高压法是指在常温下,利用
压缩机直接使CO2气体增压至其冷凝压力,液化后充入高压钢瓶。其工作压力6.0MPa~9.0MPa。由于高压法装置工艺简单、设备投资少,所以zui早应用于酒厂的CO2回收生产,而且目前尚有一部分设备仍在使用当中。但高压法的zui大缺点是工作压力高、不便储存,经常出现气源充足时,高压瓶装CO2销售不出去;而用户大量急用CO2时厂家又无法提供,发生供销脱节现象。并且,高压法CO2产品质量很不稳定。其实,*可以通过对原有工艺的改造来解决上述问题。
高压法CO2回收装置改造的主要问题在于如何降低压力,便于大量储存、长途运输。同时借鉴目前广泛采用的中压法回收工艺及设备,提高CO2产品纯度和质量。而改造过程的关键点在于如何处理减压过程中所产生的“闪发气体”。闪发气体的产生,气体产生量随冷凝温度变化而变化。
当减压系统确定后,随着冷凝温度、冷凝压力的下降,减压后的状态点2变为状态2′,逐步接近饱和液体线KA;或者在压缩系统工作压力、减压系统压力都不变的前提下,液体CO2的过冷度越大,闪发气体产生量越少:如果CO2液体由状态由1过冷至状态3,则减压后的状态点2 变为状态4。通过CO2的log P-I图我们看出,越接近饱和液体线,其状态干度值“X”就越小,减压后液体得率就越高。
具体示例如下:冷却温度30℃,对应的冷凝压力为73.3kg/cm2,减压至18kg/cm2时,查log p-I图:X=0.5~0.6,利用“内差法”可得X=0.56。也就是说,以上示例状态,按理论计算将有近60%的闪发气体产生。 对于高压液体CO2减压后所产生的闪发气体,可以配置相应的冷凝液化系统,并将液化后的液体输入储液罐储存。同时,由于在冷凝液化过程中,包含O2、N2等在内的不凝性气体被分离出来,这样会很大程度地提高CO2产品的纯度,降低含氧量。
通过高压法回收工艺的改造,不但可以解决供需间的矛盾,同时还可以显著提高CO2产品质量,扩大营销市场。借鉴中压法的相关技术,依据中压法的回收工艺和高压法设备特点,对高压法回收装置的改造已经在实际项目中得以实现。改造后的高压法回收装置与中压法整体上比较,在能源消耗方面没有过多的投入,因为从zui终的CO2产品状态来讲,理论上可以认为整个过程中CO2没有焓值变化;在设备投入方面没有增加,仅就制冷液化系统而言,改造后的高压法只需要与“闪发气体量”相匹配即可,远远小于正常中压法的投入。总之,无论从生产需要还是设备投入以及运行成本来讲,高压法的改造都是必要的和切实可行的。