Холодильна компресорна установка високого тиску для виробництва низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю

Холодильна компресорна установка високого тиску для виробництва низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю, що містить сполучені між собою системою технологічних трубопроводів чотириступеневий поршневий компресор, блок 3 21690 конденсатор, дросельний вентиль і резервуар для зберігання низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю, а також відокремлювач рідини, з якого четвертим ступенем чотирьохступінчатого поршневого компресора потрібно постійно відсмоктувати пари діоксиду вуглецю, стискати їх і спрямовувати до конденсатора. Це призводить до створення несприятливих для компресора умов роботи з різними ваговими витратами діоксиду вуглецю не тільки в четвертому ступені, але й в третьому через необхідність відсмоктування пари діоксиду вуглецю з віддільника рідини і з ємності зберігання низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю. При такому режимі роботи чотирьохступінчатого поршневого компресора відбувається збільшене зношування циліндропоршневих груп третього і четвертого ступенів компресора. Дана установка обрана як найближчий аналог. Найближчий аналог і установка, що заявляється, мають такі спільні вузли та елементи: - чотириступеневий поршневий компресор; - блок осушення; - нагрівник; - конденсатор; - дросельний вентиль; резервуар для зберігання низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю. Але недоліками найближчого аналога є низький коефіцієнт зрідження діоксиду вуглецю, великі питомі витрати енергії на виробництво низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю, а також несприятливі умови роботи чотирьохступінчатого компресора з різними ваговими витратами діоксиду вуглецю в ступенях стиснення. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу створити холодильну компресорну установку, в якій шляхом введення додаткових елементів і вузлів, а також заміни технологічної схеми сполучення відомих та нових елементів і вузлів, забезпечити суттєве збільшення виходу цільового продукту з одночасним зниженням питомих енерговитрат та сприятливі умови роботи чотириступеневого поршневого компресора. Поставлена задача вирішена в холодильній компресорній установці високого тиску для виробництва низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю, що містить сполучені між собою системою технологічних трубопроводів чотириступеневий поршневий компресор, блок осушення, нагрівник, конденсатор, дросельний вентиль і резервуар для зберігання низькотемпературного рідкого діоксиду, згідно корисної моделі, що вона додатково містить водяний скрубер і холодильну машину з випарником, при цьому вихід водяного скрубера сполучений з входом чотириступеневого поршневого компресора, вихід якого сполучений з першим входом блоку осушення, ви хід блоку осушення сполучений з входом конденсатора, вихід якого сполучений з випарником холодильної машини, вихід холодильної машини сполучений через дросельний вентиль з резервуаром 4 зберігання низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю, ви хід якого через електронагрівник сполучений з другим входом блоку осушення. Технічний результат досягається, в основному, завдяки включенню в установку холодильної машини після конденсатора, але перед дросельним вентилем для переохолодження рідкого діоксиду вуглецю до температури, яка відповідає коефіцієнту його зрідження - 95...97%. Технологічна схема холодильної компресорної установки високого тиску для виробництва низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю зображена на кресленні. Установка містить сполучені між собою системою технологічних трубопроводів водяний скрубер 1, чотириступеневий поршневий компресор 2 з холодильником 3, блок осушення 4, конденсатор 5, холодильну машину 7 з випарником 6, дросельний вентиль 8, резервуар для зберігання низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю 9 і електронагрівник 10. Перелічені вузли сполучені між собою за такою схемою. Вихід водяного скрубера 1 сполучений з входом чотириступеневого поршневого компресора 2, вихід якого сполучений з першим входом блоку осушення 4. Вихід блока осушення 4 сполучений з входом конденсатора 5, вихід якого сполучений з випарником 6 холодильної машини 7. Вихід холодильної машини 7 сполучений через дросельний вентиль 8 з резервуаром зберігання низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю 9, вихід якого через електронагрівник 10 сполучений з другим входом блоку осушення 4. Принцип дії холодильної компресорної установки полягає в наступному. Газоподібний діоксид вуглецю попередньо охолоджується та відмивається у водяному скрубері 1 насадкового типу за рахунок циркуляції у ньому холодної води і подається в перший ступінь чотириступеневого поршневого компресора 2. У чотириступеневому поршневому компресорі 2 здійснюється послідовне компримування діоксиду вуглецю у всіх чотирьох ступенях стиску та його охолодження в холодильнику 3. Після компримування до тиску 7МПа діоксид вуглецю осушується в блоці осушення 4 і конденсується при температурі навколишнього середовища в конденсаторі 5, який охолоджується водою. Потім рідкий діоксид вуглецю переохолоджується у випарнику 6 холодильної машини 7 і дроселюється через дросельний вентиль 8 в резервуар для зберігання низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю 9. При цьому кількість парів діоксиду вуглецю, що утворилися в резервуарі для зберігання низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю 9 є мінімальним і достатнім для проведення регенерації і охолодження одного з адсорберів блоку осушення, що перемикаються. Для цього пари діоксиду вуглецю спрямовуються в електронагрівник 10, який в режимі регенерації увімкнений, а в режимі охолодження - вимкнений, а потім в один з адсорберів блоку осушення, що перемикаються, в залежності від циклограми його роботи. 5 21690 Реалізуючи виробництво низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю за запропонованою схемою, можна питомі витрати електроенергії, з урахуванням витрат на привод додаткового компресора холодильної машини, знизити на 30-35%, що в числовому вираженні складе 0,20...0,22кВт·годину/кг. При цьому вихід низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 6 збільшиться на 40%, що відповідає коефіцієнту зрідження холодильної установки не більше 9597%. Одночасно із цим, дане рішення забезпечує однакову вагову витрату діоксиду вуглецю по всім ступеням чотирьохступінчатого компресора, що запобігає підвищеному зношуванню циліндропоршневої групи і створює умови для його надійної та безпечної експлуатації. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601