船舶碳捕捉设备布置结构的制作方法

本发明涉及船舶，特别涉及一种船舶碳捕捉设备布置结构。

背景技术：

1、现阶段能检索到的公开的船舶碳捕捉系统相关现有技术大都集中在碳捕捉原理设计。碳捕捉的技术路线主要包含化学吸收法、物理吸收法、膜分离法、吸附法、低温蒸馏法等五种主要方法。其中化学吸收法是主流的技术路线，基本原理大都采用有机氨溶液作为二氧化碳吸收剂，主要设备包含吸收塔、分离塔、压缩系统、液化系统、储罐等主要设备，以及泵、控制系统、换热器等辅助部件，外加必要的有机胺储存舱、残渣舱等必要的舱柜。

2、能检索到的涉及碳捕捉在船上应用布置方面的专利较少，以下三个专利为检索到的涉及布置方面信息的专利，但是专利的主体内容还是碳捕捉在船上应用的原理设计，布置方面的信息较少。

3、授权公告号为cn 215388578 u、名称为“船舶尾气脱尘脱硫脱碳一体化装置及船舶”的专利，公开了一种碳捕捉在船上应用的原理方案和一些布置实施方式，其综合吸收塔可采用支腿，和/或围壁，和/或敞开结构，布置在船舶烟囱后尾甲板上，从而通过支腿、围壁或敞开结构形成新操作空间，不仅可便于安装及使用综合吸收塔，还可充分利用船舶有限空间。该专利存在以下缺陷：综合吸收塔布置在船舶烟囱后尾甲板上，综合吸收塔的与机舱棚分离布置，不利于船舶主辅机排气管路和综合吸收塔的连接，且船舶烟囱尾部区域系泊设备较多，吸收塔的支撑往往与系泊设备干涉。另外，该专利也没有公布二氧化碳经综合吸收塔吸收后的处理设备的布置，以及二氧化碳在船上的储存或者利用相关设备的布置信息。

4、申请公布号为cn 115475488 a的专利申请，其公开了一种用于船舶的二氧化碳处理系统及其处理方法及船舶。该专利公开了一种碳捕捉在船上应用的原理方案和主要设备的布置，其包括船体、碳捕捉装置、收集装置、排气管和控制阀，收集装置包括至少两组储罐，呈对称布置于船体甲板两侧。该专利存在以下缺陷：该专利申请没有公布碳捕捉装置相关设备的布置细节，且其收集装置包含的储罐位于船舶甲板的两侧，对于类似散货船等船型，其布置影响船员通道的设置和货舱盖往舷侧的滑移，且储罐被外界撞击的概率也较大。

5、申请公布号为cn 113188291 a的专利申请，公开了一种二氧化碳液化系统、二氧化碳液化和液态天然气汽化联合处理系统以及低碳排放船舶。该专利公开了一种碳捕捉在船上应用的原理方案和主要设备的布置，其碳捕捉的原理中利用lng气化吸收碳捕捉系统中生成的气态二氧化碳中的热量，达到二氧化碳气体液化的目的，达到了节能的效果。该专利存在以下缺陷：船舶捕碳系统位于机舱棚尾部，与机舱棚分离布置，不利于船舶主辅机排气管路和综合吸收塔的连接，且船舶烟囱尾部区域系泊设备较多，吸收塔的支撑往往与系泊设备干涉；二氧化碳液化和液化天然气汽化联合处理系统位于货舱区域，对于船舶装货有较大影响。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种船舶碳捕捉设备布置结构。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种船舶碳捕捉设备布置结构，其包括设于船舶上的碳捕捉设备，碳捕捉设备包括能够接收主机、辅机和锅炉排出的高温烟气的烟气洗涤降温装置、能够通过有机溶剂吸收二氧化碳的二氧化碳吸收塔、能够通过加热分解出二氧化碳气体的分离塔、能够储存液态二氧化碳的二氧化碳储存舱；烟气洗涤降温装置、二氧化碳吸收塔、分离塔、二氧化碳储存舱依次连接；分离塔和二氧化碳储存舱之间设有依次连接的气液分离器、压缩单元和液化单元；分离塔、二氧化碳吸收塔、烟气洗涤降温装置和锅炉设于机舱棚内；船舶上设有压缩液化单元间，压缩单元和液化单元设于压缩液化单元间内；主机设于机舱内；二氧化碳储存舱设于居住区和居住区往前的第一个货舱盖之间。

4、烟气洗涤降温装置为脱硫塔或者预洗塔。

5、二氧化碳储存舱连接有用于收集二氧化碳储存舱内气化的二氧化碳的蒸发气管路；蒸发气管路连接于压缩单元；蒸发气管路、压缩单元、液化单元和二氧化碳储存舱组成能够将二氧化碳储存舱内气化的二氧化碳进行重新液化的回路。

6、优选方案，二氧化碳储存舱设于主甲板的上方。

7、进一步地，二氧化碳储存舱上方设有用于防护二氧化碳储存舱的防护部件。

8、优选方案，二氧化碳储存舱设于主甲板的下方。

9、二氧化碳储存舱连接有二氧化碳装卸站，二氧化碳储存舱和二氧化碳装卸站之间设有用于将液态二氧化碳从二氧化碳储存舱输送到二氧化碳装卸站的第一管路。

10、二氧化碳储存舱和二氧化碳装卸站之间还设有用于将液态二氧化碳从二氧化碳装卸站加注到二氧化碳储存舱的第二管路。

11、二氧化碳装卸站设于主甲板上。

12、烟气洗涤降温装置连接有海水箱。

13、压缩液化单元间设于机舱棚侧面。

14、本发明的有益效果在于：本发明将分离塔、二氧化碳吸收塔、脱硫塔或者预洗塔和锅炉设置于机舱棚内，便于排烟管等管路的就近连接；压缩单元和液化单元跟分离塔近距离布置，便于管路连接；压缩单元和液化单元设置在独立的二氧化碳压缩液化单元间内，防止压缩单元和液化单元工作时的噪声对于船员的影响，同时也预防了高压二氧化碳泄漏给船员带来的危险；将二氧化碳储存舱设于居住区和居住区往前的第一个货舱盖之间，避免了二氧化碳储存舱位于船舶两舷布置对于船员通行的影响，也更好地避免了二氧化碳储存舱与外界船舶或码头碰撞的风险；二氧化碳储存舱可以用作二氧化碳运输货舱功能，增加了二氧化碳储存舱的用途。本发明可以实现在不释放气化的二氧化碳的情况下，即可维持二氧化碳储存舱内的压力不超过二氧化碳储存舱的允许压力范围，提高了二氧化碳储存舱的安全性。本发明实现了碳捕捉设备在船舶上的优化布置，能很好地应用于散货船等船型上。

技术特征：

1.一种船舶碳捕捉设备布置结构，其包括设于船舶上的碳捕捉设备，其特征在于，碳捕捉设备包括能够接收主机、辅机和锅炉排出的高温烟气的烟气洗涤降温装置、能够通过有机溶剂吸收二氧化碳的二氧化碳吸收塔、能够通过加热分解出二氧化碳气体的分离塔、能够储存液态二氧化碳的二氧化碳储存舱；烟气洗涤降温装置、二氧化碳吸收塔、分离塔、二氧化碳储存舱依次连接；分离塔和二氧化碳储存舱之间设有依次连接的气液分离器、压缩单元和液化单元；分离塔、二氧化碳吸收塔、烟气洗涤降温装置和锅炉设于机舱棚内；船舶上设有压缩液化单元间，压缩单元和液化单元设于压缩液化单元间内；主机设于机舱内；二氧化碳储存舱设于居住区和居住区往前的第一个货舱盖之间。

2.如权利要求1所述的船舶碳捕捉设备布置结构，其特征在于，烟气洗涤降温装置为脱硫塔或者预洗塔。

3.如权利要求1所述的船舶碳捕捉设备布置结构，其特征在于，二氧化碳储存舱连接有用于收集二氧化碳储存舱内气化的二氧化碳的蒸发气管路；蒸发气管路连接于压缩单元；蒸发气管路、压缩单元、液化单元和二氧化碳储存舱组成能够将二氧化碳储存舱内气化的二氧化碳进行重新液化的回路。

4.如权利要求1所述的船舶碳捕捉设备布置结构，其特征在于，二氧化碳储存舱设于主甲板的上方。

5.如权利要求4所述的船舶碳捕捉设备布置结构，其特征在于，二氧化碳储存舱上方设有用于防护二氧化碳储存舱的防护部件。

6.如权利要求1所述的船舶碳捕捉设备布置结构，其特征在于，二氧化碳储存舱设于主甲板的下方。

7.如权利要求1所述的船舶碳捕捉设备布置结构，其特征在于，二氧化碳储存舱连接有二氧化碳装卸站，二氧化碳储存舱和二氧化碳装卸站之间设有用于将液态二氧化碳从二氧化碳储存舱输送到二氧化碳装卸站的第一管路。

8.如权利要求7所述的船舶碳捕捉设备布置结构，其特征在于，二氧化碳储存舱和二氧化碳装卸站之间还设有用于将液态二氧化碳从二氧化碳装卸站加注到二氧化碳储存舱的第二管路。

9.如权利要求7所述的船舶碳捕捉设备布置结构，其特征在于，二氧化碳装卸站设于主甲板上。

10.如权利要求1所述的船舶碳捕捉设备布置结构，其特征在于，烟气洗涤降温装置连接有海水箱。

11.如权利要求1所述的船舶碳捕捉设备布置结构，其特征在于，压缩液化单元间设于机舱棚侧面。

技术总结
本发明公开了一种船舶碳捕捉设备布置结构，其包括设于船舶上的碳捕捉设备，碳捕捉设备包括依次连接的烟气洗涤降温装置、二氧化碳吸收塔、分离塔、二氧化碳储存舱；分离塔和二氧化碳储存舱之间设有依次连接的气液分离器、压缩单元和液化单元；分离塔、二氧化碳吸收塔、烟气洗涤降温装置和锅炉设于机舱棚内；机舱棚侧面设有压缩液化单元间，压缩单元和液化单元设于压缩液化单元间内；二氧化碳储存舱设于居住区和居住区往前的第一个货舱盖之间。本发明实现了碳捕捉设备在船舶上的优化布置，能很好地应用于散货船等船型上。

技术研发人员：黄信男,赵东国,匡岩,王兴,刘以社,张秤,曾巍,王蓉,李佳嫣,陈雨哲
受保护的技术使用者：上海船舶研究设计院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16