吸附精馏法回收二氧化碳工业化技术及应用课件

1、吸附精馏法回收二氧化碳工业化技术及应用1汇 报 提 纲一、二氧化碳回收的意义 1、二氧化碳的性质 2、二氧化碳回收的重要性二、二氧化碳回收技术发展概况 1、二氧化碳回收技术概述 2、吸附精馏法回收精制二氧化碳技术三、技术推广应用情况四、从技术开发到技术推广的体验2019 4 2二氧化碳的性质0C0三中心四电子的大键 二氧化碳在常温常压下为无色而略带刺鼻气味和微酸味的气体。密度为1.976kg/m3，分子量44.01，临界温度31.4，临界压力7.28MPa。CO2分子有16个价电子，基态为线性分子，属Dh 点群。CO2分子中碳氧键键长为116pm, 具有一定程度的叁键特性。 1、对碱性体系有较

2、强的亲和性，可以用显碱性的吸附剂或吸收剂选择分离CO2;2、有较强的物理吸附活性，这增加了其杂质脱除的难度。2019 4 3二氧化碳的来源各类燃料燃烧过程化肥厂和有机化工厂制氢过程碳酸盐矿石分解过程粮食酒精发酵过程气田矿井自然生成化工生产过程副产气2019 4 4二氧化碳的用途机械加工过程的保护焊接啤酒饮料行业多种化学反应原料烟丝膨化过程食品蔬菜保鲜行业干冰生产油田注井采油电子、激光、医药、消防、气肥等2019 4 5二氧化碳回收的重要性二氧化碳的大量排放带来严重的环境污染，京都议定书的生效，说明二氧化碳的减排问题已经成为世界关注的大事。二氧化碳作为新的碳资源可以被用于多种领域，而我国目前的二

3、氧化碳回收工作还比较滞后。开发成熟的技术把二氧化碳进行回收、利用和再资源化，可获得良好的经济效益和社会效益。回收环境资源社会2019 4 6常用回收二氧化碳的技术溶剂吸收法变压吸附法膜分离法催化燃烧法共性 利用二氧化碳与伴生组分物理或化学性质的差异达到分离或净化的目的。2019 4 7吸收解吸含CO2混合气液滴吸收CO2CO2解吸吸收选择性吸收可逆性2019 4 8吸附解吸含CO2混合气吸附剂颗粒吸附剂放其中选择吸附解吸吸附选择性吸附可逆性2019 4 9溶剂吸收法二氧化碳气吸收塔分离器排空再生塔锅炉碱液泵分水罐二氧化碳原料气化学溶剂吸收法 低温吸收 高温解吸2019 4 10溶剂吸收法物理溶

4、剂吸收法 加压吸收 降压解吸吸收尾气闪蒸器吸收塔二氧化碳产品气排空气气提塔空气NHD溶剂二氧化碳原料气2019 4 11变压吸附法吸附床吸附床二氧化碳原料气二氧化碳产品其它气体加压吸附降压解吸吸附量压力CO2其它2019 4 12膜分离法混和气CO2其它中空纤维管2019 4 13催化燃烧法空气压缩液化精馏混合加热燃烧冷却二氧化碳氧气二氧化碳产品能够把碳氢化合物氧化成CO2和H2O. 操作条件: 300C, 充足的 O2，净化度低。反应后需要进一步低温液化，耗能高。2019 4 14溶剂吸收法变压吸附法膜分离法催化燃烧法适合低浓度气体化肥厂变换气脱碳还没有大规模工业化实例脱出可燃杂质操作成本高

5、开发新的回收技术吸附精馏法常用回收二氧化碳的技术汇总7/27/202215食品级二氧化碳标准项 目含量 项 目含量 二氧化碳，10-299.9含氧有机物，10-61.0水分，10-20.002氯乙烯10-60.3一氧化氮，10-62.5油脂，10-6（m/m）5二氧化氮，10-62.5蒸发残渣，10-6（m/m）10二氧化硫，10-61.0氧气，10-630总硫10-60.1一氧化碳，10-610碳氢化合物10-620氨，10-62.5苯，10-60.02磷化氢，10-60.3甲醇，10-610氰化氢，10-60.5乙醇，10-610氮，10-650乙醛，10-60.2氢气，10-610201

6、9 4 16 CO2 原料气 食品级液体二氧化碳 净化 大连理工大学 吸附精馏法回收精制二氧化碳技术 易挥发杂质吸附法除去精馏法除去难挥发杂质 杂质吸附精馏法回收二氧化碳技术2019 4 17 解决关键技术问题的总体思路原料二氧化碳水分、油脂、硫化物、烃类氢气、氧气、氮气、甲烷固体复合吸附剂优化精馏塔加压冷冻塔顶残气99.992%液体二氧化碳2019 4 18二氧化碳分离罐干燥干燥吸附吸附冷凝精馏食品级产品装瓶回流冷凝冷冻机再生气压缩机分水罐水洗涤塔工艺流程示意图2019 4 19CO2中杂质由于二氧化碳本身有极性，可以被多种分子筛吸附，因此脱除二氧化碳中的微量杂质更难。1 杂质种类多 轻烃、

7、硫化物、氮氧化物、油脂、含氧有机物、苯系物、水分等杂质各自物性不同，所采用的吸附剂要有针对性。2吸附剂 匹配在一套吸附床中装填几种不同的吸附剂匹配使用，同时吸附几种杂质，要兼顾吸附和脱附时杂质间互相干扰。3技术关键之一 ： 吸附剂2019 4 20针对氢气、氧气、氮气、氩气、甲烷、一氧化碳等轻组分杂质，在液化过程中用较温和操作条件下的精馏法脱除。 脱除轻杂质 1模拟计算用BWR-LS数学模型计算二氧化碳非理想物系气液平衡常数、理论板数、回流比、气液流速等参数进行精馏塔设计。2热泵技术结合先进的热泵精馏工艺，实现节能并使多种轻组分含量都脱出到ppm级，达到食品级标准要求。3技术关键之二 ：精馏塔

8、2019 4 21针对不同杂质开发不同配方的吸附剂，分别脱除二氧化碳气中的多种组分，其选择性强，产品纯度高。1在一套吸附床中装填几种不同的吸附剂，同时吸附几种杂质，简化流程。2直接使用精馏塔顶和闪蒸罐顶排出的轻组分气体作吸附剂再生气，降低了生产成本。3用精馏法脱除轻组分，脱除到ppm级，符合食品级，采用热泵精馏技术，节省能耗。 4本技术的创新点2019 4 22技术应用技术开发解决实际问题 价值体现理论实践技术推广应用情况2019 4 23 2000年10月为海城绿洲环保公司设计并建造一套吸附精馏法回收回转窑尾气二氧化碳装置，生产能力1万吨/年，2019年5月一次性开车成功，产品达到了食品级标

9、准要求。海城绿洲环保公司二氧化碳装置2019 4 24 20192019年为锦州六陆公司总包承建3万吨/年食品级二氧化碳生产装置，一次性开车成功, 产品纯度在99.992%以上,杂质含量符合国家最新食品级标准,并超过美国可口可乐、百事可乐公司和英国BOC公司企业标准。锦州六陆公司二氧化碳生产装置2019 4 25 2019年为天津吉华化工公司设计建造1.5万吨/年食品级二氧化碳生产装置, 一次性开车成功，产品纯度达到99.99%以上，各类杂质含量均达到国家食品级标准和国际饮料协会的要求。 天津吉华化工公司二氧化碳生产装置2019 4 26大石桥化建公司二氧化碳生产装置 2019年为大石桥化建公

10、司设计建造1.5万吨/年食品级二氧化碳生产装置,装置在2019年1月26日一次性开车成功，生产的液体二氧化碳纯度达到国家最新食品级标准要求。2019 4 27辽河油田石化公司二氧化碳生产装置 2019年为辽河油田石化公司设计建造3万吨/年食品级二氧化碳生产装置,装置在2019年9月20日一次性开车成功，生产的液体二氧化碳纯度99.997%,达到国家最新食品级标准要求。2019 4 28浙江三江化工公司二氧化碳装置 2019年为浙江三江化工公司设计建造3万吨/年食品级二氧化碳生产装置,装置在2019年2月28日一次性开车成功，生产的液体二氧化碳纯度99.99%以上,达到国家最新食品级标准要求。2

11、019 4 29牡丹江丰源公司二氧化碳生产装置 2019年为牡丹江丰源碳酸钙公司设计建造1万吨/年二氧化碳生产装置,采用化学溶剂吸收法将隧道窑8%烟道气回收成98.5%工业级产品，用于内部生产轻质CaCO3原料。装置在2019年8月20日一次性开车成功，2019 4 30内蒙天野公司二氧化碳生产装置 2019年为内蒙天野公司设计建造5万吨/年燃煤烟道气二氧化碳生产装置,装置在2019年5月20日一次性开车成功，生产的液体二氧化碳纯度达到国家优质工业级标准要求。2019 4 31大连砬子山石灰厂二氧化碳生产装置 2019年为大连砬子山石灰厂设计回收6万吨/年二氧化碳生产装置,采用碳酸丙烯脂物理溶

12、剂吸收法将25%烟道气回收成99.5%工业级液体产品。2019 4 32 国家食品级 可口可乐 BOC公司 本技术产品二氧化碳纯度 99.9 99.9 99.9 99.992 水含量 ppm 20 20 20 8总 烃ppm 20 20 20 5总硫化物ppm 1.0 1.0 1.0 0.1氮氧化物ppm 2.5 2.5 2.5 0.1醇 醛ppm 10 10 10 1.0油脂残渣ppm 5 5 5 0.2氮气氧气ppm 60 150 120 20.0各项指标均高于国内外相关标准产品主要技术指标对比2019 4 33平均生产成本：216.32元/吨（食品级）平均销售价格：730元/吨（食品级）

13、累计新增产值：16194.0万元以上累计新创利税：5454.55万元以上已经实现的经济效益2019 4 3410000吨/年10000吨/年累计减排二氧化碳计32万吨环保效益2000年10月海城绿洲环保公司2019年10月辽阳金兴公司2019年7月锦州六陆公司2019年10月天津吉华公司2019年10月营口化建公司2019年9月辽河石化公司30000吨/年15000吨/年15000吨/年30000吨/年2019年2月浙江三江公司30000吨/年2019 4 35温室效应 保护环境新碳材料应用广泛CO2经济发展 社会稳定 环境资源社会经济、社会和环保效益362019 4 372019 4 384321 正在实施项目二氧化碳回收技术正向全国迅速推广营口青花集团15万吨/年二氧化碳回收装置已经签订总承包协议，投资5500万元。总包承建大石桥鼎新公司16000吨/年食品级二氧化碳生产装置正在筹建过程中。嘉兴三江30000吨/年食品级二氧化碳回收装置二期工程大连石化公司30000吨/年食品级二氧化碳回收装置已经进入实施阶段。5印尼30000吨/年食品级二氧化碳回收装置已经进入商