KR20070053767A - Removal of carbon dioxide from air - Google Patents
Removal of carbon dioxide from air Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070053767A KR20070053767A KR1020077006325A KR20077006325A KR20070053767A KR 20070053767 A KR20070053767 A KR 20070053767A KR 1020077006325 A KR1020077006325 A KR 1020077006325A KR 20077006325 A KR20077006325 A KR 20077006325A KR 20070053767 A KR20070053767 A KR 20070053767A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- hydroxide
- brine
- bicarbonate
- carbonate
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 437
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 218
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 211
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 180
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 62
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 55
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 132
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 129
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 126
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 85
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 79
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 78
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims description 61
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 61
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 55
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 50
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 48
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 47
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 40
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 40
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 31
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 24
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 24
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 20
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 claims description 20
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 241000446313 Lamella Species 0.000 claims description 14
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 13
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 12
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical group [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 9
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 9
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 8
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 7
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 6
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims description 5
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 5
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 4
- JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;hydrate Chemical compound O.OC(O)=O JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 claims 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 4
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 claims 2
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 claims 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims 2
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 claims 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 claims 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 36
- 239000002585 base Substances 0.000 description 20
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 19
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 5
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 5
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 4
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010669 acid-base reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- YFMGHVQBAINRBB-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen carbonate chloride hydrate Chemical compound C([O-])(O)=O.[Na+].Cl.[OH-].[Na+] YFMGHVQBAINRBB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 description 1
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000005477 standard model Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B01D53/1456—Removing acid components
- B01D53/1475—Removing carbon dioxide
-
- 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
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/62—Carbon oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- 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
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 공기로부터 이산화탄소를 제거하는 방법에 관한 것이고, 본 발명에 따른 방법은 공기 흐름이 얇은 층 또는 얇은 층 근처에 유지되는 공기 스트림으로 용제로 덮인 표면을 노출시키는 단계를 포함한다. 또한 본 발명은 공기 스트림에 노출될 수 있도록 설치가 된 용제로 덮인 표면을 포함하는 얇은 층 세정기인 장치를 제공한다. 본 발명의 다른 특징에 따르면, 용제에 결합된 이산화탄소(CO2)를 분리하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명은 특히 공기로부터 획득된 이산화탄소를 포함하는 수산화물을 처리하는 과정에 유용하다. The present invention relates to a method for removing carbon dioxide from air, the method according to the invention comprising exposing a solvent-covered surface with a thin layer or an air stream in which the air stream is maintained near the thin layer. The present invention also provides a device which is a thin layer scrubber comprising a surface covered with a solvent installed to be exposed to an air stream. According to another feature of the invention, there is provided a method and apparatus for separating carbon dioxide (CO 2 ) bound to the solvent. The invention is particularly useful for the treatment of hydroxides comprising carbon dioxide obtained from air.
이산화탄소, 수산화물, 중탄산나트륨, 세정기 CO2, hydroxide, sodium bicarbonate, scrubber
Description
본 발명에 따른 하나의 특징은 공기로부터 선택된 기체를 제거하는 것에 관한 것이다. 특히 본 발명은 공기로부터 이산화탄소(CO2)의 추출에 유용성을 가지고, 다른 유용성이 고려될지라도 주로 그와 같은 유용성과 관련하여 기술될 것이다. One feature according to the invention relates to the removal of selected gases from air. In particular, the present invention has utility in the extraction of carbon dioxide (CO 2 ) from air, and will be described primarily in connection with such utility, although other utilities may be considered.
주변 공기로부터 이산화탄소(CO2)를 제거하는 것은 탄소-기초 연료를 사용하고 이후 연관되는 온실 가스 배출을 처리하는 것이 가능하도록 한다. 이산화탄소는 ppm(parts per million) 양의 경우 독성을 지닌 것도 아니고 유해하지도 않지만, 단지 대기 중에 축적되는 것만으로도 환경 문제를 유발시키므로, 다른 장소 및 다른 시간에 동일한 규모의 방출을 보충하도록 하기 위하여 공기로부터 이산화탄소를 제거하는 것이 가능하다. 공기 획득(capture)의 전반적인 방식은 공지되어 있다. Removing carbon dioxide (CO 2 ) from the ambient air makes it possible to use carbon-based fuels and subsequently treat associated greenhouse gas emissions. While carbon dioxide is neither toxic nor harmful in parts per million (ppm) quantities, carbon dioxide causes environmental problems just because it accumulates in the air, so that air can be replenished at different places and at different times to compensate for air emissions. It is possible to remove carbon dioxide from it. The overall manner of capturing air is known.
이산화탄소의 생산은, 석탄으로부터의 전력 발전소의 발전과 같은 다양한 산업 응용과, 엔진과 같은 연소 장치에서 연소되는 연료의 전형적인 주요성분인 탄화수소의 사용에서 발생한다. 연소 장치로부터 배출되는 배기 가스는 현재 대기 중으로 간단하게 방출되는 이산화탄소 가스를 포함한다. 그러나 온실 가스가 상승하는 것과 관련을 가지므로, 모든 공급원으로부터 이산화탄소의 배출은 감축되어야 할 것이다. 이동 공급원을 위한 최선의 선택은 자동차 또는 비행기에 있는 이동 연소 장치로부터의 이산화탄소의 수집보다는 공기로부터 이산화탄소의 직접적인 수집일 것이다. 공기로부터 이산화탄소를 제거하는 장점은 이동 장치에 이산화탄소를 저장해야하는 필요성을 제거한다는 것이다.The production of carbon dioxide arises from various industrial applications, such as the development of power plants from coal, and the use of hydrocarbons, which are typical principal components of fuels burned in combustion devices such as engines. Exhaust gases from the combustion unit are simply released into the atmosphere Contains gas. However, as it relates to rising greenhouse gases, emissions of carbon dioxide from all sources will have to be reduced. The best choice for a mobile source would be the direct collection of carbon dioxide from air rather than the collection of carbon dioxide from mobile combustion devices in automobiles or airplanes. The advantage of removing carbon dioxide from air is that it eliminates the need to store carbon dioxide in mobile devices.
다양한 방법 및 장치가 공기로부터 이산화탄소를 제거하기 위하여 개발되어 왔다. 이들 중 하나를 살펴보면, 공기는 래시그 링(Raschig rings)이라 불리는 것으로 채워진 탱크에서 알칼리 용제(solvent)로 세척된다. 소량의 이산화탄소의 제거를 위하여, 또한 겔 흡수제가 사용되어 왔다. 비록 이러한 방법들이 이산화탄소의 제거에 효과적이긴 하지만, 비교적 높은 압력 손실이 세척 과정에서 발생하기 때문에, 효율적으로 이산화탄소를 제거하기 위하여 공기가 상당히 높은 압력으로 흡수제에 의하여 추진되어야 한다는 점에서 심각한 단점을 가진다. 더욱이 증가한 압력을 얻기 위하여, 몇 가지의 성질을 가진 압축 수단이 요구되고 이러한 수단은 일정 양의 에너지를 소비한다. 공기 압력을 증가시키는데 요구되는 에너지는 획득되거나 또는 처리되어야 할 그 자체의 이산화탄소를 생산할 것이기 때문에, 공기를 압축하는데 사용된 추가적인 에너지는 공정의 전반적인 이산화탄소 균형과 관련하여 특히 불리한 효과를 가질 수 있다. Various methods and apparatus have been developed for removing carbon dioxide from air. In one of these cases, the air is washed with an alkaline solvent in a tank filled with what is called Raschig rings. For the removal of small amounts of carbon dioxide, gel absorbers have also been used. Although these methods are effective for the removal of carbon dioxide, there is a serious disadvantage in that a relatively high pressure loss occurs during the washing process, in which air must be propelled by the absorbent at a considerably high pressure in order to remove the carbon dioxide efficiently. Moreover, in order to obtain increased pressure, several means of compression means are required, which consume a certain amount of energy. Since the energy required to increase the air pressure will produce its own carbon dioxide to be obtained or treated, the additional energy used to compress the air can have a particularly detrimental effect with respect to the overall carbon dioxide balance of the process.
따라서, 이러한 공정들은 공기를 가열시키거나 냉각시키기 때문에, 또는 상당한 양까지 공기의 압력을 변화시키기 때문에, 즉 청정 공정이 공정 과정에 전력을 공급하기 위하여 사용된 전기 발생의 부산물로서 대기 내로 이산화탄소를 도입함에 따라 이산화탄소에 있어 순수한 손실은 대수롭지 않기 때문에, 선행 기술의 방법은 공기로부터 이산화탄소의 비효율적인 획득이라는 결과를 가져온다. Therefore, because these processes heat or cool the air, or change the pressure of the air by a significant amount, that is, the clean process introduces carbon dioxide into the atmosphere as a byproduct of the generation of electricity used to power the process. As the net loss in carbon dioxide is insignificant, the prior art method results in an inefficient acquisition of carbon dioxide from air.
더욱이, 공기로부터 이산화탄소를 분리하기 위한 세정기(scrubber) 설계가 이미 존재하는 반면, 일반적으로 이러한 설계는 전형적으로 다른 가스로부터 모든 소량의 불순물을 제거하는 목표를 가진 패키지 형태의 배드 타입(bed type)의 실시로 제한된다. 미국 특허번호 제4,047,894호에 기재된 그러한 장치의 하나는, 폴리비닐클로라이드(PVC)로 구성된 다공성 소결(sintered) 판(plate) 또는 하우징(housing) 내에 서로에 대하여 이격되어 조립된 탄소 폼(carbon foam)을 포함하는 흡수 요소를 포함한다. 판이 하우징 내에서 조립되기 전에, 수산화칼륨이 다공성 판에 주입된다. 그러한 장치는 공기로부터 이산화탄소를 분리하기 위하여 사용되는 흡수 물질이 장치 하우징의 분해 없이는 채워질 수 없다는 단점을 가진다. Moreover, while there is already a scrubber design for separating carbon dioxide from the air, this design is typically a bed type of package type with the goal of removing all small amounts of impurities from other gases. Limited to implementation. One such device described in US Pat. No. 4,047,894 is a carbon foam assembled spaced apart from each other in a porous sintered plate or housing made of polyvinyl chloride (PVC). It includes an absorbent element comprising a. Before the plate is assembled in the housing, potassium hydroxide is injected into the porous plate. Such devices have the disadvantage that the absorbent material used to separate carbon dioxide from the air cannot be filled without disassembly of the device housing.
다른 특징에 있어, 본 발명은 일반적으로 용제에 결합된 이산화탄소(CO2)를 분리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 공기로부터 획득된 이산화탄소를 포함하는 수산화물 용제(또는 이산화탄소를 수집하는데 사용되는 다른 알칼리 흡수제)를 처리하는 것과 관련하여 특별히 유용성을 가지고, 비록 다른 유용성이 고려될지라도 그러한 유용성과 관련하여 기술될 것이다. In another aspect, the present invention generally relates to a method and apparatus for separating carbon dioxide (CO 2 ) bound to a solvent. The present invention is particularly useful in the context of treating hydroxide solvents (or other alkali absorbers used to collect carbon dioxide), including carbon dioxide obtained from air, and although other utilities are contemplated, Will be.
공기로부터 이산화탄소를 수집하는 공정은 전형적으로 공기로부터 물리적으로 또는 화학적으로 이산화탄소를 결합시키는 용제에 의존한다. 실제 이산화탄소 용제의 클래스는, 예를 들어, 수산화나트륨 및 수산화칼륨과 같은 강한 알칼리 수산화물 용액을 포함한다. 예를 들어 탄산염과 같은 0.1 몰 농도(molarity)를 초과하는 수산화물 용액은 이산화탄소가 결합되어 있는 공기로부터 이산화탄소를 용이하게 제거할 수 있다. 더 높은 수산화물 농도가 바람직하고, 효과적인 공기 수축기(contractor)는 1 몰을 초과하는 수산화물 용액을 사용할 것이다. 수산화나트륨은 특히 편리한 선택이지만, 유기 아민과 같은 다른 용제가 사용될 수 있다. 그럼에도 불구하고 흡수제의 다른 선택은 탄산나트륨 또는 탄산칼륨 염수(brines)와 같은 더 약한 알칼리 염수를 포함한다. 아래에서 개시되는 내용은 적어도 부분적으로 이온성 탄산염 또는 중탄산염 형태로 이산화탄소를 저장하는 모든 용제에 적용된다. The process of collecting carbon dioxide from air typically depends on a solvent that binds carbon dioxide physically or chemically from the air. Real carbon dioxide Classes of solvents include strong alkali hydroxide solutions such as, for example, sodium hydroxide and potassium hydroxide. For example, hydroxide solutions that exceed 0.1 molarity, such as carbonates, can readily remove carbon dioxide from the air to which carbon dioxide is bound. Higher hydroxide concentrations are preferred, and an effective air contractor will use more than 1 mole of hydroxide solution. Sodium hydroxide is a particularly convenient choice, but other solvents can be used, such as organic amines. Nonetheless, other choices of absorbents include weaker alkaline saline such as sodium carbonate or potassium carbonate brines. The disclosure below applies to all solvents storing carbon dioxide at least partially in the form of ionic carbonates or bicarbonates.
이산화탄소용으로 공기를 수축시키는 것을 목적으로 하는 공기 수축기의 설계는 다른 특허 및 문헌[1,2,3]에서 취급된다. 본 발명의 이러한 특징은 흡수제의 회수와 관련되고, 여기에서 이산화탄소 유지 흡수제(laden sorbent)는 회수되고 이산화탄소는 용액으로부터 분리된다. 본 발명에서 수산화물 용액을 보충하고 분리되고, 몇 가지 경우로 가압된 스트림 내에서 이산화탄소를 수집하기 위하여 공기 획득 유닛(air capture unit)과 결합될 수 있는 일련의 전기 화학적 공정들이 개시된다. The design of air constrictors aimed at constricting air for carbon dioxide is dealt with in other patents and in literature [1, 2, 3]. This feature of the invention relates to the recovery of the absorbent, wherein carbon dioxide The laden sorbent is recovered and carbon dioxide is separated from the solution. The present invention discloses a series of electrochemical processes that can be combined with an air capture unit to replenish and separate a hydroxide solution and in some cases collect carbon dioxide in a pressurized stream.
모든 공정들은 전기 화학적 수단에 의하여 탄산염 또는 다른 염으로부터 수산화나트륨을 분리시킨다는 점에서 공통성을 가진다. 단지 한 쌍의 전극만을 포함하는 몇 가지 전해 공정들이 존재하지만, 대부분의 공정들은 양극성(bipolar) 막(membranes) 및/또는 적어도 한 가지 형태의 양이온성(cationic) 또는 음이온성(anionic) 막을 사용하는 분리 계획을 포함한다. 추가로 몇몇 공정은 기체 상태의 이산화탄소의 방출에 이르도록 하는 공지의 소성(calcination) 및/또는 산 염기(acid base) 반응을 포함한다. 몇 가지 그와 같은 공정들이 본 발명에서 청구되고 아래에서 기술되는 것처럼 7개의 특징을 가진 클래스로 그룹이 만들어진다. All processes have commonalities in that sodium hydroxide is separated from carbonates or other salts by electrochemical means. There are several electrolytic processes involving only a pair of electrodes, but most processes use bipolar membranes and / or at least one type of cationic or anionic membrane. Include a separation plan. In addition, some processes involve known calcination and / or acid base reactions leading to the release of carbon dioxide in the gaseous state. Several such processes are grouped into classes with seven features as claimed in the present invention and described below.
따라서, 본 발명의 목적은 공기로부터 이산화탄소의 획득을 위한 공정 설계를 향상시키고 능률적으로 만드는 것이고, 이것은 탄소가 한정된 세상에서 탄화수소의 사용을 허용하는 중요한 도구가 된다. 많은 이 같은 공정들이 또한 수산화물 용제 내에 결합된 이산화탄소가 용제로부터 완전하게 또는 부분적으로 제거가 되어야 하는 다른 적용에 유용성을 가지는 것이 발견될 수 있을 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to improve and streamline the process design for the acquisition of carbon dioxide from air, which is an important tool that allows the use of hydrocarbons in a carbon-limited world. Many such processes may also be found useful in other applications where carbon dioxide bound in the hydroxide solvent must be completely or partially removed from the solvent.
이 분야에서의 단점들이 설명되어, 본 발명에 의하여 포함되는 이산화탄소 분리 막 및 이의 사용 방법에 의하여 극복된다. Disadvantages in this field have been described and overcome by the carbon dioxide separation membrane and method of use thereof encompassed by the present invention.
공기로부터 이산화탄소를 분리시키는 목적은 예를 들어 차량 또는 전력 발전소의 작동으로부터 발생하는 이산화탄소 방출이 균형을 이루도록 하는 것이다. 본 발명에 의하여 치유될 수 있는 대부분의 명백한 이산화탄소의 방출의 공급원은 방출 시점에서 이산화탄소를 획득하는 것이 어렵거나 또는 불가능한 것일 수 있는 반면, 본 발명은 그러한 공급원에 제한되는 것이 아니라 임의의 다른 공급원 역시 보완될 수 있다. 만약 장래의 어떤 시점에 공기 중에 인위 개변의(anthropogenic) 이산화탄소 양이 너무 높다고 간주한다면, 실제로 이산화탄소 완화의 이러한 접근은 대기 중의 이산화탄소의 농도를 낮추기 위하여 사용될 수 있다. The purpose of separating carbon dioxide from air is to balance the carbon dioxide emissions from, for example, the operation of a vehicle or a power plant. While the most obvious source of release of carbon dioxide that can be cured by the present invention may be difficult or impossible to obtain carbon dioxide at the time of release, the present invention is not limited to such a source but complements any other source as well. Can be. If at some point in the future it is considered that the amount of anthropogenic carbon dioxide in the air is too high, this approach of carbon dioxide mitigation can actually be used to lower the concentration of carbon dioxide in the atmosphere.
본 발명의 목적은 대기의 전체적인 이산화탄소 공급을 조절하는 목적을 위하여 공기로부터 이산화탄소를 획득하는 것이지만, 낮은 농도의 이산화탄소를 가진 가스로부터 이산화탄소 획득을 위한 이유가 다른 경우라 할지라도 이러한 개념이 동일하게 적용될 것이다. 예시적인 실시예는 식품 산업 또는 오일 산업에서 이산화탄소의 판매의 목적을 위한 획득, 실내 공기, 터널 또는 다른 밀폐된 환경에서 발생될 수 있으며, 희석(dilute) 스트림으로부터 이산화탄소 또는 다른 산성 가스의 획득을 포함한다. It is an object of the present invention to obtain carbon dioxide from the air for the purpose of controlling the overall carbon dioxide supply of the atmosphere, but this concept is equally applicable even if the reason for obtaining carbon dioxide from a gas having a low concentration of carbon dioxide is different. . Exemplary embodiments may occur for the purpose of the sale of carbon dioxide in the food industry or the oil industry, may occur in indoor air, tunnels or other enclosed environments, and include the acquisition of carbon dioxide or other acid gases from a dilute stream. do.
하나의 특징에 있어서 본 발명은, 공기 세정기 장치, 세정기 내에서 이용된 용제로부터 이산화탄소를 회수하는 방법, 및 상기 장치를 활용하는 상업 방법 및 이산화탄소를 제거하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 공기 세정기는 최소 공기 압력 강하(drop)에서 작동하고 공기 세정기를 통하여 흐르고 있는 공기로부터 이산화탄소의 큰 부분을 제거하는데 효과적이다. 본 발명의 경우 아래에서 명확하게 되는 이유로 인하여 라멜라(lamella) 설계의 세정기 설계에 대하여 기술한다. 라멜라 설계를 기초로 한 공기 세정기 유닛은 특별한 설계에 적합하도록 변형될 수 있는, 공기를 깔때기 형태로 흐르도록(funneling) 하기 위한 대형 상부 구조물(superstructure) 내에 있는 모듈이 될 수 있다. 공기는 자연적인 바람, 열 대류(thermal convection) 또는 팬에 의하여 추진될 수 있다. In one aspect, the present invention relates to an air scrubber apparatus, a method for recovering carbon dioxide from a solvent used in the scrubber, a commercial method utilizing the apparatus, and a method for removing carbon dioxide. The air scrubber according to the present invention is effective at removing a large portion of carbon dioxide from the air flowing through the air scrubber and operating at the minimum air pressure drop. In the case of the present invention, a scrubber design of a lamella design is described for reasons that will become clear below. An air scrubber unit based on a lamella design can be a module within a large superstructure for funneling air into the air, which can be modified to suit a particular design. The air can be propelled by natural wind, thermal convection or a fan.
본 발명의 또 다른 특징에 있어서, 세정기 내에서 획득된 이산화탄소를 회수하기 위한 방법 및 장치가 제안된다. 거의 모든 공기 획득 설계에 있어, 공기로부터 이산화탄소 획득의 전체적인 공정은 용제 또는 흡수제 내부로 이산화탄소를 결합시킴으로써 공기로부터 이산화탄소를 제거하는 공기 수축기를 필요로 한다. 이후 소비된 흡수제는 바람직하게는 농축된, 가압된 스트림 내에서 전체 또는 일부의 이산화탄소를 회수하도록 처리된다. 회수된 용제는 이산화탄소 수집기로 재순환된다. In another aspect of the present invention, a method and apparatus for recovering carbon dioxide obtained in a scrubber are proposed. In almost all air acquisition designs, the overall process of obtaining carbon dioxide from air requires an air shrinker that removes carbon dioxide from the air by incorporating carbon dioxide into the solvent or absorbent. The absorbent consumed is then preferably treated to recover all or part of the carbon dioxide in the concentrated, pressurized stream. The recovered solvent is recycled to the carbon dioxide collector.
본 발명은 염기(base)로부터 산을 분리할 수 있는 전기 화학적 공정 수단에 의하여 수산화물 기초 흡수제를 회수하기 위한 몇 가지 공정을 설계한다. 그와 같은 공정들은 다양한 산(acids)을 위하여 존재하고 예시된다. 본 명세서에서 이러한 공정들이 취해지고, 기능적이고 효과적인 이산화탄소 회수 유닛을 만들기 위한 그와 같은 방법으로 그와 같은 공정들을 결합한다. The present invention designs several processes for recovering hydroxide based absorbents by electrochemical process means capable of separating acids from bases. Such processes exist and are exemplified for various acids. These processes are taken herein and combine such processes in such a way to make a functional and effective carbon dioxide recovery unit.
또한 본 발명은 본 명세서에서 고려된 응용에 구체적으로 적용되는 몇 가지 새로운 유닛 고정의 설계와 관련된다. The invention also relates to the design of several new unit fixings that are specifically applied to the applications contemplated herein.
이러한 본 발명의 이점이 몇 가지 있다: 첫째, 공정은 탄산염 이온을 이후 이산화탄소를 유리(free)하기 위해 가소되는(calcined) 탄산칼슘으로 변환하는 중간단계를 피함으로써 공기로부터 이산화탄소 획득의 전체적인 흐름 시트(sheet)를 상당히 합리적으로 만든다. 그러한 변환 공정의 질량 취급은 복잡하다. 둘째, 보다 직접적인 전기 화학적 공정은 전체적인 에너지 소비를 감소시키는 방법을 또한 제공한다. 셋째, 종래의 탄산칼슘 추진 회수 유닛에서 요구될 수 있는 것과 같은 고체 물질 스트림을 취급하기 위해 복잡한, 이동성을 가지는 장치에 대한 필요성을 상당히 감소시킨다. There are several advantages of this invention: Firstly, the process avoids the intermediate step of converting carbonate ions into calcium carbonate that is then calcined to free carbon dioxide, thereby avoiding the overall flow sheet of carbon dioxide acquisition from air. make the sheet reasonably reasonable. Mass handling of such conversion processes is complex. Second, more direct electrochemical processes also provide a way to reduce the overall energy consumption. Third, it significantly reduces the need for a complex, mobile device for handling solid material streams such as may be required in conventional calcium carbonate propulsion recovery units.
마지막으로, 본 발명에서 이러한 형태의 구현이 또한 공기 추출과는 다른 공정으로부터 발생하는 탄산염 및 수산화물 용액을 분리시킬 필요가 있는 시스템에서 사용될 수 있다는 점이 주목된다. Finally, it is noted that implementations of this type in the present invention can also be used in systems that need to separate carbonate and hydroxide solutions resulting from processes other than air extraction.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 동일한 도면 부호는 동일한 장치를 나타내는 첨부된 도면과 관련된 아래의 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. Additional features and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description of the invention taken in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference characters designate the same devices.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따라 만들어진 공기 세정기 유닛의 사시도를 도시한 것이다. 1 shows a perspective view of an air cleaner unit made in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 공기 세정기 유닛의 평면도를 도시한 것이다.FIG. 2 shows a plan view of the air cleaner unit of FIG. 1.
도 3은 도 l의 공기 세정기 유닛의 공기 입구의 정면도를 도시한 것이다. 3 shows a front view of the air inlet of the air cleaner unit of FIG.
도 4는 도 1의 공기 세정기 유닛의 측면 입면도를 도시한 것이다. 4 shows a side elevation view of the air cleaner unit of FIG. 1.
도 5는 본 발명의 또 다른 특징에 따른 탄산염 및 수산화물 용액을 분리하기 위한 장치의 개략도를 도시한 것이다. 5 shows a schematic diagram of an apparatus for separating carbonate and hydroxide solutions according to another feature of the invention.
도 6 내지 도 13은 본 발명에 따른 탄산염 및 수산화물 용액을 분리하기 위한 다양한 처리 흐름도 및 처리 시스템을 도시한 것이다. 6-13 illustrate various processing flow diagrams and processing systems for separating carbonate and hydroxide solutions in accordance with the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 한 가지 특징에 따른 공기 세정기 유닛은 낮은 압력-기울기에 의하여 유지되는 공기 흐름으로부터 이산화탄소를 제거한다. 공기 세정기 유닛은 얇은 공기 공간을 결합시키는 하향 흐름 흡수제(downward flowing sorbent)에 덮인 두 개의 시트 또한 판(5)안 라멜라를 가지는 바람 수집기(10) 및 액체 집수공(sump)(12)으로 구성된다. 비록 라멜라는 다른 수단에 의하여 공간을 두고 지지 될 수 있지만, 라멜라를 형성하는 2개의 시트는 바람직하게는 견고한 프레임(1)에 의해 지지된 관통-로드(thru-rod)에 있는 시트들 사이에 끈으로 결합 된(laced) 스페이서(spacer)(4)에 의해 분리된다. 1 to 4, an air scrubber unit in accordance with one aspect of the present invention removes carbon dioxide from an air stream maintained by a low pressure-tilt. The air scrubber unit consists of a
일반적으로, 흡수 물질은 라멜라 시트 아래로 흐르는 한편, 공기 흐름은 시트들 사이의 얇은 공기 공간 사이를 통과한다. 공기와 흡수 물질의 접촉은 이산화탄소를 제거하는 화학적 반응을 발생시킨다. 그러나, 공기 세정기 유닛은 또한 공기 내에 존재하는 다른 가스를 획득할 수 있다. In general, the absorbent material flows down the lamellae sheet, while the air flow passes between the thin air spaces between the sheets. The contact of air with absorbent materials generates a chemical reaction that removes carbon dioxide. However, the air scrubber unit can also obtain other gases present in the air.
흡수제는, 예를 들어 헤더(6)로부터 공급된 주름 튜브(corrugated tubing)(3)으로부터, 예를 들어 스프레이 노즐 또는 액체 분출과 같은 이 분야 접근 방식으로 확립된 상태에 따라 라멜라 시트에 적용된다. 또한, 설계는 상부 근처 수직 표면을 젖게 하고(wet) 중력이 전체 영역이 덮일 때까지 표면 위로 유체가 흐르도록 만들 수 있다. 대안으로, 표면은 집수공을 통하여 회전하는 과정에서 젖는 평편한 디스크와 같은 모양이 될 수 있다. 운동은 이러한 표면을 따라 흐르는 액체를 교란시킬 수 있다. The absorbent is applied to the lamella sheet, for example from a
라멜라를 가로질러 공기 흐름을 이동시키기 위한 전형적인 압력 기울기는, 예를 들어, 바람 또는 열 경사와 같은 자연적인 공기 흐름에 의하여 형성될 수 있는 것이다. 유닛에 걸친 압력 강하는 거의 0(zero) 내지 수백 파스칼의 범위이고, 바람직한 범위는 1 내지 30 파스칼이고 최적 범위는 3 내지 20 파스칼이 될 것이다. 그러나 공기 및 대류(convection)를 유도하기 위해 배관이 있는 또는 배관이 없는 팬이 또한 공기 흐름을 이동시키기 위하여 사용될 수 있다. Typical pressure gradients for moving the air flow across the lamellas are those that can be formed by natural air flow such as, for example, wind or heat gradients. The pressure drop across the unit ranges from almost zero to hundreds of Pascals, with a preferred range of 1 to 30 Pascals and an optimal range of 3 to 20 Pascals. However, a piped or pipeless fan can also be used to move the air flow to induce air and convection.
라멜라(Lamellae LamellaLamella ))
바람 수집기의 목적은 공기 흐름이 세정기 또는 바람 수집기의 흡수제로 덮인 표면과 긴밀하게 접촉하도록 하는 것이다. 바람 수집기의 기본 유닛은 흡수제로 덮인 두 개의 시트에 의하여 결합된 얇은 공기 공간이 되는 단일 라멜라가 된다. 가장 간단한 설계의 경우 시트는 평편하지만, 시트 위쪽으로 통과하는 공기가 직선으로 이동할 수 있을 만큼 길게 시트들이 곡선형으로 되는 것, 즉 시트가 바람 흐름에 수직이 되는 방향으로 곡선형이 되는 것이 가능하다. 각각의 공기 세정기는 라멜라의 시트 위에서 흡수제를 교란시키고 소비된 흡수재를 재-획득하기 위한 수단을 포함한다. The purpose of the wind collector is to ensure that the air flow is in intimate contact with the scrubber or surface covered with the absorber of the wind collector. The basic unit of the wind collector is a single lamella that becomes a thin air space joined by two sheets covered with absorbent. In the simplest design, the sheet is flat, but it is possible that the sheets are curved long enough that the air passing over the sheet can move in a straight line, ie the sheet is curved in a direction perpendicular to the wind flow. . Each air cleaner includes means for disturbing the absorbent on the sheet of lamellae and re-acquiring the absorbent material consumed.
아래에 제시된 것은 바람 챔버 라멜라를 위한 예시적인 실시예의 리스트이다:Presented below is a list of exemplary embodiments for the wind chamber lamellae:
1) 서로 평행으로 정렬된 평편한 직사각형 시트 또는 판. 1) Flat rectangular sheets or plates aligned parallel to each other.
2) 공기 흐름의 방향으로 일직선을 이루는 평면을 가지고, 서로 평행으로 정렬된 주름진 시트. 2) corrugated sheets having planes that are straight in the direction of air flow and aligned parallel to each other.
3) 회전축에 대하여 직각으로 흐르는 공기와 함께 중심축 주위로 회전하는 편평한 디스크. 흡수제는 회전 운동의 바닥 근처에 있는 유체 내부에 담기는(dipping) 휠(wheel)에 의하여 적용될 수 있다. 지속적인(standing) 흡수제는 단지 디스크의 외부 림(rim)만을 덮거나 또는 축에 대하여 모든 방향에 도달할 수 있다. 대안으로, 흡수제는 축 근처를 적시고 중력 및 회전 운동으로 인해 디스크 주위로 흐르는 액체에 의하여 림(rim)에 주입될 수 있다. 3) A flat disc that rotates around its central axis with air flowing at right angles to the axis of rotation. The absorbent may be applied by a wheel dipping into the fluid near the bottom of the rotary motion. A standing absorbent can only cover the outer rim of the disk or can reach all directions about the axis. Alternatively, the absorbent may be injected into the rim by the liquid flowing around the disc due to gravity and rotational movements that wet the axis.
4) 공기가 튜브 축을 따라 주입될 수 있는 동심원을 가지는 튜브들 또는 그 와 유사한 형상. 그와 같은 튜브들은 상부 림에서 개시되는 적심(wetting)을 가지는 또는 하나의 끝 및 하나의 지점에서 유입하여 튜브의 느린 회전 운동을 통하여 교란되는 거의 수평방향의 흡수제를 가지는 대조-흐름 설계를 위하여 수직으로 정렬될 수 있다. 4) Concentric tubes or similar shapes in which air can be injected along the tube axis. Such tubes are vertical for contrast-flow designs with wetting initiated at the upper rim or with nearly horizontal absorbents entering at one end and at one point and disturbing through the slow rotational movement of the tube. Can be arranged.
라멜라를 가로지르는 공기 흐름은 자연적인 바람 흐름이 되거나, 또는 예를 들어 처리된 열 상승 기류를 통과하는 다른 수단에 의하여 얻어질 수 있다. 그러나 높은 바람 속도는 더욱 큰 속도가 더 큰 비율의 에너지 분산에 도달함에 따라 역-생산성을 가져올 수 있다. 느린 공기 흐름 속도는 라멜라 위에서 흡수제와 접촉시간을 최대로 만드는 반면, 시스템에 있는 운동 에너지의 손실을 최소로 만든다. 이로 인하여, 세정기 유닛을 통한 공기 흐름 속도는 실질적인 정체 상태 내지 초속 수십 미터의 범위가 될 수 있다. 바람직한 범위는 0.5 내지 15 m/s이고, 바람 추진 시스템을 위한 최적 범위는 1 내지 6 m/s이다. The air flow across the lamellae may be a natural wind flow or may be obtained, for example, by other means passing through the treated heat rise airflow. High wind speeds, however, can lead to back-productivity as larger speeds reach greater proportions of energy dissipation. Slow airflow rates maximize the contact time with the absorbent on the lamella, while minimizing the loss of kinetic energy in the system. Due to this, the air flow rate through the scrubber unit can range from a substantially stationary state to several tens of meters per second. The preferred range is 0.5 to 15 m / s and the optimum range for wind propulsion systems is 1 to 6 m / s.
실질적으로, 바람 수집기를 통과하는 공기 흐름의 흐름 속도는 전형적인 바람 속도의 실질적인 부분이 될 필요가 있다. 더 좋은 기하학적 형태의 선택은 다소간 흐름 속도를 감소시키지만, 이러한 향상은 두 개의 차수 크기가 아닌 인자(factor)가 될 것이다. In practice, the flow rate of air flow through the wind collector needs to be a substantial part of the typical wind speed. The choice of better geometry will somewhat reduce the flow rate, but this improvement will be a factor rather than two orders of magnitude.
본 발명에 예시적인 실시 형태에 있어, 2 m/s의 공기 흐름 속력이 가정되지만, 공기 흐름 속력은 0.5 m/s 내지 약 4 m/s의 범위가 될 수 있다. 2 m/s의 정상적인 흐름 속도에서, 단위 공기 영역 당 이산화탄소의 유동(flux)은 30 mmol/㎥/s가 된다. 수산화나트륨 내의 유동은 수산화물 표면의 약 0.06 mmol/㎡/s로 제한되 고 공기 측면 수송 계수가 약 2 내지 4 mm를 초과하는 경계 층 두께에 대하여 우월하다. In an exemplary embodiment of the present invention, an air flow speed of 2 m / s is assumed, but the air flow speed may range from 0.5 m / s to about 4 m / s. At a normal flow rate of 2 m / s, the flux of carbon dioxide per unit air region is 30 mmol /
이러한 실시 형태에 있어, 획득 시스템은 가능한 작고(compact), 크기 제한 요소는 장치의 기하학적 형태를 결정한다. 편평한 흡수 시트를 약 0.5 cm 정도 분리시켜 위치시키는 것은 입방미터 내로 약 500 ㎡의 시트 표면 영역을 제공한다. 실질적인 길이는 시트의 한정된 두께를 위한 허용치에 더하여 약 1.2 m이 된다. 만약 시트가 접혀지거나 또는 튜브 형태로 만들어진다면 약간 더 큰 시트 표면을 얻는 것이 가능하다. 그러나 액체 흡수제는 바람 수집기의 상부로부터 바닥으로 흐르기 때문에, 중단점들(breaks) 또는 접힘(folds)를 가지는 시트는 시스템에 교란을 추가하여 공기 흐름을 변형시키고 경계 층 두께를 감소시키므로, 편평한 수직 시트가 자연스런 선택이 된다. 편평한 판들이 이미 최적 경계 층 두께에서 작동하기 때문에, 그와 같은 교란은 이산화탄소 흡수 실행을 향상시키지는 않지만, 교란은 장치 내에서 분산되는 에너지를 증가시킬 것이다. In this embodiment, the acquisition system is as compact as possible, and the size limiting element determines the geometry of the device. Positioning the flat absorbent sheet about 0.5 cm apart provides a sheet surface area of about 500
그러나 구조적인 이유로 인하여 1 미터보다 큰 깊이를 가진 바람 수집기 설계를 가지는 매우 큰 시스템이 마찬가지로 고려된다. 그러한 장치는 여전히 전방 입구의 평방미터 당 500 ㎡의 시트 표면에 대하여 최적이다. 이러한 실시 형태에 있어, 판들 사이의 자연적인 이격(spacing)은 최적 경계 층 두께를 초과하지 않고, 이로 인하여 교란을 발생시키는 형상의 도입이 요구될 수 있다. 교란은 2 내지 4 ㎜의 바람직한 값으로 경계 층 두께를 되돌리도록 만든다. 예를 들어, 20 m 깊이 필터 시스템은 입방미터 당 약 25 ㎡의 패키징을 요구할 것이다. 시트들에 대한 전 형적인 이격 거리는 약 8 ㎝가 되고, 최적 경계층을 위하여 너무 큰 값이 될 것이다. 센티미터 규모의 회오리(eddies)를 발생시키는 것은 경계층 두께를 효과적으로 감소시키고 이로 인하여 필요한 공기 측면 이산화탄소 유동(flux)을 제공할 것이다. However, for structural reasons very large systems with wind collector designs with depths greater than 1 meter are likewise considered. Such a device is still optimal for a sheet surface of 500
시트 또는 판과 0.6 ㎝ 떨어진 1 m 깊이 유닛을 통과하는 흐름은 얇은 판(laminar)을 상대적으로 높은 흐름 속도로 상향시킬 것이다. 만약 레이놀즈 수(Reynolds number)가 Flow through the 1 m depth unit 0.6 cm away from the sheet or plate will raise the laminar to a relatively high flow rate. If the Reynolds number is
Re = (ρdv)/η (1)Re = (ρdv) / η (1)
로 정의된다면, 얇은 층 영역은 약 1400의 범위가 된다. 달리 말하면, 0.6 cm 이격되어 위치하는 판들을 위하여, 흐름은 약 4 m/s에 이르는 얇은 층(라미나)으로 유지된다. 아래에서, 그와 같이 판들의 적층(stack)에서 공기 흐름에 대한 저항이 계산되었다. If defined as thin layer area is in the range of about 1400. In other words, for plates located 0.6 cm apart, the flow is maintained in a thin layer (lamina) of up to about 4 m / s. In the following, the resistance to air flow in the stack of plates is thus calculated.
단위 길이 당 압력 강하는 아래의 식으로 주어진다:The pressure drop per unit length is given by:
∂P/∂x (2) ∂P / ∂x (2)
만약 두 개의 측벽에 수직을 이루는 평면을 가로지르는 압력이 일정하다고 가정한다면, 너비 △y, 높이 h, 및 깊이 △x의 공기 덩이(parcel)에 작용하는 힘은 문헌에 따라 아래와 같은 식으로 주어진다:If the pressure across the plane perpendicular to the two sidewalls is constant, the force acting on the air parcel of width Δy, height h, and depth Δx is given by the following equation:
△yh(∂P/∂x)△x = -η{(∂2v/∂y2)△y}h△x (3)Δyh (∂P / ∂x) △ x = -η {(∂ 2 v / ∂y 2 ) △ y} h △ x (3)
또는 or
(∂2v/∂y2) = -1/η(∂P/∂x) (4)(∂ 2 v / ∂y 2 ) = -1 / η (∂P / ∂x) (4)
또는 or
v(y) = (1/2η)(∂P/∂x)y2 +C1y + C2 . (5) v (y) = (1 / 2η) (∂P / ∂x) y 2 + C 1 y + C 2 . (5)
두 개의 적분 상수는 두 개의 경계 조건에 따른다. The two integration constants follow two boundary conditions.
즉, v(0) = v(d) = 0 . (6) That is, v (0) = v (d) = 0. (6)
위에서 얻은 것으로부터, From the above,
v(y) = (1/2η)(∂P/∂x)y(d-y). (7) v (y) = (1 / 2η) (∂P / ∂x) y (d-y). (7)
그러므로 판들 사이의 피크(peak) 속도는 아래와 같다:Therefore, the peak velocity between the plates is:
vmax = (d2/8η)(△P/L) . (8) v max = (d 2 / 8η) (ΔP / L). (8)
상기에서 L은 판의 길이, P는 판 길이 사이의 압력 강하를 나타낸다. 평균 흐름 속도는 아래와 같은 식으로 나타난다:Where L is the length of the plate and P is the pressure drop between the plate lengths. The average flow rate is given by:
이하, v(평균)은 이다.Or less, v (average) to be.
v(평균)=(1/d)(∫v(y)dy)=(d2/12η)(△P/L)(∫는 0에서 d까지 정적분) (9) v (average) = (1 / d) (∫v (y) dy) = (d 2 / 12η) (△ P / L) (∫ is the static fraction from 0 to d) (9)
또는 or
△P = (12ηL)/(d2)v(평균) (10)ΔP = (12ηL) / (d 2 ) v (average) (10)
또는 or
L = (△Pd2)/(12ηv(평균)). (11) L = (ΔPd 2 ) / (12ηv (average)). (11)
만약 L이 결정될 필요가 있다면, If L needs to be determined,
(ρv(평균)2)/2 = △P (12) (ρv (average) 2 ) / 2 = ΔP (12)
L = (ρv(평균)d2)/(24η) = (Re/24)d (13)가 되므로 v = 2 m/s, L = 0.2 m가 된다. Since L = (ρv (average) d 2 ) / (24η) = (Re / 24) d (13), v = 2 m / s and L = 0.2 m.
보다 일반적으로, 설계 규칙은, More generally, the design rule is
d/L ~ (24/Re) (14)d / L ~ (24 / Re) (14)
이고, 여기에서 Re는 흐름의 레이놀즈 수가 된다. Where Re is the Reynolds number of the flow.
판들 사이의 흐름은 판들 사이의 거리 변동에 의하여 영향을 받는다. 시스템의 단위 길이 당 질량 흐름은 아래와 같은 식으로 주어진다: The flow between the plates is affected by the distance variation between the plates. The mass flow per unit length of the system is given by:
Q = ρv(평균)d = ρ(d3/12η)(∂P/∂x) (15) Q = ρv (average) d = ρ (d 3 / 12η) (∂P / ∂x) (15)
만약 Q가 상수이고 d가 x의 함수라면, 아래와 같이 주어진다:If Q is a constant and d is a function of x, it is given by:
△P = (12ηQ/ρ){∫dx/d(x)3 (∫은 0에서 L까지 정적분) (16) ΔP = (12ηQ / ρ) {∫dx / d (x) 3 (∫ is static from 0 to L) (16)
간단한 경우, 라멜라의 반(1/2)에서 너비는 d1, 다른 반에서 d2가 된다. 만약 아래와 같은 식을 가정한다면, In the simple case, the width is d 1 in one half of the lamellae and d 2 in the other half. If we assume
d1 + d2 = 2d 그리고 (d2/d1) = α 또는 d1 = (2d)/(1+α) 그리고 d2 = (2d)/(1+1/α) (17)d 1 + d 2 = 2d and (d 2 / d 1 ) = α or d 1 = (2d) / (1 + α) and d 2 = (2d) / (1 + 1 / α) (17)
상기 수학식 (17)에 따라 아래와 같은 값이 얻어진다:According to Equation 17, the following values are obtained:
△P = (12ηL/ρd3)(d3/2)(1/d1 3 + 1/d2 3) = (12ηL/ρd3){(1+α)3 +(1+1/α)3}/16 (18). △ P = (12ηL / ρd 3 ) (
α = 1에 대한 수정 인자(correction factor)는 1이 되지만, α = 2에 대한 수정 인자는 1.89로 증가한다. 공기가 협소한 지점 주위로 흐를 수 있는 충분한 3-차원 시스템에 있어 전체 제한은 실질적으로 더 작아진다. The correction factor for α = 1 becomes 1, but the correction factor for α = 2 increases to 1.89. For a sufficient three-dimensional system where air can flow around a narrow point, the overall limit is substantially smaller.
위에서 유도된 식들은 단지 판들 사이에 전체적으로 발달된(developed) 얇은 층의 흐름에만 적용된다는 것을 유의하여야 한다. 그러나 흐름이 충분히 발달되지 않은 판의 시작 지점이 존재한다. 그러한 영역에서 압력 강하는 분리된 판 위로 드래그(drag)가 되는 것에 의하여 가장 잘 특징지어진다. 경계층 두께가 증가하고 인접 판으로부터 경계층들이 겹쳐지기 시작함에 따라 흐름이 두 개의 판들 사이에서 관찰된 정상 흐름 형태로 발달한다. It should be noted that the equations derived above apply only to the flow of thin layers developed entirely between the plates. However, there is a starting point of the plate where the flow is not sufficiently developed. In such areas the pressure drop is best characterized by dragging onto a separate plate. As the boundary layer thickness increases and boundary layers begin to overlap from adjacent plates, the flow develops into the normal flow pattern observed between the two plates.
무한히 얇은 판의 한쪽 측면에서 단위 너비 당 드래그는 아래와 같은 식으로 주어진다: The drag per unit width on one side of an infinitely thin plate is given by:
Fdrag = Cd(ρ/2)xv2 (19) F drag = C d (ρ / 2) xv 2 (19)
여기에서 x는 판의 시작지점으로부터 거리가 된다. Where x is the distance from the start of the plate.
드래그 계수 Cd는 문헌에 따라 아래와 같은 식으로 주어진다:The drag coefficient C d is given according to the literature as follows:
Cd =1.308Rex -1/2 = 1.308η1/2ρ-1/2v-1/2x-1/2 (20) C d = 1.308Re x -1/2 = 1.308η 1/2 ρ -1/2 v -1/2 x -1/2 (20)
서로 간섭을 발생시키지 않을 만큼 충분히 짧은 일련의 평행 판 사이의 압력 강하는 아래의 식으로 주어진다: The pressure drop between a series of parallel plates short enough to not interfere with each other is given by:
P(0) - P(x) = Cd(ρ/2)xv2(1/d) (21) P (0)-P (x) = C d (ρ / 2) xv 2 (1 / d) (21)
여기에서 d는 무한히 얇은 판 사이의 간격을 나타내고, 또는 압력은 아래와 같은 식으로 주어진다: Where d is the infinitely thin gap between the plates, or the pressure is given by:
P(0) - P(x) = 1.308η1/2ρ1/2v3 /2x1/2d-1 (22) P (0) - P (x ) = 1.308
시작 지점에서 공기 흐름은 시점 지점에 의하여 영향을 받는 경계층들이 점점 작아짐에 따라 서로 다르게 보인다. At the starting point, the airflow looks different as the boundary layers affected by the starting point get smaller.
추가로, 하나의 특수한 설계에 있어, 주변 바람 속도 v0을 가질 수 있다. 라멜라의 앞쪽에서 공기가 정체되고 속도 v로 느려진다. 라멜라를 통과하는 공기를 추진시키기 위한 압력은 아래의 식으로 주어진다: In addition, in one particular design, it may have an ambient wind speed v 0 . In front of the lamellae, the air stagnates and slows down at the speed v. The pressure to propel the air through the lamellae is given by:
(ρ/2)(v0 2-v2) = (12ηLv)/d2 (23)(ρ / 2) (v 0 2 -v 2 ) = (12ηLv) / d 2 (23)
또는 or
(ρ/2)v2 + {(12ηL)/d2}v - (ρ/2)v0 2 = 0 (24) (ρ / 2) v 2 + {(12ηL) / d 2 } v-(ρ / 2) v 0 2 = 0 (24)
v = {v0 2 +(12nL/ρd2)2}1/2 - (12ηL/ρd2) (25) v = (v 0 2 + (12nL / ρd 2 ) 2 } 1 / 2- (12ηL / ρd 2 ) (25)
루트 식에 대한 2개의 해 중, 단지 물리적 해, 즉 값이 양이 되는 것만 선택한다. Of the two solutions to the root equation, choose only the physical solution, that is, the value is positive.
흡수제Absorbent
강한 수산화물 용액 내로 이산화탄소의 흡수율은 활발히 연구되었다. 예시 발명의 공기 세정기는 자연 바람 흐름으로부터 또는 예를 들어 열적으로 유도된 대류와 같은 유사한 추진력에 따르는 흐름으로부터 직접적으로 이산화탄소 또는 다른 가스를 당길 장치이다. The absorption rate of carbon dioxide into the strong hydroxide solution has been actively studied. Exemplary air scrubbers are devices that pull carbon dioxide or other gas directly from natural wind flows or from flows that follow similar propulsion such as, for example, thermally induced convection.
강한 수산화물 용액 내부로 이산화탄소를 흡수하는 것은 용해 공정을 크게 가속화시키는 화학적 반응을 포함한다. 순수한 반응은 아래와 같다: Absorption of carbon dioxide into a strong hydroxide solution involves a chemical reaction that greatly accelerates the dissolution process. The pure reaction is as follows:
CO2(용해) + 2OH- -> CO3 -- + H2O (26) CO 2 (dissolved) + 2OH - -> CO 3 - + H 2 O (26)
이러한 반응이 발생하는 몇 개의 명확한 경로가 존재한다. 높은 pH와 관련성을 가지는 2개의 단계는 아래와 같다: There are several clear ways in which this reaction occurs. The two steps associated with high pH are:
CO2(용해) + OH- -> HCO3 - (27) CO 2 (dissolved) + OH - -> HCO 3 - (27)
아래와 같은 반응이 상기 반응에 후속된다:The following reaction is followed by this reaction:
HCO3 - +OH- -> CO3 -- + H2O (28) HCO 3 - + OH - -> CO 3 - + H 2 O (28)
후자의 반응은 매우 빨리 진행되는 것으로 알려져 있다; 다른 한편으로 처음 반응은 상대적으로 느린 속도가 된다. 반응(2)을 위한 반응 운동 역학은 아래와 같은 식으로 표현된다:The latter reaction is known to proceed very quickly; On the other hand, the initial reaction is relatively slow. The reaction kinetics for the reaction (2) is expressed as:
(d/dt)[CO2] = κ[OH-][CO2] (29) (d / dt) [CO 2 ] = κ [OH -] [CO 2] (29)
그러므로 반응 운동 역학을 기술하는 시상수(time constant)는 아래와 같은 식으로 표시된다: Therefore, the time constant describing the reaction kinetics is expressed as:
τ = 1/(κ[OH-]) (30) τ = 1 / (κ [OH -]) (30)
속도 상수 κ는 20 ℃ 및 무한히 묽은 상태에서 측정되고, 아래와 같은 값을 가진다:The rate constant κ is measured at 20 ° C. and infinitely dilute, with the following values:
κ = 5000 liter mol-1 s-1 = 5 m3 mol-1 s-1 (31)κ = 5000 liter mol -1 s -1 = 5 m 3 mol -1 s -1 (31)
이온 강도 교정(ionic strength correction)은 아래와 같은 식으로 주어진다: Ionic strength correction is given by:
κ = κ∞100.13A (32) κ = κ ∞ 10 0.13 A (32)
가스 내 이산화탄소의 높은 농도에서, 비록 0.14 ms에서 1 몰 용액을 위한 시간 상수가 상당히 작은 값이라고 할지라도, 반응(2)의 속도는 흡수 속도를 제한한다. At high concentrations of carbon dioxide in the gas, the rate of reaction (2) limits the rate of absorption, although the time constant for the 1 molar solution at 0.14 ms is quite small.
예를 들어 당베르트(Dankwert) 또는 오스타리타(Astarita)와 같은 표준 화학 엔지니어링 모델에 따라 상호 경계면을 통과하는 순수한 흐름을 기술하기 위하여 가스-측 흐름 변환 계수 및 액체-측 변환 계수를 결합시키는 표준 모델을 이용하여 가스 성분이 흡수제 내에서 용해되거나 또는 화학적으로 흡수되는 변환 과정이 기술될 수 있다. 전체 유동은 아래와 같은 식으로 주어진다: Standard model that combines gas-side flow coefficients and liquid-side conversion coefficients to describe pure flow through cross-interfaces according to standard chemical engineering models such as Danwert or Astarita, for example. The conversion process in which the gas component is dissolved or chemically absorbed in the absorbent may be described. The total flow is given by:
F = κG(ρ(x=-∞) - ρ(x=0)) = κL(ρ'(x=0) - ρ'(x=∞)) (33) F = κ G (ρ (x = -∞)-ρ (x = 0)) = κ L (ρ '(x = 0)-ρ' (x = ∞)) (33)
상기에서 ρ 및 ρ'는 각각 가스 내 및 용액 내의 이산화탄소의 몰 농도이다. 매개변수 x는 상호 경계면으로부터 거리를 나타낸다. 가스 내부에서 거리는 음의 값으로 산출된다. 경계에서 헨리의 법칙을 적용하여, Ρ and ρ 'are the molar concentrations of carbon dioxide in the gas and in the solution, respectively. The parameter x represents the distance from the mutual boundary. The distance inside the gas is calculated as a negative value. By applying Henry's law at the boundary,
ρ'(0) = KHρ(0) (34)ρ '(0) = K H ρ (0) (34)
이 된다. Becomes
차원 없는 인자로 표시하면, KH = 0.7이 된다[가스 측에서 농도가 부분압으로 측정이 되므로, 일반적으로 헨리 상수는 차원을 가진다. 즉, 파스칼 단위 또는 대기압 단위(atm)로 표시된다. 반면 액체 측 농도는 일반적으로 리터 당 몰로 측정된다. 이로 인하여 전형적인 단위는 liter/mol/atm이다]. Expressed as a dimensionless factor, K H = 0.7 [Hensity constants are generally dimensioned because the concentration is measured at partial pressure on the gas side. That is, it is expressed in pascal units or atmospheric pressure units (atm). The liquid side concentration, on the other hand, is usually measured in moles per liter. Because of this, typical units are liter / mol / atm.
가스 측을 위하여 변환 상수는 아래와 같은 식에 의하여 산출될 수 있다: For the gas side, the conversion constant can be calculated by the following equation:
κG = (DG/Λ) (35)κ G = (D G / Λ) (35)
여기에서 Λ는 상호 경계면의 표면을 형성하는 얇은 층의 서브 층의 두께이다. 이러한 층의 두께는 흐름의 기하학적 형태 및 가스 흐름의 교란에 의존할 것이다. 흐름의 기하학적 형태 및 가스 흐름 내에서 교란이 주어진다고 가정하면, Λ를 위한 최적 선택이 결정되어야 한다. Where Λ is the thickness of the sublayer of the thin layer forming the surface of the mutual interface. The thickness of this layer will depend on the geometry of the flow and the disturbance of the gas flow. Given that the geometry of the flow and the disturbances are given within the gas flow, the optimal choice for Λ should be determined.
유체 패키지를 위하여, 변환 계수를 산출하기 위한 표준 접근 방법은 유체의 표면에서 덩이(parcel)를 위한 잔류 시간 τD를 가정하는 것이다. 이러한 시간은 흡 수제의 흐름 특성으로부터 발생하고, 이것은 표면 근방에서 교란 액체 혼합뿐만 아니라 표면 생성 및 소멸을 포함한다. For fluid packages, the standard approach to calculating the conversion factor is to assume the residence time τ D for parcel at the surface of the fluid. This time arises from the flow characteristics of the absorbent, which includes surface generation and disappearance as well as disturbing liquid mixing in the vicinity of the surface.
λ = (DτD)1/2 (36)λ = (Dτ D ) 1/2 (36)
시간 τD에서 확산은 용해된 이산화탄소를 층의 두께 내부로 혼합할 수 있으므로, 표면으로부터 유동은 아래 식으로 주어진다:At time τ D , diffusion can mix dissolved carbon dioxide into the thickness of the layer, so the flow from the surface is given by:
F = DL(∂ρ'/∂x) (37)F = D L (∂ρ '/ ∂x) (37)
상기에서 DL은 이산화탄소의 확산 상수가 되고 ρ'는 액체 측 이산화탄소의 농도가 된다. 기울기는 표면에서 산출된다. 액체의 변환 계수는 아래 식으로부터 정의된다: D L is the diffusion constant of carbon dioxide and ρ 'is the concentration of carbon dioxide on the liquid side. The slope is calculated at the surface. The conversion coefficient of the liquid is defined from the equation:
F = κL(ρ'(x=0) - ρ'(x=∞)) (38) F = κ L (ρ '(x = 0)-ρ' (x = ∞)) (38)
아래의 식으로 기울기를 근사시키면, If we approximate the slope with the equation
∂ρ/∂x = (ρ'(0) - ρ'(∞))/λ (39) ∂ρ / ∂x = (ρ '(0)-ρ' (∞)) / λ (39)
확산 추진 흡수 공정을 위하여 아래의 식이 도출된다: For the diffusion propulsion absorption process the following equations are derived:
κL = (DL/λ) = (DL/τD)1/2 (40)κ L = (D L / λ) = (D L / τ D ) 1/2 (40)
여기에서 DL은 흡수제에서 이산화탄소의 확산 속도가 된다. Where D L is the diffusion rate of carbon dioxide in the absorbent.
반응 시간 τR << τD가 되는 빠른 화학 반응이 존재하는 경우, 이산화탄소를 흡수하는 층은 이러한 더 빠른 시간에 의하여 특징이 지워지고, 이로 인하여 변환 계수는 아래와 같은 식에 의하여 주어진다:In the presence of a fast chemical reaction with a reaction time τ R << τ D , the layer that absorbs carbon dioxide is characterized by this faster time, so that the conversion factor is given by the following equation:
κL = (DL/τR)1/2 (41)κ L = (D L / τ R ) 1/2 (41)
화학적 반응이 존재하는 경우 이로 인하여 변환 계수는 아래 인자만큼 증가한다:If a chemical reaction is present, this causes the conversion factor to increase by the following factors:
(τD/τR)1/2 (42)(τ D / τ R ) 1/2 (42)
그러나 이와 같은 향상은 흡수제 내 반응물의 공급이 제한되지 않는 경우에만 유지될 수 있다. 수산화물 용액을 중화시키는 이산화탄소의 경우, 경계층에서 수산화물을 소진시키는(deplete) 것이 가능하다. 층 두께 λ는 ρOH -λ의 수산화물 이온의 영역 밀도를 포함하고 소진 속도(rate of depletion)는 2κLρ'CO2가 된다. 이로 인하여 빠른 반응 제한(수학식 41)에 대해 아래의 식이 적용된다: However, this improvement can only be maintained if the supply of reactants in the absorbent is not limited. In the case of carbon dioxide, which neutralizes the hydroxide solution, it is possible to deplete the hydroxide in the boundary layer. The layer thickness is λ ρ OH - including the area density of the hydroxide ions in the λ and exhaust velocity (rate of depletion) is a 2κ L ρ'CO 2. For this reason, the following equation applies for the fast response limit (Equation 41):
(ρOH-/2ρ'CO2)(τR/τD) << 1 (43)(ρ OH- / 2ρ ' CO2 ) (τ R / τ D ) << 1 (43)
본 발명의 경우, In the case of the present invention,
ρOH-τR = 1/κ (44)ρ OH -τ R = 1 / κ (44)
이다.to be.
이로 인하여 조건은 다시 아래 식과 같이 표현될 수 있다:Because of this, the condition can again be expressed as:
2ρ'CO2κτD >> 1 (45) 2ρ ' CO2 κτ D >> 1 (45)
빠른 반응 운동 역학으로부터 순간 반응 역학에 이르기까지 이행을 위한 임 계 시간은 분위기 공기에 대하여 약 10초가 된다. 이행은 용액 내 수산화물 농도에 의존하는 것은 아니다. 그러나 일단 이행이 진행된 후, 흡수 속도는 수산화물 이온이 표면으로 이동하는 속도에 의하여 제한이 된다. 그러므로 빠른 제한보다 더 낮고, 이산화탄소 유동(flux)은 아래 식으로 주어진다:The critical time for transition from fast reaction kinematics to instantaneous reaction kinetics is about 10 seconds for atmospheric air. The transition is not dependent on the hydroxide concentration in the solution. However, once the transition has taken place, the rate of absorption is limited by the rate at which hydroxide ions move to the surface. Therefore, lower than the fast limit, the carbon dioxide flux is given by:
F = (1/2)(DOH-/τD)1/2 ρOH- (46)F = (1/2) (D OH- / τ D ) 1/2 ρ OH- (46)
순간 영역에서 유동은 경계층에서 이산화탄소 농도에 대하여 독립적이다. The flow in the instantaneous region is independent of the carbon dioxide concentration in the boundary layer.
유동은 아래와 같이 식으로 표현될 수 있는 효과 변환 계수로 특징이 지워진다:The flow is characterized by an effect transformation factor that can be expressed as:
F = κeff(ρCO2 - ρ'CO2/KH) (47) F = κ eff (ρ CO2 - ρ 'CO2 / K H) (47)
이러한 조건에서 몰 농도는 먼 곳에 위치하는 가스 및 먼 곳에 위치하는 액체에서 비대칭성을 가진다. 수산화물 용액의 경우, 멀리 떨어진 액체의 농도는 0(zero)이 된다. 그러므로,Under these conditions, the molar concentration is asymmetric in distant gases and distant liquids. In the case of a hydroxide solution, the concentration of the distant liquid is zero. therefore,
F = κeffρCO2 (48)F = κ eff ρ CO2 (48)
이고, ego,
κeff = {1/κG +1/(κLKH)}-1 (49)κ eff = {1 / κ G + 1 / (κ L K H )} -1 (49)
이다. to be.
최적 설계는 가스 측 제한 및 액체 측 제한의 경계에 가깝다. 그러므로 본 발명의 경우 공기 측 경계 두께를 위한 설계 값이 아래 식으로 확립된다:The optimum design is close to the boundary between the gas side restriction and the liquid side restriction. Therefore, for the present invention the design value for the air side boundary thickness is established in the following equation:
Λ ≒ DG/(DL/τR)1/2 (50)Λ ≒ D G / (D L / τ R ) 1/2 (50)
이와 같은 조건은 이산화탄소의 공기 기초 추출을 위하여 약 4 mm가 된다. This condition is about 4 mm for air based extraction of carbon dioxide.
이와 같은 조건들은 다 같이 실용적인 설계를 상당히 제한한다. 1 몰 용액을 위하여, 전체 용액 흐름은 6×10-5 mol m-2 s-1로 측정되고, 이 값은 이론적인 값에 가까운 0.4 cm/s의 효과적인 값이 되는 결과를 가져온다. All of these conditions greatly limit the practical design. For a 1 molar solution, the total solution flow is measured to be 6 × 10 −5 mol m −2 s −1 , which results in an effective value of 0.4 cm / s close to the theoretical value.
이산화탄소를 흡수하는 흡수제의 형태로, 이용될 수 있는 넓고 다양한 선택이 존재한다. 하나의 실시 형태에 있어, 수용성(aqueous) 수산화물 용액이 흡수 물질로 사용된다. 이것은 0.1 몰을 초과하는 최대 가능한 수준(약 20 몰)까지 상승하는 강한 수산화물 용액이 되는 경향을 가진다. In the form of absorbers that absorb carbon dioxide, there are a wide variety of choices available. In one embodiment, an aqueous hydroxide solution is used as the absorbent material. This tends to be a strong hydroxide solution that rises to the maximum possible level (about 20 moles) above 0.1 mole.
흡수제로 사용되는 수산화물은 다양한 양이온이 될 수 있다. 수산화나트륨 및 수산화칼륨은 가장 명확하지만, MEA, DEA와 같은 유기 흡수제를 포함하는 다른 흡수제가 실용 가능성을 가진다. 추가로 수산화물은 정제될 필요가 없어 흡수제의 다양한 성질을 변화시키거나 또는 수정하기 위하여 첨가되는 다른 물질의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 첨가물은 공기로부터 이산화탄소와 함께 수산화물의 반응 운동 역학을 향상시킬 수 있다. 그와 같은 촉매는 액체에 용해된 계면활성제 또는 분자가 될 수 있다. MEA와 같은 유기 화합물의 첨가는 단지 하나의 실시 예에 해당한다. 다른 첨가제는 용액이 흡습성을 높이도록 하는 것에 의하여 물의 손실을 감소시키는 역할을 한다. 여전히 다른 첨가제가 유체의 흐름 또는 흡습 특성을 향상시키거나 또는 수산화물 용액의 부식 효과로부터 표면을 보호하는 것을 돕기 위 하여 사용될 수 있다. 추가로 본 발명에서 사용되는 임의의 흡수제는 라멜라 시트의 표면이 습기를 지니도록 만들어야 한다. 이러한 목적을 위하여 다양한 수단이 이 분야에 공지되어 있다. 이러한 수단은 흡습제 또는 다른 수단에서 친수성을 증가시키는 표면 처리, 흡수제 내 계면활성제 및 다른 수단을 포함한다. The hydroxide used as the absorbent may be various cations. Sodium hydroxide and potassium hydroxide are most obvious, but other absorbents, including organic absorbents such as MEA, DEA, have practical potential. In addition, the hydroxide does not need to be purified and may comprise a mixture of other materials added to change or modify the various properties of the absorbent. For example, additives can enhance the reaction kinetics of hydroxides with carbon dioxide from air. Such catalysts can be surfactants or molecules dissolved in a liquid. The addition of organic compounds such as MEA is just one embodiment. Another additive serves to reduce the loss of water by making the solution more hygroscopic. Still other additives may be used to improve the flow or hygroscopic properties of the fluid or to help protect the surface from the corrosive effects of the hydroxide solution. In addition, any absorbent used in the present invention should make the surface of the lamellar sheet moist. Various means are known in the art for this purpose. Such means include surface treatment, surfactants in the absorbent, and other means that increase hydrophilicity in the absorbent or other means.
본 발명은 아래와 같은 중요한 설계 특징을 포함한다: The present invention includes the following important design features:
1) 라멜라 시트는 크기 시트 분리와 일치하는 크기 규모로 공기 흐름의 방향으로 실질적으로 매끄러운 형태가 된다(그러나 훨씬 미세한 크기로 부수적으로 설계된 구조가 이산화탄소 수송 계수를 향상시키기 위하여 사용될 수 있다). 공기 흐름에 대한 직각 방향이 되는 변이(variations)가 판, 시트 또는 표면의 효과적인 적심(wetting)을 방해하지 않는다면, 이러한 변이는 상대적으로 중요하지 않다. 1) The lamellar sheets become substantially smooth in the direction of the air flow on a size scale consistent with the size sheet separation (but a much finer sized incidental structure can be used to improve the carbon dioxide transport coefficient). Such variations are relatively insignificant unless variations that are orthogonal to the air flow prevent effective wetting of the plate, sheet or surface.
2) 시트는 그들의 굽힘(flexing) 또는 늘어짐(flapping)이 라멜라들 사이의 압력 변이를 현저하게 감소시키지 않도록 충분히 단단하게 또는 견고하게 고정된다. 2) The sheets are secured sufficiently firmly or firmly so that their bending or flapping does not significantly reduce the pressure variation between the lamellas.
3) 표면에 있는 입구를 통과하는 공기 흐름은 라멜라들 사이의 압력 변이에 현저하게 영향을 끼치지 않도록 하기 위하여 제한된다. 3) The air flow through the inlet at the surface is restricted so as not to significantly affect the pressure variation between the lamellas.
4) 라멜라들 사이의 간격은 시스템이 라멜라 흐름을 벗어나서 변환되거나 또는 영역으로부터 적어도 많이 벗어나지 않도록 선택된다. 4) The spacing between lamellae is chosen such that the system does not transform out of the lamellae flow or at least deviate from the region.
5) 멤브레인(membrane) 유닛의 깊이는 유닛의 전방 부분에서 공기의 거의 완전한 소진을 방지할 수 있도록 충분히 짧게 유지된다. 5) The depth of the membrane unit is kept short enough to prevent almost complete exhaustion of air in the front part of the unit.
6) 시트의 양쪽 측면의 이용을 위하여 라멜라는 수직으로 정렬되는 것이 적 절하다. 그러나 그와 같은 설계를 벗어나는 것은 다른 흐름 최적을 위하여 고려될 수 있다. 6) It is appropriate that the lamellas are vertically aligned for the use of both sides of the seat. However, deviations from such a design can be considered for other flow optimizations.
7) 라멜라의 높이는 표면의 함습(wetting) 성질을 최대로 하고 유동 다수 시간(fluid multiple times)을 재생하기 위한 요구를 최소화하도록 선택된다. 7) The height of the lamellae is chosen to maximize the wetting properties of the surface and minimize the need to regenerate fluid multiple times.
이산화탄소 회수 시스템의 건조 블록(Dry block of carbon dioxide recovery system buildingbuilding blocksblocks ))
본 발명의 또 다른 특징에 있어, 아래의 전기 화학적 공정이 본 발명에서, 또는 이산화탄소를 수집하는 임의의 다른 장치에서 개시된 이산화탄소 획득 시스템에서 이용될 수 있다. 이러한 전기화학적 공정들은 모두 염을 그것의 산 및 염기로 분리하는 것에 기초하고, 상기에서 산 및 염기는 양극성 멤브레인(bipolar membranes)을 이용하여 전기 투석에 의하여 용액 내에 유지된다. 실시 예는 수산화나트륨 및 염화나트륨으로부터 염산의 형성 및 수산화나트륨 및 아세트산나트륨으로부터 아세트산의 형성을 포함한다. 산 및 염기의 다른 조합이 또한 문헌, 특허 문헌 및 산업 현장에 제시되어 있다. 본 발명의 내용에서, 약산(weak acid)의 염을 해당 산 및 염기로 분리시키는 유닛뿐만 아니라 이러한 형태의 유닛이 수산화물 및 탄산나트륨 용액을 분리시키기 위하여 사용될 수 있다. In another aspect of the invention, the following electrochemical process may be used in the carbon dioxide acquisition system disclosed in the present invention, or in any other apparatus for collecting carbon dioxide. These electrochemical processes are all based on separating the salts into their acids and bases, where the acids and bases are held in solution by electrodialysis using bipolar membranes. Examples include the formation of hydrochloric acid from sodium hydroxide and sodium chloride and the formation of acetic acid from sodium hydroxide and sodium acetate. Other combinations of acids and bases are also presented in the literature, patent literature and industrial sites. In the context of the present invention, units of this type as well as units for separating salts of weak acids into the corresponding acids and bases can be used to separate the hydroxide and sodium carbonate solutions.
아래에서 본 발명에서 고려된 처리 공정의 기초적인 건조 블록이 되는 다수 개의 처리 단계가 기술된다. In the following, a number of treatment steps are described which become the basic drying blocks of the treatment process considered in the present invention.
1. 수산화물과 탄산나트륨의 혼합물을 전기 화학적으로 수산화나트륨 및 탄산나트륨으로 분리. 이러한 처리 단계를 위하여 본 발명은 기존 건조 블록에 의존하거나 또는 분리를 위한 전기-투석을 사용하는 특수하게 설계된 유닛을 사용할 수 있다. 또한 이러한 기술은 제한되지 않은 예로서 칼륨, 암모니아와 같은 나트륨(sodium)과 다른 양이온, 및 모노에탄올아민(MEA), 디에탄올아민(DEA) 등의 유기 아민의 양이온으로 확장될 수 있다. 모든 경우에 있어 기초 반응은 멤브레인 공정을 통하여 R-OH와 R2CO3의 혼합물을 R-OH 및 RHCO3의 분리 용액으로 분리하는 것이다.1.Isolate a mixture of hydroxide and sodium carbonate electrochemically into sodium hydroxide and sodium carbonate. For this processing step the invention can use specially designed units which rely on existing dry blocks or which use electro-dialysis for separation. This technique can also be extended to include cations of sodium and other cations such as potassium, ammonia, and organic amines such as monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA) as non-limiting examples. In all cases the basic reaction is to separate the mixture of R-OH and R 2 CO 3 into a separate solution of R-OH and RHCO 3 via a membrane process.
2. 금속 중탄산염을 금속 탄산염 및 이산화탄소로 전기 화학적으로 분리. 이러한 공정은 바람직하게 양극성 멤브레인을 포함하는 전기투석을 사용하지만, 다른 전해 공정이 문헌에 개시되어 있고 이용될 수 있다. 2. Electrochemical separation of metal bicarbonate into metal carbonate and carbon dioxide. This process preferably uses electrodialysis comprising a bipolar membrane, but other electrolytic processes are disclosed and can be used in the literature.
3. 금속 중탄산염을 금속 수산화물 및 이산화탄소로 분리. 다시 이러한 공정은 바람직하게 양극성 멤브레인으로 전기 투석에 의존하지만, 또한 이산화탄소를 생산하는 수소 전극 내에서 재사용되는 수소를 생산하는 금속 중탄산염의 전기분해에 의하여 이루어질 수 있다. 3. Separating the metal bicarbonate into metal hydroxides and carbon dioxide. Again this process is preferably dependent on electrodialysis with a bipolar membrane, but can also be achieved by electrolysis of the metal bicarbonate producing hydrogen reused within the hydrogen electrode producing carbon dioxide.
4. 둘 또는 그 이상의 상기 건조 블록(2 및 3 또는 4)을 단일 유닛으로 결합시키는 유닛. 예를 들어, 탄산염과 수산화물의 혼합물을 모든 방법으로 수산화물과 이산화탄소 가스로 만드는 공정. 4. A unit that combines two or more of the drying blocks (2 and 3 or 4) into a single unit. For example, the process of making a mixture of carbonates and hydroxides into hydroxide and carbon dioxide gas in any way.
다음은 전기화학을 포함하지 않는 추가적인 건조 블록이다:The following are additional drying blocks that do not contain electrochemistry:
1. 나트륨과 같은 양이온을 용제로부터 분리하거나 또는 유입되는 용제에서 수산화물을 제거하기 위하여 농도 기울기를 사용하는 멤브레인 공정. 몇 가지 경우에서 이러한 유닛은 용제를 탄산염으로부터 중탄산염으로 부분적으로 변형시킬 수 있다. 1. A membrane process using a concentration gradient to separate cations such as sodium from a solvent or to remove hydroxides from an incoming solvent. In some cases these units can partially transform the solvent from carbonate to bicarbonate.
2. 침전을 이용하여 탄산나트륨과 수산화나트륨의 혼합물로부터 탄산나트륨의 분리하기 위한 온도 요동 공정(temperature swing process). 2. A temperature swing process for the separation of sodium carbonate from a mixture of sodium carbonate and sodium hydroxide using precipitation.
3. 열 또는 압력 요동에 의하여 중탄산염 용액을 탄산염 용액으로 만드는 공정. 이러한 공정은 중탄산염을 형성하기 위하여 탄산나트륨 또는 탄산칼륨과 이산화탄소를 사이의 반응을 위하여 충분히 높은 이산화탄소 압력에서 작동하는 어떤 이산화탄소-세정 시스템에 공지된 방법에 따라 전개된다. 3. Process of making bicarbonate solution to carbonate solution by heat or pressure fluctuations. This process is developed in accordance with methods known in any carbon dioxide-cleaning system operating at a sufficiently high carbon dioxide pressure for the reaction between sodium carbonate or potassium carbonate and carbon dioxide to form bicarbonate.
4. 용액으로부터 중탄산염을 침전시키기 위하여 중탄산염 용액을 취하고 증발 또는 열 요동을 사용하는 공정. 4. A process that takes a bicarbonate solution and uses evaporation or thermal fluctuations to precipitate the bicarbonate from the solution.
5. 중탄산염을 탄산염으로 소성하기 하기 위한 공정. 이러한 공정에서 중탄산나트륨 및 중탄산칼륨이 특별히 관심 부분이 된다. 5. Process for calcining bicarbonate with carbonate. Of particular interest in this process are sodium bicarbonate and potassium bicarbonate.
6. 산을 수산화물-탄산염(hydroxide-carbonate) 혼합물과 혼합하여 혼합물을 중화시키고 이러한 염들의 고체 침전을 형성하기 위한 공정. 공정은 순수한 탄산염에서 또는 탄산염/중탄산염 혼합물을 형성하도록 이동하거나 또는 중탄산염에 이르는 모든 경로를 이동시키는 것 중 어느 하나에서 중지할 수 있다. 6. A process for mixing an acid with a hydroxide-carbonate mixture to neutralize the mixture and to form a solid precipitate of these salts. The process can be stopped either in pure carbonate or in moving to form a carbonate / bicarbonate mixture or in moving all pathways leading to bicarbonate.
7. 중탄산염, 또는 탄산염 또는 수산화물 혼합물로부터 모든 이산화탄소를 추출하기 위하여 산을 사용하는 공정. 이러한 공정은 파이프라인 압력에서 이산화탄소를 이송하기 위하여 상승된 압력에서 실행될 수 있다. 7. A process using an acid to extract all carbon dioxide from a bicarbonate, or carbonate or hydroxide mixture. This process can be performed at elevated pressure to deliver carbon dioxide at pipeline pressure.
전체 공정 계획의 개요Overview of the overall process plan
모든 공정은 본 명세서에서 더 이상 구체적으로 기술되지 않는 유닛 내에서 공기로부터 이산화탄소의 추출을 시작한다. 구체적인 실행은 본 발명의 다른 특징에서 취급되고, 이러한 유닛의 상세한 내용은 이 시점에서 관심의 대상이 되지 않는다. 오히려 이러한 유닛은 완전하게 또는 부분적으로 탄산염으로 변환되지 않은 수산화물 기초 용제를 소비한다는 점을 주목하여야 한다. 용제를 부분적으로 중탄산염으로 변환시키는 것은 가능할 것이다. 후자의 경우 개시 용제로 탄산염의 사용이 또한 고려될 수 있다. 공급 용제는 단지 수산화물과 다른 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 용제는 공정 성능을 향상시키는 어떤 첨가물을 포함할 수 있지만, 특히 선행하는 공정 사이클로부터 발생된 잔여 탄산염을 포함할 수 있다. All processes begin the extraction of carbon dioxide from air in units that are no longer specifically described herein. Specific implementations are addressed in other aspects of the invention, and the details of these units are not of interest at this point. Rather, it should be noted that these units consume hydroxide based solvents which are not completely or partially converted to carbonates. It will be possible to partially convert the solvent to bicarbonate. In the latter case, the use of carbonate as the starting solvent may also be considered. The feed solvent may contain only hydroxides and other compounds. For example, the solvent may include any additives that improve process performance, but may in particular include residual carbonates generated from the preceding process cycle.
본 발명의 이번 영역의 목적은 연속하는 처리 단계에 적합한 압력으로 바람직하게 농축된 스트림으로 용제 및 이산화탄소의 부분 또는 완전한 회수를 재순환시키기 위한 공정 및 방법을 개략적으로 살펴보는 것이다. 명확하게 하기 위하여 아래의 설명에서 특정 수산화물 및 특정 산을 설명할 것이다. 그러나 공정은 이러한 특정 화합물에 제한되지 않으며, 다른 이온성 물질을 포함하도록 일반화될 수 있다는 점을 강조한다. The object of this area of the present invention is to outline the processes and methods for recycling partial or complete recovery of solvent and carbon dioxide into a stream, preferably concentrated at a pressure suitable for subsequent processing steps. For clarity, specific hydroxides and specific acids will be described in the description below. However, it is emphasized that the process is not limited to this particular compound and can be generalized to include other ionic materials.
아래의 실시 예에서 공기 수축기 유닛은 농도가 수산화나트륨의 리터 당 1몰을 초과하는 농도를 가지는 수산화나트륨 용액을 사용한다. 몇몇 잔여 탄산염은 여전히 선행 공정 사이클로부터 용제 내에 존재할 수 있지만, 용제가 공기에 노출되기 때문에 수산화물은 탄산염으로 변환되고 용제의 탄산염의 농도가 추가전인 변환이 요구되지 않을 때까지 증가하기 시작한다. 흡수 공정이 중지하는 여러 가지 이유가 존재한다. 특별히 공정은 수산화물이 소진되거나 또는 탄산염 농도가 포화에 도달함으로 인하여 중지될 수 있다. 대부분의 획득 설계를 위하여 흡수제 내에서 탄산염의 침전은 바람직하지 못할 것이다. 결과물인 탄산염 용액은 이후 추가적인 처리를 위하여 획득 유닛으로 다시 돌아온다. 개념적으로 회수 공정에서 아래와 같은 세 개의 단계가 고려될 수 있다. In the examples below the air constrictor unit uses a sodium hydroxide solution having a concentration in excess of 1 mole per liter of sodium hydroxide. Some residual carbonate may still be present in the solvent from the previous process cycle, but since the solvent is exposed to air, the hydroxide is converted to carbonate and the concentration of the carbonate in the solvent begins to increase until no conversion is required. There are several reasons for the absorption process to stop. In particular, the process may be stopped due to exhaustion of hydroxide or carbonate concentration reaching saturation. For most acquisition designs, precipitation of carbonates in the absorbent will be undesirable. The resulting carbonate solution is then returned back to the acquisition unit for further processing. Conceptually, three steps can be considered in the recovery process:
1. 탄산염으로부터 변환되지 않은 수산화물의 분리; 1. Separation of unconverted hydroxide from carbonates;
2. 탄산나트륨을 수산화나트륨 및 중탄산나트륨으로 분해(산 염기 분해); 및 2. decomposition of sodium carbonate into sodium hydroxide and sodium bicarbonate (acid base decomposition); And
3. 중탄산나트륨을 수산화나트륨 또는 탄산나트륨 및 탄산(carbonic acid)으로 분해. 3. Decompose sodium bicarbonate into sodium hydroxide or sodium carbonate and carbonic acid.
몇 가지 구현에 있어서, 이러한 단계들은 두 개의 공정 단계 또는 심지어 단일 공정 단계로 결합될 수 있다. 대안으로 염기(이 경우 나트륨)를 약산으로 중화하는 것에 의하여 이들 각각의 단계를 실행할 수 있다. 만약 산의 나트륨염이 침전한다면, 이 경우 침전된 형태 내에 있는 산 음이온을 액체로부터 분리하는 것이 간단하므로, 공정은 임의의 시점에서 중지될 수 있다; 그렇지 않으면 중화 공정이 결과물이 기체 상태의 이산화탄소 및 염기의 염이 되는 완전한 과정이 진행되어야 한다. 만약 공기 획득이 수산화나트륨을 사용하고 산이 아세트산이 된다면, 결과물은 아세트산나트륨이 될 것이다. 결과물인 아세트산나트륨은 수산화나트륨 및 아세트산으로부터 분리될 것이다. 수산화나트륨 및 아세트산은 재순환이 된다. 아세트산나트륨의 분해는 양극성 멤브레인을 포함하는 전기투석 유닛을 이용하여 최적으로 실행이 된다. 만약 높은 압력의 이산화탄소가 요구된다면, 아세트산보다 강한 산이 필요하다. In some implementations, these steps can be combined into two process steps or even a single process step. Alternatively, each of these steps can be carried out by neutralizing the base (in this case sodium) with a weak acid. If the sodium salt of the acid precipitates, in this case it is simple to separate the acid anions in the precipitated form from the liquid, so the process can be stopped at any point; Otherwise, the neutralization process must be complete, resulting in a salt of gaseous carbon dioxide and base. If the air acquisition uses sodium hydroxide and the acid is acetic acid, the result will be sodium acetate. The resulting sodium acetate will be separated from sodium hydroxide and acetic acid. Sodium hydroxide and acetic acid are recycled. Decomposition of sodium acetate is optimally performed using an electrodialysis unit comprising a bipolar membrane. If high pressure carbon dioxide is required, an acid stronger than acetic acid is needed.
공정 1:Process 1:
도 5 내지 7을 참조하면, 공정 1은 용제의 향상을 세 개의 구분되는 단계로 나눈다. 먼저 공정은 염수로부터 대부분의 탄산염을 분리한다. 이후 공정은 수산화나트륨 및 중탄산나트륨에 이르도록 염수로부터 나트륨 이온을 효과적으로 제거시키는 전기 화학적 단계를 사용한다. 마지막으로 결과물인 중탄산나트륨은 다시 전기 화학적 단계로 재순환이 되는 산의 추가하여 이산화탄소를 방출시킨다. 이러한 공정 실행의 이점은 이러한 공정은 높은 에너지 효율성을 가압된 이산화탄소를 생산하는 능력과 결합시킨다는 점이다. 이산화탄소가 상승된 압력에서 전달된다는 것이 전기 화학적 분리의 이점이 된다. 5 to 7,
단계 1.1Step 1.1
온도 요동에 의하여 소비된 용제로부터 탄산나트륨을 추출한다. 탄산나트륨의 용해도는 수산화나트륨의 용해도에 비하여 훨씬 낮다(유사한 논리가 다른 수산화물에 적용이 되지만, 이러한 실행은 용해도 범위가 부합하는 화합물에 제한된다). 결과적으로 농축된 수산화물 용액을 위하여 이산화탄소 흡수에 의하여 탄산나트륨으로 변환될 수 있는 탄산나트륨의 최대량은 제한된다. 높은 수산화나트륨 농도에서 작용시키는 한 가지 이점은 소비된 용제가 여전히 수많은 값비싼 단계에 의하여 처리되지 않아야 하는 수산화나트륨에 의하여 조절된다는 것이다. 온도 요동 방법은 모든 수산화나트륨이 멤브레인 시스템을 통과하도록 하지 않고 탄산염을 분리하는 것을 허용하므로, 온도 요동 방법은 이러한 문제를 해결할 수 있다. 만약 소비된 용액이 탄산나트륨으로 거의 포화가 된다면, 침전을 통하여 탄산나트륨의 일 부가 추출될 수 있다. 탄산나트륨의 용해도는 0 내지 25 ℃ 사이에서 세 배 이상으로 변한다. 이로 인하여 유입되는 유체 및 유출되는 유체 사이에 열 교환을 이용하여 온도 요동을 통하여 탄산나트륨 용액을 재생하는 것이 가능하다. 이러한 접근 방법은 최대 온도 요동이 큰 따뜻하고 건조한 기후에서의 주변 열을 이용할 수 있다. 재생된 수산화물 용액은 공기 수축기 유닛으로 되돌려 보내진다. 또한 이러한 접근 방법은 높은 수산화나트륨 농도가 수반되는 물 손실을 감소시키는데 도움이 될 건조 기후에서 훨씬 유리하게 채용된다. Sodium carbonate is extracted from the solvent consumed by the temperature fluctuations. The solubility of sodium carbonate is much lower than the solubility of sodium hydroxide (similar logic applies to other hydroxides, but this practice is limited to compounds with matching solubility ranges). As a result, the maximum amount of sodium carbonate that can be converted to sodium carbonate by carbon dioxide absorption for the concentrated hydroxide solution is limited. One advantage of operating at high sodium hydroxide concentrations is that the solvent consumed is controlled by sodium hydroxide which still must not be treated by a number of expensive steps. The temperature swing method solves this problem because it allows the separation of carbonates without having all sodium hydroxide pass through the membrane system. If the spent solution is nearly saturated with sodium carbonate, a portion of the sodium carbonate can be extracted through precipitation. Solubility of sodium carbonate varies more than three times between 0 and 25 ° C. This makes it possible to regenerate the sodium carbonate solution through temperature fluctuations using heat exchange between the incoming and outgoing fluids. This approach can utilize ambient heat in warm, dry climates with large maximum temperature fluctuations. The regenerated hydroxide solution is returned to the air constrictor unit. This approach is also more advantageously employed in dry climates, which will help to reduce the water loss accompanied by high sodium hydroxide concentrations.
단계 1.2Step 1.2
탄산나트륨 침전물은 최대 농도에서 물에 용해된다. 탄산나트륨은 탄산나트륨을 수산화나트륨(염기) 및 중탄산나트륨(산)으로 분리할 수 있는 산/염기 분리를 위하여 추가로 전기화학적 유닛에서 처리된다. 이러한 전기 화학적 분리를 위한 다수 개의 서로 다른 설계가 존재한다. 일부는 공지되고 이 분야에서 일반적인 양극성 멤브레인을 사용하는 산 및 염기를 위한 분리기가 된다. 다른 설계들은 수소 전극을 포함한다. 아래에서 탄산나트륨 분해를 위하여 구체적으로 설계된 특정한 장치에 대하여 설명한다. Sodium carbonate precipitate is dissolved in water at maximum concentration. Sodium carbonate is further processed in an electrochemical unit for acid / base separation where sodium carbonate can be separated into sodium hydroxide (base) and sodium bicarbonate (acid). There are a number of different designs for this electrochemical separation. Some are known and are common separators for acids and bases using bipolar membranes. Other designs include hydrogen electrodes. The following describes a specific device specifically designed for the decomposition of sodium carbonate.
단계 1.3Step 1.3
단계 1.2로부터 발생하는 중탄산염 용액은 약산과 함께 혼합되는 압력 용기로 주입된다. 적절한 산은 구연산, 포름산 및 아세트산을 포함한다. 그러나 본 발명은 임의의 특정한 산에 제한되지 않는다. 산-염기 반응은 염으로부터 탄산을 제거한다. 이후 탄산은 이산화탄소 및 물로 분해된다. 먼저 이산화탄소는 염수로 분 해되지만 곧 용기 압력을 초과하는 압력에 도달하여 가압된 이산화탄소 스트림의 방출을 발생시킨다. 이러한 유닛에 대한 설계 제한은 산의 선택에 대한 몇 가지 제한을 가져온다. 가장 중요한 점으로, 산은 심지어 설계 압력에서 용액으로부터 이산화탄소를 제거할 만큼 충분히 강할 필요가 있다. 이러한 유닛의 추가적인 설명이 아래에서 제시된다. 그와 같은 시스템의 이점은 압력 용기 내로 대규모의 전기화학적 유닛을 위치시킬 필요가 없이 파이프라인 압력에서 농축된 이산화탄소의 방출을 허용한다는 점이다. 약산의 염의 염수가 남겨진다. 이것은 아세트산나트륨, 구연산나트륨 및 임의의 다른 약산의 염이 될 수 있다. The bicarbonate solution resulting from step 1.2 is injected into a pressure vessel which is mixed with the weak acid. Suitable acids include citric acid, formic acid and acetic acid. However, the present invention is not limited to any particular acid. The acid-base reaction removes carbonic acid from the salt. Carbonic acid is then broken down into carbon dioxide and water. First, the carbon dioxide breaks down into the brine but soon reaches a pressure above the vessel pressure, resulting in the release of a pressurized carbon dioxide stream. The design limitations for these units lead to some limitations on the choice of acid. Most importantly, the acid needs to be strong enough to remove carbon dioxide from the solution even at design pressure. Further description of these units is given below. The advantage of such a system is that it allows the release of concentrated carbon dioxide at pipeline pressure without having to place a large electrochemical unit into the pressure vessel. The brine of the salt of the weak acid is left. It may be a salt of sodium acetate, sodium citrate and any other weak acid.
단계 1.4Step 1.4
획득에 사용된 약산 및 염기의 염은 수산화나트륨 및 약산을 회수하기 위하여 양이온, 음이온 및 양극성 멤브레인을 사용하는 전기-투석 유닛에서 분해된다. 사용될 수 있는 이러한 유닛의 몇 가지 변형이 존재한다. 단계 1.4의 결과로, 이산화탄소가 회수되고, 잔여 수산화나트륨은 전체 사이클로 되돌려 보내진다. 다양한 설계 옵션을 취하는 경우 잔여 음이온을 공기 수축기로 보내는 것은 일반적으로 바람직하지 않기 때문에 용액으로부터 음이온을 제거하기보다는 오히려 용액으로부터 나트륨 이온을 제거하는 유닛을 사용하는 것이 유리하다. 또한 이것은 수산화나트륨 염수의 농도를 제어하는 것을 가능하도록 한다. 구현의 상세한 조건에 따라, 이러한 마지막 유닛은 공기 수축기 내에서 요구되는 것에 부합하도록 수산화나트륨의 물 함량을 조절하는데 사용될 수 있다. 본 명세서에서 전체적으로 약산에 대하여 기술하는 한편, 전기 투석 공정은 약산을 회수하는 경우보다 작은 에너지를 사용하 기 때문에 기본 원리에 따른 공정은 강산(strong acid)에 마찬가지로 작용한다. 몇 가지 특수한 경우, 강산은 본래의 더 높은 전기화학적 잠재력(potential)을 극복하는 다른 이점을 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 멤브레인은 강산의 단순한 이온에, 동시에 더 많은 유기산에 더 많은 전류를 유지할 수 있다. Salts of weak acids and bases used in the acquisition are decomposed in an electrodialysis unit using cation, anion and bipolar membranes to recover sodium hydroxide and weak acids. There are several variations of these units that can be used. As a result of step 1.4, carbon dioxide is recovered and the remaining sodium hydroxide is returned to the full cycle. It is generally advantageous to use a unit that removes sodium ions from the solution rather than removing the anions from the solution because it is generally undesirable to send residual anions to the air constrictor when taking various design options. This also makes it possible to control the concentration of sodium hydroxide saline. Depending on the detailed conditions of the implementation, this last unit can be used to adjust the water content of sodium hydroxide to meet what is required in the air constrictor. While the present disclosure describes weak acids as a whole, the electrodialysis process uses less energy than when recovering weak acids, so the process according to the basic principle works on strong acids as well. In some special cases, strong acids may have other advantages overcoming the inherent higher electrochemical potential. For example, some membranes can maintain more current on simple ions of strong acids and more organic acids at the same time.
공정 2:Process 2:
도 8을 참조하면, 공정 2는 공정1과 유사하지만, 첫 번째 단계를 멤브레인 분리 시스템으로 대체한다. 이 공정은 상대적으로 묽어서 농축될 필요가 있는 수산화나트륨 용액을 생성할 것이다. 이후 멤브레인의 수산화물 측에 개시 염수로 사용될 수 있다. 만약 공기 추출 단계가 용제로부터 증발성 물 손실에 이르게 되어 임의의 경우 추가적인 물이 용제에 첨가될 필요가 있다면, 공정 2는 특히 만족스럽게 작동한다. Referring to FIG. 8,
단계 2.1Step 2.1
농축된 NaOH/Na2CO3 염수를 대신하여 묽은 NaOH 용액으로 셀의 주기적인 시스템을 사용한다. 한쪽 측면에서 셀은 양이온성 멤브레인에 의하여 분리되고 다른 측면에서 양극성 멤브레인에 의하여 분리된다. 마지막 셀은 시스템을 주기적으로 만들면서 첫 번째 셀에 연결된다. 설계는 단순한 한 쌍의 셀로 감축될 수 있지만, 기하학적 제한 요인은 전체적으로 복수의 셀 시스템에 유리하다. 나트륨이 양이온성 멤브레인을 통하여 확산함에 따라, 셀의 전하 중성 성질(charge neutrality)은 양극성 멤브레인이 H+-OH-쌍을 제공할 것을 요구한다. H+는 뒤에 남겨진 OH-를 중화 시킨다; OH-는 다른 챔버 내에서 제거된 나트륨을 이용하여 염기를 형성한다. 첫 번째 접근으로, 두 개의 챔버 내에서 나트륨의 농도는 균형을 벗어나면서 만약 소비된 용제 내에 있는 NaOH의 적어도 절반이 탄산나트륨으로 변환된다면 이러한 분리는 전력 공급이 없이 실행될 수 있다는 것을 제시한다. 만약 이러한 경우가 아니라면, NaOH 농도를 부분적으로 감소시키기 위하여 이러한 시스템을 사용하는 것이 여전히 가능하거나, 또는 만약 용액의 물 함량을 증가시키는 것을 원한다면 나트륨 이온의 상당한 부분을 시스템의 탄산염 측에서 나머지 나트륨 이온 농도보다 더 낮은 나트륨 이온 농도를 유지할 필요가 있는 새로운 수산화물 챔버로 이송할 수 있다. 많은 공기 수축기 설계가 용액 내에 최초로 존재하던 물의 일부 손실을 가지는 것처럼, 이 시점에서 염수의 농도를 묽게 만드는 것이 실질적으로 적절할 것이다. 그러나 공정 단계 1.2의 직접적인 유사물이 되는 공정 단계 2.2는 마찬가지로 만약 수산화나트륨의 추출이 전체적으로 완전하지 못한 경우 진행시킬 수 있다. 수많은 이러한 셀 정렬을 취하고(끝에서 종결됨이 없이) 그것들을 중탄산나트륨을 생성하기 위하여 단계 2.2에서 사용되는 스택으로 통합시키는 것에 의하여, 변환의 제2 단계를 위하여 추진 압착(driving expression)을 부분적으로 제공하는 농도 구동 셀의 전력을 이용할 수 있다(도 8). A periodic system of cells is used with dilute NaOH solution in place of the concentrated NaOH / Na 2 CO 3 brine. On one side the cells are separated by a cationic membrane and on the other side by a bipolar membrane. The last cell is connected to the first cell, making the system periodic. The design can be reduced to a simple pair of cells, but geometrical constraints are beneficial for multiple cell systems as a whole. As sodium diffuses through the cationic membrane, the charge neutrality of the cell requires the bipolar membrane to provide H + -OH - pairs. H + neutralizes the OH − left behind; OH − forms the base with sodium removed in another chamber. In the first approach, the concentration of sodium in the two chambers is out of balance, suggesting that this separation can be performed without power if at least half of the NaOH in the spent solvent is converted to sodium carbonate. If this is not the case, it is still possible to use such a system to partially reduce the NaOH concentration, or if it is desired to increase the water content of the solution, a significant portion of the sodium ions may be added to the remaining sodium ion concentration on the carbonate side of the system. It can be transferred to a new hydroxide chamber that needs to maintain lower sodium ion concentrations. It will be practically appropriate to dilute the brine concentration at this point, as many air systolic designs have some loss of water originally present in the solution. However, process step 2.2, which is a direct analog of process step 1.2, can likewise proceed if the extraction of sodium hydroxide is not entirely complete. By taking a number of these cell alignments (without ending at the end) and integrating them into the stack used in step 2.2 to produce sodium bicarbonate, the driving expression is partially part of the second step of conversion. The power of the concentration driving cell to provide can be used (FIG. 8).
단계 2.2Step 2.2
이러한 공정은 위의 단계 1.2와 매우 유사하다. 차이는 탄산나트륨이 용해된 형태로 전달된다는 점이고, 그것은 공급 염수에 남긴 잔여 수산화나트륨이 될 가능 성이 있다. This process is very similar to step 1.2 above. The difference is that sodium carbonate is delivered in dissolved form, which is likely to be the residual sodium hydroxide left in the feed brine.
단계 2.3 및 단계 2.4Step 2.3 and Step 2.4
단계 1.3 및 단계 1.4와 동일하다. Same as step 1.3 and step 1.4.
공정 3
도 9를 참조하면, 공정 단순성을 위하여 탄산나트륨을 수산화나트륨 및 중탄산나트륨으로 전기화학적으로 분해하는 단계를 제거한다. 대신 이산화탄소를 직접적으로 생성하기 위하여 약산이 사용된다. 이러한 실행은 단순성을 위하여 포함되고, 이것을 장래의 이 분야의 기술의 이점을 취하는 것을 허용하기 때문에, 그것은 몇몇 특정 산/염기 쌍에서 산/염기 분리를 위한 가장 효율적인 실행에 도달할 것이다. 단계 1.1 및 2.1이 단지 탄산염 경계보다 더 멀리 밀려 확장될 수 있는 하이브리드 공정을 마찬가지로 생성하는 것이 당연히 가능하다. 또 다른 대안으로 단계1.2 및 2.2에 있는 전기 화학적 분리가 사용될 수 있지만 중탄산나트륨의 완전한 형성이 되지 않은 상태로 중단한다. Referring to FIG. 9, the step of electrochemically decomposing sodium carbonate into sodium hydroxide and sodium bicarbonate is removed for process simplicity. Instead, weak acids are used to produce carbon dioxide directly. Since this implementation is included for simplicity and allows this to take advantage of future art techniques, it will reach the most efficient implementation for acid / base separation in some specific acid / base pairs. It is of course also possible to create a hybrid process in which steps 1.1 and 2.1 can only be pushed farther than the carbonate boundary and expanded. As an alternative, the electrochemical separations in steps 1.2 and 2.2 can be used but stop without complete formation of sodium bicarbonate.
단계 3.1Step 3.1
이 단계는 공급 염수 내에 있는 수산화나트륨으로부터 탄산나트륨을 분리한다. 이러한 단계는 단계 1.1 또는 단계 2.1 중 어느 하나와 같이 이루어질 수 있다. 이것은 수산화물 탄산염 혼합물을 단계 3.2에 도입하는 것에 의하여 또한 완전하게 제거될 수 있다. This step separates sodium carbonate from sodium hydroxide in the feed brine. This step can be done as either step 1.1 or step 2.1. It can also be completely removed by introducing the hydroxide carbonate mixture in step 3.2.
단계 3.2Step 3.2
이 단계는 단계 1.3 및 2.3과 유사하지만, 이것은 두 배의 많은 산을 필요로 한다. 그러한 실행의 이점은 흐름 시트의 실질적인 능률성(streamlining)이 된다. This step is similar to steps 1.3 and 2.3, but this requires twice as much acid. The advantage of such an implementation is the substantial streamlining of the flow sheet.
단계 3.3Step 3.3
이 단계는 1.4 및 2.4와 유사하지만, 이것은 두 배의 많은 산을 필요로 한다. This step is similar to 1.4 and 2.4, but it requires twice as much acid.
공정 4:Process 4:
도 10을 참조하면, 공정 4는 공정 1 및 공정 2와 동일하게 시작하지만, 이후 산 분해가 용액으로부터 이산화탄소를 제거하는 양극성 멤브레인 공정으로 대체된다. Referring to FIG. 10,
단계 4.1Step 4.1
이 단계는 단계 1.1 또는 단계 2.1와 동일하다. This step is the same as step 1.1 or step 2.1.
단계 4.2Step 4.2
이 단계는 단계 1.2 또는 단계 2.2와 동일하다. This step is the same as step 1.2 or step 2.2.
단계 4.3Step 4.3
NaHCO3를 이산화탄소 및 수산화나트륨으로 전기화학적으로 분리. 이것은 양극성 멤브레인을 이용하는 전기 투석에 기초한다. 높은 압력 이산화탄소를 얻기 위하여 전기투석 유닛은 압력 용기 내부로 투입이 되어야 하고, 셀 전체에 걸쳐 필요한 이산화탄소 압력을 유지한다. 이러한 이유로, 압력 상태로 유지될 필요가 있는 유닛의 크기를 증가시키기 때문에 단계 4.2 및 단계 4.3을 결합시키지 않는 것이 바람직하다. 그러나 두 개의 유닛을 하나로 결합하는 것이 가능하다. 그와 같은 설 계의 이점은 공정 단계의 감소가 될 것이다. 심지어 모든 세 개의 유닛을 하나로 결합하는 것이 가능하다. 다른 실행은 다른 전기화학적 수단을 사용하는 것이며, 예를 들어 음극(cathode) 위에 수소를 발생시키고 양극을 위하여 음극에서 생성된 수소를 소비하는 수소 전극을 사용하는 전기 분해 시스템과 같은 것이다. NaHCO 3 electrochemically separated with carbon dioxide and sodium hydroxide. This is based on electrodialysis using bipolar membranes. In order to obtain high pressure carbon dioxide, the electrodialysis unit must be introduced into a pressure vessel and maintain the required carbon dioxide pressure throughout the cell. For this reason, it is preferable not to combine step 4.2 and step 4.3 because of increasing the size of the unit that needs to be kept under pressure. However, it is possible to combine two units into one. The advantage of such a design would be a reduction in process steps. It is even possible to combine all three units into one. Another practice is to use other electrochemical means, such as, for example, an electrolysis system using hydrogen electrodes that generate hydrogen on the cathode and consume hydrogen generated at the cathode for the anode.
공정 5:Process 5:
공정 5 및 6은 적어도 부분적으로 탄산나트륨을 생성하면서 중탄산나트륨 염수로부터 이산화탄소를 추출하고 이로 인하여 최종 단계 및 상향스트림 단계 사이에 새로운 재순환 루프를 도입한다. 공정 5는 중탄산나트륨을 침전시키는 반면, 공정 6은 공정의 수용성 형태를 실행한다. 이 결과로 이러한 공정은 단지 탄산염을 생성하고 이러한 탄산염을 이산화탄소 획득을 위한 새로운 흡수제로 사용하는 실행에 충분히 적합하다. 도 11을 참조한다:
단계 5.1Step 5.1
이 단계는 단계 1.1 또는 단계 2.1과 동일하다. This step is the same as step 1.1 or step 2.1.
단계 5.2Step 5.2
이 단계는 단계 1.2 또는 단계 2.2와 동일하다. 그러나 유닛에 대한 공급은 부분적으로 단계 5.1로부터 유도되고 부분적으로 단계 5.5로부터 유도된 재순환된 탄산나트륨으로 이루어진다. This step is the same as step 1.2 or step 2.2. However, the feed to the unit consists of recycled sodium carbonate, partially derived from step 5.1 and partially derived from step 5.5.
단계 5.3Step 5.3
물 제거를 통한 중탄산나트륨의 농도 증가. 이것은 물이 투과성(permeable) 멤브레인을 통하여 농축된 염수를 통과하도록 하는 것에 의하여 가장 잘 실행이 된 다. 이러한 염수를 위한 두 개의 가능한 공급원이 존재한다. (1) 공기 수축기를 벗어나는 농축된 염수; 이것은 특히 단계 5.1이 2.1에 후속한다면 유용하다; (2) 만약 단계 5.1이 단계 1.1과 유사하다면 그리고 고체 탄산나트륨 침전을 발생시킨다면 단계 5.1로부터 유도된 농축된 염수. 결과는 중탄산나트륨의 농축된 염수가 된다. 용액에 대하여 주변 이산화탄소 부분압보다 더 높은 압력을 포함하도록 하기 위하여 공기 밀폐 컨테이너 내에 포함되는 것이 필요하다. Increasing the concentration of sodium bicarbonate by removing water. This is best done by allowing water to pass through concentrated brine through the permeable membrane. There are two possible sources for this brine. (1) concentrated brine leaving the air constrictor; This is particularly useful if step 5.1 follows 2.1; (2) Concentrated brine derived from step 5.1 if step 5.1 is similar to step 1.1 and results in a solid sodium carbonate precipitation. The result is concentrated brine of sodium bicarbonate. It is necessary to be included in an airtight container to contain a pressure higher than the ambient carbon dioxide partial pressure for the solution.
염수를 제습시키기(dewatering) 위한 다른 선택은 종래의 전기투석 유닛(양극성 멤브레인이 없이)을 역으로 실행하는 것이다. 순환 과정에서 다른 곳에서 재사용될 순수한 물을 사용하기보다는(전체 시스템은 물을 손실한다), 멤브레인의 다른 측면에 농축된 염수가 추가 사용을 위하여 수집될 것이다. 이러한 접근 방법의 이점은 멤브레인을 통과하는 더 작은 부피를 필요로 한다는 점이지만, 연속시키는 기전력(electromotive force)을 필요로 한다. Another option for dewatering the brine is to reverse the conventional electrodialysis unit (without a bipolar membrane). Rather than using pure water to be reused elsewhere in the cycle (the whole system loses water), brine concentrated on other sides of the membrane will be collected for further use. The advantage of this approach is that it requires a smaller volume to pass through the membrane, but requires a continuous electromotive force.
단계 5.4Step 5.4
염수로부터 중탄산나트륨을 침전시키는 온도 요동. 온도 요동은 Na2CO3의 침전을 위한 온도 요동만큼 효율적이지 않다. 그러나 25 내지 0 ℃ 사이에서 작동시키는 것은 대략 1/3의 중탄산나트륨을 제거하는 것을 허용한다. 공급 및 배출 사이의 열 교환은 시스템에서 열 손실을 최소화한다. 잔여 염수는 추가적인 제습을 위하여 단계 5.3으로 되돌려 보내진다. Temperature fluctuations to precipitate sodium bicarbonate from brine. Temperature fluctuations are not as efficient as temperature fluctuations for the precipitation of Na 2 CO 3 . However, operating between 25 and 0 ° C. allows removal of approximately one third of sodium bicarbonate. Heat exchange between supply and discharge minimizes heat loss in the system. The remaining brine is returned to step 5.3 for further dehumidification.
단계 5.5Step 5.5
탄산나트륨 및 가압 이산화탄소를 형성하기 위한 고체 중탄산나트륨의 가소(calcination). 이산화탄소를 가압시키기 위하여, 가소기(calciner)가 압력 용기에 수용된다. 그와 같은 시스템은 예를 들어 정제기(refinery) 또는 전력 발전소로부터 잉여 열(waste heat)의 다양한 공급원을 이용할 수 있다. 또 다른 대안은 탄소 중성(carbon neutral)의 이점을 가지는 태양 에너지가 될 수 있다. 만약 화석 탄소가 사용된다면, 열 공급원은 공기보다는 오히려 산소를 사용하고 그것의 연소로부터 발생하는 이산화탄소를 수집할 것이다. 상향스트림 전기 투석 유닛에서 생성된 수소 및 산소는 에너지의 공급으로부터 유리되는 또 다른 이산화탄소를 제공할 것이다. 대안으로 생성된 탄산나트륨의 작은 부분이 연소 공정으로부터 생성된 이산화탄소를 부분적으로 흡수하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 중탄산나트륨 염수는 다시 제습이 되도록 단계 5.3으로 되돌려 보내진다. 잔여 탄산나트륨은 단계 5.2로 되돌려 보내진다. 이산화탄소 스트림은 유닛으로부터 벗어난다. Calcination of solid sodium bicarbonate to form sodium carbonate and pressurized carbon dioxide. In order to pressurize carbon dioxide, a calciner is received in a pressure vessel. Such systems may utilize various sources of waste heat, for example, from refineries or power plants. Another alternative could be solar energy with the benefit of carbon neutral. If fossil carbon is used, the heat source will use oxygen rather than air and will collect carbon dioxide from its combustion. The hydrogen and oxygen generated in the upstream electrodialysis unit will provide another carbon dioxide that is liberated from the supply of energy. Alternatively, a small portion of the sodium carbonate produced can be used to partially absorb the carbon dioxide produced from the combustion process. This sodium bicarbonate brine is returned to step 5.3 for dehumidification. The remaining sodium carbonate is returned to step 5.2. The carbon dioxide stream leaves the unit.
이러한 실행의 이점은, 전기 수요를 감소시키고 부분적으로 낮은 등급의 열로 대체한다는 점이다. 그러므로 이러한 방법은 전력이 비싸거나 또는 이산화탄소의 농도가 매우 높은 지역에서 특히 유용하다. 방법 1 내지 4는 낮은 비용, 낮은 탄소 전력 공급을 가진 지역에서 유리하다. 예를 들어, 수력 전기 또는 대규모 바람 제분기 농장으로부터 초과 바람 전력. The advantage of this practice is that it reduces electricity demand and replaces it with partially lower grade heat. Therefore, this method is particularly useful in areas with high power or very high concentrations of carbon dioxide. Methods 1-4 are advantageous in areas with low cost, low carbon power supply. For example, excess wind power from hydro or large wind mill farms.
공정 6
공정 6은 공정 5와 유사하지만, 침전/가소를 용액 내에서 직접 중탄산나트륨의 열분해로 대체한다. 공정 5의 이점은 용이하게 이산화탄소 스트림 내에서 높은 압력을 만들 수 있는 반면, 공정 6의 이점은 실행이 쉽고 종래의 공정 스트림을 따른다는 것이다. 도 12를 참조한다:
단계 6.1Step 6.1
이 단계는 단계 5.1과 동일하다. This step is the same as in step 5.1.
단계6
이 단계는 단계 5.2와 동일하다. This step is the same as step 5.2.
단계6
이 단계는 단계 5.3과 동일하지만, 농도가 5.3의 경우보다 낮게 유지되고 몇몇 실행에서 이 단계는 생략될 수 있다. This step is the same as step 5.3, but the concentration is kept lower than for 5.3 and this step may be omitted in some implementations.
단계 6.4Step 6.4
염수로부터 이산화탄소를 제거하고 탄산나트륨 내에서 풍부해진 염수를 단계 6.2로 되돌려 보내기 위하여 용액을 가열하는 온도 요동. 열교환기들이 에너지 수요를 최소화하기 위하여 사용된다. 물 응축이 유닛 내부에서 취급될 수 있다. 아래의 설명이 참조된다. 잠재적인 열 공급원은 단계 5.5에서 열거된 것들과 유사하다. 단계 6.2에서 생성된 일부 염수가 열 발생과정에서 생성된 이산화탄소를 흡수하기 위하여 사용될 수 있다. 결과물인 탄산나트륨 풍부(rich) 염수는 단계 6.2로 되돌려 보내진다. Temperature fluctuations that heat the solution to remove carbon dioxide from the brine and return the brine enriched in sodium carbonate to step 6.2. Heat exchangers are used to minimize energy demand. Water condensation can be handled inside the unit. Reference is made to the description below. Potential heat sources are similar to those listed in step 5.5. Some of the brine produced in step 6.2 can be used to absorb the carbon dioxide produced during the heat generation process. The resulting sodium carbonate rich brine is returned to step 6.2.
공정 7:Process 7:
공정 7은 정확하게 중탄산나트륨 및 탄산염 사이에서 이산화탄소 생성 유닛을 작동시키고 이 시점을 지나서 이산화탄소 발생기의 전기 투석을 구동하기 위한 시도를 만들지 않는다는 점에서 공정 5 및 6과 유사하다. 실제로 높은 pH 용액을 생성하는 것을 방지하기 위하여 그 시점의 약간 이전에 중지할 것이다. 도 13을 참조한다. Process 7 is similar to
단계 7.1Step 7.1
이 단계는 단계 6.1과 유사하다. This step is similar to step 6.1.
단계 7.2Step 7.2
이 단계는 단계 6.2와 유사하다. This step is similar to step 6.2.
단계 7.3Step 7.3
이 단계는 단계 6.3과 유사하다. This step is similar to step 6.3.
단계 7.4Step 7.4
중탄산염 용액으로 시작하는 염기성 염수 및 순수한 물로 시작하는 산성 염수를 가진 음이온성 및 양극성 멤브레인을 대체하는 셀, 상기에서 적용된 전압은 산성 측에 탄산을 생성하기 위하여 음이온 멤브레인을 통하여 중탄산염 이온 및 탄산염 이온을 제거하고 이것은 이산화탄소를 방출시킬 것이다. 탄산 음이온의 제거를 이용하여, 염기 측의 염수는 점차적으로 pH가 상승한다. 공정은 OH- 농도가 용해된 무기 탄소를 완성시키는 것을 시작하는 경우 중지되어야 한다. 이것은 중탄산염 염수를 탄산염 염수로 변환하는 것을 허용한다. Cells replacing anionic and bipolar membranes with basic saline starting with bicarbonate solution and acidic saline starting with pure water, the voltage applied above removes bicarbonate ions and carbonate ions through the anion membrane to produce carbonic acid on the acidic side This will release carbon dioxide. With the removal of the carbonate anion, the brine on the base side gradually rises in pH. The process should be stopped when the OH − concentration begins to complete the dissolved inorganic carbon. This allows the conversion of bicarbonate brine to carbonate brine.
잔여 탄산염 염수는 이전의 유닛으로 되돌려 보내지고, 이로 인하여 얼마간의 제습 후 중탄산염 염수로 다시 변환된다. The remaining carbonate brine is returned to the previous unit, whereby it is converted back to bicarbonate brine after some dehumidification.
공정의 설명Description of the process
위에서 개략적으로 기술된 공정들은 서로 다른 상황 및 서로 다른 목표를 위한 서로 다른 최적화를 나타낸다. 최적으로 증명된 것은 유닛이 작동하는 전형적인 온도, 지역에 따른 비용 및 전력 공급의 탄소 농도, 산 및 염기를 생성하기 위한 다양한 전기 화학적 설계의 과정에 의존할 것이다. 이 분야는 여전히 새로운 것이고 유동성을 가지므로, 시간이 지남에 따라 이점은 충분한 전기 화학적 설계로 점점 더 많이 이동하는 것이 가능하다. The processes outlined above represent different optimizations for different situations and different goals. The best proved will depend on the typical temperature at which the unit operates, the cost depending on the region and the carbon concentration of the power supply, the process of the various electrochemical designs to generate the acid and base. As this field is still new and fluid, it is possible to move more and more with sufficient electrochemical design over time.
소비된 용제를 이산화탄소 및 새로운 용제로 변환하는 것을 완성하기 위하여 제2의 산에 전적으로 의존하는 공정 1 내지 4는 산/염기 분리 및 이산화탄소의 가압을 독립적으로 최적화하는 것이 가능하도록 한다. 이러한 방법들의 이점은 그들이 파이프라인 압력에 이르도록 이산화탄소를 제거하기 위한 압축기의 필요성을 완전하게 제거한다는 것이다. 동일한 것이 공정 5에도 해당하지만, 공정 6을 위하여 도달할 수 있는 최적 압력은 탄산염/중탄산염 염수를 제거하도록 하는 온도에 의하여 제한된다. 공정 6의 한 가지 이점은 단계 6.4가 대규모로 과거에 실행이 되었고 이로 인하여 새로운 공정의 규모 확장과 관련된 비용 불확실성을 감소시킨다는 것이다.
다른 공정 유닛이 불순물을 가진 실시 예를 처리하기 위하여 전체 스트림에 통합될 수 있다. 예를 들어 공기 수축기로부터 도달하는 탄산염 염수는 먼지 축적을 제거하기 위하여 여과되어야 한다. Other processing units can be integrated into the entire stream to handle embodiments with impurities. For example, carbonate brine arriving from an air constrictor must be filtered to remove dust buildup.
본 발명의 설계를 위하여 최적화되는 유닛 공정의 보다 구체적인 실행이 아 래에서 다소간 상세하게 설명이 되지만, 모든 공정 유닛을 위하여 표준 실행이 사용될 수 있다. Although more specific implementation of the unit process that is optimized for the design of the present invention is described in more detail below, standard implementation may be used for all process units.
탄산염의 중탄산염 및 수산화물로의 분리의 실행Implementation of Separation of Carbonate into Bicarbonate and Hydroxide
원칙적으로 산 및 염기를 분리시키기 위한 확립된 전기화학적 공정의 임의의 실행이 본 발명의 공정 유닛을 위하여 채용될 수 있다. 그들 모두가 양극성 멤브레인에 의존하는 것은 아니지만, 그들 중 많은 수가 양극성 멤브레인에 의존한다. 이러한 목적을 위하여 개발된 하나는 일련의 양이온성 및 양극성 멤브레인을 결합한다. 시스템은 산소 및 수소를 생성하는 두 개의 표준 전극에서 종결된다. 이것은 전체 에너지의 소비의 약간의 퍼센트 양을 책임질 것이다. 두 개의 표준 전극은 연료 셀을 통하여 공정에 결합되거나 또는 -열을 필요로 하는 공정 5 및 6에서- 그들은 이산화탄소의 방출이 없는 상태로 열을 생성하기 위하여 연소할 수 있다. In principle any implementation of established electrochemical processes for separating acids and bases can be employed for the process units of the invention. Not all of them rely on bipolar membranes, but many of them rely on bipolar membranes. One developed for this purpose combines a series of cationic and bipolar membranes. The system is terminated at two standard electrodes producing oxygen and hydrogen. This will be responsible for some percentage amount of total energy consumption. Two standard electrodes are coupled to the process through the fuel cell or in
나트륨 이온은 수산화나트륨을 축적시키는 다음 셀 내부로 유입되는 혼합물로부터 농도 기울기 또는 전력 기울기(electric gradient) 중 어느 하나를 따른다. 셀의 서로 다른 영역은 시스템에서 잠재적 차이를 최소화하기 위하여 서로 다른 농도에서 작용할 수 있다. 특히 위에서 언급된 것처럼 단지 농도 기울기만으로 불어 넣어질 수 있는 탄산염으로부터 수산화물의 상향스트림 분리를 포함하는 것이 가능하다. 유닛의 어떤 것도 산성 pH에 도달하지 못하므로, 양성자 농도는 음이온 멤브레인에 의하여 분리된 구성 성분을 위한 필요성을 피하도록 모든 곳에서 충분히 작아진다. 그러므로 시스템은 양성자 전류 제어를 필요로 하는 공지의 양극성 멤브레인 시스템에 비하여 간단하다. 이러한 셀의 경우 음 이온은 그들이 출발하는 셀을 벗어나지 않는다. 이러한 단계 이전에 용제 염수로부터 탄산나트륨을 추출하는 이점은 이러한 멤브레인을 통과하는 나트륨의 양을 감소시킨다는 것이다. 그러나 공정의 간단한 형태는 처음 단계를 제거할 수 있다. Sodium ions follow either a concentration gradient or an electric gradient from the mixture that accumulates sodium hydroxide and then enters the cell. Different regions of the cell can act at different concentrations to minimize potential differences in the system. In particular it is possible to include an upstream separation of the hydroxide from the carbonate which can be blown with only a concentration gradient as mentioned above. Since none of the units reach acidic pH, the proton concentration is small enough everywhere to avoid the need for components separated by the anionic membrane. The system is therefore simpler than known bipolar membrane systems which require proton current control. For these cells negative ions do not leave the cell from which they originate. The advantage of extracting sodium carbonate from solvent brine prior to this step is to reduce the amount of sodium passing through this membrane. However, a simple form of the process can eliminate the first step.
산 추진 이산화탄소 발생기의 실행Execution of Mountain Propelled Carbon Dioxide Generator
산을 탄산나트륨 또는 중탄산나트륨과 혼합하는 것은 격렬한 이산화탄소의 발생이라는 결과를 가져온다. 만약 산이 충분히 강하다면, 반응이 필요한 압력으로 유지되는 용기 내에서 발생하는 경우 전체 공정은 높은 이산화탄소의 압력을 발생시킬 수 있다. 그와 같은 시스템의 한 가지 가능한 사용은 파이프라인 압력을 초과하는 압력에서 이산화탄소를 발생시켜 차후 압축의 필요성을 제거하는 것이다. Mixing the acid with sodium carbonate or sodium bicarbonate results in the generation of intense carbon dioxide. If the acid is strong enough, the whole process can generate a high carbon dioxide pressure if the reaction occurs in a vessel maintained at the required pressure. One possible use of such a system is to generate carbon dioxide at pressures above the pipeline pressure, eliminating the need for subsequent compression.
그와 같은 시스템의 한 가지 가능한 실행은 세 개의 작은 저장소를 계획하고, 하나는 산으로 채우고, 다른 하나는 중탄산염으로 채우고, 세 번째는 산의 염(예를 들어, 염화나트륨)으로 채우는 것이다. 중탄산염 및 산은 각각의 저장소로부터 두 개 유체의 혼합을 향상시키기 위하여 형성된 흐름 채널 내부로 주입된다. 만약 산이 약하고 이에 따라 반응이 늦다면, 활발하게 교반하는 컨테이너 용기를 도입하는 것이 또한 가능하다. 빠른 반응기에서, 혼합 채널은 가스가 다시 염 용액 저장소로 들어가기 위하여 차후 아래쪽으로 홈을 따라 흘러 들어가는(channeled) 액체 흐름으로부터 분리되는 높은 지점까지 상승한다. 산 및 염기 저장소의 내부에서 주입기는 염 배출 저장소에 기계적으로 결합될 수 있다. 출구에서 이용되는 기계적 에너지는 주입 펌프를 구동시킬 수 있을 정도로 충분하다. 직접적인 기계적 결합은 기계적으로 연결된 피스톤 변위 펌프에 기초할 수 있다. 작은 터빈이 마찬 가지로 함께 결합될 수 있다. 기계적 결합을 허용하는 이 분야의 많은 기술적인 접근 방법들이 존재한다. One possible implementation of such a system is to plan three small reservoirs, one with acid, the other with bicarbonate, and the third with acid salts (eg sodium chloride). Bicarbonate and acid are injected from each reservoir into the flow channel formed to enhance the mixing of the two fluids. If the acid is weak and hence the reaction is slow, it is also possible to introduce vigorously stirred container vessels. In a fast reactor, the mixing channel rises to a high point where the gas separates from the liquid stream that is later channeled down the groove to enter the salt solution reservoir again. Inside the acid and base reservoir the injector may be mechanically coupled to the salt discharge reservoir. The mechanical energy used at the outlet is sufficient to drive the infusion pump. Direct mechanical coupling may be based on a mechanically connected piston displacement pump. Small turbines can likewise be combined together. There are many technical approaches in this field that allow for mechanical coupling.
작은 시스템은 입력 탱크 및 출력 탱크가 예를 들어 다이아프램(diaphragm)에 의하여 분리되는 배치 작동(batch operation)에서 대신 작동할 수 있다. 압력이 방출되는 경우 빈 입력 탱크를 채우는 것은 가득한 출력 탱크가 점차적으로 비워지도록 만든다. 이후 시스템은 환경으로부터 분리되도록 압력을 받고 두 개의 유체가 입력 탱크로부터 출력 탱크로 펌프로 이동되면서 이산화탄소가 발생된다. 일단 출력 탱크가 채워지면, 이산화탄소 라인은 밸브 닫힘으로 되고, 사이클이 자체적으로 반복된다. 다른 실행은 이동 다이어프램을 효과적으로 대체하는 피스톤을 사용할 수 있다. The small system can instead operate in a batch operation where the input tank and output tank are separated by, for example, diaphragms. Filling an empty input tank when pressure is released causes the full output tank to empty gradually. The system is then pressured to separate from the environment and two fluids are pumped from the input tank to the output tank to generate carbon dioxide. Once the output tank is filled, the carbon dioxide line is closed by the valve and the cycle repeats itself. Other implementations may use a piston that effectively replaces the moving diaphragm.
또한, 염 스트림 및 이산화탄소 스트림의 출력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것에 의하여 전기 커플링을 제공하는 것이 당연히 가능하다. 부피에 있어 작은 부조화는 이산화탄소 출력 라인으로부터 얼마간의 에너지를 추출하는 것에 의하여 보충될 수 있다. 원칙적으로, 이것은 전체 시스템 내부에서 많은 수의 펌핑(pumping) 요구를 충족시키는 기계적 에너지의 실질적인 공급원이 될 수 있다. 이러한 능력은 시스템을 구동하기 위하여 사용되는 탄산 및 산 사이의 농도에 있어서의 부조화를 조절하기 위하여 사용될 수 있다. It is of course also possible to provide an electrical coupling by converting the output energy of the salt stream and the carbon dioxide stream into electrical energy. Small disharmony in volume can be compensated by extracting some energy from the carbon dioxide output line. In principle, this can be a substantial source of mechanical energy that meets a large number of pumping requirements within the overall system. This ability can be used to control the mismatch in concentration between carbonic acid and acid used to drive the system.
이러한 방법으로 산 생산은 배출 이산화탄소로부터 제거되는 기계적 에너지를 제공하는 편리한 방법이 된다. In this way acid production is a convenient way of providing mechanical energy that is removed from the emitted carbon dioxide.
이산화탄소를 출력 스트림에 주입하기 전에, 이산화탄소는 특별한 적용 또는 특별한 배치 수단에서 주어지는 모든 요구 조건을 만족시키기 위하여 세정되고 건조될 필요가 있다. Before injecting carbon dioxide into the output stream, the carbon dioxide needs to be cleaned and dried to meet all the requirements given in the particular application or special arrangement.
열 요동 이산화탄소 발생기에서 물 취급Water Handling in Thermal Fluctuations CO2 Generator
중탄산염 용액을 가열하는 경우, 이산화탄소는 그와 함께 응축될 필요가 있는 수증기를 운반할 것이다. 어떤 압력에서 용액을 벗어나 저장소로부터 배출되어 흐르는 이산화탄소는 수증기와 혼합된다. 다음 단계로 이산화탄소는 유입되는 용액을 예비가열하기 위하여 사용되고 이러한 과정에서 이산화탄소는 수증기를 응축시킨다. 염수 농도를 증가시키는 것이 용액 전체에 걸쳐 이산화탄소의 부분압을 증가시킴에 따라, 수집된 물은 중탄산염으로부터 충분히 보존된다. When heating the bicarbonate solution, the carbon dioxide will carry water vapor that needs to be condensed with it. The carbon dioxide flowing out of the solution at a certain pressure and exiting the reservoir mixes with water vapor. In the next step, carbon dioxide is used to preheat the incoming solution and in the process carbon dioxide condenses water vapor. As increasing the brine concentration increases the partial pressure of carbon dioxide throughout the solution, the collected water is sufficiently preserved from bicarbonate.
물은 단계 6.2에서 전기화학적 산/염기 분리과정으로 통하여 새로운 중탄산염나트륨을 생성하기 위한 입력 공급을 제공하는 것에 사용될 수 있다. Water can be used to provide an input feed to produce fresh sodium bicarbonate through the electrochemical acid / base separation process in step 6.2.
석유 산업에서 이산화탄소의 사용을 위한 기회가 고갈되면서, 강제 관리를 통하여 얻어진 이산화탄소 “신용(credits)”을 위한 규제 허용이 자리를 잡도록 하는 작업이 진행될 것이다. 이후 이러한 “신용”은 수많은 방법으로 사용되는 시장 가치를 가질 것이다. 한 가지 가능성은 지역 대행자가 선박 마일리지(fleet mileage)를 후원하기 위한 수단으로 자동 제조업자 또는 구매자에게 “신용 보증”을 제공하는 한편, 요구되는 수준까지 실행을 하지 않는 대중 차량 설계의 계속적인 설계를 허용하는 것이다. As the opportunity for carbon dioxide is depleted in the petroleum industry, work will be undertaken to establish regulatory permits for carbon credit "credits" obtained through compulsory management. This “credit” will then have market value used in a number of ways. One possibility is for local agents to provide “credit guarantees” to automakers or buyers as a means of sponsoring mileage, while continuing to design public vehicle designs that do not perform to the required level. To allow.
자동차 또는 트럭이 공지의 내연 기관 기술(또는 탄화수소 연료에 의존하는 향상된 추진 시스템)로 구동되는 한편, 동시에 충분한 이산화탄소가 이미 본 발명에 따른 방법을 통하여 대기로부터 제거되었기 때문에 무-배출(zero emission) 자동차로 요청을 하는 때를 볼 수 있다는 것은 전혀 비논리적인 것이 아니다. 이것은 하나의 자동차 또는 트럭을 구매하는 것에 부착된 보조적인 보증 또는 수송 산업에 놓인 규제 요구 또는 언젠가는 정의가 되어야 할 어떤 다른 협정으로 준비될 수 있을 것이다. 또는 사회적 양심을 가진 사람이 자동차의 구매 시에 미리 선불로 탄소를 “포기할(buy-out)” 수 있을 것이다.While the motor vehicle or truck is driven by known internal combustion engine technology (or an improved propulsion system that depends on hydrocarbon fuel), at the same time a zero emission motor vehicle since sufficient carbon dioxide has already been removed from the atmosphere via the method according to the invention. It is not at all illogical to see when a request is made. This could be prepared by a supplementary guarantee attached to the purchase of a car or truck, or by regulatory requirements placed in the transportation industry, or some other agreement that would one day have to be defined. Or a person with a social conscience could “buy-out” carbon in advance when buying a car.
본 발명을 특별히 공기로부터 이산화탄소를 추출하는 것에 유용성을 가지지만, 본 발명의 공기 세정기는 서로 다른 흡수 물질을 사용하는 것에 의하여 다른 가스를 제거하기 위하여 사용될 수 있다. Although the present invention is particularly useful for extracting carbon dioxide from air, the air scrubber of the present invention can be used to remove other gases by using different absorbent materials.
Claims (38)
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US60312104P | 2004-08-20 | 2004-08-20 | |
| US60/603,121 | 2004-08-20 | ||
| US60381104P | 2004-08-23 | 2004-08-23 | |
| US60/603,811 | 2004-08-23 | ||
| US61149304P | 2004-09-20 | 2004-09-20 | |
| US60/611,493 | 2004-09-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070053767A true KR20070053767A (en) | 2007-05-25 |
Family
ID=35517349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020077006325A Ceased KR20070053767A (en) | 2004-08-20 | 2005-08-22 | Removal of carbon dioxide from air |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1793913A2 (en) |
| JP (1) | JP2008510600A (en) |
| KR (1) | KR20070053767A (en) |
| AU (1) | AU2005290082B2 (en) |
| CA (1) | CA2577685A1 (en) |
| MX (1) | MX2007002019A (en) |
| WO (1) | WO2006036396A2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200445824Y1 (en) * | 2007-05-23 | 2009-09-03 | 현테크이엔지 주식회사 | Packing for Purification Apparatus |
| WO2013026020A3 (en) * | 2011-08-17 | 2013-05-10 | 1234 10Th Street Llc | Reducing the carbon emissions intensity of a fuel |
| KR101333141B1 (en) * | 2005-11-07 | 2013-11-26 | 스페셜리스트 프로세스 테크놀로지스 리미티드 | Functional fluid and a process for the preparation of the functional fluid |
| US10557338B2 (en) | 2013-09-18 | 2020-02-11 | 1234 10Th Street Llc | Reducing the carbon emissions intensity of a fuel |
Families Citing this family (82)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9266051B2 (en) | 2005-07-28 | 2016-02-23 | Carbon Sink, Inc. | Removal of carbon dioxide from air |
| WO2007114991A2 (en) | 2006-03-08 | 2007-10-11 | Global Research Technologies, Llc | Air collector with functionalized ion exchange membrane for capturing ambient co2 |
| CN101998876B (en) | 2006-10-02 | 2015-03-25 | 环球研究技术有限公司 | Method and device for extracting CO2 from air |
| WO2008115662A2 (en) * | 2007-02-25 | 2008-09-25 | Puregeneration (Uk) Ltd. | Carbon dioxide sequestering fuel synthesis system and use thereof |
| KR20090129511A (en) | 2007-04-17 | 2009-12-16 | 글로벌 리서치 테크놀로지스, 엘엘씨 | How to collect carbon dioxide (CO2) from air |
| US20140130670A1 (en) | 2012-11-14 | 2014-05-15 | Peter Eisenberger | System and method for removing carbon dioxide from an atmosphere and global thermostat using the same |
| JP5462786B2 (en) * | 2007-05-21 | 2014-04-02 | ピーター・アイゼンベルガー | Method for removing carbon dioxide from the atmosphere and global thermostat |
| US8163066B2 (en) | 2007-05-21 | 2012-04-24 | Peter Eisenberger | Carbon dioxide capture/regeneration structures and techniques |
| US8500857B2 (en) | 2007-05-21 | 2013-08-06 | Peter Eisenberger | Carbon dioxide capture/regeneration method using gas mixture |
| US20080289495A1 (en) | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Peter Eisenberger | System and Method for Removing Carbon Dioxide From an Atmosphere and Global Thermostat Using the Same |
| EA200901435A1 (en) | 2007-05-24 | 2010-06-30 | Калера Корпорейшн | HYDRAULIC CEMENTS CONTAINING COMPOSITIONS OF CARBONATE COMPOUNDS |
| US7753618B2 (en) | 2007-06-28 | 2010-07-13 | Calera Corporation | Rocks and aggregate, and methods of making and using the same |
| EP2155350A4 (en) | 2007-06-28 | 2010-07-21 | Calera Corp | METHODS AND SYSTEMS FOR DESALINATION THAT INCLUDE PRECIPITATION OF CARBONATE-LIKE COMPOUNDS |
| ES2386060T3 (en) | 2007-09-20 | 2012-08-08 | Skyonic Corporation | Removal of carbon dioxide from waste gas streams through co-generation of carbon minerals and / or bicarbonate |
| CA2703617A1 (en) | 2007-11-05 | 2009-05-14 | Global Research Technologies, Llc | Removal of carbon dioxide from air |
| US20100239467A1 (en) | 2008-06-17 | 2010-09-23 | Brent Constantz | Methods and systems for utilizing waste sources of metal oxides |
| US7754169B2 (en) | 2007-12-28 | 2010-07-13 | Calera Corporation | Methods and systems for utilizing waste sources of metal oxides |
| US7749476B2 (en) | 2007-12-28 | 2010-07-06 | Calera Corporation | Production of carbonate-containing compositions from material comprising metal silicates |
| JP2012513944A (en) | 2007-12-28 | 2012-06-21 | カレラ コーポレイション | How to capture CO2 |
| MX339437B (en) | 2008-02-19 | 2016-05-26 | Global Res Technologies Llc | EXTRACTION AND FORMATION OF CARBON DIOXIDE COMPLEXES. |
| WO2009149292A1 (en) | 2008-06-04 | 2009-12-10 | Global Research Technologies, Llc | Laminar flow air collector with solid sorbent materials for capturing ambient co2 |
| US7875163B2 (en) | 2008-07-16 | 2011-01-25 | Calera Corporation | Low energy 4-cell electrochemical system with carbon dioxide gas |
| KR20110038691A (en) | 2008-07-16 | 2011-04-14 | 칼레라 코포레이션 | How to use CO2 in electrochemical systems |
| US7993500B2 (en) | 2008-07-16 | 2011-08-09 | Calera Corporation | Gas diffusion anode and CO2 cathode electrolyte system |
| US8535502B2 (en) | 2008-09-08 | 2013-09-17 | Palo Alto Research Center Incorporated | System and method for recovery of CO2 by aqueous carbonate flue gas capture and high efficiency bipolar membrane electrodialysis |
| CN101868806A (en) | 2008-09-11 | 2010-10-20 | 卡勒拉公司 | Carbon dioxide commodity trading system and method |
| US7771684B2 (en) | 2008-09-30 | 2010-08-10 | Calera Corporation | CO2-sequestering formed building materials |
| US8869477B2 (en) | 2008-09-30 | 2014-10-28 | Calera Corporation | Formed building materials |
| US7815880B2 (en) | 2008-09-30 | 2010-10-19 | Calera Corporation | Reduced-carbon footprint concrete compositions |
| US7939336B2 (en) | 2008-09-30 | 2011-05-10 | Calera Corporation | Compositions and methods using substances containing carbon |
| US9133581B2 (en) | 2008-10-31 | 2015-09-15 | Calera Corporation | Non-cementitious compositions comprising vaterite and methods thereof |
| WO2010051458A1 (en) | 2008-10-31 | 2010-05-06 | Calera Corporation | Non-cementitious compositions comprising co2 sequestering additives |
| CN101878327A (en) | 2008-12-23 | 2010-11-03 | 卡勒拉公司 | Low-energy electrochemical hydroxide system and method |
| WO2010093716A1 (en) | 2009-02-10 | 2010-08-19 | Calera Corporation | Low-voltage alkaline production using hydrogen and electrocatlytic electrodes |
| EP2228118A1 (en) * | 2009-02-25 | 2010-09-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Absorber liquid, method for producing same and application of same |
| CN101977842A (en) | 2009-03-02 | 2011-02-16 | 卡勒拉公司 | Airflow multi-pollutant control system and method |
| US20100229725A1 (en) | 2009-03-10 | 2010-09-16 | Kasra Farsad | Systems and Methods for Processing CO2 |
| DK2449084T3 (en) * | 2009-07-02 | 2020-12-07 | Univ Chicago | METHOD FOR PRODUCING METHANE FROM CARBON DIOXIDE |
| US7993511B2 (en) | 2009-07-15 | 2011-08-09 | Calera Corporation | Electrochemical production of an alkaline solution using CO2 |
| US9028592B2 (en) | 2010-04-30 | 2015-05-12 | Peter Eisenberger | System and method for carbon dioxide capture and sequestration from relatively high concentration CO2 mixtures |
| PL2563495T3 (en) | 2010-04-30 | 2020-05-18 | Peter Eisenberger | Method for carbon dioxide capture |
| MX2013000265A (en) | 2010-07-08 | 2013-05-30 | Skyonic Corp | Carbon dioxide sequestrations involving two-salt-based thermolytic processes. |
| GB201012439D0 (en) * | 2010-07-24 | 2010-09-08 | Sevier David | Process for capture of gases from gas streams |
| US8778156B2 (en) * | 2010-12-15 | 2014-07-15 | Palo Alto Research Center Incorporated | Electrodialytic separation of gas from aqueous carbonate and bicarbonate solutions |
| US8784632B2 (en) | 2010-12-15 | 2014-07-22 | Palo Alto Research Center Incorporated | High-pressure electrodialysis device |
| US20130095999A1 (en) | 2011-10-13 | 2013-04-18 | Georgia Tech Research Corporation | Methods of making the supported polyamines and structures including supported polyamines |
| GB201120399D0 (en) | 2011-11-25 | 2012-01-11 | Air Fuel Synthesis Ltd | Convertion of carbon dioxide |
| GB201120398D0 (en) | 2011-11-25 | 2012-01-11 | Air Fuel Synthesis Ltd | Carbon dioxide convertion process |
| US11059024B2 (en) | 2012-10-25 | 2021-07-13 | Georgia Tech Research Corporation | Supported poly(allyl)amine and derivatives for CO2 capture from flue gas or ultra-dilute gas streams such as ambient air or admixtures thereof |
| AR098510A1 (en) * | 2013-11-21 | 2016-06-01 | Muffett Ruth | METHOD FOR ELIMINATING CARBON DIOXIDE PRESENT IN THE AIR |
| WO2015103401A1 (en) | 2013-12-31 | 2015-07-09 | Eisenberger, Peter And Chichilnisky, Graciela, Jointly | Rotating multi-monolith bed movement system for removing co2 from the atmosphere |
| US9968883B2 (en) | 2014-01-17 | 2018-05-15 | Carbonfree Chemicals Holdings, Llc | Systems and methods for acid gas removal from a gaseous stream |
| WO2016075148A1 (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | Koninklijke Philips N.V. | Gas capture apparatus and method |
| EP4230583A3 (en) | 2015-02-23 | 2023-11-29 | Carbonfree Chemicals Holdings, LLC | Carbon dioxide sequestration with magnesium hydroxide and regeneration of magnesium hydroxide |
| KR101960337B1 (en) | 2016-06-20 | 2019-03-20 | 울산대학교 산학협력단 | Method for removing carbon dioxide using nano-zeolite supported with Fe ion(Ⅲ) |
| NO20161306A1 (en) * | 2016-08-16 | 2018-02-19 | Greencap Solutions As | System and method for climate control i closed spaces |
| WO2018112654A1 (en) | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Carbon Engineering Limited Partnership | Method and system for synthesizing fuel from dilute carbon dioxide source |
| JP6890045B2 (en) * | 2017-06-14 | 2021-06-18 | 日本特殊陶業株式会社 | Plasma reactor |
| JP6614252B2 (en) * | 2018-02-13 | 2019-12-04 | 栗田工業株式会社 | Electrodeionization equipment |
| WO2019159870A1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-08-22 | 栗田工業株式会社 | Electric deionization device and method for producing deionized water |
| WO2019161114A1 (en) | 2018-02-16 | 2019-08-22 | Carbon Sink, Inc. | Fluidized bed extractors for capture of co2 from ambient air |
| JP7106954B2 (en) * | 2018-04-10 | 2022-07-27 | 株式会社Ihi | carbon dioxide recovery equipment |
| JP7397085B2 (en) | 2019-01-23 | 2023-12-12 | ブルー プラネット システムズ コーポレーション | Carbonate aggregate compositions and methods for their manufacture and use |
| EP3842699B1 (en) * | 2019-12-24 | 2024-01-03 | Arçelik Anonim Sirketi | An air purifier wherein the hydrogen release is controlled |
| EP3842700B1 (en) * | 2019-12-24 | 2024-01-03 | Arçelik Anonim Sirketi | An air purifier comprising a neutralization receptacle |
| EP3842123B1 (en) * | 2019-12-24 | 2024-01-03 | Arçelik Anonim Sirketi | An air purifier |
| WO2022195299A1 (en) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 | Mission Zero Technologies Ltd | Method of capturing a target species from a gas |
| EP4067762B1 (en) * | 2021-03-30 | 2023-12-13 | Arçelik Anonim Sirketi | An air purifier detecting leaks |
| KR20230173677A (en) | 2021-04-16 | 2023-12-27 | 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 | Electrochemically enhanced processing for next-generation carbon dioxide capture |
| WO2023069370A1 (en) | 2021-10-18 | 2023-04-27 | The Regents Of The University Of California | Integration of direct air capture system into co2 mineralizaton process of concretes and aggregates |
| WO2023122032A1 (en) | 2021-12-20 | 2023-06-29 | Blue Planet Systems Corporation | Methods of producing a building material |
| US12246993B2 (en) | 2022-02-21 | 2025-03-11 | Carbonbuilt | Methods and systems for biomass-derived CO2 sequestration in concretes and aggregates |
| WO2023200905A1 (en) | 2022-04-12 | 2023-10-19 | Carbonbuilt | Process for production of hydraulic-carbonating binder systems through mechanochemical activation of minerals |
| JP2025518138A (en) | 2022-05-27 | 2025-06-12 | ゼロ カーボン システムズ インコーポレイテッド | High Throughput Moving Panel Direct Air Capture System |
| WO2024020027A1 (en) | 2022-07-18 | 2024-01-25 | The Regents Of The University Of Calfornia | A multi-chambered electrochemical cell for carbon dioxide removal |
| WO2024042596A1 (en) * | 2022-08-23 | 2024-02-29 | 株式会社ジェイテクト | Co2 recovery/isolation device |
| JP2026502699A (en) | 2023-01-31 | 2026-01-23 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | Oxygen-Selective Anode |
| DE102023102851A1 (en) * | 2023-02-06 | 2024-08-08 | Obrist Technologies Gmbh | Direct air capture of carbon dioxide |
| WO2024165227A1 (en) * | 2023-02-06 | 2024-08-15 | Obrist Technologies Gmbh | Direct air capture for carbon dioxide |
| EP4552729A1 (en) * | 2023-11-10 | 2025-05-14 | Noratu GmbH | Method and apparatus for dynamically controlled passive absorption of carbon dioxide from the atmosphere using artificial intelligence: dynamic passive absorption tower technology (dpat) |
| WO2025142649A1 (en) * | 2023-12-25 | 2025-07-03 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Method and system for capturing and removing atmospheric carbon dioxide |
| NL2037550B1 (en) * | 2024-04-26 | 2025-11-11 | Zef B V | Direct air capturing method and direct air capturing device |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2029424A1 (en) * | 1969-01-31 | 1970-10-23 | Comp Generale Electricite | Continuous decarbonation of air supply to - an electro chem generator |
| US3865924A (en) * | 1972-03-03 | 1975-02-11 | Inst Gas Technology | Process for regenerative sorption of CO{HD 2 |
| DE2326070C3 (en) * | 1973-05-22 | 1979-10-25 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Device for removing carbon dioxide from air used to operate electrochemical cells |
| US4528248A (en) * | 1984-07-30 | 1985-07-09 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Electrochemical cell and method |
| US5887547A (en) * | 1997-07-03 | 1999-03-30 | Enviromentally Correct Concepts, Inc. | Method for measuring and quantifying amounts of carbon from certain greenhouse gases sequestered in grassy and herbaceous plants above and below the soil surface |
| JPH11244641A (en) * | 1998-03-05 | 1999-09-14 | Taikisha Ltd | Gas cleaning device |
-
2005
- 2005-08-22 KR KR1020077006325A patent/KR20070053767A/en not_active Ceased
- 2005-08-22 EP EP05793918A patent/EP1793913A2/en not_active Withdrawn
- 2005-08-22 AU AU2005290082A patent/AU2005290082B2/en not_active Ceased
- 2005-08-22 JP JP2007528098A patent/JP2008510600A/en active Pending
- 2005-08-22 MX MX2007002019A patent/MX2007002019A/en unknown
- 2005-08-22 WO PCT/US2005/029979 patent/WO2006036396A2/en not_active Ceased
- 2005-08-22 CA CA002577685A patent/CA2577685A1/en not_active Abandoned
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101333141B1 (en) * | 2005-11-07 | 2013-11-26 | 스페셜리스트 프로세스 테크놀로지스 리미티드 | Functional fluid and a process for the preparation of the functional fluid |
| KR200445824Y1 (en) * | 2007-05-23 | 2009-09-03 | 현테크이엔지 주식회사 | Packing for Purification Apparatus |
| WO2013026020A3 (en) * | 2011-08-17 | 2013-05-10 | 1234 10Th Street Llc | Reducing the carbon emissions intensity of a fuel |
| US8574354B2 (en) | 2011-08-17 | 2013-11-05 | 1234 10Th Street Llc | Reducing the carbon emissions intensity of a fuel |
| US9159105B2 (en) | 2011-08-17 | 2015-10-13 | 1234 10Th Street Llc | Reducing the carbon emissions intensity of a fuel |
| US10006275B2 (en) | 2011-08-17 | 2018-06-26 | 1234 10Th Street Llc | Reducing the carbon emissions intensity of a fuel |
| US10557338B2 (en) | 2013-09-18 | 2020-02-11 | 1234 10Th Street Llc | Reducing the carbon emissions intensity of a fuel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2577685A1 (en) | 2006-04-06 |
| AU2005290082B2 (en) | 2011-03-24 |
| AU2005290082A2 (en) | 2006-04-06 |
| EP1793913A2 (en) | 2007-06-13 |
| AU2005290082A1 (en) | 2006-04-06 |
| MX2007002019A (en) | 2007-09-14 |
| JP2008510600A (en) | 2008-04-10 |
| WO2006036396A2 (en) | 2006-04-06 |
| WO2006036396A3 (en) | 2006-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20070053767A (en) | Removal of carbon dioxide from air | |
| US20060051274A1 (en) | Removal of carbon dioxide from air | |
| US7833328B2 (en) | Laminar scrubber apparatus for capturing carbon dioxide from air and methods of use | |
| US8999279B2 (en) | Laminar flow air collector with solid sorbent materials for capturing ambient CO2 | |
| US8871008B2 (en) | Target gas capture | |
| US8105419B2 (en) | Gas liquid contactor and effluent cleaning system and method | |
| AU2009297005B2 (en) | Gas liquid contactor and effluent cleaning system and method | |
| KR20080082597A (en) | Removal of carbon dioxide from air | |
| US20080190567A1 (en) | Method of Recovering Oil from Corn Byproducts and Related Subsystems (II) | |
| CN102228772A (en) | Process method for capturing carbon dioxide in flue gas through membrane absorption of amino solution | |
| US20110318231A1 (en) | Carbon Dioxide Capture System for Diminution of Global CO2 Levels | |
| US20230294043A1 (en) | Method and system for capturing carbon dioxide from the air | |
| CN101242885A (en) | remove carbon dioxide from the air | |
| AU2011203094A1 (en) | Removal of carbon dioxide from air | |
| CN112604480A (en) | Device and method for solving problem of greenhouse gas emission in urea catalytic hydrolysis | |
| US20220233996A1 (en) | Bed regeneration using low value steam | |
| WO2025222054A1 (en) | Systems and methods for reducing drift in capturing carbon dioxide | |
| WO2025120568A1 (en) | Improvements in and relating to methods and apparatus for capturing carbon dioxide from a fluid, in particular a gas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
Patent event date: 20070320 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20100818 Comment text: Request for Examination of Application |
|
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20120228 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20121228 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20120228 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |