專利名稱：工業(yè)級(jí)和食品級(jí)液體二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)級(jí)和食品級(jí)液體二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，適用于二氧化碳
富集的場(chǎng)合，尤其適用于以煤為原料制合成氨、甲醇或氫的過程中變壓吸附脫碳放空的中濃度二氧化碳?xì)獾膱?chǎng)合。
背景技術(shù)：
以煤為原料制合成氨、甲醇或氫的過程中變壓吸附脫碳放空的二氧化碳?xì)庵卸趸嫉暮恳话阍?0 % 90 % ，其濃度偏低。而其中的氫、 一氧化碳、氮、硫化物及甲烷、乙烷、苯等烴類雜質(zhì)含量較高。用該二氧化碳原料氣直接制備食品級(jí)液體二氧化碳的工藝復(fù)雜，若加氧或加空氣進(jìn)行催化氧化，由于可燃組份較高，加氧或空氣的量很多，能耗大，有效氣體的利用率低，導(dǎo)致運(yùn)行成本很高；而且氫、一氧化碳的含量也并不穩(wěn)定，操作控制十分麻煩。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)工業(yè)級(jí)和食品級(jí)液體二氧化碳的純度要求不同以及現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種工藝技術(shù)先進(jìn)，能量利用充分，能源消耗少，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，設(shè)備投資少，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，并可同時(shí)生產(chǎn)工業(yè)級(jí)和食品級(jí)液體二氧化碳的裝置。[0004] 為實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案 —種工業(yè)級(jí)和食品級(jí)液體二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，包括依次連通的管口 1、緩沖器2、壓縮機(jī)3、脫硫器4、第一干燥器5、預(yù)冷器6、第一冷凝器7、分離器8、第一提純塔9、第一過冷器10、第一貯槽11，以及依次連通的脫烴塔12、熱交換器13、冷卻器14、第二干燥器15、第二冷凝器16、第二提純塔17和第二貯槽18 ;分離器8的第二出口與預(yù)冷器6的第二進(jìn)口連通，預(yù)冷器6的第二出口與熱交換器13的第二進(jìn)口連通，熱交換器13的第二出口與脫烴塔12的進(jìn)口連通；分離器8的第三出口與第一過冷器10的第二進(jìn)口連通，第一過冷器10的第二出口與冷卻器14的第二進(jìn)口連通，冷卻器14的第二出口與主系統(tǒng)的進(jìn)口連通。[0006] 作為一種更好的具體實(shí)施方式
，脫硫器4包含依次連通的有機(jī)硫轉(zhuǎn)換器、脫硫塔和活性炭吸附器。 作為另一種更好的具體實(shí)施方式
，第一干燥器5包含依次連通的水分離器和分子篩。

附圖是本實(shí)用新型所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，l-管口 2-緩沖器 3-壓縮機(jī) 4-脫硫器 5-第一干燥器 6-預(yù)冷器7-第一冷凝器8-分離器9-第一提純塔10-第一過冷器11-第一貯槽12-脫烴塔13-熱交換器14-冷卻器15-第二干燥器16-第二冷凝器17-第二提純塔18-第二貯槽具體實(shí)施方式以煤為原料制合成氨、甲醇或氫的過程中變壓吸附脫碳放空的二氧化碳原料氣制備工業(yè)級(jí)和食品級(jí)液體二氧化碳為例，并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明[0011] 附圖所示的工業(yè)級(jí)和食品級(jí)液體二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，包括通過第一管口依次連通的管口 1、緩沖器2、壓縮機(jī)3、脫硫器4、第一干燥器5、預(yù)冷器6、第一冷凝器7、分離器8、第一提純塔9、第一過冷器10、第一貯槽11，以及依次連通的脫烴塔12、熱交換器13、冷卻器14、第二干燥器15、第二冷凝器16、第二提純塔17和第二貯槽18 ;分離器8的第二出口與預(yù)冷器6的第二進(jìn)口連通，預(yù)冷器6的第二出口與熱交換器13的第二進(jìn)口連通，熱交換器13的第二出口與脫烴塔12的進(jìn)口連通；分離器8的第三出口與第一過冷器10的第二進(jìn)口連通，第一過冷器10的第二出口與冷卻器14的第二進(jìn)口連通，冷卻器14的第二出口與主系統(tǒng)的進(jìn)口連通。脫硫器4包含有機(jī)硫轉(zhuǎn)換器、脫硫塔、活性炭吸附器等。有機(jī)硫轉(zhuǎn)換器將有機(jī)硫轉(zhuǎn)換成無機(jī)硫，用水解的方法除去無機(jī)硫，再進(jìn)入脫硫塔和活性炭吸附器，除去剩余的有機(jī)硫、無機(jī)硫和部分水。第一干燥器5包括水分離器和分子篩。用水分離器分離掉飽和水，用分子篩過濾脫除氣體中的微量水分，干燥二氧化碳原料氣。第二干燥器15與第一干燥器5具有類似的結(jié)構(gòu)，其功能也相似。 二氧化碳原料氣中二氧化碳的含量一般為75% 90%，其中含有較多的氫、一氧化碳、氮、硫化物及甲烷、乙烷、苯等烴類雜質(zhì)。將界區(qū)外的二氧化碳原料氣，通過管口 l依次引入緩沖器2(緩沖器可采用氣囊或氣柜)進(jìn)行緩沖，經(jīng)緩沖后進(jìn)入二氧化碳?jí)嚎s機(jī)3增壓至2. OMPa 4. OMPa，最好是2. 8MPa 3. 5MPa ;增壓后的二氧化碳原料氣進(jìn)入脫硫器4，將有機(jī)硫轉(zhuǎn)換成無機(jī)硫，用水解的方法除去無機(jī)硫，并除去剩余的有機(jī)硫、無機(jī)硫和部分水，使二氧化碳原料氣中的總硫小于0. lppm ;脫硫合格的二氧化碳原料氣用干燥器5分離掉飽和水和氣體中的微量水分；脫硫、除水干燥后的二氧化碳原料氣利用液化分離后的一部分液態(tài)二氧化碳的冷量經(jīng)預(yù)冷器6對(duì)二氧化碳原料氣進(jìn)行預(yù)冷至_5 ot:，經(jīng)預(yù)冷后的二氧化碳原料氣進(jìn)入第一冷凝器7中低溫液化至-12 -18°C ，低溫液化后的液態(tài)二氧化碳進(jìn)入分離器8中分離氫、一氧化碳、氮等不凝性氣體。分離不凝性氣體后的液態(tài)二氧化碳經(jīng)分離器8分離成兩部分流向，其中一部分液態(tài)二氧化碳進(jìn)入第一提純塔9中進(jìn)行精餾提純，進(jìn)一步提高二氧化碳的純度；然后進(jìn)入第一過冷器10中利用分離器8中放空出來的不凝性低溫氣體的冷量再冷卻提純后的工業(yè)級(jí)液體二氧化碳至_20°C _25°C 。然后，進(jìn)入工業(yè)級(jí)液體二氧化碳低溫貯槽ll，即第一貯槽，獲得工業(yè)級(jí)液體二氧化碳產(chǎn)品。另一部分液態(tài)二氧化碳去預(yù)冷器6中預(yù)冷二氧化碳原料氣，然后進(jìn)入熱交換器中13與脫烴凈化后的高溫二氧化碳?xì)膺M(jìn)行換熱后得到加熱，再進(jìn)入脫烴塔12中利用催化氧化法脫除甲烷、乙烷、苯等烴類可燃有機(jī)物，脫烴凈化后的高溫氣態(tài)二氧化碳進(jìn)入熱交換器13中與二氧化碳原料氣換熱后得到冷卻，然后再進(jìn)入冷卻器14利用分離器8中放空出來的經(jīng)第一過冷器10過冷工業(yè)級(jí)液體二氧化碳后的不凝性低溫氣體的冷量冷卻至15°C 25t:，然后進(jìn)入第二干燥器15中進(jìn)行除水干燥處理，經(jīng)除水干燥后的二氧化碳?xì)膺M(jìn)入第二冷凝器16中進(jìn)行低溫液化至-12t: -18t:，再進(jìn)入第二提純塔17中進(jìn)行精餾提純，進(jìn)一步提高二氧化碳的純度。經(jīng)提純后，制得合格的食品級(jí)液體二氧化碳，經(jīng)過冷至_20°C _251:后進(jìn)入食品級(jí)液體二氧化碳低溫貯槽18，即第二貯槽，獲得食品級(jí)液體二氧化碳產(chǎn)品。分離器8中分離出來的不凝性低溫氣體經(jīng)兩次換熱后回到主系統(tǒng)。 本裝置的突出優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)生產(chǎn)工業(yè)級(jí)和食品級(jí)的液體二氧化碳，也可以單獨(dú)生產(chǎn)工業(yè)級(jí)液體二氧化碳或食品級(jí)液體二氧化碳，可以根據(jù)市場(chǎng)的需要靈活地組織生產(chǎn)。同時(shí)，工業(yè)級(jí)和食品級(jí)液體二氧化碳聯(lián)產(chǎn)時(shí)可以共用壓縮、脫硫、除水干燥、冷凍系統(tǒng)的設(shè)備，節(jié)省設(shè)備投資；本裝置在精餾提純和脫烴凈化前首先將二氧化碳原料氣進(jìn)行低溫液化，分離出氫、一氧化碳、氮等不凝性有效氣體經(jīng)冷卻提純后的工業(yè)級(jí)液體二氧化碳和脫烴凈化后的氣態(tài)二氧化碳后返回制氨、甲醇或制氫系統(tǒng)，減少了系統(tǒng)的能源消耗，并充分利用了系統(tǒng)能量，提高了有效氣體的利用率，降低了生產(chǎn)成本。氫、一氧化碳、氮等不凝性氣體經(jīng)液化分離后，也更有利于后續(xù)工序控制液體二氧化碳的質(zhì)量。同時(shí)，經(jīng)低溫液化分離后的用于制取食品級(jí)液體二氧化碳的液態(tài)二氧化碳預(yù)冷二氧化碳原料氣和冷卻脫烴凈化后的高溫二氧化碳?xì)猓浞掷昧讼到y(tǒng)中的能量，減少了能源消耗。
權(quán)利要求工業(yè)級(jí)和食品級(jí)液體二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，包括依次連通的管口(1)、壓縮機(jī)(3)、脫硫器(4)、第一干燥器(5)、預(yù)冷器(6)、第一冷凝器(7)、分離器(8)、第一提純塔(9)、第一過冷器(10)、第一貯槽(11)，以及依次連通的脫烴塔(12)、熱交換器(13)、冷卻器(14)、第二干燥器(15)、第二冷凝器(16)、第二提純塔(17)和第二貯槽(18)；其特征在于分離器(8)的第二出口與預(yù)冷器(6)的第二進(jìn)口連通，預(yù)冷器(6)的第二出口與熱交換器(13)的第二進(jìn)口連通，熱交換器(13)的第二出口與脫烴塔(12)的進(jìn)口連通；分離器(8)的第三出口與第一過冷器(10)的第二進(jìn)口連通，第一過冷器(10)的第二出口與冷卻器(14)的第二進(jìn)口連通，冷卻器(14)的第二出口與主系統(tǒng)的進(jìn)口連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于在管口 (1)和壓縮機(jī)(3)之間連接有緩沖 器(2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于脫硫器(4)包含依次連通的有機(jī)硫轉(zhuǎn) 換器、脫硫塔和活性炭吸附器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于第一干燥器(5)包含依次連通的水分 離器和分子篩。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種工業(yè)級(jí)和食品級(jí)液體二氧化碳的聯(lián)產(chǎn)裝置，適用于二氧化碳富集的場(chǎng)合；本裝置包括依次連通的管口、緩沖器、壓縮機(jī)、脫硫器、干燥器、預(yù)冷器、冷凝器、分離器、提純塔、過冷器、貯槽、脫烴塔、熱交換器、冷卻器等；本實(shí)用新型具有工藝技術(shù)先進(jìn)，能量利用充分，能源消耗少，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，設(shè)備投資少，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01B31/20GK201485279SQ200920189759
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者沈建沖, 申屠晶 申請(qǐng)人:申屠晶