一种提纯食品级二氧化碳的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种提纯食品级二氧化碳的装置及方法，属于煤气化技术领域，用于解决现有低温精馏法提纯食品级二氧化碳时能耗过大，运行成本较高的问题，所述提纯食品级二氧化碳的装置，包括：预处理模块，用于对原料气进行预处理，得到第一物流；吸附模块，用于对所述第一物流进行吸附处理，得到第二物流；液化模块，用于将所述第二物流进行液化处理，得到第三物流；提纯模块，用于将所述第三物流提纯，得到食品级二氧化碳。本发明专利技术提供的方法可有效除去煤气化装置排放二氧化碳中的杂质，获得纯度高于99.999％的食品级二氧化碳，稳定可靠，相对能耗小，成本低。

A device and method for purifying food grade carbon dioxide

【技术实现步骤摘要】
一种提纯食品级二氧化碳的装置及方法
本专利技术涉及煤气化
，尤其涉及一种提纯食品级二氧化碳的装置及方法。
技术介绍
二氧化碳作为一种温室气体被认为是加剧全球温室效应的主要因素。在全球气候持续变暖的背景下，极端天气气候事件频发。因此，减少温室气体排放，减缓环境进一步恶化，势在必行。煤化工产业作为煤炭清洁高效利用技术的应用领域在我国得到了长足的发展。由于煤化工产业聚集度较高，排放的二氧化碳浓度高，便于开展大规模集中的CO2捕集净化和回收利用工作。现行的食品级二氧化碳提纯技术主要有物理吸收法、化学吸收法、膜分离法、低温精馏法等，各提纯技术各有优缺点。根据煤气化排放的二氧化碳的气源特性，常选用低温精馏法。现行的低温精馏技术中冷冻液化部分全部采用液氨液化气体二氧化碳，能耗过大，运行成本较高。
技术实现思路
为了解决现有低温精馏法提纯食品级二氧化碳时能耗过大，运行成本较高的问题，本专利技术针对目前粉煤加压气化技术中二氧化碳的气源特性，提供一种能够降低液化气体二氧化碳使用量的提纯食品级二氧化碳的装置及方法，为二氧化碳资源合理利用提供技术保障。本专利技术提供的一种提纯食品级二氧化碳的装置，包括：预处理模块，用于对原料气进行预处理，得到第一物流；吸附模块，用于对所述第一物流进行吸附处理，得到第二物流；液化模块，用于将所述第二物流进行液化处理，得到第三物流；提纯模块，用于将所述第三物流提纯，得到食品级二氧化碳。在一种具体实施方案中，所述预处理模块包括缓冲罐以及与所述缓冲罐的出口管线连接的第一压缩机。在一种具体实施方案中，所述吸附模块包括：用于对所述第一物流进行脱硫处理的脱硫单元，以及用于对所述脱硫单元输出的物流进行除水的除水单元。在一种具体实施方案中，所述脱硫单元包括：输入端与所述第一压缩机的输出端管线连接的预脱硫塔；以及输入端与所述预脱硫塔的输出端管线连接的水解塔；以及输入端与所述水解塔的输出端管线连接的精脱硫塔。在一种具体实施方案中，所述除水单元包括输入端与所述脱硫单元的输出端管线连接的干燥塔以及连接于所述干燥塔出口端的第二压缩机。在一种具体实施方案中，所述提纯模块包括提纯塔、再沸器、节流阀和气液分离器；所述液化模块的输出端与所述提纯塔的上部输入端管线连接，所述提纯塔的底部精馏塔输出端与所述再沸器的冷源输入端管线连接，所述再沸器的冷源输出端与所述提纯塔的精馏塔输入端管线连接；所述再沸器的热源入口与所述吸附模块的输出端管线连接，所述再沸器的热源入口在所述再沸器内部通过管线连接至再沸器的热源出口，所述再沸器的热源出口与所述液化模块管线连接；所述再沸器的底部出口通过管线连接所述节流阀输入端，所述节流阀输出端通过管线连接所述气液分离器的顶部输入端。在一种具体实施方案中，所述液化模块包括工质二氧化碳预冷器和氨冷器；所述工质二氧化碳预冷器的输入端与所述吸附模块的输出端管线连接，所述工质二氧化碳预冷器的输出端与所述氨冷器的输入端管线连接；所述再沸器的气体输出端与所述氨冷器的输入端管线连接；所述氨冷器的输出端与所述提纯塔的上部输入端管线连接。在一种具体实施方案中，所述气液分离器的顶部气体出口通过管线连接至所述提纯塔的顶部冷疑器入口；所述气液分离器的顶部气体出口还先通过管线与所述提纯塔的顶部不凝气出口连接后连接至所述工质二氧化碳预冷器的冷源入口。本专利技术还提供一种提纯食品级二氧化碳的方法，包括以下步骤：将原料气进行预处理，得到第一物流；将所述第一物流进行吸附处理，得到第二物流；将所述第二物流进行液化处理，得到第三物流；将所述第三物流提纯，得到食品级二氧化碳。在一种具体实施方案中，所述将原料气进行预处理，得到第一物流，包括：通过缓冲罐将所述原料气稳压；将稳压后的原料气输入第一压缩机进行一级压缩，得到压力为第一预定压力的第一物流；将所述第一物流冷却至常温。在一种具体实施方案中，所述将所述第一物流进行吸附处理，得到第二物流，包括：通过预脱硫塔除去所述第一物流中的H2S，得到第四物流；通过水解塔将所述第四物流中的COS水解为H2S和CO2，得到第五物流；将所述第五物流输入精脱硫塔脱去H2S，得到总硫含量小于第一阈值的第六物流；将所述第六物流控制到常温后输入干燥塔，通过所述干燥塔脱除所述第六物流中的水分和甲醇，得到水分含量低于第二阈值且甲醇含量低于第三阈值的第七物流；通过第二压缩机将所述第七物流多级压缩至第二预定压力，得到第二物流。在一种具体实施方案中，所述将所述第三物流提纯，得到食品级二氧化碳，包括：将所述第三物流输入提纯塔提纯，得到第八物流进入所述提纯塔的底部精馏塔；将所述精馏塔输出的第九物流输入再沸器加热，得到第十物流重新输入所述精馏塔，同时得到第十一物流从所述再沸器的底部出口输出；将所述第十一物流输出至节流阀，经所述节流阀节流至第三预定压力；将所述节流阀输出的第十二物流输入气液分离器进行气液分离；将所述气液分离器底部液体冷却后得到食品级二氧化碳输出。在一种具体实施方案中，所述将所述第二物流进行液化处理，得到第三物流，包括：将所述第二物流分为两份，一份送入工质二氧化碳预冷器进行冷却，另一份送入所述再沸器与所述精馏塔输入再沸器的第九物流进行热交换获取冷量；将所述工质二氧化碳预冷器输出的第十三物流和所述再沸器输出的第十四物流共同送入氨冷器进行冷却，氨冷器最终输出所述第三物流。在一种具体实施方案中，还包括：将所述气液分离器的顶部气体输出至所述提纯塔顶部冷凝器作为冷流体的步骤；以及将所述气液分离器的顶部气体和所述提纯塔的顶部不凝气输出至所述工质二氧化碳预冷器作为所述工质二氧化碳的冷量来源的步骤。本专利技术提供的提纯食品级二氧化碳的方案，通过对原料气进行预处理后，依次进行脱硫、除水、液化、提纯等工序，可有效除去煤气化装置排放二氧化碳中的杂质，获得纯度高于99.999％的食品级二氧化碳。本专利技术提供的装置稳定可靠，相对能耗小，成本低，产量可达25万吨/年，与煤气化产生的二氧化碳气源匹配，可有效除去食品级液体二氧化碳中的有害物质，生产的食品级二氧化碳有安全保障。此外，本专利技术提供的方案可充分利用系统的余热和余冷，降低了液化工段的运行成本。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种提纯食品级二氧化碳的装置结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种提纯食品级二氧化碳的方法流程图；图3为步骤S2的流程图；图4为步骤S4的流程图；图5为本专利技术实施例一提供的提纯食品级二氧化碳的装置结构示意图。[附图标记说明]101、预处理模块，102、吸附模块，103、液化模块，104、提纯模块，1、原料气，2、缓冲罐出口物流，3、第一物流，4、第四物流，5、第五物流，6、第六物流，7、第七物流，8、第二物流，9、第十五物流，10、第十六物流，11、第十三物流，12、第十四物流，13、第十七物流，14、第三物流，15、第九物流，16、第十一物流，17、食品级二氧化碳，18、气液分离器顶部气体，19、第一冷流体，20、提纯塔塔顶不凝气，21、第二冷流体，22、第十物流，23、汽化二氧化碳24、预冷二氧化碳出口25、气氨,V-01、缓冲罐，C-01、预脱硫塔，C-02、水解塔，C-03、精脱硫塔，C-04、干燥塔，E-01、工质二氧化碳预冷器，E-02、氨冷器，E-03、再沸器，C-05、提纯塔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提纯食品级二氧化碳的装置，其特征在于，包括：预处理模块，用于对原料气进行预处理，得到第一物流；吸附模块，用于对所述第一物流进行吸附处理，得到第二物流；液化模块，用于将所述第二物流进行液化处理，得到第三物流；提纯模块，用于将所述第三物流提纯，得到食品级二氧化碳。

【技术特征摘要】
1.一种提纯食品级二氧化碳的装置，其特征在于，包括：预处理模块，用于对原料气进行预处理，得到第一物流；吸附模块，用于对所述第一物流进行吸附处理，得到第二物流；液化模块，用于将所述第二物流进行液化处理，得到第三物流；提纯模块，用于将所述第三物流提纯，得到食品级二氧化碳。2.如权利要求1所述的提纯食品级二氧化碳的装置，其特征在于，所述预处理模块包括缓冲罐以及与所述缓冲罐的出口管线连接的第一压缩机。3.如权利要求1所述的提纯食品级二氧化碳的装置，其特征在于，所述吸附模块包括：用于对所述第一物流进行脱硫处理的脱硫单元，以及用于对所述脱硫单元输出的物流进行除水的除水单元。4.如权利要求3所述的提纯食品级二氧化碳的装置，其特征在于，所述脱硫单元包括：输入端与所述第一压缩机的输出端管线连接的预脱硫塔；以及输入端与所述预脱硫塔的输出端管线连接的水解塔；以及输入端与所述水解塔的输出端管线连接的精脱硫塔。5.如权利要求3或4所述的提纯食品级二氧化碳的装置，其特征在于，所述除水单元包括输入端与所述脱硫单元的输出端管线连接的干燥塔以及连接于所述干燥塔出口端的第二压缩机。6.如权利要求1所述的提纯食品级二氧化碳的装置，其特征在于，所述提纯模块包括提纯塔、再沸器、节流阀和气液分离器；所述液化模块的输出端与所述提纯塔的上部输入端管线连接，所述提纯塔的底部精馏塔输出端与所述再沸器的冷源输入端管线连接，所述再沸器的冷源输出端与所述提纯塔的精馏塔输入端管线连接；所述再沸器的热源入口与所述吸附模块的输出端管线连接，所述再沸器的热源入口在所述再沸器内部通过管线连接至再沸器的热源出口，所述再沸器的热源出口与所述液化模块管线连接；所述再沸器的底部出口通过管线连接所述节流阀输入端，所述节流阀输出端通过管线连接所述气液分离器的顶部输入端。7.如权利要求6所述的提纯食品级二氧化碳的装置，其特征在于，所述液化模块包括工质二氧化碳预冷器和氨冷器；所述工质二氧化碳预冷器的输入端与所述吸附模块的输出端管线连接，所述工质二氧化碳预冷器的输出端与所述氨冷器的输入端管线连接；所述再沸器的气体输出端与所述氨冷器的输入端管线连接；所述氨冷器的输出端与所述提纯塔的上部输入端管线连接。8.如权利要求7所述的提纯食品级二氧化碳的装置，其特征在于，所述气液分离器的顶部气体出口通过管线连接至所述提纯塔的顶部冷疑器入口；所述气液分离器的顶部气体出口还先通过管线与所述提纯塔的顶部不凝气出口连接后连接至所述工质二氧化碳预冷器的冷源...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴璎芪，韩勇，袁金刚，许洋，刘明亮，栗波，刘立业，崔岩，彭书，
申请(专利权)人：航天长征化学工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11