一种基于烟气中二氧化碳水合物的温度可调冬季冷库供冷装置

本发明属于烟气中二氧化碳水合物综合利用领域，针对目前冬季冷冻仓库供冷能耗大，以及co2排放引起全球变暖的问题，采用新型的水合物法蓄冷策略，以co2水合物作为蓄冷工质，基于水合物生成放热、分解吸热特性，通过对烟气注入系统的优化、冷冻水管路的设计，以及反应釜内温度压力的监测-调控，实现可调节温度的冬季冷冻仓库供冷。

背景技术：

1、近年来环境问题和能源短缺问题受到人们越来越多的关注，节能减排已成为全球范围内的热点问题。国内外研究者们提出利用水合物法将二氧化碳储存起来，以减少二氧化碳的排放。在标准条件下，1m3的水合物可以储存160～180m3的二氧化碳气体，并且由于水合物是固体，方便储存和运输，二氧化碳水合物的解离焓大约为58.96kj/mol,足够提供冷库所需的冷量。

2、随着我国经济的发展，食品全程冷链的要求越来越高，冷库的使用需求也越来越大。冷库建筑群向着集中化，规模化，细分功能化的方向发展。冷库作为特殊功能的建筑类型，能耗的降低是冷库设计的重中之重，冷库的优化设计决定着货品的质量，企业的运营成本，也关系着市场食品的品质和价格，在全球都倡导节能减排的今天，建设节能、高效型的冷库是行业发展的趋势。

3、传统改变冷库温度的方式主要通过改变风机盘管风量，但这种方式仍需耗电，不够环保，在利用水合物蓄冷的系统中有些系统通过改变水合物热力学添加剂的浓度来改变冷库温度，操作不易，且若冷库需要升高温度，即减少添加剂的浓度时需要重新注入含添加剂的水溶液，不环保，本专利中通过设置多个水合物反应釜，以及异程式水系统，使得温度调节简单易行，可调范围大，温度控制精确。

技术实现思路

1、基于上述背景，本发明将二氧化碳水合物作为冷库的冷源，通过循环水流经二氧化碳水合物反应釜，降低循环水的温度，利用冬季室外低温，促使水合物生成，从而降低冷库能耗。

2、本发明的技术方案：

3、一种基于烟气中二氧化碳水合物的温度可调冬季冷库供冷装置，该温度可调冬季冷库供冷装置通过对水合物反应压力的检测控制，结合烟气注入系统的管路设计，实现可调节温度的冬季冷库恒温供冷装置；

4、所述的烟气注入系统主要由蝶阀4、温度传感器2、压力传感器3、法兰连接头6、烟气注入泵7、止回阀5、球阀11、流量控制阀40、剩余气体回收泵41、储气罐42、水合物反应釜单元45组成；所述的烟气注入泵7入口处设有蝶阀4、温度传感器2、压力传感器3，用于测量注入二氧化碳的温度和压力；所述的烟气注入泵7出口端设有止回阀5，通过横支管连接多个并联的二氧化碳水合物反应釜1，形成一组二氧化碳水合物反应釜单元45；二氧化碳水合物反应釜1上安装有温度传感器2、压力传感器3，温度传感器2、压力传感器3连接模拟数字转换器8，模拟数字转换器8通过信号放大器9与电脑10相连接，通过电脑10上压力温度示数，实时监测二氧化碳水合物反应釜1；所述的二氧化碳水合物反应釜1的剩余气体回收管道汇集后与剩余气体回收泵41入口处连接，剩余气体回收泵41出口处连接储气罐42对烟气中剩余的气体进行回收。

5、所述的温度可调冬季冷库供冷装置还包括烟气注入立管，烟气注入立管上分别连接一个横支管，每一个横支管连接一组二氧化碳水合物反应釜单元45，依次形成多组二氧化碳水合物反应釜单元。

6、所述的烟气注入立管上设有球阀11，通过调节球阀11实现控制水合物生成的二氧化碳水合物反应釜1的数量。

7、所述的剩余气体回收管道上设有流量控制阀40。

8、该温度可调冬季冷库供冷装置除通过对水合物反应压力的检测控制，还可结合空调水系统的管路设计，实现可调节温度的冬季冷库恒温供冷装置；

9、所述的空调水系统主要由蝶阀4、温度传感器2、压力传感器3、法兰连接头6、空调冷冻水供水泵14、止回阀5、空调冷冻水回水泵15、供水立管ⅰ17、供水立管ⅱ18、截止阀16、回水立管ⅰ43、回水立管ⅱ44、水合物反应釜单元45、供水横支管和回水横支管组成；其中空调冷冻水供水泵14的入口端设置温度传感器2、压力传感器3，用于检测空调冷冻水供水温度和供水压力；空调冷冻水供水泵14依次与供水立管ⅰ17、供水立管ⅱ18相连接；供水立管分别连接供水横支管，其中由供水横支管和回水横支管组成的水平管路中，供水横支管和回水横支管采用异程式连接，即通过调节横支管的截止阀16来控制水系统流经水合物反应釜的数量；由供水立管ⅰ17、供水立管ⅱ18和回水立管ⅰ43、回水立管ⅱ44组成的垂直管道也采用异程式连接方式，通过调节立管上的截止阀16，实现空调水系统流经反应釜层数的控制；其中回水立管ⅰ43、回水立管ⅱ44与空调冷冻水回水泵15相连，空调冷冻水回水泵15入口端与温度传感器2相连，监测空调冷冻水温度。

10、所述的供水立管上分别连接三个横支管，每一个供水横支管和回水横支管组成水平异程式系统，

11、所述供水横支管和回水横支管上有截止阀16，通过调节截止阀16来实现水系统流经不同数量的反应釜。

12、所述的供水立管和回水立管组成的垂直管道是异程式系统。

13、所述的供水立管和回水立管上有截止阀16，通过调节截止阀16来实现水系统流经反应釜组45的层数。

14、本发明的有益效果：本发明提出一种基于烟气中二氧化碳水合物的可调节温度冬季冷库恒温供冷装置，解决了冷库能耗问题，充分利用了烟气中的二氧化碳，减少了温室气体的排放，对于二氧化碳水合物综合利用研究具有重要意义。

技术特征：

1.一种基于烟气中二氧化碳水合物的温度可调冬季冷库供冷装置，其特征在于，该温度可调冬季冷库供冷装置通过对水合物反应压力的检测控制，结合烟气注入系统的管路设计，实现可调节温度的冬季冷库恒温供冷装置；

2.根据权利要求1所述的一种基于烟气中二氧化碳水合物的温度可调冬季冷库供冷装置，其特征在于，所述的温度可调冬季冷库供冷装置还包括烟气注入立管，烟气注入立管上分别连接一个横支管，每一个横支管连接一组二氧化碳水合物反应釜单元(45)，依次形成多组二氧化碳水合物反应釜单元(45)。

3.根据权利要求1所述的一种基于烟气中二氧化碳水合物的温度可调冬季冷库供冷装置，其特征在于，所述的烟气注入立管上设有球阀(11)，通过调节球阀(11)实现控制水合物生成的二氧化碳水合物反应釜(1)的数量。

4.根据权利要求1所述的一种基于烟气中二氧化碳水合物的温度可调冬季冷库供冷装置，其特征在于，所述的剩余气体回收管道上设有流量控制阀(40)。

5.根据权利要求1所述的一种基于烟气中二氧化碳水合物的温度可调冬季冷库供冷装置，其特征在于，该温度可调冬季冷库供冷装置除了通过对水合物反应压力的检测控制，还可结合空调水系统的管路设计，实现可调节温度的冬季冷库恒温供冷装置；

6.根据权利要求5所述的一种基于烟气中二氧化碳水合物的温度可调冬季冷库供冷装置，其特征在于，所述的供水立管上分别连接多个横支管，每一个供水横支管和回水横支管采用水平异程式的连接方式。

7.根据权利要求5所述的一种基于烟气中二氧化碳水合物的温度可调冬季冷库供冷装置，其特征在于，所述供水横支管和回水横支管上有截止阀(16)，通过调节截止阀(16)来实现水系统流经不同数量的反应釜。

8.根据权利要求5所述的一种基于烟气中二氧化碳水合物的温度可调冬季冷库供冷装置，其特征在于，所述的供水立管和回水立管组成的垂直管道采用异程式的连接方式。

9.根据权利要求5所述的一种基于烟气中二氧化碳水合物的温度可调冬季冷库供冷装置，其特征在于，所述的供水立管和回水立管上有截止阀(16)，通过调节截止阀(16)来实现水系统流经反应釜组(45)的层数。

技术总结
本发明属于二氧化碳水合物综合利用领域，公开了一种基于烟气中二氧化碳水合物的温度可调冬季冷库供冷装置。该装置通过对水合物反应压力的检测控制，结合空调水系统的管路以及烟气注入系统的管路设计，实现可调节温度的冬季冷库恒温供冷装置。本发明提出一种基于二氧化碳水合物的可调节温度冬季冷库恒温供冷装置，解决了冷库能耗问题，充分利用了烟气中的二氧化碳，减少了温室气体的排放，对于二氧化碳水合物综合利用研究具有重要意义。本发明实现了烟气的高效利用，结合冬季冷库供冷能耗大的特点，为冬季冷库供冷节省了能耗并且减少大气中二氧化碳的排放。

技术研发人员：宋永臣,杨明军,纪翔,陈兵兵,刘瑜,蒋兰兰
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13