专利摘要

本实用新型公开了一种化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统，包括CO 2 分离提纯子系统；子系统包括过滤装置，第一气体压缩机，蒸发冷凝器，H 2 O气液分离器，干燥过滤器，蒸发器、CO 2 气液分离器；过滤装置、第一气体压缩机、蒸发冷凝器、H 2 O气液分离器、干燥过滤器、蒸发器、C O 2 气液分离器单向依次连通。本实用新型的化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统，对化石燃料尾气进行降温加压处理，分离提纯尾气中含有的CO 2 气体，使CO 2 气体液化，然后对液化的CO 2 进行收集利用；并将尾气中N 2 气体收集利用。本系统有效分离提纯利用化石燃料尾气中的CO 2 气体，产生巨大的环保价值和经济价值。

权利要求

1.一种化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统，其特征在于：化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统，至少包括一个CO₂分离提纯子系统；所述CO₂分离提纯子系统包括对化石燃料尾气除尘、脱硫、脱氮、脱硝、形成洁净化石燃料尾气的过滤装置，对洁净化石燃料尾气进行压缩、形成高压洁净化石燃料尾气的第一气体压缩机，对高压洁净化石燃料尾气进行预冷降温、使高压洁净化石燃料尾气中H₂0气体冷凝成液态水的蒸发冷凝器，分离高压洁净化石燃料尾气中的液态水，形成含有少量水分的高压洁净化石燃料尾气的H₂O气液分离器，对含有少量水分的高压洁净化石燃料尾气进行干燥、形成干燥高压洁净化石燃料尾气的干燥过滤器，进行换热处理使干燥高压洁净化石燃料尾气中的CO₂液化的蒸发器、将CO₂液体和低温高压干燥的洁净化石燃料尾气分离的CO₂气液分离器；所述过滤装置、第一气体压缩机、蒸发冷凝器、H₂O气液分离器、干燥过滤器、蒸发器、CO₂气液分离器形成单向依次连通。

2.根据权利要求1所述的化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统，其特征在于：所述CO₂气液分离器的液体出口连接CO₂储液罐，所述CO₂气液分离器的气体出口连接第二气体压缩机，所述第二气体压缩机的压缩气出口连接储气罐。

3.根据权利要求2所述的化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统，其特征在于：所述化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统还包括一个制冷降温循环子系统，所述制冷降温循环子系统包括制呈闭环连接的制冷压缩机、换热器、节流装置以及与CO₂分离提纯子系统共用桥接的蒸发器，所述制冷压缩机压缩成高温高压制冷剂氨蒸气在换热器中发生换热，冷凝成高温高压制冷剂氨液体，高温高压制冷剂氨液体在节流装置中节流降压成低温低压制冷剂氨液体，低温低压制冷剂氨液体在蒸发器中蒸发吸热，同时对进入蒸发器中的干燥的高压洁净化石燃料尾气进行降温处理，蒸发器蒸发吸热后形成的低温低压制冷剂氨液体进入制冷压缩机，被压缩成高温高压制冷剂氨蒸气，完成一个制冷循环。

4.根据权利要求3所述的化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统，其特征在于：所述制冷压缩机与换热器之间设置有集油器；制冷压缩机中压缩成高温高压制冷剂氨蒸气进入集油器，集油器分离收集高温高压制冷剂氨蒸气中携带的润滑油滴后形成不含油的高温高压制冷剂氨蒸气，然后进入换热器。

5.根据权利要求4所述的化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统，其特征在于：所述过滤装置与第一气体压缩机之间、所述第二气体压缩机与储气罐之间、第二气体压缩机与CO₂储液罐之间、所述CO₂气液分离器与第二气体压缩机之间、制冷压缩机与集油器的气体连通口之间、集油器的出油口与制冷压缩机之间、所述H₂O气液分离器的液液体出口处设置有截止阀。

6.根据权利要求4所述的化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统，其特征在于：所述换热器为板式换热器但不限于板式换热器。

说明书

技术领域

本实用新型涉及制冷技术、CO₂分离提纯相结合技术领域，具体涉及一种化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统。

背景技术

随着大量化石燃料的燃烧利用，化石燃料燃烧后产生的尾气经过除尘、脱硫、脱硝、脱氮等一系列处理，达到环保标准后排放，这在一定程度上减少了工业废气污染物对环境的危害。但是向大气排放的化石燃料尾气中含有大量CO₂气体和N₂气体，其中CO₂气体的大量排放，容易造成全球变暖，形成温室效应，损害地球生态环境。

但从另一方面来说，CO₂是一种非常有用的资源，CO₂用处极广：（1）石油采矿业，向油井下注射一吨CO₂液体，可增产原油3-5吨；（2）机器铸造业，CO₂是添加剂；（3）金属治炼业，特别是优质钢、不锈钢、有色金属，CO₂是质量稳定剂；（4）陶瓷塘瓷业，CO₂是固定剂；（5）生物制药，离不开CO₂；（6）饮料啤酒业，CO₂是消食开胃的添加剂；（7）做酵母母粉，CO₂是促效剂；（8）消防事业，CO₂是灭火剂；（9）制造干冰更离不开CO₂；（10）尿素肥料是CO₂和氨气合成的；（11）所有绿色植物进行光会作用，CO₂是一种主要原料。除此之外，人们每天的衣、食、住、行也是来自CO₂的产物等等。

因此，有效分离提纯利用化石燃料尾气中的CO₂，既符合低碳环保、节能减排，减少碳排放，顺应世界发展潮流，又能够产生巨大的环保价值和经济价值，对国家和社会发展有着重要的战略意义。

在现有技术中，有许多CO₂分离提纯技术，但利用CO₂的临界温度对化石燃料尾气中的CO₂进行分离提纯的技术不多。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统，但利用CO₂的临界温度对化石燃料尾气中的CO₂进行分离提纯，更好实现低碳环保，节能减排，提高化石燃料尾气中的CO₂有效利用率，并以此产生巨大的环保价值和经济价值。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

一种化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统，至少包括一个CO₂分离提纯子系统；所述CO₂分离提纯子系统包括对化石燃料尾气除尘、脱硫、脱氮、脱硝、形成洁净化石燃料尾气的过滤装置，对洁净化石燃料尾气进行压缩、形成高压洁净化石燃料尾气的第一气体压缩机，对高压洁净化石燃料尾气进行预冷降温、使高压洁净化石燃料尾气中H₂0气体冷凝成液态水的蒸发冷凝器，分离高压洁净化石燃料尾气中的液态水，形成含有少量水分的高压洁净化石燃料尾气的H₂O气液分离器，对含有少量水分的高压洁净化石燃料尾气进行干燥、形成干燥高压洁净化石燃料尾气的干燥过滤器，进行换热处理使干燥高压洁净化石燃料尾气中的CO₂液化的蒸发器、将CO₂液体和低温高压干燥的洁净化石燃料尾气分离的CO₂气液分离器；所述过滤装置、第一气体压缩机、蒸发冷凝器、H₂O气液分离器、干燥过滤器、蒸发器、CO₂气液分离器形成单向依次连通。

作为对上述技术方案的改进，所述CO₂气液分离器的液体出口连接CO₂储液罐，所述CO₂气液分离器的气体出口连接第二气体压缩机，所述第二气体压缩机的压缩气出口连接储气罐。

作为对上述技术方案的改进，所述化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统还包括一个制冷降温循环子系统，所述制冷降温循环子系统包括制呈闭环连接的制冷压缩机、换热器、节流装置以及与CO₂分离提纯子系统共用桥接的蒸发器，所述制冷压缩机压缩成高温高压制冷剂氨蒸气在换热器中发生换热，冷凝成高温高压制冷剂氨液体，高温高压制冷剂氨液体在节流装置中节流降压成低温低压制冷剂氨液体，低温低压制冷剂氨液体在蒸发器中蒸发吸热，同时对进入蒸发器中的干燥的高压洁净化石燃料尾气进行降温处理，蒸发器蒸发吸热后形成的低温低压制冷剂氨液体进入制冷压缩机，被压缩成高温高压制冷剂氨蒸气，完成一个制冷循环。

作为对上述技术方案的改进，所述制冷压缩机与换热器之间设置有集油器；制冷压缩机中压缩成高温高压制冷剂氨蒸气进入集油器，集油器分离收集高温高压制冷剂氨蒸气中携带的润滑油滴后形成不含油的高温高压制冷剂氨蒸气，然后进入换热器。

作为对上述技术方案的改进，所述过滤装置与第一气体压缩机之间、所述第二气体压缩机与储气罐之间、第二气体压缩机与CO₂储液罐之间、所述CO₂气液分离器与第二气体压缩机之间、制冷压缩机与集油器的气体连通口之间、集油器的出油口与制冷压缩机之间、所述H₂O气液分离器的液液体出口处设置有截止阀。

作为对上述技术方案的改进，换热器为板式换热器但不限于板式换热器。

与现有技术相比，本实用新型所取得的有益效果是：

本实用新型的化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统，对化石燃料尾气进行降温加压处理，分离提纯尾气中含有的CO₂气体，使CO₂气体液化，然后对液化的CO₂进行收集利用；并且经过该化石燃料尾气CO₂分离提纯系统处理后的尾气中，N₂气体浓度增加，可以收集利用，作为N₂气体分离提纯的原材料。本系统有效分离提纯利用化石燃料尾气中的CO₂气体，使CO₂气体液化，然后对液化的CO₂进行收集利用，产生巨大的环保价值和经济价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的系统原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

二氧化碳，是两个氧原子和一个碳原子的化学结合产物，符号CO₂。二氧化碳通常是一种气体，在低温高压下，可收缩成液体。无味、无色、无毒，是看不见摸不着的气体。临界温度，指气体液化最低温度，高于此温度，无论如何加压都不能使其液化；临界压力，指液体在临界温度时的饱和蒸气压，即临界温度时，使气体液化所需最小压力。CO₂的临界温度为31.1℃，CO₂临界压力为7.372MPa。

本新型所述的化石燃料尾气CO₂分离提纯系统，包括制冷降温循环子系统、CO₂分离提纯子系统。制冷降温循环子系统中的主要设备包括：制冷压缩机、油分离器、板式换热器、节流装置、蒸发器；CO₂分离提纯子系统中的主要设备包括：烟囱、过滤装置、第一气体压缩机、蒸发冷凝器、H₂O气液分离器、干燥过滤器、CO₂气液分离器、第二气体压缩机、储气罐、CO₂储液罐。制冷降温循环子系统与CO₂分离提纯子系统中的主要设备各自通过特定的管道和阀门连接；制冷降温循环子系统与CO₂分离提纯子系统通过蒸发器联系起来。制冷降温循环子系统中的制冷剂采用氨。

图1是本实用新型的系统原理示意图。如图1所示：CO₂分离提纯子系统为：、；制冷降温循环子系统为：。

实际应用中，CO₂分离提纯子系统中的化石燃料尾气，从烟囱A出来，经过管道1进入过滤装置B，在过滤装置B中进一步除尘，脱硫、脱氮、脱硝，形成主要成分为CO₂气体、N₂气体、H₂O气体的洁净化石燃料尾气；之后，洁净化石燃料尾气依次经过截止阀F1、管道2,进入第一气体压缩机C1，在第一气体压缩机C1中进行一级压缩，提升压力至3MPa，形成高压洁净化石燃料尾气；高压洁净化石燃料尾气，经过管道3，进入蒸发冷凝器D中，进行预冷降温，使高压洁净化石燃料尾气中H₂0气体冷凝成液态水，之后经过管道4进入H₂O气液分离器E，分离高压洁净化石燃料尾气中的液态水，形成含有少量水分的高压洁净化石燃料尾气；在H₂O气液分离器E中分离出的液态水依次经过截止阀F2、管道6，向外排出；在H₂O气液分离器E中形成的含有少量水分的高压洁净化石燃料尾气，经过管道5，进入干燥过滤器G，进行干燥处理，形成干燥的高压洁净化石燃料尾气。

本实用新型采用气体压缩机对化石燃料尾气进行加压，并结合蒸发冷凝器，对洁净化石燃料尾气进行预冷降温处理，为之后二次降温处理做准备，具有操作简便、节能高效的优点。

实际应用中，制冷降温循环子系统中低温低压制冷剂氨蒸气，经管道15进入制冷压缩机I，在制冷压缩机I中压缩成高温高压制冷剂氨蒸气；高温高压制冷剂氨蒸气经管道12，进入集油器K，分离收集高温高压制冷剂氨蒸气中携带的润滑油滴；集油器K中分离出的润滑油滴，依次经过截止阀F6/截止阀F7、管道14，进入制冷压缩机I;集油器K中分离出的高温高压制冷剂氨蒸气，依次经过管道13、板式换热器N,在板式换热器N中发生换热，冷凝成高温高压制冷剂氨液体；高温高压制冷剂氨液体依次通过管道17、节流装置O，节流降压成低温低压制冷剂氨液体；低温低压制冷剂氨液体，通过管道16进入蒸发器J，蒸发吸热，对进入制冷降温循环子系统中的蒸发器J中的干燥的高压洁净化石燃料尾气，进行二次降温处理；蒸发器J中的低温低压制冷剂氨液体，蒸发吸热，成为低温低压制冷剂氨蒸气；低温低压制冷剂氨蒸气经管道15，进入制冷压缩机I，被压缩成高温高压制冷剂氨蒸气，完成一个制冷循环。

本实用新型采用蒸汽压缩式制冷，对经过蒸发冷凝器预冷处理的干燥高压洁净化石燃料尾气，进行二次降温处理，形成CO₂液体和低温高压干燥的洁净化石燃料尾气，具有操作简便、节能高效、节约成本，便于分离提纯CO₂的优点。

实际应用中，干燥过滤器G中干燥的高压洁净化石燃料尾气，经过管道7进入制冷降温循环子系统中的蒸发器J，进行二次降温处理；制冷降温循环子系统中蒸发器J的蒸发温度设定为-20℃，远低于CO₂气体的零界温度31.1℃；干燥的高压洁净化石燃料尾气在蒸发器J中二次降温，形成CO₂液体和低温高压干燥的洁净化石燃料尾气；CO₂液体和低温高压干燥的洁净化石燃料尾气，经管道8进入CO₂气液分离器H，将CO₂液体和低温高压干燥的洁净化石燃料尾气分离；分离出CO₂液体依次经管道11、截止阀F4，进入CO₂储液罐M，储存；分离出的低温高压干燥的洁净化石燃料尾气，因为尾气中含有高浓度的N₂气体，所以分离出的低温高压干燥的洁净化石燃料将尾气，依次经过截止阀F5、管道9，进入第二气体压缩机C2，进行二次压缩，之后经过管道10、截止阀F3，进入储气罐L，储存，作为制取N₂气体的原材料。

本实用新型采用CO₂气液分离器，对干燥的高压洁净化石燃料尾气经过加压降温处理后产生的CO₂液体和低温高压干燥的洁净化石燃料尾气进行分离，获得提纯后的CO₂液体和含有高浓度N₂气体的低温高压干燥的洁净化石燃料尾气，具有操作简便，节约运行成本，提升经济效益的优点。

实际应用中，采用的管道均具有良好的耐温性、耐压性，以及对制冷剂氨的抗腐蚀性。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

一种化石燃料尾气二氧化碳分离提纯系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。