CN106348298B - 一种高效节能精馏提纯二氧化碳的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高效节能精馏提纯二氧化碳的系统，属于化工设备技术领域，按二氧化碳精馏提纯工艺包括依次连接的干燥吸附塔、液化器和提纯塔，还包括再生电加热器和换热装置，所述再生电加热器与所述提纯塔顶部的不凝气排出管连接，所述再生电加热器的高温再生气管和所述干燥吸附塔的出气管分别与所述换热器连接，所述换热器出口与所述提纯塔底部的加热管盘连接，所述加热盘管管的出出气口与所述液化器的进气口连接。本发明的精馏提纯二氧化碳系统精简脱烃工序，脱烃三台设备全部去除，将烃类杂质与氮、氧等不凝性气体同时在提纯塔内一起予以脱除。且通过对提纯塔液相部分的内外间接加热，提高了二氧化碳提纯的效率。
Description
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域，特别涉及一种高效节能精馏提纯二氧化碳的系统。
背景技术
现有二氧化碳提纯方法：将含量≥96％的二氧化碳原料气通过压缩升压、除水、脱硫、脱烃、干燥、液化、精馏、过冷、储存等工序，最终产品液体二氧化碳各项指标达到国标食品级二氧化碳标准。其中现有脱烃技术全部采用高温催化氧化燃烧法脱出二氧化碳气中的甲烷、乙烷、丙烷、苯等碳氢化合物。
现有脱烃方法的缺点是：
需要预热器、脱烃器、冷却器三台设备，价值约100万。
脱烃器内部催化剂昂贵，每立方在30万元左右。
1.开脱烃工序需要不间断开电炉加热来维持温度稳定。脱烃电炉为250KW。
2.脱烃反应需要加入纯氧进行氧化反应。
发明内容
本发明提供了一种高效节能精馏提纯二氧化碳的系统，解决现有的二氧化碳提纯工艺复杂、设备投资大的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种高效节能精馏提纯二氧化碳的系统，按二氧化碳精馏提纯工艺包括依次连接的干燥吸附塔、液化器和提纯塔，还包括再生电加热器和换热装置，所述再生电加热器与所述提纯塔顶部的不凝气排出管连接，所述再生电加热器的高温再生气管和所述干燥吸附塔的出气管分别与所述换热器连接，所述换热器出口与所述提纯塔底部的加热管盘连接，所述加热盘管管的出出气口与所述液化器的进气口连接。
其中，优选地，所述提纯塔下半部对应所述加热盘管的塔体外壁设置有电伴热带。
其中，优选地，所述干燥吸附塔为三个，分别分干燥吸附塔A、干燥吸附塔B、干燥吸附塔C，所述干燥吸附塔A、干燥吸附塔B、干燥吸附塔C并联设置。
其中，优选地，所述提纯塔底部的液体二氧化碳管路上设置有过冷器。
本发明的有益效果：
1、本发明是通过对提纯塔液相部分的内外间接加热，形成液体内各部位温度不均，(与加热盘管接触部分和有电伴热带的塔外壁部分温度较高，其它部分相对低)，导致液体上下翻滚，呈沸腾状态，使溶入其中的不凝气体杂质从液相中快速挥发，被塔顶的闪蒸迅速抽排至塔外。当然，由于液体温度的提高，部分有效的二氧化碳气会加速从液体中逸出，但鉴于二氧化碳易液化的特点，使其能在塔上半部的列管冷却器及后序的过冷器中又被冷却成液体，基本不会影响到收率。
2、本发明中还充分利用废热，提纯塔盘管进气进行加热是用再生电加热器出口高温气体，原本此气体是需要专门去冷却的，这样一举两得，节省了能源和冷却设备的投入费用。
3、本发明的精馏提纯二氧化碳系统与原有的提纯系统相比，节省预热器、脱烃器、冷却器三台设备的投资、安装等费用，粗算也有100万左右；
4、节省了脱烃用的昂贵的催化剂费用，一次投资就需30万，如生产不当，造成催化剂中毒，还需更换；
5、节省一道工艺，缩短了工艺路线，简化了工艺操作，在一定程度上也省去了质量监测的工作量；
6、在用电方面，虽然增加了塔外壁的电伴热带，但使用电量有限，相对脱烃电炉的用电量而言，还可省下每天3000度的电量。盘管加热气是利用使用生产过程的多余的热量，只是改一下管道走向，基本不需要投入。
7、精简三台设备，减少了装置占地，也是优点之一。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的后提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明高效节能精馏提纯二氧化碳的系统的示意图。
图中，1.干燥吸附塔A，2.干燥吸附塔B，3.干燥吸附塔C，4.液化器，5.提纯塔，6.再生电加热器，7.换热装置，8.加热盘管，9.电伴热带，10.过冷器
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动后提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例提供一种高效节能精馏提纯二氧化碳的系统，按二氧化碳精馏提纯工艺包括依次连接的干燥吸附塔、液化器4和提纯塔5，还包括再生电加热器6和换热装置7，再生电加热器6与提纯塔5顶部的不凝气排出管连接，再生电加热器6的高温再生气管和干燥吸附塔的出气管分别与换热器连接，换热器出口与提纯塔5底部的加热管盘连接，加热盘管8管的出出气口与液化器4的进气口连接。提纯塔5底有一组加热盘管8，用以加热液相二氧化碳，以脱除其中的不凝杂质，原利用干燥器出口的25℃左右的常温气体，现改为利用再生电加热器6出口的220℃高温再生气，将其控制在100℃左右，进入塔底加热盘管8中，造成液体二氧化碳的蒸馏。
其中，提纯塔5下半部对应加热盘管8的塔体外壁设置有电伴热带9。在提纯塔5下半部需保留液位部分的塔外壁，加装电伴热带9，从外部对液相部分加热，伴热温度控制在60℃，使靠近塔壁的液体二氧化碳因受热蒸馏。
通过上述两项措施，提纯塔5液相部分的内外间接加热，形成液体内各部位温度不均，(与加热盘管8接触部分和有电伴热带9的塔外壁部分温度较高，其它部分相对低)，导致液体上下翻滚，呈沸腾状态，使溶入其中的不凝气体杂质从液相中快速挥发，被塔顶的闪蒸迅速抽排至塔外；而与这些不凝气体同时蒸发出来的有效二氧化碳气体则在通过提纯塔5上部设置的冷凝段时被液化成液体，回到提纯塔5底部。本发明的保护点是温度的控制，从上述看出，温度提高可利于不凝气体杂质的液相中解析出来，但同时也会使有效二氧化碳组分同时逸出，量过大，后序的冷却能力会不足。可见温度过低，不利于杂质的挥发，温度过高，会影响收率，所以温度的控制是本发明的关键所在，是需要保护的参数
其中，干燥吸附塔为三个，分别分干燥吸附塔A1、干燥吸附塔B1、干燥吸附塔C3，干燥吸附塔A1、干燥吸附塔B1、干燥吸附塔C3并联设置。
其中，提纯塔5底部的液体二氧化碳管路上设置有过冷器10。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种高效节能精馏提纯二氧化碳的系统，按二氧化碳精馏提纯工艺包括依次连接的干燥吸附塔、液化器和提纯塔，其特征在于：还包括再生电加热器(6)和换热器，所述再生电加热器(6)与所述提纯塔顶部的不凝气排出管连接，所述再生电加热器(6)的高温再生气管和所述干燥吸附塔的出气管分别与所述换热器连接，所述换热器出口与所述提纯塔底部的加热盘管(8)连接，所述加热盘管(8)的出气口与所述液化器的进气口连接；
所述再生电加热器(6)出口的220℃高温再生气，将其控制在100℃，进入塔底所述加热盘管(8)中；
所述提纯塔下半部对应所述加热盘管(8)的塔体外壁设置有电伴热带(9)；所述电伴热带(9)的温度控制在60℃；
所述干燥吸附塔为三个，分别分干燥吸附塔A、干燥吸附塔B、干燥吸附塔C，所述干燥吸附塔A、所述干燥吸附塔B、所述干燥吸附塔C并联设置；
所述提纯塔底部的液体二氧化碳管路上设置有过冷器。
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