CN111742131A - 使用膜蒸馏的按需辛烷值的机载燃料分离 - Google Patents

使用膜蒸馏的按需辛烷值的机载燃料分离 Download PDF

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Abstract

本申请涉及用于机载燃料分离的系统和方法。该系统(100,200)包括：液体燃料的源燃料箱(105)；泵(110)；和膜模块(115)。膜模块(115)包括亲水膜(125)、滞留物通道(130)和渗透物通道(135)。滞留物通道(130)和渗透物通道(135)在所述膜(125)的相对侧。膜模块(115)从源燃料箱(105)接收燃料，并将液体燃料分离为高辛烷值馏分和低辛烷值馏分，该高辛烷值馏分收集在滞留物通道(130)中，而低辛烷值馏分通过膜(125)扩散至渗透物通道(135)。该系统(100,200)还包括低辛烷值燃料箱(180)，其用于接收至少一部分低辛烷值馏分；高辛烷值燃料箱(192)，其用于接收至少一部分高辛烷值馏分；以及发动机(160)，其配置为选择性地接收至少一部分的所述低辛烷值馏分和高辛烷值馏分。

Description

使用膜蒸馏的按需辛烷值的机载燃料分离
技术领域
本公开涉及基于相对挥发性和扩散性分离燃料的系统和方法。特别地，本公开涉及用于在车辆中分离燃料以随后在内燃机中使用的机载系统和方法。
背景技术
在继续探索更新、更绿色的能源以及利用这种能源的方法的同时，原油仍然是世界能源的主要来源之一。因此，汽油(原油的衍生物)仍然是内燃机的主要燃料。
为了提高燃料效率并减少汽油的碳排放，正在开发新系统，例如按需辛烷值系统，在这种系统中，发动机可以使用质量较低的燃料。尽管这些系统显示出了希望，但它们仍然无法有效利用汽油，并且需要对现有车辆进行大量且昂贵的改装才能实施该系统。
因此，需要一种解决方案，其可以提高内燃机的燃料效率、减少碳排放并保持成本效益。
发明内容
本申请描述了用于机载燃料分离的系统和方法。根据第一方面，提供了一种用于使用膜蒸馏的机载燃料分离的系统，其中该系统安装在车辆中。该系统包括源燃料箱，其包括液体燃料；以及泵，其被配置为从源燃料箱输送液体燃料。在至少一方面，液体燃料可以是汽油、石脑油或柴油燃料。
该系统还包括膜模块，该膜模块包括亲水膜、滞留物通道和渗透物通道。滞留物和渗透物通道设置在亲水膜的相对侧上，并且滞留物通道和渗透物通道配置成经由相应的进料通道从源燃料箱接收液体燃料。膜模块还被配置成将液体燃料分离成保留在滞留物通道中的高辛烷值馏分和通过亲水膜扩散至渗透物通道的低辛烷值馏分。亲水膜可以是平板、中空纤维或螺旋缠绕的形式。
该系统还包括配置为从渗透物通道接收低辛烷值馏分的低辛烷值燃料箱和配置为从滞留物通道接收高辛烷值馏分的高辛烷值燃料箱。该系统还包括发动机，该发动机流体地连接至渗透物通道和滞留物通道，并且配置成选择性地接收至少一部分低辛烷值馏分和至少一部分高辛烷值馏分。
根据另一方面，该系统可以进一步包括预热器，该预热器被配置为在将液体燃料输送到膜模块的滞留物和渗透物通道之前预热液体燃料。
根据另一方面，该系统可包括热交换器，该热交换器流体地连接至滞留物通道并被配置为维持滞留物通道的温度以增强膜模块中高辛烷值馏分与低辛烷值馏分的分离。
根据另一方面，仅滞留物通道被配置为经由进给通道从源燃料箱接收液体燃料。根据该方面，该系统还包括气体通道，该气体通道流体地连接至渗透物通道并且配置成将吹扫气体输送至渗透物通道。在至少一方面，该系统可以包括闪蒸罐，该闪蒸罐流体地连接至渗透物通道，并且配置成选择性地接收低辛烷值馏分和吹扫气的至少一部分，并且将低辛烷值馏分与吹扫气分离。
根据另一方面，所述膜模块还被配置为接收用于增强低辛烷值和高辛烷值馏分的分离的溶剂，并且闪蒸罐还被配置为将高辛烷值馏分与溶剂分离。
根据另一方面，提供了一种使用膜蒸馏在车辆中进行机载燃料分离的方法。在该方法中，液体燃料从源燃料箱泵送到膜模块。然后，液体燃料通过膜模块分离为高辛烷值馏分和低辛烷值馏分，其中高辛烷值馏分收集在滞留物通道中，而低辛烷值馏分通过亲水膜扩散至渗透物通道。将热辛烷值馏分的至少一部分从滞留物通道选择性地输送至高辛烷值燃料箱或车辆的发动机。类似地，低辛烷值馏分的至少一部分被选择性地输送到低辛烷值燃料箱或车辆的发动机。
根据该方法的另一方面，在将液体燃料输送到膜模块之前对其进行预热。
根据该方法的另一方面，通过热交换器将滞留物通道加热以增强热辛烷值馏分与低辛烷值馏分的分离。热交换器可以使用热的冷却剂或废气产生热量。
根据该方法的另一方面，使吹扫气流通过渗透物通道以产生吹扫气体和低辛烷值馏分的混合物，在将低辛烷值馏分输送至发动机或低辛烷值燃料箱之前将低辛烷值馏分在冷凝器中冷凝，和在将低辛烷值馏分输送到低辛烷值燃料箱之前，通过闪蒸罐将低辛烷值部分与吹扫气体分离。
根据该方法的另一方面，将溶剂供应至膜模块的截留物通道，使得该溶剂增强了低辛烷值和高辛烷值馏分的分离，然后在闪蒸罐中通过闪蒸将高辛烷值馏分与溶剂分离。
可以根据本发明的某些实施例的附随描述和附图以及权利要求理解这些和其它方面、特征和优点。
附图说明
图1显示了根据一个或多个实施例的利用吹扫气膜蒸馏的示例性机载燃料分离系统的示意图；
图2显示了根据一个或多个实施例的利用直接接触膜蒸馏的示例性机载燃料分离系统的示意图；
图3A显示了曲线图，该图显示根据一个或多个实施例的在利用吹扫气膜蒸馏(SGMD)的分离系统中体积分数如何随着滞留物温度变化；
图3B显示了曲线图，该图显示根据一个或多个实施例的在利用吹扫气膜蒸馏(SGMD)的分离系统中研究辛烷值(RON)如何随着滞留物温度变化；
图4A显示了曲线图，该图显示根据一个或多个实施例的在利用直接接触膜蒸馏(DCMD)的分离系统中体积分数如何随着滞留物温度变化；和
图4B显示了曲线图，该图显示根据一个或多个实施例的在利用直接接触膜蒸馏(DCMD)的分离系统中研究辛烷值(RON)如何随着滞留物温度变化。
具体实施方式
本申请描述了用于分离燃料的机载系统和方法。特别地，本申请描述了用于使用膜蒸馏的机载燃料分离的系统和方法。本申请针对与内燃机的汽油燃料效率和碳排放有关的挑战等等，并提供针对这种技术挑战的解决方案。
在一个或多个实施例中，机载系统包括用于容纳液体燃料(例如汽油)的源燃料箱和用于将液体燃料从源燃料箱输送到膜模块的泵。膜模块可以包括膜、截留物通道和渗透物通道。膜模块配置成将液体燃料分离成高辛烷值馏分和低辛烷值馏分，其中高辛烷值馏分收集在滞留物通道中，而低辛烷值馏分通过膜扩散到渗透物通道。然后将高辛烷值和低辛烷值馏分传递到相应的燃料储罐或发动机，用作燃料。
本方法使用膜蒸馏(例如，吹扫气膜蒸馏、直接接触膜蒸馏)以将源燃料分离成两个分离的燃料组分。该膜可以充当气-液界面和液体屏障。燃料的分离可以基于通过膜孔的相对挥发性和扩散性，并且分离的驱动力通常是化学势，这与蒸气压差和温度差有关。在某些实施例中，可以将部分或完全可混溶的溶剂添加到液体燃料中以改变蒸气压，从而增强分离过程。与常规蒸馏方法相比，本方法使用更少的能量。
本系统和方法可以基于燃料成分的相对挥发性、空气中的分子扩散和/或孔中的克努森扩散来分离燃料成分。这允许系统将源燃料分离为不同辛烷值的两种燃料(即，低辛烷值燃料和高辛烷值燃料)，以提高发动机效率和燃料经济性。类似地，本系统和方法也可以用于将某些燃料(例如，柴油燃料)分离为低十六烷值和高十六烷值燃料组分，或高和低挥发性组分。另一个优点是，本系统和方法中使用的膜不需要设计成具有选择性渗透性，因为它起着液相界面而不是选择性屏障的作用。燃料的分离可以通过在膜模块的两个通道之间产生部分蒸气压差并通过产生温度差来实现。在这两种情况下，都会产生化学势差来驱动低辛烷值组分进入渗透物通道。
现更充分地参考附图来描述提及的用于分离燃料的系机载统和方法，附图中示出所述系统和方法的一个或多个图示实施例和/或布置。本申请的系统和方法不以任何方式限于图示实施例和/或布置，因为图示实施例和/或布置。应当理解，附图中所示的系统和方法仅是本申请的系统和方法的示例，其可以以本领域技术人员所理解的各种形式来体现。因此，应理解，本文所公开的任何结构和功能细节不应被解释为限制所述系统和方法，而是提供为用于教导所属领域的技术人员实施系统和方法的一种或多种方式的代表性实施例和/或布置。
图1示出了根据一个或多个实施例的示例性机载燃料分离系统100的图，其处于吹扫气膜蒸馏构造中。系统100通常安装在车辆(例如，汽车)内，并且可操作地连接至车辆的动力总成系统。车辆的系统100和动力总成系统的操作条件使得它们确保平稳和有效的车辆操作。系统100包括用于存储源燃料的源燃料箱105。在一个或多个实施例中，源燃料是常规的液体燃料，例如汽油、石脑油或柴油。系统100进一步包括泵110和膜模块115，其中泵110被配置为将液体燃料从源燃料箱105发送到膜模块115。在一个或多个实施例中，泵110可以是车辆中现有燃料导轨的一部分。在至少一个实施例中，液体燃料可以在到达膜模块115之前经由预热器120加热。
在膜模块115中，使用膜125基于相对挥发性和扩散性将液体燃料的蒸气分子与液体燃料的液体分子分开。膜125是通常不透液体的亲水膜。膜125可以具有各种形式和形状，包括以平板、中空纤维或螺旋缠绕的形式。本系统的膜125不充当选择性屏障，因为它不基于选择性分子大小渗透性或液体燃料的不同组分的溶解度来分离液体燃料。此外，膜125不充当化学选择性屏障。而是，膜125充当液-气界面，使得液体燃料的蒸气分子渗透通过膜125，而燃料的液体分子不渗透。这样，在不主动引起液体燃料分离的意义上，膜125是“被动的”。相反，膜125充当液体燃料的液相和气相之间的多孔物理屏障。在一个或多个实施例中，膜125中的液体燃料的温度低于液体燃料的起泡点温度，以避免燃料沸腾。
膜125通常是亲水的，因为在本系统中使用的燃料通常是有机的和疏水的。因此，为了防止膜润湿(即，用液体填充膜孔)，膜125的材料提供高的表面张力，使得有机燃料的液体部分不能进入膜孔。
膜模块115还包括滞留物通道130和渗透物通道135。在一或多个实施例中，液体燃料从源箱105通过供给导管140流动，并通过滞留物通道130进入膜模块115。基于相对挥发性和扩散性，液体燃料的低辛烷值、高相对挥发性组分或馏分(蒸气组分)通过膜125扩散到渗透物通道135，而液体燃料的高辛烷值、低相对挥发性组分或馏分(液体组分)保留并收集在滞留物通道130中。
在图1所示的实施例中，通过经由气体导管145进入渗透物通道135的吹扫气流(例如，处于环境温度的空气)增强了高辛烷值组分和低辛烷值组分的分离。在一个或多个实施例中，来自发动机进气口的空气可用作吹扫气流。在其他实施例中，可以使用与发动机无关的附加进气口来为系统提供吹扫气体。在至少一个实施例中，惰性气体可以用作吹扫气体，以便于在与膜接触之后分离液体燃料的成分。当它通过渗透物通道135时，吹扫气体会增加渗透物通道135和滞留物通道130之间的温度差和蒸气压差，从而使低辛烷值组分通过膜125并进入渗透物通道135的渗透增加。扩散到渗透物通道135中的低辛烷值组分随后由吹扫气体通过导管150排出渗透物通道135。对于其中柴油为源燃料的实施例，膜模块115可以以与分离汽油燃料类似的方式将源柴油分离成各组分。例如，柴油燃料的相对挥发性高的组分通过膜125扩散到渗透物通道135，而柴油燃料的相对挥发性低的组分保留并收集在滞留物通道130中。
然后将吹扫气体和低辛烷值组分(渗透物)的混合物通过导管150引导至冷凝器155。在冷凝器155处，当渗透物和吹扫气体也通过冷凝器155时，来自源箱105的液体燃料可以可选地通过冷凝器155(在进入膜模块115之前)。液体燃料和渗透物-气体混合物通过单独的入口进入冷凝器，并在冷凝器155内保持分离(例如，在单独的导管中)。液体燃料的较低温度导致渗透物(低辛烷值组分)冷凝成液体，从而将其与吹扫气体分离。然后冷凝的低辛烷值组分通过导管165选择性地引导至车辆的发动机160以用作燃料，或者可以通过导管175引导至闪蒸罐170。可以通过阀来控制将低辛烷值组分引导至发动机160还是至闪蒸罐170。在一个或多个实施例中，关于低辛烷值组分是否被引导至发动机160或闪蒸罐170的确定是通过反馈控制系统来控制的。在至少一个实施例中，系统可以使用发动机和系统数据的组合来控制阀的位置，从而控制低辛烷值组分是引向发动机还是通过闪蒸罐170引向闪蒸罐170。另外，在某些实施例中，车辆中的系统可以被编程为基于发动机对燃料的响应而在不同的条件下运行。例如，发动机对燃料的响应可用于自动选择发动机的最佳操作条件。汽油发动机中现在有一种并行实践，其中爆震检测器用于根据燃料调整发动机参数。在闪蒸罐170中，低辛烷值组分进一步与吹扫气体分离，然后将得到的分离出的低辛烷值组分通过导管185引入低辛烷值燃料箱180中。然后，分离出的吹扫气体可以通过管道190循环回到气体管道145，以重新引入到渗透物通道135中。
然后，将收集在滞留物通道130中的高辛烷值组分(滞留物)通过导管194选择性地引导至高辛烷值燃料箱192，或者可以通过导管195引导至发动机160。高辛烷值组分可以例如包含芳族化合物。在至少一个实施例中，热交换器196可以可操作地连接到滞留物通道130，以保持通道130中的温度恒定，从而增强了高辛烷值组分和低辛烷值组分的分离。热交换器196中的热源可以是例如热的冷却剂或废气。在图1所示的实施例中，热交换器196还可以通过利用热滞留物热能在液体燃料到达膜模块115之前充当液体燃料的另一个预热器。然后，可以使用预热器120将液体进料进一步加热到所需温度，然后再进入膜模块115。
在至少一个实施例中，可以将溶剂添加到液体燃料中以改变液体燃料的蒸气压，从而增强高辛烷值组分和低辛烷值组分的分离。可以将溶剂容纳在可操作地连接至进料通道140的单独的罐(未示出)中，使得可以在液体燃料到达膜模块115之前将溶剂与液体燃料混合。溶剂可以是部分或完全混溶的溶剂。在某些实施例中，溶剂如三甘醇(TEG)和杂环溶剂可与高含氧化合物和芳族化合物的燃料一起使用以增强燃料组分的分离，因为TEG和杂环溶剂倾向于与含氧化合物和芳族化合物强烈地相互作用。溶剂的主要功能是从液体燃料中提取具有某些官能团的某些组分，或者改变燃料的部分蒸气压以增强燃料组分的分离。提取组分还是改变部分蒸汽压取决于所用溶剂、所用溶剂的量以及液体燃料的组成。根据所用溶剂的不同，溶剂可以萃取出高辛烷值或低辛烷值的组分(或者，对于柴油燃料，可以萃取出低十六烷值或高十六烷值的组分)。在使用溶剂的实施例中，溶剂与高辛烷值组分一起收集在滞留物通道130中。因此，在将高辛烷值组分输送到高辛烷值燃料箱192或发动机160之前，高辛烷值组分可随后被引导至闪蒸罐(未示出)以进行闪蒸蒸馏以将高辛烷值组分与溶剂分离。
图2显示了根据一个或多个实施例的示例性机载燃料分离系统200的图。系统200类似于图1中示例的系统100，除了在系统200中，燃料成分的分离是通过直接接触膜蒸馏而不是吹扫气膜蒸馏来完成。如图2所示，系统200可以包括与系统100中包括的组件相同的组件，例如源燃料箱105、泵110、膜模块115(包括膜125、滞留物通道130和渗透物通道135)、预热器120、低辛烷值燃料箱180和高辛烷值燃料箱192。
在系统200中，来自源箱105的液体燃料被泵送(通过泵110)到渗透物通道130和滞留物通道135。特别是，如图2所示，液体燃料通过泵110输送到进料通道140。然后将进料通道140分成渗透物进料通道205和滞留物进料通道210，其中渗透物进料通道205将一部分液体燃料输送到渗透物通道135，而滞留物进料通道210将一部分液体燃料输送到滞留物通道130。这样，渗透物通道135和滞留物通道130都以具有相同辛烷值的燃料开始。
在一个或多个实施例中，输送到滞留物通道130的液体燃料的部分可以在输送到滞留物通道130之前首先被输送到热交换器196以加热燃料。由于输送到滞留物通道的液体燃料的预热，滞留物通道130因此被维持在比渗透物通道135更高的温度。滞留物通道130和渗透物通道135之间的这种温度差在通道之间产生蒸气压差，从而导致滞留物通道130中的低辛烷值组分通过亲水膜125渗透到渗透物通道135，在该处渗透的组分接触较冷的液体燃料。这样，随着低辛烷值组分渗透到渗透物通道135中，渗透物通道135中的燃料组分的辛烷值降低，而滞留物通道130中的燃料组分的辛烷值升高。
在膜模块中分离低辛烷值和高辛烷值组分之后，渗透物(主要是低辛烷值组分)通过导管185从渗透物通道135选择性地输送到低辛烷值燃料箱180或通过导管165输送到发动机160。类似地，滞留物(主要是高辛烷值组分)通过管道194从滞留物通道130输送到高辛烷值燃料箱192，或者可以通过管道195有选择地导向发动机160。在至少一个实施例中，滞留物可以通过热交换器196，从而在热量到达滞留物通道130之前将热量传递给滞留物供给通道210中的液体燃料。结果，滞留物在被输送到高辛烷值燃料箱192或发动机160之前被冷却。
如同系统100，在系统200的至少一个实施例中，可以将溶剂添加到液体燃料中以改变液体燃料的蒸气压，从而增强高辛烷值组分和低辛烷值组分的分离。在使用溶剂的实施例中，溶剂与高辛烷值组分一起收集在滞留物通道130中。因此，在该实施例中，在将高辛烷值组分输送到高辛烷值燃料箱192或发动机160之前，高辛烷值组分可随后被引导至闪蒸罐(未示出)以进行闪蒸蒸馏以将高辛烷值组分与溶剂分离。
在系统100(吹扫气膜蒸馏)和系统200(直接接触膜蒸馏)中举例说明的实施例中，通过膜蒸馏分离低和高辛烷值组分(馏分)的主要驱动力是化学势，特别是滞留物通道和渗透物通道之间的化学势差异。通道之间的化学势差异越大，驱动力越大，因此组分之间的间隔越大。温度和分压差导致滞留物通道和渗透物通道之间的整体化学势差。特别地，滞留物通道和渗透物通道之间的温度差有助于在通道之间产生分压差，这产生并保持了渗透膜进入渗透物通道的低辛烷值组分的通量。滞留物通道和渗透物通道之间的温度和分压差进一步在通道之间产生化学势差，这是温度、压力和组成的函数。在利用渗透物通道中的吹扫气体和可操作地连接到滞留物通道的热交换器的本系统的实施例中，滞留物通道和渗透物通道之间的温度和分压差以及因此低辛烷值组分和高辛烷值组分的分离进一步增强。与仅使用吹扫气体或热交换器中的一种的实施例相比，渗透物通道中的吹扫气体和连接至滞留物通道的热交换器以互补的方式起作用，以在两个通道之间产生更大的温度和分压差。
本系统和方法的利用允许按需辛烷值系统更有效地操作。特别地，在高负载和高发动机转速条件下，可以配置本系统，使得发动机消耗分离的高辛烷值组分。相反，在低负载和低发动机转速条件下，可以配置本系统，使得发动机消耗分离的低辛烷值组分。这样，本系统和方法改善了内燃发动机的燃料效率。此外，由于本系统和方法允许将高辛烷值组分从常规燃料流分离，因此减少了在炼油厂生产高辛烷值燃料的复杂工艺的使用，从而减少了温室气体排放(例如，CO2排放)。
本系统还提供了优于当前系统(例如当前的按需辛烷值系统)的优点，因为本系统允许用户使用在加油站使用的相同常规燃料。换句话说，用户可以用常规燃料填充源燃料箱105，就像用户将填充任何其他车辆的箱一样。然而，利用本系统的车辆可以更有效地操作，因为该系统将常规燃料分为高和低辛烷值组分，这允许发动机在高负荷期间利用高辛烷值组分，而在低负荷期间利用低辛烷值组分。
图3A-3B和图4A-4B示出了根据本申请的一个或多个实施例的示例性平板膜蒸馏系统在将91号汽油替代燃料分离成低辛烷值燃料和高辛烷值燃料中的性能。
更具体地，图3A-3B示出了当渗透物通道由环境温度下的空气组成时，在吹扫气膜蒸馏构造(SGMD)中，体积分数(图3A)和辛烷值(图3B)如何分别随滞留物温度而变化。如图3A所示，随着滞留物温度的升高，渗透物的体积分数增加，因为更多的组分能够变成气相并穿透膜。类似地，如图3B的曲线图所示，随着滞留物温度的升高，辛烷值分离度增加，因为滞留物通道的高辛烷值组分变得更加浓缩。
类似地，图4A-4B示出了根据本申请的一个或多个实施例的在直接接触膜蒸馏(DCMD)构造中体积分数和辛烷值分别如何随着滞留物温度而变化。在这些实例中，渗透物通道由环境温度下的91号汽油替代燃料组成。像吹扫气体构造一样，图4A显示，随着直接接触构造中滞留物温度的升高，渗透物的体积分数增加，因为更多的组分能够变成气相并穿透膜。同样，随着滞留物温度的升高，辛烷值分离度增加，因为滞留物通道的高辛烷值组分变得更加浓缩(图4B)。
应理解，尽管许多前文描述已涉及用于燃料的机载分离的系统和方法，但本文公开的系统和方法可类似地部署和/或实施于远远超出所提及情境的情境、情况和场合中。应进一步理解，任何这类实施方案和/或部署都在本文描述的系统和方法的范围内。
应进一步理解，附图中相同的附图标记在若干图中表示相同的元件，并且不是所有实施例或布置都需要参考附图描述和绘示的所有组件和/或步骤。进一步，本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本发明。如本文所用，除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”还意图包括复数形式。将进一步理解，在用于本说明书中时，术语“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”及其变型指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。
应该注意的是，序数术语的使用，诸如“第一”、“第二”、“第三”等。在权利要求中，修改权利要求元素本身并不意味着一个权利要求元素相对于另一个权利要求元素的任何优先级、优先级或顺序，或者执行方法动作的时间顺序，而是仅用作标签来区分具有特定名称的一个权利要求元素和具有相同名称的另一个元素(但是为了使用顺序术语)，以区分权利要求元素。
上文所描述的主题仅以说明方式提供，不应被理解为具有限制性。可以对本文描述的主题进行各种修改和改变，而不遵循图示和描述的示例性实施例和应用，并且不脱离在下面的权利要求中阐述的本发明的真实精神和范围。

Claims (20)

1.一种用于使用膜蒸馏的机载燃料分离系统，所述系统安装在车辆中，其包括：包括液体燃料的源燃料箱；
泵，其配置成从所述源燃料箱输送所述液体燃料；
膜模块，其包括亲水膜、滞留物通道和渗透物通道，所述滞留物通道和渗透物通道设置在所述亲水膜的相对侧，其中所述滞留物通道和所述渗透物通道被配置为通过进料通道接收来自所述源燃料箱的液体燃料，并且其中所述膜模块被配置为将所述液体燃料分离为保留在所述滞留物通道中的高辛烷值馏分和通过所述亲水膜扩散到所述渗透物通道的低辛烷值馏分；
低辛烷值燃料箱，其配置为从所述渗透物通道接收所述低辛烷值馏分；
高辛烷值燃料箱，其配置为从所述滞留物通道接收所述高辛烷值馏分；和
发动机，其流体地连接到所述渗透物通道和所述滞留物通道，并被配置为选择性地接收至少一部分所述低辛烷值馏分和至少一部分所述高辛烷值馏分。
2.根据权利要求1所述的系统，其还包括：
预热器，其配置成在将所述液体燃料输送到所述膜模块的所述滞留物通道和渗透物通道之前预热所述液体燃料。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述亲水膜为平板、中空纤维或螺旋缠绕的形式。
4.根据权利要求1所述的系统，其还包括：
热交换器，其流体地连接至所述滞留物通道并被配置为维持所述滞留物通道的温度以增强所述膜模块中所述高辛烷值馏分与所述低辛烷值馏分的分离。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述液体燃料是汽油、石脑油或柴油燃料。
6.一种用于使用膜蒸馏的机载燃料分离系统，所述系统安装在车辆中并且包括：包括液体燃料的源燃料箱；
泵，其配置成从所述源燃料箱输送所述液体燃料；
膜模块，其包括亲水膜、滞留物通道和渗透物通道，所述滞留物通道和渗透物通道设置在所述亲水膜的相对侧，其中所述滞留物通道被配置为通过进料通道接收来自所述源燃料箱的液体燃料，并且其中所述膜模块被配置为将所述液体燃料分离为保留在所述滞留物通道中的高辛烷值馏分和通过所述亲水膜扩散到所述渗透物通道的低辛烷值馏分；
气体通道，其流体地连接至所述渗透物通道，并配置成将吹扫气体输送至所述渗透物通道；
闪蒸罐，其流体连接至所述渗透物通道，并且配置成选择性地接收所述低辛烷值馏分和所述吹扫气体的至少一部分，并且将所述低辛烷值馏分与所述吹扫气体分离；
低辛烷值燃料箱，其配置为接收从闪蒸罐分离出的低辛烷值馏分；
高辛烷值燃料箱，其配置为从所述滞留物通道接收所述高辛烷值馏分；和
发动机，其流体地连接到所述渗透物通道，并被配置为选择性地接收至少一部分所述低辛烷值馏分和至少一部分所述高辛烷值馏分。
7.根据权利要求6所述的系统，其还包括：
预热器，其配置成在将所述液体燃料输送到所述膜模块的所述滞留物通道之前预热所述液体燃料。
8.根据权利要求6所述的系统，其还包括：
冷凝器，其流体地连接到所述渗透物通道和所述进料通道，并且配置成在将所述低辛烷值馏分输送到所述发动机或所述低辛烷值燃料箱之前冷凝所述低辛烷值馏分。
9.根据权利要求6所述的系统，其中所述亲水膜为平板、中空纤维或螺旋缠绕的形式。
10.根据权利要求6所述的系统，其还包括：
热交换器，其流体地连接至所述滞留物通道并被配置为维持所述滞留物通道的温度以增强所述膜模块中所述高辛烷值馏分与所述低辛烷值馏分的分离。
11.根据权利要求6所述的系统，其中所述液体燃料是汽油、石脑油或柴油燃料。
12.根据权利要求6所述的系统，其中所述进料通道还被配置成接收用于增强所述低辛烷值馏分和高辛烷值馏分的分离的溶剂，并且其中闪蒸罐还被配置成将所述高辛烷值馏分与所述溶剂分离。
13.一种使用膜蒸馏在车辆中分离机载燃料的方法，所述方法包括：
将液体燃料从源燃料箱泵送到膜模块，其中所述膜模块包括亲水膜、滞留物通道和渗透物通道，所述滞留物和渗透物通道设置在所述亲水膜的相对侧上；
经由所述膜模块将所述液体燃料分离为高辛烷值馏分和低辛烷值馏分，其中所述高辛烷值馏分收集在所述滞留物通道中，并且所述低辛烷值馏分通过所述亲水膜扩散至所述渗透物通道；
从所述滞留物通道选择性地将热辛烷值馏分的至少一部分输送至高辛烷值燃料箱或至所述车辆的发动机；和
将所述低辛烷值馏分的至少一部分从所述渗透物通道选择性地输送到低辛烷值燃料箱或至所述车辆的发动机。
14.根据权利要求13所述的方法，其还包括：
在将所述液体燃料输送到所述膜模块之前对其预热。
15.根据权利要求13所述的方法，其还包括：
通过热交换器加热所述滞留物通道以增强所述高辛烷值馏分与所述低辛烷值馏分的分离。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述热交换器使用热的冷却剂或废气产生热量。
17.根据权利要求13所述的方法，其还包括：
使吹扫气流通过所述渗透物通道，以产生吹扫气和所述低辛烷值馏分的混合物；
在将所述低辛烷值馏分输送到所述发动机或所述低辛烷值燃料箱之前在冷凝器中冷凝所述低辛烷值馏分；和
在将所述低辛烷值馏分输送到所述低辛烷值燃料箱之前通过闪蒸罐将所述低辛烷值馏分与所述吹扫气分离。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述亲水膜为平板、中空纤维或螺旋缠绕的形式。
19.根据权利要求13所述的方法，其中所述液体燃料是汽油、石脑油或柴油燃料。
20.根据权利要求13所述的方法，其还包括：
在所述液体燃料进入所述膜模块之前向所述液体燃料提供溶剂，其中所述溶剂增强了所述膜模块中所述低辛烷值馏分和高辛烷值馏分的分离；和
在闪蒸罐中通过闪蒸将所述高辛烷值馏分与所述溶剂分离。
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