專利名稱：利用水泥窯尾氣制備食品級液體二氧化碳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工產(chǎn)品的制備技術(shù)，特別是一種利用水泥窯尾氣制備食品級液體二氧化碳的方法。
背景技術(shù)：
提純制備CO2的方法有多種，大致可以分物理法和化學(xué)法兩類。物理方法包括物理溶劑吸收法，吸附分離法，薄膜滲透法和低溫蒸餾法。物理溶劑吸收法具有與化學(xué)吸收法相似的特點，利用液體吸收劑對CO2的溶解度與其它氣體組分不同而進行分離.常用的溶劑有水、甲醇、碳酸丙烯酯等。膜分離法是以各種氣體在薄膜材料中的滲透率不同來實現(xiàn)分離的方法，用于CO2分離的膜分離器有中空纖維管束和螺旋卷式兩種，目前該法必須與其它分離工藝結(jié)合使用。吸附分離法則是利用吸附劑的平衡吸附量隨組分分壓或體系溫度變化而不同的特性行分離操作的，純屬一簡單的吸附—解吸物理過程，具有工藝簡單、無毒、無污染(不污染環(huán)境和氣源本身)的特點，同時也不存在吸收法所要求的溶劑配制和溶劑損耗等問題。但這種方法受原料氣中CO2組分制約，CO2含量低時，能耗非常大。低溫蒸餾法利用甲烷和CO2組份間沸點的差異，以蒸餾方法將CO2分離出來，主要應(yīng)用于一些富含CO2的氣田回收CO2，供二次采油用。
本發(fā)明涉及的化學(xué)方法則利用CO2為酸性氣體，可以與堿性物質(zhì)反應(yīng)的原理進行吸收分離。常用的堿性吸收劑有堿金屬碳酸鹽水溶液，一乙醇胺(MEA)水溶液等。其中碳酸鈉溶液吸收法具有工藝技術(shù)成熟、設(shè)備簡單和投資少的特點，國內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)是以石灰窯氣為氣源的工廠采用此法生產(chǎn)商品CO2，但該法的主要缺點是生產(chǎn)率低。
水泥窯尾氣與普通窯爐尾氣從氣源成份上看有其相似性，又有其特殊性。水泥窯尾氣以其成份復(fù)雜而且CO2含量偏低為特點，水泥窯尾廢氣中，CO2為10.0～15.0％，其它組份有N2、O2、SO2、H2S、COS、CS2、NOx、粉塵等，其中COS、CS2與MEA發(fā)生不可逆反應(yīng)、同時氣體中O2含量高，若采用常規(guī)堿液吸收法，會發(fā)生MEA降解嚴重，溶液活性組分消耗量大的特點。
中國專利“一種食品及液體二氧化碳的生產(chǎn)方法”(CN1147428C)和“食品級二氧化碳生產(chǎn)方法”(CN1171783C)公布了兩件專利，兩項專利涉及的技術(shù)內(nèi)容主要是利用較潔凈氣源用物理方法除雜，與本發(fā)明方法有本質(zhì)區(qū)別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種利用水泥窯尾氣制備食品級液體二氧化碳的方法。
本發(fā)明的目的按下述方案實現(xiàn)一種利用水泥窯尾氣制備產(chǎn)食品級液體二氧化碳的方法，以爐窯尾氣為氣源，生產(chǎn)過程為除塵、升壓、洗滌、一次脫硫、溶液吸收CO2、升溫解吸、分離CO2、二次脫硫、干燥、液化，上述溶液吸收CO2的吸收液是鉀堿復(fù)合活化溶液，吸收COc2至達到氣液平衡，上述爐窯尾氣為水泥窯尾氣；所述鉀堿復(fù)合活化溶液含有重量百分比為10-30％碳酸鉀、0.5-5％的二乙醇胺、0.5-5％的二氨基—二甲基—一丙醇，其余為水。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下突出效果第一產(chǎn)品純度高，產(chǎn)品純度可達99.9％以上，達到國際食品級的標(biāo)準(zhǔn)；第二工藝簡單原料氣的幾種雜質(zhì)組份，可以一步除去；第三操作簡便、能耗低；一般都在常溫和常壓下操作，設(shè)備簡單；第四吸附劑壽命長吸附劑裝填完畢后，一般使用十年以上；第五利用水泥爐窯尾氣，變廢為寶，有利于水泥行業(yè)環(huán)境污染治理和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。
具體實施例方式
本發(fā)明所包括下述生產(chǎn)工藝步驟步驟一水泥窯尾原料氣預(yù)處理工序水泥窯氣經(jīng)袋收塵器除塵、引風(fēng)機升壓至3000Pa進入洗滌塔底部，出塔氣體經(jīng)水分離除掉機械水后去鼓風(fēng)機升壓；經(jīng)冷卻后的窯尾氣去洗滌塔底部，出塔氣體SO2脫除率大于95％，H2S脫除率達到40～50％，CO2損失率控制5％以下；經(jīng)水分離器除掉機械水后的窯尾氣進入三臺并聯(lián)的一次脫硫罐，出脫硫罐氣體溫度30℃、壓力10-15Kpa，氣體中SO2含量小于5mg/M3、H2S含量小于20mg/M3，再進入反沖T型過濾器，出過濾器窯尾氣進入CO2提濃工序吸收塔底部。步驟二二氧化碳提濃工序進入CO2吸收塔底部的混合氣體中CO2組分，在吸收塔內(nèi)被鉀堿復(fù)合溶液吸收，未被吸收的尾氣經(jīng)尾氣洗滌塔冷卻至低于42℃，再經(jīng)塔頂高效除沫器及分離器除掉夾帶的洗滌液后直接排入大氣。洗滌液經(jīng)冷卻后返回洗滌液槽，再經(jīng)洗滌液泵升壓、經(jīng)冷卻后入尾氣洗滌塔。吸收CO2達到平衡的溶液稱為富液。富液自塔底由富液泵抽出，加壓后先進入再生氣冷凝器，然后進入貧富液換熱器，最終加熱至85～90℃，最后經(jīng)再生塔頂部噴頭噴淋入塔。在再生塔內(nèi)，富液釋放出CO2，CO2隨同大量的水蒸汽及少量活性組份蒸汽由塔頂流出，溫度控制在90℃，壓力約0.020MPa進入再生氣冷凝器與富液泵送來的溶液換熱。出再生氣冷凝器的氣體溫度控制在70℃，大量水蒸汽被冷凝，凝液與氣體一同進入CO2水冷卻器，與循環(huán)水上水總管來的冷卻水換熱，物流被進一步冷卻至30℃，然后去CO2分離器。在分離器內(nèi)，氣體夾帶的凝液被分開，一次產(chǎn)品CO2氣(純度高達99.8％)由壓縮機加壓至0.1MPa后送下道工序。貧液自再生塔底引出，經(jīng)貧-富液換熱器換熱后由貧液泵升壓去吸收塔塔。凝液流入地下槽，再經(jīng)回流液泵重新送入CO2回收系統(tǒng)。步驟三二氧化碳精制液化工序。來自產(chǎn)品緩沖罐的二氧化碳氣體由壓縮機升壓至1.0Mpa去兩級二次脫硫塔，一級脫除SO2及H2S，二級脫除COS及CS2。出脫硫塔氣體(脫硫后二氧化碳氣體中∑S≤0.1ppm)由壓縮機三級入口，最終升壓至2.0Mpa，經(jīng)除油塔除油后入等壓干燥系統(tǒng)。經(jīng)干燥后的產(chǎn)品二氧化碳氣體經(jīng)三級壓縮，入蒸發(fā)冷凝器、產(chǎn)品儲槽。最終制成純度高于99.9％的食品級液態(tài)CO2成品。
權(quán)利要求
1.一種利用水泥窯尾氣制備食品級液體二氧化碳的方法，以爐窯尾氣為氣源，生產(chǎn)過程為除塵、升壓、洗滌、一次脫硫、溶液吸收CO2、升溫解吸、分離CO2、二次脫硫、干燥、液化，其特征在于上述溶液吸收CO2的吸收液是鉀堿復(fù)合活化溶液，吸收CO2至達到氣液平衡，上述爐窯尾氣為水泥窯尾氣。
2.如權(quán)利要求1所述的利用水泥窯尾氣制備食品級液體二氧化碳的方法，其特征在于所述鉀堿復(fù)合活化溶液含有重量百分比為10-30％碳酸鉀、0.5-5％的二乙醇胺、0.5-5％的二氨基—二甲基—一丙醇，其余為水。
全文摘要
一種利用水泥窯尾氣制備食品級液體二氧化碳的方法，以爐窯尾氣為氣源，生產(chǎn)過程為除塵、升壓、一次脫硫、溶液吸收CO
文檔編號B01D53/34GK1872679SQ20061009207
公開日2006年12月6日 申請日期2006年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月5日
發(fā)明者佟福林, 趙全勝, 蒙昊, 祁月明 申請人:內(nèi)蒙古蒙西納米材料有限責(zé)任公司