一种食品级二氧化碳的净化干燥系统的制作方法

本实用新型涉及有二氧化碳净化技术领域，具体涉及一种食品级二氧化碳的净化干燥系统。

背景技术：

目前煤化工项目净化工段会产生大量的二氧化碳废气，很大一部分二氧化碳废气是直接排放至大气。众所周知，二氧化碳是温室气体，大量的二氧化碳无序排放已经给全球气候造成了巨大的危害，其温室效应引起的全球变暖现象得到各国的关注。二氧化碳是造成“温室效应”的罪魁祸首，同时也是用途非常广泛的原料，将气体二氧化碳回收提纯后的液体二氧化碳有多方面的用途，是制药、医疗、环保、化工等领域中不可缺少的产品。近几年来，国内市场液体二氧化碳需求量逐年增长。从经济角度和环境保护的角度来看，回收该废气中的二氧化碳势在必行，且效益比较可观。

然而现有二氧化碳净化的技术存在以下缺点：

原有采用常温吸附和低温精馏相结合的净化提纯方法，烃类或醇类等有机物质不能完全被吸附，导致液体二氧化碳纯度不够；对于采用常规催化氧化结合变温吸附的净化方法，存在反应不完全，压缩工序复杂，能耗大，占地大，运行成本高的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种食品级二氧化碳的净化干燥系统。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种食品级二氧化碳的净化干燥系统，包括依次连接的原料气预处理单元、压缩单元、净化单元、干燥单元；所述的原料气预处理单元包括相互连接的原料气冷却塔与分液罐，所述压缩单元包括与分液罐的出口连接的二氧化碳压缩机组，所述净化单元包括预热器、反应器、电加热器、水冷器、分离器；所述预热器的原料气入口连接二氧化碳压缩机组的出口、原料气出口连接电加热器的入口，所述电加热的出口连接反应器的入口，所述反应器的出口连接预热器的工艺气入口，所述预热器的工艺气出口连接水冷器的入口，所述水冷器的出口连接分离器的入口；所述干燥单元包括多个串联的干燥器；所述干燥单元的出气端连接到精馏系统、进气端连接到分离器的出口。

多个串联的干燥器包括自进气侧向出气侧依次设置的吸附干燥器，分子筛吸附器以及活性炭吸附器。

所述的原料气冷却塔包括冷冻水入口、出口及原料二氧化碳入口、原料二氧化碳出口，所述原料二氧化碳出口与分液罐的入口连接。

所述二氧化碳压缩机组的出口接管连接氧气输入接管。

所述干燥器连接再生气接管。

本实用新型能有效回收处理煤化工项目产生的大量二氧化碳废气，减少环境污染，提纯后的液体二氧化碳用途广泛，效益可观。

附图说明

图1是食品级二氧化碳的净化干燥系统的系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1所示，一种食品级二氧化碳的净化干燥系统，包括：

原料气预处理单元、压缩单元、净化单元、干燥单元；其中，原料气预处理单元包括有原料气冷却塔1、分液罐2；压缩单元包括二氧化碳压缩机组3；净化单元为一个完整的撬块，包括预热器4、反应器6、电加热器、水冷器7、分离器8；干燥单元包括三组不同的吸附干燥器，包括第一组吸附干燥器(机)9，用来初步除去净化后二氧化碳气中的微量水分；第二组的分子筛吸附器10，进一步除去净化气中的痕量水分；最后一组的活性炭吸附器12，对净化气进行除味除臭，确保食品级二氧化碳的品质。

其中，所述的原料气冷却塔的出口与分液罐的入口连接，所述分液罐的出口与二氧化碳压缩机组3的入口连接，所述预热器的原料气入口连接二氧化碳压缩机组的出口、原料气出口连接电加热器的入口，所述电加热的出口连接反应器的入口，所述反应器的出口连接预热器的工艺气入口，所述预热器的工艺气出口连接水冷器的入口，所述水冷器的出口连接分离器的入口；所多个串联的干燥器第一级的吸附干燥器的进气端连接到分离器的出口，最后一级的吸附干燥器的出气端连接到精馏系统12进气口，所述精馏系统出气口排出净化后的二氧化碳气体。下面详细说明其过程原理：

1、原料气预处理单元

原料二氧化碳气体进入原料气冷却塔，经冷冻水洗涤降温后，再经分液罐缓冲分液后进入下一单元。

2、压缩单元

来自分液罐的原料二氧化碳经二氧化碳压缩机组增压至2.1-2.7MPaA，被压压缩增压的二氧化碳气体送至下一单元。

3、净化单元

加压后二氧化碳气体与外部所加入的氧气混合后经过升温后，进入催化氧化反应器，在催化氧化反应器中将烃类杂质氧化为二氧化碳和水，从而脱除二氧化碳中的烃类杂质。

4、干燥单元

经过净化单元处理后的二氧化碳气体，进入不同类型的干燥器进一步除去饱和水和杂质，然后送至精馏系统12，如精馏塔内提纯后得到食品级二氧化碳排出。

其中，所述的原料气冷却塔包括冷冻水入口、出口及原料二氧化碳入口、原料二氧化碳出口，所述原料二氧化碳出口与分液罐的入口连接。

其中，所述二氧化碳压缩机组的出口接管连接氧气输入接管，以引入氧气。

其中，所述干燥器连接再生气接管，以引入再生气，如氮气对吸附干燥器的吸附干燥材料进行再生处理。

现有技术中未设置预处理模块或者原料气预处理模块仅设置一个缓冲罐，用于分离原料气中的水分。而本实用新型设置低温冷却塔采用冷冻水洗涤原料二氧化碳气，一方面能洗涤原料气中的部分杂质；另一方面二氧化碳气体直接接触冷介质，冷量充分利用，降温后二氧化碳气体经分液罐缓冲分液后进入压缩机，能减少压缩机功耗，节约运行成本。

本实用新型经过压缩机提压、冷却后的二氧化碳气体，在高温低压、催化剂的作用下进行催化氧化反应，反应转化率能达到99.5％以上。

所述的预热器采用现有列管式空气预热器等，所述分离器为气液分离器，所述电加热器采用现有可用的空气加热器，可以实现。

为充分利用反应热，反应后的热气体进入预热器中作为换热介质与原料气进行换热，达到回收热量，且将预热器、催化氧化反应器、电加热器、水冷器、分离器整合成一个撬块，避免了热量损失，节约了占地。

本实用新型干燥系统采用变温吸附工艺，通过PLC进行程序控制，串联三组不同的变温吸附设备。第一组吸附干燥器(机)，用来初步除去净化后二氧化碳气中的微量水分；第二组为分子筛吸附器，进一步除去净化气中的痕量水分；最后一组是活性炭吸附器，对净化气进行除味除臭，确保食品级二氧化碳的品质，满足高纯二氧化碳GB/T23938-2009的质量标准。

本实用新型具有以下特点与优点：

1、本实用新型能有效回收处理煤化工项目产生的大量二氧化碳废气，减少环境污染，提纯后的液体二氧化碳用途广泛，效益可观。

2、本实用新型能有效降低能耗，节约运行成本。

3、本实用新型充分回收热量，且将净化单元的预热器、反应器、电加热器、水冷器、分离器整合成一个撬块，避免了热量损失，节约了占地。

4、本实用新型采用三组不同的吸附干燥器，通过程序控制吸附和再生过程，保证杂质去除率，确保了液体二氧化碳的纯度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。