船舶氨燃料供给及尾气处理系统的制作方法

本发明涉及船舶燃料供给，尤其是涉及一种船舶氨燃料供给及尾气处理系统。

背景技术：

1、随着海洋环境保护意识逐渐提高，对于船舶排放的要求越发严格。国际海事组织颁布了一系列有关船舶排放的防污公约，对于氮氧化合物及硫氧化物等污染物制定了详细的排放标准。根据国际海事组织颁布的《marpol 73/78》附则ⅵ中的规定：2020年后，对于船用低速机而言，在排放非控制区氮氧化物的排放限值为14.4g/kw·h，硫氧化物的排放限值为0.5％m/m；在eca区(排放限制区)，氮氧化物的排放限值为3.4g/kw·h，硫氧化物的排放限值为0.1％m/m。对于碳氧化合物的排放，imo国际海事组织也制定了最新的关于碳排放eedi标准，该标准对船舶设计、船舶配套设备、新能源技术应用等提出了更高的要求。而常规燃油动力的船舶，其排放尾气含有大量的二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物等，将造成严重的温室气体效应、光化学烟雾、酸雨等污染，危及全球气候和人类生存健康。开发一种船舶清洁燃料成为了船舶设备厂商亟待解决的问题，在经历天然气、甲醇等清洁能源的尝试后，人们把目光聚焦到氨燃料。氨燃料的分子式中只含有氮原子与氢原子，在理想状态下燃烧生成氮气和水，不存在碳排放、硫排放问题，是一种具有较大开发价值的清洁能源。

2、但在实际运用过程中，氨燃料仍会产生氮氧化物的排放问题(即氨燃料发动机的尾气中含有氮氧化物)。对于以氨作为燃料的双燃料主机船舶而言，存在bog难以处理等问题(氨燃料主机是以液氨的形态进行燃料供应，而液氨储罐中部分液氨会蒸发产生氨气，这部分氨气一般是通过再液化设备处理为液氨后回流至储罐内；但再液化设备的设备成本较高)，且船舶上的锅炉及发电机仍然是依靠燃油作为动力能源，存在碳排放等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种船舶氨燃料供给及尾气处理系统，能够同时对液氨储罐中的bog气体及氨燃料主机和燃油设备的尾气进行处理，不仅能够实现尾气中co2的近零排放，而且能够实现bog气体和co2的回收再利用，提高经济效益。

2、本发明提供一种船舶氨燃料供给及尾气处理系统，包括氨燃料供应单元、尾气处理单元、以液氨作为燃料的氨燃料主机、以燃油作为燃料的燃油设备以及scr脱硝装置；所述氨燃料供应单元包括液氨储罐、低压供应泵、缓冲罐、高压泵和加热装置，所述尾气处理单元包括淡水供应装置、氨水罐、氨水泵、吸收塔、排液管路、预处理塔和海水供应装置；

3、所述低压供应泵的入口与所述液氨储罐连通，所述低压供应泵的出口与所述缓冲罐的入口连通，所述缓冲罐的出口与所述高压泵的入口连通，所述高压泵的出口与所述加热装置的入口连通，所述加热装置的出口与所述氨燃料主机连通；

4、所述氨燃料主机的废气出口和所述燃油设备的废气出口均与所述scr脱硝装置的入口连通，所述scr脱硝装置的出口与所述预处理塔的顶部入口连通；所述预处理塔内的顶部位置设有第一喷淋装置，所述海水供应装置与所述第一喷淋装置连通；所述预处理塔的底部出口与所述吸收塔的底部入口连通；

5、所述液氨储罐的氨气出口以及所述淡水供应装置均与所述氨水罐的入口连通，所述氨水罐的出口与所述氨水泵的入口连通；所述吸收塔内的顶部位置设有第二喷淋装置，所述氨水泵的出口与所述第二喷淋装置连通，所述排液管路与所述吸收塔的底部出口连通。

6、进一步地，所述氨燃料供应单元还包括液氨供给管路，所述液氨供给管路的一端与所述低压供应泵的出口和所述缓冲罐的入口之间的管路连通，所述液氨供给管路的另一端与所述氨水罐的入口连通。

7、进一步地，所述液氨储罐的氨气出口与所述氨水罐的入口之间的管路上设有bog供应调节阀，所述液氨供给管路上设有液氨供应调节阀，所述淡水供应装置与所述氨水罐的入口之间的管路上设有淡水调节阀；所述液氨储罐上设有压力传感器，所述氨水罐上设有第一液位计和第一ph计；所述船舶氨燃料供给及尾气处理系统还包括控制模块，所述控制模块分别与所述bog供应调节阀、所述液氨供应调节阀、所述淡水调节阀、所述第一液位计、所述第一ph计及所述压力传感器电信号连接。

8、进一步地，所述氨燃料供应单元还包括液氨回流管路，所述液氨回流管路的一端与所述低压供应泵的出口和所述缓冲罐的入口之间的管路连通，所述液氨回流管路的另一端与所述液氨储罐连通；所述液氨供给管路的一端与所述液氨回流管路连通，所述液氨供给管路的另一端与所述液氨储罐的氨气出口和所述氨水罐的入口之间的管路连通。

9、进一步地，所述吸收塔内的中部位置设有填料，所述填料位于所述第二喷淋装置与所述吸收塔的底部入口之间。

10、进一步地，所述预处理塔的底部出口与所述吸收塔的底部入口之间的管路上设有温度传感器；所述船舶氨燃料供给及尾气处理系统还包括控制模块，所述控制模块分别与所述温度传感器和所述海水供应装置电信号连接。

11、进一步地，所述尾气处理单元还包括水箱，所述水箱与所述吸收塔的顶部出口连通。

12、进一步地，所述尾气处理单元还包括后处理器，所述排液管路与所述后处理器连通，所述后处理器用于将碳酸氢铵溶液处理为碳酸氢铵固体。

13、进一步地，所述燃油设备包括燃油锅炉和燃油发电机，所述燃油锅炉的废气出口和所述燃油发电机的废气出口均与所述scr脱硝装置的入口连通。

14、进一步地，所述吸收塔上设有第二ph计，所述第二ph计用于检测所述吸收塔内反应生成的碳酸氢铵溶液的ph值；所述船舶氨燃料供给及尾气处理系统还包括控制模块，所述控制模块分别与所述第二ph计、所述氨水泵和所述燃油设备电信号连接，所述控制模块用于根据所述第二ph计测得的ph值及所述燃油设备的当前总功率控制所述氨水泵的流量；所述氨水泵的设定流量满足以下条件：

15、f设定＝k*p/α；其中，f设定为所述氨水泵的设定流量，p为所述燃油设备的当前总功率，k为所述氨水泵的流量与所述燃油设备的功率的相关系数，α为与ph值相关的精调系数；其中，α＝ph测量值/ph饱和碳酸氢铵溶液，ph测量值为所述第二ph计测得的ph值，ph饱和碳酸氢铵溶液为当前温度下饱和碳酸氢铵溶液的ph值。

16、本发明提供的船舶氨燃料供给及尾气处理系统，氨燃料主机以液氨作为燃料，其尾气中含有氮氧化物；燃油设备以燃油作为燃料，其尾气中含有氮氧化物、硫氧化物及二氧化碳等气体；氨燃料主机的尾气及燃油设备的尾气经scr脱硝装置脱除氮氧化物后，在预处理塔内经海水喷淋降温并除去硫氧化物后，剩余的尾气进入吸收塔内；液氨储罐内的bog进入氨水罐中与淡水混合形成氨水，氨水经氨水泵输送至吸收塔内并经第二喷淋装置喷出，喷淋的氨水与尾气中的二氧化碳逆流接触反应生成碳酸氢铵溶液，碳酸氢铵溶液能够经排液管路排出至吸收塔外。该系统以液氨储罐中的bog气体作为co2吸收剂，吸收燃油设备排放的co2，不仅能够实现整个系统的co2的近零排放，而且消耗掉液氨储罐中bog气体并再利用，以维持液氨储罐压力的稳定；既解决了氨燃料bog难以处理的问题，同时生成了具有商业价值的化学肥料。