[發(fā)明專利]一種泵壓式干冰機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710154573.3
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106744957B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹小林
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙紫宸科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: C01B32/55
• 分類號: C01B32/55
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所(普通合伙) 43205
• 代理人: 李林鳳;寧星耀

一種泵壓式干冰機，包括高壓泵、高壓固化室、循環(huán)冷卻器，高壓泵與高壓固化室通過液壓管道相連通，高壓泵將液態(tài)二氧化碳壓入高壓固化室，以高壓泵的輸出壓力促使液態(tài)二氧化碳在高壓固化室內(nèi)體積收縮固化成型為干冰，高壓固化室設(shè)置于循環(huán)冷卻器內(nèi)，以循環(huán)冷卻器內(nèi)的熱交換器移除液態(tài)二氧化碳壓縮固化為干冰所釋放的熱量。本發(fā)明干冰產(chǎn)率高，投資較小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制備干冰的裝置，具體是涉及一種利用高壓泵直接將液態(tài)二氧化碳壓縮固化制備干冰的裝置。

背景技術(shù)

二氧化碳于常溫下是無色、無味的氣體,分子量為44,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為1.977g/L，比重約為空氣的1.5倍；在水中的溶解度隨著溫度的升高而降低，隨壓力的升高而增加,溫度為0℃,壓力為0.1MPa時,溶解度為1.79Ncm³/g,而在溫度相同,壓力為1.0MPa時,其溶解度為15.92Ncm³/g，20℃常壓下每100體積水可溶88體積二氧化碳，二氧化碳溶于水一部分跟水反應(yīng)生成碳酸；二氧化碳的臨界點溫度為31.06℃,臨界壓力為7.382MPa,臨界密度為468kg/m³；熔點（三相點溫度）為-56.57℃，三相點壓力為0.416MPa；沸點為-78.45℃(升華為干冰)；當(dāng)CO₂處于-56.57℃時，其為三相點即氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)共存；當(dāng)溫度處于31.06℃～-56.57℃時，CO₂為氣態(tài)、液態(tài)共存；當(dāng)溫度處于-56.57℃～-78.45℃時，CO₂為氣態(tài)、固態(tài)共存。在大氣條件下,二氧化碳不能以液體的形式存在。在20℃時，將二氧化碳加壓到5.73Mpa即可變成無色液體，一般于常溫下7.092MPa(70大氣壓)液化成無色液體，液體二氧化碳密度1.101g/cm³，常壓縮在鋼瓶中儲存，在－56.6℃、0.527Mpa時變?yōu)楣腆w。液態(tài)二氧化碳的密度受壓力的影響甚微,而受溫度的影響則較大,如31.0℃時,密度為463.9kg/m³,-30℃時密度為1074.2kg/m。二氧化碳液化后體積僅為氣體二氧化碳的約1/356,固化成形后體積僅為氣態(tài)的約1/764。液體二氧化碳蒸發(fā)時或在加壓冷卻時可凝成固體二氧化碳，俗稱“干冰”，是一種低溫致冷劑，密度為1.56g/cm³。液態(tài)二氧化碳減壓迅速蒸發(fā)時，一部分氣化吸熱，另一部分驟冷變成雪狀固體，將雪狀固體壓縮，成為冰狀固體“干冰”，干冰在0.1-0.13MPa、－78.5℃時可直接升華變成氣體。

隨著社會環(huán)境保護意識的提高，工業(yè)碳減排技術(shù)的推廣如CCS技術(shù)的應(yīng)用，捕集的二氧化碳轉(zhuǎn)化為液態(tài)二氧化碳，大量的液態(tài)二氧化碳的穩(wěn)定儲存或應(yīng)用將成為一個新的技術(shù)難題，而將液態(tài)二氧化碳固化制干冰則是一個有效的出路，干冰即固化成型的二氧化碳，二氧化碳液化后體積收縮至氣體二氧化碳的1/356，固化成型后體積收縮至氣態(tài)的1/764。干冰因其吸熱可直接升華為體積數(shù)百倍的氣體，且無殘留、無毒、無味、不燃及可滅菌特性，應(yīng)用日益廣泛，可應(yīng)用于餐飲、食品、化工、醫(yī)藥、衛(wèi)生、工業(yè)、影視、氣象等行業(yè)及其清洗技術(shù)中。

當(dāng)前，CO₂液化及干冰制備可分為高壓法（8MPa）和中壓法（1.6MPa～2.5MPa）、低壓法（0.7MPa～0.9MPa）。高壓法可實現(xiàn)氣體CO₂在常溫下液化，壓縮機一般為三級壓縮或四級壓縮，能耗非常大，液化CO₂再經(jīng)節(jié)流膨脹降溫，部分液態(tài)CO₂轉(zhuǎn)化為雪狀固態(tài)后進入干冰機成型制備干冰；中低壓法可實現(xiàn)氣體CO₂在低溫條件（如深冷技術(shù)）下液化，再經(jīng)節(jié)流膨脹進一步降溫，部分液態(tài)CO₂轉(zhuǎn)化為雪狀固態(tài)后進入干冰機成型制備干冰，壓縮機功耗相對高壓法低很多。