2
РЕГЕНЕРИРУЕМЫЙ ИОНООБМЕННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА CO

2
1. Способ снижения количества CO в источнике, содержащем диоксид углерода, путем применения регенерируемого ионообменного материала, включающий в себя следующие стадии:
a) предоставления по меньшей мере одного ионообменного материала, содержащего по меньшей мере один катион щелочноземельного металла,
b) предоставления по меньшей мере одного источника, содержащего диоксид углерода,
c) предоставления по меньшей мере одного источника по меньшей мере одного катиона, который способен замещать по меньшей мере один катион щелочноземельного металла по меньшей мере одного ионообменного материала,
d) предоставления по меньшей мере одного источника по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла,
e) приведения в контакт по меньшей мере одного ионообменного материала стадии а) с по меньшей мере одним источником по меньшей мере одного катиона стадии с) с тем, чтобы получить смесь, содержащую
i) по меньшей мере один ионообменный материал и
ii) по меньшей мере один катион щелочноземельного металла, высвобожденный из по меньшей мере одного ионообменного материала стадии а),
f) отделения по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла стадии ii) от по меньшей мере одного ионообменного материала стадии i),
g) приведения в контакт по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла, полученного на стадии f), с по меньшей мере одним источником, содержащим диоксид углерода, стадии b) с тем, чтобы получить карбонатную соль по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла, и
h) приведения в контакт по меньшей мере одного ионообменного материала, полученного на стадии f), с по меньшей мере одним источником по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла стадии d) с тем, чтобы регенерировать по меньшей мере один ионообменный материал стадии а).
2. Способ по п. 1, где по меньшей мере один ионообменный материал стадии а) выбирают из природного ионообменного материала, модифицированного ионообменного материала, синтетического ионообменного материала и их смесей.
3. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один ионообменный материал стадии а) содержит природный ионообменный материал, выбираемый из группы, содержащей филлосиликаты, цеолит, слюду, монтмориллонит, мауритцит и их смеси, и/или синтетический ионообменный материал, выбираемый из группы, содержащей ЭДТА, ионообменные смолы и их смеси, предпочтительно филлосиликаты.
4. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один ионообменный материал стадии а) содержит по меньшей мере один катион щелочноземельного металла, выбираемый из группы, содержащей магний, кальций, стронций и их смеси, предпочтительно кальций и/или магний.
5. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один ионообменный материал стадии а) предоставляют в форме твердого вещества или водной суспензии, или эмульсии, или фильтрующего материала, или псевдоожиженного слоя.
6. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один ионообменный материал стадии а) предоставляют в форме водной суспензии, имеющей содержание ионообменного материала от 2 до 50 мас.%, предпочтительно от 5 до 40 мас.% предпочтительнее от 7,5 до 30 мас.% и наиболее предпочтительно от 10 до 20 мас.% в расчете на суммарную массу водной суспензии.
7. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один ионообменный материал стадии а) состоит из бентонита, содержащего различные глинистые минералы, выбираемые из группы, содержащей монтмориллониты и сопутствующие минералы, такие как кварц, слюда, каолинит, полевой шпат, пирит, кальцит, кристобалит и их смеси.
8. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один ионообменный материал стадии а) состоит из бентонита, имеющего содержание монтмориллонита по меньшей мере 60 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 80 мас.%, например от 85 до 95 мас.% в расчете на суммарную массу бентонита.
9. Способ по п. 1 или 2, где ионообменный материал стадии а) состоит из бентонита, межслоевые пространства которого заняты главным образом ионами кальция и/или магния.
50
10. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один ионообменный материал стадии а) состоит из бентонита, имеющего весовой медианный размер частиц d от 0,02 до 100 мкм, от 0,075 до 50 мкм или от 0,1 до 5 мкм, предпочтительно от 0,2 до 3 мкм.
11. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один источник, содержащий диоксид углерода, стадии b) выбирают из газа, жидкости, твердого вещества, комплекса, ионообменного материала и их смесей, предпочтительно газа.
12. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один источник, содержащий диоксид углерода, стадии b) выбирают из воздуха, потоков промышленного отработанного газа, потоков отходящего газа, вулканических отходящих газов и их смесей.
13. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один источник, содержащий диоксид углерода, стадии b) содержит диоксид углерода, оказывающий парциальное давление по меньшей мере 0,02 Па, предпочтительно по меньшей мере 0,05 Па, предпочтительнее по меньшей мере 0,1 Па, еще предпочтительнее по меньшей мере 0,15 Па и наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,2 Па.
14. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один источник по меньшей мере одного катиона стадии с) и/или по меньшей мере один источник по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла стадии d) представляет собой водный раствор, предпочтительно водный раствор, содержащий по меньшей мере 50 мас.%, предпочтительнее по меньшей мере 75 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% воды в расчете на суммарную массу водного раствора.
15. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один источник по меньшей мере одного катиона стадии с) представляет собой встречающийся в природе источник по меньшей мере одного одновалентного и/или двухвалентного катиона, способного замещать по меньшей мере один катион щелочноземельного металла по меньшей мере одного ионообменного материала, предпочтительно встречающийся в природе источник по меньшей мере одного одновалентного катиона, способного замещать по меньшей мере один катион щелочноземельного металла по меньшей мере одного ионообменного материала.
16. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один источник по меньшей мере одного катиона стадии с) представляет собой морскую воду.
17. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один источник, содержащий диоксид углерода, стадии b) и/или по меньшей мере один источник по меньшей мере одного катиона, который способен замещать по меньшей мере один катион щелочноземельного металла по меньшей мере одного ионообменного материала стадии с) и/или по меньшей мере один источник по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла предоставляют в форме водного раствора, предпочтительно водного раствора, имеющего рН от 5 до 12, предпочтительно от 6 до 11 и наиболее предпочтительно от 7 до 10,5.
18. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один катион по меньшей мере одного источника по меньшей мере одного катиона стадии с) выбирают из группы, содержащей литий, натрий, калий, магний, стронций и их смеси, предпочтительно натрий.
19. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один источник по меньшей мере одного катиона стадии с) содержит по меньшей мере один катион в количестве от 0,1 до 150 г/л, предпочтительно от 1 до 100 г/л, предпочтительнее от 5 до 75 г/л и наиболее предпочтительно от 10 до 50 г/л.
20. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один источник по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла стадии d) представляет собой встречающийся в природе источник по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла, например пресную жесткую воду.
21. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один источник по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла стадии d) представляет собой пресную жесткую воду, имеющую жесткость от 5 до 130°dH, предпочтительно от 10 до 60°dH и наиболее предпочтительно от 14 до 50°dH.
22. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один катион щелочноземельного металла по меньшей мере одного источника по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла стадии d) выбирают из магния, кальция, стронция и их смесей, предпочтительно кальция.
23. Способ по п. 1 или 2, где по меньшей мере один источник по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла стадии d) содержит по меньшей мере один катион щелочноземельного металла в количестве от 0,1 до 200 мг/л, предпочтительно от 0,5 до 150 мг/л, предпочтительнее от 1 до 100 мг/л, еще предпочтительнее от 5 до 75 мг/л и наиболее предпочтительно от 10 до 50 мг/л.
24. Способ по п. 6, где стадию g) приведения в контакт осуществляют таким образом, что по меньшей мере один источник, содержащий диоксид углерода, стадии b) вводят в водный раствор, полученный на стадии f).
25. Способ по п. 7, где стадию g) приведения в контакт осуществляют таким образом, что по меньшей мере один источник, содержащий диоксид углерода, стадии b) вводят в водный раствор, полученный на стадии f).
26. Способ по п. 24 или 25, где водный раствор, полученный на стадии f), дополнительно приводят в контакт с по меньшей мере одним катализатором для усиления гидратации диоксида углерода.
27. Способ по п. 26, где по меньшей мере один катализатор для усиления гидратации диоксида углерода представляет собой по меньшей мере один фермент, предпочтительно карбоангидразу.
28. Способ по п. 1 или 2, где стадию е) приведения в контакт и/или стадию f) отделения и/или стадию g) приведения в контакт и/или стадию h) приведения в контакт осуществляют при температуре от 2 до 80°С, предпочтительно от 4 до 60°С и наиболее предпочтительно от 5 до 40°С.
29. Способ по п. 1 или 2, где стадию е) приведения в контакт и/или стадию f) отделения и/или стадию g) приведения в контакт и/или стадию h) приведения в контакт осуществляют при рН в диапазоне от 4 до 12, предпочтительно от 5 до 11 и наиболее предпочтительно от 7 до 10,5.
30. Способ по п. 1 или 2, где стадию g) приведения в контакт осуществляют при давлении по меньшей мере 100 Па, предпочтительнее по меньшей мере 200 Па и наиболее предпочтительно по меньшей мере 300 Па.
31. Способ по п. 1 или 2, где стадию h) приведения в контакт осуществляют до и/или в ходе и/или после стадии g) приведения в контакт.
32. Способ по п. 1 или 2, где стадию f) отделения осуществляют фильтрацией, центрифугированием, циклонированием, осаждением или их сочетанием.
33. Способ по п. 1 или 2, где способ дополнительно включает в себя стадию k) отделения карбонатной соли по меньшей мере одного катиона щелочноземельного металла, полученной на стадии g).
34. Способ по п. 33, где стадию k) отделения осуществляют фильтрацией, центрифугированием, циклонированием, концентрированием, испарением, осаждением или их сочетанием.
2
35. Применение регенерируемого ионообменного материала, определенного в любом из пп. 1-10, для снижения количества CO в источнике, содержащем диоксид углерода.
36. Применение регенерируемого ионообменного материала по п. 35, где регенерируемый ионообменный материал содержит бентонит.