一種二氧化碳提純裝置的製作方法
2023-06-26 02:33:56 2
專利名稱：一種二氧化碳提純裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用於大氣量二氧化碳提純的二氧化碳提純裝置。
背景技術：
現有的二氧化碳精餾提純裝置通常在精餾塔後採用一級冷凝裝置，由於冷凝裝置的冷凝溫差較大，廢氣的壓力為充分利用，耗能量較大。
發明內容
本發明的目的是提供一種低能耗、效果好的二氧化碳提純裝置。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是
一種二氧化碳提純裝置，用於大氣量的二氧化碳提純，其包括具有進氣口和出氣口的精餾塔、與所述的精餾塔的出氣口相連接的冷凝蒸發器、熱交換器，所述的精餾塔的進氣口經過所述的熱交換器與原料氣源相連接，所述的冷凝蒸發器中通入製冷劑，所述的冷凝蒸發器的頂部具有廢氣出氣端，所述的廢氣出氣端與廢氣出口通過廢氣通路相連接；所述的廢氣通路上設置有增壓透平膨脹機，所述的廢氣通路經所述的增壓透平膨脹機後與通入所述的冷凝蒸發器中形成膨脹製冷循環，所述的廢氣通路出所述的冷凝蒸發器後與所述的廢氣出口相連接。優選的，所述的廢氣通路上設置一級所述的膨脹製冷循環或串聯設置多級所述的膨脹製冷循環。優選的，當串聯設置多級所述的膨脹製冷循環時，各級所述的膨脹製冷循環中廢氣通路依次經過所述的增壓透平膨脹機和所述的冷凝蒸發器後，除最後一級以外的各級膨脹製冷循環中的廢氣通路與下一級所述的膨脹製冷循環相連接，最後一級所述的膨脹製冷循環中的廢氣通路與所述的廢氣出口相連接。優選的，所述的廢氣通路經過所述的增壓透平膨脹機的膨脹端或先經過所述的增壓透平膨脹機的膨脹端、再經過所述的增壓透平膨脹機的增壓端或先經過所述的增壓透平膨脹機的增壓端、再經過所述的增壓透平膨脹機的膨脹端。優選的，所述的廢氣通路經過所述的增壓透平膨脹機後經過冷卻器。優選的，所述的廢氣通路出所述的冷凝蒸發器後經過所述的熱交換器。優選的，所述的增壓透平膨脹機為一臺或多臺。優選的，所述的增壓透平膨脹機採用風機制動或風機端增壓。本發明工作原理是將含有其他成分的二氧化碳原料氣通入精餾塔中精餾，得到的液體二氧化碳由精餾塔的底部輸出；精餾塔頂部的氣體進入多級冷凝蒸發器逐級冷凝， 通過製冷劑冷凝回流進入精餾塔，而不冷凝的廢氣在頂部排出，經過膨脹製冷循環為冷凝蒸發器提供冷量，最後經復熱由廢氣出口排出去所需位置。由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點由於本發明採用膨脹製冷循環提供冷凝蒸發器所需部分冷量從而大幅度降低能耗。
附圖1為本發明的一種二氧化碳提純裝置的示意圖。以上附圖中1、精餾塔；2、熱交換器；3、第一冷凝蒸發器；4、第二冷凝蒸發器；5、 第三冷凝蒸發器；6、增壓透平膨脹機；7、冷卻器。
具體實施例方式下面結合附圖所示的實施例對本發明作進一步描述。實施例一參見附圖1所示。一種二氧化碳提純裝置，用於大氣量的二氧化碳提純。其包括具有進氣口和出氣口的精餾塔1、與精餾塔1的出氣口相連接的冷凝蒸發器、熱交換器2。精餾塔1的進氣口經過熱交換器2與原料氣源相連接。冷凝蒸發器為三級冷凝蒸發器，其包括第一冷凝蒸發器3、第二冷凝蒸發器4、第三冷凝蒸發器5，並且各冷凝蒸發器中通入製冷劑，如氟利昂或氨。採用三級冷凝蒸發器或多級冷凝蒸發器，為二氧化碳的冷凝提供多級冷凝溫度，使每級冷凝溫度逐漸降低，從而可以降低二氧化碳提純的能耗。三級冷凝蒸發器的頂部具有廢氣出氣端，廢氣出氣端與廢氣出口通過廢氣通路相連接。廢氣通路上設置有增壓透平膨脹機，廢氣通路經增壓透平膨脹機後與通入三級冷凝蒸發器中形成膨脹製冷循環，廢氣通路出冷凝蒸發器後與廢氣出口相連接。 本實施例中，廢氣通路上串聯設置三級膨脹製冷循環，可以根據原料氣的壓力來選擇製冷級數。每級膨脹製冷循環設置有增壓透平膨脹機6，增壓透平膨脹機6採用風機制動或風機端增壓。增壓透平膨脹機6為一臺或多臺，本實施例中設置三臺增壓透平膨脹機6，即每一級膨脹製冷循環採用單獨的一臺增壓透平膨脹機6。第一級膨脹製冷循環中，廢氣通路先進入增壓透平膨脹機6的增壓端，再經過冷卻器7後進入增壓透平膨脹機6的膨脹端，然後進入三級冷凝蒸發器中提供冷量，出三級冷凝蒸發器後進入第二級膨脹製冷循環。第二級膨脹製冷循環中，廢氣通路先進入增壓透平膨脹機6的增壓端，再經過冷卻器7後進入增壓透平膨脹機6的膨脹端，然後進入三級冷凝蒸發器中提供冷量，出三級冷凝蒸發器後進入第三級膨脹製冷循環。第三季膨脹製冷循環中，廢氣通路先進入增壓透平膨脹機6的增壓端，再經過冷卻器7後進入增壓透平膨脹機 6的膨脹端，然後進入三級冷凝蒸發器中提供冷量，出三級冷凝蒸發器後的廢氣通路經熱交換器2與廢氣出口相連接，廢氣通路中的廢氣換熱後去所需位置。採用該二氧化碳提純裝置能夠降低二氧化碳精餾提純的能耗，且待提純的混有其他成分的二氧化碳氣體純度越低時，用於提供冷量的廢氣量越多，則節能效果越顯著。上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種二氧化碳提純裝置，用於大氣量的二氧化碳提純，其包括具有進氣口和出氣口的精餾塔、與所述的精餾塔的出氣口相連接的冷凝蒸發器、熱交換器，所述的精餾塔的進氣口經過所述的熱交換器與原料氣源相連接，所述的冷凝蒸發器中通入製冷劑，其特徵在於 所述的冷凝蒸發器的頂部具有廢氣出氣端，所述的廢氣出氣端與廢氣出口通過廢氣通路相連接；所述的廢氣通路上設置有增壓透平膨脹機，所述的廢氣通路經所述的增壓透平膨脹機後與通入所述的冷凝蒸發器中形成膨脹製冷循環，所述的廢氣通路出所述的冷凝蒸發器後與所述的廢氣出口相連接。
2.根據權利要求1所述的一種二氧化碳提純裝置，其特徵在於所述的廢氣通路上設置一級所述的膨脹製冷循環或串聯設置多級所述的膨脹製冷循環。
3.根據權利要求2所述的一種二氧化碳提純裝置，其特徵在於當串聯設置多級所述的膨脹製冷循環時，各級所述的膨脹製冷循環中廢氣通路依次經過所述的增壓透平膨脹機和所述的冷凝蒸發器後，除最後一級以外的各級膨脹製冷循環中的廢氣通路與下一級所述的膨脹製冷循環相連接，最後一級所述的膨脹製冷循環中的廢氣通路與所述的廢氣出口相連接。
4.根據權利要求1所述的一種二氧化碳提純裝置，其特徵在於所述的廢氣通路經過所述的增壓透平膨脹機的膨脹端或先經過所述的增壓透平膨脹機的膨脹端、再經過所述的增壓透平膨脹機的增壓端或先經過所述的增壓透平膨脹機的增壓端、再經過所述的增壓透平膨脹機的膨脹端。
5.根據權利要求1所述的一種二氧化碳提純裝置，其特徵在於所述的廢氣通路經過所述的增壓透平膨脹機後經過冷卻器。
6.根據權利要求1所述的一種二氧化碳提純裝置，其特徵在於所述的廢氣通路出所述的冷凝蒸發器後經過所述的熱交換器。
7.根據權利要求1所述的一種二氧化碳提純裝置，其特徵在於所述的增壓透平膨脹機為一臺或多臺。
8.根據權利要求1所述的一種二氧化碳提純裝置，其特徵在於所述的增壓透平膨脹機採用風機制動或風機端增壓。
全文摘要
本發明涉及一種二氧化碳提純裝置，用於大氣量的二氧化碳提純，其包括具有進氣口和出氣口的精餾塔、與精餾塔的出氣口相連接的冷凝蒸發器、熱交換器，精餾塔的進氣口經過熱交換器與原料氣源相連接，冷凝蒸發器中通入製冷劑，冷凝蒸發器的頂部具有廢氣出氣端，廢氣出氣端與廢氣出口通過廢氣通路相連接；廢氣通路上設置有增壓透平膨脹機，廢氣通路經增壓透平膨脹機後與通入冷凝蒸發器中形成膨脹製冷循環，廢氣通路出冷凝蒸發器後與廢氣出口相連接。由於本發明採用多級膨脹製冷循環和多級冷凝蒸發器，從而大幅度降低二氧化碳提純的能耗。
文檔編號C01B31/20GK102351178SQ20111017860
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月29日 優先權日2011年6月29日
發明者薛魯 申請人:蘇州市興魯空分設備科技發展有限公司