JP5760097B2 - Co2の車両内回収及び貯蔵のための廃熱を利用した可逆的な固体吸着方法及びシステム - Google Patents
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Description
a.排気流からCO2を抽出するための予め定められた容量を備えた捕捉剤を含む、車両に搭載された処理区域であって、
該処理区域は、排気ガス流を受け入れるための流入口、及びCO2量が縮小された処理済み排気流の通過のための流出口を備え、
前記処理区域は、前記ICEからの高温熱交換流体、例えば熱排気ガス流を受け入れ、前記捕捉剤との熱交換関係に通し、CO2を放出して前記捕捉剤を再生するための流入口と、冷却された熱交換流体、例えば排気ガス流のための流出口と、を備えた熱交換器をさらに含み、
前記処理区域は、前記再生された捕捉剤から放出されたCO2のためのCO2排出口を備え、
b.前記処理区域からの前記CO2排出口と流体連結する圧縮区域であって、該圧縮区域はCO2の容量を縮小するための1つ以上の圧縮機を含み、
c.該圧縮されたCO2を、車両内の一時貯蔵用に受け入れるための貯蔵区域、及び、
d.前記処理区域からの処理済み排気ガス流出口と流体連結する排気ガス導管
を含む。
本発明は、捕捉剤の容量が到達し、続いてCO2が該捕捉剤から回収され、捕捉剤が同時に再生されるまで、CO2ガスがエンジンの排気ガスから抽出される実施形態に関して説明される。ガス流として回収されたCO2は、その後、気体、液体及び/又は固体として貯蔵用に圧縮される。ステップの幾つか或いは全てに必要となるエネルギーの幾らか或いは全ては、エンジン排気流から回収された熱から引き出され、かかるエネルギーは、捕捉剤の再生に直接使用され、及び/又は、他の従来の装置によって電気または仕事に変換することができる。
a.異なる生産者によって使用された、精製過程での固有の制限により燃料の中に存在する任意の種類の不純物;
b.窒素酸化物(NOx)及び硫黄酸化物(SOx)のように、特定の種類の燃料に特有であり、燃焼中に酸化する化合物;及び、
c.浄化剤、染料、アンチノック及び潤滑添加剤のように、精製所で燃料に導入される化合物。
Claims (18)
- 車両に動力を供給するのに使用される内燃機関(Internal Combustion Engine:ICE)によって放出される排気ガス流により、大気中に排出されるCO2の量を減らす方法であって、
a.排気ガス流を、車両に搭載され、排気流からCO2を抽出する予め定められた容量を有する捕捉剤であって少なくとも一つの容器内に固定されたCO2捕捉剤との接触に渡すこと、
b.減少されたCO2容量を有する処理済みの排気ガス流を大気中に排出すること、
c.前記捕捉剤によって抽出されたCO2の濃度が予め定められたレベルに達した場合に、前記排気ガス流を前記捕捉剤との接触に渡すことを中止すること
d.前記ICEによって放出された熱排気ガス流との熱交換により前記CO2捕捉剤を加熱して、抽出されたCO2を放出して該捕捉剤を再生すること、
e.前記抽出されたCO2をCO2が濃厚なガス流として回収すること、
f.エネルギー転換媒質との接触により、前記ICEによって放出された熱排気ガス流から熱エネルギーを回収すること;
g.前記CO2が濃厚なガス流をステップ(f)で回収された熱エネルギーにより稼働される一つ以上の圧縮機に渡すこと
h.前記一つ以上の圧縮機を使用して、前記CO2が濃厚なガス流を前記車両内で圧縮して当該容量を縮小すること、及び、
i.前記圧縮されたCO2が濃厚なガス流を、前記車両内で一時的に貯蔵するためにCO2貯蔵区域に渡すこと、
を含む方法。 - 前記車両のICEの始動に続いて実質的に継続して稼働することを特徴とする請求項1記載の方法。
- ステップ(a)で前記CO2捕捉剤との接触に渡す前の前記排気ガス流及びステップ(b)で処理された排気ガス流の両方のCO2の濃度を測定し、該測定された濃度を比較し、前記CO2捕捉剤が飽和状態に達したかを判定することをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記CO2捕捉剤の飽和状態は、前記CO2捕捉剤との接触に渡す前の前記排気ガス流のCO2の濃度と、前記処理された排気ガス流のCO2の濃度が同じである場合に、判定されることを特徴とする請求項3記載の方法。
- 前記熱交換は、シェルアンドチューブ(shell and tube)熱交換器で発生する請求項1記載の方法。
- 前記CO2捕捉剤は、マグネシウム化合物の混合塩を含有する混合塩組成物及びグループIA金属、アルミン酸塩に基づいた材料、アミンに基づいた材料、アミンに担持されるもの、金属酸化物、ハイドロタルサイト、ジルコン酸塩、ケイ酸塩、及び炭酸塩の内の少なくとも一の塩を包含する化学吸着剤及び、活性炭、ゼオライト、有機骨格の金属物質及び有機と無機のハイブリッドを包含する物理的吸着剤から成るグループから選択された固体吸着剤であることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記CO2捕捉剤は、金属酸化物、ハイドロタルサイト、ジルコン酸塩、ケイ酸塩、アルミン酸塩、炭酸塩、及びアミンに担持されるもの、を含む、固体吸着剤及び固体担体上の液体吸着剤から選択されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- CO2捕捉剤は、固定床または流動床で排気ガス流と接触される固体吸着剤であることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記排気流の熱エネルギーの一部は、前記再生ステップ(d)及びステップ(g)の圧縮で利用されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記捕捉剤は、別個の吸着及び脱着セルに含まれる容器に固定され、前記セルの一方を排気ガスが通過する間、他方のセルが加熱されてCO2を放出して前記捕捉剤を再生することを特徴とする請求項1記載の方法。
- ステップ(c)で、前記捕捉剤の温度または温度の上昇率が、前記捕捉剤の飽和状態に対応する予め定められた値に達する場合、前記排気ガス流を前記捕捉剤との接触に渡すことが中止されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記温度は、前記捕捉剤と接触する複数の温度センサーによって測定されることを特徴とする請求項11記載の方法。
- 前記捕捉剤を含む容器中の圧力又は圧力の上昇率が、前記捕捉剤の飽和状態に対応する予め定められた値に達する場合、前記ステップ(c)で前記排気ガス流を前記捕捉剤との接触に渡すことが中止されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 車両から大気中に放出されるCO2の量を縮小するために、車両に動力を供給するのに用いられる炭化水素燃料を燃料とする内燃機関(ICE)により放出されるCO2含有の排気ガス流の車両内処理のためのシステムであって、
a.前記排気ガス流からCO2を抽出するための予め定められた容量を有する捕捉剤を各々含む少なくとも二つの容器を備えた車両に搭載された処理区域であって、
前記容器は、CO2の抽出のために、前記車両の排気ガス流を前記少なくとも二つの容器の一のみの容器に向ける弁を用いて、吸着、及び、その後の再生のために択一的に作動するように設定及び構築され、
前記処理区域は、排気ガス流を受け入れるための流入口、及びCO2量が縮小された処理済み排気流の通過のための流出口を備え、
前記処理区域は、前記ICEからの熱排気ガス流を受け入れ、前記捕捉剤との熱交換関係に通し、CO2を放出して前記捕捉剤を再生するための流入口と、冷却された排気ガス流のための流出口と、を備えた熱交換器をさらに含み、
前記処理区域は、前記再生された捕捉剤から放出されたCO2のためのCO2排出口を備え、
b.前記処理区域の前記CO2排出口と流体連結する圧縮区域であって、該圧縮区域はCO2の容量を縮小するための1つ以上の圧縮機を含み、
c.圧縮されたCO2を、車両内の一時貯蔵用に受け入れるための貯蔵区域、及び、
d.前記処理区域からの処理済み排気ガス流出口と流体連結する排気ガス導管
を含むシステム。 - 大気中に放出される前に前記処理区域へ進む排気ガス流の容積量を規制するための誘導弁を含むことを特徴とする請求項14記載のシステム。
- 前記誘導弁は、前記ICEの稼働状況に基づいて制御されることを特徴とする請求項15記載のシステム。
- 前記排気ガス流の全て又は一部を、前記処理区域を通過させずに大気中に放出するための制御手段を含むことを特徴とする請求項14記載のシステム。
- 前記処理区域は、圧縮も膨張もされていない排気ガス流を処理するように構成されたことを特徴とする請求項14記載のシステム。
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