CN116696521A - 一种车用汽油机尾气co2的捕集方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用汽油机尾气CO2的捕集方法，包括按汽油机气缸排气的温度的不同，分别由第一CO2吸收剂和第二CO2吸收剂进行CO2吸附或者是用于对碳酸化反应后的第一CO2吸收剂和第二CO2吸收剂进行加热分解再生。经过CO2吸附的排气再由三元催化器处理排入大气，由第一CO2吸收剂和第二CO2吸收剂再生形成的高浓度CO2由压气机加压储存。本发明还公开了车用汽油机尾气CO2的捕集装置，包括第一CO2捕集再生装置、第二CO2捕集再生装置、温度判别装置、CO2浓度判别装置、三元催化器和压气机等。本发明实现车辆宽温度范围尾气中CO2的捕集，减少碳排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种CO2的捕集方法及装置，特别是涉及一种车用汽油机尾气CO2的捕集方法及装置。
背景技术
内燃机汽车治污，主要是从尾气排放来治理。尾气排放物有两种类别，一是排放的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX）、碳氢化合物（CH）、微粒（PM）及其派生的光化学烟雾，另外是以排放二氧化碳（CO2）为主的气体。
针对排气中CO、CH、NOx等污染物，车用汽油机会采用三元催化处理器进行处理，而对汽油机燃烧过程形成的CO2没有进行脱碳处理，多为直接对空排放。现有技术中涉及一些船用发动机尾气的碳捕集装置及方法，但是这类装置往往***构成复杂且体积较大，难以适用于一般车辆。并且由于车辆工况变化频繁，与船用工况相差较大，在三元催化器之前的尾气温度变化范围大，因此这些船用方法并不适合于车辆使用。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明的一个任务是提供一种车用汽油机尾气CO2的捕集方法，实现车辆宽温度范围尾气中CO2的捕集，减少碳排放。本发明的另一任务是提供实现前述车用汽油机尾气CO2的捕集方法的装置。
本发明技术方案如下：一种车用汽油机尾气CO2的捕集方法，包括：
（1）、将第一温度段的汽油机气缸排气送入第一CO2捕集再生装置中由第一CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2后排出；
（2）、将第二温度段的汽油机气缸排气送入所述第一CO2捕集再生装置加热碳酸化反应后的第一CO2吸收剂释放吸收的CO2使所述第一CO2吸收剂再生，再将降温后的第二温度段的汽油机气缸排气送入所述第一CO2捕集再生装置中由第一CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2后排出；
（3）、将第三温度段的汽油机气缸排气送入第二CO2捕集再生装置中由第二CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2后排出；
（4）、将第四温度段的汽油机气缸排气送入所述第二CO2捕集再生装置加热碳酸化反应后的第二CO2吸收剂释放吸收的CO2使所述第二CO2吸收剂再生，再将降温后的第四温度段的汽油机气缸排气送入所述第二CO2捕集再生装置中由第二CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2后排出；
（5）、检测由所述第一CO2捕集再生装置和所述第二CO2捕集再生装置排出的气流的二氧化碳浓度，当所述二氧化碳浓度超过第一阈值时将所述气流压缩储存，否则使气流经过三元催化排放至大气；
其中，所述第二温度段的温度>所述第一温度段的温度>所述第四温度段的温度>所述第三温度段的温度，所述第一CO2吸收剂的碳酸化反应温度大于所述第二CO2吸收剂的碳酸化反应温度。
进一步地，设定第二阈值，所述第二阈值小于所述第一阈值，当所述二氧化碳浓度超过所述第二阈值但不超过所述第一阈值时，将所述气流送入第二CO2捕集再生装置中由第二CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2后排出。
进一步地，所述汽油机气缸排气在送入第一CO2捕集再生装置或所述第二CO2捕集再生装置前先驱动涡轮机转动，所述涡轮机用于带动压气机以压缩二氧化碳浓度超过所述第一阈值的气流。
进一步地，所述第一CO2吸收剂为钙基吸收剂或硅酸锂基吸收剂，所述第二CO2吸收剂为镁基吸收剂或水滑石吸收剂。
进一步地，所述第二温度段为大于700℃，所述第一温度段为（550℃,700℃]，所述第四温度段为（400℃,550℃]，所述第三温度段为（300℃,400℃]。
进一步地，所述第一温度段的汽油机气缸排气及降温后的第二温度段的汽油机气缸排气送入第一CO2捕集再生装置前进行热交换使温度达到所述第一CO2吸收剂的吸附工作温度范围，所述第三温度段的汽油机气缸排气及降温后的第四温度段的汽油机气缸排气送入第二CO2捕集再生装置前进行热交换使温度达到所述第二CO2吸收剂的吸附工作温度范围，所述第二温度段的汽油机气缸排气送入所述第一CO2捕集再生装置前进行热交换使温度达到所述第一CO2吸收剂的再生温度范围，所述第四温度段的汽油机气缸排气送入所述第二CO2捕集再生装置前进行热交换使温度达到所述第二CO2吸收剂的再生温度范围。
本发明的另一技术方案如下：一种车用汽油机尾气CO2的捕集装置，包括：汽油机气缸排气管、温度判别装置、第一CO2捕集再生装置、第二CO2捕集再生装置、CO2浓度判别装置、三元催化器和压气机，所述汽油机气缸排气管通过所述温度判别装置可通断地连接至所述第一CO2捕集再生装置的内层和外层、所述第二CO2捕集再生装置的内层和外层以及所述三元催化器，所述第一CO2捕集再生装置的内层的排气和所述第二CO2捕集再生装置的内层的排气通过所述CO2浓度判别装置后可通断的连接至所述三元催化器和所述压气机，所述第一CO2捕集再生装置的外层的排气连接至所述第一CO2捕集再生装置的内层，所述第二CO2捕集再生装置的外层的排气连接至所述第二CO2捕集再生装置的内层，所述第一CO2捕集再生装置的内层设置第一CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2，所述第二CO2捕集再生装置的内层设置第二CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2，所述第一CO2捕集再生装置的外层通入汽油机气缸排气时对所述第一CO2吸收剂加热再生，所述第二CO2捕集再生装置的外层通入汽油机气缸排气时对所述第二CO2吸收剂加热再生；
所述温度判别装置用于检测所述汽油机气缸排气的温度，在所述汽油机气缸排气属于第一温度段时使汽油机气缸排气送入第一CO2捕集再生装置的内层，在所述汽油机气缸排气属于第二温度段时使汽油机气缸排气送入第一CO2捕集再生装置的外层，在所述汽油机气缸排气属于第三温度段时使汽油机气缸排气送入第二CO2捕集再生装置的内层，在所述汽油机气缸排气属于第四温度段时使汽油机气缸排气送入第二CO2捕集再生装置的外层；
所述CO2浓度判别装置用于检测所述排气的二氧化碳浓度，在所述二氧化碳浓度超过第一阈值时使排气送入所述压气机，否则使所述排气送入所述三元催化器；
所述第二温度段的温度>所述第一温度段的温度>所述第四温度段的温度>所述第三温度段的温度，所述第一CO2吸收剂的碳酸化反应温度大于所述第二CO2吸收剂的碳酸化反应温度。
进一步地，所述第一CO2捕集再生装置的内层的排气和所述第二CO2捕集再生装置的内层的排气通过所述CO2浓度判别装置后可通断的连接至所述第二CO2捕集再生装置的内层，所述CO2浓度判别装置在所述二氧化碳浓度超过所述第二阈值但不超过所述第一阈值时使排气送入所述第二CO2捕集再生装置的内层，所述第二阈值小于所述第一阈值。
进一步地，所述汽油机气缸排气管在连接所述温度判别装置前先通过节流阀连接至涡轮机，所述涡轮机用于驱动所述压气机，所述涡轮机的排气连接至所述温度判别装置。
进一步地，所述第一CO2捕集再生装置的内层及外层的入口和所述第二CO2捕集再生装置的内层及外层都设置换热器用于改变流入所述第一CO2捕集再生装置和所述第二CO2捕集再生装置的气流的温度。
本发明所提供的技术方案的优点在于：
本专利所提方法充分利用了汽油机排气在300-850℃之间比较宽的范围内变动的特点，使高温废气能量与CO2捕集工艺进行高效耦合，利用不同的CO2吸收剂进行二氧化碳的捕集并再生，使CO2吸收剂始终处于最佳的工作窗口温度之间，提高CO2吸收剂的吸附效率和使用寿命，实现汽油机排气的梯级脱碳处理。
本发明同时利用排气的动能驱动涡轮机带动压气机工作，在不损失汽油机动力的条件下对捕集后的二氧化碳进行高压储存以供他用，有效提高能源利用效率，并实现车用汽油机的低碳排放，增加经济可行性。
附图说明
图1是实施例1的车用汽油机尾气CO2的捕集装置的结构示意图。
图2是实施例2的车用汽油机尾气CO2的捕集装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本说明之后，本领域技术人员对本说明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围内。
实施例1，请结合图1所示，本实施例涉及的车用汽油机尾气CO2的捕集装置包括汽油机气缸排气管1、温度判别装置2、第一CO2捕集再生装置3、第二CO2捕集再生装置4、CO2浓度判别装置5、三元催化器6和压气机7。温度判别装置2为温度传感器，其用于检测汽油机气缸排气管1排出的废气的温度。
第一CO2捕集再生装置3、第二CO2捕集再生装置4设计为套管式双层结构，内层用于放置CO2吸收剂，通入内层的废气由CO2吸收剂进行碳酸化反应吸附CO2，并在外层废气的加热下进行CO2吸收剂再生而释放CO2。汽油机气缸排气管1通过第一开关阀8连接至第一CO2捕集再生装置3的内层，通过第二开关阀9连接至第一CO2捕集再生装置3的外层，通过第三开关阀10连接至第二CO2捕集再生装置4的内层，通过第四开关阀11连接至第二CO2捕集再生装置4的外层，通过第五开关阀12连接至三元催化器6。第一开关阀8、第二开关阀 9、第三开关阀 10、第四开关阀 11、第五开关阀 12 的开关均根据温度判别装置2测得的废气的温度而控制，具体控制方法见后续关于捕集方法的详述。
第一CO2捕集再生装置3的外层的排气直接连接至第一CO2捕集再生装置3的内层，第二CO2捕集再生装置4的外层的排气直接连接至第二CO2捕集再生装置4的内层。CO2浓度判别装置5为CO2传感器，由CO2浓度判别装置5对第一CO2捕集再生装置3的内层的排气和第二CO2捕集再生装置4的内层的排气进行二氧化碳浓度进行测定。
第一CO2捕集再生装置3的内层的排气和第二CO2捕集再生装置4的内层的排气通过第六开关阀13连接至压气机7，在压气机7之前可设置除尘及液体分离装置15对需要压缩的气体进行预处理。压气机7的排气端连接多个并联的CO2储存罐16。压气机7将压缩的CO2储存在CO2储存罐16中，当一个储存罐16达到一定压力后，向其他空罐内继续充气。当所有储存罐16装满达到一定压力时，储存罐16可以进行更换。考虑到行车安全，储罐达到一定压力后泄压阀17开启，经三元催化器6后排入大气，实现CO2在汽车上的临时储存。第一CO2捕集再生装置3的内层的排气和第二CO2捕集再生装置4的内层的排气还通过第七开关阀14连接至三元催化器6，由三元催化器6处理后排入大气。第六开关阀13和第七开关阀14的开关均根据CO2浓度判别装置5测得的排气的二氧化碳浓度而控制，具体控制方法见后续关于捕集方法的详述。
基于上述车用汽油机尾气CO2的捕集装置的捕集方法是这样的：在第一CO2捕集再生装置3的内层放置第一CO2吸收剂，第一CO2吸收剂为钙基吸收剂，主要活性成分为CaO。在第二CO2捕集再生装置4的内层放置第二CO2吸收剂，第二CO2吸收剂为镁基吸收剂，主要活性成分为MgO。
捕集过程分为多个阶段：
（1）车用汽油机气缸废气CO2捕集阶段，汽油机气缸排气管1的废气首先经温度传感器进行温度判断，废气的温度如果在第一温度段（550-700℃）内，则第一开关阀8打开，第二开关阀9、第三开关阀10、第四开关阀11和第五开关阀12为关闭。废气进入第一CO2捕集再生装置3的内层，在内层钙基吸收剂的作用下，废气中的CO2立即与钙基吸收剂的活性成分CaO发生碳酸化反应，生成CaCO3，从而脱除汽油机排气中的CO2。废气的温度如果在第三温度段（300-400℃）内，则第三开关阀10打开，第一开关阀8、第二开关阀9、第四开关阀11和第五开关阀12为关闭。废气进入第二CO2捕集再生装置4的内层，在内层BO镁基吸收剂的作用下，废气中的CO2立即与镁基吸收剂的活性成分MgO发生碳酸化反应，生成MgCO3，从而脱除汽油机排气中的CO2。第一CO2捕集再生装置3的内层和第二CO2捕集再生装置4的内层的排气由CO2浓度判别装置5进行二氧化碳浓度测定，应为低浓度CO2的汽车尾气，可设置第一阈值进行划分浓度高度。当二氧化碳浓度不超过第一阈值时认为是低浓度CO2的汽车尾气。此时打开第七开关阀14，关闭第六开关阀13，低浓度CO2的汽车尾气进入三元催化器6处理后排入大气。
（2）车用汽油机废气CO2吸收剂再生阶段，汽油机气缸排气管1的废气经过温度传感器进行温度判断，废气的温度如果在第二温度段区间（700℃以上）内，则第二开关阀9打开，第一开关阀8、第三开关阀10、第四开关阀11和第五开关阀12为关闭。废气进入第一CO2捕集再生装置3的外层，为第一CO2捕集再生装置3的内层中的CaCO3提供温度条件，使其分解成CaO和CO2，钙基吸收剂得到再生。废气的温度如果在第四温度区间（400-550℃）内，则第四开关阀11打开，第一开关阀8、第二开关阀9、第三开关阀10和第五开关阀12为关闭。废气进入第二CO2捕集再生装置4的外层，为第二CO2捕集再生装置4的内层中的MgCO3提供温度条件，使其分解成MgO和CO2，镁基吸收剂得到再生。高温条件生成的CO2从第一CO2捕集再生装置3的内层和第二CO2捕集再生装置4的内层排出。由CO2浓度判别装置5进行二氧化碳浓度测定，二氧化碳浓度应超过第一阈值为高纯度的CO2，此时打开第六开关阀13，关闭第七开关阀14，排气经过除尘及液体分离装置15后进入压气机7进行加压储存。经过第一CO2捕集再生装置3的外层的高温废气可通过第一单向阀25再进入第一CO2捕集再生装置3的内层进行CO2吸附，经过第二CO2捕集再生装置4的外层的高温废气可通过第二单向阀26再进入第二CO2捕集再生装置的内层进行CO2吸附，即进行前述（1）阶段的脱碳处理。
（3）考虑到车用发动机工况变化较大，当汽油机气缸排气管1的废气温度较低（低于300℃）时，第一开关阀8、第二开关阀9、第三开关阀10和第四开关阀11均关闭，打开第五开关阀12，废气直接经进入三元处理器处理排向大气。
经过上述步骤不断的重复，即可实现对第一CO2吸收剂和第二CO2吸收剂的再生，实现废气的脱碳排放并对CO2加压存储。
实施例2，请结合图2所示，本实施例涉及的车用汽油机尾气CO2的捕集装置在实施例1的基础上增加了涡轮机18，涡轮机18直接由汽油机气缸排气管1的废气进行驱动。汽油机气缸排气管1设置节流阀24控制进入涡轮机18的流量，涡轮机18与压气机7同轴布置，由涡轮机18的涡轮的高速转动带动压气机7工作实现CO2的加压储存。通过涡轮后的废气仍然具有很高的温度，将涡轮机18的排气通过管路回流至汽油机气缸排气管1进行温度判别进而进行后续的捕集。另外在第一开关阀8与第一CO2捕集再生装置3的内层之间设置第一换热器19，在第二开关阀9与第一CO2捕集再生装置3的外层之间设置第二换热器20，在第三开关阀10与第二CO2捕集再生装置4的内层之间设置第三换热器21，在第四开关阀11与第二CO2捕集再生装置4的外层之间设置第四换热器22，通过第一换热器19、第二换热器20、第三换热器21和第四换热器22对进入第一CO2捕集再生装置3和第二CO2捕集再生装置4的气流的温度进行控制使其达到更适合第一CO2吸收剂和第二CO2吸收剂进行碳酸化反应及再生的温度，提高效率。第一CO2捕集再生装置的内层的排气和第二CO2捕集再生装置的内层的排气经过CO2浓度判别装置5还通过第八开关阀23回流至第二CO2捕集再生装置的内层，该第八开关阀23的开关也根据CO2浓度判别装置5测得的排气的二氧化碳浓度而控制，具体控制方法见后续关于捕集方法的详述。
基于上述车用汽油机尾气CO2的捕集装置的捕集方法是这样的：在第一CO2捕集再生装置3的内层放置第一CO2吸收剂，第一CO2吸收剂为硅酸锂基吸收剂。在第二CO2捕集再生装置4的内层放置第二CO2吸收剂，第二CO2吸收剂为水滑石吸收剂。
捕集过程分为多个阶段：
（1）车用汽油机气缸废气CO2捕集阶段，汽油机气缸排气管1的废气首先经温度传感器进行温度判断，废气的温度如果在第一温度段（550-700℃）内，则第一开关阀8打开，第二开关阀9、第三开关阀10、第四开关阀11和第五开关阀12为关闭。废气通过第一换热器19换热温度维持在600℃左右（如采用钙基吸收剂，则维持在650℃左右）进入第一CO2捕集再生装置3的内层，废气中的CO2立即与钙基吸收剂发生碳酸化反应，从而脱除汽油机排气中的CO2。废气的温度如果在第三温度段（300-400℃）内，则第三开关阀10打开，第一开关阀8、第二开关阀9、第四开关阀11和第五开关阀12为关闭。废气通过第三换热器21换热温度维持在300℃左右（如采用镁基吸收剂，则维持在350℃左右）进入第二CO2捕集再生装置4的内层，废气中的CO2立即与水滑石吸收剂发生碳酸化反应，从而脱除汽油机排气中的CO2。第一CO2捕集再生装置3的内层和第二CO2捕集再生装置4的内层的排气由CO2浓度判别装置5进行二氧化碳浓度测定，应为低浓度CO2的汽车尾气。本实施例设置第一阈值和第二阈值进行划分浓度高度。第一阈值大于第二阈值，当二氧化碳浓度不超过第二阈值时认为是低浓度CO2的汽车尾气。此时打开第七开关阀14，关闭第六开关阀13和第八开关阀23，低浓度CO2的汽车尾气进入三元催化器6处理后排入大气。
（2）车用汽油机废气CO2吸收剂再生阶段，汽油机气缸排气管1的废气经过温度传感器进行温度判断，废气的温度如果在第二温度段区间（700℃以上）内，则第二开关阀9打开，第一开关阀8、第三开关阀10、第四开关阀11和第五开关阀12为关闭。废气通过第二换热器20换热，温度维持在750℃左右（如采用钙基吸收剂，则维持在800℃左右）进入第一CO2捕集再生装置3的外层，为第一CO2捕集再生装置3的内层中的硅酸锂基吸收剂提供温度条件，使其高温分解得到再生。废气的温度如果在第四温度区间（400-550℃）内，则第四开关阀11打开，第一开关阀8、第二开关阀9、第三开关阀10和第五开关阀12为关闭。废气通过第四换热器22换热，温度维持在400℃左右（如采用镁基吸收剂，则维持在450℃左右）进入第二CO2捕集再生装置4的外层，为第二CO2捕集再生装置4的内层中的水滑石吸收剂提供温度条件，使其高温分解得到再生。高温条件生成的CO2从第一CO2捕集再生装置3的内层和第二CO2捕集再生装置4的内层排出。由CO2浓度判别装置5进行二氧化碳浓度测定，二氧化碳浓度超过第一阈值为高纯度的CO2，此时打开第六开关阀13，关闭第七开关阀14，排气经过除尘及液体分离装置15后进入压气机7进行加压储存。经过第一CO2捕集再生装置3的外层的高温废气可通过第一单向阀25再进入第一CO2捕集再生装置3的内层进行CO2吸附，经过第二CO2捕集再生装置4的外层的高温废气可通过第二单向阀26再进入第二CO2捕集再生装置4的内层进行CO2吸附，即进行前述（1）阶段的脱碳处理。如果二氧化碳浓度超过第二阈值但不超过第一阈值，则关闭第六开关阀13和第七开关阀14，打开第八开关阀23，使排气重新回到第二CO2捕集再生装置的内层做进一步CO2吸附。
（3）考虑到车用发动机工况变化较大，当汽油机气缸排气管1的废气温度较低（低于300℃）时，第一开关阀8、第二开关阀9、第三开关阀10和第四开关阀11均关闭，打开第五开关阀12，废气直接经进入三元处理器处理排向大气。
经过上述步骤不断的重复，即可实现对第一CO2吸收剂和第二CO2吸收剂的再生，实现废气的脱碳排放并对CO2加压存储。
Claims (10)
1.一种车用汽油机尾气CO2的捕集方法，其特征在于，包括：
（1）、将第一温度段的汽油机气缸排气送入第一CO2捕集再生装置中由第一CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2后排出；
（2）、将第二温度段的汽油机气缸排气送入所述第一CO2捕集再生装置加热碳酸化反应后的第一CO2吸收剂释放吸收的CO2使所述第一CO2吸收剂再生，再将降温后的第二温度段的汽油机气缸排气送入所述第一CO2捕集再生装置中由第一CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2后排出；
（3）、将第三温度段的汽油机气缸排气送入第二CO2捕集再生装置中由第二CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2后排出；
（4）、将第四温度段的汽油机气缸排气送入所述第二CO2捕集再生装置加热碳酸化反应后的第二CO2吸收剂释放吸收的CO2使所述第二CO2吸收剂再生，再将降温后的第四温度段的汽油机气缸排气送入所述第二CO2捕集再生装置中由第二CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2后排出；
（5）、检测由所述第一CO2捕集再生装置和所述第二CO2捕集再生装置排出的气流的二氧化碳浓度，当所述二氧化碳浓度超过第一阈值时将所述气流压缩储存，否则使气流经过三元催化排放至大气；
其中，所述第二温度段的温度>所述第一温度段的温度>所述第四温度段的温度>所述第三温度段的温度，所述第一CO2吸收剂的碳酸化反应温度大于所述第二CO2吸收剂的碳酸化反应温度。
2.根据权利要求1所述的车用汽油机尾气CO2的捕集方法，其特征在于，设定第二阈值，所述第二阈值小于所述第一阈值，当所述二氧化碳浓度超过所述第二阈值但不超过所述第一阈值时，将所述气流送入第二CO2捕集再生装置中由第二CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2后排出。
3.根据权利要求1所述的车用汽油机尾气CO2的捕集方法，其特征在于，所述汽油机气缸排气在送入第一CO2捕集再生装置或所述第二CO2捕集再生装置前先驱动涡轮机转动，所述涡轮机用于带动压气机以压缩二氧化碳浓度超过所述第一阈值的气流。
4.根据权利要求1所述的车用汽油机尾气CO2的捕集方法，其特征在于，所述第一CO2吸收剂为钙基吸收剂或硅酸锂基吸收剂，所述第二CO2吸收剂为镁基吸收剂或水滑石吸收剂。
5.根据权利要求1所述的车用汽油机尾气CO2的捕集方法，其特征在于，所述第二温度段为大于700℃，所述第一温度段为（550℃,700℃]，所述第四温度段为（400℃,550℃]，所述第三温度段为（300℃,400℃]。
6.根据权利要求1所述的车用汽油机尾气CO2的捕集方法，其特征在于，所述第一温度段的汽油机气缸排气及降温后的第二温度段的汽油机气缸排气送入第一CO2捕集再生装置前进行热交换使温度达到所述第一CO2吸收剂的吸附工作温度范围，所述第三温度段的汽油机气缸排气及降温后的第四温度段的汽油机气缸排气送入第二CO2捕集再生装置前进行热交换使温度达到所述第二CO2吸收剂的吸附工作温度范围，所述第二温度段的汽油机气缸排气送入所述第一CO2捕集再生装置前进行热交换使温度达到所述第一CO2吸收剂的再生温度范围，所述第四温度段的汽油机气缸排气送入所述第二CO2捕集再生装置前进行热交换使温度达到所述第二CO2吸收剂的再生温度范围。
7.一种车用汽油机尾气CO2的捕集装置，其特征在于，包括：汽油机气缸排气管、温度判别装置、第一CO2捕集再生装置、第二CO2捕集再生装置、CO2浓度判别装置、三元催化器和压气机，所述汽油机气缸排气管通过所述温度判别装置可通断地连接至所述第一CO2捕集再生装置的内层和外层、所述第二CO2捕集再生装置的内层和外层以及所述三元催化器，所述第一CO2捕集再生装置的内层的排气和所述第二CO2捕集再生装置的内层的排气通过所述CO2浓度判别装置后可通断的连接至所述三元催化器和所述压气机，所述第一CO2捕集再生装置的外层的排气连接至所述第一CO2捕集再生装置的内层，所述第二CO2捕集再生装置的外层的排气连接至所述第二CO2捕集再生装置的内层，所述第一CO2捕集再生装置的内层设置第一CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2，所述第二CO2捕集再生装置的内层设置第二CO2吸收剂进行碳酸化反应吸收CO2，所述第一CO2捕集再生装置的外层通入汽油机气缸排气时对所述第一CO2吸收剂加热再生，所述第二CO2捕集再生装置的外层通入汽油机气缸排气时对所述第二CO2吸收剂加热再生；
所述温度判别装置用于检测所述汽油机气缸排气的温度，在所述汽油机气缸排气属于第一温度段时使汽油机气缸排气送入第一CO2捕集再生装置的内层，在所述汽油机气缸排气属于第二温度段时使汽油机气缸排气送入第一CO2捕集再生装置的外层，在所述汽油机气缸排气属于第三温度段时使汽油机气缸排气送入第二CO2捕集再生装置的内层，在所述汽油机气缸排气属于第四温度段时使汽油机气缸排气送入第二CO2捕集再生装置的外层；
所述CO2浓度判别装置用于检测所述排气的二氧化碳浓度，在所述二氧化碳浓度超过第一阈值时使排气送入所述压气机，否则使所述排气送入所述三元催化器；
所述第二温度段的温度>所述第一温度段的温度>所述第四温度段的温度>所述第三温度段的温度，所述第一CO2吸收剂的碳酸化反应温度大于所述第二CO2吸收剂的碳酸化反应温度。
8.根据权利要求7所述的车用汽油机尾气CO2的捕集装置，其特征在于，所述第一CO2捕集再生装置的内层的排气和所述第二CO2捕集再生装置的内层的排气通过所述CO2浓度判别装置后可通断的连接至所述第二CO2捕集再生装置的内层，所述CO2浓度判别装置在所述二氧化碳浓度超过所述第二阈值但不超过所述第一阈值时使排气送入所述第二CO2捕集再生装置的内层，所述第二阈值小于所述第一阈值。
9.根据权利要求7所述的车用汽油机尾气CO2的捕集装置，其特征在于，所述汽油机气缸排气管在连接所述温度判别装置前先通过节流阀连接至涡轮机，所述涡轮机用于驱动所述压气机，所述涡轮机的排气连接至所述温度判别装置。
10.根据权利要求7所述的车用汽油机尾气CO2的捕集装置，其特征在于，所述第一CO2捕集再生装置的内层及外层的入口和所述第二CO2捕集再生装置的内层及外层都设置换热器用于改变流入所述第一CO2捕集再生装置和所述第二CO2捕集再生装置的气流的温度。
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|---|---|---|---|
| CN202310823409.2A CN116696521B (zh) | 2023-07-06 | 一种车用汽油机尾气co2的捕集方法及装置 |
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