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 чотириступінчатий поршневий компресор, адсорбційний блок осушення, електронагрівник, конденсатор та ізотермічний резервуар для зберігання низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю, яка відрізняє ться тим, що вона додатково містить водяний скрубер, вологовідокремлювач, холодильники-вологовідокремлювачі, переохолоджувач рідкого діоксиду вуглецю, відокремлювач рідини і теплообмінник, при цьому перший вихід водяного скрубера сполучений з вологовідокремлювачем, вихід якого сполучений з першим ступенем чотириступінчатого поршневого компресора, вихід якого через перший холодильник U 2 36079 1 3 36079 4 високого тиску для виробництва низькотемператупершим ступенем чотириступінчатого поршневого рного рідкого диоксиду вуглецю [див. Пименова компресора, вихід якого через перший холодильТ.Ф. Производство и применение сухого льда, ник-вологовідокремлювач сполучений з другим жидкого и газообразного диоксида углерода. - М.: степенем, який через другий холодильникЛёгкая и пищевая промышленность, 1982. - 208 с]. вологовідокремлювач сполучений з третім ступеВказана установка містить сполучені між сонем, який через третій холодильникбою системою технологічних трубопроводів чотивологовідокремлювач сполучений з четвертим риступінчатий поршневий компресор, адсорбційступенем чотириступінчатого поршневого компрений блок осушення, електронагрівник, сора, вихід якого через четвертий холодильникконденсатор, дросельний вентиль і резервуар для вологовідокремлювач сполучений з першим вхозберігання низькотемпературного рідкого диоксиду дом адсорбційного блока осушення, вихід якого вуглецю. сполучений з входом конденсатора, вихід якого Дану установку обрано прототипом. сполучений з відокремлювачем рідини, перший Прототип і установка, що заявляється, мають вихід якого через дросельний вентиль сполучений такі спільні вузли і елементи: з першим входом переохолоджувача рідкого диок- чотириступінчатий поршневий компресор; сиду вуглецю, а другий вихід - з др угим входом - адсорбційний блок осушення; переохолоджувача рідкого диоксиду вуглецю, пе- електронагрівник; рший вихід якого через дросельний вентиль спо- конденсатор; лучений з входом ізотермічного резервуара для - ізотермічний резервуар для зберігання низьзберігання низькотемпературного рідкого диоксиду котемпературного рідкого диоксиду вуглецю. вуглецю, ви хід якого через дросельний вентиль Однак ефективність відокремлення рідини висполучений з магістраллю, що з'єднує відокремявляється низькою через те, що одночасно з газалювач рідини з другим входом переохолоджувача ми, що не конденсуються, з нього відводяться на рідкого диоксиду вуглецю, окрім того, другий ви хід всмоктування до четвертого ступеня багатоступінводяного скрубера через насос сполучений з перчатого компресору і пари СО2. Це призводить, пошим входом теплообмінника, перший вихід якого перше, до перевантаження четвертого ступеня сполучений з входом електронагрівника, вихід компресора і збільшення зносу його циліндроякого сполучений з другим входом адсорбційного поршневої групи, по-друге, до повернення газів, блока осушення, другий вихід теплообмінника що не конденсуються, до відокремлювача рідини, сполучений з водяним скрубером, а вхід теплообпо-третє, до збільшення тиску конденсації і, як мінника сполучений з другим виходом переохолонаслідок, до збільшення витрат електроенергії. джувача рідкого диоксиду вуглецю. Дане рішення в зв'язку з цим не сприяє зниженню Новим в заявленій установці є наявність додапитомої витрати електроенергії, яка в кращому ткових елементів та вузлів: випадку складає 0,35 кВт·г/кг. - водяний скрубер; Також недоліком вказаної установки є великі - вологовідокремлювач; питомі витрати енергії на виробництво низькотем- холодильники-вологовідокремлювачі; пературного рідкого диоксиду вуглецю і несприят- теплообмінник; ливі умови роботи чотириступінчатого компресору, - переохолоджувач рідкого диоксиду вуглецю. що зумовлені збільшенням витрат газу через його Окрім того, новизна полягає в схемі сполученчетвертий ступінь. ня відомих і нових вузлів та елементів установки. В основу корисної моделі поставлено задачу Введення вказаних елементів та вузлів, а тастворити холодильну компресорну установку викож схема їх сполучення надають установці такі сокого тиску для виробництва низькотемпературпереваги: ного рідкого диоксиду вуглецю, в якій шляхом вве1. Відвід газів, що не конденсуються, з устанодення нових елементів та іншої схеми сполучення вки знижує тиск конденсації диоксиду вуглецю з 7 нових і відомих вузлів та елементів забезпечити до 5,5 МПа. зниження питомих витрат енергії на виробництво 2. Переохолодження рідкого диоксиду вуглецю низькотемпературного рідкого диоксиду вуглецю перед дроселюванням в ізотермічну ємкість в пета створення сприятливих умов роботи чотиристуреохолоджувачеві рідкого диоксиду вуглецю за пінчатого компресора. рахунок холоду газів, що не конденсуються, із віПоставлена задача вирішена в холодильній докремлювача рідини і парів диоксиду вуглецю з компресорній установці високого тиску для виробізотермічної ємкості дозволяє збільшити вихід ниництва низькотемпературного рідкого диоксиду зькотемпературного рідкого диоксиду вуглецю. вуглецю, що містить сполучені між собою систе3. Використання газів, що не конденсуються, мою технологічних тр убопроводів чотириступінчадля регенерації адсорберів і їх наступного охолотий поршневий компресор, адсорбційний блок дження дозволяє виключити застосування для цих осушення, електронагрівник, конденсатор та ізоцілей значних кількостей диоксиду вуглецю. термічний резервуар для зберігання низькотемпеНа Фіг. зображена принципова схема заявлературного рідкого диоксиду вуглецю тим, що вона ної холодильної компресорної установки. додатково містить водяний скрубер, вологовідокХолодильна компресорна установка високого ремлювач, холодильники-вологовідокремлювачі, тиску для виробництва низькотемпературного рідпереохолоджувач рідкого диоксиду вуглецю, відокого диоксиду вуглецю містить сполучені між сокремлювач рідини і теплообмінник, при цьому пебою системою технологічних трубопроводів водярший вихід водяного скрубера сполучений з волоний скрубер 1, вологовідокремлювач 2, говідокремлювачем, вихід якого сполучений з 5 36079 6 холодильники-вологовідокремлювачі 3, 4, 5, 6, кується в наступних ступенях стиску 15, 16, 17 до електронагрівник 7, конденсатор 9. тиску 5,5 МПа і охолоджується в холодильникахНа технологічних трубопроводах установлені вологовідокремлювачах 3, 4, 5, 6. Після цього він дросельні вентилі 8, 10, 11, 12, насос 13. Установосушується в адсорбційному блоці сушіння 18 і ка також містить перший ступінь чотириступінчатоподається в основний конденсатор 9. Далі рідкий го поршневого компресора 14, другий ступінь 15, диоксид вуглецю зливається у відокремлювач рітретій ступінь 16, четвертий ступінь 17, а також дини 19, з якого гази, що неконденсуються, дросеадсорбційний блок осушення 18, вологовідокремлюються через вентиль 10 до тиску 0,6 МПа в пелювач 19, переохолоджувач рідкого диоксиду вугреохолоджувач рідкого диоксиду вуглецю 20. лецю 20, ізотермічний резервуар для зберігання Рідкий диоксид вуглецю високого тиску (5,5 низкотемпературного рідкого диоксиду вуглецю 21 МПа) з відокремлювана рідини 19 подається в і теплообмінник 22. переохолоджувач рідкого диоксиду вуглецю 20, в Перелічені вузли та елементи установки споякому переохолоджується на 3-4°С. Через дроселучені між собою у такій послідовності. льний вентиль 12 рідкий диоксид вуглецю дросеПерший вихід водяного скрубера 1 сполучений люється до тиску 1,6 МПа в ізотермічну ємкість 21, з вологовідокремлювачем 2, вихід якого сполучез якої і видається споживачу. Пари диоксиду вугний з першим ступенем чотириступінчатого поршлецю, що утворилися в ізотермічній ємкості 21, невого компресора 14, вихід якого через перший дроселюються через вентиль 11 в переохолоджухолодильник-вологовідокремлювач 3 сполучений з вач рідкого диоксиду вуглецю 20 до тиску 0,6 МПа, другим ступенем 15, який через другий холодильпроходять через нього і далі надходять у теплоник-вологовідокремлювач 4 сполучений з третім обмінник 22 через дросельний вентиль 8. ступенем 16, який через третій холодильникПісля переохолоджувача рідкого диоксиду вувологовідокремлювач 5 сполучений з четвертим глецю 20 пари диоксиду вуглецю і гази, що не конступенем 17 чотириступінчатого поршневого компденсуються, дроселюються через вентиль 8 до ресора, вихід чотириступінчатого поршневого комтиску 0,11 МПа в теплообмінник 22 для охолопресора через четвертий холодильникдження води, що циркулює в скрубері 1. Після тевологовідокремлювач 6 сполучений з першим вхоплообмінника 22 пари направляються в електродом адсорбційного блока осушення 18. Вихід якого ногрівач 7 і адсорбційний блок осушення 18 для сполучений з входом конденсатора 9. Вихід конрегенерації одного з адсорберів і захолодження денсатора сполучений з відокремлювачем рідини його. Потім викидаються в атмосферу. 19, перший вихід якого через дросельний вентиль Реалізація такого виробництва низькотемпе10 сполучений з першим входом переохолоджуваратурного рідкого диоксиду вуглецю в розглянутій ча рідкого диоксиду вуглецю 20, а др угий ви хід - з установці дозволить, по-перше, майже на 10°С другим входом переохолоджувача рідкого диоксизнизити температуру всмоктування в поршневий ду вуглецю 20, перший вихід через дросельний компресор за рахунок використання холоду газів, вентиль 12 сполучений з входом ізотермічного що не конденсуються і відводяться з установки, резервуара для зберігання низькотемпературного що приведе до збільшення продуктивності компрідкого диоксиду вуглецю 21, ви хід якого через ресора на 6%, по-друге, на 5% збільшить вихід дросельний вентиль 11 сполучений з магістраллю, рідкого низькотемпературного диоксиду вуглецю що з'єднує відокремлювач рідини 19 з другим вхоза рахунок застосування відокремлювана рідини з дом переохолоджувача рідкого диоксиду вуглецю підключеним до нього переохолоджувачем рідкого 20. Другий вихід водяного скрубера 1 через насос диоксиду вуглецю і виключення втрат газоподібно13 сполучений з першим входом теплообмінника го диоксиду вуглецю, по-третє, на 5% знизить ене22, перший вихід якого сполучений з входом елекргоспоживання компресора через зниження тиску тронагрівника 7, вихід якого сполучений з другим нагнітання з 7 до 5,5 МПа. входом адсорбційного блока сушіння 18, другий Усе це спільно дає можливість у порівнянні з вихід теплообмінника 22 сполучений з водяним прототипом збільшити виробництво низькотемпескрубером 1, а вхід теплообмінника 22 через дроратурного рідкого диоксиду вуглецю при одночассельний вентиль 8 сполучений з другим виходом ному зниженні питомих витрат до 0,28 кВтт/кг, тобпереохолоджувана рідкого диоксиду вуглецю 20. то на 20 %. Чотириступінчатий компресор Принцип роботи установки. установки працює в умовах, коли масові витрати Газоподібний диоксид вуглецю надходить у газоподібного диоксиду вуглецю виявляються одводяний скрубер 1, в якому промивається і охолонаковими в кожному ступені стиску. Це сприяє джується водою, що циркулює за допомогою насозбільшенню ресурсу його роботи, попереджує часса 13. Після скрубера 1 він проходить вологовідокті ремонти. Для вуглекислотної станції, що виго торемлювач 2 і подається на всмоктування в перший влює 10 т/г низькотемпературного рідкого диоксиступень 14 чотириступінчатого поршневого компду вуглецю, річна економія електроенергії ресора. В компресорі диоксид вуглецю потім стисстановить 5,6 млн. кВт·год. 7 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 36079 8 Підписне Тираж 28 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