【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶建设，特别是含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统。
技术介绍
1、每年国际海运产生的co2排放量可占全球co2排放总量的3％左右。随着国际海运需求增长以及船舶数量增加，这一领域的温室气体排放占比很可能进一步增长。在“双碳”背景之下，发展船用清洁能源是航运业绿色低碳发展的重要途径。氨燃料燃烧不会产生co2，产生的温室气体也近乎为零。为减少海运领域温室气体排放造成的不利影响，氨动力船舶备受关注。
2、目前，中船温特图尔(wingd)研制出世界首个获得aip证书的x-df-a系列氨燃料发动机，且将在2026年扩展到其他尺寸的发动机，以适应从小型油轮和汽车运输船到超大型油轮等多种船型。中国船舶集团上海船舶研究设计院自主研发设计了中国首款氨燃料动力7000车位汽车运输船(pctc)，该船也于2022年3月正式获得挪威船级社颁发的原则性认可(aip)证书。
3、在液氨燃料供给氨燃料发动机前，需要热源加热液氨以满足发动机的运行要求。发动机燃烧氨燃料后，其输出尾气存在部分未利用的高温气氨以及氮氧化物(nox)。若将尾气直接排放大气，将会造成热能浪费、燃料浪费和污染。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，能够充分利用尾气的热能，回收未被利用的氨燃料，同时避免尾气直接排放大气所造成的污染以及安全隐患，提高船舶燃料利用率和保障船舶安全。
2、为实现上述目的，本专利技
3、所述液氨燃料供给系统包括液氨储舱(1)、液氨低压泵(2)、液氨缓冲罐(3)、液氨高压泵(4)、液氨加热器(5)、第一阀门(6)、供给阀组(7)、供给管路(26)和氨燃料发动机(9)；液氨低压泵(2)将液氨从液氨储舱(1)泵入液氨缓冲罐(3)，缓冲罐中的液氨由液氨高压泵(4)泵出，通过液氨加热器(5)将液氨加热到45±10℃，再经第一阀门(6)、供给阀组(7)和供给管路(26)输送到氨燃料发动机(9)，供给阀组(7)与氨燃料发动机(9)通过供给管路(26)连接。
4、在一较佳的实施例中：所述余热回收利用系统包括氨燃料发动机(9)、第一回收管路(24)、水乙二醇加热器(11)和水乙二醇循环泵(10)；氨燃料发动机(9)的出口端连接第一回收管路(24)，将尾气输送到水乙二醇加热器(11)。
5、在一较佳的实施例中：所述余料回收利用系统包括第一除水装置(12)、氨分离器(13)、液氨泵(14)、第二回收管路(25)、回流阀组(15)、液氨收集罐(16)、第三阀门(17)和液氨缓冲罐(18)；氨分离器(13)第一出口端与液氨泵(14)相连，尾气中的气氨经由氨分离器(13)分离并冷凝后进入第二回收管路(25)，经回流阀组(15)至液氨回收罐(16)，回收罐(16)出口通过第三阀门(17)与液氨缓冲罐(3)连接。
6、在一较佳的实施例中：所述尾气处理系统包括第一除水装置(12)、氨分离器(13)、水箱(20)、第二除水装置(21)、第二阀门(22)和气体收集罐(23)；尾气中的水经由第一除水装置(12)除去，尾气中的气氨在氨分离器(13)中通过冷凝分离并经由氨分离器(13)的第一出口端进入余料回收系统，其他气体经由氨分离器(13)的第二出口端进入水箱(20)，尾气中的nox溶解于水箱(20)中，尾气剩余的n2、o2气体经由水箱(20)出口连接的第二除水装置(21)、第二阀门(22)，输送到气体收集罐(23)中。
7、在一较佳的实施例中：所述氮气吹扫系统包括氮气吹扫接口(8)、氨燃料发动机(9)以及第一回收管路(24)。
8、在一较佳的实施例中：所述液氨燃料供给系统设置液氨低压泵(2)和液氨高压泵(4)，将液氨压力提高至80bar。
9、在一较佳的实施例中：所述液氨收集罐(16)设置液位计(18)，当罐内液位达到设定高度时，收集到的液氨通过第三阀门(17)回流至液氨缓冲罐(3)中，缓冲罐同样设置液位计(19)，实时监测控制罐内液位。
10、在一较佳的实施例中：所述余热回收利用系统中，氨燃料发动机(9)出口端高温气体的热量经过水乙二醇加热器(11)换热，用水乙二醇循环泵(10)将加热后的水乙二醇换热介质提供给所述液氨加热器(5)，与液氨加热器(5)换热后的低温水乙二醇返回水乙二醇加热器(11)继续加热。
11、在一较佳的实施例中：所述尾气处理系统设置水箱(20)吸收nox气体，气体收集罐(23)储存n2和o2气体。
12、在一较佳的实施例中：所述氮气吹扫系统中，当供给系统和发动机停止运行时，通过氮气吹扫将氨燃料发动机(9)和第一回收管路(24)残留的气体吹扫至氨分离器(13)进行后续处理。
13、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术实现船用液氨燃料高压液态供给，利用船用氨燃料发动机的尾气为液氨燃料供给管路提供热量并进行尾气处理，实现液氨的回收利用、污染物nox气体的吸收处理以及n2、o2气体的收集。
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1.含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：包括液氨燃料供给系统、余热回收利用系统、余料回收利用系统、尾气处理系统以及氮气吹扫系统；
2.根据权利要求1所述的含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：所述余热回收利用系统包括氨燃料发动机(9)、第一回收管路(24)、水乙二醇加热器(11)和水乙二醇循环泵(10)；氨燃料发动机(9)的出口端连接第一回收管路(24)，将尾气输送到水乙二醇加热器(11)。
3.根据权利要求1所述的含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：所述余料回收利用系统包括第一除水装置(12)、氨分离器(13)、液氨泵(14)、第二回收管路(25)、回流阀组(15)、液氨收集罐(16)、第三阀门(17)和液氨缓冲罐(18)；氨分离器(13)第一出口端与液氨泵(14)相连，尾气中的气氨经由氨分离器(13)分离并冷凝后进入第二回收管路(25)，经回流阀组(15)至液氨回收罐(16)，回收罐(16)出口通过第三阀门(17)与液氨缓冲罐(3)连接。
4.根据权利要求1所
5.根据权利要求1所述的含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：所述氮气吹扫系统包括氮气吹扫接口(8)、氨燃料发动机(9)以及第一回收管路(24)。
6.根据权利要求1所述的含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：所述液氨燃料供给系统设置液氨低压泵(2)和液氨高压泵(4)，将液氨压力提高至80bar。
7.根据权利要求1所述的含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：所述液氨收集罐(16)设置液位计(18)，当罐内液位达到设定高度时，收集到的液氨通过第三阀门(17)回流至液氨缓冲罐(3)中，缓冲罐同样设置液位计(19)，实时监测控制罐内液位。
8.根据权利要求1所述的含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：所述余热回收利用系统中，氨燃料发动机(9)出口端高温气体的热量经过水乙二醇加热器(11)换热，用水乙二醇循环泵(10)将加热后的水乙二醇换热介质提供给所述液氨加热器(5)，与液氨加热器(5)换热后的低温水乙二醇返回水乙二醇加热器(11)继续加热。
9.根据权利要求1所述的含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：所述尾气处理系统设置水箱(20)吸收NOX气体，气体收集罐(23)储存N2和O2气体。
10.根据权利要求1所述的含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：所述氮气吹扫系统中，当供给系统和发动机停止运行时，通过氮气吹扫将氨燃料发动机(9)和第一回收管路(24)残留的气体吹扫至氨分离器(13)进行后续处理。
...【技术特征摘要】
1.含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：包括液氨燃料供给系统、余热回收利用系统、余料回收利用系统、尾气处理系统以及氮气吹扫系统；
2.根据权利要求1所述的含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：所述余热回收利用系统包括氨燃料发动机(9)、第一回收管路(24)、水乙二醇加热器(11)和水乙二醇循环泵(10)；氨燃料发动机(9)的出口端连接第一回收管路(24)，将尾气输送到水乙二醇加热器(11)。
3.根据权利要求1所述的含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：所述余料回收利用系统包括第一除水装置(12)、氨分离器(13)、液氨泵(14)、第二回收管路(25)、回流阀组(15)、液氨收集罐(16)、第三阀门(17)和液氨缓冲罐(18)；氨分离器(13)第一出口端与液氨泵(14)相连，尾气中的气氨经由氨分离器(13)分离并冷凝后进入第二回收管路(25)，经回流阀组(15)至液氨回收罐(16)，回收罐(16)出口通过第三阀门(17)与液氨缓冲罐(3)连接。
4.根据权利要求1所述的含余热余料回收利用及尾气处理的船用液氨燃料供给系统，其特征在于：所述尾气处理系统包括第一除水装置(12)、氨分离器(13)、水箱(20)、第二除水装置(21)、第二阀门(22)和气体收集罐(23)；尾气中的水经由第一除水装置(12)除去，尾气中的气氨在氨分离器(13)中通过冷凝分离并经由氨分离器(13)的第一出口端进入余料回收系统，其他气体经由氨分离器(13)的第二出口端进入水箱(20)，尾气中的nox溶解于水箱(20)中，尾气剩余的n2、o2气体经由水箱(20)出口连接的第二除水装置(21)...
【专利技术属性】
技术研发人员：滕霖，邱国攀，黄鑫，尹鹏博，李臻超，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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