【技术实现步骤摘要】
本技术属于船舶，具体涉及一种利用lng冷能的船舶烟气碳捕集与液化系统。
技术介绍
1、近年来，基于国际海事组织针对船舶烟气的排放提出了更严格的排放要求，航运业除了要实现船舶烟气的脱硫、脱硝，脱碳也渐渐成为航运业发展的必然趋势。
2、lng动力船以其航行过程中排放污染物少，能够大大降低nox排放，并且几乎没有sox排放，因此lng动力船数量不断增多。虽然与柴油相比，使用lng作为船舶燃料能够减少约25％左右的co2的排放，但是船舶航行过程中仍然会排放一定量的co2等温室气体，因此lng动力船仍然要对船舶烟气进行脱碳处理。目前船舶上常用的脱碳处理的方法是：将烟气中的co2捕集后，再将其液化封存到船舶上的co2储罐中，待后续再将co2泄放到岸站或注入海底封存。由于船舶航行过程中排烟量很多，并且co2的液化温度很低(气体压力为0.7mpa时，co2液化温度为-50℃左右)，因此co2的液化过程需要消耗大量的冷能。若采用传统的利用制冷设备液化co2的方式，则会使制冷设备产生非常大的负荷，消耗大量船舶电网的电能，增大船舶的运营成本，因此，如何采用更优的办法液化co2成为船舶烟气脱碳处理过程中亟待解决的问题。
3、lng的温度约为-163℃，lng输送至船舶主机(即船舶主柴油机)燃用之前需要汽化至船舶主机的供气温度，然后供船舶主机燃用。这个过程会释放大量冷能，再加上船舶主机功率很大，船舶航行过程中会消耗大量的lng，例如：以30万吨级的超级油轮为代表船型的lng动力船，每天消耗的lng可达到50t～60t；以20000
4、基于此，如果能提出一种利用lng冷能的船舶烟气碳捕集与液化系统，将船舶排放的烟气中的co2分离出来，然后利用lng的冷能将其液化，那么该系统不仅能够解决船舶烟气脱碳处理过程中由于液化co2冷能消耗量大造成的制冷设备负荷高、电耗高的问题，而且可以使lng的冷能得到充分利用，那么这种方法具有非常高的实际应用价值。
技术实现思路
1、本技术的目的是针对上述提到的问题，提出一种利用lng冷能的船舶烟气碳捕集与液化系统。该系统利用lng的冷能，通过冷媒吸收lng在汽化释放的冷能，使冷媒温度下降，再用低温冷媒与捕集的co2换热，从而使co2液化。该系统不仅解决了船舶烟气脱碳处理过程中由于液化co2冷能消耗量大造成的制冷设备负荷高、电耗高的问题，而且使lng的冷能得到了充分利用，提高了冷能的利用率。
2、本技术系统包括：lng燃料舱、驳运泵、lng增压泵、低温换热器、冷却水换热器、船舶主机、洗涤塔、风机、气液分离器、吸收塔、分离塔、高温热水加热器、贫液循环泵、贫液冷却器、缓冲罐、co2压缩机、液化罐、液化换热器、co2储罐和冷媒循环泵。
3、所述lng燃料舱内装有lng燃料；所述驳运泵设在lng燃料舱底部；所述驳运泵、lng增压泵、低温换热器、冷却水换热器和船舶主机通过管路依次相连。
4、所述船舶主机通过管路与洗涤塔下方相连；所述洗涤塔上方气体出口通过管路与风机相连；所述风机通过管路与气液分离器相连；所述气液分离器通过管路与吸收塔相连；所述吸收塔下方通过管路与分离塔相连；所述分离塔内设有高温热水加热器；所述分离塔上方通过管路与co2压缩机相连；所述co2压缩机通过管路与液化罐一端相连；所述液化罐另一端通过管路与co2储罐相连。
5、所述液化罐内设有液化换热器，所述液化换热器、冷媒循环泵和低温换热器通过管路相连，构成循环管路，该循环管路内流通有冷媒换热介质。
6、所述分离塔下方通过管路与贫液循环泵相连；所述贫液循环泵通过管路与贫液冷却器相连；所述贫液冷却器通过管路与缓冲罐相连；所述缓冲罐内存有吸收液，吸收液采用醇胺溶液，所述缓冲罐通过管路与吸收塔上方相连。
7、在本说明书中，烟气在吸收塔中与醇胺溶液充分接触并被吸收，此时的醇胺溶液中吸收了大量co2，称为“富液”；富液进入分离塔中加热，co2被释放出来，释放co2之后的醇胺溶液称为“贫液”。
8、在船舶航行过程中，lng燃料舱内的lng通过驳运泵驳运出来，然后利用lng增压泵对管道里的lng进行增压，增压后的lng进入低温换热器与冷媒进行换热，然后进入冷却水换热器，利用主机冷却水的余热对lng进行加热汽化，达到船舶主机的供气温度，最后送至船舶主机燃用。
9、船舶航行过程中，船舶主机排放的高温烟气进入洗涤塔中，利用海水对高温烟气进行喷淋，从而使烟气充分降温，然后经过降温后的烟气从洗涤塔上方气体出口经过管路进入风机，风机将烟气送入气液分离器中，利用气液分离器去除烟气中掺杂的少部分水蒸气，然后烟气进入吸收塔，同时缓冲罐内的吸收液也进入吸收塔，利用吸收液对烟气进行持续喷淋，吸收液在下落的过程中充分吸收烟气中的co2，吸收液从吸收塔流出后变成富液，然后富液流入分离塔中，而烟气经过吸收塔处理后，烟气中的大部分co2被吸收，剩余烟气则直接从塔顶的排烟筒排入大气。当富液进入分离塔后，利用高温热水对富液进行加热，使富液中的co2气体受热释放出来，co2从分离塔上方进入co2压缩机，而富液从分离塔下方流出后变成贫液，贫液在贫液循环泵的增压作用下进入贫液冷却器，利用海水对贫液进行冷却降温，降温后的贫液进入缓冲罐中，可再次作为吸收液循环喷入吸收塔中，形成循环系统。分离塔中的co2气体经co2压缩机增压进入液化罐中，与此同时，“液化换热器-冷媒循环泵-低温换热器”循环管路中的冷媒在冷媒循环泵的增压作用下进入低温换热器与lng换热，冷媒经换热后携带大量冷能，然后进入液化换热器中释放冷能，使液化罐中的co2液化，最终液化后的co2从液化罐下方流入co2储罐中。
10、进一步的，本技术收集的液态co2可以转移到陆地上用于工业用途或者注入海底进行封存，在节能减排的背景下，本技术大大降低了co2等温室气体的排放，具有良好的应用前景。
11、本技术的优点：
12、1.本技术巧妙地利用了lng的冷能用于co2的液化，相比于传统的采用制冷设备液化co2的方式，大大降低了制冷设备投入和运营费用，减少了船舶脱碳过程中制冷设备运行产生的电力费用，降低了船舶营运成本。
13、2.本技术充分的利用lng动力船上蕴藏的大量冷能，避免了冷能的浪费，提高了冷能的利用效率。
14、3.本技术系统结构简单、成本较低、易于实现，在节能减排的背景下，本技术针对lng动力船，能够大大降低温室气体的排本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用LNG冷能的船舶烟气碳捕集与液化系统，其特征在于：该系统包括LNG燃料舱(1)、驳运泵(2)、LNG增压泵(3)、低温换热器(4)、冷却水换热器(5)、船舶主机(6)、洗涤塔(7)、风机(8)、气液分离器(9)、吸收塔(10)、分离塔(11)、高温热水加热器(12)、贫液循环泵(13)、贫液冷却器(14)、缓冲罐(15)、CO2压缩机(16)、液化罐(17)、液化换热器(18)、CO2储罐(19)和冷媒循环泵(20)；
2.根据权利要求1中所述的一种利用LNG冷能的船舶烟气碳捕集与液化系统，其特征在于：所述LNG燃料舱(1)内装有LNG燃料；所述驳运泵(2)设在LNG燃料舱(1)底部；所述驳运泵(2)、LNG增压泵(3)、低温换热器(4)、冷却水换热器(5)和船舶主机(6)通过管路依次相连。
【技术特征摘要】
1.一种利用lng冷能的船舶烟气碳捕集与液化系统，其特征在于：该系统包括lng燃料舱(1)、驳运泵(2)、lng增压泵(3)、低温换热器(4)、冷却水换热器(5)、船舶主机(6)、洗涤塔(7)、风机(8)、气液分离器(9)、吸收塔(10)、分离塔(11)、高温热水加热器(12)、贫液循环泵(13)、贫液冷却器(14)、缓冲罐(15)、co2压缩机(16)、液化...
【专利技术属性】
技术研发人员：张刚，王宝阔，刘沛，于风卫，杨永建，
申请(专利权)人：青岛远洋船员职业学院，
类型：新型
国别省市：
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