本發(fā)明涉及碳捕集、利用與封存，特別涉及一種節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的干冰制備工藝中，包括氣體原料的液化工藝，所應(yīng)用的制冷設(shè)備通常較為復(fù)雜，可能需要分別提供不同的冷源進(jìn)行不同位置的冷卻，且能耗較大，例如，原料中存在較多的水分時(shí)，因水降溫下凍結(jié)問(wèn)題存在再生能耗，且水分在低溫液化時(shí)與二氧化碳還會(huì)形成水合物，呈白色冰晶狀固體，會(huì)造成設(shè)備和管道的堵塞危害。

2、因此，如何提供一種節(jié)能效果較好的干冰制備系統(tǒng)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，節(jié)能效果較好。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，包括：液冷系統(tǒng)，包括一級(jí)主換熱器、二級(jí)主換熱器和三級(jí)主換熱器，所述一級(jí)主換熱器、所述二級(jí)主換熱器、所述三級(jí)主換熱器的冷媒通道通過(guò)液冷管路依次串聯(lián)，所述液冷系統(tǒng)用于接收外界冷源，外界冷源可依次經(jīng)過(guò)所述一級(jí)主換熱器、所述二級(jí)主換熱器和所述三級(jí)主換熱器的冷媒通道；供料系統(tǒng)，包括供料管路、除水裝置和干冰機(jī)，所述供料管路用于接收包括co2的氣體的原料；所述供料管路沿著原料流動(dòng)方向依次包括前部管路、中部管路和尾部管路，所述干冰機(jī)連接于所述尾部管路的第一出料口，其中，所述前部管路中的原料可通過(guò)所述三級(jí)主換熱器與所述外界冷源換熱，所述尾部管路中的所述原料可通過(guò)所述一級(jí)主換熱器與所述外界冷源換熱，所述除水裝置串聯(lián)于所述前部管路，以減少所述原料中的水分。

4、優(yōu)選地，所述二級(jí)主換熱器和所述三級(jí)主換熱器之間的所述液冷管路還串聯(lián)有復(fù)溫氣化器。

5、優(yōu)選地，所述除水裝置包括沿著所述原料流動(dòng)方向依次串聯(lián)于所述前部管路的水分離器和水分吸附器；其中，所述水分吸附器吸附原料的水分后，可使所述原料的常壓露點(diǎn)不高于設(shè)定溫度。

6、優(yōu)選地，所述供料系統(tǒng)還包括三級(jí)回路換熱器；所述三級(jí)回路換熱器的冷媒通道串聯(lián)所述三級(jí)主換熱器的熱媒通道，并形成冷卻回路，所述冷卻回路中具有三級(jí)載冷劑；所述前部管路在所述水分離器的進(jìn)料側(cè)連接所述三級(jí)回路換熱器的熱媒通道；所述前部管路還串聯(lián)有原料壓縮機(jī)，且所述原料壓縮機(jī)的出料側(cè)連接所述三級(jí)回路換熱器的熱媒通道的進(jìn)料口。

7、優(yōu)選地，所述供料系統(tǒng)還包括三級(jí)冷卻回路和多個(gè)三級(jí)回路換熱器，三級(jí)冷卻回路中具有三級(jí)載冷劑；所述三級(jí)主換熱器的熱媒通道、所述三級(jí)回路換熱器的冷媒通道串聯(lián)于三級(jí)冷卻回路中，且各所述三級(jí)回路換熱器的冷媒通道并聯(lián)連接；其中，部分所述三級(jí)回路換熱器為前部冷卻器，其余所述三級(jí)回路換熱器為中部冷卻器；所述前部冷卻器的熱媒通道串聯(lián)于所述前部管路中，所述中部冷卻器的熱媒通道串聯(lián)于所述中部管路中；所述中部管路還串聯(lián)有增壓機(jī)，所述增壓機(jī)的出料口連接所述中部冷卻器的熱媒通道的進(jìn)料口。

8、優(yōu)選地，所述二級(jí)主換熱器包括第一二級(jí)主換熱器和第二二級(jí)主換熱器，所述第一二級(jí)主換熱器的冷媒通道、所述第二二級(jí)主換熱器的冷媒通道并聯(lián)連接；所述中部管路包括沿著所述原料流動(dòng)方向依次設(shè)置的第一支路、第二支路和第三支路；所述第一二級(jí)主換熱器的熱媒通道串聯(lián)于所述第一支路中；所述增壓機(jī)、所述中部冷卻器的熱媒通道串聯(lián)于所述第二支路中；所述第二二級(jí)主換熱器的熱媒通道串聯(lián)于所述第三支路。

9、優(yōu)選地，所述供料系統(tǒng)還包括分離塔、一級(jí)冷卻回路；所述分離塔具有塔頂冷凝器；所述一級(jí)冷卻回路中具有一級(jí)載冷劑，所述一級(jí)主換熱器的熱媒通道、所述塔頂冷凝器的冷媒通道串聯(lián)于所述一級(jí)冷卻回路；所述分離塔具有塔釜再沸器；所述尾部管路依次串聯(lián)所述塔釜再沸器的熱媒通道和所述分離塔的進(jìn)料口，以使原料在作為所述塔釜再沸器的熱源后，再進(jìn)入所述分離塔的進(jìn)料口。

10、優(yōu)選地，所述分離塔包括除重塔和除輕塔，所述尾部管路依次串聯(lián)所述除重塔的進(jìn)料口、所述除重塔的塔頂出料口、所述除輕塔的進(jìn)料口、所述除輕塔的塔底出料口；所述除重塔的塔底出料口連接有殘液氣化器；所述除輕塔的塔頂出料口連接有尾氣氣化器。

11、優(yōu)選地，所述供料系統(tǒng)還包括過(guò)冷器和回流管路；所述尾部管路依次串聯(lián)所述過(guò)冷器的熱媒通道、所述干冰機(jī)的進(jìn)料口；所述回流管路的進(jìn)料口連接于所述干冰機(jī)的回料口；所述過(guò)冷器的冷媒通道串聯(lián)于所述回流管路，所述回流管路的出料口連接于所述中部管路。

12、優(yōu)選地，所述尾部管路還具有第二出料口，所述第二出料口用于提供液體的co2。

13、本發(fā)明提供的節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，包括：液冷系統(tǒng)，包括一級(jí)主換熱器、二級(jí)主換熱器和三級(jí)主換熱器，一級(jí)主換熱器、二級(jí)主換熱器、三級(jí)主換熱器的冷媒通道通過(guò)液冷管路依次串聯(lián)，液冷系統(tǒng)用于接收外界冷源，且外界冷源可依次經(jīng)過(guò)一級(jí)主換熱器、二級(jí)主換熱器和三級(jí)主換熱器的冷媒通道；供料系統(tǒng)，包括供料管路、除水裝置和干冰機(jī)，供料管路用于接收包括co2的氣體的原料；供料管路沿著原料流動(dòng)方向依次包括前部管路、中部管路和尾部管路，干冰機(jī)連接于尾部管路的第一出料口，其中，前部管路中的原料可通過(guò)三級(jí)主換熱器與外界冷源換熱，尾部管路中的原料可通過(guò)一級(jí)主換熱器與外界冷源換熱，除水裝置串聯(lián)于前部管路，以減少原料中的水分。

14、應(yīng)用上述節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，只需一條液冷管路中的外界冷源提供的冷能，可完成原料不同階段的冷卻需求，此時(shí)，可被利用冷能的外界冷源在整個(gè)干冰制備工藝中，依次通過(guò)一級(jí)主換熱器、二級(jí)主換熱器、三級(jí)主換熱器，冷能分成三個(gè)溫度區(qū)間，分別用于系統(tǒng)中不同設(shè)備的用冷上，進(jìn)行冷能一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)利用，使冷能得到整個(gè)溫度級(jí)的完整利用，實(shí)現(xiàn)供料系統(tǒng)對(duì)冷能的梯度利用，可以更好地匹配干冰制備過(guò)程中供料系統(tǒng)各階段需要的冷量，且除水裝置在靠近供料管路的進(jìn)料口的前部管路部分即進(jìn)行除水，以盡量減少原料的水分，降低干冰制備中水分的影響，可減少再生能耗，從而使這種節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)具有較好的節(jié)能效果，且系統(tǒng)呈梯度設(shè)置的框架清晰，優(yōu)化了系統(tǒng)的流程組織，降低了裝配難度。

技術(shù)特征：

1.一種節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，其特征在于，所述二級(jí)主換熱器（e13）和所述三級(jí)主換熱器（e12）之間的所述液冷管路（1）還串聯(lián)有復(fù)溫氣化器（e11）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，其特征在于，所述除水裝置包括沿著所述原料流動(dòng)方向依次串聯(lián)于所述前部管路（21）的水分離器（s）和水分吸附器（a1）；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，其特征在于，所述供料系統(tǒng)還包括三級(jí)回路換熱器（e14）；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，其特征在于，所述供料系統(tǒng)還包括三級(jí)冷卻回路（5）和多個(gè)三級(jí)回路換熱器（e14），三級(jí)冷卻回路（5）中具有三級(jí)載冷劑；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，其特征在于，所述二級(jí)主換熱器（e13）包括第一二級(jí)主換熱器（e5）和第二二級(jí)主換熱器（e6），所述第一二級(jí)主換熱器（e5）的冷媒通道、所述第二二級(jí)主換熱器（e6）的冷媒通道并聯(lián)連接；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，其特征在于，所述供料系統(tǒng)還包括分離塔（c）、一級(jí)冷卻回路（4）；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，其特征在于，所述分離塔（c）包括除重塔（c1）和除輕塔（c2），所述尾部管路（23）依次串聯(lián)所述除重塔（c1）的進(jìn)料口、所述除重塔（c1）的塔頂出料口、所述除輕塔（c2）的進(jìn)料口、所述除輕塔（c2）的塔底出料口；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，其特征在于，所述供料系統(tǒng)還包括過(guò)冷器（e9）和回流管路（3）；

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，其特征在于，所述尾部管路（23）還具有第二出料口（232），所述第二出料口（232）用于提供液體的co2。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種節(jié)能型提碳制干冰系統(tǒng)，涉及碳捕集、利用與封存技術(shù)領(lǐng)域。制干冰系統(tǒng)中，一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)主換熱器的冷媒通道通過(guò)液冷管路依次串聯(lián)，外界冷源依次經(jīng)過(guò)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)主換熱器的冷媒通道；供料管路用于接收包括CO<subgt;2</subgt;的氣體的原料；供料管路沿著原料流動(dòng)方向依次包括前部管路、中部管路和尾部管路，干冰機(jī)連接于尾部管路的第一出料口，前部管路中的原料通過(guò)三級(jí)主換熱器與外界冷源換熱，尾部管路中的原料通過(guò)一級(jí)主換熱器與外界冷源換熱，除水裝置串聯(lián)于前部管路，以減少原料中的水分。此系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)供料系統(tǒng)對(duì)冷能的梯度利用，且可在靠近供料管路的進(jìn)料口的前部管路部分即進(jìn)行除水，具有較好的節(jié)能效果。

技術(shù)研發(fā)人員：任美鳳,彭肖祎,李相承,裴洪敏,譚芳,李良英,高毅,孫瀟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭氧集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26