CN210718341U - 一种干冰机尾气co2液化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及干冰生产领域，更具体地说，它涉及一种干冰机尾气CO2液化系统，其技术方案要点是：包括干冰机尾气收集管、预冷器、液化器、压缩机以及总出料管，将干冰机尾气收集管收集到较冷的尾气CO2通入预冷器的吸热部，带走一部分热量，使得液化器液化尾气CO2耗能更少。本实用新型的一种干冰机尾气CO2液化系统，效率高，使用更少的能量就能使尾气CO2液化，充分利用刚从干冰机处出来的尾气CO2所带有的冷量，整体成本较低。

Description

一种干冰机尾气CO2液化系统

技术领域

本实用新型涉及干冰生产领域，更具体地说，它涉及一种干冰机尾气CO2液化系统。

背景技术

干冰是固态的二氧化碳，广泛被应用于各行各业。例如干冰清洗这项技术被应用于对模具、汽车、船舶、机器人等物件进行清洗，也在石油、化工、电力、食品、制药、印刷等领域被用于清洗设备。干冰还可以用于冷藏运输领域，同时也可以被用于制造舞台效果。

干冰的生产制备主要是使用干冰机进行制备，其原理主要是液态的CO2经过干冰机时，一部分吸热汽化成气态CO2，另一部分放热固化形成干冰，那部分汽化的CO2即为干冰机的尾气CO2。

这些尾气CO2若直接排放到大气中，一方面会造成温室效应，另一方面也会造成CO2原料的浪费，固需要将尾气CO2进行回收利用。现有技术对尾气CO2回收的一般方式为，先使用压缩机将尾气CO2进行压缩，然后再经液化器进行液化，即可重新得到液态CO2。但是这样一种技术方案能效不高，这是由于刚从干冰机处排放出来的尾气CO2温度较低，经过压缩，再经过管路运输过程，尾气CO2到液化器处时，温度会趋近于环境温度，导致刚从干冰机处排放出来的尾气CO2的携带的冷量被浪费。

因此，有必要设计一种干冰机尾气CO2液化系统以克服上述问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种干冰机尾气CO2液化系统，能够充分利用从干冰机处排放出来的尾气CO2的冷量，具有更加节能的有益效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种干冰机尾气CO2液化系统，包括干冰机尾气收集管、预冷器、液化器、压缩机以及总出料管，其中，

所述预冷器包括预冷器吸热部和预冷器放热部，所述预冷器吸热部设置有第一进料口、第一出料口，所述预冷器放热部设置有第二进料口、第二出料口；

所述液化器包括液化器吸热部和液化器放热部，所述液化器放热部设置有第三进料口、第三出料口；

所述干冰机尾气收集管一端用于收集尾气CO2，另一端与所述第一进料口相连；

所述压缩机的进气端与所述第一出料口通过管道相连，所述压缩机的出气端与第二进料管通过管道相连；

所述第二出料口与所述第三进料口通过管道相连，所述第三出料口与总出料管相连。

通过采用上述技术方案，干冰机所产生的尾气CO2从干冰机处释放出来时温度较低，接近于干冰的温度，这些尾气CO2最终需要被液化成液态CO2。如果直接使用压缩机将这些尾气CO2压缩，会使这些尾气CO2的冷量被浪费，而先将这些温度较低的尾气CO2通入预冷器的吸热部，就可以充分利用这些尾气CO2温度较低的特性，带走预冷器的放热部的所放出的热量，能够使得尾气CO2在后续进入液化器时，液化器消耗更少的冷量就能将尾气CO2液化，提升效率，更加节能。

本实用新型进一步设置为：所述压缩机包括再生空气泵、冷凝管以及暂存罐，再生空气泵、冷凝管以及暂存罐三者依次串连，再生空气泵与压缩机的进气端相连，暂存罐与压缩机的出气端相连，再生空气泵用于压缩尾气CO2，冷凝管用于给经过了再生空气泵的尾气CO2降温，所述暂存罐用于暂时储存经冷凝管降温后的尾气CO2。

通过采用上述技术方案，主要用于对尾气CO2做功的是再生空气泵，而冷凝管能够给被压缩之后的尾气CO2降温，暂存罐能够暂存一定量的尾气CO2。预先通过冷凝管将压缩后的尾气CO2降温，在后续尾气CO2进入液化器时，只需更少的冷量就能够将尾气CO2液化，而使用冷凝管为尾气CO2降温所消耗的成本，远远低于使用液化器为尾气CO2降温的成本。

本实用新型进一步设置为：所述再生空气泵、所述冷凝管和所述暂存罐构成一个压缩模组，所述压缩机内设置有多个压缩模组，用于实现对尾气CO2的多级压缩。

通过采用上述技术方案，多个压缩模组可以对尾气CO2进行多次压缩，有利于后续对尾气CO2进行液化。

本实用新型进一步设置为：所述干冰机尾气CO2液化系统还包括净化塔，所述净化塔设置在所述压缩机和所述第二进料口的连接管路上，用于减少尾气CO2中的杂质。

通过采用上述技术方案，净化塔能够减少尾气CO2中的杂质。

本实用新型进一步设置为：所述净化塔设置有两个。

通过采用上述技术方案，两个净化塔能够更好地减少尾气CO2中的杂质。

本实用新型进一步设置为：两个净化塔并联设置。

通过采用上述技术方案，并联设置的两个进化塔能够在单位时间内处理较多的尾气CO2。

本实用新型进一步设置为：所述干冰机尾气CO2液化系统还包括冷却水系统，所述冷却水系统与所述冷凝管相连通。

通过采用上述技术方案，冷却水是一种最廉价的冷凝剂，使用冷却水系统与冷凝管相连，整体成本低廉。

本实用新型进一步设置为：所述第一出料口与所述压缩机的进气端的连接管路上设置有原料气囊。

通过采用上述技术方案，原料气囊可以暂存一定量的尾气CO2。

本实用新型进一步设置为：所述压缩机的出气端设置有与所述压缩机进气端相连通的回流管道，所述回流管道上设置有闸阀。

通过采用上述技术方案，在后续对尾气CO2进行冷却时，若因为压缩不够充分而导尾气CO2液化不够充分时，可以打开闸阀，使一部分尾气CO2进一步回到压缩机重复压缩。

本实用新型进一步设置为：所述所述液化器吸热部连接有制冷机组，所述液化器吸热部设置有第四进料口和第四出料口，所述第四进料口和所述第四出料口分别与所述制冷机组的冷管与热管相连。

通过采用上述技术方案，制冷机组用于为液化器提供冷源。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

其一，效率高，使用更少的能量就能使尾气CO2液化；

其二，充分利用刚从干冰机处出来的尾气CO2所带有的冷量；

其三，整体成本较低。

附图说明

图1是实施例1的整体连接关系示意图；

图2是实施例1中压缩机结构示意图；

图3是实施例1中冷凝水系统的简单示意图；

图4是实施例1中干冰机尾气收集管收集尾气CO2的简单示意图；

图5是实施例3的整体连接关系示意图；

图6是实施例4的整体连接关系示意图；

图7是实施例5的整体连接关系示意图。

图中：1、干冰机尾气收集管；2、预冷器；2a、预冷器吸热部；2a1、第一进料口；2a2、第一出料口；2b、预冷器放热部；2b1、第二进料口；2b2、第二出料口；3、压缩机；3a、进气端；3b、出气端；4、液化器；4a、液化器吸热部；4a1、第四进料口；4a2、第四出料口；4b、液化器放热部；4b1、第三进料口；4b2、第三出料口；5、制冷机组；6、总出料管；6a、分离器；7、再生空气泵；8、冷凝管；9、暂存罐；10、第一循环水管；11、第二循环水管；12、水泵；13、凉水塔；14、净化塔；15、干冰机尾气释放部；16、单向阀；17、闸阀；18、原料气囊。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述使用的词语“安装在……上”、“设置在……上”等描述方式是指两个部件具有一定的连接关系和位置关系，并不是指一个部件在另一个部件的上表面。在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。需要简单说明的是，本申请文件中的图示中用一些简单的线条和箭头来代表管路结构和管路中流体的流向。本申请文件中的预冷器和液化器，实质上都是热量交换器，在图示中，相同一侧的俩个口是相通的，不同俩侧的物料能够在热量交换器中进行热量交换，简单来说就是经过放热部的物料放出热量，经过吸热部的物料吸收热量。

实施例1

参看图1， 一种干冰机尾气CO2液化系统，包括干冰机尾气收集管1、预冷器2、液化器4、压缩机3以及总出料管6，预冷器2包括预冷器吸热部2a和预冷器放热部2b，预冷器吸热部2a设置有第一进料口2a1、第一出料口2a2，预冷器放热部2b设置有第二进料口2b1、第二出料口2b2。

液化器4包括液化器吸热部4a和液化器放热部4b，液化器放热部4b设置有第三进料口4b1、第三出料口4b2，液化器吸热部4a设置有第四进料口4a1和第四出料口4a2，液化器吸热部4a连接有制冷机组5，第四进料口4a1和第四出料口4a2分别与制冷机组5的冷管与热管相连，制冷机组5用于提供冷量将尾气CO2液化。

干冰机尾气收集管1一端用于收集尾气CO2，另一端与第一进料口2a1相连；压缩机3的进气端3a与第一出料口2a2通过管道相连，压缩机3的出气端3b与第二进料管通过管道相连；第二出料口2b2与第三进料口4b1通过管道相连，第三出料口4b2与总出料管6相连，具体的，本实施例的第三出料口4b2与总出料管6之间还串连有用于对残留气体CO2与液体二氧化碳进行气液分离的分离器6a，如若液化工艺足够好，不会存在气体CO2残留，则可以不设置该气液分离器6a。

参看图2，进一步的，本实施例的压缩机3包括再生空气泵7、冷凝管8以及暂存罐9，再生空气泵7、冷凝管8以及暂存罐9三者依次串连，再生空气泵7与压缩机3的进气端3a相连，暂存罐9与压缩机3的出气端3b相连，再生空气泵7用于压缩尾气CO2，冷凝管8用于给经过了再生空气泵7的尾气CO2降温，暂存罐9用于暂时储存经冷凝管8降温后的尾气CO2。

参看图2和图3，进一步的，本实施例还设置有冷却水系统，冷却水系统包括第一循环水管10、第二循环水管11、凉水塔13以及水泵12，凉水塔13用于将冷却水晾凉，水泵12提供冷却水流动的动力，第一循环水管10用于为各个用水设备输送冷却水，第二循环水管11用于将使用完的冷却水回收到凉水塔13内，具体的，本实施例中第一循环水管10和第二循环水管11与冷凝管8相连接。需要说明的是，从本实施例采用冷却水作为冷凝管8的冷凝剂，可以看出，本实施例中，尾气CO2经过压缩机3中的再生空气泵7后，其温度是高于环境温度的，这样一种情况下使用冷却水作为冷凝剂能够最大地降低冷却的成本，在其他实施例中，可以采用其他种类的冷凝剂，或者不进行冷却，这些方案都是能够实现本实用新型目的的技术方案。

参看图4，进一步的，本实施例中的干冰机尾气收集管1是通过一些干冰尾气放空管（图示中未标好的管道）与干冰机尾气释放部15相连，干冰尾气放空管上设置有单向阀16。图示中干冰尾气收集管连接有三个干冰机尾气释放部15，事实上，只要个管路中的压力符合安全要求，就可以在生产过程中可以连接更多的干冰机尾气释放部15。

实施例2

本实施例与实施例1的大体相同，其区别在于，压缩机3略有不同。为了简化描述，本申请文件将一个再生空气泵7、一个冷凝管8和一个暂存罐9合称称为一个压缩模组，本实施例的压缩机3内设置有三个压缩模组，用于实现对尾气CO2的三级压缩。

实施例3

参看图5，本实施例与实施例1的大体相同，其区别在于，干冰机尾气CO2液化系统还包括净化塔14，净化塔14设置在压缩机3和第二进料口2b1的连接管路上，用于减少尾气CO2中的杂质。净化塔14设置有两个，两个净化塔14并联设置。这里需要说明的是，将净化塔14串连设置，亦或者是仅设置一个净化塔14，亦或者其他能够实现净化气体的方式，都是能够实现本实用新型发明目的的技术方案。

实施例4

参看图6，本实施例与实施例3大体相同，其区别仅在于，压缩机3的出气端3b设置有与压缩机3的进气端3a相连通的回流管道，回流管道上设置有闸阀17。由于尾气CO2经过压缩机3后会被压缩，压强增大，所以回流管道下端（图示中的下端）的压强高于回流管道的上端（图示中的上端），固打开闸阀17时，一部分尾气CO2会回流到压缩机3中再度被压缩，进而能够总体提高送去预冷器2和液化器4的尾气CO2的压强，有利于后续液化工作的进行。

实施例5

参看图7，本实施例与实施例4大体相同，其区别仅在于，第一出料口2a2与压缩机3的进气端3a的连接管路上设置有原料气囊18，原料气囊18可以暂存尾气CO2，还可以从其他地方补充气态CO2。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种干冰机尾气CO2液化系统，其特征在于：包括干冰机尾气收集管(1)、预冷器(2)、液化器、压缩机(3)以及总出料管(6)，其中，

所述预冷器(2)包括预冷器吸热部(2a)和预冷器放热部(2b)，所述预冷器吸热部(2a)设置有第一进料口(2a1)、第一出料口(2a2)，所述预冷器放热部(2b)设置有第二进料口(2b1)、第二出料口(2b2)；

所述液化器包括液化器吸热部(4a)和液化器放热部(4b)，所述液化器放热部(4b)设置有第三进料口(4b1)、第三出料口(4b2)；

所述干冰机尾气收集管(1)一端用于收集尾气CO2，另一端与所述第一进料口(2a1)相连；

所述压缩机(3)的进气端(3a)与所述第一出料口(2a2)通过管道相连，所述压缩机(3)的出气端(3b)与第二进料管通过管道相连；

所述第二出料口(2b2)与所述第三进料口(4b1)通过管道相连，所述第三出料口(4b2)与总出料管(6)相连。

2.根据权利要求1所述的一种干冰机尾气CO2液化系统，其特征在于：所述压缩机(3)包括再生空气泵(7)、冷凝管(8)以及暂存罐(9)，再生空气泵(7)、冷凝管(8)以及暂存罐(9)三者依次串连，再生空气泵(7)与压缩机(3)的进气端(3a)相连，暂存罐(9)与压缩机(3)的出气端(3b)相连，再生空气泵(7)用于压缩尾气CO2，冷凝管(8)用于给经过了再生空气泵(7)的尾气CO2降温，所述暂存罐(9)用于暂时储存经冷凝管(8)降温后的尾气CO2。

3.根据权利要求2所述的一种干冰机尾气CO2液化系统，其特征在于：所述再生空气泵(7)、所述冷凝管(8)和所述暂存罐(9)构成一个压缩模组，所述压缩机(3)内设置有多个压缩模组，用于实现对尾气CO2的多级压缩。

4.根据权利要求1所述的一种干冰机尾气CO2液化系统，其特征在于：所述干冰机尾气CO2液化系统还包括净化塔(14)，所述净化塔(14)设置在所述压缩机(3)和所述第二进料口(2b1)的连接管路上，用于减少尾气CO2中的杂质。

5.根据权利要求4所述的一种干冰机尾气CO2液化系统，其特征在于：所述净化塔(14)设置有两个。

6.根据权利要求5所述的一种干冰机尾气CO2液化系统，其特征在于：两个净化塔(14)并联设置。

7.根据权利要求2或3所述的一种干冰机尾气CO2液化系统，其特征在于：所述干冰机尾气CO2液化系统还包括冷却水系统，所述冷却水系统与所述冷凝管(8)相连通。

8.根据权利要求1所述的一种干冰机尾气CO2液化系统，其特征在于：所述第一出料口(2a2)与所述压缩机(3)的进气端(3a)的连接管路上设置有原料气囊(18)。

9.根据权利要求1所述的一种干冰机尾气CO2液化系统，其特征在于：所述压缩机(3)的出气端(3b)设置有与所述压缩机(3)的进气端(3a)相连通的回流管道，所述回流管道上设置有闸阀(17)。

10.根据权利要求1所述的一种干冰机尾气CO2液化系统，其特征在于：所述液化器吸热部(4a)连接有制冷机组(5)，所述液化器吸热部(4a)设置有第四进料口(4a1)和第四出料口(4a2)，所述第四进料口(4a1)和所述第四出料口(4a2)分别与所述制冷机组(5)的冷管与热管相连。

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