[发明专利]用于从室内空气降低二氧化碳的吸着剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年5月17日提交的并且题为“Method and System for Improved-Efficiency Air-Conditioning(用于高效空气调节的方法和系统)”的PCT专利申请号PCT/US2011/036801和2011年8月23日提交的并且题为Removal of Carbon Dioxide from Indoor Air Using Amine-Impregnated Solid Adsorbents(使用胺浸渍的固体吸附剂从室内空气除去二氧化碳)的美国临时专利申请号61/575,577的优先权。以上申请的公开内容通过引用以其全文结合到本文中。

技术领域

本申请总体上涉及用于从空气减少物质的吸着剂，具体地，本申请涉及用于从室内空气降低二氧化碳的吸着剂。

背景

胺为有机化合物，而且是含有具有两个或更少氢原子的碱性氮原子的官能团。伯胺具有两个连接的氢原子，仲胺具有一个氢原子。胺为氨的衍生物，其中一个或多个氢原子被取代基(例如烷基或芳基)置换。

胺气体处理为本领域众所周知的过程，使用各种形式的胺，以从存在于精炼厂、石化厂和天然气加工工厂的气体除去二氧化碳(CO₂)。

从受控的密封环境(潜水艇、宇宙飞船或航天服等)除去CO₂也是本领域已知的。

概述

因此，根据本公开的一个实施方案，提供了一种用于从室内空气降低CO₂的吸着剂。所述吸着剂包含固体载体和附着于所述载体的胺基化合物。吸着剂捕集至少一部分在室内空气中的CO₂。通过使室外空气流动通过吸着剂以释放至少一部分被捕集的CO₂，可使吸着剂再生。使吸着剂结构化，以允许室内空气在其中流动，具有相对低的流阻和相对快速的反应动力学。可在相对低的温度下进行再生，从而使得再生吸着剂所需的热能最小化。

根据本公开的一些实施方案，提供了一种用于从封闭空间的室内空气降低CO₂的吸着剂。所述吸着剂包括固体载体和被所述载体担载的胺基化合物。提供胺基化合物，以捕集至少一部分在室内空气中的CO₂，并且通过使室外空气流动通过吸着剂，释放至少一部分被捕集的CO₂。载体可包括多孔固体材料或细颗粒固体材料。载体可包括粘土。载体可包括多个颗粒，并且在一些实施方案中，多个颗粒的平均直径尺寸可在0.1-10毫米、0.2-3毫米或0.3-1毫米范围。在一些实施方案中，胺基化合物包括至少50%或25%仲胺。

根据一些实施方案，载体开始时为细颗粒形式，并且与胺基化合物混合，随后形成为多个颗粒。在一些实施方案中，载体包括颗粒、细颗粒或基于粉末的固体，其中所述细颗粒附聚成为较大的颗粒，以促进空气流动通过吸着剂。

根据本公开的一些实施方案，提供了一种用于从封闭环境降低CO₂的方法。所述方法包括提供吸着剂和用于所述吸着剂的载体，吸着剂包括基于胺或类似胺的化合物；使含有CO₂的第一气体从封闭环境内部流动通过吸着剂，使得吸着剂捕集第一气体的至少一些CO₂；和使含有比第一气体更少CO₂的第二气体从环境的外部流动通过吸着剂，使得吸着剂向第二气体释放至少一些被捕集的CO₂。封闭环境可为私人空间、公共空间、住宅空间或商业空间。第一气体可为室内空气和/或第二气体可为室外空气。所述方法还可包括提供与加热、通风和空气调节(HVAC)系统连通的吸着剂和载体。在一些实施方案中，所述HVAC系统设置用于使第二气体流动通过吸着剂。

根据一些实施方案，提供了一种用于从封闭环境降低包含在空气中的CO₂的系统，其中所述系统包括HVAC系统和与所述HVAC系统连通的吸着剂。吸着剂包括固体载体和被所述载体担载的胺基化合物。所述HVAC系统设置用于使室内空气在吸着剂上流动和/或通过吸着剂流动，并且所述胺基化合物设置用于捕集至少一些在室内空气中的CO₂。此外，所述HVAC系统设置用于使室外空气在吸着剂上流动和/或通过吸着剂流动，使得从中释放至少一部分被吸着剂捕集的CO₂。

在附图和以下说明中阐述本文描述的主题的一个或多个变体的细节。由说明和附图以及由权利要求，本文描述的主题的其它特征和优点将显而易见。