对室内空气的洗涤的吸附剂的高效利用制造技术

在此所揭示的内容中的某些实施方案相对应的是，举例来说，一种适用于控制洗涤器的方法，该洗涤器中包含有吸附剂。洗涤器可能被配置为在洗涤和再生之间中进行循环，洗涤是指对至少一种污染物/来自于含有污染物的气体流中的气体/被吸附剂所吸收的气体进行洗涤，再生是指对吸附剂的大部分进行再生，并借此通过再生的气体流对至少一种污染物和/或来自于吸附剂的第一气体中的大部分进行清洗。方法可能会包括使气体流流动通过洗涤器，而洗涤器中可以含有吸附剂，并且可以能够对至少一种污染物/在吸附阶段经过第一段时间周期的被吸附到吸附剂中的气体流气体中的至少大部分进行吸附。这一方法也可以包括对在再生阶段经过第二段时间周期的通过再生气体流对至少一种污染物/来自于吸附剂的气体中的至少大部分进行清洗，并且可以在这其中进行循环。

Efficient utilization of adsorbent for indoor air washing

Some of the implementations in the content disclosed herein correspond to, for example, a method for controlling the scrubber, which contains an adsorbent. The scrubber may be configured to circulate between washing and regeneration, which refers to the washing of at least one pollutant / gas from a gas flow containing pollutants / adsorbent gas. Regeneration refers to the regeneration of most of the adsorbents, and at least one kind of gas flow through the regenerated gas flow. Most of the contaminants and / or the first gas coming from the sorbent are cleaned. The method may include making the flow of the gas flow through the scrubber, and the sorbents can be contained in the scrubber, and can be able to adsorb at least one of the pollutants / at least in the gas flow gas that is adsorbed in the adsorbent for the first time period of the adsorption stage. This method can also include cleaning at least a large portion of at least one of the pollutants / gases from the adsorbent through the regenerated gas flow over a second period of time in the regenerative phase and can be circulated here.

【技术实现步骤摘要】
对室内空气的洗涤的吸附剂的高效利用本申请是2013年5月22日递交的申请号为201380026112.8，专利技术名称为“对室内空气的洗涤的吸附剂的高效利用”的分案申请。对相关申请的参考本申请在此要求享有以下优先权：于2012年5月22日提交的第61/650204号美国临时专利申请，其专利技术名称为“AirManagementSystemswithIntegratedVentilationandScrubbingFunctionality”；于2012年6月26日提交的地61/664168号美国临时专利申请，其专利技术名称为“OptimalAdsorption-RegenerationCycleforIndoorAirScrubbing”；于2012年6月27日提交的第61/664748号美国临时专利申请，其专利技术名称为“OptimalAdsorption-RegenerationCycleforIndoorAirScrubbing”；以及于2012年9月24日提交的第61/704796号美国临时专利申请，其专利技术名称为“AirManagementSystems”。上述专利申请中所揭示的内容全部及其教导全部通过引证并入本文。
一般来说，在此所揭示的内容中的各种实施方案涉及的是空气管理控制系统，而且，尤其是，涉及的是包含有以空气处理系统为基础的吸附剂的空气管理控制系统。
技术介绍
制暖，通风和空气-调节(“HVAC”)系统提供的是在封闭环境内的室内空气的循环，所述封闭环境可以包括建筑物和所有类似的结构，车辆，舰船。HVAC系统的主要任务是维持舒适的温度和湿度，以及好的室内空气的质量。为了维持好的空气质量，循环中的空气将会被更新，或者是通过持续地与来自密闭环境之外的新鲜空气进行置换，或者是对循环中的空气进行处理，以去除在密闭环境中很容易形成或者聚集的不需要的致污物。这些致污物也可能是指污染物，或者其他物质。这些污染物可能会包括二氧化碳(CO2)，以及易挥发的有机污染物(VOCS)，无机气体，例如，硫氧化物，氮氧化物，一氧化碳，氡以及其他物质。颗粒以及微生物也可能会以非气态的污染物的形式出现，它们都会影响到室内空气的质量，因此，应该对其进行过滤或者去除处理。由于对室内空气的置换不能提供一种让人满足的解决方案——无论是由于强加在HVAC系统上的热负载的缘故，还是由于室外不好的控制质量的缘故，或者是由于缺乏与外界新鲜空气相连的通道的缘故，室内空气可能要借助吸附剂的处理来去除空气中的污染物。由于吸附剂可以从空气中收集到污染物，因此，吸附剂会逐渐变得饱和，并逐步丧失其吸附活性。为了在其延长的使用周期中能够继续使用吸附剂，通常需要周期性地对使用后的吸附剂进行清洗处理，即，众所周知的再生。再生可以是在吸附剂之上引入清洁气体(其也可以是再生后的气体)和/或使清洁气体流动通过吸附剂。举例来说，吸附剂可以用空气进行冲刷，或者使用一些其他的具有较高的温度和/或较低的部分压力的污染物的气体，或者通过对吸附剂本身进行加热，从而可以去除负载在吸附剂表面上的污染物分子。因此，吸附剂通常在吸附——解吸附“摆动循环”中使用的，在其中，吸附或者清洗的部分循环，它们可以捕捉到某种气体，而且持续进行这样的循环，直到吸附剂达到饱和状态。在解吸附的过程中，或者在再生循环中，吸附剂可以释放出气体，这些气体被吸收，直到它们恢复到其初始的能力和吸附效力，此时表明，新的循环可以开始了。这种摆动循环可以至少是，例如，温度-摆动循环，压力-摆动循环，或者是浓度-摆动的吸附循环。在某些情况下，温度和浓度，或者温度和压力都是可以在再生过程中发生变化的。可再生的吸附剂的使用可以去除室内的二氧化碳(CO2)和VOCs，这取决于摆动循环，对于空气置换来说，它是一种重要的选用方案，尤其是在外部的条件使得空气的置换成本剧增，环境不理想或者其他不利条件出现时。然而，再生经济和性能都是关键问题，这是由于再生代表的是停止工作，以便进行空气处理功能，而且必须要消耗能量才能使清洁的气体流动以及释放出污染物。人们发现，最优化的经济和功能的性能会由于污染物的种类和浓度的含量以及温度和流速的改变将变得更为复杂。
技术实现思路
在本文所揭示的某些实施方案中，系统和方法被描述为适用于通过使用吸附剂和温度或浓度-调整吸附循环从室内空气中去除CO2和其他的污染物。在本文所揭示的某些实施方案中，当一种类型的污染物出现时，以及当不止一种类型的污染物出现时，在再生过程中使流动的方向发生逆转可以提供一些优势。根据某些实施方案，在此提供的是一种适用于减少室内空气中所含的至少一种污染物的程度的方法，所述室内空气来自于人类所占据的密闭环境。这一方法可能会包括提供空气处理组件，其中包括至少一种类型的吸附剂，该吸附剂可以被配置用于捕捉至少一种混入室内空气中的污染物，所述室内空气是从密闭环境中流出的，而且一旦被暴露在再生空气流中时，其也可以被配置用于进行再生；使室内空气流可以从第一方向上从在吸附剂之上流动和/或从吸附剂中流过，以致吸附剂可以捕捉到至少大部分的来自于室内空气流中的污染物，之后在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，空气流可以包括洗涤后的空气流；以及使再生气体流从第二方向上在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，第二方向是与第一方向相反的，以致再生气体流可以对至少大部分的吸附剂进行再生，并对至少大部分的来自吸附剂的污染物进行清洗。根据某些实施方案，空气处理组件可以包括至少两种吸附剂，以致使室内空气流可以流动通过第一吸附剂，并且在随后通过第二吸附剂，这样的结果可以导致在再生阶段的过程中流动方向发生逆转，从第一吸附剂中清洗出来的物质不会交叉流动到第二吸附剂上。根据某些实施方案，在再生阶段的过程中，污染物可能会从一种吸附剂中释放出来，而且可能会在空气处理组件或者与之相互连接的空气导管中堆积，因此，在再生过程中，流动方向发生逆转，释放出来的污染物实质上被防止在吸附剂的下游出现堆积，而是，堆积实质上会出现在空气处理组件的各个部分中，其位于吸附剂的上游，空气处理组件可能会包括输入口，以便空气可以流经吸附剂，而在上游，与吸附剂的下游相比，吸附剂的位置更靠近输入口。根据某些实施方案，污染物和/或第一气体可能会选自以下物质所组成的组：二氧化碳，易挥发的有机化合物，硫氧化物，氡，一氧化二氮和一氧化碳。吸附剂可能会包括至少由胺类载体，活性碳，粘土，碳纤维，硅土，铝，沸石，分子筛，氧化钛，聚合物，高分子聚合物，聚合物纤维和金属有机物框架。负载可能是至少以下物质的其中之一，硅土，碳，粘土或者金属氧化物。吸附剂可能会包括颗粒状固体或者丸状固体。根据某些实施方案，在此提供的是一种计算机执行的方法，以用于减少室内空气中所含的至少一种污染物的程度，所述室内空气是来自密闭的人类占据的环境。该方法可能包括使室内空气在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，吸附剂是以第一方向配置在空气处理组件中的，室内空气流中包含至少一种污染物，其来自密闭环境的内部，以致吸附剂可以捕捉到来自室内空气的至少大部分的污染物，在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过之后，空气流中可能会包括洗涤后的空气流，并确定吸附剂的效率的程度，在一个循环过程中的任一时间点上的吸附剂的效率具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于对含有吸附剂的洗涤器进行控制的方法，洗涤器配置用于在洗涤和再生之间进行循环，洗涤是对至少一种污染物和/或第一气体进行洗涤，其来自于含有至少一种污染物的气体流和/或被吸附到吸附剂中的第一气体，而再生是对至少大部分的吸附剂进行再生，并从而通过再生气体流对至少一种污染物和/或来自于吸附剂的第一气体中的至少大部分进行清洗，该方法包括：使气体流流动通过洗涤器，洗涤器中含有吸附剂；吸附至少一种污染物和/或第一气体中的至少大部分，其来自于在吸附阶段的过程中在吸附剂上方流动了第一时间周期的气体流；在再生阶段的过程中经过第二时间周期用再生气体流对来自于吸附剂的至少一种污染物和/或第一气体的一部分进行清洗，以及在吸附阶段和再生阶段之间进行循环，其中一个循环包括至少一个跟随一个再生阶段的吸附阶段，一个循环的周期包括经过一个循环所需的总时间，从吸附剂中清洗出来的至少一种污染物和/或第一气体被再生空气流带走，一个完整的再生阶段包括用于在再生阶段中实质上去除来自于吸附剂的全部的污染物和/或第一气体所需的时间周期，和一个完整的吸附阶段包括用于在吸附阶段中实质上使全部的吸附剂发生饱和所需的时间周期；以及对以下内容的至少其中之一进行限制：第一时间周期到时间周期Ta的过程所需的时间小于完整的吸附阶段所需的时间，和第二时间周期到时间周期Tr的过程所需的时间小于完整的再生阶段所需的时间，其中Ta和Tr被配置用于改进所述洗涤器的生产率作为至少一个Ta和Tr的函数，所限定的生产率作为在所述一个单位时间去除的至少一种污染物和/或第一气体的平均量。...

【技术特征摘要】
2012.05.22 US 61/650,204;2012.06.26 US 61/664,168;1.一种适用于对含有吸附剂的洗涤器进行控制的方法，洗涤器配置用于在洗涤和再生之间进行循环，洗涤是对至少一种污染物和/或第一气体进行洗涤，其来自于含有至少一种污染物的气体流和/或被吸附到吸附剂中的第一气体，而再生是对至少大部分的吸附剂进行再生，并从而通过再生气体流对至少一种污染物和/或来自于吸附剂的第一气体中的至少大部分进行清洗，该方法包括：使气体流流动通过洗涤器，洗涤器中含有吸附剂；吸附至少一种污染物和/或第一气体中的至少大部分，其来自于在吸附阶段的过程中在吸附剂上方流动了第一时间周期的气体流；在再生阶段的过程中经过第二时间周期用再生气体流对来自于吸附剂的至少一种污染物和/或第一气体的一部分进行清洗，以及在吸附阶段和再生阶段之间进行循环，其中一个循环包括至少一个跟随一个再生阶段的吸附阶段，一个循环的周期包括经过一个循环所需的总时间，从吸附剂中清洗出来的至少一种污染物和/或第一气体被再生空气流带走，一个完整的再生阶段包括用于在再生阶段中实质上去除来自于吸附剂的全部的污染物和/或第一气体所需的时间周期，和一个完整的吸附阶段包括用于在吸附阶段中实质上使全部的吸附剂发生饱和所需的时间周期；以及对以下内容的至少其中之一进行限制：第一时间周期到时间周期Ta的过程所需的时间小于完整的吸附阶段所需的时间，和第二时间周期到时间周期Tr的过程所需的时间小于完整的再生阶段所需的时间，其中Ta和Tr被配置用于改进所述洗涤器的生产率作为至少一个Ta和Tr的函数，所限定的生产率作为在所述一个单位时间去除的至少一种污染物和/或第一气体的平均量。2.根据权利要求1中的方法，其中第一时间周期包括大约95％的完整的吸附阶段。3.根据权利要求1中的方法，其中第一时间周期包括大约90％的完整的吸附阶段。4.根据权利要求1中的方法，其中第一时间周期包括大约80％的完整的吸附阶段。5.根据权利要求1中的方法，其中第一时间周期包括大约50％的完整的吸附阶段。6.根据权利要求1中的方法，其中第一时间周期包括大约20％的完整的吸附阶段。7.根据权利要求1中的方法，其中第一时间周期包括20％到95％的完整的吸附阶段。8.根据权利要求1中的方法，其中第二时间周期包括大约95％的完整的再生阶段。9.根据权利要求1中的方法，其中第二时间周期包括大约90％的完整的再生阶段。10.根据权利要求1中的方法，其中第二时间周期包括大约80％的完整的再生阶段。11.根据权利要求1中的方法，其中第二时间周期包括大约50％的完整的再生阶段。12.根据权利要求1中的方法，其中第二时间周期包括大约20％的完整的再生阶段。13.根据权利要求1中的方法，其中第二时间周期包括20％到95％的完整的再生阶段。14.根据权利要求1中的方法，其中：一旦吸附剂的再生比率R(tr)介于等于完整的再生阶段的生产率p和预先确定的数值小于完整的再生阶段的生产率p之间，再生阶段会终止，其中生产率p＝C/T，而且C等于在一个循环中由吸附剂从气体源中吸收的污染物和/或第一气体的数量，而T是一个循环周期所需的时间。15.根据权利要求1中的方法，其中：一旦吸附剂的再生比率R(tr)介于等于完整的再生阶段的生产率p和两倍于完整的再生阶段的生产率p之间，再生阶段会终止，其中生产率p＝C/T，而且C等于在一个循环中由吸附剂从气体源中吸收的污染物和/或第一气体的数量，而T是一个循环周期所需的时间。16.根据权利要求1中的方法，其中污染物和/或第一气体选自以下物质组成的组：二氧化碳，易挥发的有机化合物，硫氧化物，氡，一氧化二氮和一氧化碳。17.根据权利要求1中的方法，其中吸附剂包括至少以下物质的其中之一：胺类载体，活性碳，粘土，碳纤维，硅土，铝，沸石，分子筛，氧化钛，聚合物，高分子聚合物，聚合物纤维和金属有机物框架。18.根据权利要求17中的方法，其中载体至少是硅土，碳，粘土或者金属氧化物的其中之一。19.根据权利要求1中的方法，其中吸附剂包括颗粒状固体或者丸状固体。20.根据权利要求1中的方法，其中气体流包括来自于密闭环境的空气，室外空气，废气，或者与实质上没有被污染的空气相比，具有高含量的二氧化碳或有机污染物的氮气。21.根据权利要求1中的方法，其中一个循环包括至少以下内容的其中之一：(i)在再生阶段之前的第一开关转换阶段，和(ii)在再生阶段之后的第二开关转换阶段。22.根据权利要求21中的方法，其中第二开关转换阶段包括一段时间周期，以便将吸附剂控制在一定的温度，从而在吸附阶段中能够吸收至少一种污染物和/或第一气体。23.根据权利要求21中的方法，其中第一开关转换阶段包括一段时间周期，以便将吸附剂控制在一定的温度，从而在再生阶段中能够从吸附剂中释放出至少一种污染物和/或第一气体。24.根据权利要求1中的方法，其中在是再生气体流发生流动之前，所述方法进一步包括确定吸附剂的效率的程度，其中在一个循环过程中的任一时间点上的吸附剂的效率具有的数值是1-Cin/Cout，其中的Cin是下一段空气流中所含污染物的浓度，而Cout是回风空气流中所含污染物的浓度，而且，其中初始的吸附剂的效率的数值是指在吸附阶段开始时的吸附剂的效率，其中吸附剂的效率的数值会小于初始的吸附剂的效率的数值，从而使再生气体流在吸附剂上方流动和/或从吸附剂中流过。25.一种适用于对洗涤器进行控制的系统，该系统包括：洗涤器，该洗涤器中含有吸附剂，其配置用于洗涤和清洗之间进行循环，洗涤是对至少一种污染物和/或第一气体进行洗涤，其来自于含有至少一种污染物的气体流和/或被吸附到吸附剂中的第一气体，而清洗是通过再生气体流对至少一种污染物和/或来自于吸附剂的第一气体进行清洗；装置，该装置使气体流流动通过洗涤器，并在吸附剂的上方流动和/或从吸附剂中流过，其中吸附剂吸附至少一种污染物和/或第一气体，其来自于在吸附阶段的过程中流动了第一时间周期的气体流；装置，该装置使再生气体在吸附剂的上方流动，以便在再生阶段的过程中经过第二时间周期用再生气体流对来自于吸附剂的至少一种污染物和/或第一气体中的一部分进行清洗，以及装置，该装置适用于在吸附阶段和再生阶段之间进行循环，其中一个循环包括至少一个跟随一个再生阶段的吸附阶段，一个循环的周期包括经过一个循环所需的总时间；从吸附剂中清洗出来的污染物和/或第一可以被再生空气流带走，一个完整的再生阶段包括用于在再生阶段中实质上去除来自于吸附剂的全部污染物和/或第一气体所需的时间周期，一个完整的吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·梅拉夫，I·比瑞，
申请(专利权)人：恩沃德系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US