[實用新型]一種CO2氣體冷凍裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720940223.5
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN207095078U
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁文清;劉向波
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇鴻源動力科技有限公司
• 主分類號: F25B9/14
• 分類號: F25B9/14;G01N1/42;G01N1/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種CO2氣體冷凍裝置，將混合氣體中的CO2冷凍后，通過抽真空的方式去除雜氣，獲得高純CO2氣體。

背景技術(shù)

某些工業(yè)應(yīng)用如同位素生產(chǎn)工藝中，需要通過與水反應(yīng)獲得CO2氣體進行分析，但是過程中還會產(chǎn)生其他雜氣，現(xiàn)階段，去除雜氣一般是通過液氮冷凍的方法，將氣體容器整體浸泡在液氮中，其中的 CO2 被冷凍成霜附著在容器內(nèi)壁面，抽真空除去雜氣后，把液氮杯拿掉，使CO2氣化，即可得到較純的 CO2氣體。理論上，上述 CO2 氣體純化方案是可行的，然而實際應(yīng)用卻不很理想，主要存在兩個問題：一是液氮的精準控溫無法實現(xiàn)。液氮溫區(qū)在77°K(-196℃)附近，其冷量很大，難以精準控溫，因此，CO2氣體被冷凍的同時，雜氣中也有其它成分的氣體被冷凍，無法有效分離去除、獲得高純度CO2氣體。二是在工業(yè)實際應(yīng)用中，偏遠地區(qū)液氮的購買和運輸受到一定限制，小量、多批次的系列試驗中，如果現(xiàn)場液氮被消耗完畢，獲得新的液氮時間不確定，存在試驗無法有效完成的風險。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述工業(yè)應(yīng)用中，CO2氣體冷凍工藝中無法精準控溫、純度達不到要求的問題，本實用新型提出一種基于斯特林制冷機的CO2氣體冷凍裝置，不但可以精準控溫有效冷凍CO2氣體、去除雜氣，而且免除了液氮使用，方便用戶的同時，為系列試驗提供可靠冷源。

實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種CO2氣體冷凍裝置主要包括：專用斯特林制冷機、低溫冷腔、氣體取樣管、儲冷管、絕熱罩、絕熱材料、專用溫控器。常壓下CO2氣體冷凍需要的溫度為：-78.5℃，專用的斯特林制冷機可在10分鐘內(nèi)快速降溫至-100℃以下，并可根據(jù)用戶需要精準控溫、將低溫冷腔和氣體取樣管降溫并保持在-80℃左右，滿足CO2氣體冷凍需要，由于此溫區(qū)下，過程中的其它雜氣仍然保持氣態(tài)，易于通過抽真空方式去除。

該實用新型的有益效果是，通過精準控溫冷凍CO2氣體、有效去除雜氣，而且免除了液氮使用，為系列試驗提供可靠冷源。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所涉及的一種CO2氣體冷凍裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、專用斯特林制冷機 2、儲冷管 3、低溫冷腔 4、氣體取樣管 5、絕熱罩 6、絕熱材料 7、專用溫控器。

具體實施方式

如圖1所示，低溫冷腔（3）置于專用斯特林制冷機（1）的儲冷管（2）之上，氣體取樣管（4）內(nèi)置于低溫冷腔中，絕熱罩（5）將儲冷管（2）、低溫冷腔（3）封閉在其內(nèi)腔中，并用發(fā)泡劑等絕熱材料（6）填充保溫，氣體取樣管（4）一端自絕熱罩（5）中心伸出。本冷凍裝置工作時，通過專用溫控器（7）可啟動、控制專用斯特林制冷機（1），快速將低溫冷腔（3）和氣體取樣管（4）降溫并保持在-80℃左右，將CO2氣體冷凍在氣體取樣管（4）內(nèi)壁上。

氣體取樣管（4）伸出絕熱罩部分，可與真空系統(tǒng)管路連接，開啟真空系統(tǒng)即可抽取去除雜氣，之后真空系統(tǒng)關(guān)閉，專用斯特林制冷機（1）停止工作，CO2固體升華氣化后，即可獲得需要的高純CO2氣體。