二氧化碳分离和储存装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种二氧化碳分离和储存装置，包括分离模块、液化模块和储存模块；分离模块包括净化器、第一压缩机、储气罐、第二压缩机、制氮膜组、氮气罐、制氧膜组、二氧化碳膜组；液化模块包括辅助压缩机、第一、第二ＣＯ２储气罐、超声旋流分离器、数级涡流管、回流罐，储存模块包括冷却器、冷氮罐、第一、第二储存罐、屏蔽泵。本实用新型专利技术无需乙二醇、甲醇或吸附剂，无需氟里昂及氨作为制冷工质。结构紧凑、简单可靠且无转动部件，可大幅度降低二氧化碳分离和储存装置的制造和运行成本，设备运行噪音小、能耗低、节能、操作和安装维修方便。与现有技术相比，本实用新型专利技术可减少２５％以上的投资和运行成本。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种二氧化碳的减排装置，特别涉及一种二氧化碳的物理分 离、冷却和液态储存装置，属于环境保护

技术介绍
随着人口的不断增长和人类工农业生产、交通运输的不断发展，气态二氧化碳 的排放量不断增加，全球平均气温不断上升。如果不采取积极的二氧化碳减排措施， 从现在起到2100年，全球的平均气温将继续增加1.4°C 5.8°C，届时南极洲冰川加速融 化，海平面将不断上升以至威胁太平洋、印度洋上诸多岛国的安全，并导致一些与温暖 气候有关的疾病如疟病、登革热的流行与蔓延，还可能诱发极差气候如干旱和洪涝的频 繁发生。全球气温的急剧升高已经影响到多数人的生活以及少数人的生存。现有的回收、分离和液化二氧化碳的途径主要采用吸收、吸附、膜分离法，最 后以深冷获得液化二氧化碳。不论采用何种分离和液化设备，均存在着能耗高、系统设 备复杂、投入费用多、土建成本高、建设周期长的缺陷，尤其深冷液化装置本身就有二 次污染问题。例如发电厂或冶炼厂进行技术改造，采用物理性溶剂吸收排放的废气中 的二氧化碳，再经过捕获废气、初净化、气体分离、变压吸附或变温吸附、深冷液化等 工序，获得液态二氧化碳。但是，采用这项技术回收二氧化碳要消耗电厂近1/3的电 力。同时深冷液化装置是常由氟里昂及氨作为制冷工质运行，制冷剂的泄漏将产生二次 污染。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种制造成本低，系统集成模块化、控制简单、易于 操作、无需氟里昂及氨作为制冷工质、可节约1/3耗能的二氧化碳分离和液化储存装置。本技术的目的通过以下技术方案予以实现一种二氧化碳分离和储存装置，包括分离模块、液化模块和储存模块，所述分 离模块包括净化器、第一压缩机、储气罐、第二压缩机、制氮膜组、氮气罐、制氧膜 组、二氧化碳膜组；所述液化模块包括辅助压缩机、第一 (02储气罐、第二 co2储气 罐、超声旋流分离器、数级涡流管、回流罐，储存模块包括冷却器、冷氮罐、第一储存 罐、第二储存罐、屏蔽泵；所述分离模块的净化器通过第一压缩机与储气罐相连，所述 储气罐输出端通过制氮膜组与氮气罐一端相连，制氮膜组与制氧膜组、二氧化碳膜组顺 次通过管线连接后通第二压缩机一端，氮气罐另一端联通储存模块的冷氮罐，第二压缩 机另一端分两路分别通向液化模块的数级涡流管、辅助压缩机一端；所述辅助压缩机另 一端连接第一 co2储气罐和第二 co2储气罐，第一 co2储气罐的一端连接超声旋流分 离器，所述超声旋流分离器串接数级涡流管，所述数级涡流管分别与回流罐相通，所述 超声旋流分离器、第一 (02储气罐分别与储存模块的第一储存罐相通；分离模块的氮气罐、储存模块的冷却器与储存模块的冷氮罐相通，所述冷氮罐与第一储存罐、第二储存 罐相通，所述第二储存罐与屏蔽泵相通。本技术的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。前述的二氧化碳分离和储存方法，其中所述液态二氧化碳温度 为-14°C -16°C、压强为2 2.1MPa、纯度为95% 99%。本技术能从工业排放的混合气体中分离出纯气态二氧化碳，利用空气动力 学、热力学和流体力学原理，实现涡流膨胀制冷液化二氧化碳，从纯气体凝析分离出液 态二氧化碳。本技术密闭无泄漏，无需乙二醇、甲醇或吸附剂，无需氟里昂及氨作 为制冷工质，结构紧凑、简单可靠且无转动部件，支持无人值守。采用本技术可大 幅度降低设备制造成本和运行费用，设备运行的噪音小，能耗低、运行平稳、操作和安 装维修方便，节约能源。本技术与现有技术相比，可减少25%以上的投资和运行成 本。整个装置可集成为三大模块，很方便地安装在三只集装箱内，运输和组装连接非常 便利，运抵工厂接上辅助管道就立即运行，免除了土建等工程的投资与施工。本技术的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和 解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。附图说明图1是本技术的系统简图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，本技术分成三个大模块，即分离模块1、液化模块2和储存模 块3，可分别装在三辆集装箱卡车上。分离模块1包括净化器104、第一压缩机803、储 气罐804、第二压缩机805、制氮膜组806、氮气罐103、制氧膜组808、二氧化碳膜组 900 ；液化模块2包括辅助压缩机903、第一 C02储气罐129、第二 C02储气罐130、超声 旋流分离器134、一级涡流管128、二级涡流管144、三级涡流管145、四级涡流管143、 回流罐120 ；储存模块3包括冷却器1003、冷氮罐1005、第一储存罐136、第二储存罐 137、屏蔽泵135。分离模块1的净化器104通过第一压缩机803与储气罐804相连，储气罐804 输出端通过制氮膜组806与氮气罐103—端相连，制氮膜组806与制氧膜组808、二氧化 碳膜组900顺次连接后通第二压缩机805 —端，氮气罐103另一端通储存模块3的冷氮 罐1005，第二压缩机805另一端分两路分别通向液化模块2的数级涡流管、辅助压缩机 903 —端，辅助压缩机903另一端连接第一 C02储气罐129，第一 C02储气罐129和第二 C02储气罐130相通，以扩大二氧化碳的储存量。第一 C02储气罐129 —端连接超声旋 流分离器134，超声旋流分离器134先后串接一级涡流管128、二级涡流管144、三级涡 流管145和四级涡流管143，前述一 四级涡流管分别与回流罐120相通，超声旋流分离 器134、第一 C02储气罐129分别与储存模块3的第一储存罐136相通。储存模块3的 冷却器1003与储存模块3的冷氮罐1005相通，冷氮罐1005与第一储存罐136、第二储存 罐137相通，所述第二储存罐137与屏蔽泵135相通。本技术的二氧化碳分离和液化储存过程如下1)从发电厂或其他排放二氧化碳混合气体的企业通过引风管将二氧化碳混合气 体从输入口 100输入净化器104初级净化，通过第一压缩机803将二氧化碳混合气体压入 气罐804冷却和储存。2)第二压缩机805将冷却和储存的混合气体加压后输入制氮膜组806，被分离出 的氮气进入氮气罐103，被分离出的剩余气体进入制氧膜组808，通过制氮膜组806分离 出的氧气及其他气体输出它用，被分离出的剩余气体二氧化碳和其他气体进入二氧化碳 膜组900，被二氧化碳膜组900分离出的其他气体排放大气，被分离出的纯气态二氧化碳 输送到达液化模块2，氮气罐103中的氮气通过管线输送到储存模块3。3)经过以上制氮膜组806、制氧膜组808、二氧化碳膜组900三级膜组分离纯化 的二氧化碳，先输入液化模块2的一级涡流管128中，通过涡流膨胀将气体分为二股，一 股冷气体顺次通过二级涡流管144、三级涡流管145、四级涡流管143 ； 一股热气体传给 回流罐120，然后返回到储气罐804再次利用。4)经过数级涡流处理的二氧化碳温度极低，出现了液相和气相混合状态，4)经过数级涡流处理的二氧化碳温度极低，出现了液相和气相混合状态，然后 再进入超声旋流分离器134，液态二氧化碳被分离并传给储存模块3，气态二氧化碳则到 达第一 C02储气罐129、第二 C02储气罐130，通过管线返回到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化碳分离和储存装置，其特征在于，包括分离模块、液化模块和储存模块，所述分离模块包括净化器、第一压缩机、储气罐、第二压缩机、制氮膜组、氮气罐、制氧膜组、二氧化碳膜组；所述液化模块包括辅助压缩机、第一ＣＯ↓［２］储气罐、第二ＣＯ↓［２］储气罐、超声旋流分离器、数级涡流管、回流罐，储存模块包括冷却器、冷氮罐、第一储存罐、第二储存罐、屏蔽泵；所述分离模块的净化器通过第一压缩机与储气罐相连，所述储气罐输出端通过制氮膜组与氮气罐一端相连，制氮膜组与制氧膜组、二氧化碳膜组通过管线顺次连接后通第二压缩机一端，氮气罐另一端通储存模块的冷氮罐，第二压缩机另一端分两路分别通向液化模块的数级涡流管、辅助压缩机一端；所述辅助压缩机另一端连接第一ＣＯ↓［２］储气罐和第二ＣＯ↓［２］储气罐，第一ＣＯ↓［２］储气罐一端连接超声旋流分离器，所述超声旋流分离器串接数级涡流管，所述数级涡流管分别与回流罐相通，所述超声旋流分离器、第一ＣＯ↓［２］储气罐分别与储存模块的第一储存罐相通；分离模块的氮气罐、储存模块的冷却器与储存模块的冷氮罐相通，所述冷氮罐与第一储存罐、第二储存罐相通，所述第二储存罐与屏蔽泵相通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈少锋，毛恒松，
申请(专利权)人：镇江汉龙环保科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]