生物發酵廢棄二氧化碳回收純化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于溫室氣體回收設備領域，具體涉及生物發酵廢棄二氧化碳回收純化裝 置。
【背景技術】
[0002] C〇2屬溫室氣體。由于C〇2等溫室氣體的大量排放，引起了全球氣候變暖，對世界各 國的社會經濟等各領域產生負面影響，它會造成諸如水資源短缺、居住環境惡化、經濟損失 加劇、海平面上升、熱浪襲擊增加等現象的發生，人類健康受到嚴重威脅，另外還可能引起 物種變化的加劇。根據國際能源機構（IEA)的數據顯示，除2009年經濟危機的影響之外，歷 年的全球年排放的C02氣體總量都呈增長趨勢，C02濃度大幅度的增加，導致了嚴重的溫室效 應。為了遏制全球增暖趨勢，各國談判代表曾多次聚首，先后通過了《京都議定書》、《哥本哈 根協議》，旨在減少C02排放，控制全球溫度上升速度。我國自2005年以后成為世界C02年排放 量第一大國。目前我國仍處于高速發展階段，C02年產生量仍將持續上升。作為世界經濟強 國和政治大國，我國面臨C02減排的巨大責任和壓力。因此，控制溫室氣體排放，有效開展C02 捕獲回收、運輸和儲存的研究和工業化轉化勢在必行，刻不容緩。
[0003]我國酒精廠大多是以淀粉質非糧作物原料生產食用酒精，發酵是酒精企業生產的 核心工序之一。在發酵過程中酵母菌把糖轉化成乙醇，同時還產生二氧化碳，其總的反應方 程式為： 〇5出2〇6+酶-2C2H5OH+2C〇2 由上式可以看出二氧化碳是酒精生產發酵過程中產生的最主要副產物，每生產1噸酒 精理論上可獲得二氧化碳約0.96噸，在酒精發酵氣中二氧化碳的濃度較高，可達到95 %以 上，其雜質為醇類、醛類、酯類及微量氧氣，利于生產高純度的食品級二氧化碳。以年產酒精 10萬噸的酒精廠為例，其生產過程可年產生二氧化碳9萬噸。二氧化碳的直接排放不僅危害 環境，其實也是一種資源浪費。如果能夠將此部分二氧化碳進行回收，無論是對保護環境減 少溫室氣體的排放，還是對企業的效益都是很有意義的。
【發明內容】
[0004]本發明針對淀粉質非糧作物生產乙醇的產業中產生的二氧化碳的直接排放危害 環境、資源浪費等現狀，開展副產品二氧化碳的回收及提純的研究，提供一種生物發酵廢棄 二氧化碳回收純化裝置，采用"精洗、吸附干燥與低溫精餾組合工藝"生產食品級二氧化碳， 提高二氧化碳副產品的附加值，同時為行業降低溫室氣體排放起到行業性的示范作用。
[0005]本發明的方案是通過這樣實現的：一種生物發酵廢棄二氧化碳回收純化裝置，其 特征在于，該裝置由濕式氣柜1、加壓風機2、冷卻器3、壓縮機系統6、精洗塔4、水分離器5、壓 縮機系統6、除濕器7、吸附塔、干燥塔、冷凝器12、提純塔13通過管道依次連接組成，所述的 壓縮機系統6、精洗塔4、水分離器5、壓縮機系統6形成壓縮回流系統;所述的壓縮機系統6頂 部設有兩個進口，壓縮機系統6底部設有兩個出口。
[0006] 作為本發明的進一步限定，所述的壓縮機系統6頂部設有兩個進口分別為:一級緩 沖器進口 6-1和二級緩沖器進口 6-2;所述的壓縮機系統6底部設有兩個出口分別為:三級分 離器出口 6-3和一級分離器出口 6-4。
[0007]作為本發明的進一步限定，所述的壓縮回流系統為經過冷卻器3的氣體首先經過 二級緩沖器進口 6-2進入壓縮機系統6,氣體經壓縮后從一級分離器出口 6-4流出進入精洗 塔4,后進入水分離器5,再由一級緩沖器進口 6-1回到壓縮機系統6,再次壓縮后從三級分離 器出口 6-3流出進入除濕器7中。
[0008] 作為本發明的進一步限定，所述的吸附塔包括吸附塔A8、吸附塔B9;所述的干燥塔 包括干燥塔A10、干燥塔B11。
[0009] 本發明實現的技術依據是:針對酒精廠裝置大規模發酵產生二氧化碳尾氣，采用 "精洗、吸附干燥與低溫精餾組合工藝"生產食品級二氧化碳，主要包括精洗工序、吸附工 序、干燥工序、液化工序、提純工序和壓縮工序，二氧化碳原料氣經分級壓縮和精洗等不同 工藝組合對祛除不同類別雜質的差異性(原料氣中甲醇、乙醇、醛類等水溶性雜質），形成本 發明系統裝置，使二氧化碳氣液混合物采用組合式分級液化精餾裝置提純的工藝參數，實 現無需外供熱源，無外加動力自動回流，并可最大限度減低放空損失。本發明采用無油潤滑 往復活塞食用二氧化碳壓縮機進行多級壓縮(壓縮回流方式），在每一級的壓縮過程中，去 除不同的雜質。一級壓縮后，采用水洗，除去原料氣中大部分的可溶性雜質；二級壓縮采用 化學氧化法去掉醇類和醛類，和經三級壓縮后的氣體配合冷卻劑冷卻，除去飽和水，并降低 了原料氣溫度，有利于吸附劑對雜質的吸附，吸附后的原料氣利用放空氣的冷量除水，有利 于干燥過程中的節能，再經分子篩干燥劑進一步除水，使原料氣中水含量滿足產品質量要 求。
[0010] 本發明具備以下良好效果:本發明裝置系統是新工藝下采用無油潤滑往復活塞食 用二氧化碳壓縮機進行多級壓縮綜合利用技術的升級，采用本發明裝置系統回收得到食品 級二氧化碳，且食品級二氧化碳產品純度高于99.9%，其余各項技術指標均符合食品級二氧 化碳標準GB10621-2006,在降低大幅能耗同時提高二氧化碳產品的性能指標。
[0011] 說明書附圖 圖1是生物發酵廢棄二氧化碳回收純化裝置圖。圖中標識:1:濕式氣柜，2:加壓風機，3: 冷卻器，4:精洗塔，5:水分離器，6:壓縮機系統，6-1:-級緩沖器進口，6-2:二級緩沖器進 口，6-3:三級分離器出口，6-4: -級分離器出口，7:除濕器，8:吸附塔A，9:吸附塔B，10:干燥 塔A，11:干燥塔B，12:冷凝器，13:提純塔。
【具體實施方式】
[0012] 以下結合實施例和附圖描述本發明生物發酵廢棄二氧化碳回收純化裝置，這些描 述并不是對本
【發明內容】
作進一步的限定。
[0013] 實施例1 如圖1所示，本發明裝置由濕式氣柜1、加壓風機2、冷卻器3、壓縮機系統6、精洗塔4、水 分離器5、壓縮機系統6、除濕器7、吸附塔、干燥塔、冷凝器12、提純塔13通過管道依次連接組 成，所述的壓縮機系統6、精洗塔4、水分離器5、壓縮機系統6形成壓縮回流系統;所述的壓縮 機系統6頂部設有兩個進口，壓縮機系統6底部設有兩個出口。所述的壓縮機系統6頂部設有 兩個進口分別為:一級緩沖器進口 6-1和二級緩沖器進口 6-2;所述的壓縮機系統6底部設有 兩個出口分別為:三級分離器出口 6-3和一級分離器出口 6-4。所述的壓縮回流系統為經過 冷卻器3的氣體首先經過二級緩沖器進口 6-2進入壓縮機系統6,氣體經壓縮后從一級分離 器出口 6-4流出進入精洗塔4,后進入水分離器5,再由一級緩沖器進口 6-1回到壓縮機系統 6,再次壓縮后從三級分離器出口6-3流出進入除濕器7中。所述的吸附塔包括吸附塔A8、吸 附塔B9;所述的干燥塔包括干燥塔A10、干燥塔Bl1。
[0014]應用實施例2 以廣西某大型木薯酒精發酵廠發酵后產生的尾氣為氣體起始，使用過程中，廢氣依次 首先通過管道從濕式氣柜1、加壓風機2、冷卻器3、壓縮機系統6、精洗塔4、水分離器5、壓縮 機系統6、除濕器7、吸附塔、干燥塔、冷凝器12、提純塔13通過，其中在壓縮回流系統階段，氣 體首先經過冷卻器3的氣體首先經過二級緩沖器進口 6-2進入壓縮機系統6，氣體經壓縮后 從一級分離器出口 6-4流出進入精洗塔4,后進入水分離器5,再由一級緩沖器進口 6-1回到 壓縮機系統6,再次壓縮后從三級分離器出口 6-3流出進入除濕器7中，最后依次通過吸附塔 A8、吸附塔B9、干燥塔A10、干燥塔B11、冷凝器12、提純塔13,最終實現尾氣的回收純化，得到 食品級二氧化碳。
[0015]采用本發明裝置系統回收得到食品級二氧化碳，且食品級二氧化碳產品純度高于 99.9%，其余各項技術指標均符合食品級二氧化碳標準6810621-2006，具體如下表1，在降低 大幅能耗同時提尚^氧化碳廣品的性能指標。
[0016]表1回收純化得到食品級二氧化碳性能指標
本發明上述實施例方案僅是對本發明的說明而不能限制本發明，權利要求中指出了本 發明設備構成和連接方式，而上述的說明并未指出本發明參數的范圍，因此，在與本發明的 權利要求書相當的含義和范圍內的任何改變，都應當認為是包括在權利要求書的范圍內。
【主權項】
1. 一種生物發酵廢棄二氧化碳回收純化裝置，其特征在于，該裝置由濕式氣柜（1)、加 壓風機(2)、冷卻器(3)、壓縮機系統(6)、精洗塔(4)、水分離器(5)、壓縮機系統(6)、除濕器 (7)、吸附塔、干燥塔、冷凝器（12)、提純塔（13)通過管道依次連接組成，所述的壓縮機系統 (6)、精洗塔(4)、水分離器(5)、壓縮機系統(6)形成壓縮回流系統;所述的壓縮機系統(6)頂 部設有兩個進口，壓縮機系統(6)底部設有兩個出口。2. 根據權利要求1所述的生物發酵廢棄二氧化碳回收純化裝置，其特征在于，所述的壓 縮機系統(6)頂部設有兩個進口分別為:一級緩沖器進口（6-1)和二級緩沖器進口（6-2);所 述的壓縮機系統（6)底部設有兩個出口分別為：三級分尚器出口（6-3)和一級分尚器出口 (6-4)〇3. 根據權利要求2所述的生物發酵廢棄二氧化碳回收純化裝置，所述的壓縮回流系統 為經過冷卻器(3)的氣體首先經過二級緩沖器進口（6-2)進入壓縮機系統(6)，氣體經壓縮 后從一級分離器出口（6-4)流出進入精洗塔(4)，后進入水分離器(5)，再由一級緩沖器進口 (6-1)回到壓縮機系統(6)，再次壓縮后從三級分離器出口（6-3)流出進入除濕器(7)中。4. 根據權利要求1所述的生物發酵廢棄二氧化碳回收純化裝置，其特征在于，所述的吸 附塔包括吸附塔A(8)、吸附塔B(9);所述的干燥塔包括干燥塔A( 10)、干燥塔B( 11)。
【專利摘要】本發明屬于溫室氣體回收設備領域，具體涉及生物發酵廢棄二氧化碳回收純化裝置。該裝置由濕式氣柜1、加壓風機2、冷卻器3、壓縮機系統6、精洗塔4、水分離器5、壓縮機系統6、除濕器7、吸附塔、干燥塔、冷凝器12、提純塔13通過管道依次連接組成，所述的壓縮機系統6、精洗塔4、水分離器5、壓縮機系統6形成壓縮回流系統，壓縮機系統6頂部設有兩個進口，壓縮機系統6底部設有兩個出口。本發明裝置系統回收得到食品級二氧化碳，且食品級二氧化碳產品純度高于99.9%，在降低大幅能耗同時提高二氧化碳產品的性能指標。
【IPC分類】C01B31/20
【公開號】CN105439145
【申請號】CN201610017502
【發明人】徐大鵬, 馮英
【申請人】廣西新天德能源有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2016年1月12日