【技术实现步骤摘要】
本技术涉及节能减排领域，尤其涉及一种船舶碳捕获后二氧化碳海洋封存装置。
技术介绍
1、在气候变化挑战面前，航运业一致认为，要实现既定的imo温室气体减排目标，仅依靠现有的各种手段及措施，包括清洁能源的使用，很难实现50％的温室气体减排目标。即使对全球贸易的增长速度作保守的预估，实现2050年的减排目标，基于目前化石燃料技术应用情景，并不会显著减少或消除碳排放，因此，只有通过引进零碳能源和开展船舶碳捕获技术开发才能实现本世纪末零碳排放的目标。目前，碳捕集与封存技术已经是陆上电站二氧化碳减排成熟技术手段，为尽快实现航运大规模二氧化碳减排带来了技术上的可能。由于船舶的特殊性，捕获后二氧化碳的后续处置方案成也是ccs技术成功与否的“最后一公里”。根据相关研究证明，二氧化碳海洋封存方案是可行后续处置方案，由于海洋和海底环境的特殊性，使得二氧化碳在海底的状态相对稳定，没有较大的地质运动的情况下，二氧化碳能够500米以下海底稳定封存，效果甚至可以达到1000年。
2、但是二氧化碳海洋封存目前多用于石油开采行业，通过钻井平台管道，将液态二氧化碳以低温高压或超临界状态注入深海用于驱油，二氧化碳以液态的形式在海洋种形成碳糊而稳定存在。对于船舶上捕获的二氧化碳如何封存入海，由于船舶的特殊性，无法使用管道将液态二氧化碳注入海洋进行封存，且因为船舶二氧化碳产生量巨大，约13吨/小时(以16000teu集装箱船为例)，如果以液态的形式存储在船上，占用船舶载货体积较大，给船东带来较大的经济损失，会降低船东使用碳捕获技术来进行碳减排的积极性。因此，
3、因此，二氧化碳如何抛投入海洋进行封存是船舶碳捕获海洋封存能否实现的关键之一，抛投必须保证二氧化碳具备一定的外壳硬度、最小流体阻力的外型，入海初速度，最大限度保证二氧化碳快速沉降从而降低二氧化碳在沉降过程中的损失，且其长度必须保证二氧化碳完全深埋入海床，以保证不外泄的封存效果。
技术实现思路
1、本技术的主要目的在于解决现有技术中的问题。本技术提供了一种船舶碳捕获后二氧化碳海洋封存装置，其特征在于，所述二氧化碳海洋封存装置由二氧化碳抛投弹和抛投装置组成，所述抛投装置用于将所述二氧化碳抛投弹按照预设角度和预设速度从船舶抛投至海洋中。
2、所述二氧化碳海洋封存装置还包括头部2片式护甲，所述二氧化碳抛投弹加装所述头部2片式护甲，所述抛投装置通过所述头部2片式护甲完成对二氧化碳抛投弹的起吊，旋转和释放操作。
3、所述二氧化碳抛投弹主体为渐缩圆柱体型，头部为圆锥型。
4、所述二氧化碳抛投弹由内之外为液态二氧化碳、固态干冰、外壳，所述外壳的尾部设置一体化成型的4片尾翼，所述外壳的尾部封装有gps模块。
5、所述头部2片式护甲为可降解塑料，厚度3mm～5mm，采用卡扣式方式固定。
6、所述外壳为pla或pha生物基材料，厚度为2～3mm。
7、所述抛投装置由底座、立杆、摇臂、旋转总成，起吊总成和机械手夹具组成，所述底座固定在船舶甲板，所述立杆一端固定在所述底座上，所述立杆另一端与摇臂连接，所述摇臂的一端设置摇臂控制模块，所述摇臂控制模块用于控制摇臂在水平方向转动，所述摇臂的另一端设置机械手夹具、提升模块，所述机械手夹具用于夹持所述二氧化碳抛投弹，所述提升模块用于提升所述二氧化碳抛投弹。
8、所述抛投装置还包括水深测量模块，所述水深测量模块用于测量船舶所处海洋的深度，当测量得到的深度达到预设深度时，启动二氧化碳抛投弹的抛投流程。
9、所述抛投装置还包括控制箱、船速传感和线速度传感器，所述船速传感器用于实时采集当前船行的水平速度，线速度传感器用于测量摇臂端部的线速度，所述控制箱内的plc控制器，收集船速传感和线速度传感器的信息，输出模拟量信号控制摇臂，使摇臂和航行方向垂直的同时摇臂端线速度和船速一致，并控制所述机械手夹具释放二氧化碳抛投弹。
10、所述抛投装置的立杆和摇臂采用304l或316l不锈钢制造。
11、研究表明，当干冰投入海中开始沉降时，干冰表面会快速挥发。当干冰到达500m温跃层以下深度时，外部压力可以达到50个大气压，此时海水温度大约在5摄氏度左右。在这种环境下，二氧化碳无法转化为气态逃逸，同时干冰表层会部分液化，但其密度仍然比海水大，因此会继续下沉直至抵达海底。整个沉降过程中，二氧化碳的损失可以控制在2％以内，并且沉降过程中干冰表层形成的水合二氧化碳也会降低过程损失。
12、本技术基于船舶的二氧化碳海洋封存方法及系统针对现阶段海洋封存问题，采用干冰抛投原理，提供了一种成本较低、工程难度较小的二氧化碳捕获后封存处理的新途径。
13、本技术的二氧化碳外壳为生物基材料，降低了传统海洋封存以固碳干冰形式而造成的额外的二氧化碳损失，且不会对海洋环境不会产生影响；二氧化碳炮弹内为液态，外部为部分干冰化外壳，内部温度保持在-50℃，相比传统整体干冰，降低能耗，减少二氧化碳损失；二氧化碳抛投弹加装头部2片卡扣式护甲加固，保证抛投弹穿刺入海床；生物基外壳尾部加装尾翼，可保证入海姿态垂直，且加装gps模块，可用于追踪确认抛投；
14、本技术的抛投装置回声测深仪，确保水深条件符合时抛投；抛投装置根据海底深度、船速计算摇臂旋转速度，确保入海时无水平速度；抛投装置起吊总成配备2组限位开关，确保二氧化碳抛投弹在30秒内完成起吊和夹持；抛投装置采用电磁控制的机械手进行夹持和释放。
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1.一种船舶碳捕获后二氧化碳海洋封存装置，其特征在于，所述二氧化碳海洋封存装置由二氧化碳抛投弹和抛投装置组成，所述抛投装置用于将所述二氧化碳抛投弹按照预设角度和预设速度从船舶抛投至海洋中；
2.根据权利要求1所述的一种船舶碳捕获后二氧化碳海洋封存装置，其特征在于，所述二氧化碳抛投弹主体为渐缩圆柱体型，头部为圆锥型。
3.根据权利要求1所述的一种船舶碳捕获后二氧化碳海洋封存装置，其特征在于，所述二氧化碳抛投弹由内之外为液态二氧化碳、固态干冰、外壳，所述外壳的尾部设置一体化成型的4片尾翼，所述外壳的尾部封装有GPS模块。
4.根据权利要求1所述的一种船舶碳捕获后二氧化碳海洋封存装置，其特征在于，所述头部2片式护甲为可降解塑料，厚度3mm~5mm，采用卡扣式方式固定。
5.根据权利要求3所述的一种船舶碳捕获后二氧化碳海洋封存装置，其特征在于，所述外壳为PLA或PHA生物基材料，厚度为2~3mm。
6.根据权利要求1所述的一种船舶碳捕获后二氧化碳海洋封存装置，其特征在于，所述抛投装置还包括水深测量模块，所述水深测量模块用于测量船
7.根据权利要求1所述的一种船舶碳捕获后二氧化碳海洋封存装置，其特征在于，所述抛投装置的立杆和摇臂采用304L或316L不锈钢制造。
...【技术特征摘要】
1.一种船舶碳捕获后二氧化碳海洋封存装置，其特征在于，所述二氧化碳海洋封存装置由二氧化碳抛投弹和抛投装置组成，所述抛投装置用于将所述二氧化碳抛投弹按照预设角度和预设速度从船舶抛投至海洋中；
2.根据权利要求1所述的一种船舶碳捕获后二氧化碳海洋封存装置，其特征在于，所述二氧化碳抛投弹主体为渐缩圆柱体型，头部为圆锥型。
3.根据权利要求1所述的一种船舶碳捕获后二氧化碳海洋封存装置，其特征在于，所述二氧化碳抛投弹由内之外为液态二氧化碳、固态干冰、外壳，所述外壳的尾部设置一体化成型的4片尾翼，所述外壳的尾部封装有gps模块。
4.根据权利要求1所述的一种船舶碳捕获后二氧化碳海...
【专利技术属性】
技术研发人员：周晓，李晓东，邱贤锋，冷瑜，
申请(专利权)人：中海环境科技上海股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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