[go: up one dir, main page]

DE102024205163A1 - Rotary valve for adjusting the flow rate of a pourable CO2 separation agent and CO2 separation device - Google Patents

Rotary valve for adjusting the flow rate of a pourable CO2 separation agent and CO2 separation device

Info

Publication number
DE102024205163A1
DE102024205163A1 DE102024205163.2A DE102024205163A DE102024205163A1 DE 102024205163 A1 DE102024205163 A1 DE 102024205163A1 DE 102024205163 A DE102024205163 A DE 102024205163A DE 102024205163 A1 DE102024205163 A1 DE 102024205163A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
channel
valve
chamber
rotary valve
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024205163.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Weil
Harald Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102024205163.2A priority Critical patent/DE102024205163A1/en
Priority to PCT/EP2025/063665 priority patent/WO2025252441A1/en
Publication of DE102024205163A1 publication Critical patent/DE102024205163A1/en
Pending legal-status Critical Current

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
    • B01D53/06—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
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/20—Organic adsorbents
    • B01D2253/202—Polymeric adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/20—Organic adsorbents
    • B01D2253/204—Metal organic frameworks (MOF's)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/20—Organic adsorbents
    • B01D2253/206—Ion exchange resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/25—Coated, impregnated or composite adsorbents
    • 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
    • B01D2259/12—Methods and means for introducing reactants
    • B01D2259/128—Solid reactants
    • 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
    • B01D2259/40003—Methods relating to valve switching
    • B01D2259/40005—Methods relating to valve switching using rotary valves

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)

Abstract

Es wird ein Drehventil (10) zum Einstellen einer Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung (12) eines schüttfähigen Materials (14, 14'), insbesondere eines schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels (14, 14') in einer CO2-Abtrennungsvorrichtung (10) zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Luftstrom (40), vorgeschlagen. Das Drehventil (10) weist ein drehbar gelagertes Ventilelement (22) mit einem Durchgangskanal auf, welcher zwischen einem Kanaleingang (28) und einem Kanalausgang (30) einen maximalen Durchgangswinkel (32) gegenüber einer Horizontalebene (34) für die schwerkraftgetriebene Strömung (12) des schüttfähigen Materials (14, 14') ausbildet, wobei mittels Drehung des Ventilelements (22) und damit des Durchgangskanals (26) gegenüber der Horizontalebene (34) der maximale Durchgangswinkel (32) variabel einstellbar ist, um die Durchflussmenge der schwerkraftgetriebenen Strömung (12) des schüttfähigen Materials (14, 14') einzustellen. A rotary valve (10) is proposed for adjusting the flow rate of a gravity-driven flow (12) of a bulk material (14, 14'), in particular a bulk CO2 separation agent (14, 14') in a CO2 separation device (10) for separating CO2 from a supplied air stream (40). The rotary valve (10) has a rotatably mounted valve element (22) with a through-channel which forms a maximum through-angle (32) relative to a horizontal plane (34) between a channel inlet (28) and a channel outlet (30) for the gravity-driven flow (12) of the bulk material (14, 14'), wherein the maximum through-angle (32) can be variably adjusted by rotating the valve element (22) and thus the through-channel (26) relative to the horizontal plane (34) in order to adjust the flow rate of the gravity-driven flow (12) of the bulk material (14, 14').

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Drehventil zum Einstellen einer Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung eines schüttfähigen Materials, insbesondere eines schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels in einer CO2-Abtrennungsvorrichtung zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom, insbesondere Luftstrom, eine Kammereinheit mit zumindest einem derartigen Drehventil und eine CO2-Abtrennungsvorrichtung mit zumindest einem derartigen Drehventil oder einer derartigen Kammereinheit. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines derartigen Drehventils zum Einstellen einer Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung.The invention relates to a rotary valve for adjusting the flow rate of a gravity-driven flow of a bulk material, in particular a bulk CO2 separation agent, in a CO2 separation device for separating CO2 from a supplied gas stream, in particular an air stream, a chamber unit with at least one such rotary valve, and a CO2 separation device with at least one such rotary valve or such a chamber unit. The invention further relates to the use of such a rotary valve for adjusting the flow rate of a gravity-driven flow.

Um die Erwärmung der Erdatmosphäre zu begrenzen, werden sogenannte DAC-Systeme (Direct Air Capture) eingesetzt, um aus der Luft CO2 (Kohlenstoffdioxid) abzutrennen bzw. zu entfernen.To limit the warming of the Earth's atmosphere, so-called DAC (Direct Air Capture) systems are used to separate or remove CO2 (carbon dioxide) from the air.

Da die Bindung von CO2 und ggf. Wasser an ein Adsorbermaterial von Temperatur, Druck, Konzentration, Luftfeuchte etc. abhängt, stellen alle Adsorptions- und Desorptionssysteme zyklisch unterschiedliche Bedingungen ein, um durch die sich ergebende Hysterese CO2 abzuscheiden. Um die Desorptionsbedingungen einzustellen, muss das Adsorbermaterial gegen die Umgebung temporär abgeschlossen werden und befindet sich daher in einer Kammer.Since the binding of CO2 and, if present, water to an adsorbent material depends on temperature, pressure, concentration, humidity, etc., all adsorption and desorption systems cyclically establish different conditions in order to separate CO2 through the resulting hysteresis. To adjust the desorption conditions, the adsorbent material must be temporarily sealed off from the environment and is therefore located in a chamber.

Die US 2023/330589 A1 beschreibt ein kontinuierliches Systeme zur Abscheidung von CO2 und die Notwendigkeit eines Luftabschlusses über einen Schleusentrichter für die Desorptionsstrecke. Hierbei muss bei kontinuierlicher Desorption der Partikelfluss nachgeregelt werden, wenn sich z.B. die Beladung des Adsorbermaterials mit CO2 und atmosphärischer Luftfeuchtigkeit (Wasser), die wetter- und tageszeitabhängig ist, ändert, da dann längere Verweilzeiten in der Desorptionsstrecke notwendig werden und eine Verlängerung der Zeit wie bei einem stationären Prozess, wie bspw. aus der WO 2021/239748 A1 bekannt, nicht möglich ist. Eine Temperaturerhöhung scheidet aus, da hierdurch das Adsorbermaterial degradiert, was zu höheren Kosten führt.The US 2023/330589 A1 This describes a continuous system for CO2 separation and the necessity of an air seal via a sluice box for the desorption section. In continuous desorption, the particle flow must be readjusted if, for example, the CO2 and atmospheric humidity (water) content of the adsorber material changes, which is dependent on the weather and time of day. This necessitates longer residence times in the desorption section, and extending the time is not possible, as in a steady-state process, such as... WO 2021/239748 A1 It is known that this is not possible. Increasing the temperature is out of the question, as this would degrade the adsorber material, leading to higher costs.

Ebenfalls bekannt sind Quetschventile, bei denen durch zusammendrücken eines Schlauches der Querschnitt reduziert wird, sodass ein Partikelfluss reduziert und unterbunden werden kann. Allerdings ist eine Inertisierung durch das Ventil bei stehendem partikulären Material de facto nicht möglich, da der Querschnitt in dieser Stellung stark reduziert bzw. nicht mehr vorhanden ist.Pinch valves are also known, in which the cross-section of a tube is reduced by squeezing it, thus reducing and preventing particle flow. However, inerting by the valve is practically impossible when the particulate material is stationary, as the cross-section is greatly reduced or even non-existent in this position.

Bekannte Austragseinrichungen für Silos wie Zellenradschleusen und Flachbodendosierer sind ungeeignet, da diese zum einen nicht vakuumdicht sind und zum anderen ein kontinuierlicher Austrag im Vordergrund steht und nicht eine kontinuierliche Bewegung der Partikelsäule in der Desorptionsstrecke. Da die Partikelsäule in der Desorptionsstrecke schnell nachfließt, wird eine Zellenradschleuse vollständig gefüllt, wenn keine Begrenzung des Durchflusses vor der Zellenradschleuse erfolgt. Im einfachsten Fall werden Zellenradschleusen Abweiserbleche vorgeschaltet, wobei die Bleche durch Querschnittsverengung den maximalen Durchfluss in die Kammern der Zellenradschleusen begrenzen. Für exaktere Anwendungen werden Schneckenförderer vor und ggf. hinter einer Zellenradschleuse angeordnet, so dass sich durch eine Kopplung der Förderraten der Schnecken und der Zellenradschleuse eine Überfüllung verhindern lässt. Die Zellenradschleuse stellt somit hauptsächlich eine Trennung im Sinne einer Schleuse dar, in dem z.B. Getreide als Siloinhalt von der Umgebung getrennt wird, das Getreide aber kontinuierlich und durch die Drehzahl in gewissen Grenzen regelbar ausgetragen werden kann. Aus der Praxis ist bekannt, dass ein vollständiges Füllen der Kammern der Zellenradschleuse zu Materialschädigung führt, da die Partikel von den Kanten der Kammern bei der Drehbewegung (Dichtheit, Leckage) eng eingepassten geschert werden, wenn dies andernfalls nicht zum Verklemmen der Zellenradschleuse führt.Conventional silo discharge devices such as rotary valves and flat-bottom feeders are unsuitable because, firstly, they are not vacuum-tight, and secondly, they prioritize continuous discharge over the continuous movement of the particle column within the desorption section. Since the particle column rapidly replenishes in the desorption section, a rotary valve will fill completely if the flow rate is not restricted upstream of the valve. In the simplest case, deflector plates are installed upstream of rotary valves, limiting the maximum flow rate into the valve chambers by narrowing the cross-section. For more precise applications, screw conveyors are positioned upstream and, if necessary, downstream of a rotary valve, thus preventing overfilling by coordinating the feed rates of the screws and the rotary valve. The rotary valve thus primarily represents a separation mechanism in the sense of a sluice gate, in which, for example, grain as silo contents is separated from the surrounding environment, while the grain can be discharged continuously and, within certain limits, regulated by the rotational speed. It is known from practice that completely filling the chambers of the rotary valve leads to material damage, as the particles are sheared by the tightly fitted edges of the chambers during rotation (tightness, leakage), unless this would otherwise cause the rotary valve to jam.

Eine Abhilfe der Hersteller von Zellenradschleusen ist, eine Vordosierung durch eine Engstelle vorzusehen, so dass die Kammern der Zellenradschleuse nicht vollständig gefüllt werden. Jetzt dient aber die Engstelle der Dosierung und die Zellenradschleuse stellt nur einen gewissen Luftabschluss her, da immer noch Schöpfluft in die Desorptionsstrecke gelangt.One solution employed by rotary valve manufacturers is to incorporate a pre-metering mechanism through a constriction, preventing the rotary valve chambers from being completely filled. However, this constriction now serves as the metering point, and the rotary valve only provides a partial air seal, as some air still enters the desorption section.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Drehventil zum Einstellen einer Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung eines schüttfähigen Materials, insbesondere eines schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels in einer CO2-Abtrennungsvorrichtung zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom, insbesondere Luftstrom, mit

  • - einem Ventilkörper aufweisend einen Ventileinlasskanal und einen Ventilauslasskanal, und
  • - einem in dem Ventilkörper zwischen dem Ventileinlasskanal und dem Ventilauslasskanal drehbar gelagerten Ventilelement aufweisend einen Durchgangskanal mit einem dem Ventileinlasskanal zugeordneten Kanaleingang und einem dem Ventilauslasskanal zugeordneten Kanalausgang,
wobei bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Drehventils
  • - der Ventileinlasskanal oberhalb des Durchgangskanals und der Ventilauslasskanal unterhalb des Durchgangskanals angeordnet sind, und
  • - der Durchgangskanal zwischen dem Kanaleingang und dem Kanalausgang einen maximalen Durchgangswinkel gegenüber einer Horizontalebene für die schwerkraftgetriebene Strömung des schüttfähigen Materials ausbildet, wobei mittels Drehung des Ventilelements und damit des Durchgangskanals gegenüber der Horizontalebene der maximale Durchgangswinkel variabel einstellbar ist, um die Durchflussmenge der schwerkraftgetriebenen Strömung des schüttfähigen Materials einzustellen.
The present invention therefore relates to a rotary valve for adjusting the flow rate of a gravity-driven flow of a bulk material, in particular a bulk CO2 separation agent in a CO2 separation device for separating CO2 from a supplied gas stream, in particular an air stream, with
  • - comprising a valve body with a valve inlet port and a valve outlet port, and
  • - comprising a valve element rotatably mounted in the valve body between the valve inlet channel and the valve outlet channel a through-channel with a channel inlet associated with the valve inlet channel and a channel outlet associated with the valve outlet channel,
where, when the rotary valve is used as intended
  • - the valve inlet channel is located above the through channel and the valve outlet channel is located below the through channel, and
  • - the passage channel between the channel inlet and the channel outlet forms a maximum passage angle relative to a horizontal plane for the gravity-driven flow of the bulk material, whereby the maximum passage angle can be variably adjusted by rotating the valve element and thus the passage channel relative to the horizontal plane in order to adjust the flow rate of the gravity-driven flow of the bulk material.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Kammereinheit, insbesondere Sorptionseinheit oder Desorptionseinheit für eine CO2-Abtrennungsvorrichtung zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom, insbesondere Luftstrom, mit

  • - einer Kammer zur temporären Aufnahme eines schüttfähigen Materials,
  • - einem in einen oberen Zuführbereich der Kammer mündenden Zuführleitungsabschnitt zum Zuführen des schüttfähigen Materials in die Kammer, und
  • - einen von einem unteren Abführbereich der Kammer ausgehenden Abführleitungsabschnitt zum Abführen des schüttfähigen Materials aus der Kammer,
wobei zumindest ein Drehventil gemäß der vorangehend beschriebenen Art vorgesehen ist, welches
  • - in dem Zuführleitungsabschnitt angeordnet ist, um eine zugeführte Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung des schüttfähigen Materials einzustellen; und/oder
  • - in dem Abführleitungsabschnitt angeordnet ist, um eine abgeführte Durchflussmenge einer/der schwerkraftgetriebenen Strömung des schüttfähigen Materials einzustellen.
The present invention further relates to a chamber unit, in particular a sorption unit or desorption unit for a CO2 separation device for separating CO2 from a supplied gas stream, in particular an air stream, with
  • - a chamber for the temporary storage of a pourable material,
  • - a feed line section leading into an upper feed area of the chamber for feeding the bulk material into the chamber, and
  • - a discharge pipe section originating from a lower discharge area of the chamber for the removal of the bulk material from the chamber,
wherein at least one rotary valve of the type described above is provided which
  • - is arranged in the feed line section to adjust the supplied flow rate of a gravity-driven flow of the bulk material; and/or
  • - is arranged in the discharge pipe section to adjust a discharged flow rate of a/the gravity-driven flow of the bulk material.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine CO2-Abtrennungsvorrichtung zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom, insbesondere Luftstrom mittels eines schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels mit

  • - einem Drehventil gemäß der vorangehend beschriebenen Art zum Einstellen einer Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung des schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels, oder
  • - einer Sorptionseinheit gemäß der vorangehend beschriebenen Art, oder
  • - einer Desorptionseinheit gemäß der vorangehend beschriebenen Art, oder
  • - einer Sorptionseinheit gemäß der vorangehend beschriebenen Art und einer Desorptionseinheit gemäß der vorangehend beschriebenen Art, wobei zur Erzeugung eines geschlossenen Kreislaufs des CO2-Abtrennungsmittels der Abführleitungsabschnitt der Sorptionseinheit mit dem Zuführleitungsabschnitt der Desorptionseinheit fluidisch verbunden ist, sodass das mit CO2 angereicherte schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel aus der Sorptionskammer der Desorptionskammer zuführbar ist, und der Abführleitungsabschnitt der Desorptionseinheit mit dem Zuführleitungsabschnitt der Sorptionseinheit fluidisch verbunden ist, sodass das regenerierte schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel aus der Desorptionskammer der Sorptionskammer wieder zuführbar ist.
The present invention also relates to a CO2 separation device for separating CO2 from a supplied gas stream, in particular an air stream, by means of a pourable CO2 separation agent with
  • - a rotary valve of the type described above for adjusting the flow rate of a gravity-driven flow of the bulk CO2 separation agent, or
  • - a sorption unit of the type described above, or
  • - a desorption unit of the type described above, or
  • - a sorption unit of the type described above and a desorption unit of the type described above, wherein, in order to generate a closed circuit of the CO2 separation agent, the discharge line section of the sorption unit is fluidically connected to the supply line section of the desorption unit, so that the CO2-enriched free-flowing CO2 separation agent can be fed from the sorption chamber to the desorption chamber, and the discharge line section of the desorption unit is fluidically connected to the supply line section of the sorption unit, so that the regenerated free-flowing CO2 separation agent can be fed back from the desorption chamber to the sorption chamber.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist des Weiteren eine Verwendung eines Drehventils gemäß der vorangehend beschriebenen Art zum Einstellen einer Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung eines schüttfähigen Materials, insbesondere eines schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels, bevorzugt in einer Kammereinheit, insbesondere gemäß der vorangehend beschriebenen Art, oder in einer CO2-Abtrennungsvorrichtung zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom, insbesondere Luftstrom, insbesondere gemäß der vorangehend beschriebenen Art.The present invention further relates to the use of a rotary valve of the type described above for adjusting the flow rate of a gravity-driven flow of a bulk material, in particular a bulk CO2 separation agent, preferably in a chamber unit, in particular of the type described above, or in a CO2 separation device for separating CO2 from a supplied gas stream, in particular an air stream, in particular of the type described above.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass schüttfähige Materialen in Abhängigkeit von ihrer inneren Reibung so lange aufgeschüttet werden können, bis sie bei Überschreitung eines bestimmten Schüttwinkel beginnen am aufgeschütteten Material entlang abzufließen, wobei durch Neigung bzw. Verkippung des Untergrunds analog zu einer schiefen Ebene/Platte gegenüber der Horizontalebene das Fließverhalten des schüttfähigen Materials beeinflussbar ist.The present invention is based on the finding that pourable materials can be piled up depending on their internal friction until they begin to flow down the piled-up material when a certain angle of repose is exceeded, whereby the flow behavior of the pourable material can be influenced by inclination or tilting of the substrate analogous to an inclined plane/plate relative to the horizontal plane.

Demzufolge hängt auch die Durchströmbarkeit eines Durchgangskanals von einem schüttfähigen Material von seiner Neigung sowie ggf. seinen geometrischen Eigenschaften ab, wobei jede Veränderung der Neigung des Durchflusskanals eine Veränderung der Durchflussmenge bedeutet. Eine Auslegung kann hierbei nach einfachsten geometrischen Gesetzen (Pythagoras) erfolgen.Consequently, the flow capacity of a flowable material through a channel also depends on its inclination and, if applicable, its geometric properties, with any change in the channel's inclination resulting in a change in the flow rate. The design can be based on the simplest geometric laws (Pythagoras).

Daher wird erfindungsgemäß ein Drehventil mit einem drehbar angeordneten Ventilelement aufweisend einen (an das jeweilige schüttfähige Material angepassten) Durchgangskanal, welcher einen gegenüber bzw. relativ zu der Horizontalebene maximalen Durchgangswinkel ausbildet, vorgeschlagen, sodass die Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung eines schüttfähigen Materials kontinuierlich einstellbar, d.h. steuerbar bzw. regelbar ist. Hierdurch sind je nach Winkelbereich und Ausgestaltung des Durchgangskanals gegenüber bzw. relativ zu der Horizontalebene diverse Betriebsstellungen und somit Ventileigenschaften realisierbar.Therefore, according to the invention, a rotary valve with a rotatably arranged valve element is proposed, comprising a flow channel (adapted to the respective bulk material) which forms a maximum flow angle relative to the horizontal plane, so that the flow rate of a gravity-driven flow of a bulk material is continuously adjustable, i.e., controllable. Depending on the angle range and design of the flow channel relative to the horizontal plane, various operating positions and thus valve characteristics can be achieved.

Das erfindungsgemäße Drehventil kann vorteilhafterweise in beliebigen Baugrößen leicht skaliert werden, d.h. insbesondere von kleinen Durchmessern, bspw. in Pilotanlagen (Labor, Technikum), bis hin zu Großsystemen wie CO2-Abrennungsvorrichtungen oder Partikelwärmeübertragern mit Querschnitten DN100 und größer.The rotary valve according to the invention can advantageously be easily scaled to any size, i.e. in particular from small diameters, e.g. in pilot plants (laboratory, technical center), up to large systems such as CO2 combustion devices or particle heat exchangers with cross-sections DN100 and larger.

Aufgrund der erläuterten Eigenschaften ist das erfindungsgemäße Drehventil insbesondere für den Einsatz bzw. die Verwendung in einer kontinuierlichen CO2-Abtrennungsvorrichtung zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom, insbesondere Luftstrom sehr vorteilhaft, um in dieser die Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung eines schüttfähigen Materials CO2-Abtrennungsmittels einzustellen.Due to the properties described above, the rotary valve according to the invention is particularly advantageous for use in a continuous CO2 separation device for separating CO2 from a supplied gas stream, especially an air stream, in order to adjust the flow rate of a gravity-driven flow of a bulk material CO2 separation agent.

Das Drehventil ist dazu ausgebildet bzw. eingerichtet, eine Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung eines schüttfähigen Materials bzw. Mediums einzustellen.The rotary valve is designed or configured to adjust the flow rate of a gravity-driven flow of a pourable material or medium.

Der Begriff „Einstellen“ umfasst im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verständlicherweise auch ein Steuern und/oder Regeln der Durchflussmenge der schwerkraftgetriebenen Strömung des schüttfähigen Materials.The term "adjusting" in the context of this application understandably also includes controlling and/or regulating the flow rate of the gravity-driven flow of the bulk material.

Das schüttfähige Material bzw. Medium ist fließfähig oder rieselfähig ausgebildet. Das schüttfähige Material kann bspw. granular oder partikelförmig/partikulär ausgebildet sein. Das schüttfähige Material kann ein einziges Material oder ein Gemisch von Materialien umfassen oder daraus bestehen. Das schüttfähige Material kann trocken, aufgeschlämmt oder suspendiert ausgebildet sein.The pourable material or medium is free-flowing or free-form. It can be, for example, granular or particulate. The pourable material can consist of a single material or a mixture of materials. It can be dry, slurry-like, or suspended.

Bei der schwerkraftgetriebenen Strömung handelt es sich um eine Strömung, d.h. Materialströmung bzw. Partikelströmung, welche zumindest hauptsächlich oder auch ausschließlich von der Schwerkraft getrieben ist.Gravity-driven flow is a flow, i.e., material flow or particle flow, which is driven at least mainly or even exclusively by gravity.

Die schwerkraftgetriebene Strömung kann für schwer fließförmige partikuläre Materialien durch eine temporäre Fluidisierung unterstützt werden.For poorly flowing particulate materials, gravity-driven flow can be supported by temporary fluidization.

Das Drehventil ist insbesondere für einen Einsatz bzw. eine Verwendung in einer CO2-Abtrennungsvorrichtung zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom, insbesondere Luftstrom ausgebildet bzw. eingerichtet. Folglich ist das schüttfähige Material bevorzugt ein schüttfähiges CO2-Abtrennungsmittel. Das schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel ist zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom bzw. Luftstrom ausgebildet. Das schüttfähigeCO2-Abtrennungsmittel kann insbesondere ein entsprechend funktionalisiertes schüttfähiges Sorptionsmittel, bspw. ein Adsorptionsmittel und/oder ein Absorptionsmittel umfassen. Demnach kann das schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel bspw. einen granularen oder partikelförmigen Feststoff als Trägerstruktur mit einem Grundmaterial aufweisen, welches ausgewählt ist aus Gruppe bestehend aus: Harze, Polymere, Keramiken, Zeolithe, Silicate, metallorganische Verbindungen, organische Materialien wie Cellulose oder Aktivkohle, und Kombinationen daraus. Das Grundmaterial kann wiederum mit Aminen, Kaliumcarbonat oder anderen Komponenten, die ausgebildet sind, CO2 chemisch und/oder physikalisch zu binden, spezifisch funktionalisiert sein.The rotary valve is specifically designed and configured for use in a CO2 separation device to separate CO2 from a supplied gas stream, particularly an air stream. Consequently, the bulk material is preferably a bulk CO2 separation agent. The bulk CO2 separation agent is designed to separate CO2 from a supplied gas stream or air stream. The bulk CO2 separation agent can, in particular, comprise a suitably functionalized bulk sorbent, such as an adsorbent and/or an absorbent. Accordingly, the bulk CO2 separation agent can, for example, have a granular or particulate solid as a support structure with a base material selected from the group consisting of: resins, polymers, ceramics, zeolites, silicates, organometallic compounds, organic materials such as cellulose or activated carbon, and combinations thereof. The base material can in turn be specifically functionalized with amines, potassium carbonate or other components designed to chemically and/or physically bind CO2.

Das schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel kann insbesondere ein granulares Ionentauscherharz umfassen oder als granulares Ionentauscherharz ausgebildet sein. Das schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel kann bspw. granulares Lewatit VP OC 1065 oder Zeolith X13 umfassen oder daraus bestehen.The free-flowing CO2 separation agent can, in particular, comprise or be in the form of a granular ion exchange resin. The free-flowing CO2 separation agent can, for example, comprise or consist of granular Lewatit VP OC 1065 or Zeolite X13.

Das Drehventil weist einen Ventilkörper mit einem Ventileinlasskanal zum Zuführen des schüttfähigen Materials in das Drehventil und einen Ventilauslasskanal zum Abführen des schüttfähigen Materials aus dem Drehventil auf. Hierbei erstrecken sich bei bestimmungsgemäßem Gebrauch bzw. bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Drehventils bevorzugt der Ventileinlasskanal und der Ventilauslasskanal in vertikaler Richtung. Alternativ oder zusätzlich sind bevorzugt der Ventileinlasskanal und der Ventilauslasskanal in horizontaler Richtung versetzt zueinander angeordnet.The rotary valve comprises a valve body with a valve inlet channel for feeding the bulk material into the rotary valve and a valve outlet channel for discharging the bulk material from the rotary valve. In normal use or with the rotary valve in its intended configuration, the valve inlet channel and the valve outlet channel preferably extend vertically. Alternatively or additionally, the valve inlet channel and the valve outlet channel are preferably arranged horizontally offset from each other.

Das Drehventil weist ferner einen in dem Ventilkörper zwischen dem Ventileinlasskanal und dem Ventilauslasskanal drehbar gelagerten Ventilelement auf. Das drehbar gelagerte Ventilelement weist einen Durchgangskanal mit einem dem Ventileinlasskanal zugeordneten bzw. zugewandten Kanaleingang und einem dem Ventilauslasskanal zugeordneten bzw. zugewandten Kanalausgang auf. Der Ventileinlasskanal und der Kanaleingang sowie der Ventilauslasskanal und der Kanalausgang sind bevorzugt jeweils aufeinander abgestimmt ausgestaltet. Hierbei können der Ventilauslasskanal und der Ventilauslasskanal bspw. gekrümmte oder abgeschrägte Wandbereiche aufweisen.The rotary valve further comprises a valve element rotatably mounted in the valve body between the valve inlet channel and the valve outlet channel. The rotatably mounted valve element has a through-channel with a channel inlet associated with or facing the valve inlet channel and a channel outlet associated with or facing the valve outlet channel. The valve inlet channel and the channel inlet The valve outlet channel and the channel outlet are preferably designed to be coordinated with each other. The valve outlet channel and the valve outlet channel may, for example, have curved or beveled wall sections.

Das Ventilelement ist bevorzugt zylinderförmig, insbesondere als gerader Zylinder ausgebildet. Das Ventilelement kann als Walze ausgebildet sein. Das Ventilelement kann über bekannte Dichtsysteme aus dem Ventilkörper herausgeführt werden, sodass eine Drehbewegung über bspw. eine pneumatische oder elektrische Ansteuerung möglich ist.The valve element is preferably cylindrical, in particular designed as a straight cylinder. The valve element can be designed as a roller. The valve element can be extended from the valve body via known sealing systems, so that a rotary movement is possible via, for example, pneumatic or electrical actuation.

Der Durchgangskanal umfasst bevorzugt zumindest eine Bohrung, insbesondere mehrere Bohrungen, welche einen runden oder einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweist/aufweisen. Der Querschnitt der zumindest einen Bohrung kann hierbei insbesondere konstant oder sich verjüngend oder sich erweiternd ausgebildet sein.The through-channel preferably comprises at least one bore, and in particular several bores, which have a round or substantially rectangular cross-section. The cross-section of the at least one bore can be, in particular, constant, tapered, or widening.

Da es sich um eine schwerkraftgetriebene Strömung handelt, sind bei bestimmungsgemäßem Gebrauch bzw. bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Drehventils der Ventileinlasskanal oberhalb des Durchgangskanals und der Ventilauslasskanal unterhalb des Durchgangskanals angeordnet.Since the flow is gravity-driven, when the rotary valve is used or arranged as intended, the valve inlet channel is located above the through channel and the valve outlet channel is located below the through channel.

Ferner bildet bei bestimmungsgemäßem Gebrauch bzw. bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Drehventils der Durchgangskanal zwischen dem Kanaleingang und dem Kanalausgang einen maximalen Durchgangswinkel gegenüber bzw. relativ einer Horizontalebene für die schwerkraftgetriebene Strömung des schüttfähigen Materials aus. Hierbei ist mittels Drehung des Ventilelements und damit des Durchgangskanals gegenüber bzw. relativ zu der Horizontalebene der maximale Durchgangswinkel variabel einstellbar, um die Durchflussmenge der schwerkraftgetriebenen Strömung des schüttfähigen Materials einzustellen.Furthermore, when used or arranged as intended, the rotary valve's passage channel between the channel inlet and outlet forms a maximum passage angle relative to a horizontal plane for the gravity-driven flow of the bulk material. This maximum passage angle can be variably adjusted by rotating the valve element and thus the passage channel relative to the horizontal plane, thereby controlling the flow rate of the gravity-driven flow of the bulk material.

D.h., mit anderen Worten, dass der Durchgangskanal derart drehbar gelagert und ausgebildet ist, dass sich ein maximaler Durchgangswinkel gegenüber einer Horizontalebene für die schwerkraftgetriebene Strömung des schüttfähigen Materials durch diesen einstellt. Der maximale Durchgangswinkel ist hierbei der Winkel, bis zu dem das schüttfähige Material schwerkraftgetrieben durch den Durchgangskanal strömen kann. Hierbei sei angemerkt, dass der Winkel in Strömungsrichtung gemessen wird. Der maximale Durchgangswinkel hängt verständlicherweise von der Ausrichtung und geometrischen Ausgestaltung, wie bspw. der Länge, dem Querschnittsverlauf etc. des Durchgangskanals ab. Bei einem konstanten Querschnittsverlauf des Durchgangskanals kann der maximale Durchgangswinkel bspw. dem Winkel zwischen der Horizontalebene und der geneigten Geraden entsprechen, welche durch den obersten Punkt des Kanaleingangs und dem untersten Punkt des Kanalausgangs verläuft.In other words, the flow channel is rotatably mounted and designed in such a way that a maximum flow angle relative to a horizontal plane is established for the gravity-driven flow of the bulk material through it. The maximum flow angle is the angle up to which the bulk material can flow through the flow channel under the influence of gravity. It should be noted that this angle is measured in the direction of flow. The maximum flow angle naturally depends on the orientation and geometric design, such as the length, cross-sectional profile, etc., of the flow channel. For example, with a constant cross-sectional profile of the flow channel, the maximum flow angle could correspond to the angle between the horizontal plane and the inclined line passing through the highest point of the channel inlet and the lowest point of the channel outlet.

Das Ventilelement bzw. der Durchgangskanal weist bevorzugt eine horizontale Drehachse, d.h. eine Drehachse in der Horizontalebene auf.The valve element or the through-channel preferably has a horizontal axis of rotation, i.e., an axis of rotation in the horizontal plane.

Es ist vorteilhaft, wenn in zumindest einer ersten Betriebsstellung des Ventilelements der maximale Durchgangswinkel auf zumindest einen Fließwinkel des schüttfähigen Materials eingestellt ist, in dem die schwerkraftgetriebene Strömung durch den Durchgangskanal fließt oder fließen kann, und in zumindest einer zweiten Betriebsstellung des Ventilelements der maximale Durchgangswinkel auf zumindest einen Stoppwinkel des schüttfähigen Materials eingestellt ist, in dem die schwerkraftgetriebene Strömung in dem Durchgangskanal stoppt oder gestoppt wird.It is advantageous if, in at least a first operating position of the valve element, the maximum passage angle is set to at least a flow angle of the bulk material in which the gravity-driven flow flows or can flow through the passage channel, and in at least a second operating position of the valve element, the maximum passage angle is set to at least a stop angle of the bulk material in which the gravity-driven flow stops or is stopped in the passage channel.

Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der zumindest eine Fließwinkel größer als ein Schüttwinkel des schüttfähigen Materials ist und der zumindest eine Stoppwinkel kleiner als oder gleich wie der Schüttwinkel des schüttfähigen Materials ist.In this context, it is particularly advantageous if at least one flow angle is greater than the angle of repose of the pourable material and at least one stop angle is less than or equal to the angle of repose of the pourable material.

D.h., mit anderen Worten, dass das Ventilelement zum einen auf eine erste Betriebsstellung drehbar bzw. einstellbar ist, in der der Durchgangskanal derart „verkippt“ ist, dass der maximale Durchgangswinkel einen Schüttwinkel des schüttfähigen Materials überschreitet, sodass die schwerkraftgetriebene Strömung durch den Durchgangskanal fließt oder fließen kann. Zum anderen ist das Ventilelement auf eine zweite Betriebsstellung drehbar bzw. einstellbar, in der der Durchgangskanal derart „verkippt“ ist, dass der maximale Durchgangswinkel einen Schüttwinkel des schüttfähigen Materials unterschreitet, sodass die schwerkraftgetriebene Strömung in dem Durchgangskanal stoppt oder gestoppt wird, d.h. zum Erliegen kommt.In other words, the valve element can be rotated or adjusted to a first operating position in which the flow channel is tilted such that the maximum flow angle exceeds the angle of repose of the pourable material, allowing the gravity-driven flow to pass through the channel. The valve element can also be rotated or adjusted to a second operating position in which the flow channel is tilted such that the maximum flow angle falls below the angle of repose of the pourable material, causing the gravity-driven flow in the flow channel to stop or be stopped, i.e., come to a standstill.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Ventilelement, insbesondere stufenlos zwischen mehreren ersten Betriebsstellungen mit jeweils unterschiedlichen Fließwinkeln bis zu dem zumindest einen Stoppwinkel drehbar ist, um die Durchflussmenge der fließenden schwerkraftgetriebenen Strömung stufenlos bzw. kontinuierlich einzustellen.Furthermore, it is advantageous if the valve element, in particular stepless, can be rotated between several first operating positions with different flow angles up to at least one stop angle, in order to adjust the flow rate of the flowing gravity-driven flow steplessly or continuously.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn in der zumindest einen zweiten Betriebsstellung des Ventilelements der Kanaleingang und der Kanalausgang des Durchgangskanals zumindest teilweise geöffnet sind, sodass bei gestoppter schwerkraftgetriebenen Strömung weiterhin eine fluidische Verbindung zwischen dem Ventileinlasskanal und dem Ventilauslasskanal besteht.It is also advantageous if, in at least one second operating position of the valve element, the channel inlet and the channel outlet of the through-channel are at least partially open, so that a fluidic connection between the inlet and outlet remains when the gravity-driven flow is stopped. consists of the valve intake channel and the valve exhaust channel.

Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn in der zumindest einen ersten Betriebsstellung und in der zumindest einen zweiten Betriebsstellung des Ventilelements der Kanaleingang und der Kanalausgang vollständig geöffnet sind. D.h., mit anderen Worten, dass ein Öffnungsquerschnitt am Kanaleingang und ein Öffnungsquerschnitt am Kanalausgang in der zumindest einen ersten Betriebsstellung und in der zumindest einen zweiten Betriebsstellung unverändert bleiben.It is particularly advantageous if, in at least one first operating position and in at least one second operating position of the valve element, the channel inlet and the channel outlet are fully open. In other words, the opening cross-section at the channel inlet and the opening cross-section at the channel outlet remain unchanged in at least one first operating position and in at least one second operating position.

Der Vorteil hierbei liegt darin, dass - im Gegensatz zu bspw. Quetschventilen - der Durchgangskanal auch bei gestoppter Materialströmung offen und somit von einem Gas (entgegengesetzt zur Materialströmungsrichtung) durchströmbar bleibt. Eine Inertisierung und/oder Fluidisierung des Materials kann folglich kontinuierlich erreicht werden, ohne dass die Ventilstellung die Gasströmung wesentlich beeinflusst.The advantage here is that – unlike, for example, pinch valves – the passage remains open even when the material flow is stopped, allowing gas to flow through it (in the opposite direction to the material flow). Inerting and/or fluidizing the material can therefore be achieved continuously without the valve position significantly affecting the gas flow.

Somit kann das Drehventil bspw. bei gestoppter Materialströmung des schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels von einem Spülgas zur Inertisierung für einen Desorptionsvorgang im Vakuum durchströmt werden. Da zur Agglomeration neigende schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel hierdurch auch getrocknet werden, kann ferner auch eine Verstopfungsgefahr des Drehventils erheblich reduziert werden.Thus, the rotary valve can, for example, be used to inertize the flow of the free-flowing CO2 separation agent during a desorption process under vacuum by means of a purge gas. Since this also dries free-flowing CO2 separation agents that tend to agglomerate, the risk of clogging of the rotary valve can be significantly reduced.

Alternativ oder zusätzlich kann das Drehventil von Druckluft durchströmt werden, um Verstopfungen in diesem zu lösen, denen bei anderen Ventilen in der Regel nur durch eine ungewünschte kurzzeitige Erhöhung der Durchflussmenge begegnet werden kann.Alternatively or additionally, the rotary valve can be supplied with compressed air to clear blockages in it, which in other valves can usually only be addressed by an undesirable, short-term increase in the flow rate.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn in zumindest einer dritten Betriebsstellung des Ventilelements der maximale Durchgangswinkel auf den zumindest einen Stoppwinkel des schüttfähigen Materials eingestellt ist und ferner der Kanalausgang geschlossen ist, sodass die fluidische Verbindung zwischen dem Ventileinlasskanal und dem Ventilauslasskanal unterbrochen ist.Furthermore, it is advantageous if, in at least a third operating position of the valve element, the maximum passage angle is set to the at least one stop angle of the bulk material and, furthermore, the channel outlet is closed, so that the fluidic connection between the valve inlet channel and the valve outlet channel is interrupted.

Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn in der zumindest einen dritten Betriebsstellung des Ventilelements der Kanaleingang zumindest teilweise geöffnet ist.In this context, it is particularly advantageous if the channel inlet is at least partially open in at least one third operating position of the valve element.

Diese Maßnahme führt zu einem weiteren Vorteil gegenüber den Quetschventilen, da das Drehventil, bspw. für den Einsatz in für einen Desorptionsvorgang bei Bedarf vollständig gasdicht nach dem Stoppen der Materialströmung geschlossen werden kann, wohingegen Quetschventile durch an der Schlauchwand der Ventile anhaftende Materialreste de facto immer eine Leckage für Gase aufweisen. Außerdem werden dabei keine Scherkräfte auf das Material ausgeübt und auch eine Verklemmung- bzw. Verblockungsgefahr des Ventilelements wird minimiert.This measure offers a further advantage over pinch valves, as the rotary valve, for example for use in a desorption process, can be completely gas-tight after the material flow has stopped, whereas pinch valves always have a gas leakage due to material residue adhering to the valve's hose wall. Furthermore, no shear forces are exerted on the material, and the risk of jamming or blockage of the valve element is minimized.

Bei den Betriebsstellungen handelt es sich um Arbeitsstellungen bzw. Betätigungsstellungen des Ventilelements. Die Betriebsstellungen sind bevorzugt in einer Drehrichtung des Ventilelements nacheinander einstellbar bzw. erreichbar, wobei die zumindest eine zweite Betriebsstellung zwischen der zumindest einen ersten Betriebsstellung und der zumindest einen dritten Betriebsstellung einstellbar bzw. erreichbar ist. D.h., mit anderen Worten, dass je nach Drehrichtung zuerst die zumindest eine erste Betriebsstellung, dann die zumindest eine zweite Betriebsstellung und anschließend die zumindest eine dritte Betriebsstellung und umgekehrt einstellbar sind.The operating positions are working or actuation positions of the valve element. The operating positions are preferably adjustable or reachable sequentially in one direction of rotation of the valve element, with the at least one second operating position being adjustable or reachable between the at least one first operating position and the at least one third operating position. In other words, depending on the direction of rotation, first the at least one first operating position, then the at least one second operating position, and subsequently the at least one third operating position, and vice versa, can be adjusted.

Die Kammereinheit ist bevorzugt als Sorptionseinheit oder Desorptionseinheit für eine CO2-Abtrennungsvorrichtung zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom, insbesondere Luftstrom ausgebildet.The chamber unit is preferably designed as a sorption unit or desorption unit for a CO2 separation device for separating CO2 from a supplied gas stream, in particular an air stream.

In Falle, dass die Kammereinheit als Sorptionseinheit ausgebildet ist, ist die Kammer als Sorptionskammer zur temporären Aufnahme eines schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels ausgebildet, um das CO2 aus dem zugeführten Gasstrom, insbesondere Luftstrom zu sorbieren.In the case that the chamber unit is designed as a sorption unit, the chamber is designed as a sorption chamber for the temporary holding of a pourable CO2 separation agent in order to sorb the CO2 from the supplied gas stream, in particular air stream.

Hierbei ist bevorzugt an den Abführleitungsabschnitt stromabwärts des zumindest einen Drehventils eine Druckgaseinheit zum Zuführen von Druckgas (entgegen der schwerkraftgetriebenen Strömung des schüttfähigen Materials) in und/oder durch das zumindest eine Drehventil anschließbar oder angeschlossen, um Verstopfungen in diesem zu lösen.In this case, a pressurized gas unit for supplying pressurized gas (against the gravity-driven flow of the bulk material) into and/or through the at least one rotary valve is preferably connected or attached to the discharge line section downstream of the at least one rotary valve in order to clear blockages in it.

In Falle, dass die Kammereinheit als Desorptionseinheit ausgebildet ist, ist die Kammer als Desorptionskammer zur temporären Aufnahme eines mit CO2 angereicherten schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels ausgebildet, um das CO2 aus dem schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittel zu desorbieren.In the case that the chamber unit is designed as a desorption unit, the chamber is designed as a desorption chamber for the temporary holding of a CO2-enriched bulk CO2 separation agent in order to desorb the CO2 from the bulk CO2 separation agent.

Hierbei ist bevorzugt an den Zuführleitungsabschnitt stromabwärts des zumindest einen Drehventils eine Pumpeinheit, insbesondere Vakuumeinheit anschließbar oder angeschlossen, um desorbiertes CO2 aus der Desorptionskammer abzupumpen. Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt an den Abführleitungsabschnitt stromabwärts des zumindest einen Drehventils eine Spülgaseinheit zum Zuführen eines Spülgases (entgegen der schwerkraftgetriebenen Strömung des schüttfähigen Materials) in die Desorptionskammer anschließbar oder angeschlossen, um Sauerstoff aus der Desorptionskammer zu entfernen.Preferably, a pump unit, in particular a vacuum unit, can be connected to or is connected to the feed line section downstream of the at least one rotary valve in order to pump desorbed CO2 out of the desorption chamber. Alternatively or additionally, preferably a pump unit can be connected to the discharge line section downstream of the at least one rotary valve can be connected to a purge gas unit for supplying a purge gas (against the gravity-driven flow of the bulk material) into the desorption chamber in order to remove oxygen from the desorption chamber.

Weiter bevorzugt ist in dem Zuführleitungsabschnitt stromaufwärts des zumindest einen Drehventils eine Vorwärmkammer für das schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel angeordnet, wobei stromaufwärts der Vorwärmkammer zumindest ein weiteres Drehventil, insbesondere genau ein weiteres Drehventil oder genau zwei weitere Drehventile gemäß der vorangehend beschriebenen Art angeordnet ist/sind. Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt in dem Abführleitungsabschnitt stromabwärts des zumindest einen Drehventils eine Kühlkammer für das schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel angeordnet, wobei stromabwärts der Kühlkammer zumindest ein weiteres Drehventil, insbesondere genau ein weiteres Drehventil oder genau zwei weitere Drehventile gemäß der vorangehend beschriebenen Art angeordnet ist/sind.Preferably, a preheating chamber for the bulk CO2 separation agent is arranged in the feed line section upstream of the at least one rotary valve, wherein at least one further rotary valve, in particular exactly one further rotary valve or exactly two further rotary valves of the type described above, is/are arranged upstream of the preheating chamber. Alternatively or additionally, a cooling chamber for the bulk CO2 separation agent is preferably arranged in the discharge line section downstream of the at least one rotary valve, wherein at least one further rotary valve, in particular exactly one further rotary valve or exactly two further rotary valves of the type described above, is/are arranged downstream of the cooling chamber.

Hierbei kann mittels zweier weiterer Drehventile zusätzlich zur Steuerung bzw. Regelung der Durchflussmenge noch eine Schleusenfunktion bereitgestellt werden.In addition to controlling or regulating the flow rate, a lock function can also be provided by means of two further rotary valves.

Die CO2-Abtrennungsvorrichtung ist zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom, insbesondere Luftstrom mittels eines CO2-Abtrennungsvorgangs ausgebildet. Der Begriff „Abtrennen“ umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung jegliche sinnvolle Art der Abtrennung bzw. Abscheidung von CO2 (Kohlenstoffdioxid) aus einem Gas, insbesondere der Luft, wobei eine Bindung und/oder Anhaftung und/oder Einlagerung und/oder Aufnahme von CO2-Molekülen an dem schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittel erfolgt.The CO2 separation device is designed for separating CO2 from a supplied gas stream, in particular an air stream, by means of a CO2 separation process. Within the scope of the present invention, the term "separation" encompasses any meaningful method of separating or separating CO2 (carbon dioxide) from a gas, in particular air, wherein binding and/or adhesion and/or storage and/or absorption of CO2 molecules by the free-flowing CO2 separation agent takes place.

Hierbei ist die CO2-Abtrennungsvorrichtung insbesondere ausgebildet, das CO2 aus dem zugeführten Gasstrom bzw. Luftstrom mittels eines Sorptionsvorgangs, insbesondere Adsorptionsvorgangs und/oder Absorptionsvorgangs in der Sorptionskammer abzutrennen, bei dem die Abtrennung unter Energieabgabe bzw. Wärmeabgabe an den Gasstrom bzw. Luftstrom erfolgt. Demnach kann das Abtrennen des CO2 insbesondere mittels zumindest eines der folgenden Verfahren oder Mischformen daraus erfolgen:

  • - chemisches Adsorptionsverfahren
  • - physikalisches Adsorptionsverfahren
  • - chemisches Absorptionsverfahren
  • - physikalisches Absorptionsverfahren
The CO2 separation device is specifically designed to separate the CO2 from the supplied gas or air stream by means of a sorption process, in particular an adsorption and/or absorption process in the sorption chamber, whereby the separation occurs with the release of energy or heat to the gas or air stream. Accordingly, the separation of the CO2 can be carried out in particular by means of at least one of the following processes or combinations thereof:
  • - chemical adsorption process
  • - physical adsorption process
  • - chemical absorption process
  • - physical absorption process

Die CO2-Abtrennungsvorrichtung ist ferner zum Freisetzen von CO2 aus dem CO2-Abtrennungsmittel mittels eines CO2-Freisetzungsvorgangs ausgebildet. Der Begriff „Freisetzen“ umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung jegliche sinnvolle Art der Freisetzung bzw. Austreibung von CO2 (Kohlenstoffdioxid) aus dem schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittel, wobei eine Lösung und/oder Freisetzung und/oder Abgabe von CO2-Molekülen aus dem schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittel erfolgt.The CO2 separation device is further configured to release CO2 from the CO2 separation agent by means of a CO2 release process. Within the scope of the present invention, the term "release" encompasses any meaningful method of releasing or expelling CO2 (carbon dioxide) from the bulk CO2 separation agent, wherein a dissolution and/or release and/or discharge of CO2 molecules from the bulk CO2 separation agent takes place.

Hierbei ist die CO2-Abtrennungsvorrichtung insbesondere ausgebildet, das CO2 aus dem CO2-Abtrennungsmittel mittels eines Desorptionsvorgangs freizusetzen bzw. zu lösen, bei dem unter Energieeinbringung bzw. Wärmeeinbringung in das schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel das CO2 von diesem freigesetzt wird.In this case, the CO2 separation device is specifically designed to release or dissolve the CO2 from the CO2 separation agent by means of a desorption process in which the CO2 is released from the bulk CO2 separation agent by introducing energy or heat into it.

Demnach kann das Freisetzen des CO2 insbesondere mittels zumindest eines der folgenden Verfahren oder Mischformen daraus erfolgen:

  • - chemisches Desorptionsverfahren
  • - physikalisches Desorptionsverfahren
Accordingly, the release of CO2 can be achieved in particular by means of at least one of the following processes or combinations thereof:
  • - chemical desorption process
  • - physical desorption process

Der Begriff „Zuführen“ bzw. „zugeführt“ umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung in erster Linie ein aktiv durchgeführtes bzw. veranlasstes und damit technisch gesteuertes bzw. geregeltes Zuführen des Gasstroms bzw. Luftstroms mittels einer Gebläseeinheit bzw. Ventilatoreinheit der CO2-Abtrennungsvorrichtung. Der Begriff „Zuführen“ bzw. „zugeführt“ kann jedoch auch ein passiv durchgeführtes bzw. veranlasstes Zuführen des Gasstroms bzw. Luftstroms umfassen, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Folglich kann der Luftstrom auf beliebige, bspw. auf natürliche Art und Weise (als Wind) zugeführt werden.Within the scope of the present invention, the term "supply" or "supplied" primarily refers to an actively carried out or initiated, and thus technically controlled or regulated, supply of the gas or airflow by means of a blower unit or fan unit of the CO2 separation device. However, the term "supply" or "supplied" can also encompass a passively carried out or initiated supply of the gas or airflow without departing from the scope of the present invention. Consequently, the airflow can be supplied in any manner, e.g., naturally (as wind).

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die CO2-Abtrennungsvorrichtung eine Sorptionseinheit gemäß der vorangehend beschriebenen Art auf, welche eine Sorptionsstrecke der CO2-Abtrennungsvorrichtung ausbildet.In a preferred embodiment, the CO2 separation device has a sorption unit of the type described above, which forms a sorption section of the CO2 separation device.

Zusätzlich weist die CO2-Abtrennungsvorrichtung vorteilhafterweise eine Desorptionseinheit gemäß der vorangehend beschriebenen Art auf, welche eine, insbesondere mehrstufige Desorptionsstrecke der CO2-Abtrennungsvorrichtung ausbildet.In addition, the CO2 separation device advantageously has a desorption unit of the type described above, which forms a, in particular multi-stage, desorption section of the CO2 separation device.

Hierbei sind die Leitungsabschnitte der Sorptionseinheit und der Desorptionseinheit Teil eines Leitungssystems bzw. Rohrleitungssystems der CO2-Abtrennungsvorrichtung, wobei zur Erzeugung eines geschlossenen Kreislaufs des CO2-Abtrennungsmittels zum einen der Abführleitungsabschnitt der Sorptionseinheit mit dem Zuführleitungsabschnitt der Desorptionseinheit fluidisch verbunden ist, sodass das mit CO2 angereicherte schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel aus der Sorptionskammer der Desorptionskammer zuführbar ist, und zum anderen der Abführleitungsabschnitt der Desorptionseinheit mit dem Zuführleitungsabschnitt der Sorptionseinheit fluidisch verbunden ist, sodass das regenerierte schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel aus der Desorptionskammer der Sorptionskammer wieder zuführbar ist.In this case, the pipe sections of the sorption unit and the desorption unit are part of a pipe system of the CO2 separation device, wherein, to create a closed circuit of the CO2 separation agent, the discharge pipe section is used. The sorption unit is fluidically connected to the feed line section of the desorption unit, so that the CO2-enriched free-flowing CO2 separation agent can be fed from the sorption chamber to the desorption chamber, and secondly, the discharge line section of the desorption unit is fluidically connected to the feed line section of the sorption unit, so that the regenerated free-flowing CO2 separation agent can be fed back from the desorption chamber to the sorption chamber.

Die CO2-Abtrennungsvorrichtung kann ferner zumindest eine der folgenden Einheiten aufweisen:

  • - Gebläseeinheit, insbesondere mit einer Vielzahl von Ventilatoren zum Zuführen des Luftstroms;
  • - Wasserdampfgenerator zum Bereitstellen von Wasserdampf für den CO2-Desorptionsvorgang;
  • - Inertisierungseinheit zum Zuführen eines Inertgasstromes, wie bspw. Stickstoff, sauerstoffreie Luft und/oder Wasserdampf zur Entfernung von Sauerstoff vor dem Desorptionsvorgang zum Schutz des CO2-Abrennungsmittels vor chemischer Degradation;
  • - Heizeinheit zur zusätzlichen Erwärmung des schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels für den Desorptionsvorgang;
  • - Kühleinheit zur zusätzlichen Kühlung des schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels für den Sorptionsvorgang;
  • - Materialfördereinheit zur Fördern des schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels durch die Leitungen bzw. das Leitungssystem;
  • - Sensoreinheit für den Sorptions- und Desorptionsvorgang;
  • - Steuereinheit zur Steuerung und/oder Regelung des Sorptions- und Desorptionsvorgangs.
The CO2 separation device may further comprise at least one of the following units:
  • - Blower unit, in particular with a large number of fans for supplying the airflow;
  • - Steam generator for providing steam for the CO2 desorption process;
  • - Inerting unit for supplying an inert gas stream, such as nitrogen, oxygen-free air and/or water vapor, to remove oxygen before the desorption process to protect the CO2 combustion medium from chemical degradation;
  • - Heating unit for additional heating of the bulk CO2 separation agent for the desorption process;
  • - Cooling unit for additional cooling of the bulk CO2 separation agent for the sorption process;
  • - Material conveying unit for conveying the free-flowing CO2 separation agent through the pipes or the pipe system;
  • - Sensor unit for the sorption and desorption process;
  • - Control unit for controlling and/or regulating the sorption and desorption process.

Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, mittels Funkübertragung wie W-LAN, Bluetooth, Near-Field Communication etc. mit anderen Steuereinheiten und/oder einer zentralen Steuereinheit der CO2-Abtrennungsvorrichtung oder eines übergeordneten Systems verbunden zu werden.The control unit can be designed to be connected to other control units and/or a central control unit of the CO2 separation device or a higher-level system via radio transmission such as WLAN, Bluetooth, Near-Field Communication, etc.

Die CO2-Abtrennungsvorrichtung ist bevorzugt stationär ausgebildet. Insbesondere kann die CO2-Abtrennungsvorrichtung Teil eines Gebäude-Klimasystems, insbesondere in einem Klimasystem innerhalb eines Gebäudes integriert sein. Hierbei kann die Abtrennungskammer der CO2-Abtrennungssvorrichtung in den Luft-Klimatisierungskreis des Gebäudes eingebunden sein.The CO2 separation device is preferably designed as a stationary unit. In particular, the CO2 separation device can be part of a building climate control system, especially integrated into a climate control system within a building. The separation chamber of the CO2 separation device can be integrated into the building's air conditioning circuit.

ZeichnungenDrawings

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine seitliche Schnittansicht eines erfindungsgemäßes Drehventils;
  • 2a-d eine Abfolge von verschiedenen Betriebsstellungen eines Ventilelements des Drehventils aus 1; und
  • 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen CO2-Abtrennungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Sorptionseinheit und einer erfindungsgemäßen Desorptionseinheit.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. These show:
  • 1 a lateral sectional view of a rotary valve according to the invention;
  • 2a -d a sequence of different operating positions of a valve element of the rotary valve 1 ; and
  • 3 a schematic representation of a CO2 separation device according to the invention, comprising a sorption unit and a desorption unit according to the invention.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird.In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and acting similarly, without repeating the description of the elements.

1 zeigt einen prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Drehventils, welches in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 versehen ist. 1 shows a basic structure of a rotary valve according to the invention, which in its entirety is provided with the reference numeral 10.

Das Drehventil 10 ist zum Einstellen einer Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung 12 eines schüttfähigen Materials 14 bzw. eines schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels 14 ausgebildet. Hierfür weist das Drehventil 10 einen Ventilkörper 16 mit einem Ventileinlasskanal 18 zum Zuführen der schwerkraftgetriebenen Strömung 12 des schüttfähigen Materials 14 und einen Ventilauslasskanal 20 zum Abführen der schwerkraftgetriebenen Strömung 12 des schüttfähigen Materials 14 auf. Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Drehventils 10 erstrecken sich der Ventileinlasskanal18 und der Ventilauslasskanal 20 in vertikaler Richtung, wobei sie in horizontaler Richtung versetzt zueinander angeordnet sind.The rotary valve 10 is designed to adjust the flow rate of a gravity-driven flow 12 of a bulk material 14 or a bulk CO2 separation agent 14. For this purpose, the rotary valve 10 has a valve body 16 with a valve inlet channel 18 for supplying the gravity-driven flow 12 of the bulk material 14 and a valve outlet channel 20 for discharging the gravity-driven flow 12 of the bulk material 14. When the rotary valve 10 is used as intended, the valve inlet channel 18 and the valve outlet channel 20 extend vertically and are horizontally offset from each other.

Das Drehventil 10 weist ferner ein in dem Ventilkörper 16 zwischen dem Ventileinlasskanal 18 und dem Ventilauslasskanal 20 drehbar gelagertes Ventilelement 22 auf. Das Ventilelement 22 ist zylinderförmig bzw. als gerader Zylinder ausgebildet. Das Ventilelement 22 ist hierbei um eine horizontale Drehachse 24 drehbar gelagert. Das Ventilelement 22 weist einen Durchgangskanal 26 mit einem dem Ventileinlasskanal 18 zugeordneten Kanaleingang 28 und einem dem Ventilauslasskanal 20 zugeordneten Kanalausgang 30 auf.The rotary valve 10 further comprises a valve element 22 rotatably mounted in the valve body 16 between the valve inlet channel 18 and the valve outlet channel 20. The valve element 22 is cylindrical or designed as a straight cylinder. The valve element 22 is rotatably mounted about a horizontal axis of rotation 24. The valve element 22 has a through-channel 26 with a channel inlet 28 associated with the valve inlet channel 18 and a channel outlet 30 associated with the valve outlet channel 20.

Wie aus 1 ersichtlich, sind bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Drehventils 10 der Ventileinlasskanal 18 oberhalb des Durchgangskanals 26 und der Ventilauslasskanal 20 unterhalb des Durchgangskanals 26 angeordnet.As from 1 As can be seen, when the rotary valve 10 is used as intended, the valve inlet channel 18 is located above the through-valve. nals 26 and the valve outlet channel 20 is arranged below the through channel 26.

Ferner bildet der Durchgangskanal 26 zwischen dem Kanaleingang 28 und dem Kanalausgang 30 einen maximalen Durchgangswinkel 32 gegenüber einer Horizontalebene 34 für die schwerkraftgetriebene Strömung 12 des schüttfähigen Materials 14 aus. Hierbei ist der maximale Durchgangswinkel 32 der Winkel, bis zu dem das schüttfähige Material 14 schwerkraftgetrieben durch den Durchgangskanal 26 strömen kann. Der maximale Durchgangswinkel hängt verständlicherweise von der Ausrichtung und geometrischen Ausgestaltung, wie bspw. der Länge, dem Querschnittsverlauf etc. des Durchgangskanals 26 ab.Furthermore, the passage channel 26 between the channel inlet 28 and the channel outlet 30 forms a maximum passage angle 32 with respect to a horizontal plane 34 for the gravity-driven flow 12 of the bulk material 14. Here, the maximum passage angle 32 is the angle up to which the bulk material 14 can flow through the passage channel 26 under gravity. The maximum passage angle understandably depends on the orientation and geometric design, such as the length, cross-sectional profile, etc., of the passage channel 26.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Durchgangskanal 26 als runde Bohrung mit konstantem Querschnittsverlauf ausgebildet. Demnach entspricht der maximale Durchgangswinkel 32 dem Winkel zwischen der Horizontalebene 34 und der geneigten Gerade 36, welche durch den obersten Punkt des Kanaleingangs und dem untersten Punkt des Kanalausgangs verläuft.In the illustrated embodiment, the through-channel 26 is designed as a round bore with a constant cross-sectional profile. Accordingly, the maximum through-angle 32 corresponds to the angle between the horizontal plane 34 and the inclined line 36, which runs through the uppermost point of the channel inlet and the lowermost point of the channel outlet.

Wie in der nachfolgenden Beschreibung der 2a-d näher erläutert wird, ist hierbei mittels Drehung des Ventilelements 22 und damit des Durchgangskanals 26 gegenüber der Horizontalebene 34 der maximale Durchgangswinkel 32 variabel einstellbar, wodurch die Durchflussmenge der schwerkraftgetriebenen Strömung 12 des schüttfähigen Materials 14 eingestellt bzw. geregelt werden kann.As described below, 2a -d is explained in more detail below, the maximum passage angle 32 can be variably adjusted by rotating the valve element 22 and thus the passage channel 26 relative to the horizontal plane 34, which allows the flow rate of the gravity-driven flow 12 of the bulk material 14 to be set or regulated.

In 2a-d ist eine Abfolge von verschiedenen Betriebsstellungen des Ventilelements 22 des Drehventils 10 aus 1 dargestellt.In 2a -d is a sequence of different operating positions of the valve element 22 of the rotary valve 10. 1 depicted.

2a zeigt eine erste Betriebsstellung des Ventilelements 22, wobei der maximale Durchgangswinkel 32 auf einen Fließwinkel des schüttfähigen Materials 14 eingestellt ist, in dem die schwerkraftgetriebene Strömung 12 durch den Durchgangskanal 26 fließt oder fließen kann. Hierbei ist der Fließwinkel größer als ein Schüttwinkel des schüttfähigen Materials 14. 2a Figure 1 shows a first operating position of the valve element 22, in which the maximum flow angle 32 is set to a flow angle of the bulk material 14 at which the gravity-driven flow 12 flows or can flow through the flow channel 26. Here, the flow angle is greater than the angle of repose of the bulk material 14.

2b zeigt eine zweite Betriebsstellung des Ventilelements 22, wobei der maximale Durchgangswinkel 32 auf einen Stoppwinkel des schüttfähigen Materials 14 eingestellt ist, in dem die schwerkraftgetriebene Strömung 12 in dem Durchgangskanal 26 stoppt oder gestoppt wird. Hierbei ist der Stoppwinkel kleiner als oder gleich wie der Schüttwinkel des schüttfähigen Materials 14 ist. 2b Figure 1 shows a second operating position of the valve element 22, in which the maximum passage angle 32 is set to a stop angle of the bulk material 14 at which the gravity-driven flow 12 in the passage channel 26 stops or is stopped. Here, the stop angle is less than or equal to the angle of repose of the bulk material 14.

Wie aus 2b ferner ersichtlich, sind in der zweiten Betriebsstellung des Ventilelements 22 der Kanaleingang 28 und der Kanalausgang 30 vollständig geöffnet, sodass bei gestoppter schwerkraftgetriebenen Strömung 12 weiterhin eine fluidische Verbindung zwischen dem Ventileinlasskanal 18 und dem Ventilauslasskanal 20 besteht. Hierdurch kann vorteilhafterweise auch bei gestoppter schwerkraftgetriebenen Strömung 12 bspw. ein Spülgas 38 von Stickstoff, sauerstoffreier Luft und/oder Wasserdampf durch den Durchgangskanal 26 strömen.As from 2b Furthermore, it can be seen that in the second operating position of the valve element 22, the channel inlet 28 and the channel outlet 30 are fully open, so that even when the gravity-driven flow 12 is stopped, a fluidic connection continues to exist between the valve inlet channel 18 and the valve outlet channel 20. This advantageously allows, for example, a purge gas 38 of nitrogen, oxygen-free air and/or water vapor to flow through the passage channel 26 even when the gravity-driven flow 12 is stopped.

2c zeigt eine weitere zweite Betriebsstellung des Ventilelements 22, wobei der maximale Durchgangswinkel 32 auf einen weiteren Stoppwinkel des schüttfähigen Materials 14 eingestellt ist und im Gegensatz zu 2b der Kanaleingang 28 und der Kanalausgang 30 des Durchgangskanals 26 nur teilweise geöffnet sind. Die fluidische Verbindung zwischen dem Ventileinlasskanal 18 und dem Ventilauslasskanal 20 besteht jedoch weiterhin. 2c shows a further second operating position of the valve element 22, wherein the maximum passage angle 32 is set to a further stop angle of the bulk material 14 and in contrast to 2b The channel inlet 28 and the channel outlet 30 of the through-channel 26 are only partially open. However, the fluidic connection between the valve inlet channel 18 and the valve outlet channel 20 remains.

Das Ventilelement 22 ist stufenlos zwischen mehreren ersten Betriebsstellungen mit jeweils unterschiedlichen Fließwinkeln bis zu den Stoppwinkeln drehbar, um die Durchflussmenge der fließenden schwerkraftgetriebenen Strömung 12 einzustellen.The valve element 22 can be rotated continuously between several initial operating positions with different flow angles up to the stop angles in order to adjust the flow rate of the flowing gravity-driven flow 12.

2d zeigt eine dritte Betriebsstellung des Ventilelements 22, wobei der maximale Durchgangswinkel 32 auf einen weiteren Stoppwinkel des schüttfähigen Materials 14 eingestellt ist und ferner der Kanalausgang 30 geschlossen ist, sodass die fluidische Verbindung zwischen dem Ventileinlasskanal 18 und dem Ventilauslasskanal 20 unterbrochen ist. Hierbei ist der Kanaleingang 28 teilweise geöffnet, sodass keine Scherkräfte auf das gestoppte schüttfähige Material 14 ausgeübt werden. 2d Figure 1 shows a third operating position of the valve element 22, in which the maximum passage angle 32 is set to a further stop angle of the bulk material 14 and the channel outlet 30 is closed, so that the fluidic connection between the valve inlet channel 18 and the valve outlet channel 20 is interrupted. In this position, the channel inlet 28 is partially open, so that no shear forces are exerted on the stopped bulk material 14.

In 3 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen CO2-Abtrennungsvorrichtung 100 zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom 40 bzw. Luftstrom 40 gezeigt. Die CO2-Abtrennungsvorrichtung 100 weist eine erfindungsgemäße Sorptionseinheit 42 und eine erfindungsgemäße Desorptionseinheit 44 auf.In 3 Figure 1 shows a schematic representation of a CO2 separation device 100 according to the invention for separating CO2 from a supplied gas stream 40 or air stream 40. The CO2 separation device 100 comprises a sorption unit 42 and a desorption unit 44 according to the invention.

Die Sorptionseinheit 42 weist eine Sorptionskammer 46 auf, in der ein schüttfähiges Material 14, welches als CO2-Abtrennungsmittel 14 ausgebildet ist, temporär aufgenommen ist, um das CO2 aus dem zugeführten Luftstrom 40 zu sorbieren. Die Sorptionskammer 46 weist einen in einen oberen Zuführbereich 48 der Sorptionskammer 46 mündenden Zuführleitungsabschnitt 50 zum Zuführen des schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels 14 in die Sorptionskammer 46 auf. Die Sorptionskammer 46 weist ferner einen von einem unteren Abführbereich 52 der Sorptionskammer 46 ausgehenden Abführleitungsabschnitt 54 zum Abführen des schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels 14 aus der Sorptionskammer 46 auf.The sorption unit 42 has a sorption chamber 46 in which a free-flowing material 14, designed as a CO2 separation agent 14, is temporarily contained to sorb the CO2 from the supplied air stream 40. The sorption chamber 46 has a feed line section 50 opening into an upper feed area 48 of the sorption chamber 46 for supplying the free-flowing CO2 separation agent 14 into the sorption chamber 46. The sorption chamber 46 also has a discharge line section 54 extending from a lower discharge area 52 of the sorption chamber 46 for removing the free-flowing CO2 separation agent 14 from the sorption chamber 46.

Die Sorptionseinheit 42 weist ferner zwei erfindungsgemäße Drehventile 10 auf, von denen eines in dem Zuführleitungsabschnitt 50 angeordnet ist, um eine zugeführte Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung 12 des schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels 14 einzustellen, und das andere in dem Abführleitungsabschnitt 54 angeordnet ist, um eine abgeführte Durchflussmenge der schwerkraftgetriebenen Strömung 12 des mit CO2 angereicherten schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels 14' einzustellen.The sorption unit 42 further comprises two rotary valves 10 according to the invention, one of which is arranged in the feed line section 50 to adjust a supplied flow rate of a gravity-driven flow 12 of the free-flowing CO2 separation agent 14, and the other of which is arranged in the discharge line section 54 to adjust a discharged flow rate of the gravity-driven flow 12 of the CO2-enriched free-flowing CO2 separation agent 14'.

Die Sorptionseinheit 42 weist außerdem eine an den Abführleitungsabschnitt 54 stromabwärts des erfindungsgemäßen Drehventils 10 angeschlossene Druckgaseinheit 56 auf, welche ausgebildet ist, ein Druckgas 58 entgegen der schwerkraftgetriebenen Strömung 12 des schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels 14 in bzw. durch das erfindungsgemäße Drehventil 10 zu führen, um Verstopfungen in diesem zu lösen.The sorption unit 42 also has a pressurized gas unit 56 connected to the discharge line section 54 downstream of the rotary valve 10 according to the invention, which is designed to guide a pressurized gas 58 against the gravity-driven flow 12 of the free-flowing CO2 separation agent 14 into or through the rotary valve 10 according to the invention in order to dissolve blockages in it.

Die Desorptionseinheit 44 weist eine Desorptionskammer 60 auf, in der das mit CO2 angereicherte CO2-Abtrennungsmittel 14' temporär aufgenommen ist, um das CO2 aus dem CO2-Abtrennungsmittel 14' zu desorbieren. Die Desorptionskammer 60 weist einen in einen oberen Zuführbereich 62 der Desorptionskammer 60 mündenden Zuführleitungsabschnitt 64 zum Zuführen des mit CO2 angereicherten schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels 14' in die Desorptionskammer 60 auf. Die Desorptionskammer 60 weist ferner einen von einem unteren Abführbereich 66 der Desorptionskammer 60 ausgehenden Abführleitungsabschnitt 68 zum Abführen des regenerierten schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels 14 aus der Desorptionskammer 60 auf.The desorption unit 44 has a desorption chamber 60 in which the CO2-enriched CO2 separation agent 14' is temporarily contained in order to desorb the CO2 from the CO2 separation agent 14'. The desorption chamber 60 has a feed line section 64 opening into an upper feed area 62 of the desorption chamber 60 for supplying the CO2-enriched, free-flowing CO2 separation agent 14' into the desorption chamber 60. The desorption chamber 60 also has a discharge line section 68 extending from a lower discharge area 66 of the desorption chamber 60 for discharging the regenerated, free-flowing CO2 separation agent 14 from the desorption chamber 60.

Die Desorptionseinheit 44 weist ferner zwei erfindungsgemäße Drehventile 10 auf, von denen eines in dem Zuführleitungsabschnitt 64 angeordnet ist, um eine zugeführte Durchflussmenge der schwerkraftgetriebenen Strömung 12 des mit CO2 angereicherten schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels 14' einzustellen, und das andere in dem Abführleitungsabschnitt 68 angeordnet ist, um eine abgeführte Durchflussmenge der schwerkraftgetriebenen Strömung 12 des regenerierten schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels 14 einzustellen.The desorption unit 44 further comprises two rotary valves 10 according to the invention, one of which is arranged in the feed line section 64 to adjust a supplied flow rate of the gravity-driven flow 12 of the CO2-enriched bulk CO2 separation agent 14', and the other of which is arranged in the discharge line section 68 to adjust a discharged flow rate of the gravity-driven flow 12 of the regenerated bulk CO2 separation agent 14.

Die Desorptionseinheit 44 weist außerdem eine an den Zuführleitungsabschnitt 64 stromabwärts des erfindungsgemäßen Drehventils 10 angeschlossene Pumpeinheit 70 bzw. Vakuumeinheit 70 auf, welche ausgebildet ist, desorbiertes CO2 aus der Desorptionskammer 60 abzupumpen. Die Desorptionseinheit 44 weist des Weiteren eine in dem Zuführleitungsabschnitt 64 stromaufwärts des erfindungsgemäßen Drehventils 10 angeordnete Vorwärmkammer 72 für das mit CO2 angereicherte schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel 14' auf, wobei stromaufwärts der Vorwärmkammer 72 zwei weitere erfindungsgemäße Drehventile 10 angeordnet sind, um eine Schleusenfunktion bereitzustellen.The desorption unit 44 also includes a pump unit 70 or vacuum unit 70 connected to the feed line section 64 downstream of the rotary valve 10 according to the invention, which is configured to pump desorbed CO2 out of the desorption chamber 60. The desorption unit 44 further includes a preheating chamber 72 for the CO2-enriched, free-flowing CO2 separation agent 14' arranged in the feed line section 64 upstream of the rotary valve 10 according to the invention, wherein two further rotary valves 10 according to the invention are arranged upstream of the preheating chamber 72 to provide a gate function.

Die Desorptionseinheit 44 weist außerdem eine an den Abführleitungsabschnitt 68 stromabwärts des erfindungsgemäßen Drehventils 10 angeschlossene Spülgaseinheit 74 auf, welche ausgebildet ist, das Spülgas 38 entgegen der schwerkraftgetriebenen Strömung 12 des regenerierten schüttfähigen CO2-Abtrenningsmittels 14 in die Desorptionskammer 60 zu führen, um Sauerstoff aus der Desorptionskammer 60 zu entfernen. Die Desorptionseinheit 44 weist des Weiteren eine in dem Abführleitungsabschnitt 68 stromabwärts des erfindungsgemäßen Drehventils 10 angeordnete Kühlkammer 76 für das regenerierte schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel 14 auf, wobei stromabwärts der Kühlkammer 76 zwei weitere erfindungsgemäße Drehventile 10 angeordnet sind, um eine Schleusenfunktion bereitzustellen.The desorption unit 44 also has a purge gas unit 74 connected to the discharge line section 68 downstream of the rotary valve 10 according to the invention, which is configured to guide the purge gas 38 against the gravity-driven flow 12 of the regenerated bulk CO2 separation agent 14 into the desorption chamber 60 in order to remove oxygen from the desorption chamber 60. The desorption unit 44 further has a cooling chamber 76 for the regenerated bulk CO2 separation agent 14 arranged in the discharge line section 68 downstream of the rotary valve 10 according to the invention, wherein two further rotary valves 10 according to the invention are arranged downstream of the cooling chamber 76 to provide a gate function.

Wie aus 3 weiter ersichtlich, sind zur Erzeugung eines geschlossenen Kreislaufs des CO2-Abtrennungsmittels 14, 14' der Abführleitungsabschnitt 54 der Sorptionseinheit 42 mit dem Zuführleitungsabschnitt 64 der Desorptionseinheit 44 fluidisch verbunden, sodass das mit CO2 angereicherte schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel 14' aus der Sorptionskammer 46 der Desorptionskammer 60 zuführbar ist, und der Abführleitungsabschnitt 68 der Desorptionseinheit 44 mit dem Zuführleitungsabschnitt 50 der Sorptionseinheit 42 fluidisch verbunden, sodass das regenerierte schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel 14 aus der Desorptionskammer 60 der Sorptionskammer 46 wieder zuführbar ist. Hierbei sind ferner Materialfördereinheiten 78 zum Fördern des schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels 14, 14' durch die Leitungsabschnitte 50, 54, 64, 68 vorgesehen.As from 3 As further shown, to create a closed circuit of the CO2 separation agent 14, 14', the discharge line section 54 of the sorption unit 42 is fluidically connected to the feed line section 64 of the desorption unit 44, so that the CO2-enriched free-flowing CO2 separation agent 14' can be fed from the sorption chamber 46 to the desorption chamber 60, and the discharge line section 68 of the desorption unit 44 is fluidically connected to the feed line section 50 of the sorption unit 42, so that the regenerated free-flowing CO2 separation agent 14 can be fed back from the desorption chamber 60 to the sorption chamber 46. Material conveying units 78 are also provided for conveying the free-flowing CO2 separation agent 14, 14' through the line sections 50, 54, 64, 68.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was automatically generated and is included solely for the reader's convenience. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2023/330589 A1 [0004]US 2023/330589 A1 [0004]
  • WO 2021/239748 A1 [0004]WO 2021/239748 A1 [0004]

Claims (19)

Drehventil (10) zum Einstellen einer Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung (12) eines schüttfähigen Materials (14, 14'), insbesondere eines schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels (14, 14') in einer CO2-Abtrennungsvorrichtung (10) zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom (40), insbesondere Luftstrom (40), mit - einem Ventilkörper (16) aufweisend einen Ventileinlasskanal (18) und einen Ventilauslasskanal (20), und - einem in dem Ventilkörper (16) zwischen dem Ventileinlasskanal (18) und dem Ventilauslasskanal (20) drehbar gelagerten Ventilelement (22) aufweisend einen Durchgangskanal (26) mit einem dem Ventileinlasskanal (18) zugeordneten Kanaleingang (28) und einem dem Ventilauslasskanal (20) zugeordneten Kanalausgang (30), wobei bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Drehventils (10) - der Ventileinlasskanal (18) oberhalb des Durchgangskanals (26) und der Ventilauslasskanal (20) unterhalb des Durchgangskanals (26) angeordnet sind, und - der Durchgangskanal (26) zwischen dem Kanaleingang (28) und dem Kanalausgang (30) einen maximalen Durchgangswinkel (32) gegenüber einer Horizontalebene (34) für die schwerkraftgetriebene Strömung (12) des schüttfähigen Materials (14, 14') ausbildet, wobei mittels Drehung des Ventilelements (22) und damit des Durchgangskanals (26) gegenüber der Horizontalebene (34) der maximale Durchgangswinkel (32) variabel einstellbar ist, um die Durchflussmenge der schwerkraftgetriebenen Strömung (12) des schüttfähigen Materials (14, 14') einzustellen.Rotary valve (10) for adjusting the flow rate of a gravity-driven flow (12) of a bulk material (14, 14'), in particular a bulk CO2 separation agent (14, 14') in a CO2 separation device (10) for separating CO2 from a supplied gas stream (40), in particular an air stream (40), comprising: - a valve body (16) having a valve inlet channel (18) and a valve outlet channel (20), and - a valve element (22) rotatably mounted in the valve body (16) between the valve inlet channel (18) and the valve outlet channel (20), comprising a through-channel (26) with a channel inlet (28) associated with the valve inlet channel (18) and a channel outlet (30) associated with the valve outlet channel (20), wherein, during intended use of the rotary valve (10): - the valve inlet channel (18) is located above the The through-channel (26) and the valve outlet channel (20) are arranged below the through-channel (26), and - the through-channel (26) forms a maximum through-angle (32) relative to a horizontal plane (34) between the channel inlet (28) and the channel outlet (30) for the gravity-driven flow (12) of the bulk material (14, 14'), wherein the maximum through-angle (32) can be variably adjusted by rotating the valve element (22) and thus the through-channel (26) relative to the horizontal plane (34) in order to adjust the flow rate of the gravity-driven flow (12) of the bulk material (14, 14'). Drehventil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer ersten Betriebsstellung des Ventilelements (22) der maximale Durchgangswinkel (32) auf zumindest einen Fließwinkel des schüttfähigen Materials (14, 14') eingestellt ist, in dem die schwerkraftgetriebene Strömung (12) durch den Durchgangskanal (26) fließt oder fließen kann, und in zumindest einer zweiten Betriebsstellung des Ventilelements (22) der maximale Durchgangswinkel (32) auf zumindest einen Stoppwinkel des schüttfähigen Materials (14, 14') eingestellt ist, in dem die schwerkraftgetriebene Strömung (12) in dem Durchgangskanal (26) stoppt oder gestoppt wird.Rotary valve (10) after Claim 1 , characterized in that in at least a first operating position of the valve element (22) the maximum passage angle (32) is set to at least a flow angle of the bulk material (14, 14') in which the gravity-driven flow (12) flows or can flow through the passage channel (26), and in at least a second operating position of the valve element (22) the maximum passage angle (32) is set to at least a stop angle of the bulk material (14, 14') in which the gravity-driven flow (12) stops or is stopped in the passage channel (26). Drehventil (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Fließwinkel größer als ein Schüttwinkel des schüttfähigen Materials (14, 14') ist und der zumindest eine Stoppwinkel kleiner als oder gleich wie der Schüttwinkel des schüttfähigen Materials (14, 14') ist.Rotary valve (10) after Claim 2 , characterized in that the at least one flow angle is greater than the angle of repose of the pourable material (14, 14') and the at least one stop angle is less than or equal to the angle of repose of the pourable material (14, 14'). Drehventil (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (22), insbesondere stufenlos zwischen mehreren ersten Betriebsstellungen mit jeweils unterschiedlichen Fließwinkeln bis zu dem zumindest einen Stoppwinkel drehbar ist, um die Durchflussmenge der fließenden schwerkraftgetriebenen Strömung (12) einzustellen.Rotary valve (10) after Claim 2 or 3 , characterized in that the valve element (22) is rotatable, in particular continuously, between several first operating positions with different flow angles up to at least one stop angle, in order to adjust the flow rate of the flowing gravity-driven flow (12). Drehventil (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der zumindest einen zweiten Betriebsstellung des Ventilelements (22) der Kanaleingang (28) und der Kanalausgang (30) des Durchgangskanals (26) zumindest teilweise geöffnet sind, sodass bei gestoppter schwerkraftgetriebenen Strömung (12) weiterhin eine fluidische Verbindung zwischen dem Ventileinlasskanal (18) und dem Ventilauslasskanal (20) besteht.Rotary valve (10) after one of the Claims 2 until 4 , characterized in that in at least one second operating position of the valve element (22) the channel inlet (28) and the channel outlet (30) of the through channel (26) are at least partially open, so that when the gravity-driven flow (12) is stopped, a fluidic connection between the valve inlet channel (18) and the valve outlet channel (20) continues to exist. Drehventil (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der zumindest einen ersten Betriebsstellung und in der zumindest einen zweiten Betriebsstellung des Ventilelements (22) der Kanaleingang (28) und der Kanalausgang (30) vollständig geöffnet sind.Rotary valve (10) after Claim 5 , characterized in that in the at least one first operating position and in the at least one second operating position of the valve element (22) the channel inlet (28) and the channel outlet (30) are fully open. Drehventil (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer dritten Betriebsstellung des Ventilelements (22) der maximale Durchgangswinkel (32) auf den zumindest einen Stoppwinkel des schüttfähigen Materials (14, 14') eingestellt ist und ferner der Kanalausgang (30) geschlossen ist, sodass die fluidische Verbindung zwischen dem Ventileinlasskanal (18) und dem Ventilauslasskanal (20) unterbrochen ist.Rotary valve (10) after Claim 5 or 6 , characterized in that in at least a third operating position of the valve element (22) the maximum passage angle (32) is set to the at least one stop angle of the bulk material (14, 14') and furthermore the channel outlet (30) is closed, so that the fluidic connection between the valve inlet channel (18) and the valve outlet channel (20) is interrupted. Drehventil (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der zumindest einen dritten Betriebsstellung des Ventilelements (22) der Kanalausgang (30) zumindest teilweise geöffnet ist.Rotary valve (10) after Claim 7 , characterized in that in at least one third operating position of the valve element (22) the channel outlet (30) is at least partially open. Drehventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (22) zylinderförmig, insbesondere als gerader Zylinder ausgebildet ist.Rotary valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve element (22) is cylindrical, in particular as a straight cylinder. Drehventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal (26) zumindest eine Bohrung, insbesondere mehrere Bohrungen umfasst, welche einen runden oder rechteckförmigen Querschnitt aufweist/aufweisen, welcher insbesondere konstant oder sich verjüngend oder sich erweiternd ausgebildet ist.Rotary valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the through-channel (26) comprises at least one bore, in particular several bores, which has/have a round or rectangular cross-section, which is in particular constant or tapered or widening. Drehventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Drehventils (10) der Ventileinlasskanal (18) und der Ventilauslasskanal (20) sich in vertikaler Richtung erstrecken und/oder in horizontaler Richtung versetzt zueinander angeordnet sind.Rotary valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that, during intended use of the rotary valve (10), the valve inlet channel (18) and the valve outlet channel (20) extend in a vertical direction and/or are arranged offset from each other in a horizontal direction. Kammereinheit (42; 44), insbesondere Sorptionseinheit (42) oder Desorptionseinheit (44) für eine CO2-Abtrennungsvorrichtung (10) zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom (40), insbesondere Luftstrom (40), mit - einer Kammer (46; 60) zur temporären Aufnahme eines schüttfähigen Materials (14, 14'), - einem in einen oberen Zuführbereich (48; 62) der Kammer (46; 60) mündenden Zuführleitungsabschnitt (50; 64) zum Zuführen des schüttfähigen Materials (14, 14') in die Kammer (46; 60), und - einen von einem unteren Abführbereich (52; 66) der Kammer (42; 44) ausgehenden Abführleitungsabschnitt (54; 68) zum Abführen des schüttfähigen Materials (14, 14') aus der Kammer (42; 44), gekennzeichnet durch zumindest ein Drehventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches - in dem Zuführleitungsabschnitt (50; 64) angeordnet ist, um eine zugeführte Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung (12) des schüttfähigen Materials (14, 14') einzustellen; und/oder - in dem Abführleitungsabschnitt (54; 68) angeordnet ist, um eine abgeführte Durchflussmenge einer/der schwerkraftgetriebenen Strömung (12) des schüttfähigen Materials (14, 14') einzustellen.Chamber unit (42; 44), in particular sorption unit (42) or desorption unit (44) for a CO2 separation device (10) for separating CO2 from a supplied gas stream (40), in particular air stream (40), comprising: - a chamber (46; 60) for temporarily receiving a bulk material (14, 14'), - a feed line section (50; 64) opening into an upper feed area (48; 62) of the chamber (46; 60) for supplying the bulk material (14, 14') into the chamber (46; 60), and - a discharge line section (54; 68) extending from a lower discharge area (52; 66) of the chamber (42; 44) for discharging the bulk material (14, 14') from the chamber (42; 44), characterized by at least one rotary valve (10) according to one of the preceding claims, which is arranged in the feed line section (50; 64) to adjust a supplied flow rate of a gravity-driven flow (12) of the bulk material (14, 14'); and/or is arranged in the discharge line section (54; 68) to adjust a discharged flow rate of a gravity-driven flow (12) of the bulk material (14, 14'). Kammereinheit (42, 44) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Sorptionseinheit (42) ausgebildet ist, wobei die Kammer (46) als Sorptionskammer (46) zur temporären Aufnahme eines schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels (14, 14') ausgebildet ist, um das CO2 aus dem zugeführten Gasstrom (40), insbesondere Luftstrom (40) zu sorbieren.Chamber unit (42, 44) after Claim 12 , characterized in that it is designed as a sorption unit (42), wherein the chamber (46) is designed as a sorption chamber (46) for the temporary holding of a pourable CO2 separation agent (14, 14') in order to sorb the CO2 from the supplied gas stream (40), in particular air stream (40). Kammereinheit (42, 44) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an den Abführleitungsabschnitt (54) stromabwärts des zumindest einen Drehventils (10) eine Druckgaseinheit (56) zum Zuführen von Druckgas (58) in und/oder durch das zumindest eine Drehventil (10) anschließbar oder angeschlossen ist, um Verstopfungen in diesem zu lösen.Chamber unit (42, 44) after Claim 13 , characterized in that a pressurised gas unit (56) for supplying pressurised gas (58) into and/or through the at least one rotary valve (10) can be connected or is connected to the discharge line section (54) downstream of the at least one rotary valve (10) in order to clear blockages in it. Kammereinheit (42, 44) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Desorptionseinheit (44) ausgebildet ist, wobei die Kammer (60) als Desorptionskammer (60) zur temporären Aufnahme eines mit CO2 angereicherten schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels (14') ausgebildet ist, um das CO2 aus dem schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittel (14') zu desorbieren.Chamber unit (42, 44) after Claim 12 , characterized in that it is designed as a desorption unit (44), wherein the chamber (60) is designed as a desorption chamber (60) for the temporary holding of a CO2-enriched free-flowing CO2 separation agent (14') in order to desorb the CO2 from the free-flowing CO2 separation agent (14'). Kammereinheit (42, 44) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass - an den Zuführleitungsabschnitt (64) stromabwärts des zumindest einen Drehventils (10) eine Pumpeinheit (70), insbesondere Vakuumeinheit (70) anschließbar oder angeschlossen ist, um desorbiertes CO2 aus der Desorptionskammer (60) abzupumpen, und/oder - an den Abführleitungsabschnitt (68) stromabwärts des zumindest einen Drehventils (10) eine Spülgaseinheit (74) zum Zuführen eines Spülgases (48) in die Desorptionskammer (60) anschließbar oder angeschlossen ist, um Sauerstoff aus der Desorptionskammer (60) zu entfernen.Chamber unit (42, 44) after Claim 15 , characterized in that - a pump unit (70), in particular a vacuum unit (70), can be connected or is connected to the supply line section (64) downstream of the at least one rotary valve (10) in order to pump desorbed CO2 out of the desorption chamber (60), and/or - a purge gas unit (74) can be connected or is connected to the discharge line section (68) downstream of the at least one rotary valve (10) for supplying a purge gas (48) into the desorption chamber (60) in order to remove oxygen from the desorption chamber (60). Kammereinheit (42, 44) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass - in dem Zuführleitungsabschnitt (64) stromaufwärts des zumindest einen Drehventils (10) eine Vorwärmkammer (72) für das schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel (14') angeordnet ist, wobei stromaufwärts der Vorwärmkammer (72) zumindest ein weiteres Drehventil (10), insbesondere genau ein weiteres Drehventil (10) oder genau zwei weitere Drehventile (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 angeordnet ist/sind, und/oder - in dem Abführleitungsabschnitt (68) stromabwärts des zumindest einen Drehventils (10) eine Kühlkammer (76) für das schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel (14) angeordnet ist, wobei stromabwärts der Kühlkammer (76) zumindest ein weiteres Drehventil (10), insbesondere genau ein weiteres Drehventil (10) oder genau zwei weitere Drehventile (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 angeordnet ist/sind.Chamber unit (42, 44) after Claim 15 or 16 , characterized in that - in the feed line section (64) upstream of the at least one rotary valve (10) a preheating chamber (72) for the pourable CO2 separation agent (14') is arranged, wherein upstream of the preheating chamber (72) at least one further rotary valve (10), in particular exactly one further rotary valve (10) or exactly two further rotary valves (10) are arranged according to one of the Claims 1 until 11 is/are arranged, and/or - in the discharge line section (68) downstream of the at least one rotary valve (10) a cooling chamber (76) for the pourable CO2 separation agent (14) is arranged, wherein downstream of the cooling chamber (76) at least one further rotary valve (10), in particular exactly one further rotary valve (10) or exactly two further rotary valves (10) are arranged after one of the Claims 1 until 11 is/are arranged. CO2-Abtrennungsvorrichtung (10) zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom (40), insbesondere Luftstrom (40) mittels eines schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels (14, 14') mit - einem Drehventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Einstellen einer Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung (12) des schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels (14, 14'), oder - einer Sorptionseinheit (42) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, oder - einer Desorptionseinheit (44) nach einem der Ansprüche 12 oder 15 bis 17, oder - einer Sorptionseinheit (42) nach Anspruch 13 oder 14 und einer Desorptionseinheit (44) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei zur Erzeugung eines geschlossenen Kreislaufs des CO2-Abtrennungsmittels (14, 14') der Abführleitungsabschnitt (54) der Sorptionseinheit (42) mit dem Zuführleitungsabschnitt (64) der Desorptionseinheit (44) fluidisch verbunden ist, sodass das mit CO2 angereicherte schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel (14') aus der Sorptionskammer (46) der Desorptionskammer (60) zuführbar ist, und der Abführleitungsabschnitt (68) der Desorptionseinheit (44) mit dem Zuführleitungsabschnitt (50) der Sorptionseinheit (42) fluidisch verbunden ist, sodass das regenerierte schüttfähige CO2-Abtrennungsmittel (14) aus der Desorptionskammer (60) der Sorptionskammer (46) wieder zuführbar ist.CO2 separation device (10) for separating CO2 from a supplied gas stream (40), in particular an air stream (40), by means of a pourable CO2 separation agent (14, 14') with a rotary valve (10) after one of the Claims 1 until 11 for adjusting the flow rate of a gravity-driven flow (12) of the free-flowing CO2 separation agent (14, 14'), or of a sorption unit (42) according to one of the Claims 12 until 14 , or - a desorption unit (44) according to one of the Claims 12 or 15 until 17 , or - a sorption unit (42) after Claim 13 or 14 and a desorption unit (44) according to one of the Claims 15 until 17 , wherein, to generate a closed circuit of the CO2 separation agent (14, 14'), the discharge line section (54) of the sorption unit (42) is fluidically connected to the feed line section (64) of the desorption unit (44), so that the CO2-enriched free-flowing CO2 separation agent (14') can be fed from the sorption chamber (46) to the desorption chamber (60), and the discharge line section (68) of the desorption unit (44) is fluidically connected to the feed line section (50) of the sorption unit (42), so that the regenerated The free-flowing CO2 separation agent (14) from the desorption chamber (60) can be returned to the sorption chamber (46). Verwendung eines Drehventils (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Einstellen einer Durchflussmenge einer schwerkraftgetriebenen Strömung (12) eines schüttfähigen Materials (14, 14'), insbesondere eines schüttfähigen CO2-Abtrennungsmittels (14, 14'), bevorzugt in einer Kammereinheit (42, 44), insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 17, oder in einer CO2-Abtrennungsvorrichtung (10) zum Abtrennen von CO2 aus einem zugeführten Gasstrom (40), insbesondere Luftstrom (40), insbesondere nach Anspruch 18.Use of a rotary valve (10) according to one of the Claims 1 until 11 for adjusting the flow rate of a gravity-driven flow (12) of a bulk material (14, 14'), in particular a bulk CO2 separation agent (14, 14'), preferably in a chamber unit (42, 44), particularly according to one of the Claims 12 until 17 , or in a CO2 separation device (10) for separating CO2 from a supplied gas stream (40), in particular an air stream (40), especially after Claim 18 .
DE102024205163.2A 2024-06-05 2024-06-05 Rotary valve for adjusting the flow rate of a pourable CO2 separation agent and CO2 separation device Pending DE102024205163A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024205163.2A DE102024205163A1 (en) 2024-06-05 2024-06-05 Rotary valve for adjusting the flow rate of a pourable CO2 separation agent and CO2 separation device
PCT/EP2025/063665 WO2025252441A1 (en) 2024-06-05 2025-05-19 Rotary valve for adjusting the flow rate of a pourable co2 separation agent, and co2 separation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024205163.2A DE102024205163A1 (en) 2024-06-05 2024-06-05 Rotary valve for adjusting the flow rate of a pourable CO2 separation agent and CO2 separation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102024205163A1 true DE102024205163A1 (en) 2025-12-11

Family

ID=95830144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102024205163.2A Pending DE102024205163A1 (en) 2024-06-05 2024-06-05 Rotary valve for adjusting the flow rate of a pourable CO2 separation agent and CO2 separation device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102024205163A1 (en)
WO (1) WO2025252441A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1959172A1 (en) * 1968-11-25 1970-06-04 B Kt Masz I Urzadzen Budowlany Method and device for suction air conveying of bulk material
DE3922240C2 (en) * 1989-07-06 1999-04-29 Avt Anlagen Verfahrenstech Rotary valve switch
WO2021239748A1 (en) * 2020-05-27 2021-12-02 Climeworks Ag Atmospheric steam desorption for direct air capture
CN114046360A (en) * 2020-05-13 2022-02-15 福建工程学院 Material circulation rotary valve of bulk machine and control method thereof
US20230330589A1 (en) * 2020-08-27 2023-10-19 Sintef Tto As Gas Capture System with Combined Temperature and Pressure Swings Using Moving Adsorbent
WO2024194141A1 (en) * 2023-03-23 2024-09-26 Volkswagen Ag Installation and method for separating carbon dioxide from the ambient air

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1192758A (en) * 1957-03-15 1959-10-28 Fuller Co Rotary spool, wheel distributor or the like
CN100465488C (en) * 2007-01-12 2009-03-04 上海克硫环保科技股份有限公司 Solid material rotary valve
US8163066B2 (en) * 2007-05-21 2012-04-24 Peter Eisenberger Carbon dioxide capture/regeneration structures and techniques
FR2932699B1 (en) * 2008-06-24 2010-06-04 Inst Francais Du Petrole METHOD FOR SORTING AND MEASURING FILLING DENSITY OF CATALYST EXTRUDES

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1959172A1 (en) * 1968-11-25 1970-06-04 B Kt Masz I Urzadzen Budowlany Method and device for suction air conveying of bulk material
DE3922240C2 (en) * 1989-07-06 1999-04-29 Avt Anlagen Verfahrenstech Rotary valve switch
CN114046360A (en) * 2020-05-13 2022-02-15 福建工程学院 Material circulation rotary valve of bulk machine and control method thereof
WO2021239748A1 (en) * 2020-05-27 2021-12-02 Climeworks Ag Atmospheric steam desorption for direct air capture
US20230330589A1 (en) * 2020-08-27 2023-10-19 Sintef Tto As Gas Capture System with Combined Temperature and Pressure Swings Using Moving Adsorbent
WO2024194141A1 (en) * 2023-03-23 2024-09-26 Volkswagen Ag Installation and method for separating carbon dioxide from the ambient air

Also Published As

Publication number Publication date
WO2025252441A1 (en) 2025-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2625263C3 (en) Device for feeding bulk material into a pneumatic conveying line
EP0701469B1 (en) Rotary slide valve
DE19746220A1 (en) Pneumatic conveying device for powder materials
DE102017203089A1 (en) Conveyor system and method for conveying plastic granules
EP0057356A1 (en) Device for the controlled discharge of bulk materials from containers
DE102024205163A1 (en) Rotary valve for adjusting the flow rate of a pourable CO2 separation agent and CO2 separation device
EP0097236A1 (en) Blowing device for removing banks in silos for bulk material
DE2205203B2 (en) Mobile loading device for fine-grained and dust-free bulk goods
EP2272776B1 (en) Device for percussive expulsion of gaseous media
EP2520495B1 (en) Metering method
WO2013079183A1 (en) Filling device for a packaging machine
EP1889655A1 (en) Fluidised bed facility
DE4225482A1 (en) Method and device for discharging solids
EP3479041B1 (en) Continuous multi-chamber process
DE102012201455A1 (en) Switch for conveying system for pneumatically conveying pulverulent material, has closure element whose inflatable seal is attached to pressurized air device on bulk material flow sealing side
DE10247465A1 (en) Automatic valve for firing or momentary discharge of large volumes of a gaseous medium for the fluidization of granular and / or powdery materials
DE3640282C1 (en) Device and method for controlling a sluicing process for a pile of bulk material particles
WO2018069294A1 (en) Filling device for a packaging machine for filling pourable goods into containers
DE3413750A1 (en) DEVICE FOR DISCHARGING FINE GRAIN MATERIAL
WO2022148625A1 (en) Fluidizing device and method for treating particulate material
CN118085935B (en) Control method of multipoint discharger for fine desulfurization of activated carbon gas
DE102006057898B4 (en) Device for conveying fluidisable media
DE1508208B2 (en) Device for controlling the delivery rate of a blower
DE202012101573U1 (en) Device for separating dust particles from larger bulk particles
EP0676347A1 (en) Installation for joining a stationary source of bulk material with a loading device moveable along a predetermined loading way

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified