本发明专利技术公开了一种新型LNG船舶富氧燃烧碳捕集系统，属于LNG船舶碳捕集领域。它包括二氧化碳收集区，还包括LNG冷能空分区和富氧燃烧区，所述LNG冷能空分区和富氧燃烧区分别与二氧化碳收集区连通，用于实现在LNG船舶上的碳捕集。本发明专利技术是通过LNG冷能空分技术、富氧燃烧技术和电解海水技术实现LNG船舶的碳捕集。本发明专利技术利用了LNG空分产物液氧中的冷量对烟气中的二氧化碳进行液化收集，对LNG冷能进行了充分的利用，有利于提高能源利用效率。本发明专利技术利用富氧燃烧技术使得燃气轮机得到的烟气中只有二氧化碳和水，通过简单的方式，实现二氧化碳捕集，降低了系统碳捕集成本。降低了系统碳捕集成本。降低了系统碳捕集成本。
【技术实现步骤摘要】
一种新型LNG船舶富氧燃烧碳捕集系统
[0001]本专利技术涉及一种新型LNG船舶富氧燃烧碳捕集系统，属于LNG船舶碳捕集领域。
技术介绍
[0002]随着世界人口的不断增长，人类对一次能源的需求也越来越多。在一次能源的开发和利用过程中，大量的二氧化碳排放，造成温室效应，将会引起全球气候变暖，威胁人类的生存发展。因此，减少二氧化碳的排放成为目前人们亟待解决的重要问题。
[0003]在全球贸易中，航海运输占全球贸易总运输量的2/3。每年航海运输造成的碳排放量相当于世界第八碳排放量大国的碳排放量。在船舶领域里，LNG被认为是从化石燃料转向氢燃料的一种过渡燃料。LNG作为清洁的一次能源，具有燃烧产物清洁，燃烧高效等优点。LNG在燃烧前需要经过气化，在这个过程中有大量高品位冷能被浪费掉。如果这个冷能被回收利用，将可以带来很高经济效益。在LNG船舶中，冷热能的合理配置是目前人们所关注的热点。
[0004]在授权公布号为CN111874200A的专利文件中，提出一种LNG船舶热能综合利用系统。该系统利用LNG发动机的冷却水，将LNG加热转化为CNG，实现LNG气化。同时，又将烟气的余热用于淡化海水，实现能量的综合利用。但是该系统没有考虑捕集船舶排放的二氧化碳。
[0005]在授权公布号为CN115263466A的专利文件中，提出一种LNG动力船低温碳捕集耦合冷能与预热梯级利用系统，通过有机朗肯循环和海水将LNG转化成NG，同时通过空分技术产品的冷能进行碳捕集和空分。该系统中LNG的高品位冷能被两级级联朗肯循环所利用，空分装置所需要的冷能来空分产品。该系统中冷能空分装置仅仅实现了分离空气中的氧气，分离得到的氮气在提供完冷量之后排出，没有将其作为系统的副产品。
[0006]在授权公布号为CN 115540498 A的专利文件中，提出一种适用于LNG船舶的冷热能量利用装置与碳捕集方法。该装置中通过合理搭配LNG船舶上的冷热源，通过吸收式碳捕集系统来实现二氧化碳捕集，LNG冷能为液化存储二氧化碳提供冷能。但是，该系统液化存储二氧化碳的压力较高。
[0007]本专利技术结合现有技术条件及以上几种专利技术中的一些不足，提出了一种新型LNG船舶富氧燃烧碳捕集系统来解决上述问题，很有必要。
技术实现思路
[0008]本专利技术针对上述
技术介绍
所提及的技术问题，旨在利用LNG冷能空分技术将高品位冷能进行充分利用，为富氧燃烧碳捕集提供氧气。同时，利用空分得到的冷能对二氧化碳进行液化储存。具体采用以下技术方案来实现：
[0009]一种新型LNG船舶富氧燃烧碳捕集系统，包括二氧化碳收集区，还包括LNG冷能空分区和富氧燃烧区，所述LNG冷能空分区和富氧燃烧区分别与二氧化碳收集区连通，用于实现在LNG船舶上的碳捕集。
[0010]优选的，还包括电解海水制氧区，所述电解海水制氧区的一端与氧气燃烧区相连
通，用于通过电解海水制氧区所制得氧气对氧气燃烧区供氧，所述二氧化收集区与电解海水制氧区电连接，用于通过二氧化碳收集区向电解海水制氧区供电。
[0011]优选的，所述二氧化碳收集区包括预冷器、空气冷却器、储水罐、水冷却分离器、液化器、二氧化碳储罐、空气加热器、膨胀机、发电机；
[0012]所述预冷器的管侧入口通过管道与LNG冷能空分区相连通；所述预冷器的管侧出口通过管道与富氧燃烧区相连通；所述预冷器的壳侧出口通过管道连接空气冷却器；所述空气冷却器的出口通过管道连接水冷却分离器；所述水冷却分离器的液体出口通过管道连接储水罐；所述水冷却分离器的二氧化碳出口通过管道连接液化器的管侧进口和富氧燃烧区；所述液化器的管侧出口通过管道连接二氧化碳储罐；所述LNG冷能空分区通过管道连通液化器壳侧进口，所述液化器的壳侧出口通过管道连接空气加热器；所述空气加热器的出口通过管道连接膨胀机进口，所述膨胀机出口通过管道连接富氧燃烧区；所述膨胀机输出端连接发电机，所述发电机与电解海水制氧区电连接。
[0013]优选的，所述LNG冷能空分区包括空气过滤器、空气压缩机、空气预冷器、低温换热器、液氧储罐、高低压分离塔、液氮储罐、氩净化器、氩提纯塔、液氩储罐、循环氮压缩机、LNG换热器、氮节流阀；
[0014]所述空气过滤器的出口通过管道与空气压缩机的进口相连通；所述空气压缩机的出口通过管道与空气预冷器的入口相连通；所述空气预冷器的入口通过管道低温换热器的空气入口相连通；所述低温换热器的空气出口通过管道与高低压分离塔的空气进口相连通；所述高低压分离塔的液氧出口通过管道与液氧储罐相连通；所述高低压分离塔的液氮出口通过管道与液氮储罐相连通；所述高低压分离塔的含液态氩出口通过管道与氩净化器的进口相连通；所述氩净化器出口通过管道与氩提纯塔进口相连通，所述氩提纯塔通过管道与液氩储罐相连通；
[0015]所述高低压分离塔废氮气出口通过管道与低温换热器的废弃氮气入口相连通；LNG进入LNG换热器的LNG入口；所述LNG换热器的高压循环氮二次冷凝出口通过管道与氮节流阀的进口相连通；所述氮节流阀出口通过管道与高低压分离塔的循环液氮进口相连通；所述高低压分离塔的循环气氮出口通过管道与低温换热器的循环氮入口相连通；所述低温换热器的循环氮出口通过管道与LNG换热器的循环氮入口相连通；所述LNG换热器的循环氮出口通过管道与循环氮压缩机的入口相连通；所述循环氮压缩机的出口通过管道与LNG换热器的高压循环氮一次冷凝入口相连通；所述LNG换热器的高压循环氮一次冷凝出口通过管道与LNG换热器的高压循环氮二次冷凝入口相连通；
[0016]所述LNG换热器LNG出口通过管道与预冷器的管侧入口相连通；所述液氧储罐的出口通过管道与液化器的壳侧进口相连通。
[0017]优选的，所述富氧燃烧区包括燃气轮机、混合器，其中：所述混合器的出口通过管道连接燃气轮机的气体进口；所述混合器的氧气入口通过管道与膨胀机的出口连通，所述混合器的二氧化碳入口通过管道与水冷却分离器的二氧化碳出口相连通，所述燃气轮机的燃料入口通过管道与预冷器管侧出口相连通；所述燃气轮机烟气出口通过管道与预冷器的壳侧入口相连通。
[0018]优选的，所述电解海水制氧区包括电解器、氢储罐、氧气储罐，所述发电机与电解器电连接，用于将发电机产生的电能提供给电解器；所述电解器的氧气出口通过管道端氧
气储罐相连通；所述氧气储罐通过管道与混合器的氧气进口相连通；所述电解器的氢气出口通过管道与氢储罐相连通。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]1、本专利技术是通过LNG冷能空分技术、富氧燃烧技术和电解海水技术实现LNG船舶的碳捕集。
[0021]2、本专利技术利用了LNG空分产物液氧中的冷量对烟气中的二氧化碳进行液化收集，对LNG冷能进行了充分的利用，有利于提高能源利用效率。
[0022]3、本专利技术利用富氧燃烧技术使得燃气轮机得到的烟气中只有二氧化碳和水，通过简单的方式，实现二氧化碳捕集，降低了系统碳捕集成本。
附图说明
[0023]图1为本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型LNG船舶富氧燃烧碳捕集系统，包括二氧化碳收集区，其特征在于：还包括LNG冷能空分区和富氧燃烧区，所述LNG冷能空分区和富氧燃烧区分别与二氧化碳收集区连通，用于实现在LNG船舶上的碳捕集。2.根据权利要求1所述的一种新型LNG船舶富氧燃烧碳捕集系统，其特征在于：还包括电解海水制氧区，所述电解海水制氧区的一端与氧气燃烧区相连通，用于通过电解海水制氧区所制得氧气对氧气燃烧区供氧，所述二氧化收集区与电解海水制氧区电连接，用于通过二氧化碳收集区向电解海水制氧区供电。3.根据权利要求1所述的一种新型LNG船舶富氧燃烧碳捕集系统，其特征在于：所述二氧化碳收集区包括预冷器、空气冷却器、储水罐、水冷却分离器、液化器、二氧化碳储罐、空气加热器、膨胀机、发电机；所述预冷器的管侧入口通过管道与LNG冷能空分区相连通；所述预冷器的管侧出口通过管道与富氧燃烧区相连通；所述预冷器的壳侧出口通过管道连接空气冷却器；所述空气冷却器的出口通过管道连接水冷却分离器；所述水冷却分离器的液体出口通过管道连接储水罐；所述水冷却分离器的二氧化碳出口通过管道连接液化器的管侧进口和富氧燃烧区；所述液化器的管侧出口通过管道连接二氧化碳储罐；所述LNG冷能空分区通过管道连通液化器壳侧进口，所述液化器的壳侧出口通过管道连接空气加热器；所述空气加热器的出口通过管道连接膨胀机进口，所述膨胀机出口通过管道连接富氧燃烧区；所述膨胀机输出端连接发电机，所述发电机与电解海水制氧区电连接。4.根据权利要求3所述的一种新型LNG船舶富氧燃烧碳捕集系统，其特征在于：所述LNG冷能空分区包括空气过滤器、空气压缩机、空气预冷器、低温换热器、液氧储罐、高低压分离塔、液氮储罐、氩净化器、氩提纯塔、液氩储罐、循环氮压缩机、LNG换热器、氮节流阀；所述空气过滤器的出口通过管道与空气压缩机的进口相连通；所述空气压缩机的出口通过管道与空气预冷器的入口相连通；所述空气预冷器的出口通过管道与低温换热器的空气入口相连通；所述低温换热器的空气出口通过管道与高低压分离塔的空...
【专利技术属性】
技术研发人员：张远，马世华，田镇，杨超，高文忠，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：
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