CN102198939A

CN102198939A - 一种二氧化碳回收系统

Info

Publication number: CN102198939A
Application number: CN2010101303249A
Authority: CN
Inventors: 王琪
Original assignee: JIANGDU XIANYE GROUP CO Ltd
Current assignee: JIANGDU XIANYE GROUP CO Ltd
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2011-09-28

Abstract

二氧化碳回收系统。涉及对酒厂发酵气体中二氧化碳气体的回收和净化。包括依次连接的气体预处理单元、压缩单元、净化干燥单元、制冷冷凝单元、储存单元、汽化提纯单元和电子控制单元；气体预处理单元：除沫器内设有泡沫检测传感器，除沫器和气囊之间设有阀门；储存单元：内部设置有加热装置，储存单元的顶部设使液态二氧化碳流至储存单元底部的管道；汽化提纯单元：分成较高纯度单元和高纯度单元，储存单元内的出的液态二氧化碳一部分经过汽化器进入到较高纯度单元，另一部分液态二氧化碳经过纯化填料的作用提纯后通过汽化器进入到高纯度单元。本发明提供了一种回收二氧化碳的纯度高、低能耗回收系统。

Description

一种二氧化碳回收系统

技术领域

本发明涉及对酒厂发酵气体中二氧化碳气体的回收和净化，使回收的二氧化碳适用于各行业生产中。

背景技术

在酒制造业和其它发酵食品行业生产中，会产生大量的发酵气体，其中的二氧化碳气体作为工业生产中的常用原料，具有很高的应用价值；开始时由于对二氧化碳利用价值认识的不高和对环境保护的不足，常直接把发酵气体直接排放到大气中，既造成了对环境的严重污染，加重温室效应现象；同时也极大的浪费了二氧化碳的利用价值，极大的浪费了能源。

为此人们开始考虑对发酵行业中产生的二氧化碳气体进行回收、提纯，国内外研究这方面比较多的有荷兰的haffmans公司和我国的奥兰多公司，其也设计出了各式各样的回收系统，但这些系统或多或少都存在一定的缺陷，主要体现在以下几点：1)在对发酵气体进行预处理时，没能对发酵气体中存在的泡沫进行处理，即使进行处理，也不能把泡沫处理干净，使泡沫进入下一个单元，对下单元设备的工作造成了极大的影响，也使二氧化碳的回收质量造成极大影响，导致有些回收到的气体不能使用，这样无形之中极大的提高了回收成本，对企业的经济效益是非常不利的；同时回收的不合格气体如果直接排放到大气中，会对环境造成严重污染，缺乏社会效应；2)在低纯度单元中，都需要利用外界的辅助热能设备提供再沸能源，能源消耗量较大；3)提取出的二氧化碳气体纯度不是太高，对一些要求高纯度二氧化碳的行业中无法应用。我公司在高纯度单元中进行了再提纯。

发明内容

本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种回收二氧化碳纯度高、低能耗的二氧化碳回收系统。

本发明的技术方案是：包括依次连接的气体预处理单元、压缩单元、净化干燥单元、制冷冷凝单元、储存单元、汽化提纯单元和控制上述单元工作的电子控制单元：

其中气体预处理单元：主要包含除沫器、气囊和洗涤塔，除沫器内设有雾化喷嘴和泡沫检测传感器，除沫器和气囊之间的通道设有阀门，该阀门根据泡沫检测传感器检测的信息确定开关；洗涤塔采用填料式洗涤塔；

净化干燥单元：包括作为吸附剂的高效活性炭和作为干燥剂的高效分子栅，气流通过控制在净化干燥单元内单向流动或循环流动；

储存单元：内部设置有加热装置，从制冷冷凝单元出来的二氧化碳经过加热装置，储存单元的顶部设使液态二氧化碳流至储存单元底部的管道；

汽化提纯单元：分成低纯度单元和高纯度单元，储存单元内的出的液态二氧化碳一部分经过汽化器进入到较高纯度单元，另一部分液态二氧化碳经过纯化填料的作用提纯后通过汽化器进入到高纯度单元。

本发明的优点是：1)在除沫器中安装了泡沫检测传感器，当泡沫检测传感器检测到泡沫时，关闭阀门，直到检测到的泡沫状态符合要求才打开阀门，这样就可以有效的把泡沫堵在除沫器中，从而达到了不让泡沫进入下一工序，给下一个工序带来负荷的难题，保证了二氧化碳的回收质量；2)本发明的储存单元利用重力的自然能量回流液态二氧化碳，减少了能源的消耗，且加热装置可以将氧气等汽化点低于二氧化碳的气体有效的汽化排出；3)本发明净化单元中二氧化碳气体可以在其内进行多次吸附和净化，提高了吸附和净化效果；4)汽化提纯单元可根据情况将二氧化碳回收的纯度的进行分类，以适应不同行业的需要，以使其经济效益最大化；5)本发明采用西门子plc控制，控制精度高。

综上所述，依据本发明回收的二氧化碳具有纯度高、能耗低等优点，经检测能达到99.998％的标准，且回收方式符合国际上节能环保的要求，具有极大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明的流程图

图2为本发明气体预处理单元的结构示意图

图3为本发明储存单元的结构示意图

图4为本发明汽化提纯单元的结构示意图

图中1为除沫器、2为泡沫检测传感器、3为阀门、4为气囊、5为加热装置、6为管道。

具体实施方式

本系统采用西门子plc进行控制，通过对系统的优化控制使系统各部分协调工作，始终运行在经济状态，使系统的功耗最低；系统具备完善的安全保护措施，通过各种检测装置随时掌握系统的运行状态保证设备的运行安全和操作人员的人身安全。

系统组成：

1)预处理净化单元：包含除沫器1、气囊4、洗涤塔等组成，通过预处理系统去除二氧化碳回收气体中杂质，稳定平衡系统压力，保证压缩机组具有良好的工作运行条件。

1.1除沫器1：通过对进口气体的泡沫检测控制系统的喷淋用水以达到有效去除泡沫的目的，当泡沫检测传感器2出口检测到泡沫时则切断系统通往气囊4的阀门3进行排污，确保泡沫不会进入后续设备。

1.2气囊4：采用抗二氧化碳酸腐蚀的双向增强膜材料具有持久耐用的特性，用于平衡发酵系统和二氧化碳压缩系统的压力，使压缩系统具有良好的运行条件。

1.3洗涤塔：通过高效的填料设计，使水和二氧化碳气体在填料的内部进行高强度的对流传质，以去除二氧化碳中水溶性物质，进一步净化进入系统的二氧化碳气体。洗涤塔底部带有过压和低压保护系统。

2)压缩单元：采用世界名牌高效率无油润滑机组，具有低噪音、运行可靠、故障率低的特点，科学设计的冷却系统具有降温效果好，气体出口温度低，耗水量低的特点，由于系统气体温度较低通过两级冷却除水装置后气体的含水量较低，减轻了干燥塔的负担。系统具有完善的保护系统，具有压缩机出口温度、压力的监测和保护系统、具有油泵润滑系统的监测和保护系统。

3)净化干燥单元：采用高效活性炭作为吸附剂，可以有效的去除气体中残余的存有异味的有机物，避免使用过程中对啤酒的口味造成影响，采用高效分子筛作为干燥剂具有脱附时间短，托付温度要求低，吸附效率高的特点，可以使系统出口二氧化碳的湿度露点达到-60摄氏度以下，提高了制冷系统的工作效率。系统被紧凑的设计在一个平台上，两组净化系统在PLC的控制下自动的根据设定的程序进行运行和再生操作，两组系统交替工作保证系统的净化效果。

4)制冷冷凝单元：系统由制冷系统和冷凝系统组成。采用进口名牌制冷机组具有电耗低制冷效率高的特点。专业设计的冷凝器保证了系统具有良好的液化效果在压力达到17.6bar温度达到-23.3摄氏度时二氧化碳被冷凝成为液体，大部分的不凝性气体由于本身所具有的物理特性在液化过程中被分离，被不凝气排放装置排放到大气中或者作为系统再生气体用于净化干燥系统的再生过程。

5)二氧化碳储存单元：二氧化碳储罐.储罐内设计有加热装置5，通过干燥塔出口的二氧化碳气体提供再沸热源，该部分能量使储罐中的液态二氧化碳气体中的氧气等不凝性气体从液体中析出，分布在储罐中的气相部分，从而在储罐中形成底部纯度高，顶部纯度相对较低的状况；从冷凝器出来的液态二氧化碳经过罐内部设计的管道6直接将液体输送到罐的底部，避免了液态二氧化碳的二次污染，同样的气化系统的供液也取自相对纯度较高的储罐的底部。

6)汽化提纯单元：二氧化碳储罐中的液态二氧化碳一部分经过汽化器直接应用到大罐的保压等要求纯度不高的环境一部分被一台泵泵送到提纯塔的顶部，在高效的纯化填料的作用下二氧化碳液体被提纯至99.998％，高纯度的液态二氧化碳在高位差的作用下进入塔釜中通过另外一套气化装置将纯净的气体输送到高浓稀释等要求纯度较高的用气点。

Claims

1.二氧化碳回收系统，其特征在于，包括依次连接的气体预处理单元、压缩单元、净化干燥单元、制冷冷凝单元、储存单元、汽化提纯单元和控制上述单元工作的电子控制单元：

汽化提纯单元：分成较高纯度单元和高纯度单元，储存单元内的出的液态二氧化碳一部分经过汽化器进入到较高纯度单元，另一部分液态二氧化碳经过纯化填料的作用提纯后通过汽化器进入到高纯度单元。