Sistema de recuperación de CO2 totalmente automático de 200 kg/h
- Introducción al sistema de recuperación de CO2
Nuestra empresa es un proveedor nacional especializado en equipos de purificación y separación de gases. Basándonos en la absorción de tecnologías avanzadas de empresas internacionales, hemos innovado continuamente y desarrollado de forma independiente un sistema de recuperación de CO2 de alta pureza (se adjunta diagrama del principio de funcionamiento). El sistema de recuperación de CO2 consta de unidades de desespumado, lavado con agua, almacenamiento de soportes de gas, compresión, liofilización, secado por adsorción, refrigeración, tanque de almacenamiento y vaporización. Se utiliza para recuperar el dióxido de carbono generado durante el proceso de fermentación y purificarlo para su reutilización.
From Brew to Bubble: Harnessing CO₂ in the Modern Brewery-Process Resumen:
El gas de fermentación rico en CO2 procedente de los tanques de fermentación de la fábrica de cerveza sirve como fuente de gas para este sistema. El gas entrante entra primero en un antiespumante para capturar y eliminar cualquier espuma arrastrada de la fuente. Posteriormente, el gas entra en una torre de lavado, donde la gran mayoría de impurezas orgánicas y olores se eliminan mediante lavado con agua. Nuestra torre de lavado utiliza una empaquetadura avanzada y cabezales de pulverización especiales, lo que proporciona una eficacia de lavado excelente. El soporte de gas actúa como amortiguador para el equipo de procesamiento de gas.
A continuación, el gas depurado entra en el sistema de compresión. El sistema de compresión de esta unidad es un compresor de CO2 específico configurado para la compresión en tres etapas. La presión del gas aumenta hasta 1,5-1,8 MPa dentro de este sistema. El liofilizador sirve como equipo de secado primario, realizando la deshumidificación a baja temperatura, con una temperatura de salida del gas de 2~4°C. La instalación del liofilizador mejora la eficacia del secador posterior.
El gas, tras la liofilización, entra en un adsorbedor de carbón activado para eliminar aún más las impurezas orgánicas y los olores. A continuación, pasa al secador para un secado en profundidad. Después de este tratamiento, el punto de rocío a presión atmosférica del gas puede alcanzar menos de -60°C. El secador está controlado por PLC.
El sistema de licuefacción de CO2 de esta unidad consta de un condensador evaporativo de CO2 y una unidad de refrigeración de freón R22. El gas CO2 profundamente secado se licua a baja temperatura (-18°C) dentro del condensador evaporativo de CO2. Las impurezas gaseosas, como el N2 y el O2, se expulsan como gases no condensables durante el proceso de licuefacción y purificación del CO2, mejorando así la pureza del dióxido de carbono. El CO2 licuado se almacena en un depósito de almacenamiento de CO2 a baja temperatura. El tanque puede aislarse de forma rentable con poliuretano. El sistema del tanque de almacenamiento incluye subsistemas de venteo automático y de seguridad, indicación de nivel, etc., que garantizan una gran fiabilidad.
Para la planta de producción, el objetivo de la recuperación de CO2 es su aplicación. Por lo tanto, recomendamos utilizar el vaporizador de CO2 automatizado de tipo baño de agua de nuestra empresa. Este sistema representa un sistema de control térmico y de reducción de presión fiable y estable. La capacidad de vaporización seleccionada es mayor que la capacidad de recuperación de CO2 para satisfacer las demandas del usuario en cuanto al uso de CO2 concentrado y de gran volumen. Si se destina a la venta externa, es necesario añadir una unidad de llenado.
A medida que las fábricas de cerveza mejoran sus niveles de control de calidad y refuerzan las medidas contra la captación de oxígeno de la cerveza, los requisitos de pureza del dióxido de carbono son cada vez más estrictos. Su empresa puede configurar un sistema de purificación de CO2 (complemento opcional) en función de la demanda para obtener un producto de CO2 líquido más puro.
El sistema de control de esta unidad incluye instrumentos de visualización de los parámetros monitorizados y de los parámetros operativos clave. El grupo compresor y la unidad de refrigeración disponen de sistemas independientes de control y parada por avería.
II. Rendimiento técnico y parámetros del sistema de recuperación de CO2
Entorno y condiciones de funcionamiento del equipo:
Pureza de la fuente de gas: ≥97%
Presión de la fuente de gas: 0,003~0,005 MPa
Temperatura de la fuente de gas: Máx. 30°C
Principales especificaciones de diseño de la unidad:
(1) Capacidad de recuperación de gas CO2: 200 Kg/h
(2) Tanque de almacenamiento de líquidos
* Presión: 1,5-2,0 MPa
* Temperatura de almacenamiento: -20°C
* Capacidad de almacenamiento: 20 m³
(3) Pureza del CO2 líquido: 99,95%-99,99%
(4) Temperatura del punto de rocío del CO2 tras la vaporización: -60°C
(5) Temperatura de entrada del agua de refrigeración: ≤20°C.
(6) Energía eléctrica
* Fuente de alimentación: 3P-380V-50Hz
* Tensión de control: 220 V/24 V
* Capacidad total instalada: ≈60 KW
(7) Agua de lavado
* Temperatura de entrada del agua de fregado: Max 30°C
* Presión de entrada del agua de fregado: 0,2 MPa
* Calidad del agua de fregado: Agua del grifo, pero el contenido de cloruro no debe superar 0,1 ppm
* Consumo de agua de fregado 1 m³/h
(8) Agua de refrigeración
* Temperatura de entrada del agua de refrigeración: <20°C
* Presión de entrada del agua de refrigeración: 0,3 MPa
* Calidad del agua de refrigeración: Agua de circulación industrial
III. Plan de configuración del sistema de recuperación de CO2
Sistema primario de depuración: Antiespumante, Torre de fregado, Bomba de agua de circulación, Soporte de gas, Sello de agua, Tuberías, Válvulas, Instrumentos
1-1 Antiespumante: Para eliminar la espuma transportada por el gas de alimentación de CO2. La espuma del gas de alimentación se elimina mediante agua atmosférica pulverizada desde la parte superior del antiespumante. A continuación, el agua se vierte al desagüe a través de un dispositivo de drenaje inferior. El estado del agua pulverizada puede observarse a través de una mirilla instalada en el antiespumante.
Incluye: Sistema de rociado interno, dispositivo de drenaje automático, mirilla, interruptores de nivel (2), válvulas de mariposa neumáticas (2) Φ76.2.
Parámetros técnicos: Capacidad: 200kg/h CO2; Diámetro del recipiente: 400mm; Altura: 2000mm; Material: SS304.
1-2 Torre de fregado: El gas de alimentación entra por la parte inferior, atraviesa la capa de empaquetadura y entra en contacto con el agua de lavado a contracorriente para eliminar el alcohol y las partículas en suspensión. El agua depurada se recicla en el antiespumante.
Alcance del suministro: Torre de fregado, antivaho, distribuidor de agua, empaquetadura, sello de agua incorporado, mirilla, dispositivo de alarma de alto nivel, válvula automática de entrada de agua, tuberías de agua, válvula solenoide, válvula de drenaje, bomba de agua de circulación (marca Southern) con válvulas relacionadas y manómetro.
Parámetros técnicos: Capacidad: 200kg/h CO2; Diámetro: 300mm; Altura: 3000mm; Material: SS304.
Torre de fregado de alta eficiencia Características: Utiliza empaquetadura de alta eficiencia, mejorando significativamente la eficiencia de lavado y eliminando eficazmente las impurezas orgánicas (H₂S, sulfuro de dimetilo, etanol, etc.). La tasa de eliminación de impurezas orgánicas supera 99%. Alto nivel de automatización, funcionamiento fiable del sistema de purificación primaria.
1-3 Soporte de gas: Proporciona amortiguación entre el gas de alimentación de CO2 y el compresor. La carga del compresor se controla mediante el llenado del soporte de gas, por lo que su volumen determina la frecuencia de arranque/parada del compresor. Fabricado con material de membrana biaxial revestido de alta resistencia para una larga vida útil. Incluye estructura de alarma de bajo nivel.
Alcance del suministro: Soporte de gas, bastidor de soporte para suspensión, componentes y cables de control de carga del compresor, sensores, peso, cables de señal, etc., para el control de carga del compresor, bridas de interfaz.
Parámetros técnicos: Volumen: 20 m³; Dimensiones: Diámetro 2000mm, Longitud 6400mm; Material: Caucho alimentario.
Sistema de compresión: Una unidad compresora
El compresor de CO2 es un compresor de dos etapas exento de aceite montado sobre un patín. La carga del compresor se controla en función del llenado del depósito de gas.
Alcance del suministro: Un compresor lubricado sin aceite, válvulas de seguridad, interruptores de seguridad de alta/baja presión, bridas y válvulas de acoplamiento, interruptor de alta temperatura de escape, manómetros, medidores de temperatura, conjunto de filtro de admisión, conjunto de refrigerador, conjunto de válvula de seguridad.
Parámetros técnicos: Fabricante: Liu Er Kong; Modelo: ZWET-1.8/20 (1 unidad); Presión de succión: 0.05 MPa (manómetro); Presión de descarga: 2.00 MPa (manómetro).
Características del sistema de compresión: Equipado con válvulas para el drenaje automático del compresor, eliminando la operación manual. Alta automatización. Indicación y protección de alta presión. Armario de control con indicación de funcionamiento, indicación de avería, protección de sobrecarga del motor.
Sistema de depuración: Liofilizador, Adsorbedor, Secador, Tuberías, Válvulas, Instrumentos (Controlados por PLC)
3-1 Liofilizador: Capacidad: 3 m³/min. Enfría el gas CO2 procedente del compresor (25°C-60°C) hasta 2°C-6°C, eliminando simultáneamente la humedad antes de que entre en las torres del secador de adsorción.
Características: a. Mejora la pureza del gas CO2 mediante la refrigeración y el drenaje del agua. b. Evita el bloqueo por hielo en los sistemas de condensación y almacenamiento de CO2 aguas abajo. c. Funcionamiento totalmente automático, sin personal.
3-2 Secador de adsorción (regeneración por calentamiento sin presión incorporada, regeneración rápida, bajo consumo de gas): Secador de adsorción de doble torre. Cada torre contiene carbón activado y tamiz molecular. La estructura de doble torre cambia automáticamente de forma periódica, de modo que una torre funciona mientras la otra se regenera. Dos torres de secado por adsorción montadas sobre un patín, con distribuidores de flujo incorporados y capas anti-impacto. El carbón activo elimina los restos de alcohol y los olores. El tamiz molecular 3A se utiliza para el secado de gas CO2 de calidad alimentaria. El ciclo de funcionamiento de cada torre es de aproximadamente 12-24 horas (ajustable). El gas de regeneración procede de los gases no condensables del condensador de CO2 y de los gases de ventilación de la parte superior del tanque de almacenamiento.
Alcance del suministro: Dos torres de secado por adsorción montadas sobre patines con distribuidores de flujo incorporados y capas antiimpacto, adsorbente, desecante, válvulas de bola neumáticas (8) ￠25.4, sensores de temperatura (3), manómetros (2), calentadores eléctricos (2), válvula de bola reguladora de flujo (1) ￠25.4, filtro de gas (salida) para eliminar el polvo.
Parámetros técnicos: Capacidad: 200kg/h CO2; Diámetro del recipiente: 273mm; Altura del recipiente: 2200mm; Material: SUS304; Adsorbente: CH-18# Carbón activado granular Ф4-6mm; Desecante: Tamiz molecular 3A.
Características y configuración del sistema de depuración: Utiliza válvulas neumáticas de bola, alta automatización. Adsorbedor + Secador controlado por PLC. a. Ofrece modos de operación de control eléctrico automático y manual. b. Utiliza válvulas neumáticas y controlador programable SIEMENS S7 Smart. c. Previene errores de operación, por ejemplo, bloqueo de hielo causado por regeneración incompleta del secador.
Sistema de condensación y licuefacción: Unidad de refrigeración, condensador evaporativo de CO2, tuberías, válvulas, instrumentos
4-1 Unidad de refrigeración (1 juego): Tipo de compresor frigorífico: Compresor de pistón semihermético. Incluye un sistema de refrigeración montado sobre patines para licuar CO2 gaseoso. Refrigerante: R22.
Alcance del suministro: Filtro de aceite, sistema de control y distribución de la presión, filtro de entrada, motor incorporado, manómetros, electroválvulas para funcionamiento automático, sensores de presión y temperatura.
Parámetros técnicos: Fabricante: Bitzer; Capacidad de Procesamiento: 200kg/h; Modelo de la Unidad de Refrigeración: 4GE-23-40P; Válvula de Expansión Modelo: TGEX-11TR 38KW; Temperatura de Condensación: -18°C a -25°C.
4-2 Condensador de CO2: Intercambiador de calor horizontal de carcasa y tubos, instalado con una inclinación de 5 grados para mejorar la separación de los gases no condensables.
Alcance del suministro: Transmisor de presión, purgador automático para gases no condensables, válvula de seguridad (1), electroválvula (1), válvula de expansión Danfoss, válvulas de cierre, mirilla, etc.
Parámetros técnicos: Capacidad: 200 kg/h; Área de condensación: 13 m²; Temperatura del CO2: -25°C; Presión del CO2: 1,9 MPa; Material: 304.
Características del sistema de licuefacción: 1. La presión del sistema de CO2 se mantiene entre 1,5 y 1,8 MPa, lo que reduce eficazmente la solubilidad del O2 en el CO2 líquido. Esto garantiza tanto la pureza del CO2 líquido como el rendimiento del dióxido de carbono. 2. 2. El condensador evaporativo de CO2 está inclinado 5 grados y equipado con un dispositivo de ventilación automática temporizada. El venteo de punto alto descarga eficazmente los gases no condensables como el O2 y el N2.
Almacenamiento de líquidos: Tanque vertical de almacenamiento de líquidos al vacío de CO2 de 15 m³, tuberías, válvulas, instrumentos
5-1 Volumen del depósito de almacenamiento de CO2 líquido: 15 m³.
Características: Indicación de nivel, sistema de venteo automático de sobrepresión.
Presión de trabajo: 2,0 MPa; Diámetro del recipiente: 2400mm; Material: 16MNDR; Forma de instalación: Vertical; Forma de aislamiento: Vacío de doble capa.
Sistema vaporizador de alta eficacia
El principio de funcionamiento principal de este producto utiliza la energía térmica del agua circulante de refrigeración del equipo de energía de la fábrica de cerveza como medio para vaporizar el dióxido de carbono líquido. El agua circulante absorbe la energía liberada por el equipo eléctrico, elevando su temperatura. Normalmente, se necesitan otros dispositivos para volver a enfriar el agua a una temperatura adecuada para refrigerar el equipo de energía, lo que consume energía adicional, especialmente en verano. El uso de nuestro vaporizador en baño de agua consume la energía térmica del agua circulante durante la vaporización del CO2, reduciendo la temperatura del agua entre 4 y 10 °C. De este modo se consigue el objetivo de vaporizar el CO2. De este modo se consigue el objetivo de vaporizar CO2 líquido al tiempo que se permite que el agua circulante refrigere directamente el equipo de energía sin otro tratamiento, ahorrando energía tanto para la vaporización como para la refrigeración, lo que mejora significativamente la economía. Cuando no se dispone de agua circulante, el sistema cambia automática o manualmente a tuberías de vapor como fuente de calor para la vaporización.
Alcance del suministro: Recipiente del vaporizador (SUS304), válvula de bola soldada de entrada (￠25.4/1), válvula de bola neumática de entrada (￠25.4/1), válvula de bola soldada de salida después de la vaporización (￠25.4/1), válvula de seguridad (DN20), manómetros (2), válvula reductora de presión autooperada (1).
Parámetros técnicos: Capacidad de vaporización: Máximo 250 kg/h de CO2; Tamaño de la tubería de entrada/salida: ￠25,4; Presión de entrada: 1,6-2,0 MPa; Presión de salida: 0,7-0,9 MPa; Temperatura de salida: 5-15°C (ajustable).
Sistema de purificación de CO2 (opcional para el cliente, precio por separado)
Características de la unidad de purificación: Rendimiento fiable, calidad estable - representa la unidad de purificación de CO2 más avanzada a nivel nacional. Presión del sistema controlada por debajo de 1,5~1,8 MPa, consiguiendo una pureza del producto de CO2 ≥99,99%. Esta unidad permite que el sistema de recuperación de CO2 se recupere a partir de un gas de alimentación de 99% de pureza y garantice una pureza del producto de 99,99%, con un contenido de nitrógeno y oxígeno en niveles muy bajos.
El CO2 líquido del condensador de CO2 se bombea a la parte superior de la columna de purificación mediante una bomba de líquido y fluye a través del lecho de empaquetamiento hasta el rehervidor. Dentro del calderín, se genera gas debido al intercambio de calor entre el CO2 gaseoso del secador y el CO2 líquido del calderín. Dentro del lecho de empaquetamiento, el gas y el CO2 líquido fluyen a contracorriente, completando el proceso de purificación. En la parte inferior del calderín, se bombea líquido de gran pureza al depósito de almacenamiento de CO2 mediante una bomba de líquido.
Capacidad de procesamiento: 200 kg/hora; Pureza: 99.99%
Componentes: Columna de purificación (1 unidad, acero inoxidable 304, con empaquetadura 304 importada); Rehervidor (1 unidad, acero inoxidable 304, con intercambiador de calor incorporado); Motobomba en lata (1 unidad, Dalian); Medidor de nivel capacitivo (1 unidad, E+H).
Unidad de llenado (opcional para el cliente, precio por separado)
La unidad de llenado se determina en función de las necesidades de la fábrica de cerveza, llenando CO2 líquido desde el tanque de almacenamiento a baja temperatura a botellas de CO2 mediante una bomba de llenado. Se utiliza principalmente para llenar pequeñas botellas de barril o para ventas externas.
El equipamiento incluye: Bomba de llenado, válvula de seguridad, manómetro, válvula neumática de bola, manguera metálica e interruptor de proximidad.
Sistema de control: Armario de control del compresor (1), Armario de control de CO2 (1)
El sistema eléctrico incluye los siguientes componentes:
Sección de control: El armario de control está equipado con un PLC Siemens y bloques de terminales para señales de E/S hacia/desde el centro de control del motor para el equipo de CO2. El armario de control cuenta con un panel de operador, que permite al operador supervisar el estado de funcionamiento del equipo de CO2 en cualquier momento.
Ejemplos de opciones controlables/monitorizables en la interfaz OP:
Control: Funcionamiento de las válvulas, reconocimiento de alarmas y restablecimiento.
Supervisión: Estado del equipo, estado de las alarmas, horas de funcionamiento del CO2, tiempo y estado de funcionamiento de la torre del secador de adsorción, temperaturas y presiones del proceso.
Si la temperatura ambiente interior supera los 35°C, el armario eléctrico debe colocarse en una sala climatizada.
Tensión de control: 24 VCC. La tensión de la bobina de los arrancadores de motor es de 220 VCA.
El armario de control contiene el interruptor principal, los dispositivos de arranque del motor, las conexiones para las señales de E/S, los cables, etc.
- Lista de equipos del sistema de recuperación de CO2
| No. | Nombre del equipo | Unidad | Cantidad | Modelo / 50KG | Indicadores de rendimiento técnico | Fabricante | Observaciones |
| 一 | Equipos a medida | ||||||
| 1 | Antiespumante | Unidad | 1 | Φ400×2000mm | Acero inoxidable | Runqiang | |
| 2 | Fregadora (con junta de agua incorporada) | Unidad | 1 | Φ300×3000mm | Acero inoxidable | Runqiang | |
| 3 | Torre de secado por adsorción | Unidad | 2 | Φ273×2200mm | Acero inoxidable | Subcontrato | |
| 4 | Calentador | Unidad | 2 | 3,6 KW | Acero inoxidable | Jiangdu | |
| 5 | Licuefactor (condensador) | Unidad | 1 | 13 m² | Inoxidable 304 | Subcontrato | |
| 6 | Tanque vertical de almacenamiento de líquidos al vacío de doble capa | Unidad | 1 | 15 m³ | Acero 16Mn | Subcontrato | |
| 7 | Soporte para gas | Unidad | 1 | Φ273*6400, 20m³ | Goma alimentaria | Jiangdu | |
| 8 | Vaporizador | Establecer | 1 | 200 Kg/h | Inoxidable 304 | Runqiang | |
| 9 | Bastidor | Establecer | 1 | Acero al carbono | Runqiang | ||
| 二 | Equipamiento de serie | ||||||
| 1 | Conjunto compresor | Unidad | 1 | ZWET-1.8/20 | Cilindrada: 1,8 m³/min, Potencia: 30 KW | Liu Er Kong | |
| 2 | Unidad de refrigeración de pistón | Unidad | 1 | 4GE-23-40P (incl. válvula de expansión, válvulas de baja temperatura) | R22 | Bitzer | |
| 3 | Unidad de refrigeración por agua | Unidad | 1 | Bitzer | |||
| 4 | Bomba de circulación de agua | Unidad | 1 | Q=5 m³/h, H=20m | Acero inoxidable | Sur | |
| 5 | Liofilizador | Unidad | 1 | 3 m³/min | Suzhou | ||
| 三 | Control e instrumentos eléctricos | ||||||
| Armario de control eléctrico / Armario de instrumentos | Establecer | 1 | PLC, pantalla táctil en color, componentes eléctricos | S7-200 Smart, pantalla 1000 | Siemens, Siemens, Chint | ||
| 四 | Válvulas / Accesorios de tubería / Tuberías | Establecer | 1 | SUS304 | Válvulas de bola neumáticas | Zhejiang | |
| 五 | Proceso de envasado | Establecer | 1 | Carbón activado, tamiz molecular, embalaje para torre de lavado | CH-18# Granulado, 3A Esférico, Material SS | Shanghai, Shanghai Xin'ao, Jiangsu Wuxi | |
| 六 | Instalación y puesta en marcha | ||||||
| 七 | Aislamiento | Establecer | 1 | Aislamiento en frío: Espuma de poliuretano; Aislamiento caliente: Lana de roca |
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Tel: 0086 186 7882 2391
Sharon
Tiantai Brewtech