本实用新型涉及一种多元共沸精馏提纯系统，属于食品添加剂二氧化碳提纯系统领域。
背景技术：
目前，国内现有的食品添加剂二氧化碳提纯工艺主要以变压吸附、催化氧化等工艺系统为主。这些工艺系统普遍存在设备投资大，工艺繁琐，能耗大，产生危废及固废、使用寿命周期短等问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提出一种多元共沸精馏提纯系统，该多元共沸精馏提纯系统将三塔合一，降低了设备投资，加工工艺系统简单，提高了资源的利用率，减少了碳排放，利用自有成品作为冷媒或热媒，在节能和安全方面取得了较大进步，并且提纯后的二氧化碳达到食品添加剂二氧化碳的标准。
本实用新型所述的多元共沸精馏提纯系统，包括共沸精馏塔，共沸精馏塔从上到下依次设有塔顶冷凝器、塔中提纯部和塔底再沸器，塔中提纯部的上端与塔顶冷凝器的管程连通，塔中提纯部的下端与塔底再沸器的管程连通；塔中提纯部的进料口一通过管路一连通半成品缓冲罐的出口，塔中提纯部下部的出料口一通过管路三连通成品缓冲罐，成品缓冲罐通过管路连通储罐；塔底再沸器内部管程出口一通过管路连通塔中提纯部的填料层；半成品缓冲罐的出口通过管路二连通塔顶冷凝器壳程进口一，塔顶冷凝器的壳程出口一通过管路四连接增压气体换热器的管程进口，增压气体换热器的管程出口通过管路连接二氧化碳压缩机进口，二氧化碳压缩机出口通过管路八连接增压气体换热器的壳程入口，增压气体换热器的壳程出口通过管路六连通塔底再沸器的壳程进口，塔底再沸器的壳程出口通过管路五返回冷凝系统再次冷凝。
半成品缓冲罐的二氧化碳一部分经管路一进入塔中提纯部，经塔中提纯部加热提纯，低沸点的杂质以及部分气体二氧化碳进入塔顶冷凝器，提纯后二氧化碳的大部分经管路三流入成品缓冲罐，提纯后二氧化碳的小部分进入塔底再沸器的管程，这部分二氧化碳与塔底再沸器壳程进行热量交换，吸收再沸器壳程的热量温度升高后通过管路进入塔中提纯部的填料层，对塔中提纯部内的原料进行加热提纯，自有成品做为热媒；半成品缓冲罐内的二氧化碳另一部分通过管路二连通塔顶冷凝器壳程进口一，进入塔顶冷凝器壳程的二氧化碳温度较低做为冷媒，其与塔顶冷凝器内的低沸点杂质和部分气体二氧化碳进行热量交换，热量交换后大部分的气体二氧化碳温度降低转为液体重新流向塔中提纯部内进行再次提纯；热量交换后塔顶冷凝器壳程内的二氧化碳通过管路四流向增压气体换热器的管程进口，然后二氧化碳经过增压气体换热器的管程从管程出口进入二氧化碳压缩机，然后经二氧化碳压缩机进行压缩后进入增压气体换热器的壳程，从增压气体换热器的壳程出口流向塔底再沸器的壳程，塔底再沸器壳程内的二氧化碳与塔底再沸器管程内的二氧化碳进行热量交换，使塔底再沸器管程内的二氧化碳温度升高，而塔底再沸器壳程内的二氧化碳则经过管路五返回冷凝系统再次冷凝。
由塔顶冷凝器壳程流出的二氧化碳温度较低，如果直接进入二氧化碳压缩机，则会对二氧化碳压缩机造的材质有较高的要求，甚至致使二氧化碳压缩机寿命变短，并且会造成整个系统寿命变短，而从塔顶冷凝器壳程流出后经过增压气体换热器使二氧化碳进行热量交换，提高流入二氧化碳压缩机内二氧化碳的温度，对二氧化碳压缩机起到了保护作用，延长了系统的使用寿命，并且从二氧化碳压缩机流出的二氧化碳流入增压气体换热器的壳程内做为热源，即能够保护二氧化碳压缩机又不需要重新引入热源，节约能源。
在塔中提纯部中，二氧化碳中含有的杂质在已设定温度的条件下几乎完全变为气态流向塔顶冷凝器中，而整个提纯系统不设有吸附单元，因此不会产生的固体废弃物及危险废物，有利于保护环境，较为环保。
优选的，所述的塔顶冷凝器的管程出口通过管路七连通尾气换热器，塔顶冷凝器壳程内的低温二氧化碳与塔顶冷凝器管程内的气体进行热交换，根据已设定的热量交换温度，杂质含量较高的不凝气体通过管理七进入尾气换热器。
优选的，所述的二氧化碳压缩机为活塞式压缩机或螺杆式压缩机。
本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：
本实用新型结构设计合理，一方面将三塔合一，降低了设备投资，加工工艺系统简单，提高了资源的利用率，减少了碳排放，利用自有成品作为冷媒或热媒，较为节能，并且提纯后的二氧化碳达到食品添加剂二氧化碳的标准；另一方面塔中提纯部中不设有吸附单元，因此不会产生的固体废弃物及危险废物，有利于保护环境，较为环保。
附图说明
图1、多元共沸精馏提纯系统结构示意图。
图中：1、管路八；2、半成品缓冲罐；3、管路五；4、管路二；5、管路一；6、管路三；7、塔顶冷凝器；8、塔中提纯部；9、管路四；10、二氧化碳压缩机；11、增压气体换热器；12、管路六；13、塔底再沸器；14、储罐；15、成品缓冲罐；16、尾气换热器；17、管路七。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述：
如图1，本实用新型所述的多元共沸精馏提纯系统，包括共沸精馏塔，共沸精馏塔从上到下依次设有塔顶冷凝器7、塔中提纯部8和塔底再沸器13，塔中提纯部8的上端与塔顶冷凝器7的管程连通，塔中提纯部8的下端与塔底再沸器13的管程连通；塔中提纯部8的进料口一通过管路一5连通半成品缓冲罐2的出口，塔中提纯部8下部的出料口一通过管路三6连通成品缓冲罐15，成品缓冲罐15通过管路连通储罐14；塔底再沸器13内部管程出口一通过管路连通塔中提纯部8的填料层；半成品缓冲罐2的出口通过管路二4连通塔顶冷凝器7壳程进口一，塔顶冷凝器7的壳程出口一通过管路四9连接增压气体换热器11的管程进口，增压气体换热器11的管程出口通过管路连接二氧化碳压缩机10进口，二氧化碳压缩机10出口通过管路八1连接增压气体换热器11的壳程入口，增压气体换热器11的壳程出口通过管路六12连通塔底再沸器13的壳程进口，塔底再沸器13的壳程出口通过管路五3返回冷凝系统再次冷凝。
本实施例中：塔顶冷凝器7的管程出口通过管路七17连通尾气换热器16；二氧化碳压缩机10为活塞式压缩机或螺杆式压缩机。
半成品缓冲罐2的二氧化碳一部分经管路一5进入塔中提纯部8，经塔中提纯部8加热提纯，低沸点的杂质以及部分气体二氧化碳进入塔顶冷凝器7，提纯后二氧化碳的大部分经管路三6流入成品缓冲罐15，提纯后二氧化碳的小部分进入塔底再沸器13的管程，这部分二氧化碳与塔底再沸器13壳程进行热量交换，吸收再沸器壳程的热量，温度升高后通过管路进入塔中提纯部8的填料层，对塔中提纯部8内的原料进行加热提纯，自有成品做为热媒；半成品缓冲罐2内的二氧化碳另一部分通过管路二4连通塔顶冷凝器7壳程进口一，进入塔顶冷凝器7壳程的二氧化碳温度较低做为冷媒，其与塔顶冷凝器7内的低沸点杂质和部分气体二氧化碳进行热量交换，根据已设定的热量交换温度进行热量交换，热量交换后大部分的气体二氧化碳温度降低转为液体重新流向塔中提纯部8内进行再次提纯，杂质含量较高的不凝气体通过管理七进入尾气换热器16；热量交换后塔顶冷凝器7壳程内的二氧化碳通过管路四9流向增压气体换热器11的管程进口，然后二氧化碳经过增压气体换热器11的管程从管程出口进入二氧化碳压缩机10，然后经二氧化碳压缩机10进行压缩后通过管路八1进入增压气体换热器11的壳程，从增压气体换热器11的壳程出口流向塔底再沸器13的壳程，塔底再沸器13壳程内的二氧化碳与塔底再沸器13管程内的二氧化碳进行热量交换，使塔底再沸器13管程内的二氧化碳温度升高，而塔底再沸器13壳程内的二氧化碳则经过管路五3返回冷凝系统再次冷凝。
由塔顶冷凝器7壳程流出的二氧化碳温度较低，如果直接进入二氧化碳压缩机10，则会对二氧化碳压缩机10的材质有较高的要求，甚至致使二氧化碳压缩机10寿命变短，并且会造成整个系统寿命变短，而从塔顶冷凝器7壳程流出后经过增压气体换热器11使二氧化碳进行热量交换，提高流入二氧化碳压缩机10内二氧化碳的温度，对二氧化碳压缩机10起到了保护作用，延长了系统的使用寿命，并且从二氧化碳压缩机10流出的二氧化碳流入增压气体换热器11的壳程内做为热源，即能够保护二氧化碳压缩机10又不需要重新引入热源，节约能源。
在塔中提纯部8中，根据设定好的温度，二氧化碳中含有的杂质在已设定温度的条件下几乎完全变为气态流向塔顶冷凝器7中，而整个提纯系统不设有吸附单元，因此不会产生的固体废弃物及危险废物，有利于保护环境，较为环保。