[發明專利]變頻變壓吸附凈化富集糖廠煙道氣中二氧化碳的方法

無效

• 申請號: 201210357778.9
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN102872677A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 盧朝霞;黃福川;莫宇飛;梁景;唐彩珍;藍明新;李宏君;肖友程;李勝;田宗義;唐興中;粟滿榮;趙鐘興;唐丹葵
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B01D53/053
• 分類號: B01D53/053;C01B31/20
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 翁建華

技術領域

本發明涉及煙道氣凈化富集及綜合利用、尤其是變頻變壓吸附凈化富集糖廠煙道氣中二氧化碳的方法。

背景技術

進入21世紀以來，中國食糖消費以年均5％-7％的速度增長,消費量和產糖量分別占世界第二位和第三位。其中，廣西食糖產量占全國產糖量的60％以上，2011/2012年榨季廣西糖產量約720萬噸。廣西大部分甘蔗糖廠所需能源主要靠燃燒蔗渣和煤提供，鍋爐煙道氣一般經水洗除塵、除渣處理后，直接排向大氣。這些煙道氣中N₂含量約占總排放量的75％-80％，CO₂占7％-12％，O₂占8％-12％，還有極少量NO和SO₂等。糖廠排放的煙道氣總量大，流量不穩定；CO₂分壓低，含量常波動；含大量惰性氣體；主要雜質氣體為O₂、NO、SO₂等，造成了嚴重的環境污染。隨著全球對溫室效應的關注，CO₂減排日益引起人們的重視。同時，CO₂是一種重要的碳源和化工產品的儲備原料，也是碳酸法生產白糖的原料，因此CO₂的轉化和利用是一個必須重視的問題。研究發展新技術減少CO₂的排放和回收利用勢在必行。

目前，國內外工業上分離回收二氧化碳主要有干法和濕法，其中濕法包括溶劑吸收法、低溫蒸餾法、膜分離法和變壓吸附法，具有處理量大、可再生的特點，多用于高含硫氣體脫硫；干法是變壓吸附法（PSA），常用于低含硫氣體處理特別是氣體的精脫硫。溶劑吸收法主要適合處理氣體中二氧化碳含量較低的氣源，分離效果較好，通常可以得到99.99％的高濃度二氧化碳氣體，但是投資費用大，能耗高，經濟性較差。低溫蒸餾法適用處理氣體中二氧化碳含量較高的氣源（氣體中二氧化碳含量大于60％），但是該工藝設備投資大，能耗高，分離效果不佳，較少采用此法；膜分離法的工藝過程簡單、操作方便、技術先進、能耗低、經濟性好，投資僅為溶劑吸收法的一半，但此法得到的二氧化碳濃度較低，不適用于工業化。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可高效地將甘蔗糖廠煙道氣中二氧化碳分離、凈化和富集、回收濃度達到98%以上的變頻變壓吸附凈化富集糖廠煙道氣中二氧化碳的方法。

本發明以如下技術方案解決上述技術問題：

本發明的工藝步驟如下：

（1）煙道氣經水洗塔除塵、除渣；

（2）步驟（1）所得糖廠煙道氣，經復合分子篩深度脫水工藝系統脫水干燥；

（3）傳感器將步驟（2）所得干燥煙道氣壓力和流量的相關參數傳輸給煙道氣壓縮機的變頻器；變頻器通過調節壓縮機的電機使壓縮機的流量、壓力、轉速和功率參數與煙道氣的參數匹配，干燥的煙道氣經變頻煙道氣壓縮機壓縮后進入緩沖罐；

（4）由緩沖罐出來的煙道氣從吸附塔底部勻速進入變壓吸附系統，進行變壓吸附分離、凈化，實現節能、高效、安全、穩定地制取高純度的二氧化碳。

深度精脫水干燥使用的復合分子篩，是以3A沸石為主的組合干燥吸附劑，其成分和質量比為3A分子篩45%-85%和13X分子篩55%-15%。

復合分子篩深度脫水后使糖廠煙道氣中的水含量降低到3mg/kg-10mg/kg。

變頻煙道氣壓縮機的排氣壓力0.6MPa～1.2MPa，排氣溫度35℃～41℃。

變頻煙道氣壓縮機的變頻器的輸出頻率為30Hz～130Hz，輸出電壓140V～280V。

變頻器為高性能矢量控制變頻器、電壓型變頻器、脈寬調制變頻、U/f控制變頻器或轉差頻率控制變頻器。

本發明的方法有如下優點：

1.將復合分子篩精脫水、變頻變壓吸附的技術綜合應用于糖廠煙道氣脫水、脫碳，不僅解決了煙道氣中的水與酸性氣體對設備腐蝕和因煙道氣流量不穩定影響正常生產的問題，而且有效提高了煙道氣分離和凈化效果，實現綠色節能、低碳減排、安全穩定、高效地獲得高純度的二氧化碳，為實現糖廠煙道氣的工業產業化、集成規模化的發展提供了一種新的模式。

2.通過調頻器自動調節壓縮機組電機的轉速和功率，使之與脫水后的煙道氣壓力和流量相匹配，維持吸附塔在基本穩定的工況下工作；