石灰窯尾氣生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體涉及石灰窯尾氣生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化碳是一種用途很廣的化工原料，被廣泛用于各種飲料、食品的急速冷凍和保存保鮮、焊接保護(hù)氣、大棚氣肥、煙絲膨脹劑、超臨界萃取劑等，作為化學(xué)碳源大量用于尿素、碳酸酯、聚碳酸酯、阿司匹林和合成甲醇的生產(chǎn)，也是主要的溫室氣體。
[0003]現(xiàn)有文獻(xiàn)公開(kāi)了利用石灰窯尾氣余熱進(jìn)行混凝土砌塊生產(chǎn)的方法，但其未合理利用尾氣中的co2。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種石灰窯尾氣生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳的系統(tǒng)，
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種石灰窯尾氣生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳的方法，以解決目前石灰窯尾氣未經(jīng)回收利用直接排放，對(duì)環(huán)境危害大且不能有效合理利用資源的問(wèn)題。
[0005]一種石灰窯尾氣生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳的系統(tǒng)，包括吸收塔、貧富液換熱器、富液泵、貧富液換熱器、再生塔，吸收塔與富液泵相連，富液泵與貧富液換熱器相連，貧富液換熱器的與再生塔相連，再生塔的底部設(shè)置有再沸器，所述再生塔的塔頂連接有再生氣冷凝器，再生氣冷凝器與氣液分離器相連。
[0006]優(yōu)選的，所述貧富液換熱器還通過(guò)貧液泵連接有貧液水冷器，貧液水冷器的另一端與吸收塔相連。
[0007]優(yōu)選的，貧液泵還連接有胺回收加熱器，胺回收加熱器分別連接配堿槽和再生塔。
[0008]一種石灰窯尾氣生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳的方法，包括如下步驟:
A、石灰窯尾氣，溫度30—40°C，壓力在3—5kPa，進(jìn)入水環(huán)真空泵增壓至48_52kPa后，除水，送入吸收塔，二氧化碳從吸收塔塔頂流入，乙醇胺溶液從塔底流入，尾氣中的CO2被吸收溶解在乙醇胺溶液中；
B、從吸收塔中處理的乙醇胺富液引入富液泵，加壓至0.58-0.62 MPa后送入貧富液換熱器升溫至90—105 °C，進(jìn)入二氧化碳再生塔的塔頂；控制塔釜溫度在120— 130°C、壓力在 0.13-0.17MPa，塔頂溫度 95—105 °C，塔頂壓力在 0.10-0.14MPa ；
C、再生氣冷凝器將再生氣冷卻至50—60°C，經(jīng)氣液分離器分離后，液體打回再生塔，分離的CO2氣體作為產(chǎn)品氣送出界區(qū)，經(jīng)壓縮處理得到成品。
[0009]優(yōu)選的，石灰窯尾氣的氣量為9000— 15000 NmVh，質(zhì)量含量為20— 28 %，未吸收的氣體經(jīng)吸收塔T102塔頂列管冷卻器冷卻至40 — 50 °0后，直接放空。
[0010]優(yōu)選的，從再生塔來(lái)的，溫度為120— 130 °0的乙醇胺循環(huán)洗滌貧液，經(jīng)貧富液換熱器換熱冷卻到65— 75°C溫度后，進(jìn)入貧液泵增壓至0.43-0.47MPa，從貧液泵中分流出另外一股貧液進(jìn)入貧液水冷器，進(jìn)一步冷卻至38-42?溫度，經(jīng)機(jī)械過(guò)濾、活性炭過(guò)濾后進(jìn)入吸收塔的塔頂。循環(huán)利用，與石灰窯尾氣逆流接觸，尾氣中的0)2被溶解。
[0011]優(yōu)選的，經(jīng)貧富液換熱器出來(lái)的液體經(jīng)貧液泵引出一股乙醇胺貧液到胺回收加熱器進(jìn)行再生處理，從界外來(lái)的固體堿首先進(jìn)入配堿槽，與脫鹽水一同進(jìn)行化堿處理，配制好的堿液與脫鹽水混合后進(jìn)入胺回收加熱器，胺回收加熱器利用蒸汽加熱，溫度控制在125—135°C。再生的乙醇胺溶液送回再生塔T103，再生的變質(zhì)的乙醇胺廢液送入鍋爐焚燒處理。
[0012]優(yōu)選的，富液泵與吸收塔塔底的脫碳富液管路連接，加壓后乙醇胺溶液貧液循環(huán)送入吸收塔中部進(jìn)入塔內(nèi)進(jìn)行循環(huán)吸收。
[0013]優(yōu)選的，富液泵的流速為75_85m3/h。
[0014]本發(fā)明采取了低壓脫碳技術(shù)提濃制取CO2產(chǎn)品。通過(guò)開(kāi)發(fā)石灰窯尾氣回收再利用項(xiàng)目，有利于產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)一步優(yōu)化，注重生態(tài)環(huán)保，節(jié)約成本，提高公司的競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。特點(diǎn)如下:
1.石灰窖尾氣中含有大量二氧化碳成分，二氧化碳是一種有害氣體自由排放對(duì)環(huán)境會(huì)造成很大污染，但同時(shí)二氧化碳又是用途廣泛的工業(yè)原材料包括食品加工保鮮、飲料、化月巴、防火、石油開(kāi)采都離不了二氧化碳。本發(fā)明石灰窯尾氣生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳的方法，即生態(tài)環(huán)保，又能節(jié)約成本增加效益。
[0015]2.從石灰窯裝置送來(lái)的尾氣，首先經(jīng)水環(huán)真空泵抽取后送入CO2吸收塔，過(guò)程中
0)2氣流中帶入大量水蒸氣，會(huì)稀釋MEA溶液，我們?cè)賹O 2送入吸收塔之前增加了除水裝置。
[0016]3.為了加強(qiáng)CO2吸收塔的吸收能力和效果，在塔底另引出一脫碳富液管路進(jìn)入循環(huán)液泵，加壓后循環(huán)送入0)2吸收塔中部進(jìn)入塔內(nèi)進(jìn)行循環(huán)吸收。
[0017]4.在MEA溶液的循環(huán)過(guò)程中，需要通過(guò)熱交換的方式進(jìn)行貧富液轉(zhuǎn)換，MEA溶液流速過(guò)快會(huì)導(dǎo)致最后釋放的0)2氣體過(guò)少，我們改變富液泵的MEA溶液流速，使CO 2能大量釋放。
[0018]5.富液經(jīng)蒸汽加熱后會(huì)帶入水蒸氣，對(duì)此部分水蒸氣不進(jìn)入整個(gè)循環(huán)過(guò)程，與CO2進(jìn)入氣液分離器，經(jīng)冷卻后直接排出。
[0019]6.MEA脫碳過(guò)程中，由于有O2的存在溶液易變質(zhì)，需進(jìn)行再生處理。我們通過(guò)從貧液泵分流引出一股MEA貧液到胺回收加熱器進(jìn)行再生處理。
[0020]7.整個(gè)0)2吸收再生過(guò)程中，由于MEA溶液變質(zhì)，將生成少量的惡唑烷酮-2、1- (2-羥基乙基)-咪唑啉酮-2、N- (2-羥基乙基)一乙二胺等雜質(zhì)，我們?cè)O(shè)置了胺回收加熱器進(jìn)行再生處理。
[0021]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)如下:1.采取了低壓脫碳技術(shù)，有效地降低了石灰窯尾氣的碳排放，且通過(guò)提純生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳，符合環(huán)境友好型和資源節(jié)約型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。2.在整個(gè)工藝中，通過(guò)增加管道和調(diào)整泵的流速，使MEA溶液在整個(gè)循環(huán)過(guò)程變得更為高效。3.增加了回收再生裝置，避免MEA溶液的變質(zhì)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是一種石灰窯尾氣生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是一種石灰窯尾氣生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳方法的流程圖。
[0023]附圖標(biāo)記含義如下:水環(huán)真空泵(P102)，吸收塔(T102)，再生塔(T103)，富液泵(P106)，再生液回收泵(P110)，貧液泵(P107)，貧液水冷器(E102)，貧富液換熱器(E103)，胺回收加熱器(E104)，再沸器(E105)，再生氣冷凝器(E106)，配堿槽(V101)，氣液分離器(乂110)，洗滌液儲(chǔ)槽(￥104)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面的實(shí)施例可以進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0025]一種石灰窯尾氣生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳的系統(tǒng)，包括吸收塔T102、貧富液換熱器E103、富液泵P106、貧富液換熱器E103、再生塔T103，吸收塔T102與富液泵P106相連，富液泵P106與貧富液換熱器E103相連，貧富液換熱器E103的與再生塔T103相連，再生塔T103的底部設(shè)置有再沸器E105，再生塔T103的塔頂連接有再生氣冷凝器E106，再生氣冷凝器E106與氣液分離器VllO相連。貧富液換熱器E103還通過(guò)貧液泵P107連接有貧液水冷器E102，貧液水冷器E102的另一端與吸收塔T102相連。貧液泵P107還連接有胺回收加熱器E104，胺回收加熱器E104分別連接配堿槽VlOl和再生塔T103。
[0026]實(shí)施例1-制備食品級(jí)二氧化碳:
A、從界外來(lái)的石灰窯尾氣，氣量9000Nm3，質(zhì)量百分含量22 %，壓力在3 kPa、溫度320C，進(jìn)入水環(huán)真空泵P102加壓至50 kPa后，經(jīng)除水后，送入二氧化碳吸收塔T02，尾氣中的CO2被吸收溶解在乙醇胺溶液(MEA)溶液中；
B、從吸收塔T102塔底處理的MEA富液引入富液泵P106，加壓至0.6 MPa后送入貧富液換熱器E103升溫至95 °C進(jìn)入二氧化碳再生塔T103塔頂，再生塔T103底部設(shè)置一再沸器E105利用蒸汽加熱，控制塔釜溫度在120 °C、0.15MPa，塔頂溫度95 °C，0.12 Mpa ;富液泵P106的流速為80m3/h。
[0027]C、再生塔T103塔頂設(shè)置一再生氣冷凝器E106，將再生氣冷卻至50 V，經(jīng)氣液分離器VllO分離后液體經(jīng)再生液回收泵PllO打回再生塔T103，分離的0)2氣體作為產(chǎn)品氣送出界區(qū)，經(jīng)壓縮處理得到成品。分離的0)2產(chǎn)品氣經(jīng)壓縮后得成品3.63t，產(chǎn)率93.3%。
[0028]實(shí)施例2-循環(huán)利用
實(shí)施例1中的從再生塔T103來(lái)的MEA循環(huán)洗滌貧液，溫度120°C，經(jīng)貧富液換熱器E103換熱冷卻到65 °C后進(jìn)入貧液泵P107增壓至0.45 MPa,從貧液泵P107中分流另外一股貧液進(jìn)入貧液水冷器E102進(jìn)一步冷卻至40°C，經(jīng)機(jī)械過(guò)濾、活性炭過(guò)濾后進(jìn)入吸收塔T102塔頂，循環(huán)利用，與石灰窯尾氣逆流接觸，尾氣中的0)2被溶解。
[0029]富液泵(P106)與吸收塔(T102)塔底的脫碳富液管路連接，加壓后乙醇胺溶液貧液循環(huán)送入吸收塔(T102)中部進(jìn)入塔內(nèi)進(jìn)行循環(huán)吸收。
[0030]實(shí)施例3-再生處理
實(shí)施例1中的經(jīng)貧富液換熱器(E103)出來(lái)的液體經(jīng)貧液泵(P107)引出一股乙醇胺貧液到胺回收加熱器(E104)進(jìn)行再生處理，從界外來(lái)的固體堿首先進(jìn)入配堿槽(V101)，與脫鹽水一同進(jìn)行化堿處理，配制好的堿液與脫鹽水混合后進(jìn)入胺回收加熱器(E104)，胺回收加熱器利用蒸汽加熱，溫度控制在130°C。再生的乙醇胺溶液送回再生塔T103，再生的變質(zhì)的乙醇胺廢液送入鍋爐焚燒處理。
[0031]由于乙醇胺脫碳過(guò)程中將會(huì)變質(zhì)，須進(jìn)行再