CO2分离系统技术方案

本发明专利技术提供一种CO2分离系统，是从包含CO2的混合气体中分离CO2的CO2分离系统，包括CO2分离装置、CO2回收装置和压力差产生装置。所述CO2分离装置具有使CO2从所述混合气体中分离的分离膜、以及由该分离膜划定的分离膜上游室和分离膜下游室，所述CO2分离装置被配置成所述混合气体向该分离膜上游室流入。所述压力差产生装置至少具有负压产生装置。所述负压产生装置配置在将所述分离膜下游室和所述CO2回收装置连接的透过气体的气体路径上。装置连接的透过气体的气体路径上。装置连接的透过气体的气体路径上。

【技术实现步骤摘要】
CO2分离系统


[0001]本专利技术涉及CO2分离系统。

技术介绍

[0002]日本特许第6359544公开了一种CO2分离系统，其利用促进输送膜从内燃机排出的排气中选择性地分离出CO2(二氧化碳)，并对分离出的CO2进行浓缩和储存。

技术实现思路

[0003]但是，上述日本特许第6359544中，没有揭示最终如何将分离出的CO2回收，有可能无法效率良好地将分离出CO2进行回收。
[0004]本专利技术提供一种CO2分离系统，其能够效率良好地将从包含CO2的混合气体中分离出的CO2进行回收。
[0005]本专利技术的一技术方案涉及的CO2分离系统，用于从包含CO2的混合气体中分离CO2。CO2分离系统具备CO2分离装置、CO2回收装置和压力差产生装置，CO2分离装置具有使CO2从混合气体中分离的分离膜、以及由该分离膜划定的分离膜上游室和分离膜下游室，CO2分离装置被配置成混合气体向该分离膜上游室流入，CO2回收装置将透过分离膜而从分离膜下游室流出的包含CO2的透过气体导入到其中，并且将透过气体中的CO2回收，压力差产生装置以分离膜上游室的压力大于分离膜下游室的压力的方式，在分离膜上游室和分离膜下游室产生压力差。压力差产生装置至少具有负压产生装置。负压产生装置配置在将分离膜下游室和CO2回收装置连接的透过气体的气体路径上。
[0006]通过本专利技术的一技术方案涉及的CO2分离系统，能够以仅在透过气体的气体路径上设置负压产生装置的简单结构来确保CO2透过分离膜时的透过推进力即分离膜上游室与分离膜下游室之间的CO2分压差，促进CO2的透过，并且能够将从负压产生装置排出的具有与大气压相当的压力的CO2浓度高的透过气体(即CO2分压高的透过气体)导入到CO2回收装置中。因此，能够增大CO2回收装置的CO2回收量。另外，由于CO2回收装置内不会成为负压，因此能够抑制CO2回收装置内的CO2经由透过气体的气体路径等向外部漏出。所以，能够通过CO2回收装置效率良好地将从包含CO2的排气(混合气体)中分离出的CO2进行回收。
[0007]在本专利技术的一技术方案涉及的CO2分离系统的基础上，可以具备对所述透过气体进行除湿的除湿装置。所述除湿装置和所述负压产生装置，可以在所述透过气体的气体路径上，从所述透过气体的流动方向上游侧起以所述除湿装置、所述负压产生装置的顺序配置。在本专利技术的一技术方案涉及的CO2分离系统的基础上，可以还具备催化剂装置。所述混合气体可以是从搭载在移动体上的内燃机或固定式内燃机排出的排气。所述催化剂装置可以配置在所述内燃机的排气路径上，净化所述排气中的有害物质。所述CO2分离装置可以配置在比所述催化剂装置靠排气流动方向下游侧的所述排气路径上，CO2回收装置可以将透过所述分离膜而从所述分离膜下游室流出的包含CO2和水蒸气的透过气体导入到其中。所述除湿装置和所述负压产生装置，可以在将所述分离膜下游室和所述CO2回收装置连接的
所述透过气体的气体路径上，从所述透过气体的流动方向上游侧起以所述除湿装置、所述负压产生装置的顺序配置。
[0008]在本专利技术的一技术方案涉及的CO2分离系统的基础上，可以还具备排气切换阀，所述排气切换阀设置在所述催化剂装置与所述分离膜上游室之间的所述排气路径上，进行切换以使得从所述催化剂装置流出的排气被导入所述分离膜上游室、或者不导入所述分离膜上游室而是向外部气体排出。在本专利技术的一技术方案涉及的CO2分离系统的基础上，可以还具备加热装置。所述除湿装置可以通过与热介质的热交换而将所述透过气体冷却，由此使所述透过气体中的水分冷凝，对所述透过气体进行除湿。所述加热装置可以利用通过与所述透过气体的热交换而受热的热介质的热对所述CO2回收装置进行加热。
[0009]在本专利技术的一技术方案涉及的CO2分离系统的基础上，所述加热装置可以具备蓄热部和传热器，所述蓄热部将通过与所述透过气体的热交换而受热的热介质的热存储，所述传热器将所述蓄热部的热传到所述CO2回收装置而对所述CO2回收装置进行加热。在本专利技术的一技术方案涉及的CO2分离系统的基础上，所述混合气体可以是从搭载在移动体上的内燃机或固定式内燃机排出的排气。在本专利技术的一技术方案涉及的CO2分离系统的基础上，所述混合气体可以是空气。
附图说明
[0010]下面，参照附图对本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明。附图中，相同的标记表示相同的元件。
[0011]图1是本专利技术的第1实施方式的CO2分离系统的大致结构图。
[0012]图2是表示透过气体的CO2分压与固体吸附剂的每单位质量的CO2吸附量之间的关系的图。
[0013]图3是对本专利技术的第1实施方式的CO2分离控制进行说明的流程图。
[0014]图4是本专利技术的第2实施方式的CO2分离系统的大致结构图。
[0015]图5是本专利技术的第3实施方式的CO2分离系统的大致结构图。
[0016]图6是对本专利技术的第3实施方式的CO2分离控制进行说明的流程图。
[0017]图7是使用加压泵替换减压泵作为压力差产生装置的情况下的CO2分离系统的大致结构图。
具体实施方式
[0018]以下，参照附图，对用于从搭载在车辆、船舶等移动体上的内燃机或设置在工厂等的固定式内燃机排出的排气、大气(空气)中分离CO2(二氧化碳)的本专利技术的CO2分离系统的各实施方式进行详细说明。再者，以下的说明中，对同样的构成要素附带相同的参照符号。
[0019](第1实施方式)
[0020]图1是本专利技术的第1实施方式的CO2分离系统100的大致结构图。
[0021]本实施方式的CO2分离系统100，具备内燃机10、CO2分离装置20、除湿装置30、压力差产生装置40、CO2回收装置50和电子控制单元200，用于将从内燃机10排出的排气中的CO2分离。
[0022]内燃机10，在形成于其内部的燃烧室内使燃料燃烧，产生例如用于驱动车辆的动
力。内燃机10具备用于将在燃烧室内产生的排气(燃烧气体)向大气中排出的排气通路11，在排气通路11设有用于将排气中的有害物质净化的催化剂装置12。
[0023]CO2分离装置20具备分离膜21以及由分离膜21划定的分离膜上游室22和分离膜下游室23。CO2分离装置20以排气向分离膜上游室22流入的方式，设置在比催化剂装置12靠排气流动方向下游侧的排气通路11上。
[0024]分离膜21具有使排气中的CO2透过而使其从排气中分离的功能，并且具有在排气中包含水蒸气的情况下，使水蒸气与CO2一起透过而使其从排气中分离的功能。作为分离膜21，例如可以使用促进输送膜、有机高分子膜、无机材料膜、液体膜等。流入到分离膜上游室22的排气中的CO2和水蒸气，以由分离膜21隔开的分离膜上游室22与分离膜下游室23的压力差(分压差)作为透过推进力，透过分离膜21向分离膜下游室23流入。以下，根据需要会将该透过分离膜21而流入分离膜下游室23的CO2和水蒸气称为“透过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CO2分离系统，用于从包含CO2的混合气体中分离CO2，其特征在于，包括CO2分离装置、CO2回收装置和压力差产生装置，所述CO2分离装置具有使CO2从所述混合气体中分离的分离膜、以及由所述分离膜划定的分离膜上游室和分离膜下游室，所述CO2分离装置被配置成所述混合气体向所述分离膜上游室流入，所述CO2回收装置将透过所述分离膜而从所述分离膜下游室流出的包含CO2的透过气体导入到其中，并且将所述透过气体中的CO2回收，所述压力差产生装置以所述分离膜上游室的压力大于所述分离膜下游室的压力的方式，在所述分离膜上游室和所述分离膜下游室产生压力差，所述压力差产生装置至少具有负压产生装置，所述负压产生装置配置在将所述分离膜下游室和所述CO2回收装置连接的所述透过气体的气体路径上。2.根据权利要求1所述的CO2分离系统，其特征在于，还包括对所述透过气体进行除湿的除湿装置，所述除湿装置和所述负压产生装置，在所述透过气体的气体路径上，从所述透过气体的流动方向上游侧起以所述除湿装置、所述负压产生装置的顺序配置。3.根据权利要求2所述的CO2分离系统，其特征在于，还包括催化剂装置，所述混合气体是从搭载在移动体上的内燃机或固定式内燃机排出的排气，所述催化剂装置配置在所述内燃机的排气路径上，净化所述排气中的有害物质，所述CO2分离装置配置在比所述催化剂装置靠排气流动方向下游侧的所述排气路径上，所述CO2回收装置将透过所述分离膜而...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉山宏石，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：