[发明专利]一种LNG动力船利用燃料冷能的脱碳系统

说明书

本发明公开了一种LNG动力船利用燃料冷能的脱碳系统，该系统主要包括：LNG供给系统、CO₂捕集与分离系统、CO₂液化系统、干冰合成系统。本发明系统可以利用LNG动力船上的燃料冷能对船舶主机燃烧燃料产生的CO₂气体进行液化进而制成干冰投入海底封存，还可以将干冰运输到陆地上供工业制碱或其他所需，能够实现LNG动力船的零碳排放，且LNG动力船的数量越来越多，基于人类环保意识的增强和国际海事公约对碳排放的要求越来越高，零碳排放也逐渐成为一种发展趋势，符合节能减排的要求，因此本发明系统具有很好的实用价值和应用前景。

技术领域

本发明属于船舶技术领域，具体涉及一种LNG动力船利用燃料冷能的脱碳系统。

背景技术

近年来，船用柴油造成的空气污染问题日益严重，传统的船用燃油燃烧时会释放大量的硫化物等有害气体，国际海事组织(IMO)的限硫规则促使船东寻找新的可替代能源，因此出现了以液化天然气(LNG)作为燃料的船舶，称为“LNG动力船”，LNG的主要成分是甲烷，甲烷燃烧会产生CO₂和水，因此LNG作为船用燃料可以大大减少硫化物等有害气体的排放，随着人们对环境污染问题的越发重视，LNG被越来越多的应用在船舶上，LNG动力船的数量也在不断增多。虽然如此，但CO₂仍是造成温室效应主要气体，对环境依旧影响很大。IMO在2018年制定了温室气体减排初步战略，计划到2030年国际航运业碳排放量较2008年降低40％，2050年碳排放量减少50％，并持续朝着零碳的目标迈进，为了控制和降低大气中CO₂的浓度，全世界越来越多的国家关注CO₂捕集封存技术(简称CCS技术)，CCS技术是指将CO₂从燃烧的排放源中捕获并提纯再加以利用或传输到一个与空气隔绝的地方进行封存的技术，CCS技术已成为实现航运业大规模碳减排的可行方法，CCS技术对于CO₂的捕集封存技术主要有液化海底封存、制干冰投放海底等方案，但是将CO₂液化海底封存、制干冰投放，需要大量的冷能，成本较高。

LNG燃料在供给船舶主机燃用之前要进行汽化，在LNG动力船上，主机功率较大，LNG燃料消耗量多，因此在使用LNG燃料过程中会释放出大量的冷能，有人提出把这部分冷能用于船舶的冷库和空调，但是冷库和空调仅需要少部分冷能，仍然有大部分的冷能没有得到充分的利用，因此在LNG动力船上存在冷能过剩的问题。

专利号为CN112174363A的中国专利提出了一种LNG冷能利用联产淡水和二氧化碳封存装置，沿海地区利用LNG的燃气电厂会产生大量的CO₂，该发明利用了LNG的冷能使CO₂降温，在一定条件下合成CO₂水合物，通过处理后进行封存，实现了在陆地上对LNG冷能的利用，也减少了燃气电厂中CO₂的排放，但是该系统结构复杂，在船舶上很难实现。

基于以上问题，如果可以利用LNG动力船上的大量冷能对CO₂进行液化，进而可以制成干冰，经处理后可以直接投入海底进行封存，还可以将干冰送到陆地上供工业制碱或其他所需，不仅可以解决LNG作为船用燃料燃烧时CO₂释放过多对环境造成温室效应的问题，也可以解决LNG动力船上冷能过剩的问题，提高了冷能的利用率，从而减少CO₂液化或制成干冰过程中制冷设备的电力消耗，节约了成本，实现节能减排。

发明内容

本发明的目的就是针对上述的问题，提出一种LNG动力船利用燃料冷能的脱碳系统。该系统主要包括：LNG供给系统、CO₂捕集与分离系统、CO₂液化系统、干冰合成系统。

其中，所述LNG供给系统包括：驳运泵、增压泵、冷媒A换热器、冷媒B换热器、第一缸套水加热器。