吸附精馏法回收二氧化碳工业化技术及应用

1、1,吸附精馏法回收二氧化碳 工业化技术及应用,2,2007 4,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,3,2007 4,二氧化碳的性质,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

2、的叁键特性。,1、对碱性体系有较强的亲和性，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。,4,2007 4,二氧化碳的来源,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,5,2007 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,6,2007 4,二氧化碳回收的重要性,环境,资源,社会,7,2007 4,常用回收二氧化碳的技术,共性 利用二氧化碳与伴

3、生组分物理或化学性质的差异达到分离或净化的目的。,8,2007 4,吸收解吸,含CO2混合气,液滴吸收CO2,CO2解吸,吸收选择性 吸收可逆性,9,2007 4,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,10,2007 4,溶剂吸收法,化学溶剂吸收法 低温吸收 高温解吸,11,2007 4,溶剂吸收法,物理溶剂吸收法 加压吸收 降压解吸,12,2007 4,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,13,2007 4,膜分离法,中空纤维管,14,2007 4,催化燃烧法

4、,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。,15,2007 4,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,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,16,2007 4,食品级二氧化碳标准,17,2007 4,吸附精馏法回收二氧化碳技术,18,2007 4,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,99.99

5、2%液体二氧化碳,19,2007 4,工艺流程示意图,20,2007 4,CO2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、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,21,2007 4,技术关键之二 ：精馏塔,22,2007 4,本技术的创新点,23,2007 4,解决实际问题,价值体现,理论,实践,技术推广应用情况,24,20

6、07 4,2000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，2001年5月一次性开车成功，产品达到了食品级标准要求。,海城绿洲环保公司二氧化碳装置,25,2007 4,20022003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,26,2007 4,2004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99.9

7、9%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,27,2007 4,大石桥化建公司二氧化碳生产装置,2005年为大石桥化建公司设计建造1.5万吨/年食品级二氧化碳生产装置,装置在2006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。,28,2007 4,辽河油田石化公司二氧化碳生产装置,2006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2006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。,29,2007 4,浙江三江化工公司二氧化碳装置

8、,2006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2007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。,30,2007 4,牡丹江丰源公司二氧化碳生产装置,2006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2006年8月20日一次性开车成功，,31,2007 4,内蒙天野公司二氧化碳生产装置,2006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2006年5月20日一次性开车

9、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。,32,2007 4,大连砬子山石灰厂二氧化碳生产装置,1996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剂吸收法将25%烟道气回收成99.5%工业级液体产品。,33,2007 4,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

10、 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,34,2007 4,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） 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,35,2007 4,10000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,2001年10月辽阳金兴公司,2003年7月锦州六陆公司,2004年10月天津吉华公司,2005年10月营口化建公司,2006年9月辽河石化公司,300

11、00吨/年,15000吨/年,15000吨/年,30000吨/年,2007年2月浙江三江公司,30000吨/年,36,经济、社会和环保效益,37,2007 4,38,2007 4,39,2007 4,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。,印尼30000吨/年食品级二氧化碳回收装置已经进入商务运作阶段。,此外还有辽河热电厂、黑龙江化工厂、吉林、浙江舟