[发明专利]内燃机CO2捕捉装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机CO₂捕捉装置，具体来说涉及与液氧汽化助燃的富氧燃烧内燃机系统相匹配的内燃机尾气CO₂捕捉装置。 

背景技术

当今世界，全球气候变暖问题是困扰许多国家发展的首要问题，许多国家在寻找节能减排的新方法，在固碳装置的研究方面，基本都是对电厂锅炉的尾气进行脱碳研究，基本没有应用于内燃机尾气脱碳的装置，本专利将对此方面进行深入研究。通过研究已经证实，富氧燃烧可以通过过量空气助燃，使燃料燃烧更加充分，是节约能源的主要方式之一。富氧燃烧能够获得更高的压力峰值和温度峰值，可以彻底消除CH、CO等污染物。但是富氧燃烧具有一些不足，通入过量助燃空气，使NO_x污染物增加，同时，CO₂排放也是温室气体的主要成分。 

为实现内燃机富氧燃烧，又能摒弃富氧燃烧伴随产生的不足，需要采用本专利与内燃机配合使用。液氧通入本装置，受热汽化，同时尾气CO₂放热，凝华为干冰，剩余CO₂和汽化后的氧气进入内燃机进行富氧燃烧，内燃机实现零排放。 

实用新型专利ZL201020576059.2给出了液氧固碳零排放内燃机的一种整体流程设想，但没有具体设计如何对CO₂进行固定；发明专利申请专利CN201010171423.1设计了一种氨法固碳装置，用化学吸收法对锅炉产生的CO₂进行固定，但不能对内燃机尾气中的CO₂进行捕捉。本专利对于如何捕捉内燃机尾气CO₂进行了系统研究。发明专利申请公开CN 101639329A设计了一种汽车用液氧与尾气CO₂进行间壁换热将液氧汽化后通入内燃机助燃的装置，但是 其不能将汽化后的氧气和剩余的未完全凝华的CO₂混合，共同通入内燃机进行助燃。本专利可实现将氧气与CO₂形成氧气的质量分数为30％的富氧气体，进入内燃机助燃，实现富氧燃烧。实用新型专利CN 201851229U设计了一种液氧汽化后进入内燃机并将尾气CO₂固定回收的装置，其设计的装置复杂，占用空间较大，装置不紧凑，同时尾气CO₂固定回收装置开口较小。本专利不仅设计体积较小，装置在汽车上便携性好，而且克服了回收装置开口较小，容易被干冰堵塞的情况，是应用重力作用，使干冰直接坠落入底部。 

发明内容

本发明的目的正是为了实现内燃机进行富氧燃烧，又能实现对内燃机尾气CO₂进行固定捕捉，使内燃机实现零排放，能够减缓全球性气候变暖速率。 

本发明是与内燃机配套使用，将以液氧助燃并进行富氧燃烧的内燃机燃烧后产生的尾气CO₂先经过冷凝水管，使其温度降低到接近50℃，然后进入本装置，与同时进入本装置的液氧进行对流换热，使液氧受热汽化成氧气，大部分CO₂凝华成干冰，剩余的为凝华成干冰的CO₂和汽化后的氧气组成混合气，排出本装置，进入内燃机进气管道，进入内燃机助燃，实现富氧燃烧并能零排放。 

采用本发明可以使内燃机尾气CO₂得到固定捕捉，同时将液氧汽化为氧气，与未凝华的CO₂共同进入内燃机，实现富氧燃烧，同时摒弃了NO_x的生成，又消除了CH和CO的生成。使内燃机具有更高的做功能力，又节约了燃料，并且，实现了零排放。内燃机与本装置配合使用，可以使内燃机工作在狭小的空间并且需要零排放的场合内，比如军用坑道施工车辆、隧道挖掘机、钻井发电机、潜艇发电机，军用导弹发射车辆等场合。通过本装置回收的干冰可以再次利用，可以用于制冷、干冰清洗剂、植物养料等。 

附图说明

图1是内燃机CO₂捕捉装置图， 

图中：1-入口，2-干冰下降块，3-出口，4-液氧喷淋装置，5-对流换热室，6-干冰下降道，7-干冰收集器。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述： 

本发明的具体技术方案是：如图1，CO₂捕捉装置具有外壳，入口1设置在外壳侧下部，出口3设置在外壳上部，干冰下降块2设置于入口1进入对流换热室5部分的上方。下面进一步叙述CO₂捕捉装置的原理。