RU2097115C1 - System for removing carbon dioxide from air - Google Patents
System for removing carbon dioxide from air Download PDFInfo
- 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
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
Description
Изобретение относится к системам жизнеобеспечения герметичных объектов, в частности к системам очистки дыхательного воздуха от диоксида углерода. The invention relates to life support systems of sealed objects, in particular to systems for cleaning respiratory air from carbon dioxide.
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. Closest to the proposed one is a carbon dioxide air purification system [1] The system contains an adsorber (or several adsorbers) with a regenerated carbon dioxide absorber, a fridge-condenser installed after the adsorber, connecting fittings, including valves for switching flows, a steam generator for supplying water vapor to the adsorber at the desorption stage, a device for feeding the steam generator with water, a device for collecting and supplying condensate to the steam generator, a fan for pumping air through the absorption layer Itel.
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.In such a system, air from a room is supplied by a fan to an adsorber. From the adsorber, air purified from carbon dioxide and enriched with water vapor enters the condenser refrigerator, from where it is supplied to the room. Condensed water in the condenser refrigerator is collected and fed to the steam generator. At the desorption stage, water vapor is supplied from the steam generator on one side of the adsorber (pressure 1 atm, temperature 100 o C). The stage of cooling and drying the carbon dioxide absorber is carried out by blowing air through the absorber layer and is combined with the adsorption stage.
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. However, such a system is characterized by rather high complexity, because, firstly, for desorption of the absorber, a separate device for generating water vapor with elements ensuring its operability is necessary, and secondly, a device is required for separating droplet moisture from air, collecting and supplying it in the steam generator, thirdly, it is necessary to have elements that ensure the separation of water vapor supplied to the desorption from drip water.
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. The objective of the invention is to simplify the system of purification of air from carbon dioxide by eliminating the device for separating and collecting liquid water from the air stream and the device to feed the steam generator with the required amount of water while ensuring efficient operation of the absorber.
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. The problem is solved by the proposed carbon dioxide air purification system, which contains a sequentially installed fan, an adsorber with a regenerated carbon dioxide absorber, and a moisture exchange device with a carbon dioxide absorber and a moisture exchange device with a water vapor absorber. Elements of the system are connected by connecting fittings with valves for switching flows.
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. Introduction to the system of a moisture exchange device with an absorber of water vapor ensures the generation of water vapor at the desorption stage and the return of this steam to the moisture exchange device at the stage of cooling and adsorption. At the same time, a special steam generator, a device for separating droplet moisture from the air and its collection, a device for separating water droplets from water vapor, is excluded from the system.
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. In addition, the system works stably under conditions of zero gravity, in the presence of gravity, pitching, jolting, long slopes, etc. since this system does not use a liquid phase-water, i.e. unlike the known system, in which steam-liquid water-gas is involved in the process, in the proposed system, the process is carried out using only two gas-solid components.
Предлагаемая система представлена на чертеже. The proposed system is presented in the drawing.
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. A system for purifying carbon dioxide from air contains an adsorber 1 with a layer of a regenerated carbon dioxide absorber 2, a
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. The outlet of the
Система работает следующим образом. The system operates as follows.
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.The air from the room by the
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). At the desorption stage, the
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. At the cooling stage, the
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.When the temperature of the
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.Tests of a prototype system for purifying carbon dioxide from the air showed its efficiency in sorption-regeneration cycles with the following structure of the min cycle:
Carbon dioxide desorption by
Carbon
The test results are presented in the table.
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.The adsorbent mass in the tested system was 6.2 kg, the mass of the moisture exchange material in the moisture exchange device was 0.95 kg, the air-gas mixture consumption during sorption was 170 200 l / min, the gas-air mixture temperature was 22 23 o C. As can be seen from the data presented in the table, the proposed system provides effective air purification in the room while maintaining the concentration of carbon dioxide at the level of 0.5%, while in each cycle about 30 liters of concentrated carbon dioxide are produced.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9595113131A RU2097115C1 (en) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | System for removing carbon dioxide from air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9595113131A RU2097115C1 (en) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | System for removing carbon dioxide from air |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95113131A RU95113131A (en) | 1997-08-20 |
RU2097115C1 true RU2097115C1 (en) | 1997-11-27 |
Family
ID=20170616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9595113131A RU2097115C1 (en) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | System for removing carbon dioxide from air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2097115C1 (en) |
Cited By (12)
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 (en) * | 2011-08-03 | 2012-10-20 | Лев Ефимович Герцман | Air regeneration system |
RU2500590C1 (en) * | 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) | Spacecraft regenerative life support system |
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 (en) * | 2021-07-15 | 2022-05-31 | Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ») | Method and device for air purification using a regenerated co2 absorber |
-
1995
- 1995-07-28 RU RU9595113131A patent/RU2097115C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
GB, патент, 1296990, кл. F 4 C, 1972. * |
Cited By (22)
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 (en) * | 2011-08-03 | 2012-10-20 | Лев Ефимович Герцман | Air regeneration system |
RU2500590C1 (en) * | 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) | Spacecraft regenerative life support system |
RU2773150C1 (en) * | 2021-07-15 | 2022-05-31 | Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ») | Method and device for air purification using a regenerated co2 absorber |
RU2809171C1 (en) * | 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) | Carbon dioxide and hydrogen recycling system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10406475B2 (en) | Gas recovery concentration apparatus | |
CN111278529B (en) | Gas recovery and concentration device | |
US4197713A (en) | Process and plant for the recovery of water from humid air | |
US4898599A (en) | Desiccant gas drying system | |
RU2097115C1 (en) | System for removing carbon dioxide from air | |
CN105032113B (en) | Process for capturing carbon dioxide in flue gas based on wet reclamation technology | |
JP2005233435A (en) | Absorption dehumidifying air conditioning system | |
JPS61254221A (en) | Apparatus for removing co2 | |
JP2003181242A (en) | Carbon dioxide removing apparatus integrated with desulfurization device and boiler equipment equipped with carbon dioxide removing apparatus | |
JP2009090979A (en) | Small desiccant air conditioner | |
CN113480062A (en) | Air water taking and purifying integrated device and method | |
US10386084B2 (en) | Heat pumps utilizing ionic liquid desiccant | |
JPH10128059A (en) | Two-stage adsorbing and separating equipment for recovering carbon dioxide from waste combustion gas and two-stage method for adsorbing and separating carbon dioxide | |
JP2004344703A (en) | Method and apparatus for treating carbon dioxide | |
Shen et al. | Cosorption characteristics of solid adsorbents | |
CN212327833U (en) | Recovery device and recovery system | |
RU95113131A (en) | CARBON DIOXIDE CLEANING SYSTEM | |
WO2024072225A1 (en) | A method and system for removing co 2 from a gas | |
JP4352139B2 (en) | Small desiccant air conditioner | |
JP2009083851A (en) | Small desiccant air conditioner | |
WO2019202927A1 (en) | Air conditioner | |
JP5581550B2 (en) | Adsorption / desorption type concentrator | |
KR20160055654A (en) | Thermal swing adsorption type vapor oil recycling apparatus using heat pump | |
JP7033065B2 (en) | Drinking water supply device | |
JP7435367B2 (en) | Organic solvent recovery system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050729 |