山东泓达生物科技有限公司 二氧化碳回收项目可行性研究报告
第四章 工艺技术方案
第一节 工艺技术方案选择
一、工艺技术概况 1、高压法
将原料二氧化碳气通过压缩机提压至8.0MPa左右，经过常温水冷后液化，在高压下直接充瓶销售。该方法的优点是流程短，工艺简单，投资省。而缺点则很明显，由于压力高，许多必备的净化手段因制作难度和费用高而被取消，杂质因压力高而溶解在产品中，产品质量低，储存运输均不方便。产品中烃类、醛类、醇类等可燃有机物也无法除去，产品纯度低，杂质多，只能用于一般工业用途。
2、低压深冷法
它是在高压法的基础上加以改进，配合脱硫、干燥、高压节流至浅低压，低温氨冷，将沸点与二氧化碳相近的低沸点杂质分离，产品纯度有很大提高。但诸如苯、多碳烃、含氧有机物等高沸点杂质仍然无法脱除。产品中的有毒有害物质含量高，只能用于工业用途或一般行业。
3、变压吸附法
利用吸附材料对不同气体在吸附量、吸附速度、吸附力等方面的差异以及吸附剂的吸附容量随压力变化而变化的特性，在加压时完成混合气体的吸附分离，在降压下完成吸附剂的再生，从而实现气体分离和吸附剂再生、循环使用的目的。在生产液体产品时配备冷凝和提纯工序而
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实现。该法的特点是气源纯度适应范围较宽，适合二氧化碳浓度20%以上的各种气源（浓度太低，经济效益低），较适合于从低浓度CO2气体中提取较高浓度CO2。但纯度和杂质含量波动大，很难长期保证产品质量稳定，特别是对国际饮料二氧化碳标准和GB10621-2006标准中那些痕量和超痕量杂质指标无法可靠保证。该法生产的产品仅可用于工业和一般行业，不能达到国际饮料技术协会（ISBT）和GB10621-2006标准的质量要求。
4、浅低温吸附精馏法
该法综合了低压深冷和精馏的优点，分离沸点比二氧化碳相近的杂质，配合使用特定的选择性很强的吸附剂，有针对性地脱除沸点比二氧化碳高、通过精馏仍无法分离的杂质。但一般二氧化碳的原料气中，杂质是多种多样的，该方法在工业化装置中一般每种吸附剂独立设一个塔或几种吸附剂组合装填于一个塔中进行吸附分离，从理论上讲是可以实现的。但在实际生产中，由于不同吸附剂对不同杂质的吸附容量不同，而气源中不同杂质的含量也不同，很难保证多种吸附剂同时穿透失效，可能某一种或几种吸附剂已经穿透失效了而其它吸附剂还未失效，从而难以保证原料中的几十种杂质同时合格。该工艺和变压吸附一样，无法保证国际饮料二氧化碳标准和二氧化碳新国标中那些痕量和超痕量杂质指标的稳定。国内采用吸附净化的企业都有过失败教训，特别是以煤为原料生产合成氨过程中放空的二氧化碳原料气，要想通过吸附净化法生产出符合国际饮料协会和GB10621-2006标准的CO2产品难度非常大。
5、洗涤、吸附与低温精馏组合法
该法综合了低压深冷和精馏的优点，首先通过清水洗除去发酵气中
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水溶性杂质，再低温精馏分离沸点比二氧化碳低深的杂质，配合使用活性炭吸附剂，有针对性地脱除沸点比二氧化碳高、通过精馏无法分离的杂质。此法生产的液体二氧化碳浓度较高并且稳定，一些低沸点杂质可稳定地脱除。该法较适宜于酒精厂发酵气生产食品级液体二氧化碳，产品各项指标均可达食品级液体二氧化碳GB10621-2006标准。
6、催化氧化与精馏组合法
此法的特点是在特定条件下利用催化氧化的原理，将原料气中的所有可燃性杂质与氧发生氧化反应而加以脱除（特别是那些沸点比二氧化碳高的有毒有害杂质，如多碳烃、醛、醇等含氧有机物），燃烧后的产物是水和二氧化碳，由于燃烧反应彻底，为这些杂质的彻底去除提供了技术保证，再结合使用合理先进的脱硫技术和低温提纯技术，产品质量完全可以达到国际饮料协会（ISBT）和GB10621-2006标准。
二、工艺技术方案的选择
本项目生产工艺采用杭州快凯高效节能新技术有限公司的“洗涤、吸附与低温精馏组合法”，其工艺步骤为先用清水洗除去发酵气中水溶性杂质，再低温精馏分离沸点比二氧化碳低的杂质；配合使用活性炭吸附剂，有针对性地脱除沸点比二氧化碳高、精馏无法分离的杂质。此法生产的液体二氧化碳浓度较高并且稳定，一些低沸点杂质可稳定地脱除。还具有工艺简单，操作便捷稳定；采用组合式提纯塔，无需外供热源，实现无外加动力自动回流，既降低消耗又保证产品纯度；节能降耗，能量利用充分，投资省等特点。
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第二节 工艺流程和消耗定额
一、工艺流程概述 1、规模及年工作日 （1）生产规模
一期工程建成后形成年产6万吨食品级液体二氧化碳生产能力；二期工程建成后形成年产2.7万吨固体二氧化碳生产能力。
（2）年工作日
本项目年工作日330天，三班生产，折合7920小时。 2、工艺流程简述 （1）液体二氧化碳 ①工艺流程框图 回收淡酒后CO2 活性炭吸附器 贮气柜 活性炭过滤器 CO2压缩机一段 CO2压缩机三段 CO2压缩机二段 水洗塔 冷却除湿器 外销 分子筛塔 一级冷凝器 提纯塔 制干冰 CO2低温储槽 二级冷凝器 ②工艺流程简述
回收淡酒后的二氧化碳气送入气柜，经活性炭过滤器去除部分醇、醛杂质后进入二氧化碳压缩机一段压缩至0.3～0.4MPa，然后进入水洗塔去除部分杂质后回二氧化碳压缩机二段、三段压缩至3.0MPa，压缩后的二氧化碳气体去活性炭过滤器进一步去除醇、醛类等杂质，经冷却
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除湿器去除部分水分后进入分子筛塔，对二氧化碳净化气进行除水干燥，干燥后的二氧化碳经过一级冷凝、提纯塔、二级冷凝后成为液体二氧化碳（一级冷凝、二级冷凝器采用液氨冷凝），送入液体二氧化碳低温贮槽储存。通过充车泵灌装至液体二氧化碳低温槽车出售。也可用泵输送至干冰车间生产干冰。
（2）固体二氧化碳 ①工艺流程框图
液体CO2装置 CO2气体 CO2低温储槽 干冰制造机 （块状、颗粒状）干冰 ②工艺流程简述
液体二氧化碳由低温贮槽送入干冰制造机，在低压下迅速蒸发，便凝结成一块块压紧的冰雪状固体物质，而成为干冰。干冰制造机中未成为干冰的二氧化碳气体回收到液体二氧化碳装置经过压缩、冷凝加工成液体二氧化碳。
二、消耗定额 1、液体二氧化碳
（1）原材料消耗定额及年消耗量
序号 1 名 称 二氧化碳气 规 格 ≥81.1% 定额（Nm3/t） 年需用量（Nm3） 624 37440000 备注 （2）动力消耗定额及年消耗量
序号 燃料动力名称 1 2 一次水 循环水 规 格 常温、0.4MPa 32℃、0.45MPa 定额 0.66m3/t 200m3/t 年 用 量 39600 12000000 供 应 来 源 自备水井 自建循环水装置 ２０