一种液化气船碳捕集系统及其控制方法、船舶与流程
本发明涉及船舶尾气净化领域，具体涉及一种液化气船碳捕集系统及其控制方法、船舶。
背景技术：
1、国际海事组织于2018年通过了船舶温室气体减排初步战略，提出了在本世纪内实现国际海运界温室气体零排放的愿景，大型船舶的发动机开始陆续采用各种清洁低碳能源为燃料，而液化气属于清洁低碳燃料，液化气主要有lpg(liquefied petroleum gas，液化石油气)、lng((liquefied natural gas，液化天然气)等。而在vlgc船舶(very large gascarr ie，超大型液化气船)上，本身运输的就是lpg，因此使用液化气作为动力源时具有一定的便利性，然而lpg液货舱和燃料罐一般采用全冷设计，其设计最低存储温度为-54℃，而供给发动机时回油温度高达65℃,并且在燃料供给和回流时都是液态，因此在使用lpg燃料时，其供给过程中蕴藏的冷能、热能如果不加利用将造成浪费。
技术实现思路
1、因此，本发明要解决的技术问题在于如何减少现有技术中船舶的碳排放量，从而提供一种液化气船碳捕集系统及其控制方法、船舶。
2、根据第一方面，本发明实施例提供了一种液化气船碳捕集系统，其特征在于，包括：
3、燃料供给单元，用于向所述液化气船提供所述液化气船正常运行的燃料；
4、烟气捕捉单元，用于捕捉所述液化气船排出的烟气；
5、贫富液循环单元，用于对所述液化气船中的贫富液进行转换；
6、控制单元，用于发送热量交换信号；
7、换能单元，分别与所述燃料供给单元、烟气捕捉单元、贫富液循环单元及控制单元连接，所述换能单元用于接收所述控制单元发送的热量交换信号，根据所述热量交换信号调整所述燃料供给单元、烟气捕捉单元、贫富液循环单元内的温度值并进行热量转换，以维持所述液化气船内的能量平衡。
8、可选的，所述燃料供给单元包括：燃料罐、燃料供给管、第一输送泵、第二输送泵；所述燃料罐存储有低温液化气，所述燃料罐通过所述燃料供给管依次连接第一输送泵和第二输送泵；所述燃料罐中的低温液化气流经所述第一输送泵、第二输送泵流向所述烟气捕捉单元。
9、可选的，所述烟气捕捉单元包括：发动机、烟囱、烟气管、富液管、二氧化碳管、低温储罐、吸收塔、释放塔、冷却柜、加压单元、第三输送泵；所述发动机分别连接有烟囱和烟气管，所述发动机通过所述烟气管连接所述释放塔、冷却柜、吸收塔，所述吸收塔通过所述富液管依次连接第三输出泵和释放塔，所述释放塔通过所述二氧化碳管依次连接加压单元和低温储罐；
10、当发动机排放的烟气依次加热释放塔然后经冷却柜进一步冷却后进入吸收塔，以让烟气内二氧化碳被吸收塔内贫液吸收，形成富液后进入释放塔内再被持续的烟气加热解吸出二氧化碳，经压缩和冷却后被液化存储在低温储罐中。
11、可选的，所述贫富液循环单元包括：贫液管和第四输送泵，所述第四输送泵通过所述贫液管与所述烟气捕捉单元连接。
12、可选的，所述换能单元包括：设于所述液化气船碳捕集系统中的至少1个换热器，通过所述换热器交叉连接所述燃料供给单元、烟气捕捉单元、贫富液循环单元并进行热量转换，以使得各自单元里的介质温度调节到指定阈值范围。
13、可选的，温度检测单元，用于检测所述燃料供给单元中的温度信息，并向所述控制单元发送所述温度信息。
14、可选的，所述温度检测单元包括：至少2个温度传感器。
15、根据第二方面，本发明实施例提供了一种液化气船碳捕集系统的控制方法，所述方法应用于上述任意一项所述的液化气船碳捕集系统，所述化气船碳捕集系统的控制方法包括：
16、通过所述温度检测单元采集燃料供给单元、烟气捕捉单元、贫富液循环单元内的温度信息；
17、基于所述温度信息提取控制单元中的预存数据确定出热量交换信号；
18、根据所述热量交换信号调整所述燃料供给单元、烟气捕捉单元、贫富液循环单元内的温度值并进行热量转换，以维持所述液化气船内的能量平衡。
19、可选的，所述控制单元中的预存数据包括由用户预设置的热量转换的第一温度取值范围和第二温度取值范围；所述基于所述温度信息提取控制单元的预存数据确定出热量交换信号，包括：
20、当所述液化气船碳捕集系统的温度值不满足预设温度区间时，所述换能单元对所述液化气船碳捕集系统的温度值进行调制，以使所述液化气船碳捕集系统的温度值满足预设温度区间，并在相应温度区间内进行热量转换，以维持所述液化气船内的能量平衡。
21、根据第三方面，本发明实施例提供了一种船舶，所述船舶设置有上述任意一项所述液化气船碳捕集系统，和/或使用上述任意一项所述的液化气船碳捕集系统的控制方法。
22、本申请技术方案，具有如下优点：
23、本申请提供的液化气船碳捕集系统，通过对燃料供给过程中燃料供给单元、烟气捕捉单元、贫富液循环单元的冷能、热能与碳捕集所需的冷却源、热源进行调整利用，使其燃料供给单元、烟气捕捉单元、贫富液循环单元形成闭环的生态系统，从而在减少碳排放的同时减少冷热资源浪费。
24、本申请提供的液化气船碳捕集系统，利用发动机排放的烟气依次加热释放塔、燃料供给管、然后经冷却柜进一步冷却后进入吸收塔，以让烟气内二氧化碳被吸收塔内贫液吸收，形成富液后进入释放塔内再被持续的烟气加热解吸出二氧化碳，经压缩和冷却后被液化存储，当富液释放出二氧化碳后变成贫液，经泵输送并被供给发动机管路中的液化气燃料冷却后再次循环回吸收塔，以实现再次循环利用。
25、本申请提供的液化气船碳捕集系统，当供给发动机管路中的液化气燃料的冷能可以用于冷却捕捉的二氧化碳以使其液化，吸收二氧化碳热量升温后，液化气燃料的冷能可继续用于对从释放塔返回吸收塔的贫液进行冷却；而液化气燃料吸收贫液热量再次升温后由泵加压进入发动机燃烧做功。从发动机返回的富余液化气燃料温度较高，可用于对富液的初步加热，而富余液化气自身被冷却后与供给发动机的液化气燃料汇合后再次进入发动机燃烧做功。当进入发动机的液化气燃料供给管路上装有温度传感器，在检测到温度超出发动机允许范围时，控制系统将由旁通的第三换热器对液化气燃料进行调温，以符合发动机燃料需求温度范围。
技术特征：
1.一种液化气船碳捕集系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的液化气船碳捕集系统，其特征在于，所述燃料供给单元包括：燃料罐、燃料供给管、第一输送泵、第二输送泵；所述燃料罐存储有低温液化气，所述燃料罐通过所述燃料供给管依次连接第一输送泵和第二输送泵；所述燃料罐中的低温液化气流经所述第一输送泵、第二输送泵流向所述烟气捕捉单元。
3.根据权利要求1所述的液化气船碳捕集系统，其特征在于，所述烟气捕捉单元包括：发动机、烟囱、烟气管、富液管、二氧化碳管、低温储罐、吸收塔、释放塔、冷却柜、加压单元、第三输送泵；所述发动机分别连接有烟囱和烟气管，所述发动机通过所述烟气管连接所述释放塔、冷却柜、吸收塔，所述吸收塔通过所述富液管依次连接第三输出泵和释放塔，所述释放塔通过所述二氧化碳管依次连接加压单元和低温储罐；
4.根据权利要求1所述的液化气船碳捕集系统，其特征在于，所述贫富液循环单元包括：贫液管和第四输送泵，所述第四输送泵通过所述贫液管与所述烟气捕捉单元连接。
5.根据权利要求1所述的液化气船碳捕集系统，其特征在于，所述换能单元包括：设于所述液化气船碳捕集系统中的至少1个换热器；通过所述换热器交叉连接所述燃料供给单元、烟气捕捉单元、贫富液循环单元并进行热量转换，以使得各自单元里的介质温度调节到指定阈值范围。
6.根据权利要求1所述的液化气船碳捕集系统，其特征在于，还包括：温度检测单元，用于检测所述燃料供给单元中的温度信息，并向所述控制单元发送所述温度信息。
7.根据权利要求6所述的液化气船碳捕集系统，其特征在于，所述温度检测单元包括：至少2个温度传感器。
8.一种液化气船碳捕集系统的控制方法，其特征在于，所述方法应用于所述权利要求6-7中任一项所述的液化气船碳捕集系统，所述液化气船碳捕集系统的控制方法包括：
9.根据权利要求8所述的液化气船碳捕集系统的控制方法，其特征在于，所述控制单元中的预存数据包括由用户预设置的热量转换的第一温度取值范围和第二温度取值范围；所述基于所述温度信息提取控制单元的预存数据确定出热量交换信号，包括：
10.一种船舶，其特征在于，所述船舶设置有如权利要求1-7中任意一项的所述液化气船碳捕集系统，和/或所述液化气船使用有如权利要求8-9中任意一项所述的液化气船碳捕集系统的控制方法。
技术总结
本申请涉及一种液化气船碳捕集系统及其控制方法、船舶。该液化气船碳捕集系统包括：燃料供给单元用于向液化气船提供液化气船正常运行的燃料；烟气捕捉单元用于捕捉液化气船排出的烟气；贫富液循环单元用于对液化气船中的贫富液进行转换；控制单元用于发送热量交换信号；换能单元用于接收控制单元发送的热量交换信号，根据热量交换信号调整燃料供给单元、烟气捕捉单元、贫富液循环单元内的温度值并进行热量转换，以维持液化气船内的能量平衡。通过对燃料供给过程中的冷能、热能与碳捕集需求的冷却源、热源进行调整利用，使其对应单元形成闭环的生态系统，从而在减少碳排放的同时也减少冷热资源浪费。
技术研发人员：孙瑞,王杨志,任新民,宋秀丽,张家茂,司徒颖峰
受保护的技术使用者：友联船厂（蛇口）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23