[发明专利]用于从有限空间中除去代谢二氧化碳的改进方法和装置

说明书

用于分离和除去运载工具客舱内部的空气中的由一个或多个乘客产生的CO₂的装置和方法。所提供的是：‑从客舱内部到容器内部的第一空气流，所述容器容纳用于CO₂的松散颗粒吸附剂；‑从容纳吸附剂的容器内部到客舱内部的CO₂耗尽的第二空气流；‑从客舱外部到容纳吸附剂的容器内部的第三空气流；以及‑从容纳吸附剂的容器内部到客舱外部的富含CO₂的第四空气流。

技术领域

本发明涉及用于将从诸如运载工具(例如，汽车、卡车、公共汽车、船艇或飞机)的客舱的有限空间中的空气中分离二氧化碳(CO₂)的方法和装置。本发明尤其涉及使用含胺的颗粒材料分离和除去由处于运载工具客舱内的空气中的乘客产生的CO₂的方法和装置，所述含胺的颗粒材料能够被加工以选择性地吸附CO₂并随后解吸CO₂。本发明尤其涉及用于从运载工具客舱内的空气中分离和除去CO₂从而将CO₂浓度保持在运载工具客舱内的期望水平以下的方法和装置。

背景技术

供热、通风和空气调节(HVAC)系统可以非常显著地满足乘用车的能量要求。降低HVAC系统的能量负荷由于潜在地给运载工具提供改进的能量效率和燃料经济性而已经引起相当大的兴趣。在客机的情况下，维持可行气氛的能量成本甚至更高，其中消耗大量能量用于对外部空气进行加压和加热。

WO 2016/038340A1描述了一种用于降低从运载工具的客舱中除去CO₂的能量需求的系统。该系统使用：

-再生CO2吸附剂材料；

-用于使空气从客舱内部移动到再生CO₂吸附剂材料上以从空气中除去CO₂随后使空气返回客舱的装置；以及

-用于使解吸气体(例如，来自客舱外部的经加热空气)移动到吸附剂材料上以从吸附剂材料中解吸CO₂随后将解吸的CO₂排到客舱外的装置。

该系统被描述为能够将客舱中的CO₂水平维持在1000ppm以下持续至少5分钟，同时将来自客舱外部的空气流量限制在10L/s或更低。

但是，该系统仍然需要相对大量的能量以在压力下将空气从客舱内部移动到再生CO₂吸附剂材料床上从而有效地从空气中除去CO₂以及在压力下将解吸气体移动到吸附剂材料上从而有效地从吸附剂材料中解吸CO₂。当该系统长时间(例如1-5小时)连续运行时，这种能量需求变得尤其巨大。

为了进一步降低该系统的能量需求，WO 2016/038340 A1提出使用吸附剂材料颗粒的“径向流动床”，而不是使用其上涂覆有吸附剂材料的整料或者吸附剂材料的颗粒或珠粒的床。同样为了进一步降低能量需求，WO 2016/038340A1已经提出使用由运载工具产生的废气作为用于解吸CO₂的热空气源。

与WO 2016/038340A1类似，WO 2016152363 A1描述了一种用于使用容器中的CO₂吸附剂从来自室内的气流中除去CO₂的系统。该容器具有用于允许室内空气和外部空气进入容器的入口以及用于将CO₂耗尽的空气送至室内和送至外部的出口。该系统的特征在于对容器中的CO₂吸附剂进行感应加热或介电加热。

然而，需要寻求进一步降低用于从运载工具的客舱除去CO₂的这种系统的能量需求的方法。

发明内容

根据本发明，提供了用于分离和除去运载工具的客舱内部的空气中的由一个或多个乘客产生的CO₂的方法和装置。该方法和装置具有降低的能量需求。