CN212205327U - 一种基于二氧化碳捕集的压缩液化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于二氧化碳捕集的压缩液化装置，CO₂缓冲罐的出口与多级压缩机的第一级入口相连通，多级压缩机的第一级出口依次经第一冷却器、第一分水器及精脱硫罐与多级压缩机的第二级入口相连通，多级压缩机的第二级出口经第二冷却器及第二分水器与多级压缩机的第三级入口相连通，多级压缩机的第三级出口经第三冷却器、预冷器及第三分水器与干燥器的入口相连通，干燥器的出口经过滤器后分为两路，其中一路与CO₂提纯塔的塔底盘管入口相连通，另一路CO₂液化器的入口相连通，CO₂提纯塔的塔底盘管出口与CO₂液化器的入口相连通，CO₂液化器的出口与CO₂提纯塔的入口相连通。

Description

一种基于二氧化碳捕集的压缩液化装置

技术领域

本实用新型属于能源化工技术领域，涉及一种基于二氧化碳捕集的压缩液化装置。

背景技术

近年来，随着经济飞速的发展，我国CO₂排放量开始快速增加，在 2005年超越美国，成为世界第一大温室气体排放国，到2018年达到峰值，年排放量达94.3亿吨，总量远远高于排在第二位的美国，占世界总排放量的28％，温室效应带来的环境问题日趋明显。

针对以上问题，碳捕集技术得到了迅速的发展，将工业和有关能源产业所生产的二氧化碳分离出来，再通过碳储存手段，将其输送并封存到海底或地下等与大气隔绝的地方，这是目前主要的碳捕集技术。由于 CO₂是密度比空气重的双原子分子，在碳捕集后必须要进行压缩液化，使其变成液态，以便于运输和封存。在压缩液化的过程中存在常见的“冷热病”问题，压缩工程CO₂升温，液化过程需要降温，所以系统之间的热量匹配至关重要。

因此，开发一种系统简单、换热合理，能耗较低的压缩液化工艺是一项十分有意义的任务。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于二氧化碳捕集的压缩液化装置，该装置具有结构简单、换热合理且能耗较低的特点。

为达到上述目的，本实用新型所述的基于二氧化碳捕集的压缩液化装置包括气态CO₂输入管道、CO₂缓冲罐、多级压缩机、第一冷却器、第一分水器、精脱硫罐、第二冷却器、第二分水器、第三冷却器、预冷器、第三分水器、干燥器、过滤器、CO₂提纯塔及CO₂储罐；

气态CO₂输入管道的出口与CO₂缓冲罐的入口相连通，CO₂缓冲罐的出口与多级压缩机的第一级入口相连通，多级压缩机的第一级出口依次经第一冷却器、第一分水器及精脱硫罐与多级压缩机的第二级入口相连通，多级压缩机的第二级出口经第二冷却器及第二分水器与多级压缩机的第三级入口相连通，多级压缩机的第三级出口经第三冷却器、预冷器及第三分水器与干燥器的入口相连通，干燥器的出口经过滤器后分为两路，其中一路与CO₂提纯塔的塔底盘管入口相连通，另一路CO₂液化器的入口相连通，CO₂提纯塔的塔底盘管出口与CO₂液化器的入口相连通，CO₂液化器的出口与CO₂提纯塔的入口相连通，CO₂提纯塔的出口与CO₂储罐的入口相连通。

CO₂储罐的出口通过CO₂输送泵与外部设备相连通。

预冷器为管壳式两级冷却，管程为热介质CO₂，第一级壳程为来自 CO₂提纯塔塔顶的冷介质CO₂，第二级壳程为冷介质液氨。

CO₂液化器为管壳式换热器，管程为热介质CO₂，壳程为来自CO₂冰机组的冷介质液氨。

CO₂提纯塔由塔釜、盘管、塔体填料及塔顶冷凝器组成。

还包括CO₂冰机组，CO₂冰机组与CO₂液化器的冷工质侧相连通。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的基于二氧化碳捕集的压缩液化装置在具体操作时，气态CO₂经过多级压缩机压缩，在各级压缩之间进行降温、脱硫、分水及干燥后进入CO₂液化器中与来自CO₂冰机组的低温液氨换热变为液态CO₂，液化后的CO₂进入CO₂提纯塔中纯化后经输送泵送出封存，通过设置预冷器，以降低CO₂液化器的冷量消耗，同时采用冷热CO₂相互换热实现纯化目的，冷量损失小，能耗低，换热合理，结构简单，操作方便，便于实现。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1为CO₂缓冲罐、2为多级压缩机、3为第一冷却器、4为第一分水器、5为精脱硫罐、6为第二冷却器、7为第二分水器、8为第三冷却器、9为预冷器、10为第三分水器、11为干燥器、12为过滤器、13 为CO₂液化器、14为CO₂提纯塔、15为CO₂冰机组、16为CO₂储罐、 17为CO₂输送泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1，本实用新型所述的基于二氧化碳捕集的压缩液化装置包括气态CO₂输入管道、CO₂缓冲罐1、多级压缩机2、第一冷却器3、第一分水器4、精脱硫罐5、第二冷却器6、第二分水器7、第三冷却器 8、预冷器9、第三分水器10、干燥器11、过滤器12、CO₂提纯塔14及CO₂储罐16；气态CO₂输入管道的出口与CO₂缓冲罐1的入口相连通，CO₂缓冲罐1的出口与多级压缩机2的第一级入口相连通，多级压缩机 2的第一级出口依次经第一冷却器3、第一分水器4及精脱硫罐5与多级压缩机2的第二级入口相连通，多级压缩机2的第二级出口经第二冷却器6及第二分水器7与多级压缩机2的第三级入口相连通，多级压缩机2的第三级出口经第三冷却器8、预冷器9及第三分水器10与干燥器11 的入口相连通，干燥器11的出口经过滤器12后分为两路，其中一路与 CO₂提纯塔14的塔底盘管入口相连通，另一路CO₂液化器13的入口相连通，CO₂提纯塔14的塔底盘管出口与CO₂液化器13的入口相连通， CO₂液化器13的出口与CO₂提纯塔14的入口相连通，CO₂提纯塔14的出口与CO₂储罐16的入口相连通。

CO₂储罐16的出口通过CO₂输送泵17与外部设备相连通；预冷器 9为管壳式两级冷却，管程为热介质CO₂，第一级壳程为来自CO₂提纯塔14塔顶的冷介质CO₂，第二级壳程为冷介质液氨；CO₂液化器13为管壳式换热器，管程为热介质CO₂，壳程为来自CO₂冰机组15的冷介质液氨；CO₂提纯塔14由塔釜、盘管、塔体填料及塔顶冷凝器组成；本实用新型还包括CO₂冰机组15，CO₂冰机组15与CO₂液化器13的冷工质侧相连通。

本实用新型的具体工作过程为：

气态CO₂经CO₂缓冲罐1进入多级压缩机2的第一级中进行第一级压缩，一级压缩后的CO₂经第一冷却器3降温，再经第一分水器4分水后进入精脱硫罐5除去H₂S后再送回多级压缩机2的第二级中进行第二级压缩，二级压缩后的CO₂经第二冷却器6降温，再经第二分水器7分水后送回多级压缩机2的第三级中进行第三级压缩，三级压缩后的CO₂经第三冷却器8和预冷器9降温，再经第三分水器10分水后送入干燥器 11进行干燥；干燥后的CO₂进入过滤器12中除去固体颗粒后分成两路，其中，一路送入CO₂提纯塔14的塔底盘管中与低温液体CO₂换热后返回CO₂液化器13中；另一路进入CO₂液化器13中与CO₂冰机组15送来的液氨换热降温成液体CO₂，液体CO₂进入CO₂提纯塔14纯化后进入CO₂储罐16中，再经CO₂输送泵17送去封存。

所述CO₂提纯塔14由塔釜及盘管、塔体填料和塔顶冷凝器组成，操作时，增加塔釜的热量和减少塔顶冷量可以提高产品的纯度，增加塔顶的冷量和减少塔釜的热量可以增加产品的收率。

Claims (6)

1.一种基于二氧化碳捕集的压缩液化装置，其特征在于，包括气态CO₂输入管道、CO₂缓冲罐(1)、多级压缩机(2)、第一冷却器(3)、第一分水器(4)、精脱硫罐(5)、第二冷却器(6)、第二分水器(7)、第三冷却器(8)、预冷器(9)、第三分水器(10)、干燥器(11)、过滤器(12)、CO₂提纯塔(14)及CO₂储罐(16)；

气态CO₂输入管道的出口与CO₂缓冲罐(1)的入口相连通，CO₂缓冲罐(1)的出口与多级压缩机(2)的第一级入口相连通，多级压缩机(2)的第一级出口依次经第一冷却器(3)、第一分水器(4)及精脱硫罐(5)与多级压缩机(2)的第二级入口相连通，多级压缩机(2)的第二级出口经第二冷却器(6)及第二分水器(7)与多级压缩机(2)的第三级入口相连通，多级压缩机(2)的第三级出口经第三冷却器(8)、预冷器(9)及第三分水器(10)与干燥器(11)的入口相连通，干燥器(11)的出口经过滤器(12)后分为两路，其中一路与CO₂提纯塔(14)的塔底盘管入口相连通，另一路CO₂液化器(13)的入口相连通，CO₂提纯塔(14)的塔底盘管出口与CO₂液化器(13)的入口相连通，CO₂液化器(13)的出口与CO₂提纯塔(14)的入口相连通，CO₂提纯塔(14)的出口与CO₂储罐(16)的入口相连通。

2.根据权利要求1所述的基于二氧化碳捕集的压缩液化装置，其特征在于，CO₂储罐(16)的出口通过CO₂输送泵(17)与外部设备相连通。

3.根据权利要求1所述的基于二氧化碳捕集的压缩液化装置，其特征在于，预冷器(9)为管壳式两级冷却，管程为热介质CO₂，第一级壳程为来自CO₂提纯塔(14)塔顶的冷介质CO₂，第二级壳程为冷介质液氨。

4.根据权利要求1所述的基于二氧化碳捕集的压缩液化装置，其特征在于，CO₂液化器(13)为管壳式换热器，管程为热介质CO₂，壳程为来自CO₂冰机组(15)的冷介质液氨。

5.根据权利要求1所述的基于二氧化碳捕集的压缩液化装置，其特征在于，CO₂提纯塔(14)由塔釜、盘管、塔体填料及塔顶冷凝器组成。

6.根据权利要求1所述的基于二氧化碳捕集的压缩液化装置，其特征在于，还包括CO₂冰机组(15)，CO₂冰机组(15)与CO₂液化器(13)的冷工质侧相连通。

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