CN203202582U - 二氧化碳储罐 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了二氧化碳储罐，罐体气相部位设有二氧化碳进口，二氧化碳进口连接于冷凝器，罐体气相部位与冷凝器进口之间安装有平衡调节阀，避免了罐内压力过高，大大提高了CO2的回收率；罐体上安装有钢化玻璃或石英玻璃的液位计，液位计管体外径为12mm-90mm，壁厚为3mm-18mm，这样可以直观、准确的检测到罐体内CO2的储量，并且玻璃液位计不易损坏；罐体设有加热装置，加热装置位于罐体底部或罐体侧壁，加热装置为电加热管或者换热器，在输送超临界CO2流体时各设备运行顺利、效率高。本实用新型的二氧化碳储罐适用于CO2回收、储存，也适用于超临界流体萃取系统的应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及压力容器技术领域，尤其涉及超临界二氧化碳应用技术领域。
背景技术
以下叙述中，“CO2”为“二氧化碳”的简写。
在目前的超临界流体技术领域中，CO2因其价格低、惰性、无毒的特点得到广泛应用，其中的CO2储罐承担回收和储存液态CO2的重要作用，例如超临界萃取、超临界精馏、超临界反应、超临界干燥、超临界清洗、超临界染色、超临界纳米粉体制备、超临界脂质体制备等。CO2储罐属于储存压力容器，除容器本体外，还必须配有安全附件，如安全阀、压力表、液位计等，以及完成不同生产工艺要求的内件和排污阀、放空阀等等。由于液化气体的容易气化，气化时体积要膨胀600-800倍，所以如果储罐的安全设施不健全或不规范，很容易引起储罐爆炸，对生命和财产安全具有重大威胁。因此，目前世界各国均将液化气体储罐列为重要的监检产品，属于二类压力容器，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查。
在当前的超临界CO2流体应用技术领域，有以下问题影响设备的安全运行和CO2的回收率。首先，CO2储罐的充装量国家是有规定的，参见《液化气体气瓶充装量规定GB14193-2009》。为了安全操作，CO2储罐不论容积大小都必须配置液位计。在CO2储罐上使用的液位计有：磁翻板式、电容式、重锤式等等。重锤式很粗造，早已被淘汰；电容式由于CO2仍然有一定的导电性因此很不准确；目前常用的液位计是磁翻板液位计，但是这种液位计的计量精度受多方面因素影响，例如机械磨损、信号干扰、环境磁场变化等，其指示刻度往往存在较大误差，而且其部件较多，且很容易发生故障，如不能正确的指示贮罐内实际CO2的充装量，将有可能对生产效率和生产安全造成诸多影响和安全隐患；
其次，CO2储罐的另一作用是为CO2增压泵提供CO2液体的。当CO2增压泵在工作时，对CO2储罐内的CO2压力有一定要求，压力过低增压泵就不能正常工作，而压力过高将影响CO2储罐对CO2的回收功能。但是目前实验和生产中所用的储罐内的CO2压力几乎都是不可调的。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题是提供一种CO2回收率高的二氧化碳储罐。
本实用新型采用的技术方案是二氧化碳储罐，罐体气相部位设有二氧化碳进口，二氧化碳进口连接于冷凝器，所述罐体气相部位与冷凝器进口之间安装有平衡调节阀。
罐体上安装有玻璃液位计。
玻璃液位计采用钢化玻璃或石英玻璃。
玻璃液位计的管体呈圆管状，管体上下分别连接有阀座，管体通过阀座与储罐相连通。
玻璃液位计的管体外径为12mm-90mm，壁厚为3mm-44mm。
玻璃液位计的与阀座之间设有密封元件。
密封元件采用氟橡胶、石墨、聚四氟乙烯或丁腈橡胶密封材料。
罐体设有加热装置，加热装置位于罐体底部或罐体侧壁。
加热装置为电加热管或者换热器。
加热装置为加热盘管，加热盘管位于罐体内部的底部或者贴合于罐底下表面。
本实用新型的有益效果是可以直观、准确的检测到罐体内CO2的储量，并且这种玻璃液位计不易损坏，符合国家相关设计要求；罐体内设有循环水装置，或者在罐体中下部外侧设有加热设施，通过调节液体CO2的温度来达到调节CO2压力的目的；无论是罐内还是罐外的调节CO2储罐中的CO2压力的方式，当使CO2压力升高时，可使CO2增压泵在输送CO2流体时运行顺利、效率高；当使CO2压力降低时，可提高CO2的回收速率；罐体气相部位与冷凝器进口之间安装有平衡调节阀，利用平衡调节阀是另一种调节CO2储罐压力的手段。通过控制平衡阀的开启程度，可使CO2储罐气相区的CO2进入到压力比较低的CO2冷凝器中，这样就降低了罐内的压力，因而大大提高了CO2的回收率和回收速度。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为图对应的左视图。
图3无图2中A部放大图。
图4为图1对应的俯视图。
图中标记为：1-罐体，21-出液口，22-CO2进口，23-平衡口，24-排污口，25-压力表接口，3-玻璃液位计，31-管体，32-阀座，33-密封元件，4-平衡调节阀，5-加热装置，6-温度计接管，7-罐体支腿。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，CO2储罐的罐体1气相部位设有二氧化碳进口22，连接于冷凝器，液态CO2经此处落入罐体1，气相部位与冷凝器进口之间安装有平衡调节阀4，用来平衡CO2储罐与制冷系统的压差，根据连通器原理，储罐内的压力和制冷系统入口的压力相同，达到降低储罐压力的目的，还不会使储罐内的CO2流失。罐内压力不会增至过高，首先有利于保障安全，CO2的回收就可以持续进行，有效提高CO2回收率，采用此设计可以使其回收率提高12%-15%。
为了更直观、精准的检测到罐体1内CO2储量，本实用新型采用了在罐体1上安装玻璃液位计3的方案，如图2所示，玻璃液位计3的精度、误差不会因使用寿命带来变化，而且结构简单不易损坏，节约了以往磁翻板液位计等液位计因经常检修或更换带来的时间、材料方面的成本。
由于CO2储罐工作于高压状态下，玻璃液位计3必须能够承受最高9MPa的设计压力，经过多种设计结构的反复试验优选出了钢化玻璃或石英玻璃两种材料；玻璃液位计3可以是镶嵌于罐体1的条状玻璃，这种结构就需要在罐体1上开槽，加工和密封的工艺难度较大，为了便于加工且得到最优的强度，玻璃液位计3的管体31设计为圆管状，独立于罐体1之外，管体31上下分别连接有阀座32，管体31通过阀座32与储罐相连通，储罐上设有开孔，阀座32于开孔处和储罐相焊接；高压之下玻璃液位计3的管体31与阀座32之间的密封就非常重要，玻璃管体31插入阀座32，两者之间的密封型式为径向密封或轴向密封，或者两者的结合，也可以加入其它密封用配件增强密封效果，如图2、图3所示。螺堵与阀座32之间夹持有密封元件33，密封元件33可以采用O型圈密封、平垫密封、金属线密封、弹簧蓄能密封等多种方式；玻璃液位计3的管体31外径为12mm-90mm，壁厚为3mm-44mm，经试验证明，满足上述条件的管体31可以承受9MPa的高压，根据具体使用条件要求，可以适当调整其壁厚或外径，从经济、强度和便于观察等方面综合考虑，采用石英玻璃的最佳组合为管体外径18mm、管体壁厚5mm，采用钢化玻璃的最佳组合为管体外径70mm、管体壁厚25mm。
在需从储罐输出CO2流体时，要通过CO2增压泵来实现，而CO2增压泵在工作时对泵头的入口压力有一定的要求，如压力过低则增压泵不能正常工作，所以就需要提高储罐内压力。为实现这个目标，本发明配置了加热装置5对CO2储罐加热，使其温度迅速达到温度设定值。
可以采用循环水装置对罐体加热，循环水装置为受外压的金属盘管，金属盘管位于罐体1内的中下部，可根据需要在循环水管内通入热水或冷水，从而通过调节液体CO2的温度来达到调节CO2压力的目的；加热装置5亦可以通过导热方式使CO2储罐内的CO2温度升高从而达到升高CO2压力的目的，例如贴合于罐体1的中下部外表面的电加热管或者电热带。
加热装置5可安装在罐体内部或外部，位置在储罐的中、下部。加热装置与罐体的外壁面可以相贴合，这样传热效率高，但加热不均匀，以不贴和的方式安装，热量传导就较为均匀。安装位置在罐体1底部加热效率高，装于罐体1侧壁操作方便，技术人员可以根据安装空间和工艺需求自由选择常用安装方式。
加热方式可以采用电加热，其优点在于高效、结构简单、响应迅速，例如直接安装一个电加热盘，使其贴合于罐体1底部，也可以将其设置于罐体1内部。也可以采用液体换热装置，例如热水加热盘管，安装于罐体1底部视储罐压力的高低，开通冷热水循环，其优点在于安全稳定，还可以充分利用系统冷却水；综上所述，通过对温度的控制，来调整筒体内的压力，保证增压输送泵正常工作。无论是罐内还是罐外的调节CO2储罐中的CO2压力的方式，当使CO2压力升高时，可使CO2增压泵在输送CO2流体时运行顺利、效率高；当使CO2压力降低时，可提高CO2的回收速率。
Claims (10)
1.二氧化碳储罐，罐体(1)气相部位设有二氧化碳进口(22)，二氧化碳进口(22)连接于冷凝器，其特征在于：所述罐体(1)气相部位与冷凝器进口之间安装有平衡调节阀(4)。
2.如权利要求1所述的二氧化碳储罐，其特征在于：所述罐体(1)上安装有玻璃液位计(3)。
3.如权利要求2所述的二氧化碳储罐，其特征在于：所述玻璃液位计(3)采用钢化玻璃或石英玻璃。
4.如权利要求2所述的二氧化碳储罐，其特征在于：所述玻璃液位计(3)的管体(31)呈圆管状，管体(31)上下分别连接有阀座(32)，管体(31)通过阀座(32)与储罐相连通。
5.如权利要求4所述的二氧化碳储罐，其特征在于：所述玻璃液位计(3)的管体(31)外径为12mm-90mm，壁厚为3mm-44mm。
6.如权利要求4所述的二氧化碳储罐，其特征在于：玻璃液位计(3)的与阀座(32)之间设有密封元件(33)。
7.如权利要求6所述的二氧化碳储罐，其特征在于：所述密封元件(33)采用氟橡胶、石墨、聚四氟乙烯或丁腈橡胶密封材料。
8.如权利要求1所述的二氧化碳储罐，其特征在于：所述罐体(1)设有加热装置(5)，加热装置(5)位于罐体(1)底部或罐体(1)侧壁。
9.如权利要求8所述的二氧化碳储罐，其特征在于：所述加热装置(5)为电加热管或者换热器。
10.如权利要求8所述的二氧化碳储罐，其特征在于：所述加热装置(5)为加热盘管，加热盘管位于罐体(1)内部的底部或者贴合于罐底下表面。
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2013
- 2013-04-24 CN CN 201320210302 patent/CN203202582U/zh not_active Expired - Lifetime
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