Установка високого тиску для виробництва низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю

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 відрізняється тим, що вона додатково містить водяний скрубер, вологовідокремлювач, холодильникивологовідокремлювачі, відокремлювач рідини, регенеративний теплообмінник, абсорбційну бромистолітієву холодильну машину, низькотемпературну холодильну машину, випарник і теплообмінник, при цьому ви хід водяного скрубера сполучений з вологовідокремлювачем, вихід якого сполучений з першим ступенем чотириступінчатого поршневого компресора, вихід якого через перший холодильник-вологовідокремлювач сполучений з другим ступенем чотириступінчатого U 2 (11) 1 3 36080 4 питомі витрати електроенергії на виробництво ступенем чотириступінчастого поршневого компнизькотемпературного рідкого диоксиду вуглецю, ресора, який через третій холодильникщо становлять 0,35кВт·г/кг. Основні причини низьвологовідокремлювач сполучений з четвертим кої економічності установок високого тиску обумоступенем чотириступінчатого поршневого компревлені високим тиском конденсації і неефективніссора, вихід якого через четвертий холодильниктю регенеративного охолодження рідкого диоксиду вологовідокремлювач сполучений з першим вховуглецю перед його дроселюванням в ізотермічну дом адсорбційного блока осушення, вихід якого ємність. сполучений з входом конденсатора, вихід якого Найбільш близької до корисної моделі, що засполучений з відокремлювачем рідини, перший являється, є холодильна компресорна установка вихід якого через дросельний вентиль сполучений високого тиску [Патент України на корисну модель з першим входом регенеративного теплообмінни№21690. Холодильна компресорна установка вика, а другий ви хід - з другим входом регенеративсокого тиску для виробництва низькотемпературного теплообмінника, перший вихід якого сполученого рідкого диоксиду вуглецю]. У її те хнологічній ний з першим входом випарника схемі застосовується додаткова низькотемператунизькотемпературної холодильної машини, а друрна холодильна машина, у якій відбувається перегий вихід через дросельний вентиль - з першим охолодження рідкого диоксиду вуглецю високого входом теплообмінника, вихід якого через електтиску перед його дроселюванням в ізотермічну ронагрівник сполучений з другим входом адсорбємність. Це дозволяє знизити питомі витрати на ційного блока осушення, вихід випарника через виробництво низькотемпературного рідкого диокдросельний вентиль сполучений з ізотермічним сиду вуглецю до 0,28квт·г/кг, тобто на 20%. резервуаром для зберігання низькотемпературноНедоліком прототипу є відносно високі питомі го рідкого диоксиду вуглецю, ви хід якого через витрати на виробництво низькотемпературного дросельний вентиль сполучений з магістраллю, рідкого диоксиду вуглецю, особливо в літній періщо з'єднує відокремлювач рідини з другим входом од, коли високою виявляється температура води, регенеративного теплообмінника, при чому перщо надходить з мережі підприємства на охолоший, другий, третій і четвертий холодильникидження конденсаторів холодильної компресорної вологовідокремлювачі сполучені також з абсорбустановки і додаткової низькотемпературної холоційною бромистолітієвою холодильною машиною, дильної машини. Це призводить до підвищення яка сполучена з конденсатором і низькотемператемператури і, як наслідок, тиски компримування в турною холодильною машиною, яка сполучена з холодильній компресорній установці і додатковій випарником, а другий вихід водяного скрубера холодильній машині. У підсумку відбувається знисполучений через насос з другим входом тепложення виходу низькотемпературного рідкого диокобмінника, другий вихід якого сполучений з другим сиду вуглецю і збільшення питомих витрат енергії. входом водяного скрубера. В основу корисної моделі поставлено задачу Новим в корисній моделі, що заявляється, є створити установку високого тиску для виробництнаявність таких додаткових вузлів та елементів: ва низькотемпературного рідкого диоксиду вугле- водяний скрубер; цю, в якій шляхом введення нових елементів та - вологовідокремлювач; іншої схеми сполучення нових і відомих вузлів та - холодильники-вологовідокремлювачі; елементів забезпечити зниження питомих витрат - регенеративний теплообмінник; енергії на виробництво низькотемпературного рід- відокремлювач рідини; кого диоксиду вуглецю, запобігання його втрат в - абсорбційна бромисто-літієва холодильна навколишнє середовище та створення сприятлимашина; вих умов роботи чотириступінчатого компресора. - теплообмінник; Поставлена задача вирішена в установці ви- випарник; сокого тиску для виробництва низькотемператур- низькотемпературна холодильна машина. ного рідкого диоксиду вуглецю, що містить сполуНовизна корисної моделі полягає також в схечені між собою системою технологічних мі сполучення технологічними трубопроводами трубопроводів чотириступінчатий поршневий комвідомих і нових елементів і вузлів установки. пресор, адсорбційний блок осушення, електронаНа креслені зображена заявлена установка. грівник, конденсатор та ізотермічний резервуар Установка високого тиску для виробництва нидля зберігання низькотемпературного рідкого диозькотемпературного рідкого диоксиду вуглецю ксиду вуглецю, тим, що вона додатково містить містить сполучені між собою системою технологічводяний скрубер, вологовідокремлювач, холодиних тр убопроводів водяний скрубер 1, вологовідольники-вологовідокремлювачі, відокремлювач рікремлювач 2, холодильники-вологовідокремлювачі дини, регенеративний теплообмінник, абсорбційну 3, 4, 5, 6, електронагрівник 7, конденсатор 9. бромистолітієву холодильну машину, низькотемНа технологічних трубопроводах установлені пературну холодильну машину, випарник і теплодросельні вентилі 8, 10, 11, 12. Установка також обмінник, при цьому вихід водяного скрубера спомістить насос 13, перший ступінь чотириступінчалучений з вологовідокремлювачем, вихід якого того поршневого компресора 14, другий ступінь сполучений з першим ступенем чотириступінчасчотириступінчатого поршневого компресор 15, того поршневого компресора, вихід якого через третій ступінь чотириступінчатого поршневого перший холодильник-вологовідокремлювач сполукомпресор 16 і четвертий ступінь чотириступінчачений з другим ступенем чотириступінчастого потого поршневого компресор 17. Окрім того устаноршневого компресора, який через другий холодивка містить адсорбційний блок осушення 18, абсольник-вологовідокремлювач сполучений з третім рбційну бромистолітієву холодильну машину 19, 5 36080 6 відокремлювач рідини 20, регенеративний теплоРідкий диоксид вуглецю високого тиску обмінник 21, випарник 22 низькотемпературної (5,5МПа) з відокремлювана рідини 20 подається в холодильної машини 23, ізотермічний резервуар регенеративний теплообмінник 21 і випаровувач для зберігання низькотемпературного рідкого дио22 додаткової низькотемпературної холодильної ксиду вуглецю 24 і теплообмінник 25. машини 23, у яких переохолоджується до темпеПерелічені вузли і елементи установки сполуратури -22°С. Через дросельний вентиль 12 рідкий чені між собою за такою схемою. диоксид вуглецю дроселюється до тиску 1,6МПа в Перший вихід водяного скрубера 1 сполучений ізотермічну ємність 24, з якої і видається споживаз вологовідокремлювачем 2, вихід якого сполучечу. Пари диоксиду вуглецю, що утворилися в ізоний з першим ступенем чотириступінчатого порштермічній ємності, дроселюються через вентиль 11 невого компресора 14, вихід якого через перший у регенеративний теплообмінник 21 до тиску холодильник-вологовідокремлювач 3 сполучений з 0,6МПа, проходять через нього і далі надходять у другим ступенем 15, який через другий холодильтеплообмінник 25 через дросельний вентиль 8. ник-вологовідокремлювач 4 сполучений з третім Після регенеративного теплообмінника 21 паступенем 16, який через третій холодильникри диоксиду вуглецю і гази, що не конденсуються, вологовідокремлювач 5 сполучений з четвертим дроселюються через вентиль 8 до тиску 0,11МПа ступенем 17 чотириступінчатого поршневого компв теплообмінник 25 для охолодження води, що ресора, вихід четвертого ступеня чотириступінчациркулює в скрубері 1. Після теплообмінника 25 того поршневого компресора 17 через четвертий пари направляються в електронагрівник 7 і адсорхолодильник-вологовідокремлювач 6 сполучений з бційний блок осушення 18 для регенерації одного першим входом адсорбційного блока осушення 18, з адсорберів і захолодження його. Потім скидавихід якого сполучений з входом конденсатора 9, ються в атмосферу. вихід якого сполучений з відокремлювачем рідини Конденсація газоподібного диоксиду вуглецю в 20, перший вихід якого через дросельний вентиль основному конденсаторі 9 установки здійснюється 10 сполучений з першим входом регенеративного в результаті циркуляції холодної води, що виробтеплообмінника 21, а другий вихід - з другим вхоляється в абсорбційній бромистолітієвій холодидом регенеративного теплообмінника 21. Перший льній машині 19, яка для вироблення холодної вихід регенеративного теплообмінника 21 сполуводи використовує для своєї роботи теплоту компчений з першим входом випарника 22 низькотемримування диоксиду вуглецю у поршневому комппературної холодильної машини 23, а другий вихід ресорі. Теплоносій, що циркулює між холодильничерез дросельний вентиль 8-з першим входом ками-вологовідокремлювачами 3, 4, 5, 6 і теплообмінника 25, вихід якого через електронаабсорбційною бромистолітієвою холодильною грівник 7 сполучений з другим входом адсорбціймашиною 19, знімає високотемпературну частину ного блока осушення 18, вихід випарника 22 спотеплоти компримування диоксиду вуглецю у комплучений з ізотермічним резервуаром для ресорі від температури кінця стиску до температузберігання низькотемпературного рідкого диоксиду ри 80°С. Залишкова теплота компримування відвуглецю 24, вихід якого через дросельний вентиль водиться за допомогою води, що надходить з 11 сполучений з магістраллю, що з’єднує відокремережі підприємства. Частина холодної води, вимлювач рідини 20 з другим входом регенеративноробленої в абсорбційній бромистолітієвій холодиго теплообмінника 21. Перший 3, другий 4, третій 5 льній машині, подається також для охолодження і четвертий 6 холодильники-вологовідокремлювачі конденсатора додаткової низькотемпературної сполучені також з абсорбційною бромистолітієвою холодильний машини 23. холодильною машиною 19, яка сполучена з конПереохолодження рідкого диоксиду вуглецю денсатором 9 і низькотемпературною холодильперед дроселюванням в ізотермічну ємність 24 ною машиною 23. Другий вихід водяного скрубера здійснюється за допомогою додаткової низькотем1 через насос 13 сполучений з другим входом теппературної холодильної машини 23 у її випарнику лообмінника 25, другий вихід якого сполучений з 22 за рахунок кипіння холодоагенту при темперадругим входом водяного скрубера 1. турі -30°С. Переохолодження рідкого диоксиду Установка працює наступним чином. вуглецю дозволяє знизити кількість пари, що утвоГазоподібний диоксид вуглецю надходить у рюється, і тим самим підвищити вихід рідкого ниводяний скрубер 1, в якому промивається і охолозькотемпературного диоксиду вуглецю. джується водою, що циркулює за допомогою насоРеалізація виробництва низькотемпературного са 13. Після скрубера 1 він проходить вологовідокрідкого диоксиду вуглецю в запропонованій устаремлювач 2 і подається на всмоктування в перший новці дозволить, по-перше, знизити на 1,5МПа ступень 14 чотириступінчатого поршневого компкінцевий тиск нагнітання (з 7 до 5,5МПа) за рахуресора. В компресорі диоксид вуглецю потім стиснок застосування для охолодження основного кається в наступних ступенях компресора 15, 16, конденсатора установки холодної води, виробле17 до тиску 5,5МПа і охолоджується в холодильниної в абсорбційній бромистолітієвій холодильній ках-вологовідокремлювачах 3, 4, 5, 6. Після цього машині, по-друге, збільшити на 40% вихід рідкого він осушується в адсорбційному блоці сушіння 18 і низькотемпературного диоксиду вуглецю за рахуподається в основний конденсатор 9. Далі рідкий нок охолодження конденсатора додаткової низькодиоксид вуглецю зливається у відокремлювач рітемпературної холодильної машини холодною дини 20, з якого гази, що не конденсуються, дроводою, що виробляється в абсорбційній бромисселюються через вентиль 10 до тиску 0,6МПа в толітієвій холодильній машині. Все це дасть можрегенеративний теплообмінник 21. ливість збільшити виробництво рідкого низькотемпературного диоксиду вуглецю на 45%, що складе 7 36080 8 97% від диоксиду вуглецю, що стискається чотивуглекислотної станції, що виробляє 10т/г низькориступінчатим компресором, а питомі витрати температурного рідкого диоксиду вуглецю, річна енергії знизити на 50%, тобто до 0,14кВт·г/кг. Для економія електроенергії становить 11,2млн. кВт·г. Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 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