NO314342B1 - Fremgangsmåte og anordning for absorpsjon og omforming av CO2 og andre gassmolekyler til karbonater eller andre, uorganiskeforbindelser gjennom reaksjoner med mineraler i vann - Google Patents

Description

Patentbeskrivclse

1. Oppfinnelsens område.

Oppfinnelsen dreier seg om fremgangsmåte og anordning for absorpsjon og omforming av CO2 og andre gassmolekyler til karbonater eller andre, uorganiske forbindelser gjennom reaksjoner med mineraler i vann.

2. Teknikkens stand.

Oppfinneren har tidligere følgende patenter på tilstøtende fagområder:

Norsk Patent nr. 172 990 (Fongen): "Fremgangsmåte og apparat for produksjon av masse og papir, papp, fiberplater og lignende produkter" , som også ble innvilget som Europeisk Patent nr. 420 860 (Fongen): "Process and apparatus for the manufaeture of pulp, paper, board, fiberboard and similar products" og som US Patent nr. 5, 277. 760 (Fongen) og

Norsk Patent nr. 179 786 (Fongen): "Anordning for våtoksidasjon av COD-(KOF)holdige industrielle og kommunale avløpsvann og for COD-reduksjon med enzymer", som også ble innvilget som Europeisk Patent nr. 639 163 (Fongen): "Turbo Oxidation System (TOS) for "wet combustion" of COD-containing liquids and for COD-reductions by enzymes" og som US Patent nr. 5. 876. 594 (Fongen).

Begge oppfinnelser gjelder reaksjoner mellom oksiderende gassmolekyler, fortrinnsvis rent oksygen, O2 , og organiske stoffer og forbindelser i vann.

Foreliggende oppfinnelse gjelder fremgangsmåte og anordning for reaksjoner mellom ikke-oksiderende gassmolekyler, som for eksempel CO2 , og uorganiske stoffer og forbindelser i vann, eksempelvis Ca-forbindelser i havvann.

Absorpsjon av gass i væsker er vel kjent som prosesser i naturen og som anvendt teknikk i industrien.

I naturen absorberes for eksempel luftoksygen i vannet i et fossefall. Likeledes absorberer havet store mengder CO2 fra atmosfæren.

I industrien gjennomføres gassopptak i væsker gjerne i reaksjonstårn, hvor væsken som skal absorbere gassmolekylene sildreT og renner ned over legemer med stor overflate, og hvorved væsken på sin vei nedover i reaksjonstårnet over disse legemene møter oppstigende gass i motstrøm, eksempelvis CO2.

Ofte brukes for dette formål såkalte Rashig-ringer, som har stor overflate og som sprer ut væsken på dennes vei ned gjennom tårnet slik at væskens overflate mot gassen blir størst mulig.

Ulempene ved dagens kjente teknikk er at berøringsflaten (også kalt 'grensesnittet' eller på engelsk 'interface') mellom gassen og væsken ofte er liten og utilstrekkelig i forhold til de gass- og væskemengder som skal behandles. Dette bevirker en lav tilgjengelighet mellom gassmolekylene og væsken og følgelig reduserte og utilstrekkelige reaksjonsmuligheter mellom de komponentene, dvs. gass og væske, som skal reagere med hverandre.

Lav tilgjengelighet mellom reaktantene gir derfor lave reaksjonshastigheter med den følge at reaksjonstårnene gjerne blir store, plasskrevende og kostbare.

Forholdet er særlig problematisk eksempelvis i forbindelse med assimilering av store CO2 - mengder fra fyrkjeler, kraftverk osv..

2. Oppfinnelsens formål.

Oppfinnelsen beskriver fremgangsmåte og anordning for en rask, effektiv og forholdsvis billig absorpsjon av CO2 eller andre, ikke-oksiderende gasser i mineralholdig vann som kan erstatte dagens langsomme og ineffektive prosesser, slik disse eksempelvis finner sted i voluminøse, plasskrevende og relativt kostbare reaksjonstårn. Fremgangsmåten har særlig betydning for eliminering av CO2 -utslipp til atmosfæren fra fyrkjeler eller kraftverk som bruker fossilt brensel som kull, olje eller gass. En radikal økning av tilgjengeligheten mellom CO2 - gassen og mineralholdig vann, muliggjort gjennom en sterk økning av grenseflaten mellom vannet og gassen, kombinert med sterke vannbevegelser, vil både øke reaksjonshastighetene og gjøre reaksjonene mer fullstendige.

Denne oppfinnelsen dekker dette formålet og beskriver en fremgangsmåte og en anordning for absorpsjon og omforming av gassmolekyler til karbonater eller andre, uorganiske forbindelser i mineralholdig vann. Oppfinnelsen åpner også mulighetene for en mer omfattende og økonomisk rimeligere eliminering av CO2 - utslipp til atmosfæren.

Oppfinnelsens fremgangsmåte og anordning beskrives i det følgende for 2 alternativer, henholdsvis utført på land og utført under vann.

Begge utførelsesformer tar imidlertid i bruk den samme, spesielle fremgamgsmåte som er beskrevet nedenfor, og som innebærer en sterk økning av grenseflaten mellom vann og gass, kombinert med sterke vannbevegelser, utført under trykk og med samtidig tilsetting av kristallisasjonskjerner for mineralutfelling.

Oppfinnelsen gjelder således fremgangsmåter i henhold til patentkrav 1 og 2 samt anordninger i henhold til patentkrav 7 og 8.

3. Beskrivelse av oppfinnelsen.

Med oppfinnelsen omgjøres gassen til mikroblærer, som her defineres som gassbobler med diameter fortrinnsvis mindre enn 50 um. Mikroblærenes størrelse er avgjørende for hvor stor berøringsflaten mellom gass og væske blir, slik dette fremgår av tabellen nedenfor.

For 1 liter gass gjelder følgende sammenheng mellom blærediameter og berøringsflate :

Betydningen av mikroskopiske gass-blærer hva gjelder absorpsjon av gass i væsker fremgår av tabellen. Således vil en reduksjon av blærestørrelsen fra 20 mm til 20 um bevirke at berøringsflaten mellom 1 liter gass og den omkringliggende væske økes fra 0,3 m<2> til 300 m<2>, eller i forholdet 1 : 1000. En slik reduksjon av blærestørrelsen høyner effektiviteten og muligheter for gassabsorpsjon i tilnærmet samme grad.

Det er derfor av overordnet viktighet av gasspåvirkingen skjer med mikroblærer som har så liten diameter som mulig.

Ved denne oppfinnelsen fremstilles mikroblærer ved at gassen blåses inn i væsken gjennom et sintret materiale, sammensatt av små partikler av metall eller et annet, egnet materiale som er av så liten størrelse at de ved sammensintringen kan danne porer for gassgjennomgang med åpningsdiameter ned til ca. 5 um.

Ved at væsken strømmer over og forbi det sintrede materialet med stor hastighet, fortrinnsvis større enn 10 m/sekund, rives gassboblene vekk fra overflaten før de får anledning til å akkumulere seg til større bobler. Væskestrømmen settes i turbulerende bevegelser enten ved at væsken sirkulerer innen et eller flere kretsløp eller ved at væsken ledes gjennom rør som innvendig er forsynt med statiske miksere av forskjellig form som bevirker sterk væsketurbulens.

Omformingen av C02-molekylene til karbonater eller andre, uorganiske forbindelser kan påskyndes og gjøres mer fullstendig gjennom tilsetning av egnede kristallisasjonskjerner til den turbulerende væsken, eksempelsvis som pulverisert kalkstein i form av dolomitt (MgCa(C03)2 - eller kalkspat (CaC03-mel).

Fig. 1 viser fremstillingen av mikroblærer. Gassen (1) ledes inn i et rør, hvis vegger består av et sintret materiale (2), nedenfor kalt sinterrøret, med åpninger som eksempelvis har ca. 20 um i diameter og hvorved dannes en begynnende mikrogassblære (3) av samme størrelsesorden. En slik gassblære vil i stillestående, omkringliggende vann (A) bli heftende på rørveggens ytre flate på grunn av adhesjonskrefter og samtidig vokse seg stadig større på grunn av gasstilstrømningen, inntil blærene (4) blir så store at de river seg løs fra underlaget som følge av oppdriftskreftene.

Derfor vil løsrevne, forstørrede gassblærer (4) i stillestående vann være mindre egnet for absorpsjon av gass i vann enn hva tilfellet ville ha vært hvis den opprinnelige mikroblærestørrelsen (3) kunne bibeholdes, slik dette fremgår av tabellen ovenfor.

For å kunne bibeholde mikroblærene i sin opprinnelige størrelse settes vannet rundt gassrøret (2) i sterk bevegelse (B) som bevirker at blærene (5) rives vekk fra gassrørets overflate før de får anledning til å vokse seg større, for så å følge med vannstrømmen i sin tilnærmet opprinnelige størrelse.

Mikro gassblærer har imidlertid en tendens til å slutte seg sammen til større bobler når de kommer i berøring med hverandre, også når de befinner seg i strømmende media.

I den utstrekning så skjer, reduseres berøringsflaten til vannet med den følge at gassabsorpsjonen i vannet reduseres tilsvarende.

Oppfinnelsen gjør det derfor også mulig ved landbaserte anlegg å returnere de større, akkumulerte gassboblene til prosessens begynnelse hvor de blir omdannet til mikroblærer pånytt.

Fremgangsmåten og anordningen for dette fremgår av Figurene 2,3 og 4.

Fig. 2 viser et eksempel på fremgangsmåte og anordning for en landbasert absorpsjon av industriell CO2 - gass i mineralholdig vann, her eksemplifisert med havvann. Havvann med en saltgehalt på ca. 34,3 promille inneholder en rekke grunnstoffer, hvorav de viktigste er:

Den CO2 - gassen (1) som skal absorberes og bindes til anorganiske mineraler i havvann ledes inn i ett eller flere sammenhengende og trykksatte vannkretsløp (7).

Havvannet pumpes inn i kretsløpene med en pumpe (8) som bevirker at vannet gjennomstrømmer kretsløpene (7) og en gasslufter (9) før det tilbakeføres havet (10) på dypt vann (11), gjerne munnende ut i en havstrøm (12), eller nær oppdrett av skalldyr, eksempelvis muslinger (13)'.

CO2 - gassen (1) presses av en kompressor (14) gjennom en gasstilførselsledning (15) og reguleringsventiler (16) samt sinterrør (2) inn i vannkretsløpene (7) som holdes i sterke, sirkulerende bevegelser av pumper (17), plassert inne i og som en del av kretsløpene.

Fra hvert av kretsløpenes (7) sentrale deler går tilbakeføringslednmger (18) som leder delstrømmer av havvann med uoppløste, større gassbobler gjennom reguleringsventiler (19) til en samleledning (20) som fører vann-gassblære-blandingen tilbake til en gassutskiller (21).

I gassutskilleren skilles havvann og ikke absorbert gass ved at vannet sprøytes, gjennom en dyse (22) inn mot en vegg (23) hvorved gassboblene i vannet frigjøres og gassen ledes inn i et kammer (24), hvorfra den med en egen ledning (25) føres tilbake til sugesiden av kompressoren (14).

Vannet (26) fra gassutsk■ ill1eren føres med en ledning (27) tilbake til vannpumpens (8) sugeside.

Vannet beveger seg kontinuerlig fra ett kretsløp (7) til det neste gjennom et overføringsrør (28) for så til slutt å gjennomstrømme gasslufteren (9), hvori vannet danner en vortex (29) før det forlater systemet gjennom et utslippsrør (30) og en ventil (31) som regulerer trykket i og gjennomstrømningen gjennom denne landbaserte gassabsorpsjonsanordningen og hvoretter vannet slippes ut på dypt vann (11) gjennom rørets utløpsåpning (32).

Inne i gasslufteren (9) skilles ut større gassbobler (40) som slippes ut gjennom en reguleringsventil (41) og ledes tilbake til prosessens begynnelse.

På sugesiden av inntakspumpen (8) for havvann (10) kan injiseres kristallisasjonskjerner (42) i form av oppslemmet dolomitt- eller kalkspatmel, tilført gjennom en doseringspumpe (43) fra et eget oppslemmingsanlegg (44), ikke spesifisert på figuren.

Anordningens utførelsesform kan avvike fra tegningen i Fig. 2. Således kan sinterrørets form og plassering være noe forskjellig fra tegningen, likeledes kan kretsløpene ha en noe forskjellig utforming.

Sintermaterialet plasseres fortrinnsvis i kretsløpets perifere del. Sirkulasjonen innen kretsløpet kan intensiveres ved at en pumpe plasseres inne i en delstrøm av kretsløpets perifere del. Akkumulerende gassbobler kan ledes ut av kretsløpets sentrale del og føres tilbake til prosessens begynnelse.

Denne landbaserte anordnin<g>en har også utstyr for tilsetning av andre kjemikalier eller katalysatorer til vannet, som ikke er vist på figuren.

Trykket inne i rørsystemet reguleres med en utslippsventil (31) og de øvrige reguleringsventilene for gasstilførsel (16) og for utslipp av gassblandet vann (19) (41) som innstilles i forhold til systemtrykket.

Fig. 3 viser mer i detalj det eksemplifiserte kretsløpets (7) prinsipielle oppbygging og virkemåte.

Vannet pumpes fortrinnsvis tangentialt inn i kretsløpet gjennom en tilførselsledning (33) og forlater kretsløpet etter flere gangers sirkulasjon fortrinnsvis tangentialt gjennom en utførselsledning (28) som samtidig er tilførselsledning for neste kretsløp.

Inne i kretsløpet opprettholdes sirkuleringen av en pumpe (17) som pumper vann-strømmen (34) rundt i kretsløpet. Pumpen har en egen innløpskanal (35) og utløpskanal (36) her vist i form av en skillevegg (37) som holder den perifere del av væskestrømmen før og etter pumpen adskilt fra den øvrige del av kretsløpets tverrsnitt, som vist på figuren.

Den perifere vannstrømmen (34) er her vist adskilt fra hovedstrømmen i kretsløpet (7) før innløpet til sirkulasjonspumpen (17) med skilleveggen (37) og blandes i pumpen (17) for deretter å føres sammen med hovedstrømmen igjen.

Blandingen og tilgjengeligheten mellom gassmolekyler og vann kan ytterligere intensiveres gjennom bruk av statiske miksere, plassert eksempelvis i pumpens (17) innløpskanal (35) eller utløpskanal (36) eller på andre steder innen vannstrømmen (7), ikke vist på tegningen.

Den ytre, perifere strømmen (34) har under pumpegjennomgangen fått tilført ny bevegelsesenergi som trekker hele vanntverrsnittet i kretsløpet (7) med seg i en vedvarende sirkulasjon.

Gassen tilføres kretsløpet gjennom reguleringsventiler (16) og rør (2) av sintret materiale som fortrinnsvis er plassert i kretsløpets perifere del (34).

Sintermaterialet avgir sine mikroblærer til kretsløpets perifere del, som anrikes med mikroblærer på nytt hver gang vannet passerer sintermaterialet, samtidig som sirkulasjonspumpen (17) også bevirker en sterk blanding av vannet inneholdende mikroblærene ved hvert omløp av vannstrømmen gjennom pumpen.

Ved akkumulering av mikroblærer (se ovenfor) til større bobler (38) vil sentrifugalkreftene i væskekretsløpet bevirke at disse på grunn av sin lavere spesifikke vekt i forhold til vannet presses mot kretsløpets indre og sentrale del (39), slik dette er vist på figuren.

Disse større boblene, som er mindre anvendelige for gassabsorpsjon og som dertil også tar opp i seg mindre mikroblærer og således vil vokse seg stadig større, ledes kontinuerlig ut av systemet gjennom et utslippsrør (18) i form av en vann-gassblære-blanding for deretter å ledes gjennom en automatisk utslippsventil (19) og etterfølgende samlerør (20) til gassutskilleren (21) og derfra tilbake til prosessens begynnelse.

Fig. 4 viser mer i detalj hvorledes mikroblærene fortrinnsvis befinner seg i kretsløpets periferi etter å ha blitt injisert i væsken gjennom sinterrørene, som fortrinnsvis er plassert i kretsløpets ytre, perifere del. Denne perifere del av vannkretsløpet som inneholder mikroblærene, blir blandet i sirkulasjonspumpen (17) hvorved gassmolekylenes tilgjengelighet til reaktantene i vannet økes tilsvarende.

De store og mindre nyttige gassblærene (38), som på grunn av sentrifugalkrefter ansamles i kretsløpets indre og sentrale del (39, Fig.3), fjernes kontinuerlig gjennom utslippsrøret (18) som tidligere beskrevet. Dermed oppnås også at de store og ineffektive boblene ikke får anledning til å akkumulere seg til ennå større bobler ved å ta opp i seg mikroblærer og således redusere systemets gassabsorpsjon og -omforming ytterligere.

Av eksempelet på Fig. 2 fremgår at havvannet, som har gjennomspylt anordningen, ved tilbakeløpet (32) til havet vil inneholde uorganiske forbindelser som kan spres med havstrømmer (12). Disse uorganiske forbindelsene vil også kunne være næringstilskudd for vekst av skalldyr, eksempelvis oppdrett av skjell og muslinger (13). Fig. 2, 3, og 4 viser således eksempler på alternative utførelsesformer for anordningen plassert på land, og som er særlig egnet for behandling av ren C02-gass som ikke er blandet med nitrogen eller andre gasser, eventuelt med ekstra tilsetning av kristallisasjonskjemer som beskrevet ovenfor. Fig. 5 viser et eksempel på fremgangsmåte og anordning for samme absorpsjon av C02-gass i havvann, gjennomført med anordnin<g>en plassert under vann.

Fra et forbrenningsanlegg (50) ledes gassen (1) til en kompressor (14) hvorfra den presses ned gjennom en tilførselsledning (15) til anordningen (52) hvori gassabsorpsjonen gjennomføres. Anordningen er plassert på dypt vann (51) , eksempelvis på 200 meters dyp. Den komprimerte gassen i anordningen har dermed et trykk som overstiger 20 bar for å kunne overvinne vanntrykket når den strømmer gjennom sintermaterialet inne i anordningen.

Ned til samme anordning (52) pumpes samtidig store mengder havvann fra et vanninntak (53) gjennom en pumpe (8) ned gjennom et tilførselsrør (54) til samme anordning. Denne fremgangsmåten med tilhørende anordning (52) har følgende spesielle fortrinn: Komprimeringen av gassen til et trykk som overstiger vanntrykket rundt anordningen bevirker en tilsvarende reduksjon av gassens (1) opprinnelige volum når den forlater forbrenningsanlegget (59).

Dette forhold medfører at anordningen (52) kan arbeide med tilsvarende reduserte gassvolumina, hvilket er en fordel i og med at sintermaterialets areal og dimensjonering dermed kan reduseres tilsvarende.

Forholdet er særlig fordelaktig når store mengder nitrogengass følger med CC^-gassen fra forbrenningsanlegget.

Samtidig kan store vannmengder pumpes gjennom pumpe (8) og tilførselsledning (54) til anordningen med forholdsvis beskjedene opptak av kW i pumpen fordi vannsøylen innen tilførselsledningen (54) mellom vannoverflaten (55) og anordning (52) på dypt vann (51) balanserer vanntrykket rundt anordningen og hvorved pumpens effektopptak i hovedsak går med til å dekke vannets løftehøyde fra vannoverflaten (55) opp til pumpen, en løftehøyde som imidlertid blir tilnærmet balansert av utløpende væskesøyle fra pumpen (8) og ned til vannoverflaten (55). Pumpens effektforbruk blir således relativt beskjedent fordi opptatt effekt hovedsaklig anvendes til overvinnelse av stømningsmotstand og strømningstap i henholdsvis tilførselsrøret (54) og selve anordningen (52) nede i dypet.

Det vannet (55) som kommer ut av anordningen , og som har absorbert gassen (1) blander seg med vannet i store havstrømmer (56) som fordeler vannet fra anordningen over store havarealer og store dyp.

Også for fremgangsmåten og anordnigen under vann injiseres kristallisasjonskjerner (42) i form av oppslemmet dolomitt- eller kalkspatmel, tilført gjennom et eget oppslemmingsanlegg (44), ikke spesifisert på figuren.

Likeledes har anordningen utstyr for tilsetting av andre kjemikalier eller katalysatorer til vannet, som ikke er vist på figuren.

Fig. 6. 7, 8, 9 og 10 viser eksempler på alternative utførelsesformer for anordningen (52) plassert under vann, særlig egnet for behandling av C02-gass innblandet nitrogen eller andre gasser.

Felles for disse alternativene er at de anvender de samme prinsipper for fremgangsmåte og anordning som er beskrevet for landbaserte anlegg under Fig. 2 ovenfor, i og med at de alle er basert på fremstillingen av gass i mikroblæreform, nærmere beskrevet under

Fig. 1 ovenfor, som med stor grenseflate befordrer stort gassopptak i turbulerende vann.

Også for fremgangsmåten og anordningen under vann beskrevet ovenfor vil tilsetningen av dolomitt- eller kalkspatmel befordre reaksjonshastighet og -omfang, og anordningen har også utstyr for tilsetting av andre kjemikalier eller katalysatorer, ikke vist på tegningen.

Fig. 6 viser gassabsorpsjon innen en lukket beholder (60) plassert under vann og som er utstyrt med en indre, rørformet kjerne (61) hvor vannet (62) virvler mange gang rundt kjernen på sin vei fra innløpet (63) til utløpet (64) og som dermed styres inn i roterende kretsløp, tilnærmet lik de kretsløpene som er beskrevet ovenfor for landbaserte anlegg under Fig. 2 ovenfor.

Underveis i disse virvelkretsløpene blir vannet (62) tilsatt komprimert CO^-gass (65) fra tilførselsledningen (15) gjennom det sintrede materialet (2) som er plassert i vannstrømmen, enten som et perforert, sintret rør plassert inne i selve vannstrømmen eller som en sintret plate innfelt i beholderens (60) vegg, og som dermed utgjør en del av denne, slik dette er eksemplifisert i Fig. 11 nedenfor.

På Fig. 6 er tegningsmessig antydet hvorledes vannet (62) gjennomfører gjentatte kretsløp i en korketrekkerformet bevegelse rundt den indre kjerne (61) inne i beholderen.

Likeledes er antydet at sintermaterialet kan anbringes i forskjellige posisjoner i relasjon til dette kretsløpet, hvorav kun én alternativ plassering er antydet på figuren.

For ytterligere å øke vanntrykket innen beholderen (60) kan utløpsrøret (64) strupes med en egnet reguleringsventil, ikke vist på figuren.

Fig. 7 viser en annen utførelsesform som anvender samme prinsipp hva gjelder fremgangsmåte og anordning.

Her er beholderen (60) uten kjerne, og vannet (62) pumpes aksialt inn i beholderen hvor skillevegger (66) dekker deler av beholderens indre tverrsnitt, fortrinnsvis radialt og skråstilt plassert. Skilleveggene er her strømingsledere som er plassert slik at vannet (62) ledes i stadig vekslende retninger innen beholderen og hvorved utvikles en sterk, indre turbulens i vannet.. i

Sintermaterialet (2), som også her kan ha flere utførelsesformer som beskrevet under Fig. 6 ovenfor, overspyles av det turbulerende vannet som med stor hastighet utøver samme virkning som beskrevet i Fig. 1 ovenfor. Fig. 8 viser sintermaterialet (2) utformet som flere rør plassert på kryss og tvers fortrinnsvis radialt inne i en beholder (60) uten kjerne, og hvorigjennom gassen (65) tilføres vannet (62) som bekrevet for Fig. 6 og 7. Fig. 9 viser en annen utførelsesform hvor vannet (62) pumpes inn i et spiralformet rør (68) hvorved vannet settes i en korketrekkerformet kretsbevegelse, lignende vannbevegelsen beskrevet i Fig.6, og med tilnærmet samme virkning.

Gassen (65) tilføres vannet (62) gjennom sintermaterialet (2) som bekrevet i Fig. 6.

For ytterligere å øke vannturbulensen kan det inne i røret (68) også plasseres statiske miksere, ikke vist på figuren.

Fig. 10 viser en annen, mulig utførelsesform hvor vannet (65) pumpes gjennom beholderen (60) og over sintermaterialet (2) som er plassert inne i beholderen av en pumpe (69) som arbeider i neddykket tilstand og som er tilknyttet beholderen (60) i en egnet form, prinsipielt som antydet på figuren, og som bevirker en lignende spyling av havvann over sintermaterialet (2) inne i beholderen med tilnærmet samme effekt som beskrevet ovenfor for Fig.l, 6,7, 8 og 9.

Mens Fig. 2 ovenfor viser et eksempel på fremgangsmåte og anordning for utførelse av gassabsorpsjon i vann utført på land, viser Fig. 6, 7, 8 og 9 den samme fremgangsmåte og anordning utført under vann, som også kan gjennomføres på store dyp, med de fordeler som er beskrevet ovenfor.

Figurene viser alternative eksempler på forskjellige, praktiske utførelsesformer av anordningen. Den samme, prinsipielle fremgangsmåte kan imidlertid også brukes i andre, lignende utførelsesformer av anordningen, ikke medtatt i eksemplene ovenfor.

Alle figurene i denne patentbeskrivelsen tydeliggjør prinsipper og enkeltheter for fremgangsmåter og anordninger, men enkelthetene er ikke tegnet i riktig målestokk i forhold til hverandre.

I tillegg til hva som fremgår av tegningene vil også statiske miksere kunne anvendes for ytterligere intensivering av anordningens interne vannturbulens, ikke vist på figurene.

Fig. 11 viser et eksempel på sintermaterialet (2) innfelt som en del av veggen i beholderen (60) beskrevet i Fig. 6,7 og 10 eller røret (68) beskrevet i Fig. 9 ovenfor.

Sintermaterialet er her formet etter beholderens (60) eller rørets (68) form, og er festet til beholderen eller røret med en flens- og festeanordning (70) som også formmessig er tilpasset tilførselsrøret (15) for gassen (65), slik dette er eksemplifisert i snittegningen på figuren.

Claims (7)

1. L Fremgangsmåte for absorpsjon og omforming av CO2 og andre gasser til karbonater eller andre, uorganiske forbindelser i vann ved at gassene absorberes og bindes til uorganiske mineraler eller bestanddeler i vannet, utført i en anordning plassert på landa karakterisert ved at gassen omformes til mikroblærer fortrinnsvis i størrelsesorden 5-50 um etter gjennomgang i et sintermateriale med åpninger av samme størrelsesorden, og hvoretter disse mikroblærene blir revet vekk fra sintermaterialets overflate før blærene får anledning til å vokse til større bobler ved at forbistrømmende vann passerer over sintermaterialet med store hastigheter i et eller flere kretsløp med strømningshastigheter fortrinnsvis større enn 10 m/sek, enten innen trykksatte kretsløp eller innen rørformede og trykksatte reaksjonsbeholdere, og hvoretter blandingen av mikroblærer og vann utsettes for sterke, turbulerende krefter inne i kretsløpene og inne i de rørformede rekasjonskammerne, og hvorved gassmolekylenes tilgjengelighet til de uorganiske bestanddelene i vannet økes tilsvarende, og hvorved vannsirkulasjonen inne i kretsløpene opprettholdes av pumper plassert inne i en delstrøm av kretsløpenes fortrinnsvis perifere del, eventuelt i kombinasjon med statiske miksere, og hvorved væsken med mikroboblene gjentatte ganger overstrømmer sintermaterialet og for hver gang blir anriket med nye mikroblærer, og hvorved de akkumulerte, større gassblærene som dannes i kretsløpene slippes kontinuerlig ut av kretsløpene for deretter å bli tilbakeført til kretsløpene etter en ny gjennomgang i sintermaterialet som omformer gassen til nye mikroblærer, og hvorved de turbulerende vannkretsløpene arbeider kontinuerlig ved at gass og vann kontinuerlig tilføres kretsløpet samtidig som vannet etter at det har absorbert gassmolekylene og hvorved er oppstått bindinger mellom gassen og vannets uorganiske bestanddeler, ledes kontinuerlig ut av systemet, fortrinnsvis på dypt vann og inn i havstrømmer, inneholdeF nde Ide nye, uorganiske forbindelsene som er oppstått under prosessen, og hvorved absorpsjonen og omformingen av CO2 intensiveres ytterligere gjennom tilsetning av kristallisasjonskjerner til vannet i form av oppslemmet dolomit- eller kalkspatmel.
2. 2. Fremgangsmåte for absorpsjon og omforming av C02 og andre gasser til karbonater eller andre, uorganiske forbindelser i vann ved at gassene absorberes og bindes til uorganiske mineraler eller bestanddeler i vannet, utført i en anordning som er plassert under vann,karakterisert ved at gassen omformes til mikroblærer fortrinnsvis i størrelsesorden 5-50 um etter gjennomgang i et sintermateriale med åpninger av samme størrelsesorden, og hvoretter disse mikroblærene blir revet vekk fra sintermaterialets overflate før blærene får anledning til å vokse til større bobler ved at forbistrømmende vann passerer over sintermaterialet med store hastigheter, fortrinnsvis større enn 10 m/sekund, enten innen trykksatte kretsløp eller innen rørformede og trykksatte reaksjonsbeholdere, og hvoretter blandingen av mikroblærer og vann utsettes for sterke, turbulerende krefter inne i kretsløpene eller inne i de rørformede reaksjonskammerne, og hvorved gassmolekylenes tilgjengelighet til de uorganiske bestanddelene i vannet økes tilsvarende, og hvorved gjennomføringen skjer med et trykk i gassen som er større enn vanntrykket på det dyp som anordningen er plassert, og hvorved C02-gassens opprinnelige volum ved atmosfæretrykk reduseres tilsvarende, og hvorved store mengder sjøvann spyles over sintermaterialet inne i absorpsjons-anordningen under vann som er formet som et rørformet reaksjonskammer, eventuelt inneholdende også statiske miksere, og hvorved COrgassen absorberes av vannet og binder seg til uorganiske mineraler eller bestanddeler i vannet, og hvoretter vannet ledes ut til havstrømmer som fordeler vannet med dets nye, uorganiske forbindelser over vide havområder og store dyp, og hvorved absorpsjonen og omformingen av CO2 intensiveres ytterligere gjennom tilsetning av kristallisasjonskjerner til vannet i form av oppslemmet dolomitt- eller kalkspatmel.
3. 3. Fremgangsmåte iflg. krav 1 og 2,karakterisert ved at vannet som opptar gassen er vann som inneholder uorganiske mineraler eller bestanddeler, eksempelvis havvann, og hvori gassmolekylene absorberes og reagerer med mineralene eller bestanddelene i vannet og danner nye, uorganiske forbindelser.
4. 4. Fremgangsmåte iflg. krav 1,karakterisert ved at vannet og gassen behandles på land i flere trinn, hvor hvert trinn utgjøres av et kretsløp som beskrevet i krav 1, og hvorved gassen i hvert trinn tilføres vannet gjentatte ganger i form av nye mikroblærer, samtidig som større, akkumulerte gassblærer ledes kontinuerlig ut av hvert turbulerende kretsløp, og ledes tilbake til prosessens begynnelse gjennom en felles tilbakeføringsrør, for deretter å tilsettes kretsløpene på nytt i form av nye mikroblærer.
5. 5. Fremgangsmåte iflg. krav 2,karakterisert ved at vannet og gassen under vann i anordnigen underkastes de samme turbulerende bevegelser som er beskrevet for den landbaserte anordning i krav 4 ved at samme type væskebevegelser over sintermaterialet som beskrevet i krav 2 fremskaffes med pumpekraft innen rørformede reaksjonskammer.
6. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2,karakterisert* ved at ekstra kjemikalier eller katalysatorer tilsettes kretsløpene eller reaksjonskammerne for å befordre vannets opptak av gassmolekyler og også befordre gassmolekylenes reaksjon med de uorganiske mineralene eller bestanddelene i vannet.
7. 7. Anordning for gjennomføring av fremgangsmåten beskrevet i kravene 1 og 4,karakterisert ved et eller flere rørformede, trykksatte kretsløp (7) for vann utstyrt med pumper (17), som fortrinnsvis er plassert inne i kretsløpenes perifere del (34) for opprettholdelse av vannsirkulasjonen i kretsløpene, og hvorved denne perifere del av kretsløpene er delstrømmer av kretsløpene (7) og avgrenset mot disse med en skillevegg (37), og hvor det i pumpenes (17) innløpskanaler (35) eller utløpskanaler (36) kan plasseres statiske miksere, og hvortil vannets tilførselsrør (33) og utløpsrør (28) fortrinnsvis er plassert tangentialt til kretsløpene (7), og hvori er plassert i kretsløpene (7) et rørformet sintermateriale (2), sammensatt av små partikler av metall eller et annet, egnet materiale av så liten størrelse at de ved sammensintringen danner porer for gassgjennomgang med åpningsdiameter ned til ca 5 um, og som fortrinnsvis er plassert i periferien av vannkretsløpet, og som med sine hull med diameter fortrinnsvis i størrelsesorden 5-50 um slipper gassen inn i kretsløpet i form av mikroblærer (5)' av samme størrelsesorden, og hvorved et eget utslippsrør (18) fra kretsløpenes sentrale del leder akkumulerte, større gassbobler (38) ut av kretsløpene som en vann-boble-blanding gjennom røret (18) som er forsynt med reguleringsventiler (19) foran et samlerør (20) som leder denne vann-boble-blandingen til en lukket gassutskiller (21), og hvorved en sylinder- eller kjegleformet gasslufter (9) er plassert etter kretsløpene og forsynt med et utslippsrør (30), påmontert en utslippsventil (31) for regulering av vanngjennomgangen og vanntrykket, og hvorved anordningen er utstyrt med en doseringsanordning for tilsetning av tilleggskjemikalier, og forøvrig utstyrt med en egen doseringspume hvormed kan tilsettes kristallisasjonskjemer i form av oppslemmet kalkmel fra et eget oppberedningsanlegg .

   *L Anordning for gjennomføring av fremgangsmåten beskrevet i kravene 2 og 5,karakterisert ved en rørformet og trykksatt reaksjonsbeholder (52), plassert under vann (51), og hvorved denne reaksjonsbeholderen er formet som et lukket reaksjonskammer (60) med et innløp (63) og et utløp (64) , formet slik at store mengder sjøvann (62) fra en landbasert pumpe (8) bringes inn i roterende, korketrekkerformede bevegelser rundt en indre kjerne (61), og hvortil en landbasert kompressor (14) transporter CC^-gassen ned til et sintermaterial (2), som er sammensatt av små partikler av metall eller et annet, egnet materiale som er av så liten størrelse at de ved sammensintringen kan danne porer for gassgjennomgang med åpningsdiameter ned til 5 um, og som er montert inne i reaksjonsbeholderen (52), og hvorved sintermaterialet (2) og dermed gasstilførselen er plassert inne i selve vannstrømmen (62) som et perforert rør (2) eller felt inn som en perforert plate (2) i beholderens vegg, eller hvorved reaksjonsbeholderen (52) er bygget som en sylinder eller beholder (60) uten kjerne, med et innløp og et utløp, og hvor det inne i beholderen er plassert strømningsledere (66) som leder vannstrømmen i vekslende retninger innen beholderen og dermed fremskaper indre turbulens i vannet, hvori er anbrakt sintermaterialet som beskrevet ovenfor, eller hvorved anordningen er en beholder også uten strømningsledere hvor vannturbulensen fremskaffes av innsatte sinterrør (2), plassert på kryss og tvers i beholderens (60) indre, eller bestående av spiralformede rørslynger (68) hvori er plassert det gassførende sintermaterialet (2), enten i form av perforerte rør inne i væskestrømmen eller som perforert plate innfelt i selve rørveggen, og hvorved anordningen er forsynt med en egen doserings-pumpe for tilsetninge av kristallisasjonskjerner tilsatt vannet eksempelvis som oppslemmet dolomitt eller kalkspatmel fra et eget oppberedningsanlegg. 9, Anordning iflg. krav 7,karakterisert ved at anordningen er utstyrt med en lukket gassutskiller (21) med dyser (22) for sprøyting av væske-boble-blandingen mot en vegg (23) inne i gassutskilleren og hvorved boblene brister og gassen slipper ut av væsken for deretter å føres med en egen ledning (25) tilbake til gasskompressoren (14) for deretter på nytt å ledes gjennom sintermaterialet (2) inn i kretsløpet i form av nye mikroblærer. 10. Anordning iflg. krav 7 og 9,karakterisert ved at anordningen er utstyrt med et rør (27) fra gassutskilleren (21) som samtidig er et eget tilløpsrør til vannpumpens (8) sugeside, og hvorigjennom det utskilte vannet fra gassutskilleren (21) tilbakeføres kretsløpet. IL Anordning, iflg. krav 7,9 og 10karakterisert ved at anordningen er utstyrt med en sylinder- eller kjegleformet gasslufter (9) for å frembringe roterende bevegelser i vannet før det når utløpsledningen (30), og hvorved dannes en vortex (29) i hvis midte det samler seg gjenværende og tiloversblivende, større gassbobler (40) og hvorfra det kontinuerlig slipper ut en viss vannmengde, inneholdende eventuelle gassblærer, som ledes gjennom en reguleringsventil (41) til en samleledning (20) og videre til en gassutskiller (21), samtidig som avgasset og ferdigbehandlet vann forlater gasslufteren (9) gjennom et utløpsrør (30), hvori er innmontert en reguleringsventil (31) som styrer vanngjennomgangen og trykket i anordningen. 11 Anordning ifølge krav 8,karakterisert ved at anordningen er utstyrt med rørforbindelser for hhv. gass og vann fra en kompressor (14) og en pumpe (8) plassert på land, og hvorved vannet settes i et spiralformet kretsløp inne i et sylinderformet reaksjonskammer (60) plassert på dypt vann og som er forsynt med et rørformet innløp (63) og et tilsvarende utløp (64), utført og anbragt slik at vannet ledes inn i et kretsløp rundt en indre, rørformet kjerne (61), og hvor et perforert materiale (2), enten i form av et perforert rør plassert inne i selve kretsløpet eller gjennom en plate som utgjør en del av beholderens vegg gjennomstrømmes av gassen (65) som skal tilsettes vannet (62). 13. Anordning ifølge krav 8,karakterisert ved at anordningen er utstyrt med sylinderformede reaksjonskammere (60) som er uten kjerne men forsynt med skillevegger (66) som dekker deler av reaksjonskammerets indre tverrsnitt, og som fortrinnsvis er radialt og skråstilt plassert slik at, vannet (62) ledes i stadig vekslende retninger innen reaksjonskammeret. 14. Anordning ifølge krav 8,karakterisert ved at anordningen er utstyrt med reaksjonskammere (60) uten kjerne og skillevegger og hvor sintermaterialet (2), hvorigjennom gasstilførselen skjer, er utformet som rør og plassert på kryss og tvers inne i væskestrømmen, plassert fortrinnsvis radialt inne i reaksjonskammeret (60). 15. Anordning iflg. krav 8,12,13 og 14 ,karakterisert ved at en pumpe (69), neddykket i vannet, er tilkoblet anordningen for å bevirke en sterk gjennomstrømning av vann (62) gjennom reaksjonskammeret (60).