酒精發(fā)酵生產(chǎn)中CO2回收技術

1、酒精發(fā)酵中CO2的回收技術n 在酒精發(fā)酵過程中在酒精發(fā)酵過程中,有大量的二氧化碳有大量的二氧化碳產(chǎn)生產(chǎn)生,理論上利用淀粉質(zhì)或糖質(zhì)原料發(fā)酵生理論上利用淀粉質(zhì)或糖質(zhì)原料發(fā)酵生成成1噸乙醇可放出噸乙醇可放出0.956噸二氧化碳氣體。噸二氧化碳氣體。對于大中型酒精生產(chǎn)企業(yè)對于大中型酒精生產(chǎn)企業(yè),顯然放出二氧化顯然放出二氧化碳的量十分可觀。液態(tài)二氧化碳和固體干碳的量十分可觀。液態(tài)二氧化碳和固體干冰是一種重要的工業(yè)原料冰是一種重要的工業(yè)原料,廣泛用于國民經(jīng)廣泛用于國民經(jīng)濟的多個領域濟的多個領域,具有廣泛的市場前景。具有廣泛的市場前景。 n如果不對發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳進行如果不對發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳

2、進行回收利用回收利用,不僅造成經(jīng)濟損失不僅造成經(jīng)濟損失,而且會嚴重而且會嚴重污染大氣環(huán)境。采用低溫液化原理和凈化污染大氣環(huán)境。采用低溫液化原理和凈化流程流程,對酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳進對酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳進行回收行回收,產(chǎn)出高純度低壓的二氧化碳產(chǎn)出高純度低壓的二氧化碳,不僅不僅可以保護大氣環(huán)境可以保護大氣環(huán)境,而且企業(yè)的經(jīng)濟效益也而且企業(yè)的經(jīng)濟效益也十分可觀。十分可觀。 n1 二氧化碳的液化原理二氧化碳的液化過程，實質(zhì)上就是對二二氧化碳的液化過程，實質(zhì)上就是對二氧化碳氣體進行加壓和降溫，使其迅速氧化碳氣體進行加壓和降溫，使其迅速液化。如圖液化。如圖1所示，根據(jù)二氧化碳在不所示，

3、根據(jù)二氧化碳在不同溫度置下具有不同蒸汽壓的性質(zhì)，可同溫度置下具有不同蒸汽壓的性質(zhì)，可通過對溫度和壓力狀態(tài)參數(shù)進行控制。通過對溫度和壓力狀態(tài)參數(shù)進行控制。使二氧化碳氣體實現(xiàn)液化的目的。因此，使二氧化碳氣體實現(xiàn)液化的目的。因此，二氧化碳液化的途徑，可通過在常溫高二氧化碳液化的途徑，可通過在常溫高壓下或在低溫低壓下實現(xiàn)液化。壓下或在低溫低壓下實現(xiàn)液化。 低溫低壓液化原理n隨著液體二氧化碳溫度的降低，其飽和蒸汽壓隨著液體二氧化碳溫度的降低，其飽和蒸汽壓也隨之降低，且二氧化碳的溫度越低，使之液也隨之降低，且二氧化碳的溫度越低，使之液化的壓力也越低。因此，如果采用對溫度和壓化的壓力也越低。因此，如果采用對

4、溫度和壓力的狀態(tài)參數(shù)同時控制，即可在低溫低壓下達力的狀態(tài)參數(shù)同時控制，即可在低溫低壓下達到液化之目的。從圖到液化之目的。從圖1可以看出，當溫度降到可以看出，當溫度降到223K以下時，其液化壓力不到以下時，其液化壓力不到20MPa，這，這樣在壓縮比不需太大的條件下，通過降溫冷凝，樣在壓縮比不需太大的條件下，通過降溫冷凝，就能實現(xiàn)液化二氧化碳的目的。就能實現(xiàn)液化二氧化碳的目的。n由發(fā)酵罐酒精發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳氣體，由發(fā)酵罐酒精發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳氣體，經(jīng)初級凈化系統(tǒng)除去氣體中的醇醛酸等經(jīng)初級凈化系統(tǒng)除去氣體中的醇醛酸等主要成分后，進入二級壓縮機壓縮。每主要成分后，進入二級壓縮機壓縮。每級壓縮后經(jīng)冷卻

5、和水氣分離后，氣體壓級壓縮后經(jīng)冷卻和水氣分離后，氣體壓力分別為力分別為16MPa和和25MPa，再進，再進入二級凈化系統(tǒng)，除去氣體中殘留的微入二級凈化系統(tǒng)，除去氣體中殘留的微量醇、醛、脂等雜質(zhì)成分和水分，使氣量醇、醛、脂等雜質(zhì)成分和水分，使氣體成分達到質(zhì)量要求，進入冷凝液化器，體成分達到質(zhì)量要求，進入冷凝液化器，制冷機輸入的制冷劑使二氧化碳液化進制冷機輸入的制冷劑使二氧化碳液化進入貯罐貯藏，即得到液化產(chǎn)品。入貯罐貯藏，即得到液化產(chǎn)品。n然后根據(jù)用戶要求，進行不同方式貯運然后根據(jù)用戶要求，進行不同方式貯運或增壓灌入高壓鋼瓶，即可作為商品銷或增壓灌入高壓鋼瓶，即可作為商品銷售。圖售。圖2為二氧化碳

6、低溫低壓液化工藝流為二氧化碳低溫低壓液化工藝流程示意圖程示意圖工藝流程圖初級凈化流程 n由發(fā)酵罐逸出的二氧化碳氣體中含有較由發(fā)酵罐逸出的二氧化碳氣體中含有較高的液相成分，而二氧化碳的水中的溶高的液相成分，而二氧化碳的水中的溶解度很小。根據(jù)這一特性，采用水溶液解度很小。根據(jù)這一特性，采用水溶液和高猛酸鉀溶液對逸出的二氧化碳氣體和高猛酸鉀溶液對逸出的二氧化碳氣體進行吸收和氧化，然后再經(jīng)水氣分離裝進行吸收和氧化，然后再經(jīng)水氣分離裝置，分離出液相水分以及其他溶于水的置，分離出液相水分以及其他溶于水的雜質(zhì)成分，二氧化碳進入壓縮機，經(jīng)二雜質(zhì)成分，二氧化碳進入壓縮機，經(jīng)二級壓縮后進入二級凈化流程。級壓縮后進

7、入二級凈化流程。 二級凈化工藝流程n經(jīng)初級凈化的二氧化碳氣體，需進行二級經(jīng)初級凈化的二氧化碳氣體，需進行二級凈化才能使二氧化碳純度達到質(zhì)量要求。凈化才能使二氧化碳純度達到質(zhì)量要求。圖圖4為二氧化碳二級凈化工藝流程。經(jīng)壓為二氧化碳二級凈化工藝流程。經(jīng)壓縮機壓縮的低壓二氧化碳經(jīng)活性碳吸附和縮機壓縮的低壓二氧化碳經(jīng)活性碳吸附和分子篩干燥后，再經(jīng)過濾器，其純度可達分子篩干燥后，再經(jīng)過濾器，其純度可達999以上?；钚蕴季哂斜缺砻娣e大、以上?；钚蕴季哂斜缺砻娣e大、吸附能力強不僅對氣體中的醇類雜質(zhì)有吸附能力強不僅對氣體中的醇類雜質(zhì)有很強的吸附力，而且改善了發(fā)酵飲料的氣很強的吸附力，而且改善了發(fā)酵飲料的氣味。

8、活性吸附飽和后可采用過熱蒸汽進行味?；钚晕斤柡秃罂刹捎眠^熱蒸汽進行再生處理。再生處理。分子篩干燥n分子篩是人工合成的具有穩(wěn)定骨架結構分子篩是人工合成的具有穩(wěn)定骨架結構的多水合硅鋁酸鹽晶體，具有較強的吸的多水合硅鋁酸鹽晶體，具有較強的吸水能力。在吸附過中放熱，而飽和后脫水能力。在吸附過中放熱，而飽和后脫附吸熱，因此低溫有利于吸附過程。脫附吸熱，因此低溫有利于吸附過程。脫水再生必須在高溫條件下進行。分子篩水再生必須在高溫條件下進行。分子篩干燥器可以采用內(nèi)熱再生循環(huán)。干燥器可以采用內(nèi)熱再生循環(huán)。低溫低壓液化的過程n經(jīng)二級凈化的低壓二氧化碳氣體進入冷經(jīng)二級凈化的低壓二氧化碳氣體進入冷凝液化器凝液化器

9、(又稱制冷機蒸發(fā)器又稱制冷機蒸發(fā)器)與高壓制與高壓制冷劑進行熱量交換，二氧化碳氣體的冷冷劑進行熱量交換，二氧化碳氣體的冷凝熱和潛熱傳給液態(tài)制冷劑，其溫度降凝熱和潛熱傳給液態(tài)制冷劑，其溫度降至冷凝溫度以下以液態(tài)排出，進入低溫至冷凝溫度以下以液態(tài)排出，進入低溫液體二氧化碳貯槽。液態(tài)制冷劑因吸熱液體二氧化碳貯槽。液態(tài)制冷劑因吸熱而汽化經(jīng)壓縮冷凝循環(huán)制冷。而汽化經(jīng)壓縮冷凝循環(huán)制冷。低溫液化設備n冷凝壓縮機根據(jù)經(jīng)二級凈化后二氧化碳的壓力、溫度，計根據(jù)經(jīng)二級凈化后二氧化碳的壓力、溫度，計算出相應的二氧化碳冷凝熱和潛熱，確定冷凝算出相應的二氧化碳冷凝熱和潛熱，確定冷凝壓縮機的制冷負荷，從而選購滿足生產(chǎn)要求的

10、壓縮機的制冷負荷，從而選購滿足生產(chǎn)要求的冷凝壓縮機冷凝壓縮機(制冷機制冷機)。目前螺桿式冷凝壓縮機。目前螺桿式冷凝壓縮機在二氧化碳生產(chǎn)企業(yè)應用較多，具有制冷系數(shù)在二氧化碳生產(chǎn)企業(yè)應用較多，具有制冷系數(shù)高和制冷效果好的優(yōu)點，蒸發(fā)溫度可達一高和制冷效果好的優(yōu)點，蒸發(fā)溫度可達一45，是理想的制冷設備。是理想的制冷設備。n冷凝液化器冷凝液化器又稱制冷機的蒸發(fā)器，板翅冷凝液化器又稱制冷機的蒸發(fā)器，板翅式蒸發(fā)器與列管式熱交換器相比具有傳式蒸發(fā)器與列管式熱交換器相比具有傳熱系數(shù)大、運行效果好等優(yōu)點，而且單熱系數(shù)大、運行效果好等優(yōu)點，而且單位體積的傳熱面積顯著增大。但該蒸發(fā)位體積的傳熱面積顯著增大。但該蒸發(fā)器

11、加工質(zhì)量要求和制造成本較高，同時器加工質(zhì)量要求和制造成本較高，同時由于承壓較列管低，對二氧化碳的純度由于承壓較列管低，對二氧化碳的純度要求高，否則可能發(fā)生微量水結冰膨脹要求高，否則可能發(fā)生微量水結冰膨脹使蒸發(fā)器漲裂影響生產(chǎn)。使蒸發(fā)器漲裂影響生產(chǎn)。n低溫液體二氧化碳貯罐經(jīng)冷凝液化后的低溫液體二氧化碳流入經(jīng)冷凝液化后的低溫液體二氧化碳流入貯罐貯放。它由耐低溫容器鋼制成，按貯罐貯放。它由耐低溫容器鋼制成，按壓力容器規(guī)范設計制作，一般工作壓力壓力容器規(guī)范設計制作，一般工作壓力為為1625MPa。工作溫度一。工作溫度一26，罐內(nèi)設有自動控制的小型供冷系統(tǒng)裝置，罐內(nèi)設有自動控制的小型供冷系統(tǒng)裝置，使罐內(nèi)液體二氧化碳不因環(huán)境溫度傳導使罐內(nèi)液體二氧化碳不因環(huán)境溫度傳導而升溫，避免罐內(nèi)壓力升高造成超壓危而升溫，避免罐內(nèi)壓力升高造成超壓危險。此罐也可制成真空夾套保溫結構。險。此罐也可制成真空夾套保溫結構。n罐體裝有低溫液位顯示裝置