一种二氧化碳运输船的制作方法

1.本发明涉及零排放船舶技术领域，更具体地说，涉及一种具备船上二氧化碳捕集及液货化储存的二氧化碳运输船。


背景技术：

2.目前，世界船舶航运业推进系统燃料主要以化石燃料为主，如重油(hfo)、柴油(mgo)，近年来，低碳型的液化燃料气诸如lng、lpg、cng等也逐步登上历史舞台，但是这些过渡燃料也不足以实现2050年减排目标。船舶零碳排放或接近零碳排放是实现航运业减排目标的唯一手段。船舶航运业开展的实现零碳排放船舶技术研究主要集中在可再生能源，零碳或碳中性燃料，蓄电池或燃料电池技术和船上碳捕集技术。可再生能源较低的能量转换效率和能量密度，对于船舶尺度和航行的距离有很大限制；零碳或碳中性燃料如氢燃料和氨燃料，虽然能实现船舶的零碳排放，但是该类燃料在生产过程中碳足迹并不为零，短期内也难以应用于船舶行业；电池的应用又亟需技术的飞跃发展；船上碳捕集技术将是目前为数不多的可选择的技术路径。


技术实现要素：

3.本发明公开一种具备船上二氧化碳捕集及液货化的二氧化碳运输船，通过捕集船上推进系统所排放的二氧化碳并将其处理成二氧化碳液货，液化后的二氧化碳货品通过船舶运输卸载至海边临时储罐或海上浮式存储装置，最后通过管线传输至海底进行永久封存。以尝试实现国际海事组织2050年的船舶减排目标。
4.为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：
5.一种二氧化碳运输船，包括主船体，主甲板，设置在主甲板尾部的上层建筑，设置在所述上层建筑下的机舱，安装在所述上层建筑后方的烟囱，安装在所述上层建筑后方的机舱棚，还包括二氧化碳捕集装置、再液化单元和二氧化碳液货舱；
6.所述二氧化碳捕集装置安装于上层建筑后方的机舱棚内；
7.所述再液化单元安装于上层建筑前方的上甲板围壁处所内；所述再液化单元通过甲板二氧化碳气态管线与所述二氧化碳捕集装置相连，所述再液化单元同时与二氧化碳液货管线连通；
8.所述二氧化碳液货舱设置在所述主船体内，与所述二氧化碳液货管线连通，将捕集的二氧化碳转化为货品。
9.优选的是，二氧化碳捕集装置包括连通于船舶废气输出口的废气冷却塔、连通于废气冷却塔的废气吸收塔，以及连通于废气吸收塔的二氧化碳回收及再循环塔，二氧化碳回收及再循环塔与所述再液化单元相连通；
10.优选的是，排烟管设置于烟囱内并与外界连通，排烟管还与二氧化碳捕集装置及废气吸收塔连通。
11.优选的是，再液化单元包括连通于二氧化碳捕集装置的二氧化碳压缩机、连通于
二氧化碳压缩机的干燥器，以及连通于干燥器的冷凝再液化装置，冷凝再液化装置连通于二氧化碳液货管线。再液化单元通过二氧化碳液货管线连通于二氧化碳液货舱，将捕集的二氧化碳转化为货品。
12.优选的是，再液化单元安装于上甲板围壁处所，上甲板围壁处所包括遮蔽顶板以及设置于所述遮蔽顶板与所述主甲板之间的支撑结构。
13.优选的是，二氧化碳液货舱的数量为一个以上。
14.优选的是，二氧化碳液货舱中的二氧化碳货品，通过二氧化碳液货管线转运卸载至岸上储罐或海上浮式储罐内，最后通过管线传输至海底进行永久封存。
15.本发明相对于现有技术的优点在于，本发明通过捕集船上推进系统所排放的二氧化碳并将其转化为二氧化碳液货，可实现船舶低排放甚至零排放，为实现国际海事组织2050年的船舶减排目标迈进新的一步。
附图说明
16.图1是本发明一种具备二氧化碳捕集及液货化的二氧化碳运输船的侧视横截面图。
17.图2是本发明一种具备二氧化碳捕集及液货化的二氧化碳运输船的俯视图。
18.图3是本发明一种具备二氧化碳捕集及液货化的二氧化碳运输船的再液化单元和二氧化碳储存罐位置横剖面图。
19.图4是本发明一种具备二氧化碳捕集及液货化的二氧化碳运输船的二氧化碳捕集装置的系统原理图。
20.图中，101、主船体；102、主甲板；103、上甲板围壁处所；104、上层建筑；105、机舱；106、烟囱；107、排烟管；108、机舱棚；109、二氧化碳捕集装置；110、废气冷却塔；111、废气吸收塔；112、二氧化碳回收及再循环塔； 113、再液化单元；114、干燥器；115、二氧化碳压缩机；116、冷凝再液化装置； 117、二氧化碳液货管线；118、二氧化碳液货舱；119、岸上/海上储罐。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。
22.本发明公开一种二氧化碳运输船，包括：
23.一种二氧化碳运输船，包括主船体101，主甲板102，设置在主甲板尾部的上层建筑104，设置在所述上层建筑下的机舱105，安装在所述上层建筑104后方的烟囱106，安装在所述上层建筑104后方的机舱棚，还包括二氧化碳捕集装置109、再液化单元113和二氧化碳液货舱118；
24.再液化单元113和二氧化碳缓存装置116安装于上甲板围壁处所103内，上甲板围壁处所103设置有遮蔽顶板以及设置于遮蔽顶板与主甲板102之间的支撑结构。
25.再液化单元113包括连通于二氧化碳捕集装置109的二氧化碳压缩机115、连通于二氧化碳压缩机115的干燥器114，以及连通于干燥器114的冷凝再液化装置116，冷凝再液化装置116连通于二氧化碳液货管线117。
26.二氧化碳捕集装置109还连通于排烟管107，排烟管107设置于烟囱106内并与外界
连通。废气吸收塔111连通于排烟管107。
27.二氧化碳捕集装置109包括连通于船舶废气输出口的废气冷却塔110、连通于废气冷却塔110的废气吸收塔111，以及连通于废气吸收塔111的二氧化碳回收及再循环塔112，二氧化碳回收及再循环塔112连通于再液化单元113。
28.二氧化碳捕集装置109通过甲板管线连通于再液化单元113；再液化单元 113通过液货管线连通于二氧化碳液货舱118；
29.二氧化碳捕集装置109，二氧化碳捕集装置109安装于上层建筑104后方的机舱棚108内；
30.二氧化碳捕集装置109布置于机舱棚108内，主机产生的废气需首先进行过滤处理，颗粒物被过滤后直接排入二氧化碳捕集装置109。二氧化碳捕集装置 109包含废气冷却塔110、废气吸收塔111和二氧化碳回收及再循环塔112。
31.二氧化碳捕集装置109的内部原理图如图4所示。
32.经过过滤后的高温废气首先进入废气冷却塔110，废气冷却塔110借助海水循环冷却装置实施降温处理，降温后的废气直接转入废气吸收塔111。在废气吸收塔111中，采用化学吸收法对二氧化碳实施捕集，其原理在于采用了一个用于捕获含有二氧化碳气体的吸附剂通道，将捕获的二氧化碳或二氧化碳合成物与其他气体相互分离，同时通道内还包含有一个用于检测塔内二氧化碳浓度的检测器，对通道内二氧化碳的捕集情况进行实时监测。吸附剂通道是颗粒状通道，气体通过的时候，除了二氧化碳外的其他气体直接通过通道，二氧化碳气体被吸附在吸附剂通道内部保持气态状态。经过废气吸收塔111后，被吸收的二氧化碳气体流入二氧化碳回收及再循环塔112，其余废气氮氧化物、硫氧化物经由排烟管107至烟道，并通过烟囱106进入大气。在二氧化碳回收及循环塔 112中，进一步提纯废气吸收塔排放出的可能带有杂质的二氧化碳气体，提纯后二氧化碳气体排出至二氧化碳再液化单元113，其余废气经过冷却后排回至废气吸收塔111，进行第二轮循环处理。
33.捕集后的气态二氧化碳通过甲板管线转运至二氧化碳再液化单元113中。二氧化碳再液化单元113布置在上层建筑104前方，上甲板围壁处所103内。上甲板围壁处所103包括遮蔽顶板、设置于遮蔽顶板与主甲板102之间以使遮蔽顶板支撑于主甲板102上的支撑结构。
34.二氧化碳再液化单元113包含二氧化碳压缩机115、干燥器114和冷凝再液化装置116三个主要部分。经过管线流入的二氧化碳气体首先经过二氧化碳压缩机115转化为液体形态，随后液态的二氧化碳依次经过干燥器114和冷凝再液化装置116处理后，得到纯粹的液化二氧化碳，液化的二氧化碳通过液货管线117输运至二氧化碳液货舱118。
35.二氧化碳液货船行驶到目的地时，二氧化碳液货舱118中的二氧化碳货品，通过二氧化碳液货管线117转运卸载至岸上储罐或海上浮式储罐内119，最后通过管线传输至海底进行永久封存。
36.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种二氧化碳运输船，包括主船体(101)，主甲板(102)，设置在主甲板尾部的上层建筑(104)，设置在所述上层建筑(104)下的机舱(105)，安装在所述上层建筑后方的烟囱(106)，安装在所述上层建筑后方的机舱棚(108)，其特征在于，还包括二氧化碳捕集装置(109)、再液化单元(113)和二氧化碳液货舱(118)；所述二氧化碳捕集装置(109)安装于上层建筑(104)后方的机舱棚(108)内；所述再液化单元(113)安装于上层建筑(104)前方的上甲板围壁处所(103)内；所述再液化单元(113)通过甲板二氧化碳气态管线与所述二氧化碳捕集装置(109)相连，所述再液化单元(113)同时与二氧化碳液货管线(117)连通；所述二氧化碳液货舱(118)设置在所述主船体(101)内，与所述二氧化碳液货管线(117)连通，将捕集的二氧化碳转化为货品，所述二氧化碳液货舱(118)的数量为一个以上，所述二氧化碳液货舱(118)设置在所述主船体(101)长度方向的中轴线上。2.根据权利要求1所述的二氧化碳运输船，其特征在于，二氧化碳捕集装置(109)包括连通于船舶废气输出口的废气冷却塔(110)、连通于所述废气冷却塔(110)的废气吸收塔(111)，以及连通于所述废气吸收塔(111)的二氧化碳回收及再循环塔(112)，所述二氧化碳回收及再循环塔(112)与所述再液化单元(113)相连通。3.根据权利要求2所述的二氧化碳运输船，其特征在于，排烟管(107)设置于所述烟囱(106)内并与外界连通。4.根据权利要求3所述的二氧化碳运输船，其特征在于，所述排烟管(107)还与所述二氧化碳捕集装置(109)及所述废气吸收塔(111)连通。5.根据权利要求1所述的二氧化碳运输船，其特征在于，所述再液化单元(113)包括连通于所述二氧化碳捕集装置(109)的二氧化碳压缩机(115)、连通于二氧化碳压缩机(115)的干燥器(114)，以及连通于所述干燥器(114)的冷凝再液化装置(116)，所述冷凝再液化装置(116)连通于所述二氧化碳液货管线(117)。6.根据权利要求1或5所述的二氧化碳运输船，其特征在于，所述再液化单元(113)安装于上甲板围壁处所(103)内。7.根据权利要求6所述的二氧化碳运输船，其特征在于，所述上甲板围壁处所(103)包括遮蔽顶板以及设置于所述遮蔽顶板与所述主甲板(102)之间的支撑结构。8.根据权利要求1所述的二氧化碳运输船，其特征在于，所述二氧化碳液货舱(118)中的二氧化碳货品，通过所述二氧化碳液货管线(117)转运卸载至岸上储罐或海上浮式储罐(119)内，最后通过管线传输至海底进行永久封存。

技术总结
本发明公开了一种二氧化碳运输船，涉及零排放船舶技术领域，包括二氧化碳捕集装置、再液化单元和二氧化碳液货舱。其中二氧化碳捕集装置安装于上层建筑后方的机舱棚内；再液化单元安装于上层建筑前方的液货设备间内；二氧化碳捕集装置通过甲板管线连通于再液化单元；再液化单元通过管路连通二氧化碳液货舱；液化后的二氧化碳货品通过船舶运输卸载至海边临时储罐或海上浮式存储装置，最后通过管线传输至海底进行永久封存。本发明通过捕集船上推进系统所排放的二氧化碳并将其处理成二氧化碳液货，可实现船舶低排放甚至零排放，为实现国际海事组织2050年的船舶减排目标迈进新的一步。海事组织2050年的船舶减排目标迈进新的一步。海事组织2050年的船舶减排目标迈进新的一步。


技术研发人员：潘友鹏 彭贵胜 李文贺 张倩 郝佳姝 王景洋 林琳 李薇 钱静 丛海东 王晓乐
受保护的技术使用者：大连船舶重工集团有限公司
技术研发日：2022.01.13
技术公布日：2023/3/23