Способ получения жидкой углекислоты из дымовых газов Советский патент 1935 года по МПК F25J3/00 F25B25/02 

Необходимость низких температур воздуха для транспорта мороженых продуктов и их хранения в розничной потр- бительской сети и затруднения, связанные с их получением посредством водяного льда и соли, послужили большим импульсом к развитию сухоледных установок.

Однако, отсутствие дешевых производственных процессов изготовления сухого льда явилось непреодолимым тормозом для его всеобщего распространения, и поэтому он завоевал пока только отдельные области, где его несомненные преимущества особенно значительны.

Известно, что в обычных сухоледных установках газообразная углекислота получается от сжигания кокса или антрацита. Пройдя ряд сложных очистительных аппаратов, дымовые газы отделяют чистую углекислоту и последняя засасывается трехступенчатым углекислотным компрессором, где компримируется до 65-75 атмосфер.

Расход топлива и большие энергетические затраты, необходимые для получения таких низких температур, как-78,9°, высокое сжатие до 70 атмосфер и малый выход углекислотного снега создают весьма низкую эффективность процесса.

Предлагаемый способ получения жидкой углекислоты из дымовых газов путем дробной отгонки заключается в том.

что после некоторого сжатия дымовых газов компрессором последние охлаждаются до температуры конденсации при посредстве абсорбционной холодильной установки, работающей теплотой тех же дымовых газов.

На чертеже изображена схема установки для осуществления способа получения жидкой углекислоты из дымовых газов.

Отходы дымовых газов 1 от ряда производств, располагающих бросовым теплом порядка 250-350°, засасываются эксгаустором 20 и через фильтры 2, где отделяется твердый остаток, поступают в кипятильник 5 абсорбционной холодильной установки, служащей для последующего выделения углекислоты из дымовых газов и ее ожижения.

Отдав тепло, использованное для получения холода, охлажденные газы поступают для промывки в теплообменник 5, где они охлаждаются водой, которая, входя в конденсатор холодильной установки, направляется в абсорбер, где происходит обогащение водно-аммиачных паров, и оттуда в указанный теплообменник. После этого газы засасываются компрессором 7, где они сжимаются до давления, соответствующего сумме парциальных давлений газов и ожижаемой углекислоты.

Это давление зависит от процентнргр

содержания СОз в дымовых газах, причем, разумеется, оно понижается по мере более высокого процентного содержания углекислоты.

. Газы, сжатые компрессором, направляются в конденсатор - испаритель 13, предварительно пройдя через ароматические фильтры 77 для удаления запаха.

Как указано, газы из компрессора 7 направляются в упомянутый конденсаториспаритель, состоящий из двойных труб, по внутреннему кольцу которых проходят дымовые газы, а во внешнем кольце испаряются пары аммиака, идущие из конденсатора 16 абсорбционной холодильной установки. В конденсаторе отделяется от дымовых газов углекислота, которая конденсируется при возможно низком давлении.

При наличии охлаждающей воды с температурой около 18-20° и температуре кипячения аммиака около -|-15° абсорбционная установка может работать при температуре испарения около -55°, не нуждаясь в двухступенчатом сжатии. При этих условиях можно конденсировать углекислоту при давлении около 7 атм., которая обеспечивает минимальные потери при дросселлировании до „тройной точки.

Ожиженная углекислота, удаляемая из конденсатора промежуточным отбором (или другим способом), поступает в стаппельную батарею 14, откуда, как это имеет место обычно, направляется в снегогенераторы. Остаточный же углекислый газ из снегогенераторов подсасывается по трубке 75 обратно к компрессорам.

В целях устранения возможности увлечения ожиженных частиц углекислоты предусматривается отделитель 19 жидкости, откуда жидкость стекает также в стаппельную батарею.

Так как содержание углекислоты в дымовых газах составляет от 10 до , то большой остаточный носитель холода и энергии (высокое давление и низкая температура) уходящих из конденсатора газов используется для приведения в действие детандера 5, соединенного на одном валу с компрессором. Благодаря применению детандера сокращается расход энергии на сжатие в компрессоре.

В целях дальнейшего уменьшения расхода энергии освобожденные от углекислоты газы, после выхода из конденсатора-испарителя 13, направляются не сразу в детандер, а предварительно охлаждают газы в промежуточном холодильнике 9 между первой и второй ступенью компрессора.

После расширения газов в детандере почти до атмосферного давления, они направляются в теплообменный аппарат (5, который расположен рядом с теплообменником 5. Охлажденные водой 18 в теплообменнике 5 газы направляются в теплообменный аппарат б, где они охлаждаются до возможно низкой температуры, но не ниже, чем точка замерзания углекислоты. Возможность весьма сильного охлаждения первичных газов перед всасыванием в компрессор объясняется весьма сильным понижением температуры газов при их расширении в детандере.

Наличие указанного теплообменника 6, понижающего температуру всасываемых в компрессор газов, значительйо сокращает размеры компрессора, а также и расход энергии. Кроме того, при охлаждении газов достигается вымораживание сернистой кислоты, сильно разбавленной в воде благодаря небольшому процентному содержанию сернистого ангидрида в дымовых газах. При желании, может быть поставлен также и хлоратор.

Естественно, что помимо отделения сернистого ангидрида получается также и вымораживание всей влаги, содержащейся в дымовых газах. Если, в зависимости от конечного давления в компрессоре, газы, идущие из детандера на охлаждение газов в теплообменнике 6, после выхода из него имеют еще достаточно низкую температуру, то они могут быть использованы для охлаждения газов, сжатых компрессором в теплообменнике 10, что сокращает расход холода, получаемый от абсорбционной холодильной установки.

Следует отметить, что в зависимости от процентного содержания углекислоты в дымовых газах и температурных условий может быть применена любая схема регенерации тепла и любые теплообмен