一种利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统及方法技术方案

本发明专利技术属于废气处理设备技术领域，公开了一种利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统及方法，脱硫塔通过连接管路与外部的企业尾气排放管路连通，脱硫塔通过连接管路与过滤器连通，过滤器通过连接管路与热交换器连通，热交换器通过连接管路连接有脱重塔，脱重塔的输出端与二氧化碳排放管连通；脱硫塔与外部的企业尾气排放管路之间连通有压缩机和稳压缓冲罐，压缩机与企业尾气排放管路、稳压缓冲罐之间，以及稳压缓冲罐与脱硫塔之间分别连通有控制阀门；脱重塔下端连通有杂质排放管，杂质排放管中间连通有排放阀门。本发明专利技术通过设置脱硫塔和脱重塔可以对企业尾气进行脱除硫化氢和脱重精馏处理，能够获得高纯度二氧化碳的二级净化气。级净化气。级净化气。

【技术实现步骤摘要】
一种利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统及方法


[0001]本专利技术属于废气处理设备
，尤其涉及一种利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统及方法。

技术介绍

[0002]目前：随着现代工业的迅猛发展，当今世界面临的环境形势越来越严峻。二氧化碳作为一种重要的工业副产品，每年都会大量的向大气中排放，导致全球温室效应日益加剧。将二氧化碳用作原料，可广泛应用于工业、农业、食品、医药、精细化工等领域。二氧化碳来源广泛，价格低廉，可带来较高的经济效益，二氧化碳的综合应用已经得到越来越多的重视，各国均加大了碳回收的投入。
[0003]工业回收的二氧化碳往往含有大量的硫化物杂质，而食品、电子等行业对二氧化碳纯度的要求较高，其提纯工艺至关重要。工业上常用的脱硫技术有湿法脱硫、干法脱硫、半干法脱硫、吸附法等，其中吸附法适于低浓度含硫杂质气体的脱除工艺，可将气体硫化物含量降低至10-6级以下，然而吸附剂再生的过程中带出的酸性硫杂质直接排放到空气中会产生酸雨，污染环境。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0005](1)混合气体提纯目前常用的深冷分离法，通常是采用机械压缩把气体压缩、冷却后，利用不同气体沸点上的差异进行精馏，使不同气体得到分离。由于不同二氧化碳原料气中都会有各种不同杂质，会在二氧化碳液化时或多或少地一起冷凝，从而对二氧化碳产品质量产生巨大影响。单一的深冷分离很难实现高生产高纯度二氧化碳生产。
[0006](2)吸附提纯工艺中，目前常用的方法是原料气直接从压缩机出口进入吸附罐，由于原料气压力波动大，造成生产不稳定，直接影响吸附效果。
[0007](3)目前，吸附与低温精馏组合法提纯法主要是使用前精馏后吸附工艺，这种工艺方法精馏后的液体产品还需汽化后进入吸附单元，最终产品再通过压缩机压缩后才出厂，增大了生产能耗和设备投入。
[0008]解决以上问题及缺陷的难度为：从理论上讲，只要二氧化碳达到临界温度以下，在特定压力下即可液化，压力越高液化温度越高。但由于不同二氧化碳原料气中都会有各种不同杂质，会在二氧化碳液化时或多或少地一起冷凝，从而对二氧化碳产品质量产生巨大影响，很难实现高纯度二氧化碳生产。
[0009]本专利技术采用吸附与低温精馏组合法进行二氧化碳的生产。使用吸附性强的吸附剂，可以有针对性地脱除与二氧化碳形成共沸、通过精馏无法分离的杂质，然后将二氧化碳液化进行低温精馏提纯，除去剩余的杂质组分。
[0010]解决以上问题及缺陷的意义为：本专利技术前吸附后精馏、先压缩后缓冲的工艺方式，通过吸附除去原料气中的硫化物后进行精馏得到成品液体二氧化碳。使用方法生产时，装置技术先进、成熟可靠、消耗低、“三废”排放少。装置投产后可以长期稳定、安全、满负荷地运行，提纯效果等到国家GB-1886.228-2016标准对液体二氧化碳食品添加剂的要求。

技术实现思路

[0011]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统及方法。
[0012]本专利技术是这样实现的，一种利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统设置有：
[0013]脱硫塔；
[0014]所述脱硫塔通过连接管路与外部的企业尾气排放管路连通，所述脱硫塔通过连接管路与过滤器连通，所述过滤器通过连接管路与热交换器连通，所述热交换器通过连接管路连接有脱重塔，所述脱重塔的输出端与二氧化碳排放管连通。
[0015]进一步，所述脱硫塔与外部的企业尾气排放管路之间连通有压缩机和稳压缓冲罐，所述压缩机与企业尾气排放管路、稳压缓冲罐之间，以及稳压缓冲罐与脱硫塔之间分别连通有控制阀门。
[0016]进一步，所述脱重塔下端连通有杂质排放管，所述杂质排放管中间连通有排放阀门。
[0017]进一步，所述脱硫塔、过滤器、热交换器、脱重塔、二氧化碳排放管之间均通过控制阀门连通。
[0018]本专利技术的另一目的在于提供一种所述利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统的控制方法，所述利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统的控制方法包括：原料气从炼化企业尾气排放系统过来，通过企业尾气排放管路经压缩机压缩提压进入稳压缓冲罐稳压，稳压缓冲罐压力维持2.4-2.6MPa；打开稳压缓冲罐出口阀，原料气进入装有活性氧化铁的水合物的脱硫塔进行脱除硫化氢处理，获得一级净化原料气。脱硫塔工作压力控制在2.5MPa，温度≤40℃；
[0019]打开脱硫塔的出口阀，一级净化原料气进入过滤器进行过滤，去除原料气中的固体杂质及润滑油；过滤后气体到热交换器冷却液化，液态原料进入脱重塔进行蒸馏分离，将原料气中的重组分C6H6、CH4O、SO2、COS液化成液体，通过节流减压高点放空，脱除C6H6、CH4O、SO2、COS杂质，高纯度二氧化碳从塔顶送到二氧化碳排放管送出，通过塔底杂质排放管将重组分杂质放空排放。
[0020]所述控制方法还包括：压缩与稳压缓冲，原料气通过DN800碳钢螺旋管连接到上游装置废气排放口，原料气直接进入通过压缩机压缩增压至2.4～2.6MPa后进入缓冲罐稳压，稳压后的原料气进入脱硫塔；
[0021]原料气：制氢装置二氧化碳废气，绝对压力0.15MPa，温度30℃；原料气缓冲罐：工作压力为0.05MPa，温度为30℃。
[0022]进一步，所述控制方法还包括：净化，原料气中的硫杂质在脱硫塔内与氧化铁脱硫剂发生反应进行脱除，净化器无放空或泄压阀，净化后的气体进入深冷液化工序。
[0023]进一步，脱硫塔：工作压力2.5MPa，温度≤40℃；氧化铁脱硫剂是以活性氧化铁的水合物为主要脱硫成份的一种脱硫剂，原料气中的H2S与氧化铁脱硫剂中的氧化铁反应，如下：
[0024]Fe2O3·
H2O+3H2S
→
Fe2S3·
H2O+3H2OΔH＝63KJ/mol
[0025]Fe2O3·
H2O+3H2S
→
2FeS+S+4H2OΔH＝103KJ/mol。
[0026]进一步，所述控制方法还包括：脱重组分杂质，经预冷后的原料气进入到脱重塔进行精馏，由于原料气中各组分的沸点不同，沸点低的组分较易气化而往上走，沸点高的组分则更多地随液体往下流，脱除原料气中的重组分C6H6、CH4O、SO2、COS杂质；
[0027]脱重塔的操作压力2.5MPa，温度-11℃，轻组份从脱重塔塔顶流至脱重塔塔顶冷凝器进行液化，液化的液体二氧化碳原料气回流进入脱重塔，将原料气中的重组分C6H6、CH4O、SO2、COS液化成液体，重组分液体从脱重塔塔釜流至预冷器回收重组份的冷量后，通过节流减压高点放空。
[0028]本专利技术的另一目的在于提供一种提高二氧化碳纯度的方法，所述提高二氧化碳纯度的方法使用所述利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统。
[0029]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：本专利技术通过设置脱硫塔和脱重塔可以对企业尾气进行脱除硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统，其特征在于，所述利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统设置有：脱硫塔；所述脱硫塔通过连接管路与外部的企业尾气排放管路连通，所述脱硫塔通过连接管路与过滤器连通，所述过滤器通过连接管路与热交换器连通，所述热交换器通过连接管路连接有脱重塔，所述脱重塔的输出端与二氧化碳排放管连通。2.如权利要求1所述的利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统，其特征在于，所述脱硫塔与外部的企业尾气排放管路之间连通有压缩机和稳压缓冲罐，所述压缩机与企业尾气排放管路、稳压缓冲罐之间，以及稳压缓冲罐与脱硫塔之间分别连通有控制阀门。3.如权利要求1所述的利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统，其特征在于，所述脱重塔下端连通有杂质排放管，所述杂质排放管中间连通有排放阀门。4.如权利要求1所述的利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统，其特征在于，所述脱硫塔、过滤器、热交换器、脱重塔、二氧化碳排放管之间均通过控制阀门连通。5.一种如权利要求1～4任意一项所述利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统的控制方法，其特征在于，所述利用工业废气生产高纯度二氧化碳的净化系统的控制方法包括：原料气从炼化企业尾气排放系统过来，通过企业尾气排放管路经压缩机压缩提压进入稳压缓冲罐稳压，稳压缓冲罐压力维持2.4-2.6MPa；打开稳压缓冲罐出口阀，原料气进入装有活性氧化铁的水合物的脱硫塔进行脱除硫化氢处理，获得一级净化原料气，脱硫塔工作压力控制在2.5MPa，温度≤40℃；打开脱硫塔的出口阀，一级净化原料气进入过滤器进行过滤，去除原料气中的固体杂质及润滑油；过滤后气体到热交换器冷却液化，液态原料进入脱重塔进行蒸馏分离，将原料气中的重组分C6H6、CH4O、SO2、COS液化成液体，通过节流减压高点放空，脱除C6H6、CH4O、SO2、COS杂质，高纯度二氧化碳从塔顶送到二氧化碳排放管送出，通过塔底杂质排放管将重组分杂质放空排放。6.如权利要求5所述的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁宁宁，刘峰，覃锦兰，戚剑威，李善吉，徐琨璘，
申请(专利权)人：广州市华达石化有限公司，
类型：发明
国别省市：