本发明涉及二氧化碳气体综合利用，特别是甲醇装置产高低浓度二氧化碳、电石装置石灰窑窑气和纯碱本身石灰窑窑气。
背景技术：
甲醇装置采四喷嘴对置式气化炉工艺技术产生的水煤气在变换炉内进行碳氢比的调整，此变换气中的主要组分为co：22.96v％、h2：44.17v％、co2：32.38v％、ch4：0.03v％、h2s：0.15v％、n2：0.21v％，后续采用低温甲醇洗技术进行脱除变换气中的酸性气体，为下游甲醇合成装置输送合格的净化气；同时，通过适当的压力下进行闪蒸，制备不同浓度的co2产品气。金属镁一体化项目石灰窑装置采用套筒气烧窑和混烧窑两种形式，所副产窑气(co2)浓度约30-40％。
目前，在煤的转化过程中，必将有大量的碳要以二氧化碳的形式排放出来。例如，以煤为原料生产1吨甲醇，要排放出3.85吨二氧化碳；生产1吨醋酸，要排放出1.81吨二氧化碳；生产1吨直接液化油品，要排放出9.00吨二氧化碳；生产1吨间接液化油品，要排放出10.64吨二氧化碳；而生产1吨烯烃，排放出的二氧化碳高达11.63吨。因此，发展煤化工必须高度重视二氧化碳的排放问题，及时相应解决碳的封存、捕集以及利用问题(ccus)。妥善解决二氧化碳的出路和利用是发展现代煤化工的关键问题。
技术实现要素：
本发明的目的是为优化co2利用的产业模式，同时也为减少对大气环境的污染，加强生产过程控制和管理，实现金属镁一体化项目的安稳常满优的生产运行，得到资源的综合利用，本发明结合金属镁一体化项目循环经济发展优势，从节能降耗，减少碳排放量方面进行优化考虑，所副产co2废气来生产液态二氧化碳和作为纯碱生产的主要原料的生产工艺。
本发明中的甲醇装置产不同浓度co2、电石装置套筒石灰窑和纯碱装置混烧石灰窑产co2废气的综合利用研究；其中甲醇装置高浓度co2主要指标为co2：97.87％，低浓度二氧化碳指标为co2：85.70％；电石装置套筒石灰窑co2废气主要指标为co2：27-35％；纯碱装置混烧石灰窑co2废气主要指标为co2：40％；纯碱装置碳化塔所需co2浓度为37％以上，才能够满足装置的正常生产。此甲醇装置低浓度co2废气无输送至纯碱装置的管线，后期经净化处理后用于液态二氧化碳生产。
本发明使电石装置和纯碱装置石灰窑产生的废气中浓度相对较低，灰尘及其他杂质较多，先通过洗涤塔进行洗涤后输送至压缩工序；甲醇装置产高浓度co2全部输送至纯碱装置，因气体浓度高，无气体灰尘及颗粒，直接输送至压缩工序。当co2气体浓度高时，反应速度加快并剧烈，使得生产纯碱nahco3的颗粒较细，再经煅烧炉煅烧时产生纯碱na2co3不满足相关标准。为了能够产出优质合格的纯碱，经压缩后的气体进行配气，使浓度控制在40-50％，此时碳化效果最佳。
本发明中甲醇装置、电石装置和纯碱装置共生产的二氧化碳总计108万吨，因生产一吨纯碱所需二氧化碳量为0.5795吨，按每年120万吨的产量进行计算，需要二氧化碳量为69.54万吨/年，同时，金属镁一体化项目co2气体利用率达64％左右，其余二氧化碳全部进行外部排放；多余二氧化碳可进行利用生产液态二氧化碳和作为生产碳酸锂的原料。
本发明中气体用于纯碱装置外，多余二氧化碳(co2≥85％)可使其进行液化，生产食品级二氧化碳，工艺流程如下：原料气经缓冲罐稳压后进行压缩机进行压缩，经压缩机三级压缩后进行气体冷凝系统蒸发冷凝器由常温进行低温提纯塔，在低温提纯塔中获得高纯度的液体co2送至储罐进行外售。主要用于饮料、啤酒、焊接保护和铝材加工等行业。料气的co2浓度≥85％时，其收率能达到75％以上；若采用我公司有高浓度二氧化碳时，其收率能够达到更高。在循环经济的大产业链中，该工艺合理，操作稳定，废气利用，生产成本低等优势，具有良好的经济效益、环保保护效益和社会效益。
本发明中废气(co2)可盐湖地区丰富的锂资源结合，能够生产高纯度的碳酸锂提供原料支撑，该技术已经进行产业化生产。原料易得，不影响环境，能够有效带动周边经济的发展，也能够促进盐湖经济效益的提升。
本发明的优点及有效效果：青海盐湖资源综合利用项目生产系统及方法流程通过技术引进、消化及创新具有国际国内同行业最为先进的技术水平。本生产系统中气体(co2)是生产甲醇、石灰的副产物，可直接用于纯碱的生产，既解决了co2出路问题，又减少了生产系统二氧化碳的排放量。通过资源的整合和综合利用，金属镁一体化项目在资源消耗、节能、减排方面实现了质的转变和提升，同时也为海西经济发展注入了新的活力。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1为本发明为气体综合利用示意图。
具体实施方式
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一部分实施例，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做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。
实施例一
一种二氧化碳气体综合利用方法，主要利用二氧化碳生产系统得以实现，二氧化碳生产系统包括相互连通的甲醇装置、电石装置石灰窑和纯碱装置石灰窑；生产系统中甲醇装置、电石装置石灰窑和纯碱装置石灰窑均副产co2气体，所产生的气体浓度有差别，但均可作为纯碱装置的原料；
电石装置石灰窑采用法国某公司的燃气套筒石灰窑技术，套筒窑技术的显著特点是循环气体的产生，循环气体使物料和燃料在石灰窑内形成了并流的煅烧带，使环形套筒石灰窑能生产出高活性度的石灰，同时，循环气体也使窑内的热量得到充分的利用，从而降低了石灰产品的热耗，基本减少了石灰的生烧和过烧现象。其产生石灰窑窑气经布袋除尘后送至纯碱装置窑气洗涤装置，合格后经压缩工序后进行碳化工序。
纯碱装置采用混烧石灰窑，主要是石灰石和焦炭进行煅烧，其设计混烧窑进行煅烧石灰石的主要目的是提供纯碱装置的co2气体浓度，控制在co2≥37％以上的要求。煅烧过程中产生的窑气经过纯碱装置窑气洗涤单元后进行后续工序来生产纯碱。
甲醇装置以煤为原料，采用华东理工大学水煤浆加压气化技术来生产原料气，产生原料气经过变换和低温甲醇洗技术得到甲醇合成气，在低温甲醇洗阶段产生高低浓度的co2气体，其副产气体浓度较高，可直接采用管道输送至纯碱装置压缩工序进行压缩，由于气体浓度高，使得后续碳化过程中反应剧烈，产生nahco3的粒度较细，不利于后续纯碱的要求。为了避免此现象的产生，经压缩后的co2气体和洗涤后窑气进行配气，使浓度控制在一定范围内后送至碳化工序。
a、石灰窑燃料采用电石装置生产电石副产电石炉气和焦化装置焦炉煤气为主要气源，天然气为备用，来生产出的活性石灰部分供给电石炉冶炼生产电石，部分送至纯碱装置作为原料，从而达到电石炉废气利用的目的，实现循环经济和节能减排的目标；
b、石灰窑燃烧喷射空气经换热器预热到450℃再进入燃烧室，换热后的废气温度由800℃降至200℃以下；
c、底部吸入的冷空气在冷却石灰的同时也预热了自己，然后进入下内套筒循环作为二次燃烧空气；下内套筒冷却空气在冷却内套筒的同时，被预热到200℃，然后进入燃烧室作为助燃空气；主排烟风机、罗茨风机、烟气净化除尘风机均采用变频调速，不仅保证套筒竖窑煅烧的灵活调节，而且有利于降低电耗。
d、燃烧系统煤气总管安装了热值仪，在上、下煤气环管安装了自动调节流量的流量调节阀，安装以上设备后，燃烧系统可根据煤气热值的变化动态调整其供应量，保证输入窑内热量均衡有利于煅烧高品质活性石灰，同时更能有效节约煤气用量；
甲醇装置低温甲醇洗技术是通过引进世界上最先进的技术—德国鲁奇公司的专利技术。该技术有如下特点：
(1)可以在一个塔中脱除h2s、cos、co2，净化度高；
(2)溶剂甲醇价廉易得；
(3)溶剂吸收能力大，循环量少，所以能耗低；
(4)含h2s的尾气可以浓缩到40％以上，满足硫回收工艺装置要求。
(5)大型煤化工项目上的应用业绩丰富。
(6)节能方面：
1)选择的低温甲醇工艺，是目前最先进的净化工艺，能耗低，净化度高。
2)系统设计中，在适当的位置采用高效的绕管式换热器，尽可能回收系统的冷量以及热量，将系统的能量损失降到最低。
3)采用半贫甲醇洗涤工艺，减小了热再生塔负荷，蒸汽与电耗量相应降低。
4)尾气洗涤部分采用装置内废水循环，减小了脱盐水用量，间接节能。
综上，通过资源的整合和综合利用，金属镁一体化项目在资源消耗、节能、减排方面实现了质的转变和提升，同时也为金属镁一体化项目实现循环经济和节能减排的目标。
实施例二
本发明中co2气体总量上有富余，为了实现资源的综合有效利用、减少生产系统的碳排放量，可采用加压液化精馏来生产食品级二氧化碳为后续下游客户需求提供保障。同时，为了能够更好的开发应用盐湖锂资源，可以采用富余的co2气体为生产碳酸锂提供原料。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。