CN116832468A - 一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，属于二氧化碳制备技术领域。本申请的一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置包括：所述精馏装置包括：精馏塔、脱硫机构、储存罐、第一输送管和第二输送管。所述分离组件包括固定板、支撑板、分离板、蒸汽管，所述固定板设置于所述精馏塔的内部面，所述固定板的上表面设置有支撑板，所述支撑板的顶端设置有分离板，所述蒸汽管设置在所述精馏塔的底部。本申请的用于高纯二氧化碳制备的精馏装置能够控制精馏温度和多次精馏，得到浓度更高的二氧化碳，解决精馏出的二氧化碳纯度较低的问题。
Description
技术领域
本发明属于二氧化碳制备技术领域，具体涉及一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置。
背景技术
二氧化碳是一种碳氧化合物，精馏是利用混合物中各组分挥发度不同而将各组分加以分离的一种分离过程，在对二氧化碳气体处理过程中，精馏装置广泛应用。
目前所使用的精馏装置由物料罐、蒸发器、精馏塔、输送管、换热器和储存罐共同组成，通过进料口将物料输送到物料罐的内部，然后通过输送管将物料输送到蒸发器内部，蒸发器通过输送管将蒸汽输送到精馏塔内部，然后通过精馏塔对蒸汽过滤，再由输送管将精馏塔内部的蒸汽通过换热器冷却后输送到储存罐内部。
公开号为CN115089989A的中国专利公开了“一种高纯二氧化碳制备的精馏提纯装置”，该装置包括箱体、精馏机构和传输管，所述精馏机构间隔布置在箱体的一侧，所述传输管的一端连通至精馏机构中、另一端连通至箱体内，还包括吸附机构，所述吸附机构活动安装在箱体内，所述吸附机构用于吸附二氧化碳气体中的杂质，本发明通过长期制备后，向上拉动密封板，使得贯穿口打开，再取出、吸附板、并将新的吸附板放入，松开密封板使得贯穿口密封，达到方便更换吸附板，提高吸附作用的效果，提高弹簧伸长使得挤压板按压吸附板，达到稳定吸附板、防止、气体从间隙流出的效果。
但是以上精馏装置仍然存在一些问题：现有的精馏装置工作时，通常只能将二氧化碳进行单次精馏，而单次精馏无法彻底将二氧化碳的精馏，使得精馏出的二氧化碳浓度较低，从而导致精馏出的二氧化碳纯度较低。
发明内容
本发明提供了一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，通过设置控温组件和分离组件，能够控制精馏温度和多次精馏，得到浓度更高的二氧化碳，解决精馏出的二氧化碳纯度较低的问题。
本发明提供的一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，包括：精馏塔、脱硫机构、储存罐、第一输送管和第二输送管；
所述精馏塔包括控温组件和分离组件，所述控温组件包括控温器、第一控温板、第一导线箱、第二控温板、第二导线箱，所述控温器设置于所述精馏塔的外表面一侧，所述第一控温板设置于所述精馏塔内侧底部，所述第一导线箱的一端固定在所述第一控温板的一侧，另一端固定在所述控温器的一侧，所述第二控温板设置于所述精馏塔内侧顶部，所述第二导线箱的一端固定在所述第二控温板的一侧，另一端固定在所述控温器的另一侧；
所述分离组件包括固定板、分离构件、蒸汽管，所述固定板设置于所述精馏塔的内部面，所述固定板的上表面设置有若干层沿竖直方向排列的分离构件，每层所述分离构件包括支撑板和分离板，所述分离板设置在所述支撑板的顶端，所述蒸汽管设置在所述精馏塔的底部。
可选地，所述脱硫机构包括设置于内部的脱硫层。
可选地，所述第一输送管的一端与所述脱硫机构的一端连接，另一端与所述精馏塔的顶部连接；所述第二输送管的一端与所述脱硫机构的的另一端连接，另一端与所述储存罐的顶部连接。
可选地，所述固定板内部设置有通孔。
可选地，所述分离板内部设置有分离槽。
可选地，所述精馏塔的底部还设置有第一支撑座。
可选地，所述精馏塔的外表面还设置有控制面板。
可选地，所述精馏塔的底部还设置有回流管。
可选地，所述储存罐底部设置有第二支撑座；所述储存罐外表面设置有液位显示器。
可选地，所述液位显示器的底端设置有输出管。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项：
1、本发明提供的用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，通过设置控温组件，控制精馏塔内部温度的稳定，从而保证二氧化碳的精馏的纯度；
2、本发明提供的用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，通过设置分离组件，通过蒸汽管将蒸汽输送到精馏塔的内部，蒸汽通过通孔上移，然后通过分离板内部的分离槽将蒸汽中低沸物质分离，分离出的低沸物再通过分离槽回落到精馏塔的底端，通过蒸汽管回流至加热器重新蒸发，通过分离槽多次分离低沸物，使得精馏得到浓度更高的二氧化碳，从而使得精馏二氧化碳纯度更高；
3、本发明提供的用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，通过设置第一支撑座和第二支撑座，使精馏塔和储存罐提高了底部稳定性；
4、本发明提供的用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，通过设置脱硫机构，对蒸汽脱硫，提高了二氧化碳的纯度。
附图说明
图1为本申请实施例涉及的用于高纯二氧化碳制备的精馏装置的结构示意图；
图2为本申请实施例涉及的用于高纯二氧化碳制备的精馏装置的剖面结构示意图；
图3为本申请实施例涉及的用于高纯二氧化碳制备的精馏装置的内部结构示意图；
图4为图2中A处放大结构示意图；
图5为图2中B处放大结构示意图。
部件和附图标记列表：
1-精馏塔、2-控制面板、3-第一支撑座、4-回流管、5-控温器、6-第一导线箱、7-第一控温板、8-第二导线箱、9-第二控温板、10-固定板、11-通孔、12-支撑板、13-分离板、14-分离槽、15-第一输送管、16-脱硫机构、17-脱硫层、18-第二输送管、19-储存罐、20-液位显示器、21-第二支撑座、22-输出管、23-蒸汽管。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
实施例1、一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置
如图1-图5所示，本申请的实施例公开了一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，包括：精馏塔1、脱硫机构16、储存罐19、第一输送管15和第二输送管18。
具体地，精馏塔1的塔体采用304或316不锈钢，具有良好的耐压和耐腐蚀性。精馏塔1的内部采用经过表面处理的碳钢，能够承受内压。
精馏塔1包括控温组件和分离组件，控温组件包括控温器5、第一控温板7、第一导线箱6、第二控温板9、第二导线箱8，控温器5设置于精馏塔1的外表面一侧，第一控温板7设置于精馏塔1内侧底部，第一导线箱6的一端固定在第一控温板7的一侧，另一端固定在控温器5的一侧，第二控温板9设置于精馏塔1内侧顶部，第二导线箱8的一端固定在第二控温板9的一侧，另一端固定在控温器5的另一侧。
分离组件包括固定板10、分离构件、蒸汽管23，固定板10设置于精馏塔1的内部面，固定板10的上表面设置有若干层沿竖直方向排列的分离构件，每层分离构件包括若干支撑板12和分离板13，分离板13设置在若干支撑板12的顶端，每层分离构件中的支撑板12等距离排列，且相邻两层的分离构件中的支撑板12按照交错的方式排列，即每一层支撑板的位置都与上一层不同，这样的结构能够防止蒸汽团聚，不阻挡蒸汽的移动方向，使蒸汽分离的更加彻底。蒸汽管23设置在精馏塔1的底部。
通过设置控温组件和分离组件，能够控制精馏温度和多次精馏，得到浓度更高的二氧化碳，解决精馏出的二氧化碳纯度较低的问题。
作为一种实施方式，脱硫机构16包括设置于内部的脱硫层17。
具体地，脱硫层17用于对蒸汽进行脱硫，一共有三层，每层是由若干个正六角形单房、房口朝向一边、背对背对称排列组合而成的蜂窝结构，脱硫层17的材质包括γ-氧化铝或氧化钛、活性炭和分子筛，其中，活性炭的比表面积大于1000 m2/g，分子筛为硅铝酸盐分子筛，按10-20%的质量百分比将活性炭和分子筛载入γ-氧化铝或氧化钛中。脱硫层17具有优良的吸附性能和选择性，能够吸附二氧化碳中痕量的硫化氢、二氧化硫等硫化物，而不吸附二氧化碳分子，且具有良好的脱硫效果。
作为一种实施方式，第一输送管15的一端与脱硫机构16的一端连接，另一端与精馏塔1的顶部连接；第二输送管18的一端与脱硫机构16的的另一端连接，另一端与储存罐19的顶部连接。
具体地，第一输送管15的另一端固定在精馏塔1顶部，脱硫机构16固定在第一输送管15的一端，用于第一输送管15将精馏塔1内部过滤后的蒸汽输送到脱硫机构16。第二输送管18的一端与脱硫机构16的的另一端连接，另一端固定在储存罐19的顶部，用于将脱硫后的蒸汽输送到储存罐19中。
作为一种实施方式，固定板10内部设置有通孔11。
具体地，通孔11的数量按照实际蒸馏的体积进行确定，通孔11用于使蒸汽通过上移。
作为一种实施方式，分离板13内部设置有分离槽14。
具体地，分离槽14为立式圆柱型槽体，便于加载填料。分离槽14的槽体选用不锈钢材质，具有耐压和耐腐蚀性。分离槽14的厚度按按实际情况确定，保证具有足够的机械强度。分离槽14的内部填充有积炭微球填料，微球球径3-5 mm，VOID比为0.5-0.7。微球采用活性炭材质，比表面积>1000m2/g。分离槽14能够充分利用活性炭填料的吸附功能，将蒸汽中低沸物质分离出来，分离出的低沸物再通过分离槽14回落到精馏塔1的底部。
作为一种实施方式，精馏塔1的底部还设置有第一支撑座3。
具体地，第一支撑座3焊接在精馏塔1的底部，用于提高精馏塔1的稳定性。
作为一种实施方式，精馏塔1的外表面还设置有控制面板2。
具体地，控制面板2可用于设定精馏塔1内部的温度的，当精馏塔1内的温度偏离设定温度时，控制面板也可以自动控制第一控温板7和第二控温板9，从而保持精馏塔1内部温度恒定在设定温度范围内。
作为一种实施方式，精馏塔1的底部还设置有回流管4。
具体地，回流管4通过固定件固定在精馏塔1的底部，用于回流管4将蒸汽输送到精馏塔1的内部。
作为一种实施方式，储存罐19底部设置有第二支撑座21。储存罐19外表面设置有液位显示器20。
具体地，第二支撑座21焊接在储存罐19的底部，用于提高储存罐19的稳定性。液位显示器20用于监测储存罐19的储存量。
作为一种实施方式，液位显示器20的底端设置有输出管22。
具体地，输出管22通过固定件固定在储存罐19底端的内部，以便于输出管22将储存罐19内部高纯二氧化碳排出。
本申请精馏装置的运行过程为：将第一控温板7固定在精馏塔1内部的底端，将第二控温板9固定在精馏塔1内部的顶端，然后通过精馏塔1外部的控温器5通过第一导线箱6控制第一控温板7，再通过第二导线箱8控制第二控温板9，使得第一控温板7和第二控温板9将精馏塔1内部控制在一个稳定的温度。然后通过蒸汽管23将蒸汽输送到精馏塔1的内部，蒸汽通过通孔11上移，然后通过分离板13内部的分离槽14将蒸汽中低沸物质分离，然后分离出的低沸物再通过分离槽14回落到精馏塔1的底端，通过蒸汽管23回流到加热器内重新蒸发，通过分离槽14多次分离低沸物，使得精馏得到浓度更高的二氧化碳，再通过第一输送管15将精馏后的蒸汽输送到脱硫机构16内部，通过脱硫层17对蒸汽脱硫后，通过第二输送管18输送到储存罐19进行储存。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，其特征在于，所述精馏装置包括：精馏塔、脱硫机构、储存罐、第一输送管和第二输送管；
所述精馏塔包括控温组件和分离组件，所述控温组件包括控温器、第一控温板、第一导线箱、第二控温板、第二导线箱，所述控温器设置于所述精馏塔的外表面一侧，所述第一控温板设置于所述精馏塔内侧底部，所述第一导线箱的一端固定在所述第一控温板的一侧，另一端固定在所述控温器的一侧，所述第二控温板设置于所述精馏塔内侧顶部，所述第二导线箱的一端固定在所述第二控温板的一侧，另一端固定在所述控温器的另一侧；
所述分离组件包括固定板、分离构件、蒸汽管，所述固定板设置于所述精馏塔的内部面，所述固定板的上表面设置有若干层沿竖直方向排列的分离构件，每层所述分离构件包括支撑板和分离板，所述分离板设置在所述支撑板的顶端，所述蒸汽管设置在所述精馏塔的底部。
2.根据权利要求1所述的一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，其特征在于，所述脱硫机构包括设置于内部的脱硫层。
3.根据权利要求1所述的一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，其特征在于，所述第一输送管的一端与所述脱硫机构的一端连接，另一端与所述精馏塔的顶部连接；所述第二输送管的一端与所述脱硫机构的的另一端连接，另一端与所述储存罐的顶部连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，其特征在于，所述固定板内部设置有通孔。
5.根据权利要求1所述的一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，其特征在于，所述分离板内部设置有分离槽。
6.根据权利要求1所述的一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，其特征在于，所述精馏塔的底部还设置有第一支撑座。
7.根据权利要求6所述的一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，其特征在于，所述精馏塔的外表面还设置有控制面板。
8.根据权利要求7所述的一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，其特征在于，所述精馏塔的底部还设置有回流管。
9.根据权利要求1所述的一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，其特征在于，所述储存罐底部设置有第二支撑座；所述储存罐外表面设置有液位显示器。
10.根据权利要求9所述的一种用于高纯二氧化碳制备的精馏装置，其特征在于，所述液位显示器的底端设置有输出管。
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