一种高效率低能耗的船载碳捕集系统

本发明涉及碳捕集，尤其涉及一种高效率低能耗的船载碳捕集系统。

背景技术：

1、船载碳捕集系统(occs)是碳捕集、利用与封存技术(ccus)中的碳捕集技术在船舶上的应用，它将船舶排放废气或燃料中的co2进行分离捕捉，通过运输工具输到目的地加以资源化利用或注入海底/地层永久封存，防止其进入大气层，以减少船舶co2排放。作为一项颠覆性的碳减排技术，occs系统为船舶在使用成熟、低成本传统化石燃料下实现大幅度碳减排提供了可能，为航运业的绿色低碳发展提供了一条可行路径。

2、在2010年，dnv就与pse合作开展了一个名为“eurostar”的联合项目，并在2013年宣布了船用碳捕集系统的可行性，同时提出了一种用于运输船舶上co2捕获、液化和临时存储的方案及系统。该系统利用化学吸收法将co2从船舶柴油机烟气中分离出来，捕获的co2通过液化装置被压缩液化，并在运输途中临时储存在两个储罐中，然后排放到港口的输送和储存设施中，能够实现将航运船舶的co2排放量减少65％。2022年，711研究所研制的occs系统是国内首套具有完全自主知识产权的船用脱碳系统。该系统由吸收塔、再生塔、压缩液化单元、吸收剂供给存储单元、废水处理单元以及控制单元等组成，可完成对船舶柴油机烟气产生的co2进行高效捕捉分离。但目前船载碳捕集系统还存在如下问题：

3、(1)船舶occs技术在应用时需要安装co2捕集与分离设备，船舶空间有限，如果设备的体积过大会影响船舶的一些正常操作，并且在co2的捕集环节使用的吸收剂价格比较昂贵，还会对吸收设备造成一定的腐蚀；

4、(2)co2在进行封存前的处理需要消耗大量的电能，会加大船舶电网的负荷，造成燃料的大量消耗，增大船舶的运营成本；

5、(3)如果采用投放海底封存的方式对co2进行封存，在200～300年后co2会释放出来，不能从根本上解决co2封存的问题，只能延缓温室效应的进程；

6、(4)在船舶上储存和运输液态co2方面存在一些技术挑战。除了低温和高压的要求外，液化co2还具有三相点。三相点是co2的不稳定状态，这意味着co2的相变可以在温度或压力没有变化的情况下从液态变为固态或气态，存在安全隐患。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效率低能耗的船载碳捕集系统，该系统能高效率和低能耗的封存co2，节省空间且安全性高。

2、为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明提供了一种高效率低能耗的船载碳捕集系统，包括引风单元、加热单元、吸附单元、气固分离单元和储存单元；

4、所述引风单元的入口能将气体吸入，所述引风单元的出口与所述加热单元的入口相连，所述加热单元的出口与所述吸附单元的第一入口相连，所述吸附单元内设有吸附用的cao，所述吸附单元的出口与所述气固分离单元的入口相连，所述气固分离单元的气体出口与大气连通，所述气固分离单元的固体出口与所述储存单元的入口相连。

5、进一步地，高效率低能耗的船载碳捕集系统还包括主机单元，所述主机单元能排出烟气，所述主机单元的第一出口与所述引风单元的入口相连，将所述烟气吸入。

6、主机单元排出的烟气温度较高，引风单元将烟气吸入到加热单元中加热，能减少一些加热能耗，节省资源。

7、进一步地，高效率低能耗的船载碳捕集系统还包括余热回收单元，所述余热回收单元的入口与所述主机单元的第二出口相连，所述余热回收单元的出口与所述吸附单元的第二入口相连，所述余热回收单元能对所述吸附单元加热。

8、通过设置余热回收单元能将主机单元的烟气的热量进行部分回收，然后将热量传给吸附单元，实现对吸附单元加热，节省能源，降低了能耗，绿色环保。

9、进一步地，所述主机单元包括船舶主机，所述余热回收单元包括余热回收器。

10、余热回收器可以是烟气水热交换器将烟气的热量传递到水中，然后使用水对吸附单元加热。能够将烟气的热量重新利用，还能提升cao的吸附效率。

11、进一步地，所述吸附单元包括吸附炉，所述吸附炉上设有进料口，所述进料口能加入cao。

12、设置进料口能随时补充新鲜的cao，保持对co2的吸附效率。吸附炉可以设置夹层，让烟气水热交换器吸收烟气热量的水能进入夹层中对吸附炉加热。

13、所述引风单元包括引风机，所述引风机上设有进气口。

14、进一步地，所述气固分离单元包括气固分离器，所述气固分离器上设有排气口。

15、排气口能将去除co2的气体排到大气中。

16、进一步地，所述加热单元包括加热器，所述储存单元包括储存仓。

17、储存仓用来存储caco3，caco3可以作为化学产品销售，经济性良好。

18、有益效果：

19、本发明通过设置吸附单元，吸附单元内设有吸附用的cao，选用cao作为co2吸附剂，其来源广泛，价格低廉，无毒无害，具有吸附性能强、吸附效率高的优点。同时，cao吸附co2后生成的caco 3不需要压缩和液化，这样就可以省去压缩系统和液化系统，同时也可以省去再生塔占据的空间。从而用以解决安全性和经济性问题。通过设置加热单元将气体加热，有助于cao吸附co2，能提升吸附效率。本发明还通过设置引风单元吸入气体，该气体可以是船舶主机的废气，该废气的温度较高，能实现部分热量回收，节省加热的能量。

技术特征：

1.一种高效率低能耗的船载碳捕集系统，其特征在于，包括引风单元、加热单元、吸附单元、气固分离单元和储存单元；

2.根据权利要求1所述的高效率低能耗的船载碳捕集系统，其特征在于，还包括主机单元，所述主机单元能排出烟气，所述主机单元的第一出口与所述引风单元的入口相连，将所述烟气吸入。

3.根据权利要求2所述的高效率低能耗的船载碳捕集系统，其特征在于，还包括余热回收单元，所述余热回收单元的入口与所述主机单元的第二出口相连，所述余热回收单元的出口与所述吸附单元的第二入口相连，所述余热回收单元能对所述吸附单元加热。

4.根据权利要求3所述的高效率低能耗的船载碳捕集系统，其特征在于，所述主机单元包括船舶主机(7)，所述余热回收单元包括余热回收器(6)。

5.根据权利要求1所述的高效率低能耗的船载碳捕集系统，其特征在于，所述吸附单元包括吸附炉(3)，所述吸附炉(3)上设有进料口(31)，所述进料口(31)能加入cao。

6.根据权利要求1所述的高效率低能耗的船载碳捕集系统，其特征在于，所述引风单元包括引风机(1)，所述引风机(1)上设有进气口(11)。

7.根据权利要求1所述的高效率低能耗的船载碳捕集系统，其特征在于，所述气固分离单元包括气固分离器(5)，所述气固分离器(5)上设有排气口(51)。

8.根据权利要求1所述的高效率低能耗的船载碳捕集系统，其特征在于，所述加热单元包括加热器(2)，所述储存单元包括储存仓(4)。

技术总结本发明公开了一种高效率低能耗的船载碳捕集系统，属于碳捕集技术领域。本发明包括引风单元、加热单元、吸附单元、气固分离单元和储存单元。所述引风单元的入口能将气体吸入，所述引风单元的出口与所述加热单元的入口相连，所述加热单元的出口与所述吸附单元的第一入口相连，所述吸附单元内设有吸附用的CaO，所述吸附单元的出口与所述气固分离单元的入口相连，所述气固分离单元的气体出口与大气连通，所述气固分离单元的固体出口与所述储存单元的入口相连。本发明通过设置吸附单元，吸附单元内设有吸附用的CaO，选用CaO作为CO<subgt;2</subgt;吸附剂，其来源广泛，价格低廉，无毒无害，具有吸附性能强、吸附效率高的优点。技术研发人员：沈秋婉,张鑫,朱宽昱,李世安受保护的技术使用者：大连海事大学技术研发日：技术公布日：2024/6/20