用于对潮湿气体混合物进行除湿的方法技术

本发明专利技术涉及用于对潮湿气体混合物进行除湿的方法。本发明专利技术还涉及用于对潮湿气体混合物进行除湿的设备以及所述设备在根据本发明专利技术的方法中的用途。

A method of dehumidification for humid gas mixtures

The present invention relates to a method for dehumidification of a mixture of moist gases. The invention also relates to a device for dehumidification of a humid gas mixture and the use of the equipment in the method according to the present invention.

【技术实现步骤摘要】
用于对潮湿气体混合物进行除湿的方法
本专利技术涉及用于对潮湿气体混合物进行除湿的方法。本专利技术还涉及用于对潮湿气体混合物进行除湿的设备以及所述设备在根据本专利技术的方法中的用途。
技术介绍
对潮湿气体混合物的除湿在许多
中是必需的。例如，建筑物或车辆的通风和空调一般不仅必需要冷却，而且还要对空气进行除湿，因为待冷却空气常常很潮湿以致于在冷却至所需温度期间，温度降到露点温度之下。因此，在常规空调系统中，对空气的除湿占电力消耗的很大一部分。通过用干燥介质吸附或吸收水来将空气除湿，并且随后通过加热至水再次解吸的温度来再生载水的干燥介质，使建筑物的空调系统的电力消耗降低。与固体吸附剂上的吸附相比，液体吸收介质中吸收的优点在于，可在设备复杂性降低且干燥介质较少的情况下进行空气除湿，并且更容易进行使用太阳热能的载水干燥介质的再生。采用潮湿气体混合物的除湿的其他
是吸收式冷却器(又名"吸收热泵"，原理描述于WO2014/079675A1)的领域。此时，在低压下水的蒸发期间形成潮湿气体混合物。需要从潮湿气体混合物中去除如此形成的水蒸气，以便所述混合物可随后回到水蒸发以便通过新的循环。也在此时，液体吸收介质中的吸收优于固体吸附介质上的吸附。最后，潮湿气体混合物的除湿在天然气提取领域中同样重要，例如像DE102010004779A1中所述。通常纳入空气或天然气除湿设备中以及冷却器中的材料的实例包括钛、铜和贵金属。至今在商用空调系统中用作液体吸收介质的溴化锂、氯化锂或氯化钙的水溶液具有如下缺点：它们对空调系统中通常所用的金属材料的构造具有腐蚀性，以及它们因此使得必需要使用昂贵的特殊材料的构造。钢和不锈钢也遭遇这个问题。这些解决方案可另外造成因吸收介质结晶析出盐所致的问题。Y.Luo等人,Appl.ThermalEng.31(2011)2772-2777提出使用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐代替溴化锂的水溶液来用于空气除湿。然而，这种离子液体的缺点是仅具有很弱的吸收能力。Y.Luo等人,SolarEnergy86(2012)2718-2724提出离子液体1,3-二甲基咪唑鎓乙酸盐来作为1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐的替代物以用于空气除湿。然而，1,3-二甲基咪唑鎓乙酸盐不稳定，并且在解吸期间的分解程度并非不值得考虑。这一问题也是US2011/0247494A1第[0145]段中提出的离子液体所遭遇的。该文献提出使用乙酸三甲基铵或1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙酸盐作为液体干燥剂代替水性氯化锂溶液。实施例3对一系列其他离子液体从湿空气中进行水摄取展开比较。CN102335545A描述了作为空气除湿的吸收介质的未遭受上述问题的离子液体的水溶液。CN102335545A主要描述了钢基空气除湿器。所述离子液体尤其是1,3-二甲基咪唑鎓二甲基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓二甲基磷酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑鎓二甲基磷酸盐。该吸收介质据报道对钢无腐蚀性。然而，在钢基设备中用CN102335545A中所述离子液体，对于高效空气除湿而言重要的热传递却相对较低。另外，热传递是在选择吸收介质时必须考虑的重要参数。因此，在空气除湿领域中，确保自身与空气除湿器的其他组成部分之间特别良好的热传递的吸收介质是可格外容易被采用的。在其中采用了金属成份(例如钢)的空气除湿器中，这种热传递至少部分地发生于吸收介质与金属表面之间。因此，本专利技术的目的是提供这样的吸收介质，该吸收介质在用于钢基空调系统、空气除湿器、吸收式冷却器等等时，确保比现有技术吸收介质更佳的热传递。现已意外地发现了实现此目的的吸收介质。
技术实现思路
因此，本专利技术在第一方面涉及用于在设备V1中对潮湿气体混合物G、尤其是潮湿空气进行除湿的方法，该方法包括以下步骤∶(a)使所述潮湿气体混合物G与水性液体吸收介质AVE接触，所述吸收介质AVE包含至少一种结构(I)的磷酸三烷基酯与选自由Q+A-、Q+(R1O)2PO2-、(Q+)2R2OPO32-、Q+M+R3OPO32-组成的组的至少一种盐S的混合物，其中AVE从所述潮湿气体混合物G中至少部分地吸收水，从而提供与AVE相比具有提高的水含量的水性液体吸收介质AVE1和与所述潮湿气体混合物G相比具有相对低的水含量的气体混合物G1，(b)从AVE1中部分地去除水以获得与AVE1相比具有相对低的水含量的水性液体吸收介质AVE2，其中所述设备V1至少部分地包括由钢材料的构造制成的表面Ost，并且在所述设备V1中，AVE、AVE1、AVE2中的至少一者经由至少一个接触表面来接触由钢材料的构造制成的所述表面Ost，其特征在于Q+是其中尤其所述烷基基团各自彼此独立地具有1至10个碳原子的二烷基咪唑鎓阳离子，其中A-是选自由R*COO-、R'SO3-、HSO4-、R''SO4-组成的组的阴离子，其中R*、R'、R''、RA、RB、RC、R1、R2、R3各自彼此独立地是尤其具有1至10个、优选1至8个、更优选1至6个、还更优选1至4个、仍更优选1至2个碳原子的烷基基团，并且其中M+是碱金属离子，优选Li+、K+或Na+，还更优选K+或Na+。该方法中采用的潮湿气体混合物G无具体限制。"潮湿"应被理解为在本专利技术的背景下意味着"包含水、特别是水蒸气"。"水性"应被理解为意味着具体溶液(即，在水性液体吸收介质情况下为所述吸收介质)包含水。"除湿"应被理解为意味着至少部分地去除水。"至少部分地"应被理解为在本专利技术的背景下意味着"部分地或完全地"。"潮湿气体混合物G"因此应被理解为在本专利技术的背景下意味着该气体混合物G包含水、优选水蒸气("水蒸气"应被理解为意味着气态物理状态的水)，并且其组成另外无具体限制。此潮湿气体混合物的水含量无具体限制并且具体而言是从0.01体积%至99.99体积%("体积%"指示基于潮湿气体混合物G的总体积水蒸气的体积)。潮湿气体G的组成可取决于根据本专利技术的方法的应用而另外变化。潮湿气体混合物G特别选自潮湿天然气、潮湿空气(这可能是潮湿室内空气或者由吸收式冷却器中水的蒸发所产生的潮湿空气)，优选潮湿空气。对于潮湿天然气来说，水含量具体而言是从0.01体积%至15.00体积%，对于潮湿空气来说，在潮湿室内空气情况下，所述含量具体而言是从0.01体积%至15.00体积%，或者当涉及由吸收式冷却器中水的蒸发所产生的潮湿空气时，优选范围具体是从95.00体积%至99.99体积%。根据本专利技术的方法是在设备V1中进行，所述设备V1至少部分地包括由钢材料的构造制成的表面Ost(在本专利技术的背景下，Ost是"由钢材料的构造制成的表面"的缩写)并且其中选自由AVE、AVE1、AVE2组成的组的水性液体吸收介质中的至少一种经由至少一个接触表面来接触由钢材料的构造制成的表面Ost。具体而言，可采用具有以下组件的设备V1∶(i)至少一个吸水单元Wabs1，其被设立来使所述潮湿气体混合物与所述水性液体吸收介质AVE接触，(ii)至少一个水解吸单元Wdes1，其包括换热器Wx1并且被设立来从水性液体吸收介质AVE中至少部分地去除水，(iii)以及回路U1，其连接所述吸水单元Wabs1与所述水解吸单元Wdes1，并且借助于所述回路U1，所述水性液体吸收介质AVE本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在设备V1中对潮湿气体混合物G、尤其潮湿空气进行除湿的方法，所述方法包括以下步骤∶(a)使所述潮湿气体混合物G与水性液体吸收介质AVE接触，所述吸收介质AVE包含至少一种结构(I)的磷酸三烷基酯

【技术特征摘要】
2016.06.14 DE 102016210484.51.用于在设备V1中对潮湿气体混合物G、尤其潮湿空气进行除湿的方法，所述方法包括以下步骤∶(a)使所述潮湿气体混合物G与水性液体吸收介质AVE接触，所述吸收介质AVE包含至少一种结构(I)的磷酸三烷基酯与选自由Q+A-、Q+(R1O)2PO2-、(Q+)2R2OPO32-、Q+M+R3OPO32-组成的组的至少一种盐S的混合物，其中AVE从所述潮湿气体混合物G中至少部分地吸收水，从而提供与AVE相比具有提高的水含量的水性液体吸收介质AVE1和与所述潮湿气体混合物G相比具有相对低水含量的气体混合物G1，(b)从AVE1中部分地去除水以获得与AVE1相比具有相对低水含量的水性液体吸收介质AVE2，其中所述设备V1至少部分地包括由钢材料的构造制成的表面Ost，并且在所述设备V1中，AVE、AVE1、AVE2中的至少一者经由至少一个接触表面来接触由钢材料的构造制成的所述表面Ost，其特征在于Q+是二烷基咪唑鎓阳离子，其中A-是选自由R*COO-、R'SO3-、HSO4-、R''SO4-组成的组的阴离子，其中R*、R'、R''、RA、RB、RC、R1、R2、R3各自彼此独立地是烷基基团，并且其中M+是碱金属离子。2.根据权利要求1所述的方法，其中Q+是其中所述烷基基团各自彼此独立地具有1至10个碳原子的二烷基咪唑鎓阳离子，并且其中R*、R'、R''、RA、RB、RC、R1、R2、R3各自彼此独立地是具有1至10个碳原子的烷基基团并且其中M+=Li+、K+或Na+。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述盐S选自Q+A-、Q+(R1O)2PO2-的组，并且Q+是其中所述烷基基团各自彼此独立地具有1至6个碳原子的二烷基咪唑鎓阳离子并且A-是选自由R*COO-、R'SO3-、R''SO4-组成的组的阴离子，其中R*、R1、R'、R''、RA、RB、RC各自彼此独立地是具有1至6个碳原子的烷基基团。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中RA、RB、RC彼此独立地选自甲基、乙基。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在所述水性液体吸收介质AVE中，基于所述水溶液的总重量，所有结构(I)的磷酸三烷基酯与所有盐S的总重量是在65重量%至95重量%范围内。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在所述水性液体吸收介质AVE中，所有结构(I)的磷酸三烷基酯的总重量与所有盐S的总重量的比率是在1:9999至1:9范围内。7.用于对潮湿气体混合物进行除湿的设备V2，其包括以下组件：...

【专利技术属性】
技术研发人员：O泽纳克，B维利，王新明，R施奈德，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE