CN113959119A - 一种液态氢制冷的液态二氧化碳工质循环管道系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液态氢制冷的液态二氧化碳工质循环管道系统，所述系统包括：CO2工质进入通道、第一循环管、第二循环管、液态氢汽化罐、制冷盘管等。具体说明为：本发明提供了一种辅助液态二氧化碳汽化的氢气制冷工艺，实现液态二氧化碳低温回热‑压缩‑液态氢制冷‑低温回热的闭合循环，实现多级压缩冷却及两级再热，将CO2降温过程进行反复的应用。
Description
技术领域
本发明公开了一种液态氢制冷的液态二氧化碳工质循环管道系统，涉及到燃煤、高温研磨及加工制造领域的降温制冷系统，具体涉及到一种使用液态二氧化碳工质进行循环降温的系统。
背景技术
液态二氧化碳指的是高压低温下将二氧化碳气体液化为液体形态。液态的二氧化碳是一种制冷剂，可以用来保藏食品，也可用于人工降雨。它还是一种工业原料，可用于制纯碱、尿素和汽水。CO2有临界压力：7.39 MPa和临界温度：31.06℃。当温度和压力都没有超过临界点时，可以通过加压或者降温来使CO2液化。当压力或温度超过临界值时，此状态的CO2就称为超临界CO2流体，它既不是固体，也不是液体。 二氧化碳,化学式为CO2，式量44.01，碳氧化物之一，俗名碳酸气，也称碳酸酐或碳酐。常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，易溶于水，1体积水可溶1体积二氧化碳。并生成碳酸。二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，密度比空气略大，所以也被用作灭火剂。
液态氢 (LH2)，俗称液氢，是由氢气经由降温而得到的液体。 液态氢须要保存在非常低的温度下 (大约在20.268开尔文，-252.8℃)。 液态氢的密度大约为70.8千克每立方米，密度很小。
发明内容
本发明的目的在于提出一种使用液态二氧化碳进行循环降温，并以液态氢做为辅助二氧化碳进行低温循环的系统，以达到使用清洁环保的气体能源实现高温生产作业中的降温工作。
为实现清洁能源循环利用，本发明涉及：一种液态氢制冷的液态二氧化碳工质循环管道系统，包括液态二氧化碳输送管道、第一循环管道、第二循环管道、第三循环管道、制冷盘管和液态氢贮存器。所述工质管道包括节流装置，工质管道接入换热器。
所述第二循环管道为一次气体输送和循环气体输送的并行管道，经节流阀作用来进行分流使用。第二循环管道拥有气压传感器、安全阀等。其管道内壁拥有防腐垫层。
所述第二循环管道接入制冷盘管，制冷盘管位于降温筒内部，所述降温筒外壁材料为导温陶瓷。低温二氧化碳在制冷盘管内受热，转为高温高压气体，并从制冷盘管末端输出。在此过程中低温二氧化碳气液混合物将完成吸热工作。
所述第三循环管道将接入预冷器，经制冷盘管输出的高温气体重新回冷，并经压缩机压缩，输入液态氢反应装置中。所述液态氢贮存罐为极低温保温装置，温度较高的二氧化碳气体通入后将引发液化氢的汽化反应，并瞬间吸取大量热，使得二氧化碳气体重新冷却，经汽化气体收集管输出。
所述汽化气体回收管经过真空泵，在管道内的负压环境下将混合气体输入第二循环管道；所述汽化气体回收管末端拥有调节阀。
附图说明
图1为一种液态氢制冷的液态二氧化碳工质循环管道系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的一种实施例，图1为一种液态氢制冷的液态二氧化碳工质循环管道系统，所述液态二氧化碳工质管道（1）与换热器（2）相连，换热器与制冷盘管（5）之间通过第二循环管道（4）相连，所述第二循环管道上拥有气压传感器以及安全阀；所述盘管（5）与第二循环管道上均拥有气压报警器。
请参阅图1，制冷盘管（5）位于降温筒（8）内部，所述冷盘管末端接入第三循环管道（11），所述冷盘管与第三循环管道之间拥有节流阀（12）。
请参阅图1，第三循环管道（11）与预冷器（12）相接，预冷器经输出管道与压缩机（8）相接。
请参阅图1，压缩机气体出口与第一循环管道（3）相接，第一循环管道接入液态氢贮存罐（6）中，所述贮存罐内包括汽化反应区，所述罐外接汽化气体回收管（9）。汽化气体回收管（9）经过真空泵（13），在管道内的负压环境下将混合气体输入第二循环管道（4）；所述汽化气体回收管末端拥有调节阀（14）。
Claims (6)
1.一种液态氢制冷的液态二氧化碳工质循环管道系统，其特征在于：所述循环系统包括液态二氧化碳工质管道（1），所述管道为绝热输送管道，与换热器（2）相连；所述工质管道（1）上拥有节流装置。
2.根据权利要求1所述的一种液态氢制冷的液态二氧化碳工质循环管道系统，其特征在于：所述换热器与制冷盘管（5）之间通过第二循环管道（4）相连，所述第二循环管道上拥有气压传感器以及安全阀；所述盘管（5）与第二循环管道上均拥有气压报警器。
3.根据权利要求1所述的一种液态氢制冷的液态二氧化碳工质循环管道系统，其特征在于：所述制冷盘管（5）位于降温筒（8）内部，所述降温筒外壁材料为导温陶瓷，所述冷盘管末端接入第三循环管道（11），所述冷盘管与第三循环管道之间拥有节流阀（12），第三循环管道上拥有温度计量表及气压传感器。
4.根据权利要求1所述的一种液态氢制冷的液态二氧化碳工质循环管道系统，其特征在于，所述第三循环管道（11）与预冷器（12）相接，预冷器经输出管道与压缩机（8）相接；所述预冷器在高温膨胀气体进入压缩环节前，先行对气体进行快速降温。
5.根据权利要求1所述的一种液态氢制冷的液态二氧化碳工质循环管道系统，其特征在于：所述压缩机气体出口与第一循环管道（3）相接，第一循环管道接入液态氢贮存罐（6）中，所述贮存罐内包括汽化反应区，所述罐外接汽化气体回收管（9）。
6.根据权利要求1所述的一种液态氢制冷的液态二氧化碳工质循环管道系统，其特征在于：所述汽化气体回收管（9）经过真空泵（13），在管道内的负压环境下将混合气体输入第二循环管道（4）；所述汽化气体回收管末端拥有调节阀（14）。
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