CN201191124Y - 节能型二氧化碳液化提纯装置 - Google Patents

Abstract

一种节能型二氧化碳液化提纯装置，属于一种制气设备，其特征是它包括再沸器(1)和液化换热器(2)及提纯塔(5)，提纯塔(5)与再沸器(1)和液化换热器(2)相通；在再沸器(1)中安装有换热管束(13)，该换热管束(13)的进气口(6)与气源相通，其出气口(7)与液化换热器(2)上的进气口(9)相通，在再沸器(1)上设有液态二氧化碳出液口(15)，该出液口(15)与电泵(10)的进液口相通；在液化换热器(2)中安装有制冷管束(14)，所述制冷管束(14)通过安装在液化换热器(2)上的制冷剂进口(3)和制冷剂出口(4)与制冷设备相连，在液化换热器(2)上设有与其内腔相通的不凝气体排放口(8)。本实用新型可降低二氧化碳气体的排放量，准确控制屏蔽电泵的启停，节约能耗、减少环境污染。

Description

节能型二氧化碳液化提纯装置

技术领域

本实用新型涉及一种二氧化碳回收提纯装置，尤其是一种能直接利用气态二氧化碳本身热量使液态二氧化碳再沸后提纯的装置，具体地说是一种节能型二氧化碳液化提纯装置。

背景技术

目前，有回收二氧化碳废气设备的厂家其生产制取二氧化碳的纯度只能达到99.95-99.98％。如果要生产制取纯度为99.99％或更高纯度的二氧化碳产品，需加大排放含有氧气和氮气的二氧化碳气体，浪费了二氧化碳气源和能耗。此外，还因为液态二氧化碳与气相二氧化碳分界面不明显，现有浮球液位控制器不能准确有效的显示液位从而控制二氧化碳屏蔽电泵的启停，导致液体二氧化碳无法得到及时有效的输送。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的二氧化碳提纯装置存在的能耗大和电泵控制难度大的问题，设计一种节能型二氧化碳液化提纯装置。

本实用新型的技术方案是：

一种节能型二氧化碳液化提纯装置，其特征是它包括再沸器1和液化换热器2及提纯塔5，提纯塔5的两端分别与再沸器1和液化换热器2相通；在再沸器1中水平安装有常温二氧化碳换热管束13，该常温二氧化碳换热管束13的进气口6通过管道与气源相通，其出气口7通过管道与液化换热器2上的进气口9相通，在再沸器1上、常温二氧化碳换热管束13上部位置处设有液态二氧化碳出液口15，该出液口15通过管道与电泵10的进液口相通；在液化换热器2中安装有制冷管束14，所述制冷管束14通过安装在液化换热器2上的制冷剂进口3和制冷剂出口4与制冷设备相连，在液化换热器2上设有与其内腔相通的不凝气体排放口8。

所述的液化换热器2斜置安装在提纯塔5的上部，其倾斜角为1～5度。

所述的电泵10为屏蔽电泵，在其出口管11上连接有泵平衡管12，泵平衡管12的出气口与再沸器1的内腔相通。

所述的电泵10的控制回路上连接有用于控制其停机的电流传感器，该电流传感器将检测到的电流送入电控装置中，如电流小于设定值，则自动切断电泵10的供电回路，使其停止工作。

本实用新型的有益效果：

本实用新型由于直接利用气态二氧化碳作为再沸能源对液态二氧化碳进行再提纯，节约了能源，同时使现沸的气态二氧化碳沿提纯塔穿过其中的液态二氧化态带走其中的氧化及氮气，实现二氧化碳的提纯，具有工艺简单，提纯度高的优点。

本实用新型利用电流传感器控制电泵的关停，克服了传统浮球控制方式存在的控制易失灵的问题。

本实用新型具有结构简单，制造方便，增产明显，可提高回收率20％以上。

以某啤酒有限公司为例，在使用本实用新型的装置前，每输入720公斤二氧化碳原料气，仅能回收500公斤纯度为99.99％的液态二氧化碳；使用本实用新型的装置后，回收同样纯度为99.99％的液态二氧化碳量增加到600公斤。同时因使用电流控制屏蔽电泵启停后大大减少了操作员的工作量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的左视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1、2所示。

一种节能型二氧化碳液化提纯装置，它包括再沸器1和液化换热器2及提纯塔5，提纯塔5的两端分别与再沸器1和液化换热器2相通，其中液化换热器2斜置安装在提纯塔5的上部，其倾斜角为1～5度，如图1所示；在再沸器1中水平安装有常温二氧化碳换热管束13，该常温二氧化碳换热管束13的进气口6通过管道与气源相通(如图2所示)，其出气口7通过管道与液化换热器2上的进气口9相通，在再沸器1上、常温二氧化碳换热管束13上部位置处设有液态二氧化碳出液口15，该出液口15通过管道与电泵10的进液口相通，其中的电泵10可采用屏蔽电泵，在其出口管11上连接有泵平衡管12，泵平衡管12的出气口与再沸器1的内腔相通，这样可使经过屏蔽电泵时部分被电泵本身发热气化的二氧化碳再次进入循环利用；在液化换热器2中安装有制冷管束14，所述制冷管束14通过安装在液化换热器2上的制冷剂进口3和制冷剂出口4与制冷设备相连，在液化换热器2上设有与其内腔相通的不凝气体排放口8。

作为本实用新型重要内容之一的电泵的关停是通过检测电泵的工作电流实现的，因为申请人通过大量实验发现，当屏蔽电泵的出液量减少时，其通过的电流也相应的减少，因此，只要检测到通过电泵的电流小于某一值时，即可判定再沸器的液态二氧化碳的量，从而再通过控制电路切断电泵的工作电源，即可实现对电泵的关停，再经过延时打开电泵，如此循环即可保证电泵根据需要进行启停，为此，本实用新型在电泵10的控制回路上连接有用于控制其停机的电流传感器，该电流传感器将检测到的电流送入电控装置中，如电流小于设定值，则自动切断电泵10的供电回路，使其停止工作。电流传感器可采用市售产品加以实现，控制电路则可采用常规教科书上的控制电路加以实现。

本实用新型的工作原理是：

将压缩净化后的常温二氧化碳气体引入再沸器，使再沸器内一部分低温液态二氧化碳蒸发汽化，同时这部分常温的气体得到冷却后进入二氧化碳液化换热器冷凝成液态二氧化碳。从再沸器内液体中蒸发的气体二氧化碳沿提纯塔向上吸收从二氧化碳液化换热器内从上向下流的液体二氧化碳中的氧气和氮气，使流入再沸器内的液体二氧化碳提高到99.99％以上。当二氧化碳液化换热器工作一定的时间再沸器内会积聚一定量的液态二氧化碳，此时屏蔽电泵启动，根据电压的波动屏蔽电泵的运行电流会在很小的范围内相对稳定，当液体已完全被泵出再沸器后屏蔽电泵的运行电流会急剧下降，此时屏蔽电泵停止工作。

本实用新型的工作过程为：

当二氧化碳气体从常温二氧化碳气体进口6进入到再沸器内换热管时，会蒸发再沸器1中部分液态二氧化碳；同时气体自身得到冷却并从低温二氧化碳气体出口7留出，经过液化换热器进口9进入液化换热器2，与低温制冷剂进行热交换并被冷凝成液态二氧化碳。液态二氧化碳顺提纯塔循5向下流入再沸器1；同时从再沸器1中蒸发的气态二氧化碳沿提纯塔5进入液化换热器2，气体经过提纯塔5时通过塔内规整填料置换出液态二氧化碳的氧气和氮气分子，将流入再沸器5中的液态二氧化碳纯度提高到99.99％以上。含有大量氧气和氮气分子二氧化碳气体在进入液化换热器2中后从不凝气体排放口8排出。当液化换热器工作一定时间后再沸器5内会积聚一定的液态二氧化碳，此时屏蔽电泵10开始工作，将液态二氧化碳从屏蔽电泵出口管泵入二氧化碳储存容器内。当再沸器1内液态二氧化碳被完全泵出时，屏蔽电泵10的运行电流会急剧下降，设备控制系统检测到屏蔽电泵10工作电流已远离其额定范围内时，控制屏蔽电泵10停止工作。

因此，本实用新型可降低二氧化碳气体的排放量，准确控制屏蔽电泵的启停，节约能耗、减少环境污染。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1、一种节能型二氧化碳液化提纯装置，其特征是它包括再沸器(1)和液化换热器(2)及提纯塔(5)，提纯塔(5)的两端分别与再沸器(1)和液化换热器(2)相通；在再沸器(1)中水平安装有常温二氧化碳换热管束(13)，该常温二氧化碳换热管束(13)的进气口(6)与气源相通，其出气口(7)与液化换热器(2)上的进气口(9)相通，在再沸器(1)上、常温二氧化碳换热管束(13)上部位置处设有液态二氧化碳出液口(15)，该出液口(15)与电泵(10)的进液口相通；在液化换热器(2)中安装有制冷管束(14)，所述制冷管束(14)通过安装在液化换热器(2)上的制冷剂进口(3)和制冷剂出口(4)与制冷设备相连，在液化换热器(2)上设有与其内腔相通的不凝气体排放口(8)。

2、根据权利要求1所述的节能型二氧化碳液化提纯装置，其特征是所述的液化换热器(2)斜置安装在提纯塔(5)的上部，其倾斜角为1～5度。

3、根据权利要求1所述的节能型二氧化碳液化提纯装置，其特征是所述的电泵(10)为屏蔽电泵，在其出口管(11)上连接有泵平衡管(12)，泵平衡管(12)的出气口与再沸器(1)的内腔相通。

4、根据权利要求1所述的节能型二氧化碳液化提纯装置，其特征是所述的电泵(10)的控制回路上连接有用于控制其停机的电流传感器。

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