CN202107537U - 一种二氧化碳提纯装置 - Google Patents

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薛鲁
颜爱国
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Abstract

本实用新型涉及一种二氧化碳提纯装置，用于大气量的二氧化碳提纯，其包括具有进气口和出气口的精馏塔、与精馏塔的出气口相连接的冷凝蒸发器、热交换器，精馏塔的进气口经过热交换器与原料气源相连接，冷凝蒸发器中通入制冷剂，冷凝蒸发器的顶部具有废气出气端，废气出气端与废气出口通过废气通路相连接；废气通路上设置有增压透平膨胀机，废气通路经增压透平膨胀机后与通入冷凝蒸发器中形成膨胀制冷循环，废气通路出冷凝蒸发器后与废气出口相连接。由于本实用新型采用多级膨胀制冷循环和多级冷凝蒸发器，从而大幅度降低二氧化碳提纯的能耗。

Description

一种二氧化碳提纯装置
技术领域
 本实用新型涉及一种适用于大气量二氧化碳提纯的二氧化碳提纯装置。
背景技术
现有的二氧化碳精馏提纯装置通常在精馏塔后采用一级冷凝装置，由于冷凝装置的冷凝温差较大，废气的压力为充分利用，耗能量较大。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种低能耗、效果好的二氧化碳提纯装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种二氧化碳提纯装置，用于大气量的二氧化碳提纯，其包括具有进气口和出气口的精馏塔、与所述的精馏塔的出气口相连接的冷凝蒸发器、热交换器，所述的精馏塔的进气口经过所述的热交换器与原料气源相连接，所述的冷凝蒸发器中通入制冷剂，所述的冷凝蒸发器的顶部具有废气出气端，所述的废气出气端与废气出口通过废气通路相连接；所述的废气通路上设置有增压透平膨胀机，所述的废气通路经所述的增压透平膨胀机后与通入所述的冷凝蒸发器中形成膨胀制冷循环，所述的废气通路出所述的冷凝蒸发器后与所述的废气出口相连接。
优选的，所述的废气通路上设置一级所述的膨胀制冷循环或串联设置多级所述的膨胀制冷循环。
优选的，当串联设置多级所述的膨胀制冷循环时，各级所述的膨胀制冷循环中废气通路依次经过所述的增压透平膨胀机和所述的冷凝蒸发器后，除最后一级以外的各级膨胀制冷循环中的废气通路与下一级所述的膨胀制冷循环相连接，最后一级所述的膨胀制冷循环中的废气通路与所述的废气出口相连接。
优选的，所述的废气通路经过所述的增压透平膨胀机的膨胀端或先经过所述的增压透平膨胀机的膨胀端、再经过所述的增压透平膨胀机的增压端或先经过所述的增压透平膨胀机的增压端、再经过所述的增压透平膨胀机的膨胀端。
优选的，所述的废气通路经过所述的增压透平膨胀机后经过冷却器。
优选的，所述的废气通路出所述的冷凝蒸发器后经过所述的热交换器。
优选的，所述的增压透平膨胀机为一台或多台。
优选的，所述的增压透平膨胀机采用风机制动或风机端增压。
本实用新型工作原理是：将含有其他成分的二氧化碳原料气通入精馏塔中精馏，得到的液体二氧化碳由精馏塔的底部输出；精馏塔顶部的气体进入多级冷凝蒸发器逐级冷凝，通过制冷剂冷凝回流进入精馏塔，而不冷凝的废气在顶部排出，经过膨胀制冷循环为冷凝蒸发器提供冷量，最后经复热由废气出口排出去所需位置。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：由于本实用新型采用膨胀制冷循环提供冷凝蒸发器所需部分冷量从而大幅度降低能耗。
附图说明
附图1为本实用新型的一种二氧化碳提纯装置的示意图。
以上附图中：1、精馏塔；2、热交换器；3、第一冷凝蒸发器；4、第二冷凝蒸发器；5、第三冷凝蒸发器；6、增压透平膨胀机；7、冷却器。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一：参见附图1所示。
一种二氧化碳提纯装置，用于大气量的二氧化碳提纯。其包括具有进气口和出气口的精馏塔1、与精馏塔1的出气口相连接的冷凝蒸发器、热交换器2。精馏塔1的进气口经过热交换器2与原料气源相连接。
冷凝蒸发器为三级冷凝蒸发器，其包括第一冷凝蒸发器3、第二冷凝蒸发器4、第三冷凝蒸发器5，并且各冷凝蒸发器中通入制冷剂，如氟利昂或氨。采用三级冷凝蒸发器或多级冷凝蒸发器，为二氧化碳的冷凝提供多级冷凝温度，使每级冷凝温度逐渐降低，从而可以降低二氧化碳提纯的能耗。
三级冷凝蒸发器的顶部具有废气出气端，废气出气端与废气出口通过废气通路相连接。废气通路上设置有增压透平膨胀机，废气通路经增压透平膨胀机后与通入三级冷凝蒸发器中形成膨胀制冷循环，废气通路出冷凝蒸发器后与废气出口相连接。
本实施例中，废气通路上串联设置三级膨胀制冷循环，可以根据原料气的压力来选择制冷级数。
每级膨胀制冷循环设置有增压透平膨胀机6，增压透平膨胀机6采用风机制动或风机端增压。增压透平膨胀机6为一台或多台，本实施例中设置三台增压透平膨胀机6，即每一级膨胀制冷循环采用单独的一台增压透平膨胀机6。
第一级膨胀制冷循环中，废气通路先进入增压透平膨胀机6的增压端，再经过冷却器7后进入增压透平膨胀机6的膨胀端，然后进入三级冷凝蒸发器中提供冷量，出三级冷凝蒸发器后进入第二级膨胀制冷循环。第二级膨胀制冷循环中，废气通路先进入增压透平膨胀机6的增压端，再经过冷却器7后进入增压透平膨胀机6的膨胀端，然后进入三级冷凝蒸发器中提供冷量，出三级冷凝蒸发器后进入第三级膨胀制冷循环。第三季膨胀制冷循环中，废气通路先进入增压透平膨胀机6的增压端，再经过冷却器7后进入增压透平膨胀机6的膨胀端，然后进入三级冷凝蒸发器中提供冷量，出三级冷凝蒸发器后的废气通路经热交换器2与废气出口相连接，废气通路中的废气换热后去所需位置。
采用该二氧化碳提纯装置能够降低二氧化碳精馏提纯的能耗，且待提纯的混有其他成分的二氧化碳气体纯度越低时，用于提供冷量的废气量越多，则节能效果越显著。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种二氧化碳提纯装置，用于大气量的二氧化碳提纯，其包括具有进气口和出气口的精馏塔、与所述的精馏塔的出气口相连接的冷凝蒸发器、热交换器，所述的精馏塔的进气口经过所述的热交换器与原料气源相连接，所述的冷凝蒸发器中通入制冷剂，其特征在于：所述的冷凝蒸发器的顶部具有废气出气端，所述的废气出气端与废气出口通过废气通路相连接；所述的废气通路上设置有增压透平膨胀机，所述的废气通路经所述的增压透平膨胀机后与通入所述的冷凝蒸发器中形成膨胀制冷循环，所述的废气通路出所述的冷凝蒸发器后与所述的废气出口相连接。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳提纯装置，其特征在于：所述的废气通路上设置一级所述的膨胀制冷循环或串联设置多级所述的膨胀制冷循环。
3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳提纯装置，其特征在于：当串联设置多级所述的膨胀制冷循环时，各级所述的膨胀制冷循环中废气通路依次经过所述的增压透平膨胀机和所述的冷凝蒸发器后，除最后一级以外的各级膨胀制冷循环中的废气通路与下一级所述的膨胀制冷循环相连接，最后一级所述的膨胀制冷循环中的废气通路与所述的废气出口相连接。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳提纯装置，其特征在于：所述的废气通路经过所述的增压透平膨胀机的膨胀端或先经过所述的增压透平膨胀机的膨胀端、再经过所述的增压透平膨胀机的增压端或先经过所述的增压透平膨胀机的增压端、再经过所述的增压透平膨胀机的膨胀端。
5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳提纯装置，其特征在于：所述的废气通路经过所述的增压透平膨胀机后经过冷却器。
6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳提纯装置，其特征在于：所述的废气通路出所述的冷凝蒸发器后经过所述的热交换器。
7.根据权利要求1所述的一种二氧化碳提纯装置，其特征在于：所述的增压透平膨胀机为一台或多台。
8.根据权利要求1所述的一种二氧化碳提纯装置，其特征在于：所述的增压透平膨胀机采用风机制动或风机端增压。
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CN102351178A (zh) * 2011-06-29 2012-02-15 苏州市兴鲁空分设备科技发展有限公司 一种二氧化碳提纯装置
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