperature in the separation chamber. The amount of liquid water is preferably selected such that only as much water vapor volume is generated as is necessary to displace the residual amount of atmospheric oxygen.

Bei einem Druck von 50 mbar siedet bspw. Wasser bereits bei 32,9 °C, so dass es ausreicht leicht erwärmtes Wasser zu dosieren. Wird Wasser mit z.B. 50 °C bei einem Druck von 100 mbar dosiert (Siedetemperatur 45,8 °C) verdampft das Wasser.At a pressure of 50 mbar, for example, water already boils at 32.9 °C, so it is sufficient to dose slightly warmed water. If water at, for example, 50 °C is dosed at a pressure of 100 mbar (boiling point 45.8 °C), the water evaporates.

Es ist vorteilhaft, wenn im Schritt des Dosierens das flüssige Wasser kontinuierlich oder periodisch in Abhängigkeit von der Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer dosiert wird.It is advantageous if, in the dosing step, the liquid water is dosed continuously or periodically depending on the residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Schritt des Dosierens bis zum Erreichen eines/des Restmengenschwellenwerts durchgeführt wird. Der Restmengenschwellenwert ist hierbei derart gewählt, dass bei einer Erwärmung keine Degradation des Sorptionsmittels erfolgt.It is also advantageous if the dosing step is carried out until a residual quantity threshold is reached. The residual quantity threshold is selected such that no degradation of the sorbent occurs upon heating.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn im Schritt des Dosierens das flüssige Wasser

  • - auf das Sorptionsmittel; und/oder
  • - auf einen erwärmbaren Träger, auf dem das Sorptionsmittel aufgebracht ist; und/oder
  • - auf eine erwärmbare Wand, insbesondere erwärmbare Kammerwand der Abtrennungskammer; aufgespritzt, und/oder
  • - in einen sorptionsmittelfreien Vorraum der Abtrennungskammer dosiert, insbesondere eingespritzt wird.
It is also advantageous if, in the dosing step, the liquid water
  • - on the sorbent; and/or
  • - on a heatable carrier on which the sorbent is applied; and/or
  • - sprayed onto a heatable wall, in particular a heatable chamber wall of the separation chamber, and/or
  • - is dosed, in particular injected, into a sorbent-free anteroom of the separation chamber.

Die Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer wird bevorzugt mittels eines Sauerstoffsensors, insbesondere im Bereich des Unterdruckanschlusses für die Pumpeinheit, ermittelt.The residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber is preferably determined by means of an oxygen sensor, in particular in the area of the vacuum connection for the pump unit.

Anschließend wird während der Erzeugung des Unterdrucks das Sorptionsmittel mittels einer Temperiereinheit erwärmt, bspw. auf 100 °C, um das sorbierte CO2 aus dem Sorptionsmittel zu desorbieren. Hierbei handelt es sich bei der Temperiereinheit um eine von der Wasserdosiereinheit separate Einheit. Ferner weist die Temperiereinheit verständlicherweise keinen Wasserdampfgenerator zum Bereitstellen von Wasserdampf auf. Vielmehr umfasst oder ist die Temperiereinheit bevorzugt eine elektrische Temperiereinheit und/oder ein Temperierkreislauf.Subsequently, while the negative pressure is generated, the sorbent is heated by a temperature control unit, e.g., to 100 °C, to desorb the sorbed CO2 from the sorbent. The temperature control unit is separate from the water dosing unit. Furthermore, the temperature control unit understandably does not have a steam generator for providing steam. Rather, the temperature control unit preferably comprises or is an electrical temperature control unit and/or a temperature control circuit.

Demnach werden das desorbierte CO2 und das mitdesorbierte Wasser (Co-Adsorption von CO2 und H2O) abgepumpt, wobei entgegen der eingangs beschriebenen WO 2021/239747 A1 nicht auch noch zusätzlich eingebrachter Wasserdampf entfernt werden muss. Durch die Temperatur und das parallel zum CO2 desorbierte Wasser ergibt sich in der Abtrennungskammer fortwährend eine Mischung aus CO2 und H2O bis der Desorptionsvorgang abgeschlossen ist, d.h. sich ein Gleichgewicht durch das Abpumpen bei z.B. 100 mbar und der Temperatur 100 °C eingestellt hat.Accordingly, the desorbed CO2 and the co-desorbed water (co-adsorption of CO2 and H2O) are pumped out, whereby contrary to the initially described WO 2021/239747 A1 no additionally introduced water vapor needs to be removed. Due to the temperature and the water desorbed in parallel with the CO2, a continuous mixture of CO2 and H2O is formed in the separation chamber until the desorption process is complete, ie, equilibrium is reached by pumping out at, for example, 100 mbar and a temperature of 100 °C.

Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Schritt des Erwärmens in Abhängigkeit von der Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer durchgeführt wird, insbesondere

  • - erst ab und/oder unterhalb eines Restmengenschwellenwerts durchgeführt wird; oder
  • - derart durchgeführt wird, dass oberhalb eines Restmengenschwellenwert das Sorptionsmittel bis zu einer ersten Temperatur und ab und/oder unterhalb des Restmengenschwellenwerts auf eine höhere zweite Temperatur erwärmt wird.
It is advantageous if the heating step is carried out depending on the residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber, in particular
  • - is only carried out at and/or below a residual quantity threshold; or
  • - is carried out in such a way that above a residual quantity threshold the sorbent is heated to a first temperature and from and/or below the residual quantity threshold to a higher second temperature.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein weiteres Dosieren von flüssigem Wasser in die Abtrennungskammer mittels der Wasserdosiereinheit nach Beendigung des Desorptionsvorgangs jedoch während der Erzeugung des Unterdrucks durchgeführt wird, um die Abtrennungskammer abzukühlen. Das weitere Dosieren von flüssigem Wasser erfolgt hierbei insbesondere derart, dass das flüssige Wasser in der Abtrennungskammer verdampft und eine Kondensation des verdampften Wassers weitestgehend vermieden wird. Hierbei ist es auch vorteilhaft, wenn die Menge des flüssigen Wassers in Abhängigkeit von der Differenz einer Ist-Temperatur in der Abtrennungskammer und einer Soll-Temperatur gewählt wird.Furthermore, it is advantageous if a further dosing of liquid water into the separation chamber is carried out by means of the water dosing unit after the desorption process has ended, but during the generation of the negative pressure, in order to cool the separation chamber. The further dosing of liquid water is carried out in particular in such a way that the liquid water in the separation chamber evaporates and condensation of the evaporated water is largely avoided. It is also advantageous if the amount of liquid water is selected depending on the difference between an actual temperature in the separation chamber and a target temperature.

D.h., mit anderen Worten, dass nach dem Desorptionsvorgang für die Kühlung des Systems eine definierte Menge an flüssigem Wasser eindosiert wird, da diese verdampft und bei der Verdampfung Wärme aufnimmt. Da hierbei vornehmlich Wasserdampf entsteht und der Unterdruck weiterhin erzeugt wird, wird dieser weiterhin abgepumpt und verworfen. Bei genauer Dosierung von flüssigem Wasser und Erfassung der Temperatur in der Abtrennungskammer, kann eine Kondensation vermieden werden, da sich ein Gleichgewicht einstellt, d.h. das System ist „trocken“ bei z.B. 100 mbar und 60 °C. Bei Erreichen einer Temperatur die unkritisch für einen Luftkontakt des Sorptionsmittels ist, z.B <60 °C, wird die Wasserdosieren gestoppt und die Abtrennungskammer wieder gegen Atmosphäre geöffnet.In other words, after the desorption process, a defined amount of liquid water is added to cool the system, as this evaporates and absorbs heat during evaporation. Since this primarily produces water vapor and continues to generate negative pressure, it continues to be pumped out and discarded. With precise dosing of liquid water and recording of the temperature in the separation chamber, condensation can be avoided because equilibrium is established, i.e., the system is "dry" at, for example, 100 mbar and 60 °C. When a temperature is reached that is uncritical for air contact of the sorbent, e.g., <60 °C, the water dosing is stopped and the separation chamber is reopened to the atmosphere.

Optional kann die Wasserdosierung gestoppt werden und der Druck weiter auf 50 mbar gesenkt werden, sodass das Restwasser sicher verdampft.Optionally, the water dosing can be stopped and the pressure further reduced to 50 mbar so that the residual water evaporates safely.

Die erfindungsgemäß Steuereinheit ist eingerichtet, die Schritte des vorangehend beschriebenen Verfahrens zu steuern und/oder zu regeln. Hierbei ist die Steuereinheit bevorzugt zur Steuerung und/oder Regelung des gesamten Sorptions- und Desorptionsvorgangs eingerichtet.The control unit according to the invention is configured to control and/or regulate the steps of the method described above. The control unit is preferably configured to control and/or regulate the entire sorption and desorption process.

Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, mittels Funkübertragung wie W-LAN, Bluetooth, Near-Field Communication etc. mit anderen Steuereinheiten und/oder einer zentralen Steuereinheit der CO2-Abtrennungsvorrichtung oder eines übergeordneten Systems verbunden zu werden.The control unit can be designed to be connected to other control units and/or a central control unit of the CO2 separation device or a higher-level system by means of radio transmission such as Wi-Fi, Bluetooth, near-field communication, etc.

Die CO2-Abtrennungsvorrichtung ist zum Desorbieren von an einem Sorptionsmittel sorbiertem CO2 ausgebildet. Hierbei ist die CO2-Abtrennungsvorrichtung insbesondere ausgebildet, das CO2 aus dem Sorptionsmittel mittels eines Desorptionsverfahrens freizusetzen bzw. zu lösen, bei dem unter Energieeinbringung bzw. Wärmeeinbringung in das Sorptionsmittel das CO2 von diesem freigesetzt wird. Demnach kann das Desorptionsverfahren insbesondere zumindest eines der folgenden Verfahren oder Mischformen daraus umfassen:

  • - chemisches Desorptionsverfahren
  • - physikalisches Desorptionsverfahren
The CO2 separation device is designed to desorb CO2 sorbed on a sorbent. The CO2 separation device is particularly designed to release or dissolve the CO2 from the sorbent by means of a desorption process in which the CO2 is released by introducing energy or heat into the sorbent. Accordingly, the desorption process can in particular comprise at least one of the following processes or combinations thereof:
  • - chemical desorption process
  • - physical desorption process

Die CO2-Abtrennungsvorrichtung ist bevorzugt ferner zum Sorbieren von CO2 aus einem zugeführten Luftstrom mittels eines Sorptionsverfahrens ausgebildet. Hierbei ist die CO2-Abtrennungsvorrichtung insbesondere ausgebildet, das CO2 aus dem zugeführten Luftstrom mittels eines Sorptionsverfahrens abzutrennen, bei dem die Abtrennung unter Energieabgabe bzw. Wärmeabgabe an den Luftstrom erfolgt. Das Abtrennungsverfahren umfasst bevorzugt ein Adsorptionsverfahren und/oder ein Absorptionsverfahren. Demnach kann das Sorptionsverfahren zumindest eines der folgenden Verfahren oder Mischformen daraus umfassen:

  • - chemisches Adsorptionsverfahren
  • - physikalisches Adsorptionsverfahren
  • - chemisches Absorptionsverfahren
  • - physikalisches Absorptionsverfahren
The CO2 separation device is preferably further configured to sorb CO2 from a supplied air stream using a sorption process. The CO2 separation device is particularly configured to separate the CO2 from the supplied air stream using a sorption process, in which the separation occurs with the release of energy or heat to the air stream. The separation process preferably comprises an adsorption process and/or an absorption process. Accordingly, the sorption process can comprise at least one of the following processes or mixed forms thereof:
  • - chemical adsorption process
  • - physical adsorption process
  • - chemical absorption process
  • - physical absorption process

Bevorzugt ist die CO2-Abtrennungsvorrichtung ausgebildet, das Sorptionsverfahren und das Desorptionsverfahren zyklisch durchzuführen. Die grundsätzliche Funktionsweise der CO2-Abtrennungsvorrichtung kann bspw. analog zu der eingangs erwähnten WO 2021/239747 A1 erfolgen.Preferably, the CO2 separation device is designed to carry out the sorption process and the desorption process cyclically. The basic functioning of the CO2 separation device can, for example, be analogous to the WO 2021/239747 A1 take place.

Der Begriff „Zuführen“ bzw. „zugeführt“ umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung in erster Linie ein aktiv durchgeführtes bzw. veranlasstes und damit technisch gesteuertes bzw. geregeltes Zuführen des Luftstroms mittels einer Gebläseeinheit bzw. Ventilatoreinheit der CO2-Abtrennungsvorrichtung. Der Begriff „Zuführen“ bzw. „zugeführt“ kann jedoch auch ein passiv durchgeführtes bzw. veranlasstes Zuführen des Luftstroms umfassen, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Folglich kann der Luftstrom auf beliebige, bspw. auf natürliche Art und Weise (als Wind) zugeführt werden.Within the scope of the present invention, the term "supply" or "supplied" primarily encompasses an actively performed or initiated, and thus technically controlled or regulated, supply of the air flow by means of a blower unit or fan unit of the CO2 separation device. However, the term "supply" or "supplied" can also encompass a passively performed or initiated supply of the air flow without departing from the scope of the present invention. Consequently, the air flow can be supplied in any desired manner, for example, naturally (as wind).

Die CO2-Abtrennungsvorrichtung kann ferner zumindest eine der folgenden Einheiten aufweisen:

  • - vorangehend beschriebenen Steuereinheit; und/oder
  • - Gebläseeinheit, insbesondere mit einer Vielzahl von Ventilatoren zum Zuführen des Luftstroms.
The CO2 separation device may further comprise at least one of the following units:
  • - control unit described above; and/or
  • - Blower unit, in particular with a plurality of fans for supplying the air flow.

Die CO2-Abtrennungsvorrichtung kann mobil oder stationär ausgebildet sein Insbesondere kann die CO2-Abtrennungsvorrichtung bzw. das CO2-Abtrennungssystem Teil eines Gebäude-Klimasystems, insbesondere in einem Klimasystem in einem Gebäude integriert sein. Hierbei kann die Abtrennungskammer der CO2-Abtrennungssvorrichtung in den Luft-Klimatisierungskreis des Gebäudes eingebunden sein, sodass der dort ohnehin vorhandene Ventilator das Sorptionsmittel schnell herunterkühlen kann, da keine großen Wärmekapazitäten im System dämpfend wirken. Auch kann für Kühlung die Klimatisierungseinrichtung temporär kälter gestellt werden, sollte dies gesamtenergetisch vorteilhaft sein.The CO2 separation device can be mobile or stationary. In particular, the CO2 separation device or CO2 separation system can be part of a building's air conditioning system, particularly integrated into a building's air conditioning system. The separation chamber of the CO2 separation device can be integrated into the building's air conditioning circuit, allowing the fan already present there to quickly cool the sorbent, as there are no large heat capacities in the system to dampen it. The air conditioning system can also be temporarily set to a lower temperature for cooling purposes, if this is advantageous in terms of overall energy efficiency.

ZeichnungenDrawings

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen CO2-Abtrennungsvorrichtung; und
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. They show:
  • 1 a schematic representation of a CO2 separation device according to the invention; and
  • 2 a flowchart of a method according to an embodiment.

1 zeigt eine CO2-Abtrennungsvorrichtung, welche in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 versehen ist. 1 shows a CO2 separation device, which is designated in its entirety by the reference number 10.

Die CO2-Abtrennungsvorrichtung 10 ist dazu ausgebildet, CO2 (Kohlenstoffdioxid) aus einem mittels einer (nicht gezeigten) Gebläseeinheit, zugeführten Luftstrom 12 mittels eines zyklisch durchführbaren Adsorptions-Desorptions-Vorgangs zu trennen.The CO2 separation device 10 is designed to separate CO2 (carbon dioxide) from an air stream 12 supplied by a blower unit (not shown) by means of a cyclically performable adsorption-desorption process.

Hierfür weist die CO2-Abtrennungsvorrichtung 10 eine Abtrennungskammer 14 zur Aufnahme eines (nicht gezeigten) Sorptionsmittels auf. Die Abtrennungskammer 14 weist ein Einlassventil 16 an einem Einlasskanal 18 für den angesaugten Luftstrom 12 auf, welches ausgebildet ist, den Einlasskanal 18 zu schließen und die Abtrennungskammer 14 stromaufwärts zu isolieren. Die Abtrennungskammer 14 weist ferner ein Auslassventil 20 an einem Auslasskanal 22 für den CO2-reduzierten Luftstrom 12' auf, welches ausgebildet ist, den Auslasskanal 22 zu schließen und die Abtrennungskammer 14 stromabwärts zu isolieren. Die Abtrennungskammer 14 weist außerdem ein CO2-Ventil 24 auf, welches in einem CO2-Auslasskanal 26 angeordnet und ausgebildet ist, den CO2-Auslasskanal 26 zu öffnen, um adsorbiertes, d.h. gebundenes/gefiltertes und wieder desorbiertes, d.h. freigesetztes CO2 aus der Abtrennungskammer 14 gezielt in eine Anlage 28 zur dauerhaften CO2-Entfernung mit CO2-Konditionierung auszubringen.For this purpose, the CO2 separation device 10 has a separation chamber 14 for receiving a sorbent (not shown). The separation chamber 14 has an inlet valve 16 on an inlet channel 18 for the sucked-in air stream 12, which is designed to close the inlet channel 18 and to isolate the separation chamber 14 upstream. The separation chamber 14 further has an outlet valve 20 on an outlet channel 22 for the CO2-reduced air stream 12', which is designed to close the outlet channel 22 and to isolate the separation chamber 14 downstream. The separation chamber 14 also has a CO2 valve 24, which is arranged in a CO2 outlet channel 26 and is designed to open the CO2 outlet channel 26 in order to discharge adsorbed, i.e. bound/filtered and desorbed, i.e. released, CO2 from the separation chamber 14 in a targeted manner into a system 28 for permanent CO2 removal with CO2 conditioning.

Die CO2-Abtrennungsvorrichtung 10 weist ferner eine Pumpeinheit zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Abtrennungskammer 14 auf, um eine Restmenge an Luftsauerstoff und anschließend desorbiertes CO2 aus der Abtrennungskammer 14 durch den CO2-Auslasskanal 26 auszubringen bzw. abzupumpen.The CO2 separation device 10 further comprises a pumping unit for generating a negative pressure in the separation chamber 14 in order to discharge or pump out a residual amount of atmospheric oxygen and subsequently desorbed CO2 from the separation chamber 14 through the CO2 outlet channel 26.

Die CO2-Abtrennungsvorrichtung 10 weist außerdem eine Wasserdosiereinheit 30 zum Dosieren von flüssigem Wasser in die Abtrennungskammer 14 auf. Die Wasserdosiereinheit 30 ist hierbei ausgebildet, das flüssige Wasser in die Abtrennungskammer 14 derart zu dosieren, dass dieses verdampft und eine Restmenge an Luftsauerstoff aus der Abtrennungskammer 14 während des Erzeugens des Unterdrucks verdrängt.The CO2 separation device 10 also has a water dosing unit 30 for dosing liquid water into the separation chamber 14. The water dosing unit 30 is designed to dose the liquid water into the separation chamber 14 in such a way that it evaporates and displaces a residual amount of atmospheric oxygen from the separation chamber 14 during the generation of the negative pressure.

Die CO2-Abtrennungsvorrichtung 10 weist des Weiteren eine (nicht gezeigte) elektrische Temperiereinheit zum Erwärmen des Sorptionsmittels in der Abtrennungskammer 14 auf, um das sorbierte CO2 aus dem Sorptionsmittel zu desorbieren.The CO2 separation device 10 further comprises an electrical temperature control unit (not shown) for heating the sorbent in the separation chamber 14 in order to desorb the sorbed CO2 from the sorbent.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des hier vorgestellten Ansatzes als Verfahren 100 zum Desorbieren von an einem Sorptionsmittel sorbiertem CO2, wobei das Sorptionsmittel in einer Abtrennungskammer 14 einer CO2-Abtrennungsvorrichtung 10 angeordnet ist. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt des Erzeugens 106 eines Unterdrucks in der Abtrennungskammer 14 mittels einer Pumpeinheit, um Luftsauerstoff und anschließend desorbiertes CO2 aus der Abtrennungskammer 14 auszubringen. Das Verfahren 100 umfasst ferner einen Schritt des Dosierens 108 von flüssigem Wasser in die den Unterdruck aufweisende Abtrennungskammer 14 mittels einer Wasserdosiereinheit 30 in Abhängigkeit von einer Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer 14 derart, dass das flüssige Wasser in der Abtrennungskammer 14 verdampft, um die Restmenge an Luftsauerstoff aus der Abtrennungskammer 14 zu verdrängen. Das Verfahren 100 umfasst außerdem einen Schritt des Erwärmens 110 des Sorptionsmittels während der Erzeugung 106 des Unterdrucks mittels einer Temperiereinheit, insbesondere einer elektrischen Temperiereinheit und/oder eines Temperierkreislaufs, um das sorbierte CO2 aus dem Sorptionsmittel zu desorbieren. 2 shows a flow diagram of an embodiment of the approach presented here as a method 100 for desorbing CO2 sorbed on a sorbent, wherein the sorbent is arranged in a separation chamber 14 of a CO2 separation device 10. The method 100 comprises a step of generating 106 a negative pressure in the separation chamber 14 by means of a pump unit in order to discharge atmospheric oxygen and subsequently desorbed CO2 from the separation chamber 14. The method 100 further comprises a step of dosing 108 liquid water into the separation chamber 14 having the negative pressure by means of a water dosing unit 30 as a function of a residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber 14 such that the liquid water in the separation chamber 14 evaporates in order to displace the residual amount of atmospheric oxygen from the separation chamber 14. The method 100 further comprises a step of heating 110 the sorbent during the generation 106 of the negative pressure by means of a temperature control unit, in particular an electrical temperature control unit and/or a temperature control circuit, in order to desorb the sorbed CO2 from the sorbent.

Das Verfahren 100 umfasst des Weiteren einen optionalen Schritt des Zuführens 102 eines Luftstromes 12 in die Abtrennungskammer 14 zur Sorption des CO2 an dem Sorptionsmittel und einen optionalen Schritt des Schließens 104 der Abtrennungskammer 14 gegenüber der Umgebung nach Beendigung des Sorptionsvorgangs.The method 100 further comprises an optional step of supplying 102 an air stream 12 into the separation chamber 14 for sorption of the CO2 on the sorbent and an optional step of closing 104 the separation chamber 14 from the environment after completion of the sorption process.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an embodiment includes an “and/or” link between a first feature and a second feature, this should be read as meaning that the embodiment according to one embodiment includes both the first feature and the second feature and according to another embodiment includes either only the first feature or only the second feature.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2021/239747 A1 [0003, 0028, 0037]WO 2021/239747 A1 [0003, 0028, 0037]

Claims (15)

Verfahren (100) zum Desorbieren von an einem Sorptionsmittel sorbiertem CO2, wobei das Sorptionsmittel in einer Abtrennungskammer (14) einer CO2-Abtrennungsvorrichtung (10) angeordnet ist, mit den Schritten: - Erzeugen (106) eines Unterdrucks in der Abtrennungskammer (14) mittels einer Pumpeinheit, um Luftsauerstoff und anschließend desorbiertes CO2 aus der Abtrennungskammer (14) auszubringen; - Dosieren (108) von flüssigem Wasser in die den Unterdruck aufweisende Abtrennungskammer (14) mittels einer Wasserdosiereinheit (30) in Abhängigkeit von einer Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer (14) derart, dass das flüssige Wasser in der Abtrennungskammer (14) verdampft, um die Restmenge an Luftsauerstoff aus der Abtrennungskammer (14) zu verdrängen; und - Erwärmen (110) des Sorptionsmittels während der Erzeugung (106) des Unterdrucks mittels einer Temperiereinheit, insbesondere einer elektrischen Temperiereinheit und/oder eines Temperierkreislaufs, um das sorbierte CO2 aus dem Sorptionsmittel zu desorbieren.A method (100) for desorbing CO2 sorbed onto a sorbent, wherein the sorbent is arranged in a separation chamber (14) of a CO2 separation device (10), comprising the steps of: - generating (106) a negative pressure in the separation chamber (14) by means of a pumping unit in order to expel atmospheric oxygen and subsequently desorbed CO2 from the separation chamber (14); - metering (108) liquid water into the separation chamber (14) having the negative pressure by means of a water metering unit (30) as a function of a residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber (14) such that the liquid water in the separation chamber (14) evaporates in order to displace the residual amount of atmospheric oxygen from the separation chamber (14); and - heating (110) the sorbent during the generation (106) of the negative pressure by means of a temperature control unit, in particular an electrical temperature control unit and/or a temperature control circuit, in order to desorb the sorbed CO2 from the sorbent. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Erzeugung (106) des Unterdrucks während des Schritts des Dosierens (108) des flüssigem Wassers unterbrochen oder durchgehend durchgeführt wird.Procedure (100) according to Claim 1 , characterized in that the step of generating (106) the negative pressure is interrupted or carried out continuously during the step of dosing (108) the liquid water. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Erwärmens (110) in Abhängigkeit von der Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer (14) durchgeführt wird, insbesondere - erst ab und/oder unterhalb eines Restmengenschwellenwerts durchgeführt wird; oder - derart durchgeführt wird, dass oberhalb eines Restmengenschwellenwert das Sorptionsmittel bis zu einer ersten Temperatur und ab und/oder unterhalb des Restmengenschwellenwerts auf eine höhere zweite Temperatur erwärmt wird.Procedure (100) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the heating step (110) is carried out as a function of the residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber (14), in particular - is carried out only from and/or below a residual amount threshold value; or - is carried out in such a way that above a residual amount threshold value the sorbent is heated to a first temperature and from and/or below the residual amount threshold value to a higher second temperature. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Dosierens (108) die Menge des flüssigen Wassers in Abhängigkeit von der Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer (14) gewählt wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that in the dosing step (108) the amount of liquid water is selected as a function of the residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber (14). Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Dosierens (108) die Menge des flüssigen Wassers ferner in Abhängigkeit von dem erzeugten Unterdruck und/oder einer Temperatur in der Abtrennungskammer (14) gewählt wird.Procedure (100) according to Claim 4 , characterized in that in the dosing step (108) the amount of liquid water is further selected as a function of the negative pressure generated and/or a temperature in the separation chamber (14). Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Dosierens (108) das flüssige Wasser kontinuierlich oder periodisch in Abhängigkeit von der Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer (14) dosiert wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that in the dosing step (108) the liquid water is dosed continuously or periodically depending on the residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber (14). Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Dosierens (108) bis zum Erreichen eines/des Restmengenschwellenwerts durchgeführt wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the dosing step (108) is carried out until a residual quantity threshold is reached. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Dosierens (108) das flüssige Wasser - auf das Sorptionsmittel; und/oder - auf einen erwärmbaren Träger, auf dem das Sorptionsmittel aufgebracht ist; und/oder - auf eine erwärmbare Wand, insbesondere erwärmbare Kammerwand der Abtrennungskammer (14); aufgespritzt, und/oder - in einen sorptionsmittelfreien Vorraum der Abtrennungskammer dosiert, insbesondere eingespritzt wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that in the dosing step (108) the liquid water is sprayed - onto the sorbent; and/or - onto a heatable carrier on which the sorbent is applied; and/or - onto a heatable wall, in particular a heatable chamber wall of the separation chamber (14); and/or - dosed, in particular injected, into a sorbent-free antechamber of the separation chamber. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Restmenge an Luftsauerstoff in der Abtrennungskammer (14) mittels eines Sauerstoffsensors, insbesondere im Bereich eines Unterdruckanschlusses für die Pumpeinheit, ermittelt wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the residual amount of atmospheric oxygen in the separation chamber (14) is determined by means of an oxygen sensor, in particular in the region of a vacuum connection for the pump unit. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte: - Zuführen (102) eines Luftstromes (12) in die Abtrennungskammer (14) zur Sorption des CO2 an dem Sorptionsmittel; und - Schließen (104) der Abtrennungskammer (14) gegenüber der Umgebung nach Beendigung des Sorptionsvorgangs.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized by the steps: - supplying (102) an air stream (12) into the separation chamber (14) for sorption of the CO2 on the sorbent; and - closing (104) the separation chamber (14) from the environment after completion of the sorption process. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: - weiteres Dosieren von flüssigem Wasser in die Abtrennungskammer (14) mittels der Wasserdosiereinheit (30) nach Beendigung des Desorptionsvorgangs, um die Abtrennungskammer (14) abzukühlen, insbesondere derart, dass das flüssige Wasser in der Abtrennungskammer (14) verdampft und eine Kondensation des verdampften Wassers weitestgehend vermieden wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized by the further step: - further dosing of liquid water into the separation chamber (14) by means of the water dosing unit (30) after completion of the desorption process in order to cool the separation chamber (14), in particular in such a way that the liquid water in the separation chamber (14) evaporates and condensation of the evaporated water is avoided as far as possible. Verfahren (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des weiteren Dosierens die Menge des flüssigen Wassers in Abhängigkeit von der Differenz einer Ist-Temperatur in der Abtrennungskammer (14) und einer Soll-Temperatur gewählt wird.Procedure (100) according to Claim 11 , characterized in that in the step of further dosing the amount of liquid water is determined as a function of the difference between an actual temperature in the separation chamber (14) and a target temperature is selected. Steuereinheit, welche eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zu steuern und/oder zu regeln.Control unit which is configured to control and/or regulate the steps of the method (100) according to one of the preceding claims. CO2-Abtrennungsvorrichtung (10) zum Desorbieren von an einem Sorptionsmittel sorbiertem CO2, mit - einer Abtrennungskammer (14) zur Aufnahme des Sorptionsmittels; - einer Pumpeinheit zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Abtrennungskammer (14), um Luftsauerstoff und anschließend desorbiertes CO2 aus der Abtrennungskammer (14) auszubringen; - einer Wasserdosiereinheit (30) zum Dosieren von flüssigem Wasser in die Abtrennungskammer (14) in Abhängigkeit von einer Restmenge an Luftsauerstoff derart, dass das flüssige Wasser in der Abtrennungskammer verdampft, um die Restmenge an Luftsauerstoff aus der Abtrennungskammer zu verdrängen; - einer Temperiereinheit, insbesondere einer elektrischen Temperiereinheit und/oder einem Temperierkreislaufs, zum Erwärmen (110) des Sorptionsmittels in der Abtrennungskammer (14), um das sorbierte CO2 aus dem Sorptionsmittel zu desorbieren.CO2 separation device (10) for desorbing CO2 sorbed onto a sorbent, comprising: - a separation chamber (14) for receiving the sorbent; - a pumping unit for generating a negative pressure in the separation chamber (14) in order to expel atmospheric oxygen and subsequently desorbed CO2 from the separation chamber (14); - a water dosing unit (30) for dosing liquid water into the separation chamber (14) depending on a residual amount of atmospheric oxygen such that the liquid water in the separation chamber evaporates to displace the residual amount of atmospheric oxygen from the separation chamber; - a temperature control unit, in particular an electrical temperature control unit and/or a temperature control circuit, for heating (110) the sorbent in the separation chamber (14) in order to desorb the sorbed CO2 from the sorbent. CO2-Abtrennungsvorrichtung (10) nach Anspruch 14 mit einer Steuereinheit nach Anspruch 13.CO2 separation device (10) according to Claim 14 with a control unit according to Claim 13 .
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