[发明专利]一种保障野外作业现场电力与二氧化碳供应的方法及装置

权利要求书

1.一种保障野外作业现场电力与二氧化碳供应的方法，其特征在于，采用甲醇或醇水发电机提供电力，发电机发电时产生的废气为含二氧化碳、氮、氧、水分的混合气，其中二氧化碳含量为13%左右；采用二氧化碳吸附剂基于变压吸附的方法，将含二氧化碳的混合气体提纯至高纯度的二氧化碳气体并加压液化；所述高纯度的二氧化碳气体，其中二氧化碳含量为70～90%；并在10～20℃、3～6.5MPa压力下条件下将混合气中的二氧化碳液化，将液态二氧化碳送储槽备用；

其中，在采用变压吸附方法提纯二氧化碳气体并将提纯后的产品气液化时，其不凝气体主要为氮气、氧气，直接排向外部；

所需的电力来自发电机供电，富余电力输出供现场其它施工机具使用。

2.基于权利要求1所述方法的保障野外作业现场电力与二氧化碳供应的装置，其特征在于，包括：

（1）至少一套甲醇或醇/水发电机系统，发电机系统将原料甲醇转化为电力，并排出含氮气、氧气、水分的低纯度二氧化碳混合气；

（2）至少一套二氧化碳提纯装置，用于将含氮气、氧气、水分的低纯度二氧化碳混合气提纯至更高纯度的二氧化碳混合气体；

（3）至少一套加压/制冷液化装置，用于将二氧化碳提纯装置提取的高纯度的二氧化碳混合气体制冷、加压液化为液态二氧化碳；

（4）至少一套二氧化碳储存装置，作为二氧化碳液化储存设施，为现场施工提供缓存备用；

（5）至少一套电池组，用以为装置启动提供初始电力，以及作为电力缓存；该电池组应预先充满电力；

（6）至少一套控制以及电力管理模块，为整套系统提供控制、电力管理；

（7）必要的连接管线、布线电缆。

3.根据权利要求2所述的保障野外作业现场电力与二氧化碳供应的装置，其特征在于，装置集成布置安装在一个集装箱内，配套有相应的控制、检测设备，并包括散热通风、减震降噪设施，形成一个完整的现场保障机具。

4.根据权利要求2所述的保障野外作业现场电力与二氧化碳供应的装置，其特征在于，所述二氧化碳提纯装置采用基于变压吸附机理的变压吸附分离器，变压吸附分离器装有二氧化碳吸附剂。

5.根据权利要求4所述的保障野外作业现场电力与二氧化碳供应的装置，其特征在于，所述二氧化碳吸附剂选用13X或其它改性的具有平衡吸附特性可再生的吸附剂。

6.根据权利要求2所述的保障野外作业现场电力与二氧化碳供应的装置，其特征在于，所述加压/制冷液化装置包括依次连接的压缩机、冷媒换热器、过滤器、液化器。

7.根据权利要求2-6之一所述的保障野外作业现场电力与二氧化碳供应的装置，其特征在于，其工作流程如下：

（1）对电池组预先充满电力，为控制及电力管理模块提供初始电力；

（2）加入甲醇，并注入水，发电机启动，在控制及电力管理模块的作用下输出电力，排出含二氧化碳的混合气；

（3）发电机输出分两路：一路输出电力，在控制及电力管理模块作用下充电、放电，对内、外提供电力；另一路输出含二氧化碳的混合气送二氧化碳提纯装置，在控制及电力管理模块的作用下提取纯度更高的二氧化碳混合气；

（4）发电机首先充满电池组，并接受控制及电力管理模块的作用对外输出电力，以满足装置本身的电力需求，富余电力送现场其它用电负载使用；

（5）二氧化碳提纯装置在控制及电力管理模块的作用下提取的更高纯度的二氧化碳混合气体被送入加压/制冷液化模块，完成液化，然后送入二氧化碳储存装置备用，以满足现场二氧化碳需求；同时，加压/制冷液化模块的不凝气体包括氮气、氧气、水分等，直接排空。