CN221223121U - 罐装二氧化碳回收用冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了罐装二氧化碳回收用冷却系统，包括：吸收剂罐体；导热组件，外包裹在吸收剂罐体的外表面，与吸收剂罐体表面进行热交换；出液自力式三通温度控制阀，进液端与导热组件的底部连通；换热组件，与出液自力式三通温度控制阀的热出液端连通；蓄冷组件，与出液自力式三通温度控制阀的冷出液端连通；泵送系统，分别与换热组件以及蓄冷组件连通后再与导热组件的顶部连通；所述导热组件、换热组件、蓄冷组件以及泵送系统内部的冷却剂为不可以压缩的冷却液体。本实用新型将吸收剂罐体加压过程中产生的热量转移，同时利用吸收剂罐体降压过程中吸冷的特性，将其产生的的制冷量给蓄积，利用到其加压过程中，减少了整体能耗，加速了降温速度。

Description

罐装二氧化碳回收用冷却系统

技术领域

本实用新型涉及余气回收设备领域，具体涉及罐装二氧化碳回收用冷却系统。

背景技术

二氧化碳在自然空气中含量很低，制备二氧化碳的成本较高，因此罐装的二氧化碳残留的气体需要尽可能的回收。目前罐装二氧化碳余气一般通过液体空间置换的方式进行集中，但是罐装余下的二氧化碳一般含有较多其他的气体，二氧化碳的纯度不高。目前主要的二氧化碳回收技术包括物理吸收技术、化学吸收技术、膜分离技术等。

物理吸收技术需要以低温高压条件为基础，选择水、聚酯类等作为吸收剂，二氧化碳在溶剂中溶解能力受压力条件影响较大，这样便可以通过改变反应压力条件，来达到二氧化碳分离脱除目的。此种方法应用控制要点是选择优良的吸收剂，应具有溶解度大、沸点高、无毒且稳定等特点。常见物理吸收处理技术有聚乙二醇二甲醚法、碳酸丙烯脂法等，其中碳酸丙烯脂法所用吸收剂为碳酸丙烯脂，反应条件压力应控制在1.3MPa以上，再此过程中需要将吸收剂碳酸丙烯脂重复加压降压，完成二氧化碳的吸附和释放，在重复加压和降压的过程中吸收剂罐体将会反复经历升温、降温的过程，降温不及时将会有严重的生产安全隐患。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的就是提供罐装二氧化碳回收用冷却系统，将吸收剂罐体加压过程中产生的热量转移，同时利用吸收剂罐体降压过程中吸冷的特性，将其产生的的制冷量给蓄积，利用到其加压过程中，减少了整体能耗，加速了降温速度。

本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的：

罐装二氧化碳回收用冷却系统，包括：

吸收剂罐体；

导热组件，外包裹在吸收剂罐体的外表面，与吸收剂罐体表面进行热交换；

出液自力式三通温度控制阀，进液端与导热组件的底部连通；

换热组件，与出液自力式三通温度控制阀的热出液端连通；

蓄冷组件，与出液自力式三通温度控制阀的冷出液端连通；

泵送系统，分别与换热组件以及蓄冷组件连通后再与导热组件的顶部连通；

所述导热组件、换热组件、蓄冷组件以及泵送系统内部的冷却剂为不可以压缩的冷却液体。

进一步地，所述导热组件包括：

若干导热翅片，沿吸收剂罐体的轴向均匀的设置在吸收剂罐体的外表面；

隔热层，外包裹在吸收剂罐体外表面，将导热翅片薄覆，其顶部设有与泵送系统连通的进液口，底部设有与出液自力式三通温度控制阀连通的出液口。

进一步地，若干所述导热翅片沿吸收剂罐体的轴线分为若干组，每组中的导热翅片沿相同间距设置；相邻两组中导热翅片错位设置，相邻两组翅片之间留有间隙。

进一步地，所述导热翅片的上下端面为锐角端面；所述导热翅片的两个侧端面分别与吸收剂罐体以及隔热层无缝连接；所述隔热层上部和下部距离吸收剂罐体的顶端和下端留有容置空间。

进一步地，所述换热组件包括：

板式换热器，第一进液接口与出液自力式三通温度控制阀的热出液端连通；

制冷系统，两端分别与板式换热器的第二进液接口以及与进液接口连通的第二出液接口连通；

蓄液箱，与板式换热器的第一出液接口以及泵送系统连通。

进一步地，所述泵送系统包括：

第一输送泵，进液口与蓄液箱连通，出液口与导热组件内部连通；

第二输送泵，进液口与蓄冷组件连通，出液口与导热组件内部连通。

进一步地，第一输送泵、第二输送泵均为增压泵；所述泵送系统还包括：

泵送自力式三通温度控制阀，进液端与导热组件的底部连通；

第一压力控制阀，设置在第一输送泵与导热组件之间，控制端与泵送自力式三通温度控制阀的冷出液端连通，其控制端设有与外部连通的第一单向阀；

第二压力控制阀，设置在第二输送泵与导热组件之间，控制端与泵送自力式三通温度控制阀的热出液端连通，其控制端设有与外部连通的第一单向阀；

第二单向阀，两端分别与蓄液箱和蓄冷组件连通，控制冷却剂从蓄液箱向蓄冷组件流动。

进一步地，所述泵送自力式三通温度控制阀、出液自力式三通温度控制阀均通过第一阀门与导热组件的底部连通；

所述第一压力控制阀、第二压力控制阀均通过第二阀门与导热组件的顶部连通。

进一步地，还包括补液系统；所述补液系统包括：

冷却剂容器；

加压泵，进液口与冷却剂容器连通；

第三压力控制阀，两端分别与加压泵的出液口以及导热组件的顶部连通，其控制端与导热组件的底部连通；

所述导热组件的底部还通过第三阀门与外部连通。

进一步地，所述蓄冷组件为带有保温包裹的密闭容器。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：

1、导热组件与吸收剂罐体接触，将吸收剂罐体内部产生的热量导出吸收剂罐体，实现快速增压的目的；吸收剂罐体降压过程中可以将制冷剂温度降低，为后续吸收剂罐体增压降温，降低能耗。

2、系统采用出液自力式三通温度控制阀，吸收剂罐体在增压和降压的过程中系统无需外部控制设备自动切换制冷剂的流动，实现热量通过换热组件散出以及蓄冷组件对吸收剂罐体降温的目的，减少能量的浪费，降低生产成本。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。

附图说明

本实用新型的附图说明如下：

图1为本实施例中罐装二氧化碳回收用冷却系统的结构示意图。

图2为图1中A处放大结构示意图。

图3为本实施例中吸收剂罐体的剖视结构示意图。

图中：1.吸收剂罐体；21.导热翅片；22.隔热层；3.出液自力式三通温度控制阀；41.板式换热器；42.制冷系统；43.蓄液箱；5.蓄冷组件；61.第一输送泵；62.第二输送泵；63.泵送自力式三通温度控制阀；64.第一压力控制阀；65.第二压力控制阀；66.第一单向阀；67.第二单向阀；7.第一阀门；8.第二阀门；91.冷却剂容器；92.加压泵；93.第三压力控制阀；10.第三阀门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：

如图1至图3所示，罐装二氧化碳回收用冷却系统，包括：

吸收剂罐体1；

导热组件，外包裹在吸收剂罐体1的外表面，与吸收剂罐体1表面进行热交换；

出液自力式三通温度控制阀3，进液端与导热组件的底部连通；采用德国FK-32-12.5-PN16-1型号的自力式三通温度控制阀，该自力式三通温度控制阀为单通式，即有且仅有一个出液口可以出液。

不需要外部能源，根据进液温度，调整液体从两个出液口的某一个流出。

换热组件，与出液自力式三通温度控制阀3的热出液端连通；

蓄冷组件5，与出液自力式三通温度控制阀3的冷出液端连通；

泵送系统，分别与换热组件以及蓄冷组件5连通后再与导热组件的顶部连通；

所述导热组件、换热组件、蓄冷组件5以及泵送系统内部的冷却剂为不可以压缩的冷却液体，具体采用冷却油作为冷却剂。

本实施例中，所述导热组件包括：

若干导热翅片21，沿吸收剂罐体1的轴向均匀的设置在吸收剂罐体1的外表面；

隔热层22，外包裹在吸收剂罐体1外表面，将导热翅片21薄覆，其顶部设有与泵送系统连通的进液口，底部设有与出液自力式三通温度控制阀3连通的出液口。

导热翅片21采用与冷却油不发生反应的高导热的铜片制作，与吸收剂罐体1焊接固定。

本实施例中，若干所述导热翅片21沿吸收剂罐体1的轴线分为若干组，每组中的导热翅片21沿相同间距设置；相邻两组中导热翅片21错位设置，相邻两组翅片之间留有间隙。

每组导热翅片21错位设置，使得冷却油从上一组导热翅片21向下流动的时候被下一组分叉，将冷却油搅混，可以提高热交换效率。

本实施例中，所述导热翅片21的上下端面为锐角端面；所述导热翅片21的两个侧端面分别与吸收剂罐体1以及隔热层22无缝连接；所述隔热层22上部和下部距离吸收剂罐体1的顶端和下端留有容置空间。

锐角端面可以将冷却油更好的扰乱形成紊流，使得冷却油相互之间充分混合。

本实施例中，所述换热组件包括：

板式换热器41，第一进液接口与出液自力式三通温度控制阀3的热出液端连通；

制冷系统42，两端分别与板式换热器41的第二进液接口以及与进液接口连通的第二出液接口连通；

蓄液箱43，与板式换热器41的第一出液接口以及泵送系统连通。

制冷系统42可以根据实际系统的降温速率要求以及吸附过程中的最佳温度选择普通单级压缩还是双级压缩的活塞式制冷系统42。

本实施例中，所述泵送系统包括：

第一输送泵61，进液口与蓄液箱43连通，出液口与导热组件内部连通；

第二输送泵62，进液口与蓄冷组件5连通，出液口与导热组件内部连通。

进一步地，第一输送泵61、第二输送泵62均为增压泵；所述泵送系统还包括：

泵送自力式三通温度控制阀63，进液端与导热组件的底部连通；

泵送自力式三通温度控制阀63采用德国FK-32-12.5-PN16-2型号的自力式三通温度控制阀，该自力式三通温度控制阀为多通式，即可以同时两个出液口可以同时出液也可以仅一个出液口出液。

第一压力控制阀64，设置在第一输送泵61与导热组件之间，控制端与泵送自力式三通温度控制阀63的冷出液端连通，其控制端设有与外部连通的第一单向阀；

第二压力控制阀65，设置在第二输送泵62与导热组件之间，控制端与泵送自力式三通温度控制阀63的热出液端连通，其控制端设有与外部连通的第一单向阀；

第二单向阀，两端分别与蓄液箱43和蓄冷组件5连通，控制冷却剂从蓄液箱43向蓄冷组件5流动。

在第一压力控制阀64和第二压力控制阀65的控制端均通过第一单向阀与外部连通时，泵送自力式三通温度控制阀63的进液口将会有冷却油流过，流过的冷却油可以激活泵送自力式三通温度控制阀63，使得泵送自力式三通温度控制阀63选择连通第一压力控制阀64或第一压力控制阀64的控制端，实现对第一压力控制阀64和第二压力控制阀65的断开和连通的控制。

本实施例中，所述泵送自力式三通温度控制阀63、出液自力式三通温度控制阀3均通过第一阀门7与导热组件的底部连通；

所述第一压力控制阀64、第二压力控制阀65均通过第二阀门8与导热组件的顶部连通。

第一阀门7和第二阀门8的设置，使得吸收剂罐体1与整体系统可以分离，方便进行检修。

本实施例中，还包括补液系统；所述补液系统包括：

冷却剂容器91；

加压泵92，进液口与冷却剂容器91连通；

第三压力控制阀93，两端分别与加压泵92的出液口以及导热组件的顶部连通，其控制端与导热组件的底部连通；

所述导热组件的底部还通过第三阀门10与外部连通。

通过导热组件流出的冷却油的压力自适应的向系统中加入冷却油，保证系统的正常工作。

所述蓄冷组件5为带有保温包裹的密闭容器。

本实施例罐装二氧化碳回收用冷却系统是这样工作的，将系统与外部连通的阀门闭合，抽真空。向吸收剂罐体1内注入低压二氧化碳余气后，再将第三阀门10，最后进行系统抽真空，抽真空完成后，控制第三压力控制阀93打开，启动加压泵92向系统内加注冷却油。与此同时向吸收剂罐体1内加压，此时吸收剂罐体1升温，流动经吸收剂罐体1的冷却油温度升高，较高温度的冷却油分别向泵送自力式三通温度控制阀63和出液自力式三通温度控制阀3流动。

流动至出液自力式三通温度控制阀3的冷却油，在其温度作用下，冷却油流向板式换热器41，经过换热后流向蓄液箱43，与此同时，由于第一单向阀的作用，冷却油向泵送自力式三通温度控制阀63流动，在其高温的作用下，泵送自力式三通温度控制阀63的两个出液口与导热组件下部连通，压力通过两个出液口与第一压力控制阀64和第二压力控制阀65的控制端连通，使得第二压力控制阀65以及第一压力控制阀64开，并微量通过第一压力控制阀64的控制端向外流动，从而保持泵送自力式三通温度控制阀63的持续工作。

由于第二压力控制阀65打开，第二输送泵62开始增压，将蓄冷组件5内的冷却油(系统启动的一开始蓄冷组件5内没有蓄积冷却油，此时第二输送泵62空转不向导热组件输送冷却油)向导热组件输送，使得冷却油开始循环。

由于第一压力控制阀64打开，此时第一输送泵61开始增压，将蓄液箱43内的冷却油向导热组件输送，使得冷却油开始循环，与此同时，由于系统内部管路真空，系统持续通过加压泵92注入冷却油，加热的冷却油全部流向蓄液箱43，当蓄液箱43内也有一定的冷却油后，导热组件流出的冷却油压力达到预定值后，第三压力控制阀93关闭，冷却油不再加注到系统中(此时系统内还存在部分真空区域，即第一输送泵61和第二输送泵62的上游，如蓄冷组件5中以及蓄液箱43内)，但是随着第一单向阀的存在，冷却油持续在微量外流，因此冷却油会间隔的向系统内加注。

当二氧化碳吸附完成，解吸附降压时，吸收剂罐体1温度降低，流经的冷却油将会被降温，使得出液自力式三通温度控制阀3转换流出冷却油的出口，冷却油流向蓄冷组件5。与此同时泵送自力式三通温度控制阀63也改变其连通通道，使得第二压力控制阀65保持打开，第一压力控制阀64关闭，第一输送泵61停止工作，第二输送泵62开始工作，将蓄冷组件5中的冷却剂输送到导热组件中，使得冷却油被继续降温。在后续的吸收剂罐体1再次进行加压时，蓄冷组件5中被降低到更低温度的冷却油向导热组件流动，带走导热组件的热量，提高导热组件的降温速度，同时减少制冷系统42的工作量，降低功耗。

本实用新型充分利用了吸收剂罐体1降压过程中吸冷的特性，将其产生的的制冷量给蓄积，利用到其加压过程中，减少了整体能耗，加速了降温速度。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.罐装二氧化碳回收用冷却系统，其特征在于，包括：

吸收剂罐体；

导热组件，外包裹在吸收剂罐体的外表面，与吸收剂罐体表面进行热交换；

出液自力式三通温度控制阀，进液端与导热组件的底部连通；

换热组件，与出液自力式三通温度控制阀的热出液端连通；

蓄冷组件，与出液自力式三通温度控制阀的冷出液端连通；

泵送系统，分别与换热组件以及蓄冷组件连通后再与导热组件的顶部连通；

所述导热组件、换热组件、蓄冷组件以及泵送系统内部的冷却剂为不可以压缩的冷却液体。

2.根据权利要求1所述的罐装二氧化碳回收用冷却系统，其特征在于，所述导热组件包括：

若干导热翅片，沿吸收剂罐体的轴向均匀的设置在吸收剂罐体的外表面；

隔热层，外包裹在吸收剂罐体外表面，将导热翅片薄覆，其顶部设有与泵送系统连通的进液口，底部设有与出液自力式三通温度控制阀连通的出液口。

3.根据权利要求2所述的罐装二氧化碳回收用冷却系统，其特征在于，若干所述导热翅片沿吸收剂罐体的轴线分为若干组，每组中的导热翅片沿相同间距设置；相邻两组中导热翅片错位设置，相邻两组翅片之间留有间隙。

4.根据权利要求3所述的罐装二氧化碳回收用冷却系统，其特征在于，所述导热翅片的上下端面为锐角端面；所述导热翅片的两个侧端面分别与吸收剂罐体以及隔热层无缝连接；所述隔热层上部和下部距离吸收剂罐体的顶端和下端留有容置空间。

5.根据权利要求1所述的罐装二氧化碳回收用冷却系统，其特征在于，所述换热组件包括：

板式换热器，第一进液接口与出液自力式三通温度控制阀的热出液端连通；

制冷系统，两端分别与板式换热器的第二进液接口以及与进液接口连通的第二出液接口连通；

蓄液箱，与板式换热器的第一出液接口以及泵送系统连通。

6.根据权利要求5所述的罐装二氧化碳回收用冷却系统，其特征在于，所述泵送系统包括：

第一输送泵，进液口与蓄液箱连通，出液口与导热组件内部连通；

第二输送泵，进液口与蓄冷组件连通，出液口与导热组件内部连通。

7.根据权利要求6所述的罐装二氧化碳回收用冷却系统，其特征在于，第一输送泵、第二输送泵均为增压泵；所述泵送系统还包括：

泵送自力式三通温度控制阀，进液端与导热组件的底部连通；

第一压力控制阀，设置在第一输送泵与导热组件之间，控制端与泵送自力式三通温度控制阀的冷出液端连通，其控制端设有与外部连通的第一单向阀；

第二压力控制阀，设置在第二输送泵与导热组件之间，控制端与泵送自力式三通温度控制阀的热出液端连通，其控制端设有与外部连通的第一单向阀；

第二单向阀，两端分别与蓄液箱和蓄冷组件连通，控制冷却剂从蓄液箱向蓄冷组件流动。

8.根据权利要求7所述的罐装二氧化碳回收用冷却系统，其特征在于，所述泵送自力式三通温度控制阀、出液自力式三通温度控制阀均通过第一阀门与导热组件的底部连通；

所述第一压力控制阀、第二压力控制阀均通过第二阀门与导热组件的顶部连通。

9.根据权利要求8所述的罐装二氧化碳回收用冷却系统，其特征在于，还包括补液系统；所述补液系统包括：

冷却剂容器；

加压泵，进液口与冷却剂容器连通；

第三压力控制阀，两端分别与加压泵的出液口以及导热组件的顶部连通，其控制端与导热组件的底部连通；

所述导热组件的底部还通过第三阀门与外部连通。

10.根据权利要求1所述的罐装二氧化碳回收用冷却系统，其特征在于，所述蓄冷组件为带有保温包裹的密闭容器。