[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

本發明屬于氣體分離技術領域，具體為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。本發明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，將較低純度的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；發電機提供的電力和發電機排出的廢氣經分離、壓縮、制冷得到液態二氧化碳，提供野外作業現場使用。本發明所用原料來源廣泛，價格便宜，易于推廣使用。

技術領域

本發明屬于氣體分離技術領域，具體涉及一種在野外（焊接）作業時保障電力與二氧化碳供應的方法及裝置。

背景技術

焊接施工作業，需要有二氧化碳保護。在野外進行焊接施工作業場景，或者遠離工業供應鏈時的焊接施工作業場景，二氧化碳(CO₂)難以即時保障，往往需要從數千公里轉運，非常不便；而同時，施工過程還需要必要的電力。因此急需一種能夠簡單、可行、可現場保障電力和二氧化碳需求的解決方案。

發明內容

鑒于以上情況，本發明的目的在于提供一種簡單、方便、可保障野外作業現場電力和二氧化碳供應的方法及裝置。

本發明將現場資源甲醇、水源為原料（該原料較為容易取得），首先通過甲醇或醇水發電機提供電力，以滿足野外現場施工的電力需求；而甲醇或醇水燃燒產生的含二氧化碳的混合氣，則采用基于變壓吸附技術的二氧化碳提純工藝，從混合氣中提取二氧化碳氣體，然后加壓液化成液態二氧化碳，以滿足野外現場施工所需的二氧化碳需求；整個系統采用方艙/集裝箱布置，作為現場保障機具。

本發明提供的保障野外作業現場電力與二氧化碳供應的方法，采用如公知技術的甲醇或醇水發電機提供電力，不排除采用柴油、汽油燃料的發電機；這些原料都較為容易取得；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。

本發明方法，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，將直接排向外部。

本發明的方法，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。

基于上述方法，本發明提供的保障野外作業現場電力與二氧化碳供應的裝置，參見圖1所示，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，并排出含二氧化碳的混合氣（其余為氮氣、氧氣，水氣等），優選以甲醇為燃料，但并不排除采用柴油、汽油等燃料，只要其產生的廢氣含有二氧化碳；

（2）至少一套二氧化碳提純裝置，用于將含氮氣、氧氣、水分的底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（儲槽），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。

本發明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，包括但不限于散熱通風、減震降噪設施，形成一個完整的現場保障機具，全面滿足野外現場施工所需的電力、二氧化碳需求。