[發明專利]一種高純二氧化碳提純裝置

有效

• 申請號: 202110442704.4
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113120907B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 閆東雷;王紅亮
• 申請（專利權）人: 北京環宇京輝京城氣體科技有限公司
• 主分類號: C01B32/50
• 分類號: C01B32/50;B01D53/04;F25J3/02;F25J5/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 蘇利

本申請涉及一種高純二氧化碳提純裝置，其一包括原料氣庫，原料氣庫的排氣端上連通有一加熱器，加熱器的另一端連通有一純化器，純化器的另一端設置有精餾塔，精餾塔內設置有制冷機，所述原料氣庫與加熱器之間設置有用于對進入加熱器之前的液態原料氣預熱，并對進入精餾塔之前的氣態原料氣預冷的熱交換器，所述熱交換器包括換熱外管，換熱外管靠近兩端的外周面上分別設置有一進口和一出口，換熱外管內穿設有若干容容納氣態原料氣進入的換熱內管，換熱外管的兩端各設置有一將換熱外管端部封堵的封板，換熱內管穿過封板并與封板密封。本申請具有減少二氧化碳提純過程中能源的浪費的效果。

技術領域

本申請涉及氣體提純的領域，尤其是涉及一種高純二氧化碳提純裝置。

背景技術

二氧化碳是一種寶貴的資源，廣泛的應用于化工，機械，工業，食品，醫藥等多種領域。二氧化碳粗成品中還有較多的氮氣，氧氣，水蒸氣，烴類化合物等雜質，需要經過提純才能進行使用。

根據國標GB/T 51316-2018公開的二氧化碳提純主要包括氣體預處理、二氧化碳吸收解析、二氧化碳壓縮、二氧化碳脫水、二氧化碳液化等工序。

在提純過程中，需要反復對二氧化碳進行加熱和冷卻，從而浪費大量的能源。

發明內容

為了減少二氧化碳提純過程中能源的浪費，本申請提供一種高純二氧化碳提純裝置。

本申請提供的一種高純二氧化碳提純裝置采用如下的技術方案：

一種高純二氧化碳提純裝置，包括原料氣庫，原料氣庫的排氣端上連通有一用于將液態原料氣加熱為氣態的加熱器，加熱器的另一端連通有一純化器，純化器的另一端設置有精餾塔，精餾塔內設置有制冷機，所述原料氣庫與加熱器之間設置有用于對進入加熱器之前的液態原料氣預熱，并對進入精餾塔之前的氣態原料氣預冷的熱交換器，所述熱交換器包括換熱外管，換熱外管靠近兩端的外周面上分別設置有一進口和一出口，換熱外管內穿設有若干容容納氣態原料氣流通的換熱內管，換熱外管的兩端各設置有一將換熱外管端部封堵的封板，換熱內管穿過封板并與封板密封。

通過采用上述技術方案，液態原料氣與氣態原料氣通過換熱內管的管壁進行熱交換：液態原料氣吸收氣態原料氣中的熱量，進而液態原料氣在進入加熱器之前被預熱；而氣態原料氣在進入精餾塔之前放出熱量，氣態原料氣被預冷。兩個階段的原料氣之間熱量交換，節省了能源。

可選的，所述換熱內管內設置有若干導流板，導流板在換熱內管內繞換熱內管的軸線成螺旋狀排布。

通過采用上述技術方案，導流板的設置使得液態原料氣在換熱外管內呈螺旋狀流動，進而使得液態原料氣可以更加充分與換熱內管的外周面相互接觸，從而延長了換熱時間，并且增大了液體流動時的湍流，使得遠離換熱內管的流動層可以隨液體的湍流與換熱內管壁更加充分的接觸，從而提高了換熱效率。

可選的，所述進口和出口各設置有一分流盒，分流盒固接在換熱外管的外周面上并且分流盒背離換熱外管的一側的端面逐漸縮小，分流盒內設置有若干分流片，若干分流片分別朝向若干導流板設置。

通過采用上述技術方案，當液態原料氣從進口進入換熱外管內部時，通過分流板后，分布在不同的導流板空隙內，從而使液態原料氣可以更加均勻的分布換熱外管內。

可選的，所述分流盒背離換熱外管的一端設置有一用于運輸液態原料氣的導管，導管的端部固接有一安裝法蘭，對應分流盒背離換熱外管的一側開設有與安裝法蘭相互配合的安裝螺孔。

通過采用上述技術方案，導管與分流盒通過安裝法蘭相互連接，從而方便了設備安裝與維護。

可選的，所述換熱內管的周面上固接有若干擾流環，若干擾流環沿換熱內管的軸線間隔設置。