[發明專利]一種利用工業廢氣生產高純度二氧化碳的凈化系統及方法

在審

• 申請號: 202011389662.4
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112316707A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 袁寧寧;劉峰;覃錦蘭;戚劍威;李善吉;徐琨璘
• 申請（專利權）人: 廣州工程技術職業學院;廣州市華達石化有限公司
• 主分類號: B01D53/82
• 分類號: B01D53/82;B01D53/52;B01D53/00;B01D46/00;C01B32/50
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明屬于廢氣處理設備技術領域，公開了一種利用工業廢氣生產高純度二氧化碳的凈化系統及方法，脫硫塔通過連接管路與外部的企業尾氣排放管路連通，脫硫塔通過連接管路與過濾器連通，過濾器通過連接管路與熱交換器連通，熱交換器通過連接管路連接有脫重塔，脫重塔的輸出端與二氧化碳排放管連通；脫硫塔與外部的企業尾氣排放管路之間連通有壓縮機和穩壓緩沖罐，壓縮機與企業尾氣排放管路、穩壓緩沖罐之間，以及穩壓緩沖罐與脫硫塔之間分別連通有控制閥門；脫重塔下端連通有雜質排放管，雜質排放管中間連通有排放閥門。本發明通過設置脫硫塔和脫重塔可以對企業尾氣進行脫除硫化氫和脫重精餾處理，能夠獲得高純度二氧化碳的二級凈化氣。

技術領域

本發明屬于廢氣處理設備技術領域，尤其涉及一種利用工業廢氣生產高純度二氧化碳的凈化系統及方法。

背景技術

目前：隨著現代工業的迅猛發展，當今世界面臨的環境形勢越來越嚴峻。二氧化碳作為一種重要的工業副產品，每年都會大量的向大氣中排放，導致全球溫室效應日益加劇。將二氧化碳用作原料，可廣泛應用于工業、農業、食品、醫藥、精細化工等領域。二氧化碳來源廣泛，價格低廉，可帶來較高的經濟效益，二氧化碳的綜合應用已經得到越來越多的重視，各國均加大了碳回收的投入。

工業回收的二氧化碳往往含有大量的硫化物雜質，而食品、電子等行業對二氧化碳純度的要求較高，其提純工藝至關重要。工業上常用的脫硫技術有濕法脫硫、干法脫硫、半干法脫硫、吸附法等，其中吸附法適于低濃度含硫雜質氣體的脫除工藝，可將氣體硫化物含量降低至10-6級以下，然而吸附劑再生的過程中帶出的酸性硫雜質直接排放到空氣中會產生酸雨，污染環境。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)混合氣體提純目前常用的深冷分離法，通常是采用機械壓縮把氣體壓縮、冷卻后，利用不同氣體沸點上的差異進行精餾，使不同氣體得到分離。由于不同二氧化碳原料氣中都會有各種不同雜質，會在二氧化碳液化時或多或少地一起冷凝，從而對二氧化碳產品質量產生巨大影響。單一的深冷分離很難實現高生產高純度二氧化碳生產。

(2)吸附提純工藝中，目前常用的方法是原料氣直接從壓縮機出口進入吸附罐，由于原料氣壓力波動大，造成生產不穩定，直接影響吸附效果。

(3)目前，吸附與低溫精餾組合法提純法主要是使用前精餾后吸附工藝，這種工藝方法精餾后的液體產品還需汽化后進入吸附單元，最終產品再通過壓縮機壓縮后才出廠，增大了生產能耗和設備投入。

解決以上問題及缺陷的難度為：從理論上講，只要二氧化碳達到臨界溫度以下，在特定壓力下即可液化，壓力越高液化溫度越高。但由于不同二氧化碳原料氣中都會有各種不同雜質，會在二氧化碳液化時或多或少地一起冷凝，從而對二氧化碳產品質量產生巨大影響，很難實現高純度二氧化碳生產。

本發明采用吸附與低溫精餾組合法進行二氧化碳的生產。使用吸附性強的吸附劑，可以有針對性地脫除與二氧化碳形成共沸、通過精餾無法分離的雜質，然后將二氧化碳液化進行低溫精餾提純，除去剩余的雜質組分。

解決以上問題及缺陷的意義為：本發明前吸附后精餾、先壓縮后緩沖的工藝方式，通過吸附除去原料氣中的硫化物后進行精餾得到成品液體二氧化碳。使用方法生產時，裝置技術先進、成熟可靠、消耗低、“三廢”排放少。裝置投產后可以長期穩定、安全、滿負荷地運行，提純效果等到國家GB-1886.228-2016標準對液體二氧化碳食品添加劑的要求。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種利用工業廢氣生產高純度二氧化碳的凈化系統及方法。

本發明是這樣實現的，一種利用工業廢氣生產高純度二氧化碳的凈化系統設置有：

脫硫塔；