CN202322391U - 二氧化碳气体捕捉和精制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述的二氧化碳气体捕捉和精制装置，是由鼓风机、水洗塔、吸收塔、再生塔、压缩机、分水器、脱硫器、脱烃器、冷却器、净化器、冷凝器、制冷机、精馏塔、储罐、干冰机等组成。包含二氧化碳的原料气体通过鼓风机引入水洗塔除尘冷却后进入吸收塔被溶剂吸收，送入再生塔加热从富液中解吸出二氧化碳，再经压缩机增压后进入脱硫器和脱烃器进行脱硫和脱烃，净化后的二氧化碳再进入冷凝器利用制冷机液化，液化后进入精馏塔中，再送到食品级二氧化碳贮罐中贮存，液态二氧化碳产品可以通过装车或装瓶出售，也可以进一步通过干冰机生产出固态干冰，生产干冰时产生的气态二氧化碳通过管线连接到压缩机前混入原料气中回收利用。

Description

二氧化碳气体捕捉和精制装置

技术领域

本实用新型所述的二氧化碳气体捕捉和精制装置涉及化工生产设备，具体地说是一种食品级液体二氧化碳和干冰的生产制造设备。

背景技术

目前二氧化碳是一种非常宝贵的碳资源，可以被广泛用于多种领域。化学合成工业、机械保护焊接、金属铸造加工、农业施肥、果品蔬菜保鲜、啤酒饮料灌装、石油开采、消防灭火、医药卫生等行业都需要二氧化碳。而我国二氧化碳的气体来源又非常丰富：有机化工厂的制氢、乙二醇生产，无机化工厂的变换气、合成氨生产，粮食发酵造酒，钙、镁等矿石分解，硼矿粉碳解，油田伴生气，燃烧煤或重油的烟道气等等都含有一定量的二氧化碳。这些原料气中的二氧化碳含量不同，从10％-90％，其中所含成分也不同，含有多种杂质。新的食品级二氧化碳国家标准10621-2006对22个指标有严格要求。原有的生产制造二氧化碳方法比较简单，大部分只是针对其中某一种杂质组分进行剔除，生产出的产品含杂质比较多，不是特别纯净，特别是用于食品行业的二氧化碳产品，要求比较严格，生产制造比较困难。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的二氧化碳气体捕捉和精制装置，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的是研究设计一种新型的二氧化碳气体捕捉和精制装置，从而解决原有的生产制造二氧化碳方法比较简单，大部分只是针对其中某一种杂质组分进行剔除，生产出的产品含杂质比较多，不是特别纯净，特别是用于食品行业的二氧化碳产品，要求比较严格，生产制造比较困难等问题。

本实用新型所述的二氧化碳气体捕捉和精制装置，是由鼓风机、水洗塔、水槽、水泵、贫液泵、富液泵、吸收塔、分离器、再生塔、分液器、热源、压缩机、第一分水器、第一脱硫器、第二脱硫器、换热器、加热器、脱烃器、冷却器、第二分水器、第一净化器、第二净化器、冷凝器、制冷机、精馏塔、储罐、干冰机所组成。所述的鼓风机连接到水洗塔下部，水洗塔底部与水槽相连，水洗塔顶部与吸收塔下部相连，吸收塔顶部与分离器上部相连，吸收塔底部通过富液泵与再生塔上部相连，再生塔底部通过贫液泵与吸收塔上部连接，所述的热源给再生塔下部加热，吸收塔顶部与分液器上部相连，分液器底部与贫液泵连接，分液器顶部与压缩机相连，压缩机出口连接到第一分水器上部，分水器顶部连接第一脱硫器和第二脱硫器顶部，连接方式为串并联，第一脱硫器和第二脱硫器出口再依次连接换热器、加热器、脱烃器顶部，脱烃器出口连接到换热器后进入冷却器，再进入第二分水器上部，然后从顶部进入第一净化器、第二净化器，再通过冷凝器后进入精馏塔中部，制冷机给冷凝器提供冷量，精馏塔塔底液体二氧化碳输送到储罐储存，再进入干冰机生成固态干冰，干冰机通过管道将固化时产生的气态二氧化碳输送到压缩机入口端。

本实用新型所述的吸收塔和再生塔里所用吸收液为显碱性的吸收剂，如碳酸钾、乙醇胺等。

本实用新型所述的第一脱硫器和第二脱硫器的连接方式为串并联连接。

本实用新型所述的脱烃器和换热器、加热器的连接方式，脱烃器反应放热后的高温气体通过换热器给常温的原料气加热。

本实用新型所述的干冰机的出口通过管道连接到压缩机的入口端。

本实用新型所述的第一净化器与第二净化器材质为碳钢加不锈钢衬里。

本实用新型所述的二氧化碳气体捕捉和精制装置工作过程如下：原料气通过鼓风机引入水洗塔除尘冷却，进一步进入吸收塔，其中一部分二氧化碳被溶剂吸收，氮气等尾气由塔顶排入大气，吸收二氧化碳后的富液由塔底经泵送入再生塔，通过加热从富液中解吸出二氧化碳，不含二氧化碳的贫液由再生塔底流出，用泵送入吸收塔，二氧化碳气体经过冷却以后，分离除去液体，此时二氧化碳的含量约为90％，送入压缩机增压到2.2～3.2Mpa；增压后的二氧化碳气体分水后进入脱硫器，通过吸附催化氧化的方法脱硫，使原料气中的总硫小于0.1ppm，二氧化硫小于1.0ppm；脱硫后的气体进入换热器与脱烃后的气体换热，再经过加热器加热到300℃后进入脱烃器进行脱烃反应，甲烷、乙烷、乙烯、苯等烃类物质以及氢气通过氧化燃烧全部转化为二氧化碳和水，净化后的二氧化碳与脱硫后的原料气换热，然后通过水冷器冷却分水后进入净化器，进一步脱除水等杂质，再进入冷凝器利用制冷机产生的冷量降温至-10℃～-20℃液化，液化后进入精馏塔中，塔顶分离出氧气、氮气等不凝性气体，塔底二氧化碳纯度达到99.99％以上，达到国家食品级标准，经过节流降压到2.2Mpa，送到食品级二氧化碳贮罐中贮存，液态二氧化碳产品可以通过装车或装瓶出售，也可以进一步通过干冰机生产出固态干冰，生产干冰时产生的气态二氧化碳通过管线连接到压缩机前混入原料气中回收利用。

本装置的优点是针对二氧化碳不同原料来源，进行多种系统流程组合，生产出液态和固态食品级二氧化碳产品，灵活多变、生产效率高、产品质量高。

本装置前部分捕集二氧化碳采用化学方法，使用显碱性的溶液，如碳酸钾、乙醇胺等物质先吸收后遇热释放，提高了原料气中的二氧化碳浓度，简单实用；脱硫部分采用双脱硫器串/并联操作，脱硫装置首次运行时，可先开第一脱硫器，待第一脱硫器出口硫含量接近指标时与第二脱硫器串联，第二脱硫器出口硫含量接近指标前，应预留一定时间停止第一脱硫器，更换脱硫剂，更换后第一脱硫器作为新第二脱硫器，第二脱硫器作为新第一脱硫器，循环使用，既可保证脱硫产品气的质量，又可保证脱硫剂的硫容，脱硫剂更换可在不停车的条件下进行，从而保障系统稳定连续运行；脱烃反应在300～350℃进行，电加热器在开始时启动，该反应为放热反应，如果原料气中烃类较多，反应放热即可保障催化脱烃装置正常运行，无需启动电加热器，脱烃系统无电耗，能耗低，经催化脱烃系统净化，原料气中甲烷、乙烷、乙烯、苯，氢气等全部转化为二氧化碳和水，在达到净化目标的同时，新生成二氧化碳及精馏提纯放空量的降低，不仅大幅提高产品纯度，还能增加液体二氧化碳的产量，同时减轻后续工段的处理负荷。生产干冰时，产生的气态二氧化碳返回到压缩机前，大大提高了干冰的生产效率。

本实用新型针对二氧化碳不同原料来源，以及液态和固态二氧化碳产品的高纯度，提供一整套二氧化碳捕捉精制技术，将各种不同工业废气中的二氧化碳回收再利用。根据原料气中杂质组分及含量的不同，以及产品要求的不同，将本系统中的组成部分进行调整，针对不同气源生产合格产品。本实用新型具有多种系统流程组合、灵活多变、技术先进、能耗低、生产效率高、覆盖多种气体来源，产品质量高等特点。

附图说明

本实用新型共有一幅附图，

图1是二氧化碳气体捕捉和精制装置结构示意图。

图中：1、鼓风机  2、水洗塔  3、水槽  4、水泵  5、贫液泵  6、富液泵  7、吸收塔  8、分离器  9、再生塔  10、分液器  11、热源  12、压缩机13、第一分水器  14、第一脱硫器  15、第二脱硫器  16、换热器  17、加热器  18、脱烃器  19、冷却器  20、第二分水器  21、第一净化器  22、第二净化器  23、冷凝器  24、制冷机  25、精馏塔  26、储罐  27、干冰机。

具体实施方式

本实用新型的具体实施例如附图所示，二氧化碳气体捕捉和精制装置是由鼓风机1、水洗塔2、水槽3、水泵4、贫液泵5、富液泵6、吸收塔7、分离器8、再生塔9、分液器10、热源11、压缩机12、第一分水器13、第一脱硫器14、第二脱硫器15、换热器16、加热器17、脱烃器18、冷却器19、第二分水器20、第一净化器21、第二净化器22、冷凝器23、制冷机24、精馏塔25、储罐26、干冰机27所组成。所述的鼓风机1连接到水洗塔2下部，水洗塔2底部与水槽3相连，水洗塔2顶部与吸收塔7下部相连，吸收塔7顶部与分离器8上部相连，吸收塔7底部通过富液泵6与再生塔9上部相连，再生塔9底部通过贫液泵5与吸收塔7上部连接，所述的热源11给再生塔9下部加热，吸收塔7顶部与分液器10上部相连，分液器10底部与贫液泵5连接，分液器10顶部与压缩机12相连，压缩机12出口连接到第一分水器13上部，分水器13顶部连接第一脱硫器14和第二脱硫器15顶部，连接方式为串并联，第一脱硫器14和第二脱硫器15出口再依次连接换热器16、加热器17、脱烃器18顶部，脱烃器18出口连接到换热器16后进入冷却器19，再进入第二分水器20上部，然后从顶部进入第一净化器21、第二净化器22，再通过冷凝器23后进入精馏塔25中部，制冷机24给冷凝器提供冷量，精馏塔25塔底液体二氧化碳输送到储罐26储存，再进入干冰机27生成固态干冰，干冰机27通过管道将固化时产生的气态二氧化碳输送到压缩机12入口端。

本实用新型所述的吸收塔7和再生塔9里所用吸收液为显碱性的吸收剂，如碳酸钾、乙醇胺等。所述的第一净化器21与第二净化器22材质为碳钢加不锈钢衬里。

本实用新型所述的第一脱硫器14和第二脱硫器15的连接方式为串并联连接。所述的脱烃器18和换热器16、加热器17的连接方式，脱烃器18反应放热后的高温气体通过换热器16给常温的原料气加热。所述的干冰机27的出口通过管道连接到压缩机12的入口端。

Claims (3)

1.一种二氧化碳气体捕捉和精制装置，是由鼓风机(1)、水洗塔(2)、水槽(3)、水泵(4)、贫液泵(5)、富液泵(6)、吸收塔(7)、分离器(8)、再生塔(9)、分液器(10)、热源(11)、压缩机(12)、第一分水器(13)、第一脱硫器(14)、第二脱硫器(15)、换热器(16)、加热器(17)、脱烃器(18)、冷却器(19)、第二分水器(20)、第一净化器(21)、第二净化器(22)、冷凝器(23)、制冷机(24)、精馏塔(25)、储罐(26)、干冰机(27)所组成；其特征在于所述的鼓风机(1)连接到水洗塔(2)下部，水洗塔(2)底部与水槽(3)相连，水洗塔(2)顶部与吸收塔(7)下部相连，吸收塔(7)顶部与分离器(8)上部相连，吸收塔(7)底部通过富液泵(6)与再生塔(9)上部相连，再生塔(9)底部通过贫液泵(5)与吸收塔(7)上部连接，所述的热源(11)给再生塔(9)下部加热，吸收塔(7)顶部与分液器(10)上部相连，分液器(10)底部与贫液泵(5)连接，分液器(10)顶部与压缩机(12)相连，压缩机(12)出口连接到第一分水器(13)上部，分水器(13)顶部连接第一脱硫器(14)和第二脱硫器(15)顶部，连接方式为串并联，第一脱硫器(14)和第二脱硫器(15)出口再依次连接换热器(16)、加热器(17)、脱烃器(18)顶部，脱烃器(18)出口连接到换热器(16)后进入冷却器(19)，再进入第二分水器(20)上部，然后从顶部进入第一净化器(21)、第二净化器(22)，再通过冷凝器(23)后进入精馏塔(25)中部，制冷机(24)给冷凝器(23)提供冷量，精馏塔(25)塔底液体二氧化碳输送到储罐(26)储存，再进入干冰机(27)生成固态干冰，干冰机(27)通过管道将固化时产生的气态二氧化碳输送到压缩机(12)入口端。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳气体捕捉和精制装置，其特征在于所述的吸收塔(7)和再生塔(9)里所用吸收液为显碱性的吸收剂。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳气体捕捉和精制装置，其特征在于所述的第一净化器(21)与第二净化器(22)材质为碳钢加不锈钢衬里。 

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