CN103561847A - 用于去除来自汽车、家用和工业废气的二氧化碳的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于废气产生装置的废气处理组件，该废气处理组件包括一个或多个筒，每个筒均包括外壳和容纳在该外壳中的成分，所述成分能够从废气产生装置的废气中至少部分去除二氧化碳，所述成分为一种或多种固体吸收剂和任何其他成分，其中所述筒为如下之一：能够从废气处理组件拆除并能够用其他类似的筒替换，和能够用新成分重新填充。

Description

用于去除来自汽车、家用和工业废气的二氧化碳的方法和设备
发明领域
本发明涉及二氧化碳(CO2)去除方法和设备，和特别是涉及用于从来自汽车、卡车、大客车等的废气输出和家用加热和工业方法过程的输出中去除二氧化碳的方法和设备。
发明背景
温室气体排放，特别是二氧化碳向大气的排放，长期以来已经引起了严重的环境关注，并且增加的温室气体排放是与气候变化和全球变暖效应相联系的。根据美国环保署(EPA)，“大气中的温室气体危害公共健康以及当前和未来时代的福祉”，和大气中增加的温室气体归因于人类的活动。EPA’s Endangerment Finding(2009)。例如，全球二氧化碳的平均大气浓度到2009年已经相对于未工业化的水平增加了约38%，其几乎全部归因于人类活动，并且在全部的预测中，到2030年，预计的二氧化碳浓度相对于2000年将增加。诸多证据源表明来自人类活动的增加的温室气体排放已经导致了全球变暖和气候变化，包括：增加的全球平均空气和海洋温度，北极增加的大面积冰雪融化，全世界融化的冰川，上升的平均海平面，由于过量的二氧化碳导致的海洋酸化，改变的降水样式和改变的生态系统和野生动植物活动样式。多个研究已经显示了过去100年中全球变暖的趋势，并且最大的增加是最近几十年。另外，在21世纪预计的全球变暖可能大于20世纪，并且预期在21世纪末时全球变暖3-7华氏度。
导致温室气体排放的主要人类活动是化石燃料燃烧，其归因于几类终端使用者。使用或者依赖化石燃料燃烧的主要的终端使用者类别包括工业、运输、住宅和商业部门。在美国，运输和工业部门是导致排放到大气中的温室气体的最大原因，并且二氧化碳是排放最高的温室气体。例如，在2000-2009年之间，美国运输部门每年排放了1723-1901万亿克(Tg)的二氧化碳，而美国工业部门每年排放1341.7-1644Tg的二氧化碳。在运输部门中，所用的最普通类型的燃料是柴油、生物燃料和汽油，它们每加仑分别产生9.96kg、9.42kg和8.71kg的二氧化碳。当考虑客车和轻型卡车的平均行进距离和平均燃料效率时，据估计平均每个车辆每年产生约5.2公吨的二氧化碳。EPA：运输和空气质量办公室，Emission Facts：Greenhouse gas emissionsfrom a typical passenger vehicle(2005年2月)。
已经提出了几种对于全球变暖和气候变化的对策，其包括降低温室气体排放和从大气中去除温室气体的地质工程策略。京都议定书在1997年正式通过并在2005年签订，已经被193个国家认可，其涉及到稳定温室气体浓度和降低向大气的温室气体排放。虽然降低大气中的二氧化碳排放是高度期望和需要的，目的是减慢全球变暖，但是它已经被证实是一种挑战性任务，特别是在运输部门中更是如此。
降低来自工业和/或运输部门的二氧化碳排放的主要挑战涉及到在二氧化碳排放到大气之前如何捕集它和如何去除和/或随后利用所捕集的二氧化碳。在运输部门，这些挑战是特别难以克服的，这归因于每个车辆所产生的二氧化碳的相当大的重量和体积，以及每个车辆内有限的空间量。实际上，二氧化碳去除领域的技术人员已经公认使用涤气器(例如吸收器)在轿车中是不切合实际的，和涤气器系统难以在发电机中改型。参见Andrea Thompson，New Device Vacuums AwayCarbon Dioxide，LiveScience.com(2008年1月11日)。结果，虽然不同的部门(包括运输部门)已经进行了不同的尝试来捕集二氧化碳，但是迄今为止没有任何成功的系统，其能够有效捕集和去除来自车辆废气的二氧化碳，而不妨碍车辆的运行和不牺牲车辆内的空间。另外，迄今为止还没有任何二氧化碳捕集和/或去除系统是成本有效的，并且为运输工业提供了足够的激励，来在它们的车辆中包括该系统。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于捕集来自废气的二氧化碳的系统和方法，其可以有效的适用于运输部门的多种车辆，并且其也可以适于家用和工业部门使用。本发明的另一目标是提供系统和方法，其中去除捕集的二氧化碳是简单的，并且可以由多种车辆类型和家用(特别是家用加热和水加热系统)中的使用者容易的来实现。本发明的又一目标是提供一种用于降低大气二氧化碳的系统和方法，其提供了用于运输工业、家用加热工业以及用于工业部门的另外的激励，来使用该系统和方法。
由申请人开发和此处所述的技术通过从废气(例如从汽车废气或者加热系统废气)中去除二氧化碳，而解决了降低温室排放的问题。如上所述，大部分轿车和卡车行驶是使用碳基燃料，并且燃烧柴油、生物柴油或者汽油，释放大量的二氧化碳到大气中(约19-22磅CO2/加仑燃料)。类似的，家用加热系统使用碳基燃料，和作为结果，也释放大量的二氧化碳到大气中。申请人的系统和方法提供了对于轿车或者卡车发动机或者家用加热系统所产生的大部分二氧化碳的捕集，并且允许安全处置和/或再循环所形成的固体材料。该捕集二氧化碳的系统和方法使用吸收剂，其基于碱金属和碱土金属氢氧化物的组合。该吸收剂和吸收副产物二者都优选处于颗粒形式，其能够容易的处置。
申请人的发明的系统可以安装到汽车和卡车上，并且将不会不利的影响废气的流动，也不影响发动机的效率。此外，本发明的系统可以在现有的卡车中改型，或者可以包括在新的卡车和轿车中。同样，该系统可以安装到现有的家用加热和水加热系统中，并且在某些实施方案中，提高了这些系统的效率。为了促进吸收剂和/或吸收副产物的处置，该系统包括筒或者隔间，其中容纳吸收剂。该筒或者隔间在吸收剂耗尽后可以去除和替换，以便能够安装具有新的吸收剂的新的、替换的筒或者隔间。
本发明的系统包括多个筒，其中至少一些筒彼此并联地连接到车辆或者加热系统的废气系统上，并且使用阀组件控制由该车辆或者加热系统输出的废气流过一个或多个筒，以使由该车辆或者加热系统输出的废气送过一个或多个工作的筒，同时其他筒处于待用模式中。在一些实施方案中，两个或更多个筒的组可以并联连接到废气系统上，并且每个组中的筒是串联或者并联的，以使由该车辆或者加热系统输出的废气送过一个组的筒，同时其他组的筒处于待用模式中。
在某些实施方案中，该系统装备有电触发的阀组件和二氧化碳传感器，其通过车辆的车载计算机来控制或者通过用于控制加热系统的控制器或者计算机来控制。二氧化碳传感器检测在被送过一个或多个筒或者一个或多个筒组之前和之后废气中的二氧化碳浓度，并且计算机基于传感器读数来监控由工作的筒吸收的二氧化碳的状态。基于二氧化碳的吸收状态，计算机确定应当何时从工作的筒或者工作的筒组切换到一个或多个待用的筒或者筒组，和由此控制阀组件。在车辆中，计算机还可以将二氧化碳吸收信息与由车辆的车载传感器所收集的其他数据相结合，来做出切换决定和控制阀组件。在家用加热系统中，计算机或控制器还可以使用加热系统的其他传感器收集数据和监控加热系统的状态，并且使用这些数据来做出切换决定和控制阀组件。计算机控制消除了对于司机或者使用者手动检查系统状态的需要，以及有利于排放降低的报告。在这些实施方案中，当进行工作的筒之间的切换和需要替换吸收剂筒时，计算机会提醒使用者。在更大的系统中，计算机还将自动切换吸收剂筒组以便于替换。
在使用本发明中，车辆所用的筒的替换可以在卡车站和/或加油站进行，这里还能够获得新的吸收剂筒，并且其处置废料的回收利用或者处理。替换用完的筒的方法包括去除一个或多个的单个筒，并且将它们用新的替换。可选择的，流化床工艺可以用于将废料从筒或者容器输送走，并且用新吸收剂再填充容器。
本发明的系统能够吸收废气中高达100%的CO2，并且吸收系数取决于吸收剂床截面、二氧化碳浓度、颗粒尺寸和气流。在某些实施方案中，为了促进系统的可用性和降低使用者负担，该系统整体平均的二氧化碳降低率是25%-50%。
还公开了一种商业系统和方法，用于从二氧化碳产生装置的废气中去除二氧化碳。在某些实施方案中，该商业系统和方法中包括的实体包括如下的一个或多个：二氧化碳或者废气产生装置，筒替换站，筒替换服务提供者，筒再生提供者，二氧化碳使用者或者消费者，耗尽的筒消费者或者使用者，一个或多个排放机构和碳排放信用额度购买者。配置该商业系统和方法来提供激励和/或碳排放信用额度给二氧化碳产生装置、筒替换站、筒替换服务提供者和筒再生提供者的一个或多个的使用者。
如上所述，本发明的二氧化碳去除系统还适于工业用、家用和其他用途，其在此描述。具体的，还公开了具有家用加热系统作为二氧化碳产生装置的二氧化碳去除系统的家用用途。在某些实施方案中，该二氧化碳去除系统进一步包括加热系统，其使用二氧化碳产生装置的废气加热了水或者其他流体，来提供增加的效率和降低整体的燃料消耗。还公开了家用二氧化碳去除系统在商业系统和方法中的用途，该商业系统和方法用于去除家用加热二氧化碳产生装置的废气中的二氧化碳。
附图说明
图1是本发明的二氧化碳去除系统的总图；
图2示意性显示了适用于车辆中的图1的二氧化碳去除系统；
图3A-C显示了适用于车辆中的图1的二氧化碳去除系统的三维透视图、前视图和侧视图；
图4概括显示了使用图1系统的二氧化碳去除和捕集方法；
图5显示了商业系统，其用于使用图1的系统来从废气中去除二氧化碳，并且提供了用于图1的系统的替换筒；
图6显示了图5的商业系统的另一实施方案；
图7显示了用于车辆的原型系统的测试结果；
图8示意性显示了适于家用的图1的二氧化碳去除系统；
图9显示了图8的二氧化碳去除系统的另一实施方案；
图10显示了图8的二氧化碳去除系统的一种改进的实施方案；和
图11A-11E显示了图10的二氧化碳去除系统的示例性布置。
具体实施方式
图1显示了本发明的二氧化碳去除系统100的总图。如所示的，该系统包括一个或多个吸收筒或者容器102，其中容纳有用于吸收二氧化碳的吸收剂材料，输入连接组件104，其将废气产生系统的废气组件与系统100的筒102相连，和输出连接组件106，其将筒102与外部相连用于将经处理的废气输出到外部。在所示的实施方案中，筒102可拆除地位于预定的室103中，以使得具有耗尽的吸收剂的筒可以从它们各自的室中拆除，并且用新的筒替换。同样如所示的，每个室103可以用于容纳多个筒102，例如每个室中3个筒。输入连接组件104包括一个或多个阀105，用于控制废气流过一个或多个室103或者筒102，同时该输出连接组件106包括多个阀107，用于控制经处理的废气从筒102流到外部。
同样如图1所示，系统100包括一个或多个检测器108、110，用于检测废气中的二氧化碳的浓度。具体的，系统100包括至少一个检测器108，用于检测在被送过一个或多个筒102之前废气中的二氧化碳浓度，和另一检测器110，用于检测在被送过一个或多个筒之后经处理的废气中的二氧化碳浓度。检测器108、110提供输出信号，其包括到控制器112的二氧化碳浓度读数，控制器112使用接收自检测器108、110的信号，来监控系统中筒102的状态和运行，和控制阀105、107，来引导和/或重新引导废气通过所选择的筒。此外，控制器112使用接收自检测器108、110的信号，来确定已经用完和需要替换的筒以及替换的时间，和输出信号到废气产生系统的使用者或者操作者，表明需要这种替换。另外或者作为接收来自检测器108、110的信号的替代选项，控制器112监控燃料的近似用量和基于燃料用量确定筒何时需要替换。控制器112可以是控制该废气产生系统的计算机的一部分或者可以是单独的控制器，其特别适于控制该二氧化碳去除系统。
如图1所示，输入和输出连接组件104、106将室103与该废气产生装置的废气组件串联，并且阀105、107被用于控制废气流过每个室103。如此上所述，每个室103可以容纳具有吸收剂材料的一个或多个筒102。在图1所示的实施方案中，每个室103容纳三个筒102，其彼此串联，以使得废气流过第一筒，其后流过第二筒，然后流过第三筒。但是，每个室容纳的筒102的数目可以根据系统需要和该系统所用的废气产生装置的类型而不同。
同样的，在图1所示的实施方案中，系统包括多个室103a-103d(例如4个室)，其通过输入连接组件的连接管线104a-104d与废气产生装置相连和通过连接管线106a-106d与输出连接组件106的输出管线106e相连。如所示的，废气流过一个或多个的连接管线104a-104d是通过该连接管线中相应的阀105a-105d来控制的，并且阀105a-105d又受到控制器112的控制。应当理解室103的数目和连接管线104、106和阀105相应的数目可以根据系统需要和该系统所用的废气产生装置的类型而不同。此外，一些系统可以仅使用一个室103，或者在可选择的实施方案中，筒可以直接与输入和输出连接组件104、106相连，而不使用室来容纳它们。
在具有一个或多个室或者筒和输入和输出连接组件的具体系统的构造中，必须仔细考虑穿过阀、配件和管(它们形成了该输入和输出连接组件)的可能的压力损失，和设计该系统以使得废气的流动是均匀分布的，特别是当该废气流过几个并联的筒时更是如此。具体的，流过系统的气体取决于吸收剂筒和连接组件104、106的物理布置。例如，当系统100用于车辆时，穿过筒的压力降低相对低，并且依赖于车辆发动机的RPM，和因此当确定系统部件的物理布置时，必须考虑穿过连接组件104、106的流动。
在包括两个或更多个并联布置的筒，并且废气同时供给到并联布置的两个或更多个筒的系统100中，布置输入连接组件104以使得流向两个或更多个筒的每个的废气基本相等，目的是确保该两个或更多个筒的吸收剂均匀用尽。例如，在两个或更多个筒中这样的均匀流量分配可以使用Y连接器或者类似管道将气流分开到两个对称的连接管线中而完成。这样的布置确保了在两个或更多个筒的每个中阻力是大致相同的，并因此气体通过每个筒的流量是大致相同的。
在包括连接到单个主连接管线上的两个或更多个筒，并且第一筒比其他筒更接近废气输入的系统中，气流从主连接管线向第一筒的分支导致了主连接管线的其余部分中的压力降低，和因此减少了向其他筒的气流。为了抵消这种压力降低和提供均匀的气流到每个筒，在将第一筒与主连接管线相连的连接管线中提供一个或多个挡板或者缩颈。在这种方式中，连接管线中的挡板或者缩颈提高了气体速度和降低了在废气进入第一容器处的气体压力。应当理解，挡板和/或缩颈的形状、数目和位置可以根据该筒相对于主连接管线的布置而不同，只要将废气控制到对于每个筒大致相同就行。
在系统100运行过程中，控制器112最初控制阀105a-d和107a-d，来将废气发生系统的废气输出传送到一个或多个工作的室或者工作的筒，而其余室或者筒处于待用模式中，并且基于从检测器108、110接收的信号来监控工作的室或者筒的状态。例如，在图1所示的实施方案中，控制器112可以最初控制阀105a和107a的打开，来将废气送过第一室103a，和可以控制阀105b-d和107b-d的关闭，来使得室103b-d处于待用模式。同样在运行过程中，控制器112基于接收自检测器108、110的信号和/或基于系统所用的燃料量，而确定工作的室中的工作的筒的吸收能力是否低于预定水平或者已经用尽和工作的筒是否需要替换。在某些实施方案中，控制器112还计算工作的筒中多少吸收剂已经用尽，并且基于该计算，该控制器确定工作的筒是否需要替换。当控制器112确定工作的筒已经用尽或者工作的筒的吸收能力低于预定水平，则该控制器控制阀105a-d、107a-d来阻挡废气传送过该工作的室或者筒，和将废气流重新导过先前处于待用模式的一个或多个室或者筒中。控制器112还给废气产生系统的使用者或者操作者输出信号，表明先前工作的筒需要替换或再生。例如，当第一室103a工作，室103b-d待用，并且控制器112确定第一室103a中的筒的吸收能力低于预定水平，则该控制器控制阀105a、107a关闭，来阻挡废气流过第一室103a，和控制阀105b、107b打开，来将废气送过第二室103b。另外，控制器112向废气产生装置的使用者或者操作者输出信号，表明第一室103a中的筒需要替换或再生。
如上所述，每个筒102容纳了用于吸收二氧化碳的吸收剂。在本发明中，该吸收剂包含一种或多种碱金属氢氧化物和/或碱土金属氢氧化物，包括但不限于氢氧化钙、氢氧化钠和氢氧化钾。在本发明的示例性实施方案中，该吸收剂包含石灰和特别是碱石灰。碱石灰的主要组分是氢氧化钙(Ca(OH)2)，具有较少量的氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)。碱石灰吸收剂的平均组成是约80%的氢氧化钙，约3%的氢氧化钠和约3%的氢氧化钾。当含有二氧化碳的废气送过该碱石灰吸收剂时，碱石灰中的氢氧化钙与二氧化碳反应产生碳酸钙，其是通过强碱如碱石灰中的氢氧化钠和/或氢氧化钾催化的。氢氧化钙和二氧化碳之间的总反应如下：
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O    (反应式1)
上面的反应分3步反应发生，如下：
1.CO2+H2O→CO2(水溶液)    (反应式2)
2.CO2(水溶液)+NaOH→NaHCO3    (反应式3)
3.NaHCO3+Ca(OH)2→CaCO3+H2O+NaOH  (反应式4)
通过该反应，1kg的Ca(OH)2与约0.59kg的CO2反应产生1.35kg的干燥CaCO3。
在最终的吸收阶段，氢氧化钠和/或氢氧化钾也与二氧化碳通过如下反应进行反应，形成碳酸钠和/或碳酸钾：
2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O   (反应式5)
2KOH+CO2→K2CO3+H2O   (反应式6)
在这些反应中，1kg的NaOH与约0.55kg的CO2反应产生约1.34kg干燥的Na2CO3，和1kg的KOH与约0.39kg的CO2反应产生约1.23kg干燥的K2CO3。总体上，当使用碱石灰吸收剂时，1kg的碱石灰与约0.5kg的二氧化碳反应，产生约1.3kg的干燥最终产物。但是，归因于最终产物中的水含量，最终产物的实际重量更高。当1加仑柴油燃料燃烧时，产生9.96kg的CO2，其被约19.9kg的碱石灰吸收剂吸收。氢氧化物吸收剂和二氧化碳之间的上述反应的动力学通过反应速度、流过吸收剂的废气中CO2的扩散和CO2穿过在一定运行时间后沉积在吸收剂上的反应产品(即CaCO3)层的扩散来控制。由于吸收剂上碳酸钙的累积，二氧化碳的速度随着时间非线性的降低。耗尽的吸收剂基本上是碳酸钙或者石灰石，并且可以安全的处置或者存储在开放空间中。碳酸钙还可以作为原料用于生产氧化钙(生石灰)和氢氧化钙(熟石灰)和/或可以再循环到适当再生设备的吸收剂中。如果碳酸钙再循环回到碱石灰吸收剂，则释放出高纯度的二氧化碳，并且无需昂贵的分离技术即可隔离。如下面详述的，所释放的二氧化碳然后可以提供到多种用途，例如用于藻类养殖等，用于食品、石油和化学工业，用于灭火器和致冷以及其他合适的用途。同样，如下所述，耗尽的吸收剂可以直接(无需再生该吸收剂)用于多种应用，包括但不限于水泥和混凝土生产，用于鼓风炉，作为烟道气脱硫中的试剂，用于玻璃制造，作为酸中和剂，作为填料或者过滤料，和用于许多其他的工业、化学、农业和建筑应用。
碱石灰吸收剂是可广泛商购的，并且是一种廉价材料，这使得它是令人期望的吸收剂。用碱石灰吸收二氧化碳的测试显示碱石灰吸收剂能够吸收废气中接近100%的二氧化碳。但是，吸收率取决于气流，包括废气与吸收剂的接触时间和取决于气体穿过吸收剂的扩散。
在此处所述的示例性实施方案中，氢氧化钙是用于吸收剂的优选材料，这归因于它低的生产成本和石灰石(其是生产氢氧化钙的原料)的丰富充裕。这种吸收剂材料可以用添加剂(例如氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化镁)改性，来控制与二氧化碳的反应速度。其他添加剂可以用于促进形成处于所需尺寸和尺寸分布的吸收剂颗粒。上述碱石灰是具有氢氧化钠和氢氧化钾添加剂的氢氧化钙吸收剂的一个例子。虽然氢氧化钙和特别是碱石灰是用于本发明系统的合适的吸收剂，但是应当理解其他能够吸收废气中的二氧化碳的吸收剂也可以用于所述筒中。
在本发明中，吸收剂是固体形式和优选是颗粒形式，平均粒径有一些容许偏差。通过大量实验，申请人确定了接近填满的细粉吸收剂是不太期望的，特别是在用于处理车辆废气的系统中更是如此，因为细粉会阻塞系统，导致空气污染和当废气从废气发生系统输出时增加它的背压。所以，颗粒形式的吸收剂在本发明的系统中是更优选，因为颗粒对于废气流的阻力更小，并且不会导致废气背压的显著增加。虽然较大的吸收剂颗粒比较小的颗粒对于废气流的阻力更小，但是较小的颗粒吸收二氧化碳更快。在本示例性系统中，吸收剂颗粒优选的直径是3-4mm，来提供足够快的二氧化碳吸收速率，同时避免废气背压的明显增加。例如GE Healthcare制造的
Figure BDA0000419759610000111
、Grace Group制造的、Molecular Products,Inc.制造的
Figure BDA0000419759610000113
、Akron Care制造的
Figure BDA0000419759610000114
或者Jorgensen Laboratories，Inc.制造的Sodalime是用于本发明的合适的吸收剂。
在图1所示和上面所述的实施方案中，系统100中使用可拆除和可替换的筒。在其他实施方案中，该系统可以使用筒，其是可以或者不可以拆除的，其中存储了能够被操作者或使用者接触的吸收剂。以此方式，不是拆除和替换整个筒，而是操作者或者使用者可以接触筒中的吸收剂，来拆除耗尽的吸收剂和将它用新的吸收剂替换。在这样的实施方案中，可以使用压缩空气和吸收剂颗粒的流化流动来拆除和替换耗尽的吸收剂。这种拆除和替换可以自动化，来使得系统使用更容易。
上述的二氧化碳去除系统可以适用于运输部门，和特别是用于轿车、卡车、大客车和其他车辆。图2显示了适用于车辆的图1的系统200。图2的系统200可以安装在新的车辆中，或者可以在现有的车辆上改型。图2中的大多数系统部件与图1的系统100的那些相同或者类似，因此类似的附图标记表示了类似的部件。
如图2所示，系统200包括一个或多个可拆除和可替换的吸收剂筒202，其在本实施方案中容纳在一个或多个室203中。每个吸收剂筒202容纳着二氧化碳吸收剂，如上所述，其通过与二氧化碳反应而吸收二氧化碳。在该示例性实施方案中，每个室203包括两个彼此串联的可拆除的筒202。但是，应当理解每个室所容纳的可去除筒的数目仅仅是示例性的，和可拆除的筒的数目将取决于车辆的类型和车辆的大小。此外，在一些实施方案中，室203可以省略，并且筒202可以不用室203容纳来连接。
在所示的实施方案中，室203使用输入连接组件204与车辆发动机所产生的废气连通，并且离开所述室的经处理的气体输出通过输出连接组件206传送到废气管216或车辆任何其他合适的废气口。输入和输出连接组件204、206包括管道，其是由金属材料制成的，并且其以预定方式连接室203。输入和输出连接组件204、206中的阀205和207(例如单个的电磁操作阀)用于将废气流导过一个或多个工作的室，同时其余室处于待用模式。
在图2所示的示例性实施方案中，系统200包括5个室203a-203e，其通过并联的输入连接组件204与车辆废气连通，并且每个室中容纳两个串联的可拆除的筒202。具体的，输入连接组件204包括用于接收车辆废气的主管线204f和将主管线204f与各个室203a-203e相连的多个连接管线204a-204e。每个连接管线204a-204e包括相应的阀205a-205e，并且阀205a-205e控制废气通过连接管线204a-204e流向室203a-203e。类似的，本示例性实施方案的输出连接组件206包括主出口，其可以为车辆的废气管216的形式，和将各个室203a-203e连接到主出口的多个连接管线206a-206e。每个连接管线206a-206e包括相应的阀207a-207e，和阀207a-207e控制废气从所述室流向主出口。应当理解，室的数目和输入和输出连接组件中相应的连接管线的数目可以根据需要和车辆的大小而变化。此外，如上所述，在一些实施方案中，筒202可以直接连接到输入和输出连接组件204，206上。
如图1的系统中，系统200包括一个或多个二氧化碳传感器或者检测器208，用于在废气送过室203之前感应废气中的二氧化碳浓度，和一个或多个二氧化碳传感器或者检测器210，用于在二氧化碳吸收于筒202中之后感应经处理的废气中的二氧化碳浓度。在所示的实施方案中，系统包括位于输入连接组件204的主管线204f中的二氧化碳传感器208，和位于输出连接组件206的出口管线216中的二氧化碳传感器210。但是可以在输入连接组件的不同位置上使用多个二氧化碳传感器208，和可以在输出连接组件的不同位置上使用多个二氧化碳传感器210。
此外，系统200包括控制器212，其控制系统的运行和为车辆操作者提供警报或者通知。在图2的示例性实施方案中，控制器212是编程控制系统运行的车辆车载计算机的一部分。但是在其他实施方案中，可以提供单独的控制器控制系统的运行和可以与车辆车载计算机互动。具体的，该控制器212接收信号，包括来自传感器208和210的二氧化碳检测结果，并且确定工作的室中吸收剂的状态和废气流是否需要重新导入到待用模式的一个或多个室中。控制器212还基于从传感器208、210接收的信号来确定一个或多个筒202是否需要替换。在某些实施方案中，控制器212确定车辆的行驶距离和/或燃料的大致用量，或者基于车辆的行驶距离确定燃料的用量。在该实施方案中，控制器基于行驶距离和/或燃料用量确定吸收剂在工作的室中的状态，计算有多少吸收剂已经用尽或者耗尽，确定一个或多个工作的筒是否需要替换和/或确定废气是否应当重新导入待用的一个或多个筒中。
此外，系统200可以包括一个或多个检测器(未示出)，用于检测用新筒对一个或多个耗尽的筒202的替换，或者一个或多个检测器(未示出)，用于检测一个或多个耗尽的筒202中吸收剂的替换。这种检测器可以置于室203内和/或置于筒本身内，并且通过检测新筒或者一个或多个耗尽的筒202中吸收剂的替换，传感器提供信号到控制器212，来指示筒或者吸收剂的替换。
同样如图2所示，系统200包括中间冷却器214，其接收来自发动机的废气和在将废气传送到输入连接组件204之前进行冷却。将中间冷却器214安装在适当位置以使废气在离开车辆的催化转化器后行进穿过中间冷却器，并且使中间冷却器214通过环境空气来冷却。如图2所示，在需要时，也可以提供电动风扇215来帮助冷却。通过在将废气送到室203和/或筒202之前用中间冷却器214冷却废气，改进了吸收剂与二氧化碳之间的吸收反应速度。这是因为氢氧化钙与二氧化碳之间的反应是放热的，并且焓是-69.1kJ/mol和吸收剂的温度在吸收过程中升高。
另外，中间冷却器214降低了车辆的发动机噪音，并且在本实施方案中，中间冷却器214替代了车辆中通常使用的常规的消声器和共鸣器。可选择的，中间冷却器可以与消声器和共鸣器在车辆中组合使用，或者可以代替中间冷却器使用气体冷却装置与消声器和共鸣器组合，来在将废气传送到室和/或筒之前将其冷却。
当将图2的系统200安装到车辆中时，将中间冷却器214安装到通常用于消声器和共鸣器的空间中，以使得中间冷却器214接收发动机所产生的废气并冷却该废气，同时还降低噪音。另外，当图2的系统安装到车辆中时，室203和/或筒202优选位于车辆的后部区域和与车辆的废气管或者废气管道紧邻。在客车中，所述室和/或筒可以位于车辆的后备箱区域中，以便车辆的操作者容易接触和有利于容易的拆除和替换。例如，所述室和/或筒可以沿着客车后备箱的内壁布置，并且通过与后备箱内饰匹配的外壳与主箱体隔室隔开。以此方式，使得室和筒所占据的箱体空间的量最小，并且该室和筒与后备箱中存放的个人物品保持隔开和防止移位。类似的，在有篷货车和其他类似车辆中，该室和/或筒可以沿着车辆储物舱室的壁布置，并且通过外壳与储物舱室的主区域隔开。可选择的，客车和/或有篷货车等的室和/或筒可以提供于箱体外部。但是在这种情况中，该筒应当使使用者易于接触，来拆除和替换。在大客车类型的车辆中，该室和/或筒可以安装在大客车的主乘客车厢中或者大客车的行李存放舱室(典型的位于乘客车厢下面)中，或者安装在乘客车厢和储物舱室外面，只要该筒让操作者易于接触来拆除和替换即可。最后，在轻型和重型卡车中，该室和/或筒可以位于卡车驾驶室或者卧铺舱内，或者可以提供在驾驶室和卧铺舱外面废气管附近的区域中。
用于所述系统的筒的尺寸和数目取决于车辆类型和尺寸。在客车中，通常可以将2-8个第一尺寸的筒安装在车辆的后备箱隔室中。在一个示例性例子中，选择用于客车的筒的尺寸以在其中容纳约3kg的吸收剂。但是，在更大的车辆(例如有篷货车或者轻型卡车)中，可以安装更多数目的第一尺寸或者更大的第二尺寸的筒。此外，在重型卡车和/或大客车中所安装的筒的数目和尺寸可以甚至更大，因为这些车辆具有更大的存储和承重能力。筒尺寸通过处理重量和空间来确定，而筒数目通过车辆中的可利用空间、所需容量和燃料消耗来确定。
中间冷却器214的输出通过输入连接组件连接到车辆中所安装的室和/或筒中，所述输入连接组件包括适于(特别是在加热条件下)输送废气的金属管道。具体的，可以使用铜管道，这是因为该管道易于形成和处置，而不需要焊接。如上所述和如图2所示，可以布置连接组件的管道以使得所述室和/或筒并联连接到中间冷却器，和此外，以使得串联连接的筒的组彼此并联连接。另外，安装在车辆中的室和/或筒还通过输出连接组件(其包括用于将经处理的废气输送到外部的管道)连接到废气出口(例如废气管216)。输入和输出组件具有安装在其中的阀205、207，用于控制废气流过工作的室和/或筒，同时其他室和/或筒待用。阀205、207可以是电磁操作的阀，其能够单个的接通和切断，或者是任何其他合适的阀。
同样如此上所述，二氧化碳传感器208、210安装在输入连接组件和输出连接组件中，以在将废气送过所述筒之前和之后检测其中的二氧化碳浓度。但是在一些实施方案中，可以输出连接组件中仅使用二氧化碳传感器210，用于在将废气送过所述筒之后检测其中的二氧化碳浓度。在其他实施方案中，可以使用单个传感器或者传感器组(在所述筒上游和下游具有两个气体取样点)用于在将废气送过所述筒之前和之后检测其中的二氧化碳浓度。此外，一些实施方案不包括任何的用于感应废气中二氧化碳的二氧化碳传感器，并且在该实施方案中，工作的筒的状态是基于车辆的行进距离和/或燃料燃烧量来监控的。
本系统中的控制器212可以是车载车辆计算机的一部分或者可以是单独的控制器，优选与车载车辆计算机连接。该控制器控制阀205、207的开闭，来将废气从中间冷却器传送到工作的室/筒，直到工作的筒的吸收剂能力降到低于预定水平和其后改变废气流向待用的一个或多个室/筒，来将那些室/筒切换成工作模式。当该控制器确定工作的筒已经用尽或者它们的吸收剂能力低于预定水平，则该控制器还发送信号使车辆的车载显示器显示警报或者通知给车辆操作者，指示先前工作的筒需要替换。在控制器将废气改变为流向待用的一个或多个室/筒后，可以使替换先前工作的筒的警报或者通知的显示延迟预定的时间，以使先前工作的筒冷却和允许由使用者安全处置该筒。另外，已经用尽和需要替换的筒由控制器确定为失活，以使得废气不再送过那些筒，直到它们被替换。
当全部的筒均已用尽时，控制器发送信号来使车载显示器显示警报或者通知给车辆操作者需要替换全部的筒。此外，当全部的筒用尽时，控制器不会将废气流从工作的筒切换到先前已经确定为失活的其他筒。而是，在一些实施方案中，控制器持续使废气流过先前工作的筒，直到车辆操作者用新筒替换了一些或全部的筒。在其他实施方案中，控制器控制废气传送到旁路连接管线218，其将输入连接组件204的主管线204f直接连接到出口216，而不传送该废气穿过任何的筒。具体的，控制器控制阀205、207关闭和旁路阀220，222打开，以使得没有废气送过筒和将废气送过旁路连接管线218。以此方式，使筒冷却，以便能够在替换过程中处理所述筒。
如上所述，所述筒是可拆除的和可以用装满新吸收剂的新筒替换的。在该实施方案中，容纳所述筒的室可以打开或者接触，来拆除其中用尽的筒和将新替换筒安装在适当的室中。筒的拆除和替换可以在可获得替换筒的适当的替换站进行，并且适当的替换站可以提供在加油站、卡车站、专门的再循环站、购物中心、停车场等。在筒替换过程中，发动机可以停止或者运行，因为耗尽的或用尽的筒在与废气流隔离的室中。
在其他实施方案中，如上所述，筒不由所述室容纳，并且可以是可拆除和可以用新筒替换的，或者可以在该筒中包括到吸收剂的通路，用以去除耗尽的吸收剂和用新吸收剂替换。在该筒中包括到吸收剂的通路的实施方案中，可以使用压缩空气和吸收剂颗粒的流化流动去除耗尽的吸收剂和用新吸收剂替换。该去除和替换筒中的吸收剂的过程可以是自动的。
图3A-C显示了用于车辆的二氧化碳系统300的透视图、前视图和侧视三维图。系统300特别适用于客车或轻型卡车，但是也可以容易的用于重型卡车、大客车和其他车辆。如图3A-3C所示，系统300包括中间冷却器314、输入连接组件304、容纳在多个室303中的多个筒302(不可见)、输出连接组件306、多个独立控制的输入阀305、具有相应的旁路阀320和出口316的旁路管线318。如上所述，中间冷却器314位于车辆中消声器和共鸣器的位置并取代消声器和共鸣器。中间冷却器314在将废气送过催化转化器后接收它，并且冷却该废气，同时通过环境空气进行冷却。如上所述，可以向中间冷却器增加电操作的冷却风扇，用于进一步冷却该废气。
从中间冷却器314将冷却的废气送到输入连接组件304，其将废气送到一个或多个室303。如所示的，输入连接组件304包括多个连接管线304a-e，其中每个包括各自的输入阀305a-e，并且连接到各自的室303a-e上。废气向一个或多个室303的流动和方向由控制器(未示出)控制，该控制器控制输入阀305a-e独立打开和关闭，以使得废气送过一个或多个工作的室303a-e，同时其余室处于待用模式。在本实施方案中，输入阀305a-e是电或者电磁操作的阀。在一些示例性实施方案中，在该系统正常运行中，一半的吸收剂筒是工作的吸收剂筒，而另一半筒是待用的，并且当工作的吸收剂筒用尽时，控制器指引输入阀305a-e，以使得废气流过待用筒和不流过用尽的筒。在其他实施方案中，工作的筒和待用的筒的数目可以根据系统的构造、筒的数目和尺寸以及废气量而不同。
在图3A-C所示的实施方案中，每个连接管线304a-e在连接到各自的室303a-e之前分成两个连接管线，来提供通过所述室的更好的流动分配。但是在其他实施方案中，每个连接管线304a-e可以连接到室303a-e，而没有任何的分开，或者在其他实施方案中，每个连接管线304a-e可以分成大于两个的管线，来调整从连接管线向室303a-e的流动分配。
在图3A-3C所示的实施方案中，每个室303中容纳1个筒302，其易于拆除和替换。但是在其他实施方案中，每个室303可以容纳多个彼此串联或者并联的筒。如上所述，每个室可以包括替换传感器，其感应所述筒的拆除和替换，并且提供相应的信号到控制器。如上所述，每个筒302中容纳吸收剂(如碱石灰)，用于吸收废气中的二氧化碳。以此方式，当将废气送过筒时，废气中的二氧化碳与吸收剂反应，并且没有二氧化碳或者具有降低浓度的二氧化碳的废气从该筒输出到输出连接组件306中。
如图3A-C所示，布置室303和其中容纳的筒302以使得废气从筒302底部送到该筒顶部。具体的，本实施方案中的室303包括底部表面和顶部表面，其中输入连接组件304各自的连接管线连接到所述室的底部表面，和输出连接组件306各自的连接管线306a-e连接到所述室的顶部表面。以此方式，将废气从筒底部送到筒顶部，并且吸收剂对于二氧化碳的吸收不受到吸收剂沉降的不利影响。
在图3A-C所示的实施方案中，输出连接组件306包括多个连接管线306a-e，对应于室303a-e。在图3A-C的示例性实施方案中，每个连接管线306a-e包括与各自的室303a-e相连的两个管线，并且连接管线306a-e的这两个管线在连接到输出连接组件306的主管线306f之前，合并成单个连接管线。主管线306f其后与出口316(如车辆的废气管)相连。虽然图3A-C未示出，但是每个连接管线306a-e可以包括相应的输出阀，由控制器独立控制，以使得当废气受控流过一个或多个室303a-3时，相应的输出阀打开，而对应于待用室的输出阀关闭，来防止废气流入待用室。
如图3A-C所示，系统300还包括其中具有旁路阀320的旁路管线318。该旁路管线与输入连接组件304相连，并且直接与输出连接组件306的主管线306f相连。以此方式，旁路管线318在旁路阀320打开时允许废气直接从输入连接组件304送到输出连接组件306和出口316，而不送过一个或多个筒。旁路阀320(其可以是电或者电磁控制的阀)由控制器控制，该控制器在二氧化碳系统300运行过程中保持旁路阀320关闭和在全部的筒耗尽或者如果系统中存在问题或者报警条件时打开旁路阀320。此外，在一些实施方案中，车辆的操作者可以控制该控制器来切换系统300的开闭，以使得在系统开启时旁路阀320打开，除非全部的筒耗尽或者系统中存在警报条件，和使得在系统关闭时旁路阀320关闭。
虽然图3A-C中未示出，但是系统还可以包括一个或多个二氧化碳传感器或者检测器，用于检测或者感应废气中的二氧化碳浓度。具体的，二氧化碳传感器可以提供在输出连接组件(如输出连接组件的主管线306f)中，或者可以提供在输入和输出连接组件304、306二者中。
该控制器(未示出)控制系统300的运行，并且可以作为单独的系统控制器或者作为车载车辆计算机的一部分来提供。如上所述，该控制器控制输入和/或输出连接组件中的阀和旁路阀320的开闭，来控制废气流过一个或多个工作的筒或者流过旁路管线318。如上面参考图1和2所述的，当系统300运行时和废气导过一个或多个工作的筒时，该控制器监控工作的筒的吸收状态。在一些实施方案中，该控制器接收来自二氧化碳传感器的信号，并且基于这些信号，该控制器确定工作的筒的吸收能力是否低于预定水平和/或工作的筒是否耗尽和需要替换。在其他实施方案中，该控制器计算工作的筒的近似吸收能力和基于车辆行驶距离和/或基于车辆所用燃料量来确定工作的筒是否耗尽和应当替换。在其他实施方案中，该控制器使用来自二氧化碳传感器的信号和车辆行驶距离和/或车辆所用燃料量，来确定工作的筒的吸收能力和工作的筒是否需要替换。当该控制器确定工作的筒已耗尽，则该控制器控制对应于该工作的筒的输入阀305a-e关闭，并且打开对应于一个或多个待用筒的一个或多个其他输入阀305a-e和/或输出阀，来将废气重新导入一个或多个待用筒。如果该控制器确定工作的筒已经耗尽和没有其他待用筒，则该控制器控制全部的输入阀305a-e和/或输出阀关闭，并且打开旁路阀320来引导废气流过旁路管线318。当该控制器确定一个或多个筒已经耗尽，该控制器还控制车辆的车载显示器显示通知或警报，指示一个或多个筒需要替换。该控制器还基于接收自所述室中的传感器的信号或者基于使用者向该控制器的输入而确定是否任何的耗尽的筒已经替换。当该控制器确定一个或多个筒已经替换，则该控制器更新车辆的车载显示器不再显示替换筒的通知或警报。
当图3A-C的系统300安装在车辆中时，中间冷却器位于用于消声器和共鸣器的空间中，并且输入连接组件304的大部分或全部的连接管线位于车辆的底盘下面或者底盘下部，并且通过合适的连接器连接到车辆的底盘。其中容纳有筒302的室303位于车体内，优选位于车辆的后备箱或者存储区域中，并且同样通过连接器连接到车辆底盘或者车体。例如，可以将所述室布置在箱体区域内并沿着箱体区域的外壁布置，来限制所述室占据的存储空间的量。同样，所述室可以通过隔板与主存储空间隔开，该隔板与箱体内部匹配并允许容易的接触所述室。在图3A-C的示例性实施方案中，大部分输出连接组件306布置在车辆的后备箱或者存储区域中，和至少一部分的主连接管线306f延伸到箱体外部与出口或者废气管316相连。
应当理解图3A-C所示的系统300是示例性的，并且可以变化和适于个体车辆。例如，室和/或筒的数目和它们的布置可以根据车辆的构造和尺寸而变化。此外，车辆中系统300的筒和/或室、输入和输出连接组件和其他部件的布置可以根据车辆的布置和空间需求而变化。
类似于图3A-3C的系统300的系统原型在车辆中经时测试。该原型包括3个并联的吸收剂筒，并且废气送过全部的吸收剂筒。所述筒中所用的吸收剂是Jorgensen Laboratories，Inc.制造的碱石灰。另外，该系统包括二氧化碳传感器，其感应来自吸收剂筒上游和来自吸收剂筒下游的二氧化碳。
图7显示了在测试过程中所记录的二氧化碳浓度的图，其中X轴代表二氧化碳相对浓度和Y轴代表测试时间。在图7中，CO2%-B代表筒上游的二氧化碳浓度，而CO2%-C代表筒下游的二氧化碳浓度。从图7中可见，废气中二氧化碳的浓度(即CO2%-B)经时快速改变，并且二氧化碳浓度中的这些改变依赖于道路条件、车辆的加速度和负荷以及其他因素。从图7中还可以看到，在将废气送过所述筒之后，其中的二氧化碳浓度(即CO2%-C)明显低于该废气送过所述筒之前的二氧化碳浓度。二氧化碳去除效率平均从约40%到约23%变化，其代表从废气中去除了显著量的二氧化碳。
图4显示了从废气中去除二氧化碳的方法的步骤图。图4的方法特别适用于运输部门来去除不同类型车辆的二氧化碳排放，并且将在下面参考用于车辆的图2和3A-C所示系统来描述。但是，图4的方法可以容易的用于工业部门来控制来自发电设备等的排放。
如图4所示，在该方法的第一步骤S1中，提供可替换吸收剂筒用于车辆的二氧化碳去除系统，该系统可以是图2或图3A-C所示的系统，或者可以是图8-10所示的家用加热系统的系统。第一步骤S1中提供的该可替换吸收剂筒的数目和尺寸优选根据车辆的类型和尺寸或者加热系统的类型和尺寸以及相应的二氧化碳去除系统而不同。例如，用于客车和特别是用于小型客车的筒的尺寸可以小于用于卡车(例如重型卡车)的筒，来使得客车的操作者易于在替换站拆除、提起和替换该筒。相反，与客车中的筒的数目和尺寸相比，卡车和特别是重型卡车或者加热系统中的筒的尺寸可以更大，并且可以使用更多数目的筒，来提供更大的二氧化碳去除能力。该筒可以以适用于不同车辆、加热系统和/或不同领域的多种标准尺寸来提供。该可替换筒可以在替换站提供，所述替换站包括但不限于加油站、卡车站、休息站、购物中心、停车场和/或独立替换站。替换筒还可以通过适当的替换服务(如在线服务等)来提供，这样消费者可以订购替换筒递送到消费者所处地点和/或预订替换筒在预定时间递送到消费者所处地点。除了将筒递送到消费者所处地点之外，替换服务还可以提供筒拆除和/或安装服务，来拆除耗尽的筒和安装新替换筒以替换耗尽的筒。例如，在加热系统的情况中，筒拆除和安装服务可以由燃料供应公司(例如供给家用加热油等的公司)来提供。类似的，筒拆除和/或安装服务可以在替换站提供。
在提供了可替换吸收剂筒之后，在步骤S2中将该筒安装到二氧化碳去除系统中。在该步骤S2中，从系统中拆除耗尽的筒，并且在它们的位置上安装新的吸收剂筒。在图1和2的系统中，将新吸收剂筒安装在所述室的预定区域内，以使得每个室容纳一个或多个新吸收剂筒。在省略了所述室并且筒直接连接到输入和输出连接组件的系统(例如图3A-C所示系统)中，在步骤S2中将新筒安装到该系统的预定区域，并且与输入和输出连接组件相连。耗尽的筒的拆除和替换筒的安装可以由废气产生装置的操作者(例如车辆的操作者)来进行。同样，如上所述，筒的拆除和/或安装可以通过替换站和/或替换服务来提供。
在可替换筒在步骤S2中安装后，在废气产生装置运行过程中，在步骤S3中将废气送过可替换筒的一个或多个。如上参考图1、2和3A-C所示，废气流过一个或多个筒由控制器控制，并且在某些实施方案中，该废气受控穿过一个或多个工作的筒，同时其余的筒处于待用模式。
当废气在步骤S3中送过一个或多个工作的筒时，在步骤S4中监控该工作的筒的状态，来确保该工作的筒正确运行。如上所述，监控由控制器基于至少通过该控制器接收自一个或多个二氧化碳传感器的信号来进行。当该控制器监控工作的筒的状态时，该控制器在步骤S5中确定废气送过的工作的筒的能力是否低于预定水平。步骤S5中的确定是基于接收自二氧化碳传感器的信号来进行的，该传感器感应在废气送过工作的筒之后该废气中的二氧化碳浓度，和在一些实施方案中，还感应在废气送到所述筒之前该废气中的二氧化碳浓度。如果在步骤S5中确定工作的筒的能力不低于预定水平，则操作返回步骤S4，在其中继续监控工作的筒的状态，直到确定工作的筒的能力低于预定水平。
但是，如果在步骤S5中确定工作的筒的能力低于预定水平，则操作继续到步骤S6，在其中确定是否存在任何处于待用模式的筒。步骤S6中的确定是通过系统的控制器来进行的。如上所述，在一个或多个筒用尽或耗尽后，该控制器使那些筒不工作，以使得在耗尽的筒替换前废气不送过它们。该控制器还可以接收来自一个或多个传感器的信号，该信号指示一个或多个耗尽的筒已经替换。基于不工作的筒的数目和/或基于收到或者没有收到指示一个或多个筒替换的信号，该控制器在步骤S6中确定是否存在任何处于待用模式的筒。
如果在步骤S6中确定了系统中存在着处于待用模式的筒，则操作进行到步骤S7，在其中改变废气流，以使得该废气送过一个或多个待用筒。如上面参考图1、2和3A-C所述，该控制器控制废气的流动和在步骤S7中，该控制器控制对应于工作的筒的适当的阀205、207关闭，来阻挡废气流向该工作的筒，和控制对应于一个或多个待用筒的适当的阀205、207打开，来将该废气送过其中。
在废气流在步骤S7中改变到一个或多个待用的筒后，在步骤S8中将警报或通知显示给该废气产生装置的操作者，来通知该操作者一个或多个筒需要替换。警报或者通知还可以建议操作者在步骤S7中将该废气流改变到一个或多个待用筒，有多少筒需要替换和仍有多少筒然待用。如上所述，步骤S8中的警报或通知可以在步骤S7中的废气流改变后经过预定的时间之后再显示或者启动，来使先前工作的筒冷却，以便易于处置和替换耗尽的筒。在车辆二氧化碳去除系统(如图2所示的系统)中，步骤S8中的警报或者通知可以通过车载计算机在车载显示器(例如车辆仪表板)上显示。在加热系统二氧化碳去除系统中，步骤S8的警报或通知可以显示在任何合适的显示器上，该显示器是该加热系统的一部分或者处于该加热系统外面。在步骤S8的警报或通知显示后，操作返回步骤S4，来监控新的工作的筒的状态，同时将废气送过其中。
虽然图4中未示出，但是在步骤S8中警报或通知显示给操作者后，该操作者可以拆除耗尽的筒和用新筒替换它们。耗尽的筒的拆除和替换可以在一个或多个筒用尽或耗尽后和在废气流改变为流过一个或多个待用筒后的任何时间点进行。
如果在步骤S6中，确定不存在待用模式的筒，则操作进行到步骤S9，在其中废气流改变为流过旁路管线，其直接连接到输入和输出连接组件，绕过筒。如上面参考图2和图3A-C所述，该控制器通过关闭从筒导入和导出的阀205、207和打开从旁路管线导入和导出的阀220、222来控制废气流和使得废气流过旁路管线。
在废气在步骤S9中改变到旁路管线后，警报或通知显示给该废气产生装置的使用者或操作者，来在步骤S10中替换全部的筒。如上所述，该控制器控制警报或者通知的启动和/或显示，并且在车辆二氧化碳去除系统(例如图2和3A-C所示的系统)中，该控制器控制在车载显示器(如车辆仪表盘)上的显示给车辆操作者的警报或通知。在家用加热系统二氧化碳去除系统中，该警报或通知可以在任何合适的显示器上显示，该显示器是加热系统的一部分或者处于该加热系统外面。同样如上所述，在一些实施方案中，步骤S10的警报或通知可以在废气流改变到旁路管线后经过预定的时间之后再启动和显示。以此方式，使耗尽的筒冷却，以使得操作者能够处置和替换该筒。
如上所述，在可选择的实施方案中，废气流可以继续穿过工作的筒，而不将它改到旁路管线。在该实施方案中，操作将从步骤S6直接进行到步骤S10，并且通知或警报将显示给操作者，同时废气继续流过工作的筒。
在通知或警报在步骤S10中显示后，废气产生装置的操作者将有机会在步骤S11中从系统中拆除耗尽的筒。在筒安装在室中的实施方案中，耗尽的筒的拆除通过接触或打开该室和取走耗尽的筒而完成。在一些实施方案中，在拆除筒之前，还会需要将该筒与输入和/或输出连接组件断开，特别是在省略了所述室的实施方案中更是如此。在步骤S11中拆除筒后，操作返回到步骤S1，在其中提供替换筒来安装代替所拆除的筒。拆除耗尽的筒的步骤S11、提供可替换筒的步骤S1和安装可替换筒的步骤S2，这些步骤可以在适当的替换站或通过替换服务提供者来进行。
在将耗尽的筒从废气产生装置拆除后，这些筒可以由替换站、替换服务提供者或者外围提供者重新填充或者再生，以使得重新填充或再生的筒可以重新使用。当筒重新填充时，将耗尽的吸收剂和反应产物从该筒去除，并用新的吸收剂填充该筒。当筒再生时，将耗尽的吸收剂从该筒去除，并且通过适当的再生方法来再生。再生方法将根据筒中所用的吸收剂而不同。但是，当碱石灰用作吸收剂时，通过加热耗尽的吸收剂到900-1000℃来释放二氧化碳和将碳酸钙转化回氧化钙而再生该吸收剂。由该再生反应所产生的释放的二氧化碳可以以压缩态存储，并且可以随后用于其他用途。例如，压缩的二氧化碳可以泵入水体(例如藻类湖)中，在这里二氧化碳可以用于光合反应等。没有再生的耗尽的吸收剂也可以用于其他应用，例如建筑、工业和化学应用，如下面更详细讨论的。
本发明进一步考虑了一种商业系统和方法，其用于使用图1-4的二氧化碳去除系统和方法来从废气中去除二氧化碳。图5显示了一种商业系统的实施方案，其用于从废气中去除二氧化碳，并且使用了图1-3C的二氧化碳去除系统。如图5所示，商业系统400中所涉及的实体包括二氧化碳或者废气产生装置402、筒替换站404、筒替换服务提供者406、筒再生提供者408、二氧化碳使用者或者消费者410、耗尽的筒消费者或使用者416、一个或多个排放机构414和碳排放信用额度购买者412。在图5的系统中，二氧化碳或者废气产生装置402包括车辆(例如客车、轻型卡车和重型卡车)、家用加热系统、水加热系统和产生具有作为工业过程(例如燃烧过程)副产物的二氧化碳的废气的工业设备。这些装置402每个都产生具有二氧化碳的废气，并且包括图1-3C的二氧化碳去除系统，用于去除装置402所产生的至少一部分二氧化碳。如上所述，该二氧化碳去除系统利用了吸收剂筒，其是可拆除的和可以用新的或者再生的筒替换的。另外，如上所述，用于二氧化碳去除系统的筒可以基于二氧化碳产生装置402的类型和尺寸，以多种标准尺寸提供。
二氧化碳产生装置402的操作者可以在筒替换站404拆除和替换耗尽的筒或者可以请求包括通过筒替换服务406来拆除和替换耗尽的筒的服务。如上所述，耗尽的筒在筒替换站404和/或筒替换服务406处拆除和收集，并且新筒可以由二氧化碳产生装置402的装置操作者在站404或者服务406处购买。在一些实施方案中，代替拆除和替换该筒，该筒可以在筒替换站404或者由筒替换服务406打开来去除耗尽的吸收剂和用新吸收剂替换该耗尽的吸收剂。在该实施方案中，站404或服务406收集耗尽的吸收剂，和通过重新填充二氧化碳产生装置402中的筒来提供新吸收剂。
如图5所示，筒替换站404和筒替换服务406提供耗尽的筒和/或耗尽的吸收剂给筒再生提供者408，其从该筒中去除耗尽的吸收剂和/或再生该耗尽的吸收剂。在二氧化碳去除系统使用碱石灰吸收剂的实施方案中，筒再生提供者408通过将该耗尽的吸收剂加热到高于825℃，来将与二氧化碳反应所产生的碳酸盐转化回氧化钙和释放所捕集的二氧化碳，由此再生碱石灰吸收剂。该用于再生耗尽的碱石灰吸收剂的再生反应包括如下一个或多个反应：
CaCO3→CaO+CO2   (反应式7)
Na2CO3→Na2O+CO2   (反应式8)
K2CO3→K2O+CO2   (反应式9)
所形成的氧化物然后可以与水合并来形成用于吸收剂的氢氧化物。
在再生过程中，筒再生提供者408捕集在该再生过程中由耗尽的吸收剂所释放的二氧化碳和压缩所捕集的二氧化碳。该压缩的二氧化碳然后可以提供给二氧化碳消费者或者使用者410。二氧化碳消费者或者使用者410包括但不限于在藻类湖中使用二氧化碳等的藻类养殖、灭火器制造商、制冷和加热制造商和维修工业、医院、食品和饮料工业、制药和化学工业、石油工业、建筑工业和农业和生物工业。二氧化碳可以由消费者或者使用者用于制造碳酸饮料和发酵剂，为自行车轮胎充气，制造加压的CO2罐用于救生衣、气枪、漆弹标记等，用于煤矿爆破，以干冰形式用于酿酒加工和用作制冷剂，用于压力工具中的气动系统，用于灭火器和其他防火系统，在焊接过程中提供气氛，作为溶剂用于化学处理，作为成分用于生产化合物(例如尿素、碳酸盐和水杨酸钠)，为植物提供气氛来进行光合作用，用于工业气体激光，用于提高油采收，用于提高煤层甲烷采收，用于泳池和其他水体的pH值控制等。
如图5所示，筒再生提供者408还提供再生筒到筒替换站404和/或筒替换服务406，其又使得该再生的筒可用于二氧化碳产生装置402。
在该系统的一些实施方案中，筒替换站或者服务404、406和/或筒再生提供者408不是再生耗尽的吸收剂来释放二氧化碳，而是通过一个或多个指定的销售者或者经销店416a将来自耗尽的筒的耗尽的吸收剂直接或者间接提供给耗尽的吸收剂消费者或者使用者416。具体的，当氢氧化钙用作吸收剂时，该耗尽的吸收剂包含大部分的碳酸钙和少量的其他金属碳酸盐，并且具有类似于矿物石灰石的组成。该耗尽的吸收剂可以用作多种应用中的原料或者组分。因为如上所述，该吸收剂处于颗粒形式，因此耗尽的吸收剂在包括使用前压碎或研磨石灰石矿物的应用中会非常有用。
因为耗尽的吸收剂处于固体和稳定的形式，因此该耗尽的吸收剂可以容易的存储和用于许多分布的地点，作为产品提供给其消费者和使用者416。此外，因为吸收剂筒的使用目的是广泛的，因此耗尽的吸收剂可以在筒替换站或者服务404、406或者收集耗尽的吸收剂的筒再生提供者408处直接提供给消费者，或者在销售者或经销商地点416a处附近提供给消费者。结果，降低了将耗尽的吸收剂产品提供到使用者或者消费者地点所需的运输量，和因此降低了运输成本和与之相关的排放。例如，石灰石传统上是在采石场获得的，并且需要运输到使用地点。但是在图5的系统中，包含耗尽的吸收剂的石灰石将可以在邻近收集它的地点和邻近其消费者或使用者416的诸多地点获得，以使得消费者或使用者可以选择最接近它使用场合的位置和因此降低了运输要求。运输成本的降低使耗尽的吸收剂的销售者能够以相对于天然采石获得的矿物石灰石更具有竞争力的价格提供耗尽的吸收剂。
耗尽的吸收剂的消费者或使用者416可以将该耗尽的吸收剂用于多种应用，包括但不限于：生产生石灰(氧化钙)或者熟石灰(氢氧化钙)；生产波特兰水泥，其中耗尽的吸收剂与页岩、砂子和其他组分混合，并且在窑炉中加热；在鼓风炉中从铁矿石中除铁；作为熔炼和精炼材料方法中的焊剂，其中耗尽的吸收剂与杂质组合形成炉渣；作为烟气体脱硫中的试剂，其中耗尽的吸收剂与二氧化硫反应来从烟气中除硫；用于玻璃制造；作为酸中和剂，特别是用于处理酸性土壤；作为纸张、油漆、橡胶和塑料中的填料；作为污水处理系统中的滤石；生产屋顶材料、涂覆浸渍有沥青的屋顶板和其他屋顶材料；净化后作为家畜特别是乳牛和家禽的钙源；作为铺路和混凝土中的集料；在研磨成细粉后作为采矿安全灰尘，来喷涂到煤矿中曝露的煤炭表面以改进采矿安全性；和许多其他应用。另外，该耗尽的吸收剂可以用于通常的建筑中，典型的在需要砂子或类似材料的应用和材料中。例如，耗尽的吸收剂可以用于与水泥合并，和代替砂子，用于制造砖或者类似的建筑结构和材料，或者也可以用于制造石膏板型材料和结构。所形成的建筑结构和材料比常规的砖和石膏板材料更坚固和重量更轻。另外，用该耗尽的吸收剂制造的建筑结构和材料是防火的，并且能够经受高热条件。
为了提供另外的激励以从废气中去除二氧化碳，某些机构414(例如排放机构)提供碳排放信用额度给有资格作为碳补偿者的实体。筒替换服务406或筒替换站404(其收集具有捕集的二氧化碳的耗尽的筒和提供替换筒用于二氧化碳产生装置)接收来自排放机构414的碳排放信用额度，用于由耗尽的筒所收集的二氧化碳。筒替换站404和服务406所接收的碳排放信用额度然后可以在市场上销售给其他实体412，即碳排放信用额度购买者。以此方式，用于由耗尽的筒所收集的二氧化碳的获得和销售碳排放信用额度的能力为筒替换站404和服务406提供了激励，来提供耗尽的筒拆除和/或筒替换服务给二氧化碳产生装置的操作者。
此外，为了提供另外的激励给二氧化碳产生装置的操作者，来从装置402中定期拆除耗尽的筒和用新筒替换它们，筒替换站404和/或服务406提供折扣给二氧化碳产生装置的操作者，用于多种产品和服务。例如，筒替换站404和/或服务406可以提供折扣给汽油或者燃料的装置操作者，或者替换筒上的折扣，目的是激励耗尽的筒尽快拆除和替换。
图6显示了另一商业系统的实施方案，用于从废气中去除二氧化碳，并使用图1-3C的二氧化碳去除系统。如图6所示，商业系统500所涉及的实体包括二氧化碳或者废气产生装置502、筒替换站504、筒替换服务提供者506、筒再生提供者508、二氧化碳使用者或者消费者510、耗尽的吸收剂使用者或者消费者516，一个或多个排放机构514和碳排放信用额度购买者512。图6的商业系统500中的大部分实体以与图5的商业系统400的实体相同的方式运行。即，在图6的系统500中，CO2/废气产生装置502包括图1-3C的系统，并且使用替换筒和/或允许替换吸收剂的筒。如图6所示，装置502的操作者利用筒替换服务506或者筒替换站504，用于去除和替换筒或者吸收剂，其中筒替换站504和筒替换服务506收集耗尽的筒和使得替换筒或者吸收剂能够用于装置502的操作者。筒替换站和服务504、506可以将所收集的耗尽的筒送到筒再生提供者508或者可以原位再生该筒，并且将在再生过程中释放的任何二氧化碳压缩和提供给CO2消费者或使用者510。同样，筒替换站和服务504、506和筒再生提供者508可以不再生吸收剂，而是直接或者通过指定的销售者或者经销商516a将来自耗尽的筒的耗尽的吸收剂提供给耗尽的吸收剂使用者或者消费者516。该耗尽的吸收剂使用者或消费者516可以将该耗尽的吸收剂用于此上所述的多种应用。
在图6的系统500中，CO2/废气产生装置502的所有者和/或操作者接收来自一个或多个排放机构514的碳排放信用额度，并且可以将它们卖给碳排放信用额度购买者512。具体的，在该实施方案中，CO2/废气产生装置的所有者通常是：发电设备所有者，需要一定加热量的建筑所有者，或者多个车辆的所有者(例如拥有多个车辆和将那些车辆用于它的商业运行的公司)。CO2/废气产生装置的所有者可以包括大客车公司、卡车公司、出租车公司、运输公司和其他的车辆的社团所有者、大规模建筑和财产所有者或者发电设备或工业设备所有者/操作者。这些所有者极大地获益于碳排放信用额度项目，因为该项目按照二氧化碳减少排放的比例来提供碳排放信用额度给这些所有者，并且这样的碳排放信用额度可以销售给其他公司。另外，这些所有者将被公众和它们的消费者认为是经济友好的或者环境友好的，这促进了公司的商誉。以此方式，使用图1-3C的二氧化碳去除系统激励了CO2/废气产生装置的所有者在他们的装置中安装和正确使用二氧化碳去除系统。
应当理解，图5和6的商业系统400、500和它们的运行可以变化，来为CO2/废气产生装置和系统中所涉及的其他实体的所有者和操作者提供最大的激励。此外，图5和6的商业系统可以组合，以便在一些情况中，CO2产生装置的所有者/操作者可以接收碳排放信用额度，例如在该所有者/操作者是公司或更大的实体的情况下，而在其他情况中，筒替换站和/或服务接收碳排放信用额度，例如在该所有者/操作者是个人的情况下，例如个人车辆操作者。在其他实施方案中，代替该商业系统中的其他实体或者除此之外，CO2的消费者或使用者或者耗尽的筒的消费者或使用者可以接收碳排放信用额度。
虽然上述系统和方法被描述为具有用于从废气中去除二氧化碳的固体吸收剂，但是应当理解能够从废气中去除至少部分二氧化碳的任何合适的成分均可以用于筒中，来代替上述固体吸收剂使用或者除此之外另外使用。这种成分可以处于流体形式，包括固体、液体、气体或其混合物，并且可以通过吸收、吸附或任何其他合适的手段来从废气中去除二氧化碳。这种成分的例子包括但不限于碱金属氢氧化物的溶液或者胺的水溶液，其能够从废气中去除至少一些二氧化碳。
如上所述，图1的二氧化碳去除系统可以适用于其他用途，包括工业用途或者家用用途。图8和9显示了适用于家用用途的图1的二氧化碳去除系统的示例性实施方案，其具有家用加热器或者类似的二氧化碳产生装置或者组件。如图8所示，二氧化碳去除系统800包括：一个或多个吸收筒或者容器802，其中容纳有用于吸收二氧化碳的吸收剂材料；输入组件804，其将来自二氧化碳产生装置850的废气输出与系统800的筒802相连；和输出连接组件806，其将筒802与外部相连，用于输出经处理的废气。在图8所示的实施方案中，二氧化碳产生装置850是家用加热器，例如油加热装置、燃气炉、油和/或燃气热水器或者水加热系统。但是，应当理解，图8的系统800可以与产生和输出具有二氧化碳的废气的其他装置一起使用。如上面参考图1所述，筒802中的吸收剂可以包含一种或多种碱金属氢氧化物和/或碱土金属氢氧化物，包括但不限于氢氧化钙、氢氧化钠和氢氧化钾。在本示例性实施方案中，吸收剂包含石灰和特别是碱石灰。同样如上所述，该吸收剂材料是固体形式，优选是颗粒形式，并且选择颗粒的尺寸来提供足够快的二氧化碳吸收速率，而不导致废气背压的显著增加。
如图8所示，筒或者容器802位于外壳803中，和能够从外壳803拆除来用新的类似的筒替换，或者从外壳接触来允许将耗尽的吸收剂材料从一个或多个筒去除和将新吸收剂材料加入到该一个或多个筒中。在其他实施方案中，筒802可以位于多个室等中，和可以从该室中拆除或者接触。在图8的示例性实施方案中，筒802并联位于外壳中，以使得从输入组件804供给的废气同时提供到全部的筒802。但是，应当理解，外壳容纳的筒的总数和可以同时并联使用的筒的数目可以是变化的。例如，阀或者类似的流动控制装置可以用于外壳内，来选择性控制燃料流过一个或多个筒。
如图8所示，外壳803包括入口区域803a，其接收来自输入组件804的废气，和出口区域803b，其在废气离开筒802后接收经处理的废气。在所示的实施方案中，外壳803在出口区域803b中包括挡板或者类似装置803c，用于在废气离开筒802后引导经处理的废气的流动。在该示例性实施方案中，挡板从最接近于第一筒802a(其最接近于将废气供给到外壳803的输入组件804)延伸，并且朝着最接近于第四筒802d(其距离输入组件804最远)的相反方向。以此方式，离开筒802a-d的经处理的废气被引导绕过挡板803c流动，来到达输出连接组件806，和由此控制通过输入组件804的废气输入的流动分配，来均匀或者基本均匀的在筒802a-d之间分配。在其他实施方案中，出口区域803b中挡板的构造可以变化，来实现所需的流动分配。在其他实施方案中，不在出口区域803b中提供挡板，并且替代地，例如通过在外壳的入口区域803a中提供流动控制装置或者挡板，可以独立控制进入单个筒802a-d的废气流。
虽然图8的示例性实施方案包括4个彼此并联放置的筒802a-d，但是应当理解，筒的数目和布置可以变化。例如，筒可以成组布置，以使得每个筒组包括两个或更多个串联放置的筒，并且该组相对于其他组并联放置。在其他实施方案中，筒可以串联布置。此外，可以使用多个外壳容纳筒，以使得一些筒容纳在一个外壳中，而其他筒容纳在一个或多个其他外壳中。例如，在一些实施方案中，可以使用具有图8所示的筒布置的多个外壳，以使来自二氧化碳产生装置的废气流在不同的外壳之间切换。在该实施方案中，外壳803的数目和每个外壳803中容纳的筒的数目将取决于二氧化碳产生装置的尺寸和要求。
如图8所示，从二氧化碳产生装置850到外壳803的废气通过输入连接组件804供给，该输入连接组件包括一个或多个连接管线。另外，来自外壳803的经处理的废气输出通过输出连接组件806供给到出口(例如烟囱814、废气孔等)。在图8中，系统800包括在输入连接组件804和输出连接组件806之间的旁路连接808，其允许将来自二氧化碳产生装置的全部或者部分废气从输入组件804送到输出组件806，而不通过外壳803。旁路连接的运行和/或送过旁路连接808的废气的量通过阀810a或类似的流动控制装置来控制。另外，第二阀810b或者类似的流动控制装置提供在输入组件804中，来控制废气流向输入组件804和流向筒，并且使用第三阀810c或者类似流动控制装置来控制废气穿过输出组件806的流动。当废气送过旁路连接808时，阀810a打开，来将废气导过旁路连接808，同时第二和第三阀810b、810c关闭，来防止废气进入输入和输出连接组件804、806。在一些实施方案中，可以控制废气的流动，来将部分废气送过旁路连接808，同时将其余部分的废气送到筒。在该实施方案中，控制阀810a-c的打开量，来控制送过旁路连接和筒的废气部分的相对量。
同样如图8所示，系统800包括控制器812，用于控制系统的运行，包括阀810a-c和系统中的任何其他流动控制装置的开闭。如图1所示的系统100中，控制器812基于所测量或者预期的工作的筒的吸收能力来控制废气流向外壳803和流过一个或多个筒802。在一些实施方案中，可以在输入组件804中提供一个或多个检测器(未示出)，用于在将废气送过一个或多个筒802之前检测废气中的二氧化碳浓度，和/或可以在输出组件806中提供，用于在将废气送过一个或多个筒802之后检测经处理的废气中二氧化碳的浓度。在该实施方案中，控制器812接收来自一个或多个检测器的信号，并且使用这些信号来确定工作的筒中的吸收剂是否已经耗尽和需要替换。在其他实施方案中，控制器812监控二氧化碳产生装置所用的燃料量和/或二氧化碳产生装置输出的废气量，并且基于燃料用量和/或废气输出量，确定工作的筒中的吸收剂何时需要替换。
当控制器812确定工作的筒中的吸收剂需要替换时，该控制器输出警报信号给二氧化碳产生装置的使用者或者操作者，指示需要该替换。在一些实施方案中，控制器812还通过控制系统的适当的流动控制装置(未示出)的开闭，来控制废气流向筒，从而将废气重新导向其他未耗尽的筒或者具有未耗尽的筒的其他外壳。可选择的，控制器812控制来自二氧化碳产生装置850的废气流向旁路连接808，来绕过筒。具体的，当控制器812确定系统800中的全部筒802中的吸收剂已经用尽和需要替换，则控制器812控制阀810a打开和阀810b、810c关闭。
图9显示了适于家用用途的图1的二氧化碳去除系统的另一构造，其具有家用加热器或者类似的二氧化碳产生装置或者组件。如图9所示，图9的系统900包括：一个或多个吸收筒或者容器902，其中容纳有用于吸收二氧化碳的吸收剂材料；输入组件904，其将来自二氧化碳产生装置950的废气输出与系统900的筒902相连；和输出连接组件906，其将筒902与外部相连，用于输出经处理的废气。在图9所示的实施方案中，二氧化碳产生装置950是家用加热器(例如油加热装置、燃气炉、油和/或燃气热水器或者水加热系统。但是应当理解，图9的系统900可以与产生和输出具有二氧化碳的废气的其他装置一起使用。筒902中所用的吸收剂与图1和图8的系统中所用的吸收剂相同或者类似。
在图9所示的实施方案中，筒902串联位于外壳903内，并且可以从外壳903拆除来用新的类似的筒替换，或者可以从外壳接触，来允许去除和替换耗尽的吸收剂材料。虽然图9的实施方案示意性显示了串联放置的两个筒，但是应当理解，筒902的数目可以变化，并且该筒可以容纳在相同的外壳903或不同的外壳中。此外，即使图9的实施方案显示了一组串联放置的筒902，但是筒902的组的数目可以变化，以使得例如多个筒组(每个容纳在单独的外壳内)可以相对于其他筒组并联放置，并且废气的流动可以在不同组的筒之间根据需要切换。
如图9所示，废气通过输入连接组件904从二氧化碳产生装置950供给到外壳903，该输入连接组件包括一个或多个连接管线，并且来自外壳903的经处理的废气输出通过输出连接组件906供给到出口(例如烟囱914、废气孔等)。在图9中，系统900还包括在输入连接组件904和输出连接组件906之间的旁路连接908，其允许来自二氧化碳产生装置的全部或部分废气绕过筒902，并且直接从输入组件904提供至输出组件906。废气流向筒902和/或流过旁路连接908通过阀910a-c来控制，其中第一阀910a位于旁路连接908中，第二阀910b位于输入组件904中和第三阀910c位于输出组件906中。在一些实施方案中，控制废气流流过一个或多个筒902或者流过旁路连接908，而在其他实施方案中，控制废气流以使部分废气导过筒902，而另一部分废气导过旁路连接908。在该其他实施方案中，控制阀910a-c的打开量，来控制送过筒和在绕过筒的废气的相对量。
通过控制器912来控制阀910a-c的开闭，该控制器还控制系统900中的其他流动控制装置(未示出)和监控筒902的吸收剂能力。如在上面所述的其他实施方案中，控制器912基于工作的筒所测量的或者预期的吸收能力来控制废气流向外壳903和流过一个或多个筒902。在一些实施方案中，可以在输入组件904中提供一个或多个检测器(未示出)，来在将废气送过一个或多个筒902之前检测其中的二氧化碳浓度，和/或在输出组件906中提供，来在将废气送过一个或多个筒902之后检测经处理的废气中的二氧化碳浓度。在该实施方案中，控制器912接收来自一个或多个检测器的信号和使用这些信号来确定工作的筒中的吸收剂是否已经耗尽和需要替换。在其他实施方案中，控制器912监控二氧化碳产生装置所使用的燃料量和/或二氧化碳产生装置输出的废气量，并且基于燃料用量和/或废气输出量，确定工作的筒中的吸收剂何时需要替换。
如图9所示，如果控制器912确定工作的筒中的吸收剂需要替换，则控制器输出警报信号给使用者，和在一些实施方案中，还通过控制系统中适当的流动控制装置(未示出)控制废气向筒的流动，来将废气流重新导入其他未耗尽的筒或者具有未耗尽的筒的其他外壳中。在一些实施方案中，控制器912控制来自二氧化碳产生装置950的废气流向旁路连接908，来绕过筒，特别是当控制器912确定系统900中全部的筒902中的吸收剂已经用尽和需要替换时更是如此。
图10显示了适于工业或者家用的图8的二氧化碳去除系统的一种改进的实施方案。如图10所示，二氧化碳系统1000具有与图8的系统800相同或者类似的结构，并且包括用于加热水和/或其他流体的加热组件1060。如图10所示，系统1000包括：一个或多个吸收筒或者容器1002，其中容纳有用于吸收二氧化碳的固体吸收剂材料；输入组件1004，其将来自二氧化碳产生装置1050的废气输出与筒1002相连；和输出组件1006，其将筒与用于输出经处理的废气的废气孔相连。如图10所示，图10的二氧化碳产生装置1050是加热器，例如家用油或者燃气加热器或炉、油或燃气热水器或者水加热系统。应当理解，产生具有二氧化碳的废气的其他装置可以用作图10的装置1050。同样如图8所示，吸收剂可以包含一种或多种碱金属氢氧化物和/或碱土金属氢氧化物，例如氢氧化钙、氢氧化钠和氢氧化钾。例如，石灰或者碱石灰是合适的颗粒形式吸收剂。
在该实施方案中，筒1002、输入组件1004、输出组件1006和二氧化碳装置1050的布置与图8中的这些部件的布置相同或者基本类似。因此省略了对其的详细说明。
如图10所示，加热组件1060包括第一热交换器1062、第二热交换器1064和用于将水或者其他液体送过该第一和第二热交换器的连接管线1066。如图10所示，第一热交换器位于输入组件1004中，并且接收来自加热器1050的废气输出。第一热交换器1062也以与加热器废气处于热交换关系来接收水和传送水，来使用来自加热器废气的热来加热水。在此方式中，加热器废气在被送到容纳吸收剂筒1002的外壳1003之前冷却，这改进了吸收剂与废气中的二氧化碳之间的吸收反应的速度。加热组件1060还包括位于系统1000的输出组件1006中的第二热交换器1064。第二热交换器1064接收经由连接管线1066由第一热交换器1062加热的水和来自外壳1003的经处理的废气输出，并且以热交换关系传送该水和该经处理的废气，来进一步加热该水和冷却该经处理的废气。如上所述，废气中的二氧化碳与吸收剂1002之间的反应是放热的，和因此来自外壳的经处理的废气输出的温度高于进入外壳的废气输入。结果，水在第二热交换器中通过经处理的废气中的热而被进一步加热。
如图10所示，加热组件1060进一步包括流动控制装置1068(例如一个或多个阀)，用于控制水向第一和第二热交换器1062的流动和/或流速。流动控制装置1068的开闭受控制器1012的控制，该控制器还控制输入和输出组件1004、1006和旁路管线1008中的流动控制装置或者阀1010a-c。以此方式，控制器1012控制废气流向吸收剂1002和/或流过旁路管线1008，并且还控制水流过加热组件1060。
虽然图10中未示出，但是输出组件1006还可以在第二热交换器下游或上游包括风扇或类似装置。该风扇等提高经处理的废气的速度，来将经处理的废气泵送出系统和促进废气移动通过系统和因此通过吸收剂筒。风扇等的运行可以调整，和可以通过控制器1012来控制，以使得废气以预定速度或者保持在预定速度范围内流过吸收剂筒。
来自加热组件1060的经加热的水输出可以用于加热器或其他装置中。例如，在一些示例性实施方案中，加热器1050是热水器或水加热系统，并且供给到加热器1050的全部或者部分水首先使用加热组件1060预热，并且其后，将来自加热组件1060的经加热的水输出供给到加热器1050来进一步加热。在该实施方案中，通过在加热组件1060中预热所述水，降低了加热器1050的燃料需求，和提高了系统1000的整体效率。例如，供给到加热组件1060的温度为约50-60°F的水可以通过加热组件预热到约80-90°F的温度，因此降低了热水器的燃料需求。
在其他实施方案中，来自加热组件1060的经加热的水输出从加热器(例如热水器或水加热系统)供给到不同的装置。例如，在一些实施方案中，该加热器是家用加热器(例如加热炉)，并且经加热的水从加热组件1060供给到家用热水器或者水加热系统，来提高热水器或者水加热系统的效率和它的燃料需求。虽然图10中未示出，但是在该实施方案中，还可以通过将热水器/水加热系统废气送到输入组件1004，来将热水器/水加热系统废气与加热器废气在输入组件1004中合并，从而将来自热水器或者水加热系统的废气输出与来自加热器1050的废气输出在相同的二氧化碳去除系统1000中一起处理。以此方式，加热器废气和热水器/水加热系统废气二者都提供了加热水所需的热，并且都通过与吸收剂筒1002中的吸收剂反应而经处理来去除其中的二氧化碳。
应当理解，加热器1050和加热组件1060的布置可以变化，和本发明不限于提供经加热的水到加热器1050或者到不同的热水器或水加热系统。具体的，经加热的水可以供给到加热水或流体或者接收和/或使用经加热的水或流体的任何装置。
图11A-11E显示了适于与具体类型的热水器系统一起使用的二氧化碳去除系统的其他布置。在图11A-11E中，该二氧化碳去除系统的许多部件与图10中所示的系统的那些相同或者类似，和因此类似的附图标记被用于那些部件。图11A-11E中所示的热水器系统可以用多种燃料运行，包括但不限于油、气等。
图11A和11B显示了适于与油或气储水式热水器1150(其包括在关闭和打开循环冷却之间的自动开关1168)一起使用的二氧化碳去除系统1100的布置。图11B的系统1100与储水式热水器1150一起使用，该储水式热水器还包括热水再循环回路，用于将热水循环到系统外部(例如穿过建筑物中的管道)，来提供所需的热水。如图10的系统，图11A和11B的系统包括：一个或多个吸收筒，或者其中容纳有用于吸收二氧化碳的固体吸收剂材料的容器1102；输入组件1104，其将来自储水式热水器1150的废气输出与筒1102相连；和输出组件1106，其将筒与废气孔或者烟囱1114相连，用于输出经处理的废气。筒1102、输入组件1104、输出组件和热水器的布置基本类似于图10中所示的布置，因此将省略对其的详细说明。在图11A和11B中，在输出组件1106中提供风扇1106A，用于在经处理的废气经由输出组件1106中的流动控制阀1110c输出到废气孔或者烟囱1114之前对其进行冷却。如所示的，提供旁路管线1108，用于将废气通过流动控制阀1110a直接输出到废气孔1114，并且输入组件1104包括流动控制阀1110b。流动控制阀1110a和1110b控制送到筒1102和/或送过旁路管线1108的废气量，并且流动控制阀1110a-1110c的开闭通过控制器1112控制。
如图11A和11B所示，热水器1150包括水箱，其存储了用于由热水器1150加热的水。如图10，图11A和11B的布置包括：加热组件1160，其用于加热热水器1150所存储的水；第一热交换器1162，其提供在输入组件1104中并接收来自热水器1150的废气输出；和第二热交换器1164，其提供在输出组件1106中并接收来自筒1102的经处理的废气输出。来自热水器1150的水通过流动控制装置1168和经由连接管线1166提供到第一热交换器1162，在这里使用来自热水器1150的废气将它加热，其后将经加热的水送到第二热交换器1164，在这里使用来自筒1102的经处理的废气输出将它进一步加热。如图11A和11B所示，在第二热交换器1164中经进一步加热的水其后返回到热水器，并且如图11A所示，可以在第二热交换器1164下游提供泵，来将经进一步加热的水泵送到热水器1150。
在图11A和11B中，流动控制装置1168是自动阀或者自动开关，其控制水从水箱流向第一热交换器1162。流动控制装置1168的开闭由控制器1112控制。另外，流动控制装置1168连接到外部冷水供给源上，以便能够从外部源供给冷水到第一热交换器1162。以此方式，当热水的需求较大时，来自外部供给源的冷水可以通过流动控制装置1168提供至第一热交换器1162进行加热，来提供开放的循环系统和实现更高的系统效率。另外，当对热水的高需求终止时，可以控制流动控制装置1168，以使得仅有来自热水器1150的水供给到第一热水器1162，由此恢复为封闭的循环系统。
图11B的布置还包括热水再循环回路1170，用于将热水循环到热水器1150的外部，例如通过建筑物中的管道循环热水。如所示的，热水再循环回路1170包括再循环输入管线1172，使用再循环泵1174将热水通过该再循环输入管线从热水器泵送，其后供给到热水器的外部。热水再循环回路1170还包括返回管线1176，再循环的水通过该返回管线从热水器外部返回到加热组件1160的输入组件1104。在所示的实施方案中，返回管线1176连接到流动控制阀1168下游和第一热交换器1162上游的输入组件上，以使得返回的再循环水在返回热水器之前在第一热交换器中加热，其后在第二热交换器1164中加热。如上所述，热水再循环回路1170能够根据需求立即将热水提供到热水器外部区域，因此降低了由于等待热水供应而产生的水损失。
图11C显示了另一种布置，在其中二氧化碳去除系统1100与储水冷凝式热水器1150一起使用。在图11C的布置中，第一热交换器已经装入热水器1150中，并且将气体冷却到冷凝点或以下。所以在图11C中，取消了第一热交换器，并且来自热水器1150的废气经由输入组件1104直接提供给筒1102。在经过筒1102中的吸收剂之后，将经处理的废气送到风扇冷却的热交换器1164a，其冷却经处理的废气。如图11A和11B，在热交换器1164a的下游提供风扇1106A，用于在将经处理的废气输出到废气孔1114之前进一步冷却经处理的废气。图11C的其他部件基本上类似于图11A和11B的排列中的那些，因此不再赘述。
图11D和11E显示了二氧化碳去除系统1100是与即热式或无水箱式热水器和与即热的或无水箱冷凝式热水器一起使用的。图11D的布置基本类似于图11A的布置，只是供给到加热组件1160的水是由外部水供给源来提供，用于由第一和第二热交换器1162和1164加热，因为图11D中的热水器1150不存储水，而代之以即时提供热水。图11D的其他部件基本类似于图11中的那些，因此对其不再赘述。此外，在图11E中，供给到加热组件1160的水也是由外部冷水供给源提供的，并且取消了第一热交换器，以使得来自外部供给源的冷水直接供给到第二热交换器1164。图11E的其余部件基本上类似于图11A的那些，因此对其不再赘述。
如上所述和如图11A-11E所示，阀1110a-c、1168和其他部件通过控制器1112控制。控制器1112以基本类似于图10的控制器1012和如上所述的方式运行。
图8-11E所示的二氧化碳去除系统还可以用作图5和6所示的商业系统的一部分。具体的，在该二氧化碳去除系统的家用用途中，利用筒替换服务406、506来去除耗尽的吸收剂筒或者耗尽吸收剂和用新筒或新吸收剂替换耗尽的筒或者耗尽吸收剂。在一些实施方案中，筒替换服务406、506可以作为燃料供给服务的一部分来提供，其中用于家用二氧化碳产生装置的燃料供给者(例如家用燃油供给者)也去除耗尽的筒/吸收剂和用新筒/新吸收剂替换它们。然后，燃料供给者406、506可以接收来自排放机构414、514的碳排放信用额度，其对应于由该燃料供给者所收集的耗尽的吸收剂的量或者对应于由吸收剂所去除的二氧化碳的量。燃料供给者406、506还可以将其碳排放信用额度卖给市场中的碳排放信用额度购买者412、512，并且将所收集的耗尽的吸收剂卖给耗尽的吸收剂的消费者或者使用者416，516和/或卖给中间销售者或者经销商416a、516a。此外，燃料供给者406、506可以提供耗尽的筒或者耗尽的吸收剂给筒再生提供者408、508，其再生该筒，将再生的筒返回燃料供给者406、506和/或提供压缩的二氧化碳给二氧化碳消费者或者使用者410、510。在其他实施方案中，筒替换服务可以由不同于燃料供给者的实体提供和/或消费者可以在一个或多个筒替换站404、504获得替换筒或吸收剂和处置耗尽的筒或耗尽吸收剂。
在所有情况中，应当理解上述布置仅仅是代表本发明应用的许多可能的具体实施方案的示例。根据本发明的原理可以容易的设计诸多和不同的其他布置，而不脱离本发明的主旨和范围。

Claims (71)

1.一种用于废气产生装置的废气处理组件，该废气处理组件包括：
一个或多个筒，每个筒均包括外壳和容纳在该外壳中的成分，所述成分能够从废气产生装置的废气中至少部分去除二氧化碳，所述成分为一种或多种固体吸收剂和任何其他成分；
其中所述筒为如下之一：(1)能够从该废气处理组件拆除并能够用其他类似的筒替换，和(2)能够用新成分重新填充。
2.根据权利要求1的废气处理组件，其进一步包括：
输入连接组件，其用于将废气产生装置所产生的废气与该一个或多个筒选择性连接；和
控制组件，其用于控制废气产生装置所产生的废气通过输入连接组件向该一个或多个筒的流动。
3.根据权利要求2的废气处理组件，其中在废气产生装置所产生的废气传送过至少一个筒时，控制组件基于如下一种或多种来监控该至少一个筒的二氧化碳去除能力：来自该至少一个筒的经处理的废气输出中的二氧化碳浓度，和废气产生装置所消耗的燃料。
4.根据权利要求3的废气处理组件，其进一步包括一个或多个二氧化碳传感器，其用于感应来自该至少一个筒的经处理的废气输出中的二氧化碳。
5.根据权利要求2的废气处理组件，其中：
该组件包括多个筒，所述多个筒包括使用输入连接组件与废气产生装置所产生的废气连接的至少第一筒和第二筒，以使得废气传送过第一筒和第二筒之一；
控制组件监控第一筒和第二筒至少一个的二氧化碳去除能力；和
控制组件控制废气通过输入连接组件的流动，以使得：
(1)废气传送过第一筒，同时第二筒处于待用，并且控制组件监控第一筒的二氧化碳去除能力，和
(2)如果控制组件确定第一筒的二氧化碳去除能力小于预定值，则控制组件控制废气通过输入连接组件的流动，以使得没有废气传送过第一筒和将废气传送过第二筒，并且控制组件监控第二筒的二氧化碳去除能力。
6.根据权利要求2的废气处理组件，其中：
输入连接组件包括多个流动控制构件，所述流动控制构件对应于该一个或多个筒，用于控制废气向该一个或多个筒的流动；和
控制组件控制该多个流动控制构件的开闭，以选择性控制废气向该一个或多个筒的流动。
7.根据权利要求6的废气处理组件，其进一步包括输出连接组件，其用于将该一个或多个筒与外部相连并且将经处理的废气从该一个或多个筒输出到外部。
8.根据权利要求2的废气处理组件，其中该一个或多个筒位于一个或多个室中，和输入连接组件将废气产生装置所产生的废气与该一个或多个室选择性连接。
9.根据权利要求8的废气处理组件，其中：
该组件包括多个室，所述多个室包括至少第一室和第二室；
每个室均容纳两个或更多个串联连接的筒；
输入连接组件将废气产生装置所产生的废气与多个室选择性连接，以使得废气传送过第一室和第二室之一；和
控制组件控制废气流，以使得：
(1)废气传送到第一室，同时第二室处于待用，并且控制组件监控第一室中的筒的二氧化碳去除能力，和
(2)如果控制组件确定第一室中的筒的二氧化碳去除能力小于预定值，则控制组件控制废气流，以使得没有废气传送到第一室和将废气传送到第二室。
10.根据权利要求1的废气处理组件，其中所述成分包含固体吸收剂，所述固体吸收剂包括碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、石灰和碱石灰的一种或多种。
11.根据权利要求3的废气处理组件，其中如果控制组件确定废气所送过的该一个或多个筒的二氧化碳去除能力小于预定值，则控制组件执行如下至少一种：显示警报给废气产生装置的操作者，和控制来停止废气流通过该一个或多个筒并将废气流传送过另外的一个或多个筒。
12.根据权利要求11的废气处理组件，其中：
输入连接组件进一步包括旁路连接管线，其用于将废气产生装置的废气输出与外部连通，而不将废气传送过任何的筒；和
如果控制组件确定废气所送过的该一个或多个筒的二氧化碳去除能力小于预定值，则控制组件执行如下至少一种：显示警报给废气产生装置的操作者，控制来停止废气流通过该一个或多个筒并将废气流传送过另外的一个或多个筒，以及控制来停止废气流通过该一个或多个筒并将废气流传送向旁路连接管线。
13.根据权利要求2的废气处理组件，其中输入连接组件适于将废气流均匀分配到两个或更多个筒，和输入连接组件包括如下一种或多种：(1)多个连接管线，其配置用于向两个或更多个筒的均匀流动分配，(2)一个或多个连接管线中的一个或多个挡板，其用于控制流动分配，和(3)一个或多个连接管线中的一个或多个缩颈，其用于控制流动分配。
14.一种车辆废气处理组件，其包括：
中间冷却器，其适于接收车辆所产生的废气并冷却该废气，同时降低车辆的发动机噪音；和
一个或多个筒，所述一个或多个筒包括能够从车辆废气中至少部分去除二氧化碳的成分，所述成分为一种或多种固体吸收剂和任何其他成分，并且该一个或多个筒适于选择性接收来自中间冷却器的冷却的废气和输出经处理的废气。
15.根据权利要求14的车辆废气处理组件，其进一步包括：
输入连接组件，其用于将来自中间冷却器的冷却的废气选择性连接到该一个或多个筒上；和
控制组件，其用于控制冷却的废气通过输入连接组件的流动和用于监控废气所送过的该一个或多个筒的状态。
16.根据权利要求15的车辆废气处理组件，其中在废气传送过至少一个筒时，控制组件基于如下一种或多种来监控该至少一个筒的二氧化碳去除能力：来自该至少一个筒的经处理的废气输出中的二氧化碳浓度、车辆行进的距离和车辆消耗的燃料。
17.根据权利要求16的车辆废气处理组件，其进一步包括一个或多个二氧化碳传感器，其用于感应来自该至少一个筒的经处理的废气输出中的二氧化碳。
18.根据权利要求15的车辆废气处理组件，其中：
该组件包括多个筒，所述多个筒包括使用输入连接组件与废气连接的至少第一筒和第二筒，以使得废气传送过第一筒和第二筒之一；
控制组件监控第一筒和第二筒至少一个的二氧化碳去除能力；和
控制组件控制废气通过输入连接组件的流动，以使得：
(1)废气传送过第一筒，同时第二筒处于待用，并且控制组件监控第一筒的二氧化碳去除能力，和
(2)如果控制组件确定第一筒的二氧化碳去除能力小于预定值，则控制组件控制废气通过输入连接组件的流动，以使得没有废气传送过第一筒和将废气传送过第二筒，并且控制组件监控第二筒的二氧化碳去除能力。
19.根据权利要求15的车辆废气处理组件，其中：
输入连接组件包括多个流动控制构件，所述流动控制构件对应于该一个或多个筒，用于控制废气向该多个筒的流动，并且包括用于控制废气向第一筒的流动的至少第一流动控制构件，和用于控制废气向第二筒的流动的第二流动控制构件；和
控制组件控制该多个流动控制构件的开闭，以选择性控制废气向该多个筒的流动。
20.根据权利要求15的车辆废气处理组件，其中该一个或多个筒位于一个或多个室中，和输入连接组件将来自中间冷却器的废气与该一个或多个室选择性连接。
21.根据权利要求14的车辆废气处理组件，其进一步包括冷却单元，其用于进一步冷却来自中间冷却器的冷却的废气输出。
22.根据权利要求14的车辆废气处理组件，其中所述成分包含固体吸收剂，所述固体吸收剂包括金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、石灰和碱石灰的一种或多种。
23.根据权利要求16的车辆废气处理组件，其中如果控制组件确定废气所送过的该一个或多个筒的二氧化碳去除能力小于预定值，则控制组件执行如下至少一种：显示警报给车辆的操作者，和控制来停止废气流通过该一个或多个筒并将废气流传送过另外的一个或多个筒。
24.根据权利要求14的车辆废气处理组件，其中该筒为如下之一：(1)能够从该车辆废气处理组件拆除并能够用其他类似的筒替换，和(2)能够用新成分重新填充。
25.一种车辆，其包括权利要求1的车辆废气处理组件，其中根据车辆尺寸确定该筒的尺寸。
26.一种车辆，其包括底盘、车体和根据权利要求2的车辆废气处理组件，其中该筒容纳在车体内。
27.根据权利要求26的车辆，其中：
车体包括乘客车厢和存储车厢，
该筒容纳在车体的存储车厢中，并且能够通过该存储车厢接触以用于如下之一：拆除并替换，和重新填充该成分；和
筒的数目基于至少存储车厢的尺寸。
28.根据权利要求27的车辆，其中：
该车辆包括车辆控制器，其用于控制车辆的运行；
输入连接组件的至少一部分位于车体外部，并且连接到车辆底盘；和
车辆废气处理组件的控制组件为如下之一：(1)车辆控制器的一部分，和(2)与车辆控制器分开，并且适于与车辆控制器连通。
29.根据权利要求28的车辆，其进一步包括输出连接组件，其用于将该筒与外部连接，和将来自该一个或多个筒的经处理的废气输出到外部，该输出连接组件包括车辆的废气管。
30.一种车辆，其包括底盘、车体和根据权利要求15的车辆废气处理组件，其中该废气处理组件的中间冷却器位于底盘下或者处于底盘的下部，并且替代车辆的消声器和共鸣器的至少一个。
31.根据权利要求30的车辆，其中：
车体包括乘客车厢和存储车厢，
该筒容纳在车体的存储车厢中，并且能够通过该存储车厢接触以用于如下之一：拆除并替换，和重新填充该成分；和
筒的数目基于至少存储车厢的尺寸。
32.根据权利要求31的车辆，其中：
该车辆包括车辆控制器，其用于控制车辆的运行；
输入连接组件的至少一部分位于车体外部，并且连接到车辆底盘；和
车辆废气处理组件的控制组件为如下之一：(1)车辆控制器的一部分，和(2)与车辆控制器分开，并且适于与车辆控制器连通。
33.根据权利要求30的车辆，所述车辆进一步包括催化转化器，其中中间冷却器接收来自该催化转化器的废气输出。
34.一种从废气产生装置所产生的废气中去除二氧化碳的方法，其包括步骤：
提供一个或多个筒，每个所述筒均包括用于从废气中至少部分去除二氧化碳的成分，所述成分为一种或多种固体吸收剂和任何其他成分，并且每个所述筒均能够用类似的筒替换和能够用新成分重新填充；
将来自废气产生装置的废气传送到该至少一个筒；和
将来自该至少一个筒的经处理的废气输出。
35.根据权利要求34的方法，其进一步包括如下之一：
在出现预定条件后，拆除并替换该至少一个筒；和
在出现预定条件后，从该至少一个筒去除成分，并且用新成分重新填充该至少一个筒。
36.根据权利要求35的方法，其进一步包括监控该至少一个筒的二氧化碳去除能力和确定该至少一个筒的二氧化碳去除能力是否小于预定值，
其中如果确定该至少一个筒的二氧化碳去除能力小于预定值，则出现预定条件。
37.根据权利要求36的方法，其进一步包括在出现预定条件时如下一种或多种：
控制废气流，以停止废气流向该至少一个筒和将废气传送到至少一个其他筒；和
显示警报给使用者。
38.根据权利要求36的方法，其中：
所述提供一个或多个筒的步骤包括提供多个筒；
所述传送废气的步骤包括将废气传送到多个筒的至少一个；和
在出现预定条件时，确定多个筒的任何其他筒是否处于待用；和
如果确定至少一个其他筒处于待用，则将废气从至少一个筒变为流向至少一个其他待用筒，并显示警报给使用者；和
如果确定没有其他筒处于待用，则显示警报给使用者。
39.根据权利要求38的方法，其中如果在出现预定条件时，确定没有其他筒处于待用，则将待传送的废气变为流向旁路管线，绕过所述多个筒。
40.一种用于废气产生装置的筒，其包括：
具有下端和上端的外壳；和
容纳在该外壳中的成分，该成分能够从废气产生装置废气中至少部分去除二氧化碳，所述成分为一种或多种固体吸收剂和任何其他成分；
其中配置该外壳来与废气产生装置的废气系统可释放地连接，以使得废气系统所产生的废气从外壳下端至外壳上端传送过该外壳；和
该筒为如下至少一种：能够用另外的类似的筒替换，和能够用新成分重新填充。
41.根据权利要求40的用于废气产生装置的筒，其中该成分是固体吸收剂，并且包括碱金属氢氧化物吸收剂、碱土金属氢氧化物、石灰和碱石灰的一种或多种。
42.根据权利要求41的用于废气产生装置的筒，其中所述成分为颗粒吸收剂，并且包含直径为3-4mm的颗粒。
43.根据权利要求40的用于废气产生装置的筒，其中该外壳包括一个或多个挡板，其用于引导和分配通过该外壳的废气流。
44.一种用于从二氧化碳产生装置中去除二氧化碳的商业系统，其包括：
一个或多个二氧化碳产生装置，其产生包含二氧化碳的废气；
一个或多个废气处理组件，其安装在一个或多个二氧化碳产生装置中，每个废气处理组件均包括一个或多个筒，每个筒均包括外壳和容纳在该外壳内的成分，所述成分能够从废气中至少部分去除二氧化碳，所述成分为一种或多种固体吸收剂和任何其他成分，其中该筒能够从废气处理组件中拆除，并且能够用其他类似的筒替换；和
一个或多个筒替换站，其提供用于一个或多个废气处理组件的替换筒并收集从废气处理组件中拆除的耗尽的筒。
45.根据权利要求44的商业系统，其进一步包括：
筒再生提供者，其接收来自一个或多个筒替换站的耗尽的筒，再生所述耗尽的筒和将再生的筒提供给筒替换站。
46.根据权利要求45的商业系统，其中筒再生提供者由再生耗尽的筒来生产压缩的二氧化碳，和将压缩的二氧化碳提供给消费者。
47.根据权利要求44的商业系统，其进一步包括：
排放监控机构，其将信用额度提供给二氧化碳产生装置和筒替换站的操作者的一个或多个，
其中排放监控机构所提供的所述信用额度与由筒从废气中去除的二氧化碳量成比例，并且所述信用额度可以销售给其他实体。
48.根据权利要求47的商业系统，其中排放监控机构提供信用额度给该筒替换站，和其中该筒替换站提供折扣或者激励给二氧化碳产生装置的操作者来换取耗尽的筒。
49.根据权利要求44的商业系统，其中二氧化碳产生装置包括车辆和工业设备的一种或多种。
50.一种用于从二氧化碳产生装置中去除二氧化碳的商业系统，其包括：
一个或多个二氧化碳产生装置，其产生包含二氧化碳的废气；
一个或多个废气处理组件，其安装在一个或多个二氧化碳产生装置中，每个废气处理组件均包括一个或多个筒，每个筒均包括外壳和能够从废气中至少部分去除二氧化碳的成分，该成分为一种或多种固体吸收剂和任何其他成分；和
一个或多个成分替换站，其提供如下至少一种：用于一个或多个废气处理组件的替换筒和替换成分，收集从一个或多个废气处理组件的耗尽的筒中去除的耗尽的成分，和将耗尽的成分产品提供给所述耗尽的成分的一个或多个使用者，
其中所述耗尽的成分产品包含如下一种或多种：耗尽的成分和源自所述耗尽的成分的材料，并且其中所述耗尽的成分产品由所述一个或多个成分替换站直接或间接通过一个或多个销售者提供给一个或多个使用者。
51.根据权利要求50的商业系统，其进一步包括：
成分再生提供者，其接收来自筒替换站的一个或多个耗尽的筒和耗尽的成分，再生至少一部分该耗尽的成分，将再生的筒和再生的成分的至少一个提供给筒替换站，和直接或者间接通过一个或多个销售者将所述耗尽的成分产品提供给一个或多个使用者。
52.根据权利要求51的商业系统，其中所述成分包括固体氢氧化物，和所述耗尽的成分产品包括如下之一：固体碳酸盐和源自固体碳酸盐的材料。
53.根据权利要求52的商业系统，其中所述成分包括氢氧化钙和所述耗尽的成分产品包括碳酸钙。
54.根据权利要求52的商业系统，其中所述一个或多个使用者使用该耗尽的成分产品，用于如下一种或多种：生产生石灰，生产熟石灰，生产水泥，在鼓风炉中从铁矿石中除铁，在熔炼和精炼过程中与杂质合并来形成炉渣，在脱硫过程中与二氧化硫反应，制造玻璃，用于酸中和，作为填料包括在纸、涂料、橡胶和塑料中，作为滤石在污水处理系统中过滤，生产屋顶材料，在净化后为家畜提供钙，作为集料用于铺路，提供采矿安全灰尘，制造建筑材料和制造石膏板型材料。
55.一种用于从一个或多个二氧化碳产生装置中去除二氧化碳的方法，每个所述二氧化碳产生装置均输出废气到废气处理组件，该废气处理组件包括一个或多个筒，每个筒均包括外壳和容纳在该外壳中的成分，所述成分能够至少部分去除废气中的二氧化碳，所述成分为一种或多种固体吸收剂和任何其他成分，其中该筒能够从废气处理组件拆除，并且能够用其他类似的筒替换，该方法包括：
使用废气处理组件从二氧化碳产生装置的废气中去除二氧化碳；
从该废气处理组件拆除耗尽的筒，并将耗尽的筒提供给一个或多个筒替换站；和
在一个或多个筒替换站获得替换筒，用于一个或多个该废气处理组件中来替换耗尽的筒。
56.根据权利要求55的方法，其中二氧化碳产生装置包括车辆、家用加热装置和工业设备的一种或多种。
57.根据权利要求55的方法，其进一步包括：
由二氧化碳产生装置的所有者获得信用额度，
其中所提供的所述信用额度与由该筒从废气中去除的二氧化碳量成比例，并且所述信用额度可以销售给其他实体。
58.一种从一个或多个二氧化碳产生装置去除二氧化碳的方法，每个所述二氧化碳产生装置均输出废气到废气处理组件，用于从废气中去除二氧化碳，该废气处理组件包括一个或多个筒，每个筒均包括外壳和容纳在该外壳中的成分，所述成分能够至少部分去除废气中的二氧化碳，所述成分为一种或多种固体吸收剂和任何其他成分，其中该筒和该成分的至少一种能够从该废气处理组件中去除，并且能够用其他类似的筒或者成分替换，该方法包括：
在一个或多个成分替换站从该废气处理组件收集耗尽的筒和耗尽的成分的至少一种；和
提供替换筒和替换成分的至少一种，用于一个或多个废气处理组件中来替换耗尽的筒或者耗尽的成分。
59.根据权利要求58的方法，其进一步包括：
将来自一个或多个筒替换站的耗尽的筒和耗尽的成分的至少一种提供到一个或多个成分再生提供者；
在一个或多个筒替换站接收来自一个或多个成分再生提供者的再生筒和再生成分的至少一种。
60.根据权利要求58的方法，其进一步包括如下一种或多种：
由该一个或多个筒替换站接收信用额度，其中所述信用额度与由该筒从废气中去除的二氧化碳量成比例，并且所述信用额度可以销售给其他实体；和
提供折扣或者激励给二氧化碳产生装置的操作者，来换取耗尽的筒和耗尽的成分的至少一种。
61.一种从一个或多个二氧化碳产生装置去除二氧化碳的方法，每个所述二氧化碳产生装置均输出废气到废气处理组件，用于从废气中去除二氧化碳，该废气处理组件包括一个或多个筒，每个筒均包括外壳和容纳在该外壳中的成分，所述成分能够至少部分去除废气中的二氧化碳，所述成分是一种或多种固体吸收剂和任何其他成分，其中该筒和该成分的至少一种能够从该废气处理组件中去除，并且能够用其他类似的筒或者成分替换，该方法包括：
收集来自该废气处理组件的耗尽的成分；和
提供耗尽的成分产品给所述耗尽的成分的一个或多个使用者；
其中所述耗尽的成分产品包括如下一种或多种：耗尽的成分和源自所述耗尽的成分的材料。
62.根据权利要求61的方法，其中所述一个或多个使用者使用该耗尽的成分产品，用于如下一种或多种：生产生石灰，生产熟石灰，生产水泥，在鼓风炉中从铁矿石中除铁，在熔炼和精炼方法过程中与杂质合并来形成炉渣，在脱硫方法过程中与二氧化硫反应，制造玻璃，用于酸中和，作为填料包括在纸、涂料、橡胶和塑料中，作为滤石在污水处理系统中过滤，生产屋顶材料，在净化后为家畜提供钙，作为集料用于铺路，提供采矿安全灰尘，制造建筑材料和制造石膏板型材料。
63.根据权利要求61的方法，其中所述耗尽的成分产品直接或者间接通过一个或多个销售者提供给一个或多个使用者。
64.一种利用来自一个或多个二氧化碳产生装置的二氧化碳的方法，每个所述二氧化碳产生装置均输出废气到废气处理组件中，用于从废气中去除二氧化碳，该废气处理组件包括一个或多个筒，每个筒均包括外壳和容纳在该外壳中的成分，所述成分能够至少部分去除废气中的二氧化碳，所述成分为一种或多种固体吸收剂和任何其他成分，其中该筒和该成分的至少一种能够从该废气处理组件中去除，并且能够用其他类似的筒或者成分替换，和其中在一个或多个成分替换站收集来自二氧化碳产生装置的耗尽的筒和耗尽的成分的至少一种，该方法包括：
在成分再生提供者处获得来自一个或多个成分替换站的所述耗尽的筒和耗尽的成分的至少一种；
再生在获得步骤中所获得的所述耗尽的筒和耗尽的成分的至少一种；
作为再生步骤中再生的结果，产生压缩的二氧化碳；
提供再生筒和再生成分的至少一种给一个或多个成分替换站；和
提供压缩的二氧化碳给二氧化碳消费者。
65.根据权利要求64的方法，其进一步包括：
提供来自成分再生提供者的耗尽的成分产品给所述耗尽的成分的一个或多个使用者；
其中所述耗尽的成分产品包括如下一种或多种：耗尽的成分和源自所述耗尽的成分的材料。
66.根据权利要求65的方法，其中所述耗尽的成分产品直接或者间接通过一个或多个销售者提供给一个或多个使用者。
67.根据权利要求64的方法，其进一步包括：
由所述成分再生提供者接收信用额度，
其中所提供的所述信用额度与由该筒从废气中去除的二氧化碳量成比例，并且所述信用额度可以销售给其他实体。
68.根据权利要求2的废气处理组件，其中：
二氧化碳产生装置是车辆；和
当二氧化碳产生装置所产生的废气被传送过至少一个筒时，控制组件基于如下一种或多种来监控至少一个筒的二氧化碳去除能力：来自该至少一个筒的经处理的废气输出中的二氧化碳浓度、车辆行进的距离和车辆消耗的燃料。
69.根据权利要求1的废气处理组件，其与废气产生装置组合，其中该废气产生装置是车辆、工业设备和家用加热装置之一。
70.根据权利要求69的废气处理组件，其中：
该废气产生装置是家用加热装置；
该废气处理组件进一步包括加热组件，用于使用如下至少一种来加热水：(a)废气产生装置的废气，和(b)来自该一个或多个筒的经处理的废气输出。
71.根据权利要求70的废气处理组件，其中：
该废气产生装置是热水器和水加热系统之一；和
将加热组件所加热的全部或者部分水提供到该废气产生装置，用于进一步加热。
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