用于海洋船舶中的CO2封存的系统和方法技术方案

提供了用于封存来自海洋船舶的排放物的系统和方法。使排放物(来自废气的烟道气，或者，在船上携带的在气瓶中的处于压力下的CO2，或者，在船舶航行期间经由捕获获得的CO2)在反应器中与海水混合(例如，经由通过顶部空间平衡的气体交换或者通过扩散器的鼓泡)，直至获得5.5

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于海洋船舶中的CO2封存的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求Adkins等人于2019年5月23日提交的题为“Systems and Methods for CO
2 Sequestration in Marine Vessels”的美国临时申请编号62/852,236的权益，将其完全引入本文作为参考。


[0003]本专利技术总体上涉及用于封存(sequester，隔离)来自海洋船舶的排放物的系统和方法。

技术介绍

[0004]二氧化碳(CO2)构成大气的约0.04％(百万分之400)。尽管CO2的总浓度相对小，但是，它是在调节地球表面温度方面起到重要作用的强效温室气体。目前，CO2的人为生成以大于CO2被消耗和/或储存的速度发生，导致大气中CO2浓度的提高。日渐担心的是，地球大气中的CO2的含量的上升可能带来显著的环境挑战。因此，越来越关注的是，开发出用于以防止CO2未来释放到大气中的方式从排放物物流和大气移除CO2并对其进行储存的方法。该捕获和储存统称为CO2封存。

技术实现思路

[0005]本专利技术的许多实施方式涉及用于封存来自海洋船舶的排放物的系统和方法。
[0006]在一个实施方式中，用于海洋船舶的排放物封存反应器包括：反应容器，其至少具有与来自海洋船舶的排放物输出物流流体连通的气体入口、与海水来源流体连通的海水入口、以及流体出口，该反应容器进一步至少具有与海水及气体入口相邻的混合区、以及设置在混合区和出口之间的反应区；反应介质，其设置在反应区内并且配置成封存来自输出的排放物的碳和硫的至少一者；以及，扩散隔栅，其上设置有多孔反应介质、位于混合区和反应区之间、并且配置成在允许海水从混合区通过进入到反应区中的同时允许流体阻止多孔反应介质通过进入到混合区中。
[0007]在进一步的实施方式中，海水入口与海洋船舶的船体上的结构接入点相连。
[0008]在另一实施方式中，流体出口将水引导至接近海洋船舶的推进器的位置。
[0009]在又进一步的实施方式中，排放物封存反应器进一步包括与海水入口流体连通的流入泵，用于以期望的流速将海水泵送进反应容器。
[0010]在又一实施方式中，排放物封存反应器进一步包括与海水出口流体连通的流出泵，用于以期望的流速将海水泵送出反应容器。
[0011]在还进一步的实施方式中，排放物封存反应器进一步包括用于监测排放物封存反应器内的反应参数的传感器。
[0012]在还另一实施方式中，传感器测量选自以下的参数：温度、pH、压力、pCO2、碱度、离子浓度、浊度、光学深度、波谱数据、以及流速。
[0013]在再进一步的实施方式中，使传感器与配置成控制反应动力学的控制器通讯。
[0014]在再另一实施方式中，控制器经由以下的至少一者来控制反应动力学：引入另外的反应介质；提高进水量；提高出水量；降低进水量；降低出水量；释放压力；提高压力；升高温度；和降低温度。
[0015]在进一步的其它实施方式中，排放物封存反应器进一步包括与反应容器相连以向反应区提供另外的反应介质的反应介质入口。
[0016]在另一其它实施方式中，排放物封存反应器进一步包括用于向反应器容器提供反应介质的重力式供料系统或传送机系统。
[0017]在仍然还进一步实施方式中，反应器容器是封闭系统。
[0018]在仍然还另一实施方式中，反应器容器包括用于维持反应容器压力的过压排气口。
[0019]在再又进一步的实施方式中，反应介质选自碳酸盐和硅酸盐的至少一者。
[0020]在再又一实施方式中，排放物封存反应器进一步包括用于控制废气向反应容器中流动的系统。
[0021]在又进一步的其它实施方式中，排放物封存反应器进一步包括利用废气的热量控制反应器容器的温度的系统。
[0022]在又另一其它实施方式中，反应介质包括直径约500
‑
700μm的颗粒。
[0023]在再还进一步的实施方式中，反应介质包括直径约70
‑
100μm的颗粒。
[0024]在再还另一实施方式中，排放物封存反应器进一步包括用于提高气相与液相之间的接触的系统。
[0025]在又进一步的其它实施方式中，用于海洋船舶的排放物封存，包括：第一反应容器，其至少具有与来自海洋船舶的排放物输出物流流体连通的气体入口、与海水来源流体连通的海水入口；至少具有流体出口的第二反应容器；和反应介质，其设置在第二反应容器内并且配置成封存来自输出的排放物的碳和硫的至少一者，其中第一反应容器和第二反应容器经由导管流体连通。
[0026]在进一步的实施方式中，海水入口与海洋船舶的船体上的结构接入点相连。
[0027]在另一实施方式中，流体出口将水引导至接近海洋船舶推进器的位置。
[0028]在又进一步的实施方式中，排放物封存反应器进一步包括与海水入口流体连通的流入泵，用于以期望的流速将海水泵送到反应容器中。
[0029]在又一实施方式中，排放物封存反应器进一步包括与海水出口流体连通的流出泵，用于以期望的流速将海水从反应容器泵出。
[0030]在还进一步的实施方式中，排放物封存反应器进一步包括用于监测排放物封存反应器内的反应参数的传感器。
[0031]在还另一实施方式中，传感器测量选自以下的参数：温度、pH、压力、pCO2、碱度、离子浓度、浊度、光学深度、波谱数据、以及流速。
[0032]在再进一步的实施方式中，传感器与配置成控制反应动力学的控制器通讯。
[0033]在再另一实施方式中，控制器经由以下的至少一者来控制反应动力学：引入另外的反应介质；提高进水量；提高出水量；降低进水量；降低出水量；释放压力；提高压力；升高温度；和降低温度。
[0034]在进一步的其它实施方式中，排放物封存反应器进一步包括与反应容器相连以向反应区提供另外的反应介质的反应介质入口。
[0035]在另一其它实施方式中，排放物封存反应器进一步包括用于向反应器容器提供反应介质的重力式供料系统或传送机系统。
[0036]在仍然还进一步实施方式中，反应器容器是封闭系统。
[0037]在仍然还另一实施方式中，反应器容器包括用于维持反应容器压力的过压排气口。
[0038]在再又进一步的实施方式中，反应介质选自碳酸盐和硅酸盐的至少一者。
[0039]在再又一实施方式中，排放物封存反应器进一步包括用于控制废气向反应容器中流动的系统。
[0040]在又进一步的其它实施方式中，排放物封存反应器进一步包括利用废气的热量来控制反应器容器的温度的系统。
[0041]在又另一其它实施方式中，反应介质包括直径约500
‑
700μm的颗粒。
[0042]在再还进一步的实施方式中，反应介质包括直径约70
‑
100μm的颗粒。
[0043]在再还另一实施方式中，排放物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于海洋船舶的排放物封存反应器，包括：反应容器，其至少具有与来自海洋船舶的排放物输出物流流体连通的气体入口、与海水来源流体连通的海水入口、以及流体出口，该反应容器进一步至少具有与海水及气体入口相邻的混合区、以及设置在混合区和出口之间的反应区；反应介质，其设置在反应区内并且配置成封存来自输出的排放物的碳和硫的至少一者；和扩散隔栅，其上设置多孔反应介质、位于混合区和反应区之间、并且配置成在允许海水从混合区通过以进入到反应区中的同时允许流体阻止多孔反应介质通过而进入到混合区中。2.如权利要求1所述的排放物封存反应器，其中，海水入口与位于海洋船舶的船体上的结构接入点相连。3.如权利要求1所述的排放物封存反应器，其中，流体出口将水引导至接近海洋船舶的推进器的位置。4.如权利要求1所述的排放物封存反应器，进一步包括与海水入口流体连通的流入泵，用于以期望的流速将海水泵送到反应容器中。5.如权利要求1所述的排放物封存反应器，进一步包括与海水出口流体连通的流出泵，用于以期望的流速将海水从反应容器泵出。6.如权利要求1所述的排放物封存反应器，进一步包括用于监测排放物封存反应器内的反应参数的传感器。7.如权利要求6所述的排放物封存反应器，其中，传感器测量选自以下的参数：温度、pH、压力、pCO2、碱度、离子浓度、浊度、光学深度、波谱数据、以及流速。8.如权利要求6所述的排放物封存反应器，其中，传感器与配置成控制反应动力学的控制器通讯。9.如权利要求8所述的排放物封存反应器，其中，控制器经由以下的至少一者控制反应动力学：引入另外的反应介质；提高进水量；提高出水量；降低进水量；降低出水量；释放压力；提高压力；升高温度；和降低温度。10.如权利要求1所述的排放物封存反应器，进一步包括与反应容器相连以向反应区提供另外的反应介质的反应介质入口。11.如权利要求10所述的排放物封存反应器，进一步包括用于向反应器容器提供反应介质的重力式供料系统或传送机系统。12.如权利要求1所述的排放物封存反应器，其中，反应器容器是封闭系统。13.如权利要求12所述的排放物封存反应器，其中，反应器容器包括用于维持反应容器压力的过压排气口。14.如权利要求1所述的排放物封存反应器，其中，反应介质选自碳酸盐和硅酸盐的至少一者。15.如权利要求1所述的排放物封存反应器，进一步包括用于控制废气向反应容器中的流动的系统。16.如权利要求15所述的排放物封存反应器，进一步包括利用废气的热量来控制反应器容器的温度的系统。
17.如权利要求1所述的排放物封存反应器，其中，反应介质包含直径约500
‑
700μm的颗粒。18.如权利要求1所述的排放物封存反应器，其中，反应介质包含直径约70
‑
100μm的颗粒。19.如权利要求1所述的排放物封存反应器，进一步包括用于提高气相与液相之间的接触的系统。20.用于海洋船舶的排放物封存反应器，包括：第一反应容器，其至少具有与来自海洋船舶的排放物输出物流流体连通的气体入口、与海水来源流体连通的海水入口，至少具有流体出口的第二反应容器；和反应介质，设置在第二反应容器内并且配置成封存来自输出的排放物的碳和硫的至少一者；其中，第一反应容器和第二反应容器经由...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：南加州大学，
类型：发明
国别省市：