【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于煙氣捕集及二氧化碳純化凈制的，具體涉及一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置及方法。
技術介紹
1、碳捕集回收與利用技術即可以減緩氣候惡化，又可以將捕集到的二氧化碳作為生產生活用品，具有廣泛用途：二氧化碳除作為工業化學品、保護氣外，液體二氧化碳可以用作制冷劑，食品級二氧化碳可用作碳酸飲料干冰等，更高純(電子級)的二氧化碳主要用于電子工業、反應堆氣體冷卻、醫學的臨界萃取、超臨界清洗、半導體制造等領域。目前國內主要生產工業級和食品級二氧化碳，面臨著效率低下、工藝復雜、能耗高等問題，需要不斷進行技術升級和創新，以提高生產效率和降低能耗。電子級二氧化碳生產規模較小，生產成本較高，主要依賴于進口，抑制了相關產業的發展。因此，有必要設計一種規模化工業級、食品級、電子級二氧化碳聯產工藝及裝置，以解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術目的在于提供一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置及方法，以解決生產工業級和食品級二氧化碳時效率低下、工藝復雜、能耗高和電子級二氧化碳生產規模較小，生產成本較高、能耗高的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置，其特征是：包括堿洗塔、堿洗后冷凝器、吸收塔、有機醇胺溶液噴淋單元、胺液加熱器、解吸塔、冷卻器、分子篩吸附器、氣態工業級二氧化碳儲罐、壓縮冷凝單元、液態食品級二氧化碳儲罐、脫重高壓塔、脫重后冷凝器、脫輕低壓塔和液態電子級二氧化碳儲罐，堿洗塔前端連接
4、為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：
5、上述的堿洗塔配合有堿液噴淋單元，堿液噴淋單元包括堿液罐和堿液泵，堿液罐內有堿液，堿液泵用于將堿液罐內的堿液泵至堿洗塔頂部。
6、上述的有機醇胺溶液噴淋單元包括氨液罐和氨液泵，氨液罐內有有機醇胺溶液，氨液泵用于將氨液罐內的有機醇胺溶液泵至吸收塔頂部。
7、上述的吸收塔底部通過富液管道連接胺液加熱器，富液管道上安裝富液輸送泵和貧富液換熱器，解吸塔底部通過貧液管道與吸收塔頂部連接，貧液管道上安裝貧液輸送泵、貧富液換熱器和貧液冷卻器，富液管道與貧液管道在貧富液換熱器處換熱。
8、上述的壓縮冷凝單元為兩級壓縮冷凝結構，包括一級壓縮機、一級冷凝器、一級氣液分離器、二級壓縮機、二級冷凝器和二級氣液分離器，一級壓縮機前端與分子篩吸附器連接，一級壓縮機后端與一級冷凝器連接，一級冷凝器與一級氣液分離器連接，一級壓縮機用于對工業級氣態二氧化碳壓縮，一級冷凝器用于對壓縮后的工業級氣態二氧化碳冷凝，一級氣液分離器用于將冷凝后的工業級氣態二氧化碳氣液分離，一級氣液分離器與二級壓縮機連接，二級壓縮機與二級冷凝器連接，二級冷凝器與二級氣液分離器連接，二級壓縮機、二級冷凝器和二級氣液分離器分別用于對一級分離后的工業級氣態二氧化碳壓縮、冷凝和氣液分離，二級氣液分離后的工業級氣態二氧化碳即為食品級液態二氧化碳。
9、一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳的方法，應用上述的聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置，具體包括以下步驟：
10、步驟一、火電廠煙道氣連續進入堿洗塔，煙氣從堿洗塔塔頂采出，經過堿洗后冷凝器將硫元素脫除，再經引風機通入吸收塔；
11、步驟二、吸收塔塔頂噴淋有機醇胺溶液吸收二氧化碳形成富液，富液從吸收塔塔底采出經過貧富液換熱器和胺液加熱器后通入解吸塔，解吸塔產生的貧液由解吸塔底采出經貧富液換熱器和貧液冷卻器后通入吸收塔循環利用，二氧化碳被解吸后從解吸塔塔頂采出；
12、步驟三、二氧化碳從解吸塔頂采出后，經過冷卻器冷卻后排出多余水分，再通過分子篩吸附器進一步脫水除雜，得到工業級氣態二氧化碳，進入壓縮冷凝單元；
13、步驟四、壓縮冷凝單元對工業級氣態二氧化碳進行一級、二級壓縮冷凝并排空部分雜質后得到食品級液態二氧化碳，食品級液態二氧化碳部分通入干冰機，其余經第一精餾泵通入脫重高壓塔；
14、步驟五、液態食品級二氧化碳經脫重高壓塔底部采出重組分，其余部分從脫重高壓塔塔頂進入脫重后冷凝器冷凝后，經第二精餾泵通入脫輕低壓塔；
15、步驟六、脫重后的液態食品級二氧化碳經脫輕低壓塔塔頂部采出輕組分，塔底得到電子級液態二氧化碳。
16、火電廠煙道氣二氧化碳的純度為10％～90％，煙氣溫度為20～80℃。
17、堿洗塔頂部通過噴淋氫氧化鈉溶液對煙道氣進行脫硫除塵。
18、吸收塔的操作壓力為1.5～3.5mpa，富液流經貧富液換熱器時，換熱器溫差為5～20℃；胺液加熱器加熱溫度為95～135℃；解吸塔操作壓力0.1～0.2mpa，塔底溫度為90～120℃；冷卻器冷卻溫度為15～28℃，步驟四中，一級壓縮后壓力為0.4～1.0mpa，一級冷卻溫度為-45～-65℃；二級壓縮后壓力為1.6～2.5mpa，二級冷卻溫度為-15～-35℃，脫重高壓塔操作壓力為1.5～4.0mpa，操作溫度為-10～-25℃，脫重后冷凝器冷卻溫度為-20～-35℃，脫輕低壓塔操作壓力為1.0～3.0mpa，操作溫度為-20～-35℃。
19、工業級氣態二氧化碳純度為99％，食品級液態二氧化碳純度為99.9％，電子級液態二氧化碳純度為99.9999％。
20、相比于現有技術，本專利技術的有益效果為：
21、1、本專利技術設計的工藝集成了碳捕集、加壓冷凝、雙塔低溫精餾三個部分，實現了從火電廠原料氣捕集到產品提純的全流程優化，產品純度高，工藝技術簡單成熟，提高整體生產效率和產品質量。
22、2、本專利技術生產的工業級二氧化碳采用化學吸收法，能夠本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置，其特征是：包括堿洗塔(11)、堿洗后冷凝器(21)、吸收塔(12)、有機醇胺溶液噴淋單元、胺液加熱器(41)、解吸塔(13)、冷卻器(24)、分子篩吸附器(51)、氣態工業級二氧化碳儲罐(71)、壓縮冷凝單元、液態食品級二氧化碳儲罐(74)、脫重高壓塔(14)、脫重后冷凝器(27)、脫輕低壓塔(15)和液態電子級二氧化碳儲罐(75)，所述的堿洗塔(11)前端連接火電廠煙道，堿洗塔(11)頂部與堿洗后冷凝器(21)連接，堿洗后冷凝器(21)用于脫除氣體中的硫元素，堿洗后冷凝器(21)與吸收塔(12)前端連接，有機醇胺溶液噴淋單元接在吸收塔(12)頂部，用于向吸收塔(12)內噴淋有機醇胺溶液，有機醇胺溶液吸收吸收塔(12)中的二氧化碳形成富液，吸收塔(12)底部連接胺液加熱器(41)，所述的胺液加熱器(41)用于加熱富液，胺液加熱器(41)與解吸塔(13)連接，富液在解吸塔(13)中被解吸為貧液和二氧化碳氣體，解吸塔(13)底部與吸收塔(12)連接，貧液通入吸收塔(12)，解吸塔(13)頂部與冷卻器(24)連接，冷卻器(24)用于對二氧
2.根據權利要求1所述的一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置，其特征是：所述的堿洗塔(11)配合有堿液噴淋單元，所述的堿液噴淋單元包括堿液罐和堿液泵，所述的堿液罐內有堿液，所述的堿液泵用于將堿液罐內的堿液泵至堿洗塔(11)頂部。
3.根據權利要求2所述的一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置，其特征是：所述的有機醇胺溶液噴淋單元包括氨液罐和氨液泵，所述的氨液罐內有有機醇胺溶液，所述的氨液泵用于將氨液罐內的有機醇胺溶液泵至吸收塔(12)頂部。
4.根據權利要求3所述的一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置，其特征是：所述的吸收塔(12)底部通過富液管道連接胺液加熱器(41)，富液管道上安裝富液輸送泵(32)和貧富液換熱器(22)，所述的解吸塔(13)底部通過貧液管道與吸收塔(12)頂部連接，所述的貧液管道上安裝貧液輸送泵(33)、貧富液換熱器(22)和貧液冷卻器(23)，所述的富液管道與貧液管道在貧富液換熱器(22)處換熱。
5.根據權利要求4所述的一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置，其特征是：所述的壓縮冷凝單元為兩級壓縮冷凝結構，包括一級壓縮機(61)、一級冷凝器(25)、一級氣液分離器(72)、二級壓縮機(62)、二級冷凝器(26)和二級氣液分離器(73)，所述的一級壓縮機(61)前端與分子篩吸附器(51)連接，一級壓縮機(61)后端與一級冷凝器(25)連接，一級冷凝器(25)與一級氣液分離器(72)連接，一級壓縮機(61)用于對工業級氣態二氧化碳壓縮，一級冷凝器(25)用于對壓縮后的工業級氣態二氧化碳冷凝，一級氣液分離器(72)用于將冷凝后的工業級氣態二氧化碳氣液分離，一級氣液分離器(72)與二級壓縮機(62)連接，二級壓縮機(62)與二級冷凝器(26)連接，二級冷凝器(26)與二級氣液分離器(73)連接，二級壓縮機(62)、二級冷凝器(26)和二級氣液分離器(73)分別用于對一級分離后的工業級氣態二氧化碳壓縮、冷凝和氣液分離，二級氣液分離后的工業級氣態二氧化碳即為食品級液態二氧化碳。
6.一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳的方法，應用如權利要求4所述的聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置，具體包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳的方法，其特征是：所述的火電廠煙道氣二氧化碳的純度為10％～90％，煙氣溫度為20～80℃。
8.根據權利...
【技術特征摘要】
1.一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置，其特征是：包括堿洗塔(11)、堿洗后冷凝器(21)、吸收塔(12)、有機醇胺溶液噴淋單元、胺液加熱器(41)、解吸塔(13)、冷卻器(24)、分子篩吸附器(51)、氣態工業級二氧化碳儲罐(71)、壓縮冷凝單元、液態食品級二氧化碳儲罐(74)、脫重高壓塔(14)、脫重后冷凝器(27)、脫輕低壓塔(15)和液態電子級二氧化碳儲罐(75)，所述的堿洗塔(11)前端連接火電廠煙道，堿洗塔(11)頂部與堿洗后冷凝器(21)連接，堿洗后冷凝器(21)用于脫除氣體中的硫元素，堿洗后冷凝器(21)與吸收塔(12)前端連接，有機醇胺溶液噴淋單元接在吸收塔(12)頂部，用于向吸收塔(12)內噴淋有機醇胺溶液，有機醇胺溶液吸收吸收塔(12)中的二氧化碳形成富液，吸收塔(12)底部連接胺液加熱器(41)，所述的胺液加熱器(41)用于加熱富液，胺液加熱器(41)與解吸塔(13)連接，富液在解吸塔(13)中被解吸為貧液和二氧化碳氣體，解吸塔(13)底部與吸收塔(12)連接，貧液通入吸收塔(12)，解吸塔(13)頂部與冷卻器(24)連接，冷卻器(24)用于對二氧化碳氣體冷卻，初步去除二氧化碳氣體中的水分，冷卻器(24)與分子篩吸附器(51)連接，所述的分子篩吸附器(51)用于進一步去除二氧化碳氣體中的水分和雜質，得到工業級氣態二氧化碳，分子篩吸附器(51)與氣態工業級二氧化碳儲罐(71)連接；分子篩吸附器(51)還與壓縮冷凝單元連接，壓縮冷凝單元用于對工業級氣態二氧化碳進行壓縮冷凝并排空部分雜質后得到食品級液態二氧化碳，壓縮冷凝單元與液態食品級二氧化碳儲罐(74)連接，液態食品級二氧化碳儲罐(74)，壓縮冷凝單元還與脫重高壓塔(14)的前端連接，脫重高壓塔(14)用于對食品級液態二氧化碳脫重，重組分經脫重高壓塔(14)底部采出，頂部與脫重高壓塔(14)與脫重后冷凝器(27)連接，脫重后冷凝器(27)用于對脫重后的食品級液態二氧化碳冷凝，脫重后冷凝器(27)與脫輕低壓塔(15)連接，脫輕低壓塔(15)用于對脫重后的食品級液態二氧化碳脫輕，輕組分經脫輕低壓塔(15)頂部采出，脫輕低壓塔(15)塔底得到電子級液態二氧化碳。
2.根據權利要求1所述的一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置，其特征是：所述的堿洗塔(11)配合有堿液噴淋單元，所述的堿液噴淋單元包括堿液罐和堿液泵，所述的堿液罐內有堿液，所述的堿液泵用于將堿液罐內的堿液泵至堿洗塔(11)頂部。
3.根據權利要求2所述的一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置，其特征是：所述的有機醇胺溶液噴淋單元包括氨液罐和氨液泵，所述的氨液罐內有有機醇胺溶液，所述的氨液泵用于將氨液罐內的有機醇胺溶液泵至吸收塔(12)頂部。
4.根據權利要求3所述的一種聯產工業級、食品級和電子級二氧化碳裝置，其特征是：所述的吸收塔(12)底部通過富液管道連接胺液加熱器(41)，富液管道上安裝富液輸送...
【專利技術屬性】
技術研發人員：廖傳華，劉暢，何珊，陳琳，王常青，廖佳凱，王琛，
申請(專利權)人：南京工業大學，
類型：發明
國別省市：
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