CN101898066A - 从一氧化碳中精脱二氧化碳的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从一氧化碳中精脱二氧化碳的方法，依次包括吸附、抽空、抽空和冲洗、抽空等步骤，本方法整个脱除过程是在干基状态下进行的，对设备材质没有特殊要求，普通的碳钢设备既能满足要求，同时也不需要再设置其它设备，投资少，操作简单，自动化程度高，脱除精度高，可将一氧化碳气中的二氧化碳含量从50～1000ppm脱除到5ppm以下，对纯一氧化碳气体中的其它组份含量无特殊限制。

Description

从一氧化碳中精脱二氧化碳的方法
技术领域
本发明涉及一种从一氧化碳中精脱二氧化碳的方法。
背景技术
从一氧化碳气体中精脱除二氧化碳的方法，目前已工业化的有：
(1)碱吸收法
用稀释的氢氧化钠溶液洗涤除去二氧化碳，由于反应过程中要生成水，必须再经干燥除水后才能得到合格的一氧化碳产品。在以上脱除过程中，反应过程中生成的水，与一氧化碳和二氧化碳形成弱酸介质，对设备有一定的腐蚀性，同时一氧化碳的脱除精度只能达到300ppm以上。
(2)变压吸附法
国内现在也有个别工厂采用变压吸附法进行精脱二氧化碳工艺，但在整个脱附过程中一氧化碳损失较大，一氧化碳将会损失至少20％-30％以上，同时脱除精度只能达到500ppm以上。
发明内容
本发明的目的在于：针对以上现有技术中存在的问题，提供一种在干基状态下进行的、对设备材质没有特殊要求、脱除精度高、可将一氧化碳气中的二氧化碳含量从50～1000ppm脱除到5ppm以下的精脱CO2的方法。
为了达到上述发明目的，本发明实施如下的技术方案：
一种从一氧化碳中精脱二氧化碳的方法，依次包括以下步骤：
(1)吸附
将含CO2杂质的CO原料气自下而上的送入吸附床内进行吸附，在床层内吸附剂对二氧化碳进行吸附，而净化后的气体自床层顶部排出；吸附区的前沿向上移动，当出口气体中的CO2含量达到5ppm时，中止CO原料气的进入、停止吸附操作；
(2)抽空
CO原料气进入另一个已再生好的床层进行吸附，在吸附压力降至0.02-0.05MPa后，对吸附塔进行抽空。
(3)抽空和冲洗
上述抽空步骤结束后，吸附塔内大部分杂质已经从吸附剂上解吸出来，但吸附塔内死空间仍残留少量二氧化碳组份，如果仍继续通过抽空方式，是无法彻底将残留二氧化碳组份抽出，在下次吸附塔重新进入吸附过程时，会随产品气带出，导致产品一氧化碳中杂质组份二氧化碳无法达标。故采用比一氧化碳吸附容量小的介质，对残留在吸附塔死空间中的二氧化碳进行快速冲洗，使二氧化碳组份迅速解吸出吸附塔内。该过程是利用冲洗介质逆向冲洗方式，从上至下对残留杂质进行冲洗，通过控制流量达到要求。
所以当吸附塔压力降至-0.03～-0.05MPa后，从吸附塔上部通入比CO吸附容量小的惰性冲洗气，从吸附塔下部排出所述冲洗气，边抽真空、边利用冲洗气冲洗床层，吸附塔内压力始终保持在-0.03～-0.05MPa。
(4)抽空
上述抽空和冲洗步骤结束后，经抽空和冲洗的解析气的CO2含量在5ppm以下时，吸附塔内残留二氧化碳杂质彻底解吸，停止加入冲洗气，关闭与吸附塔相关的所有阀门，此时吸附塔内残留了冲洗介质气N2或H2，为了使产品一氧化碳纯度仍满足要求，通过真空泵继续对吸附塔进行抽空，将冲洗介质气抽空。当吸附塔压力达到-0.07～-0.09Mpa，说明吸附塔内冲洗介质气也解吸干净，此时吸附剂吸附的CO2被彻底解吸，吸附剂获得了完全再生。
作为优选方式，所述的比CO吸附容量小的惰性冲洗气为N2或H2。
作为优选方式，通入的所述比CO吸附容量小的惰性冲洗气压力为0.05-0.6Mpa。
本发明的有益效果：本方法整个脱除过程是在干基状态下进行的，对设备材质没有特殊要求，普通的碳钢设备即能满足要求，同时也不需要再设置其它设备，投资少，操作简单，自动化程度高，脱除精度高，可将一氧化碳气中的二氧化碳含量从50～1000ppm脱除到5ppm以下，对纯一氧化碳气体中的其它组份含量无特殊限制。
具体实施方式
实施例1
一种从一氧化碳中精脱二氧化碳的方法，依次包括以下步骤：
(1)吸附
将含CO2杂质的CO原料气自下而上的送入吸附床内进行吸附，在床层内吸附剂对二氧化碳进行吸附，而净化后的气体自床层顶部排出；吸附区的前沿向上移动，当出口气体中的CO2含量达到5ppm时，中止CO原料气的进入、停止吸附操作；
(2)抽空
CO原料气进入另一个已再生好的床层进行吸附，在吸附压力降至0.02MPa后，通过真空泵对吸附塔进行抽空。
(3)抽空和冲洗
抽空步骤结束后，吸附塔内大部分杂质已经从吸附剂上解吸出来，但吸附塔内死空间仍残留少量二氧化碳组份，如果仍继续通过抽空方式，是无法彻底将残留二氧化碳组份抽出，在下次吸附塔重新进入吸附过程时，会随产品气带出，导致产品一氧化碳中杂质组份二氧化碳无法达标。故采用比一氧化碳吸附容量小的介质N2对残留在吸附塔死空间中的二氧化碳进行快速冲洗，使二氧化碳组份迅速解吸出吸附塔内。该过程是利用冲洗介质逆向冲洗方式，从上至下对残留杂质进行冲洗，通过控制流量达到要求。
具体为：当吸附塔压力降至-0.03MPa后，从吸附塔上部通入压力为0.05Mpa的冲洗气N2，从吸附塔下部排出所述冲洗气，通过真空泵边抽真空、边利用冲洗气冲洗床层，吸附塔内压力始终保持在-0.03MPa。
(4)抽空
上述抽空和冲洗步骤结束后，经抽空和冲洗的解析气的CO2含量在5ppm以下时，吸附塔内残留二氧化碳杂质彻底解吸，停止加入冲洗气，关闭与吸附塔相关的所有阀门，此时吸附塔内残留了冲洗介质气N2，为了使产品一氧化碳纯度仍满足要求，通过真空泵继续对吸附塔进行抽空，将冲洗介质气N2抽空。当吸附塔压力达到-0.07Mpa，说明吸附塔内冲洗介质气N2也解吸干净，此时吸附剂吸附的CO2被彻底解吸，吸附剂获得了完全再生。
实施例2
一种从一氧化碳中精脱二氧化碳的方法，依次包括以下步骤：
(1)吸附
将含CO2杂质的CO原料气自下而上的送入吸附床内进行吸附，在床层内吸附剂对二氧化碳进行吸附，而净化后的气体自床层顶部排出；吸附区的前沿向上移动，当出口气体中的CO2含量达到5ppm时，中止CO原料气的进入、停止吸附操作；
(2)抽空
CO原料气进入另一个已再生好的床层进行吸附，在吸附压力降至0.05MPa后，通过真空泵对吸附塔进行抽空。
(3)抽空和冲洗
抽空步骤结束后，吸附塔内大部分杂质已经从吸附剂上解吸出来，但吸附塔内死空间仍残留少量二氧化碳组份，如果仍继续通过抽空方式，是无法彻底将残留二氧化碳组份抽出，在下次吸附塔重新进入吸附过程时，会随产品气带出，导致产品一氧化碳中杂质组份二氧化碳无法达标。故采用比一氧化碳吸附容量小的介质H2对残留在吸附塔死空间中的二氧化碳进行快速冲洗，使二氧化碳组份迅速解吸出吸附塔内。该过程是利用冲洗介质逆向冲洗方式，从上至下对残留杂质进行冲洗，通过控制流量达到要求。
具体为：当吸附塔压力降至-0.05MPa后，从吸附塔上部通入压力为0.6Mpa的冲洗气H2，从吸附塔下部排出所述冲洗气，通过真空泵边抽真空、边利用冲洗气冲洗床层，吸附塔内压力始终保持在-0.05MPa。
(4)抽空
上述抽空和冲洗步骤结束后，经抽空和冲洗的解析气的CO2含量在5ppm以下时，吸附塔内残留二氧化碳杂质彻底解吸，停止加入冲洗气H2，关闭与吸附塔相关的所有阀门，此时吸附塔内残留了冲洗介质气H2，为了使产品一氧化碳纯度仍满足要求，通过真空泵继续对吸附塔进行抽空，将冲洗介质气N2抽空。当吸附塔压力达到-0.09Mpa，说明吸附塔内冲洗介质气H2也解吸干净，此时吸附剂吸附的CO2被彻底解吸，吸附剂获得了完全再生。

Claims (3)

1.一种从一氧化碳中精脱二氧化碳的方法，其特征在于：依次包括以下步骤：
(1)吸附
将含CO2杂质的CO原料气自下而上的送入吸附床内进行吸附，在床层内吸附剂对二氧化碳进行吸附，而净化后的气体自床层顶部排出；吸附区的前沿向上移动，当出口气体中的CO2含量达到5ppm时，中止CO原料气的进入、停止吸附操作；
(2)抽空
CO原料气进入另一个已再生好的床层进行吸附，在吸附压力降至0.02-0.05MPa后，对吸附塔进行抽空；
(3)抽空和冲洗
当吸附塔压力降至-0.03～-0.05MPa后，从吸附塔上部通入比CO吸附容量小的惰性冲洗气，从吸附塔下部排出所述冲洗气，边抽真空、边利用冲洗气冲洗床层，吸附塔内压力始终保持在-0.03～-0.05Mpa；
(4)抽空
经抽空和冲洗的解析气的CO2含量在5ppm以下时，停止加入冲洗气，继续对吸附塔进行抽空，使吸附塔压力降至-0.07～-0.09Mpa，此时吸附剂吸附的CO2被彻底解吸，同时吸附剂获得了完全再生。
2.根据权利要求1所述的从一氧化碳中精脱二氧化碳的方法，其特征在于：所述的比CO吸附容量小的惰性冲洗气为N2或H2。
3.根据权利要求1或2所述的的从一氧化碳中精脱二氧化碳的方法，其特征在于：通入的所述比CO吸附容量小的惰性冲洗气的压力为0.05-0.6Mpa。
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