液化天然气运输船及其船载碳捕集方法及系统与流程

本发明涉及船舶碳捕集，具体地，涉及一种液化天然气运输船及其船载碳捕集方法及系统。

背景技术：

1、为对应气候变化，全球已有超过六成国家宣布了碳中和的目标。随着中国与其他国家陆续明确了碳中和目标，碳捕集与储蓄技术的定位和作用愈加凸显。作为负排放技术，碳捕集技术在电力行业已有数年的研究及应用，其能够有效降低温室气体排放且保持系统灵活性。与陆用电站不同，船舶废气中co2体积分数低(3.5％～5％)，现有陆用电站碳捕集技术不能直接应用在船舶上，需要在原有应用在陆地上的复合胺溶液吸收脱碳的方式，进行船用场景的适应性改造，否则无法满足在航运业面临日益收紧的减排要求。

2、目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种控制方法以及相应的控制装置。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种用于液化天然气运输船的船载碳捕集方法，包括：

3、对液化天然气运输船废气进行脱硝处理，并对脱硝后的废气进行冷却，得到预处理后废气；

4、利用贫胺溶液吸收所述预处理后废气中的二氧化碳，随后形成富胺溶液，同时将脱除了低浓度二氧化碳后的净化气体排出；

5、对所述富胺溶液进行热解处理，并分解为能够循环利用的用于吸收二氧化碳的贫胺溶液和高纯度二氧化碳气体；

6、将所述高纯度二氧化碳气体液化并暂存于船上。

7、优选地，所述对所述废气进行脱硝处理，采用烟气脱硝技术。

8、优选地，所述冷却，包括：利用海水对脱硝后的废气进行降温。

9、优选地，所述冷却，还包括：利用富胺溶液对脱硝后的废气进行初步冷却。

10、优选地，所述对所述富胺溶液进行热解处理，包括如下任意一种方式或任意多种方式：

11、-采用所述富胺溶液对所述废气进行冷却，使得所述富胺溶液被加热；

12、-采用发动机的缸套冷却水对所述富胺溶液进行加热；

13、-采用热解后生成的贫胺溶液与所述富胺溶液进行热交换，使得所述富胺溶液被加热。

14、优选地，所述将所述二氧化碳气体液化，包括：

15、采用加压降温的方式，将所述二氧化碳气体液化为液体形态；其中：

16、采用中压法，通过三级压缩，对所述二氧化碳气体进行加压；

17、通过lng的汽化器提供液化天然气运输船运输lng过程中的冷量，通过冰机提供液化天然气运输船空仓返航过程中的冷量，对所述二氧化碳气体进行降温。

18、根据本发明的另一个方面，提供了一种用于液化天然气运输船的船载碳捕集系统，包括：

19、废气预处理部分，该部分用于对液化天然气运输船废气进行脱硝处理，并对脱硝后的废气进行冷却，得到预处理后废气；

20、碳捕集部分，该部分用于利用贫胺溶液吸收所述预处理后废气中的二氧化碳，随后形成富胺溶液，同时将脱除了低浓度二氧化碳后的净化气体排出；对所述富胺溶液进行热解处理，分解为能够循环利用的用于吸收二氧化碳的贫胺溶液和高纯度二氧化碳气体；

21、船上存储部分，该部分用于将所述高纯度二氧化碳气体液化并暂存于船上。

22、优选地，所述废气预处理部分，包括：烟气脱硝反应器和水洗塔；其中，所述烟气脱硝反应器，用于对液化天然气运输船废气进行脱硝处理；所述水洗塔，用于对脱硝后的废气进行冷却，得到预处理后废气。

23、优选地，所述废气预处理部分，还包括如下任意一项或任意多项：

24、-设置于所述水洗塔前端的间接换热器，所述间接换热器采用富胺溶液对所述废气进行初步冷却；

25、-风机，用于引流液化天然气运输船发动机所产生的废气并进行一定程度的加压，以克服船载碳捕集系统所产生的压降。

26、优选地，包括：吸收塔、解吸塔和胺液换热器；其中，所述吸收塔，利用贫胺溶液吸收所述预处理后废气中的二氧化碳，随后形成富胺溶液；所述解吸塔对所述富胺溶液进行热解处理，分解为能够循环利用的用于吸收二氧化碳的贫胺溶液和高纯度二氧化碳气体；所述胺液换热器，用于将贫胺溶液和富胺溶液进行热交换。

27、优选地，高温状态的贫胺溶液进入所述胺液换热器，与低温状态的富胺溶液进行热交换，使得所述低温状态的富胺溶液被加温，所述高温状态的贫胺溶液被降温；随后被降温的所述贫胺溶液进一步被海水冷却降温，再次作为吸收剂进入所述吸收塔，生成低温状态的富胺溶液并输出至解吸塔分解为高温状态的贫胺溶液，循环往复，形成液路。

28、优选地，在预处理过程中，废气被贫胺溶液吸收其中的二氧化碳后，净化气体被排出，分解得到的高纯度二氧化碳气体从解吸塔塔顶排出进入后续船上存储部分，形成气路。

29、优选地，所述船上存储部分，包括：压缩机、汽化器、冰机和储罐；其中，所述压缩机采用中压法，通过三级压缩，对所述二氧化碳气体进行加压；所述汽化器用于在运输船运输lng过程中提供冷量；所述冰机用于在运输船空仓返航过程中提供冷量；所述储罐用于存储液化后的二氧化碳。

30、优选地，所述船上存储部分，还包括气液分离器；所述气液分离器用于分离二氧化碳气体中的游离水，降低游离水含量，防止液态水损坏或堵塞低温设备和管路。

31、优选地，所述储罐采用真空罐。

32、根据本发明的第三个方面，提供了一种液化天然气运输船，采用本发明上述中任一项所述的碳捕集方法或本发明上述中任一项所述的碳捕集系统，在运输船主机增压器的后端对运输船燃烧废气进行碳捕集和封存。

33、由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下至少一项的有益效果：

34、本发明提供的液化天然气运输船及其船载碳捕集方法及系统，实现了一种能够延续传统化石燃料同时实现减排的桥接型技术，能够在满足减排法规要求的前提下，延长使用含碳燃料船舶的生命周期。

35、本发明提供的液化天然气运输船及其船载碳捕集方法及系统，采用燃烧后捕集的方式，通过复合胺溶液对lng船船舶发动机排气中的co2依次进行吸收、解吸，压缩冷凝解吸出的co2，以液态co2存储在船舶上，从而达到在对主机不造成额外影响的情况下脱除co2的目的。

36、本发明提供的液化天然气运输船及其船载碳捕集方法及系统，利用发动机排气的高温间接加热复合胺溶液，使吸收了co2的复合胺溶液富液达到逆向反应时所需要的温度(120℃)将co2解吸出来，利用lng蒸汽来冷却被压缩后的二氧化碳，达到了对运输船上余冷余热的充分利用，实现节能减排的双重效果。

技术特征：

1.用于液化天然气运输船的船载碳捕集方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于液化天然气运输船的船载碳捕集方法，其特征在于，所述对液化天然气运输船废气进行脱硝处理，并对脱硝后的废气进行冷却，包括如下任意一项或任意多项：

3.根据权利要求1所述的用于液化天然气运输船的船载碳捕集方法，其特征在于，所述对所述富胺溶液进行热解处理，包括如下任意一种方式或任意多种方式：

4.根据权利要求1所述的用于液化天然气运输船的船载碳捕集方法，其特征在于，所述将所述二氧化碳气体液化，包括：

5.一种用于液化天然气运输船的船载碳捕集系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的用于液化天然气运输船的船载碳捕集系统，其特征在于，所述废气预处理部分，包括：烟气脱硝反应器和水洗塔；其中，所述烟气脱硝反应器，用于对液化天然气运输船废气进行脱硝处理；所述水洗塔，用于对脱硝后的废气进行冷却，得到预处理后废气。

7.根据权利要求6所述的用于液化天然气运输船的船载碳捕集系统，其特征在于，所述废气预处理部分，还包括如下任意一项或任意多项：

8.根据权利要求5所述的用于液化天然气运输船的船载碳捕集系统，其特征在于，所述碳捕集部分，包括：吸收塔、解吸塔和胺液换热器；其中，所述吸收塔，利用贫胺溶液吸收所述预处理后废气中的二氧化碳，随后形成富胺溶液；所述解吸塔对所述富胺溶液进行热解处理，分解为能够循环利用的用于吸收二氧化碳的贫胺溶液和高纯度二氧化碳气体；所述胺液换热器，用于将贫胺溶液和富胺溶液进行热交换；其中：

9.根据权利要求5所述的用于液化天然气运输船的船载碳捕集系统，其特征在于，所述船上存储部分，包括：压缩机、汽化器、冰机和储罐；其中，所述压缩机采用中压法，通过三级压缩，对所述二氧化碳气体进行加压；所述汽化器用于在运输船运输lng过程中提供冷量；所述冰机用于在运输船空仓返航过程中提供冷量；所述储罐用于存储液化后的二氧化碳。

10.根据权利要求9所述的用于液化天然气运输船的船载碳捕集系统，其特征在于，所述船上存储部分，还包括如下任意一项或任意多项：

11.一种液化天然气运输船，其特征在于，采用权利要求1至4中任一项所述的碳捕集方法或权利要求5至10中任一项所述的碳捕集系统，在运输船主机增压器的后端对运输船燃烧废气进行碳捕集和封存。

技术总结
本发明提供了一种液化天然气运输船的船载碳捕集方法及系统，包括：废气预处理部分，对液化天然气运输船废气进行脱硝处理，并对脱硝后的废气进行冷却，得到预处理后废气；碳捕集部分，利用贫胺溶液吸收所述预处理后废气中的二氧化碳，随后形成富胺溶液，同时将脱除了低浓度二氧化碳后的净化气体排出；对所述富胺溶液进行热解处理，并分解为能够重复利用的用于吸收二氧化碳的贫胺溶液和高纯度二氧化碳气体；船上存储部分，将所述高纯度二氧化碳气体液化并暂存于船上。本发明通过复合胺溶液对LNG船舶发动机排气中的二氧化碳依次进行吸收、解吸，压缩冷凝解吸出的二氧化碳，同时充分利用运输船上余冷余热，实现节能减排的双重效果。

技术研发人员：陈瑞侃,郭江峰,杨新伟
受保护的技术使用者：中船动力(集团)有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5