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Einrichtung zur Absonderung und Rückhaltung von CO2 aus Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen

Ref-Nr: TA-PVA1581


Kurzfassung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kohlendioxidabtrenneinrichtung für eine Verbrennungsmaschine mit einer Ladeeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, Ladeluft auf einen Ladedruck aufzuladen und der Verbrennungsmaschine die aufgeladene Ladeluft zuzuführen, und einer Abgaskühleinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, von der Verbrennungsmaschine bereitgestelltes Abgas abzukühlen, bis Kondensation von Kohlendioxid eintritt. Das bereitgestellte Abgas weist einen Abgasüberdruck auf, der vom Ladedruck und von Verbrennungsprozess und/oder von den in der Verbrennungsmaschine erzeugten Bedingungen abhängt.

Die Erfindung betrifft außerdem eine entsprechende Maschineneinrichtung und ein Verfahren zum Abtrennen von Kohlendioxid aus Abgas einer Verbrennungsmaschine.


Hintergrund

Kohlenstoffdioxid (CO2) wird in großen Mengen bei Verbrennungsprozessen in Verbrennungsmaschinen freigesetzt. Auch wenn dieses Treibhausgas ohnehin in der Luft vorkommt, werden dennoch schwerwiegende Veränderungen der Umweltbedingungen mit einer erhöhten Kohlenstoffdioxid-Konzentration in Verbindung gebracht, weshalb die Bemühungen zur Reduzierung des Ausstoßes immer weiter zunehmen. Um eine Verringerung des CO2-Ausstoßes zu erreichen, kann Kohlendioxid aus dem Abgas abgetrennt und gespeichert werden. Das Separieren erfordert jedoch einen Energieaufwand und oftmals auch die Verwendung chemischer Mittel, deren Einsatz im Hinblick auf ökologische Gesichtspunkte bedenklich sein kann.


Problemstellung

Bisher existieren verschiedene Ansätze, Kohlenstoffdioxid aus Abgasen verbrennungsmotorischer Prozesse heraus zu trennen. Dies geschieht beispielsweise durch das Hinzufügen eines chemischen Absorbers, mithilfe eines Wärmeaustausches und einem semipermeablen Membran oder auf Basis eines Pumpe-Kühlaggregat-Systems zur Rückführung von Schadstoffen. Nachteilig sind hierbei zum einen die energetisch nicht optimale Arbeitsweise und zum anderen der zusätzliche Einsatz von Stoffen oder Chemikalien.


Lösung

Die erfinderische Lösung ist demnach eine energetisch und unter ökologischen Gesichtspunkten günstige Vorrichtung und ein dazugehöriges Verfahren zum Abtrennen von Kohlendioxid aus dem Abgas einer Verbrennungsmaschine auf der Grundlage thermodynamischer Maßnahmen. Erfindungsgemäß werden hierfür sowohl dem Verbrennungsmotor zugeführte, als auch abgeführte Gasmassen dahingehend konditioniert, dass ein Unterschreiten der Kondensationslinie von CO2 im Abgastrakt ermöglicht wird. Die Konditionierung des Gases erfolgt hierbei bezüglich des Drucks und der Temperatur. Dadurch kommt es zu einer Aggregatszustandsänderung, die eine Abtrennung und Zwischenspeicherung von Kohlendioxid in flüssiger Form erlaubt. Die für diesen Prozess notwendige Energie wird größtenteils dem Abgas entzogen bzw. der Motorleistung entnommen. Die Energiezufuhr erfolgt dabei durch Wärmeüberträger. Ein Hilfsmedium dient als weiterer Wärmespeicher, dessen Enthalpiezunahme für Wiedergewinnungszwecke genutzt werden kann.


Vorteile

  • Energieeffiziente Rückgewinnung von CO2
  • Speicherung von CO2 in kompakter Form
  • Kein Einsatz von zusätzlichen Stoffen oder Chemikalien

Anwendungsbereiche

  • Verbrennungsmotoren

Service

  • Verkauf
  • Lizenzierung
  • Entwicklungskooperation

PVA Mecklenburg-Vorpommern AG

Christian Tholen
+49 381 497474-38
c.tholen@pva-mv.de
www.pva-mv.de
Adresse
Gerhart-Hauptmann-Straße 23
18055 Rostock



Entwicklungsstand

Prototyp


Patentsituation

  • DE 10 2013 110 163 anhängig

Stichworte

Verbrennungsmotoren, Verbrennungsmaschinen, Ottomotor, Dieselmotor, Kohlenstoffdioxid, CO2, Kohlendioxid, Einspeicherung, Abgasnachbehandlung, Rückgewinnung, Treibhausgas, Abgas, Auto, Kraftfahrzeug, Wärmetauscher, Thermodynamik, Kondensator

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr