二氧化碳脱硫改造

祁德福 靳玉双

摘 要：中粮生化能源有限公司于2006年引进一套丹麦二氧化碳生产工艺及设备，生产的二氧化碳成品指标符合国标GB 1886.228-2016要求。随着碳酸饮料行业的发展，可口可乐和百事可乐作为世界知名品牌的碳酸饮料企业，对二氧化碳的品质要求更加严格。为了满足可口可乐、百事可乐的要求，使该公司的产品提高一个档次，满足更高层次的需求，公司决定对二氧化碳工艺进行局部改造。

关键词：二氧化碳；脱硫改造；在线监测曲线；脱硫塔；脱硫剂

1 引言

2006年该公司引进一套丹麦二氧化碳生产工艺及设备，工艺先进设备运转平稳。为了满足可口可乐、百事可乐的要求，使本公司的产品提高一个档次，满足更高层次的需求，公司决定对二氧化碳工艺进行局部改造。

2 改造前的指标

公司生产二氧化碳原料汽用的是生产优级酒精的副产品二氧化碳，二氧化碳原料气及二氧化碳成品指标如表1所示。

从整个工艺流程及成品罐指标看，该公司的二氧化碳都符合食品级国家标准GB 1886.28-2016的要求，图1是该公司二氧化碳在线监测曲线-总硫在线监测曲线（一个周期34 h的在线监测图谱）。

在线监测曲线中，横线为总硫标准线0.1 mg/kg，标准线以上的曲线是总硫超标的时间段，可口可乐和百事可乐的要求不仅是成品罐内的二氧化碳指标合格，且要求不能有任何时间段超标，把质量风险降到零，因此，标准线以上的部分为总硫超标产品，在线监测曲线都在标准线黑线以下，生产的二氧化碳才是合格产品。

3 总硫超标的原因

二氧化碳中硫的种类很多，如羰基硫、硫化氢、二氧化硫、二甲硫醚、甲硫醇以及乙硫醇等，从检验结果（表2）看到，二甲硫醚的含量特别高为4.93 mg/kg，因此，公司要设计一套去除二甲硫醚的工艺方案。

4 脱硫的解决方案

为了解决总硫超标问题，公司与杭州快凯高效节能新技术有限公司合作，设计一套二氧化碳塔脱硫塔，里面装填精脱硫剂，是吸附二甲硫醚的特效脱硫剂，设计工艺如下。

（1）精脱硫塔设置在干燥器后运行，即串联在干燥器后。

（2）每次精脱硫剂初始投运前需进行预处理，将精脱硫剂原始水分进行脱除，采用加热再生的方式预除水，使其投运后不致于使产品CO2中水分超标。再生气利用系统CO2不凝气体。

（3）再生方式与干燥器再生方式基本相同，使出脫硫剂床层的CO2不凝气水分含量符合产品质量要求，再生放空气温度≥120 ℃的时间连续1 h以上。

（4）装置中原活性炭吸附器和干燥器的运行仍需按原方式正常运行和切换，不得因有脱硫罐而降低其使用效果。

（5）设计吸附周期为一年，到期更换脱硫剂。

5 改造后的运行结果与分析

本次改造通过改变空塔速度，提高精脱硫剂处理能力，降低冷却温度，改变工艺操作等措施，使二氧化碳产品质量得到了提高达到预期的目的。总硫在线监测（一个周期34 的图谱）如图2所示。

从图中看出：总硫的最高点为0.046 mg/kg，达到了国家标准的50%，远低于国标，在线监测总硫时时低于的食品级二氧化碳总硫指标，满足可口可乐、百事可乐的要求，使本公司的产品档次更上一个台阶。

6 结语

这次二氧化碳脱硫系统改造是非常成功的，一次性投入，每年填装一次脱硫剂，降低了运行成本。使二氧化碳质量提高了一个台阶，为可口可乐、百事可乐等用户消除了潜在的隐患，增加客户的满意度。