啤酒廠二氧化碳回收與使用平衡技術(shù)的研究(四)發(fā)表時間:2023-11-14 09:46 今天德潤正明的小編和大家分享啤酒廠二氧化碳回收與使用平衡技術(shù)的研究: 文/ 豐水平 華潤雪花啤酒(中國)有限公司 065201 3.1. 改進蒸發(fā)冷凝器排雜控制方法,提高收得率 CO2回收系統(tǒng)中蒸發(fā)冷凝器效率是影響CO2收得率的關(guān)鍵 1)工原理,如圖4: Qi:進入蒸發(fā)冷凝器中氣體的量- Yi:進入蒸發(fā)冷凝器的氣體中不凝性氣體純度 - Xi:進入蒸發(fā)冷凝器的氣體中CO2氣體純度 - Qa:排放氣體的量 - Ya:排放氣體中不凝性氣體的純度 - Xa:排放氣體中CO2氣體純度 - Qu:回收CO2氣體的量 - Yu:回收CO2氣體的不凝性氣體純度 CO2回收系統(tǒng)蒸發(fā)冷凝器的提純效率η(或容積效率)是實際回收的(即液化的)CO2氣體量與進入蒸發(fā)冷凝器(經(jīng)過吸附干燥后)CO2氣體量之比。 η=Qu/Qi; Qu=Qi-Qa; Qi*Yi=Qa*Ya; Qi*Xi=Qa*Xa; η=1-Yi/Ya=1-Xi/Xa=1-(1-Xi)/(1-Xa) 由上式可得以下兩個結(jié)論: 當(dāng)進氣中CO2純度一定時,排放不凝性氣體中CO2氣體純度決定回收率,排放不凝性氣體中CO2氣體純度越高 提純效率越低。 當(dāng)排放不凝性氣體中CO2純度一定時,回收系統(tǒng)前端CO2進氣純度決定回收率,進氣中CO2氣體純度越高提純效率也越高。
圖4 工作原理 2)蒸發(fā)冷凝器不凝氣體(雜氣)排放方法改進 蒸發(fā)冷凝器不凝氣體排放方法傳統(tǒng)方法:不凝氣體排放采用壓力設(shè)定或?qū)﹂y固定一開度進行排放,這樣做的缺點在于: - 當(dāng)排放壓力設(shè)置過低時,會造成大量二氧化碳排放浪費,辛辛苦苦使用水、電來進行提純處理卻在最后排掉了; - 當(dāng)排放壓力設(shè)置過高時,會導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)不凝氣體濃度過高,頻繁停機相當(dāng)于系統(tǒng)在做無用功,導(dǎo)致提純效率低下; - 即使排放壓力設(shè)置適當(dāng)也會存在排放不及時或排放過度的情況。 改進方法:在不凝氣體排放處,安裝一氧監(jiān)控儀,并根據(jù)氧含量設(shè)自控閥精準(zhǔn)控制排放: - 當(dāng)進氣純度低時,排放閥根據(jù)氧含量的檢測值,自動將排放閥的開度增大,保證不凝氣體及時排放,保證容積率不會減少,同時避免頻繁停機和反復(fù)提純; - 當(dāng)進氣純度高時,排放閥根據(jù)氧含量的檢測值,自動將排放閥的開度減小甚至關(guān)閉,避免將高純二氧化碳無謂排放掉,從而減少浪費 - 如果在旺季,產(chǎn)氣量很大,可以降低排放的氧含量的設(shè)定值,從而提升最終二氧化碳的純度,達到超純?nèi)?9.999%,將有利于產(chǎn)品的品質(zhì) - 如果在淡季,產(chǎn)氣量小,可以適當(dāng)提高排放的氧含量的設(shè)定值,從而提高收得率。 看似一個非常小的改進,通過我們大量的試驗證明,排放雜氣方式由壓力設(shè)定或?qū)﹂y固定一開度進行排放的方式改為根據(jù)氧含量精準(zhǔn)自控排放,回收率都大為提升,改善效果最好的工廠回收效率提升了30%以上。 3.2 科學(xué)管理生產(chǎn)過程 CO2 的使用消耗 3.2.1 不同使用點對二氧化碳純度要求 表1 不同使用點對二氧化碳純度要求
簡單來說:CO2使用可以簡單歸為兩類,一類是無氧保護達到“3個9”就可以(高純),一類是填充的通常要求“4個9”以上(超純)。 3.2.2 分級回收、分級使用 現(xiàn)在一般的工廠都有兩套CO2回收系統(tǒng),就可以分級回收、分級使用了,如下圖6。
圖6 超純、高純CO2回收系統(tǒng)
1)當(dāng)來氣純度低時進高純系統(tǒng)回收,可以早回收、收得率可以提升 。 2)當(dāng)來氣純度高時進超純系統(tǒng)回收,可以確保品質(zhì)。這樣就做到了分級回收、分級使用,既提高收得率,又保證了二氧化碳使用品質(zhì)。 3.2.3 直供技術(shù) 1)直供原理: 直供技術(shù)一般針對包裝或備壓,對二氧化碳純度要求相對要低一點(高純即可、不需要超純)。因為凈化后的二氧碳不需要再提純就達到了高純,可以滿足使用要求,所以沒必要再經(jīng)過冷凝、液化、氣化,而是直接供給使用,如下圖7。
2)直供優(yōu)點: - 顯著節(jié)省了能源,二氧化碳不用先液化再氣化 - 不經(jīng)過提純系統(tǒng),過程沒有損耗、沒有排放,會顯著提高收得率。 3)直供應(yīng)用的前提,需要先提升二氧化碳凈化效果,確保二氧化碳品質(zhì)能達到直供要求,否則是不可以直供使用的,好在目前凈化技術(shù)的進展已完全能解決這個問題。 4 CO2 回收使用平衡技術(shù)應(yīng)實踐 華潤雪花近幾年在總部組織下,在所有工廠都開展“CO2零采購“項目,通過對CO2回收使用平衡技術(shù)的推廣應(yīng)用,取得極為顯著的成效,集團CO2總體回收率由55%提高到70%以上,既保證了產(chǎn)品的品質(zhì),又減少了碳排放,同時年節(jié)省3000萬余元的CO2外購費用。 青島德潤正明自動化設(shè)備有限公司可提供從500Kg/h到2000Kg/h產(chǎn)量的整套二氧化碳回收設(shè)備與各部分的標(biāo)準(zhǔn)化模塊,也可對現(xiàn)有設(shè)備進行升級改造滿足生產(chǎn)要求。設(shè)備確保運行可靠,低維護;高回收率,旺季可出售氣體;露點低,口味純正;進氣純度95%或18小時回收,連續(xù)生產(chǎn)時提純純度可達到0.1~0.5ppm,淡季生產(chǎn)保證1ppm以下,其中節(jié)能模塊運用在的液、氣相過程中,產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)化,節(jié)能降耗成果巨大。 |