[发明专利]基于超临界二氧化碳船用发电脱硫一体化设备及方法

说明书

本发明公开一种基于超临界二氧化碳船用发电脱硫一体化设备及方法，属于新能源与节能减排领域。该系统主要包括了超临界二氧化碳储气罐、固体燃料（如氧化钙、氧化镁等）储料罐、化学反应器、换热器、涡轮、二氧化碳排气储存罐、海水蓄水池和脱硫塔。其特征在于：借助二氧化碳的超临界特性以及高储能密度，减小船内发电机组的体积；利用固体燃料与海水能发生反应，并释放大量的热能，从而预热超临界二氧化碳来推动涡轮做功；化学反应的产物还可以在脱硫塔内对柴油机烟气经行脱硫处理；压缩机由于无需一直运转，只需在船上装小型风力发电设备即可满足其电力需求。本系统将船内发电设备和脱硫设备结合在一起，降低污染物排放，有良好的环保性和节能效果。

技术领域

本发明公开了一种基于超临界二氧化碳船用发电脱硫一体化设备及方法，属于新能源与节能减排领域。

背景技术

船舶现有的发电设备和烟气脱硫设备是分开的。船舶上电的来源是：将发电机与柴油机曲轴同轴安装，利用柴油机的旋转带动发电机的转子，借助电磁感应原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。因此，船用柴油发动机就需要增加油耗，以保证输出恒定功率维持船速的同时，将额外的功输入发电机发电。

SO_X的大量排放，会造成生态环境破坏和严重的酸雨现象。在船用燃机的尾气中，SO₂和SO₃含量分别为95%和5%，全部来源于化石燃料中的硫元素的燃烧。根据MARPOL公约，船舶行驶至排放限值区域时，需要将SO_X排放降到一定要求，否则禁止进入该区域进行作业。现在烟气脱硫可分为湿法烟气脱硫、干法烟气脱硫和半干法烟气脱硫三类工艺。

二氧化碳无毒，拥有良好的物理和化学特性，在空气中比例为0.3%，且临界温度较低为Tc=31.1℃，临界压力适中为7.38*10⁶Pa。当二氧化碳处于超临界状态下，其兼有气体和液体的双重特性，密度近似液体（约为空气密度200~800倍），粘度、扩散系数接近于气体（约为液体的100倍），具有更好的流动性和传输特性。此外，其储能密度与相同参数的空气相比，约是空气的2倍。

风力发电具有间歇性和波动性的等特点，在发电入网时存在接入困难且难以控制等缺点，会对输入电器的电能质量及可靠性产生不利影响。

发明内容

本发明提供一种基于超临界二氧化碳船用发电脱硫一体化设备及方法。利用超临界二氧化碳储能潜力大、金属氧化物和水反应会释放大量热和反应产物可以实现湿法烟气脱硫等优点，将船舶内发电和脱硫设备一体化，减小了船内必要设备的体积，节省了柴油机的油耗。同时，还轻松应对了风力发电的间歇性和波动性，很环保。