[發(fā)明專利]一種食品級(jí)二氧化碳高效提純系統(tǒng)及其工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910332255.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN110015664B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王華東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東能源環(huán)保股份有限公司
• 主分類號(hào): C01B32/50
• 分類號(hào): C01B32/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及食品級(jí)二氧化碳提純領(lǐng)域，公開了一種食品級(jí)二氧化碳高效提純系統(tǒng)及其工藝，依次包括壓縮動(dòng)力單元、水解脫硫單元、精脫硫單元和提純單元，壓縮動(dòng)力單元包括增壓用的壓縮機(jī)，水解脫硫單元依次連接的包括脫硫加熱器和水解脫硫塔；精脫硫單元依次包括脫硫水冷器、精脫硫塔；精脫硫塔內(nèi)設(shè)有自下而上分布設(shè)有填裝有ZnO脫硫劑的H₂S脫硫?qū)雍偷奶钛b有鐵屑COS催化氧化層，H₂S脫硫?qū)雍虲OS催化氧化層之間還接通有臭氧供管；提純單元沿依次包括除濕器、預(yù)冷器、冷凝器和提純塔，由此本系統(tǒng)和工藝應(yīng)對(duì)水解脫硫塔進(jìn)行下調(diào)工作溫度、加快流速的調(diào)整，對(duì)COS、H₂S殘余進(jìn)行氧化脫除，所得成品二氧化碳品質(zhì)提高，脫硫效率高，成本經(jīng)濟(jì)，效果顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及食品級(jí)二氧化碳提純領(lǐng)域，特別涉及一種食品級(jí)二氧化碳高效提純系統(tǒng)及其工藝。

背景技術(shù)

二氧化碳為一種無色、無臭、不可燃、可壓縮至高壓的氣體，目前根據(jù)二氧化碳的含量和純度不同而使用，當(dāng)下使用方向包括有飲料啤酒行業(yè)高純度二氧化碳充氣使用、煙草行業(yè)中高純度二氧化碳作為煙絲膨脹劑使用、食品保鮮、工業(yè)原料、醫(yī)療衛(wèi)生呼吸刺激劑等。近年來，我國(guó)推行可持續(xù)發(fā)展力度加大，國(guó)家的碳排放政策日益鎖緊，各省都有相應(yīng)的碳排放配額，企業(yè)減排壓力大，并且由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，CO₂的需求也日益增大，所以國(guó)內(nèi)回收CO₂的企業(yè)日益增多，CO₂產(chǎn)能和需求量也逐年遞增。面對(duì)不同用途的二氧化碳需求，對(duì)二氧化碳進(jìn)行提純也成為了必然趨勢(shì)。

例如授權(quán)公告號(hào)為CN103359732B的中國(guó)專利“一種食品級(jí)、工業(yè)級(jí)二氧化碳回收裝置及回收工藝”，其公開了一種二氧化碳的回收工藝，其中含二氧化碳的原料氣經(jīng)增壓后，通入脫硫塔粗脫硫、經(jīng)干燥器干燥；干燥后的物料進(jìn)入液化器，與液氨換熱，一氧化碳冷凝并進(jìn)入精餾塔進(jìn)行精餾；精餾塔中原料氣中的不凝性氣體通過塔頂?shù)膲毫刂崎y放出；塔底的二氧化碳液體進(jìn)入再沸器經(jīng)過氣氨的加熱后，液體中不凝性氣體再次蒸發(fā)至精餾塔并放出，再沸器中的二氧化碳液體經(jīng)過過冷器過冷后得到工業(yè)級(jí)二氧化碳產(chǎn)品；若需要生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳，則粗脫硫后的物料在進(jìn)入干燥器干燥之前先進(jìn)入精脫硫系統(tǒng)精脫硫；精脫硫系統(tǒng)，包括物料輸送方向依次連接的提溫器、水解塔和純化器。

又如授權(quán)公告號(hào)為CN205061571U的中國(guó)專利公開一種工業(yè)級(jí)高純度液體二氧化碳制造生產(chǎn)線，包括CO₂壓縮機(jī)、T703預(yù)脫硫、脫硫加熱器、T504水解塔、脫硫水冷器、脫硫再冷器、T103精脫硫塔、冷卻除濕器、分子篩干燥塔、一級(jí)氨冷器、提純塔、二級(jí)氨冷器和貯槽，所述CO₂壓縮機(jī)、T703預(yù)脫硫、脫硫加熱器、T504水解塔、脫硫水冷器、脫硫再冷器、T103精脫硫塔、冷卻除濕器、分子篩干燥塔、一級(jí)氨冷器、提純塔、二級(jí)氨冷器和貯槽依次聯(lián)接，所述冷卻除濕器與一級(jí)氨冷器之間設(shè)置有回流管。其中與“一種食品級(jí)、工業(yè)級(jí)二氧化碳回收裝置及回收工藝”存在有共同處理工序——脫硫工序，CO₂中含硫組分應(yīng)大部分具有人體毒害性和催化劑毒性，故脫硫是CO₂提純的重要部分。現(xiàn)有工藝中水解塔中在高溫環(huán)境下利用有機(jī)硫水解催化劑對(duì)原料氣中的COS水解轉(zhuǎn)化為H₂S，在有純化器或精脫硫塔脫除H₂S。

但現(xiàn)有水解塔中還存在有H₂S與氧氣反應(yīng)生成S的副反應(yīng)，S的形成會(huì)加劇有機(jī)硫水解催化劑的硫酸鹽化，導(dǎo)致有機(jī)硫水解催化劑的活性中心失效，有機(jī)硫水解催化劑的COS水解轉(zhuǎn)化效率下降且使用壽命降低，由此為延長(zhǎng)催化劑使用壽命，當(dāng)下對(duì)水解塔中溫度下調(diào)，且原料氣在水解塔中的停留時(shí)間減小。然而做出對(duì)應(yīng)調(diào)整后，實(shí)際生產(chǎn)過程中在水解塔至下一工序的原料氣中存在有COS殘留，該COS殘留量波動(dòng)性大且隨生產(chǎn)周期延長(zhǎng)波動(dòng)值上限提升，對(duì)產(chǎn)品二氧化碳的含量指標(biāo)控制造成困難，產(chǎn)品檢驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)有食品級(jí)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)甚至工業(yè)級(jí)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)的情況。另外，生產(chǎn)過程中還嘗試有在現(xiàn)有水解塔后續(xù)接入一小型的水解塔進(jìn)行再次水解，但效果不理想，且設(shè)備產(chǎn)品和運(yùn)行過程中催化劑損耗等運(yùn)行成本較高。

發(fā)明內(nèi)容