共同储存LNG和CO2的储罐及共同储存LNG与CO2的方法与流程

本发明涉及船舶领域，特别涉及一种共同储存lng和co2的储罐及共同储存lng与co2的方法。

背景技术：

1、近年来，国际海事组织加速了海运行业去碳的实施计划，各种要求低碳减碳的法规层出不穷。传统的节能减碳手段效果基本上到了天花板，因此船东纷纷将目光转向了替代燃料，如lng，液氨等，或者是尾气处理技术，如船上碳捕捉技术(ccus)。

2、通常来讲，船上lng的储存一般是采用c型舱来进行储存，储存温度一般为-163度，而储存压力为4.5公斤。

3、同样的，配备了船上碳捕捉技术的船往往也需要在船上配置一定容积和数量的储存罐，用于存放从尾气中所捕捉的co2。一般而言，如果需要将全部的co2进行捕捉，通常需要设置船上燃料重量三倍的co2储罐。鉴于co2的物理特性和其三相点的特点，通常用于储存co2的容器也是独立c型罐，设计温度-55摄氏度，设计压力8公斤左右。

4、当某艘船采用lng为燃料，并需要配置碳捕捉技术的时候，船上就会配置若干个lng燃料罐，同时再配置若干个co2储存罐。当船舶在航行过程中，燃料罐中的燃料逐渐被消耗，lng液罐由满逐渐变空，而co2储存罐中则逐步被液态co2所充满。因此这两种液罐会始终处于不满的状态。并且co2储罐由于涉及压力高，导致钢材板厚大，加工难度高，液罐整体造价堪比lng储存罐。

5、此外，目前散货船通常采用在上建两侧布置c型lng液罐的方案，甲板上并无其他位置用于布置碳捕捉系统的co2储罐。这将给ccus系统的应用带来极大的困难。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中lng和co2无法储存在同一储存空间内、不能充分利用消耗lng后储罐内富余的空间、co2储存占用空间太大、储罐配备成本过高的缺陷，提供一种共同储存lng和co2的储罐及共同储存lng与co2的方法。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种共同储存lng和co2的储罐，用于船舶，该储罐包括：

4、固化装置，用于将co2固化为固态co2；

5、储罐本体，包括用于储存lng的储存区；

6、输送装置，连通在所述固化装置和所述储存区之间，以将固态co2输送至所述储存区。

7、在本方案中，通过设置固化装置，能够将co2固化为固态co2，减小了co2的储存体积，固化后的固态co2能够和lng一同储存于lng储存区内，充分利用了消耗lng后储罐内的lng储存区中富余的空间，节省了原本储存co2所需的附加储存空间；并且，输送装置能够将固化装置和储存区连通，输送装置具备co2输送功能，简化了固态co2的输送流程，实现了将固态co2输送到储存区的功能，减少了储罐用量，节约了储存和运输成本。

8、较佳地，所述输送装置能够根据所述固化装置内的co2的固化情况切换输送状态：

9、当所述固化装置内的co2固化处理未完成时，所述输送装置处于暂停输送状态，以限制所述固化装置内的co2进入所述储存区内；当所述固化装置内的co2固化处理已完成时，所述输送装置处于输送状态，以使所述固化装置内的固态co2能够进入所述储存区内。

10、在本方案中，通过输送装置的输送状态可控这一性质，使得：(1)当co2固化未完成时，限制co2进入储存区；(2)当co2固化完成时，将固态co2输送至储存区内，实现了只有在co2固化过程完成之后，才允许固态co2被输送至储存区内与lng一同存放，避免了co2固化不完全、不充分的问题，保证了co2能够被完全固化；此外，输送装置能够将未完成固化过程的co2与lng隔离，能够防止出现固化不完全的co2在储存区内与lng接触时，因接触超低温lng而继续尚未完成的固化过程，从而导致的固态co2将lng包裹住的问题，避免了lng被固态co2包裹而无法正常被使用，同时实现了储存区内的lng的正常使用功能和共同储存lng与固态co2的储存功能。

11、较佳地，所述固化装置设于所述储罐本体内的顶部，所述输送装置包括可开启底板；当所述可开启底板处于关闭状态时，所述可开启底板限制所述固化装置内的co2进入所述储存区内；当所述可开启底板处于开启状态时，所述可开启底板允许所述固化装置内的固态co2能够自由下落进入所述储存区内，并最终自由下落至所述储存区的底部堆放。

12、在本方案中，固化装置设置在储罐本体内的顶部，简化了储罐的整体结构，减小了储罐的总体占用空间；输送装置设置可开启底板，通过启闭可开启底板的方式切换输送状态，使得：(1)当co2固化未完成时，可开启底板关闭限制co2进入储存区；(2)当co2固化完成时，可开启底板打开将固态co2释放至储存区，并且通过使co2自由下落的方式使得co2落至储存位置，简化了输送流程，节约了输送装置的制造成本和占用空间。

13、较佳地，所述储罐还包括冷却装置，所述冷却装置用于对所述固化装置内的co2进行冷却。

14、在本方案中，通过设置冷却装置的方式，提供了更充分的固化条件，能够更好地满足co2转化为固态形式的温度要求，并且加快了co2的固化过程，优化了co2的固化方式。

15、较佳地，所述冷却装置为环绕设置于固化装置周围的环绕管路，所述环绕管路内充有冷却液，所述冷却液用于冷却所述固化装置内的co2；

16、和/或，所述环绕管路与所述储存区相连通，所述冷却液为lng。

17、在本方案中，通过将冷却装置设置为环绕管路的形式，能够使得冷却装置对固化装置内的物质充分冷却，进一步提供了充分的固化条件，加快了co2的固化过程，在环绕管路内充入冷却液，能够确保冷却装置具有适宜的冷却温度；通过将环绕管路与储存区连通，并利用lng作为冷却液的方式，简化了冷却装置的结构，节约了装置设置成本，并且能够充分利用储存区内的超低温lng，减少了冷却液的额外用料成本，减少了能源消耗。

18、较佳地，所述储存区内设有lng输送泵口及固体隔离件；

19、所述lng输送泵口设置于所述储罐本体的底部，用于向外抽送lng；

20、所述固体隔离件用于隔离固态co2，使固态co2不能进入所述lng输送泵口。

21、在本方案中，设置lng输送泵口能够实现储存区内的lng的正常抽取使用功能，将lng输送泵口设置于储罐本体底部，使得lng输送泵口能抽取的液体总量更接近罐内lng原总存量，通过设置固体隔离件的方式，避免了储存区内的固态co2被泵口抽出，从而导致的影响lng使用或者co2储存需求的问题。

22、较佳地，所述固体隔离件包括横向舱壁，所述横向舱壁设置于所述储罐本体内，将所述lng输送泵口与固态co2的堆放位置分隔于所述横向舱壁的两侧，所述横向舱壁开有若干小孔以通过lng；

23、和/或，所述固体隔离件包括滤网，所述滤网与所述储罐本体的壁面一起将所述lng输送泵口完全包围；

24、在本方案中，通过设置横向舱壁，实现了粗过滤较大体积co2颗粒的功能，避免了固态co2被lng输送泵口抽出，将lng输送泵口和固态co2分隔于横向舱壁的两侧，能够优化储存区内的储存空间分配，通过在横向舱壁上设置小孔的方式，确保了横向舱壁两侧的lng都能够被正常抽取使用；通过设置滤网的方式，实现了进一步过滤较小体积co2颗粒的功能，能够进一步避免固态co2被lng输送泵口抽出，此外，滤网和储罐本体的壁面一起将lng输送泵口完全包围住，能够保护lng输送泵口不受固体碰撞或者摩擦而导致损坏。

25、较佳地，所述固体隔离件包括环形围堰板，所述环形围堰板设置于所述滤网内，且周向环绕设置在所述lng输送泵口外，所述环形围堰板的板面相对于所述lng输送泵口的轴向倾斜设置，其中倾斜设置的方向为所述板面的上端向远离所述lng输送泵口的圆心方向倾斜，其下端的开口由所述储罐本体的壁面封住。

26、在本方案中，通过以特殊方向设置的环形围堰板与滤网结合使用，可以使得lng输送泵口周围的物质在收到来自泵口的吸力时，以特殊的运动轨迹进入泵口，其中，固体在沿该运动轨迹运动时容易收到滤网以及围堰板的阻碍作用，而液体更容易沿该运动轨迹进入泵口，以此实现进一步避免固态co2进入lng输送泵口，同时确保了lng的正常抽送使用不受阻碍。

27、较佳地，所述储罐还包括固体排出装置，所述固体排出装置包括加热盘管与气态co2出口，所述加热盘管用于对所述储罐本体内的固态co2进行加热，使其升华为气态co2，所述气态co2出口用于释放气态co2。

28、和/或，所述固化装置与ccus设备连接，所述ccus设备用于分离捕集待处理的co2气体，并用于将待处理的co2气体输送或者液化后输送至所述固化装置内。

29、在本方案中，通过设置固体排出装置，实现了将储存区内的co2排出罐外的功能，其中，通过设置加热盘管对固态co2加热，能够满足固态co2升华为气态co2所需的温度条件，通过设置气态co2出口，能够将气态co2排出罐外，从而将罐内的co2排出以便使用该储罐再次储存和使用lng。

30、本发明还提供一种共同储存lng与co2的方法，所述方法使用上述共同储存lng和co2的储罐，所述方法包括以下步骤：

31、s10：从lng使用时产生的物质中分离捕集co2；

32、s20：启用所述固化装置对分离捕集的co2固化处理，以获得固态co2；

33、s30：待co2固化处理完成后，启用输送装置将固态co2从所述固化装置输送至所述储存区内，与lng共同储存；

34、s40：待所述储存区内的lng消耗殆尽，启用固体排出装置，利用固体排出装置的加热盘管对所述储存区内的固态co2加热，同时控制所述储存区内的气压，使固态co2升华为气态co2，最终将气态co2从固体排出装置的气态co2出口释放。

35、本发明的积极进步效果在于：

36、对于本发明，通过设置固化装置，能够将co2固化为固态co2，减小了co2的储存体积，固化后的固态co2能够和lng一同储存于lng储存区内，充分利用了消耗lng后储罐内的lng储存区中富余的空间，节省了原本储存co2所需的附加储存空间；并且，输送装置能够将固化装置和储存区连通，输送装置具备co2输送功能，简化了固态co2的输送流程，实现了将固态co2输送到储存区的功能，减少了储罐用量，节约了储存和运输成本。