[实用新型]利用废热的船舶生物质气化以及制冷与发电系统

说明书

本实用新型涉及一种利用废热的船舶生物质气化以及制冷与发电系统，属于船舶可再生能源利用技术领域。包括生物质气化及提纯单元、发动机废气回收利用单元、溴化锂吸收式制冷单元、富氧燃烧发电单元、水气分离单元和污水处理单元。本实用新型利用船舶生物质作为原料，利用废热来驱动船舶生物质气化，回收利用船舶生活垃圾，提高了低位热能的利用效率。通过所制取的合成气用来实现发动机燃料的掺氢燃烧，改善发动机的燃烧过程，降低污染物的排放；发电和吸收式制冷均采用富氧燃烧的方式，燃烧产生的高温烟气再次通入生物质气化装置进行换热，充分利用高温烟气的热量，提高了能量利用效率。且高温烟气成分只有CO₂和H₂O，便于实现碳捕获。

技术领域

本实用新型涉及一种利用废热的船舶生物质气化以及制冷与发电系统，属于船舶可再生能源利用技术领域。

背景技术

船舶在运行过程中会产生并排放多种污染物。其中，船舶垃圾和发动机尾气是两大主要的污染源。随着排放控制法越来越严格，以及人类面临的环境危机和能源危机问题日益加剧，寻找一种清洁可再生能源的任务已经迫在眉睫。生物质能源具有可再生性、原料来源广和低碳环保的特点。船舶生物质主要为餐厨垃圾、残羹剩肴和生活污水等生活垃圾。利用船舶生物质气化制取的合成气为富氢气体，其燃烧极限广，点火能量低，能量密度高，用途广泛。

目前，很多船舶并不具备完善的生物质垃圾处理系统，所处理的垃圾往往达不到直接排放标准，在无法正常将生物质垃圾进行退岸处理的情况下，违规将这些垃圾直接排放到海中，或将这些垃圾转移给不具有垃圾接收能力的污油水接收船，这类行为违反了《国际防止船舶造成污染公约》和港口国关于船舶垃圾处理的规定，并造成海洋环境的污染。不具有接收能力的船舶接收船舶垃圾还违反了港口疫情防控规定，增加了疫情传播风险，甚至导致安全事故。另一方面，船舶发动机尾气为海上大气污染的主要来源。发动机往往由于油气混合不充分，火焰传播速度慢和局部高温缺氧燃烧不充分，产生大量的CO₂、CO、SO_X和NO_X等温室气体和污染物排至空气中，既浪费了大量能量又造成了大气污染。

发明内容

本实用新型的目的是解决船舶在运行过程中产生的生物质如何处理和利用的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本实用新型所采取的技术方案是提供一种利用废热的船舶生物质气化以及制冷与发电系统，包括生物质气化及提纯单元、发动机废气回收利用单元、溴化锂吸收式制冷单元、富氧燃烧发电单元、水气分离单元和污水处理单元。

优选地，所述生物质气化及提纯单元包括水罐、水蒸气发生器、气化剂混合器、生物质气化装置、惯性分离器、焦油分离器、换热器和合成气储存装置；所述水罐、水蒸气发生器、气化剂混合器、生物质气化装置、惯性分离器、焦油分离器、换热器和合成气储存装置依次连接；焦油分离器与污水处理单元连接。

优选地，所述发动机废气回收利用单元包括合成气泵A、船舶发动机和废气泵A；所述合成气储存装置通过合成气泵A与船舶发动机连接；所述船舶发动机通过废气泵A与生物质气化装置连接。

优选地，所述溴化锂吸收式制冷单元包括合成气泵B、直燃型溴化锂吸收式机组和烟气泵A；所述合成气储存装置通过合成气泵B与直燃型溴化锂吸收式机组连接；所述直燃型溴化锂吸收式机组通过烟气泵A与生物质气化装置连接。

优选地，所述富氧燃烧发电单元包括合成气压缩机、燃气轮机、发电装置和烟气泵B；所述合成气储存装置通过合成气压缩机与燃气轮机连接，燃气轮机与发电装置连接；燃气轮机通过烟气泵B与生物质气化装置连接。