CN201607093U - 石油化工尾气中二氧化碳液化回收装置 - Google Patents

石油化工尾气中二氧化碳液化回收装置 Download PDF

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张谦温
魏涛
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Abstract

本实用新型公开一种石油化工尾气中二氧化碳液化回收装置，依次由原料气罐、压缩机、冷却器、分离器、热交换器、蒸馏塔和低温真空储罐通过管道连接而成，二氧化碳气体经压缩、冷却、再压缩、分离进入热交换器一侧通道，其特征是还包括液气相变装置，所述的液气相变装置通过管道与蒸馏塔上部的蒸发器相连，蒸发器连接到所述热交换器的另一侧通道，采用液氨绕行相变过程产生冷量代替常规二氧化碳液化分离流程中设置制冷机组提供冷量，不仅节省了制冷机的设备投入，而且还长期节省了制冷机运行所消耗的动力，使得所获得的低温液体二氧化碳成本大为下降。

Description

石油化工尾气中二氧化碳液化回收装置
技术领域：
本实用新型涉及一种废气回收设备，更确切地说是一种石油化工尾气中二氧化碳低温液化回收装置。
背景技术：
节能减排，减少二氧化碳的排放已成为21世纪人们保护人类赖以生活的地球的共识，为此世界各国科学家同心协力利用各种手段，一方面减少二氧化碳产生的源头，另一方面对已经产生的二氧化碳采取各种有效办法进行回收并利用，目的只有一个，就是千方百计将二氧化碳对于人类环境的破坏降到最低限。
石油化工，冶炼等工业生产过程中会产生大量的废气，其主要成份为二氧化碳，含量一般均为80％以上，这些废气直接排放到大气中，会对大气环境造成极大的污染。实际上二氧化碳也是众多领域重要的工业原料，在食品和制药工业中高纯净食品级二氧化碳气体可作为添加剂、发酵剂。工业级的二氧化碳气体，可作为制冷系统中的制冷剂。
近年，随着能源资源的紧缩，科学家正在研究一种能否用低温液体二氧化碳注入地下，进行第三次采油的新方法，如可行则有着极其广泛的应用市场。因此如何采用先进技术把废气中的二氧化碳净化回收，制成低成本的液体二氧化碳产品投放日益紧俏的市场，既有效利用了二氧化碳资源，为企业增加经济放益，减少了大气污染，保护了环境，其社会效益与经济效益都非常明显。
二氧化碳液化分离技术已经存在多年，一般利用原料气中各组份气体不同的沸点，采用低温技术的办法，使原料气冷却液化而随沸点不同而分离，使二氧化碳的浓度不断提高直至达到各种二氧化碳纯度的要求。对于原料气分离后得到的二氧化碳产品，可以是高纯气体二氧化碳，也可以使高纯液体二氧化碳。
常规的二氧化碳液化分离设备，均采用制冷机来提供原料气的液化和分离所必须的冷量，制冷机是二氧化碳分离和液化必不可少的关键设备。不仅增加设备投资，而且运行制冷机还需要消耗能量，使得净化回收废气中二氧化碳制备液体二氧化碳的生产成本较高，限制了人们对于废气中二氧化碳的回收利用。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于提出的一种石油化工尾气二氧化碳低温液化回收装置，该回收装置省去了传统二氧化碳液化流程中必不可少的制冷机，采用液氨绕行相变来提供二氧化碳液化所需要的冷量，因此流程设备简单，运行费用下降，大大降低了二氧化碳液化成本，为大量提供廉价液体二氧化碳开辟了新的途径。
为实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案：
一种石油化工尾气中二氧化碳液化回收装置，依次由原料气罐、压缩机、冷却器、分离器、热交换器、蒸馏塔和低温真空储罐通过管道连接而成，二氧化碳气体经压缩、冷却、再压缩、分离进入热交换器一侧通道，其特征在于：还包括液气相变装置，所述的液气相变装置通过管道与蒸馏塔上部的蒸发器相连，蒸发器连接到所述热交换器的另一侧通道，液氨通过液气相变装置节流膨胀，相变降温，低温的氨气先通过蒸馏塔上部的蒸发器，再进入钣翅式热交换器的另一侧通道，将压缩分离后的二氧化碳气体冷却液化，液化后的二氧化碳进入蒸馏塔进行分离，分离后得到的高纯液体二氧化碳储存于低温真空储罐。
本二氧化碳液化回收装置中所述的液气相变装置为氨膨胀阀。
本二氧化碳液化回收装置中所述的压缩机为螺杆式压缩机。
本二氧化碳液化回收装置中所述的热交换器为钣翅式热交换器。
本实用新型没有采用常规的制冷机来为二氧化碳液化分离提供必不可少的冷量。而是采用原化工合成氨中的液氨，将其绕行通过二氧化碳液化分离流程，利用液氨经过时产生相变所释放出来的冷量，来促使二氧化碳液化分离，生产出高纯度的液体二氧化碳。
因为采用了液氨绕行相变过程会产生冷量的原理，因此只要精确计算相变产生的冷量就可以满足二氧化碳分离液化所需要的全部冷量，因而就不必像常规二氧化碳液化分离流程中设置制冷机组来提供冷量。这样不仅节省了制冷机的设备投入，而且还长期节省了制冷机运行所消耗的动力，约占二氧化碳液化分离能量的三分之一。因此，本实用新型提供的二氧化碳液化分离装置，流程设备简单，长期运行费用下降，使得所获得的低温液体二氧化碳成本大为下降，为二氧化碳回收利用提供了价廉物美的方案。
附图说明：
附图为本实用新型的组成和流程示意图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型依次由原料气罐1、压缩机2、冷却器3、分离器4、热交换器5、蒸馏塔6和低温真空储罐7通过管道连接而成，考虑到石油化工尾气会随季节不同，排放量会上下波动的特点，所述的压缩机2采用气量自动调节性能强的螺杆式压缩机，所述的热交换器5为钣翅式热交换器，二氧化碳气体经压缩、冷却、再压缩、分离进入钣翅式热交换器5一侧通道，经过压缩的二氧化碳，压力达到2Mpa，本装置还包括一个液气相变装置8，所述的液气相变装置8是为一个氨膨胀阀，采用原化工合成氨中的液氨，液氨通过氨膨胀阀节流膨胀，相变降温，低温的氨气先通过蒸馏塔上部的蒸发器9，再进入钣翅式热交换器5的另一侧通道，将压缩分离后的二氧化碳气体冷却液化，液化后的二氧化碳进入蒸馏塔进行分离，分离成99.8％的高纯液体二氧化碳储存于低温真空储罐，液体二氧化碳压力为2Mpa，温度为相应的饱和温度-18℃，用户可以利用低温真空槽车将液体二氧化碳输送给用户。温度回升的氨气回到它原来的化工合成氨系统。
本实用新型采用液氨绕行相变过程产生冷量的原理，将液氨相变产生的冷量作为二氧化碳液化分离所需要的全部冷量，因而就不必像常规二氧化碳液化分离流程中设置制冷机组来提供冷量。这样不仅节省了制冷机的设备投入，而且还长期节省了制冷机运行所消耗的动力，约占二氧化碳液化分离能量的三分之一，使得所获得的低温液体二氧化碳成本大为下降。

Claims (4)

1.石油化工尾气中二氧化碳液化回收装置，依次由原料气罐、压缩机、冷却器、分离器、热交换器、蒸馏塔和低温真空储罐通过管道连接而成，其特征在于：还包括液气相变装置，所述的液气相变装置通过管道与蒸馏塔上部的蒸发器相连，蒸发器连接到所述热交换器的一侧通道。
2.根据权利要求1所述的石油化工尾气中二氧化碳低温液化回收装置，其特征在于：所述的液气相变装置为氨膨胀阀。
3.根据权利要求1所述的石油化工尾气中二氧化碳低温液化回收装置，其特征在于：所述的压缩机为螺杆式压缩机。
4.根据权利要求1所述的石油化工尾气中二氧化碳低温液化回收装置，其特征在于：所述的热交换器为钣翅式热交换器。
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