低能耗国际质量标准食品级二氧化碳国产化技术介绍

摘要

阐述了我国食品二氧化碳装置现状,介绍国产化国际质量标准食品二氧化碳的生产技术特点.二氧化碳的存在相当广泛，主要有自然存在于二氧化碳气田、石油溶解气、天然气等和工业生产废气。在工业废气中，主要有烟道气、化工厂尾气、生物发酵气。这类二氧碳原料气的主要特点是二氧化碳浓度低，一般在10-30%左右，有机杂质少。由于浓度低，要想在浅低温下液化，如-12℃液化，则要求二氧化碳必须具有约2.5MPa(绝压)，那么，液化时的总压至少应>8.3MPa。要求的设备压力等级高，气耗高，动力消耗大。而且由于操作压力高，杂质分压也高，会大量溶解在液体二氧化碳中，产品纯度低。因此必须采用原料气预处理提浓的办法将原料气二氧化碳浓度提高到98%(浓度越高越有利于高品质二氧化碳的生产)，原料气预处理提浓的方法主要为溶液吸收法和变压吸附法，溶液吸收法所得的二氧化碳纯度高，由于采用的溶液大都为有机物质，所得的原料二氧化碳中会增加含有对人体有毒有害杂质。目前我国针对石灰窑气，锅炉烟道气等低二氧化碳浓度原料气的预提浓方法一般采用溶液吸收法。采用溶液吸收法提取的CO2含量高达99%以上。根据提纯后原料气的组分，因此生产工艺选择以脱二氧化硫、NOX、脱水等多级净化与浅低温提纯组合的工艺路线。该工艺在2008年华能北京电厂3000吨/年CO2捕集示范装置，2009年在华能上海石洞口第二电厂10万吨/年CO2捕集装置，得到成功的应用。根据此类原料气主要杂质成份沸点比二氧化碳低的特点，采用预提纯工艺将其与二氧化碳分离并回收，提高进脱烃净化装置的二氧化碳纯度。采用此生产工艺可大幅度的降低脱烃及后系统的投资，且由于经过预提纯，产品质量得到了根本的保证，消耗大幅度降低，同时通过预提纯回收了原料气的有效气组分降低了CO2的生产费用。该生产工艺已经得到成功应用，针对不同的气源杂质，制定不同的生产工艺路线，脱除杂质工艺针对性强，产品质量稳定，避免了不必要的投资。