石灰窯尾氣生產食品級二氧化碳的系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于化工領域，具體涉及石灰窯尾氣生產食品級二氧化碳的系統及方法。
【背景技術】
[0002]二氧化碳是一種用途很廣的化工原料，被廣泛用于各種飲料、食品的急速冷凍和保存保鮮、焊接保護氣、大棚氣肥、煙絲膨脹劑、超臨界萃取劑等，作為化學碳源大量用于尿素、碳酸酯、聚碳酸酯、阿司匹林和合成甲醇的生產，也是主要的溫室氣體。
[0003]現有文獻公開了利用石灰窯尾氣余熱進行混凝土砌塊生產的方法，但其未合理利用尾氣中的co2。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種石灰窯尾氣生產食品級二氧化碳的系統，
本發明的另一個目的是提供一種石灰窯尾氣生產食品級二氧化碳的方法，以解決目前石灰窯尾氣未經回收利用直接排放，對環境危害大且不能有效合理利用資源的問題。
[0005]一種石灰窯尾氣生產食品級二氧化碳的系統，包括吸收塔、貧富液換熱器、富液泵、貧富液換熱器、再生塔，吸收塔與富液泵相連，富液泵與貧富液換熱器相連，貧富液換熱器的與再生塔相連，再生塔的底部設置有再沸器，所述再生塔的塔頂連接有再生氣冷凝器，再生氣冷凝器與氣液分離器相連。
[0006]優選的，所述貧富液換熱器還通過貧液泵連接有貧液水冷器，貧液水冷器的另一端與吸收塔相連。
[0007]優選的，貧液泵還連接有胺回收加熱器，胺回收加熱器分別連接配堿槽和再生塔。
[0008]一種石灰窯尾氣生產食品級二氧化碳的方法，包括如下步驟:
A、石灰窯尾氣，溫度30—40°C，壓力在3—5kPa，進入水環真空泵增壓至48_52kPa后，除水，送入吸收塔，二氧化碳從吸收塔塔頂流入，乙醇胺溶液從塔底流入，尾氣中的CO2被吸收溶解在乙醇胺溶液中；
B、從吸收塔中處理的乙醇胺富液引入富液泵，加壓至0.58-0.62 MPa后送入貧富液換熱器升溫至90—105 °C，進入二氧化碳再生塔的塔頂；控制塔釜溫度在120— 130°C、壓力在 0.13-0.17MPa，塔頂溫度 95—105 °C，塔頂壓力在 0.10-0.14MPa ；
C、再生氣冷凝器將再生氣冷卻至50—60°C，經氣液分離器分離后，液體打回再生塔，分離的CO2氣體作為產品氣送出界區，經壓縮處理得到成品。
[0009]優選的，石灰窯尾氣的氣量為9000— 15000 NmVh，質量含量為20— 28 %，未吸收的氣體經吸收塔T102塔頂列管冷卻器冷卻至40 — 50 °0后，直接放空。
[0010]優選的，從再生塔來的，溫度為120— 130 °0的乙醇胺循環洗滌貧液，經貧富液換熱器換熱冷卻到65— 75°C溫度后，進入貧液泵增壓至0.43-0.47MPa，從貧液泵中分流出另外一股貧液進入貧液水冷器，進一步冷卻至38-42?溫度，經機械過濾、活性炭過濾后進入吸收塔的塔頂。循環利用，與石灰窯尾氣逆流接觸，尾氣中的0)2被溶解。
[0011]優選的，經貧富液換熱器出來的液體經貧液泵引出一股乙醇胺貧液到胺回收加熱器進行再生處理，從界外來的固體堿首先進入配堿槽，與脫鹽水一同進行化堿處理，配制好的堿液與脫鹽水混合后進入胺回收加熱器，胺回收加熱器利用蒸汽加熱，溫度控制在125—135°C。再生的乙醇胺溶液送回再生塔T103，再生的變質的乙醇胺廢液送入鍋爐焚燒處理。
[0012]優選的，富液泵與吸收塔塔底的脫碳富液管路連接，加壓后乙醇胺溶液貧液循環送入吸收塔中部進入塔內進行循環吸收。
[0013]優選的，富液泵的流速為75_85m3/h。
[0014]本發明采取了低壓脫碳技術提濃制取CO2產品。通過開發石灰窯尾氣回收再利用項目，有利于產業鏈的進一步優化，注重生態環保，節約成本，提高公司的競爭能力和產品的市場競爭力。特點如下:
1.石灰窖尾氣中含有大量二氧化碳成分，二氧化碳是一種有害氣體自由排放對環境會造成很大污染，但同時二氧化碳又是用途廣泛的工業原材料包括食品加工保鮮、飲料、化月巴、防火、石油開采都離不了二氧化碳。本發明石灰窯尾氣生產食品級二氧化碳的方法，即生態環保，又能節約成本增加效益。
[0015]2.從石灰窯裝置送來的尾氣，首先經水環真空泵抽取后送入CO2吸收塔，過程中
0)2氣流中帶入大量水蒸氣，會稀釋MEA溶液，我們再將CO 2送入吸收塔之前增加了除水裝置。
[0016]3.為了加強CO2吸收塔的吸收能力和效果，在塔底另引出一脫碳富液管路進入循環液泵，加壓后循環送入0)2吸收塔中部進入塔內進行循環吸收。
[0017]4.在MEA溶液的循環過程中，需要通過熱交換的方式進行貧富液轉換，MEA溶液流速過快會導致最后釋放的0)2氣體過少，我們改變富液泵的MEA溶液流速，使CO 2能大量釋放。
[0018]5.富液經蒸汽加熱后會帶入水蒸氣，對此部分水蒸氣不進入整個循環過程，與CO2進入氣液分離器，經冷卻后直接排出。
[0019]6.MEA脫碳過程中，由于有O2的存在溶液易變質，需進行再生處理。我們通過從貧液泵分流引出一股MEA貧液到胺回收加熱器進行再生處理。
[0020]7.整個0)2吸收再生過程中，由于MEA溶液變質，將生成少量的惡唑烷酮-2、1- (2-羥基乙基)-咪唑啉酮-2、N- (2-羥基乙基)一乙二胺等雜質，我們設置了胺回收加熱器進行再生處理。
[0021]本發明優點如下:1.采取了低壓脫碳技術，有效地降低了石灰窯尾氣的碳排放，且通過提純生產食品級二氧化碳，符合環境友好型和資源節約型的經濟發展要求。2.在整個工藝中，通過增加管道和調整泵的流速，使MEA溶液在整個循環過程變得更為高效。3.增加了回收再生裝置，避免MEA溶液的變質。
【附圖說明】
[0022]圖1是一種石灰窯尾氣生產食品級二氧化碳的系統的結構示意圖；
圖2是一種石灰窯尾氣生產食品級二氧化碳方法的流程圖。
[0023]附圖標記含義如下:水環真空泵(P102)，吸收塔(T102)，再生塔(T103)，富液泵(P106)，再生液回收泵(P110)，貧液泵(P107)，貧液水冷器(E102)，貧富液換熱器(E103)，胺回收加熱器(E104)，再沸器(E105)，再生氣冷凝器(E106)，配堿槽(V101)，氣液分離器(乂110)，洗滌液儲槽(￥104)。
【具體實施方式】
[0024]下面的實施例可以進一步說明本發明但不以任何方式限制本發明。
[0025]一種石灰窯尾氣生產食品級二氧化碳的系統，包括吸收塔T102、貧富液換熱器E103、富液泵P106、貧富液換熱器E103、再生塔T103，吸收塔T102與富液泵P106相連，富液泵P106與貧富液換熱器E103相連，貧富液換熱器E103的與再生塔T103相連，再生塔T103的底部設置有再沸器E105，再生塔T103的塔頂連接有再生氣冷凝器E106，再生氣冷凝器E106與氣液分離器VllO相連。貧富液換熱器E103還通過貧液泵P107連接有貧液水冷器E102，貧液水冷器E102的另一端與吸收塔T102相連。貧液泵P107還連接有胺回收加熱器E104，胺回收加熱器E104分別連接配堿槽VlOl和再生塔T103。
[0026]實施例1-制備食品級二氧化碳:
A、從界外來的石灰窯尾氣，氣量9000Nm3，質量百分含量22 %，壓力在3 kPa、溫度320C，進入水環真空泵P102加壓至50 kPa后，經除水后，送入二氧化碳吸收塔T02，尾氣中的CO2被吸收溶解在乙醇胺溶液(MEA)溶液中；
B、從吸收塔T102塔底處理的MEA富液引入富液泵P106，加壓至0.6 MPa后送入貧富液換熱器E103升溫至95 °C進入二氧化碳再生塔T103塔頂，再生塔T103底部設置一再沸器E105利用蒸汽加熱，控制塔釜溫度在120 °C、0.15MPa，塔頂溫度95 °C，0.12 Mpa ;富液泵P106的流速為80m3/h。
[0027]C、再生塔T103塔頂設置一再生氣冷凝器E106，將再生氣冷卻至50 V，經氣液分離器VllO分離后液體經再生液回收泵PllO打回再生塔T103，分離的0)2氣體作為產品氣送出界區，經壓縮處理得到成品。分離的0)2產品氣經壓縮后得成品3.63t，產率93.3%。
[0028]實施例2-循環利用
實施例1中的從再生塔T103來的MEA循環洗滌貧液，溫度120°C，經貧富液換熱器E103換熱冷卻到65 °C后進入貧液泵P107增壓至0.45 MPa,從貧液泵P107中分流另外一股貧液進入貧液水冷器E102進一步冷卻至40°C，經機械過濾、活性炭過濾后進入吸收塔T102塔頂，循環利用，與石灰窯尾氣逆流接觸，尾氣中的0)2被溶解。
[0029]富液泵(P106)與吸收塔(T102)塔底的脫碳富液管路連接，加壓后乙醇胺溶液貧液循環送入吸收塔(T102)中部進入塔內進行循環吸收。
[0030]實施例3-再生處理
實施例1中的經貧富液換熱器(E103)出來的液體經貧液泵(P107)引出一股乙醇胺貧液到胺回收加熱器(E104)進行再生處理，從界外來的固體堿首先進入配堿槽(V101)，與脫鹽水一同進行化堿處理，配制好的堿液與脫鹽水混合后進入胺回收加熱器(E104)，胺回收加熱器利用蒸汽加熱，溫度控制在130°C。再生的乙醇胺溶液送回再生塔T103，再生的變質的乙醇胺廢液送入鍋爐焚燒處理。
[0031]由于乙醇胺脫碳過程中將會變質，須進行再