[发明专利]变频变压吸附净化回收啤酒发酵产生的二氧化碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及啤酒发酵工艺中产生的二氧化碳的净化及综合利用、尤其是一种变频变压吸附净化回收啤酒发酵产生的二氧化碳的方法。

背景技术

随着以煤和石油为代表的化石燃料的大量使用，导致二氧化碳排放量的急剧增加，打破了大气圈和生物圈原有的平衡，带来了温室效应等一系列与人类生存息息相关的问题，严重威胁着人类的生存。据有关资料统计，二氧化碳的排放量以每年3％的速度持续增长。按照这一速度，地球的二氧化碳总排量将在20年内超过1万亿吨。据估计：中国每年向大气排放二氧化碳超过110亿吨，约占全球总量的13.6％；且由于回收二氧化碳的措施不力，每年回收再利用的二氧化碳量不足排放量的1.2％。2009年12月在哥本哈根召开的气候大会上，温家宝向全世界承诺将履行其减缓二氧化碳排放量的义务。中国计划到2020年时二氧化碳排放量削减至2005年时的60％至55％的减排目标。

二氧化碳是一种非常宝贵的碳资源，可以被广泛用于油井注压采油、生产碳酸型饮料、焊接、消防、超市食品保鲜等多种领域，其利用率逐年上升。当今，世界各国十分重视开发相应的二氧化碳捕集、回收以及再利用技术的研发，以实现应用领域的实质性拓展，使二氧化碳循环利用，造福于人类。

自2002年至今，中国啤酒产量一直居世界首位，目前年产量超过4000万吨，啤酒工业产生的二氧化碳量超过2500万吨。目前，啤酒厂二氧化碳的回收多采用低压回收系统，即采集的CO₂气体经过压缩机升压后，送入水洗涤塔除去可溶性有机物，以活性炭吸附去除不溶性有机物，然后，CO₂经二级压缩机压缩、冷却器冷却脱水、经干燥塔干燥、再经氨压缩机压缩、冷凝器冷却液化后贮存于保温高压贮罐中备用。需要注意的是：为了减少回收CO₂对啤酒品质的影响，要尽可能的降低CO₂中的含氧量，包括提高发酵罐排气中CO₂的浓度，在洗涤塔安置排氧水装置，在CO₂液化器与CO₂储罐之间安装脱氧器等。

啤酒发酵工艺中产生的二氧化碳，在经过去除有机物、冷却脱水、干燥以及再压缩、冷却和分离不可压缩冷却的杂质气体后，得到的二氧化碳液体，二氧化碳纯度可达99.99%以上。但这种低压回收二氧化碳的系统存在能耗高、系统操作复杂的问题，需要尽快解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺过程简单、生产稳定、能耗低，通过对压力和流量的高精度控制实现变频变压吸附净化回收啤酒发酵中产生的二氧化碳的方法。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明的工艺步骤如下：

1.啤酒发酵工艺中产生的二氧化碳气体夹带着高级醇、酒精、DMS及二氧化硫等有异杂味的物质，经除沫器除去夹带的泡沫和固体杂质；

2.经除沫器所得二氧化碳再经过水洗塔，除去部分可溶性有机物；

3.从水洗塔出来的二氧化碳经复合分子筛精脱系统，脱除所余可溶、不可溶性杂质和水；复合分子筛精脱系统的组合分子筛是以活性炭与3A沸石为主的复合干燥吸附剂；吸附剂的成分及质量比为：活性炭35%-45%、3A分子筛35%-40%和13X分子筛15%-30%；精脱后的二氧化碳浓度：99.93%-99.95%，含水率：2mg/kg-4mg/kg；

4.精脱后的二氧化碳经变频压缩机压缩至0.60MPa-1.00MPa后进入储气罐；

5.由储气罐出来的二氧化碳匀速进入变压吸附系统净化提纯；

由啤酒发酵工艺产生的二氧化碳进除沫器的压力是：0.020MPa-0.022MPa，浓度是99.75%-99.80%；

由变压吸附系统输出的二氧化碳浓度为99.987%-99.997%。

本发明利用变频技术，通过调节压缩机的电机功率调整压缩机的流量、压力、转速和功率等参数，使之与回收系统中二氧化碳压力和流量参数相匹配，确保压缩机在系统中的二氧化碳压力和流量较低情况下，具有良好的运行工况，提高能源的利用效率；同时采用复合分子筛精脱系统脱除所有可溶、不可溶性杂质和水，达到系统简化、节能的目的，从而获得高纯度的二氧化碳。且工艺过程简单，能耗低，实现压力和流量的高精度控制，使沼气生产保持稳定，实现了节能减排，有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是变频变压吸附净化回收啤酒发酵中产生的二氧化碳的方法流程图。

图中：