RU2097115C1 - Система очистки воздуха от диоксида углерода - Google Patents

Система очистки воздуха от диоксида углерода Download PDF

Info

Publication number
RU2097115C1
RU2097115C1 RU9595113131A RU95113131A RU2097115C1 RU 2097115 C1 RU2097115 C1 RU 2097115C1 RU 9595113131 A RU9595113131 A RU 9595113131A RU 95113131 A RU95113131 A RU 95113131A RU 2097115 C1 RU2097115 C1 RU 2097115C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
carbon dioxide
adsorber
absorbent
moisture
Prior art date
Application number
RU9595113131A
Other languages
English (en)
Other versions
RU95113131A (ru
Inventor
В.Н. Шубина
С.И. Симаненков
А.М. Рябкин
Original Assignee
Научно-производственное предприятие "Технолог"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное предприятие "Технолог" filed Critical Научно-производственное предприятие "Технолог"
Priority to RU9595113131A priority Critical patent/RU2097115C1/ru
Publication of RU95113131A publication Critical patent/RU95113131A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2097115C1 publication Critical patent/RU2097115C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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

  • Drying Of Gases (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

Использование: изобретение относится к системам жизнеобеспечения герметичных объектов, в частности, к системам очистки воздуха, предназначенного для дыхания, от диоксида углерода. Сущность изобретения: система содержит адсорбер со слоем регенерируемого поглотителя диоксида углерода, вентилятор для подачи воздуха из помещения в адсорбер. С выходом адсорбера соединено влагообменное устройство с регенерируемым поглотителем водяного пара. Выход влагообменного устройства связан с атмосферой. Наличие в системе влагообменного устройства с регенерируемым поглотителем водяного пара, установленного по потоку воздуха после сорбента диоксида углерода, обеспечивает возможность генерации водяного пара на стадии десорбции и последующей сушки и охлаждения поглотителя диоксида углерода перед стадией адсорбции, что позволяет упростить систему и одновременно повысить эффективность ее работы, в том числе в условиях нулевой гравитации. 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к системам жизнеобеспечения герметичных объектов, в частности к системам очистки дыхательного воздуха от диоксида углерода.
Наиболее близкой к предлагаемой является система очистки воздуха от диоксида углерода [1] Система содержит адсорбер (или несколько адсорберов) с регенерируемым поглотителем диоксида углерода, холодильник-конденсатор, установленный после адсорбера, соединительную арматуру, включающую вентили для переключения потоков, парогенератор для подачи водяного пара в адсорбер на стадии десорбции, устройство подпитки парогенератора водой, устройство для сбора и подачи конденсата в парогенератор, вентилятор для прокачки воздуха через слой поглотителя.
В такой системе воздух из помещения вентилятором подается в адсорбер. Из адсорбера воздух, очищенный от диоксида углерода и обогащенный парами воды, поступает в холодильник-конденсатор, откуда, он подается в помещение. Сконденсировавшаяся в холодильнике-конденсаторе вода собирается и подается в парогенератор. На стадии десорбции с одной стороны адсорбера подается водяной пар из парогенератора (давление 1 атм, температура 100oC). Стадия охлаждения и осушки поглотителя диоксида углерода осуществляется продувкой воздуха через слой поглотителя и совмещается со стадией адсорбции.
Однако такая система характеризуется достаточно высокой сложностью, поскольку, во-первых, для десорбции поглотителя необходимо наличие отдельного устройства для генерации водяного пара с элементами, обеспечивающими его работоспособность, во-вторых, необходимо наличие устройства для отделения капельной влаги от воздуха, ее сбора и подачи в парогенератор, в-третьих, необходимо наличие элементов, обеспечивающих отделение водяного пара, подаваемого на десорбцию, от капельной воды.
Задачей изобретения является упрощение системы очистки воздуха от диоксида углерода за счет исключения устройства отделения и сбора жидкой воды из потока воздуха и устройства подпитки парогенератора требуемым количеством воды при одновременном обеспечении эффективной работы поглотителя.
Задача решается предлагаемой системой очистки воздуха от диоксида углерода, которая содержит последовательно установленные вентилятор, адсорбер с регенерируемым поглотителем диоксида углерода и влагообменное устройство с поглотителем диоксида углерода и влагообменное устройство с поглотителем водяного пара. Элементы системы связаны соединительной арматурой с вентилями для переключения потоков.
Введение в систему влагообменного устройства с поглотителем водяного пара обеспечивает генерацию водяного пара на стадии десорбции и возврат этого пара во влагообменное устройство на стадии охлаждения и адсорбции. При этом из системы исключается специальный парогенератор, устройство для отделения капельной влаги из воздуха и ее сбора, устройство отделения капель воды от водяного пара.
Кроме того, система устойчиво работает в условиях нулевой гравитации, при наличии силы тяжести, качке, тряске, длительных наклонах и т.п. так как в данной системе не используется жидкая фаза-вода, т.е. в отличие от известной системы, в которой в процессе участвуют пар-жидкая вода-газ, в предлагаемой системе процесс осуществляется с использованием только двух компонентов газ-твердое тело.
Предлагаемая система представлена на чертеже.
Система для очистки воздуха от диоксида углерода содержит адсорбер 1 со слоем регенерируемого поглотителя диоксида углерода 2, вентилятор 7 для подачи воздуха из помещения в адсорбер 1. С выходом адсорбера 1 соединено влагообменное устройство 3, в качестве которого могут быть использованы известные в массообменной технике влагообменники, функционирующие по принципу сорбции-десорбции влаги при изменении температуры. В предлагаемой системе влагообменное устройство 3 представляет собой слой регенерируемого поглотителя водяного пара 4 со встроенным в него теплообменником 5. В качестве поглотителя 4 водяного пара могут быть использованы известные сорбенты-силикагель и т.п. Исходя из условий эксплуатации системы, влагообменное устройство 3 может быть выполнено в виде отдельного элемента, соединенного с адсорбером 1, либо размещено с адсорбером в одном корпусе после поглотителя диоксида углерода по потоку воздуха.
Выход влагообменного устройства 3 связан с атмосферой помещения через запорный клапан 6. Трубопровод 8, соединяющий адсорбер 1 с вентилятором 7, и трубопровод 10 для удаления диоксида углерода при десорбции снабжены клапанами 9 и 11 соответственно. Функционирование влагообменного устройства 3 обеспечивается контуром, соединяющим нагреватель 12, охладитель 15 и насос 16. Нагреватель 12 и охладитель 15 связаны с влагообменным устройством 3 через клапаны 13 и 14. Для компенсации объемных изменений теплоносителя в замкнутом контуре предусмотрен компенсатор 17.
Система работает следующим образом.
Воздух из помещения вентилятором 7 при открытом клапане 9 подается в адсорбер 1, где происходит сорбция диоксида углерода и одновременно дисорбция части воды, оставшейся в слое поглотителя диоксида углерода 2 после охлаждения. Увлажненный воздух поступает из адсорбера 1 во влагообменное устройство 3, где происходит адсорбция влаги из воздуха. При этом одновременно происходит охлаждение воздуха и влагообменного материала (поглотителя) 4 с помощью охладителя 15. В этом случае клапан 14 открыт, клапан 13 закрыт. Из влагообменного устройства 3 очищенный от диоксида углерода и осушенный воздух поступает в помещение при 15 20oC.
На стадии десорбции перекрывают клапаны 6, 9 и 14, открывают клапан 13 и осуществляют нагрев влагообменного материала 4 во влагообменном устройстве 3 с помощью нагревателя 12, который подогревает жидкий теплоноситель, циркулирующий по контуру с помощью насоса 16. При этом адсорбированная на предыдущей стадии влаги испаряется и поступает на слой поглотителя диоксида углерода 2 в адсорбер 1, где происходит десорбция диоксида углерода водяным паром. Десорбируемый диоксид углерода через клапан 11 по трубопроводу 10 отводится из адсорбера 1 (обычно на утилизацию).
На стадии охлаждения клапаны 9, 11 и 13 закрывают (клапан 6 закрыт на предыдущей стадии), клапан 14 открывают и включают тем самым охлаждение влагообменного материала 4 во влагообменном устройстве 3. Вода за счет тепла, накопившегося в слое поглотителя 2, десорбируется из слоя поглотителя 2 и поглощается влагообменным материалом 4 в охлаждаемом влагообменном устройстве 3. Тем самым производится эффективное охлаждение и сушка поглотителя диоксида углерода 2 и накопление воды во влагообменном устройстве.
При достижении температуры влагообменного устройства 3 в пределах 15 - 20oC открывают клапаны 6 и 9, при этом вновь осуществляется стадия адсорбции, описанная выше. Таким образом, влагообменное устройство в предлагаемой системе очистки воздуха от диоксида углерода выполняет одновременно функцию холодильника-конденсатора и генератора водяного пара.
Испытания макетного образца системы очистки воздуха от диоксида углерода показали ее работоспособность в циклах сорбция-регенерация при следующем структуре цикла мин:
Сорбция диоксида углерода 120
Десорбция диоксида углерода продувкой водяным паром 30
Охлаждение поглотителя диоксида углерода 15 30
Результаты испытаний представлены в таблице.
Масса адсорбента в испытанной системе составила 6,2 кг, масса влагообменного материала во влагообменном устройстве составила 0,95 кг, расход газовоздушной смеси при сорбции 170 200 л/мин, температура газовоздушной смеси 22 23oC. Как видно из представленных в таблице данных, предлагаемая система обеспечивает эффективную очистку воздуха в помещении при поддержании концентрации диоксида углерода на уровне 0,5% при этом в каждом цикле производится около 30 л концентрированного диоксида углерода.

Claims (1)

  1. Система очистки воздуха от диоксида углерода в герметичном помещении, содержащая адсорбер с регенерируемым сорбентом диоксида углерода, вентилятор для подачи воздуха в адсорбер, холодильник-конденсатор, генератор водяного пара для десорбции сорбента, соединительную арматуру с клапанами, отличающаяся тем, что холодильник-конденсатор и генератор водяного пара выполнены в виде установленного по потоку воздуха после сорбента диоксида углерода влагообменного устройства с регенерируемым поглотителем водяного пара.
RU9595113131A 1995-07-28 1995-07-28 Система очистки воздуха от диоксида углерода RU2097115C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9595113131A RU2097115C1 (ru) 1995-07-28 1995-07-28 Система очистки воздуха от диоксида углерода

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9595113131A RU2097115C1 (ru) 1995-07-28 1995-07-28 Система очистки воздуха от диоксида углерода

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95113131A RU95113131A (ru) 1997-08-20
RU2097115C1 true RU2097115C1 (ru) 1997-11-27

Family

ID=20170616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9595113131A RU2097115C1 (ru) 1995-07-28 1995-07-28 Система очистки воздуха от диоксида углерода

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2097115C1 (ru)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8083836B2 (en) 2006-10-02 2011-12-27 Kilimanjaro Energy, Inc. Method and apparatus for extracting carbon dioxide from air
US8088197B2 (en) 2005-07-28 2012-01-03 Kilimanjaro Energy, Inc. Removal of carbon dioxide from air
US8133305B2 (en) 2007-11-05 2012-03-13 Kilimanjaro Energy, Inc. Removal of carbon dioxide from air
US8221527B1 (en) 2006-03-08 2012-07-17 Kilimanjaro Energy, Inc. Air collector with functionalized ion exchange membrane for capturing ambient CO2
US8262774B2 (en) 2007-11-20 2012-09-11 Kilimanjaro Energy, Inc. Air collector with functionalized ion exchange membrane for capturing ambient CO2
RU2464056C1 (ru) * 2011-08-03 2012-10-20 Лев Ефимович Герцман Система регенерации воздуха
RU2500590C1 (ru) * 2012-06-04 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ-ИМБП РАН) Регенерационная система жизнеобеспечения экипажа космического аппарата
US8715393B2 (en) 2007-04-17 2014-05-06 Kilimanjaro Energy, Inc. Capture of carbon dioxide (CO2) from air
US8999279B2 (en) 2008-06-04 2015-04-07 Carbon Sink, Inc. Laminar flow air collector with solid sorbent materials for capturing ambient CO2
US9266051B2 (en) 2005-07-28 2016-02-23 Carbon Sink, Inc. Removal of carbon dioxide from air
US9527747B2 (en) 2008-02-19 2016-12-27 Carbon Sink, Inc. Extraction and sequestration of carbon dioxide
RU2773150C1 (ru) * 2021-07-15 2022-05-31 Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ») Способ и устройство для очистки воздуха с использованием регенерируемого поглотителя co2

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GB, патент, 1296990, кл. F 4 C, 1972. *

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10010829B2 (en) 2005-07-28 2018-07-03 Carbon Sink, Inc. Removal of carbon dioxide from air
US8088197B2 (en) 2005-07-28 2012-01-03 Kilimanjaro Energy, Inc. Removal of carbon dioxide from air
US9266051B2 (en) 2005-07-28 2016-02-23 Carbon Sink, Inc. Removal of carbon dioxide from air
US8221527B1 (en) 2006-03-08 2012-07-17 Kilimanjaro Energy, Inc. Air collector with functionalized ion exchange membrane for capturing ambient CO2
US8246723B2 (en) 2006-03-08 2012-08-21 Kilimanjaro Energy, Inc. Air collector with functionalized ion exchange membrane for capturing ambient CO2
US10150112B2 (en) 2006-03-08 2018-12-11 Carbon Sink, Inc. Air collector with functionalized ion exchange membrane for capturing ambient CO2
US9205372B2 (en) 2006-03-08 2015-12-08 Carbon Sink, Inc. Air collector with functionalized ion exchange membrane for capturing ambient CO2
US8083836B2 (en) 2006-10-02 2011-12-27 Kilimanjaro Energy, Inc. Method and apparatus for extracting carbon dioxide from air
US8273160B2 (en) 2006-10-02 2012-09-25 Kilimanjaro Energy, Inc. Method and apparatus for extracting carbon dioxide from air
US8337589B2 (en) 2006-10-02 2012-12-25 Kilimanjaro Energy, Inc. Method and apparatus for extracting carbon dioxide from air
US9861933B2 (en) 2006-10-02 2018-01-09 Carbon Sink, Inc. Method and apparatus for extracting carbon dioxide from air
US9266052B2 (en) 2006-10-02 2016-02-23 Carbon Sink, Inc. Method and apparatus for extracting carbon dioxide from air
US9616375B2 (en) 2007-04-17 2017-04-11 Carbon Sink, Inc. Capture of carbon dioxide (CO2) from air
US8715393B2 (en) 2007-04-17 2014-05-06 Kilimanjaro Energy, Inc. Capture of carbon dioxide (CO2) from air
US8133305B2 (en) 2007-11-05 2012-03-13 Kilimanjaro Energy, Inc. Removal of carbon dioxide from air
US8262774B2 (en) 2007-11-20 2012-09-11 Kilimanjaro Energy, Inc. Air collector with functionalized ion exchange membrane for capturing ambient CO2
US9527747B2 (en) 2008-02-19 2016-12-27 Carbon Sink, Inc. Extraction and sequestration of carbon dioxide
US8999279B2 (en) 2008-06-04 2015-04-07 Carbon Sink, Inc. Laminar flow air collector with solid sorbent materials for capturing ambient CO2
RU2464056C1 (ru) * 2011-08-03 2012-10-20 Лев Ефимович Герцман Система регенерации воздуха
RU2500590C1 (ru) * 2012-06-04 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ-ИМБП РАН) Регенерационная система жизнеобеспечения экипажа космического аппарата
RU2773150C1 (ru) * 2021-07-15 2022-05-31 Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ») Способ и устройство для очистки воздуха с использованием регенерируемого поглотителя co2
RU2809171C1 (ru) * 2023-07-06 2023-12-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ - ИМБП РАН) Система переработки диоксида углерода и водорода

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111278529B (zh) 气体回收浓缩装置
US10406475B2 (en) Gas recovery concentration apparatus
US4197713A (en) Process and plant for the recovery of water from humid air
US4898599A (en) Desiccant gas drying system
RU2097115C1 (ru) Система очистки воздуха от диоксида углерода
JPH11128649A (ja) ガス吸着装置
CN105032113B (zh) 基于湿法再生技术捕集烟气中二氧化碳的方法
US10386084B2 (en) Heat pumps utilizing ionic liquid desiccant
JP2005233435A (ja) 吸収式除湿空調システム
JP2009090979A (ja) 小型デシカント空調装置
CN113480062A (zh) 一种空气取水净化一体装置和方法
JPS61254221A (ja) Ｃｏ２除去装置
JP2003181242A (ja) 脱硫装置一体型二酸化炭素除去装置および二酸化炭素除去装置付きボイラー設備
JPH10128059A (ja) 燃焼排ガスから二酸化炭素を回収するための２段式吸着分離設備および２段式二酸化炭素吸着分離方法
JP2004344703A (ja) 二酸化炭素の処理方法及び二酸化炭素処理装置
WO2024072225A1 (en) A method and system for removing co 2 from a gas
Shen et al. Cosorption characteristics of solid adsorbents
RU95113131A (ru) Система очистки воздуха от диоксида углерода
WO2019202927A1 (ja) 空調装置
JP4352139B2 (ja) 小型デシカント空調装置
KR20160055654A (ko) 히트펌프를 이용한 재생흡착식 유증기 회수장치
JP7033065B2 (ja) 飲料水の供給装置
JP5581550B2 (ja) 吸脱着式濃縮装置
JP7435367B2 (ja) 有機溶剤回収システム
JPH0731095Y2 (ja) 吸着式冷媒再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050729