采用透平的交通运输动力单元优化方案

这部分仅讨论汽轮机部分，活塞发动机部分将在第7章中考虑。运输用发动机（特别是汽车）的排放物在混合污染物中占主体地位，特别是在城区里。对尽力保护环境来说设计一种零排放的汽车是一个最重要和最困难的工程。和氢燃料汽车相关的大多数问题是氢的低能量容量以及氮氧化物形成的增加。对使用ITM燃烧室的方法来说，汽车发动机的数量和容量的约束也是障碍。

图5-5 ZEITMOP在交通运输中的应用（Yantovsky，2006，未出版著作）

1—空气压缩机 2—燃气轮机 3—起动电动机 4—ITM燃烧室 5—CO₂透平 6—联轴器 7—变速箱 8—万向轴 9—CO₂冷却器 10—风机 11—水箱 12—水分离器 13—CO₂压缩机 14—燃料和CO₂储罐 15—滑动隔板(www.xing528.com)

因此，第一个零排放交通运输的动力装置示范单元应该为船舶或客车发动机，因为这种发动机需要尽可能高的氧气通量。如果ITM燃烧室的管壳两侧能维持高压（接近100bar），并不需要大型换热器就可能达到高的效率。图5-5显示的是发动机示意图。

环境空气进入绝热压缩机1后再进入ITM燃烧室4的壳侧。在4的管侧被烟气加热后，贫氧空气通过透平2膨胀之后作为一种无害的物质通过汽车的尾气排放出去。从4的管端（即渗透侧）来的燃烧产物在透平5中膨胀，然后在散热器9中被空气冷却，进入12，最后剩下的CO₂气体在13中被压缩至100bar。加压后的液态CO₂应存放在一个储罐中，在新的燃料注入储罐15时就可以在加气站排放。滑动隔板是用来保持CO₂和燃料在单独的舱室的。使用压缩甲烷作为燃料能最简单地完成这种类型计划。现在在世界上有数以百万计的汽车是受这种燃料驱动的。从储罐15来的CO₂可以被封存，或者更好地用于增强石油或天然气的回收。