[實用新型]深冷柱塞式干冰機

有效

• 申請號: 201720262994.3
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN206735807U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 尹小林
• 申請（專利權）人: 長沙紫宸科技開發有限公司
• 主分類號: C01B32/55
• 分類號: C01B32/55
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙)43205
• 代理人: 李林鳳,寧星耀

技術領域

本實用新型涉及制備干冰的裝置，具體是涉及一種利用深冷技術和柱塞液壓將液態二氧化碳壓制固化制備干冰的裝置。

背景技術

二氧化碳于常溫下是無色、無味的氣體,分子量為44,在標準狀況下密度為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CO₂處于-56.57℃時，其為三相點即氣態、液態、固態共存；當溫度處于31.06℃～-56.57℃時，CO₂為氣態、液態共存；當溫度處于-56.57℃～-78.45℃時，CO₂為氣態、固態共存。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時變為固體。液態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的約1/764。液體二氧化碳蒸發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。液態二氧化碳減壓迅速蒸發時，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。

隨著社會環境保護意識的提高，工業碳減排技術的推廣如CCS技術的應用，捕集的二氧化碳轉化為液態二氧化碳，大量的液態二氧化碳的穩定儲存或應用將成為一個新的技術難題，而將液態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的1/764。干冰因其吸熱可直接升華為體積數百倍的氣體，且無殘留、無毒、無味、不燃及可滅菌特性，應用日益廣泛，可應用于餐飲、食品、化工、醫藥、衛生、工業、影視、氣象等行業及其清洗技術中。

當前，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再經節流膨脹降溫，部分液態CO₂轉化為雪狀固態后進入干冰機成型制備干冰；中低壓法可實現氣體CO₂在低溫條件（如深冷技術）下液化，再經節流膨脹進一步降溫，部分液態CO₂轉化為雪狀固態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。