二氧化碳節(jié)能裝置及利用其節(jié)能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及二氧化碳節(jié)能裝置及利用其節(jié)能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，啤酒作為一種健康食品和飲料，已進(jìn)入千家萬戶，成為百姓餐桌上的常客。各大啤酒生產(chǎn)企業(yè)為了增加市場份額，紛紛使出渾身解數(shù)，競爭異常激烈，因此，提高啤酒的內(nèi)在質(zhì)量、延長保質(zhì)期成了各大啤酒生產(chǎn)企業(yè)的主要競爭手段。目前，各大啤酒生產(chǎn)企業(yè)在啤酒生產(chǎn)中主要使用二氧化碳對啤酒生產(chǎn)的原料和工序進(jìn)行保護(hù)，以隔絕氧氣保證產(chǎn)品質(zhì)量和延長保質(zhì)期。
[0003]隨著能源短缺、環(huán)境污染日益嚴(yán)重，節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)顯得越來越重要。很多啤酒生產(chǎn)企業(yè)開始回收啤酒發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳。如何高效節(jié)能地回收使用二氧化碳成為人們研究的重點(diǎn)。例如利用二氧化碳節(jié)能模塊，二氧化碳的生產(chǎn)電耗從ISOkwh/噸下降到了150kwh/噸，最高純度達(dá)到了 99.998%ο但是此方法回收二氧化碳的量和時間與使用二氧化碳的量和時間不能同步，制約了冷量的充分利用，二氧化碳節(jié)能效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對傳統(tǒng)的二氧化碳節(jié)能裝置二氧化碳節(jié)能效率不高的問題，提供一種高效節(jié)能的二氧化碳節(jié)能裝置。
[0005]此外，本發(fā)明還提供一種利用上述二氧化碳節(jié)能裝置節(jié)能的方法。
[0006]一種二氧化碳節(jié)能裝置，包括低溫高純二氧化碳儲罐、液體栗、汽化冷凝精餾一體器、第一換熱器、第二換熱器、高溫低純二氧化碳儲罐、壓縮機(jī)、氣囊、第一液相管線、第二液相管線、第三液相管線、第一氣相管線和第二氣相管線；
所述低溫高純二氧化碳儲罐、液體栗和汽化冷凝精餾一體器通過所述第一液相管線依次連通，用于將所述低溫高純二氧化碳儲罐中的低溫高純二氧化碳液體由液體栗送入汽化冷凝精餾一體器中精餾提純后用作冷源；
所述氣囊、壓縮機(jī)、第一換熱器和汽化冷凝精餾一體器通過所述第一氣相管線依次連通，用于將所述氣囊中的二氧化碳?xì)怏w由壓縮機(jī)壓縮后再經(jīng)所述第一換熱器換熱后送至汽化冷凝精餾一體器中用作熱源；
所述汽化冷凝精餾一體器、第一換熱器和第二換熱器通過所述第二氣相管線依次連通，用于所述冷源和熱源在所述汽化冷凝精餾一體器中換熱后，冷源中部分二氧化碳被汽化，由所述第二氣相管線依次經(jīng)所述第一換熱器、第二換熱器換熱后送去使用；
所述汽化冷凝精餾一體器通過所述第二液相管線與所述低溫高純二氧化碳儲罐連通，用于所述冷源和熱源在所述汽化冷凝精餾一體器中換熱后，冷源中剩余的二氧化碳液體由所述第二液相管線回流至低溫高純二氧化碳儲罐中備用；
所述汽化冷凝精餾一體器通過所述第三液相管線與所述高溫低純二氧化碳儲罐連通，用于所述冷源和熱源在所述汽化冷凝精餾一體器中換熱后，熱源中二氧化碳被冷凝液化，由所述第三液相管線送至高溫低純二氧化碳儲罐備用。
[0007]在其中一個實(shí)施例中，所述二氧化碳節(jié)能裝置還包括緩沖罐，所述低溫高純二氧化碳儲罐、緩沖罐、液體栗和汽化冷凝精餾一體器通過所述第一液相管線依次連通。
[0008]在其中一個實(shí)施例中，所述二氧化碳節(jié)能裝置還包括預(yù)提純器、氣水分離器、吸附單元和干燥單元，所述氣囊、壓縮機(jī)、預(yù)提純器、第一換熱器、氣水分離器、吸附單元、干燥單元和汽化冷凝精餾一體器通過所述第一氣相管線依次連通。
[0009]在其中一個實(shí)施例中，所述吸附單元包括至少兩個并聯(lián)的吸附器。
[0010]在其中一個實(shí)施例中，所述干燥單元包括至少兩個并聯(lián)的干燥器。
[0011]在其中一個實(shí)施例中，所述二氧化碳節(jié)能裝置還包括第四液相管線，所述高溫低純二氧化碳儲罐通過所述第四液相管線與所述汽化冷凝精餾一體器連通。
[0012]在其中一個實(shí)施例中，所述二氧化碳節(jié)能裝置還包括第三氣相管線和第四氣相管線，所述第三氣相管線的一端與所述緩沖罐連通，另一端與所述汽化冷凝精餾一體器和第一換熱器之間的第二氣相管線連通，所述第四氣相管線的一端與所述低溫高純二氧化碳儲罐連通，另一端與所述汽化冷凝精餾一體器和第一換熱器之間的第二氣相管線連通。
[0013]在其中一個實(shí)施例中，所述二氧化碳節(jié)能裝置還包括第五氣相管線和第六氣相管線，所述第五氣相管線的一端與所述汽化冷凝一體器連通，另一端與所述氣囊連通，所述第六氣相管線的一端與所述高溫低純二氧化碳儲罐連通，另一端與所述干燥單元和汽化冷凝精餾一體器之間的第一氣相管線連通。
[0014]在其中一個實(shí)施例中，所述二氧化碳節(jié)能裝置還包括排空管線，所述排空管線與所述汽化冷凝精餾一體器連通，用于排空所述汽化冷凝精餾一體器中的不凝性氣體。
[0015]一種利用上述二氧化碳節(jié)能裝置節(jié)能的方法，包括以下步驟:
將低溫高純二氧化碳儲罐中的低溫高純二氧化碳液體由液體栗送入汽化冷凝精餾一體器中精餾提純后用作冷源；
將氣囊中的二氧化碳?xì)怏w由壓縮機(jī)壓縮后再經(jīng)第一換熱器換熱后送至汽化冷凝精餾一體器中用作熱源；
所述冷源和熱源在所述汽化冷凝精餾一體器中換熱后，冷源中部分二氧化碳被汽化，由所述第二氣相管線依次經(jīng)所述第一換熱器、第二換熱器換熱后送去使用；
所述冷源和熱源在所述汽化冷凝精餾一體器中換熱后，冷源中剩余的二氧化碳液體由所述第二液相管線回流至低溫高純二氧化碳儲罐中備用；
所述冷源和熱源在所述汽化冷凝精餾一體器中換熱后，熱源中二氧化碳被冷凝液化，由所述第三液相管線送至高溫低純二氧化碳儲罐備用。
[0016]上述二氧化碳節(jié)能裝置及節(jié)能方法，通過將低溫高純二氧化碳儲罐中的低溫高純二氧化碳液體由液體栗送入汽化冷凝精餾一體器中精餾提純后用作冷源，將氣囊中的二氧化碳?xì)怏w由壓縮機(jī)壓縮后再經(jīng)第一換熱器換熱后送至汽化冷凝精餾一體器中用作熱源，冷源和熱源在汽化冷凝精餾一體器中換熱后，冷源中剩余的二氧化碳液體由第二液相管線回流至低溫高純二氧化碳儲罐中備用，熱源中二氧化碳被冷凝液化，由第三液相管線送至高溫低純二氧化碳儲罐備用，很好地解決了二氧化碳回收與使用不同步的問題，使冷量和熱量得到了充分的利用，節(jié)約了大量的能源。
[0017]此外，上述二氧化碳節(jié)能裝置只有壓縮機(jī)耗電，可節(jié)電50%左右。
【附圖說明】
[0018]圖1為已實(shí)施方式的二氧化碳節(jié)能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1中汽化冷凝精餾一體器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為圖1中第一換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為圖1中第二換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5為圖1中預(yù)提純器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。
[0024]請參閱圖1，一種二氧化碳節(jié)能裝置，包括低溫高純二氧化碳儲罐10、液體栗20、汽化冷凝精餾一體器30、第一換熱器40、第二換熱器50、高溫低純二氧化碳儲罐60、壓縮機(jī)70、氣囊80、第一液相管線101、第二液相管線102、第三液相管線103、第一氣相管線201和第二氣相管線202。
[0025]其中，低溫高純二氧化碳儲罐10、液體栗20和汽化冷凝精餾一體器30通過第一液相管線101連通。
[0026]為了防止液體栗20汽蝕，上述二氧化碳節(jié)能裝置還包括緩沖罐12。
[0027]具體的，低溫高純二氧化碳儲罐10、緩沖罐12、液體栗20和汽化冷凝精餾一體器30通過第一液相管線101依次連通。
[0028]低溫高純二氧化碳儲罐10中的低溫高純二氧化碳液體由第一液相管線101通過液體栗20送入汽化冷凝精餾一體器30中精餾提純后用作冷源。
[0029]氣囊80、壓縮機(jī)70、第一換熱器40和汽化冷凝精餾一體器30通過第一氣相管線201依次連通。
[0030]氣囊80中的二氧化碳?xì)怏w通過第一氣相管線201由壓縮機(jī)70壓縮后再經(jīng)第一換熱器40換熱后送至汽化冷凝精餾一體器30中用作熱源。
[0031]請參閱圖2，上述汽化冷凝精餾一體器30，主體為一個列管式換熱器，列管式換熱器上面集成有塔式精餾器。
[0032]具體的，低溫高純二氧化碳儲罐10中的低溫高純二氧化碳液體由第一液相管線101通過液體栗20送入汽化冷凝精餾一體器30中，先進(jìn)入塔式精餾器精餾提純，后落入列管式換熱器的殼程作為冷源。
[0033]氣囊80中的二氧化碳?xì)怏w通過第一氣相管線201由壓縮機(jī)70壓縮后再經(jīng)第一換熱器40換熱后送至汽化冷凝精餾一體器30中，進(jìn)入列管式換熱器的管程作為熱源。
[0034]汽化冷凝精餾一體器30、第一換熱器40和第二換熱器50通過第二氣相管線202依次連通。
[0035]上述冷源和熱源在汽化冷凝精餾一體器30中換熱后，冷源中部分二氧化碳被汽化，由第二氣相管線202依次經(jīng)第一換熱器40、第二換熱器50換熱后送去使用。
[0036]可以理解，汽化后的二氧化碳蒸汽依次通過第一換熱器40和第二換熱器50，分別與從壓縮機(jī)來的高溫二氧化碳?xì)怏w和循環(huán)水換熱后供使用。
[0037]請參閱圖3，在本實(shí)施方式中，第一換熱器40為列管式換熱器，管程走二氧化碳蒸汽(來自汽化冷凝精餾一體器30)，殼程走高溫二氧化碳?xì)怏w(來自壓縮機(jī)70)，不但回收了冷量，還使回收時的二氧化碳進(jìn)行了深度冷卻，用冷干的形式出去了二氧化碳里面所含有的大量有機(jī)物和水分，減輕了后續(xù)設(shè)備的負(fù)擔(dān)。
[0038]請參閱圖4，在本實(shí)施方式中，第二換熱器50為列管式換熱器，管程走二氧化碳?xì)怏w(來自第一換熱器40)，殼程走水，用水溫保證二氧化碳?xì)怏w的溫度接近常溫，以滿足使用的需要。
[0039]汽化冷凝精餾一體器30通過第二液相管線102與低溫高純二氧化碳儲罐10連通。
[0040]上述冷源和熱源在汽化冷凝精餾一體器30中換熱后，冷源中剩余的二氧化碳液體由第二液相管線102回流至低溫高純二氧化碳儲罐10中備用。
[0041]汽化冷凝精餾一體器30通過第三液相管線103與高溫低純二氧化碳