本技術(shù)涉及煙氣余熱利用領(lǐng)域，主要涉及一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、基于干冰機(jī)的工作原理，制干冰系統(tǒng)的二氧化碳利用率往往只有約40％左右，消耗大量能量從煙氣中捕集下來的二氧化碳在制干冰過程中將會(huì)有60％左右被浪費(fèi)。因此急需一種技術(shù)，在能耗最低的情況下，最大限度的保證二氧化碳物料的回收利用率，同時(shí)充分利用二氧化碳自身的冷量，進(jìn)一步降低整個(gè)碳捕集與液化制干冰系統(tǒng)的能耗，從而盤活碳捕集系統(tǒng)與液化制冷制干冰系統(tǒng)的能量及物料的梯級(jí)利用。

2、中國(guó)專利cn207738460u-一種干冰生產(chǎn)過程中放空尾氣回收系統(tǒng)，涉及一種干冰生產(chǎn)過程中放空尾氣回收系統(tǒng)，包括預(yù)冷器、緩沖裝置、壓縮機(jī)、第一干燥器、第二干燥器、液化機(jī)組、分離器、再生裝置和加熱器，緩沖裝置連接預(yù)冷器與壓縮機(jī)，液化機(jī)組連接預(yù)冷器與分離器，第一干燥器與第二干燥器均連接壓縮機(jī)、加熱器和預(yù)冷器，再生裝置連接加熱器，第一干燥器與第二干燥器上均設(shè)有放空管，分離器上分別設(shè)有排空管和排液管。

3、中國(guó)專利cn117146438a-煙氣余熱利用工藝，涉及化工及化工環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可以起到節(jié)能降耗作用的煙氣余熱利用工藝及其系統(tǒng)，所述工藝包括：先用水洗水回收煙氣余熱得到熱水，然后將所述熱水引入驅(qū)動(dòng)制冷設(shè)備得到冷水，之后再將所述冷水用于二氧化碳液化工段；其中，所述二氧化碳液化工段包括降溫除水、壓縮、干燥和冷凝，所述冷水的一部分用作降溫除水過程中的冷源，另一部分用于冷卻冷凝過程中的制冷劑。

4、中國(guó)專利cn207738460u主要是設(shè)置了預(yù)冷器進(jìn)行干冰尾氣的冷量回收，但是未考慮干冰生產(chǎn)的不連續(xù)性，無法保證預(yù)冷器的連續(xù)性作用，從而導(dǎo)致對(duì)后端液化制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性有極大的沖擊以及成品二氧化碳水露點(diǎn)的波動(dòng)，造成成品二氧化碳純度的不穩(wěn)定。其次將預(yù)冷器設(shè)置在壓縮機(jī)前端，由于壓縮機(jī)在工作過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，從而再次加熱預(yù)冷后的二氧化碳，導(dǎo)致回收的冷量再次流失。同時(shí)不凝性氣體為連續(xù)排放，在排放的同時(shí)，亦會(huì)帶在大量二氧化碳，因此該專利僅僅是在耗能成倍增加的情況下，起到部分二氧化碳物料回收的效果。

5、中國(guó)專利cn117146438a利用熱煙氣加熱水洗塔的水洗水，而后用水洗水為熱驅(qū)動(dòng)制冷設(shè)備提供驅(qū)動(dòng)熱量，從而得到冷水。此專利需將噴淋水加熱到能夠作為制冷設(shè)備驅(qū)動(dòng)熱源的溫度，同時(shí)又能對(duì)煙氣有很好的降溫效果，如此溫度設(shè)定，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)水洗塔的溫壓極小，從而對(duì)水洗塔的噴淋換熱空間將會(huì)有極大需求，導(dǎo)致塔體本身投資成本增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，本實(shí)用新型提供了一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)。首先梯級(jí)利用干冰尾氣的低溫，對(duì)二氧化碳成品氣以及碳捕集用初始煙氣進(jìn)行降溫；其次梯級(jí)利用吸附干燥用的冷吹氣，既回收了此部分冷吹氣的冷量，又能防止過冷的冷吹氣對(duì)吸附劑及干燥劑的破壞。同時(shí)利用完冷量的二氧化碳成品氣，再次回到緩沖罐前端，繼續(xù)進(jìn)行壓縮及液化制冷制干冰，如此完成了系統(tǒng)內(nèi)干冰尾氣以及冷吹氣的能量及物料本身的梯級(jí)利用，同時(shí)聯(lián)動(dòng)了前端煙氣碳捕集工藝，優(yōu)化了傳統(tǒng)碳捕集煙氣降溫用水洗塔系統(tǒng)的效果，如此可減少水洗塔系統(tǒng)的噴淋水量及換熱空間，從而進(jìn)一步減少了碳捕集系統(tǒng)的能耗及投資。

2、本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)，包括碳捕集系統(tǒng)和制干冰系統(tǒng)；所述碳捕集系統(tǒng)與所述制干冰系統(tǒng)經(jīng)換熱管道連接；

3、所述碳捕集系統(tǒng)包括：沿著煙氣方向，依次連接設(shè)置一級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器、二級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器和吸收塔；所述煙氣為水洗塔高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饨?jīng)過一級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器、二級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器降溫后進(jìn)入吸收塔；

4、所述制干冰系統(tǒng)包括：沿著煙氣方向，依次連接設(shè)置緩沖罐、壓縮機(jī)、冷干機(jī)、冷干換熱器、吸附塔、干燥塔、液化制冷系統(tǒng)、儲(chǔ)罐和制干冰機(jī)；所述煙氣為二氧化碳?xì)怏w。

5、優(yōu)選地，所述一級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器、二級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器和所述冷干換熱器分別設(shè)有一級(jí)換熱管道、二級(jí)換熱管道和冷干換熱管道；

6、所述碳捕集系統(tǒng)與所述制干冰系統(tǒng)經(jīng)換熱管道連接的方式包括，沿著二氧化碳?xì)怏w方向，所述制干冰機(jī)的煙氣出口經(jīng)所述冷干換熱管道連接所述一級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器的一級(jí)換熱管道，再與所述緩沖罐連接。

7、優(yōu)選地，所述制干冰機(jī)中制冰產(chǎn)生若干比例的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)所述換熱管道回到所述緩沖罐前端。

8、優(yōu)選地，還包括加熱器，所述碳捕集系統(tǒng)與所述制干冰系統(tǒng)經(jīng)換熱管道連接的方式還包括，沿著二氧化碳?xì)怏w方向，所述液化制冷系統(tǒng)經(jīng)所述二級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器的二級(jí)換熱管道連接所述加熱器，所述加熱器煙氣出口分別連接所述吸附塔和所述干燥塔的噴吹氣源。

9、優(yōu)選地，所述液化制冷系統(tǒng)中制冷排氣經(jīng)所述二級(jí)換熱管道和加熱器加熱后分別按照5％氣量進(jìn)入吸附塔系統(tǒng)及干燥塔。

10、優(yōu)選地，所述吸附塔噴吹氣源出口排空，所述干燥塔噴吹氣源與所述緩沖罐煙氣入口連接。

11、優(yōu)選地，所述液化制冷系統(tǒng)中制冷排氣由不凝性氣體和純二氧化碳?xì)怏w。

12、優(yōu)選地，所述吸附塔和所述干燥塔間歇運(yùn)行，當(dāng)其中一塔處于工作狀態(tài)時(shí)，另一塔進(jìn)行噴吹再生，而后進(jìn)行冷吹靜置備用。

13、優(yōu)選地，所述吸收塔中設(shè)置有用于吸收高溫?zé)煔庵械亩趸嫉挠袡C(jī)胺液。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

15、1.本實(shí)用新型提出的一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)，通過制干冰尾氣及液化制冷尾氣需要升溫與碳捕集原始煙氣和二氧化碳成品氣需要降溫的需求，進(jìn)行“兩線多向”聯(lián)動(dòng)，既達(dá)到了能量梯級(jí)利用的效果，又完成了約60％成品氣回收效果。

16、2.本實(shí)用新型提出的一種碳捕集用原始煙氣低水耗、低電耗降溫工藝，由于采用閉式循環(huán)的一級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器及二級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器對(duì)煙氣進(jìn)行降溫，弱化了水洗塔對(duì)煙氣的降溫作用，因此減少了煙氣降溫所需的整體水量，同時(shí)由于冷源為自帶壓力的干冰尾氣以及液化制冷排氣，無需設(shè)置泵送裝置，因此亦降低了對(duì)煙氣降溫所需的整體電量需求。

17、3.本實(shí)用新型提出的一種液化制冷排氣能量梯級(jí)回收工藝，液化制冷排氣對(duì)原始煙氣起到二次降溫的效果，同時(shí)由于此排氣吸收了原始煙氣的部分熱量，在吸附干燥塔系統(tǒng)熱吹過程中，可降低加熱器的加熱電耗，而在吸附干燥塔冷吹過程中，亦避免了過低的低溫排氣對(duì)剛熱吹完成的吸附干燥劑的沖擊，延長(zhǎng)了吸附干燥劑的使用壽命；

18、4.本實(shí)用新型提出的一種吸附干燥系統(tǒng)再生近零氣耗工藝，由于液化制冷排氣中會(huì)摻雜部分不凝性氣體，而吸附塔在熱吹及冷吹過程中，本身會(huì)帶出各種雜質(zhì)氣體，因此僅分配5％氣量進(jìn)吸附塔且直接對(duì)外排空，如此可在盡可能排走不凝性氣體的同時(shí)，防止成品二氧化碳?xì)怏w的過量損失，達(dá)到成品二氧化碳?xì)饨銚p耗。

技術(shù)特征：

1.一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于，包括碳捕集系統(tǒng)和制干冰系統(tǒng)；所述碳捕集系統(tǒng)與所述制干冰系統(tǒng)經(jīng)換熱管道連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于：所述一級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器、二級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器和所述冷干換熱器分別設(shè)有一級(jí)換熱管道、二級(jí)換熱管道和冷干換熱管道；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于：所述制干冰機(jī)中制冰產(chǎn)生若干比例的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)所述換熱管道回到所述緩沖罐前端。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于：還包括加熱器，所述碳捕集系統(tǒng)與所述制干冰系統(tǒng)經(jīng)換熱管道連接的方式還包括，沿著二氧化碳?xì)怏w方向，所述液化制冷系統(tǒng)經(jīng)所述二級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器的二級(jí)換熱管道連接所述加熱器，所述加熱器煙氣出口分別連接所述吸附塔和所述干燥塔的噴吹氣源。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于：所述液化制冷系統(tǒng)中制冷排氣經(jīng)所述二級(jí)換熱管道和加熱器加熱后分別按照5％氣量進(jìn)入吸附塔系統(tǒng)及干燥塔。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于：所述吸附塔噴吹氣源出口排空，所述干燥塔噴吹氣源與所述緩沖罐煙氣入口連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于：所述液化制冷系統(tǒng)中制冷排氣由不凝性氣體和純二氧化碳?xì)怏w。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于：所述吸附塔和所述干燥塔間歇運(yùn)行，當(dāng)其中一塔處于工作狀態(tài)時(shí)，另一塔進(jìn)行噴吹再生，而后進(jìn)行冷吹靜置備用。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)，其特征在于：所述吸收塔中設(shè)置有用于吸收高溫?zé)煔庵械亩趸嫉挠袡C(jī)胺液。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供了一種二氧化碳制干冰能量及物料梯級(jí)利用系統(tǒng)，包括碳捕集系統(tǒng)和制干冰系統(tǒng)；所述碳捕集系統(tǒng)與所述制干冰系統(tǒng)經(jīng)換熱管道連接，具體的包括一級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器、二級(jí)煙氣降溫?fù)Q熱器、吸收塔、緩沖罐、壓縮機(jī)、冷干機(jī)、冷干換熱器、吸附塔、干燥塔、液化制冷系統(tǒng)、儲(chǔ)罐、制干冰機(jī)；通過換熱管道梯級(jí)利用干冰尾氣的低溫，對(duì)二氧化碳成品氣以及碳捕集用初始煙氣進(jìn)行降溫；梯級(jí)利用吸附干燥用的冷吹氣，回收了此部分冷吹氣的冷量，防止過冷的冷吹氣對(duì)吸附劑及干燥劑的破壞。

技術(shù)研發(fā)人員：羅昌河,張會(huì)龍,李保峰,張?chǎng)探?莊燁,鄭芳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福建龍凈環(huán)保股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240802
技術(shù)公布日：2025/5/19