CN212504013U - 液体二氧化碳节能提质生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及二氧化碳生产设备领域，公开了一种液体二氧化碳节能提质生产系统，包括原料储罐、压缩组件、冷却组件、再冷组件、水分离组件、吸附组件、液化提纯组件及储存组件，原料储罐、压缩组件、冷却组件、再冷组件、水分离组件、吸附组件、液化提纯组件及储存组件依次相连接，本实用新型增加了再冷组件，将冷却至常温约30℃的原料气继续冷却至5℃～15℃，这样在很大程度上降低了吸附净化工序中吸附剂的负荷，使得吸附剂的吸附周期更长，二氧化碳产量质量更能得到保障，同时由于净化工序负荷的降低，再生吸附剂所需消耗的再生气(产品气)大幅度降低(降低30％)，优化了工艺节约了消耗，起到了显著的节能降耗作用。

Description

液体二氧化碳节能提质生产系统

技术领域

本实用新型涉及二氧化碳生产设备领域，特别是涉及一种液体二氧化碳节能提质生产系统。

背景技术

目前，很多化工厂每天都会产生大量的废气，废气组分主要为二氧化碳、少量的C₁-C₂等烃类物质和水，这些化工厂大都未经过处理将这些废气直接排放到空气中。如此一来对于化工厂来说既是一种浪费，同样也对环境造成了污染。二氧化碳的应用极其广泛，气体二氧化碳可用于制碱工业、制糖工业，并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等；二氧化碳在焊接领域应用也非常广泛。如：二氧化碳气体保护焊，是目前生产中应用最多的方法。固态二氧化碳俗称干冰，升华时可吸收大量热，因而用作制冷剂，如人工降雨，也常在舞台中用于制造烟雾。特别是石油公司在钻探石油的过程中，大量用到二氧化碳气体，将二氧化碳气体输入地下将石油压出来。如果能将这些废气作为原料气来回收利用二氧化碳气体能够大大增加化工厂的收益。

现有的液体二氧化碳节能提质生产系统一般会将压缩工序后得到的高温高压的原料气，经过冷却工序，利用循环水箱来将高温高压的原料气下降至常温约30℃左右，再经过气水分离器来实现水、气分离，得以对原料气进行粗干燥，再将粗干燥后的原料气排入吸附塔内，利用吸附塔内的吸附剂对原料气进行精干燥。然而，这种系统除去的游离水量较低，粗干燥效果不佳，导致吸附剂的负荷较重，短时间内需要频繁更换。这种现象在南方的夏季更为明显。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种粗干燥效果更好且能够大大降低吸附剂负荷的液体二氧化碳节能提质生产系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种液体二氧化碳节能提质生产系统，包括：

压缩组件，所述压缩组件包括原料流出管、压缩机及压缩流出管，所述原料流出管与所述压缩机连接，所述压缩机与所述压缩流出管连接；

冷却组件，所述冷却组件包括冷却器及冷却流出管，所述压缩流出管与所述冷却器连接，所述冷却器与所述冷却流出管连接；

再冷组件，所述再冷组件包括再冷却器及再冷流出管，所述冷却流出管与所述再冷却器连接，所述再冷却器与所述再冷流出管连接；

干燥组件，所述干燥组件包括水分离组件及吸附组件，所述再冷流出管与所述水分离组件连接，所述水分离组件与所述吸附组件连接；及

液化提纯组件，所述液化提纯组件包括液化器及提纯塔，所述吸附组件与所述液化器连接，所述液化器与所述提纯塔连接。

在其中一种实施方式，所述液体二氧化碳节能提质生产系统还包括储存组件，所述储存组件包括成品送液管及成品储罐，所述成品送液管的第一端与所述提纯塔连接，所述成品送液管的第二端与所述成品储罐连接。

在其中一种实施方式，所述液体二氧化碳节能提质生产系统还包括原料储罐，所述原料储罐与所述原料流出管连接。

在其中一种实施方式，所述冷却组件还包括循环水装置，所述循环水装置包括外进水管、外回水管及循环水箱，所述外进水管的第一端与所述循环水箱连接，所述外进水管的第二端与所述冷却器连接；所述外回水管的第一端与所述冷却器连接，所述外回水管的第二端与所述循环水箱连接。

在其中一种实施方式，所述循环水装置还包括外循环泵，所述外循环泵设置于所述外回水管上。

在其中一种实施方式，所述循环水装置还包括流量计及调节阀，所述流量计及所述调节阀均设置于所述外回水管上。

在其中一种实施方式，所述循环水装置还包括螺杆冷水机、内进水管、内回水管及温度传感器，所述温度传感器设置于所述循环水箱内且与所述螺杆冷水机电连接；所述内进水管的第一端与所述螺杆冷水机连接，所述内进水管的第二端与所述循环水箱连接；所述内回水管的第一端与所述循环水箱连接，所述内回水管的第二端与所述螺杆冷水机连接。

在其中一种实施方式，所述循环水装置还包括内循环泵，所述内循环泵设置于所述内回水管上。

在其中一种实施方式，所述水分离组件包括气水分离器及分离流出管，所述再冷流出管与所述气水分离器连接，所述气水分离器与所述分离流出管连接。

在其中一种实施方式，所述吸附组件包括吸附塔及净化流出管，所述分离流出管与所述吸附塔连接，所述吸附塔与所述净化流出管连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型增加了再冷组件，将冷却至常温约30℃的原料气继续冷却至5℃～15℃，这样会促使原料气中的游离水会凝结更多，水分离工序除去的游离水也会更多，这是利用了不同温度下水的饱和蒸汽压不同的原理，即温度越低，水的饱和蒸汽压越低，气体中的含水量也越低，使得粗干燥效果更好，从而进入吸附净化工序中的原料气含水量越低，很大程度上降低了吸附净化工序中吸附剂的负荷，使得吸附剂的吸附周期更长，二氧化碳产量质量更能得到保障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一实施方式的液体二氧化碳节能提质生产系统的结构示意图。

图2为本实用新型一实施方式的液体二氧化碳节能提质生产系统的部分结构图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式，请参阅图1，一种液体二氧化碳节能提质生产系统10，包括原料储罐、压缩组件110、冷却组件120、再冷组件130、干燥组件、液化提纯组件160及储存组件170。所述原料储罐与所述原料流出管111的第一端连接。所述压缩组件110包括原料流出管111、压缩机112及压缩流出管113，所述原料流出管111的第二端与所述压缩机112的第一端连接，所述压缩机112的第二端与所述压缩流出管113的第一端连接。所述冷却组件120包括冷却器121及冷却流出管122，所述压缩流出管113的第二端与所述冷却器121的第一端连接，所述冷却器121的第二端与所述冷却流出管122的第一端连接。所述再冷组件130包括再冷却器131及再冷流出管132，所述冷却流出管122的第二端与所述再冷却器131的第一端连接，所述再冷却器131的第二端与所述再冷流出管132的第一端连接。所述干燥组件包括水分离组件140及吸附组件150，所述再冷流出管132与所述水分离组件140连接，所述水分离组件140与所述吸附组件150连接。所述液化提纯组件160包括液化器161、冷凝流出管162及提纯塔163，所述吸附组件150与所述液化器161的第一端连接，所述液化器161的第二端与所述冷凝流出管162的第一端连接，所述冷凝流出管162的第二端与所述提纯塔163的第一端连接。所述储存组件170包括成品送液管171及成品储罐172，所述成品送液管171的第一端与所述提纯塔163的第二端连接，所述成品送液管171的第二端与所述成品储罐172连接。

需要说明的是，原料气来至界区外，或者原料气来至原料储罐，通过原料流出管111输送至压缩机112内，通过压缩工序使原料气压力提升至2.4MPa～2.6MPa，温度提升至130℃～150℃，再通过压缩流出管113输送至冷却器121内，通过冷却工序将原料气温度下降至常温约30℃左右，接着经过冷却流出管122输送至再冷却器131内，通过再冷工序下降至5℃～15℃，再经过再冷流出管132输送至水分离组件140内，通过水分离工序将气、水分离，分离出原料气中的游离水，实现粗干燥，再经过吸附组件150内，通过吸附净化工序来将原料气中的微量水分子吸附除去，实现精干燥，接着通过液化器161使原料气中的二氧化碳冷凝至-20℃左右液化，再通过冷凝流出管162将原料气输送至提纯塔163内，通入5℃～8℃的二氧化碳气体对原料气进行精馏，使得C₁-C₂等烃类物质转变为气体从二氧化碳液体中分离出来，从而得到干燥、无杂的液体二氧化碳产品，最后通过成品送液管171输送至成品储罐172储存。

从上面可以看出，本实用新型增加了再冷组件130，将冷却至常温约30℃的原料气继续冷却至5℃～15℃，这样会促使原料气中的游离水会凝结更多，水分离工序除去的游离水也会更多，这是利用了不同温度下水的饱和蒸汽压不同的原理，即温度越低，水的饱和蒸汽压越低，气体中的含水量也越低，使得粗干燥效果更好，从而进入吸附净化工序中的原料气含水量越低，很大程度上降低了吸附净化工序中吸附剂的负荷，使得吸附剂的吸附周期更长，二氧化碳产量质量更能得到保障。

进一步地，请参阅图2，所述冷却组件120还包括循环水装置123，所述循环水装置123包括外进水管1232、外回水管1233、外循环泵1234及循环水箱1231，所述外进水管1232的第一端与所述循环水箱1231连接，所述外进水管1232的第二端与所述冷却器121连接；所述外回水管1233的第一端与所述冷却器121连接，所述外回水管1233的第二端与所述循环水箱1231连接。所述外循环泵1234设置于所述外回水管1233上。需要说明的是，冷却工序中主要利用循环水来对原料气进行降温，通过外进水管1232将循环水箱1231内的冷水排入冷却器121内，与原料气进行换热后得到热水，再通过外循环泵1234驱动由外回水管1233排回循环水箱1231内。

进一步地，请参阅图2，所述循环水装置123还包括流量计及调节阀，所述流量计及所述调节阀均设置于所述外回水管1233上。如此通过流量计来控制调节阀，改变热水流回循环水箱1231的流速。

进一步地，请参阅图2，所述循环水装置123还包括螺杆冷水机1235、内进水管1236、内回水管1237、内循环泵1238及温度传感器，所述温度传感器设置于所述循环水箱1231内且与所述螺杆冷水机1235电连接；所述内进水管1236的第一端与所述螺杆冷水机1235连接，所述内进水管1236的第二端与所述循环水箱1231连接；所述内回水管1237的第一端与所述循环水箱1231连接，所述内回水管1237的第二端与所述螺杆冷水机1235连接。所述内循环泵1238设置于所述内回水管1237上。如此通过内进水管1236将螺杆冷水机1235内的冷水排入循环水箱1231内，再通过内循环泵1238驱动循环水箱1231内的水由内回水管1237排回螺杆冷水机1235内，通过温度传感器检测循环水箱1231内温度，与设定温度进行对比，根据对比结果控制螺杆冷水机1235的制冷速度，进而控制循环水箱1231内的水温。

进一步地，所述水分离组件140包括气水分离器141及分离流出管142，所述再冷流出管132与所述气水分离器141连接，所述气水分离器141与所述分离流出管142连接。所述吸附组件150包括吸附塔151及净化流出管152，所述分离流出管142与所述吸附塔151连接，所述吸附塔151与所述净化流出管152连接。需要说明的是，原料气经过再冷流出管132输送至气水分离器141内，通过气水分离器141将气、水分离，分离出原料气中的游离水，实现粗干燥，再经过分离流出管142输送至吸附塔151内，通过吸附塔151内的吸附剂，例如硅胶，来将原料气中的微量水分子吸附除去，实现精干燥，接着通过净化流出管152输送至液化器161进行冷凝液化。

进一步地，为保证生产连续运行，吸附塔151设为多个，为多塔并联运行，每个吸附塔151内吸附剂都是在不断的重复“备用-运行-再生-备用”过程，周而复始，由于吸附剂是变温吸附，即利用吸附剂的平衡吸附量随温度升高而降低的特性，采用常温吸附、升温脱附的操作方法，吸附剂的再生需要消耗成品气和电能，由于增设了再冷工序，吸附塔151内吸附剂的负荷大大降低，使得吸附剂的吸附周期更长，再生的频次也降低了，使得吸附剂再生所需消耗的产品气大幅度降低(降低约30％)，降低了气耗，同样也降低了电加热频次，节约了电耗。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型增加了再冷组件130，将冷却至常温约30℃的原料气继续冷却至5℃～15℃，这样会促使原料气中的游离水会凝结更多，水分离工序除去的游离水也会更多，这是利用了不同温度下水的饱和蒸汽压不同的原理，即温度越低，水的饱和蒸汽压越低，气体中的含水量也越低，使得粗干燥效果更好，从而进入吸附净化工序中的原料气含水量越低，很大程度上降低了吸附净化工序中吸附剂的负荷，使得吸附剂的吸附周期更长，二氧化碳产量质量更能得到保障。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种液体二氧化碳节能提质生产系统，其特征在于，包括：

压缩组件，所述压缩组件包括原料流出管、压缩机及压缩流出管，所述原料流出管与所述压缩机连接，所述压缩机与所述压缩流出管连接；

冷却组件，所述冷却组件包括冷却器及冷却流出管，所述压缩流出管与所述冷却器连接，所述冷却器与所述冷却流出管连接；

再冷组件，所述再冷组件包括再冷却器及再冷流出管，所述冷却流出管与所述再冷却器连接，所述再冷却器与所述再冷流出管连接；

干燥组件，所述干燥组件包括水分离组件及吸附组件，所述再冷流出管与所述水分离组件连接，所述水分离组件与所述吸附组件连接；及

液化提纯组件，所述液化提纯组件包括液化器及提纯塔，所述吸附组件与所述液化器连接，所述液化器与所述提纯塔连接。

2.根据权利要求1所述的液体二氧化碳节能提质生产系统，其特征在于，还包括储存组件，所述储存组件包括成品送液管及成品储罐，所述成品送液管的第一端与所述提纯塔连接，所述成品送液管的第二端与所述成品储罐连接。

3.根据权利要求2所述的液体二氧化碳节能提质生产系统，其特征在于，还包括原料储罐，所述原料储罐与所述原料流出管连接。

4.根据权利要求1所述的液体二氧化碳节能提质生产系统，其特征在于，所述冷却组件还包括循环水装置，所述循环水装置包括外进水管、外回水管及循环水箱，所述外进水管的第一端与所述循环水箱连接，所述外进水管的第二端与所述冷却器连接；所述外回水管的第一端与所述冷却器连接，所述外回水管的第二端与所述循环水箱连接。

5.根据权利要求4所述的液体二氧化碳节能提质生产系统，其特征在于，所述循环水装置还包括外循环泵，所述外循环泵设置于所述外回水管上。

6.根据权利要求5所述的液体二氧化碳节能提质生产系统，其特征在于，所述循环水装置还包括流量计及调节阀，所述流量计及所述调节阀均设置于所述外回水管上。

7.根据权利要求4所述的液体二氧化碳节能提质生产系统，其特征在于，所述循环水装置还包括螺杆冷水机、内进水管、内回水管及温度传感器，所述温度传感器设置于所述循环水箱内且与所述螺杆冷水机电连接；所述内进水管的第一端与所述螺杆冷水机连接，所述内进水管的第二端与所述循环水箱连接；所述内回水管的第一端与所述循环水箱连接，所述内回水管的第二端与所述螺杆冷水机连接。

8.根据权利要求7所述的液体二氧化碳节能提质生产系统，其特征在于，所述循环水装置还包括内循环泵，所述内循环泵设置于所述内回水管上。

9.根据权利要求1所述的液体二氧化碳节能提质生产系统，其特征在于，所述水分离组件包括气水分离器及分离流出管，所述再冷流出管与所述气水分离器连接，所述气水分离器与所述分离流出管连接。

10.根据权利要求9所述的液体二氧化碳节能提质生产系统，其特征在于，所述吸附组件包括吸附塔及净化流出管，所述分离流出管与所述吸附塔连接，所述吸附塔与所述净化流出管连接。

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