CN116490678A - 船舶的温室气体减排装置及具备其的船舶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种船舶的温室气体减排装置，包括：海水供应部(110)，所述海水供应部(110)供应海水；吸收液制造部(120)，所述吸收液制造部(120)制造并供应高浓度CO2吸收液；吸收塔(130)，所述吸收塔(130)形成有CO2去除部(131)，所述CO2去除部(131)使从船舶引擎(10)排出的废气与从海水供应部(110)供应的海水反应并冷却，使冷却的废气与来自吸收液制造部(120)的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2；吸收液再生部(140)，所述吸收液再生部使从吸收塔(130)排出的铵盐水溶液与二价金属氢氧化物水溶液反应，使吸收液与NH3再生并向吸收塔(130)循环供应，再用作吸收液；及吸收液循环部(150)，所述吸收液循环部使从吸收塔(130)下端排出的铵盐水溶液或部分未反应吸收液通过吸收液循环管线A向所吸收塔(130)上端循环；其中，只转换部分铵盐水溶液为碳酸盐，使残存的未反应吸收液向吸收塔(130)循环而保持CO2的吸收率。

Description

船舶的温室气体减排装置及具备其的船舶
技术领域
本发明涉及一种仅获取CO2捕集时使用的部分吸收液从而去除被吸收的CO2，能够保持吸收液再生部及吸收液循环部的装置尺寸小并能够连续运转的船舶的温室气体减排装置及具备其的船舶。
另外，本发明涉及一种借助于热交换方式冷却废气而防止吸收液浓度低下，仅获取CO2捕集时使用的部分吸收液从而去除被吸收的CO2，能够持续循环未反应吸收液从而能够连续运转的船舶的温室气体减排装置及具备其的船舶。
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，将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称为CCS(Carbon dioxide Capture and Storage:碳捕获和储存)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，因而是其中使用最多的技术。
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。
作为参考，直接捕集及存储二氧化碳的CCS技术中的CO2捕集技术，可以根据对象工序的CO2发生条件而多样地接近，目前代表性技术有吸收法、吸附法和膜分离法，其中，湿式吸收法就陆地工厂而言，技术成熟度高，CO2的大量处理容易，可以说是最接近CCS技术商用化的捕集技术，作为吸收剂，主要使用胺系列和氨。
另一方面，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目前在船舶中尚没有商用化案例，将氢或氨用作燃料的方法目前也在开发中，尚未达到商业化水平的阶段。
另外，提出了将能够利用吸收液吸收从船舶引擎排出的废气中作为温室气体的CO2，转换成不对环境造成影响的物质并排出或转换成有用的物质进行存储，防止因运转时根据废气排出的吸收液的减少及因其他消耗导致的吸收液浓度变化导致的吸收性能低下的技术应用于船舶的必要性。
另外，为了使得SOX的发生量减小或不发生，针对将LNG或低硫油用作燃料的船舶，提出了将能够利用吸收液吸收从船舶引擎排出的废气中作为温室气体的CO2，转换成不对环境造成影响的物质并排出或转换成有用的物质进行存储，防止因运转时根据废气排出的吸收液的减少及因其他消耗导致的吸收液浓度变化导致的吸收性能低下的技术应用于船舶的必要性。
发明内容
技术问题
本发明思想要实现的技术课题在于提供一种仅仅获取CO2捕集时使用的部分吸收液从而去除被吸收的CO2，能够保持吸收液再生部及吸收液循环部的装置尺寸小并能够连续运行的船舶的温室气体减排装置及具备其的船舶。
另外，本发明思想要实现的技术课题在于提供一种能够借助于热交换方式冷却废气而防止吸收液浓度低下，仅获取CO2捕集时使用的部分吸收液从而去除被吸收的CO2，能够持续循环未反应吸收液从而能够连续运转的船舶的温室气体减排装置及具备其的船舶。
技术方案
为了达成前述目的，本发明提供一种船舶的温室气体减排装置，包括：海水供应部，所述海水供应部供应海水；吸收液制造部，所述吸收液制造部制造并供应高浓度CO2吸收液；吸收塔，所述吸收塔形成有CO2去除部，所述CO2去除部使从船舶引擎排出的废气与从所述海水供应部供应的海水反应并冷却，使所述冷却的废气与来自所述吸收液制造部的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2；吸收液再生部，所述吸收液再生部使从所述吸收塔排出的铵盐水溶液与二价金属氢氧化物水溶液反应，使吸收液与NH3再生并向所述吸收塔循环供应，再用作吸收液；及吸收液循环部，所述吸收液循环部使从所述吸收塔下端排出的铵盐水溶液或部分未反应吸收液通过吸收液循环管线向所述吸收塔上端循环。
另外，所述吸收液循环部可以包括：氨水循环水泵，所述氨水循环水泵通过所述吸收液循环管线循环铵盐水溶液或部分未反应吸收液；及pH传感器，所述pH传感器测量向所述吸收塔上端供应的吸收液的浓度。
所述吸收液再生部可以包括：存储罐，所述存储罐存储二价金属氢氧化物水溶液；混合罐，所述混合罐使从所述吸收塔排出的铵盐水溶液和二价金属氢氧化物水溶液通过搅拌机搅拌而生成NH3(g)和碳酸盐；及过滤器，所述过滤器从所述混合罐吸收溶液及沉淀物而分离碳酸盐。
另外，可以将借助于所述混合罐而生成的NH3(g)供应到所述吸收塔，或将借助于所述过滤器而分离的吸收液供应到所述吸收液循环部。
另外，所述存储罐中存储的所述二价金属氢氧化物水溶液可以为使清水与CaO或MgO反应而生成的Ca(OH)2或Mg(OH)2。
另外，可以将借助于所述过滤器而分离的氨水或清水供应到所述吸收液制造部，或将相对于总循环清水而由所述混合罐追加生成的过剩清水存储于所述清水罐而在所述存储罐中的二价金属氢氧化物水溶液生成时再利用。
另外，所述吸收塔可以还包括SOX吸收部，所述SOX吸收部使从所述船舶引擎排出的废气与从所述海水供应部供应的海水反应，在冷却的同时使SOX溶解、去除，所述CO2去除部可以使所述去除了SOX的废气与从所述海水供应部供应的海水反应并冷却，使所述冷却的废气与来自所述吸收液制造部的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2。
另外，所述吸收塔可以还包括NOX吸收部，所述NOX吸收部吸收、去除从所述船舶引擎排出的废气的NOX，所述CO2去除部可以使所述去除了NOX的废气与从所述海水供应部供应的海水反应并冷却，使所述冷却的废气与来自所述吸收液制造部的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2。
另外，所述吸收塔可以依次层叠形成有NOX吸收部、SOX吸收部和所述CO2去除部，其中，NOX吸收部吸收、去除从所述船舶引擎排出的废气的NOX，所述SOX吸收部在使所述去除了NOX的废气与从所述海水供应部供应的海水反应并冷却的同时溶解去除SOX，所述CO2去除部使所述去除了SOX的废气与来自所述吸收液制造部的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2。
另外，可以将借助于所述吸收液再生部再生的NH3供应到所述NOX吸收部,所述NOX吸收部利用NH3吸收NOX，或使用尿素水吸收NOX。
所述海水供应部可以包括：海水泵，所述海水泵从船外通过海底吸入箱接受供应海水并抽吸到所述SOX吸收部；及海水调节阀，所述海水调节阀根据废气的量，调节从所述海水泵供应到所述SOX吸收部的海水的喷射量。
所述吸收液制造部可以包括：清水罐，所述清水罐存储清水；清水调节阀，所述清水调节阀从所述清水罐供应清水；NH3存储库，所述NH3存储库存储高压的NH3；氨水罐，所述氨水罐向借助于所述清水调节阀而供应的清水喷射从所述NH3存储库供应的NH3，制备并存储作为吸收液的高浓度氨水；pH传感器，所述pH传感器测量所述氨水罐内的氨水浓度；及氨水供应泵，所述氨水供应泵从所述氨水罐向所述吸收液循环部供应氨水。
另外，所述SOX吸收部可以包括：多段的海水喷射喷嘴，所述海水喷射喷嘴向下方喷射从所述海水供应部供应的海水；及隔壁形态的废气流入管或罩住所述废气流入管的雨伞形态的切断板，使得清洗水不逆流。
另外，可以在所述海水喷射喷嘴下部，分多段分别形成有多孔性上板，所述多孔性上板形成有供废气穿过的流路，从而海水与废气能够接触。
另外，可以在所述海水喷射喷嘴下部，形成有填充了使得海水与废气接触的填充材料的吸收装置，从而海水能够溶解SOX。
另外，所述CO2去除部可以包括：氨水喷射喷嘴，所述氨水喷射喷嘴向下方喷射所述吸收液；填充材料，所述填充材料使CO2与作为吸收液的氨水接触，使CO2转换成NH4HCO3(aq)；冷却套管，所述冷却套管在填充有所述填充材料的吸收装置的每个区间分多段形成，冷却因CO2去除反应导致的发热；水喷雾器，所述水喷雾器捕集未与CO2反应便排出到外部的NH3；除雾板，所述除雾板以曲折的多板形态形成，使氨水向所述填充材料方向回归；隔壁，所述隔壁形成得使氨水不逆流；及切断板，所述切断板为罩住被所述隔壁环绕的废气流入孔的雨伞形态。
另外，所述填充材料可以由设计得增大单位体积的接触面积的多段的蒸馏塔填料构成，可以在所述蒸馏塔填料之间形成有溶液再分配器。
另外，所述吸收塔可以还包括EGE，所述EGE在所述NOX吸收部与所述SOX吸收部之间形成，使所述船舶引擎的废热与锅炉水进行热交换。
另外，可以还包括排出部，所述排出部由清洗水罐、水处理装置及泥浆存储罐构成，其中，所述清洗水罐存储从所述吸收塔排出的清洗水，所述水处理装置具备调节浊度的过滤单元和用于pH调节的中和剂注入单元，以便借助于移送泵而移送到所述清洗水罐的清洗水满足船外排出条件，所述泥浆存储罐分离存储固态的排出物。
另一方面，本发明可以提供一种具备前述船舶的温室气体减排装置的船舶。
为了达成前述另一目的，本发明提供一种船舶的温室气体减排装置，包括：废气冷却部，所述废气冷却部冷却从船舶引擎排出的废气；吸收液制造部，所述吸收液制造部制造并供应高浓度CO2吸收液；吸收塔，所述吸收塔形成有CO2去除部，所述CO2去除部使借助于所述废气冷却部而冷却的废气与从所述吸收液制造部供应的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2；吸收液再生部，所述吸收液再生部使从所述吸收塔排出的铵盐水溶液与二价金属氢氧化物水溶液反应，使吸收液与NH3再生并向所述吸收塔循环供应，再用作吸收液；及吸收液循环部，所述吸收液循环部使从所述吸收塔下端排出的铵盐水溶液或部分未反应吸收液通过吸收液循环管线向所述吸收塔上端循环。
另外，所述吸收液循环部可以包括：氨水循环水泵，所述氨水循环水泵通过所述吸收液循环管线循环铵盐水溶液或部分未反应吸收液；及pH传感器，所述pH传感器测量向所述吸收塔上端供应的吸收液的浓度。
所述吸收液再生部可以包括：存储罐，所述存储罐存储二价金属氢氧化物水溶液；混合罐，所述混合罐使从所述吸收塔排出的铵盐水溶液和二价金属氢氧化物水溶液通过搅拌机搅拌而生成NH3(g)和碳酸盐；及过滤器，所述过滤器从所述混合罐吸收溶液及沉淀物而分离碳酸盐。
可以将借助于所述混合罐而生成的NH3(g)供应到所述吸收塔，或将借助于所述过滤器而分离的吸收液供应到所述吸收液循环部。
所述存储罐中存储的二价金属氢氧化物水溶液可以为使清水与CaO或MgO反应而生成的Ca(OH)2或Mg(OH)2。
可以将借助于所述过滤器而分离的氨水或清水供应到所述吸收液制造部，或将相对于总循环清水而由所述混合罐追加生成的过剩清水存储于所述清水罐而在所述存储罐中的二价金属氢氧化物水溶液生成时再利用。
所述船舶引擎可以将LNG或低硫油用作燃料。
所述废气冷却部可以利用包围废气排出管的热交换配管，使从船内冷却系统提供的清水循环，将废气冷却为27℃至33℃的温度。
所述吸收塔可以还包括NOX吸收部，所述NOX吸收部吸收、去除从所述船舶引擎排出的废气的NOX，所述CO2去除部去除所述NOX，使借助于所述废气冷却部而冷却的废气与来自所述吸收液制造部的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2。
另外，所述NOX吸收部及所述CO2去除部可以层叠形成。
另外，可以将借助于所述吸收液再生部再生的NH3供应到所述NOX吸收部,所述NOX吸收部利用NH3吸收NOX，或使用尿素水吸收NOX。
另外，所述吸收液制造部可以包括：清水罐，所述清水罐存储清水；清水调节阀，所述清水调节阀从所述清水罐供应清水NH3存储库，所述NH3存储库存储高压的NH3；氨水罐，所述氨水罐向借助于所述清水调节阀而供应的清水喷射从所述NH3存储库供应的NH3，制备并存储作为吸收液的高浓度氨水；pH传感器，所述pH传感器测量所述氨水罐内的氨水浓度；及氨水供应泵，所述氨水供应泵从所述氨水罐向所述吸收液循环部供应氨水。
另外，所述CO2去除部可以包括：氨水喷射喷嘴，所述氨水喷射喷嘴向下方喷射所述吸收液；填充材料，所述填充材料使CO2与作为吸收液的氨水接触，使CO2转换成NH4HCO3(aq)；冷却套管，所述冷却套管在填充有所述填充材料的吸收装置的每个区间分多段形成，冷却因CO2去除反应导致的发热；水喷雾器，所述水喷雾器捕集未与CO2反应便排出到外部的NH3；除雾板，所述除雾板以曲折的多板形态形成，使氨水向所述填充材料方向回归；隔壁，所述隔壁形成得使氨水不漏液；及切断板，所述切断板为罩住被所述隔壁环绕的废气流入孔的雨伞形态。
另外，所述填充材料可以由设计得增大单位体积的接触面积的多段的蒸馏塔填料构成，可以在所述蒸馏塔填料之间形成有溶液再分配器。
另外，所述吸收塔可以还包括EGE，所述EGE在所述NOX吸收部与所述CO2去除部之间形成，使所述船舶引擎的废热与锅炉水进行热交换。
另一方面，本发明可以提供一种具备前面列举的船舶的温室气体减排装置的船舶。
技术效果
根据本发明，具有的效果是，仅获取CO2捕集时使用的部分吸收液从而去除被吸收的CO2，保持吸收液再生部及吸收液循环部的装置尺寸小并能够连续运转。
另外，可以灵活应对根据船舶引擎变化的CO2吸收率，供应高浓度吸收液而防止温室气体吸收性能低下，应用加压系统而防止因高浓度吸收液的自然蒸发的吸收液损失。
更进一步的，转换成不对环境造成影响的自然状态的碳酸盐形态并分离排出或转换成有用的物质进行存储，以便满足IMO温室气体排放限制，再生NH3而使比较昂贵的NH3消耗实现最小化，能够减小过滤器后端部的容量大小，去除因在NH3再生时残存的SOX导致的副反应，使NH3损失最小化，可以使得在氨回收时不包含杂质。
另外，根据本发明，具有的效果是，借助于热交换方式冷却废气而防止吸收液浓度低下，仅获取CO2捕集时使用的部分吸收液从而去除被吸收的CO2，保持吸收液再生部及吸收液循环部的装置尺寸小并能够连续运转。
另外，可以灵活应对根据船舶引擎变化的CO2吸收率，供应高浓度吸收液而防止温室气体吸收性能低下，应用加压系统而防止因高浓度吸收液的自然蒸发的吸收液损失。
更进一步的，转换成不对环境造成影响的物质并分离排出或转换成有用的物质进行存储，以便满足IMO温室气体排放限制，再生NH3而使比较昂贵的NH3消耗实现最小化，能够减小过滤器后端部的容量大小，将温室气体存储为以自然状态存在的碳酸盐形态，使得能够进行海上排出，去除因在NH3再生时残存的NOX或SOX导致的副反应，使NH3损失最小化，可以使得在氨回收时不包含杂质。
附图说明
图1图示了本发明实施例的船舶的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的船舶的温室气体减排装置的海水供应部。
图4分离图示了图2的船舶的温室气体减排装置的吸收液制造部、吸收液再生部和吸收液循环部。
图5分离图示了图2的船舶的温室气体减排装置的吸收塔。
图6分离图示了图5的吸收塔的SOX吸收部。
图7分离图示了图2的船舶的温室气体减排装置的蒸汽生成部及排出部。
图8示例性图示了应用于图2的船舶的温室气体减排装置的多样填充材料。
图9示例性图示了应用于图2的船舶的温室气体减排装置的氨水喷射喷嘴。
图10图示了本发明另一实施例的船舶的温室气体减排装置的概略性构成图。
图11图示了体现图10的另一实施例的船舶的温室气体减排装置的系统回路图。
图12分离图示了图11的另一实施例的船舶的温室气体减排装置的废气冷却部及吸收塔。
图13分离图示了图11的另一实施例的船舶的温室气体减排装置的吸收液制造部、吸收液再生部和吸收液循环部。
图14分离图示了图11的另一实施例的船舶的温室气体减排装置的蒸汽生成部。
图15示例性图示了应用于图11的另一实施例的船舶的温室气体减排装置的多样填充材料。
图16示例性图示了应用于图11的另一实施例的船舶的温室气体减排装置应用的氨水喷射喷嘴。
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。
如果参照图1，本发明一个实施例的船舶的温室气体减排装置的要旨在于，包括：海水供应部110，所述海水供应部110供应海水；吸收液制造部120，所述吸收液制造部120制造并供应高浓度CO2吸收液；吸收塔130，所述吸收塔130形成有CO2去除部131，所述CO2去除部131使从船舶引擎10排出的废气与从海水供应部110供应的海水反应并冷却，使冷却的废气与来自吸收液制造部120的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2；吸收液再生部140，所述吸收液再生部使从吸收塔130排出的铵盐水溶液与二价金属氢氧化物水溶液反应，使吸收液与NH3再生并向吸收塔130循环供应，再用作吸收液；及吸收液循环部150，所述吸收液循环部使从吸收塔130下端排出的铵盐水溶液或部分未反应吸收液通过吸收液循环管线A向所吸收塔130上端循环；其中，只转换部分铵盐水溶液为碳酸盐，使残存的未反应吸收液向吸收塔130循环而保持CO2的吸收率。
其中，根据用作主引擎或发电用引擎的船舶引擎的种类及规格(低压引擎或高压引擎)、向船舶引擎供应的燃料的种类(HFO、MDO、LNG、MGO、LSMGO、氨等)，吸收塔130除CO2去除部之外，可以选择性包括去除氮氧化物的NOX吸收部或去除硫酸化物的SOX吸收部而构成，或全部包括地构成。
特别是在将低硫油(LSMGO)用作船舶引擎燃料的情况下，可以追加配备能够同时执行废气冷却与SOx溶解吸收去除的SOx吸收部。
下面记述在吸收塔130依次层叠形成有NOx吸收部、SOx吸收部及CO2去除部的实施例，但并非限定于此，如前所述，NOx吸收部及/或SOx吸收部可以根据船舶引擎规格和燃料的种类而选择性地决定是否配备。
下面参照图1至图9，具体地详细叙述前述船舶的温室气体减排装置的构成。
首先，海水供应部110将海水供应给吸收塔130，降低高温高压的废气的温度，使借助于吸收液的CO2吸收顺利进行。
具体而言，海水供应部110如图2及图3所示，可以由海水泵111和海水调节阀112构成，其中，所述海水泵111从船外通过海底吸入箱(sea chest)(图上未示出)吸入、接受供应海水，抽吸到吸收塔130的SOX吸收部132，所述海水调节阀112根据废气的量，调节向SOX吸收部132供应的海水的喷射量。其中，海水泵111也可以分离为从船外吸入海水的吸入泵(suction pump)和将海水抽吸移送到SOX吸收部132的海水移送泵构成。
作为参考，根据船舶是靠岸时或航海时，可以根据水深而从吸入上部海水的高(high)海底吸入箱或吸入下部海水的低海底吸入箱选择性地供应到海水泵111。即，在船舶靠岸时，上部海水比下部海水干净，因而可以使用高海底吸入箱，在船舶航海时，下部海水比上部海水干净，因而可以使用低海底吸入箱。
其中，海水调节阀112可以为调节海水流量的手动操作型隔膜阀或电磁阀，但并非限定于此，只要是可以根据废气的量来调节通过SOX吸收部132的海水喷射喷嘴132a的海水喷射量，任何形态的阀门均可应用。
然后，吸收液制造部120为了供应高浓度吸收液以保持吸收液的浓度，如下面[化学式1]所示，使清水(fresh water)与NH3反应，制造作为高浓度CO2吸收液的高浓度氨水(NH4OH(aq))，经吸收液循环部150供应给在吸收塔130的上端形成的CO2去除部131。
[化学式1]
NH3+H2O→NH4OH(aq)，(发热反应，1650MJ/ton)
具体而言，如图2及图4所示，吸收液制造部120可以包括：清水罐(图中未示出)，所述清水罐存储清水；清水调节阀121，所述清水调节阀121从清水罐将清水供应给氨水罐123；NH3存储库122，所述NH3存储库122存储高压的NH3；氨水罐123，所述氨水罐123向借助于清水调节阀121而供应的清水喷射从NH3存储库122供应的NH3，制备并存储高浓度氨水；pH传感器124，所述pH传感器124测量氨水罐123内的氨水浓度；及氨水供应泵125，所述氨水供应泵125从氨水罐123向吸收液循环部150的吸收液循环管线A供应高浓度氨水。
作为根据吸收液循环管线A循环吸收塔130及吸收液再生部140的吸收液的氨水的浓度随着运转的继续而变化，例如，将NH3供应到NOX吸收部133而用于吸收去除，或者NH3穿过吸收塔130与废气排放到大气中，因此氨水的浓度低下，如此在浓度低下的情况下，吸收液制造部120将高浓度的氨水供应到吸收液循环部150的吸收液循环管线A，补偿低下的氨水从而既定地保持设计的氨水浓度。
另一方面，高浓度氨水在相同温度下，相比低浓度氨水，NH3(g)的分压(partialpressure)升高，在大气压状态下，NH3相对更容易发生蒸发，损失增加。因此，为了存储高浓度氨水，应降低温度，在加压系统下运转，以便使溶解度升高，降低NH3(g)的蒸气压。
即，为了防止NH3(g)蒸发到大气中损失的现象，可以向氨水罐123内注入既定压力的压缩空气，将氨水罐123内的压力维持在高压力状态，有效防止NH3蒸发损失。
例如，NH3可以在-34℃、8.5bar下以液体状态存储，因而可以使用在船内可用的7bar压缩空气，将氨水罐123内部维持在既定压力，将50％浓度的氨水存储于氨水罐123。
另外，可以安装有用于防止氨水罐123过压的安全阀(safety valve)123a。
然后，在吸收塔130形成有CO2去除部131，所述CO2去除部131使从船舶引擎10排出的废气与从海水供应部110供应的海水反应并冷却，使冷却的废气的CO2与来自吸收液制造部120的氨水或循环吸收液循环管线A的氨水反应，如下述[化学式2]所示，将CO2转换成高浓度铵盐水溶液(NH4HCO3(aq))而去除CO2。
[化学式2]
2NH40H+CO2->(NH4)2C03+H20
(NH4)2C03+CO2+H2O->2NH4HCO3
具体而言，CO2去除部131如图3所示，可以包括：氨水喷射喷嘴131a，所述氨水喷射喷嘴131a向下方喷射从吸收液循环部150供应的氨水；填充材料131b，所述填充材料131b使废气的CO2与氨水接触，使CO2转换成高浓度NH4HCO3(aq)；冷却套管(cooling jacket)(图上未示出)，所述冷却套管在填充有填充材料131b的吸收装置每个区间分多段形成，冷却因CO2吸收反应导致的发热；水喷雾器131c，所述水喷雾器131c捕集未与CO2反应便排出到大气中的NH3；除雾板131d，所述除雾板131d以曲折的多板形态形成，使借助于氨水喷射喷嘴131a而喷射时飞散的氨水向填充材料131b方向回归；隔壁131e，所述隔壁131e形成得使穿过填充材料131b的氨水不逆流到SOX吸收部132；及切断板131f，所述切断板131f为罩住被隔壁131e环绕的废气流入孔的雨伞形态。
其中，冷却套管可以冷却到物质传递最顺畅的30℃至50℃，在将CO2吸收率保持在既定水平的同时，使得NH3不会气化而损失。
另一方面，CO2去除部131可以考虑多样的形态，以便在增大废气与NH3接触面积的同时，在引擎规格要求的排气管的允许压力下降(pressure drop)内运转，例如，填充材料131b由设计得增大单位体积的接触面积的多段的蒸馏塔填料构成，可以考虑单位面积的接触面积和气体压力下降与风速，选定适合如图8所示吸收工序的蒸馏塔填料，如图9所示，氨水喷射喷嘴131a可以以云梯水管(ladder pipe)形态a或喷雾器形态b构成。
另外，可以在供氨水向下穿过填充材料131b、废气向上穿过填充材料131b而使之接触以用于防止沟流现象的蒸馏塔填料之间形成有溶液再分配器(图上未示出)。
另外，除雾板131d使得飞散的氨水粘着于曲折的多板，使液滴(droplet)增大，借助于自重而向填充材料131b方向排液(drain)。
另一方面，在使用LNG为燃料的情况下可以没有SOX的发生量，但在船舶引擎10将低硫油用作燃料的情况下吸收塔130可以追加配备SOX吸收部132。
即，SOX吸收部132可以在使从船舶引擎10排出的废气与从海水供应部110供应的海水反应并冷却的同时溶解、去除SOX，CO2去除部131可以使去除了SOX的废气与从海水供应部110供应的海水反应并冷却，使冷却的废气与来自吸收液制造部120的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液，吸收去除CO2。
具体而言，SOX吸收部132作为与海水第一次接触的区段，如图3及图6所示，可以包括：多段的海水喷射喷嘴132a，所述海水喷射喷嘴132a向下方喷射从海水供应部110供应的海水，溶解SOX，去除碳烟(soot)的粉尘；及隔壁形态的废气流入管132b或罩住废气流入管132b的雨伞形态的切断板132c，以便清洗水不逆流。
另一方面，也可以通过海水喷射喷嘴132a或另外的冷却套管(图上未示出)，将废气的温度冷却到CO2去除部131要求的27℃至33℃，优先地，冷却到30℃左右，如图6的(a)所示，在海水喷射喷嘴132a下部分多段分别形成有多孔性上板132d，所述多孔性上板132d形成有供废气穿过的流路，使得海水与废气顺利接触，或如图6的(b)所示，在海水喷射喷嘴132a下部分别形成有填充了使海水与废气接触的填充材料的吸收装置132e，使得海水溶解SOX。
另一方面，为了进一步提高SOX的溶解度，可以由向SOX吸收部132供应的海水中投入形成碱离子的化合物例如投入NaOH或MgO的碱性药品的闭合回路系统(closed loopsystem)构成。
作为参考，闭合回路系统虽然伴随着追加的碱性药品消耗，但具有循环的海水的量少的优点，只喷射海水并将溶解的SOX排出到船外的开放回路系统(open loop system)无追加碱性药品消耗，具有简化的优点，要使这种优点最大化，也可以由结合了开放回路及闭合回路的混合系统构成。
因此，通过SOX吸收部132首先去除SOX后，接着通过CO2去除部131去除CO2，SOX溶解度增大，先变成Na2SO3等化合物，可以解决在直至SOX的溶解全部实现之前难以去除CO2的难题，提高CO2溶解度及CO2去除效率性。
其中，借助于SOX吸收部132而吸收SOX，在排液到排出部170的清洗水中，一同包含SO3 -、SO4 2-、碳烟、NaSO3、NaSO4、MgCO3、MgSO4及此外的离子化合物。
另一方面，如前所述，吸收塔130可以还包括NOX吸收部133，所述NOX吸收部133吸收去除从船舶引擎10排出的废气的NOX，可以使去除了NOX的废气与从海水供应部110供应的海水反应并冷却，使冷却的废气与来自吸收液制造部120的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液，去除CO2。
即，吸收塔130层叠形成有NOX吸收部133、SOX吸收部132、CO2去除部131，依次吸收去除NOX、SOX和CO2，其中，所述NOX吸收部133吸收去除从船舶引擎10排出的废气的NOX，所述SOX吸收部132在使去除了NOX的废气与海水反应并冷却的同时溶解、去除SOX，所述CO2去除部131使去除了SOX并冷却的废气与从吸收液制造部120供应的氨水反应，将CO2转换成NH4HCO3(aq)而去除CO2。
因此，CO2去除部131使前面去除了NOX和SOX的废气与氨水反应而首先去除NOX及SOX，在CO2去除工序中，不发生因NOX和SOX导致的副反应，可以使杂质的发生实现最小化，在后续工序中，可以获得杂质少的NH4HCO3。
其中，吸收塔130可以包括CO2去除部131、SOX吸收部132、NOX吸收部133和后述的EGE134构成，既可以分别由个别模块构成，实现模块化而结合构成，也可以以单一的塔形态统合构成，吸收塔130本身也可以由单一塔或多个塔成组构成。
具体而言，NOX吸收部133作为SCR(Selective Catalyst Reactor：选择性催化剂反应器)，如图5所示，可以从吸收液再生部140，通过鼓风机133a或压缩机，利用第一NH3喷射喷嘴133b直接供应NH3，或在NH3不足时，也可以将尿素水存储罐133c的尿素水(UREA)，通过尿素水供应泵133d，利用第二NH3喷射喷嘴133e接受供应，替代补偿不足部分。
另一方面，如果分解尿素水，则产生NH3和CO2，因而可以推荐直接供应NH3而减小CO2发生量。
另外，吸收塔130可以还包括EGE(Exhaust Gas Economizer：废气经济器)134，所述EGE在NOX吸收部133与SOX吸收部132之间形成，使船舶引擎10的废热与锅炉水进行热交换。
然后，吸收液再生部140可以从铵盐水溶液再生NH3，通过吸收液循环部150回归吸收塔130的CO2去除部131，再用作CO2吸收液，可以使得将CO2以CaCO3(s)或MgCO3(s)碳酸盐形态存储或船外排出，或者将NH3供应到NOx吸收部133吸收NOx。
具体而言，吸收液再生部140如图4所示，可以包括：存储罐141，所述存储罐存储二价金属氢氧化物水溶液；混合罐142，所述混合罐使从吸收塔130排出的铵盐水溶液和二价金属氢氧化物水溶液通过搅拌机搅拌而，如下面[化学式3]所示，生成NH3(g)和碳酸盐；及过滤器143，所述过滤器从混合罐142吸收溶液及沉淀物而分离碳酸盐。
[化学式3]
NH4HCO3+Ca(OH)2<->CaCO3(s)+2H2O+NH3(g)
NH4HCO3+Mg(OH)2<->MgCO3(s)+2H2O+NH3(g)
另外，存储罐141中存储的二价金属氢氧化物水溶液可以为使清水与CaO或MgO反应而生成的Ca(OH)2或Mg(OH)2。
另外，当沿吸收液循环管线A循环的氨水的浓度低时，前述[化学式2]的(NH4)2CO3的生成减少，CO2排出量增加，当浓度高时，由于过多的CO2吸收，碳酸盐生产量增大超出需要，因而应既定地保持氨水浓度，使得吸收塔130的CO2吸收性能持续。为此，可以设计按质量基准将氨水的浓度调节为12％，但不限于此，可以根据使用条件而变更。
另外，可以包括：另外的存储罐(图上未示出)，所述存储罐将借助于过滤器143而分离的碳酸盐(CaCO3(s)或MgCO3(s))以泥浆状态存储或移送到干燥器(dryer)而成为固体的固体状态进行存储，也可以排出到船外而不存储。其中，作为过滤器143的一个示例，可以应用适合高压固体移送导致的沉淀物分离的隔膜过滤器。
另一方面，将借助于过滤器143而分离的氨水或清水供应到吸收液循环部150，或将相对于总循环清水由混合罐142追加生成的过剩清水存储于清水罐(图上未示出)而在存储罐141中的二价金属氢氧化物水溶液生成时再利用，可以节省清水。
由此，只投入比较廉价的金属氧化物(CaO或MgO)或二价金属氢氧化物水溶液(Ca(OH)2或Mg(OH)2)，不需要追加投入水，氨水浓度不减小，可以减小过滤器143’的容量大小，可以减少NH3再生费用。即，从理论上而言，使得只消耗金属氧化物，再使用NH3和清水，可以相当大地节省CO2去除费用。
另外，在混合罐142中发生的氨气可以供应到吸收塔130的CO2去除部131，或供应到NOX吸收部133。
然后，吸收液循环部150为了使吸收液向吸收塔130持续循环，从而最大程度地吸收CO2，使从吸收塔130的CO2去除部131排出的高浓度铵盐水溶液和没有与CO2反应的未反应的部分吸收液向CO2去除部131的氨水喷射喷嘴131a循环，借助于吸收液再生部140只转换部分铵盐水溶液为碳酸盐，使残存的未反应吸收液向吸收塔130循环而保持CO2的吸收率。
具体而言，吸收液循环部(150)如图4所示，可以包括：氨水循环水泵151，所述氨水循环水泵151为通过吸收液循环管线A循环铵盐水溶液和部分未反应吸收液的离心泵类型；及pH传感器152，所述pH传感器152测量向CO2去除部131上端供应的吸收液的浓度。
其中，在吸收液中HCO3 -的浓度高的情况下，CO2吸收量减少导致CO2排出量增加，在HCO3 -的浓度低的情况下，由于过多的CO2吸收，碳酸盐生产量增大超出需要，可以通过pH传感器152持续监测吸收液的浓度而将吸收液的HCO3 -的浓度或OH-的浓度，即，pH保持在适当的水平。
由此，流动吸收液循环管线A的部分铵盐水溶液移送到吸收液再生部140的混合罐142转换为碳酸盐而仅去除部分CO2，可以将借助于过滤器143再生的氨水供应到吸收液循环管线A而供应OH-的浓度高且HCO3 -的浓度低的吸收液，保持CO2吸收率。
因此，可以仅获取CO2捕集时使用的部分吸收液从而去除被吸收的CO2，保持吸收液再生部140及吸收液循环部150的装置尺寸小并连续运转，可以灵活应对根据船舶引擎10的负载变化的CO2吸收率。
然后，蒸汽生成部160如图7所示，生成并供应船内加热装备所需的蒸汽，由辅助锅炉161、锅炉水循环水泵162、阶式罐(cascade tank)163、供应泵164及调节阀165构成，其中，所述辅助锅炉161接受供应穿过EGE 134而实现热交换的蒸汽(steam)与饱和水形态的混合物，借助于蒸汽包(steam drum)(图上未示出)而分离蒸汽，供应给蒸汽消耗处，所述锅炉水循环水泵152从辅助锅炉161向EGE 134循环供应锅炉水，所述阶式罐(cascade tank)163从蒸汽消耗处回收被消耗后冷凝而相变的冷凝水，所述供应泵154及调节阀155调节从阶式罐153到辅助锅炉151的锅炉水的量并进行供应。
其中，在船舶引擎10的负载较大的情况下，可从废气接受提供的热量高，可以通过EGE134充分生产船内需要的蒸汽量，但在并非如此的情况下，也可以在辅助锅炉161本身使燃料燃烧，生成需要的蒸汽。
然后，排出部170如图7所示，由清洗水罐171、水处理装置173及泥浆存储罐174构成，穿过水处理装置173而满足船外排出条件的清洗水可以进行船外排出，无法满足船外排出条件的碳烟等固态排出物独立地存储保管于泥浆存储罐174，其中，所述清洗水罐171存储从吸收塔130排出的清洗水，所述水处理装置173具备调节浊度的过滤单元和用于pH调节的中和剂注入单元，以便从清洗水罐171借助于移送泵172而移送的清洗水满足船外排出条件，所述泥浆存储罐174分离存储碳烟等固态的排出物。
另一方面，作为用于满足船外排出条件的中和剂，可以例如NaOH，但假定从吸收塔130排出的物质全部满足酸性或碱性的情形，可以根据需要，选择使用可以分别使这些酸性或碱性中和的中和剂。
另一方面，本发明另一实施例的船舶可以提供具备前面提及的船舶的温室气体减排装置的船舶。
因此，根据如前所述的船舶的温室气体减排装置的构成，可以仅获取CO2捕集时使用的部分吸收液从而去除被吸收的CO2，保持吸收液再生部及吸收液循环部的装置尺寸小并连续运转，可以灵活应对根据船舶引擎变化的CO2吸收率，供应高浓度吸收液而防止温室气体吸收性能低下，应用加压系统而防止因高浓度吸收液的自然蒸发的吸收液损失，转换成不对环境造成影响的自然状态的碳酸盐形态并分离排出或转换成有用的物质进行存储，以便满足IMO温室气体排放限制，再生NH3而使比较昂贵的NH3消耗实现最小化，能够减小过滤器后端部的容量大小，去除因在NH3再生时残存的SOX导致的副反应，使NH3损失最小化，可以使得在氨回收时不包含杂质。
如果参照图10，本发明又一实施例的船舶的温室气体减排装置的要旨在于，包括：海水冷却部110’，所述海水冷却部110’冷却从船舶引擎10’排出的废气供应海水；吸收液制造部120’，所述吸收液制造部120’制造并供应高浓度CO2吸收液；吸收塔130’，所述吸收塔130’形成有CO2去除部131’，所述CO2去除部131’使借助于所述废气冷却部110’而冷却的废气与从所述吸收液制造部120’供应的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2；吸收液再生部140’，所述吸收液再生部140’使从吸收塔130’排出的铵盐水溶液与二价金属氢氧化物水溶液反应，使吸收液与NH3再生并向吸收塔130’循环供应，再用作吸收液；及吸收液循环部150’，所述吸收液循环部150’使从吸收塔130’下端排出的铵盐水溶液或部分未反应吸收液通过吸收液循环管线L向所吸收塔130’上端循环；其中，借助于热交换方式冷却高温高压的废气而防止吸收液浓度低下，只转换部分铵盐水溶液为碳酸盐，使残存的未反应吸收液向吸收塔130’循环而保持CO2的吸收率。
其中，根据用作主引擎或发电用引擎的船舶引擎10’的种类及规格(低压引擎或高压引擎)、向船舶引擎10’供应的燃料的种类(HFO、MDO、LNG、MGO、LSMGO(Low SulphurMarine Gas Oil：船舶用低硫油)、氨等)，吸收塔除CO2去除部之外，可以选择性包括NOX吸收部或SOX吸收部而构成，或全部包括地构成。特别是在将LNG用作船舶引擎10’燃料的情况下，由于没有SOX发生量，不需要独立地配备SOX吸收部，但在使用低硫油的情况下，会发生微量的SOX，因而也可以追加配备能够同时执行废气冷却与SOX溶解吸收的SOX吸收部。
下面针对将LNG或将低硫油用作船舶引擎10’燃料的情形，记述在吸收塔依次层叠形成有NOX吸收部、废气冷却部、CO2去除部的实施例，但不限于此，如前所述，NOX吸收部及/或SOX吸收部可以根据船舶引擎和燃料的种类而决定是否配备。
下面参照图10至图16，具体地详细叙述前述船舶的温室气体减排装置的构成。
首先，废气冷却部110’冷却从船舶引擎10’排出的废气，降低废气温度，使借助于温室气体吸收液的CO2吸收顺利进行。
例如，如图12所示，废气冷却部110’可以以清水(fresh water)的热交换方式冷却从船舶引擎10’排出的废气，具体而言，可以使从船内冷却系统20’提供的清水在包围了供废气流动的废气排出管11’的热交换配管111’中循环，借助于与清水的热交换方式，将高温高压的废气冷却到在CO2去除部131’中要求的27℃至33℃的温度。
即，借助于清水来直接冷却废气的水冷方式由于直接投入清水，吸收液的浓度下降，温室气体吸收性能低下，于是，可以改善这种情况，借助于热交换方式来冷却高温高压的废气，防止吸收液浓度下降，既定地保持温室气体吸收性能。
另一方面，举例说明了废气冷却部110’借助于通过清水的热交换方式的冷却，但可以应用其他各种冷却介质和冷却方法。
然后，吸收液制造部120’为了供应高浓度吸收液以保持循环吸收液循环管线L的吸收液的浓度，如下面[化学式4]所示，使清水与NH3反应，制造作为高浓度CO2吸收液的高浓度氨水(NH4OH(aq))，经吸收液循环部150’供应给在吸收塔130’的上端形成的CO2去除部131’。
[化学式4]
NH3+H2O→NH4OH(aq)，(发热反应，1650MJ/ton)
具体而言，如图11及图13所示，吸收液制造部120’可以包括：清水罐(图中未示出)，所述罐存储清水；清水调节阀121’，所述清水调节阀121’从清水罐将清水供应给氨水罐123’；NH3存储库122’，所述NH3存储库122’存储高压的NH3；氨水罐123’，所述氨水罐123’向借助于清水调节阀121’而供应的清水喷射从NH3存储库122’供应的NH3，制备并存储高浓度氨水；pH传感器124’，所述pH传感器124’测量氨水罐123’内的氨水浓度；及氨水供应泵125’，所述氨水供应泵125’从氨水罐123’向吸收液循环部150’的吸收液循环管线L供应高浓度氨水。
作为根据吸收液循环管线L循环吸收塔130’及吸收液再生部140’的吸收液的氨水的浓度随着运转的反复而变化，例如，将NH3供应到NOX吸收部132’而用于吸收去除，或者NH3穿过吸收塔130’与废气排放到大气中，因此氨水的浓度低下，如此在浓度低下的情况下，吸收液制造部120’将高浓度的氨水供应到吸收液循环部150’的吸收液循环管线L，补偿低下的氨水从而既定地保持设计为吸收液的氨水浓度。
即，吸收液制造部120’在吸收塔130’的初期运转时将氨水供应到CO2去除部131’，在吸收塔130’的反复运转时如果氨水浓度低下，则向使高浓度的氨水补充到吸收液循环管线L而补偿低下的氨水浓度。
另一方面，高浓度氨水在相同温度下，相比低浓度氨水，NH3(g)的分压(partialpressure)升高，在大气压状态下，NH3相对更容易发生蒸发，损失增加。因此，为了存储高浓度氨水，应降低温度，在加压系统下运转，以便使溶解度升高，降低NH3(g)的蒸气压。
即，为了防止NH3(g)蒸发损失的现象，可以向氨水罐123’内氨水上部注入既定压力的压缩空气，将氨水罐123’内的压力维持为高压力状态而以高浓度，例如，50％wt的NH3既定地保持氨水浓度。
例如，NH3可以在-34℃、8.5bar下以液体状态存储，因而可以使用在船内可用的7bar压缩空气，将氨水罐123’内部维持为既定压力，将50％浓度的氨水存储于氨水罐123’。
另外，可以安装有用于防止氨水罐123’过压的安全阀(safety valve)123a’。
然后，在吸收塔130’形成有CO2去除部131’，所述CO2去除部131’使借助于废气冷却部110’而冷却的废气与从吸收液制造部120’供应的氨水或者根据吸收液循环管线L循环的氨水反应，如下面[化学式5]所示，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2。
[化学式5]
2NH4OH+CO2->(NH4)2CO3+H2O
(NH4)2CO3+CO2+H2O->2NH4HCO3
具体而言，CO2去除部131’如图12所示，可以包括：氨水喷射喷嘴131a’所述氨水喷射喷嘴131a’向填充材料131b’下方喷射从吸收液循环部150’供应的氨水；填充材料131b’所述填充材料131b’使废气的CO2与作为吸收液的氨水接触，使CO2转换成作为铵盐水溶液的NH4HCO3(aq)；冷却套管(cooling jacket)(图上未示出)，所述冷却套管在填充有填充材料131b’的吸收装置每个区间分多段形成，冷却因CO2吸收反应导致的发热；水喷雾器131c’所述水喷雾器131c’捕集未与CO2反应便排出到外部的NH3；除雾板131d’所述除雾板131d’以曲折的多板形态形成，使借助于氨水喷射喷嘴131a’而喷射时飞散的氨水向填充材料131b’方向回归；隔壁131e’所述隔壁131e’形成得使穿过填充材料131b’的氨水不逆流到SOX吸收部；及切断板131f，所述切断板131f为罩住被隔壁131e’环绕的废气流入孔的雨伞形态。
其中，冷却套管可以冷却到物质传递最顺畅的30℃至50℃，在将CO2吸收率保持在既定水平的同时，使得NH3不会气化而损失。
另一方面，CO2去除部131’可以考虑多样的形态，以便在增大废气与NH3接触面积的同时，在引擎规格要求的排气管的允许压力下降(pressure drop)内运转，例如，填充材料131b’可以由设计得增大单位体积的接触面积的多段的蒸馏塔填料构成，考虑单位面积的接触面积和气体压力下降与风速，选定适合如图15所示吸收工序的蒸馏塔填料，如图16所示，氨水喷射喷嘴131a’可以以云梯水管(ladder pipe)形态a或喷雾器形态b构成。
另外，氨水向下穿过填充材料131b’、废气向上穿过填充材料131b’而使之相互接触以用于防止发生的沟流(channeling)现象的溶液再分配器(图上未示出)可以在蒸馏塔填料之间形成。
另外，除雾板131d’使得飞散的氨水粘着于曲折的多板，使液滴(droplet)增大，借助于自重而向填充材料131b’方向排液(drain)。
另一方面，如前所述，船舶引擎10’以将LNG或低硫油用作燃料为前提，在使用LNG作为燃料的情况下，没有SOX的发生量，但在船舶引擎10’将低硫油用作燃料的情况下，因废气中可以含有SOX，吸收塔130’也可以配备SOX吸收部。
例如，虽然未另行图示，SOX吸收部也可以在使从船舶引擎10’排出的废气与海水反应并冷却的同时溶解、去除SOX，CO2去除部131’可以使去除了SOX并冷却的废气与来自吸收液制造部120’的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液，吸收去除CO2。
另外，如前所述，吸收塔130’可以还包括吸收去除从船舶引擎10’排出的废气的NOX的NOX吸收部132’，借助于废气冷却部110’而冷却去除了NOx的废气，使冷却的废气与来自吸收液制造部120’的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液，去除CO2。
即，吸收塔130’层叠形成有NOX吸收部132’和CO2去除部131’，可以从废气依次吸收去除NOX和CO2，其中，所述NOX吸收部132’吸收去除从船舶引擎10’排出的废气的NOX，所述CO2去除部131’使去除了NOX并冷却的废气与从吸收液制造部120’供应的氨水反应，将CO2转换成NH4HCO3(aq)而去除CO2。
因此，CO2去除部131’可以使前面借助于NOX吸收部132’去除了NOX的废气与氨水反应，在CO2去除工序中，不发生因NOX导致的副反应，可以使杂质的发生实现最小化，可以在后续工序中获得杂质少的NH4HCO3。
其中，吸收塔130’可以包括CO2去除部131’、NOX吸收部132’和后述的EGE133’构成，既可以分别由个别模块构成，实现模块化而结合构成，也可以以单一的塔形态统合构成，吸收塔130’本身也可以由单一塔或多个塔成组构成。
具体而言，NOX吸收部132’作为SCR(Selective Catalyst Reactor：选择性催化剂反应器)，如图12所示，可以从吸收液再生部140’通过鼓风机132a’或压缩机，利用NH3喷射喷嘴132b’直接供应再生的NH3，吸收NOX，在利用NH3喷射喷嘴132b’供应的NH3不足时，也可以将尿素水存储罐132c’的尿素水(UREA)，通过尿素水供应泵132d’，利用尿素水喷射喷嘴132e’接受供应，补偿损失部分或不足部分。
另一方面，如果分解尿素水，则产生NH3和CO2，因而可以推荐直接供应NH3而减小CO2发生量。
另一方面，吸收塔130’可以还包括EGE133’，所述EGE在NOX吸收部132’与废气冷却部110’之间形成，使从船舶引擎10’的废气的废热与锅炉水进行热交换。
然后，吸收液再生部140’可以从铵盐水溶液再生NH3，通过吸收液循环部150’回归吸收塔130’的CO2去除部131’，再用作CO2吸收液，可以使得将CO2以CaCO3(s)或MgCO3(s)碳酸盐形态存储或船外排出，或者将NH3供应到NOX吸收部132’吸收NOX。
具体而言，吸收液再生部140’如图13所示，可以包括：存储罐141’，所述存储罐存储二价金属氢氧化物水溶液；混合罐142’，所述混合罐使从吸收塔130’排出的铵盐水溶液和二价金属氢氧化物水溶液通过搅拌机搅拌而，如下面[化学式6]所示，生成NH3(g)和碳酸盐；及过滤器143’，所述过滤器从混合罐142’吸收溶液及沉淀物而分离碳酸盐。
[化学式6]
NH4HCO3+Ca(OH)2<->CaCO3(s)+2H2O+NH3(g)
NH4HCO3+Mg(OH)2<->MgCO3(s)+2H2O+NH3(g)
另外，存储罐141’中存储的二价金属氢氧化物水溶液可以为使清水与CaO或MgO反应而生成的Ca(OH)2或Mg(OH)2。
另外，当沿吸收液循环管线L循环的氨水的浓度低时，前述[化学式5]的(NH4)2CO3的生成减少，CO2排出量增加，当浓度高时，由于过多的CO2吸收，碳酸盐生产量增大超出需要，因而应既定地保持氨水浓度，使得吸收塔130’的CO2吸收性能持续。为此，可以设计按质量基准将氨水的浓度调节为12％，但不限于此，可以根据使用条件而变更。
另外，可以包括：另外的存储罐(图上未示出)，所述存储罐将借助于过滤器143’而分离的碳酸盐(CaCO3(s)或MgCO3(s))以泥浆状态存储或移送到干燥器(dryer)而成为固体的固体状态进行存储，也可以直接排出到船外而不存储。其中，作为过滤器143’的一个示例，可以应用适合高压固体移送导致的沉淀物分离的隔膜过滤器。
另一方面，将借助于过滤器143’而分离的氨水或清水供应到吸收液循环部150’，或将相对于总循环清水由混合罐142’追加生成的过剩清水存储于清水罐(图上未示出)而在存储罐141’中的二价金属氢氧化物水溶液生成时再利用，可以节省清水。
由此，只投入比较廉价的金属氧化物(CaO或MgO)或二价金属氢氧化物水溶液(Ca(OH)2或Mg(OH)2)，不需要追加投入水，氨水浓度不减小，可以减小过滤器143’的容量大小，可以减少NH3再生费用。即，从理论上而言，使得只消耗金属氧化物，再使用NH3和清水，可以相当大地节省CO2去除费用。
另外，在混合罐142’中发生的氨气可以供应到吸收塔130’的CO2去除部131’，或供应到NOX吸收部132’。
然后，吸收液循环部150’为了使吸收液向吸收塔130’持续循环，从而最大程度地吸收CO2，使从吸收塔130’的CO2去除部131’排出的高浓度铵盐水溶液和没有与CO2反应的未反应的部分吸收液向CO2去除部131的氨水喷射喷嘴131a’循环，借助于吸收液再生部140’只转换部分铵盐水溶液为碳酸盐，使残存的未反应吸收液向吸收塔130’循环而保持CO2的吸收率。
具体而言，吸收液循环部150’如图10及图13所示，可以包括：氨水循环水泵151’，所述氨水循环水泵151’为通过吸收液循环管线L循环高浓度铵盐水溶液和部分未反应吸收液的离心泵类型；及pH传感器152’，所述pH传感器152’测量向CO2去除部131’上端供应的吸收液的浓度。
其中，在吸收液中HCO3 -的浓度高的情况下，CO2吸收量减少导致CO2排出量增加，在HCO3 -的浓度低的情况下，由于过多的CO2吸收，碳酸盐生产量增大超出需要，可以通过pH传感器152’持续监测吸收液的浓度而将吸收液的HCO3 -的浓度或OH-的浓度，即，pH保持在适当的水平。
由此，流动吸收液循环管线L的部分铵盐水溶液移送到吸收液再生部140’的混合罐142’转换为碳酸盐而仅去除部分CO2，可以将借助于过滤器143’再生的氨水供应到吸收液循环管线L而供应OH-的浓度高且HCO3 -的浓度低的吸收液，保持CO2吸收率。
因此，可以仅获取CO2捕集时使用的部分吸收液从而去除被吸收的CO2，保持吸收液再生部140’及吸收液循环部150’的装置尺寸小并连续运转，可以灵活应对根据船舶引擎10’的负载变化的CO2吸收率。
然后，蒸汽生成部160’如图14所示，由辅助锅炉161’、锅炉水循环水泵162’、阶式罐(cascade tank)163’、供应泵164’及调节阀165’构成，生成并供应船内加热装备所需的蒸汽，其中，所述辅助锅炉161’接受供应穿过EGE133’而实现与废气热交换的蒸汽(steam)与饱和水形态的混合物，借助于蒸汽包(steam drum)(图上未示出)而分离蒸汽，供应给蒸汽消耗处，所述锅炉水循环水泵162’从辅助锅炉161’向EGE133’循环供应锅炉水，所述阶式罐(cascade tank)163’从蒸汽消耗处回收被消耗后冷凝而相变的冷凝水，所述供应泵164’及调节阀165’调节从阶式罐163’到辅助锅炉161’的锅炉水的量并进行供应。
其中，在船舶引擎10’的负载较大的情况下，可从废气接受提供的热量高，可以通过EGE133’充分生产船内需要的蒸汽量，但在并非如此的情况下，也可以在辅助锅炉161’本身使燃料燃烧，生产需要的蒸汽。
另一方面，本发明又一实施例的船舶可以提供具备前面提及的船舶的温室气体减排装置的船舶。
因此，根据如前所述的船舶的温室气体减排装置及具备其的船舶的构成，借助于热交换方式冷却高温高压的废气而防止吸收液浓度低下，可以仅获取CO2捕集时使用的部分吸收液从而去除被吸收的CO2，保持吸收液再生部及吸收液循环部的装置尺寸小并连续运转，提高吸收液的回收率而防止温室气体吸收性能低下，可以灵活应对根据船舶引擎变化的CO2吸收率，应用加压系统而防止因高浓度吸收液的NH3的自然蒸发的吸收液损失，转换成不对环境造成影响的物质并分离排出或转换成有用的物质进行存储，以便满足IMO温室气体排放限制，再生NH3而使比较昂贵的NH3消耗实现最小化，能够减小过滤器后端部的容量大小，将温室气体存储为以自然状态存在的碳酸盐形态，使得能够进行海上排出，去除因在NH3再生时残存的NOX或SOX导致的副反应，使NH3损失最小化，可以使得在氨回收时不包含杂质。
以上参照附图图示的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 (36)

1.一种船舶的温室气体减排装置，包括：
海水供应部，所述海水供应部供应海水；
吸收液制造部，所述吸收液制造部制造并供应高浓度CO2吸收液；
吸收塔，所述吸收塔形成有CO2去除部，所述CO2去除部使从船舶引擎排出的废气与从所述海水供应部供应的海水反应并冷却，使所述冷却的废气与来自所述吸收液制造部的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2；
吸收液再生部，所述吸收液再生部使从所述吸收塔排出的铵盐水溶液与二价金属氢氧化物水溶液反应，使吸收液与NH3再生并向所述吸收塔循环供应，再用作吸收液；及
吸收液循环部，所述吸收液循环部使从所述吸收塔下端排出的铵盐水溶液或部分未反应吸收液通过吸收液循环管线向所述吸收塔上端循环。
2.根据权利要求1所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收液循环部，包括：
氨水循环水泵，所述氨水循环水泵通过所述吸收液循环管线循环铵盐水溶液或部分未反应吸收液；及
pH传感器，所述pH传感器测量向所述吸收塔上端供应的吸收液的浓度。
3.根据权利要求1所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收液再生部，包括：
存储罐，所述存储罐存储二价金属氢氧化物水溶液；
混合罐，所述混合罐使从所述吸收塔排出的铵盐水溶液和二价金属氢氧化物水溶液通过搅拌机搅拌而生成NH3(g)和碳酸盐；及
过滤器，所述过滤器从所述混合罐吸收溶液及沉淀物而分离碳酸盐。
4.根据权利要求3所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
将借助于所述混合罐而生成的NH3(g)供应到所述吸收塔，或将借助于所述过滤器而分离的吸收液供应到所述吸收液循环部。
5.根据权利要求3所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述存储罐中存储的所述二价金属氢氧化物水溶液为使清水与CaO或MgO反应而生成的Ca(OH)2或Mg(OH)2。
6.根据权利要求3所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
将借助于所述过滤器而分离的氨水或清水供应到所述吸收液制造部，或将相对于总循环清水由所述混合罐追加生成的过剩清水存储于清水罐而在所述存储罐中的二价金属氢氧化物水溶液生成时再利用。
7.根据权利要求1所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收塔还包括SOX吸收部，所述SOX吸收部使从所述船舶引擎排出的废气与从所述海水供应部供应的海水反应，在冷却的同时使SOX溶解、去除，
所述CO2去除部使所述去除了SOX的废气与从所述海水供应部供应的海水反应并冷却，使所述冷却的废气与来自所述吸收液制造部的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2。
8.根据权利要求1所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收塔还包括吸收、去除从所述船舶引擎排出的废气的NOX的NOX吸收部，
所述CO2去除部使所述去除了NOX的废气与从所述海水供应部供应的海水反应并冷却，使所述冷却的废气与来自所述吸收液制造部的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2。
9.根据权利要求1所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收塔依次层叠形成有NOX吸收部、SOX吸收部和所述CO2去除部，其中，所述NOX吸收部吸收、去除从所述船舶引擎排出的废气的NOX，所述SOX吸收部在使所述去除了NOX的废气与从所述海水供应部供应的海水反应并冷却的同时溶解去除SOX，所述CO2去除部使所述去除了SOX的废气与来自所述吸收液制造部的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2。
10.根据权利要求8或9所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
将借助于所述吸收液再生部再生的NH3供应到所述NOX吸收部，
所述NOX吸收部利用NH3吸收NOX，或使用尿素水吸收NOX。
11.根据权利要求7或9所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述海水供应部包括：
海水泵，所述海水泵从船外通过海底吸入箱接受供应海水并抽吸到所述SOX吸收部；及
海水调节阀，所述海水调节阀根据废气的量，调节从所述海水泵供应到所述SOX吸收部的海水的喷射量。
12.根据权利要求1所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收液制造部包括：
清水罐，所述清水罐存储清水；
清水调节阀，所述清水调节阀从所述清水罐供应清水；
NH3存储库，所述NH3存储库存储高压的NH3；
氨水罐，所述氨水罐向借助于所述清水调节阀而供应的清水喷射从所述NH3存储库供应的NH3，制备并存储作为吸收液的高浓度氨水；
pH传感器，所述pH传感器测量所述氨水罐内的氨水浓度；及
氨水供应泵，所述氨水供应泵从所述氨水罐向所述吸收液循环部供应氨水。
13.根据权利要求7或9所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述SOX吸收部包括：
多段的海水喷射喷嘴，所述海水喷射喷嘴向下方喷射从所述海水供应部供应的海水；及
隔壁形态的废气流入管或罩住所述废气流入管的雨伞形态的切断板，使得清洗水不逆流。
14.根据权利要求13所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
在所述海水喷射喷嘴下部，分多段分别形成有多孔性上板，所述多孔性上板形成有供废气穿过的流路，使得海水与废气接触。
15.根据权利要求13所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
在所述海水喷射喷嘴下部，形成有填充了使得海水与废气接触的填充材料的吸收装置，使得海水溶解SOX。
16.根据权利要求1所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述CO2去除部包括：
氨水喷射喷嘴，所述氨水喷射喷嘴向下方喷射所述吸收液；
填充材料，所述填充材料使CO2与作为吸收液的氨水接触，使CO2转换成NH4HCO3(aq)；
冷却套管，所述冷却套管在填充有所述填充材料的吸收装置的每个区间分多段形成，冷却因CO2去除反应导致的发热；
水喷雾器，所述水喷雾器捕集未与CO2反应而排出到外部的NH3；
除雾板，所述除雾板以曲折的多板形态形成，使氨水向所述填充材料方向回归；
隔壁，所述隔壁形成得使氨水不逆流；及
切断板，所述切断板为罩住被所述隔壁环绕的废气流入孔的雨伞形态。
17.根据权利要求16所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述填充材料由设计得增大单位体积的接触面积的多段的蒸馏塔填料构成，
在所述蒸馏塔填料之间形成有溶液再分配器。
18.根据权利要求9所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收塔还包括EGE，所述EGE在所述NOX吸收部与所述SOX吸收部之间形成，使所述船舶引擎的废热与锅炉水进行热交换。
19.根据权利要求1所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
还包括排出部，所述排出部由清洗水罐、水处理装置及泥浆存储罐构成，其中，所述清洗水罐存储从所述吸收塔排出的清洗水，所述水处理装置具备调节浊度的过滤单元和用于pH调节的中和剂注入单元，以便借助于移送泵而移送到所述清洗水罐的清洗水满足船外排出条件，所述泥浆存储罐分离存储固态的排出物。
20.一种船舶，具备如权利要求1至9中任意一项所述的船舶的温室气体减排装置。
21.一种船舶的温室气体减排装置，包括：
废气冷却部，所述废气冷却部冷却从船舶引擎排出的废气；
吸收液制造部，所述吸收液制造部制造并供应高浓度CO2吸收液；
吸收塔，所述吸收塔形成有CO2去除部，所述CO2去除部使借助于所述废气冷却部而冷却的废气与从所述吸收液制造部供应的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2；
吸收液再生部，所述吸收液再生部使从所述吸收塔排出的铵盐水溶液与二价金属氢氧化物水溶液反应，使吸收液与NH3再生并向所述吸收塔循环供应，再用作吸收液；及
吸收液循环部，所述吸收液循环部使从所述吸收塔下端排出的铵盐水溶液或部分未反应吸收液通过吸收液循环管线向所述吸收塔上端循环。
22.根据权利要求21所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收液循环部包括：
氨水循环水泵，所述氨水循环水泵通过所述吸收液循环管线循环铵盐水溶液或部分未反应吸收液；及
pH传感器，所述pH传感器测量向所述吸收塔上端供应的吸收液的浓度。
23.根据权利要求21所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收液再生部包括：
存储罐，所述存储罐存储二价金属氢氧化物水溶液；
混合罐，所述混合罐使从所述吸收塔排出的铵盐水溶液和二价金属氢氧化物水溶液通过搅拌机搅拌而生成NH3(g)和碳酸盐；及
过滤器，所述过滤器从所述混合罐吸收溶液及沉淀物而分离碳酸盐。
24.根据权利要求23所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
将借助于所述混合罐而生成的NH3(g)供应到所述吸收塔，或将借助于所述过滤器而分离的吸收液供应到所述吸收液循环部。
25.根据权利要求23所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述存储罐中存储的二价金属氢氧化物水溶液为使清水与CaO或MgO反应而生成的Ca(OH)2或Mg(OH)2。
26.根据权利要求23所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
将借助于所述过滤器而分离的氨水或清水供应到所述吸收液制造部，或将相对于总循环清水由所述混合罐追加生成的过剩清水存储于清水罐而在所述存储罐中的二价金属氢氧化物水溶液生成时再利用。
27.根据权利要求21所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述船舶引擎将LNG或低硫油用作燃料。
28.根据权利要求21所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述废气冷却部利用包围废气排出管的热交换配管，使从船内冷却系统提供的清水循环，将废气冷却为27℃至33℃的温度。
29.根据权利要求21所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收塔还包括吸收、去除从所述船舶引擎排出的废气的NOX的NOX吸收部，
所述CO2去除部去除所述NOX，使借助于所述废气冷却部而冷却的废气与来自所述吸收液制造部的吸收液反应，将CO2转换成铵盐水溶液而去除CO2。
30.根据权利要求29所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述NOX吸收部及所述CO2去除部层叠形成。
31.根据权利要求29所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
将借助于所述吸收液再生部再生的NH3供应到所述NOX吸收部,
所述NOX吸收部利用NH3吸收NOX，或使用尿素水吸收NOX。
32.根据权利要求21所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收液制造部包括：
清水罐，所述清水罐存储清水；
清水调节阀，所述清水调节阀从所述清水罐供应清水；
NH3存储库，所述NH3存储库存储高压的NH3；
氨水罐，所述氨水罐向借助于所述清水调节阀而供应的清水喷射从所述NH3存储库供应的NH3，制备并存储作为吸收液的高浓度氨水；
pH传感器，所述pH传感器测量所述氨水罐内的氨水浓度；及
氨水供应泵，所述氨水供应泵从所述氨水罐向所述吸收液循环部供应氨水。
33.根据权利要求21所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述CO2去除部包括：
氨水喷射喷嘴，所述氨水喷射喷嘴向下方喷射所述吸收液；
填充材料，所述填充材料使CO2与作为吸收液的氨水接触，使CO2转换成NH4HCO3(aq)；
冷却套管，所述冷却套管在填充有所述填充材料的吸收装置的每个区间分多段形成，冷却因CO2去除反应导致的发热；
水喷雾器，所述水喷雾器捕集未与CO2反应而排出到外部的NH3；
除雾板，所述除雾板以曲折的多板形态形成，使氨水向所述填充材料方向回归；
隔壁，所述隔壁形成得使氨水不漏液；及
切断板，所述切断板为罩住被所述隔壁环绕的废气流入孔的雨伞形态。
34.根据权利要求33所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述填充材料由设计得增大单位体积的接触面积的多段的蒸馏塔填料构成，
在所述蒸馏塔填料之间形成有溶液再分配器。
35.根据权利要求29所述的船舶的温室气体减排装置，其特征在于，
所述吸收塔还包括EGE，所述EGE在所述NOX吸收部与所述CO2去除部之间形成，使所述船舶引擎的废热与锅炉水进行热交换。
36.一种船舶，具备如权利要求21至35中任意一项所述的船舶的温室气体减排装置。
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