[发明专利]一种二氧化碳液化装置及液化方法

说明书

本发明公开了一种二氧化碳液化装置及液化方法，将上游初步净化后的CO₂原料气体送入缓冲罐内；将缓冲后的CO₂原料气体送入多级压缩机，将压缩冷却后的CO₂气体先后经热交换器和压力控制阀送入气液分离器内，在气液分离器内进行气液分离，得到液体CO₂和气体CO₂，将液体CO₂从气液分离器的出液口排出，将气体CO₂作为循环气体经气液分离器的出气口送入热交换器的第二进气口与压缩冷却后的CO₂气体进行热交换，得到升温后的CO₂循环气体，将升温后的CO₂循环气体经热交换器的第二出气口送入多级压缩机的级间进气口进行压缩冷却；其优点是利用压缩CO₂节流产生冷量实现CO₂液化，降低设备投资；简化系统，提高装置稳定性。

技术领域

本发明涉及一种气体液化的装置及其方法，尤其是一种二氧化碳液化装置及液化方法。

背景技术

二氧化碳是一种主要的温室气体，同时也是一种重要的工业产品，液体二氧化碳广泛应用于石油化工、机械、食品、医药等行业，因此将工业生产中排放的二氧化碳液化回收利用，不仅减少了温室气体排放，同时也创造了经济效益，具有十分重要的意义。

当前，国内外的工业液化二氧化碳的方法一般是将常压二氧化碳气体加压至一定压力，再利用制冷机组吸收二氧化碳相变潜热，使其冷却至对应饱和温度以下产生液体二氧化碳。

如中国专利号为201380070412.6的发明专利公开了一种二氧化碳液化装置，该二氧化碳液化装置，包括：二氧化碳液化部，通过将在冷热源生成设备中使用及制造的气体状态的一部分冷热源作为制冷剂进行热交换，使从包含二氧化碳的气体分离回收的二氧化碳液化；及能量回收部，通过使在二氧化碳液化部中与二氧化碳进行热交换的气体制冷剂膨胀而输出能量，并且使气体制冷剂的温度下降，能量回收部使温度下降的气体制冷剂返回到冷热源生成设备；其中冷热源生成设备具备能够将原料空气至少分离成氧及氮的空气低温分离单元，空气低温分离单元具备使用通过能量回收部使得温度下降的气体制冷剂进行热交换的热交换部。由此可见该二氧化碳液化装置在实际运行中存在如下缺陷：1、为实现二氧化碳的液化，需设置空气低温分离单元，通过空气低温分离单元分离成氧及氮作为气体制冷剂进行热交换，增大了系统投资；2、低温分离单元的设置，不仅增大了系统控制的复杂性，同时对装置长周期稳定运行增加了风险；因此对于二氧化碳液化技术，存在进一步改进的空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、占地面积小、设备成本低、稳定性能好且可自循环冷却的二氧化碳液化装置及液化方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种二氧化碳液化装置，包括缓冲罐、多级压缩机和气液分离器，所述的缓冲罐的进气口与上游初步净化后的CO₂原料气体的排放口相连接，所述的缓冲罐的出气口与所述的多级压缩机的一级进气口相连接，所述的气液分离器包括进气口、出气口和用于排出液态CO₂的出液口，该液化装置还包括热交换器和用于节流降温的压力控制阀，所述的热交换器上设置有相互连通的第一进气口、第一出气口以及相互连通的第二进气口、第二出气口，所述的多级压缩机的末级出气口与所述的热交换器的第一进气口相连接，所述的压力控制阀设置在所述的热交换器的第一出气口与所述的气液分离器的进气口之间，所述的气液分离器的出气口与所述的热交换器的第二进气口相连接，所述的热交换器的第二出气口与所述的多级压缩机的级间进气口相连接。

所述的热交换器上连接设置有驰放气排出管，所述的驰放气排出管的进气口与所述的热交换器的第二出气口相连通。本发明设置有驰放气排放口，能够有效避免惰性组分在系统内的累积，大大增加了系统运行的稳定性。

一种二氧化碳液化装置的液化方法，其特征在于包括以下步骤：