帶有CO₂汽化冷回收裝置的CO₂回收利用成套設備的製作方法

2023-10-08 03:28:49 1

專利名稱：帶有CO2汽化冷回收裝置的CO2回收利用成套設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種二氧化碳回收利用裝置，尤其是一種利用液化二氧化碳氣化過程 中產生的大量冷能作為使回收的氣態二氧化碳液化的能源從而使製冷壓縮機停止工作達 到節能的二氧化碳回收利用裝置，具體地說是一種節能效果十分顯著的帶有co2汽化冷回 收裝置的co2回收利用成套設備。
背景技術：
眾所擊知，在啤酒製備過程中需向啤酒液中加注二氧化碳，使保證其口感，二氧化 碳可直接從市場購買食品級液態二氧化碳加熱後向啤酒中加注，這樣做成本很高，另一方 面，在啤酒釀製過程中會產生大量的二氧化碳，直接排放不僅造成浪費，而且會汙染環境， 因此現有的啤酒廠普遍採用的方法是將釀製過程中產生的二氧化碳加以回收利用。回收利 用的大致過程為，首先利用氣體收集裝置將二氧化碳氣體送入二氧化碳壓縮機1中壓縮到 1. 8-2. OMPa，經二氧化碳乾燥器2乾燥除水後送入再沸器17中，高壓二氧化碳經再沸器17 進入液化換熱器4中，再經與液化換熱器4相連的製冷壓縮機16製冷變成液態二氧化碳， 液態二氧化碳從液化換熱器4流出再回入再沸器17中去除雜質後經泵泵入儲液罐5中備 用，使用時，必須先將高壓液態二氧化碳引入汽化器中，通入高溫蒸汽使其吸熱氣化，再經 減壓後送入後續的用氣設備中，因此在整個回收利用過程中，一方面需使用製冷壓縮機將 氣態的二氧化碳液化，這需要消耗大量的能源，另一方面使用過程中又要使用蒸汽使液態 二氧化碳吸熱氣化，同樣需要消耗大量的蒸氣，又造成能源的浪費，因此，現有的二氧化碳 雖然實現了環保的目的，但同時需消耗大量的能源。對此，目前尚無好的解決方案。

發明內容
本發明的目的是針對現有的二氧化碳回收利用系統能耗和浪費大的問題，發明一 種節能效果十分顯著的帶有co2汽化冷回收裝置的co2回收利用成套設備。本發明的技術方案是一種帶有C02汽化冷回收裝置的C02回收利用成套設備，它包括C02壓縮機1、C02 乾燥器2、再沸器17、製冷壓縮機16、液化換熱器4、儲液罐5和汽化器9，C02壓縮機1的輸 入端與C02氣源相連，C02壓縮機1的輸出端與C02乾燥器2的輸入端相連，C02乾燥器2的 輸出端與再沸器17的輸入端相連，再沸器17的氣體輸出端通過氣動球閥3與液化換熱器 4的氣體輸入端相連，進入液化換熱器4中的C02氣體經製冷壓縮機16冷卻成液態C02，液 態C02再回入再沸器17中去除雜質後泵入儲液罐5中，其特徵是在儲液罐5與汽化器9之間安裝有蓄能槽10，儲液罐5中的液態C02的壓力大於 蓄能槽10中的液態co2的壓力；蓄能槽10連接有換熱器8，蓄能槽10中的載冷劑通過循環泵11和連接管道在蓄 能槽10和換熱器8之間循環，換熱器8的C02氣體進口直接與再沸器17的氣體出口相連 通，換熱器8的氣體出口直接與液化換熱器4的液態C02入口相連通，液態C02直接從液化
3換熱器4流入再沸器17中去除雜質後泵入儲液罐5。其中的蓄能槽10和換熱器8即構成了本發明的液態二氧化碳氣化冷回收裝置。在連接儲液罐5與蓄能槽10之間的管道上安裝有減壓閥6。在連接蓄能槽10與汽化器9之間的連接管上安裝有截止閥門15 ；在所述的儲液 罐5和汽化器9之間還連接有直供管，在所述的直供管上安裝有直供閥門14。所述的蓄能槽10的載冷制輸出管路上安裝有溫度傳感器12。本發明的有益效果本發明充分利用了二氧化碳的特性，實現即能目的。這是因為，當液態二氧化碳壓 力下降時，其溫度也同步下降，如果將其溫度升高到一定的值，就可以使載冷劑降到一定的 溫度，再利用載冷機來冷卻氣態的二氧化碳使其液化即可替代製冷壓縮機，使製冷壓縮機 停止工作，實現節能的目的，因此，本發明首先將儲液罐中的高壓(1.8-2.0MPa)液態二氧 化碳首先下降一定的幅度(下降至1. 0-1. 2MPa)，利用壓力下降產生的冷能來對氣態二氧 化碳進行製冷，即可減少製冷壓縮機的工作時間和負荷，實現即能，同時由於進入汽化器中 的液態二氧化碳的溫度較高，因此，又可減少蒸汽使用量。本發明通過增加蓄能槽和換熱器實現了節能目的，而蓄能槽和換熱器的均可採用 成熟技術加以實現，製造成本較低，投入產出比高。以500kg/h產氣量為例，每小時可節電 45kW。本發明可實現一機多用，通過合理配置閥門和控制系統，既可使整個系統處於節 能狀態運行，也可處於與現有的系統相同的狀態下工作。


圖1是本發明的系統組成結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。如圖1所示。一種帶有C02汽化冷回收裝置的C02回收利用成套設備，它包括與現有技術完全相 同的C02壓縮機1、C02乾燥器2、再沸器17、製冷壓縮機16、液化換熱器4、儲液罐5和汽化 器9，C02壓縮機1的輸入端與C02氣源相連，C02壓縮機1的輸出端與C02乾燥器2的輸入 端相連，C02乾燥器2的輸出端與再沸器17的輸入端相連，再沸器17的氣體輸出端通過氣 動球閥3與液化換熱器4的氣體輸入端相連，進入液化換熱器4中的C02氣體經製冷壓縮機 16冷卻成液態C02，液態C02再回入再沸器17中去除雜質後泵入儲液罐5中，為了實現能量 回收，利用二氧化碳壓力下降時溫度下降的特性，本發明在儲液罐5與汽化器9之間安裝了 蓄能槽10，儲液罐5中的液態C02的壓力大於蓄能槽10中的液態C02的壓力；儲液罐5中的 壓力1. 8-2. OMPa為高壓液態C02經連接二者之間的管道上的減壓閥6減壓至1. 0-1. 2MPa 後，二氧化碳的溫度急劇下降，利用下降的溫度使流過的載冷劑溫度下降，再將載冷劑通過 循環泵11泵入換熱器8中實現對流經換熱器8中的氣態二氧化碳的製冷液化，而換熱器8 的C02氣體進口直接與再沸器17的氣體出口相連通，換熱器8的氣體出口直接與液化換熱 器4的液態C02入口相連通，液態C02直接從液化換熱器4流入再沸器17中去除雜質後泵入儲液罐5，如此循環，就可使製冷壓縮機16停止工作，實現節能的目的。由上可見，蓄能槽 10和換熱器8即構成了本發明的液態二氧化碳氣化冷回收裝置。具體實施時，為了使本發明在不需要進行二氧化碳回收時仍能正常工作，可在連 接蓄能槽10與汽化器9之間設置連接管，並在其上安裝截止閥門15 ；也可在所述的儲液罐 5和汽化器9之間直接連接一個直供管，並在所述的直供管上安裝有直供閥門14。此外，為 了實現循環泵11的自動工作，可在蓄能槽10的載冷制輸出管路上安裝溫度傳感器12。本發明的CO2壓縮機、乾燥器、再沸器的連接方法與現有技術完全相同，汽化器的 蒸汽供氣管路、循環水的供應及利用等均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。
本發明的工作原理是儲液罐5中壓力為1. 8 2. OMPa的液體二氧化碳先通過減壓閥6減壓至1. 0 1. 2MPa,將二氧化碳液體溫度降至-40 _35°C，進入蓄能槽10，將蓄能槽10內的載冷劑冷 卻到-35 _30°C，利用循環泵11將載冷劑泵入換熱器8中，將從再沸器17直接輸送壺的 二氧化碳液化(二氧化碳氣體在1. 8-2. OMPa壓力下的液化溫度為_20 _25°C )。升溫後 的載冷劑再回到蓄能槽10中循環使用。減壓後的液體二氧化碳在冷卻載冷劑的同時會汽 化為氣體二氧化碳，進入原有的汽化器進一步升溫到-20 _30°C，保證二氧化碳的正常使 用，同時由於溫度升高可節約大量蒸汽；載冷劑進入換熱器8將二氧化碳液化，原有的製冷 壓縮機16可停止使用，節約大量電能。本發明的工作過程為當系統正常工作一定時間，儲液罐5中存儲有液態二氧化碳時，可打開閥門13、 15，關閉閥門14，同時循環泵11開始工作。液體二氧化碳從儲液罐5進入減壓閥6，二氧化 碳液體經減壓閥6減壓截流後壓力下降至1. 0 1. 2MPa ；溫度下降至-40 _35°C，將蓄能 槽10內的載冷劑溫度冷卻到-35 -30°C。載冷劑通過循環泵11作功將載冷劑泵入換熱 器8。溫度傳感器12探測到載冷劑溫度低於-30°C時，氣動球閥3關閉，經乾燥除水後的二 氧化碳氣體進入換熱器8。經載冷劑冷卻成為液體，流入液化換熱器4。此時為液化換熱器 4提供低溫製冷劑的製冷壓縮機16可停止工作。當沒有乾燥除水後的二氧化碳氣體時，載冷劑溫度會低於-40°C，此時關閉閥門 13、15，打開閥門14，使用汽化器9汽化二氧化碳液體，保證後端正常用氣。如載冷劑溫度長 時間低於-40°C，循環泵11可停止工作。當後續用氣設備不用氣時，蓄能槽中無液態二氧化碳流動，載冷劑溫度不斷升高， 無冷源，當載冷劑溫度高於_25°C時，為液化換熱器4提供低溫製冷的製冷壓縮機16重新開 始工作，以保證回收的二氧化碳氣體能正常液化。本發明未涉及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。
權利要求
一種帶有CO2汽化冷回收裝置的CO2回收利用成套設備，它包括CO2壓縮機(1)、CO2乾燥器(2)、再沸器(17)、製冷壓縮機(16)、液化換熱器(4)、儲液罐(5)和汽化器(9)，CO2壓縮機(1)的輸入端與CO2氣源相連，CO2壓縮機(1)的輸出端與CO2乾燥器(2)的輸入端相連，CO2乾燥器(2)的輸出端與再沸器(17)的輸入端相連，再沸器(17)的氣體輸出端通過氣動球閥(3)與液化換熱器(4)的氣體輸入端相連，進入液化換熱器(4)中的CO2氣體經製冷壓縮機(16)冷卻成液態CO2，液態CO2再回入再沸器(17)中去除雜質後泵入儲液罐(5)中，其特徵是在儲液罐(5)與汽化器(9)之間安裝有蓄能槽(10)，儲液罐(5)中的液態CO2的壓力大於蓄能槽(10)中的液態CO2的壓力；蓄能槽(10)連接有換熱器(8)，蓄能槽(10)中的載冷劑通過循環泵(11)和連接管道在蓄能槽(10)和換熱器(8)之間循環，換熱器(8)的CO2氣體進口直接與再沸器(17)的氣體出口相連通，換熱器(8)的氣體出口直接與液化換熱器(4)的液態CO2入口相連通，液態CO2直接從液化換熱器(4)流入再沸器(17)中去除雜質後泵入儲液罐(5)。
2.根據權利要求1所述的帶有C02汽化冷回收裝置的C02回收利用成套設備，其特徵 是在連接儲液罐(5)與蓄能槽(10)之間的管道上安裝有減壓閥(6)。
3.根據權利要求1所述的帶有C02汽化冷回收裝置的C02回收利用成套設備，其特徵 是在連接蓄能槽(10)與汽化器(9)之間的連接管上安裝有截止閥門(15)；在所述的儲液 罐(5)和汽化器(9)之間還連接有直供管，在所述的直供管上安裝有直供閥門(14)。
4.根據權利要求1所述的帶有C02汽化冷回收裝置的C02回收利用成套設備，其特徵 是所述的蓄能槽(10)的載冷制輸出管路上安裝有溫度傳感器(12)。
全文摘要
一種帶有CO2汽化冷回收裝置的CO2回收利用成套設備，它包括CO2壓縮機(1)、CO2乾燥器(2)、再沸器(17)、製冷壓縮機(16)、液化換熱器(4)、儲液罐(5)和汽化器(9)，其特徵是在儲液罐(5)與汽化器(9)之間安裝有蓄能槽(10)，儲液罐(5)中的液態CO2的壓力大於蓄能槽(10)中的液態CO2的壓力；蓄能槽(10)連接有換熱器(8)，蓄能槽(10)中的載冷劑通過循環泵(11)和連接管道在蓄能槽(10)和換熱器(8)之間循環，換熱器(8)的CO2氣體進口直接與再沸器(17)的氣體出口相連通，換熱器(8)的氣體出口直接與液化換熱器(4)的液態CO2入口相連通，液態CO2直接從液化換熱器(4)流入再沸器(17)中去除雜質後泵入儲液罐(5)。本發明通過增加蓄能槽和換熱器實現了能量回收，節能效果十分顯著。
文檔編號F25J1/02GK101871717SQ20101021502
公開日2010年10月27日 申請日期2010年7月1日 優先權日2010年7月1日
發明者代建鋼, 李長青, 趙新, 邱廣利 申請人:代建鋼;李長青;趙新;邱廣利