CN217383363U - 一种玻璃窑二氧化碳捕捉装置中精馏塔再沸器热源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种玻璃窑二氧化碳捕捉装置中精馏塔再沸器热源系统，包括精馏塔、再沸器以及热源系统，精馏塔的顶部固定连接有全凝器，精馏塔的侧壁连接有液化器，精馏塔的底部连接有过冷器，精馏塔的底部还固定连接有再沸器，再沸器的外侧连接有热源系统，热源系统由管道依次连接的气液分离器、压缩机、油分离器、冷凝器、储液器以及经济器组成，经济器的出液端连接有膨胀阀。本实用新型利用热源系统对氟利昂进行压缩加热，能够对再沸器提供热源，一方面可以充分回收压缩后氟利昂升温的部分热量，也可以回收精馏塔内二氧化碳的冷量，能量耦合，做到能量利用的最大化；另一方面能够减少制冷压缩工段中后续冷凝器循环水用量，节省能耗与资源。

Description

一种玻璃窑二氧化碳捕捉装置中精馏塔再沸器热源系统

技术领域

本实用新型涉及玻璃行业烟气处理技术领域，具体为一种玻璃窑二氧化碳捕捉装置中精馏塔再沸器热源系统。

背景技术

目前全世界每年向大气中排放的二氧化碳总量达到近300亿吨，二氧化碳利用量则仅为1亿吨左右，远不到排放总量的百分之一。碳捕获、封存及利用技术(CCS)是把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程的工艺。纯氧玻璃窑炉能产生大量高CO2含量的烟道气，其中含二氧化碳高达30～36％。二氧化碳的回收利用是一个社会效益、环境效益与企业效益共赢的举措。工艺上一般设置精馏系统获取高纯度二氧化碳，精馏塔塔底再沸器热负荷大小对精馏效果起到至关重要作用，作为再沸器热媒的来源值得考究，本实用新型从工艺的精馏工段与制冷压缩工段出发，优化精馏塔再沸器，既能有效保证精馏系统的正常运行，又能利用工艺系统内热量，节省能耗。

目前，市场中的精馏塔再沸器的热媒一般选用大量的循环水，导致再沸器在工作时造成水资源的浪费，同时对于CO₂的精馏加工又需要使用冷媒进行降温、冷却，导致整个精馏塔需要制冷和制热设备，增加了设备的复杂度，同时带来能量利用不充分的问题。为此，需要设计一种新的技术方案给予解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种玻璃窑二氧化碳捕捉装置中精馏塔再沸器热源系统，解决了现有技术中再沸器工作时使用大量循环水作为热源而带来水资源浪费的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种玻璃窑二氧化碳捕捉装置中精馏塔再沸器热源系统，包括精馏塔、再沸器以及热源系统，所述精馏塔的顶部固定连接有全凝器，所述精馏塔的侧壁连接有液化器，所述精馏塔的底部连接有过冷器，所述精馏塔的底部还固定连接有再沸器，所述再沸器的外侧连接有热源系统，所述热源系统由管道依次连接的气液分离器、压缩机、油分离器、冷凝器、储液器以及经济器组成，所述经济器的出液端连接有膨胀阀。

作为上述技术方案的改进，所述全凝器的侧壁设有冷却接口，所述全凝器的顶部设有节流阀。

作为上述技术方案的改进，所述液化器的作用两侧分别设有进气口和排气口，所述液化器的上下两侧分别设有进液口和回流口。

作为上述技术方案的改进，所述过冷器的一侧与经济器相连通且另一侧与气液分离器进行连接。

作为上述技术方案的改进，所述油分离器和冷凝器之间设有三通接头，所述三通接头与再沸器相连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型利用热源系统对氟利昂进行压缩加热，能够对再沸器提供热源，一方面可以充分回收压缩后氟利昂升温的部分热量，也可以回收精馏塔内二氧化碳的冷量，能量耦合，做到能量利用的最大化；另一方面能够有效减少制冷压缩工段中后续冷凝器循环水用量，节省能耗与资源。

附图说明

图1为本实用新型所述结构示意图。

图中：精馏塔-1，再沸器-2，热源系统-3，全凝器-4，液化器-5，过冷器-6，气液分离器-7，压缩机-8，油分离器-9，冷凝器-10，储液器-11，经济器-12，膨胀阀-13，冷却接口-14，节流阀-15，进气口-16，排气口-17，进液口-18，回流口-19，三通接头-20。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种玻璃窑二氧化碳捕捉装置中精馏塔1再沸器2热源系统3，包括精馏塔1、再沸器2以及热源系统3，所述精馏塔1的顶部固定连接有全凝器4，所述精馏塔1的侧壁连接有液化器5，所述精馏塔1的底部连接有过冷器6，所述精馏塔1的底部还固定连接有再沸器2，所述再沸器2的外侧连接有热源系统3，所述热源系统3由管道依次连接的气液分离器7、压缩机8、油分离器9、冷凝器10、储液器11以及经济器12组成，所述经济器12的出液端连接有膨胀阀13。

进一步改进地，所述全凝器4的侧壁设有冷却接口14，所述全凝器4的顶部设有节流阀15，通过在全凝器4的侧壁设有冷却接口14，方便利用冷媒对分离的气体进行冷却，通过在全凝器4的顶部设有节流阀15，方便对分离后的轻组分氮气、氧气及少量二氧化碳等不凝气从塔顶脱去并进行控制。

进一步改进地，所述液化器5的作用两侧分别设有进气口16和排气口17，所述液化器5的上下两侧分别设有进液口18和回流口19，通过在精馏塔1的侧壁设有液化器5，方便对进入的CO₂气体进行降温然后进行精馏处理。

进一步改进地，所述过冷器6的一侧与经济器12相连通且另一侧与气液分离器7进行连接，方便将冷媒引流到过冷器6内对高纯CO₂进行再次冷却，方便对后期存储。

具体改进地，所述油分离器9和冷凝器之间设有三通接头20，所述三通接头20与再沸器2相连通，通过在油分离器9和冷凝器之间设有三通接头20，方便将压缩处理后的高温气态氟利昂输送至再沸器2内，从而向再沸器2提供热源，便于精馏塔1进行分流加工。

本实用新型的精馏塔-1、再沸器-2、热源系统-3、全凝器-4、液化器-5、过冷器-6、气液分离器-7、压缩机-8、油分离器-9、冷凝器-10、储液器-11、经济器-12、膨胀阀-13、冷却接口-14、节流阀-15、进气口-16、排气口-17、进液口-18、回流口-19、三通接头-20，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件、其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本实用新型利用热源系统3对氟利昂进行压缩加热，能够对再沸器2提供热源，一方面可以充分回收压缩后氟利昂升温的部分热量，也可以回收精馏塔1内二氧化碳的冷量，能量耦合，做到能量利用的最大化；另一方面能够有效减少制冷压缩工段中后续冷凝器循环水用量，节省能耗与资源。

本实用新型在精馏时，经过吸附处理后的二氧化碳气体(2.6Mpa，40℃)先进预冷器温度降至35℃，再由冷媒为氟利昂R507a的液化器5降至-18℃，进入精馏塔1精馏分离。轻组分氮气、氧气及少量二氧化碳等不凝气从塔顶脱去，塔底得到纯度为99.9％以上的高纯度二氧化碳产品，然后经过冷器6冷却到-27℃进入成品罐；在制冷压缩时，为了能连续不断地制冷，需用压缩机8将已汽化的低压氟利昂从各用户(第一冷却器，液化器5，全凝器4，过冷器6)中吸出并对其做功，压缩成为高压的过热蒸气，再排入冷凝器中(提高压力是为了使制冷剂蒸气容易在常温下放出热量而冷凝成液体)。在冷凝器中利用冷却水将高压的过热氟利昂气体冷凝成为液体并带走热量，制冷剂液体又从冷凝器底部排出至各用户(第一冷却器，液化器5，全凝器4，过冷器6)提供冷量。

储液器11出来的液态氟利昂，分成四路用户：

第一路经过调节阀节流降压后，进入第一冷却器(在二氧化碳捕捉工艺前段，未在图中表示)。液体氟利昂本身被汽化，进入气液分离器7中，气体氟利昂重新返回到制冷压缩机8中。

第二路液体氟利昂经过调节阀节流降温后，引到过冷器6中，把高纯度二氧化碳从-15℃过冷到-23℃，液体氟利昂本身被汽化，进入气液分离器7中，气体氟利昂重新返回到制冷压缩机8中。

第三路液体氟利昂经过调节阀节流降温后，引到液化器5中，把管内的二氧化碳气体降温液化，连同轻组分气体一同被送到精馏塔1中。液化器5管间的液体氟利昂本身被汽化，进入气液分离器7中，气体氟利昂重新返回到制冷压缩机8中。

第四路液体氟利昂经过调节阀节流降温后，引到精馏塔1顶全凝器4壳层中用于冷凝管内塔顶馏份，壳层液体氟利昂本身被汽化，进到气液分离器7中，气体氟利昂同样返回到冷冻机入口。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种玻璃窑二氧化碳捕捉装置中精馏塔再沸器热源系统，其特征在于：包括精馏塔(1)、再沸器(2)以及热源系统(3)，所述精馏塔(1)的顶部固定连接有全凝器(4)，所述精馏塔(1)的侧壁连接有液化器(5)，所述精馏塔(1)的底部连接有过冷器(6)，所述精馏塔(1)的底部还固定连接有再沸器(2)，所述再沸器(2)的外侧连接有热源系统(3)，所述热源系统(3)由管道依次连接的气液分离器(7)、压缩机(8)、油分离器(9)、冷凝器(10)、储液器(11)以及经济器(12)组成，所述经济器(12)的出液端连接有膨胀阀(13)。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃窑二氧化碳捕捉装置中精馏塔再沸器热源系统，其特征在于：所述全凝器(4)的侧壁设有冷却接口(14)，所述全凝器(4)的顶部设有节流阀(15)。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃窑二氧化碳捕捉装置中精馏塔再沸器热源系统，其特征在于：所述液化器(5)的作用两侧分别设有进气口(16)和排气口(17)，所述液化器(5)的上下两侧分别设有进液口(18)和回流口(19)。

4.根据权利要求1所述的一种玻璃窑二氧化碳捕捉装置中精馏塔再沸器热源系统，其特征在于：所述过冷器(6)的一侧与经济器(12)相连通且另一侧与气液分离器(7)进行连接。

5.根据权利要求1所述的一种玻璃窑二氧化碳捕捉装置中精馏塔再沸器热源系统，其特征在于：所述油分离器(9)和冷凝器之间设有三通接头(20)，所述三通接头(20)与再沸器(2)相连通。

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