[实用新型]一种混合工质多级循环分离系统

说明书

本实用新型公开一种混合工质多级循环分离系统，包括泄压阀门、第一三通阀、第二三通阀、分离罐、若干冷却罐和若干加热罐，泄压阀门、第一三通阀、第二三通阀和分离罐依次连接；分离罐和每一冷却罐的顶部均设有低沸点工质输出管，低沸点工质输出管的另一端依次连接冷却罐，每一冷却罐的底端均设有低沸点工质回流管，低沸点工质回流管的另一端连通第二三通阀的回流口；分离罐和每一加热罐的底部均设有高沸点工质输出管，高沸点工质输出管的另一端依次连接加热罐，每一冷却罐的顶端设有高沸点工质回流管，高沸点工质回流管的另一端连通第一三通阀的回流口。本实用新型通过多级循环分离技术可得到较高纯度的高沸点工质和低沸点工质。

技术领域

本实用新型涉及混合工质分离技术领域，具体为一种混合工质多级循环分离系统。

背景技术

我国是煤炭消耗大国，其中燃煤发电量占我国总发电量的70％以上。目前，燃煤发电广泛采用蒸汽朗肯循环，但由于受水的物性、相变火用损和材料等限制，发电效率遇到瓶颈。相反，由于超临界二氧化碳(SCO₂)布雷顿循环效率高、系统结构紧凑和环境友好等优势，SCO₂燃煤发电逐渐成为研究热点。

现阶段SCO₂燃煤发电系统都处于概念设计阶段，普遍都是定参数设计集成，但实际电厂运行中冷源温度会随季节变化而变化，所以如何在环境温度低的季节利用好环境冷量，环境温度高时又能最大限度发电，成为现阶段急需解决的一个重要问题。

CO₂临界点温度低(30.98℃)，容易达到，临界点附近密度大，粘性小，压缩因子较小，可以降低压缩机耗功，提高循环效率。所以通常冷却器需要使CO₂尽量冷却至临界点附近，但这就会使冷却水温不容易控制，环境温度与冷却水温差大时，极易发生相变，影响系统正常运行。

CO₂进冷却器时的温度随冷却水温度的变化而变化，当冷却水温度为20℃时，CO₂进冷却器时的温度约为100℃；但当冷却水温度为30℃时，CO₂进冷却器时的温度高达150℃。所以，环境温度越高，废热量也越大，如果将这部分热量利用水冷却，不仅容易造成低温污染，还会带来巨大的火用损，降低能源转换和利用效率。

研究发现，CO₂和有机工质混合组成二元混合新工质可获得不同的临界温度。并且，当有机工质组分越大时，新工质的临界温度越低，即新工质越适应低温季节运行；而当有机工质组分越小，甚至纯CO₂工质时，工质越适应高温季节运行。因此，如何得到较高纯度的高沸点工质和低沸点工质，以及对混合工质的分离数据分析是目前行业内的一个重要任务。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种混合工质多级循环分离系统，可以得到较高纯度的高沸点工质和低沸点工质，以及对混合工质的分离数据分析。

本实用新型解决其技术问题所采用技术方案为：一种混合工质多级循环分离系统，包括泄压阀门、第一三通阀、第二三通阀、分离罐、若干冷却罐和若干加热罐，所述泄压阀门、第一三通阀、第二三通阀和分离罐依次连接；所述分离罐和每一所述冷却罐的顶部均设有低沸点工质输出管，所述低沸点工质输出管的另一端依次连接所述冷却罐，所述低沸点工质输出管上安装有低沸点三通阀，每一所述冷却罐的底端均设有低沸点工质回流管，所述低沸点工质回流管的另一端连通所述第二三通阀的回流口或连通上一级的所述低沸点三通阀的回流口；所述分离罐和每一所述加热罐的底部均设有高沸点工质输出管，所述高沸点工质输出管的另一端依次连接所述加热罐；所述高沸点工质输出管上安装有高沸点三通阀，每一所述加热罐的顶端设有高沸点工质回流管，所述高沸点工质回流管的另一端连通所述第一三通阀的回流口或连通上一级所述高沸点工质分离装置中的所述高沸点三通阀的回流口。

进一步的，还包括有气相色谱仪，每一所述低沸点工质输出管和高沸点工质输出管上分别设有取样装置，所有所述取样装置分别与所述气相色谱仪连接。