【作者】

李力耕; 刘博睿; 田华; 舒歌群

【单位】

天津大学; 中国科学技术大学

【摘要】

交通运输业是温室气体CO2的第二大排放源，其中，海洋运输排放占比达11.7%，以液化天然气（LNG）作为船舶动力的新型低碳燃料可降低20%-25%的CO2排放，进一步耦合碳捕集技术的LNG船可望实现近零排放，被认为是具有应用前景的减排技术。低温碳捕集技术因其具有无附加污染、可充分利用冷能等优势，在LNG船碳减排领域展现出显著潜力。尽管如此，当前LNG船低温碳捕集技术研究有限，特别是在耦合系统设计及综合评价方面缺少理论分析，存在碳捕集系统海水/LNG双冷源条件变动下性能规律尚不清晰的研究缺陷。为此，本研究首先提出LNG船排气碳捕集-蒸发气再液化的耦合系统，重点分析不同海水冷却温度及低温凝华温度对耦合系统性能的影响规律，建立4C评价方法，综合考察系统能耗、捕集率、经济性及冷能利用率性能，通过内部状态参数优化实现双冷源条件最优匹配。研究表明，海水冷源与天然气冷源工况均对捕集率、捕集能耗产生显著影响，CO2凝华相变终温对捕集率的影响更显著，存在最优相变终温；捕集能耗随海水冷却温度升高而单调下降，随凝华相变终温呈现先维持稳定后下降的趋势；系统最低能量损失率为9.0%，最高捕集率为59.1%，且二者存在目标冲突。当海水冷源20℃、凝华相变终温172K时，可获得系统最佳冷能消耗率。

【关键词】

LNG船;低温碳捕集;系统优化;经济性;冷能利用

【论文集名称】

绿色船舶动力系统

【会议名称】

2025内燃动力碳中和与排放控制学术年会

【会议时间】

2025-7-3至2025-7-6

【会议地点】

厦门

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