NL2036695B1 - System and method for direct air capture - Google Patents
System and method for direct air captureInfo
- Publication number
- NL2036695B1 NL2036695B1 NL2036695A NL2036695A NL2036695B1 NL 2036695 B1 NL2036695 B1 NL 2036695B1 NL 2036695 A NL2036695 A NL 2036695A NL 2036695 A NL2036695 A NL 2036695A NL 2036695 B1 NL2036695 B1 NL 2036695B1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- section
- sorbent
- heat
- gas
- desorption
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0462—Temperature swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/06—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds
- B01D53/08—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds according to the "moving bed" method
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/06—Polluted air
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40088—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
- B01D2259/40092—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating using hot liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/65—Employing advanced heat integration, e.g. Pinch technology
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Claims (30)
1. Een systeem voor het afvangen van ten minste één gascomponent uit een gasstroom, waarbij het systeem omvat: een adsorbersectie (2) voor het afvangen van de gascomponent uit de gasstroom met behulp van een sorptiemiddel; een regeneratiesectie (4) voor het ontvangen van met de gascomponent geladen sorptiemiddel uit de adsorbersectie (2} en voor het verwijderen van de afgevangen gascomponent uit het sorptiemiddel, een productsectie (8) voor het ontvangen en comprimeren van de verwijderde gascomponent; een transportsectie (6} voor het ontvangen van geregenereerd sorptiemiddel uit de regeneratiesectie (4) en voor het leveren van het geregenereerde sorptiemiddel aan de adsorbersectie (2); en een warmteterugwinsysteem (12) voor het terugwinnen van thermische energie verbonden tussen de regeneratiesectie (4) en de productsectie (8).
2. Het systeem van conclusie 1, waarbij de regeneratiesectie een reeks van meerdere desorptietrappen (72, 74) omvat om te werken op verschillende temperatuumiveaus terwijl een vacuümomgeving wordt gehandhaafd.
3. Een systeem voor het afvangen van ten minste één gascomponent uit een gasstroom, waarbij het systeem omvat: een adsorbersectie (2) voor het afvangen van de gascomponent uit de gasstroom met behulp van een sorptiemiddel; een regeneratiesectie (4) voor het ontvangen van met de gascomponent geladen sorptiemiddel uit de adsorbersectie (2) en voor het verwijderen van de afgevangen gascomponent uit het sorptiemiddel, waarbij de regeneratiesectie een reeks van meerdere desorptietrappen (72, 74) omvat, aangepast om te werken op verschillende temperatuurniveaus terwijl een vacuümomgeving wordt gehandhaafd; een transportsectie (6) voor het ontvangen van geregenereerd sorptiemiddel uit de regeneratiesectie (4) en voor het leveren van het geregenereerde sorptiemiddel aan de adsorbersectie (2); en een verwarmingssectie (12) verbonden met de regeneratiesectie (4) voor het terugwinnen van thermische energie uit de meerdere desorptietrappen (72, 74).
P36478NLOO -22-
4. Het systeem volgens conclusie 2 of 3, waarbij de verwarmingssectie {12) een tweetraps warmtepompsamenstel omvat voor het verschaffen van een lagetemperatuur-warmtevraag en een hogetemperatuur-warmtevraag van de desorptietrappen (72, 74).
5. Het system van conclusie 4, waarbij het tweetraps warmtepompsamenstel een eerste warmtepomp (270) omvat die thermische energie betrekt uit het teruggewonnen sorptiemiddel en thermische energie gegenereerd door condensatie van mede-geadsorbeerd HO.
6. Het systeem van conclusie 5, waarbij het tweetraps warmtepompsamenstel een tweede warmtepomp (272) omvat die thermische energie betrekt van de eerste warmtepomp (270).
7. Het systeem van een van de voorgaande conclusies, waarbij het warmteterugwinsysteem (106) ten minste een buffervat (280, 282, 284, 286, 504, 506, 508, 510, 604, 606, 608, 610) omvat.
8. Het systeem van conclusie 7, waarbij het ten minste ene buffervat is aangepast om continue een batchproces-karakter uit te voeren van de desorptietrappen (72, 74) van de regeneratiesectie (4), waarbij warmtebelasting en massastroom niet uniform zijn in de loop van de tijd.
9. Het systeem van conclusie 7 of 8, waarbij het ten minste ene buffervat (280, 282, 284, 286, 504, 506, 508, 510, 604, 606, 608, 610) is voorzien van isolatie om warmteverliezen te minimaliseren en om temperatuurstabiliteit te handhaven van vloeistoffen opgeslagen in het ten minste ene buffervat.
10. Het systeem van conclusie 2 of 3, omvattende een structuur tussen respectieve desorptietrappen omvattende een lege ruimte gevuld met sorbtiemiddel dienend als een thermische barrière tussen een lagetemperatuur-desorptietrap en een hogeretemperatuur-desorptietrap.
11. Het systeem van conclusie 10, waarbij de laag van sorptiemiddel ongeveer 1 tot 15 centimeter hoog is.
P36478NLO0 -23-
12. Het systeem van een van de voorgaande conclusies, omvattende een vacuüm-sectie (10) aangepast om vacuüm-condities te verschaffen aan ten minste twee aparte desorptie-trappen (72, 74) tegelijkertijd.
13. Het systeem van conclusie 12, waarbij een druk verschaft door de vacuüm-sectie (10) ongeveer 0.01 tot 100 millibar absoluut is.
14. Het systeem van een van de voorgaande conclusies, omvattende een besturingssysteem ingericht om de werking van de warmtesectie (12) te optimaliseren om de energieconsumptie van de desorptie-trappen te minimaliseren.
15. Het systeem van conclusie 14, waarbij het besturingssysteem is aangepast voor het besturen van één of meer van de warmtepompen (270, 272), het ten minste ene buffervat (280, 282, 284, 286, 504, 506, 508, 510, 604, 606, 608, 610) ende vacuüm-sectie (10).
16. Het systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ten minste ene gascomponent CO: omvat, en/of waarbij de gasstroom lucht is.
17. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij ten minste één desorptietrap van de regeneratiesectie (4) werkt bij een temperatuur in het bereik van ongeveer 50 °C tot 70 °C, met meer voorkeur 80 °C tot 85 °C.
18. Het systeem volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij ten minste één desorptietrap van de regeneratiesectie (4) werkt bij een temperatuur in het bereik van ongeveer 80 °C tot 140 °C, met meer voorkeur 110 °C tot 120 °C.
19. Het systeem van één van de voorgaande conclusies, verder omvattende sensoren en een feedbackcontrolemechanisme om de temperatuur- en drukomstandigheden binnen de desorptiesectie (4) en de verwarmingssectie (12) in realtime te bewaken en aan te passen.
20. Het systeem van één van de voorgaande conclusies, waarbij het verwarmingsgedeelte (12) is verbonden met een hulpwarmte-invoermechanisme om de warmtetoevoer aan te vullen, waarbij het hulpwarmte-invoermechanisme één of meer externe warmtebronnen omvat geselecteerd uit geothermische warmte en afvalwarmte van een ander industrieel proces.
P36478NLOO -24-
21. Een werkwijze voor het afvangen van ten minste één gascomponent uit een gasstroom, waarbij de werkwijze de stappen omvat van: het gebruiken van een adsorbersectie (2} voor het afvangen van de ten minste ene gascomponent uit de gasstroom met behulp van een sorptiemiddel; het gebruiken van een regeneratiesectie (4) voor het ontvangen van met de gascomponent geladen sorptiemiddel uit de adsorbersectie (2) en voor het verwijderen van de afgevangen gascomponent uit het sorptiemiddel; het leveren van de verwijderde gascomponent aan een productsectie (8); het gebruiken van een transportsectie (6) voor het ontvangen van geregenereerd sorptiemiddel uit de regeneratiesectie (4} en voor het verschaffen van het geregenereerde sorptiemiddel aan de adsorbersectie (2}; en het gebruiken van een warmteterugwinningssysteem (12) dat is verbonden tussen de regeneratiesectie (4) en de productsectie (8) voor het terugwinnen van thermische energie.
22. De werkwijze van conclusie 21, waarbij de regeneratiesectie (4) een reeks van meerdere desorptietrappen omvat die op verschillende temperatuurniveaus werken terwijl een vacuümomgeving wordt gehandhaafd.
23. Een werkwijze voor het afvangen van ten minste één gascomponent uit een gasstroom, waarbij de werkwijze omvat: het gebruiken van een adsorbersectie (2) voor het afvangen van de ten minste ene gascomponent uit de gasstroom met behulp van een sorptiemiddel; het gebruiken van een regeneratiesectie (4) voor het ontvangen van met de gascomponent geladen sorptiemiddel uit de adsorbersectie (2) en voor het verwijderen van de afgevangen gascomponent uit het sorptiemiddel, waarbij de regeneratiesectie een reeks van meerdere desorptietrappen (72, 74) omvat die werken op verschillende temperatuurniveaus terwijl een vacuümomgeving wordt gehandhaafd; het gebruiken van een transportsectie (6) voor het ontvangen van geregenereerd sorptiemiddel uit de regeneratiesectie (4) en voor het verschaffen van het geregenereerde sorptiemiddel aan de adsorbersectie (2); en het gebruiken van een verwarmingssectie (12) verbonden met de regeneratiesectie (4) voor het terugwinnen van thermische energie uit de meerdere desorptietrappen (72, 74).
P36478NLOO -25-
24. De werkwijze van conclusie 22 of 23, waarbij de verwarmingssectie (12) een tweetraps warmtepompsamenstel omvat voor het verschaffen van zowel een lagetemperatuur-warmtevraag als een hogetemperatuur-warmtevraag van de desorptietrappen (72, 74).
25. De werkwijze volgens een van de conclusies 21 tot 24, waarbij verwarmd sorptiemiddel de desorptiesectie (4) verlaat en voelbare warmte wordt teruggewonnen in een koelvat (100) om ten minste één desorptietrap van de verwarmingssectie (4) te verwarmen.
26. De werkwijze van een van de conclusies 21 tot 25, omvattende de stap van het inbrengen van een stikstofspoelgas in het sorptiemiddel.
27. De werkwijze van conclusie 26, waarbij het stikstofspoelgas in een vacuümvat (120) en/of in het koelvat (100) wordt geïntroduceerd; en/of waarbij het stikstofspoelgas een zuurstofconcentratie heeft tussen 1 deel per miljard (ppb) tot 100 delen per miljoen (ppm); en/of waarbij het stikstofspoelgas door een bed van het sorptiemiddel stroomt, waardoor gas met een hogere zuurstofconcentratie wordt verdrongen.
28. De werkwijze volgens conclusie 26 of 27, omvattende de stap van het terugwinnen van verbruikt stikstofspoelgas door het stikstofspoelgas terug te voeren naar een bron (130) of door gebruik te maken van een zuurstofopvangbed, zoals ijzerpoeder.
29. De werkwijze van één van de conclusies 21 tot en met 28, waarbij een temperatuur binnen de adsorptiesectie (2) de temperatuur van een eerste gasstroom uit de omgeving overschrijdt, resulterend in een lagere relatieve vochtigheid van een tweede gasstroom afkomstig van binnen één van de secties ten opzichte van de eerste gasstroom, waardoor de adsorptieomstandigheden worden verbeterd.
30. De werkwijze van één van de conclusies 21 tot en met 29, waarbij een monolietfixatie- en transportmechanisme is ingericht om een monoliet in een compartiment te fixeren en het compartiment tijdens bedrijf door het systeem te verplaatsen, analoog aan een trein aan een kabel door verschillende secties van het systeem.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2036695A NL2036695B1 (en) | 2023-12-28 | 2023-12-28 | System and method for direct air capture |
| PCT/EP2024/088397 WO2025141054A1 (en) | 2023-12-28 | 2024-12-23 | System and method for direct air capture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2036695A NL2036695B1 (en) | 2023-12-28 | 2023-12-28 | System and method for direct air capture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2036695B1 true NL2036695B1 (en) | 2025-07-11 |
Family
ID=89977363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2036695A NL2036695B1 (en) | 2023-12-28 | 2023-12-28 | System and method for direct air capture |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2036695B1 (nl) |
| WO (1) | WO2025141054A1 (nl) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2592707A (en) * | 2020-11-26 | 2021-09-08 | Provost Fellows Found Scholars & Other Members Board College Holy & Und | Providing heat energy to direct air carbon dioxide capture processes using waste heat from data centre |
| WO2022195540A1 (en) * | 2021-03-17 | 2022-09-22 | Carboncure Technologies Inc. | Compositions and methods to couple carbon dioxide capture and waste heat |
| US20230330589A1 (en) * | 2020-08-27 | 2023-10-19 | Sintef Tto As | Gas Capture System with Combined Temperature and Pressure Swings Using Moving Adsorbent |
| WO2023230353A1 (en) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | Zero Carbon Production, Llc | High throughput moving panel direct air capture system |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015006259A1 (en) * | 2013-07-08 | 2015-01-15 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Carbon dioxide separation using adsorption with steam regeneration |
| JP7123749B2 (ja) * | 2018-10-30 | 2022-08-23 | 川崎重工業株式会社 | 二酸化炭素分離回収システム及び方法 |
| GB2612832A (en) * | 2021-11-15 | 2023-05-17 | Provost Fellows Found Scholars & Other Members Board College Holy & Und | Modular radial adsorber bed for direct air capture |
-
2023
- 2023-12-28 NL NL2036695A patent/NL2036695B1/en active
-
2024
- 2024-12-23 WO PCT/EP2024/088397 patent/WO2025141054A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230330589A1 (en) * | 2020-08-27 | 2023-10-19 | Sintef Tto As | Gas Capture System with Combined Temperature and Pressure Swings Using Moving Adsorbent |
| GB2592707A (en) * | 2020-11-26 | 2021-09-08 | Provost Fellows Found Scholars & Other Members Board College Holy & Und | Providing heat energy to direct air carbon dioxide capture processes using waste heat from data centre |
| WO2022195540A1 (en) * | 2021-03-17 | 2022-09-22 | Carboncure Technologies Inc. | Compositions and methods to couple carbon dioxide capture and waste heat |
| WO2023230353A1 (en) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | Zero Carbon Production, Llc | High throughput moving panel direct air capture system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2025141054A1 (en) | 2025-07-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112312993B (zh) | 用热回收单元从气体流中吸附/解吸二氧化碳的方法和设备 | |
| US12297759B2 (en) | System and method for mobile carbon capture | |
| EP4132685B1 (en) | A method and arrangement for capturing carbon dioxide from a gas stream using an adsorption system comprising a heat storage and recovery unit | |
| US20230241546A1 (en) | System and method for continuous gas adsorbate capture using adsorption/regeneration cycle | |
| EP2902088B1 (en) | Carbon dioxide capturing apparatus | |
| US20240001286A1 (en) | Direct air capture and concentration of co2 using adsorbents | |
| NO20220044A1 (en) | Carbon dioxide capturing apparatus and capturing method | |
| CN103260725A (zh) | 最终净化沼气的方法 | |
| KR102055976B1 (ko) | 이산화탄소를 포집하기 위한 단일 압축 시스템 및 공정 | |
| NL2036695B1 (en) | System and method for direct air capture | |
| US20240066461A1 (en) | Carbon capture device | |
| CN116328494B (zh) | 用于处理有机废气和捕集二氧化碳的处理系统及方法 | |
| CN117679904A (zh) | 一种烟气二氧化碳回收方法和系统 | |
| US20250161870A1 (en) | Mechanical vapor re-compressor heat pump for separating co2 from water vapor in temperature-vacuum swing adsorption cycles | |
| CN210729078U (zh) | 用于处理含VOCs的废活性炭的水蒸气集中脱附系统 | |
| CN210729079U (zh) | 一种移动式氮气脱附再生系统集成车 | |
| JP2023511058A (ja) | バイオガス処理システムおよび方法 | |
| Schellevis et al. | Experimental Campaign with a 1 Kg/Day Fixed Bed DAC Unit Using Solid Amines | |
| CN117815884A (zh) | 工业烟道气二氧化碳脱附设备及其工艺方法 | |
| CN117225141A (zh) | 二氧化碳捕集装置及其工作方法 | |
| CN113244734A (zh) | 油气回收方法 | |
| CN208574440U (zh) | 以热氮气为脱附介质的有机废气回收系统 | |
| CN211636552U (zh) | 一种活性炭吸附蒸汽再生系统 | |
| Krishnamurthy et al. | Evaluation of Mmen-Mg2 (dobpdc)-MOF and Lewatit Adsorbents for Direct Air Capture by a Modular Vacuum Temperature Swing Adsorption (VTSA) Process | |
| TW202426122A (zh) | 吸附管式膜油氣處理熱脫附系統及其方法 |