气体压缩能量回收系统及回收方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种气体压缩能量回收系统及回收方法，所述系统包括螺杆压缩机、电动机、离合器、螺杆膨胀机、气体分离装置；所述电动机设有两个输出轴，所述电动机通过第一输出轴连接所述螺杆压缩机，所述电动机的第二输出轴通过离合器连接螺杆膨胀机；所述螺杆压缩机的输入端接收混合气体，混合气体经过螺杆压缩机压缩后输出至所述气体分离装置的输入端；所述气体分离装置将混合气体分离为第一气体及第二气体，将第一气体通过第一排气口输出，将第二气体输入螺杆膨胀机推动螺杆膨胀机做功。本发明专利技术提出的气体压缩能量回收系统及回收方法，可提高高炉尾气二氧化碳分离循环利用效率，降低设备投资，节约设备占地。节约设备占地。节约设备占地。

【技术实现步骤摘要】
气体压缩能量回收系统及回收方法


[0001]本专利技术属于能量回收利用
，涉及一种能量回收系统，尤其涉及一种气体压缩能量回收系统及回收方法。

技术介绍

[0002]CCUS(CarbonCapture，UtilizationandStorage)碳捕获、利用与封存是应对全球气候变化的关键技术之一，受到世界各国的高度重视，纷纷加大研发力度。降低钢铁工业中碳排放更是受到社会广泛的关注。
[0003]高炉排放混合尾气通过胺液吸收法在较高的压力下可以获得较高的二氧化碳分离效率。通过螺杆压缩机将混合气压缩到一定的压力下进入胺液吸收塔，二氧化碳被吸收后，剩余混合气大部分为燃料气体，需要经过减压送回到高炉燃烧，继续为高炉提供热值。
[0004]喷液双螺杆压缩机因其同时具备旋转式和容积的特点，可以压缩含液，含尘气体，适应进排气工况的波动能力较强，在煤气压缩过程已有广泛的应用。螺杆膨胀机在蒸汽压差发电邻域已有较成熟的应用。然而，现有压缩机通过减压阀减压，压力能没有得到回收，从而使得系统整体能耗较大，无法满足如今节能减排的需要。
[0005]有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的气体压缩能量回收方式，以便克服现有气体压缩能量回收方式存在的上述至少部分缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种气体压缩能量回收系统及回收方法，可提高高炉尾气二氧化碳分离循环利用效率，降低设备投资，节约设备占地。
[0007]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，采用如下技术方案：
[0008]一种气体压缩能量回收系统，所述系统包括：螺杆压缩机、电动机、离合器、螺杆膨胀机、气体分离装置；
[0009]所述电动机设有两个输出轴，所述电动机通过第一输出轴连接所述螺杆压缩机，所述电动机的第二输出轴通过离合器连接螺杆膨胀机；
[0010]所述螺杆压缩机的输入端接收混合气体，混合气体经过螺杆压缩机压缩后输出至所述气体分离装置的输入端；所述气体分离装置将混合气体分离为第一气体及第二气体，将第一气体通过第一排气口输出，将第二气体输入螺杆膨胀机推动螺杆膨胀机做功；
[0011]在螺杆膨胀机转速高于电动机转速的状态下，离合器自动投入，螺杆膨胀机通过离合器连接电动机，驱动电动机动作；在螺杆膨胀机转速低于电动机转速的状态下，离合器自动脱开。
[0012]作为本专利技术的一种实施方式，所述气体压缩能量回收系统进一步包括压力变送器、背压调节阀及主控电路；
[0013]所述气体分离装置的输入端连有压力变送器，所述气体分离装置的输出端连接背压调节阀；
[0014]所述主控电路根据压力变送器输出的数据控制背压调节阀的工作，从而控制气体分离装置的操作压力和螺杆压缩机的工作背压，进而实时控制气体的分离效率和装置的能耗水平。
[0015]作为本专利技术的一种实施方式，所述气体压缩能量回收系统进一步包括进口调节阀、先导调节阀、快关阀、转速传感器；
[0016]所述螺杆膨胀机出轴端设置转速传感器，所述螺杆膨胀机的进口端设置进口调节阀、先导调节阀、快关阀；
[0017]所述进口调节阀、先导调节阀并联设置后通过快关阀连接所述螺杆膨胀机的进口端，通过进口调节阀、先导调节阀的并联组合根据转速传感器控制螺杆螺杆膨胀机的转速缓慢变化，实现螺杆膨胀机缓慢平稳操作；
[0018]当需要停止螺杆膨胀机转动运行时，通过快关阀紧急切断气源，迅速使得螺杆螺杆膨胀机停止转动。
[0019]作为本专利技术的一种实施方式，在背压调节阀和螺杆膨胀机出口管线之间设置旁路调节阀；当螺杆膨胀机停止运行时，二氧化碳分离装置排出的气体越过螺杆膨胀机直接进入下游管网；在螺杆膨胀机出口设置止回阀，避免气体倒流进入螺杆膨胀机。
[0020]作为本专利技术的一种实施方式，所述气体压缩能量回收系统包括至少一第二螺杆压缩机及至少一第二电动机，各第二电动机连接对应第二螺杆压缩机；所述第二螺杆压缩机的出气端均连接至所述气体分离装置。
[0021]作为本专利技术的一种实施方式，所述螺杆压缩机、电动机、离合器、螺杆膨胀机采用同轴串联布置；所述螺杆压缩机采用喷液双螺杆压缩机；所述电动机采用双出轴结构；所述螺杆膨胀机采用双螺杆无油膨胀机。
[0022]作为本专利技术的一种实施方式，所述离合器采用超越型离合器，当螺杆膨胀机转速高于电动机转速，离合器自动投入，当螺杆膨胀机转速低于电动机转速，离合器自动脱开。
[0023]根据本专利技术的另一个方面，采用如下技术方案：一种上述气体压缩能量回收系统的能量回收方法，所述能量回收方法包括：
[0024]混合气体输送至螺杆压缩机的输入端，混合气体经过螺杆压缩机压缩后输出至气体分离装置的输入端；气体分离装置将混合气体分离为第一气体及第二气体，将第一气体通过第一排气口输出，将第二气体输入螺杆膨胀机推动螺杆膨胀机做功；
[0025]在螺杆膨胀机转速高于电动机转速的状态下，离合器自动投入，螺杆膨胀机通过离合器连接电动机，驱动电动机动作；在螺杆膨胀机转速低于电动机转速的状态下，离合器自动脱开。
[0026]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的气体压缩能量回收系统及回收方法，可提高高炉尾气二氧化碳分离循环利用效率，降低设备投资，节约设备占地；此外，本专利技术可以利用螺杆膨胀机带动螺杆压缩机动作，从而节省能源。
附图说明
[0027]图1为本专利技术一实施例中气体压缩能量回收系统的组成示意图。
[0028]图2为本专利技术另一实施例中气体压缩能量回收系统的组成示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施例。
[0030]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0031]该部分的描述只针对几个典型的实施例，本专利技术并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本专利技术描述和保护的范围内。
[0032]说明书中各个实施例中的步骤的表述只是为了方便说明，本申请的实现方式不受步骤实现的顺序限制。
[0033]说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。
[0034]本专利技术揭示了一种气体压缩能量回收系统，图1为本专利技术一实施例中气体压缩能量回收系统的组成示意图；请参阅图1，所述系统包括：螺杆压缩机1、电动机2、离合器3、螺杆膨胀机4、气体分离装置5。所述电动机2设有两个输出轴，所述电动机2通过第一输出轴连接所述螺杆压缩机1，所述电动机2的第二输出轴通过离合器3连接螺杆膨胀机4。
[0035]所述螺杆压缩机1的输入端接收混合气体，混合气体经过螺杆压缩机1压缩后输出至所述气体分离装置5的输入端；所述气体分离装置5将混合气体分离为第一气体及第二气体，将第一气体(如可以是二氧化碳气体，当然也可以是其他气体)通过第一排气口输出，将第二气体(经气体分离装置5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体压缩能量回收系统，其特征在于，所述系统包括：螺杆压缩机、电动机、离合器、螺杆膨胀机及气体分离装置；所述电动机设有两个输出轴，所述电动机通过第一输出轴连接所述螺杆压缩机，所述电动机的第二输出轴通过离合器连接螺杆膨胀机；所述螺杆压缩机的输入端接收混合气体，混合气体经过螺杆压缩机压缩后输出至所述气体分离装置的输入端；所述气体分离装置将混合气体分离为第一气体及第二气体，将第一气体通过第一排气口输出，将第二气体输入螺杆膨胀机推动螺杆膨胀机做功；在螺杆膨胀机转速高于电动机转速的状态下，离合器自动投入，螺杆膨胀机通过离合器连接电动机，驱动电动机动作；在螺杆膨胀机转速低于电动机转速的状态下，离合器自动脱开。2.根据权利要求1所述的气体压缩能量回收系统，其特征在于：所述气体压缩能量回收系统进一步包括压力变送器、背压调节阀及主控电路；所述气体分离装置的输入端连有压力变送器，所述气体分离装置的输出端连接背压调节阀；所述主控电路根据压力变送器输出的数据控制背压调节阀的工作，从而控制气体分离装置的操作压力和螺杆压缩机的工作背压，进而实时控制气体的分离效率和装置的能耗水平。3.根据权利要求2所述的气体压缩能量回收系统，其特征在于：所述气体压缩能量回收系统进一步包括进口调节阀、先导调节阀、快关阀、转速传感器；所述螺杆膨胀机出轴端设置转速传感器，所述螺杆膨胀机的进口端设置进口调节阀、先导调节阀、快关阀；所述进口调节阀、先导调节阀并联设置后通过快关阀连接所述螺杆膨胀机的进口端，通过进口调节阀、先导调节阀的并联组合根据转速传感器控制螺杆螺杆膨胀机的转速缓慢变化，实现螺杆膨...

【专利技术属性】
技术研发人员：田兵兵，刘雨康，曲宁宁，张琰荆，姚乾宇，姚挺，邓晓峰，
申请(专利权)人：上海维尔泰克螺杆机械有限公司，
类型：发明
国别省市：