[发明专利]一种二氧化碳的生产装置及方法

说明书

本发明提供了一种二氧化碳的生产装置，包括：依次相连的气体混合回收装置、冷却除湿装置、压缩装置、干燥装置、不凝气处理装置、液化装置、气液分离装置、提纯装置和液体二氧化碳储罐；所述气体混合回收装置设有脱碳气进口和回收高纯不凝气进口；所述不凝气处理装置设有高纯不凝气出口、高纯不凝气进口、低纯不凝气进口、低纯不凝气出口；所述高纯不凝气出口与所述高纯不凝气进口相连；所述高纯不凝气进口分别与提纯装置和液体二氧化碳储罐相连；所述低纯不凝气进口与所述气液分离装置相连。该生产装置能够充分回收利用不凝气，既实现冷量的充分回收利用，又提高二氧化碳的回收利用率；并且生产的工业级二氧化碳的各项理化性能均符合国家标准。

技术领域

本发明涉及化工装备技术领域，更具体地说，是涉及一种二氧化碳的生产装置及方法。

背景技术

随着现代工业的快速发展，人类每年向大气中排放的CO₂气体达到200亿t，大气中的CO₂浓度逐年增加，导致全球气候变暖，厄尔尼诺效应加重，自然灾害频发。捕集、处理、转化、利用等已成为当前世界各国研究的一个新热点。

制氢装置脱碳解析气中二氧化碳含量在90％以上，现有技术通常将此部分气体放空。一方面，生产工业级液体二氧化碳中的低纯不凝气采用放空的处理方式，并未实现冷量的充分回收利用；另一方面，高纯不凝气中的二氧化碳采用放空的处理方法，不能满足资源回收利用及环保要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种二氧化碳的生产装置及方法，能够充分回收利用不凝气，并且生产的工业级二氧化碳的各项理化性能均符合国家标准。

本发明提供了一种二氧化碳的生产装置，包括：

依次相连的气体混合回收装置、冷却除湿装置、压缩装置、干燥装置、不凝气处理装置、液化装置、气液分离装置、提纯装置和液体二氧化碳储罐；

所述气体混合回收装置设有脱碳气进口和回收高纯不凝气进口；

所述不凝气处理装置设有高纯不凝气出口、高纯不凝气进口、低纯不凝气进口、低纯不凝气出口；所述高纯不凝气出口与所述回收高纯不凝气进口相连；所述高纯不凝气进口分别与提纯装置和液体二氧化碳储罐相连；所述低纯不凝气进口与所述气液分离装置相连。

优选的，所述气液分离装置设有液体出口和气体出口；所述气体出口与所述低纯不凝气进口相通。

优选的，所述不凝气处理装置设有稳压自控系统和换热系统。

优选的，所述低纯不凝气出口与火炬系统相连。

本发明还提供了一种二氧化碳的生产方法，采用上述技术方案所述的生产装置，包括以下步骤：

a)将脱碳气依次进行冷却除湿、压缩、干燥、不凝气处理、液化和气液分离，分别得到待提纯的液体二氧化碳和低纯不凝气；所述低纯不凝气回收进行上述不凝气处理过程；

b)将步骤a)得到的待提纯的液体二氧化碳进行提纯，得到液体二氧化碳和高纯不凝气；所述高纯不凝气回收进行步骤a)中的不凝气处理过程，并将换热后的高纯不凝气与脱碳气混合。

优选的，步骤a)中所述压缩的压力为2.5MPa～3MPa。

优选的，步骤a)中所述不凝气处理的过程具体为：

将减压降温后的低纯不凝气和高纯不凝气分别与干燥后的脱碳气进行换热，换热后的高纯不凝气与脱碳气混合；

所述减压的压力为50KPa～100KPa；所述降温的温度为-35℃～-40℃。

优选的，所述换热后的高纯不凝气的温度为0℃～5℃，二氧化碳的体积含量为95％～98％。

优选的，步骤a)中所述液化的温度为-15℃～-20℃。