一种超临界二氧化碳增压设备及工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种超临界二氧化碳增压设备及工艺，该设备包括一级入口缓冲单元，所述一级入口缓冲单元与跨临界相态增压单元连接，所述跨临界相态增压单元与热风内循环冷却单元连接，所述热风内循环冷却单元与末级入口缓冲单元连接，所述末级入口缓冲单元与超临界相态增压单元连接，所述超临界相态增压单元与出口冷却单元连接。本发明专利技术的超临界二氧化碳增压设备及工艺仅使用压缩机进行多级增压，使得最终压力达到超临界状态，不再使用深冷液化工艺及特种泵增压工艺,可降低设备投入成本，减少使用能耗。

A Supercritical Carbon Dioxide Supercharging Equipment and Technology

【技术实现步骤摘要】
一种超临界二氧化碳增压设备及工艺
本专利技术涉及超临界二氧化碳增压
，具体来说，涉及一种超临界二氧化碳增压设备及工艺。
技术介绍
当前，二氧化碳的超临界态输送注入流程是先使用压缩机进行预增压，使捕集分离得到的高纯度二氧化碳增压至低于临界点压力下的某一压力（因二氧化碳在临界点压力附近相态表现活跃），再通过深冷液化后使用特种泵增压，使最终压力达到超临界状态。此技术的缺点在于：在现场环境温度较高时，设备投入成本较大，且使用能耗较高。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种超临界二氧化碳增压设备及工艺，能够克服现有技术的上述不足。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种超临界二氧化碳增压设备，该设备包括一级入口缓冲单元，所述一级入口缓冲单元与跨临界相态增压单元连接，所述跨临界相态增压单元与热风内循环冷却单元连接，所述热风内循环冷却单元与末级入口缓冲单元连接，所述末级入口缓冲单元与超临界相态增压单元连接，所述超临界相态增压单元与出口冷却单元连接；所述跨临界相态增压单元、超临界相态增压单元均为往复活塞压缩机；所述一级入口缓冲单元、末级入口缓冲单元均为立式缓冲分液罐，所述立式缓冲分液罐内设有隔板和阻尼管，所述阻尼管穿过所述隔板；所述出口冷却单元为鼓风式空冷换热器；所述热风内循环冷却单元包括空冷式换热器，所述空冷式换热器的侧面设有热风内循环通道，所述空冷式换热器的换热管束下方设有风扇，所述风扇与变频电机连接，所述变频电机与变频控制器连接；所述空冷式换热器的换热管束的两端分别设有热侧介质入口、冷侧介质出口，所述空冷式换热器的换热管束的下方设有侧面进风口，所述空冷式换热器的换热管束的上方和下方均设有侧面内循环风口，所述空冷式换热器的换热管束的上方设有顶部出风口，所述侧面进风口设有手动控制百叶窗，所述侧面内循环风口以及顶部出风口设有自动控制百叶窗，所述冷侧介质出口设有温度变送器，所述温度变送器与温度控制器信号连接。进一步的，所述侧面内循环风口的百叶窗的拉杆、顶部出风口的百叶窗的拉杆均与气动执行器铰接，所述温度控制器与所述气动执行器信号连接。进一步的，所述隔板水平设置，将立式缓冲分液罐分隔为容积相等的两个腔体。进一步的，所述阻尼管的内径小于所述立式缓冲分液罐罐体进出口内径。进一步的，跨临界增压回流管线从热风内循环冷却单元的出口支管连接至一级入口缓冲单元的入口支管；超临界增压回流管线从超临界相态增压单元的出口支管连接至热风内循环冷却单元的入口支管。进一步的，所述末级入口缓冲单元的底部通过排污管线连接至所述一级入口缓冲单元底部。进一步的，放空管线连接自超临界相态增压单元的出口支管。根据本专利技术的另一方面，提供了一种超临界二氧化碳增压工艺，该工艺包括如下步骤：（1）跨临界相态增压：二氧化碳介质经一级入口缓冲单元进入跨临界相态增压单元，二氧化碳介质经过一级或两级增压，由低压气态压缩为超临界相态；（2）冷却介质：压缩后的高温二氧化碳介质进入热风内循环冷却单元进行冷却，此冷却单元使用空冷式换热器及温度控制器，将冷却后的二氧化碳介质温度控制在45~65℃；（3）超临界相态增压：冷却后的超临界相态二氧化碳经过末级入口缓冲单元进入超临界相态增压单元，增压后的二氧化碳介质经出口冷却单元冷却至需要的温度后排出。本专利技术的有益效果：通过使用热风内循环冷却单元、末级入口缓冲单元及超临界相态增压单元替代现有的深冷液化工艺及特种泵增压工艺，实现压缩机超临界增压的功能，即仅使用压缩机进行多级增压，使得最终压力达到超临界状态，可降低设备投入成本，减少使用能耗。通过百叶窗自动控制及变频电机变转速控制，实现对冷却介质的温度控制；通过使用温度控制器控制百叶窗的开闭，实现对冷侧出口温度的精确控制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。图1是根据本专利技术实施例所述的超临界二氧化碳增压设备的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例所述的热风内循环冷却单元的结构示意图；图3是根据本专利技术实施例所述的立式缓冲分液罐的结构示意图；图中：1、一级入口缓冲单元，2、跨临界相态增压单元，3、热风内循环冷却单元，4、末级入口缓冲单元，5、超临界相态增压单元，6、出口冷却单元，7、隔板，8、阻尼管，9、空冷式换热器，10、热风内循环通道，11、风扇，12、变频电机，13、变频控制器，14、热侧介质入口，15、冷侧介质出口，16、侧面进风口，17、侧面内循环风口，18、顶部出风口，19、温度变送器，20、温度控制器，21、气动执行器，22、跨临界增压回流管线，23、超临界增压回流管线，24、排污管线，25、放空管线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1-3所示，根据本专利技术实施例所述的超临界二氧化碳增压设备，包括一级入口缓冲单元1，所述一级入口缓冲单元1与跨临界相态增压单元2连接，所述跨临界相态增压单元2与热风内循环冷却单元3连接，所述热风内循环冷却单元3与末级入口缓冲单元4连接，所述末级入口缓冲单元4与超临界相态增压单元5连接，所述超临界相态增压单元5与出口冷却单元6连接。所述跨临界相态增压单元2、超临界相态增压单元5均为适用于二氧化碳介质的往复活塞压缩机；所述一级入口缓冲单元1的入口管道上设有切断阀，所述一级入口缓冲单元1、末级入口缓冲单元4均为立式缓冲分液罐，所述立式缓冲分液罐内设有隔板7和阻尼管8，所述阻尼管8穿过所述隔板7，形成一个低通滤波器，用以削弱通过罐体的气流脉冲。所述隔板7水平设置，将立式缓冲分液罐分隔为容积相等的两个腔体，立式缓冲分液罐罐体的进口设在下部腔体的侧壁，立式缓冲分液罐罐体的出口设在上部腔体的侧壁，进入下部腔体的气流经气液分离及缓冲后，气体部分通过阻尼管8进入上部腔体，进一步得到缓冲。所述阻尼管8的内径小于所述立式缓冲分液罐罐体进出口内径，对气流形成阻尼效果，且气流经过阻尼管8的压力损失不超过0.5%；所述阻尼管8的长度应避开0.8~1.2倍的气流脉冲引起的共振管道长度。所述出口冷却单元6为鼓风式空冷换热器，所述出口冷却单元6的出口管道上设有切断阀。所述热风内循环冷却单元3包括空冷式换热器9，所述空冷式换热器9的侧面设有热风内循环通道10，所述空冷式换热器9的换热管束下方设有风扇11，所述风扇11与变频电机12连接，所述变频电机12与变频控制器13连接；所述空冷式换热器9的换热管束上下部分为封闭结构，所述空冷式换热器9的换热管束的两端分别设有热侧介质入口14、冷侧介质出口15，所述空冷式换热器9的换热管束的下方设有侧面进风口16，所述空冷式换热器9的换热管束的上方和下方均设有侧面内循环风口17，所述空冷式换热器9的换热管束的上方设有顶部出风口18，所述侧面进风口16设有手动百叶窗，所述侧面内循环风口17以及顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超临界二氧化碳增压设备，其特征在于，包括一级入口缓冲单元（1），所述一级入口缓冲单元（1）与跨临界相态增压单元（2）连接，所述跨临界相态增压单元（2）与热风内循环冷却单元（3）连接，所述热风内循环冷却单元（3）与末级入口缓冲单元（4）连接，所述末级入口缓冲单元（4）与超临界相态增压单元（5）连接，所述超临界相态增压单元（5）与出口冷却单元（6）连接；所述跨临界相态增压单元（2）、超临界相态增压单元（5）均为往复活塞压缩机；所述一级入口缓冲单元（1）、末级入口缓冲单元（4）均为立式缓冲分液罐，所述立式缓冲分液罐内设有隔板（7）和阻尼管（8），所述阻尼管（8）穿过所述隔板（7）；所述出口冷却单元（6）为鼓风式空冷换热器；所述热风内循环冷却单元（3）包括空冷式换热器（9），所述空冷式换热器（9）的侧面设有热风内循环通道（10），所述空冷式换热器（9）的换热管束下方设有风扇（11），所述风扇（11）与变频电机（12）连接，所述变频电机（12）与变频控制器（13）连接；所述空冷式换热器（9）的换热管束的两端分别设有热侧介质入口（14）、冷侧介质出口（15），所述空冷式换热器（9）的换热管束的下方设有进风口（16），所述空冷式换热器（9）的换热管束的上方和下方均设有侧面内循环风口（17），所述空冷式换热器（9）的换热管束的上方设有顶部出风口（18），所述侧面进风口（16）设有手动控制百叶窗，所述侧面内循环风口（17）以及顶部出风口（18）设有自动控制百叶窗，所述冷侧介质出口（15）设有温度变送器（19），所述温度变送器（19）与温度控制器（20）信号连接。...

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳增压设备，其特征在于，包括一级入口缓冲单元（1），所述一级入口缓冲单元（1）与跨临界相态增压单元（2）连接，所述跨临界相态增压单元（2）与热风内循环冷却单元（3）连接，所述热风内循环冷却单元（3）与末级入口缓冲单元（4）连接，所述末级入口缓冲单元（4）与超临界相态增压单元（5）连接，所述超临界相态增压单元（5）与出口冷却单元（6）连接；所述跨临界相态增压单元（2）、超临界相态增压单元（5）均为往复活塞压缩机；所述一级入口缓冲单元（1）、末级入口缓冲单元（4）均为立式缓冲分液罐，所述立式缓冲分液罐内设有隔板（7）和阻尼管（8），所述阻尼管（8）穿过所述隔板（7）；所述出口冷却单元（6）为鼓风式空冷换热器；所述热风内循环冷却单元（3）包括空冷式换热器（9），所述空冷式换热器（9）的侧面设有热风内循环通道（10），所述空冷式换热器（9）的换热管束下方设有风扇（11），所述风扇（11）与变频电机（12）连接，所述变频电机（12）与变频控制器（13）连接；所述空冷式换热器（9）的换热管束的两端分别设有热侧介质入口（14）、冷侧介质出口（15），所述空冷式换热器（9）的换热管束的下方设有进风口（16），所述空冷式换热器（9）的换热管束的上方和下方均设有侧面内循环风口（17），所述空冷式换热器（9）的换热管束的上方设有顶部出风口（18），所述侧面进风口（16）设有手动控制百叶窗，所述侧面内循环风口（17）以及顶部出风口（18）设有自动控制百叶窗，所述冷侧介质出口（15）设有温度变送器（19），所述温度变送器（19）与温度控制器（20）信号连接。2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳增压设备，其特征在于，所述侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，周汉林，席少锋，罗涛，
申请(专利权)人：北京杰利阳能源设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11