[发明专利]一种液氢-燃油双燃料船氢存储再液化耦合燃油废气低温捕集系统

权利要求书

1.一种液氢-燃油双燃料船氢存储再液化耦合柴油废气低温捕集系统，其特征在于，包括低温氦与液氢换热网络系统、气氦制冷循环系统以及船舶主机、锅炉尾气低温捕集系统；

所述低温氦与液氢换热网络系统包括依次通过管路互相连通的液氢储罐(100)、液氢泵Ⅰ(101)、四股流预冷器(102)、二股流过冷器(103)、三股流换热器(104)以及过冷液氢喷淋正仲氢转化器(105)；液氢首先从所述液氢储罐(100)中被所述液氢泵Ⅰ(101)泵入换热网络，依次经过所述四股流预冷器(102)、所述二股流过冷器(103)和所述三股流换热器(104)，最终以过冷的液态形式进入位于所述液氢储罐(100)上层的所述过冷液氢喷淋正仲氢转化器(105)，同时把所述液氢储罐(100)上层由于环境漏热所产生的液氢蒸发气再液化为液氢，所述过冷液氢喷淋正仲氢转化器(105)内的催化剂把高温正氢转化为低温易储存的仲氢；

所述气氦制冷循环系统包括液氦储罐(201)、液氦泵(202)、回热器(203)、气氦压缩机(204)以及气氦膨胀机(205)；液氦首先从液氦储罐(201)中被所述液氦泵(202)依次送入所述三股流换热器(104)以及所述二股流过冷器(103)，流经所述回热器(203)后进入所述氦气压缩机(204)进行压缩，然后依次流经所述四股流预冷器(102)和所述回热器(203)放热，最后进入所述膨胀机(205)膨胀做功变为低温氦或者液氦后返回所述液氦储罐(201)；

所述船舶主机、锅炉尾气低温捕集系统包括液氢泵Ⅱ(301)、控制阀(302)、背压阀(303)、尾气预冷器(305)、尾气过冷器(304)、船舶主机(307)、辅机锅炉(306)、燃油罐(308)、尾气过滤器(309)以及CO₂富集储存器(310)；尾气是双燃料动力船舶中的所述燃油罐(308)中的燃油供给所述辅机锅炉(306)和所述船舶主机(307)燃烧后所排出的废气；所述尾气首先通过所述尾气过滤器(309)除去杂质，所述杂质包括氮氧、硫氧化物以及其它杂质，然后依次进入所述尾气预冷器(305)和所述尾气过冷器(304)进行换热使CO₂液化，液化后的CO₂储存在所述CO₂富集储存器(310)中；所述尾气预冷器(305)和所述尾气过冷器(304)分别连接至所述液氢储罐(100)，所述尾气过冷器(304)与所述液氢储罐(100)之间设置所述控制阀(302)，所述尾气预冷器(305)与所述液氢储罐(100)之间设置所述背压阀(303)。

2.根据权利要求1所述的液氢-燃油双燃料船氢存储再液化耦合柴油废气低温捕集系统，其特征在于，系统中循环的工质包括液氦、低温氦气、液氢和过冷液氢；系统中能量传递过程包括：液氦首先把冷量传递给所述二股流过冷器(103)和所述三股流换热器(104)中的液氢和过冷液氢，自身吸热成为低温氦气，然后经过所述回热器(203)进一步升高温度后被所述压缩机(204)压缩，然后依次进入所述四股流预冷器(102)和所述回热器(203)进一步降低热量后最后进入所述膨胀机(205)进行液化或者降温。

3.根据权利要求1所述的液氢-燃油双燃料船氢存储再液化耦合柴油废气低温捕集系统，其特征在于，所述船舶主机、锅炉尾气低温捕集系统内的能量转换过程包括：首先通过所述背压阀(303)控制由所述液氢储罐(100)通入所述尾气预冷器(305)内的氢蒸发气的流量，尾气在所述尾气预冷器(305)内同氢蒸发气进行换热和预冷，然后尾气通入所述尾气过冷器(304)，通过控制阀(302)控制由所述液氢储罐(100)通入所述过冷器(304)内的液氢的流量，尾气在所述尾气过冷器(304)内同液氢进行换热使得尾气内的CO₂冷凝液化。

4.根据权利要求1所述的液氢-燃油双燃料船氢存储再液化耦合柴油废气低温捕集系统，其特征在于，所述四股流预冷器(102)、所述二股流过冷器(103)、所述三股流换热器(104)、所述回热器(203)、所述尾气预冷器(305)以及所述尾气过冷器(304)可为板翅式、板式、印刷版式、绕管式或者壳管式换热器，内部可为打孔、波纹或锯齿型翅片。