(57)【要約】  車両ＣＯ２捕捉および利用システム（１００）は、コンクリートミキサー車両（１１０）および車両排気捕捉システム（１２０）を含む。コンクリートミキサー車両（１１０）は、車両排気口（１１４）およびミキサータンク（１１６）を備える。車両排気捕捉システム（１２０）は、コンクリートミキサー車両（１１０）に搭載されている。加えて、車両排気捕捉システム（１２０）は、車両排気口（１１４）とミキサータンク（１１６）とを流体的に結合する１つ以上の流体経路（１７０）を含む。
2021504180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートミキサー車両および車両排気捕捉システムを備える車両ＣＯ２捕捉および利用システムであって、
前記コンクリートミキサー車両が、車両排気口およびミキサータンクを備え、
前記車両排気捕捉システムが、前記コンクリートミキサー車両に搭載され、
前記車両排気捕捉システムが、前記車両排気口と前記ミキサータンクとを流体的に結合する１つ以上の流体経路を備える、車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項２】
前記ミキサータンクが、未硬化のセメント質材料混合物を収容し、前記コンクリートミキサー車両がＣＯ２排出物を生成するとき、前記コンクリートミキサー車両によって生成され、前記車両排気口によって出力されるＣＯ２排出量の少なくとも一部が、前記ミキサータンクに導入され、前記未硬化のセメント質材料混合物と混合することにより、前記未硬化のセメント質材料混合物を炭化し、前記ミキサータンク中でＣａＣＯ３を形成する、請求項１に記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項３】
前記車両排気捕捉システムが、前記１つ以上の流体経路を使用して、前記車両排気口および前記ミキサータンクに流体的に結合されたＣＯ２捕捉ユニットをさらに備え、
前記ＣＯ２捕捉ユニットが、前記コンクリートミキサー車両に搭載され、ＣＯ２を捕捉するように構造的に構成される、請求項１に記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項４】
前記ＣＯ２捕捉ユニットが、ハウジングおよび前記ハウジング内にある１つ以上の炭素捕捉構造を備える、請求項３に記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項５】
前記１つ以上の炭素捕捉構造が、アミン、炭酸塩、アンモニア、水酸化物、活性炭、ゼオライト、有機金属構造体、メソポーラス構造、炭素捕捉フィルタ、繊維、微多孔構造、またはそれらの組み合わせを含む、請求項４に記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項６】
前記１つ以上の炭素捕捉構造が、吸着、吸収、またはそれらの組み合わせを介してＣＯ２を捕捉するように構成される、請求項４または５に記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項７】
前記１つ以上の流体経路が、前記車両排気口から前記ＣＯ２捕捉ユニットまで延在する第１の流体経路および前記ＣＯ２捕捉ユニットから前記ミキサータンクまで延在する第２の流体経路を備え、
流れ生成ユニットが、前記第２の流体経路に流体的に結合され、
前記流れ生成ユニットが、前記ＣＯ２捕捉ユニットから前記ミキサータンクへの流体の流れを生成するように構造的に構成される、請求項３〜５のいずれかに記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項８】
前記流れ生成ユニットが、質量流量制御装置を備える、請求項７に記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項９】
前記車両排気捕捉システムが、前記車両排気口に流体的に結合され、前記コンクリートミキサー車両に搭載されたＣＯ２貯蔵タンクをさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項１０】
流体経路が、前記ＣＯ２捕捉ユニットと前記ＣＯ２貯蔵タンクとの間に延在し、それらを流体的に結合し、
流れ生成ユニットが、前記ＣＯ２捕捉ユニットと前記ＣＯ２貯蔵タンクとの間に延在し、それらを流体的に結合する前記流体経路に流体的に結合され、前記ＣＯ２捕捉ユニットから前記ＣＯ２貯蔵タンクへの流体の流れを生成するように構造的に構成される、請求項９に記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項１１】
流体経路が、前記ＣＯ２貯蔵タンクと前記ミキサータンクとの間に延在し、それらを流体的に結合し、
流れ生成ユニットが、前記ＣＯ２貯蔵タンクと前記ミキサータンクとの間に延在し、それらを流体的に結合する前記流体経路に流体的に結合され、前記ＣＯ２貯蔵タンクから前記ミキサータンクへの流体の流れを生成するように構造的に構成される、請求項１０に記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項１２】
コンクリートポンプのポンプ排気口に流体的に結合された１つ以上の流体経路を備える補助排気捕捉システムをさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項１３】
前記補助排気捕捉システムの前記１つ以上の流体経路が、前記ポンプ排気口を前記ミキサータンクに流体的に結合する、請求項１２に記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項１４】
前記補助排気捕捉システムの前記１つ以上の流体経路が、前記ポンプ排気口をＣＯ２貯蔵タンク、前記ＣＯ２貯蔵タンク、またはその両方に流体的に結合する、請求項１２に記載の車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項１５】
コンクリートミキサー車両および車両排気捕捉システムを備える車両ＣＯ２捕捉および利用システムであって、
前記コンクリートミキサー車両が、燃焼エンジン、車両排気口、およびミキサータンクを備え、
前記車両排気捕捉システムが、前記車両排気口と前記ミキサータンクとを流体的に結合する１つ以上の流体経路を備え、
前記車両排気捕捉システムが、前記コンクリートミキサー車両に搭載され、前記１つ以上の流体経路を使用して前記車両排気口および前記ミキサータンクに流体的に結合されたＣＯ２捕捉ユニットを備え、
前記車両排気捕捉システムが、前記１つ以上の流体経路を使用して前記車両排気口に流体的に結合され、前記コンクリートミキサー車両に搭載されたＣＯ２貯蔵タンクを備え、
前記１つ以上の流体経路が、前記車両排気口から前記ＣＯ２捕捉ユニットまで延在する第１の流体経路、前記ＣＯ２捕捉ユニットから前記ミキサータンクまで延在する第２の流体経路、および前記ＣＯ２捕捉ユニットから前記ＣＯ２貯蔵タンクまで延在する第３の流体経路を備え、
第１の流れ生成ユニットが、前記第２の流体経路に流体的に結合され、前記ＣＯ２捕捉ユニットから前記ミキサータンクへの流体の流れを生成するように構造的に構成され、
第２の流れ生成ユニットが、前記第３の流体経路に流体的に結合され、前記ＣＯ２捕捉ユニットから前記ＣＯ２貯蔵タンクへの流体の流れを生成するように構造的に構成される、車両ＣＯ２捕捉および利用システム。
【請求項１６】
セメント質材料混合物を炭化する方法であって、
車両排気口およびミキサータンクを備えるコンクリートミキサー車両を使用してＣＯ２排出物を生成することであって、前記ミキサータンクが、未硬化のセメント質材料混合物を収容する、生成することと、
前記コンクリートミキサー車両によって生成され、前記車両排気口によって出力された前記車両ＣＯ２排出物の少なくとも一部を、前記車両排気口および前記ミキサータンクに流体的に結合された１つ以上の流体経路を介して前記ミキサータンクに導入し、それによりＣＯ２が前記未硬化のセメント質材料混合物と混合することにより、前記未硬化のセメント質材料混合物を炭化し、前記ミキサータンク中でＣａＣＯ３を形成することと、
を含む、方法。
【請求項１７】
前記車両排気口に流体的に結合されたＣＯ２貯蔵タンク中に前記コンクリートミキサー車両によって生成された前記ＣＯ２排出物の少なくとも一部を貯蔵することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記１つ以上の流体経路の第１の流体経路によって前記車両排気口に流体的に結合されたＣＯ２捕捉ユニットを使用して、前記コンクリートミキサー車両によって生成された前記ＣＯ２排出物を捕捉することと、
前記ＣＯ２捕捉ユニットによって捕捉された前記ＣＯ２排出物の少なくとも一部を、前記ＣＯ２捕捉ユニットから、前記ＣＯ２捕捉ユニットおよび前記ミキサータンクに流体的に結合された第２の流体経路に放出することにより、ＣＯ２を前記ミキサータンクに導入することと、
をさらに含む、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＣＯ２排出物を放出することが、前記第２の流体経路に流体的に結合された流体生成ユニットを使用して、放出流体の流量よりも大きい流体の流量を有する前記第２の流体経路内の流体の流れを生成することを含み、前記ＣＯ２捕捉ユニット内で捕捉されたそのようなＣＯ２が前記ＣＯ２捕捉ユニットから前記ミキサータンクに流れる、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１７年１２月１日に出願された米国出願第１５／８２８，８３９号の優先権を主張し、その開示全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、車両ＣＯ２の捕捉および利用システムに関する。より詳細には、本開示は、コンクリートミキサー車両に搭載された車両排気システムを含む車両ＣＯ２捕捉および利用システムの技術を紹介する。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の主題によれば、車両ＣＯ２捕捉および利用システムは、コンクリートミキサー車両および車両排気捕捉システムを含む。コンクリートミキサー車両は、車両排気口およびミキサータンクを備える。車両排気捕捉システムは、コンクリートミキサー車両に搭載されている。加えて、車両排気捕捉システムは、車両排気口とミキサータンクとを流体的に結合する１つ以上の流体経路を含む。
【０００４】
本開示の一実施形態によれば、車両ＣＯ２捕捉および利用システムは、コンクリートミキサー車両および車両排気捕捉システムを含む。コンクリートミキサー車両は、燃焼エンジン、車両排気口、およびミキサータンクを含む。車両排気捕捉システムは、車両排気口とミキサータンクとを流体的に結合する１つ以上の流体経路を含む。車両排気捕捉システムは、コンクリートミキサー車両に搭載され、１つ以上の流体経路を使用して車両排気口およびミキサータンクに流体的に結合されたＣＯ２捕捉ユニットを含む。車両排気捕捉システムは、１つ以上の流体経路を使用して車両排気口に流体的に結合され、コンクリートミキサー車両に搭載されたＣＯ２貯蔵タンクを含む。１つ以上の流体経路は、車両排気口からＣＯ２捕捉ユニットまで延在する第１の流体経路、ＣＯ２捕捉ユニットからミキサータンクまで延在する第２の流体経路、およびＣＯ２捕捉ユニットからＣＯ２貯蔵タンクまで延在する第３の流体経路を含む。加えて、第１の流れ生成ユニットは、第２の流体経路に流体的に結合され、ＣＯ２捕捉ユニットからミキサータンクへの流体の流れを生成するように構造的に構成され、第２の流れ生成ユニットは、第３の流体経路に流体的に結合され、ＣＯ２捕捉ユニットからＣＯ２貯蔵タンクへの流体の流れを生成するように構造的に構成される。
【０００５】
本開示の別の実施形態によれば、セメント質材料混合物を炭化する方法は、車両排気口およびミキサータンクを備えるコンクリートミキサー車両を使用してＣＯ２排出物を生成することを含む。ミキサータンクは、未硬化のセメント質材料混合物を収容する。本方法はまた、コンクリートミキサー車両によって生成され、車両排気口によって出力された車両ＣＯ２排出物の少なくとも一部を、前記車両排気口および前記ミキサータンクに流体的に結合された１つ以上の流体経路を介してミキサータンクに導入し、それによりＣＯ２が未硬化のセメント質材料混合物と混合することにより、未硬化のセメント質材料混合物を炭化し、ミキサータンク中でＣａＣＯ３を形成することを含む。
【０００６】
本開示の概念は、いくつかの特定の車両ＣＯ２捕捉および利用システム構成を主に参照して本明細書に記載されているが、概念が任意の構成を有する車両ＣＯ２捕捉および利用システムへの適用性を享受すると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、同様の構造が同様の参照番号で示されている以下の図面と併せて読むと、最もよく理解され得る。
【０００８】
【図１】本明細書に示され、記載される１つ以上の実施形態によるコンクリートミキサー車両に搭載された車両排気捕捉システムを備える、車両ＣＯ２捕捉および利用システムの概略図である。
【図２】本明細書に示され、記載される１つ以上の実施形態による、ＣＯ２の添加ありおよびＣＯ２の添加なしの硬化後にセメント質材料混合物中に形成された炭酸塩の重量パーセントのグラフ説明図である。
【図３】本明細書に示され、記載される１つ以上の実施形態による補助排気捕捉システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、車両二酸化炭素（ＣＯ２）捕捉および利用システム１００の概略図である。車両ＣＯ２捕捉および利用システム１００は、コンクリートミキサー車両１１０および車両排気捕捉システム１２０を備える。コンクリートミキサー車両１１０は、燃焼エンジン１１２によって生成された排出物が車両排気口１１４によって出力されるように車両排気口１１４に流体的に結合された燃焼エンジン１１２を含む。燃焼エンジン１１２は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、またはＣＯ２を含む排出物を出力するように構成された任意の他の既知または未開発のエンジンを備え得る。例えば、排出物は、約１％のＣＯ２〜約３０％のＣＯ２、例えば、約２％のＣＯ２〜約２５％のＣＯ２、３％のＣＯ２〜約２５％のＣＯ２、５％のＣＯ２〜約１５％のＣＯ２、ならびに任意の値、範囲、およびその間の部分範囲を含み得る。コンクリートミキサー車両１１０は、セメント質材料混合物１１５、例えば、未硬化のセメント質材料混合物１１５を収容し得るミキサータンク１１６も含む。理論に限定されることを意図するものではないが、未硬化のセメント質材料混合物１１５は、約１０％〜約１５％のセメント、約６０％〜約７５％の骨材、約１５％〜約２０％の水、および約０％〜約８％の同伴空気（例えば、約５％〜８％）を含み得る。非限定的な例として、骨材は、砂、砂利、石、スラグ、リサイクルコンクリート、粘土、軽石パーライト、バーミキュライトなどのうちの１つ以上を含み得る。
【００１０】
さらに、ミキサータンク１１６は、回転可能なミキサータンクであり得る。動作中、ミキサータンク１１６の回転は、未硬化のセメント質材料混合物１１５をミキサータンク１１６から所望の硬化場所（すなわち、建設現場などの硬化コンクリートが望まれる場所）に降ろし、その後硬化し得るように硬化プロセスを遅くしてもよい。いくつかの実施形態では、ミキサータンク１１６は、約５立方メートル〜約１５立方メートル、例えば、約６立方メートル、８立方メートル、９立方メートル、１０立方メートル、１２立方メートルなどの容積を含み得る。
【００１１】
図１に示すように、車両排気捕捉システム１２０は、コンクリートミキサー車両１１０に搭載されている。車両排気捕捉システム１２０は、１つ以上の流体経路１７０、ＣＯ２を捕捉してオンデマンドでＣＯ２を放出するように構造的に構成されたＣＯ２捕捉ユニット１３０、およびＣＯ２を貯蔵するように構造的に構成されたＣＯ２貯蔵タンク１５０を備える。ＣＯ２捕捉ユニット１３０およびＣＯ２貯蔵タンク１５０は、それぞれコンクリートミキサー車両１１０に搭載されている。車両排気捕捉システム１２０は、１つ以上の流体経路１７０のうちの少なくとも１つに流体的に結合され、少なくとも１つまたは１つ以上の流体経路１７０内に流体の流れを生成するように構成された１つ以上の流れ生成ユニット１４０をさらに備える。１つ以上の流量生成ユニット１４０は、質量流量制御装置、安全弁、圧力制御装置、およびシリンダ、それらの任意の組み合わせなどを備え得る。動作中、車両排気捕捉システム１２０は、コンクリートミキサー車両１１０によって排出されるＣＯ２を隔離するように構成され、それにより、コンクリートミキサー車両１１０によって排出されるＣＯ２が大気に入るのを防止し、コンクリートミキサー車両１１０によって生成される汚染を低減する。本明細書に記載される実施形態では、ＣＯ２は、ミキサータンク１１６にＣＯ２排出物を直接導入すること、ミキサータンク１１６に後で導入するためのＣＯ２捕捉ユニット１３０でＣＯ２排出物を捕捉すること、または例えば、ＣＯ２貯蔵タンク１５０中のＣＯ２排出物を捕捉および貯蔵することによって隔離され得る。
【００１２】
理論に限定されることを意図するものではないが、ミキサータンク１１６に導入されるＣＯ２（排出物からのＣＯ２など）は、ミキサータンク１１６内に収容される未硬化のセメント質材料混合物１１５の硬化剤として機能し得る。例えば、排出物から捕捉されたＣＯ２は、ミキサータンク１１６内に収容されたセメント質材料混合物１１５と混合し、それによりセメント質材料混合物１１５を炭化し、ミキサータンク１１６中でＣａＣＯ３を形成してもよく（例えば、ＣａＣＯ３などの炭酸塩をセメント質材料混合物１１５に添加する）、これは熱力学的に安定した炭酸塩である。炭化反応は、Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏとして表すことができる。したがって、セメント質材料混合物１１５が所望の硬化場所に適用されると、セメント質材料混合物１１５のＣａＣＯ３は、セメント質材料混合物１１５の硬化コンクリートへの硬化を容易に得る。理論に限定されることを意図するものではないが、セメント質材料混合物１１５にＣＯ２を添加してＣａＣＯ３を形成することにより、硬化時間を短縮し、炭化セメント質材料混合物１１５から形成される硬化コンクリートの強度を向上させ得る。特に、セメント質材料混合物１１５を炭化することにより、ＣａＣＯ３の形成を加速および強化することによりセメント質材料混合物１１５から形成された硬化コンクリートの機械的強度の増加を促進してもよく、これはセメント質材料混合物１１５から形成された硬化コンクリートに剛性を提供する。
【００１３】
実例として、図２は、（バー１４により示されるように）１０％のＣＯ２、例えば、車両排気口１１４から捕捉されたＣＯ２の添加による８時間の硬化後、および（バー１２により示されるように）ＣＯ２を添加せずに空気中で８時間の硬化後のセメント質材料混合物１１５中に形成された炭酸塩（例えば、ＣａＣＯ３）の重量パーセントを示すグラフ１０を示している。示されるように、１０％のＣＯ２が添加された場合（バー１４）は、ＣＯ２が添加されない場合（バー１２）よりも約２倍の量のＣａＣＯ３が形成される。理論に限定されることを意図するものではないが、セメント質材料混合物１１５中のＣａＣＯ３の濃度を増加させると、セメント質材料混合物１１５から形成される硬化コンクリートの機械的強度が増加する。例えば、１０％のＣＯ２を添加した８時間の硬化後のセメント質材料混合物１１５（バー１４）は、約１２ＭＰａの機械的強度を有し、ＣＯ２を添加せずに空気中で８時間の硬化後のセメント質材料混合物１１５（バー１２）は、約２ＭＰａの機械的強度を有する。さらに、排出物から捕捉されたＣＯ２を使用して、セメント質材料混合物１１５を炭化することにより、コンクリートミキサー車両１１０から捕捉されたＣＯ２を降ろすための特殊な設備およびプロセスの必要性を低減または排除し、それによりコストを削減し、時間を節約し得る。
【００１４】
さらに、車両排気捕捉システム１２０は、例えば、ＣＯ２捕捉ユニット１３０、ＣＯ２貯蔵タンク１５０、またはその両方中にＣＯ２を貯蔵することにより、ミキサータンク１１６へのＣＯ２導入が望ましくない場合でも、コンクリートミキサー車両１１０によって排出されるＣＯ２を隔離し得る。ミキサータンク１１６へのＣＯ２導入が望ましくない例示的な場合には、ミキサータンク１１６がセメント質材料混合物１１５を収容していないとき、ミキサータンク１１６がセメント質材料混合物１１５を収容しているが炭化がまだ必要ではないとき、またはミキサータンク１１６が既に炭化されているセメント質材料混合物１１５を収容しているときが含まれる。
【００１５】
再び図１を参照すると、１つ以上の流体経路１７０は、コンクリートミキサー車両１１０および車両排気捕捉システム１２０の様々な構成要素に流体的に結合される。流体経路１７０は、ホース、チューブ、パイプ、またはシステムを通る流体移送用の経路を提供する任意の他の既知または未開発の構成要素を備え得る。本明細書で使用される場合、２つの構成要素が「流体的に結合される」とき、流体は、第１の構成要素から１つ以上の流体経路を通って１つ以上の追加の介在構造（存在する場合）を通って流れ、第２の構成要素に到達し得る。例えば、１つ以上の流体経路１７０は、コンクリートミキサー車両１１０がＣＯ２を含む排出物を生成するとき、ＣＯ２の少なくとも一部がミキサータンク１１６に導入され得るように車両排気口１１４とミキサータンク１１６とを流体的に結合する。さらに、１つ以上の流れ生成ユニット１４０は、１つ以上の流体経路１７０内に流体の流れを誘導し得、車両排気捕捉システム１２０は、流体経路１７０の一部またはすべてに結合されて、１つ以上の流体経路１７０を通る流れ流体を制御する１つ以上の弁１６０をさらに備え得る。
【００１６】
図１に示された実施形態では、１つ以上の流体経路１７０は、車両排気口１１４とＣＯ２捕捉ユニット１３０との間に延在し、それらを流体的に結合する第１の流体経路１７１を備え、それにより、車両排気口１１４によって排出されたＣＯ２は、ＣＯ２捕捉ユニット１３０、ならびにＣＯ２捕捉ユニット１３０中に貯蔵されたＣＯ２がミキサータンク１１６に導入され得るように、ＣＯ２捕捉ユニット１３０とミキサータンク１１６との間に延在し、それらを流体的に結合する第２の流体経路１７２によって捕捉および貯蔵され得る。第１の弁１６１は、第１の流体経路１７１に結合され得、第２の弁１６２は、第２の流体経路１７２に結合され得る。第１の弁１６１および第２の弁１６２は、それぞれ開状態と閉状態との間で作動可能である。第１の弁１６１は、第１の流体経路１７１とミキサータンク１１６との間に延在する追加の流体経路（例えば、第５の流体経路１７５）を備える実施形態で使用され得、それにより車両排気口１１４とミキサータンク１１６との間の直接経路を提供する。さらに、第２の弁１６２は、例えば、セメント質材料混合物１１５がミキサータンク１１６内に収容されていないとき、またはミキサータンク１１６内で炭化反応が望まれないときに、ＣＯ２捕捉ユニット１３０からミキサータンク１１６へのＣＯ２の移動を防止するために、閉状態に作動され得る。さらに、第１の流れ生成ユニット１４２は、第２の流体経路１７２に結合され得、動作中、ＣＯ２捕捉ユニット１３０からミキサータンク１１６への流体の流れを誘導し得る。いくつかの実施形態では、第２の流体経路１７２は、第１の流れ生成ユニット１４２を貫通してもよく、他の実施形態では、第１の流れ生成ユニット１４２は、第２の流体経路１７２を複数の流体的に結合されたセグメントに分離し得る。
【００１７】
ＣＯ２貯蔵タンク１５０を備える実施形態では、１つ以上の流体経路１７０は、ＣＯ２がＣＯ２捕捉ユニット１３０からＣＯ２貯蔵タンク１５０に動き得るように、ＣＯ２捕捉ユニット１３０とＣＯ２貯蔵タンク１５０との間に延在し、それらを流体的に結合する第３の流体経路１７３をさらに備えてもよく、これは、追加の貯蔵を提供する。例えば、コンクリートタンク１１６内に収容されたセメント質材料混合物１１５を炭化するのに必要な量よりも多くのＣＯ２がコンクリートミキサー車両１１０から排出され得る。ＣＯ２貯蔵タンク１５０により、この余分なＣＯ２を貯蔵し、大気中に侵入するのを防ぐことが可能になる。いくつかの実施形態では、ＣＯ２貯蔵タンク１５０は、ＣＯ２を圧縮ガスとして貯蔵してもよく、これは燃料補給ステーションまたは他の取り出し場所でオフロードされ得る。
【００１８】
さらに、第３の弁１６３は、第３の流体経路１７３に結合され得、開状態と閉状態との間で作動可能である。第３の弁１６３を閉状態に配置することにより、ＣＯ２捕捉ユニット１３０中に収容されたＣＯ２排出物がＣＯ２貯蔵ユニット１５０に入るのを防止し、第３の弁１６３を開状態に配置することにより、ＣＯ２排出物をＣＯ２捕捉ユニット１３０からＣＯ２貯蔵ユニット１５０へ移動させることが可能になる。さらに、第２の流れ生成ユニット１４４は、第３の流体経路１７３に結合され得、動作中、ＣＯ２捕捉ユニット１３０からＣＯ２貯蔵ユニット１５０への流体の流れを誘導し得る。いくつかの実施形態では、第３の流体経路１７３は、第２の流れ生成ユニット１４４を貫通してもよく、他の実施形態では、第２の流れ生成ユニット１４４は、第３の流体経路１７３を複数の流体的に結合されたセグメントに分離してもよい。
【００１９】
図１を参照すると、いくつかの実施形態は、ＣＯ２貯蔵タンク１５０中に貯蔵されたＣＯ２排出物がミキサータンク１１６に導入され得るように、ＣＯ２貯蔵タンク１５０とミキサータンク１１６との間に延在し、それらを流体的に結合する第４の流体経路１７４をさらに含み得る。他の実施形態は、第４の流体経路１７４を含まなくてもよい。第４の流体経路１７４を含む実施形態は、第４の流体経路１７４に結合され、開状態と閉状態との間で作動可能な第４の弁１６４も含み得る。第４の弁１６４を閉状態に配置することにより、ＣＯ２貯蔵ユニット１５０中に貯蔵されたＣＯ２排出物がミキサータンク１１６に入ることを防止し、第４の弁１６４を開放状態に配置することにより、ＣＯ２排出物がＣＯ２貯蔵ユニット１５０からミキサータンク１１６に移動することが可能になる。さらに、第４の流体経路１７４を含む実施形態は、第４の流体経路１７４に結合された第３の流れ生成ユニット１４６を含み得る。動作中、第３の流れ生成ユニット１４６は、ＣＯ２貯蔵ユニット１５０からミキサータンク１１６への流体の流れを誘発し得る。いくつかの実施形態では、第４の流体経路１７４は、第３の流れ生成ユニット１４６を貫通してもよく、他の実施形態では、第３の流れ生成ユニット１４６は、第４の流体経路１７４を複数の流体的に結合されたセグメントに分離してもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態は、第１の流体経路１７１に結合されて車両排気口１１４とミキサータンク１１６との間に直接の流体経路を提供する第５の流体経路１７５も含む。第５の流体経路１７５は、車両排気口１１４からミキサータンク１１６にＣＯ２排出物を直接導入することを可能にする。第５の弁１６５は、第５の流体経路１７５に結合され得、開状態と閉状態との間で作動可能である。第５の弁１６５を閉状態に配置することにより、ＣＯ２排出物が車両排気口１１４からミキサータンク１１６に直接移動することを防止し、第５の弁１６５を開状態に配置することにより、ＣＯ２排出物をＣＯ２貯蔵ユニット１５０からミキサータンク１１６へ移動可能にする。さらに、第５の弁１６５が開状態にあり、第１の弁１６１が閉状態にあるとき、車両排気口１１４から出力されるＣＯ２排出物は、車両排気口１１４からミキサータンク１１６に直接移動し得る。
【００２１】
図１には５つの流体経路が示されているが、車両排気捕捉システム１２０が、示された流体経路の任意の組み合わせを備えてもよく、示されていない追加の流体経路をさらに備え得ることを理解すべきである。また、ミキサータンク１１６内のＣＯ２の均一な分布を容易にするために、ＣＯ２が、例えば、ミキサータンク１１６の異なる部分に導入され得るように、流体経路が、ミキサータンク１１６上の種々の場所に結合され得ることを理解すべきである。
【００２２】
再び図１を参照すると、ＣＯ２捕捉ユニット１３０は、ハウジング１３２およびハウジング１３２内にある１つ以上の炭素捕捉構造１３４を備える。１つ以上の炭素捕捉構造１３４は、１つ以上の炭素捕捉構造１３４と接触するＣＯ２を捕捉するように構成される。動作中、１つ以上の炭素捕捉構造１３４は、吸着、吸収、膜技術、またはそれらの組み合わせを介してＣＯ２を捕捉するように構成される。いくつかの実施形態では、１つ以上の炭素捕捉構造１３４は、アミン、炭酸塩、アンモニア、水酸化物、活性炭、ゼオライト、有機金属構造体、メソポーラス構造、炭素捕捉フィルタ、繊維、微多孔構造などを含み得る。特に、アミン、炭酸塩、アンモニア、水酸化物、またはそれらの組み合わせを含む炭素捕捉構造１３４は、吸収、活性炭、ゼオライト、有機金属構造体、メソポーラス構造、またはそれらの組み合わせを介してＣＯ２を捕捉するために使用され得、吸着および炭素捕捉フィルタ、繊維、微多孔構造、またはそれらの組み合わせを介してＣＯ２捕捉するために使用され得、膜技術を介してＣＯ２を捕捉するために使用され得る。さらに、１つ以上の炭素捕捉構造１３４は、特定の処理条件下でＣＯ２を放出するように構成される。例えば、炭素捕捉構造１３４によって捕捉されたＣＯ２の少なくとも一部は、第１の流れ生成ユニット１４２によって生成された放出流量を超える流体の流れにさらされると、炭素捕捉構造１３４から放出され得る。さらに、いくつかの実施形態では、捕捉されたＣＯ２は、熱的、電気的に、または圧力変化を介して放出され得る。したがって、ＣＯ２は、ＣＯ２捕捉ユニット１３０からミキサータンク１１６にオンデマンドで導入され得る。
【００２３】
ここで図３を参照すると、いくつかの実施形態では、車両ＣＯ２捕捉および利用システム１００は、コンクリートミキサー車両１１０に搭載された追加の燃焼エンジンによって生成されたＣＯ２排出物を捕捉するように構成された補助排気捕捉システム２２０をさらに備え得る。例えば、コンクリートミキサー車両１１０は、ミキサータンク１１６に流体的に結合され、ミキサータンク１１６からセメント質コンクリート材料を汲み出すように構成されたコンクリートポンプ１１８を備え得る。コンクリートポンプ１１８の非限定的な例には、コンクリートトレーラーポンプ、コンクリートブームポンプ、トラック搭載コンクリートポンプなどが含まれる。コンクリートポンプ１１８が燃焼エンジンを備える実施形態では、コンクリートポンプ１１８は、ポンプ排気口１１９を通してＣＯ２排出物を出力する。
【００２４】
図３に示されるように、補助排気捕捉システム２２０は、コンクリートミキサー車両１１０に搭載されている。補助排気捕捉システム２２０は、ポンプ排気口１１９とミキサータンク１１６とを流体的に結合する１つ以上の流体経路２７０を備える。いくつかの実施形態では、補助排気捕捉システム２２０は、ＣＯ２捕捉ユニット２３０およびＣＯ２貯蔵タンク２５０をさらに備える。ＣＯ２捕捉ユニット２３０は、ハウジング２３２および１つ以上の炭素捕捉構造２３４を備えてもよく、ＣＯ２を捕捉してオンデマンドでＣＯ２を放出するように構造的に構成され、上述のＣＯ２捕捉ユニット１３０の実施形態のいずれかを備え得る。ＣＯ２貯蔵タンク２５０は、ＣＯ２を貯蔵するように構造的に構成され、上述のＣＯ２貯蔵タンク１５０の実施形態のいずれかを備え得る。補助排気捕捉システム２２０は、１つ以上の流体経路２７０のうちの少なくとも１つに流体的に結合され、１つまたは流体経路２７０のうちの少なくとも１つ内で流体の流れを生成するように構成された１つ以上の流れ生成ユニット２４０をさらに備え得る。１つ以上の流れ生成ユニット２４０は、例えば、質量流量制御装置、リリーフ弁、圧力制御装置、およびシリンダ、それらの任意の組み合わせなどの上述の流れ生成ユニット１４０の実施形態のいずれかを備え得る。
【００２５】
いくつかの実施形態では、１つ以上の流体経路２７０は、ポンプ排気口１１９をミキサータンク１１６に直接流体的に結合してもよく、またはＣＯ２捕捉ユニット２３０および／またはＣＯ２貯蔵タンク２５０などの１つ以上の介在構造を介してポンプ排気口１１９をミキサータンク１１６に流体的に結合してもよい。他の実施形態では、流体経路２７０は、ポンプ排気口１１９をミキサータンク１１６に流体的に結合することなく、貯蔵およびその後の取り出しのために、ポンプ排気口１１９をＣＯ２捕捉ユニット２３０および／またはＣＯ２貯蔵タンク２５０に流体的に結合してもよい。
【００２６】
依然として図３を参照すると、補助排気捕捉システム２２０の１つ以上の流体経路２７０は、図１に示される１つ以上の流体経路１７０の配列と同様の配列を備えてもよく、補助排気捕捉システム２２０はまた、図１の１つ以上の弁１６０と同様の１つ以上の弁２６０を含んでもよい。例えば、１つ以上の流体経路２７０は、ポンプ排気口１１９とＣＯ２捕捉ユニット２３０との間に延在し、それらを流体的に結合する第１の流体経路２７１、およびＣＯ２捕捉ユニット２３０とミキサータンク１１６との間に延在し、それらを流体的に結合する第２の流体経路２７２を備え得る。第１の弁２６１は、第１の流体経路２７１に結合され得、第２の弁２６２は、第２の流体経路２７２に結合され得る。第１の弁２６１および第２の弁２６２はそれぞれ、開状態と閉状態との間で作動可能である。さらに、第１の流れ生成ユニット２４２は、第２の流体経路２７２に結合され得、動作中、ＣＯ２捕捉ユニット２３０およびミキサータンク１１６からの流体の流れを誘導し得る。
【００２７】
ＣＯ２貯蔵タンク２５０を備える実施形態では、１つ以上の流体経路２７０は、ＣＯ２捕捉ユニット２３０とＣＯ２貯蔵タンク２５０との間に延在し、それらを流体的に結合する第３の流体経路２７３をさらに備え得る。第３の弁１６３は、第３の流体経路２７３に結合され得、開状態と閉状態との間で作動可能である。さらに、第２の流れ生成ユニット２４４は、第３の流体経路２７３に結合され得、動作中、ＣＯ２捕捉ユニット２３０およびＣＯ２貯蔵ユニット２５０からの流体の流れを誘導し得る。
【００２８】
図３を参照すると、いくつかの実施形態はまた、ＣＯ２貯蔵タンク１５０中に貯蔵されたＣＯ２排出物がミキサータンク１１６に導入され得るように、ＣＯ２貯蔵タンク２５０とミキサータンク１１６との間に延在し、それらを流体的に結合する第４の流体経路２７４を含み得る。第４の流体経路２７４を含む実施形態は、第４の流体経路２７４に結合され、開状態と閉状態との間で作動可能な第４の弁２６４も含み得る。第４の流体経路２７４を含む実施形態はまた、ＣＯ２貯蔵ユニット１５０からミキサータンク１１６への流体の流れを誘導し得る第４の流体経路２７４に結合された第３の流れ生成ユニット２４６を含み得る。いくつかの実施形態は、ポンプ排気口１１９とミキサータンク１１６との間に直接の流体経路を提供するために第１の流体経路２７１に結合される第５の流体経路２７５も含む。第５の弁２６５は、第５の流体経路２７５に結合され得、開状態と閉状態との間で作動可能である。図２には５つの流体経路が示されているが、補助排気捕捉システム２２０が、示された流体経路の任意の組み合わせを備えてもよく、示されていない追加の流体経路をさらに備えてもよいことを理解すべきである。
【００２９】
再び図１を参照すると、車両ＣＯ２捕捉および利用システム１００を使用して、コンクリートミキサー車両１１０のミキサータンク１１６内に収容されたセメント質材料混合物１１５を炭化する方法が考えられる。本方法は、コンクリートミキサー車両１１０を使用してＣＯ２排出物を生成し、コンクリートミキサー車両１１０によって生成され、車両排気口１１４によって出力されたＣＯ２排出物の少なくとも一部をミキサータンク１１６に導入することを含む。このＣＯ２は、未硬化のセメント質材料混合物１１５と混合して、未硬化のセメント質材料混合物１１５を炭化し、ミキサータンク１１６中でＣａＣＯ３を形成する。
【００３０】
いくつかの実施形態では、本方法は、例えば、ミキサータンク１１６にＣＯ２を導入する前に、ＣＯ２捕捉ユニット１３０を使用して、コンクリートミキサー車両１１０によって生成されたＣＯ２排出物の少なくとも一部を捕捉することも含む。捕捉後、ＣＯ２捕捉ユニット１３０によって捕捉されたＣＯ２排出物の少なくとも一部は、ミキサータンク１１６にＣＯ２を導入するために、ＣＯ２捕捉ユニット１３０から放出され得る。例えば、図１に示す実施形態では、ＣＯ２捕捉ユニット１３０によって捕捉されたＣＯ２排出物を放出することは、第１の流れ生成ユニット１４２を使用して、放出流体の流量よりも大きい流体の流量を有する第２の流体経路１７２内に流体の流れを生成することを含み得る。放出流体の流量よりも大きい流体の流量を生成することにより、ＣＯ２捕捉ユニット１３０内に捕捉されたＣＯ２の少なくとも一部が、ＣＯ２捕捉ユニット１３０からミキサータンク１１６に流れる。特に、「放出流体の流量」は、ＣＯ２捕捉ユニット１３０の炭素捕捉構造１３４によって捕捉されたＣＯ２がＣＯ２捕捉構造１３４との接触から放出される流量以上の流量を指す。さらに、ＣＯ２貯蔵タンク１５０を備える実施形態では、本方法は、ＣＯ２貯蔵タンク１５０中のコンクリートミキサー車両１１０によって生成されたＣＯ２排出物の少なくとも一部を貯蔵することも含み得る。
【００３１】
再び図３を参照すると、コンクリートミキサー車両１１０のミキサータンク１１６内に収容されたセメント質材料混合物１１５を炭化する別の方法が考えられる。この方法は、コンクリートポンプ１１８を使用してＣＯ２排出物を生成し、コンクリートポンプ１１８によって生成され、ポンプ排気口１１９から出力されたＣＯ２を１つ以上の流体経路２７０を使用してミキサータンク１１６に導入することを含む。このＣＯ２は、未硬化のセメント質材料混合物１１５と混合し、未硬化のセメント質材料混合物１１５を炭化して、ミキサータンク１１６中でＣａＣＯ３を形成する。
【００３２】
いくつかの実施形態では、本方法は、例えば、ＣＯ２をミキサータンク１１６に導入する前に、ＣＯ２捕捉ユニット２３０を使用して、コンクリートポンプ１１８によって生成されたＣＯ２の少なくとも一部を捕捉することも含む。捕捉後、ＣＯ２は、ＣＯ２捕捉ユニット２３０から放出され、ミキサータンク１１６に導入され得る。例えば、図３に示す実施形態では、ＣＯ２捕捉ユニット２３０によって捕捉されたＣＯ２排出物を放出することは、第１の流れ生成ユニット２４２を使用して、放出流体の流量よりも大きい流体の流量を有する第２の流体経路２７２内に流体の流れを生成することを含み得る。さらに、ＣＯ２貯蔵タンク２５０を備える実施形態では、本方法は、コンクリートポンプ１１８によって生成されたＣＯ２をＣＯ２貯蔵タンク２５０中に貯蔵することをさらに含み得る。
【００３３】
特定の方法で「構成された」、特定の特性を具体化する、または特定の様式で機能する本開示の構成要素の本明細書の列挙は、意図された用途の列挙とは対照的な構造的列挙であることに留意されたい。より具体的には、本明細書における構成要素が「構成されている」という様式の参照は、その構成要素の現存する物理的状態を示し、したがって、構成要素の構造的特徴の明確な列挙として解釈されるべきである。
【００３４】
本発明を説明および定義する目的で、「約」という用語は、定量的な比較、価値、測定または他の表現に起因する可能性がある本質的な不確実性の程度を表すために本明細書で利用されていることに留意されたい。「約」という用語は、本明細書では、定量的表現が、問題の主題の基本機能に変化をもたらさずに、記載された基準と異なる程度を表すためにも利用される。
【００３５】
本開示の主題をその特定の実施形態を参照して詳細に説明したが、本明細書に開示された様々な詳細は、本明細書に付随する図面の各々に特定の要素が示されている場合であっても、これらの詳細が本明細書に記載された様々な実施形態の必須構成要素である要素に関係することを意味するものではないことに留意すべきである。さらに、添付の特許請求の範囲で定義される実施形態を含むが、これらに限定されない本開示の範囲から逸脱することなく、修正および変更が可能であることは明らかである。より具体的には、本開示のいくつかの態様が好ましくはまたは特に有利であると本明細書で特定されるが、本開示は必ずしもこれらの態様に限定されないことに留意すべきである。
【００３６】
以下の特許請求の範囲のうちの１つ以上は、用語「ｗｈｅｒｅｉｎ」を移行句として利用することに留意すべきである。本発明を定義する目的で、この用語が、構造の一連の特徴の詳述を導入するために使用されているオープンエンドの移行句として、請求項に導入され、より一般的に使用されるオープンエンドの前置き用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同様に解釈されるべきであることに留意されたい。
【図１】
2021504180.tif 000003
【図２】
2021504180.tif 000004
【図３】
2021504180.tif 000005
【国際調査報告】
2021504180.tif 000006
2021504180.tif 000007
2021504180.tif 000008