CN213452853U - 一种液体二氧化碳灌装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种液体二氧化碳灌装系统，该系统包括一个产品缓冲罐，产品缓冲罐的液体出口经泵进液线与用于给液体输送加压的充装泵连接，充装泵的液体出口经泵充装线与盛装容器连接，盛装容器与产品缓冲罐之间连接回气线，泵进液线与泵充装线之间设有跨接充装线，泵充装线分出一支回流线与产品缓冲罐连接，产品缓冲罐位于盛装容器上部空间10米之上的高位区域。本实用新型涉及液体二氧化碳的泵送加压灌装、区位特置重力性灌装及组合灌装，合理选用液体二氧化碳灌装方式，可有效减小电能负荷消耗，降低灌装系统超压或介质泄漏风险，实现节能降耗。

Description

一种液体二氧化碳灌装系统

技术领域

本实用新型属于有机化工合成领域，具体涉及一种液体二氧化碳灌装系统。

背景技术

传统灌装工艺中，大多是在生产装置之后，将液体二氧化碳产品单一的使用加压泵进行加压，灌装送入盛装容器。这种灌装方式的灌装压力较高，有时甚至接近10MPa，如此高压灌装工况下，当操作不当或与其所连通的生产装置不稳定时，易造成系统超压、管道或设备泄漏等，这不仅会造成产品浪费、增加运行成本，甚至会造成人员伤亡及较大经济损失。

实用新型内容

针对现有技术中液体二氧化碳灌装出现的问题，本实用新型提出一种液体二氧化碳灌装系统及工艺，适用不同盛装容器或不同应用场景，可有效减小电能负荷消耗，降低灌装系统超压或介质泄漏风险，实现节能降耗。

根据本实用新型的第一个实施方案，提供一种液体二氧化碳灌装系统，其包括一个连接有来自液体二氧化碳生产装置的产品进液线并用于暂存液体二氧化碳的产品缓冲罐，产品缓冲罐的液体出口经泵进液线与用于给液体输送加压的充装泵连接，充装泵的液体出口经泵充装线与用于盛装液体二氧化碳的盛装容器连接，盛装容器与产品缓冲罐之间连接用于保持灌装系统动态平衡的回气线，泵进液线与泵充装线之间设有用于将充装泵短路并将产品缓冲罐内的液体二氧化碳产品直接送入盛装容器的跨接充装线，泵充装线分出一支用于控制充装量与回流量配比的回流线与产品缓冲罐连接，产品缓冲罐位于盛装容器上部空间10米以上的高位区域。

进一步地，产品缓冲罐设有用于控制液体二氧化碳产品液态稳定性的换热夹套，换热夹套设有冷媒进液管和冷媒出液管，对产品缓冲罐引入冷媒换热。

进一步地，泵充装线沿着液体前进的方向首先分出回流线然后再与跨接充装线连接。

进一步地，产品缓冲罐与盛装容器之间的垂直距离为10-30米，优选为15-25米。

进一步地，盛装容器的下方设有用于监测盛装量的称重仪。

进一步地，产品进液线、泵进液线、泵充装线、回流线、跨接充装线上分别设有用于控制管路的阀门。

产品缓冲罐高位设置和跨接充装线可有效的将处于高位的液体二氧化碳产品的重力势能转换为压力势能，在无额外动力的条件下使得产品缓冲罐内的液体二氧化碳产品顺利输送至盛装容器。回流管线用于平衡灌装系统压力，保证系统稳定运行，有效降低系统超压泄漏风险。

根据本实用新型的第二个实施方案，提供一种液体二氧化碳的灌装方法，该方法包括：

(1)泵送加压灌装工艺(在盛装容器为高压钢瓶或需高压储运时采用)：经过生产装置得到温度-30℃左右液体二氧化碳产品之后，经产品进液线输送至置于高位的产品缓冲罐，同时开启冷媒换热管线，将液体二氧化碳产品降温并将其温度稳定在-40℃～-20℃，关闭跨接充装线上的程控阀，打开充装泵，罐下出液经泵进液线(流量为15L/min～25L/min，优选为18L/min～21L/min)进入充装泵加压至8MPa～10MPa，优选为8.2MPa～9.5MPa，然后经泵充装线送去盛装容器灌装，当称重仪监测盛装量为总承载量的80％～85％时，关闭充装泵，停止灌装，同时联锁打开回流线上的程控阀，使产品及时返回产品缓冲罐，避免系统憋压；回流线作为泵送加压灌装工艺操作时的安保线，保证了系统的安全稳定；

(2)区位特置重力性灌装工艺(在盛装容器为中型钢瓶或托管车等时采用)：经过生产装置得到温度-30℃左右液体二氧化碳产品之后，经产品进液线输送至置于高位的产品缓冲罐，同时开启冷媒换热管线，将液体二氧化碳产品降温并将其温度稳定在-40℃～-20℃，打开跨接充装线上的程控阀，关闭充装泵，将充装泵“短路”，通过势能转化实现对盛装容器的灌装，跨接充装线中的流体流量为5L/min～15L/min，优选为8L/min～12L/min，同时在盛装容器引出回气线连通至产品缓冲罐，当称重仪监测盛装量为总承载量的80％～85％时，关闭跨接充装线上的程控阀，停止灌装；

(3)在需要对多种不同承载量容器进行灌装时，可分步依次的采用泵送加压灌装工艺与区位特置重力性灌装工艺，操作时可通过泵进液线和跨接充装线上的程控阀切换来实现两种工艺间的协作：经过生产装置得到温度-30℃左右液体二氧化碳产品之后，经产品进液线输送至置于高位的产品缓冲罐，同时开启冷媒换热管线，将液体二氧化碳产品降温并将其温度稳定在-40℃～-20℃，打开跨接充装线上的程控阀，罐下出液首先进入跨接充装线(流体流量为5L/min～15L/min，优选为8L/min～12L/min)，通过跨接充装线将产品充入盛装容器，同时在盛装容器引出回气线连通至产品缓冲罐，待跨接充装线与盛装容器达到压力平衡时，重力性灌装完成；之后关闭跨接充装线程控阀，打开泵进液线程控阀(流体流量为15L/min～25L/min，优选为18L/min～21L/min)，开启充装泵，使产品进入充装泵加压至8MPa～10MPa，优选为8.2MPa～9.5MPa，回流线作为泵送加压灌装工艺操作时的安保线，然后经泵充装线送去盛装容器进行灌装，当称重仪监测盛装量为总承载量的80％～85％时，关闭充装泵，停止灌装。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的区位特置重力性灌装充分利用能量转换，着眼于节能降耗，提高了灌装系统安全性；泵送加压灌装与区位特置重力性灌装的组合可根据小型钢瓶、中型钢瓶、托管车等不同盛装容器的特点或不同应用场景而适当合理选用，从而有效实现节能降耗，满足了客户因对不同量级产品需求而希望得到的不同承载量容器的承接应用，提高灌装适应性及灌装效率，并在降负荷的同时，有效节约生产运行成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种液体二氧化碳灌装系统的结构示意图。

附图标记：

1.产品缓冲罐，2.充装泵，3.盛装容器，4.产品进液线，5.泵进液线，6.泵充装线，7.回流线，8.跨接充装线，9.回气线，10.称重仪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型的一种液体二氧化碳灌装系统，其包括一个连接有来自生产装置的产品进液线4并用于暂存液体二氧化碳的产品缓冲罐1，产品缓冲罐1的液体出口经泵进液线5与用于给液体输送加压的充装泵2连接，充装泵2的液体出口经泵充装线6与用于盛装液体二氧化碳的盛装容器3连接，盛装容器3与产品缓冲罐1之间连接用于保持灌装系统动态平衡的回气线9，泵进液线5与泵充装线6之间设有用于将充装泵2短路并将产品缓冲罐1内的液体二氧化碳产品直接送入盛装容器3的跨接充装线8，泵充装线6分出一支用于控制充装量与回流量配比的回流线7与产品缓冲罐1连接，产品缓冲罐1位于盛装容器3上部空间10米以上的高位区域。

产品缓冲罐1设有用于控制液体二氧化碳产品液态稳定性的换热夹套，换热夹套设有冷媒进液管和冷媒出液管，对产品缓冲罐1引入冷媒换热。

泵充装线6沿着液体前进的方向首先分出回流线然后再与跨接充装线连接。

产品缓冲罐1与盛装容器3之间的垂直距离为10-30米，优选为15-25米。

盛装容器3的下方设有用于监测盛装量的称重仪10。

产品进液线、泵进液线、泵充装线、回流线、跨接充装线上分别设有用于控制管路的阀门。

实施例1

泵送加压灌装工艺(盛装容器为小型钢瓶)：经过生产装置得到温度-30℃左右液体二氧化碳产品之后，经产品进液线4输送至置于高位的产品缓冲罐1，同时开启冷媒换热管线，将液体二氧化碳产品降温并将其温度稳定在-40℃～-20℃，关闭跨接充装线8上的程控阀，打开充装泵2，罐下出液经泵进液线5(流量为12L/min)进入充装泵2加压至8.5MPa，然后经泵充装线6送去盛装容器3灌装，当称重仪10监测盛装量为总承载量的85％时，关闭充装泵2停止充装，同时联锁打开回流线7上的程控阀，使产品及时返回产品缓冲罐1，避免系统憋压完成泵送加压灌装。

实施例2

区位特置重力性灌装工艺(盛装容器为托管车)：经过生产装置得到温度-30℃左右液体二氧化碳产品之后，经产品进液线4输送至置于高位(高于盛装容器3约16米处)的产品缓冲罐1，同时开启冷媒换热管线，将液体二氧化碳产品降温并将其温度稳定在-40℃～-20℃，打开跨接充装线上的程控阀，关闭充装泵2，将充装泵“短路”，通过势能转化实现对盛装容器3的灌装，跨接充装线8中的流体流量为9L/min，同时在盛装容器3引出回气线9连通至产品缓冲罐1，当称重仪10监测盛装量为总承载量的85％时，关闭跨接充装线8上的程控阀，停止灌装。

实施例3

泵送加压灌装工艺与区位特置重力性灌装工艺相结合工艺(盛装容器为小型钢瓶和托管车)：经过生产装置得到温度-30℃左右液体二氧化碳产品之后，经产品进液线4输送至置于高位(高于盛装容器3约16米处)的产品缓冲罐1，同时开启冷媒换热管线，将液体二氧化碳产品降温并将其温度稳定在-40℃～-20℃，打开跨接充装线8上的程控阀，罐下出液首先进入跨接充装线8(流体流量为10L/min)，通过跨接充装线8将产品充入盛装容器3，同时在盛装容器3引出回气线9连通至产品缓冲罐1，待跨接充装线8与盛装容器3达到压力平衡时，重力性灌装完成；之后关闭跨接充装线8程控阀，打开泵进液线5程控阀(流体流量为18L/min)，开启充装泵2，使产品进入充装泵2加压至8.5MPa，然后经泵充装线6送去盛装容器3进行灌装，当称重仪10监测盛装量为总承载量的85％时，关闭充装泵2，停止灌装。

Claims (7)

1.一种液体二氧化碳灌装系统，其特征在于，其包括一个连接有来自液体二氧化碳生产装置的产品进液线并用于暂存液体二氧化碳的产品缓冲罐，产品缓冲罐的液体出口经泵进液线与用于给液体输送加压的充装泵连接，充装泵的液体出口经泵充装线与用于盛装液体二氧化碳的盛装容器连接，盛装容器与产品缓冲罐之间连接用于保持灌装系统动态平衡的回气线，泵进液线与泵充装线之间设有用于将充装泵短路并将产品缓冲罐内的液体二氧化碳产品直接送入盛装容器的跨接充装线，泵充装线分出一支用于控制充装量与回流量配比的回流线与产品缓冲罐连接，产品缓冲罐位于盛装容器上部空间10米以上的高位区域。

2.根据权利要求1所述的液体二氧化碳灌装系统，其特征在于，产品缓冲罐设有用于控制液体二氧化碳产品液态稳定性的换热夹套，换热夹套设有冷媒进液管和冷媒出液管，对产品缓冲罐引入冷媒换热。

3.根据权利要求1所述的液体二氧化碳灌装系统，其特征在于，泵充装线沿着液体前进的方向首先分出回流线然后再与跨接充装线连接。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的液体二氧化碳灌装系统，其特征在于，产品缓冲罐与盛装容器之间的垂直距离为10-30米。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的液体二氧化碳灌装系统，其特征在于，产品缓冲罐与盛装容器之间的垂直距离为15-25米。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的液体二氧化碳灌装系统，其特征在于，盛装容器的下方设有用于监测盛装量的称重仪。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的液体二氧化碳灌装系统，其特征在于，产品进液线、泵进液线、泵充装线、回流线、跨接充装线上分别设有用于控制管路的阀门。

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