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原文传递一种重整制氢替代甲烷的船舶碳减排系统和方法

专利名称：	一种重整制氢替代甲烷的船舶碳减排系统和方法
摘要：	本申请公开一种重整制氢替代甲烷的船舶碳减排系统和方法，用于使用LNG作燃料的船舶在运营过程中减少碳排放，满足船舶碳减排要求，其中所述船舶碳减排系统包括LNG燃料供气处理单元、天然气重整制氢单元和CO2液化收集单元，其中所述LNG燃料供气处理单元包括依次连接的LNG储罐、CO2冷凝器和天然气加热器，其中所述天然气加热器的出口连接所述船舶的混合燃料发动机；所述天然气重整制氢单元包括依次连接的重整制氢装置、冷却器、水分脱除装置和CO2分离装置，其中所述CO2液化收集单元包括连接的压缩机、冷却器、所述CO2冷凝器、CO2气液分离器和液态CO2储罐。本申请能够有效解决LNG燃料的碳减排能力不足的问题，且投资相对较少，运营成本低，具有很强的实用性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	武彦峰
发明人：	武彦峰
专利状态：	有效
申请日期：	2021-12-20T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-11T00:00:00+0800
申请号：	CN202111562502.X
公开号：	CN114165365A
代理机构：	上海领洋专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	李皓
分类号：	F02M21/02;F;F02;F02M;F02M21;F02M21/02
申请人地址：	200000 上海市徐汇区衡山路922号18楼
主权项：	1.一种重整制氢替代甲烷的船舶碳减排系统，用于在船舶使用LNG燃料的过程中减少碳排放，其特征在于，所述船舶碳减排系统包括: LNG燃料供气处理单元，其中所述LNG燃料供气处理单元包括依次连接的LNG储罐、CO2冷凝器和天然气加热器，其中所述天然气加热器的出口连接船舶的天然气和氢气混合燃料发动机；天然气重整制氢单元，其中所述天然气重整制氢单元包括依次连接的重整制氢装置、海水冷却器、水分脱除装置和CO2分离装置，其中所述重整制氢装置的输入口连接所述天然气加热器的出口，其中所述CO2分离装置的氢气混合气出口连接所述混合燃料发动机；和 CO2液化收集单元，用于液化并收集所述CO2分离装置分离出的CO2气体。 2.如权利要求1所述重整制氢替代甲烷的船舶碳减排系统，其特征在于，所述重整制氢装置被实施为两步法甲烷水蒸气重整反应装置或甲烷自热重整装置。 3.如权利要求1所述重整制氢替代甲烷的船舶碳减排系统，其特征在于，所述CO2分离装置被实施为变压吸附装置或膜分离装置。 4.如权利要求1～3任一项所述重整制氢替代甲烷的船舶碳减排系统，其特征在于，所述CO2液化收集单元包括依次连接的压缩机、冷却器、所述CO2冷凝器、CO2气液分离器和液态CO2储罐，其中所述压缩机的输入口连通所述CO2分离装置的CO2气体出口，所述液态CO2储罐还设置有出液口，用以将液态CO2过驳到储运容器。 5.如权利要求4所述重整制氢替代甲烷的船舶碳减排系统，其特征在于，所述CO2气液分离器的气相出口连接所述CO2分离装置的输入口。 6.如权利要求1～3任一项所述重整制氢替代甲烷的船舶碳减排系统，其特征在于，所述混合燃料发动机还连接有烟气排放设备，所述烟气排放设备通过供热管道与所述重整制氢装置相连，以利用烟气的废热供重整制氢装置使用。 7.如权利要求1～3任一项所述重整制氢替代甲烷的船舶碳减排系统，其特征在于，所述混合燃料发动机连接所述CO2分离装置的氢气混合气管路，以及连接所述天然气加热器的天然气管路，分别设置有流量调节设备，用于调节通往所述混合燃料发动机的氢气混合气流量和天然气流量，进而调节所述混合燃料发动机燃料中氢气的比例。 8.一种重整制氢替代甲烷的船舶碳减排方法，用于在船舶使用LNG燃料的过程中减少碳排放，其特征在于，所述船舶碳减排方法包括以下步骤： S1，加热LNG燃料生成预定温度的天然气； S2，从步骤S1中生成的所述天然气中引出预定量的天然气，利用这部分天然气与水进行重整反应，生成含有预定氢气比例的混合气； S3，脱除所述混合气中的水分； S4，从脱除水分的所述混合气中分离CO2，脱除水分和CO2的气体为含有少量其它气体的氢气混合气，所述其它气体包括CH4、CO和CO2,所述氢气混合气与步骤S2中未进行重整反应的其它天然气，共同作为所述混合燃料发动机的燃料； S5，依次压缩、冷却、冷凝和气液分离处理被分离出来的CO2，然后将气液分离出来的液态CO2储藏在CO2储罐中。 9.如权利要求8所述重整制氢替代甲烷的船舶碳减排方法，其特征在于，在步骤S2天然气和水进行的重整反应中，控制水和天然气的比例在3～5:1，并控制重整反应产生的所述氢气混合气中的氢气的占比达到40％以上。 10.如权利要求8或9所述重整制氢替代甲烷的船舶碳减排方法，其特征在于，在步骤S4中，控制从所述混合气中分离出的CO2的纯度在90％以上，以便于进一步液化处理；在步骤S5中，控制气液分离后的剩余气体返回到步骤S4中与被脱除水分的所述混合气一起再次进行CO2的分离。 11.如权利要求8或9所述重整制氢替代甲烷的船舶碳减排方法，其特征在于，在步骤S4中，分别调节所述氢气混合气的流量和步骤S2中未进行重整反应的其它天然气的流量，以调节供给所述混合燃料发动机的燃料中氢气的比例，进而控制船舶的碳减排强度。
所属类别：	发明专利