[发明专利]一种低碳低氮排放动力装置及排气方法

说明书

本发明公开了一种低碳低氮排放动力装置及排气方法，包括LNG储液罐、蒸发器、发动机和NH₃储液罐；LNG储液罐、蒸发器和发动机依次连接相通；NH₃储液罐与发动机连接相通。本发明NH₃作为不含碳的燃料，其于LNG进行参合后，不会带入新的碳元素，在产生燃烧热量的同时还不会增加碳排放，排放可靠；并且采用液态的NH₃直接输入至发动机，而不是分别对其气化后再进行燃烧的方式，使得系统可以节约至少一套气化气体及其控制系统，使得系统结构更为简单，同时液态NH₃直接在发动机中气化后再完成燃烧，在燃烧前的气化会吸收大量的热量，使得发动机的燃烧室的燃烧温度降低，有利于减少NOx的生成，进而起到双重效果。

技术领域

本发明涉及动力装置技术领域，更具体的说是涉及一种低碳低氮排放动力装置及排气方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，能源领域面临着新的挑战，碳达峰、碳中和目标是我国能源领域的具体重要挑战。LNG等清洁燃料已被广泛应用于动力系统中，其具有高校低排放的优势，同时也有研究者在LNG等燃料掺氨以实现进一步的减排，主要是因为氨燃料具有如下的优势：(1)无碳，无色气体/液体，有刺激性气味，相对密度是0.82，沸点为-33.5℃，辛烷值较高，适合做燃料使用；(2)与LNG相比，常温下8个大气压即可液化，无需BOG回收系统，无碳排放；与氢气相比，储存运输成熟，体积能量密度比液氢高约45％；(3)氨着火点高，抗爆性好，虽有一定毒性，但其刺激性气味很容易被发觉，安全性高，具有在发动机上应用的成功研究，适合作为船舶发动机的替代燃料，氨燃料的替代率10％时，CO₂排放减少10％，CO，CH等也均有所下降，通过尾气SCR处理NOx达到排放标准。

但是，在现有的掺氨燃烧的动力装置中，往往是将远距离输送而来的液氨和LNG(或液态氢、液体合成气等液态气体)分别气化后再按照一定比例进行预混，然后进行燃烧，这样会使得系统中必须要布置一台蒸发器及其对应的控制系统，使得系统及其控制系统变得更加的繁琐；同时，混合燃料在发动机中燃烧后，便直接进行排放，这会使得烟气带着大量的热量释放出来，形成能源的浪费，同时较高的烟气排放温度中也会增大NOx生成的风险。

因此，提供一种系统简单，操作便利、排放可靠的低碳低氮排放动力装置及排气方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种低碳低氮排放动力装置及排气方法，简化系统结构，操作使用方便，排放可靠。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低碳低氮排放动力装置，包括LNG储液罐、蒸发器、发动机、NH₃储液罐和空气过滤器；所述LNG储液罐、所述蒸发器和所述发动机通过管道依次连接相通；所述NH₃储液罐与所述发动机通过管道直接连接相通，所述NH₃储液罐中液态氨气以液态的形式进入所述发动机的燃烧器中；所述空气过滤器输出的空气进入所述发动机，分别与经过所述蒸发器气化后的气态天然气和所述NH₃储液罐中输送而来的液态氨气发生燃烧反应。

通过采取以上方案，本发明的有益效果是：

1)NH₃作为不含碳的燃料，其于LNG进行参合后，不会带入新的碳元素，在产生燃烧热量的同时还不会增加碳排放，排放可靠；

2)采用液态的NH₃直接输入至发动机，而不是分别对其气化后再进行燃烧的方式，使得系统可以节约至少一套气化气体及其控制系统，使得系统结构更为简单，同时液态NH₃直接在发动机中气化后再完成燃烧，在燃烧前的气化会吸收大量的热量，使得发动机的燃烧室的燃烧温度降低，有利于减少NOx的生成，进而起到双重效果。