a) 天然气制氢的地位和二氧化碳回收的重要性
日益严重的环境污染,全世界的气候变暖,氢能以其清洁和可再生的优势而作为质子交换膜燃料电池电动车的首选燃料。在众多的新能源中,氢能将成为
通过对制氢装置中变气进行脱碳处理,再对脱碳后的C02气体进行脱杂质精制,然后采用加压深冷工艺,制取高纯度食品级二氧化碳,应用于加工制造业和食品工业,减少C02排放量。
二氧化碳在大气中含量约为0.03%,是植物进行光合作用必不缺少的气体。由于现代工业的快速发展,人类每年向大气中排放的二氧化碳气体达到200亿t,致使大气中的二氧化碳浓度逐年增加,与工业化初期相比增加了35%,导致全球气候变暖,厄尔尼诺效应加重,自然灾害频发。二氧化碳引发的温室效应产生的可怕后果,已引起全世界的广泛关注和高度重视,二氧化碳的捕集、处理、转化、利用等已成为当前世界各国研究的一个新热点。在制氢装置的生产过程中,所产生的中变气中含有约15%的二氧化碳气体。由于装置规模太小或二氧化碳制取工艺不成熟等诸多原因,企业大多没有对二氧化碳进行回收利用,而是将其作为废气直接排放到大气中,这不仅造成了巨大的环境污染,而且也浪费了宝贵的有限资源。合理有效地利用这部分资源,一方面可适当调整企业的产品结构,增加企业的经济效益,另一方面也可减少温室气体排放,对保护环境产生积极的影响,具有很好的社会效益。
b) 二氧化碳的性质及液化机理
1.二氧化性质:
二氧化碳是一种易液化的无色无味气体,易溶于水形成碳酸,标准状态下密度为1.
2.二氧化碳液化机理
根据二氧化碳实际压缩特性绘制成C02气体P一Vm等温曲线图。

工业生产中气体液化实际操作一般都在气液两相区,只有这个区才能保证气液两相的压力平衡,操作平稳,连续生产。在实际工业生产中,一般要根据温度和压力所决定的生产成本来确定操作条件。温度低,操作压力可能降低,但冷却系统制冷负荷大;温度高,则系统操作压力高,其结果都将导致投资增加,单位产品成本增加。
c) 二氧化碳提纯液化工艺

由制氢脱碳工序来的二氧化碳气体,经压缩后首先进入除油塔除去气体中央带的微量油,然后进入脱硫塔脱除掉微量无机硫后进入等压干燥系统。
干燥系统由三台干燥器、一台加热器、一台冷却器、一台分离器组成。三台干燥器中两台为主干燥器,一台为辅助干燥器。主干燥器干燥及再生交替进行,再生分加热和冷却两个步骤,经干燥后的产品二氧化碳气体露点低于—
等压TSA干燥系统的工艺过程如下:
经过除油和脱硫后的二氧化碳气体首先经流量调节阀分成两路。其中一路直接去干燥塔,其中装填的干燥剂将二氧化碳气体中的水分吸附下来,使二氧化碳气体得以干燥。在一台干燥塔处于干燥的状态下,另一台干燥塔处于再生过程。
干燥塔的再生过程包括加热再生和吹冷两个步骤。在加热再生过程中,另一路二氧化碳气体首先经预干燥塔进行干燥,然后经干燥气加热器升温至120一
整个干燥过程的实施由三只二位四通球阀切换完成。
二氧化碳提纯部分:
干燥后的二氧化碳经过二氧化碳过滤器过滤掉二氧化碳气体中的机械杂质后进入二氧化碳液化器,冷却到一
提纯塔塔底热源由气体二氧化碳提供。
产品二氧化碳储存于液体二氧化碳储槽中,通过罐车或充瓶进行销售。