二氧化碳液化球罐放空系统余冷回收装置与回收方法与流程

本发明涉及碳处理，具体涉及一种二氧化碳液化球罐放空系统余冷回收装置与回收方法。

背景技术：

1、工业革命以来，人类所消耗的化石能源日益增多，造成大气中温室气体的含量越来越高，已带来显著的全球变暖效应。在众多的温室气体之中，对全球变暖所产生影响最大的是二氧化碳，约占全球变暖总效应的55％，因此，二氧化碳的减排是控制全球变暖的关键，引起了世界各国的普遍关注。二氧化碳捕集、利用和封存(ccus)，作为去碳技术的重要部分，最适宜于现有二氧化碳排放装置的终端改造。

2、二氧化碳作为一种性能优良的驱油剂，可用于强化油气开采，是目前二氧化碳大规模利用的重要途径之一，因此，将二氧化碳进行回收，是十分必要的。二氧化碳捕集是ccus技术的首要步骤，可分为低浓度二氧化碳捕集技术和高浓度二氧化碳回收技术。鉴于捕集成本的考虑，低浓度二氧化碳捕集流程复杂、成本高，不具有经济可行性，高浓度二氧化碳回收是目前ccus 工业化的重点。目前液态二氧化碳的储存采用低温液体储罐，由于长期储存会吸热气化，气化后储罐内的压力增加，当达到储罐最大工作压力后必须开启放空进行泄压，泄放不及时会对设备造成损伤，泄放后二氧化碳放空，造成浪费。二氧化碳捕集的成本决定了ccus全流程的可行性，因此降低二氧化碳捕集的成本至关重要。

3、cn216347343u公开了一种用于碳捕集系统的二氧化碳液化装置，其装置包括依次连接的二氧化碳干燥净化单元、压缩机、混合器、预冷器、膨胀机和气液分离器，还包括二氧化碳回流压缩机，其中二氧化碳回流压缩机的进气为气液分离器的出气，二氧化碳回流压缩机的出口连接至混合器的入口，二氧化碳回流压缩机与膨胀机通过同轴连杆连接。该装置通过超临界高压 co2节流膨胀进行液化，同时回收膨胀功，降低co2回流压缩机功耗，避免外设制冷机组，具有结构简单、成本较低、节能高效等优点。

4、cn212617609u公开了一种液态二氧化碳储罐蒸发二氧化碳液化回收装置，目的是解决现有液态二氧化碳储罐达到最大工作压力时不及时排放泄压造成设备损伤以及资源放空泄压造成浪费的问题。包括液化换热器、气体输出管道、二氧化碳气相输入管道、低温液体输入管道、压力变送器，利用低温液体气化过程液化气体二氧化碳，降低二氧化碳放空的浪费。

5、cn203927383u公开了一种二氧化碳液体球罐汽化排放气体的回收装置，球罐上方设有罐顶回收器，罐顶回收器包括设于罐顶回收器顶部的气相二氧化碳入口和氨气出口，设于罐顶回收器底部的液相二氧化碳出口和液氨进口，罐顶回收器内部设有可以进行热交换的管程和壳程。通过此回收装置能够将汽化排放的气体回收回来，与原来的工艺相比，该部分回收回来的气体还可以重新利用，降低了生产成本，同时该装置还具有投资少、效益大、工艺简单等优点。

6、然而，现有专利针对二氧化碳液化过程中球罐储存部分的二氧化碳损失只采用了液化回收再利用或直接返回原料入口再利用的方式，一方面液化过程会带来更多的公用工程消耗，另一方面没有利用到二氧化碳的余冷资源造成了浪费。

技术实现思路

1、因此，本发明针对二氧化碳液化过程中球罐呼吸阀泄压的资源浪费问题，开发了一种二氧化碳液化球罐放空系统余冷回收装置，可显著减少二氧化碳液化过程中的公用工程成本，具有广阔的应用前景。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种二氧化碳液化球罐放空系统余冷回收装置，该装置包括：

3、液化球罐放空系统，用于存储有液体二氧化碳的液化球罐超过额定压力时放空泄压得余冷气；

4、压缩单元，用于压缩含二氧化碳原料气的气流；

5、余冷回收单元，用于引入含余冷气的气流与经过压缩单元的含二氧化碳原料气的气流进行换热；所述余冷回收单元设有余冷气进口和余冷气出口；所述余冷气进口与液化球罐放空系统连接；所述余冷气出口与压缩单元入口侧连接；

6、液化分离单元，用于液化分离经过余冷回收单元中的含二氧化碳原料气的气流得液体二氧化碳。

7、本发明第二方面提供一种二氧化碳液化球罐放空系统余冷回收方法，其特征在于，该方法使用上述装置进行，该方法包括：

8、(1)液化球罐放空系统中存储有液体二氧化碳的液化球罐超过额定压力时放空泄压得余冷气；

9、(2)将余冷气通过余冷气进口引入余冷回收单元，同时将经过压缩单元压缩后的含二氧化碳原料气的气流引入余冷回收单元与含余冷气的气流进行换热；

10、(3)经过余冷回收单元中的含二氧化碳原料气的气流通过液化分离单元得液体二氧化碳；

11、(4)步骤(3)中换热后的含余冷气的气流引入压缩单元入口侧循环进入压缩单元。

12、现有工艺中泄压排出的余冷气采用了液化回收再利用的方式，发明人发现该方法会带来更多的公用工程消耗，采用本发明的装置，能够避免液化回收再利用液化过程会带来更多的公用工程消耗，同时有效的利用了余冷气资源，有效地避免了氧化碳液化过程中球罐呼吸阀泄压的资源浪费问题，可显著减少二氧化碳液化过程中的公用工程成本，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种二氧化碳液化球罐放空系统余冷回收装置，其特征在于，该装置包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中，

3.根据权利要求2所述的装置，其中，

4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，

5.根据权利要4所述的装置，其中

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其中，

7.根据权利要求6所述的装置，其中，

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的装置，其中，

9.一种二氧化碳液化球罐放空系统余冷回收方法，其特征在于，该方法使用权利要求1-8中任意一项所述的装置进行，该方法包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中，

技术总结
本发明涉及碳处理领域，公开了一种二氧化碳液化球罐放空系统余冷回收装置与回收方法。该装置包括液化球罐放空系统，用于存储有液体二氧化碳的液化球罐超过额定压力时放空泄压得余冷气；压缩单元，用于压缩含二氧化碳原料气的气流；余冷回收单元，用于引入含余冷气的气流与经过压缩单元的含二氧化碳原料气的气流进行换热；所述余冷回收单元设有余冷气进口和余冷气出口；所述余冷气进口与液化球罐放空系统连接；所述余冷气出口与压缩单元入口侧连接；液化分离单元，用于液化分离经过余冷回收单元中的含二氧化碳原料气的气流得液体二氧化碳。本发明的装置不但能够实现二氧化碳循环利用，降低电力消耗。

技术研发人员：邱祥海,赵静妍,叶晓东,郭本帅,叶宁,季燕,黄汉根,黄钟斌
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4