从气体或气体混合物中分离可凝结物质的方法 本发明涉及一种从气体或气体混合物中分离可凝结物质的方法，特别是采用多孔材料从空气中分离水的方法。
地球上的许多地区，特别是干旱地区例如萨赫勒地区或许多位于距大海相当远的热带沙漠均缺乏备用饮用水源。除了运输饮用水之外，唯一的其它可能性是从潮湿空气中获得水。在这方面已知的方法是在露点下直接冷凝空气并用沸石、活性炭或硅胶吸附水，参见DE-PS-2660068。如此贮藏的水可通过将该材料加热提取，然后将其冷凝。
就水的实际收率而论，这些已知的方法并不特别有效，因为用这种材料吸收的水分的再生必须克服高的结合能或只适应于日用的吸收性填料(参见DE 44 30 901 Cl和EP 0003064 Al)。在这里，大多在夜晚进行吸附，而在白天用借助太阳能集热器直接加热或间接地用蓄热器加热的空气解吸。因此，水的回收在白天(EP 0003 964 Al)或在夜晚采用级联法(DE 4430901 Cl)进行。另一种再生吸附剂时消耗能源的已知方法是采用壁管或电极利用电能(DE 196 13 326 Al)。
毛细凝结的方法早已从有关文献得知(BRUNAUER，Stephen等人：一些有关毛细凝结和微孔结构分析的评论(Some Remarks aboutCapillary Condensation and Pore Structure Analysis)，在：胶体和界面科学杂志(Journal of Colloid and Interface Science)第25卷，第353-35页：KADLEC，O.，DUBININ；M.M.：关于毛细凝结机理适用性极限的评述(Comments on the limits of Applicability of theMechanism of Capillary Condensation)，在：胶体和界面科学杂志，第31卷，第4期，1969年12月第479-489页)，该方法迄今仅用于从气体中提取溶剂(DE 2843416 Al，DE 196 13326 Al)而没有考虑对改进解吸的现有可能性。
本发明的目的是建立一种从气体(和气体混合物)中分离可凝结物质的方法，该方法的操作比已知地方法更有效。
本发明方法的特征在于采用适合于毛细凝结的材料和物质，这些材料和物质特别适合于现场的气候(操作条件)且可以获得最佳的收率。因此，本发明特有的特征在于选择适当的材料及其内部结构。现在，选择了一种可以用于所谓毛细凝结、通过较短的再生周期即可获得高的体积比收率的材料来代替以前使用的吸附性能基本上适合的材料。这也导致使该吸附剂的毛细结构与被吸附物并与含有被吸附物的介质(气体)或与外部条件匹配。
凝结是依靠由于所选择的内部毛细结构而存在的微孔半径的毛细压力进行的，例如在相应的气候条件下，该毛细结构可提供最佳体积比的水结合并可通过短时间的再生(每晚6次以上)获得高收率。因此，再生水分时要克服的结合力显著地低于通过以前的吸附或未确定的毛细凝结的结合力。采用这种新方法从空气中回收饮用水可以非常有效地进行，且不再限于每吸附体和每天再生一次。其它方面的应用也是可能的例如回收溶剂。
优选采用的材料是疏水性材料。这可限制通过吸附吸取液体。
通过采用可再生能源例如太阳能、光电能、风能和/或配有适当蓄能器的这类能源的辅助储能器的组合可将该材料再生。
该材料分别具有尺寸为4-20埃单位或20-500埃单位的微孔和/或中孔。采用最适合于所在地理位置、具有不同孔径的材料是有利的。这样，就可根据不同的空气湿度，确定最佳的再生条件。
通过精心地选择正确的材料也可实现选择性地分离各种物料。
本发明的其它特征在权利要求书和以下说明中提出。以下，将通过实施例对本发明作更详细的说明。
在一个从大气中分离水，特别是用于回收饮用水的方法中，在第一阶段，将大气中的湿空气流，在沙漠地区优选在夜晚，输送通过微孔材料组件以便借助毛细凝结作用将含在空气中的水分转移到微孔材料中。适于采用的材料可以是
陶瓷、
活性炭、
活性氧化铝、
合成沸石、
吸附性聚合物、
吸附性树脂、
分子筛、
硅胶、
纤维素材料、
上述物质的化合物以及
这些材料的混合物。
由于上述材料具有适合于毛细凝结的微孔和微孔半径分布，因而可以采用这些材料。具体而言，存在着特定尺寸的分别的微孔和/或中孔。为了适应萨赫勒地区的气候条件，约60％的材料应具有40-200埃的微孔半径。其余材料的微孔半径不受这些限制，但是优选4-500埃。
在第二阶段中，将该材料加热以便将凝结物质蒸发出。为此，在一个实施方案中，采用借助预先储备的太阳能或风能或通过即时产生的风能或太阳能的空气加热器将在闭路循环中循环的空气流加热，然后将其输送通过装满了该材料的组件，以便使已在毛细凝结过程中释放的有功分量返回到微孔材料中。在此过程中，束缚在该材料中的水蒸气逸出并被循环的空气流吸收。于是，将被水饱和的空气流输送通过装在循环系统中的冷凝器，将空气中的水蒸气冷凝。
在根据本发明方法的另一个实施方案中，将该材料电加热以便蒸发出凝结物质。通过使用导电材料例如采用导电陶瓷作为吸附剂可以实现这种加热。可将该材料与通过储备太阳能供电的电压电源连接。该材料中的电流也可以通过感应产生。总之，采用具有良好导热性的材料是有利的。
在根据本发明方法的另一个实施方案中，采用微波将材料中的物质加热，使其达到蒸发点。在这种情况下，使用非金属材料是有利的。
由于该吸附性材料的最佳内部结构，物质的吸附和解吸优选以循环的方式例如在夜晚多次进行。采取在任何给定时间仅完成整个吸附和解吸过程一部分的方式在夜晚运行6个循环以上也是可能和有利的。根据内部结构，这部分包括最大体积比的水级分。因此，每一夜晚每吨吸附剂可以回收600升以上的水。于是，在每天开始时就可以得到这种新提取的物质(饮用水)。
从适当的材料(再生)中回收水所需的吸附性物质，与涉及从常规的沸石(适于吸附的)或硅胶中解吸水蒸气的现有方法的情况相比显著地少。在这方面，该材料具有确定的因而最适合于特定用途(回收水现场的温度、湿度和气压)的微孔半径分布。
呈粒状、片状或一定结构的填料体形式的材料特别有效。其它的形式也是可以的。