船舶能效设计指数框架下的LNG燃料船碳捕集与封存系统模拟研究  

Simulation of onboard carbon capture and storage system for LNG fuel ships under EEDI framework

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作  者:周艺航 田镇 Zhou Yihang;Tian Zhen(Merchant Marine College Shanghai Maritime University)

机构地区:[1]上海海事大学商船学院

出  处:《制冷与空调》2024年第11期75-83,92,共10页Refrigeration and Air-Conditioning

基  金:国家自然科学基金(52476011);上海市科学技术委员会(22ZR1426900);上海市启明星项目(23QA1404400)。

摘  要:随着国际海事组织加快实施船舶能效设计指数(EEDI)的第三阶段要求,航运业迫切需要减少碳排放。文章在EEDI框架下提出了一种船载碳捕集与封存(OCCS)系统。在EEDI第三和第四阶段的约束下,确定了一艘液化天然气(LNG)燃料散货船上OCCS系统的设计原则。所提出的OCCS系统建立在主机废气余热和LNG冷能回收利用的基础上,并在Aspen HYSYS仿真软件中建模,为能量、[火用]和经济分析奠定了基础。结果表明,在EEDI框架下参考散货船的CO_(2)捕集量为613.8 kg/h至1114.3 kg/h之间,通过调节烟气流量以及液气比(L/G)甚至可以满足EEDI第四阶段要求。此外,当L/G为1.1时,系统可以表现较好的能量、[火用]以及经济性能。该研究为船舶碳捕集系统合规提供了重要依据。With the accelerated implementation of Energy Efficiency Design Index(EEDI)phase 3 by the International Maritime Organization,shipping carbon reduction is urgently required.This paper proposes an onboard carbon capture and storage(OCCS)system under the EEDI framework.The OCCS system design principle for an LNG-fueled bulk carrier is determined with the constraints between EEDI phases 3 and 4.The OCCS is particularly established with the utilization of exhaust gas waste heat and LNG cold energy.The proposed OCCS system is modelled in Aspen HYSYS,laying the foundation for energy,exergy and economic analysis.The results show that the CO_(2)captured by reference bulk carrier under the EEDI framework is between 613.8 kg/h and 1114.3 kg/h,and the requirement of EEDI phase 4 can even be met by adjusting the exhaust gas mass flow rate and liquid-gas ratio(L/G).In addition,when L/G is 1.1,the system can have better energy,exergy and economic performance.This study provides an important basis for the maritime post-combustion carbon reduction compliance.

关 键 词:船载碳捕集 船舶能效设计指数 船舶余热回收 液化天然气冷能回收 

分 类 号:TB6[一般工业技术—制冷工程]

 

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