(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202122458330.3 (22)申请日 2021.10.12 (73)专利权人 中国科学院理化 技术研究所 地址 100190 北京市海淀区中关村东路2 9 号 (72)发明人 郝佳豪　张振涛　宋衍昌　杨俊玲　 李晓琼　张家俊　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 钱云 (51)Int.Cl. F25J 1/02(2006.01) B01D 53/04(2006.01) B01D 53/26(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 一种用于碳捕集系统的二氧化 碳液化装置 (57)摘要 本实用新型属于碳处理技术领域， 提供一种 用于碳捕集系统的二氧化碳液化装置。 所述二氧 化碳液化装置包括依次连接的二氧化碳干燥净 化单元、 压缩机、 混合器、 预冷器、 膨胀机和气液 分离器， 还包括二氧化碳回流压缩机， 所述二氧 化碳回流压缩机的进气为所述气液分离器的出 气， 所述二氧化碳回流压缩机的出口连接至所述 混合器的入口， 所述二氧化碳回流压缩机与所述 膨胀机通过同轴连杆连接。 本实用新型的二氧化 碳液化装置， 通过超临界高压CO2节流膨胀进行 液化， 同时回收膨胀功， 降低CO2回流压缩机功 耗， 避免外设制冷机组， 具有结构简单、 成本较 低、 节能高效等优点。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 216347343 U 2022.04.19 CN 216347343 U 1.一种用于碳捕集系统的二氧化碳液化装置， 其特征在于， 包括依次连接的二氧化碳 干燥净化单元、 压缩机、 混合器、 预冷器、 膨胀机和气液分离器， 还包括二氧化碳回流压缩 机， 所述二氧化碳回流压缩机的进气为所述气液分离器的出气， 所述二氧化碳回流压缩机 的出口连接至所述混合器的入口， 所述二氧化碳回流压缩机与所述膨胀机通过同轴连杆连 接。 2.根据权利要求1所述的一种用于碳捕集系统 的二氧化碳液化装置， 其特征在于， 所述 二氧化碳干燥净化单元包括依次连接的缓冲罐、 低温干燥器、 吸附床和干燥床， 所述缓冲罐 入口连接 至碳捕集系统再生装置的出气口， 所述干燥床的出口连接 至所述压缩机的入口。 3.根据权利要求2所述的一种用于碳捕集系统 的二氧化碳液化装置， 其特征在于， 所述 气液分离器的出气口连接至所述低温干燥器的低温侧入口， 所述低温干燥器的低温侧出口 连接至所述二氧化碳回流压缩机的入口。 4.根据权利要求1～3任一项所述的一种用于碳捕集系统的二氧化碳液化装置， 其特征 在于， 所述压缩机、 所述 膨胀机和所述 二氧化碳回流压缩机均为无油润滑活塞式。 5.根据权利要求1～3任一项所述的一种用于碳捕集系统的二氧化碳液化装置， 其特征 在于， 所述气液分离器的出气口设有气体单向止回阀， 所述气液分离器的出液 口设有液体 单向止回阀。 6.根据权利要求1～3任一项所述的一种用于碳捕集系统的二氧化碳液化装置， 其特征 在于， 所述二氧化碳液化装置还包括依次连接的精馏塔、 后冷器、 增压泵和二氧化碳储罐， 所述气液分离器的出 液口连接 至所述精 馏塔的入口。 7.根据权利要求6所述的一种用于碳捕集系统 的二氧化碳液化装置， 其特征在于， 所述 精馏塔的塔顶设置冷凝器， 塔中段设置2段不锈钢丝网填料， 塔下段为储液区， 塔底设置再 沸器。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216347343 U 2一种用于碳捕 集系统的二氧化 碳液化装置 技术领域 [0001]本实用新型涉及碳处理技术领域， 尤其涉及一种用于碳捕集系统的二氧化碳液化 装置。 背景技术 [0002]近年来， 温室气体排放导致的全球气温上升问题越来越严重， 这对人类环境的破 坏是不可逆转的。 在温室气体中， 工业二氧化碳(CO2)过度排放是导致全球气候变暖的重要 因素。 [0003]碳捕集、 利用与封存技术(CCUS)是指将CO2从工业过程、 能源利用或大气中分离出 来， 直接加以利用或注 入地层以实现CO2永久减排的过程。 CCUS是降低化石能源 燃烧CO2排气 量的手段， 是目前世界各国普遍关注的减缓 温室气体排 放的重要技 术之一。 [0004]二氧化碳压缩液化是碳捕集系统的重要组成部分， 也是衔接碳捕集和碳封存利用 不可缺少的环节。 二氧化碳压缩液化的目的是将再生塔中产生的纯度为95％左右的粗CO2 气体处理到纯度为9 9.9％以上的成品液化CO2。 [0005]目前绝大多数碳捕集工程中， 都采用传统的低温液化工艺， 即通过外加制冷机组 提供CO2液化所需温度， 操作温度低于 ‑20℃， 为避免水结冰冻堵， 脱水预处理过程复杂、 制 冷能耗高、 机械设备多， 显著增加了CCUS的技术成本。 此外， 常规的低温液化工艺采用氨制 冷系统， 需要定时对制冷系统进 行加氨操作。 液氨是一种易燃易爆、 带刺激性气味的危险化 学品， 在工业使用中具有一定风险， 需要严格的管理和监督。 CCUS技术发展 时间较短， 系统 构建还不完善， 所以采用一种新型的不设置氨制冷机组的二氧化碳液化装置是十分有必 要 的。 实用新型内容 [0006]针对现有技术存在的问题， 本实用新型提供一种用于碳捕集系统的二氧化碳液化 装置。 [0007]本实用新型提供一种用于碳捕集系统的二氧化碳液化装置， 包括依次连接的二氧 化碳干燥净化单元、 压缩机、 混合器、 预冷器、 膨胀机和气液分离器， 还包括二氧化碳回流压 缩机， 所述二氧化碳回流压缩机的进气为所述气液分离器的出气， 所述二氧化碳回流压缩 机的出口连接至所述混合器的入口， 所述二氧化碳回流压缩机与所述膨胀机通过同轴连杆 连接。 [0008]进一步地， 所述二氧化碳干燥净化单元包括依次连接的缓冲罐、 低温干燥器、 吸附 床和干燥床， 所述缓冲罐入口连接至碳捕集系统再生装置的出气口， 所述干燥床的出 口连 接至所述压缩机的入口。 [0009]进一步地， 所述气液分离器 的出气口连接至所述低温干燥器的低温侧入口， 所述 低温干燥器的低温侧出口连接 至所述二氧化碳回流压缩机的入口。 [0010]进一步地， 所述吸附床中包 含由硫化铜和硫化 亚铜按质量比1:1组成的吸附剂。说　明　书 1/3 页 3 CN 216347343 U 3