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专利号: 2022105998860
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于水合物法低温液化的高效碳捕集系统,其特征在于:包括水合分离系统、低温液化系统和制冷系统;

水合分离系统包括依次连接的第一换热器(1)、第二换热器(2)、第三换热器(3)、水合塔(4)、浆液泵(11)、分离器(6)、储罐(10)、第四换热器(5),第四换热器(5)与水合塔(4)相连,外界烟气进口X与第一换热器(1)连通,第一换热器(1)连通外界清洁气体Y,第二换热器(2)连通外界二氧化碳液体储罐Z;

低温液化系统包括干燥模块和液化模块,干燥模块包括依次连接的第一压缩机(7)、第五换热器(8)、气固分离器(13),液化模块包括依次连接的第二压缩机(12)、第六换热器(14)、气液分离器(9),分离器(6)与第一压缩机(7)连通,水合塔(4)与第五换热器(8)出口汇合后接入第一换热器(1),气固分离器(13)连通外界冰晶回收系统Q,气固分离器(13)与第二压缩机(12)相连,气液分离器(9)分别通向第二换热器(2)、第五换热器(8);

水合分离系统中的第三换热器(3)和第四换热器(5)以及液化模块中的第六换热器(14)构成制冷系统,制冷剂进口M分为三路管路,分别连通第三换热器(3)、第四换热器(5)、第六换热器(14),第三换热器(3)、第四换热器(5)、第六换热器(14)三者出口汇合后连接至制冷剂出口N。

2.根据权利要求1所述的基于水合物法低温液化的高效碳捕集系统,其特征在于:第三换热器(3)与水合塔(4)的连接管路上依次设有第一压力传感器(24)、第一温度传感器(23)以及第一阀门(17),第四换热器(5)与水合塔(4)的连接管路上依次设有第二压力传感器(27)、第二温度传感器(26)以及第二阀门(18),第五换热器(8)与气固分离器(13)的连接管路上依次设有第四阀门(20)、第四温度传感器(32)以及第四压力传感器(33),第六换热器(14)与气液分离器(9)的连接管路上依次设有第三压力传感器(30)、第三温度传感器(29)以及第六阀门(22),制冷剂进口M处通过第一三通阀(15)和第二三通阀(16)并联成三路管路,第一路通过第一电磁阀(25)与第三换热器(3)连接,第二路通过第二电磁阀(28)与第四换热器(5)连接,第三路通过第三电磁阀(31)与第六换热器(14)连接。

3.根据权利要求2所述的基于水合物法低温液化的高效碳捕集系统,其特征在于:第一温度传感器(23)的控制信号通过导线与第一电磁阀(25)相连,第二温度传感器(26)的控制信号通过导线与第二电磁阀(28)相连,第三温度传感器(29)的控制信号通过导线与第三电磁阀(31)相连。

4.根据权利要求1所述的基于水合物法低温液化的高效碳捕集系统,其特征在于:分离塔(6)通过第三阀门(19)与第一压缩机(7)连接,第一压缩机(7)的出口通过第一单向阀(39)与第五换热器(8)连接,气固分离器(13)的出口通过第七阀门(40)与第二压缩机(12)连接,第二压缩机(12)的出口通过第二单向阀(21)与第六换热器(14)连接。

5.根据权利要求1所述的基于水合物法低温液化的高效碳捕集系统,其特征在于:水合塔(4)与第五换热器(8)通过一个第四三通阀(35)形成出口汇合并接入第一换热器(1),第三换热器(3)、第四换热器(5)、第六换热器(14)三者通过并联的第三三通阀(34)和第五三通阀(36)形成出口汇合并接至制冷剂出口N。

6.根据权利要求1所述的基于水合物法低温液化的高效碳捕集系统,其特征在于:水合塔(4)的工作温度为1℃~5℃,工作压力为1MPa~2.5MPa。

7.根据权利要求1所述的基于水合物法低温液化的高效碳捕集系统,其特征在于:分离器(6)的工作温度为5℃~25℃,工作压力为0.1MPa~0.5MPa。

8.根据权利要求1所述的基于水合物法低温液化的高效碳捕集系统,其特征在于:气固分离器(13)的工作温度为‑20℃~‑40℃,工作压力为0.5MPa~4MPa,气液分离器(9)的工作温度为‑58℃至~‑78℃,工作压力为0.5MPa~5Mpa。

9.根据权利要求1所述的基于水合物法低温液化的高效碳捕集系统,其特征在于:储罐(10)内储存液相为TBAB,其摩尔浓度为0.1%~0.3%。

10.一种如权利要求1~9任一所述的基于水合物法低温液化的高效碳捕集系统的操作方法,其特征在于包括以下步骤:

准备:将系统内所有设备排空并清洗,向储罐(10)内注入TBAB,打开浆液泵(11),使得TBAB在水合塔(4)和分离器(6)内循环;打开制冷系统,通入制冷剂对系统进行预冷;

开机:通入烟气,同时检测水合塔(4)气相进口(4a)以及液相进口(4b)的温度,当气相进口(4a)和/或液相进口(4b)的检测温度过高/过低时,通过分别控制冷却剂进口M的对应两路管路的流量大小来对应调节气相进口(4a)和/或液相进口(4b)的温度,使温度在设定范围内;

打开第一压缩机(7)和第二压缩机(12),同时检测气液分离器(9)的入口温度,当检测温度过高/过低时,通过控制冷却剂进口M第三路管路的流量大小来调节气液分离器(9)的入口温度,使其维持在设定范围内;

关机:关闭第一压缩机(7)和第二压缩机(12)后停止通入烟气,再停止通入制冷剂,最后关闭浆液泵(11)停止TBAB的循环。