[发明专利]一种利用高炉煤气和液氧制备干冰的系统及方法

权利要求书

1.一种利用高炉煤气和液氧制备干冰的系统，其特征在于，包括燃烧设备、第一间接式换热器和干冰制造机，其中所述燃烧设备能够燃烧其所接收的高炉煤气而产生烟气，所述第一间接式换热器的冷源进口与液氧源相连，而其冷源出口用于排出氧气或气液混合物，且所述第一间接式换热器的热源进口与所述燃烧设备的排烟口相连，而其热源出口与所述干冰制造机相连；其中，所述液氧源输出的液氧与所述烟气能在所述第一间接式换热器中换热，使得所述烟气能在所述液氧气化的过程中进行降温，从而使所述烟气中的二氧化碳能够在降温后被所述干冰制造机转化成干冰；

还包括第二间接式换热器，所述第二间接式换热器的冷源进口与所述第一间接式换热器的冷源出口相连，所述第二间接式换热器的冷源出口与所述燃烧设备相连，以为其提供作为助燃剂的氧气；所述第二间接式换热器的热源进口与所述第一间接式换热器的热源进口一同与所述燃烧设备的排烟口相连，所述第二间接式换热器的热源出口与所述干冰制造机相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于对烟气进行降温的水冷式换热器，所述水冷式换热器的冷源进口用于接收冷却水，其冷源出口与用户取暖设备相连，所述水冷式换热器的热源进口与所述燃烧设备的排烟口相连，其热源出口与所述第一间接式换热器和所述第二间接式换热器的热源进口均相连。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一间接式换热器和第二间接式换热器的热源进口处分别设有第一截止阀和第二截止阀，所述第二间接式换热器的冷源进口处设有第三截止阀。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，进入所述第一间接式换热器的热源进口烟气与进入所述第二间接式换热器的热源进口的烟气的流量比为2:1～4:1。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述第二间接式换热器的冷源出口处设有第一调节阀和第四截止阀，所述第二间接式换热器的冷源出口通过第六截止阀和第二调节阀与所述燃烧设备相连。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，还包括用于储存高炉煤气的缓冲罐，所述缓冲罐的出口通过第七截止阀和第三调节阀与所述燃烧设备相连；所述液氧源是液氧罐，所述液氧罐的出口依次通过第八截止阀和第四调节阀与所述第一间接式换热器的冷源进口相连。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述液氧罐的出口与所述第八截止阀之间设有输送泵，所述液氧罐的出口与所述输送泵之间还设有第九截止阀。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一间接式换热器和所述第二间接式换热器的热源进口的处均设有干燥器。

9.一种根据权利要求1至8中任一项所述的利用高炉煤气和液氧制备干冰的系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将高炉煤气的压力调节到5～10kPa，并送入燃烧设备中作为燃料，将氧气输送到所述燃烧设备中作为助燃剂，使得高炉煤气燃烧并产生温度范围在300～350℃的烟气，其中，送入所述燃烧设备的高炉煤气与氧气的流量比为1:8～1:10；

步骤2、将燃烧后产生的烟气送入水冷式换热器的热源进口，而将温度为20～35℃且压力大于0.2MPa的冷却水送入所述水冷式换热器的冷源进口，冷却水与烟气换热在所述水冷式换热器内进行换热，使得其热源出口处的所述烟气的温度降低至90～150℃，而其冷源出口处的所述冷却水的温度升高至60～80℃；

步骤3、将在水冷式换热器中被降温后的烟气按照2:1～4:1的比例分别送入第一间接式换热器和第二间接式换热器的热源进口，而将液氧的压力调节到大于0.1MPa后，送入第一间接式换热器的冷源进口；其中，液氧与烟气在所述第一间接式换热器中换热，使得烟气被降温而液氧被部分或全部气化为氧气，所述第二间接式换热器的冷源进口接收所述第一间接式换热器的冷源出口排出氧气或气液混合物，烟气与氧气或气液混合物在所述第二间接式换热器中换热，使得烟气被降温至-60℃以下，液氧完全气化为氧气，氧气的温度进一步升高，且氧气的压力维持在0.4MPa以下；

步骤4、将液氧气化后生成的部分或全部氧气的压力调节到5～10kPa后送入所述燃烧设备中作为助燃剂，同时将被降温后的烟气被送入干冰制造机中，使所述烟气中的二氧化碳被制造为干冰。