Установка для получения жидкой и газообразной двуокиси углерода Советский патент 1982 года по МПК F25J3/00 

даемых змеевиках из газовой смеси эыпадает1 COij. Нзсконденсировавшиеся газы обратным потоком через рекуперативный теплообменник выходят в атмосферу. После заполнения одного из вымораживателей сухим льдом поток газовой смеси переключают на другой вымораживатель, а в первый подают газ СОч с давлением qtmie 5,11 ата из емкости с жидкой COgi. Пары СОч конденсируются, а сухой лед сжижается, жидкую COii сливают в емкость. Для получения сухого льда из жидкой СО служит пресс.

Недостатком известной установки является то, что здесь отсутствует оборудование для глубокой осушки входящей в установку газовой смеси, что должно приводить к забиванию водным льдом теплообменника, низкотемпературных трубопроводов, арматуры и вымораживйтелей COij, т.е. к сокращению рабочего периода установки, а, следовательно, к уменьшению ее производительности.

Кроме того, недостаток известной установки заключается в том, что продолжительное время оттаивания вымороженной СО и ее перелива в сборную емкость приводит к простою установки , что также уменьшает ее производительность.

Цель изобретения - повышение производительности установки за счет предотвращения попадания влаги в вымораживатель и сокращения времени оттаивания вымораживателя двуокиси углерода.

Указанная цель достигается тем, что установка для получения жидкой и газообразной двуокиси углерода, включающая установленные последовательно компрессор дымовых газов, рекуперативный теплообменник, вымораживатель двуокиси углерода с холодильной машиной, сборную емкость жидкой двуокиси углерода, снабжена дополнительным теплообменником для .вымораживания влаги.из дымовых га-. зов, соединенным на входе с нижней частью сборной емкости и компрессором дымовых газов, а на выходе - с верхней частью сборной емкости и с входом рекуперативного теплообменника.. .

Кроме того, установка снабжена газодувкой, соединенной на входе с верхней частью сборной емкости и выходом газообразной двуокиси углерода из дополнительного теплообменника, и на выходе - с вымораживателем двуокиси углерода.

Схема предлагаемой установки приведена на чертеже.

Установка состоит из компрессора 1, дополнительных теплообменников 2 для вш ораживания влаги,из дымовых газов и испарения жидкой двуокиси

углерода, рекуперативного теплообменника 3, вымораживателей 4 двуокиси углерода холодильной, машины 5, сборной ёмкости б, отделителя 7 жидкой двуокиси углерода и газодувки 8.

Установка работает следующим образом.

Входящая в установку газовая смесь, содержащая двуокись углерода, например дьаловые газы, сжимается

компрессором 1, охлаждается в его концевом холодильнике с выпадением капельной влаги н поступает в попеременно подключаемые теплообменники 2, где происходит дальнейшее охлаждение дымовых газов и почти полное вымораживание из них влаги. В теплорбменнике 3 дымовые газы охлаждаются до температуры, близкой к температуре насыщения обратным потоком

отработанных дымовых газов, и поступают в один из вымораживателей 4 двуокиси углерода, работающих поочередно, в вымораживателе 4 COrj происходит выпадение из д.ымо.вых газов двуокиси углерода в виде сухого льда на охлаждаемой поверхности. ОхлгшденИе вымораживателей осуществляется холодильной машиной 5. После заполнения одного из вымораживателей СО,. сухим льдом поток дымовых газов и

D поток холодильного агента холодильной машины 5 переключают на другой вымораживатель 4, где также начинается образование сухого льда. Для превращения вымороженного на поверхности вымс раживателя 4 . сухого льда в жидкое состояние к нему подводят тепло за счет подачи газообразной COij при давлении выше, чем в тройной точке. При зтом газообраз0 чая C0(i конденсируется, и жидкая COti из вымораживателя 4 C0(i сливается в емкость 6. Для ускорения перепива на линии подачи газообразной COfj, от дополнительного теплообменника 2 к

5 выморс1живателю 4 СО после отделителя 7 жидкой двуокиси углерода уста-новлена газодувка 8. Из емкости б периодически отбирается жидкая СО, и частично газ COij в виде готовых прод ДУКТОВ.

Приме р. Перед поступлением на сжатие в ко;мпрессор 1 дымовые газы, как при любом другом способе получения CO(j, проходят прецварйтельное охлаждение водой с температуры 250 350°С до температуры ЗО-ЗО С с последующим отделением сконденсировавшейся влаги. После сжатия в компрессоре 1 дымовые газы вновь охлаждаются в водяном теплообменнике. Е результате охлг1ждения водой выделяется основное, но не полное количество влаги из далмовых газов. В схеме установки это общеизвестное оборудование не показано. К дополнительным теплообменникам 2 дымовые газы подходят уже. предварительно охлажденными и большей частью освобожденными от влаги. В этих аппаратах, работакедих поочередно, происходит охлаждение дымовых газов и вымораживание влаги эа счет холода испарения жидкой COij, по ступающей из сборника 6. В расчете на 1 кг продукта и при следующих параметрах работы установки: начальной концентрации COti в дымовых газах 15-20% по объему, давлений дымовых газов ISlO na, температуре дымовых газов на выходе из дополнительных теплообменников от -20 до -35°С, температуре дымовых газов на в дополнительные теплообменники 20ЗО С, температуре жидкой СОi в емкости 6 от -40 до -45°С и давлении 10-10 Па-- для вымораживания влаги и охлЕ1ждения дымовых газов затрачиJвaeтcя необходимое количество тепла q 65-80 ккал/кг СО, для чего в теплообменники 2 подают 0,8-1,0 кг жидкой COrj.Освобожденные от влаги газы охлаждаются в рекуперативно теплообменнике 3 и поступают в вымораживатели 4,где из них высаждается на охлаждаемой холодильной машиной 5 поверхности двуокись углерода в твер дой фазе.При достаточном заполнении вымораживателя твердым СОд(в примере 1 кг)вымораживатель отключают от холо дильной машины и коллектора дымовых газов и производят в нем оттаивание вымороженной COq путем подачи в него газообразной COtj. из теплообменников 2. Газообразная СО, нагревая тверду СО, конденсируется, отдавая скрытую теплоту парообразования в количестве 80 ккал/кг СО 2(при давлении в системе ). Требуемое для сжижения твердой COrj количество тепла равно теплоте плавления - 65 ккал/кг СОг. Избыточное количество тепла соответствует избыточному количеству газооб разной COrj в количестве до 0,2 кг, которое отбирается как готовый про-г дукт для нужд потребителя. Снабжение установки дополнительны теплообменником, обеспечивающим глубокую осушку дымовых газов за счет внутренних ресурсов, и газодувкой, обеспечивающей ускорение оттаивания вымораживателей двуокиси углерода, приводит к увеличению производительности установки, так как это увеличивает время рабочего, периода и сокращает время оттаивания вымораживаJтeлeй двуокиси .углерода. Формула изобретения 1.Установка для получения жидкой и газообразной двуокиси углерода, преимущественно из дымовых газов, включающая установленные последовательно -компрессор дымовых газов; рекуперативный теплообменник, вымораживатель двуокиси углерода с холодильной машиной и сборную емкость жидкой двуокиси углерода, о т л ич а ю щ а я с я тем, что с целью повьвиения производительности за счет предотвращения попадания влаги в вымораживатель и сокращения времени оттаивания вымораживателя двуокиси углерода,установка снабжена дополнительным теплообменником для вымораживания влаги из дымовых газов, соединенным на входе с нижней частью сборной емкости и компрессором дымовых газов, а на выходе - с. верхней частью сборной емкости и с входом рекуперативного теплообменника. 2.Установка по п.1, отличающая с я тем, что она снабжена газодувкой, соединённой на входе с верхней частью сборной емкости и выходом газообразной двуокиси углерода из дополнительного теплообменника и на выходе - с вымораживателем двуокиси углерода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 393397, кл. F 25 G 29/00, 1971. 2.Патент США 2738658, кл.-62-12, 1956 (прототип).

ГЖГ.

СТР

.-м