CN109282574A - 一种以氨热泵制冷回收干冰气相的装置及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种以氨热泵制冷回收干冰气相的装置及生产方法;包括二氧化碳原料液储罐、二氧化碳原料液储罐与干冰制造机的二氧化碳进口相连、干冰制造机的干冰出口与干冰保温箱相连,干冰制造机的二氧化碳气相出口依次通过二氧化碳增压压缩机、高效除油器、蒸发器的管程与干冰制造机的二氧化碳进口相连;螺杆式制冷压缩机的出口依次通过冷凝器的管程、储液器、三通、经济器壳程、蒸发器的壳程和与螺杆式制冷压缩机的进口相连;第一三通的第三端通过第三调节阀和经济器管程与热泵制冷冰机的补气口相连;具有工艺流程简单、操作简便、运行稳定、低能耗、运行安全可靠、产品单位电耗低、降低生产成本而且品质不变。
Description
技术领域
本发明属于生产干冰生产技术领域,具体涉及一种以氨热泵制冷回收干冰气相的装置及生产方法。
背景技术
干冰是固态二氧化碳,它具有-78.5℃的低温,吸热升华为气体,无味、无毒、无残留,有抑制细菌繁殖的作用,广泛用于磨具行业清洗、石油化工电力、食品制药行业、印刷行业、汽车及船舶行业、冷藏运输领域和消防领域等。液态二氧化碳生产干冰,必须先使其冷却,方法主要有两种:一种是外部排热法,即在一定压力作用下,通过换热器表面接触将液体二氧化碳冷却至其温度低于三相点。另一种是内部排热法,即是使部分二氧化碳蒸发带走一部分热量,使剩余的二氧化碳继续冷却并固化为干冰,这种方法也就是目前普遍采用的工业化生产干冰的方法;采用干冰机直接制取干冰的生产过程中,优点有设备少、操作容易、工艺简单、维修方便、产品质量好,但是如果没有气态二氧化碳回收装置,每吨干冰需消耗液体二氧化碳4-5吨之多,增大了干冰的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种结构简单、工艺流程设计合理、操作方便、运行稳定、低能耗和采用制冷液化技术的以氨热泵制冷回收干冰气相的装置及生产方法。
本发明的目的是这样实现的:包括二氧化碳原料液储罐、二氧化碳原料液储罐与干冰制造机的二氧化碳进口相连、干冰制造机的干冰出口与干冰保温箱相连,所述干冰制造机的二氧化碳气相出口依次通过二氧化碳增压压缩机、高效除油器、蒸发器的管程与干冰制造机的二氧化碳进口相连;螺杆式制冷压缩机的出口依次通过冷凝器的管程、储液器、三通、经济器壳程、蒸发器的壳程和与螺杆式制冷压缩机的进口相连;第一三通的第三端通过第三调节阀和经济器管程与热泵制冷冰机的补气口相连。
优选地,所述二氧化碳原料液储罐与干冰制造机的二氧化碳进口之间设有第一调节阀。
优选地,所述冷凝器的壳程下部设有循环水进口管道,冷凝器的壳程上部设有循环水出口管道。
优选地,所述储液器的侧壁上开设有液氨补入口,液氨补入口通过带第二调节阀的管道与液氨槽出口相连。
优选地,所述二氧化碳增压压缩机和螺杆式制冷压缩机均为螺杆压缩机;
优选地,所述蒸发器、冷凝器和经济器均为列管换热器。
一种以氨热泵制冷回收干冰机气相的装置的生产方法,包括如下步骤:
步骤一:原料液储罐中的原料液通过第一调节阀和干冰制造机的二氧化碳进口进入干冰制造机内制取干冰,成品干冰通过干冰制造机的干冰出口进入干冰保温箱中储存;干冰制造机制取干冰的过程中气化溢出的气相二氧化碳由二氧化碳气相出口进入二氧化碳增压压缩机内;所述的原料液:纯度为99.99%的液体二氧化碳,温度为:-20℃,压力为:1.6Mpa,流量为:480Nm3/h;
步骤二:步骤一中所述进入二氧化碳增压压缩机内的气相二氧化碳在二氧化碳增压机中进行增压,增压后的气相二氧化碳依次进入高效除油器和蒸发器的管程中;所述进入二氧化碳增压压缩机内的气相二氧化碳的压力为:20kpa,温度为:-78℃~-65℃,气相率为1;二氧化碳增压压缩机出口的气相二氧化碳温度为:25℃,压力为:1.2Mpa;经过蒸发器的管程后二氧化碳冷凝为液相,其温度为:-30℃,压力为1.2Mpa;所述经过高效除油器后的二氧化碳气体中的油含量≤1ppm;
步骤三:通过蒸发器管程的液相二氧化碳通过干冰制造机的二氧化碳进口进入干冰制造机内继续制取干冰,并重复上述步骤一至步骤二;
步骤四:螺杆式制冷压缩机对氨气进行压缩,并将其压缩至1.4Mpa;压缩后的氨气通过冷凝器的管程与循环水进行换热使压缩后的气氨液化液氨,成为;压力为1.4Mpa的氨气对应的蒸发温度为37℃;循环水的压力为0.2-0.4Mpa,温度为:25-35℃;
步骤五:液氨通过管道进入储液器中缓冲后,一部分液氨经过三通的第三端以及第三控制阀节流后进入经济器的管程,以热量膨胀的方式进行进一步冷却去降低另一部分进入经济器的壳程的液氨,经济器壳程过冷后的液氨进入蒸发器的壳程内,蒸发器壳程中的液氨与蒸发器管程中的二氧化碳气体进行换热,并使二氧化碳气体冷凝为液相,上述换热过程中液氨变为氨气并重新进入螺杆式制冷压缩机进行压缩;经济器管程气态氨通过螺杆式制冷压缩机的补气口进入螺杆式制冷压缩机内重新进行压缩;所述蒸发器的壳程出口处循环气的温度为-36.9℃,压力为0.02Mpa;所述过冷后的液氨温度为8℃,压力为1.4Mpa;
步骤六:当步骤四以及步骤五中氨气运行一段时间有损耗后,可通过调节第二调节阀,使液氨槽内的液氨通过液氨槽出口、第二调节阀以及液氨补入口进入储液器内进行补液。
本发明采用热泵制冷液化方式,回收干冰机气相二氧化碳,干冰制取率达到100%,具有显著的经济效益,其填补了国内干冰制造气相回收的空白,与传统干冰制造技术相比,本发明具有如下优点:1.该回收装置采用的二氧化碳压缩机和制冷机组均采用螺杆式压缩机组,整体生命周期内无日常检修工作;2.二氧化碳增压压缩机和螺杆式制冷压缩机均为螺杆压缩机,螺杆压缩机内件为滑阀,负荷采用滑阀调节,负荷增减过程稳定,低负荷运行能耗较其他装置低45%;3.气相回收后生成的干冰品质不变;具有工艺流程简单、操作简便、运行稳定、低能耗、运行安全可靠、产品单位电耗低、降低生产成本而且品质不变。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式,在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。
如图1所示,本发明为一种以氨热泵制冷回收干冰气相的装置及生产方法,其中装置部分包括二氧化碳原料液储罐1、二氧化碳原料液储罐1与干冰制造机2的二氧化碳进口9相连、干冰制造机2的干冰出口与干冰保温箱10相连,其特征在于:所述干冰制造机2的二氧化碳气相出口依次通过二氧化碳增压压缩机3、高效除油器4、蒸发器5的管程与干冰制造机2的二氧化碳进口9相连;螺杆式制冷压缩机6的出口依次通过冷凝器7的管程、储液器8、三通19、经济器17壳程、蒸发器5的壳程和与螺杆式制冷压缩机6的进口相连;第一三通19的第三端通过第三调节阀18和经济器17管程与热泵制冷冰机6的补气口20相连。所述二氧化碳原料液储罐1与干冰制造机2的二氧化碳进口9之间设有第一调节阀13。所述冷凝器7的壳程下部设有循环水进口管道15,冷凝器7的壳程上部设有循环水出口管道16。所述储液器8的侧壁上开设有液氨补入口11,液氨补入口11通过带第二调节阀14的管道与液氨槽12出口相连。所述二氧化碳增压压缩机3和螺杆式制冷压缩机6均为螺杆压缩机;所述蒸发器5、冷凝器7和经济器17均为列管换热器。
一种以氨热泵制冷回收干冰机气相的装置的生产方法,包括如下步骤:
步骤一:原料液储罐1中的原料液通过第一调节阀13和干冰制造机2的二氧化碳进口9进入干冰制造机2内制取干冰,成品干冰通过干冰制造机2的干冰出口进入干冰保温箱10中储存;干冰制造机2制取干冰的过程中气化溢出的气相二氧化碳由二氧化碳气相出口进入二氧化碳增压压缩机3内;所述的原料液:纯度为99.99%的液体二氧化碳,温度为:-20℃,压力为:1.6Mpa,流量为:480Nm3/h;
步骤二:步骤一中所述进入二氧化碳增压压缩机3内的气相二氧化碳在二氧化碳增压机3中进行增压,增压后的气相二氧化碳依次进入高效除油器4和蒸发器5的管程中;所述进入二氧化碳增压压缩机3内的气相二氧化碳的压力为:20kpa,温度为:-78℃~-65℃,气相率为1;二氧化碳增压压缩机3出口的气相二氧化碳温度为:25℃,压力为:1.2Mpa;经过蒸发器5的管程后二氧化碳冷凝为液相,其温度为:-30℃,压力为1.2Mpa;所述经过高效除油器4后的二氧化碳气体中的油含量≤1ppm;
步骤三:通过蒸发器5管程的液相二氧化碳通过干冰制造机2的二氧化碳进口9进入干冰制造机2内继续制取干冰,并重复上述步骤一至步骤二;
步骤四:螺杆式制冷压缩机6对氨气进行压缩,并将其压缩至1.4Mpa;压缩后的氨气通过冷凝器7的管程与循环水进行换热使压缩后的气氨液化液氨,成为;压力为1.4Mpa的氨气对应的蒸发温度为37℃;循环水的压力为0.2-0.4Mpa,温度为:25-35℃;
步骤五:液氨通过管道进入储液器8中缓冲后,一部分液氨经过三通19的第三端以及第三控制阀18节流后进入经济器17的管程,以热量膨胀的方式进行进一步冷却去降低另一部分进入经济器17的壳程的液氨,经济器17壳程过冷后的液氨进入蒸发器5的壳程内,蒸发器5壳程中的液氨与蒸发器5管程中的二氧化碳气体进行换热,并使二氧化碳气体冷凝为液相,上述换热过程中液氨变为氨气并重新进入螺杆式制冷压缩机6进行压缩;经济器17管程气态氨通过螺杆式制冷压缩机6的补气口20进入螺杆式制冷压缩机6内重新进行压缩;所述蒸发器5的壳程出口处循环气的温度为-36.9℃,压力为0.02Mpa;所述过冷后的液氨温度为8℃,压力为1.4Mpa;
步骤六:当步骤四以及步骤五中氨气运行一段时间有损耗后,可通过调节第二调节阀14,使液氨槽12内的液氨通过液氨槽12出口、第二调节阀14以及液氨补入口11进入储液器8内进行补液。
本发明工艺工艺方法的优势在于以干冰机气相为原料生产干冰,一方面实现了干冰机放空尾气的再利用,另一方面保证了产品质量的不变;本发明的工艺方法结合现有干冰制造基础上进行工艺改进和创新,解决了传统干冰制造过程中,原料损耗大和设备能耗大等问题,热泵制冷是通过螺杆制冷冰机控制液氨气相压力,通过液氨与二氧化碳逆流换热,使二氧化碳液化作为干冰制造机原料液,极大提高干冰产能,使原料液利用率达到100%。另外,本发明中设置有经济器,在使用经济器的过程中,节流后的氨吸收未节流液体氨热量后,被压缩机某中间压力的孔口吸入,增大压比,以达到双级压缩效果,这样改善压缩制冷循环的效率,提高了制冷量,降低压缩机的排气温度,提高制冷设备的效率以达到节省能源的目的,与无经济器制冷循环的制冷性能相比,制冷量相对增长率为6.4%-12.8%,性能系数相对增长率为3%-6.5%。最后本工艺采用螺杆式制冷压缩机和螺杆式二氧化碳增压压缩机,具有工艺流程简单、操作简单、运行稳定安全的特点。
为了更加详细的解释本发明,现结合实施例对本发明做进一步阐述。具体实施例如下:
实施例一
一种以氨热泵制冷回收干冰气相的装置,包括二氧化碳原料液储罐1、二氧化碳原料液储罐1与干冰制造机2的二氧化碳进口9相连、干冰制造机2的干冰出口与干冰保温箱10相连,其特征在于:所述干冰制造机2的二氧化碳气相出口依次通过二氧化碳增压压缩机3、高效除油器4、蒸发器5的管程与干冰制造机2的二氧化碳进口9相连;螺杆式制冷压缩机6的出口依次通过冷凝器7的管程、储液器8、三通19、经济器17壳程、蒸发器5的壳程和与螺杆式制冷压缩机6的进口相连;第一三通19的第三端通过第三调节阀18和经济器17管程与热泵制冷冰机6的补气口20相连;所述二氧化碳原料液储罐1与干冰制造机2的二氧化碳进口9之间设有第一调节阀13。所述冷凝器7的壳程下部设有循环水进口管道15,冷凝器7的壳程上部设有循环水出口管道16。所述储液器8的侧壁上开设有液氨补入口11,液氨补入口11通过带第二调节阀14的管道与液氨槽12出口相连。所述二氧化碳增压压缩机3和螺杆式制冷压缩机6均为螺杆压缩机;所述蒸发器5、冷凝器7和经济器17均为列管换热器。
一种以氨热泵制冷回收干冰机气相的装置的生产方法,包括如下步骤:
步骤一:原料液储罐1中的原料液通过第一调节阀13和干冰制造机2的二氧化碳进口9进入干冰制造机2内制取干冰,成品干冰通过干冰制造机2的干冰出口进入干冰保温箱10中储存;干冰制造机2制取干冰的过程中气化溢出的气相二氧化碳由二氧化碳气相出口进入二氧化碳增压压缩机3内;所述的原料液:纯度为99.99%的液体二氧化碳,温度为:-20℃,压力为:1.6Mpa,流量为:480Nm3/h;
步骤二:步骤一中所述进入二氧化碳增压压缩机3内的气相二氧化碳在二氧化碳增压机3中进行增压,增压后的气相二氧化碳依次进入高效除油器4和蒸发器5的管程中;所述进入二氧化碳增压压缩机3内的气相二氧化碳的压力为:20kpa,温度为:-78℃,气相率为1;二氧化碳增压压缩机3出口的气相二氧化碳温度为:25℃,压力为:1.2Mpa;经过蒸发器5的管程后二氧化碳冷凝为液相,其温度为:-30℃,压力为1.2Mpa;所述经过高效除油器4后的二氧化碳气体中的油含量≤1ppm;
步骤三:通过蒸发器5管程的液相二氧化碳通过干冰制造机2的二氧化碳进口9进入干冰制造机2内继续制取干冰,并重复上述步骤一至步骤二;
步骤四:螺杆式制冷压缩机6对氨气进行压缩,并将其压缩至1.4Mpa;压缩后的氨气通过冷凝器7的管程与循环水进行换热使压缩后的气氨液化液氨,成为;压力为1.4Mpa的氨气对应的蒸发温度为37℃;循环水的压力为0.2Mpa,温度为:25℃;
步骤五:液氨通过管道进入储液器8中缓冲后,一部分液氨经过三通19的第三端以及第三控制阀18节流后进入经济器17的管程,以热量膨胀的方式进行进一步冷却去降低另一部分进入经济器17的壳程的液氨,经济器17壳程过冷后的液氨进入蒸发器5的壳程内,蒸发器5壳程中的液氨与蒸发器5管程中的二氧化碳气体进行换热,并使二氧化碳气体冷凝为液相,上述换热过程中液氨变为氨气并重新进入螺杆式制冷压缩机6进行压缩;经济器17管程气态氨通过螺杆式制冷压缩机6的补气口20进入螺杆式制冷压缩机6内重新进行压缩;所述蒸发器5的壳程出口处循环气的温度为-36.9℃,压力为0.02Mpa;所述过冷后的液氨温度为8℃,压力为1.4Mpa;
步骤六:当步骤四以及步骤五中氨气运行一段时间有损耗后,可通过调节第二调节阀14,使液氨槽12内的液氨通过液氨槽12出口、第二调节阀14以及液氨补入口11进入储液器8内进行补液。
实施例二
一种以氨热泵制冷回收干冰气相的装置,包括二氧化碳原料液储罐1、二氧化碳原料液储罐1与干冰制造机2的二氧化碳进口9相连、干冰制造机2的干冰出口与干冰保温箱10相连,其特征在于:所述干冰制造机2的二氧化碳气相出口依次通过二氧化碳增压压缩机3、高效除油器4、蒸发器5的管程与干冰制造机2的二氧化碳进口9相连;螺杆式制冷压缩机6的出口依次通过冷凝器7的管程、储液器8、三通19、经济器17壳程、蒸发器5的壳程和与螺杆式制冷压缩机6的进口相连;第一三通19的第三端通过第三调节阀18和经济器17管程与热泵制冷冰机6的补气口20相连;所述二氧化碳原料液储罐1与干冰制造机2的二氧化碳进口9之间设有第一调节阀13。所述冷凝器7的壳程下部设有循环水进口管道15,冷凝器7的壳程上部设有循环水出口管道16。所述储液器8的侧壁上开设有液氨补入口11,液氨补入口11通过带第二调节阀14的管道与液氨槽12出口相连。所述二氧化碳增压压缩机3和螺杆式制冷压缩机6均为螺杆压缩机;所述蒸发器5、冷凝器7和经济器17均为列管换热器。
一种以氨热泵制冷回收干冰机气相的装置的生产方法,包括如下步骤:
步骤一:原料液储罐1中的原料液通过第一调节阀13和干冰制造机2的二氧化碳进口9进入干冰制造机2内制取干冰,成品干冰通过干冰制造机2的干冰出口进入干冰保温箱10中储存;干冰制造机2制取干冰的过程中气化溢出的气相二氧化碳由二氧化碳气相出口进入二氧化碳增压压缩机3内;所述的原料液:纯度为99.99%的液体二氧化碳,温度为:-20℃,压力为:1.6Mpa,流量为:480Nm3/h;
步骤二:步骤一中所述进入二氧化碳增压压缩机3内的气相二氧化碳在二氧化碳增压机3中进行增压,增压后的气相二氧化碳依次进入高效除油器4和蒸发器5的管程中;所述进入二氧化碳增压压缩机3内的气相二氧化碳的压力为:20kpa,温度为:-65℃,气相率为1;二氧化碳增压压缩机3出口的气相二氧化碳温度为:25℃,压力为:1.2Mpa;经过蒸发器5的管程后二氧化碳冷凝为液相,其温度为:-30℃,压力为1.2Mpa;所述经过高效除油器4后的二氧化碳气体中的油含量≤1ppm;
步骤三:通过蒸发器5管程的液相二氧化碳通过干冰制造机2的二氧化碳进口9进入干冰制造机2内继续制取干冰,并重复上述步骤一至步骤二;
步骤四:螺杆式制冷压缩机6对氨气进行压缩,并将其压缩至1.4Mpa;压缩后的氨气通过冷凝器7的管程与循环水进行换热使压缩后的气氨液化液氨,成为;压力为1.4Mpa的氨气对应的蒸发温度为37℃;循环水的压力为0.4Mpa,温度为:35℃;
步骤五:液氨通过管道进入储液器8中缓冲后,一部分液氨经过三通19的第三端以及第三控制阀18节流后进入经济器17的管程,以热量膨胀的方式进行进一步冷却去降低另一部分进入经济器17的壳程的液氨,经济器17壳程过冷后的液氨进入蒸发器5的壳程内,蒸发器5壳程中的液氨与蒸发器5管程中的二氧化碳气体进行换热,并使二氧化碳气体冷凝为液相,上述换热过程中液氨变为氨气并重新进入螺杆式制冷压缩机6进行压缩;经济器17管程气态氨通过螺杆式制冷压缩机6的补气口20进入螺杆式制冷压缩机6内重新进行压缩;所述蒸发器5的壳程出口处循环气的温度为-36.9℃,压力为0.02Mpa;所述过冷后的液氨温度为8℃,压力为1.4Mpa;
步骤六:当步骤四以及步骤五中氨气运行一段时间有损耗后,可通过调节第二调节阀14,使液氨槽12内的液氨通过液氨槽12出口、第二调节阀14以及液氨补入口11进入储液器8内进行补液。
实施例三
一种以氨热泵制冷回收干冰气相的装置,包括二氧化碳原料液储罐1、二氧化碳原料液储罐1与干冰制造机2的二氧化碳进口9相连、干冰制造机2的干冰出口与干冰保温箱10相连,其特征在于:所述干冰制造机2的二氧化碳气相出口依次通过二氧化碳增压压缩机3、高效除油器4、蒸发器5的管程与干冰制造机2的二氧化碳进口9相连;螺杆式制冷压缩机6的出口依次通过冷凝器7的管程、储液器8、三通19、经济器17壳程、蒸发器5的壳程和与螺杆式制冷压缩机6的进口相连;第一三通19的第三端通过第三调节阀18和经济器17管程与热泵制冷冰机6的补气口20相连;所述二氧化碳原料液储罐1与干冰制造机2的二氧化碳进口9之间设有第一调节阀13。所述冷凝器7的壳程下部设有循环水进口管道15,冷凝器7的壳程上部设有循环水出口管道16。所述储液器8的侧壁上开设有液氨补入口11,液氨补入口11通过带第二调节阀14的管道与液氨槽12出口相连。所述二氧化碳增压压缩机3和螺杆式制冷压缩机6均为螺杆压缩机;所述蒸发器5、冷凝器7和经济器17均为列管换热器。
一种以氨热泵制冷回收干冰机气相的装置的生产方法,包括如下步骤:
步骤一:原料液储罐1中的原料液通过第一调节阀13和干冰制造机2的二氧化碳进口9进入干冰制造机2内制取干冰,成品干冰通过干冰制造机2的干冰出口进入干冰保温箱10中储存;干冰制造机2制取干冰的过程中气化溢出的气相二氧化碳由二氧化碳气相出口进入二氧化碳增压压缩机3内;所述的原料液:纯度为99.99%的液体二氧化碳,温度为:-20℃,压力为:1.6Mpa,流量为:480Nm3/h;
步骤二:步骤一中所述进入二氧化碳增压压缩机3内的气相二氧化碳在二氧化碳增压机3中进行增压,增压后的气相二氧化碳依次进入高效除油器4和蒸发器5的管程中;所述进入二氧化碳增压压缩机3内的气相二氧化碳的压力为:20kpa,温度为:-71.5℃,气相率为1;二氧化碳增压压缩机3出口的气相二氧化碳温度为:25℃,压力为:1.2Mpa;经过蒸发器5的管程后二氧化碳冷凝为液相,其温度为:-30℃,压力为1.2Mpa;所述经过高效除油器4后的二氧化碳气体中的油含量≤1ppm;
步骤三:通过蒸发器5管程的液相二氧化碳通过干冰制造机2的二氧化碳进口9进入干冰制造机2内继续制取干冰,并重复上述步骤一至步骤二;
步骤四:螺杆式制冷压缩机6对氨气进行压缩,并将其压缩至1.4Mpa;压缩后的氨气通过冷凝器7的管程与循环水进行换热使压缩后的气氨液化液氨,成为;压力为1.4Mpa的氨气对应的蒸发温度为37℃;循环水的压力为0.3Mpa,温度为:30℃;
步骤五:液氨通过管道进入储液器8中缓冲后,一部分液氨经过三通19的第三端以及第三控制阀18节流后进入经济器17的管程,以热量膨胀的方式进行进一步冷却去降低另一部分进入经济器17的壳程的液氨,经济器17壳程过冷后的液氨进入蒸发器5的壳程内,蒸发器5壳程中的液氨与蒸发器5管程中的二氧化碳气体进行换热,并使二氧化碳气体冷凝为液相,上述换热过程中液氨变为氨气并重新进入螺杆式制冷压缩机6进行压缩;经济器17管程气态氨通过螺杆式制冷压缩机6的补气口20进入螺杆式制冷压缩机6内重新进行压缩;所述蒸发器5的壳程出口处循环气的温度为-36.9℃,压力为0.02Mpa;所述过冷后的液氨温度为8℃,压力为1.4Mpa;
步骤六:当步骤四以及步骤五中氨气运行一段时间有损耗后,可通过调节第二调节阀14,使液氨槽12内的液氨通过液氨槽12出口、第二调节阀14以及液氨补入口11进入储液器8内进行补液。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种以氨热泵制冷回收干冰气相的装置,包括二氧化碳原料液储罐(1)、二氧化碳原料液储罐(1)与干冰机(2)的二氧化碳进口(9)相连、干冰机(2)的干冰出口与干冰保温箱(10)相连,其特征在于:所述干冰机(2)的二氧化碳气相出口依次通过二氧化碳增压机(3)、高效除油器(4)、蒸发器(5)的管程与干冰机(2)的二氧化碳进口(9)相连;
热泵制冷冰机(6)的出口依次通过冷凝器(7)的管程、储液器(8)、三通(19)、经济器(17)壳程、蒸发器(5)的壳程和与热泵制冷冰机(6)的进口相连;第一三通(19)的第三端通过第三调节阀(18)和经济器(17)管程与热泵制冷冰机(6)的补气口(20)相连。
2.根据权利要求1所述的一种以氨热泵制冷回收干冰气相的装置,其特征在于:所述二氧化碳原料液储罐(1)与干冰机(2)的二氧化碳进口(9)之间设有第一调节阀(13)。
3.根据权利要求1所述的一种以氨热泵制冷回收干冰气相的装置,其特征在于:所述冷凝器(7)的壳程下部设有循环水进口管道(15),冷凝器(7)的壳程上部设有循环水出口管道(16)。
4.根据权利要求1所述的一种以氨热泵制冷回收干冰气相的装置,其特征在于:所述储液器(8)的侧壁上开设有液氨补入口(11),液氨补入口(11)通过带第二调节阀(14)的管道与液氨槽(12)出口相连。
5.根据权利要求1所述的一种以氨热泵制冷回收干冰气相的装置,其特征在于:所述二氧化碳增压机(3)和热泵制冷冰机(6)均为螺杆压缩机。
6.一种如权利要求1-5所述的以氨热泵制冷回收干冰机气相的装置的生产方法,其特征在于:该生产方法包括如下步骤:
步骤一:原料液储罐(1)中的原料液通过第一调节阀(13)和干冰机(2)的二氧化碳进口(9)进入干冰机(2)内制取干冰,成品干冰通过干冰机(2)的干冰出口进入干冰保温箱(10)中储存;干冰机(2)制取干冰的过程中气化溢出的气相二氧化碳由二氧化碳气相出口进入二氧化碳增压机(3)内;所述的原料液:纯度为99.99%的液体二氧化碳,温度为:-20℃,压力为:1.6Mpa,流量为:480Nm3/h;
步骤二:步骤一中所述进入二氧化碳增压机(3)内的气相二氧化碳在二氧化碳增压机(3)中进行增压,增压后的气相二氧化碳依次进入高效除油器(4)和蒸发器(5)的管程中;所述进入二氧化碳增压机(3)内的气相二氧化碳的压力为:20kpa,温度为:-78℃~-65℃,气相率为1;二氧化碳增压机(3)出口的气相二氧化碳温度为:25℃,压力为:1.2Mpa;经过蒸发器(5)的管程后二氧化碳冷凝为液相,其温度为:-30℃,压力为1.2Mpa;所述经过高效除油器(4)后的二氧化碳气体中的油含量≤1ppm;
步骤三:通过蒸发器(5)管程的液相二氧化碳通过干冰机(2)的二氧化碳进口(9)进入干冰机(2)内继续制取干冰,并重复上述步骤一至步骤二;
步骤四:热泵制冷冰机(6)对氨气进行压缩,并将其压缩至1.4Mpa;压缩后的氨气通过冷凝器(7)的管程与循环水进行换热使压缩后的气氨液化液氨,成为;压力为1.4Mpa的氨气对应的蒸发温度为37℃;循环水的压力为0.2-0.4Mpa,温度为:25-35℃;
步骤五:液氨通过管道进入储液器(8)中缓冲后,一部分液氨经过三通(19)的第三端以及第三控制阀(18)节流后进入经济器(17)的管程,以热量膨胀的方式进行进一步冷却去降低另一部分进入经济器(17)的壳程的液氨,经济器(17)壳程过冷后的液氨进入蒸发器(5)的壳程内,蒸发器(5)壳程中的液氨与蒸发器(5)管程中的二氧化碳气体进行换热,并使二氧化碳气体冷凝为液相,上述换热过程中液氨变为氨气并重新进入热泵制冷冰机(6)进行压缩;经济器(17)管程气态氨通过热泵制冷冰机(6)的补气口(20)进入热泵制冷冰机(6)内重新进行压缩;所述蒸发器(5)的壳程出口处循环气的温度为-36.9℃,压力为0.02Mpa;所述过冷后的液氨温度为8℃,压力为1.4Mpa;
步骤六:当步骤四以及步骤五中氨气运行一段时间有损耗后,可通过调节第二调节阀(14),使液氨槽(12)内的液氨通过液氨槽(12)出口、第二调节阀(14)以及液氨补入口(11)进入储液器(8)内进行补液。
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