用于工业深冷装置中的组合式制冷工艺系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制造制冷剂的系统，尤指一种用于工业深冷装置中的组合式制冷工艺系统。
【背景技术】
[0002]现有的工业制冷或食品冷藏中，常用的制冷剂有氨、乙烯、丙烯及混合制冷剂(一般室内空调除外)等，而在国外，食品冷藏多用CO2(二氧化碳)制冷剂。化学工业中常用的气体净化(如脱硫脱CO2技术)低温甲醇洗工艺，洗涤部分是在约-60°c工况下操作，才能保证脱除气体中所含硫及CO2的净化度，分别低于0.1ppm及lOppm。这样就需要在装置中连续补入-40°C下数量较大的冷量才能实现。
[0003]随着近年来中国煤化工的快速发展，如合成油、合成烯烃、合成天然气、已有化肥装置的技术改造及新建等，都需要对低温甲醇洗装置进行气体净化。而且建设规模越来越大，低温甲醇洗装置中的补冷剂就需求越多。
[0004]几十年来一直沿用单一氨作为制冷剂，液态氨几乎是在接近零大气压甚至负压下蒸发，才能补入_36°C下的冷量(无法达到-40°C )，即使是年产合成甲醇60万吨的低温甲醇洗装置中，气氨管道的管径已在I米以上，更何况大型煤化工要求合成甲醇装置规模须在百万吨以上，所需的低温冷量更多，能耗更高，工业上实现也会更难，投资也会更大。同时氨是有毒、易爆介质，若低于_36°C下操作，会出现制冷系统负压，一旦泄漏混入空气，有生成爆炸性气体的危险安全性能较低。
[0005]综上，安全、可靠、稳定、低成本的制冷生产系统一直为本领域技术人员所追求，进而能够设置出一种安全可靠且稳定性高的冷系统提高社会和经济效益。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的是提供一种用于工业深冷装置中的组合式制冷工艺系统，能够更安全、更可靠、更稳定、尤其是更节能。
[0007]本发明提供的技术方案如下:
[0008]一种用于工业深冷装置中的组合式制冷工艺系统，包括:
[0009]换热器、压缩机组件、进液管、出液管；
[0010]所述换热器包括处理二氧化碳与甲醇溶液的第一冷凝换热器，氨与二氧化碳的第二冷凝换热器，以及水与氨的第三冷凝换热器；
[0011]所述压缩机组件包括处理二氧化碳的第一压缩机和处理氮气的第二压缩机，且所述第一压缩机与所述第二压缩机连通；
[0012]所述进液管包括用于输送二氧化碳与甲醇溶液的第一进液管和用于输送液态氨的第二进液管；
[0013]所述出液管包括用于输出净化后的气体的第一出液管和用于输出多余的氨气的第二出液管；
[0014]所述第一冷凝换热器一端分别与第一进液管和第一出液管连通，另一端分别与所述第一压缩机和所述第二冷凝换热器连通，且在与所述第一压缩机和所述第二冷凝换热器连通的管路上设有第一经济器，所述第一压缩机与所述第二冷凝换热器连通；
[0015]所述第三冷凝换热器一端分别与第二进液管和第二出液管连通，另一端分别与所述第二压缩机和所述第二冷凝换热器连通，且在与所述第二冷凝换热器连通的管路上设有第二经济器；
[0016]所述第二经济器与所述第二冷凝换热器循环连通，同时与所述第二压缩机连通。
[0017]本技术方案通过第一冷凝换热器、第二冷凝换热器、第三冷凝换热器与第一压缩机和第二压缩机之间的连接，实现液态CO2作为制冷剂周而复始的循环使用，而氨气冷却后成液态氨再与气态CO2换热，循环使用。这样CO 2制冷剂与氨制冷剂就构成一个组合式制冷工艺系统，降低能够，减少投资。并且结构连接简单，而氨不再进入洗涤部分，仅在外部装置区，通过CO2与氨进行冷量的交换，能增加甲醇洗装置操作的安全性及可靠性。
[0018]较佳地，所述压缩机组件进一步包括一转动装置，所述转动装置上设有第一转轴和第二转轴，所述第一转轴与第一压缩机连接，所述第二转轴与第二压缩机连接。
[0019]较佳地，所述转动装置通过蒸汽转动或电机拖动转动。
[0020]本技术方案中压缩机组件进一步还包括转动装置，目的是通过转动装置给第一压缩机和第二压缩机提供动力，且通过第一转轴和第二转轴提高连接强度，同时保证两压缩机能够同步运行。
[0021]较佳地，所述第一冷凝换热器中蒸发温度在-40°0?-52°0，压强在0.6MPa?
1.0MPa0
[0022]较佳地，所述第二冷凝换热器中温度设置在-10 °C?-15 °C，压强在2.0MPa?
2.5MPa0
[0023]较佳地，所述第一经济器的温度在_40°C?_52°C。
[0024]较佳地，所述第二经济器的温度在-15°C以下。
[0025]本技术方案通过第一冷凝换热器和第二冷凝换热器，以及第一经济器和第二经济器的温度控制，使CO2和氨，在气体与液态之间不断循环转换，实现制冷的作用，不仅满足在-60°c洗涤部分补入-40°c下的冷量，同时解决单单使用氨作为制冷剂，能耗高的问题。
[0026]通过本发明提供的用于工业深冷装置中的组合式制冷工艺系统，能够利用换热器、压缩机组件以及进、出液管组成的组合式制冷工艺系统实现0)2制冷剂和氨制冷剂的交换达到制冷的作用。而换热器与压缩机组件之间又通过经济器连接，使CO2制冷剂与氨制冷剂反复循环叠加。(I)当系统处于工作状态时，第一压缩机和第二压缩机通过一转动装置实现同步运行，不仅结构简单，连接可靠，避免第二压缩机中的氨通过管路进入洗涤部分，避免氨泄漏造成不必要的伤害，提高制冷系统的安全性和可靠性。(2) 二氧化碳与甲醇溶液和液态氨可通过第一进液管，第二进液管进入，不但解决了仅靠氨实现制冷的问题，还可以较小管道的管径，使整个制冷系统结构变小，减少安装材料，其结构简单、安全可靠，生产与安装方便，而且成本低。
【附图说明】
[0027]下面将以明确易懂的方式，结合【附图说明】优选实施方式，对用于工业深冷装置中的组合式制冷工艺系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0028]图1是本发明用于工业深冷装置中的组合式制冷工艺系统的一种实施列的结构示意图；
[0029]附图标号说明:
[0030]1、第一冷凝换热器；
[0031]2、第二冷凝换热器；
[0032]3、第三冷凝换热器；
[0033]4、压缩机组件；
[0034]401、第一压缩机；402、第二压缩机；403、转动装置；4031、第一转轴；4032、第二转轴；
[0035]5a、第一进液管；5b、第二进液管；
[0036]6a、第一出液管；6b、第二出液管；
[0037]7a、第一经济器；7b、第二经济器。
【具体实施方式】
[0038]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。
[0039]为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地示出了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形，另外，为方便理解，在本文中指出的“进气”、“出气”、均在图1中用箭头表示。
[0040]在本发明的实施例一中，参照图1，用于工业深冷装置中的组合式制冷工艺系统，该系统主要是将液态二氧化碳制冷剂与液态氨制冷剂结合在一起应用在工业深冷装置中，具体包括换热器、压缩机组件4、进液管、出液管。其中，换热器包括处理二氧化碳与甲醇溶液的第一冷凝换热器1，氨与二氧化碳的第二冷凝换热器2，以及水与氨的第三冷凝换热器3 (三个冷凝换热器均用于对两者介质之间热量的传递)；而压缩机组件4包括用于处理CO2的第一压缩机401和用于处理氨的第二压缩机402，并且第一压缩机401与第二压缩机402连通；进液管包括用于输送二氧化碳与甲醇溶液的第一进液管5a和用于输送液态氨的第二进液管5b ;而出液管包括用于输出净化后的气体的第一出液管6a和用于输出多余氨气的第二出液管6b。
[0041]在实际运用中，第一冷凝换热器I的作用主要是在将原料气中的酸性气体与需冷却的介质(甲醇)反应，为甲醇提供一个低温的环境，实现原料气体的净化处理。具体的第一冷凝换热器I分别与第一进液管5a和第一出液管6a连通，目的是利用低温甲