[发明专利]一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统及方法

说明书

本发明涉及石油化工技术领域，具体公开一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统及方法，包括原料气存储装置、二氧化碳分离与提纯装置和二氧化碳消解装置，原料气存储装置包括流量计、二氧化碳分析仪、原料气储罐；二氧化碳分离与提纯装置包括气体净化塔、换热器、第一压缩机、气体分离塔、冷干机、真空泵、二氧化碳缓冲罐；二氧化碳消解装置包括风机、一氧化碳催化塔、催化气缓冲罐、一氧化碳净化罐、第二压缩机、第三压缩机、一氧化碳储罐；各装置之间以及内部通过管道依次连接。本发明采用分离提纯工艺能耗低，自动化程度高，采用催化反应工艺常温下反应能耗低，反应收率高。采集1万方15%二氧化碳原料气，能实现消解利用65%的二氧化碳。

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，具体涉及一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统及方法。

背景技术

二氧化碳常温下是一种无色无味无嗅而略有酸味的气体，正常情况下，大气中二氧化碳的含量为0.03%-0.04%。二氧化碳不仅可以通过工业方法制取，也是工业化生产和现代生活过程中大量产生的有害气体。自从世界进入工业化以来，超量的二氧化碳气体排放已经对地球生态环境造成了危害，是人类认知的地球变暖的元凶之一，也是危害人类生存环境的重要污染气体。中国政府宣布，2030年为我国碳排放的峰值年，2060年实现全国范围内碳中和目标。国家郑重承诺的这一目标对我国各行各业的生产方式和科技活动都将产生重大影响。标志着国家将实行污染气体排放许可证制度，对污染气体排放收费或强制碳中和制度等。

长期以来，对二氧化碳气体排放的管控主要是提高工业生产过程中燃料的利用效率、降低燃料消耗、收集排放的二氧化碳气体注入地下、栽植树木吸收二氧化碳等。这些措施有一定的效果，但时间漫长，投资巨大，而且受季节影响见效很慢，易反复，效果难以检测和控制。

鉴于上述缺陷，本发明利用科学的系统及方法将工业生产过程中产生的二氧化碳气体，较好地全部转化为有用气体，并循环利用，实现变废为宝，降低对环境的危害。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统及方法，本发明涉及的变温（TSA）、变压（PSA）相结合吸附方式分离混合气体，工艺成熟，能耗低，自动化程度高，采用的催化反应工艺常温下反应能耗低，反应收率高，使用该系统可以对二氧化碳进行更好的回收利用，回收后的二氧化碳一部分作为原料气售出，一部分作为催化还原制备一氧化碳气体的原料，最终实现消解高效率利用二氧化碳气体。

在本发明的第一个方面，本发明提出了一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统。根据本发明的实施例，所述一种分离转化和消解二氧化碳气体的系统：包括依次通过管道连接的原料气存储装置、二氧化碳分离与提纯装置、二氧化碳消解装置；

所述原料气存储装置，用于存储气源地输送的原料气，包括安装在管道上的流量计、二氧化碳分析仪、原料气储罐，所述流量计和所述二氧化碳分析仪位于所述原料气储罐前端；

所述二氧化碳分离与提纯装置包括气体净化塔、换热器、第一压缩机、气体分离塔、冷干机、真空泵、二氧化碳缓冲罐；

所述气体净化塔包括变温气体净化塔，所述变温气体净化塔常温时用于吸附原料气中的硫化物、氮氧化物，所述变温气体净化塔高温时用于对所述气体分离塔排出混合气体进行再生；

所述气体净化塔底部设下进口、侧进口，顶部设上出口，所述下进口经管道与所述原料气储罐出口相连，所述上出口经管道与所述换热器热通道进口相连，所述换热器热通道出口经第一压缩机与所述气体分离塔进口相连，所述气体分离塔一端出口经管道与所述冷干机入口相连，所述冷干机出口经所述真空泵与所述二氧化碳缓冲罐进口相连，所述气体分离塔另一端出口经管道与所述侧进口相连；

所述二氧化碳消解装置包括第二压缩机、风机、一氧化碳催化塔、催化气缓冲罐、一氧化碳净化罐、第三压缩机、一氧化碳储罐；