正文 任務一 二氧化碳的利用(3 / 3)

螺杆多級冷凝機組的蒸發溫度可達-45℃,與普通單級製冷機組相比,製冷量及製冷係數均大幅提高,冷量增加35%,製冷係數增加了24%,蒸發麵積減少10%~15%等優點,是理想的供冷設備。

②冷凝液化器:冷凝液化器即為製冷劑的蒸發器,液體製冷劑在冷凝液化器中吸收氣體二氧化碳的熱量蒸發成氣體,氣體二氧化碳因放熱而發生相變成液體二氧化碳。

冷凝液化器有列管式熱交換器,其缺點是傳熱係數低,所需換熱麵積大,工作壓力較高,設備投資大。板翅式熱交換器具有單位體積的傳熱麵積顯著增加優勢,但此設備的製造質量要求嚴格。

(5)低溫液體二氧化碳貯罐。

經冷凝液化後的低溫液體二氧化碳流入貯罐貯放,它由耐低溫容器鋼製成。按壓力容器規範設計製作,一般工作壓力為1.6~2.5MPa。工作溫度-26℃,罐內設有自動控製的小型供冷係統裝置。此罐也可製成真空夾套保溫結構。

罐體裝有低溫液位顯示裝置和高位報警裝置,同時還設有雙組超高壓報警和泄放裝置。由於液體二氧化碳經噴射降壓會發生相變產生幹冰,而幹冰在-78.9℃時會使罐體溫度驟然下降影響鋼材強度,在罐體使用過程中嚴禁上述現象發生,確保安全運行。

2.常溫高壓液化

(1)方法采用提高壓力使氣體二氧化碳在常溫條件下變為液體的過程。當溫度為31.16℃,壓力為7.16MPa時開始液化,壓縮機按壓縮比有三級壓縮或四級壓縮,每級壓縮後通過冷卻器和氣液分離器,在夏季氣溫升高時壓縮機的壓力可高達8.1MPa左右或更高。液體二氧化碳貯存在壓力為15MPa、體積為3842L的高壓鋼瓶內(鋼瓶的充裝係數0.6,即每個鋼瓶僅能灌裝25kg的液體二氧化碳)。

(2)特點優點:高壓法具有工藝簡單、設備少、不需低溫製冷設備等;缺點:高壓設備投資增加、貯存鋼瓶重量大、液體二氧化碳產品損失等。

三、固體二氧化碳的生產

固體二氧化碳,即幹冰,其製法是由液體二氧化碳經節流膨脹,再經幹冰壓縮機壓縮而得。成品分為雪花粉狀和晶體塊狀,外觀與冰相似,能不經過液體而直接變成氣體,常壓下CO2固體升華損失的質量約為1%。

幹冰通常作為冷凍食品、保鮮食品運輸車的冷凍劑以及放入蔬菜、水果等食品包裝袋中作為防腐保鮮劑使用。

幹冰生產過程是從氣體CO2與液體CO2中排出足量的熱量,並將其變成固體冰。液體CO2在1.138×105Pa壓力下必須冷卻到-79℃以下才能固化。因此CO2固化過程實質是降溫冷卻的過程。

節流膨化是將高壓流體在絕熱且不對外做功的條件下,流經節流膨化閥(或噴嘴)迅速膨脹至低壓的過程,它是一個降壓降溫的過程,為了使它降溫到-79℃,要求節流膨脹獲得較大的壓力降。其製作過程為:液體二氧化碳進入膨脹箱,壓力降至117.6kPa表壓,溫度降為-31℃,然後噴進壓冰機的固化室再度膨化,在三相點條件下(51.74kPa絕對壓力,-56.6℃),液體二氧化碳變成雪花狀的固體二氧化碳。最後在壓冰機中用20.6MPa壓力,把雪花狀固體二氧化碳壓成大的硬冰塊,取出盛於有隔熱層的幹冰箱中貯運,即成為幹冰產品。