用于排气净化的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于净化由内燃机产生的排气的方法，其中，将由内燃机产生的排气引导通过排气路径，在该排气路径中布置至少一个吸附元件(12a、12b)，使包含在排气中的有害物质至少部分地结合在该吸附元件上，其中，所述至少一个吸附元件(12a、12b)通过至少部分地解吸被结合的有害物质而再生，其中，将在解吸期间从至少一个吸附元件(12a、12b)中解吸出的有害物质存储在至少一个存储器中。

Methods and equipment for exhaust purification

The invention relates to a method for purifying exhaust gas generated by an internal combustion engine, in which exhaust gas generated by an internal combustion engine is guided through an exhaust path in which at least one adsorption element (12a, 12b) is arranged so that harmful substances contained in the exhaust gas are at least partially combined with the adsorption element, in which at least one adsorption element (12a, 12b) passes through at least one part. The harmful substances desorbed from at least one adsorption element (12a, 12b) during desorption are stored in at least one memory.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于排气净化的方法和设备
本专利技术涉及一种用于净化由内燃机产生的排气的方法和一种用于内燃机的排气系统。本专利技术还涉及一种具有被配置成用于实施所述方法的排气系统的车辆。
技术介绍
在运行内燃机时产生排气，排气含有有害物质、例如二氧化碳。由于这种有害物质对环境有害，因此持续地对内燃机排气中这种有害物质的浓度确定更加严格的限值。迄今的用于降低由内燃机排放的有害物质的浓度的排气后处理的方法基于借助于催化净化器对有害物质的氧化或还原。在欧洲公开文本EP2959956A1中公开了一种用于从包含二氧化碳的气体中吸收二氧化碳的方法。美国公开文本US20150033711A公开了一种具有二氧化碳分离系统的车辆，该二氧化碳分离系统被配置成用于，将被分离出的二氧化碳存储在存储器中。在美国公开文本US20150125368A中公开了一种用于对被吸收的气体进行再生以及对陶瓷吸收材料进行再生的循环过程。国际公开文本WO2013109895A1公开了一种方法，在该方法中在被吸附的二氧化碳与由内燃机产生的热排气流之间发生了热交换过程。
技术实现思路
在这个背景下，本专利技术的目的是，为内燃机的低有害物质运行提供一种可行方案。为了实现上述目的，提出一种用于净化由内燃机产生的排气的方法，其中，将由内燃机产生的排气引导通过排气路径，在该排气路径中布置至少一个吸附元件，使包含在排气中的有害物质至少部分地结合/束缚在所述至少一个吸附元件上，其中，所述至少一个吸附元件通过至少部分地解吸被结合的有害物质而再生，其中，将在解吸期间从至少一个吸附元件中解吸出的有害物质存储在至少一个存储器中。本专利技术的设计方案从说明书和从属权利要求中得到。所提出的方法特别是用于净化由内燃机、例如柴油机、汽油机或燃气机产生的排气。对此根据本专利技术提出，借助于至少一个吸附元件至少部分地吸附包含在由内燃机产生的排气中的有害物质、特别是二氧化碳。就是说，包含在排气中的有害物质在吸附步骤中至少部分地积聚在至少一个吸附元件上，并至少暂时地、即在限定的时间段内被存储在吸附元件中。在该时间段之后，在解吸步骤中从或由至少一个吸附元件解吸有害物质，最后将有害物质转移到存储器中。在此，有害物质在至少一个吸附元件上存储的时间段例如根据所述至少一个吸附元件的吸附能力来选择。吸附元件在本专利技术的上下文中被理解为一种下述的设备，该设备适合于从排气中提取物质、如有害物质并在该设备的表面上积聚该物质、如有害物质。通过使用吸附元件，与吸收元件相比实现了，更快地且在使用较少的能量的情况下、即更有效率地解吸积聚在吸附元件上的颗粒、例如有害物质。根据本专利技术的方法特别是设计为三个阶段，从而在第一阶段中通过至少一个根据本专利技术提出的吸附元件吸附或积聚包含在相应排气中的有害物质，在第二阶段中解吸积聚在吸附元件上的有害物质。为了从至少一个吸附元件中解吸有害物质，就是说，为了从或由至少一个吸附元件释放或分离有害物质，可以例如加热吸附元件和/或使辅助气体通流过该吸附元件。一旦由至少一个吸附元件解吸的有害物质以自由的形式存在，就设置为，在第三阶段中将解吸的有害物质转移到存储器中并存储在其中。就是说，将包含在排气中的有害物质被转移到存储器中并积聚在存储器中。在存储器中积聚的有害物质可以作为原料用于在内燃机中运行的过程，或从存储器中被取出并例如转移到位于内燃机外部的存储器中，以便最终作为原料而被供应给其它应用。在本方法的一个可能的设计方案中提出，至少一个吸附元件包括由以下材料列表中的一种材料或材料组合制成的至少一个吸附层：氧化铝/铝氧化物或硅酸铝/铝硅酸盐。证明为有利的是，根据本专利技术提出的至少一个吸附元件配备有基于铝的吸附层，相应的有害物质被吸附在该吸附层上。由Al2O3或硅酸铝制成的吸附层被证明是特别有利的。在所提出的方法的另一可能的设计方案中提出，至少一个吸附元件是具有无机或有机基质的固体吸附元件。在此还提出，使有害物质可再生地结合在所述至少一个吸附层上。根据本专利技术提供的至少一个吸附元件可以例如在相应的内燃机的排气系统中设计为固体。在此，吸附元件可以具有载体基质，在该载体基质上施加吸附层。可以设想，吸附元件例如设计为蜂巢状或使吸附元件的表面最大化的其它形状。为了实现对在根据本专利技术提供的至少一个吸附元件上积聚的有害物质的解吸，以及为了将积聚在吸附元件上的有害物质转移到存储器中，提出，吸附元件、或吸附元件的吸附层被配置成用于，以可再生的方式、即可分离地或可逆地结合相应的有害物质。为此可以特别提出，通过物理力、即以物理吸附的方式通过例如有害物质与吸附元件的静电的相互作用在吸附元件上积聚有害物质。在所提出的方法的另一可能的设计方案中提出，借助于下面的解吸方法列表中的一种解吸方法或解吸方法组合解吸通过至少一个解吸元件结合的有害物质：提高至少一个吸附元件的温度、提高至少一个吸附元件的环境中的温度、减小至少一个吸附元件的环境中的大气压，利用辅助气体通流过至少一个吸附元件。为了再生至少一个根据本专利技术提出的吸附元件，就是说，为了解吸在至少一个吸附元件上积聚的有害物质或使在至少一个吸附元件上积聚的有害物质与至少一个吸附元件分离，可以提出，使至少一个吸附元件承受温度变化和/或压力变化。特别是通过对至少一个吸附元件加热可以解除在相应的有害物质与至少一个吸附元件之间的相互作用，无论该相互作用是化学类型的还是物理类型的。对吸附元件的加热相应地有利于从或由吸附元件解吸有害物质，从而有害物质可以与至少一个吸附元件分离并转移到存储器中。还可以设想，借助于辅助气体解吸至少一个根据本专利技术提供的吸附元件，该辅助气体例如是如下气体，该气体例如从辅助气体存储器或从相应的排气系统的环境中被导入至少一个吸附元件中或周围，并吸收积聚在至少一个吸收元件上的有害物质。被证明为特别有利的是，将对至少一个吸附元件进行加热与借助于辅助气体通流的方法和/或减小至少一个吸附元件的环境中的压力进行组合。通过将对至少一个吸附元件进行加热与借助于辅助气体通流的方法进行组合，要与至少一个吸附元件分离的有害物质由于加热而可以被相应的辅助气体流容易地吸收并随着该辅助气体流被运走。纯的二氧化碳气体被证明是特别适合用于解吸二氧化碳的辅助气体，这是因为二氧化碳气体不再需要与从至少一个吸附元件中作为有害物质解吸的二氧化碳分离。另选地，使用空气作为辅助气体也被证明是适合的。在所提出的方法的另一可能的设计方案中提出，在解吸期间借助于增压器将从所述至少一个吸附元件中释放的有害物质导入至少一个存储器中并在产生压力的情况下积聚在该至少一个存储器中。在使用增压器、例如压缩机或风机的情况下可以产生如下体积流量，该体积流量围绕至少一个根据本专利技术提供的吸附元件流动并与相应解吸的有害物质一同流入存储器中。在此还可以在存储器处附加地布置另外的增压器，该另外的增压器在蓄压器的意义上对存储器中的体积流量进行压缩。在所提出的方法的另一可能的设计方案中提出，使用多个吸附元件，在循环运行中，在第一时刻使包含在排气中的有害物质至少部分地结合在多个吸附元件中的第一部件中并使多个吸附元件中的第二部件再生。在此还提出，在第二时刻使包含在排气中的有害物质至少部分地结合在多个吸附元件中的第二部件中并使多个吸附元件中的第一部件再生。为了能连续地实施所提出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于净化由内燃机产生的排气的方法，其中，将由内燃机产生的排气引导通过排气路径，在该排气路径中布置至少一个吸附元件(12a、12b)，使包含在排气中的有害物质至少部分地结合在所述至少一个吸附元件上，其中，所述至少一个吸附元件(12a、12b)通过至少部分地解吸被结合的有害物质而再生，其中，将在解吸期间从至少一个吸附元件(12a、12b)中解吸出的有害物质存储在至少一个存储器中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.05 DE 102016219301.51.一种用于净化由内燃机产生的排气的方法，其中，将由内燃机产生的排气引导通过排气路径，在该排气路径中布置至少一个吸附元件(12a、12b)，使包含在排气中的有害物质至少部分地结合在所述至少一个吸附元件上，其中，所述至少一个吸附元件(12a、12b)通过至少部分地解吸被结合的有害物质而再生，其中，将在解吸期间从至少一个吸附元件(12a、12b)中解吸出的有害物质存储在至少一个存储器中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个吸附元件(12a、12b)具有由以下材料列表中的一种材料或材料组合制成的至少一个吸附层：氧化铝或硅酸铝。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，至少一个吸附元件(12a、12b)是具有无机或有机基质的固体吸附元件(12a、12b)，其中，使有害物质以能再生的且/或物理吸附的方式结合在所述至少一个吸附层上。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于以下解吸方法列表中的一种解吸方法或解吸方法组合使由至少一个吸附元件(12a、12b)结合的有害物质再生：提高至少一个吸附元件(12a、12b)的温度、提高至少一个吸附元件(12a、12b)的环境中的温度、减小至少一个吸附元件(12a、12b)的环境中的大气压、利用辅助气体通流过至少一个吸附元件(12a、12b)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，使用借助于辅助气体存储器(16)提供的纯二氧化碳和/或合成空气作为辅助气体。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，至少部分地从至少一个存储器(21)中提取辅助气体。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在解吸期间借助于增压器(19)将从所述至少一个吸附元件(12a、12b)中释放的有害物质导入至少一个存储器(21)中并在产生压力的情况下...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·海格尔，S·穆勒赫尔维格，A·克拉耶特，A·塞弗特，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE