KR20200116514A - 멤브레인 증류를 사용하는 주문형-옥탄을 위한 온보드 연료 분리 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 온-보드 연료 분리를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 시스템(100, 200)은, 액체 연료를 위한 소스 연료 탱크(105); 펌프(110); 그리고 멤브레인 모듈(115)을 포함한다. 멤브레인 모듈(115)은 친수성 멤브레인(125), 잔류물 채널(130), 및 투과물 채널(135)을 포함한다. 잔류물 채널과 투과물 채널(130, 135)은 멤브레인(125)의 대향 면들에 있다. 멤브레인 모듈(115)은, 소스 연료 탱크(105)로부터 연료를 수용하고 액체 연료를 잔류물 채널(130)에서 수집되는 고옥탄 분획과 멤브레인(125)을 통해 투과물 채널(135)로 확산하는 저옥탄 분획으로 분리한다. 시스템(100, 200)은 저옥탄 분획의 적어도 일부를 수용하기 위한 저옥탄 연료 탱크(180), 고옥탄 분획의 적어도 일부를 수용하기 위한 고옥탄 연료 탱크(192), 그리고 저옥탄 분획 및 고옥탄 분획의 적어도 일부를 선택적으로 수용하도록 구성된 엔진(160)을 더 포함한다.
Description
본 개시내용은 상대적인 휘발성 및 확산성에 근거하여 연료를 분리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 내연 기관에서의 후속적인 사용을 위해 차량에서 연료를 분리하기 위한 온-보드 시스템 및 방법에 관한 것이다.
더 새롭고 더 친환경적인 에너지원 및 이러한 에너지원을 활용하기 위한 방법이 계속 탐구되고 있지만, 원유는 여전히 세계 에너지의 주요한 에너지원 중 하나이다. 이처럼, 가솔린(원유의 파생물)은 내연 기관에 대한 주요한 연료로 남아 있다.
연료 효율을 증가시키기 위해 그리고 가솔린으로부터의 탄소 배출을 감소시키기 위해, 주문형-옥탄 시스템과 같은 새로운 시스템이 개발되고 있는데, 이러한 새로운 시스템에서 엔진은 더 낮은 품질의 연료를 사용할 수 있다. 이러한 시스템들이 희망을 보여주었지만, 이들은 여전히 가솔린의 활용에 있어 비효율적이며 이러한 시스템을 구현하기 위해서는 기존의 차량에 대한 광범위하고 비용이 많이 드는 수정을 요구한다.
따라서, 내연 기관에 대한 연료 효율을 증가시키고 탄소 배출을 감소시키면서도 또한 비용-효과적인 해법에 대한 필요가 존재한다.
본 출원은 온-보드 연료 분리를 위한 시스템 및 방법을 설명한다. 제 1 양태에 따르면, 멤브레인 증류를 사용하여 온-보드 연료 분리를 수행하기 위한 시스템이 제공되며, 여기서 시스템은 차량에 장착된다. 시스템은 액체 연료를 포함하는 소스 연료 탱크, 그리고 소스 연료 탱크로부터 액체 연료를 전달하도록 구성된 펌프를 포함한다. 적어도 하나의 양태에서, 액체 연료는 가솔린, 나프타, 또는 디젤 연료일 수 있다.
시스템은 또한, 친수성 멤브레인, 잔류물 채널, 및 투과물 채널을 포함하는 멤브레인 모듈을 포함한다. 잔류물 채널과 투과물 채널은 친수성 멤브레인의 대향 면들에 배치되고, 그리고 잔류물 채널과 투과물 채널은 각각의 공급 채널을 통해 소스 연료 탱크로부터 액체 연료를 수용하도록 구성된다. 멤브레인 모듈은 또한, 액체 연료를 잔류물 채널에 잔류하는 고옥탄 분획과 친수성 멤브레인을 통해 투과물 채널로 확산하는 저옥탄 분획으로 분리하도록 구성된다. 친수성 멤브레인은 평평한 시트의 형태, 중공 섬유의 형태, 또는 나선형으로 감긴 형태를 가질 수 있다.
시스템은, 투과물 채널로부터 저옥탄 분획을 수용하도록 구성된 저옥탄 연료 탱크, 그리고 잔류물 채널로부터 고옥탄 분획을 수용하도록 구성된 고옥탄 연료 탱크를 더 포함한다. 시스템은 또한, 투과물 채널 및 잔류물 채널에 유체이동가능하게 연결되어 저옥탄 분획의 적어도 일부 및 고옥탄 분획의 적어도 일부를 선택적으로 수용하도록 구성된 엔진을 포함한다.
또 하나의 다른 양태에 따르면, 시스템은 액체 연료가 멤브레인 모듈의 잔류물 채널 및 투과물 채널로 전달되기 전에 액체 연료를 예열하도록 구성된 예열기를 더 포함할 수 있다.
또 하나의 다른 양태에 따르면, 시스템은, 잔류물 채널에 유체이동가능하게 연결되어 멤브레인 모듈에서 저옥탄 분획으로부터 고옥탄 분획의 분리를 증진시키기 위해 잔류물 채널의 온도를 유지시키도록 구성된 열 교환기를 포함할 수 있다.
또 하나의 다른 양태에 따르면, 잔류물 채널만이 공급 채널을 통해 소스 연료 탱크로부터 액체 연료를 수용하도록 구성된다. 이러한 양태에 따르면, 시스템은, 투과물 채널에 유체이동가능하게 연결되어 스위핑 가스를 투과물 채널로 전달하도록 구성된 가스 채널을 더 포함한다. 적어도 하나의 양태에서, 시스템은, 투과물 채널에 유체이동가능하게 연결되어 스위핑 가스 및 저옥탄 분획의 적어도 일부를 선택적으로 수용하도록 구성되며 아울러 스위핑 가스로부터 저옥탄 분획을 분리하도록 구성된 플래시 탱크를 포함할 수 있다.
또 하나의 다른 양태에 따르면, 멤브레인 모듈은 또한 저옥탄 분획과 고옥탄 분획의 분리를 증진시키기 위한 용매를 수용하도록 구성되고, 그리고 플래시 탱크는 또한 용매로부터 고옥탄 분획을 분리하도록 구성된다.
또 하나의 다른 양태에 따르면, 멤브레인 증류를 사용하여 차량에서 온-보드 연료 분리를 수행하기 위한 방법이 제공된다. 이러한 방법에서, 액체 연료는 소스 연료 탱크로부터 멤브레인 모듈로 펌핑된다. 그 다음에, 액체 연료는 멤브레인 모듈을 통해 고옥탄 분획과 저옥탄 분획으로 분리되고, 여기서 고옥탄 분획은 잔류물 채널에서 수집되고 그리고 저옥탄 분획은 친수성 멤브레인을 통해 투과물 채널로 확산한다. 고온 옥탄 분획의 적어도 일부는 잔류물 채널로부터 고옥탄 연료 탱크로 또는 차량의 엔진으로 선택적으로 전달된다. 유사하게, 저옥탄 분획의 적어도 일부는 저옥탄 연료 탱크로 또는 차량의 엔진으로 선택적으로 전달된다.
방법의 또 하나의 다른 양태에 따르면, 액체 연료가 멤브레인 모듈로 전달되기 전에 액체 연료는 예열된다.
방법의 또 하나의 다른 양태에 따르면, 저옥탄 분획으로부터 고온 옥탄 분획의 분리를 증진시키기 위해 열 교환기를 통해 잔류물 채널이 가열된다. 열 교환기는 고온 냉각제 또는 배기 가스를 사용하여 열을 생성할 수 있다.
방법의 또 하나의 다른 양태에 따르면, 스위핑 가스 흐름이 투과물 채널을 통과하게 되어 저옥탄 분획과 스위핑 가스의 혼합물이 생성되고, 저옥탄 분획이 엔진 또는 저옥탄 연료 탱크로 전달되기 전에 응축기에서 저옥탄 분획이 응축되고, 그리고 저옥탄 분획이 저옥탄 연료 탱크로 전달되기 전에 플래시 탱크를 통해 스위핑 가스로부터 저옥탄 분획이 분리된다.
방법의 또 하나의 다른 양태에 따르면, 멤브레인 모듈의 잔류물 채널에 용매가 공급되어, 용매가 저옥탄 분획과 고옥탄 분획의 분리를 증진시키게 되고, 그 다음에 플래시 탱크에서 플래시 증류를 통해 용매로부터 고옥탄 분획이 분리된다.
이러한 그리고 다른 양태, 특징, 장점은 본 발명의 특정 실시예에 관한 수반되는 설명 그리고 수반되는 도면 및 청구항으로부터 이해될 수 있다.
도 1은 하나 이상의 실시예에 따른 스위핑 가스 멤브레인 증류를 이용하는 예시적인 온-보드 연료 분리 시스템의 개략도를 나타낸다;
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른 직접 접촉 멤브레인 증류를 이용하는 예시적인 온-보드 연료 분리 시스템의 개략도를 나타낸다;
도 3a는 하나 이상의 실시예에 따른 스위핑 가스 멤브레인 증류(Sweeping Gas Membrane Distillation, SGMD)를 이용하는 분리 시스템에서 잔류물 온도에 따라 체적 분율이 어떻게 변하는지를 보여주는 그래프를 나타낸다;
도 3b는 하나 이상의 실시예에 따른 스위핑 가스 멤브레인 증류(SGMD)를 이용하는 분리 시스템에서 잔류물 온도에 따라 리서치법 옥탄가(Research Octane Number, RON)가 어떻게 변하는지를 보여주는 그래프를 나타낸다;
도 4a는 하나 이상의 실시예에 따른 직접 접촉 멤브레인 증류(Direct Contact Membrane Distillation, DCMD)를 이용하는 분리 시스템에서 잔류물 온도에 따라 체적 분율이 어떻게 변하는지를 보여주는 그래프를 나타낸다; 그리고
도 4b는 하나 이상의 실시예에 따른 직접 접촉 멤브레인 증류(DCMD)를 이용하는 분리 시스템에서 잔류물 온도에 따라 리서치법 옥탄가(RON)가 어떻게 변하는지를 보여주는 그래프를 나타낸다.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른 직접 접촉 멤브레인 증류를 이용하는 예시적인 온-보드 연료 분리 시스템의 개략도를 나타낸다;
도 3a는 하나 이상의 실시예에 따른 스위핑 가스 멤브레인 증류(Sweeping Gas Membrane Distillation, SGMD)를 이용하는 분리 시스템에서 잔류물 온도에 따라 체적 분율이 어떻게 변하는지를 보여주는 그래프를 나타낸다;
도 3b는 하나 이상의 실시예에 따른 스위핑 가스 멤브레인 증류(SGMD)를 이용하는 분리 시스템에서 잔류물 온도에 따라 리서치법 옥탄가(Research Octane Number, RON)가 어떻게 변하는지를 보여주는 그래프를 나타낸다;
도 4a는 하나 이상의 실시예에 따른 직접 접촉 멤브레인 증류(Direct Contact Membrane Distillation, DCMD)를 이용하는 분리 시스템에서 잔류물 온도에 따라 체적 분율이 어떻게 변하는지를 보여주는 그래프를 나타낸다; 그리고
도 4b는 하나 이상의 실시예에 따른 직접 접촉 멤브레인 증류(DCMD)를 이용하는 분리 시스템에서 잔류물 온도에 따라 리서치법 옥탄가(RON)가 어떻게 변하는지를 보여주는 그래프를 나타낸다.
본 출원은 연료를 분리하기 위한 온-보드 시스템 및 방법을 설명한다. 특히, 본 출원은 멤브레인 증류를 사용하여 온-보드 연료 분리를 수행하기 위한 시스템 및 방법을 설명한다. 본 출원은 무엇보다도 내연 기관에 대한 가솔린 연료 효율 및 탄소 배출과 관련된 도전과제를 목표로 하고, 그리고 이러한 기술적 도전과제에 대한 해법을 제공한다.
하나 이상의 실시예에서, 온-보드 시스템은 액체 연료(예를 들어, 가솔린)를 보관하기 위한 소스 연료 탱크, 그리고 액체 연료를 소스 연료 탱크로부터 멤브레인 모듈로 전달하기 위한 펌프를 포함한다. 멤브레인 모듈은 멤브레인, 잔류물 채널, 및 투과물 채널을 포함할 수 있다. 멤브레인 모듈은 액체 연료를 고옥탄 분획 및 저옥탄 분획으로 분리하도록 구성되고, 여기서 고옥탄 분획은 잔류물 채널에서 수집되고 그리고 저옥탄 분획은 멤브레인을 통해 투과물 채널로 확산한다. 그 다음에, 고옥탄 분획 및 저옥탄 분획은 각각의 연료 저장 탱크로 전달되거나 또는 연료로서의 사용을 위해 엔진으로 전달된다.
본 방법은 소스 연료를 두 개의 별개의 연료 성분으로 분리하기 위한 멤브레인 증류(예를 들어, 스위핑 가스 멤브레인 증류, 직접 접촉 멤브레인 증류)를 사용한다. 멤브레인은 증기-액체 계면 및 액체 장벽으로서 동작할 수 있다. 연료의 분리는 멤브레인 구멍을 통한 상대적인 휘발성 및 확산성에 근거할 수 있으며, 분리의 구동력은 일반적으로 화학적 퍼텐셜인데, 이러한 화학적 퍼텐셜은 증기압 차이 및 온도 차이와 관련된다. 특정 실시예에서, 부분적으로 또는 완전히 혼화성인 용매가 액체 연료에 부가되어 증기압을 변경시킬 수 있고, 그럼으로써 분리 공정을 증진시킬 수 있다. 본 방법은 종래의 증류 공정보다 더 적은 에너지를 사용한다.
본 시스템 및 방법은 연료 성분의 상대적인 휘발성, 공기 중의 분자 확산, 및/또는 구멍에서의 크누센 확산에 근거하여 연료 성분을 분리할 수 있다. 이것은 시스템으로 하여금 소스 연료를 다양한 옥탄가를 갖는 두 개의 연료(즉, 저옥탄 연료 및 고옥탄 연료)로 분리할 수 있게 하여 엔진 효율 및 연비를 향상시킬 수 있게 한다. 유사하게, 본 시스템 및 방법은 또한 특정 연료(예를 들어, 디젤 연료)를 저세탄 연료 성분과 고세탄 연료 성분으로 분리하거나, 또는 고휘발성 성분과 저휘발성 성분으로 분리하기 위해 사용될 수 있다. 또 하나의 다른 이점은 본 시스템 및 방법에서 사용되는 멤브레인은 선택적 투과성을 갖도록 설계될 필요가 없다는 것인데, 왜냐하면 사용되는 멤브레인은 선택적 장벽이 아닌 액체-상태 계면으로서 동작하기 때문이다. 연료의 분리는, 멤브레인 모듈의 두 개의 채널 간에 부분 증기압 차이를 생성함으로써, 그리고 온도 차이를 생성함으로써, 달성될 수 있다. 두 가지 경우 모두에서, 화학적 퍼텐셜 차이가 생성되어 저옥탄 성분을 투과물 채널로 이동시키게 된다.
연료를 분리하기 위한 언급된 온-보드 시스템 및 방법이 이제 수반되는 도면을 참조하여 더 완전하게 설명되며, 도면에서는 시스템 및 방법의 하나 이상의 예시적 실시예 및/또는 구성이 제시된다. 본 출원의 시스템 및 방법은 어느 경우에든 예시적 실시예 및/또는 구성과 같은 그러한 예시적 실시예 및/또는 구성으로 한정되지 않는다. 수반되는 도면에서 제시되는 바와 같은 시스템 및 방법은 단지 본 출원의 시스템 및 방법의 예이고, 본 출원의 시스템 및 방법은 본 발명의 기술분야에서 숙련된 자에 의해 이해되는 바와 같이 다양한 형태로 구현될 수 있음이 이해돼야 한다. 따라서, 여기서 개시되는 임의의 구조적 및 기능적 세부사항은 시스템 및 방법을 한정하는 것으로서 해석되어서는 안 되고, 오히려 시스템 및 방법을 구현하기 위한 하나 이상의 방식을 본 발명의 기술분야에서 숙련된 자에게 가르쳐주기 위한 대표적 실시예 및/또는 구성으로서 제공되는 것임이 이해돼야 한다.
도 1은 하나 이상의 실시예에 따른 스위핑 가스 멤브레인 증류 구성을 갖는 예시적인 온-보드 연료 분리 시스템(100)의 도면을 나타낸다. 시스템(100)은 일반적으로 차량(예를 들어, 자동차) 내에 장착되고, 차량의 구동 시스템에 동작가능하게 연결된다. 시스템(100) 및 차량의 구동 시스템의 동작 조건은 이들이 원활하고 효율적인 차량 동작을 보장하도록 되어 있다. 시스템(100)은 소스 연료의 저장을 위한 소스 연료 탱크(105)를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 소스 연료는 가솔린, 나프타, 또는 디젤과 같은 종래의 액체 연료이다. 시스템(100)은 또한 펌프(110) 및 멤브레인 모듈(115)을 포함하고, 여기서 펌프(110)는 액체 연료를 소스 연료 탱크(105)로부터 멤브레인 모듈(115)로 보내도록 구성된다. 하나 이상의 실시예에서, 펌프(110)는 차량 내의 기존의 연료 레일의 일부일 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 액체 연료는 멤브레인 모듈(115)에 도달하기 전에 예열기(120)를 통해 가열될 수 있다.
멤브레인 모듈(115)에서, 멤브레인(125)은 상대적인 휘발성 및 확산성에 근거하여 액체 연료의 액체 분자로부터 액체 연료의 증기 분자를 분리하기 위해 사용된다. 멤브레인(125)은 액체에 대해 일반적으로 불투과성인 친수성 멤브레인이다. 멤브레인(125)은 다양한 형태 및 형상을 가질 수 있으며, 여기에는 평평한 시트의 형태, 중공 섬유의 형태, 또는 나선형으로 감긴 형태가 포함된다. 본 시스템의 멤브레인(125)은 액체 연료의 상이한 성분의 용해성 또는 선택적 분자 크기 투과성에 근거하여 액체 연료를 분리하지 않는다는 점에서 선택적 장벽으로서 동작하지 않는다. 더욱이, 멤브레인(125)은 화학적으로 선택적인 장벽으로서 동작하지 않는다. 오히려, 멤브레인(125)은 액체 연료의 증기 분자가 멤브레인(125)을 통해 투과하도록 하는 반면 연료의 액체 분자는 투과하지 못하도록 하는 액체-가스 계면으로서 동작한다. 이처럼, 멤브레인(125)은 액체 연료의 분리를 능동적으로 유발하지 않는다는 의미에서 "수동적"이다. 대신에, 멤브레인(125)은 액체 연료의 액체 상태와 증기 상태 간에 다공성의 물리적 장벽으로서 동작한다. 하나 이상의 실시예에서, 멤브레인(125)에서의 액체 연료는 연료가 끓는 것을 피하기 위해 액체 연료의 끓는점 온도 아래에 있는 온도를 갖는다.
멤브레인(125)은 일반적으로 친수성인데, 왜냐하면 본 시스템에서의 연료 사용은 일반적으로 유기성 및 소수성이기 때문이다. 따라서, 멤브레인 습윤(즉, 멤브레인 구멍들이 액체로 채워지는 것)을 방지하기 위해, 멤브레인(125)의 물질은 유기성 연료의 액체 부분이 멤브레인 구멍에 들어갈 수 없도록 높은 표면 장력을 제공한다.
멤브레인 모듈(115)은 또한 잔류물 채널(130) 및 투과물 채널(135)을 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 액체 연료는 소스 탱크(105)로부터 공급관(140)을 통해 흐르고 잔류물 채널(130)을 통해 멤브레인 모듈(115)에 들어간다. 상대적 휘발성 및 확산성에 근거하여, 액체 연료의 저옥탄의 높은 상대적 휘발성 성분 혹은 분획(증기 성분)은 멤브레인(125)을 통해 투과물 채널(135)로 확산하고, 반면 액체 연료의 고옥탄의 낮은 상대적 휘발성 성분 혹은 분획(액체 성분)은 잔류물 채널(130)에 잔류하여 수집된다.
도 1에 제시된 실시예에서, 고옥탄 성분과 저옥탄 성분의 분리는 가스 도관(145)을 통해 투과물 채널(135)에 들어가는 스위핑 가스 흐름(예를 들어, 주위 온도에서의 공기)에 의해 증진된다. 하나 이상의 실시예에서, 엔진의 공기 흡입구로부터의 공기가 스위핑 가스 흐름으로서 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 엔진과 관련 없는 추가적인 공기 흡입구가 시스템에 대한 스위핑 가스를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 멤브레인과의 접촉 이후 액체 연료의 성분 분리를 용이하게 하기 위한 스위핑 가스로서 비활성 가스가 사용될 수 있다. 스위핑 가스가 투과물 채널(135)을 통과함에 따라, 스위핑 가스는 투과물 채널(135)과 잔류물 채널(130) 간의 온도 차이 및 증기압 차이를 증진시키고, 그럼으로써 저옥탄 성분이 멤브레인(125)을 통해 투과물 채널(135)로 투과하는 것을 증가시키게 된다. 투과물 채널(135)로 확산하는 저옥탄 성분은 그 다음에 스위핑 가스에 의해 도관(150)을 통해 투과물 채널(135) 밖으로 운반된다. 디젤 연료가 소스 연료인 실시예에 대해서, 멤브레인 모듈(115)은 가솔린 연료를 분리하는 것과 유사한 방식으로 소스 디젤 연료를 여러 성분으로 분리할 수 있다. 예를 들어, 디젤 연료의 높은 상대적 휘발성 성분은 멤브레인(125)을 통해 투과물 채널(135)로 확산하고, 반면 디젤 연료의 낮은 상대적 휘발성 성분은 잔류물 채널(130)에 잔류하여 수집된다.
그 다음에 스위핑 가스와 저옥탄 성분(투과물)의 혼합물은 도관(150)을 통해 응축기(155)로 지향된다. 응축기(155)에서, 소스 탱크(105)로부터의 액체 연료는 선택에 따라서는 (멤브레인 모듈(115)에 들어가기 전에) 응축기(155)를 통과할 수 있는데, 이와 함께 투과물과 스위핑 가스도 또한 응축기(155)를 통과한다. 액체 연료와 투과물-스위핑 가스 혼합물은 별개의 유입구를 통해 응축기에 들어가고 응축기(155) 내에서 분리된 상태로 (예를 들어, 별개의 도관에) 유지된다. 액체 연료의 온도가 더 낮아지면 투과물(저옥탄 성분)은 액체 상태로 응축하게 되어, 스위핑 가스로부터 분리되게 된다. 응축된 저옥탄 성분은 그 다음에 선택적으로 연료로서의 사용을 위해 도관(165)을 통해 차량의 엔진(160)으로 지향될 수 있거나, 또는 도관(175)을 통해 플래시 탱크(170)로 지향될 수 있다. 저옥탄 성분이 엔진(160)으로 지향될 것인지 아니면 플래시 탱크(170)로 지향될 것인지를 제어하는 것은 밸브를 통해 제어될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 저옥탄 성분이 엔진(160)으로 지향될 것인지 아니면 플래시 탱크(170)로 지향될 것인지에 관한 결정은 피드백 제어 시스템을 통해 제어된다. 적어도 하나의 실시예에서, 엔진 및 시스템 데이터의 조합이 밸브 위치를 제어하기 위해 이에 따라 저옥탄 성분이 엔진으로 지향될 것인지 아니면 플래시 탱크(170)를 통해 저장소로 지향될 것인지를 제어하기 위해 시스템에 의해 사용될 수 있다. 추가적으로, 특정 실시예에서, 차량 내의 시스템은 연료에 대한 엔진 응답에 근거하여 상이한 조건에서 실행되도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 연료에 대한 엔진 응답은 엔진에 대한 최상의 동작 조건을 자동적으로 선택하기 위해 사용될 수 있다. 노크 검출기가 연료에 대한 엔진 파라미터를 조정하기 위해 사용되는 가솔린 엔진에서의 병렬 방식이 현재 존재한다. 플래시 탱크(170)에서, 스위핑 가스로부터 저옥탄 성분이 더 분리되고, 그 결과적인 분리된 저옥탄 성분은 그 다음에 도관(185)을 통해 저옥탄 연료 탱크(180)로 지향된다. 분리된 스위핑 가스는 그 다음에 투과물 채널(135)로의 재도입을 위해 도관(190)을 통해 가스 도관(145)으로 되돌아가 재활용될 수 있다.
그 다음에, 잔류물 채널(130)에서 수집되는 고옥탄 성분(잔류물)은 선택적으로 도관(194)을 통해 고옥탄 연료 탱크(192)로 지향되거나, 또는 도관(195)을 통해 엔진(160)으로 지향될 수 있다. 고옥탄 성분은 예를 들어, 방향족 화합물을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 열 교환기(196)가 잔류물 채널(130)에 동작가능하게 연결되어 채널(130) 내의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있고, 그럼으로써 고옥탄 성분과 저옥탄 성분의 분리를 증진시킬 수 있다. 열 교환기(196)에서의 열을 위한 소스는 예를 들어, 고온 냉각제 또는 배기 가스일 수 있다. 도 1에 제시된 실시예에서, 열 교환기(196)는 또한 고온 잔류물 열에너지를 이용함으로써, 액체 연료가 멤브레인 모듈(115)에 도달하기 전에, 액체 연료에 대한 또 하나의 다른 예열기로서 동작할 수 있다. 그 다음에 예열기(120)는 공급된 액체가 멤브레인 모듈(115)에 들어가기 전에 그 공급된 액체를 원하는 온도까지 더 가열하기 위해 사용될 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 액체 연료에 용매가 부가되어 액체 연료의 증기압을 변경시킬 수 있고, 이에 따라 고옥탄 성분과 저옥탄 성분의 분리를 증진시킬 수 있다. 용매는 공급 채널(140)에 동작가능하게 연결된 별개의 탱크(미도시)에 보관될 수 있고, 이에 따라 용매는 액체 연료가 멤브레인 모듈(115)에 도달하기 전에 액체 연료와 혼합될 수 있게 된다. 용매는 부분적으로 또는 완전히 혼화성인 용매일 수 있다. 특정 실시예에서, 트리에틸렌글리콜(TriEthylene Glycol, TEG) 및 헤테로사이클릭 용매와 같은 용매가 산소함유물질 및 방향족물질에 있어 높은 연료와 함께 사용되어 연료 성분의 분리를 증진시킬 수 있는데, 왜냐하면 TEG 및 헤테로사이클릭 용매는 산소함유물질 및 방향족물질과 강하게 상호작용하는 경향이 있기 때문이다. 용매의 주요한 기능은 액체 연료로부터 특정 작용기를 갖는 특정 성분을 추출하는 것이거나 또는 연료의 부분 증기압을 변경시켜 연료 성분의 분리를 증진시키는 것이다. 성분의 추출 여부 또는 부분 증기압의 변경 여부는 사용된 용매, 사용된 용매의 양, 그리고 액체 연료의 조성에 의존한다. 사용된 용매에 따라, 용매는 고옥탄 성분을 추출할 수 있거나 저옥탄 성분을 추출할 수 있다(또는 디젤 연료에 대해서는 저세탄 성분을 추출할 수 있거나 고세탄 성분을 추출할 수 있음). 용매가 사용되는 실시예에서, 용매는 잔류물 채널(130)에서 고옥탄 성분과 함께 수집된다. 따라서, 고옥탄 성분이 고옥탄 연료 탱크(192) 또는 엔진(160)으로 전달되기 전에, 용매로부터 고옥탄 성분을 분리하기 위해 고옥탄 성분은 후속적으로 플래시 증류를 거치도록 플래시 탱크(미도시)로 지향될 수 있다.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 온-보드 연료 분리 시스템(200)의 도면을 나타낸다. 시스템(200)은 도 1에서 예시된 시스템(100)과 유사한데, 예외적인 점은 시스템(200)에서 연료 성분의 분리는 스위핑 가스 멤브레인 증류가 아니라 직접 접촉 멤브레인 증류를 통해서 달성된다는 것이다. 도 2에서 예시되는 바와 같이, 시스템(200)은 시스템(100)에 포함된 것과 동일한 수 개의 구성요소를 포함할 수 있는데, 예컨대, 소스 연료 탱크(105), 펌프(110), (멤브레인(125), 잔류물 채널(130), 및 투과물 채널(135)을 포함하는) 멤브레인 모듈(115), 예열기(120), 저옥탄 연료 탱크(180), 그리고 고옥탄 연료 탱크(192)를 포함할 수 있다.
시스템(200)에서, 소스 탱크(105)로부터의 액체 연료는 (펌프(110)를 통해) 투과물 채널(135) 및 잔류물 채널(130)로 펌핑된다. 특히, 도 2에서 제시되는 바와 같이, 액체 연료는 펌프(110)를 통해 공급 채널(140)로 전달된다. 그 다음에, 공급 채널(140)은 투과물 공급 채널(205)과 잔류물 공급 채널(210)로 분할되고, 여기서 투과물 공급 채널(205)은 액체 연료의 일부를 투과물 채널(135)로 전달하고, 잔류물 공급 채널(210)은 액체 연료의 일부를 잔류물 채널(130)로 전달한다. 이처럼, 투과물 채널(135)과 잔류물 채널(130)은 모두 동일한 옥탄을 갖는 연료로 시작한다.
하나 이상의 실시예에서, 잔류물 채널(130)로 전달되는 액체 연료의 일부는, 잔류물 채널(130)로의 전달 전에, 연료의 가열을 위해 먼저 열 교환기(196)로 전달될 수 있다. 따라서, 잔류물 채널(130)은, 잔류물 채널로 전달되는 액체 연료의 예열로 인해, 투과물 채널(135)보다 더 높은 온도에서 유지된다. 잔류물 채널(130)과 투과물 채널(135) 간의 이러한 온도 차이는 이들 채널 간에 증기압 차이를 생성하고, 그럼으로써 결과적으로 잔류물 채널(130) 내의 저옥탄 성분은 친수성 멤브레인(125)을 통해 투과물 채널(135)로 투과하게 되는데, 여기서 투과하는 성분은 더 차가운 액체 연료와 접촉한다. 이처럼, 저옥탄 성분이 투과물 채널(135) 안으로 투과함에 따라, 투과물 채널(135) 내의 연료 성분에 대한 옥탄값은 감소하고, 반면, 잔류물 채널(130) 내의 연료 성분에 대한 옥탄값은 증가한다.
멤브레인 모듈에서 저옥탄 성분과 고옥탄 성분의 분리 이후, 투과물(주로 저옥탄 성분)은 선택적으로 투과물 채널(135)로부터 도관(185)을 통해 저옥탄 연료 탱크(180)로 전달되거나 또는 도관(165)을 통해 엔진(160)으로 전달된다. 유사하게, 잔류물(주로 고옥탄 성분)은 잔류물 채널(130)로부터 도관(194)을 통해 고옥탄 연료 탱크(192)로 전달되거나 또는 선택적으로 도관(195)을 통해 엔진(160)으로 지향될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 잔류물은 열 교환기(196)를 통과할 수 있고, 그럼으로써 잔류물 공급 채널(210) 내의 액체 연료에는 잔류물 채널(130)에 도달하기 전에 열이 전달되게 된다. 결과적으로, 잔류물은 고옥탄 연료 탱크(192) 또는 엔진(160)으로 전달되기 전에 냉각된다.
시스템(100)과 같이, 시스템(200)의 적어도 하나의 실시예에서, 용매가 액체 연료에 부가되어 액체 연료의 증기압을 변경시킬 수 있고, 이에 따라 고옥탄 성분과 저옥탄 성분의 분리를 증진시킬 수 있다. 용매가 사용되는 실시예에서, 용매는 잔류물 채널(130)에서 고옥탄 성분과 함께 수집된다. 따라서, 이러한 실시예에서, 고옥탄 성분이 고옥탄 연료 탱크(192) 또는 엔진(160)으로 전달되기 전에, 용매로부터 고옥탄 성분을 분리하기 위해 고옥탄 성분은 후속적으로 플래시 증류를 거치도록 플래시 탱크(미도시)로 지향될 수 있다.
시스템(100)(스위핑 가스 멤브레인 증류) 및 시스템(200)(직접 접촉 멤브레인 증류)에서 예시되는 실시예에서, 멤브레인 증류를 통해 저옥탄 성분(분획)과 고옥탄 성분(분획)으로 분리하는 주요한 구동력은 화학적 퍼텐셜인데, 특히 잔류물 채널과 투과물 채널 간의 화학적 퍼텐셜이다. 채널 간의 화학적 퍼텐셜 차이가 더 커질수록 구동력이 더 커지고, 이에 따라 성분 간 분리가 더 커진다. 온도 및 부분 압력 차이가 잔류물 채널과 투과물 채널 간의 전체 화학적 퍼텐셜 차이에 기여한다. 특히, 잔류물 채널과 투과물 채널 간의 온도 차이는 채널 간 부분 압력에서의 차이를 생성하는데 도움을 주고, 이것은 투과물 채널 안으로 멤브레인을 투과하는 저옥탄 성분의 유동을 생성하고 유지시킨다. 잔류물 채널과 투과물 채널 간의 온도 및 부분 압력 차이는 또한, 화학적 퍼텐셜에서의 채널 간 차이를 생성하고, 이것은 온도, 압력, 및 조성에 따라 달라진다. 잔류물 채널과 투과물 채널 간의 온도 및 부분 압력 차이, 그리고 결과적으로 저옥탄 성분과 고옥탄 성분의 분리는, 투과물 채널에서 스위핑 가스를 이용함과 아울러 잔류물 채널에 동작가능하게 연결된 열 교환기를 이용하는 본 시스템의 실시예에서 더 증진된다. 투과물 채널에서의 스위핑 가스와 잔류물 채널에 연결된 열 교환기는, 스위핑 가스 또는 열 교환기 중 오로지 하나만 사용되는 실시예에서보다, 두 채널 간의 온도 및 부분 압력에서의 차이를 훨씬 더 크게 생성하는 상보적 방식으로 동작한다.
본 시스템 및 방법의 이용은 주문형-옥탄 시스템이 더 효율적으로 동작할 수 있게 한다. 특히, 고부하 및 높은 엔진 속도 조건에서, 본 시스템은 분리된 고옥탄 성분을 엔진이 소비하도록 구성될 수 있다. 반대로, 저부하 및 낮은 엔진 속도 조건에서, 본 시스템은 분리된 저옥탄 성분을 엔진이 소비하도록 구성될 수 있다. 이처럼, 본 시스템 및 방법은 내연 기관에 대한 연료 효율을 향상시킨다. 더욱이, 본 시스템 및 방법은 정상적인 연료 흐름으로부터 고옥탄 성분이 분리될 수 있게 하기 때문에, 고옥탄 연료를 생산하기 위한 정제과정에서의 복잡한 공정의 사용이 감소되어, 온실 가스 배출(예를 들어, CO2 배출)을 감소시키게 된다.
본 시스템은 또한, 본 시스템이 사용자로 하여금 주유소에서 사용되는 동일한 종래의 연료를 사용할 수 있게 한다는 점에서, 현재 주문형-옥탄 시스템과 같은 현재 시스템보다도 장점을 제공한다. 달리 말하면, 사용자는 사용자가 임의의 다른 차량의 탱크를 가득 채우는 것처럼 소스 연료 탱크(105)를 종래의 연료로 채울 수 있다. 하지만, 본 시스템을 이용하는 차량은 더 효율적으로 동작할 수 있는데, 이는 본 시스템이 종래의 연료를 고옥탄 성분과 저옥탄 성분으로 분리하기 때문이며, 이것은 엔진으로 하여금 고부하의 기간 동안에는 고옥탄 성분을 이용할 수 있게 하고 저부하의 기간 동안에는 저옥탄 성분을 이용할 수 있게 하기 때문이다.
도 3a 및 도 3b 그리고 도 4a 및 도 4b는, 본 출원의 하나 이상의 실시예에 따른, 91 가솔린 대용 연료를 저옥탄 연료와 고옥탄 연료로 분리할 때의 예시적 평판 멤브레인 증류 시스템의 성능을 예시한다.
보다 구체적으로, 도 3a 및 도 3b는, 투과물 채널이 주위 온도에서 공기로 구성될 때, 스위핑 가스 멤브레인 증류(SGMD) 구성에서 잔류물 온도에 따라 체적 분율(도 3a) 및 옥탄가(도 3b)가 각각 어떻게 변하는지를 보여준다. 도 3a에서 제시되는 바와 같이, 잔류물 온도가 증가함에 따라, 투과물의 체적 분율은 증가하는데 이는 더 많은 성분이 가스 상태로 변할 수 있고 멤브레인을 투과할 수 있기 때문이다. 유사하게, 도 3b의 그래프에서 보여지는 바와 같이, 잔류물 온도가 증가함에 따라, 옥탄가 분리는 증가하는데 이는 잔류물 채널에 고옥탄 성분이 더 농축되기 때문이다.
유사하게, 도 4a 및 도 4b는, 본 출원의 하나 이상의 실시예에 따른, 직접 접촉 멤브레인 증류(DCMD) 구성에서 잔류물 온도에 따라 체적 분율 및 옥탄가가 각각 어떻게 변하는지를 보여준다. 이러한 예에서, 투과물 채널은 주위 온도에서 91 가솔린 대용 연료로 구성된다. 스위핑 가스 구성과 같이, 도 4a는 직접 접촉 구성에서 잔류물 온도가 증가함에 따라, 투과물의 체적 분율이 증가하는 것을 보여주는데 이는 더 많은 성분이 가스 상태로 변할 수 있고 멤브레인을 투과할 수 있기 때문이다. 또한, 잔류물 온도가 증가함에 따라, 옥탄가 분리는 증가하는데 이는 잔류물 채널에 고옥탄 성분이 더 농축되기 때문이다(도 4b).
비록 앞서의 설명 중 대부분이 연료의 온-보드 분리를 위한 시스템 및 방법에 관해 이루어졌어도, 본 명세서에서 개시되는 시스템 및 방법은 언급된 시나리오를 훨씬 벗어나는 시나리오, 상황, 및 설정에서 유사하게 전개 및/또는 구현될 수 있음이 이해돼야 한다. 임의의 이러한 구현 및/또는 전개가 본 명세서에서 설명되는 시스템 및 방법의 범위 내에 있음이 또한 이해돼야 한다.
도면에서 유사한 번호는 수 개의 도면에 걸쳐 유사한 요소를 나타낸다는 점, 그리고 도면을 참조하여 설명 및 예시되는 모든 구성요소 및/또는 단계가 모든 실시예 또는 구성을 위해 요구되는 것은 아니라는 점이 또한 이해돼야 한다. 더욱이, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예만을 설명할 목적을 갖고 있을 뿐, 본 발명을 한정하도록 의도된 것이 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수로 표현된 형태는, 문맥상 명확히 다르게 표시하지 않는 한 복수 형태를 또한 포함하도록 의도된 것이다. 본 명세서에서 용어 "포함하고", "포함하는", 또는 "갖는", "함유하는", "포괄하는" 및 그 변형형태는, 본 명세서에서 사용되는 경우, 그 기재된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 특정하지만 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성요소, 및/또는 그 그룹의 존재 혹은 추가를 배제하지 않음이 더 이해될 것이다.
청구항 요소를 수정하기 위해 청구항에서의 "제1", "제2", "제3" 등과 같은 서수적 용어의 사용이, 다른 청구항 요소와 비교된 하나의 청구항 요소의 어떤 우선성, 우월성, 혹은 순서, 또는 방법의 동작이 수행되는 시간적 순서를 그 자체로 내포하고 있지 않다는 점, 하지만 청구항 요소를 구분하기 위해서 (다만 서수적 용어의 사용에 대해) 특정 명칭을 갖는 하나의 청구항 요소를 동일한 명칭을 갖는 다른 요소와 구분하기 위해 단지 표시로서 사용된다는 점을 유의해야 한다.
앞서 설명된 주된 내용은 단지 예시를 위해 제공되는 것일 뿐, 한정의 의미로서 해석돼서는 안 된다. 본 명세서에서 예시 및 설명되는 예시적 실시예 및 응용예를 따름이 없이, 그리고 다음의 청구항에 제시된 본 발명의 진정한 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이, 본 명세서에서 설명되는 주된 내용에 대한 다양한 수정 및 변경이 행해질 수 있다.
Claims (20)
- 멤브레인 증류를 사용하여 온-보드 연료 분리를 수행하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 차량에 장착되고,
액체 연료를 포함하는 소스 연료 탱크;
상기 소스 연료 탱크로부터 상기 액체 연료를 전달하도록 구성된 펌프;
친수성 멤브레인, 잔류물 채널, 및 투과물 채널을 포함하는 멤브레인 모듈(상기 잔류물 채널과 상기 투과물 채널은 상기 친수성 멤브레인의 대향 면들에 배치되고, 여기서 상기 잔류물 채널과 상기 투과물 채널은 공급 채널을 통해 상기 소스 연료 탱크로부터 상기 액체 연료를 수용하도록 구성되고, 여기서 상기 멤브레인 모듈은 상기 액체 연료를 상기 잔류물 채널에 잔류하는 고옥탄 분획과 상기 친수성 멤브레인을 통해 상기 투과물 채널로 확산하는 저옥탄 분획으로 분리하도록 구성됨);
상기 투과물 채널로부터 상기 저옥탄 분획을 수용하도록 구성된 저옥탄 연료 탱크;
상기 잔류물 채널로부터 상기 고옥탄 분획을 수용하도록 구성된 고옥탄 연료 탱크; 및
상기 투과물 채널 및 상기 잔류물 채널에 유체이동가능하게 연결되어 상기 저옥탄 분획의 적어도 일부 및 상기 고옥탄 분획의 적어도 일부를 선택적으로 수용하도록 구성된 엔진을 포함하는, 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 액체 연료가 상기 멤브레인 모듈의 상기 잔류물 채널 및 상기 투과물 채널로 전달되기 전에 상기 액체 연료를 예열하도록 구성된 예열기를 더 포함하는, 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 친수성 멤브레인은 평평한 시트의 형태, 중공 섬유의 형태, 또는 나선형으로 감긴 형태를 갖는, 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 잔류물 채널에 유체이동가능하게 연결되어 상기 멤브레인 모듈에서 상기 저옥탄 분획으로부터 상기 고옥탄 분획의 분리를 증진시키기 위해 상기 잔류물 채널의 온도를 유지시키도록 구성된 열 교환기를 더 포함하는, 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 액체 연료는 가솔린, 나프타, 또는 디젤 연료인, 시스템.
- 멤브레인 증류를 사용하여 온-보드 연료 분리를 수행하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 차량에 장착되고,
액체 연료를 포함하는 소스 연료 탱크;
상기 소스 연료 탱크로부터 상기 액체 연료를 전달하도록 구성된 펌프;
친수성 멤브레인, 잔류물 채널, 및 투과물 채널을 포함하는 멤브레인 모듈(상기 잔류물 채널과 상기 투과물 채널은 상기 친수성 멤브레인의 대향 면들에 배치되고, 여기서 상기 잔류물 채널은 공급 채널을 통해 상기 소스 연료 탱크로부터 상기 액체 연료를 수용하도록 구성되고 여기서 상기 멤브레인 모듈은 상기 액체 연료를 상기 잔류물 채널에 잔류하는 고옥탄 분획과 상기 친수성 멤브레인을 통해 상기 투과물 채널로 확산하는 저옥탄 분획으로 분리하도록 구성됨);
상기 투과물 채널에 유체이동가능하게 연결되어 스위핑 가스를 상기 투과물 채널로 전달하도록 구성된 가스 채널;
상기 투과물 채널에 유체이동가능하게 연결되어 상기 스위핑 가스 및 상기 저옥탄 분획의 적어도 일부를 선택적으로 수용하도록 구성되며 아울러 상기 스위핑 가스로부터 상기 저옥탄 분획을 분리하도록 구성된 플래시 탱크;
상기 플래시 탱크로부터 상기 분리된 저옥탄 분획을 수용하도록 구성된 저옥탄 연료 탱크;
상기 잔류물 채널로부터 상기 고옥탄 분획을 수용하도록 구성된 고옥탄 연료 탱크; 및
상기 투과물 채널에 유체이동가능하게 연결되어 상기 저옥탄 분획의 적어도 일부 및 상기 고옥탄 분획의 적어도 일부를 선택적으로 수용하도록 구성된 엔진을 포함하는, 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 액체 연료를 상기 멤브레인 모듈의 상기 잔류물 채널로 전달하기 전에 상기 액체 연료를 예열하도록 구성된 예열기를 더 포함하는, 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 투과물 채널 및 상기 공급 채널에 유체이동가능하게 연결되어 상기 저옥탄 분획이 상기 엔진 또는 상기 저옥탄 연료 탱크로 전달되기 전에 상기 저옥탄 분획을 응축시키도록 구성된 응축기를 더 포함하는, 시스템. - 제6항에 있어서, 상기 친수성 멤브레인은 평평한 시트의 형태, 중공 섬유의 형태, 또는 나선형으로 감긴 형태를 갖는, 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 잔류물 채널에 유체이동가능하게 연결되어 상기 멤브레인 모듈에서 상기 저옥탄 분획으로부터 상기 고옥탄 분획의 분리를 증진시키기 위해 상기 잔류물 채널의 온도를 유지시키도록 구성된 열 교환기를 더 포함하는, 시스템. - 제6항에 있어서, 상기 액체 연료는 가솔린, 나프타, 또는 디젤 연료인, 시스템.
- 제6항에 있어서, 상기 공급 채널은 상기 저옥탄 분획과 상기 고옥탄 분획의 분리를 증진시키기 위한 용매를 수용하도록 추가로 구성되고, 여기서 플래시 탱크는 상기 용매로부터 상기 고옥탄 분획을 분리하도록 추가로 구성되는, 시스템.
- 멤브레인 증류를 사용하여 차량에서 온-보드 연료 분리를 수행하기 위한 방법으로서,
액체 연료를 소스 연료 탱크로부터 멤브레인 모듈로 펌핑하는 단계(상기 멤브레인 모듈은 친수성 멤브레인, 잔류물 채널, 및 투과물 채널을 포함하고, 상기 잔류물 채널과 상기 투과물 채널은 상기 친수성 멤브레인의 대향 면들에 배치됨);
상기 멤브레인 모듈을 통해 상기 액체 연료를 고옥탄 분획과 저옥탄 분획으로 분리하는 단계(상기 고옥탄 분획은 상기 잔류물 채널에서 수집되고 상기 저옥탄 분획은 상기 친수성 멤브레인을 통해 상기 투과물 채널로 확산함);
상기 고온 옥탄 분획의 적어도 일부를 상기 잔류물 채널로부터 고옥탄 연료 탱크로 또는 상기 차량의 엔진으로 선택적으로 전달하는 단계; 및
상기 저옥탄 분획의 적어도 일부를 상기 투과물 채널로부터 저옥탄 연료 탱크로 또는 상기 차량의 상기 엔진으로 선택적으로 전달하는 단계를 포함하는, 방법. - 제13항에 있어서,
상기 액체 연료가 상기 멤브레인 모듈로 전달되기 전에 상기 액체 연료를 예열하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제13항에 있어서,
상기 저옥탄 분획으로부터 상기 고옥탄 분획의 분리를 증진시키기 위해 열 교환기를 통해 상기 잔류물 채널을 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제15항에 있어서, 상기 열 교환기는 고온 냉각제 또는 배기 가스를 사용하여 열을 생성하는, 방법.
- 제13항에 있어서,
스위핑 가스 흐름을 상기 투과물 채널을 통과하게 하여 상기 저옥탄 분획과 스위핑 가스의 혼합물을 생성하는 단계;
상기 저옥탄 분획이 상기 엔진 또는 상기 저옥탄 연료 탱크로 전달되기 전에 응축기에서 상기 저옥탄 분획을 응축시키는 단계; 및
상기 저옥탄 분획이 상기 저옥탄 연료 탱크로 전달되기 전에 플래시 탱크를 통해 상기 스위핑 가스로부터 상기 저옥탄 분획을 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제13항에 있어서, 상기 친수성 멤브레인은 평평한 시트의 형태, 중공 섬유의 형태, 또는 나선형으로 감긴 형태를 갖는, 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 액체 연료는 가솔린, 나프타, 또는 디젤 연료인, 방법.
- 제13항에 있어서,
상기 액체 연료가 상기 멤브레인 모듈에 들어가기 전에 상기 액체 연료에 용매를 공급하는 단계(상기 용매는 상기 멤브레인 모듈에서 상기 저옥탄 분획과 상기 고옥탄 분획의 분리를 증진시킴); 및
플래시 탱크에서 플래시 증류를 통해 상기 용매로부터 상기 고옥탄 분획을 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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