[发明专利]利用废热来车载回收和存储来自机动车内燃机废气的CO2的膜分离方法和系统

权利要求书

1.一种用于降低由用来为车辆提供动力的烃燃料的内燃机(ICE)所排放的废气流排放到大气中的CO₂量的方法，该方法包括：

a.将来自ICE的热废气流送到车辆上车载的第一废热回收区，并且将高温废气流与至少一个热交换器接触，该热交换器具有入口和排出口，该入口用于接收来自ICE的热废气流来以热交换关系传送，该排出口用于排出处于较低温度的冷却的废气流，该废热回收区进一步包括用于将废气流中的废热转化成电能和/或机械能的至少一个热回收装置；

b.将该冷却的废气流送到与废热回收区的废气流排出口流体连通的膜分离区，并且与具有膜的至少一个膜组件接触，该膜组件具有CO₂所透过的渗透物侧和与冷却的废气流接触的渗余物侧，该渗透物侧具有CO₂排出口，该渗余物侧包括处理过的废气流出口，其中将该废气流的电能和/或机械能的一部分用于产生跨过该膜组件的压力差；

c.将量等价于废气的5-15体积％的CO₂从膜组件的渗透物侧再循环到ICE；

d.将来自膜组件的渗透物侧的CO₂送到致密化区，和使用步骤(a)中由该热回收装置转化的该电能和/或机械能来降低CO₂的温度和体积；

e.将致密化的CO₂转移到用于在车辆上车载临时存储的存储区；和

f.将CO₂含量降低的处理过的废气流送到与膜组件的处理过的废气流出口流体连通的废气管道，并且将该处理过的废气流排出到大气中。

2.权利要求1的方法，其随着车辆的ICE启动而基本上连续地运行。

3.权利要求1的方法，其包括将废气流送过涡轮增压器，以提高至少一部分的废气流的压力。

4.权利要求3的方法，其包括将废气流送过涡轮增压器下游的第二废热回收区，以在废气流引入到该膜组件之前降低它的温度，其中第二废热回收区包括热回收装置，其用于将该废气流中的热转化为电能和/或机械能。

5.权利要求1的方法，其中废气流的CO₂含量降低了至少10％。

6.权利要求1的方法，其中使用由热回收装置所产生的至少一部分的电能和/或机械能为车辆上车载的辅助电能和/或机械系统提供动力。

7.权利要求1的方法，其中使用从膜组件的渗透物侧回收的一部分的CO₂作为车辆上车载空调设备中的制冷气体。

8.一种用于车载处理由用来为车辆提供动力的烃燃料的内燃机(ICE)所排放的含有CO₂的废气流以降低排放到大气中的CO₂量的系统，该系统包括：

a.车载到车辆上的第一废热回收区，该废热回收区用于以热交换关系接收高温废气流并且以较低温度排出该废气流，

该废热回收区包括至少一个热交换器，该热交换器具有入口和出口，该入口用于接收来自ICE的热废气流以热交换关系传送，该出口用于排出冷却的废气流，

该第一废热回收区进一步包括至少一个热回收装置，该热回收装置与至少一个热交换器协同运行来将来自废气的废热转化成电能和/或机械能；

b.与废热回收区的废气流排出口流体连通的膜分离区，该膜分离区包括膜组件，该膜组件具有CO₂所透过的渗透物侧和与冷却的废气流接触的渗余物侧，该渗余物侧包括处理过的废气流出口，其中将来自该热回收装置的电能和/或机械能的至少一部分用于产生跨过该膜组件的压力差；

c.CO₂再循环区，其用于将量等价于废气的5-15体积％的CO₂从膜组件的渗透物侧再循环到ICE；

d.与膜组件的渗透物侧流体连通的致密化区，该致密化区用于接收透过的CO₂，该致密化区包括用于将CO₂的温度和体积降低来至少液化CO₂和来产生CO₂含量降低的处理过的废气流的致密化装置，该致密化装置配置为利用步骤(a)中由该热回收装置转化的该电能和/或机械能；

e.存储区，该存储区用于接收致密化的CO₂以在车辆上车载临时存储；和

f.与膜组件区的处理过的废气流出口流体连通的废气管道。