Холодильна компресорна установка 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, відокремлювач рідини, абсорбційну бромистолітієву холодильну машину та регенеративний теплообмінник, при цьому вихід водяного скрубера сполучений з вологовідокремлювачем, вихід якого сполучений з першим ступенем чотириступінчатого поршневого U 2 36081 1 3 36081 4 Відома також холодильна компресорна устанизькотемпературного рідкого диоксиду вуглецю і новка високого тиску для виробництва низькотемзапобігання його втрат в навколишнє середовище. пературного рідкого диоксиду СО2, до складу якої Поставлена задача вирішена в холодильній введене устаткування для видобутку артезіанської компресорній установці високого тиску для виробводи з температурою 15°С, що подається для охоництва низькотемпературного рідкого диоксиду лодження конденсатора [см. Пименова Т.Ф. Проивуглецю, що містить сполучені між собою систезводство и применение сухого льда, жидкого и мою технологічних тр убопроводів чотириступінчагазообразного диоксида углерода. - М.: Лёгкая и тий поршневий компресор, адсорбційний блок пищевая промышленность, 1982. - 208с]. У такій осушення, електронагрівник, конденсатор та ізоустановці можна підтримувати температуру контермічний резервуар для зберігання низькотемпеденсації CQ2 на 10°С нижче, ніж у випадку охолоратурного рідкого диоксиду вуглецю тим, що вона дження його водою з мережі підприємства. додатково містить водяний скрубер, вологовідокНедолік вказаної установки полягає в тому, що ремлювач, холодильники-вологовідокремлювачі, в його основі лежить рішення, яке має вкрай обвідокремлювач рідини, абсорбційну бромистолітіємежене застосування і до того ж лише на декілька ву холодильну машину та регенеративний тепловідсотків (до 5%) знижує питомі витрати енергії на обмінник, при цьому вихід водяного скрубера сповиробництво низькотемпературного рідкого диоклучений з вологовідокремлювачем, вихід якого сиду вуглецю. сполучений з першим ступенем чотириступінчатоНайбільш близькою до корисної моделі, що го поршневого компресора, вихід якого через перзаявляється, є холодильна компресорна установка ший холодильник-вологовідокремлювач сполучевисокого тиску для виробництва низькотемператуний з другим степенем, який через другий рного рідкого диоксиду СО2 [см. Пименова Т.Ф. холодильник-вологовідокремлювач сполучений з Производство и применение сухого льда, жидкого третім ступенем, який через третій холодильники газообразного диоксида углерода. - М.: Лёгкая и вологовідокремлювач сполучений з четвертим пищевая промышленность, 1982. - 208с]. Вказана ступенем чотириступінчатого поршневого компреустановка містить сполучені між собою системою сора, вихід якого через четвертий холодильниктехнологічних тр убопроводів чотириступінчатий вологовідокремлювач сполучений з першим вхопоршневий компресор, адсорбційний блок осудом адсорбційного блока осушення, вихід якого шення, електронагрівник, конденсатор, дросельсполучений з входом конденсатора, вихід якого ний вентиль і резервуар для зберігання низькотесполучений з відокремлювачем рідини, перший мпературного рідкого диоксиду вуглецю. вихід якого сполучений з першим входом регенеДана установка обрана прототипом. ративного теплообмінника, а другий вихід - через Прототип і установка, що заявляється, мають дросельний вентиль з другим входом регенератитакі спільні вузли і елементи: вного теплообмінника, перший вихід якого через - чотириступінчатий поршневий компресор; дросельний вентиль сполучений з входом ізотер- адсорбційний блок осушення; мічного резервуара для зберігання низькотемпе- електронагрівник; ратурного рідкого диоксиду вуглецю, ви хід якого - конденсатор; через дросельний вентиль сполучений з магіст- ізотермічний резервуар для зберігання низьраллю, що з'єднує відокремлювач рідини з другим котемпературного рідкого диоксиду вуглецю. входом регенеративного теплообмінника, причому Однак ефективність відокремлення рідини виперший, другий, третій і четвертий холодильникиявляється низькою через те, що одночасно з газавологовідокремлювачі сполучені також з абсорбми, які не конденсуються, із нього відводяться на ційною бромистолітієвою холодильною машиною, всмоктування до четвертого ступеня багатоступіняка сполучена з конденсатором, а другий ви хід чатого компресору і пари СО2. Це призводить, порегенеративного теплообмінника через дросельперше, до перевантаження четвертого ступеня ний вентиль сполучений з входом електронагрівкомпресора і збільшення зносу його циліндроника, вихід якого сполучений з адсорбційним блопоршневої групи, по-друге, до повернення газів, ком осушення. що не конденсуються, до відокремлювача рідини, Новим в корисній моделі, що заявляється, є по-третє, до збільшення тиску конденсації і, як наявність додаткових вузлів та елементів: наслідок, до збільшення витрат електроенергії. - водяний скрубер; Дане рішення в зв'язку з цим не сприяє зниженню - вологовідокремлювач; питомої витрати електроенергії, яка в кращому - холодильники-вологовідокремлювачі; випадку становить 0,35кВт·г/кг. - відокремлювач рідини; Великі питомі витрати енергії на виробництво - абсорбційна бромистолітієва холодильна низькотемпературного рідкого диоксиду вуглецю і машина; несприятливі умови роботи чотириступінчатого - регенеративний теплообмінник. компресору, що зумовлені збільшенням витрат Новою також є схема сполучення відомих і догазу через його четвертий ступінь. датково введених в установку вузлів та елементів. В основу корисної моделі поставлено задачу Зв'язок між сукупністю заявлених ознак і досягненстворити холодильну компресорну установку виням заявленого результату можна пояснити насокого тиску для виробництва низькотемпературступним. ного рідкого диоксиду вуглецю, в якій шляхом вве1. Використання холодної води з температудення нових елементів та іншої схеми сполучення рою 5°С, виробленої в абсорбційній бромистолітінових і відомих вузлів та елементів забезпечити євій холодильній машині, дозволяє знизити темпезниження питомих витрат енергії на виробництво ратур у конденсації СО2 на 20°С у порівнянні з її 5 36081 6 значенням у випадку охолодження його водою з 19, яка сполучена з конденсатором 9, а другий мережі підприємства. Це призводить до зниження вихід регенеративного теплообмінника 21 через тиску конденсації і, відповідно, тиску нагнітання дросельний вентиль 8 сполучений з входом елекбагатоступінчатого поршневого компресора з 7 до тронагрівника 7, вихід якого сполучений з адсорб5,5МПа. ційним блоком осушення 18. 2. Для забезпечення роботи абсорбційної Принцип дії установки полягає в наступному. бромистолітієвої холодильної машини використоГазоподібний диоксид вуглецю надходить у водявується високотемпературна частина теплоти, що ний скрубер 1, в якому промивається і охолоджувідводиться від СО2, який послідовно стискається ється водою, що циркулює за допомогою насоса в усіх ступенях компресора. 13. Після скрубера 1 газоподібний СО2 подається Заявлена холодильна компресорна установка на всмоктування в перший ступень 14 чотиристузображена на кресленні. пінчатого компресора, попередньо пройшовши Холодильна компресорна установка високого вологовідокремлювач 2. В компресорі СО2 потім тиску для виробництва низькотемпературного рідстискується в наступних ступенях стиску 15, 16, 17 кого диоксиду вуглецю містить сполучені між содо тиску 5,5 МПа і охолоджується в холодильникахбою системою технологічних трубопроводів водявологовідокремлювачах 3, 4, 5, 6. Міжступінчате і ний скрубер 1, вологовідокремлювач 2, кінцеве охолодження СО2 здійснюється теплоносіхолодильники-вологовідокремлювачі 3, 4, 5, 6, єм, а потім водою. Теплоносій циркулює між абсоелектронагрівник 7, конденсатор 9. рбційною бромистолітієвою холодильною машиНа трубопроводах установлені дросельні венною 19 і зазначеними вище холодильниками. При тилі 8, 10, 11, 12. Водяний скрубер 1 забезпечений цьому теплоносій відводить високотемпературну насосом 13. Установка також містить перший стучастину теплоти компримування, що використовупінь чотириступінчатого поршневого компресора ється в абсорбційної бромистолітієвій холодильній 14, другий ступінь 15, третій ступінь 16, четвертий машині 19 для вироблення холодної води, що заступінь 17, а також адсорбційний блок осушення стосовується для конденсації газоподібного СО2 у 18, абсорбційну бромистолітієву холодильну маконденсаторі 9. шину 19, відокремлювач рідини 20, регенеративПісля компресора газоподібний СО2 високого ний теплообмінник 21, та ізотермічний резервуар тиску проходить адсорбційний блок осушення 18 і для зберігання низькотемпературного рідкого диопотім конденсатор 9, після якого накопичується в ксиду вуглецю 22. рідкому виді у відокремлювані рідини 20. В ньому Перелічені елементи і вузли установки сполувідбувається відділення газів, що не конденсуютьчені між собою за такою схемою. ся, від рідкого диоксиду вуглецю високого тиску. З Вихід водяного скрубера 1 сполучений з волонижньої частини відокремлювана рідини 20 рідкий говідокремлювачем 2, вихід якого сполучений з диоксид вуглецю надходить для переохолодження першим ступенем чотириступінчатого поршневого в регенеративний теплообмінник 21. Потім він компресора 14, вихід якого через перший холодидроселюється через вентиль 12 до тиску 1,6МПа в льник-вологовідокремлювач 3 сполучений з друізотермічну ємність 22 для зберігання низькотемгим ступенем 15, який через другий холодильникпературного рідкого диоксида вуглецю. вологовідокремлювач 4 сполучений з третім стуПари СО2 з ізотермічної ємності 22 дроселюпенем 16, який через третій холодильникються через вентиль 11 до тиску 0,6МПа. Вони вологовідокремлювач 5 сполучений з четвертим перед надходженням у регенеративний теплообступенем 17 чотириступінчатого поршневого компмінник 21 попередньо змішуються з СО2, що дроресора, вихід якого через четвертий холодильникселюється через дросельний вентиль 10 до тиску вологовідокремлювач 6 сполучений з першим вхо0,6МПа з відокремлювача рідини 20. Разом з падом адсорбційного блока осушення 18, вихід якого рами СО2 відокремлювач рідини 20 залишаються і сполучений з входом конденсатора 9, вихід якого гази, що не конденсуються. Далі пари СО2 і гази, сполучений з відокремлювачем рідини 20, перший що не конденсуються, дроселюються через венвихід якого через дросельний вентиль 11 сполучетиль 8 до тиску 0,11МПа і подаються на регенераний з першим входом регенеративного теплообцію і захолодження одного з адсорберів блоку мінника 21, а другий вихід - з другим входом регеосушення 18. Гази перед регенерацією проходять неративного теплообмінника 21, перший вихід попередньо електронагрівник 7. Після адсорбційякого через дросельний вентиль 12 сполучений з ного блоку осушення 18 пари СО2 і гази, що не входом ізотермічного резервуара для зберігання конденсуються, викидаються в атмосферу. низькотемпературного рідкого диоксиду вуглецю При виробництві низькотемпературного рідко22, вихід якого через дросельний вентиль 11 спого диоксиду вуглецю в заявленій установці питому лучений з магістраллю, що з'єднує відокремлювач витрату електроенергії можна знизити на 25% і рідини 20 з другим входом регенеративного тепдовести цей показник до 0,24кВт·год. лообмінника 21, при чому перший 3, другий 4, треДля вуглекислотної станції, продуктивністю тій 5 і четвертий 6 холодильники10т/год. низькотемпературного рідкого диоксиду вологовідокремлювачі сполучені також з абсорбвуглецю, річна економія електроенергії становить ційною бромисто-літієвою холодильною машиною 6,4млн. кВт·год. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 36081 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