二氧化碳脫硫改造

祁德福 靳玉雙

摘 要：中糧生化能源有限公司于2006年引進一套丹麥二氧化碳生產工藝及設備，生產的二氧化碳成品指標符合國標GB 1886.228-2016要求。隨著碳酸飲料行業的發展，可口可樂和百事可樂作為世界知名品牌的碳酸飲料企業，對二氧化碳的品質要求更加嚴格。為了滿足可口可樂、百事可樂的要求，使該公司的產品提高一個檔次，滿足更高層次的需求，公司決定對二氧化碳工藝進行局部改造。

關鍵詞：二氧化碳；脫硫改造；在線監測曲線；脫硫塔；脫硫劑

1 引言

2006年該公司引進一套丹麥二氧化碳生產工藝及設備，工藝先進設備運轉平穩。為了滿足可口可樂、百事可樂的要求，使本公司的產品提高一個檔次，滿足更高層次的需求，公司決定對二氧化碳工藝進行局部改造。

2 改造前的指標

公司生產二氧化碳原料汽用的是生產優級酒精的副產品二氧化碳，二氧化碳原料氣及二氧化碳成品指標如表1所示。

從整個工藝流程及成品罐指標看，該公司的二氧化碳都符合食品級國家標準GB 1886.28-2016的要求，圖1是該公司二氧化碳在線監測曲線-總硫在線監測曲線（一個周期34 h的在線監測圖譜）。

在線監測曲線中，橫線為總硫標準線0.1 mg/kg，標準線以上的曲線是總硫超標的時間段，可口可樂和百事可樂的要求不僅是成品罐內的二氧化碳指標合格，且要求不能有任何時間段超標，把質量風險降到零，因此，標準線以上的部分為總硫超標產品，在線監測曲線都在標準線黑線以下，生產的二氧化碳才是合格產品。

3 總硫超標的原因

二氧化碳中硫的種類很多，如羰基硫、硫化氫、二氧化硫、二甲硫醚、甲硫醇以及乙硫醇等，從檢驗結果（表2）看到，二甲硫醚的含量特別高為4.93 mg/kg，因此，公司要設計一套去除二甲硫醚的工藝方案。

4 脫硫的解決方案

為了解決總硫超標問題，公司與杭州快凱高效節能新技術有限公司合作，設計一套二氧化碳塔脫硫塔，里面裝填精脫硫劑，是吸附二甲硫醚的特效脫硫劑，設計工藝如下。

（1）精脫硫塔設置在干燥器后運行，即串聯在干燥器后。

（2）每次精脫硫劑初始投運前需進行預處理，將精脫硫劑原始水分進行脫除，采用加熱再生的方式預除水，使其投運后不致于使產品CO2中水分超標。再生氣利用系統CO2不凝氣體。

（3）再生方式與干燥器再生方式基本相同，使出脫硫劑床層的CO2不凝氣水分含量符合產品質量要求，再生放空氣溫度≥120 ℃的時間連續1 h以上。

（4）裝置中原活性炭吸附器和干燥器的運行仍需按原方式正常運行和切換，不得因有脫硫罐而降低其使用效果。

（5）設計吸附周期為一年，到期更換脫硫劑。

5 改造后的運行結果與分析

本次改造通過改變空塔速度，提高精脫硫劑處理能力，降低冷卻溫度，改變工藝操作等措施，使二氧化碳產品質量得到了提高達到預期的目的。總硫在線監測（一個周期34 的圖譜）如圖2所示。

從圖中看出：總硫的最高點為0.046 mg/kg，達到了國家標準的50%，遠低于國標，在線監測總硫時時低于的食品級二氧化碳總硫指標，滿足可口可樂、百事可樂的要求，使本公司的產品檔次更上一個臺階。

6 結語

這次二氧化碳脫硫系統改造是非常成功的，一次性投入，每年填裝一次脫硫劑，降低了運行成本。使二氧化碳質量提高了一個臺階，為可口可樂、百事可樂等用戶消除了潛在的隱患，增加客戶的滿意度。