[发明专利]利用工业废气联产或单产食品级和工业级二氧化碳的方法

权利要求书

1.一种利用工业废气联产或单产食品级和工业级二氧化碳的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、将二氧化碳含量≥50％的废气除去固体杂质和过饱和水后，由多段压缩机分步加压到3.0～6.5MPa，在此过程中将废气从压力≤3.0MPa的压缩机段间抽出进行一级净化，初步脱除废气中的杂质，再进入压缩机压缩；

b、将压缩机排出的压力为3.0～6.5MPa的废气进入一级干燥器，干燥至最终工业级二氧化碳产品的含水量≤20ppm，干燥后的废气进入CO₂蒸发器初步冷却到-3～-5℃，再经一级冷凝器冷凝至-13～-15℃；

c、从一级冷凝器出来的气液混合原料进入一级提纯器进行气液分离，利用杂质气体与CO₂相对挥发度的差异分离出轻组分杂质，轻组分杂质从一级提纯器顶部排出，从一级提纯器底部排出二氧化碳浓度≥99％的液体二氧化碳；

d、从一级提纯器底部出来的压力为3.0～6.5MPa的液体二氧化碳全部去工业级产品储槽，得工业级二氧化碳产品；

或者，从一级提纯器底部出来的压力为3.0～6.5MPa的液体二氧化碳部分去工业级产品储槽，其余部分减压至1.8～3.5Mpa进入步骤(b)中的所述CO₂蒸发器壳程，在CO₂蒸发器壳程内，减压后的液体二氧化碳与由一级干燥器进入的压力为3.0MPa～6.5MPa的废气换热而汽化为二氧化碳气体；

或者，从一级提纯器底部出来的压力为3.0～6.5MPa的液体二氧化碳全部减压至1.8～3.5Mpa进入步骤(b)中的所述CO₂蒸发器壳程，在CO₂蒸发器壳程内，减压后的液体二氧化碳与由一级干燥器进入的压力为3.0～6.5MPa的废气换热而汽化为二氧化碳气体；

e、由步骤(d)得到的二氧化碳气体进入二级净化系统，进一步脱除气体二氧化碳中含有的杂质；

f、二级净化后的二氧化碳气体进入二级干燥系统，干燥至最终食品级二氧化碳产品的含水量≤20ppm，干燥后的二氧化碳气体进入二级冷凝器冷凝至-13～-15℃，冷凝后的二氧化碳液体进入二级提纯器利用精馏或提馏原理进一步提纯，杂质气体从二级提纯器顶部排出，从底部排出的二氧化碳浓度≥99.9％的液体二氧化碳去食品级液体二氧化碳储槽，得食品级二氧化碳。

2.根据权利要求1所述的利用工业废气联产或单产食品级和工业级二氧化碳的方法，其特征在于：步骤(a)中，废气经压缩机压缩至3.0～4.0MPa，在此过程中将废气从压力≤3.0MPa的压缩机段间抽出进行一级净化，脱除废气中的无机硫，再进入压缩机压缩，从压缩机出来的废气进行一级精净化，脱除废气中的有机硫和残余无机硫后进入所述一级干燥器。

3.根据权利要求1所述的利用工业废气联产或单产食品级和工业级二氧化碳的方法，其特征在于：步骤(a)中，废气由四段压缩机分步加压到4.0～6.5MPa，将废气从压力≤3.0MPa的压缩机段间抽出进行一级净化，脱除废气中的无机硫，再进入压缩机加压，然后将废气从压力≤4.0MPa的压缩机段间抽出进行一级精净化，脱除有机硫及残余的无机硫，再进入压缩机加压，从压缩机出来的压力为4.0～6.5MPa的废气进入所述一级干燥器。

4.根据权利要求1至3任一所述利用工业废气联产或单产食品级和工业级二氧化碳的方法，其特征在于：步骤(c)中，一级提纯器为带塔顶冷凝器的自回流型填料塔，工作压力为3.0MPa～6.5MPa。

5.根据权利要求1至3任一所述利用工业废气联产或单产食品级和工业级二氧化碳的方法，其特征在于：步骤(f)中，二级提纯器为带塔顶冷凝器的自回流型填料塔，工作压力为1.5MPa～3.5MPa。

6.根据权利要求1所述的利用工业废气联产或单产食品级和工业级二氧化碳的方法，其特征在于：步骤(b)中，一级冷凝器的冷却介质是从所述二级提纯器顶部排出的不凝气体，或外界提供的冷却介质。

7.根据权利要求1所述的利用工业废气联产或单产食品级和工业级二氧化碳的方法，其特征在于：步骤(f)中，所述二级干燥系统由冷干器和分子筛干燥器组成，二级净化后的二氧化碳气体进入冷干器，利用所述一级提纯器顶部放空气的冷量进行冷却干燥后，进入分子筛干燥器进行进一步干燥。