二氧化碳液化提纯的方法及设备的制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种二氧化碳液化提纯的方法及设备，所述方法用于对含二氧化碳的原料气中的二氧化碳进行液化提纯，包括：将原料气冷凝至第一温度，所述第一温度高于二氧化碳的沸点，低于所述原料气中沸点高于二氧化碳的气体成分的沸点，使所述原料气中沸点高于二氧化碳的气体成分液化，形成第一液相，所述原料气中二氧化碳以及其他沸点低于二氧化碳的气体成分形成第一气相；将所述第一气相冷凝至第二温度，所述第二温度低于二氧化碳的沸点，高于所述第一气相中其他气体成分的沸点，使所述第一气相中沸点低于二氧化碳的气体成分形成第二气相，使第一气相中二氧化碳气体成分形成第二液相；对所述第二液相进行精馏提纯得到液体二氧化碳。
【专利说明】
二氧化碳液化提纯的方法及设备
技术领域
[0001 ]本发明设及化工领域，具体而言，设及一种二氧化碳液化提纯的方法及设备。
【背景技术】
[0002] 溫室气体的大量排放会导致全球气候变暖，而C02(二氧化碳)是排量最大的溫室 气体，同时C02又是一种重要资源，不仅用途广泛且需求量日益增大，如制冷剂、食品添加 剂、灭火剂、化工原料、油气开采、农业生产等。若将含有C02的原料气简单地排放进入大气 中，不仅造成了碳资源的浪费，还会造成大气环境的污染。
[0003] 现有的C02回收的方法主要有膜吸收法、变压吸附法、化学吸收法和低溫分离法， 目的就是将原料气中的杂质进行分离，从而制造出纯净的C02产品。膜吸收法、变压吸附法 和化学吸收法得到的二氧化碳产品纯度低，且为气态，运输不方便。
[0004] 而现有技术中的低溫分离法作为可W获得液态二氧化碳的分离方式，需要首先将 含有二氧化碳的原料气进行压缩后再做处理，整个分离系统需要在高压下运行，导致设备 投资较大、能耗偏高、工艺复杂和安全风险加大等缺陷。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供了一种二氧化碳液化提纯的方法及设备，W改善现有技术 中二氧化碳液化提纯需要在高压环境下运行而导致的设备投资较大、能耗偏高、工艺复杂 和安全风险加大等问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] -种二氧化碳液化提纯的方法，用于对含二氧化碳的原料气中的二氧化碳进行液 化提纯，包括:将原料气冷凝至第一溫度，所述第一溫度高于二氧化碳的沸点，所述第一溫 度低于所述原料气中沸点高于二氧化碳的气体成分的沸点，使所述原料气中沸点高于二氧 化碳的气体成分液化，形成第一液相，所述原料气中二氧化碳W及其他沸点低于二氧化碳 的气体成分形成第一气相;将所述第一气相冷凝至第二溫度，所述第二溫度低于二氧化碳 的沸点，高于所述第一气相中其他气体成分的沸点，使所述第一气相中沸点低于二氧化碳 的气体成分形成第二气相，使所述第一气相中二氧化碳气体成分形成第二液相;对所述第 二液相进行精馈提纯得到液体二氧化碳。
[000引一种二氧化碳液化提纯的设备，包括第一冷凝器、第二冷凝器、气液分离器W及精 馈塔，其中，所述第一冷凝器设置有被冷凝物入口、被冷凝物第一气相出口、第一冷凝物入 口、第一冷凝物出口，所述第二冷凝器包括被冷凝物第一气相入口、被冷凝物气液混合物出 口、第=冷凝物入口 W及第=冷凝物出口，其中，所述被冷凝物第一气相入口与所述被冷凝 物第一气相出口连通，所述气液分离器包括被冷凝物气液混合物入口、被冷凝物第二气相 出口 W及被冷凝物第二液相出口，其中，所述被冷凝物气液混合物入口与所述被冷凝物气 液混合物出口连通，所述精馈塔包括被冷凝物第二气相入口、被冷凝物第二液相入口、液体 二氧化碳出口 W及第=气相出口，所述被冷凝物第二气相入口与所述被冷凝物第二气相出 口连通，所述被冷凝物第二液相入口与所述被冷凝物第二液相出口连通;所述第一冷凝器 用于将含二氧化碳的原料气冷凝至第一溫度，形成第一液相W及第一气相，所述第二冷凝 器用于将所述第一气相冷凝至第二溫度，形成包括第二气相W及第二液相的气液混合物， 所述气液分离器用于将所述气液混合物分离成第二气相W及第二液相，所述精馈塔用于对 第二气相提纯得到第=气相，所述精馈塔对第二液相提纯获得液体二氧化碳。
[0009] 本发明实现的有益效果:本发明实施例通过将原料气冷凝至第一溫度，使原料气 中沸点高于二氧化碳的气体成分液化，去除原料气中沸点比二氧化碳高的气体成分，再将 剩余的原料气冷凝至第二溫度，使原料气中的二氧化碳成分冷凝为液态，剩余的原料气中 其他气体成分仍为气态，通过气液分离并精馈提纯获得纯度较高的液体二氧化碳。
【附图说明】
[0010] 为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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W 根据运些附图获得其他的附图。
[0011] 图1示出了本发明第一实施例提供的二氧化碳液化提纯的设备一种结构示意图；
[0012] 图2示出了本发明第一实施例提供的二氧化碳液化提纯的设备另一种结构示意 图；
[0013] 图3示出了本发明第一实施例提供的二氧化碳液化提纯的设备又一种结构示意 图；
[0014] 图4示出了本发明第二实施例提供二氧化碳液化提纯的方法的流程图。
[001引其中，附图标记汇总如下；
[0016] 二氧化碳液化提纯的设备100,第一冷凝器110,第二冷凝器120,气液分离器130， 精馈塔140，过冷器150，被冷凝物入口 111，被冷凝物第一气相出口 112，第一冷凝物入口 113，第一冷凝物出口 114，第二冷凝物入口 115，第二冷凝物出口 116，被冷凝物第一气相入 口 121，被冷凝物气液混合物出口 122，第=冷凝物入口 123，第=冷凝物出口 124，第四冷凝 物入口 125，第四冷凝物出口 126，第五冷凝物入口 127，第五冷凝物出口 128，被冷凝物气液 混合物入口 131，被冷凝物第二气相出口 132,被冷凝物第二液相出口 133,被冷凝物第二气 相入口 141，被冷凝物第二液相入口 142，液体二氧化碳出口 143，第=气相出口 144，液体二 氧化碳入口 151，第二液体二氧化碳出口 152,冷源累161，换热器162,冷媒累163,第一发电 机164,第二发电机165。
【具体实施方式】
[0017] 现有技术将含二氧化碳气体成分的原料气中的二氧化碳分离为纯度较高的液态 二氧化碳，常需要进行加压处理，使分离过程在高压环境下进行，对设备的要求较高，能耗 更高，工艺复杂。
[0018] 鉴于上述情况，发明人经过长期的研究和大量的实践，提供了一种二氧化碳液化 提纯的方法及设备W改善现有问题。该方法及设备通过对原料气进行两次冷凝，将原料气 中的二氧化碳分离出来，获得液态的二氧化碳。
[0019] 下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。W下对 在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是 仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性 劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020] 第一实施例
[0021] 本实施例提供了一种二氧化碳液化提纯的设备100,请参见图1，该设备包括第一 冷凝器110、第二冷凝器120、气液分离器130W及精馈塔140,并且第一冷凝器110、第二冷凝 器120、气液分离器130W及精馈塔140依次连通。该二氧化碳液化提纯的设备100用于将含 有二氧化碳气体的原料气中的二氧化碳分离成液态二氧化碳并提纯。
[0022] 具体的，所述第一冷凝器110设置有被冷凝物入口 111、被冷凝物第一气相出口 112、第一冷凝物入口 113、第一冷凝物出口 114。该第一冷凝器110用于将原料气冷凝至第一 溫度，该第一溫度高于二氧化碳的沸点，低于原料气中沸点高于二氧化碳的气体成分的沸 点，W使所述原料气中沸点高于二氧化碳的气体成分液化，形成第一液相，所述原料气中二 氧化碳W及其他沸点低于二氧化碳的气体成分形成第一气相。
[0023] 对于第一冷凝器110,被冷凝物入口 111用于原料气的输入，被冷凝物第一气相出 口 112用于将经第一冷凝器110冷凝后仍成气体状态的第一气相输出。第一冷凝物入口 113 用于作为第一冷凝器110中冷凝介质的第一冷凝介质的输入，该第一冷凝介质将进入该第 一冷凝器110的原料气冷凝至第一溫度，第一冷凝物出口 114用于将在冷凝过程中吸热升溫 的第一冷凝介质排出。
[0024] 进一步的，在本实施例中，还可W包括被冷凝物第一液相出口，用于将经第一冷凝 器110冷凝后形成的第一液相排出。
[0025] 进一步的，如图1所示，在本实施例中，第一冷凝器110还包括第二冷凝物入口 115 W及第二冷凝物出口 116,该第二冷凝物入口 115可W用于作为第一冷凝器110的冷凝介质 的另一种第一冷凝介质输入该第一冷凝器110,该另一种冷凝介质为不同于第一冷凝物入 口 113输入的冷凝介质，第二冷凝物出口 116用于该另一种第一冷凝介质的排出。当然，第一 冷凝物入口 113W及第二冷凝物入口 115也可W用于输入同样的冷凝介质作为第一冷凝介 质。
[0026] 二氧化碳的沸点为-56.6摄氏度，在本实施例中，第一溫度的范围为-5摄氏度至- 30摄氏度，第一冷凝介质的溫度低于第一溫度。
[0027] 在本实施例中，第一冷凝器可W是多介质板式换热器。
[00%]在本实施例中，所述第二冷凝器120包括被冷凝物第一气相入口 121、被冷凝物气 液混合物出口 122、第S冷凝物入口 123W及第S冷凝物出口 124。该第二冷凝器120用于将 第一冷凝器110排出的第一气相冷凝至第二溫度，所述第二溫度低于二氧化碳的沸点，高于 所述第一气相中其他气体成分的沸点，使所述第一气相中沸点低于二氧化碳的气体成分仍 为气态状态，形成第二气相，使所述第一气相中二氧化碳气体成分液化，形成第二液相。
[0029]对于第二冷凝器120,所述被冷凝物第一气相入口 121与所述第一冷凝器110中的 被冷凝物第一气相出口 112连通，该被冷凝物第一气相入口 121用于输入第一冷凝器110中 形成的第一气相。在本实施例中，第二冷凝器120中形成的第二气相W及第二液相形成气液 混合物，第二冷凝器120的被冷凝物气液混合物出口 122用于将形成的气液混合物输出。第 =冷凝物入口 123用于作为第二冷凝器120中冷凝介质的第二冷凝介质的输入，该第二冷凝 介质将进入该第二冷凝器120的第二气相冷凝至第二溫度，第=冷凝物出口 124用于将在冷 凝过程中吸热升溫的第二冷凝介质排出。
[0030] 进一步的，如图1所示，在本实施例中，第二冷凝器120还包括第四冷凝物入口 125 W及第四冷凝物出口 126,该第四冷凝物入口 125可W用于作为第二冷凝器120的冷凝介质 的另一种第二冷凝介质输入该第二冷凝器120,该另一种冷凝介质为不同于第=冷凝物入 口 123输入的冷凝介质，第四冷凝物出口 126用于该另一种第一冷凝介质的排出。当然，第= 冷凝物入口 123W及第四冷凝物入口 125也可W用于输入同样的冷凝介质作为第二冷凝介 质。
[0031] 在本实施例中，第二溫度的范围为-65摄氏度至-55摄氏度，第二冷凝介质的溫度 低于第二溫度。
[0032] 在本实施例中，第二冷凝器可W是多相流管壳式换热器。
[0033] 请参见图1，本实施例提供的二氧化碳液化提纯的设备100还包括气液分离器130。 如图1所示，所述气液分离器130包括被冷凝物气液混合物入口 131、被冷凝物第二气相出口 132W及被冷凝物第二液相出口 133。该气液分离器130用于将第二冷凝器120中形成的气液 混合物进行气液分离，得到第二气相W及第二液相。
[0034] 具体的，该气液分离器130的被冷凝物气液混合物入口 131与第二冷凝器120的所 述被冷凝物气液混合物出口 122连通，W使第二冷凝器120形成的气液混合物进入该气液分 离器130。该气液分离器130的被冷凝物第二气相出口 132用于将分离出的第二气相排出，被 冷凝物第二液相出口 133用于将分离出的第二液相排出。
[0035] 如图1所示，本发明实施例还包括所述精馈塔140。该精馈塔140包括被冷凝物第二 气相入口 141、被冷凝物第二液相入口 142、液体二氧化碳出口 143 W及第=气相出口 144。
[0036] 进一步的，在本实施例中，精馈塔140的被冷凝物第二气相入口 141设置于所述精 馈塔140底部，所述被冷凝物第二液相入口 142设置于所述精馈塔140顶部，并且被冷凝物第 二气相入口 141W及被冷凝物第二液相入口 142均设置于精馈塔的侧面。同时，所述液体二 氧化碳出口 143设置于所述精馈塔140底部，所述第=气相出口 144设置于所述精馈塔140顶 部。该精馈塔140用于对进入精馈塔140的第二气相W及第二液相进行精馈提纯，第二气相 精馈提纯得到第=气相，第二液相精馈提纯得到液体二氧化碳。
[0037] 在本实施例中，精馈塔140的被冷凝物第二气相入口 141与气液分离器130的被冷 凝物第二气相出口 132连通，使气液分离器130中分离出的第二气相进入该精馈塔140,精馈 塔140的被冷凝物第二液相入口 142与气液分离器130的所述被冷凝物第二液相出口 133连 通，使气液分离器130中分离出的第二液相进入该精馈塔140。精馈塔140的第=气相出口 144用于精馈提纯得到的第=气相的排出，液体二氧化碳出口 143用于将精馈提纯得到的液 体二氧化碳排出，使用户可W对排出的液体二氧化碳进行收集，获得从原料气中分离提纯 得到的液体二氧化碳。
[0038] 进一步的，如图2所示，本发明实施例还包括过冷器150,该过冷器150包括液体二 氧化碳入口 151W及第二液体二氧化碳出口 152,其中，液体二氧化碳入口 151与精馈塔140 的液体二氧化碳出口 143连通，精馈塔140精馈提纯得到的液体二氧化碳经所述液体二氧化 碳入口 151进入过冷器150,过冷器150将该液体二氧化碳过冷，使液体二氧化碳的溫度更 低，低于沸点一定度数，再从所述第二液体二氧化碳出口 152排出，W对过冷后的液体二氧 化碳收集储存。该过冷器可W为管壳式换热器。
[0039] 进一步的，如图3所示，在本实施例中，所述精馈塔140的第=气相出口 144与所述 第一冷凝器110的第一冷凝物入口 113连通，用于将精馈塔140对第二气相提纯后获得的第 S气相作为第一冷凝器110中的第一冷凝介质。可W理解的，第二溫度低于第一溫度，则在 第二冷凝器120的冷凝后的第=气相的溫度低于或等于第一溫度，可W将第=气相作为第 一冷凝器110中的冷凝介质，充分利用能源。通常的，第=气相的溫度在-55摄氏度左右。
[0040] 进一步的，如图3所示，本实施例提供的二氧化碳液化提纯的设备100中的第二冷 凝器120的第=冷凝物入口 123与朗肯循环的冷媒累163相连，所述第=冷凝物出口 124与所 述朗肯循环的第一发电机164相连。
[0041] 具体的，请参见图3,所述朗肯循环还包括冷源累161W及换热器162,所述冷源累 161、换热器162、冷媒累163、第二冷凝器120W及第一发电机164依次连通，所述第一发电机 164再与所述换热器162相连通。所述冷源累161用于输入作为冷源的低溫液体，所述换热器 162用于通过所述冷源将第一发电机164输出的冷媒降溫冷却液化，再输出到冷媒累163,所 述冷媒累163用于将所述换热器162输出的冷媒加压后输送到所述第二冷凝器120,在第二 冷凝器120中汽化升溫，所述换热器162输出的冷媒作为所述第二冷凝器120中的冷凝介质， 即换热器162输出的冷媒作为第二冷凝介质。所述冷媒在所述第二冷凝器120中升溫后进入 所述第一发电机164, W实现在第一发电机164中膨胀并对外做功发电。
[0042] 朗肯循环中的冷媒的升溫过程与该设备中第一气相冷凝至第二溫度的降溫过程 相结合，实现了能量的充分利用。
[0043] 在本实施例中，冷媒在换热器162中换热降溫后溫度低于第二溫度，在第一发电机 164中发电后输出的冷媒溫度高于冷源。
[0044] 进一步的，如图3所示，在本实施例中，所述朗肯循环还包括第二发电机165,所述 第四冷凝物入口 125与朗肯循环的换热器162相连，所述第四冷凝物出口 126与所述朗肯循 环的第二发电机165的入口相连，所述朗肯循环的换热器162中的冷源用于将冷媒降溫后， 该冷源升溫，所述换热器162中升溫后的冷源从第四冷凝物入口 125输入到所述第二冷凝器 120,作为所述第二冷凝器120中的冷凝介质，所述冷源在所述第二冷凝器120中再次升溫后 进入所述第二发电机165发电。
[0045] 在本实施例中，朗肯循环中在换热器162中将冷媒降溫后的冷源升溫，其溫度仍然 低于第二溫度，从第四冷凝物入口 125进入第二冷凝器120作为第二冷凝器120中的冷凝介 质，在第二冷凝器120中升溫后进入第二发电机165进行发电。
[0046] 进一步的，在本实施例中，所述第二冷凝器120包括第五冷凝物入口 127、第五冷凝 物出口 128,所述第二发电机165的出口与所述第五冷凝物入口 127相连，所述第五冷凝物出 口 128与所述过冷器150相连，在所述第二发电机165中发电后的冷源从所述第二发电机165 的出口排出，从第五冷凝物入口 127进入第二冷凝器120,在第二冷凝器120中作为冷凝介质 对第一气相进行降溫，同时，从第五冷凝物入口 127进入的冷源在第二冷凝器120中升溫，再 从第五冷凝物出口 128排出到过冷器150。进入所述过冷器150的冷源用于对过冷器150中的 液体二氧化碳进行降溫过冷，如图3所示，再从过冷器150进入所述第一冷凝器110的第二冷 凝物入口 115，从而进入第一冷凝器110，作为所述第一冷凝器110中的冷凝介质，在所述第 一冷凝器110中升溫后从所述第二冷凝物出口 116排出。当然，可W理解的，排出后的冷源可 W再利用，并且，冷源在吸热过程中状态可能发生变化，如从液态变为气态。如朗肯循环中 的冷源是液氮，则从第一冷凝器110的第二冷凝物出口 116排出的为氮气，可作为高纯氮气 再利用。
[0047] 可W理解的，在朗肯循环中，从第二发电机165输出的冷源溫度仍然低于第二溫 度，可W作为第二冷凝器120中的冷凝介质。并且，从第五冷凝物出口 128进入过冷器150的 冷源溫度仍然低于二氧化碳的沸点，可W作为过冷器150中过冷液体二氧化碳的冷凝介质。 冷源在经过冷器150进入第一冷凝器110,其溫度低于第一溫度，可W作为第一冷凝器110中 的冷凝介质。
[0048] 当然，在本实施例中，选用的冷媒W及冷源均满足们实施例的应用要求，如冷源可 W是液氮、液氣等低溫液体，冷媒可W是甲烧，冷源和冷媒在循环过程中状态不一定。并且， 可W理解的，在本实施例中，图1、图2及图3中的箭头仅用于表示气体或液体的流向。
[0049] 第二实施例
[0050] 本实施例提供了一种二氧化碳液化提纯的方法，请参见图4，该方法包括：
[0051] 步骤S210:将原料气冷凝至第一溫度，所述第一溫度高于二氧化碳的沸点，所述第 一溫度低于所述原料气中沸点高于二氧化碳的气体成分的沸点，使所述原料气中沸点高于 二氧化碳的气体成分液化，形成第一液相，所述原料气中二氧化碳W及其他沸点低于二氧 化碳的气体成分形成第一气相。
[0052] 具体的，在本步骤中，通过第一冷凝介质将原料气冷凝至第一溫度，所述第一冷凝 介质的溫度低于所述第一溫度。
[0053] 步骤S220:将所述第一气相冷凝至第二溫度，所述第二溫度低于二氧化碳的沸点， 高于所述第一气相中其他气体成分的沸点，使所述第一气相中沸点低于二氧化碳的气体成 分形成第二气相，使所述第一气相中二氧化碳气体成分形成第二液相。
[0054] 具体的，在本步骤中，通过第二冷凝介质将第一气相冷凝至第二溫度，所述第二冷 凝介质的溫度低于所述第二溫度。
[0055] 可W理解的，在本步骤中，将第一气相冷凝至第二溫度后，获得气液混合物，将气 液混合物经气液分离器气液分离获得第二气相W及第二液相。
[0056] 步骤S230:对所述第二液相进行精馈提纯得到液体二氧化碳。
[0057] 优选的，在本实施例中，所述第一溫度的范围为-5摄氏度至-30摄氏度。
[005引优选的，在本实施例中，所述第二溫度的范围为-65摄氏度至-55摄氏度。
[0059] 进一步的，在本实施例中，所述第一冷凝介质为对第二气相精馈提纯后的气相;或 者所述第一冷凝介质为将第一气相冷凝后的第二冷凝介质。
[0060] 进一步的，在本实施例中，所述第二冷凝介质为朗肯循环中的冷媒，所述冷媒将第 一气相冷凝至第二溫度，所述冷媒吸热升溫，用于在朗肯循环中的第一发电机发电。
[0061] 进一步的，所述第二冷凝介质为朗肯循环中的冷源，所述冷源将第一气相冷凝至 第二溫度，所述冷源吸热升溫，用于在朗肯循环中的第二发电机发电。
[0062] 进一步的，本实施例中，还包括将所述液体二氧化碳过冷操作，使所述液体二氧化 碳的溫度低于沸点W进行储存。
[0063] 在实际应用中，利用本发明实施例提供的二氧化碳液化提纯的方法及设备对某煤 制甲醇企业排放的二氧化碳尾气进行处理，该尾气作为原料气，各个主要组份的体积百分 比及各组分物理性质如下表1:
[0064] 表 1
[00 化]
[0066] 对成分为表1所示的原料气经第一冷凝器冷凝至-5摄氏度至-30摄氏度后，获得的 第一气相组分含量如下表2:
[0067] 表 2
[006引
[0069]
[0070] 将表2中的第一气相经第二冷凝器冷凝至-60±5摄氏度形成气液混合物，将所述 气液混合物通过气液分离器分离，气相进入精馈塔塔底，液相进入精馈塔塔顶，两相进行精 馈提纯，塔底得到高纯度液体二氧化碳经过冷器过冷送入产品储槽，产品储槽里的二氧化 碳纯度如下表3:
[0071] 夫3
[0072]
[0073] 从表3中可W看出，本实施例提供的方法及设备得到的二氧化碳产品纯度比较高。
[0074] 综上所述，本发明实施例提供的二氧化碳液化提纯的方法及设备，通过第一冷凝 器110将含二氧化碳的原料气冷凝至第一溫度，将原料气中沸点高于二氧化碳的成分去除， 得到含二氧化碳的第一气相，再通过第二冷凝器120将第一气相冷凝至第二溫度，将第一气 相中沸点低于二氧化碳的成分去除，得到液体二氧化碳，不需在高压环境下进行。同时，和 朗肯循环的发电过程相结合，实现能量的充分利用。
[0075] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本发明实施例中 的附图，对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施 例的组件可WW各种不同的配置来布置和设计。
[0076] 因此，W上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护 的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0077] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一 个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0078] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语"中屯、"、"上"、"下"、"左"、"右"、"竖直"、 "水平"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该 发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不 是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、W特定的方位构造和操作，因此不 能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"、"第立"等仅用于区分描述，而不能理 解为指示或暗示相对重要性。
[0079] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"设置"、 "安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可W是固定连接，也可W是可拆卸连接，或一 体地连接;可W是机械连接，也可W是电连接;可W是直接相连，也可W通过中间媒介间接 相连，可W是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可W具体情况理解上 述术语在本发明中的具体含义。
【主权项】
1. 一种二氧化碳液化提纯的方法，其特征在于，用于对含二氧化碳的原料气中的二氧 化碳进行液化提纯，包括： 将原料气冷凝至第一温度，所述第一温度高于二氧化碳的沸点，所述第一温度低于所 述原料气中沸点高于二氧化碳的气体成分的沸点，使所述原料气中沸点高于二氧化碳的气 体成分液化，形成第一液相，所述原料气中二氧化碳以及其他沸点低于二氧化碳的气体成 分形成第一气相； 将所述第一气相冷凝至第二温度，所述第二温度低于二氧化碳的沸点，高于所述第一 气相中其他气体成分的沸点，使所述第一气相中沸点低于二氧化碳的气体成分形成第二气 相，使所述第一气相中二氧化碳气体成分形成第二液相； 对所述第二液相进行精馏提纯得到液体二氧化碳。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一温度的范围为-5摄氏度至-30摄 氏度。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二温度的范围为-65摄氏度至-55摄 氏度。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤将原料气冷凝至第一温度中，通过 第一冷凝介质将原料气冷凝至第一温度，所述第一冷凝介质的温度低于所述第一温度； 在步骤将所述第一气相冷凝至第二温度中，通过第二冷凝介质将第一气相冷凝至第二 温度，所述第二冷凝介质的温度低于所述第二温度。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一冷凝介质为对第二气相精馏提纯 后的气相； 或者所述第一冷凝介质为将第一气相冷凝后的第二冷凝介质。6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二冷凝介质为朗肯循环中的冷媒， 所述冷媒将第一气相冷凝至第二温度，所述冷媒吸热升温，用于在朗肯循环中的第一发电 机发电。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二冷凝介质为朗肯循环中的冷源， 所述冷源将第一气相冷凝至第二温度，所述冷源吸热升温，用于在朗肯循环中的第二发电 机发电。8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:将所述液体二氧化碳过冷操作，使 所述液体二氧化碳的温度低于沸点以进行储存。9. 一种二氧化碳液化提纯的设备，其特征在于，包括第一冷凝器、第二冷凝器、气液分 离器以及精馏塔，其中， 所述第一冷凝器设置有被冷凝物入口、被冷凝物第一气相出口、第一冷凝物入口、第一 冷凝物出口， 所述第二冷凝器包括被冷凝物第一气相入口、被冷凝物气液混合物出口、第三冷凝物 入口以及第三冷凝物出口，其中，所述被冷凝物第一气相入口与所述被冷凝物第一气相出 口连通， 所述气液分离器包括被冷凝物气液混合物入口、被冷凝物第二气相出口以及被冷凝物 第二液相出口，其中，所述被冷凝物气液混合物入口与所述被冷凝物气液混合物出口连通， 所述精馏塔包括被冷凝物第二气相入口、被冷凝物第二液相入口、液体二氧化碳出口 以及第三气相出口，所述被冷凝物第二气相入口与所述被冷凝物第二气相出口连通，所述 被冷凝物第二液相入口与所述被冷凝物第二液相出口连通； 所述第一冷凝器用于将含二氧化碳的原料气冷凝至第一温度，形成第一液相以及第一 气相，所述第二冷凝器用于将所述第一气相冷凝至第二温度，形成包括第二气相以及第二 液相的气液混合物，所述气液分离器用于将所述气液混合物分离成第二气相以及第二液 相，所述精馏塔用于对第二气相提纯得到第三气相，所述精馏塔对第二液相提纯获得液体 二氧化碳。10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述精馏塔的第三气相出口与所述第一 冷凝器的第一冷凝物入口连通，用于将精馏塔对第二气相提纯后获得的第三气相作为第一 冷凝器中的第一冷凝介质。
【文档编号】F25J3/02GK106016968SQ201610556494
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】王嘉文
【申请人】王嘉文