专利名称：一种CO<sub>2</sub>分离压缩一体化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于气体制备系统领域，特别涉及一种(X)2分离压缩一体化装置。
背景技术：
CO2是温室气体的重要组成部分。在能源利用过程中进行(X)2的捕获与封存被认为是一种能大规模减少CO2排放的可行技术。然而，与其它环境污染物(如硫化物和氮氧化物)不同的是，CO2的化学性质稳定，且需要处理的量很大，因而虽然有关物理、化学方法可以实现(X)2的分离回收，但其分离回收过程的能耗与投资很高，从而使(X)2减排的成本过
尚O在能源利用过程中分离(X)2的主要技术有吸收技术(包括化学吸收与物理吸收)、吸附技术、膜分离技术和低温分离技术。其中，化学吸收法可从常压低浓度的电厂尾气中分离CO2,分离出的(X)2气纯度高且处理量大；物理吸收法也可实现大规模(X)2分离且能耗较低；因而这两种方法受到广泛关注研究，并得到较多应用。而吸附技术与膜分离技术虽然由于其分离(X)2时能耗低、操作简单，被普遍认为是具有发展潜力的(X)2分离技术，但其处理量较小、成本偏高。低温分离法(又称深冷分离法)是通过低温冷凝分离(X)2的一种物理过程。低温分离法节省了 (X)2压缩液化过程中大量的压缩功，可实现大规模操作，且运行过程不需化学试剂，无二次污染，是一种很有发展前景的(X)2分离方法。但低温分离法一般通过将混合气压缩和冷却，以引起CO2的相变，达到从混合气中分离CO2的目的。可能会出现(X)2以固态析出而冻结设备的问题，
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有技术中低温分离方法的能耗较高，且可能会出现 CO2以固态析出而冻结设备的问题而提供一种(X)2分离压缩一体化装置，其特征在于，该装置由三级结构相同的分离压缩组件组成；其中第一级分离压缩组件由第一压缩设备Cl、第一换热器HI、第二换热器H2和第一气液分离器Sl串联，液体泵Pl跨接在第一气液分离器 Sl和第一换热器Hl上构成；第二级分离压缩组件由第二压缩设备C2、第三换热器H3、第四换热器H4和第二气液分离器S2串联；第二液体泵P2跨接在第二气液分离器S2和第三换热器H3上构成；第三级分离压缩组件组件由第三压缩设备C3、第五换热器H5、第六换热器 H6和第三气液分离器S3串联，第三液体泵Pl跨接在第三气液分离器S3和第五换热器H5 上构成；第三气液分离器S3的气体出口连接在第五换热器H5气体入口上，并且第一气液分离器Sl的出口和第二压缩设备C2入口连接，第二气液分离器S2的出口和第三压缩设备C3 入口连接。所述第一换热器HI、第三换热器H3或第五换热器H5的液态(X)2出口连接在一起。所述第五换热器H5设置混合气出口。本实用新型的有益效果是采用由换热器、压缩机、气液分离器等常用工业设备组成的多级(X)2分离压缩一体化装置，并且全流程没有采用化学溶剂，因此设备的造价低廉、 安全性高、运行维护成本较低，实现了整个CO2回收能耗的大幅降低。可广泛用于从含CO2 的混合气体中分离CO2,特别适合于从(X)2浓度较高的混合气体中分离co2。
图1为(X)2分离压缩一体装置组成示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种CO2分离压缩一体化装置。
以下结合附图和实施例予以说明。在图1所示的CO2分离压缩一体化装置组成示意图中可以看出，该装置由三级结构相同的分离压缩组件组成；其中第一级分离压缩组件由第一压缩设备Cl、第一换热器 HI、第二换热器H2和第一气液分离器Sl串联，液体泵Pl跨接在第一气液分离器Sl和第一换热器Hl上构成；第二级分离压缩组件由第二压缩设备C2、第三换热器H3、第四换热器H4 和第二气液分离器S2串联；第二液体泵P2跨接在第二气液分离器S2和第三换热器H3上构成；第三级分离压缩组件组件由第三压缩设备C3、第五换热器H5、第六换热器H6和第三气液分离器S3串联，第三液体泵P 1跨接在第三气液分离器S3和第五换热器H5上构成， 第三气液分离器S3的气体出口连接在第五换热器H5气体入口上，第五换热器H5的混合气出口输出(X)2混合气。第一气液分离器Sl的出口和第二压缩设备C2入口连接，第二气液分离器S2的出口和第三压缩设备C3入口连接。然后第一换热器Hl、第三换热器H3或第五换热器H5的液态(X)2出口连接在一起，输出液态C02。本实用新型(X)2分离压缩一体化装置具有很多独特的特点(a)多次使用压缩与低温冷能分离，这样，虽然随着(X)2的不断析出，混合气中(X)2浓度不断下降；但由于混合气总压力得到了进一步提高，因而有助于提高其中的(X)2分压，从而使(X)2分离液化温度始终保持在一个较高的水平，进而保证(X)2低温冷能分离法的性能保持在一个较高的水平。(b) 充分回收产品流的冷能如流程中对分离出的CO2和混合气，都是经过充分的冷能回收后才离开系统；(C)(X)2的多级分离由于混合气中的(X)2随着温度的降低是逐渐液化的，因此在混合气降温过程中采用多级分离方式将已经液化的(X)2及时分离出来，这样既便于在后续流程中继续使用压缩机增加混合气压力，又可以减少混合气在后续换热过程中对冷能的需求。(d)从该流程中分离出来的又是已压缩至合适压力的液态CO2，因此实现了 CO2的同步分离与压缩。(e)新型CO2分离压缩一体化装置由换热器、压缩机、气液分离器等常用工业设备组成，没有采用化学溶剂，因此设备的造价低廉、安全性高、运行维护成本较低。
权利要求1.一种CO2分离压缩一体化装置，其特征在于，该装置由三级结构相同的分离压缩组件组成；其中第一级分离压缩组件由第一压缩设备(Cl)、第一换热器(HI)、第二换热器(H2) 和第一气液分离器(Si)串联，液体泵(Pl)跨接在第一气液分离器(Si)和第一换热器(Hl) 上构成；第二级分离压缩组件由第二压缩设备(C2)、第三换热器(H3)、第四换热器(H4)和第二气液分离器(S》串联；第二液体泵(P》跨接在第二气液分离器(S》和第三换热器 (H3)上构成；第三级分离压缩组件组件由第三压缩设备(C3)、第五换热器(H5)、第六换热器(H6)、第三气液分离器(S； )串联，第三液体泵(Pl)跨接在第三气液分离器(S； )和第五换热器0B)上，第三气液分离器(S； )的气体出口连接在第五换热器0B)气体入口上；并且第一气液分离器(Si)的出口和第二压缩设备(以)入口连接，第二气液分离器(S》的出口和第三压缩设备(O)入口连接。
2.根据权利要求1所述(X)2分离压缩一体化装置，其特征在于，所述第一换热器(Hl)、 第三换热器OK)或第五换热器OB)的液态CO2出口连接在一起。
3.根据权利要求1所述CO2分离压缩一体化装置，其特征在于，所述第五换热器(H5) 设置混合气出口。
专利摘要本实用新型公开了属于气体制备系统领域的一种CO2分离压缩一体化装置。该装置由三级结构相同的分离压缩组件组成；具体是将多级压缩、多级冷却以及多级分离相结合，该装置通过增加混合气压力来提高CO2相变温度，并采用多级分离、多级压缩的方式确保一定的分离率；在相对较高的冷凝温度下将混合气体中绝大部分CO2以液态形式分离出来，从而克服了现有技术中CO2低温冷凝分离法可能会出现CO2以固态析出而冻结设备的问题，能耗大幅降低；设备的造价低廉、安全性高、运行维护成本较低。本实用新型可广泛用于从含CO2的混合气体中分离CO2，可生产出纯CO2产品、减少温室气体的排放，使人类生活环境得到保护。
文档编号C01B31/20GK201954916SQ20102068879
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者刘彤, 徐钢, 杨勇平, 段立强, 田龙虎 申请人:华北电力大学