(3)淨化係統特點
①係統中各類吸收塔和洗滌塔均為填料塔,它具有結構簡單,製作方便,投資較少等優點。
②氣液分離采用金屬絲網除沫裝置,金屬絲網由很細的直徑0.076~0.4mm不等的金屬絲編織而成,網孔的大小在21000μm,由於網墊具有很高的自由容積和比表麵積,無論作為分離設備或氣液接觸設備,均表現出顯著效率。去水率達95%以上。
③為了提高分水效率,在係統中設置低溫除濕器,除去二氧化碳氣體中飽和水分,其除水率達75%。
2.幹燥
幹燥工藝流程如下:
壓縮CO2氣體→吸附器→幹燥器→過濾器→冷凝液化器
由壓縮機流出的低壓二氧化碳進入活性炭吸附器6和分子篩幹燥器7後,再流入過濾器。經吸附和幹燥後的二氧化碳純度可達99.98%~99.99%。
分子篩幹燥器工作原理與活性炭吸附器基本相同,隻是分子篩幹燥器采用內熱再循環再生技術,電加熱安裝在幹燥器內。分子篩有極強的除水能力,使二氧化碳的零點溫度達到-50℃,其含水量≤30mg/L。
由於吸附器和幹燥器工作一定時間後均會被飽和失去活性,必須進行再生活化,因此裝置中各設有兩台。一台使用,一台再生交替使用。
(五)液化和貯存
二氧化碳液化過程實質就是對二氧化碳氣體同時進行加壓和冷卻使其迅速液化。它有低溫低壓液化和常溫高壓液化兩種工藝過程。
1.低溫低壓液化
從二氧化碳的熱力學性質可知,隨著液體二氧化碳溫度降低,其飽和蒸氣壓力也隨之減少。二氧化碳溫度越低,使之液化的壓力將越小。
(1)工藝流程。
上述工藝流程為四個主要步驟:初級淨化、壓縮機壓縮、二級淨化、冷凝液化低溫貯存。
(2)操作要點
①來自發酵罐的CO2氣體,通過除沫器與低濃度酒精水洗塔l進入KMnO4洗滌塔和水洗塔2,然後經過除水裝置進入壓縮機,壓縮機出口流出的CO2的含水量可降到0.07%(質量分數)左右,除水率達95%,同時也將醇、醛、酸等雜質除去。
②氣體CO2經過初級淨化係統,進入二級壓縮機壓縮,每級壓縮通過冷卻和氣水分離後,二級出口的氣體壓力為1.6MPa或2.5MPa。
③再進入二級淨化係統,除去氣體中微量的醇、醛、酸、酯等雜質和水分,使氣體純度顯著提高。
④進入冷凝液化器,在冷凝液化器中由製冷機輸入的製冷劑使二氧化碳液體進入儲罐,儲罐內液體CO2通過輸液泵進入槽車運輸到用戶,也可通過增壓泵升壓充灌入高壓鋼瓶成高壓液體CO2產品。
(3)工藝特點低溫低壓液化的優點是在低溫條件下采用比較低的液化壓力,降低了設備耐壓要求和投資費用,其最大特點是可實現生產能力大幅提高,為用戶連續使用帶來極大方便,同時方便了運輸(盡管它需低溫貯運)。
(4)低溫液化設備
①冷凝壓縮機組。
根據二氧化碳壓縮機工作壓力所對應的二氧化碳冷凝熱Q1及顯熱Q2得出總熱負荷Q和製冷機所需冷量Q0,由此選擇冷量匹配的冷凝壓縮機組(製冷機)。