CN115768970A - 船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置及具备该装置的船舶 - Google Patents

船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置及具备该装置的船舶 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，包括：废气接收器110，所述废气接收器110临时存储从船舶引擎10的各气缸排出的废气并去除脉动；增压器120，所述增压器120借助于从废气接收器110供应的废气而压缩燃烧空气并供应；清洗部130，所述清洗部130向穿过增压器120供应的废气喷射清洗水，清洗去除SOX和碳烟，使冷却液循环而冷却废气；CO2吸收部140，所述CO2吸收部140向穿过清洗部130的废气喷射吸收液而吸收去除CO2；燃烧空气接收器150，所述燃烧空气接收器150临时存储被增压器120压缩的燃烧空气，去除脉动，向船舶引擎10的各气缸供气；及废气循环部160，所述废气循环部160将穿过CO2吸收部140的废气供应给增压器120，使得与外部气体混合；使EGR与iCER结合，可以在借助于EGR而减小NOX生成的同时，吸收CO2和SOX而转换成不对环境造成影响的物质，防止引擎的腐蚀，提高燃烧品质，借助于iCER提高引擎效率，减少甲烷逃逸。

Description

船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置及具备该装置的 船舶
技术领域
本发明涉及一种船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置及具备该装置的船舶，使EGR与iCER结合，能够在借助于EGR而减小NOX生成的同时吸收CO2和SOX，转换成不对环境造成影响的物质，防止引擎的腐蚀，提高燃烧品质，借助于iCER而提高引擎效率，减少甲烷逃逸。
背景技术
最近，由于化石燃料无分别使用导致的温室气体排放的影响，正在发生地球变暖现象和与此相关的环境灾害。
因此，与不释放作为典型温室气体的二氧化碳而是进行捕集和存储相关的一系列技术被称为碳捕获和储存(CCS：Carbon dioxide Capture and Storage)技术，最近倍受瞩目，在CCS技术中，化学吸收法(chemical absorption)由于能够进行大规模处理，因而是其中最多实现商用化的技术。
另外，二氧化碳排放管制通过国际海事组织(IMO)的船舶能效设计指数(EEDI)进行管制，目标是在2050年减少2008年排放量的50％以上，由于2030年需减少到2008年排放量的40％，因而不排放CO2或捕集已排放CO2的技术倍受瞩目。
前面提及的减少二氧化碳排放或捕集已生成二氧化碳的技术现在在船舶中尚没有商用化案例，将氢或氨用作燃料的方法现在也正在开发中，尚未达到商业化水平的阶段。
另一方面，作为降低船舶引擎排出的废气内NOX的方法，正在应用对废气进行清洗、冷却后将一部分与外部气体混合而使混合气体再循环到船舶引擎的吸入系统的废气再循环(EGR：Exhaust Gas Recirculation)。
但是，单凭EGR，在减少NOX生成、提高引擎效率方面存在界限，因而需要应用一种技术，针对使用以往化石燃料进行航行中或预定建造的船舶，在保持EGR的同时，减少作为EGR本来目的的NOX生成，不仅是作为典型温室气体的CO2，还能够吸收SOX，转换成不对环境造成影响的物质并排出，或存储为有用的物质，能够飞跃性地减少船舶用双重燃料(DF：Dual Fuel)引擎产生的甲烷气体逃逸排放量，提高燃烧效率。
发明内容
技术问题
本发明的思想要实现的技术问题在于提供一种船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置及具备该装置的船舶，使EGR与iCER结合，能够在借助于EGR而减小NOX生成的同时吸收CO2和SOX，转换成不对环境造成影响的物质，防止引擎的腐蚀，提高燃烧品质，借助于iCER而提高引擎效率，减少甲烷逃逸。
技术方案
为了达成前述目的，本发明提供一种船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，包括：废气接收器，所述废气接收器临时存储从船舶引擎的各气缸排出的废气并去除脉动；增压器，所述增压器借助于从所述废气接收器供应的废气而压缩燃烧空气并供应；清洗部，所述清洗部向穿过所述增压器供应的废气喷射清洗水，清洗去除SOX和碳烟，使冷却液循环而冷却废气；CO2吸收部，所述CO2吸收部向穿过所述清洗部的废气喷射吸收液而吸收去除CO2；燃烧空气接收器，所述燃烧空气接收器临时存储被所述增压器压缩的燃烧空气，去除脉动，向所述船舶引擎的各气缸供气；及废气循环部，所述废气循环部将穿过所述CO2吸收部的废气供应给所述增压器，使得与外部气体混合。
其中，所述船舶引擎可以为低压2冲程双重燃料引擎或4冲程双重燃料引擎。
另外，所述增压器可以包括：涡轮，所述涡轮借助于从所述废气接收器供应的高温高压的废气而旋转；压缩机，所述压缩机结合于所述涡轮的旋转轴进行旋转，将燃烧空气压缩并供应给所述燃烧空气接收器；空气吸入过滤器，所述空气吸入过滤器在所述压缩机的吸入口侧形成，从穿过所述CO2吸收部而去除了CO2的废气及外部气体过滤异物质并进行混合；燃烧空气冷却模块，所述燃烧空气冷却模块冷却从所述压缩机供应给所述燃烧空气接收器的燃烧空气；第一调节阀，所述第一调节阀调节从所述涡轮向所述清洗部的废气流量；第二调节阀，所述第二调节阀调节从所述涡轮向废气利用相关装置供应的废气流量。
另外，所述第二调节阀可以在预计连接于所述涡轮的废气管的所述废气利用相关装置因高负载或高温度的废气而损伤的情况下控制开闭，使得通往所述清洗部的废气流量增加，降低废气的温度。
另外，所述燃烧空气冷却模块可以包括：1段以上的冷却套管，所述冷却套管使冷却液循环，冷却燃烧空气；捕雾器，所述捕雾器以曲折的多片形态形成，去除穿过所述冷却套管的燃烧空气的水分。
另外，所述清洗部可以包括：清洗水供应模块，所述清洗水供应模块接受清水而进行中和并供应循环的清洗水；清洗模块，所述清洗模块将来自所述清洗水供应模块的清洗水向来自所述增压器的废气喷射而冷却、清洗所述废气；冷却模块，所述冷却模块使冷却液循环而冷却废气；清洗水循环模块，所述清洗水循环模块使得清洗水在所述清洗模块中循环；水处理模块，所述水处理模块对清洗水进行水处理。
另外，所述清洗水供应模块可以包括：清洗水补充泵，所述清洗水补充泵接受供应清水而补充清洗水，向所述清洗模块供应；中和剂供应阀，所述中和剂供应阀向从所述清洗水补充泵供应给所述清洗模块并进行循环的清洗水中投入用于调节pH的中和剂；所述清洗模块可以包括一个以上的清洗单元，所述清洗单元喷射清洗水而清洗去除SOX和碳烟；所述冷却模块可以包括一个以上的冷却单元，所述冷却单元在所述一个以上的清洗单元的下端形成，借助于进行循环的冷却液而根据所述吸收液的种类将废气冷却至既定温度；所述清洗水循环模块可以包括：清洗水循环罐，所述清洗水循环罐收集穿过所述清洗模块的清洗水；pH计，所述pH计测量来自所述清洗水循环罐的清洗水的pH，使得调节所述中和剂供应阀而设置中和剂投入量；缓冲罐，所述缓冲罐存储清洗水初始水量，补充清洗水；清洗水循环泵及清洗水调节阀，所述清洗水循环泵及清洗水调节阀使穿过所述清洗模块的一部分清洗水供应给所述缓冲罐，剩余清洗水循环到所述清洗模块；清洗水冷却单元，所述清洗水冷却单元安装于所述清洗水循环泵的后端，冷却进行循环的清洗水；所述水处理模块可以包括：水处理单元，所述水处理单元对从所述缓冲罐排水的清洗水进行水处理，使经水处理的清洗水回归所述缓冲罐；污泥罐，所述污泥罐存储由所述水处理单元产生的污泥；船外排出阀，所述船外排出阀借助于所述水处理单元而将满足既定排出条件的清洗水排出船外；清洗水排水罐，所述清洗水排水罐临时存储来自所述缓冲罐的清洗水。
另外，所述CO2吸收部可以包括：吸收液存储罐，所述吸收液存储罐存储所述吸收液；一个以上的喷射喷嘴，所述喷射喷嘴喷射所述吸收液；一个以上的流路，所述流路使CO2与所述吸收液接触，借助于化学反应而使CO2转换为既定物质；吸收液喷射泵，所述吸收液喷射泵向所述一个以上的喷射喷嘴抽吸所述吸收液；冷却模块，所述冷却模块使冷却液循环到所述一个以上的流路，冷却因CO2吸收反应导致的发热；捕雾器，所述捕雾器在所述流路的终端以曲折的多片形态形成，去除穿过所述流路的废气的水分；吸收液罐，所述吸收液罐分离存储穿过所述流路的所述吸收液。
另外，所述一个以上的喷射喷嘴可以包括向下喷射所述吸收液的上端喷射喷嘴和下端喷射喷嘴，所述一个以上的流路可以包括使CO2与所述吸收液接触而借助于化学反应使CO2转换成所述既定物质的上端流路和下端流路，所述吸收液喷射泵可以向所述上端喷射喷嘴及所述下端喷射喷嘴抽吸所述吸收液，所述冷却模块可以使冷却液在所述上端流路及所述下端流路区间循环，冷却因CO2吸收反应导致的发热。
另外，所述上端流路或所述下端流路可以由多个段和隔壁构成，长长地形成流路，以便增加所述吸收液与废气的接触时间。
另外，在所述上端流路或所述下端流路上可以形成有填充材料和溶液再分配器，所述填充材料由蒸馏塔填料分多段构成，所述蒸馏塔填料设计成增大每单位体积的接触面积而以便增加所述吸收液与废气接触时间，所述溶液再分配器在分多段构成的所述蒸馏塔填料之间形成。
另外，所述吸收液存储罐可以存储NH4OH(aq)作为所述吸收液，借助于所述上端流路及所述下端流路，借助于NH4OH(aq)吸收CO2而转换成NH4HCO3(aq)，所述冷却模块可以以冷却套管或冷却盘管形态配置于所述上端流路及所述下端流路，将因CO2吸收反应导致的发热冷却至20℃至50℃。
另外，所述吸收液存储罐可以存储NaOH(aq)作为所述吸收液，借助于所述上端流路及所述下端流路，借助于NaOH(aq)吸收CO2而转换成NaHCO3或Na2CO3，所述冷却模块可以将因CO2吸收反应导致的发热冷却至80℃至100℃。
另外，穿过所述流路排出的所述既定物质可以存储于污泥罐或排出船外。
另外，所述废气循环部可以包括：第一阀，所述第一阀调节向所述空气吸入过滤器供应的废气流量；及第二阀，所述第二阀调节通过所述废气管向所述废气利用相关装置供应的废气流量。
另外，所述废气循环部可以分别调节供应到所述增压器而与外部气体混合的废气及供应到所述废气管的废气的流量。
另外，所述清洗部、所述CO2吸收部和所述废气循环部可以以加装于所述船舶引擎内部的形态构成。
另一方面，为了达成前述目的，本发明可以提供一种具备前述船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置的船舶。
技术效果
根据本发明，可以使EGR与iCER结合，在借助于EGR而减小NOX生成的同时，吸收CO2和SOX而转换成不对环境造成影响的物质，防止引擎的腐蚀，提高燃烧品质，借助于iCER提高引擎效率，减少甲烷逃逸(methane slip)，可以在进行再循环的废气中去除SOX和CO2，防止引擎的腐蚀，减小环境污染，可以以加装于船舶引擎内部的形态构成，节省安装空间，可以确保引擎室的空闲空间，使得能够追加安装于已安装了原有EGR系统的船舶，具有构成得减少变更事项的效果。
附图说明
图1图示了本发明实施例的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置的概略性构成图。
图2图示了体现图1的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置的系统回路图。
图3分离图示了图2的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置的废气接收器及增压器。
图4分离图示了图2的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置的清洗部。
图5分离图示了图2的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置的CO2吸收部。
图6分离图示了图2的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置的废气循环部。
具体实施方式
下面以附图为参考，对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易地实施。本发明可以以多种相异的形态体现，不限于在此说明的实施例。
本发明实施例的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置的要旨在于，包括：废气接收器110，所述废气接收器110临时存储从船舶引擎10的各气缸排出的废气并去除脉动；增压器120，所述增压器120借助于从废气接收器110供应的废气而压缩燃烧空气并供应；清洗部130，所述清洗部130向穿过增压器120供应的废气喷射清洗水，清洗去除SOX和碳烟，使冷却液循环而冷却废气；CO2吸收部140，所述CO2吸收部140向穿过清洗部130的废气喷射吸收液而吸收去除CO2；燃烧空气接收器150，所述燃烧空气接收器150临时存储被增压器120压缩的燃烧空气，去除脉动，向船舶引擎10的各气缸供气；及废气循环部160，所述废气循环部160将穿过CO2吸收部140的废气供应给增压器120，使得与外部气体混合；使EGR与iCER结合，在借助于EGR而减小NOX生成的同时，吸收CO2和SOX而转换成不对环境造成影响的物质，防止引擎的腐蚀，提高燃烧品质，借助于iCER提高引擎效率，减少甲烷逃逸。
下面参照图1至图6，如下详细叙述前述构成的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置。
首先，废气接收器110临时存储从船舶引擎10的各气缸排出的废气并去除脉动。
首先，废气接收器(exhaust gas receiver)110如图2及图3所示，临时存储从船舶引擎10的由多个构成的各气缸(图上未示出)的燃烧室，在燃烧后借助于排气冲程而从废气排出口排出的高温高压废气，去除废气的脉动，通过调节阀的开闭而经增压器120供应给诸如清洗部130或废热回收装置等的废气利用相关装置(图上未示出)。
例如，船舶引擎10中各气缸的点火顺序不同，因而废气的排出时间点也不同而发生脉动，废气接收器110具备适合去除废气压力的脉动的容量，以能保温的圆筒形态形成，一侧与燃烧室的废气排出口连接，另一侧与增压器120的涡轮121入口侧连接。
其中，船舶引擎10可以是根据奥托循环(Otto cycle)而以5barg至20barg范围的燃烧气体压力运转的低压2冲程双重燃料(dual fuel)引擎。低压2冲程双重燃料引擎由于NOX排放量小，即使在使用诸如柴油的燃料油的情况下，通过短时间的燃料油运转，也能够满足IMO NOX排出规定Ⅲ级，相比高压2冲程双重燃料引擎，燃烧气体压力为1/10以下，可以应用比较廉价的气体压缩机，气体压缩机的耗电低，可以节省航行费。
另一方面，不限定于低压2冲程双重燃料引擎，能够利用可用蒸发气体生成辅助电力的4冲程双重燃料引擎，也可以用作船舶引擎10。
然后，增压器(turbo charger)120利用从废气接收器110供应的废气的高温高压的能量来压缩燃烧空气，供应给燃烧空气接收器150，使得提高引擎效率。
具体而言，增压器120如图3所示，可以包括：涡轮121，所述涡轮121借助于从废气接收器110供应的高温高压的废气进行旋转；压缩机122，所述压缩机122结合于涡轮121的旋转轴进行旋转，对将再循环的废气与外部气体混合的燃烧空气进行压缩，供应给燃烧空气接收器150；空气吸入过滤器123，所述空气吸入过滤器123在压缩机122的吸入口侧形成，从穿过CO2吸收部140而去除了CO2的废气及外部气体过滤异物质并进行混合；燃烧空气冷却模块124，所述燃烧空气冷却模块124冷却从压缩机122供应给燃烧空气接收器150的燃烧空气；第一调节阀125，所述第一调节阀125调节从涡轮121到清洗部130的废气流量；第二调节阀126，所述第二调节阀126调节从涡轮121供应给废气利用相关装置的废气流量。
另外，第二调节阀126可以在预计连接于涡轮121的废气管的废气利用相关装置因高负载或高温废气而损伤的情况下控制开闭，使得增加向清洗部130的废气流量，降低废气的温度。
另外，燃烧空气冷却模块124可以包括：1段以上的冷却套管(cooling jacket)124a，所述冷却套管124a使冷却液循环，冷却燃烧空气；捕雾器124b，所述捕雾器124b以曲折的多片形态形成，去除穿过冷却套管124a的燃烧空气的水分；所述燃烧空气冷却模块124可以抑制因压缩机122压缩燃烧空气导致的温度上升，提高增压器效率，提高空气密度，提高船舶引擎10的效率。
然后，清洗部(EGR)130作为执行废气的清洗、冷却和中和的构成要素，向穿过增压器120而供应的废气第一次、第二次依次喷射清洗水，去除废气含有的SOX和碳烟(soot)并清洗，使冷却液循环，冷却废气并供应给CO2吸收部140。
作为参考，在船舶引擎10的燃烧室中，燃烧空气含有的氧气中一部分与燃料燃烧而生成CO2，其余与NOX生成SOX，清洗部130清洗及冷却燃烧后大量含有CO2的废气，只将燃烧所需的最小限度的O2供应给船舶引擎10的燃烧室，使得提高燃烧空气本身的CO2浓度，降低O2的浓度，抑制NOX的生成。
具体而言，清洗部130如图4所示，可以包括：清洗水供应模块131，所述清洗水供应模块131接受供应清水，中和并供应进行循环的清洗水；清洗模块132，所述清洗模块132将来自清洗水供应模块131的清洗水向来自增压器120的废气喷射而对其进行冷却、清洗；冷却模块133，所述冷却模块133使冷却液循环而冷却废气；清洗水循环模块134，所述清洗水循环模块134使得清洗水在清洗模块132循环；水处理模块(WTS：Water Treatment System)135，所述水处理模块(WTS：Water Treatment System)135对清洗水进行水处理。
清洗水供应模块131可以包括：清洗水补充泵131b，所述清洗水补充泵131b通过打开清水供应阀131a而接受供应清水，补充进行循环的清洗水，供应给清洗模块132；中和剂供应阀131c，所述中和剂供应阀131c向从清洗水补充泵131b供应到清洗模块132进行循环的清洗水投入用于调节pH的中和剂。其中，中和剂可以是去除因清洗水与废气的SOX反应而生成的硫酸的碱性中和剂。
清洗模块132包括喷射清洗水而清洗去除SOX和碳烟的一个以上的清洗单元，由前端的第一清洗单元132a和后端的第二清洗单元132b构成，所述前端的第一清洗单元132a将从清洗水供应模块131或清洗水循环模块134供应的清洗水向废气第一次喷射(pre-spray)，将高温的废气冷却至200℃至300℃，清洗去除SOX和碳烟等颗粒成分，所述后端的第二清洗单元132b第二次喷射(EGR cooler spray)清洗水，将废气冷却至45℃左右，清洗去除SOX和碳烟等颗粒成分。
冷却模块133包括在一个以上的清洗单元的下端形成并借助于循环的冷却液而根据吸收液种类将废气冷却为既定温度的一个以上的冷却单元，冷却模块133由第一冷却单元133a和第二冷却单元133b构成，所述第一冷却单元133a在第一清洗单元132a的下端形成，借助于循环的冷却液，根据吸收液的种类，将废气冷却至既定温度，所述第二冷却单元133b在第二清洗单元132b的下端形成，借助于循环的冷却液，根据吸收液的种类，将废气冷却至既定温度。
清洗水循环模块134包括：清洗水循环罐134a，所述清洗水循环罐134a收集穿过清洗模块132的清洗水；pH计134b，所述pH计134b测量来自清洗水循环罐134a的清洗水的pH，调节中和剂供应阀131c，设置中和剂投入量；缓冲罐134c，所述缓冲罐134c存储清洗水初始水量，补充清洗水；清洗水循环泵134d及清洗水调节阀134e，所述清洗水循环泵134d及清洗水调节阀134e使穿过清洗模块132的一部分清洗水供应给缓冲罐134c，剩余清洗水循环到清洗模块132；清洗水冷却单元134f，所述清洗水冷却单元134f安装于清洗水循环泵134d的后端，冷却进行循环的清洗水。
其中，pH计134b测量循环的清洗水含有的硫酸导致的pH，根据测量的pH，借助于中和剂供应阀131c来调节碱性中和剂的投入量，例如调节NaOH的投入量，使清洗水中和，防止与清洗水进行循环的管线相关构成要素的腐蚀，缓冲罐134c收集并去除因废气燃烧而附带性发生的追加水分，存储、补充借助于水处理模块135进行水处理而净化的清洗水。
另一方面，在将NH4OH(aq)用作CO2吸收部140的吸收液的情况下，穿过清洗模块132的废气的温度为20℃至50℃左右较为适宜，在将NaOH用作CO2吸收部140的吸收液的情况下，废气的温度为80℃至100℃左右较为适宜，根据使用的吸收液，清洗水的量和温度不同，可以不同地构成清洗模块132及清洗水冷却单元134f的组合，以便在保持清洗水对废气的清洗力的同时，满足CO2吸收部140的CO2吸收温度条件，同时，第一清洗单元132a和第二清洗单元132b的热交换器规格也可以不同地构成。
水处理模块135包括：水处理单元135a，所述水处理单元135a对从缓冲罐134c排出的清洗水进行水处理，使经水处理的清洗水回归缓冲罐134c；污泥罐135b，所述污泥罐135b存储水处理单元135a产生的污泥；船外排出阀135c，所述船外排出阀135c借助于水处理单元135a而将满足既定排出条件的清洗水排出船外；清洗水排水罐135d，所述清洗水排水罐135d临时存储来自缓冲罐134c的清洗水；从而分离清洗水中包含的碳烟等沉淀物并存储，将分离的排出水排出到船外。
然后，CO2吸收部140向穿过清洗部130的废气喷射吸收液，吸收去除CO2，使得降低向燃烧室再循环的废气的O2浓度，抑制NOX生成。
具体而言，如图2及图5所示，CO2吸收部140包括：吸收液存储罐141，所述吸收液存储罐141存储借助于化学反应而去除CO2的吸收液；上端喷射喷嘴142，所述上端喷射喷嘴142向下喷射吸收液；上端流路143，所述上端流路143使CO2与吸收液实现物理接触，借助于化学反应，使CO2转换成NH4HCO3、NaHCO3或Na2CO3；下端喷射喷嘴144，所述下端喷射喷嘴144向下喷射吸收液；下端流路145，所述下端流路145使CO2与吸收液实现物理接触，借助于化学反应而使CO2转换成NH4HCO3、NaHCO3或Na2CO3；吸收液喷射泵146，所述吸收液喷射泵146向上端喷射喷嘴142及下端喷射喷嘴144抽吸吸收液；冷却模块147，所述冷却模块147使冷却液在上端流路143及下端流路145区间循环，分别冷却因CO2吸收反应导致的发热；捕雾器148，所述捕雾器148以曲折的多片形态形成，去除穿过下端流路145的废气的水分；吸收液罐149，所述吸收液罐149分离存储依次穿过上端流路143及下端流路145的吸收液。
其中，吸收液既可以通过船内另外的设备而制备并即时供应，也可以以存储于吸收液存储罐141的形态抽吸并供应，上端喷射喷嘴142及下端喷射喷嘴144可以以安装有多个辅助配管的形态构成，所述辅助配管连接于主配管，形成有多个喷射孔。
另一方面，上端流路143或下端流路145由多个段和隔壁构成，长长地形成流路，以便增加吸收液与废气的接触时间，并使得借助于吸收液而充分吸收、溶解CO2，或转换成满足船外排出条件的物质。
另外，在上端流路143或下端流路145上可以形成有填充材料143a、145a和溶液再分配器(图上未示出)，所述填充材料143a、145a由蒸馏塔填料(distilling columnpacking)分多段构成，所述蒸馏塔填料设计成增大每单位体积的接触面积而以便增加所述吸收液与废气的接触时间，所述溶液再分配器在分多段构成的蒸馏塔填料之间形成。
例如，可以考虑到每单位体积的接触面积、气体的压力下降和溢出速度，选定适合工序的蒸馏塔填料，可以使得借助于溶液再分配器而防止清水的沟流(channeling)现象。
另一方面，根据吸收CO2的吸收液的选择，生成物与冷却方式会不同，即，在将NH4OH(aq)用作吸收液的情况下，吸收液存储罐141存储NH4OH(aq)作为吸收液，借助于穿过上端流路143及下端流路145的NH4OH(aq)，根据下述[化学式1]或[化学式2]吸收CO2而转换成NH4HCO3(aq)，冷却模块147以冷却套管或冷却盘管形态配置于上端流路143及下端流路145，将因CO2吸收反应导致的发热冷却至20℃至50℃，可以诱导[化学式1]或[化学式2]的顺利正向反应。
即，在未达到20℃的情况下，CO2吸收率会减小，在超过50℃的情况下，CO2吸收率会增加，但存在NH3气化而损失的缺点，可以优选保持在20℃至50℃。
【化学式1】
NH4OH+H2CO3→H2O+NH4HCO3
【化学式2】
2NH4OH+CO2→(NH4)2CO3+H2O
(NH4)2CO3+CO2+H2O→2NH4HCO3
或者，在使用NaOH作为吸收液的情况下，吸收液存储罐141存储NaOH作为吸收液，借助于穿过上端流路143及下端流路145的NaOH，例如根据下述[化学式3]或[化学式4]，吸收CO2而转换成Na2CO3或NaHCO3，冷却模块147将因CO2吸收反应导致的发热冷却至80℃至100℃，可以诱导[化学式3]或[化学式4]的顺利正向反应。
【化学式3】
2NaOH(aq)+CO2(g)→Na2CO3(aq)+H2O(I)
【化学式4】
Na2CO3(aq)+H2O(I)→2NaHCO3(aq)
另一方面，穿过上端流路143及下端流路145而存储于吸收液罐149的吸收液可以进行再生处理或废弃处理，从CO2吸收部140排出的排出物可以借助于阀门调节而存储于污泥罐135b或排出船外。
然后，燃烧空气接收器(scavenge air receiver)150如图3所示，临时存储穿过CO2吸收部140而去除CO2、O2浓度下降、被增压器120压缩的燃烧空气，去除脉动，在吸入冲程中向船舶引擎10的各气缸供气。
例如，由于各气缸的点火顺序不同，因而燃烧空气的吸入时间点也不同而发生脉动，燃烧空气接收器150具备适合去除燃烧空气压力的脉动的容量，以能保温的圆筒形态形成，一侧与燃烧室的燃烧空气吸入口连接，另一侧与增压器120的压缩机122出口侧连接。
然后，废气循环部(iCER：intelligent Control by Exhaust Recycling)160将穿过CO2吸收部140的废气供应给增压器120而使得与外部气体混合。
即，如图6所示，废气循环部160作为将穿过CO2吸收部140的下端流路145和捕雾器148的废气供应给增压器120的空气吸入过滤器123的燃烧空气管线，可以分别调节供应到增压器120而与外部气体混合的废气及供应到废气管的废气的流量。
例如，可以借助于第一阀161的开闭调节，调节供应到空气吸入过滤器123的废气流量，借助于第二阀162的开闭调节，调节通过废气管供应到废气利用相关装置的废气流量
另一方面，NOX的减少量也与基于废气循环部160的废气再循环比率成比例增加，全体废气的30％至40％左右可以再循环而供应给船舶引擎10。
因此，将清洗部130与废气循环部160结合，可以使得减小在双重燃料引擎的奥托循环中发生的甲烷逃逸，在燃烧空气中取代O2而提高CO2比率，调节CO2浓度。
另外，前面提及的清洗部130、CO2吸收部140和废气循环部160以加装于船舶引擎10内部的形态构成，可以节省引擎室的安装空间，使得能够追加安装于已安装了原有EGR系统的船舶，构成得减少变更事项。
另一方面，本发明可以提供一种具备前述船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置的船舶。
因此，根据船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置及具备该装置的船舶，使EGR与iCER结合，可以在借助于EGR而减小NOX生成的同时，吸收CO2和SOX而转换成不对环境造成影响的物质，防止引擎的腐蚀，提高燃烧品质，借助于iCER提高引擎效率，减少甲烷逃逸(methane slip)，可以在进行再循环的废气中去除SOX和CO2，防止引擎的腐蚀，减小环境污染，可以以加装于船舶引擎内部的形态构成，节省安装空间，可以确保引擎室的空闲空间，使得能够追加安装于已安装了原有EGR系统的船舶，构成得减少变更事项。
以上参照附图实施例说明了本发明。但是，本发明不限于此，可以由本发明所属技术领域的普通技术人员，实现属于与本发明均等范围的多样变形例或其他实施例。因此，本发明真正的保护范围应根据权利要求书确定。

Claims (18)

1.一种船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，包括：
废气接收器，所述废气接收器临时存储从船舶引擎的各气缸排出的废气并去除脉动；
增压器，所述增压器借助于从所述废气接收器供应的废气而压缩燃烧空气并供应；
清洗部，所述清洗部向穿过所述增压器供应的废气喷射清洗水，清洗去除SOX和碳烟，使冷却液循环而冷却废气；
CO2吸收部，所述CO2吸收部向穿过所述清洗部的废气喷射吸收液而吸收去除CO2；
燃烧空气接收器，所述燃烧空气接收器临时存储被所述增压器压缩的燃烧空气，去除脉动，向所述船舶引擎的各气缸供气；及
废气循环部，所述废气循环部将穿过所述CO2吸收部的废气供应给所述增压器，使得与外部气体混合。
2.根据权利要求1所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述船舶引擎为低压2冲程双重燃料引擎或4冲程双重燃料引擎。
3.根据权利要求1所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述增压器包括：
涡轮，所述涡轮借助于从所述废气接收器供应的高温高压的废气而旋转；压缩机，所述压缩机结合于所述涡轮的旋转轴进行旋转，将燃烧空气压缩并供应给所述燃烧空气接收器；空气吸入过滤器，所述空气吸入过滤器在所述压缩机的吸入口侧形成，从穿过所述CO2吸收部而去除了CO2的废气及外部气体过滤异物质并进行混合；燃烧空气冷却模块，所述燃烧空气冷却模块冷却从所述压缩机供应给所述燃烧空气接收器的燃烧空气；第一调节阀，所述第一调节阀调节从所述涡轮向所述清洗部的废气流量；第二调节阀，所述第二调节阀调节从所述涡轮向废气利用相关装置供应的废气流量。
4.根据权利要求3所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述第二调节阀在预计连接于所述涡轮的废气管的所述废气利用相关装置因高负载或高温度的废气而损伤的情况下控制开闭，使得通往所述清洗部的废气流量增加，降低废气的温度。
5.根据权利要求3所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述燃烧空气冷却模块包括：1段以上的冷却套管，所述冷却套管使冷却液循环，冷却燃烧空气；捕雾器，所述捕雾器以曲折的多片形态形成，去除穿过所述冷却套管的燃烧空气的水分。
6.根据权利要求1所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述清洗部包括：
清洗水供应模块，所述清洗水供应模块接受清水而进行中和并供应循环的清洗水；清洗模块，所述清洗模块将来自所述清洗水供应模块的清洗水向来自所述增压器的废气喷射而冷却、清洗所述废气；冷却模块，所述冷却模块使冷却液循环而冷却废气；清洗水循环模块，所述清洗水循环模块使得清洗水在所述清洗模块中循环；水处理模块，所述水处理模块对清洗水进行水处理。
7.根据权利要求6所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述清洗水供应模块包括：清洗水补充泵，所述清洗水补充泵接受供应清水而补充清洗水，向所述清洗模块供应；中和剂供应阀，所述中和剂供应阀向从所述清洗水补充泵供应给所述清洗模块并进行循环的清洗水中投入用于调节pH的中和剂；
所述清洗模块包括一个以上的清洗单元，所述清洗单元喷射清洗水而清洗去除SOX和碳烟；
所述冷却模块包括一个以上的冷却单元，所述一个以上的冷却单元在所述一个以上的清洗单元的下端形成，借助于进行循环的冷却液而根据所述吸收液的种类将废气冷却至既定温度；
所述清洗水循环模块包括：清洗水循环罐，所述清洗水循环罐收集穿过所述清洗模块的清洗水；pH计，所述pH计测量来自所述清洗水循环罐的清洗水的pH，使得调节所述中和剂供应阀而设置中和剂投入量；缓冲罐，所述缓冲罐存储清洗水初始水量，补充清洗水；清洗水循环泵及清洗水调节阀，所述清洗水循环泵及清洗水调节阀使穿过所述清洗模块的一部分清洗水供应给所述缓冲罐，剩余清洗水循环到所述清洗模块；清洗水冷却单元，所述清洗水冷却单元安装于所述清洗水循环泵的后端，冷却进行循环的清洗水；
所述水处理模块包括：水处理单元，所述水处理单元对从所述缓冲罐排水的清洗水进行水处理，使经水处理的清洗水回归所述缓冲罐；污泥罐，所述污泥罐存储由所述水处理单元产生的污泥；船外排出阀，所述船外排出阀借助于所述水处理单元而将满足既定排出条件的清洗水排出船外；清洗水排水罐，所述清洗水排水罐临时存储来自所述缓冲罐的清洗水。
8.根据权利要求1所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述CO2吸收部包括：
吸收液存储罐，所述吸收液存储罐存储所述吸收液；一个以上的喷射喷嘴，所述喷射喷嘴喷射所述吸收液；一个以上的流路，所述流路使CO2与所述吸收液接触，借助于化学反应而使CO2转换为既定物质；吸收液喷射泵，所述吸收液喷射泵向所述一个以上的喷射喷嘴抽吸所述吸收液；冷却模块，所述冷却模块使冷却液循环到所述一个以上的流路，冷却因CO2吸收反应导致的发热；捕雾器，所述捕雾器在所述流路的终端以曲折的多片形态形成，去除穿过所述流路的废气的水分；吸收液罐，所述吸收液罐分离存储穿过所述流路的所述吸收液。
9.根据权利要求8所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述一个以上的喷射喷嘴包括向下喷射所述吸收液的上端喷射喷嘴和下端喷射喷嘴，
所述一个以上的流路包括使CO2与所述吸收液接触而借助于化学反应使CO2转换成所述既定物质的上端流路和下端流路，
所述吸收液喷射泵向所述上端喷射喷嘴及所述下端喷射喷嘴抽吸所述吸收液，
所述冷却模块使冷却液在所述上端流路及所述下端流路区间循环，冷却因CO2吸收反应导致的发热。
10.根据权利要求9所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述上端流路或所述下端流路由多个段和隔壁构成，长长地形成流路，以便增加所述吸收液与废气的接触时间。
11.根据权利要求9所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
在所述上端流路或所述下端流路上形成有填充材料和溶液再分配器，所述填充材料由蒸馏塔填料分多段构成，所述蒸馏塔填料设计成增大每单位体积的接触面积而以便增加所述吸收液与废气的接触时间，所述溶液再分配器在分多段构成的所述蒸馏塔填料之间形成。
12.根据权利要求9所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收液存储罐存储NH4OH(aq)作为所述吸收液，
借助于所述上端流路及所述下端流路，借助于NH4OH(aq)吸收CO2而转换成NH4HCO3(aq)，
所述冷却模块以冷却套管或冷却盘管形态配置于所述上端流路及所述下端流路，将因CO2吸收反应导致的发热冷却至20℃至50℃。
13.根据权利要求9所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收液存储罐存储NaOH(aq)作为所述吸收液，
借助于所述上端流路及所述下端流路，借助于NaOH(aq)吸收CO2而转换成NaHCO3或Na2CO3，
所述冷却模块将因CO2吸收反应导致的发热冷却至80℃至100℃。
14.根据权利要求8所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
穿过所述流路排出的所述既定物质存储于污泥罐或排出船外。
15.根据权利要求4所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述废气循环部包括：
第一阀，所述第一阀调节向所述空气吸入过滤器供应的废气流量；及
第二阀，所述第二阀调节通过所述废气管向所述废气利用相关装置供应的废气流量。
16.根据权利要求4所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
分别调节供应到所述增压器而与外部气体混合的废气及供应到所述废气管的废气的流量。
17.根据权利要求1所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置，其特征在于，
所述清洗部、所述CO2吸收部和所述废气循环部以加装于所述船舶引擎内部的形态构成。
18.一种具备权利要求1至17中任一项所述的船舶的EGR及iCER结合温室气体减排装置的船舶。
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