吸附精馏法二氧化碳回收工艺研究

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随着工业化步伐的高速迈进,我国经济发展上了更高的台阶,同时大气污染日益严重,温室效应等问题已经严重影响人们的日常生活,碳减排的问题也引起了全球范围内的广泛关注。全球范围内二氧化碳气体的来源相当广泛,但目前人们对其回收利用力度不够,我国每年能够进行回收再利用的二氧化碳的量还达不到二氧化碳年排放量的百分之一。二氧化碳作为重要的碳资源之一,其在生活及工业上的应用中扮演着相当重要的角色。二氧化碳主要应用在钢铁冶金、化工石油、电子、食品、建材、医疗等各个领域,它是现代化工业中最重要的基础性原料之一,在社会发展的战略地位上有着相当重要的经济意义。鉴于此,学者们在二氧化碳的回收利用上投入了大量精力,一方面减缓温室效应,进行生态环境保护;另一方面也为了能够对二氧化碳的资源进行充分完整的使用,对二氧化碳的排放进行控制。所以对企业等排放的二氧化碳采取回收再利用,这一举措对整个世界以及全人类都具有非常重要的现实意义;同时对于回收企业来讲,回收二氧化碳能够变废为宝,获得可观的经济效益,所以二氧化碳的回收利用是一个社会效益、环境效益与企业效益共赢的举措。本文以徐州金宏二氧化碳科技开发有限公司吸附精馏法二氧化碳回收工艺设计为背景,主要进行了以下工作:目前工业上比较常用的二氧化碳回收工艺主要为:溶剂吸收法、催化燃烧法、膜分离法、吸附分离法、低温蒸馏法等。本文根据回收项目气源条件,经过研究选择了吸附精馏相结合的回收工艺;结合本文二氧化碳回收工艺的条件,确定所需吸附剂的种类。通过计算进行回流比的适当调整,将理论级数控制在了相对合理的范围内。最终确定精馏塔的工艺设计参数,塔高和塔径等。整套二氧化碳回收装置分为压缩吸附、精馏及成品贮存、制冷液化三个工段。二氧化碳回收工艺整套流程的设计,很大程度上降低了能源消耗,在提高二氧化碳产量的同时,也提高了总体的生产工作效率;本文回收工艺中气源为现实工业生产产生,研究气源波动可能对整个回收工艺产生的影响,确定了基本操作点的要求,同时对这些需要重点控制的点位进行了自动化操作的设计,使整个工艺实际达到自动化控制生产的目的。结合徐州金宏公司的实际情况,制定了开停车操作规程和日常操作规程。结合实际生产情况,对工艺做了几点小的优化:一是将原来储罐放空的气体再次回收利用;二是对吸附床和干燥床的冲压、泄压进行优化,从而更好的保护吸附剂,延长使用寿命;三是对原料气纯度和每吨产品的电耗进行分析,总结出当原料气含量低于90%时,能源成本过高应该停止生产。
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