一种LPG运输船冷能回收系统的制作方法

本发明涉及液化石油气运输及利用领域，具体涉及一种lpg运输船冷能回收系统。

背景技术：

1、液化石油气(liquefied petroleum gas，lpg)作为石油的衍生品，以其高热值、清洁环保的特性，在能源市场中占据了重要地位。其主要成分包括丙烷、丁烷等，常温下为无色气体。然而，由于其体积较大，运输成本较高，因此在实际应用中，通常通过加压或降温的方式将其转化为无色无味的液体形态。这种液态形式的lpg在运输过程中具有显著的膨胀比，约为1:200～1:800，使得液态运输成为经济且有效的选择。

2、随着全球能源需求的日益增长，尤其是美国页岩革命带来的lpg产量爆发式增长，超大型全冷式液化石油气船(vlgc)应运而生，成为航运业运输lpg的主要工具。vlgc的设计充分考虑了lpg的物理特性，其液货舱通常维持在-52℃左右的低温，压力控制在0.25bar左右，以确保lpg以稳定的液态形式存储，并延长船舶的续航里程。

3、然而，在vlgc的实际运行过程中，一个关键的问题被忽视：lpg在液化过程中蕴含的大量冷能并未得到有效利用。当lpg作为燃料进入发动机气缸前，需要被蒸汽加热至常温状态。这一过程中，lpg所携带的冷能并未被回收利用，而是直接散失到环境中，造成了显著的能源浪费。

4、因此，为了对lpg冷能进行有效回收和利用，本申请提供一种lpg运输船冷能回收系统。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中lpg在液化过程中蕴含的大量冷能并未得到有效利用的问题，本申请提供一种lpg运输船冷能回收系统。该lpg运输船冷能回收系统通过设置与主机或发电机组的废气排出口连通的碳捕集单元、第一稳压罐、一级热交换单元、二级热交换单元、三级热交换单元、增压器单元、再热装置、二氧化碳储液罐、以及lpg货舱，利用vlgc货舱lpg燃烧过程的冷能及货舱内蒸发气的冷能将碳捕集单元捕获的二氧化碳气体进行冷却降温，同时经过换热后的lpg转变为可满足下游设备要求的状态，实现lpg冷能的逐级利用与多级循环液化过程；不仅实现了冷/热能源的综合利用，还充分利用船舶上的现有装置提高换热效率，相较于重新投资一套低温冷却装置的投资费用大大减少，在一定程度上降低了后续处理工艺费用和后期操作费用。

2、本申请的一实施例，提供一种lpg运输船冷能回收系统，包括：

3、碳捕集单元，所述碳捕集单元包括第一进口和第一出口，所述第一进口与主机或发电机组排废气的出口连通，所述碳捕集单元用于捕获二氧化碳气体；

4、第一稳压罐，所述第一稳压罐包括第二进口和第二出口，所述第二进口与所述第一出口连通；

5、一级热交换单元，所述一级热交换单元包括第三进口、第四进口、第三出口和第四出口，所述第三进口与所述第二出口连通，所述第四进口与海水流通管道连通，所述第四出口用于排出海水和冷凝液；

6、二级热交换单元，所述二级热交换单元包括第五进口、第六进口、第五出口和第六出口，所述第五进口与所述第三出口连通，所述第五出口与增压器单元连通；

7、lpg货舱，所述lpg货舱包括第七进口、第七出口和第八出口，所述第七出口与所述第六进口连通，所述第七进口与所述第六出口连通；

8、三级热交换单元，所述三级热交换单元包括第八进口、第九进口、第九出口和第十出口，所述第八进口与所述增压器单元连通，所述第九进口与所述第八出口连通，所述第九出口通过再热装置与所述主机或发电机组的进气口连通，所述第十出口与二氧化碳储液罐连通。

9、作为一种实施方式，沿介质流通方向，所述碳捕集单元包括依次设置的二氧化碳捕集器和分离装置。

10、作为一种实施方式，所述增压器单元包括第一气液分离器和增压器，所述第五出口通过所述第一气液分离器与所述增压器连通；

11、所述第一稳压罐内设置第二气液分离器；

12、所述一级热交换单元的所述第三出口端设置第三气液分离器。

13、作为一种实施方式，所述增压器将二氧化碳气体的压强增压至1.5mpa～2.5mpa。

14、作为一种实施方式，所述第十出口与所述二氧化碳储液罐之间设置有第二稳压罐。

15、作为一种实施方式，所述第一稳压罐的出口处设置湿度检测仪。

16、作为一种实施方式，所述第一出口中二氧化碳的温度介于90℃～110℃。

17、作为一种实施方式，所述第三出口中二氧化碳的温度介于30℃～40℃。

18、作为一种实施方式，所述第五出口中二氧化碳的温度介于-5℃～10℃。

19、作为一种实施方式，所述lpg货舱中液化石油气的设计温度为-45℃～-55℃，设计压力为0.22bar～0.26bar。

20、作为一种实施方式，所述再热装置的出口处设置第一温度传感器和第一压力传感器。

21、作为一种实施方式，所述第二进口和/或所述第二出口和/或所述第三进口和/或所述第三出口和/或所述第五进口和/或所述第五出口和/或所述增压器单元的进出口和/或所述第八进口和/或所述第十出口和/或所述二氧化碳储液罐进口设置第二温度传感器和第二压力传感器。

22、如上所述，本申请的lpg运输船冷能回收系统，具有以下有益效果：

23、本申请的lpg运输船冷能回收系统，利用vlgc液货舱的lpg冷能回收液化二氧化碳，通过耦合船舶碳捕集单元并依托现有的船舶液货单元实现回收液化二氧化碳的目的，不仅将冷/热能源有效综合利用，在一定程度上降低了液化二氧化碳的成本，也大大减少了低温冷却二氧化碳的设备的投资成本。本申请的lpg运输船冷能回收系统，既利用lpg的蒸发气的少量冷能对废气中的二氧化碳进行降温冷却，又利用液态lpg的大量冷能对未液化的二氧化碳气体进行二次换热冷却，充分利用船舶现有设备回收液化二氧化碳，节省了能耗、空间及设备，实现了lpg冷能的有效利用和减少发动机有害气体排放的双重目的。

技术特征：

1.一种lpg运输船冷能回收系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的lpg运输船冷能回收系统，其特征在于，沿介质流通方向，所述碳捕集单元包括依次设置的二氧化碳捕集器和分离装置。

3.根据权利要求1所述的lpg运输船冷能回收系统，其特征在于，所述增压器单元包括第一气液分离器和增压器，所述第五出口通过所述第一气液分离器与所述增压器连通；

4.根据权利要求3所述的lpg运输船冷能回收系统，其特征在于，所述增压器将二氧化碳气体的压强增压至1.5mpa～2.5mpa。

5.根据权利要求1所述的lpg运输船冷能回收系统，其特征在于，所述第十出口与所述二氧化碳储液罐之间设置有第二稳压罐。

6.根据权利要求1所述的lpg运输船冷能回收系统，其特征在于，所述第一稳压罐的出口处设置湿度检测仪。

7.根据权利要求1所述的lpg运输船冷能回收系统，其特征在于，所述第一出口中二氧化碳的温度介于90℃～110℃；

8.根据权利要求1所述的lpg运输船冷能回收系统，其特征在于，所述lpg货舱中液化石油气的设计温度为-45℃～-55℃，设计压力为0.22bar～0.26bar。

9.根据权利要求1所述的lpg运输船冷能回收系统，其特征在于，所述再热装置的出口处设置第一温度传感器和第一压力传感器。

10.根据权利要求1所述的lpg运输船冷能回收系统，其特征在于，所述第二进口和/或所述第二出口和/或所述第三进口和/或所述第三出口和/或所述第五进口和/或所述第五出口和/或所述增压器单元的进出口和/或所述第八进口和/或所述第十出口和/或所述二氧化碳储液罐进口设置第二温度传感器和第二压力传感器。

技术总结本申请提供一种LPG运输船冷能回收系统，通过设置于主机或发电机组的废气排出口连通的碳捕集单元、第一稳压罐、一级热交换单元、二级热交换单元、三级热交换单元、增压器单元、再热装置、二氧化碳储液罐、以及LPG货舱，利用VLGC货舱LPG燃烧过程的冷能及货舱内蒸发气的冷能将碳捕集单元捕获的二氧化碳气体进行冷却降温，同时经过换热后的LPG转变为可满足下游设备要求的状态，实现LPG冷能的逐级利用与多级循环液化过程；不仅实现了冷/热能源的综合利用，还充分利用船舶上的现有装置提高换热效率，相较于重新投资一套低温冷却装置的投资费用大大减少，在一定程度上降低了后续处理工艺费用和后期操作费用。技术研发人员：陈依卓,周鑫元,张道志,周清华,蒋雄健,刘隆鑫受保护的技术使用者：江南造船（集团）有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11