1.本发明涉及二氧化碳回收利用技术领域，具体涉及一种工业尾气提纯液化二氧化碳的方法与装置。
背景技术：
2.化工产业的尾气中一般含有大量二氧化碳，回收利用这部分二氧化碳一方面可以保护环境，一方面可以给企业带来一定的经济效益。现有技术中，一般把二氧化碳制成液体或固体产品，从而方便运输和使用。
3.工业尾气中的二氧化碳如何高效回收利用，并且如何利用二氧化碳回收系统中的压缩热，从而提高能源利用率是本领域技术人员急需解决的技术问题。例如，在煤制氢过程中，产出的二氧化碳纯度最高可达98％以上，节省了碳捕集工艺的成本。但是，上述工业尾气中的二氧化碳提纯液化工艺流程简单，存在大量压缩热未被利用，造成能源资源巨大浪费。因此，本领域技术人员急需一种与工业尾气二氧化碳提纯液化系统耦合的开式压缩二氧化碳储能系统，从而高效回收系统中的压缩热、进而提高能源利用率，同时实现液态二氧化碳产品多品位灵活输出，利用超临界二氧化碳储能技术高储能密度和高效率两个突出的性能优势，消纳高比例可再生能源。进而产生显著的能源、经济和环境效益，助力我国双碳目标的达成。
技术实现要素：
4.本发明旨在提供工业尾气提纯液化二氧化碳的方法与装置，可以解决现有技术中压缩热无法有效利用、能源利用率低的问题。为此，本发明提供一种工业尾气提纯液化二氧化碳的方法，包括以下步骤：
5.s1，通过压缩机构和气液分离机构将原始气压缩并脱水，得到液态二氧化碳产品；
6.在压缩机构和气液分离机构之间还设置有第一间冷器，所述第一间冷器用于将高温气态二氧化碳降温为常温液态二氧化碳；且，所述第一间冷器与蓄热罐相连通，将热能储存在该蓄热罐内；
7.s2，经过所述压缩机构的液态二氧化碳产品受驱动地进入压力泵内，被加压至高压液态二氧化碳产品并储存在高压储存室中；
8.s3，所述高压储存室内的高压二氧化碳膨胀经第一换热器，加热至高温高压的超临界二氧化碳产品；所述蓄热罐为所述第一换热器供热；
9.之后，超临界二氧化碳产品通入膨胀机膨胀做功，压力下降；
10.s4，经过所述膨胀机的二氧化碳工质通过高压法对工业尾气中的二氧化碳进行提纯液化，从而得到高压液态二氧化碳产品。
11.可选的，在步骤s1中，所述压缩机构为包括至少两个压缩机的多级压缩结构；且每个所述压缩机的出口位置均依次设置有第一间冷器和气液分离器。
12.可选的，在步骤s1中，原始气经所述压缩机构转化为7mpa、20℃的液态二氧化碳；
13.在步骤s2中，所述压力泵将7mpa、20℃的液态二氧化碳加压，转化为至少30mpa的液态二氧化碳；
14.在步骤s3中，经所述膨胀机做功的二氧化碳压力降低至7mpa。
15.可选的，在步骤s3中，所述膨胀机为至少两个，且每个所述膨胀机进口位置均设置有一个所述第一换热器。
16.可选的，在步骤s3中，所述膨胀机的出口位置还设置有第二换热器，所述第二换热器用于对经过所述膨胀机的二氧化碳工质冷却降温；之后，冷却后的所述二氧化碳工质进入所述步骤s4中。
17.可选的，在步骤s3中，所述第二换热器将经过所述膨胀机的二氧化碳工质冷却至23℃。
18.一种提纯液化二氧化碳装置，包括：
19.压缩机构，包括：至少两个压缩机，用于提高原始气的压力值；所述压缩机的出口与气液分离器相连通，用于提高原始气的压力并对原始气进行脱水；
20.第一间冷器，设置在所述压缩机和所述气液分离器二者之间，用于将高温气态二氧化碳降温为常温液态二氧化碳；
21.蓄热罐，与所述第一间冷器相连通，用于储存所述第一间冷器从所述高温气态二氧化碳吸收的热能；
22.压力泵，与所述压缩机构的出口相连通，将经过所述压缩机构的液态二氧化碳产品加压；
23.高压储存室，与所述压力泵的出口相连通，用于储存经所述压力泵加压的二氧化碳产品；
24.第一换热器，设置在所述高压储存室的出口方向上，用于将高压的二氧化碳加热至超临界二氧化碳产品；
25.膨胀机，与所述第一换热器的出口相连通，通过高温高压的超临界二氧化碳膨胀做功；
26.第二换热器，设置在所述膨胀机的出口位置，所述第二换热器用于对经过所述膨胀机的二氧化碳工质冷却降温；
27.高压法二氧化碳提纯设备，用于制备高压液态二氧化碳产品。
28.可选的，所述高压法二氧化碳提纯设备包括：
29.精馏塔，经过所述第二换热器冷却的二氧化碳工质进入所述精馏塔；所述精馏塔用于对原始气进行精馏，不凝气从所述精馏塔的塔顶被分离出去，高纯度的二氧化碳产品从塔底释放；
30.再沸器，与所述精馏塔的底部相连通，使所述精馏塔底部的液态原始气再一次汽化；
31.第三换热器，设置在所述精馏塔的出口位置，用于将所述再沸器排出的高温二氧化碳产品降温，以输出7mpa、20℃的液态二氧化碳产品。
32.可选的，所述高压法二氧化碳提纯设备还包括：用于对所述第二换热器和所述第三换热器提供冷能的制冷压缩机组；
33.所述制冷压缩机组，与所述第二换热器和/或所述第三换热器的冷源管路相连通，
用于对冷源管路内的制冷剂降温，该制冷压缩机组包括：
34.制冷压缩机，用于将低压的气态制冷剂压缩至高压；
35.压缩机组换热器，与所述制冷压缩机的出口相连通，所述压缩机组换热器用于将高温、高压的气态制冷剂向环境散热，以转换为高压、常温的气态制冷剂；
36.压缩机组节流阀，与所述压缩机组换热器的出口，并与所述第二换热器和/或所述第三换热器相连通，用于将高压、常温的气态制冷剂通过节流转换为低压、低温的液态制冷剂。
37.本发明技术方案，具有如下优点：
38.1.本发明提供的工业尾气提纯液化二氧化碳的方法，包括以下步骤：
39.s1，通过压缩机构和气液分离机构将原始气压缩并脱水，得到液态二氧化碳产品；
40.在压缩机构和气液分离机构之间还设置有第一间冷器，所述第一间冷器用于将高温气态二氧化碳降温为常温液态二氧化碳；且，所述第一间冷器与蓄热罐相连通，将热能储存在该蓄热罐内；
41.s2，经过所述压缩机构的液态二氧化碳产品受驱动地进入压力泵内，被加压至高压液态二氧化碳产品并储存在高压储存室中；
42.s3，所述高压储存室内的高压二氧化碳膨胀经第一换热器，加热至高温高压的超临界二氧化碳产品；所述蓄热罐为所述第一换热器供热；
43.之后，超临界二氧化碳产品通入膨胀机膨胀做功，压力下降；
44.s4，经过所述膨胀机的二氧化碳工质通过高压法对工业尾气中的二氧化碳进行提纯液化，从而得到高压液态二氧化碳产品。
45.在本发明中，通过上述工业尾气提纯液化二氧化碳的方法可以得到7mpa、20℃的液态二氧化碳，进而降低液态二氧化碳的运输成本。而且，在本发明中还设置有第一间冷器与蓄热罐，从而实现收集压缩热。并且，配合上述高压储存室和压力泵从而实现提升压力，进而实现利用压缩热、膨胀做功，达到节能的目的，提升产品经济效益。在本发明中，通过上述第一间冷器与蓄热罐利用提纯液化过程中的压缩热，以二氧化碳为工质，形成开式压缩二氧化碳储能系统，进而解决压缩热浪费、系统能量效率低的问题，并且该系统可以用于储存电力、调节电网负荷、应对能源峰谷电价差异等，为能源转型和可再生能源开发提供了一种有效的j9九游会真人的解决方案。
46.2.本发明提供的工业尾气提纯液化二氧化碳的方法，在步骤s1中，所述压缩机构为包括具有至少两个压缩机的多级压缩结构；且每个所述压缩机的出口位置均依次设置有第一间冷器和气液分离器。
47.在本发明中，通过上述多级压缩结构以及第一间冷器和气液分离器，可以有效地提高步骤s1中对原始气的压缩效果，从而提高工业尾气的产品转化率，得到符合要求的二氧化碳产品。
48.3.本发明提供的工业尾气提纯液化二氧化碳的方法，在步骤s3中，所述膨胀机为至少两个，且每个所述膨胀机进口位置均设置有一个所述第一换热器。
49.在本发明中，通过设置多级膨胀机，并通过蓄热罐为多个所述第一换热器供热，可以有效地提高膨胀机的膨胀效果并节省能源消耗，提升产品经济效益。
50.4.本发明提供的提纯液化二氧化碳装置，包括：
51.压缩机构，包括：至少两个压缩机，用于提高原始气的压力值；所述压缩机的出口与气液分离器相连通，用于提高原始气的压力并对原始气进行脱水；
52.第一间冷器，设置在所述压缩机和所述气液分离器二者之间，用于将高温气态二氧化碳降温为常温液态二氧化碳；
53.蓄热罐，与所述第一间冷器相连通，用于储存所述第一间冷器从所述高温气态二氧化碳吸收的热能；
54.压力泵，与所述压缩机构的出口相连通，将经过所述压缩机构的液态二氧化碳产品加压；
55.高压储存室，与所述压力泵的出口相连通，用于储存经所述压力泵加压的二氧化碳产品；
56.第一换热器，设置在所述高压储存室的出口方向上，用于将高压的二氧化碳加热至超临界二氧化碳产品；
57.膨胀机，与所述第一换热器的出口相连通，通过高温高压的超临界二氧化碳膨胀做功；
58.第二换热器，设置在所述膨胀机的出口位置，所述第二换热器用于对经过所述膨胀机的二氧化碳工质冷却降温；
59.高压法二氧化碳提纯设备，用于制备高压液态二氧化碳产品。
60.在本发明中的上述设备可以实现制备7mpa、20℃的液态二氧化碳。另外，通过上述蓄热罐还可以储存所述第一间冷器从所述高温气态二氧化碳吸收的热能，从而为第一换热器供能。进而通过高压储存室和压力泵实现提升压力，利用压缩热、膨胀做功，达到节能的目的。
61.5.本发明提供的提纯液化二氧化碳装置，所述高压法二氧化碳提纯设备包括：
62.精馏塔，经过所述第二换热器冷却的二氧化碳工质进入所述精馏塔；所述精馏塔用于对原始气进行精馏，不凝气从所述精馏塔的塔顶被分离出去，高纯度的二氧化碳产品从塔底释放；
63.再沸器，与所述精馏塔的底部相连通，使所述精馏塔底部的液态原始气再一次汽化；
64.第三换热器，设置在所述精馏塔的出口位置，用于将所述再沸器排出的高温二氧化碳产品降温，以输出7mpa、20℃的液态二氧化碳产品。
65.在本发明中，通过上述高压法二氧化碳提纯设备可以有效地制得7mpa、20℃的液态二氧化碳产品。
66.6.本发明提供的提纯液化二氧化碳装置，所述高压法二氧化碳提纯设备还包括：用于对所述第二换热器和所述第三换热器提供冷能的制冷压缩机组；所述制冷压缩机组，与所述第二换热器和所述第三换热器的冷源管路相连通，用于对冷源管路内的制冷剂降温，
67.该制冷压缩机组包括：
68.制冷压缩机，用于将低压的气态制冷剂压缩至高压；
69.压缩机组换热器，与所述制冷压缩机的出口相连通，所述压缩机组换热器用于将高温、高压的气态制冷剂向环境散热，以转换为高压、常温的气态制冷剂；
70.压缩机组节流阀，与所述压缩机组换热器的出口，并与所述第二换热器和/或所述第三换热器相连通，用于将高压、常温的气态制冷剂通过节流转换为低压、低温的液态制冷剂。
71.在本发明中，通过上述制冷压缩机组可以为所述第二换热器和所述第三换热器两者或两者其一的制冷剂降温，从而保证所述第二换热器和所述第三换热器的正常换热降温效果。
附图说明
72.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
73.图1为本发明提供工业尾气提纯液化二氧化碳设备结构示意图。
74.附图标记说明：
75.1-压缩机；2-气液分离器；3-第一间冷器；4-蓄热罐；5-压力泵；6-高压储存室；7-第一换热器；8-膨胀机；9-第二换热器；10-精馏塔；11-再沸器；12-第三换热器；13-制冷压缩机；14-压缩机组换热器；15-压缩机组节流阀。
具体实施方式
76.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
77.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
78.实施例1
79.记载了一种工业尾气提纯液化二氧化碳的方法，如图1所示，其包括以下步骤：
80.s1，通过压缩机构和气液分离机构将原始气压缩并脱水，转化为7mpa、20℃的液态二氧化碳；在本实施例中为了提高压缩机构，在步骤s1中，所述压缩机构为包括6个压缩机1的多级压缩结构；且每个所述压缩机1的出口位置均依次设置有第一间冷器3和气液分离器2；
81.在压缩机构和气液分离机构之间还设置有第一间冷器3，所述第一间冷器3用于将高温气态二氧化碳降温为常温液态二氧化碳；且，所述第一间冷器3与蓄热罐4相连通，将热能储存在该蓄热罐4内；
82.s2，经过所述压缩机构的液态二氧化碳产品受驱动地进入压力泵5内，该压力泵5将7mpa、20℃的液态二氧化碳加压，转化为至少30mpa的液态二氧化碳；之后，上述被加压至高压液态二氧化碳产品并储存在高压储存室6中；
83.s3，所述高压储存室6内的高压二氧化碳膨胀经第一换热器7，加热至高温高压的超临界二氧化碳产品；所述蓄热罐4为所述第一换热器7供热；
84.之后，超临界二氧化碳产品通入膨胀机8膨胀做功，压力下降至7mpa；在本步骤s3
中，所述膨胀机8为两个，且每个所述膨胀机8进口位置均设置有一个所述第一换热器7；
85.另外，所述膨胀机8的出口位置还设置有第二换热器9，所述第二换热器9用于对经过所述膨胀机8的二氧化碳工质冷却降温；之后，冷却后的所述二氧化碳工质进入所述步骤s4中；上述第二换热器9将经过所述膨胀机8的二氧化碳工质冷却至23℃；
86.s4，经过所述膨胀机8的二氧化碳工质通过高压法对工业尾气中的二氧化碳进行提纯液化，从而得到高压液态二氧化碳产品。
87.一种应用工业尾气提纯液化二氧化碳的方法的提纯液化二氧化碳装置，如图1所示，其包括：
88.压缩机构，包括：6个压缩机1，用于提高原始气的压力值；所述压缩机1的出口与气液分离器2相连通，用于提高原始气的压力并对原始气进行脱水；
89.第一间冷器3，设置在所述压缩机1和所述气液分离器2二者之间，用于将高温气态二氧化碳降温为常温液态二氧化碳；
90.蓄热罐4，与所述第一间冷器3相连通，用于储存所述第一间冷器3从所述高温气态二氧化碳吸收的热能；
91.压力泵5，与所述压缩机构的出口相连通，将经过所述压缩机构的液态二氧化碳产品加压；
92.高压储存室6，与所述压力泵5的出口相连通，用于储存经所述压力泵5加压的二氧化碳产品；
93.第一换热器7，设置在所述高压储存室6的出口方向上，用于将高压的二氧化碳加热至超临界二氧化碳产品；
94.膨胀机8，与所述第一换热器7的出口相连通，通过高温高压的超临界二氧化碳膨胀做功；
95.第二换热器9，设置在所述膨胀机8的出口位置，所述第二换热器9用于对经过所述膨胀机8的二氧化碳工质冷却降温；
96.高压法二氧化碳提纯设备，用于制备高压液态二氧化碳产品。
97.在本实施例中，如图1所示的高压法二氧化碳提纯设备包括：
98.精馏塔10，经过所述第二换热器9冷却的二氧化碳工质进入所述精馏塔10；所述精馏塔10用于对原始气进行精馏，不凝气从所述精馏塔10的塔顶被分离出去，高纯度的二氧化碳产品从塔底释放；
99.再沸器11，与所述精馏塔10的底部相连通，使所述精馏塔10底部的液态原始气再一次汽化；
100.第三换热器12，设置在所述精馏塔10的出口位置，用于将所述再沸器11排出的高温二氧化碳产品降温，以输出7mpa、20℃的液态二氧化碳产品。
101.另外，为了对所述第二换热器9和所述第三换热器12提供冷能。所述高压法二氧化碳提纯设备还包括：制冷压缩机组。
102.所述制冷压缩机组，与所述第二换热器9和所述第三换热器12的冷源管路相连通，用于对冷源管路内的制冷剂降温，该制冷压缩机组包括：
103.制冷压缩机13，用于将低压的气态制冷剂压缩至高压；
104.压缩机组换热器14，与所述制冷压缩机13的出口相连通，所述压缩机组换热器14
用于将高温、高压的气态制冷剂向环境散热，以转换为高压、常温的气态制冷剂；
105.压缩机组节流阀15，与所述压缩机组换热器14的出口，并与所述第二换热器9和所述第三换热器12相连通，用于将高压、常温的气态制冷剂通过节流转换为低压、低温的液态制冷剂。
106.当然，在本实施例中，对通过压缩机构和气液分离机构将原始气压缩并脱水，从而转换为多少压力多高温度的液态二氧化碳不做具体限定；并且，对压力泵5将液态二氧化碳加压至多少压力值不做具体限定；另外，上述超临界二氧化碳产品通入膨胀机8膨胀做功，压力下降至多少压力值不做具体限定，在其它实施例中，操作人员可以根据实际需求调整二氧化碳的温度和压力值。
107.当然，在本实施例中，对压缩机构具有的压缩机1数量不做具体限定，在其它实施例中，压缩机构还可以包括其它数量的压缩机1。
108.当然，在本实施例中，对膨胀机8的数量不做具体限定，在其它实施例中，膨胀机8还可以为3个或其它数量。
109.当然，在本实施例中，对制冷压缩机组的作用对象不做具体限定，在其它实施例中，制冷压缩机组仅仅与所述第二换热器9和所述第三换热器12二者其一的冷源管路相连通，用于对与其相连通的冷源管路内制冷剂降温。
110.当然，在本实施例中，对压缩机构和气液分离机构将原始气压缩并脱水，从而转化而成的液态二氧化碳其压力值和温度不做具体限定，在其它实施例中，压缩机构和气液分离机构将原始气压缩并脱水，从而转化成6mpa、21℃的液态二氧化碳，或其它压力值和温度的液态二氧化碳。
111.当然，在本实施例中，对第二换热器9将二氧化碳工质冷却的具体温度值不做具体限定，在其它实施例中，第二换热器9将经过所述膨胀机8的二氧化碳工质冷却至22℃，或其它温度。
112.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。