[發明專利]一種保障野外作業現場電力與二氧化碳供應的方法及裝置

在審

• 申請號: 202110531944.1
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113184851A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 陳奕璇;劉安漣;韓冬;施宏毅;王俊新;范皓霆;宋劭;嚴軍;范灝;申廣浩;王晨;顧修筑;謝東紅;賈吉來;沈曉冬
• 申請（專利權）人: 上海穗杉實業股份有限公司;國網上海綜合能源服務有限公司;穗杉（寧波）科技有限公司;上海和容節能科技有限公司
• 主分類號: C01B32/50
• 分類號: C01B32/50
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種保障野外作業現場電力與二氧化碳供應的方法，其特征在于，采用甲醇或醇水發電機提供電力，發電機發電時產生的廢氣為含二氧化碳、氮、氧、水分的混合氣，其中二氧化碳含量為13%左右；采用二氧化碳吸附劑基于變壓吸附的方法，將含二氧化碳的混合氣體提純至高純度的二氧化碳氣體并加壓液化；所述高純度的二氧化碳氣體，其中二氧化碳含量為70～90%；并在10～20℃、3～6.5MPa壓力下條件下將混合氣中的二氧化碳液化，將液態二氧化碳送儲槽備用；

其中，在采用變壓吸附方法提純二氧化碳氣體并將提純后的產品氣液化時，其不凝氣體主要為氮氣、氧氣，直接排向外部；

所需的電力來自發電機供電，富余電力輸出供現場其它施工機具使用。

2.基于權利要求1所述方法的保障野外作業現場電力與二氧化碳供應的裝置，其特征在于，包括：

（1）至少一套甲醇或醇/水發電機系統，發電機系統將原料甲醇轉化為電力，并排出含氮氣、氧氣、水分的低純度二氧化碳混合氣；

（2）至少一套二氧化碳提純裝置，用于將含氮氣、氧氣、水分的低純度二氧化碳混合氣提純至更高純度的二氧化碳混合氣體；

（3）至少一套加壓/制冷液化裝置，用于將二氧化碳提純裝置提取的高純度的二氧化碳混合氣體制冷、加壓液化為液態二氧化碳；

（4）至少一套二氧化碳儲存裝置，作為二氧化碳液化儲存設施，為現場施工提供緩存備用；

（5）至少一套電池組，用以為裝置啟動提供初始電力，以及作為電力緩存；該電池組應預先充滿電力；

（6）至少一套控制以及電力管理模塊，為整套系統提供控制、電力管理；

（7）必要的連接管線、布線電纜。

3.根據權利要求2所述的保障野外作業現場電力與二氧化碳供應的裝置，其特征在于，裝置集成布置安裝在一個集裝箱內，配套有相應的控制、檢測設備，并包括散熱通風、減震降噪設施，形成一個完整的現場保障機具。

4.根據權利要求2所述的保障野外作業現場電力與二氧化碳供應的裝置，其特征在于，所述二氧化碳提純裝置采用基于變壓吸附機理的變壓吸附分離器，變壓吸附分離器裝有二氧化碳吸附劑。

5.根據權利要求4所述的保障野外作業現場電力與二氧化碳供應的裝置，其特征在于，所述二氧化碳吸附劑選用13X或其它改性的具有平衡吸附特性可再生的吸附劑。

6.根據權利要求2所述的保障野外作業現場電力與二氧化碳供應的裝置，其特征在于，所述加壓/制冷液化裝置包括依次連接的壓縮機、冷媒換熱器、過濾器、液化器。

7.根據權利要求2-6之一所述的保障野外作業現場電力與二氧化碳供應的裝置，其特征在于，其工作流程如下：

（1）對電池組預先充滿電力，為控制及電力管理模塊提供初始電力；

（2）加入甲醇，并注入水，發電機啟動，在控制及電力管理模塊的作用下輸出電力，排出含二氧化碳的混合氣；

（3）發電機輸出分兩路：一路輸出電力，在控制及電力管理模塊作用下充電、放電，對內、外提供電力；另一路輸出含二氧化碳的混合氣送二氧化碳提純裝置，在控制及電力管理模塊的作用下提取純度更高的二氧化碳混合氣；

（4）發電機首先充滿電池組，并接受控制及電力管理模塊的作用對外輸出電力，以滿足裝置本身的電力需求，富余電力送現場其它用電負載使用；

（5）二氧化碳提純裝置在控制及電力管理模塊的作用下提取的更高純度的二氧化碳混合氣體被送入加壓/制冷液化模塊，完成液化，然后送入二氧化碳儲存裝置備用，以滿足現場二氧化碳需求；同時，加壓/制冷液化模塊的不凝氣體包括氮氣、氧氣、水分等，直接排空。