一种用于净化二氧化碳的方法及设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于净化二氧化碳的方法及设备，属于气体净化装置【技术领域】。本发明将含有杂质的二氧化碳气体从上而下依次通过脱水层（7）、脱苯层（8）、脱烃层（9）后，去除二氧化碳中的水、苯、烃。其有益效果在于：将气体通过脱水、脱苯、脱烃三层吸附层，优化了吸附设备及工艺路线，使得成本下降，操作温度低，操控性提高，且本发明的设备不需要电加热，适用于大规模工厂化推广生产。
【专利说明】一种用于净化二氧化碳的方法及设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种气体杂质净化方法，属于气体净化装置【技术领域】，具体地说是一种用于净化二氧化碳的方法及设备。
【背景技术】
[0002]二氧化碳是空气中常见的化合物，其分子式为CO ，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，被认为是造成温室效应的主要来源；其能溶于水，与水反应生成碳酸；固态二氧化碳俗称干冰。一定范围内，二氧化碳的浓度越高，植物的光合作用也越强，因此二氧化碳能够作为一种气肥；还能够作为一种天然的防菌物质，用于延长乳制品的货架时间，保证口味和质地，减少天然或人工防腐剂的使用；二氧化碳也能取代腐蚀性强的酸用于碱性中和工艺，比硫酸系统更安全，更经济，可控性更强；且由于二氧化碳腐蚀性低，易处理和存储，通常在焊接中用作保护气，在气保护电弧焊接工艺中能防止大气对熔化的焊缝金属的污染；目前二氧化碳被用于造纸厂的许多不同应用中，目的在于减少成本和回收有价值的化学品，用二氧化碳代替硫酸处理筛选段的油墨是很有效的；在超临状态下(31.1°C、7.38MPa), 二氧化碳变成通用溶剂，取代氟氯烃用于设备清洗；二氧化碳干冰颗粒经压缩空气的加速后，能够用于清洗，二氧化碳的非导电性能够安全的用于电气部件的清洗，此外，它不会磨损设备、不爆炸且不燃烧；还能够用于熄火且不损坏或污染材料，因此，在无水、不能用水或用水灭火效率不高的情况下，用它来灭火。
[0003]二氧化碳 通常是由燃烧有机化合物、细胞的呼吸作用、微生物的发酵作用等所产生，植物在有阳光的情况下吸取二氧化碳，在其叶绿体内进行光合作用，产生碳水化合物和氧气，氧气可供其他生物进行呼吸作用，这种循环称为碳循环{carbon ach)。二氧化碳是温室气体之一，它允许可见光自由通过，但会吸收红外线与紫外线，这可以把来自太阳的热能锁起来，不让其流失，如果大气中的二氧化碳含量过多，热量更难流失，地球的平均气温也会随之上升，这种情况称为温室效应。
[0004]高纯二氧化碳生产过程是一个典型的循环经济、资源综合利用项目；是一个减少温室气体排放、增加经济效益、社会效益的利国利民的“三废”资源综合利用的环保项目；其生产过程中水、烃、苯是三项影响产品质量的主要有害杂质，现有技术方案是对待不同的杂质成分选定不同的吸附剂，分别由一台或多台设备来完成:脱水是通过两台干燥塔循环再生使用；脱烃脱苯在同一单元完成，至少需要四台设备:一台空压机、一台脱烃塔、一台热交换器、一台冷却器，且需要加氧，在高温及催化剂作用下进行化学反应。可见，要实现这三种杂质的脱除，现有技术一般至少需6台设备，因此现有技术中存在:使用设备多，占地面积大、生产过程中还需电加热、昂贵的催化剂，种种因素导致生产成本高；且工艺路线长，控制参数严格，操作及维检修难度大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于生产一种净化气体的设备，该设备能够解决传统净化设备生产成本高，工艺路线繁琐的弊端，提出一种用于净化二氧化碳的方法及设备。
[0006]为实现上述目的，本发明所述一种用于净化二氧化碳的方法，将含有杂质的二氧化碳气体依次通过脱水、脱苯、脱烃后，脱除二氧化碳中的水、苯、烃。
[0007]所述脱水采用活性氧化铝来进行，它对水有较强的亲合力，是一种对微量水进行深度干燥用的吸附剂；所述脱苯采用活性炭来进行，其内部含有很多毛细孔构造，具有优异的吸附能力；所述脱烃采用硅胶来进行，是一种坚硬、多孔结构的固体颗粒，用于高碳烃组分的分离。
[0008]本发明所述一种用于净化二氧化碳的设备，包括设备筒体、气体入口管道、气体出口管道，其特征在于:所述设备筒体顶部设置有气体入口管道，设备筒体底部设置有气体出口管道；所述设备筒体内填充吸附剂层分为脱水层、脱苯层、脱烃层三层。 [0009]本发明所述一种用于净化二氧化碳的设备在使用时，含有杂质的二氧化碳气体由气体入口管道进入，气体从上而下依次通过脱水层、脱苯层、脱烃层，由气体出口管道排出。
[0010]所述设备筒体内填充吸附剂层由栅板隔开，设备筒体与栅板可拆卸连接，方便拆卸更换；设备筒体的高度为2800~3000mm ;设备筒体的壁厚为12mm，能够承受气体进入设备筒体的压力。
[0011]所述脱水层、脱苯层、脱烃层三层各设置有一人孔，以方便吸附剂的更换。
[0012]所述气体入口管道和气体出口管道设置有能够拆卸的钢丝网，钢丝网层数至少有I层；钢丝网的孔径为80目不仅能够阻档上道工序夹带的细小粉尘颗粒，还能够减缓气体入口管道压力造成的对吸附剂层的冲击，避免击碎吸附剂颗粒，保持吸附剂的表面稳定。
[0013]所述钢丝网层数为2层。
[0014]所述设备整体的材质由钢材型号Q235-A制备而成。
[0015]所述气体入口管道设在设备顶部，气体出口管道设在底部；由于本发明净化二氧化碳，根据其特性，二氧化碳的密度比空气大，在标准状况下，二氧化碳的密度是1.977g/L,约是空气的1.5倍，因此在经过设备筒体2时收集的高纯二氧化碳气体更丰富。
[0016]本发明所述一种用于净化二氧化碳的设备，其工作原理为:在化工操作中，吸附分离是一种用于分离气体混合物的新型技术，这是高纯二氧化碳生产中所采用主要技术，分别采用三种吸附剂进行高纯二氧化碳的制备；三种吸附剂装填程序上层为脱水吸附剂，因水份会影响其它吸附剂的功能的发挥；中间装苯吸附剂，因苯会影响烃吸附剂中的硅胶吸附能力；最下一层为烃吸附剂。气体从上面下依次通过这三种吸附剂层，以除去二氧化碳中的水、苯、经等杂质。
[0017]本发明所述一种用于净化二氧化碳的方法，其工作过程为:含有杂质的二氧化碳气体由气体入口管道进入，在气体入口管道的下端装有钢丝网，不仅能够阻档上道工序夹带的细小粉尘颗粒，还能够减缓气体入口管道压力造成的对吸附剂层的冲击，避免击碎吸附剂颗粒，保持吸附剂的表面稳定；气体从上而下依次通过脱水层、脱苯层、脱烃层三种吸附剂层脱除相应杂质后，由气体出口管道排出设备；气体出口管道上半部，与入口一样也装有两层钢丝网，能够阻档气体在吸附过程中夹带出的少量吸附剂细小颗粒，防止其带入下道工序。
[0018]本发明所述一种用于净化二氧化碳的方法及设备，其有益效果在于:本发明设备内按脱水、脱苯、脱烃分层安装三种吸附剂，实施同时具有脱除三种杂质的功效；提出用于杂质高效净化的方法及设备，使得本发明具有设备简单，操作温度低，且使用设备少，设备及相关附件维检修、周期检定等费用下降，生产成本降低；还由于本发明的设备不需要电加热，也不需要昂贵的催化剂，且更改了吸附工艺，缩短了工艺路线，能够操控性提高，适用于工厂化推广生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的其中一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明实施例的结构示意图，其中部件如下:1-椭圆封头、2-设备筒体、3-气体入口管道、4-气体出口管道、5-钢丝网、6-栅板、7-脱水层、8-脱苯层、9-脱烃层、10-人孔。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的其中一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]实施例1
如附图所示，一种用于净化二氧化碳的设备，包括主设备筒体2、气体入口管道3、气体出口管道4 ;所述设备筒体2包括位于筒体两端的椭圆封头1，气体入口管道3设在设备顶部，气体出口管道4设在底部，出·入口管内均设有钢丝网5 ;设备筒体2用栅板6分隔为脱水层7、脱苯层8、脱烃层9三个区域，各自放置不同的吸附剂，脱水层7、脱苯层8、脱烃层9分别设置有一人孔10，以方便吸附剂的更换；所述设备筒体2的总高为2800_ ;设备筒体2厚度为12mm。
[0023]在使用时，含有杂质的二氧化碳气体由气体入口管道3进入，在气体入口管道3的下端装有钢丝网5，一则可阻档上道工序夹带的细小粉尘颗粒，二则可减缓气体入口管道压力造成的对吸附剂层的冲击，避免击碎吸附剂颗粒，保持吸附剂的表面稳定；气体从上而下依次通过脱水层7、脱苯层8、脱烃层9三种吸附剂层脱除相应杂质后，由气体出口管道4排出设备，脱水层7所用的吸附剂主要成分是活性氧化铝，它对水有较强的亲合力，是一种对微量水进行深度干燥用的吸附剂；脱苯层8所用的吸附剂主要成分为活性炭，其内部含有很多毛细孔构造，具有优异的吸附能力；脱烃层9所用的吸附剂主要成分是硅胶，是一种坚硬、多孔结构的固体颗粒，用于高碳烃组分的分离；气体出口管道4上半部，与入口一样也装有两层钢丝网5，可阻档气体在吸附过程中夹带出的少量吸附剂细小颗粒，防止其带入下道工序。
[0024]实施例2
如附图所示，一种用于净化二氧化碳的设备，包括主设备筒体2、气体入口管道3、气体出口管道4 ;所述设备筒体2包括位于筒体两端的椭圆封头1，气体入口管道3设在设备顶部，气体出口管道4设在底部，出入口管内均设有钢丝网5 ;设备筒体2用栅板6分隔为脱水层7、脱苯层8、脱烃层9三个区域，各自放置不同的吸附剂，脱水层7、脱苯层8、脱烃层9分别设置有一人孔10，以方便吸附剂的更换；所述设备筒体2的总高为2900_ ;设备筒体2厚度为12mm。
[0025]在使用时，含有杂质的二氧化碳气体由气体入口管道3进入，在气体入口管道3的下端装有钢丝网5，一则可阻档上道工序夹带的细小粉尘颗粒，二则可减缓气体入口管道压力造成的对吸附剂层的冲击，避免击碎吸附剂颗粒，保持吸附剂的表面稳定；气体从上而下依次通过脱水层7、脱苯层8、脱烃层9三种吸附剂层脱除相应杂质后，由气体出口管道4排出设备，脱水层7所用的吸附剂主要成分是活性氧化铝，它对水有较强的亲合力，是一种对微量水进行深度干燥用的吸附剂；脱苯层8所用的吸附剂主要成分为活性炭，其内部含有很多毛细孔构造，具有优异的吸附能力；脱烃层9所用的吸附剂主要成分是硅胶，是一种坚硬、多孔结构的固体颗粒，用于高碳烃组分的分离；气体出口管道4上半部，与入口一样也装有两层钢丝网5，制得高纯二氧化碳气体。
[0026]实施例3
如附图所示，一种用于净化二氧化碳的设备，包括主设备筒体2、气体入口管道3、气体出口管道4 ;所述设备筒体2包括位于筒体两端的椭圆封头1，气体入口管道3设在设备顶部，气体出口管道4设在底部，出入口管内均设有钢丝网5 ;设备筒体2用栅板6分隔为脱水层7、脱苯层8、脱烃层9三个区域，各自放置不同的吸附剂，脱水层7、脱苯层8、脱烃层9分别设置有一人孔10，以方便吸附剂的更换；所述设备筒体2的总高为3000_ ;设备筒体2厚度为12mm。
[0027]在使用时，含有杂 质的二氧化碳气体由气体入口管道3进入，在气体入口管道3的下端装有钢丝网5，一则可阻档上道工序夹带的细小粉尘颗粒，二则可减缓气体入口管道压力造成的对吸附剂层的冲击，避免击碎吸附剂颗粒，保持吸附剂的表面稳定；气体从上而下依次通过脱水层7、脱苯层8、脱烃层9三种吸附剂层脱除相应杂质后，由气体出口管道4排出设备，脱水层7所用的吸附剂主要成分是活性氧化铝，它对水有较强的亲合力，是一种对微量水进行深度干燥用的吸附剂；脱苯层8所用的吸附剂主要成分为活性炭，其内部含有很多毛细孔构造，具有优异的吸附能力；脱烃层9所用的吸附剂主要成分是硅胶，是一种坚硬、多孔结构的固体颗粒，用于高碳烃组分的分离；气体出口管道4上半部，与入口一样也装有两层钢丝网5，制得高纯二氧化碳气体。
[0028]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于净化二氧化碳的方法，其特征在于:将含有杂质的二氧化碳气体依次通过脱水、脱苯、脱烃，去除二氧化碳中的水、苯、烃。
2.如权利要求1所述一种用于净化二氧化碳的方法，其特征在于:所述脱水采用活性氧化铝来进行；所述脱苯采用活性炭来进行；所述脱烃采用硅胶来进行。
3.一种基于权利要求1或2所述用于净化二氧化碳的设备，包括设备筒体(2)、气体入口管道(3)、气体出口管道(4)，其特征在于:所述设备筒体(2)顶部设置有气体入口管道(3)，设备筒体(2)底部设置有气体出口管道(4);所述设备筒体(2)内填充吸附剂层分为脱水层(7)、脱苯层(8)、脱烃层(9)三层。
4.如权利要求3所述一种用于净化二氧化碳的设备，其特征在于:所述设备筒体(2)内填充吸附剂层由栅板(6)隔开，设备筒体(2)与栅板(6)可拆卸连接，设备筒体(2)的高度为2800~3000mm，设备筒体(2)的壁厚为12mm。
5.如权利要求3所述一种用于净化二氧化碳的设备，其特征在于:所述脱水层(7)、脱苯层(8)、脱烃层(9)三层各设置有一人孔(10)。
6.如权利要求3所述一种用于净化二氧化碳的设备，其特征在于:所述气体入口管道(3)和气体出口管道(4)设置有能够拆卸的钢丝网(5)，钢丝网(5)层数至少有I层；钢丝网(5)的孔径为80目。
7.如权利要求3所述一种用于净化二氧化碳的设备，其特征在于:所述钢丝网(5)层数为2层。`
【文档编号】C01B31/20GK103626178SQ201310457398
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】何静霞, 张森 申请人:兰州裕隆气体有限责任公司