一种二氧化碳气体收集系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种二氧化碳气体收集系统，包括喷淋塔、气水分离器、热交换器、空压机和压力储罐，所述喷淋塔的进口连接用于送入二氧化碳气体的集气输送管，所述气水分离器的进气口通过管道连接所述喷淋塔的出气口，所述热交换器的放热介质进口通过管道连接所述气水分离器的出气口，所述空压机的进气口通过空压机进气管连接所述热交换器的放热介质出口，所述压力储罐的进气口通过管道连接空压机的出气口。本实用新型专利技术通过气水分离器能够对二氧化碳气体进行三次气水分离，分离效果好，分离效率高；通过热交换器可实现二氧化碳气体热能的回收利用；空压机能够空载启动，且进入的气体中含水量少，有利于延长设备的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳气体收集系统
本技术涉及一种二氧化碳气体收集系统，适应于啤酒制造行业生产线产生的CO2气体的收集及部分相关处理，也可以用于其他类似场合。
技术介绍
啤酒发酵等生产工艺副产二氧化碳气体，将这些二氧化碳气体收集起来，经过一定处理后，可作为高纯度二氧化碳产品。现有二氧化碳气体的收集处理系统大致包括喷淋除沫装置、空压机、压力储罐（储气罐）及后续的净化和液化系统，经过集气管道收集的二氧化碳气体进入喷淋装置进行喷淋除沫，然后通过空压机送入压力储罐作为后续的净化和液化系统的气源，可以将压力储罐及前序的设备作为收集系统，将压力储罐后序的设备作为处理系统。现有二氧化碳收集系统的主要缺陷包括：1）经过喷淋除沫后，气体中的水分含量较高，这些水分与二氧化碳结合形成酸性水，对空压机等设备有较强的腐蚀作用；2）由于水分含量较高，对后序处理系统需要设置较为复杂的设备进行出水，导致后序处理系统的复杂化，并需要消耗较多的能量；3）空压机荷载状态下启动，启动功率过大，温升过高，严重影响空压机的使用寿命；4）二氧化碳气体中的热能得不到充分的利用，造成能量浪费；5）喷淋除沫设备的除沫效率较低，耗水量大。
技术实现思路
为克服现有技术的上述缺陷，本技术提供了一种二氧化碳气体收集系统，这种系统能够有效地减少二氧化碳气体中的含水量，且有利于回收利用二氧化碳气体中的热能，有利于减少喷淋用水量。本技术实现上述目的的技术方案是：一种二氧化碳气体收集系统，包括：喷淋塔，用于喷淋除沫，其进口连接用于送入二氧化碳气体的集气输送管；气水分离器，用于二氧化碳气体中的气水分离，其进气口通过管道连接所述喷淋塔的出气口；热交换器，用于回收利用二氧化碳气体中的热能，并冷凝脱除二氧化碳气体中的水分，采用管束式热交换器，放热介质通道为壳程，吸热介质通道为管程，壳体的底部设置冷凝水出口，放热介质进口通过管道连接所述气水分离器的出气口；空压机，用于将二氧化碳气体送入压力储罐（储气罐），其进气口通过进气管连接所述热交换器的放热介质出口，压力储罐，用于二氧化碳气体的储存，其进气口通过管道连接空压机的出气口。所述喷淋塔的塔腔内设置若干丝网层，所述丝网层由若干上下分布的丝网组成，同一丝网层的丝网间距优选为2-3mm，相邻丝网层之间的间距不小于丝网层的厚度，喷头设置在塔腔的上部，进气口设置在塔下部的侧面，出水口位于塔底，各所述丝网层位于喷头和进气口之间。所述喷淋塔内设有连接进气口的布气管，所述布气管上设有若干出气口，所述出气口竖直朝上，通过布气管使出气在塔腔的横截面上基本均匀地分布。所述喷淋塔内设有连接进水管的布水管，所述喷头设置在布水管上，由布水管供水，通过布水管使喷出的水在塔腔的横截面上基本均匀地分布。所述丝网层的丝网倾斜设置，例如倾斜15-35°（与水平面夹角），以利于泡沫和液体从丝网向下流。所述热交换器的壳程内壁上涂有防腐层，例如，聚四氟乙烯涂层。所述热交换器的出水口连接有排水管，所述排水管上设有排水控制阀，由于出水中含有酸性以及一定的杂质，所述排水管接入水处理设备以便进行相应的水处理。所述气水分离器包括筒状的壳体，所述壳体的顶端和底端封闭，所述壳体内的空间分为位于上方的螺旋分离区和位于下方的折流分离区，所述螺旋分离区内设有沿其轴向呈螺旋状的导流板，所述壳体内设有与其同轴的排气管，所述排气管向上延伸至所述壳体外并与所述壳体的顶壁密封连接，所述排气管的底端进气口位于所述折流分离区内，所述导流板的内缘密封连接所述排气管的外壁，所述导流板的外缘密封连接所述壳体的内壁，所述导流板、壳体的内壁和排气管的外壁共同构成气体的螺旋通道，所述壳体的上部沿其周向设有进气管，所述进气管与所述螺旋通道的进口连通，所述壳体的底端设有排水管，所述排水管上设有排水阀，所述导流板的外缘处设有或者不设有下凹的导水槽。优选的，所述折流分离区的上部设有呈倒锥筒状的挡板，所述挡板的外缘连接所述壳体的内壁，所述挡板的内缘呈圆形且直径大于所述排气管的外径，所述挡板位于所述导流板的底端与所述排气管的进气口之间。优选的，所述排气管内自下向上交错设有多个折流板，所述折流板固定连接在所述排气管的内壁上。优选的，所述折流板自所述排气管的内壁向其轴线方向倾斜向下。优选的，所述折流板的底面上均匀设有多个翅片。优选的，所述壳体的底部呈倒锥状，所述排水管连接在所述壳体的倒锥状底部的底端。优选的，所述壳体设有冷媒夹套。优选的，所述折流分离区的底部设有液位下限传感器和液位上限传感器，所述液位下限传感器和所述液位上限传感器的输出接入所述排水阀的启闭控制端。优选的，所述排水阀为气动蝶阀，所述气动蝶阀设有用于控制其启闭的二位五通电磁阀，所述气动蝶阀的气动执行器的两个通气口分别连接所述二位五通电磁阀的两个气体通路，所述二位五通电磁阀通过电磁阀继电器连接电源，所述液位下限传感器和所述液位上限传感器的输出接入所述电磁阀继电器的输入端。优选的，所述气水分离器还包括液位超高传感器和报警装置，所述液位超高传感器设置于所述折流分离区的底部且位置高于所述液位上限传感器，所述报警装置通过报警继电器连接电源，所述液位超高传感器的输出接入所述报警继电器的输入端。所述空压机的进口通过进气管连接气水分离器的出气口，出口通过出口管连接压力储罐（储气罐）的进气口，所述进气管上设有进气控制阀，所述进气控制阀为电控电动阀，设有时间继电器和启闭控制继电器，所述时间继电器的输出端和所述启闭控制继电器的输出端均串接在所述进气控制阀的电源电路上，用于连通或切断所述进气控制阀的电源电路，所述启闭控制继电器的输入端设有启闭控制电路，用于连通或切断启闭继电器的输入电路，所述储气罐设有用于检测罐内压力的电接点压力表，所述电接点压力表的输出接入所述启闭控制继电器的启闭控制电路，用于控制所述启闭控制继电器输入端的通断状态，进而控制所述启闭控制继电器输出端的通断状态，当罐内压力达到设定的上限压力时，电接点压力表的上限触点闭合，通过启闭控制电路切断启闭控制继电器的线圈电路，使启闭继电器的输出端处于断开状态，切断进气控制阀的电源电路，使进气控制阀处于关闭状态，当罐内压力达到设定的上限压力或者位于下限压力以下时，电接点压力表的下限触点闭合，通过启闭控制电路接通启闭控制继电器的线圈电路，使启闭继电器的输出端处于闭合状态，如此时时间继电器的输出端也处于闭合状态，接通进气控制阀的电源电路，使进气控制阀处于开启状态。优选的，所述空压机设有用于启闭控制的接触器，所述接触器的主触头串接在所述空压机的电源电路上，用于连通或切断所述空压机的电源电路，所述接触器的一对辅助常开触头串接在所述时间继电器的线圈电路上，用于连通或切断所述时间继电器的线圈电路，当接触器的主触头处于闭合状态时，串接在所述时间继电器的线圈电路上的辅助触头也处于闭合状态，接通时间继电器的线圈电路，经过一定的时间延迟后，时间继电器的输出端闭合，如此时启闭继电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳气体收集系统，其特征在于包括：/n喷淋塔，用于喷淋除沫，其进口连接用于送入二氧化碳气体的集气输送管；/n气水分离器，用于二氧化碳气体中的气水分离，其进气口通过管道连接所述喷淋塔的出气口；/n热交换器，用于回收利用二氧化碳气体中的热能，并冷凝脱除二氧化碳气体中的水分，采用管束式热交换器，放热介质通道为壳程，吸热介质通道为管程，壳体的底部设置冷凝水出口，放热介质进口通过管道连接所述气水分离器的出气口；/n空压机，用于将二氧化碳气体送入压力储罐，其进气口通过空压机进气管连接所述热交换器的放热介质出口；/n压力储罐，用于二氧化碳气体的储存，其进气口通过管道连接空压机的出气口。/n

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳气体收集系统，其特征在于包括：
喷淋塔，用于喷淋除沫，其进口连接用于送入二氧化碳气体的集气输送管；
气水分离器，用于二氧化碳气体中的气水分离，其进气口通过管道连接所述喷淋塔的出气口；
热交换器，用于回收利用二氧化碳气体中的热能，并冷凝脱除二氧化碳气体中的水分，采用管束式热交换器，放热介质通道为壳程，吸热介质通道为管程，壳体的底部设置冷凝水出口，放热介质进口通过管道连接所述气水分离器的出气口；
空压机，用于将二氧化碳气体送入压力储罐，其进气口通过空压机进气管连接所述热交换器的放热介质出口；
压力储罐，用于二氧化碳气体的储存，其进气口通过管道连接空压机的出气口。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述喷淋塔的塔腔内设置若干丝网层，所述丝网层由若干上下分布的丝网组成，喷淋塔的喷头设置在塔腔的上部，进气口设置在塔下部的侧面，出水口位于塔底，各所述丝网层位于喷头和进气口之间。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于所述丝网层的丝网倾斜设置。


4.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述气水分离器包括筒状的壳体，所述壳体的顶端和底端封闭，所述壳体内的空间分为位于上方的螺旋分离区和位于下方的折流分离区，所述螺旋分离区内设有沿其轴向呈螺旋状的导流板，所述壳体内设有与其同轴的排气管，所述排气管向上延伸至所述壳体外并与所述壳体的顶壁密封连接，所述排气管的底端进气口位于所述折流分离区内，所述导流板的内缘密封连接所述排气管的外壁，所述导流板的外缘密封连接所述壳体的内壁，所述导流板、壳体的内壁和排气管的外壁共同构成气体的螺旋通道，所述壳体的上部沿其周向设有进气管，所述进气管与所述螺旋通道的进...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢建刚，
申请(专利权)人：德州克代尔集团有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37