JP6377012B2 - Carbon dioxide gas recovery device - Google Patents
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Description
本発明は、ドライアイス製造装置から放出される二酸化炭素ガスを回収する二酸化炭素ガス回収装置に関する。 The present invention relates to a carbon dioxide gas recovery device that recovers carbon dioxide gas released from a dry ice production device.
従来、遺体保存用のドライアイスのように、自家用に少量のドライアイスを製造する方法として自己減圧フラッシュ法が知られている。 Conventionally, a self-decompression flash method is known as a method for producing a small amount of dry ice for home use, such as dry ice for body preservation.
前記自己減圧フラッシュ法は、ボンベ等の圧力容器に保存されている液化二酸化炭素を急速に大気中に放出して気化させ、そのときに気化熱を奪って二酸化炭素の温度を低下させることにより、二酸化炭素を凝固させドライアイスを得るというものである（例えば、非特許文献１参照）。 In the self-decompression flash method, liquefied carbon dioxide stored in a pressure vessel such as a cylinder is rapidly released into the atmosphere and vaporized, and then the heat of vaporization is taken away to lower the temperature of carbon dioxide, Carbon dioxide is solidified to obtain dry ice (for example, see Non-Patent Document 1).
前記従来の製造方法では、ドライアイスとして凝固しない二酸化炭素ガスは、そのまま大気中に放出されている。 In the conventional manufacturing method, carbon dioxide gas that does not solidify as dry ice is directly released into the atmosphere.
しかしながら、近年、地球温暖化防止のために温室ガスである二酸化炭素の放出を抑制することが提案されており、前記ドライアイス製造の際に放出される二酸化炭素ガスを回収して再利用することが望まれる。 However, in recent years, it has been proposed to suppress the release of carbon dioxide, which is a greenhouse gas, in order to prevent global warming, and the carbon dioxide gas released during the dry ice production is recovered and reused. Is desired.
本発明は、前述の事情に鑑み、ドライアイス製造装置から放出される二酸化炭素ガスを効率よく回収することができる二酸化炭素ガス回収装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the carbon dioxide gas collection | recovery apparatus which can collect | recover the carbon dioxide gas discharge | released from a dry ice manufacturing apparatus efficiently in view of the above-mentioned situation.
かかる目的を達成するために、本発明は、ドライアイス製造装置から放出される二酸化炭素ガスを回収する二酸化炭素ガス回収装置において、ドライアイス製造装置から放出される二酸化炭素ガスを加圧して第１の加圧二酸化炭素ガスを得る第１の加圧手段と、第１の加圧二酸化炭素ガスを貯留する二酸化炭素ガス貯留槽と、二酸化炭素ガス貯留槽から取出された第１の加圧二酸化炭素ガスをさらに加圧して第２の加圧二酸化炭素ガスを得る第２の加圧手段と、第２の加圧二酸化炭素ガスを水で冷却して液化二酸化炭素とする一方温水を得る第１の熱交換手段と、第１の熱交換手段で液化された液化二酸化炭素を冷水でさらに冷却する第２の熱交換手段と、第２の熱交換手段で冷却された液化二酸化炭素を断熱膨張させ、その一部を気化させる断熱膨張手段と、一部が気化された液化二酸化炭素を気液分離して液化二酸化炭素を貯留する液化二酸化炭素貯留槽と、液化二酸化炭素貯留槽から二酸化炭素ガスを取り出して第２の加圧手段に循環させる二酸化炭素ガス循環手段と、液化二酸化炭素貯留槽から液化二酸化炭素を取り出して、ドライアイス製造装置に循環させる液化二酸化炭素循環手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention provides a first carbon dioxide gas recovery apparatus for recovering carbon dioxide gas released from a dry ice manufacturing apparatus by pressurizing the carbon dioxide gas released from the dry ice manufacturing apparatus. The first pressurizing means for obtaining the pressurized carbon dioxide gas, the carbon dioxide gas storage tank for storing the first pressurized carbon dioxide gas, and the first pressurized carbon dioxide taken out from the carbon dioxide gas storage tank A second pressurizing means for further pressurizing the gas to obtain a second pressurized carbon dioxide gas; and a first pressurized water for cooling the second pressurized carbon dioxide gas with water to obtain liquefied carbon dioxide. Heat exchange means, second heat exchange means for further cooling the liquefied carbon dioxide liquefied by the first heat exchange means with cold water, and adiabatic expansion of the liquefied carbon dioxide cooled by the second heat exchange means, Vaporize some of them Adiabatic expansion means, a liquefied carbon dioxide storage tank that separates the partially liquefied liquefied carbon dioxide and stores the liquefied carbon dioxide, and a second pressurization by taking out the carbon dioxide gas from the liquefied carbon dioxide storage tank It is characterized by comprising carbon dioxide gas circulation means for circulation to the means, and liquefied carbon dioxide circulation means for taking out liquefied carbon dioxide from the liquefied carbon dioxide storage tank and circulating it to the dry ice production apparatus.
本発明の二酸化炭素ガス回収装置では、ドライアイス製造装置から放出される二酸化炭素ガスは、まず第１の加圧手段により加圧され、第１の加圧二酸化炭素ガスとして二酸化炭素ガス貯留槽に貯留される。次に、前記二酸化炭素ガス貯留槽から取出された第１の加圧二酸化炭素ガスは、第２の加圧手段でさらに加圧されて第２の加圧二酸化炭素ガスとなる。 In the carbon dioxide gas recovery device of the present invention, the carbon dioxide gas released from the dry ice production device is first pressurized by the first pressurizing means, and is supplied to the carbon dioxide gas storage tank as the first pressurized carbon dioxide gas. Stored. Next, the first pressurized carbon dioxide gas taken out from the carbon dioxide gas storage tank is further pressurized by the second pressurizing means to become the second pressurized carbon dioxide gas.
本発明の二酸化炭素ガス回収装置では、第１の加圧手段により加圧された第１の加圧二酸化炭素ガスを二酸化炭素ガス貯留槽に貯留しておくことにより、第２の加圧手段に対する第１の加圧二酸化炭素ガスの供給量を均一にすることができる。また、二酸化炭素ガスの加圧を、前記第１の加圧手段と前記第２の加圧手段とにより２段階で行うことにより、効率よく加圧することができる。 In the carbon dioxide gas recovery device of the present invention, the first pressurized carbon dioxide gas pressurized by the first pressurizing means is stored in the carbon dioxide gas storage tank, so that the second pressurized means is used. The supply amount of the first pressurized carbon dioxide gas can be made uniform. Moreover, it can pressurize efficiently by performing pressurization of carbon dioxide gas in two steps by the first pressurizing means and the second pressurizing means.
前記第２の加圧手段により加圧された第２の加圧二酸化炭素ガスは、高圧かつ高温となっているので、次に第１の熱交換手段において水で冷却する。このようにすると、前記水が第２の加圧二酸化炭素ガスと熱交換することにより、第２の加圧二酸化炭素ガスが冷却されて液化二酸化炭素となる一方、水が加熱されて、温水を得ることができ、この温水は事業所、一般家庭等に湯として供給することができる。第１の熱交換手段で冷却された液化二酸化炭素は、次いで、第２の熱交換手段において冷水でさらに冷却される。 Since the second pressurized carbon dioxide gas pressurized by the second pressurizing means has a high pressure and a high temperature, it is then cooled with water in the first heat exchange means. In this way, the water exchanges heat with the second pressurized carbon dioxide gas, whereby the second pressurized carbon dioxide gas is cooled to become liquefied carbon dioxide, while the water is heated to This hot water can be supplied as hot water to establishments, general households, and the like. The liquefied carbon dioxide cooled by the first heat exchange means is then further cooled with cold water in the second heat exchange means.
本発明の二酸化炭素ガス回収装置では、第２の加圧二酸化炭素ガスを前記第１の熱交換手段で冷却して液化二酸化炭素とした後、該液化二酸化炭素を前記第２の熱交換手段でさらに冷却するので、該液化二酸化炭素を効率よく冷却することができる。 In the carbon dioxide gas recovery device of the present invention, the second pressurized carbon dioxide gas is cooled by the first heat exchange means to form liquefied carbon dioxide, and then the liquefied carbon dioxide is obtained by the second heat exchange means. Furthermore, since it cools, this liquefied carbon dioxide can be cooled efficiently.
前記第２の熱交換手段により冷却された液化二酸化炭素は、次いで断熱膨張手段において断熱膨張されることにより、その一部が気化される。次に、一部が気化された液化二酸化炭素は液化二酸化炭素貯留槽に案内され、液化二酸化炭素貯留槽において気液分離され、液化二酸化炭素はそのまま貯留される。前記液化二酸化炭素貯留槽において気液分離された二酸化炭素ガスは、液化二酸化炭素貯留槽から取り出され、二酸化炭素ガス循環手段により第２の加圧手段に循環されて、再度二酸化炭素ガスの回収に用いられる。 A part of the liquefied carbon dioxide cooled by the second heat exchange means is then vaporized by adiabatic expansion in the adiabatic expansion means. Next, the partially liquefied liquefied carbon dioxide is guided to the liquefied carbon dioxide storage tank, gas-liquid separated in the liquefied carbon dioxide storage tank, and the liquefied carbon dioxide is stored as it is. The carbon dioxide gas separated in the liquefied carbon dioxide storage tank is taken out from the liquefied carbon dioxide storage tank and circulated to the second pressurizing means by the carbon dioxide gas circulating means to recover the carbon dioxide gas again. Used.
また、液化二酸化炭素貯留槽に貯留されている液化二酸化炭素は、該液化二酸化炭素貯留槽から取り出され、液化二酸化炭素循環手段により前記ドライアイス製造装置に循環されて、ドライアイスの製造に再利用される。 The liquefied carbon dioxide stored in the liquefied carbon dioxide storage tank is taken out from the liquefied carbon dioxide storage tank and circulated to the dry ice production apparatus by the liquefied carbon dioxide circulation means for reuse in the production of dry ice. Is done.
従って、本発明の二酸化炭素ガス回収装置によれば、ドライアイス製造装置から放出される二酸化炭素ガスを大気中に放出することなく、効率よく回収することができる。 Therefore, according to the carbon dioxide gas recovery device of the present invention, the carbon dioxide gas released from the dry ice production device can be efficiently recovered without being released into the atmosphere.
また、本発明の二酸化炭素ガス回収装置は、複数の前記ドライアイス製造装置を１台ずつ切替自在に備えることを特徴とする。 In addition, the carbon dioxide gas recovery apparatus of the present invention is characterized in that a plurality of the dry ice production apparatuses can be switched one by one.
前記ドライアイス製造装置は、前述のように、ボンベ等の圧力容器に保存されている液化二酸化炭素を急速に大気中に放出して気化させてドライアイスを製造するため、作動が間欠的になる。そこで、複数の前記ドライアイス製造装置を１台ずつ切替自在に備え、順次に作動させることにより、前記第１の加圧手段を連続的に作動させることができる。 As described above, since the dry ice production apparatus produces dry ice by rapidly releasing and vaporizing liquefied carbon dioxide stored in a pressure vessel such as a cylinder into the atmosphere, the operation becomes intermittent. . Therefore, the plurality of dry ice production apparatuses can be switched one by one and are operated sequentially, whereby the first pressurizing means can be operated continuously.
また、本発明の二酸化炭素ガス回収装置は、前記ドライアイス製造装置から放出される二酸化炭素ガスの一部を取り出して、前記第２の熱交換手段に供給して前記冷水を冷却する二酸化炭素ガス供給手段を備えることを特徴とする。 Further, the carbon dioxide gas recovery apparatus of the present invention takes out a part of the carbon dioxide gas released from the dry ice production apparatus and supplies it to the second heat exchange means to cool the cold water. A supply means is provided.
前記第２の熱交換手段では、冷水を冷媒として前記液化二酸化炭素の冷却を行うので、該液化二酸化炭素と熱交換して加熱された冷水を冷却する冷熱源が必要となる。本発明の二酸化炭素ガス回収装置によれば、前記ドライアイス製造装置から放出される二酸化炭素ガスの一部を前記二酸化炭素ガス供給手段により前記第２の熱交換手段に供給することにより、前記冷熱源とすることができ、該第２の熱交換手段を効率よく作動させることができる。 In the second heat exchange means, the liquefied carbon dioxide is cooled by using cold water as a refrigerant. Therefore, a cold heat source for cooling the chilled water heated by exchanging heat with the liquefied carbon dioxide is required. According to the carbon dioxide gas recovery device of the present invention, by supplying a part of the carbon dioxide gas released from the dry ice production device to the second heat exchange means by the carbon dioxide gas supply means, the cold heat And the second heat exchange means can be operated efficiently.
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図１に示すように、本実施形態の二酸化炭素ガス回収装置１は、ドライアイス製造装置２で生成する二酸化炭素ガスを回収する装置である。 As shown in FIG. 1, the carbon dioxide gas recovery device 1 of the present embodiment is a device that recovers carbon dioxide gas generated by the dry ice production device 2.
ドライアイス製造装置２は、供給導管３を介してボンベ４から供給される液化二酸化炭素を急速に大気中に放出して気化させることにより、ドライアイスＤを製造する装置であり、ボンベ４は液化二酸化炭素を補給する補給導管５を備えている。供給導管３、補給導管５は、それぞれ開閉弁３ａ、５ａを介してボンベ４に接続されている。 The dry ice production apparatus 2 is an apparatus for producing dry ice D by rapidly releasing and vaporizing liquefied carbon dioxide supplied from a cylinder 4 via a supply conduit 3 into the atmosphere, and the cylinder 4 is liquefied. A supply conduit 5 for supplying carbon dioxide is provided. The supply conduit 3 and the supply conduit 5 are connected to the cylinder 4 via on-off valves 3a and 5a, respectively.
二酸化炭素ガス回収装置１は、ドライアイス製造装置２から二酸化炭素ガスを取り出す取出導管６を備え、取出導管６の途中には第１の加圧手段としての低圧コンプレッサー７が設けられている。取出導管６は、低圧コンプレッサー７の下流側に設けられた開閉弁６ａを介して、二酸化炭素ガス貯留槽８に接続されている。 The carbon dioxide gas recovery apparatus 1 includes an extraction conduit 6 that extracts carbon dioxide gas from the dry ice production apparatus 2, and a low-pressure compressor 7 serving as a first pressurizing unit is provided in the middle of the extraction conduit 6. The take-out conduit 6 is connected to the carbon dioxide gas storage tank 8 through an on-off valve 6 a provided on the downstream side of the low-pressure compressor 7.
二酸化炭素ガス貯留槽８は、低圧コンプレッサー７により加圧された第１の加圧二酸化炭素ガスを貯留する一方、第１の加圧二酸化炭素ガスを取り出して液化二酸化炭素貯留槽９に案内する取出導管１０を備えている。取出導管１０には、上流側（二酸化炭素ガス貯留槽８側）から順に、開閉弁１０ａ、第２の加圧手段としての高圧コンプレッサー１１、第１熱交換器１２、第２熱交換器１３、断熱膨張弁１４が設けられており、取出導管１０は、断熱膨張弁１４の下流で液化二酸化炭素貯留槽９に接続されている。 The carbon dioxide gas storage tank 8 stores the first pressurized carbon dioxide gas pressurized by the low pressure compressor 7, while taking out the first pressurized carbon dioxide gas and taking it out to the liquefied carbon dioxide storage tank 9. A conduit 10 is provided. The extraction conduit 10 includes, in order from the upstream side (the carbon dioxide gas storage tank 8 side), an on-off valve 10a, a high-pressure compressor 11 as a second pressurizing means, a first heat exchanger 12, a second heat exchanger 13, An adiabatic expansion valve 14 is provided, and the extraction conduit 10 is connected to the liquefied carbon dioxide storage tank 9 downstream of the adiabatic expansion valve 14.
液化二酸化炭素貯留槽９は、底部に液化二酸化炭素を貯留する一方、上部には二酸化炭素ガスを貯留している。そこで、液化二酸化炭素貯留槽９は、上部から二酸化炭素ガスを取り出して高圧コンプレッサー１１に循環させる二酸化炭素ガス循環手段としての循環導管１５を備えており、循環導管１５は高圧コンプレッサー１１の上流側で取出導管１０に接続されている。 The liquefied carbon dioxide storage tank 9 stores liquefied carbon dioxide at the bottom, while storing carbon dioxide gas at the top. Therefore, the liquefied carbon dioxide storage tank 9 is provided with a circulation conduit 15 as a carbon dioxide gas circulation means for extracting the carbon dioxide gas from the upper portion and circulating it to the high pressure compressor 11, and the circulation conduit 15 is upstream of the high pressure compressor 11. Connected to the extraction conduit 10.
また、液化二酸化炭素貯留槽９は、底部から液化二酸化炭素を取り出してボンベ４に循環させる液化二酸化炭素循環手段としての液化二酸化炭素導管１６を備えており、液化二酸化炭素導管１６はボンベ４に液化二酸化炭素を補給する補給導管５に接続されている。 The liquefied carbon dioxide storage tank 9 is provided with a liquefied carbon dioxide conduit 16 as a liquefied carbon dioxide circulation means for taking out liquefied carbon dioxide from the bottom and circulating it to the cylinder 4. It is connected to a supply conduit 5 for supplying carbon dioxide.
第１熱交換器１２は給水管１７を備えており、給水管１７の下流側は事業所、一般家庭等の給湯設備（図示せず）に接続されている。また、第２熱交換器１３は冷水供給管１８と、冷水供給管１８に循環される冷媒としての冷水を冷却する冷却装置１９を備えている。 The 1st heat exchanger 12 is provided with the water supply pipe 17, and the downstream of the water supply pipe 17 is connected to hot water supply facilities (not shown), such as a business establishment and a general household. The second heat exchanger 13 includes a cold water supply pipe 18 and a cooling device 19 that cools cold water as a refrigerant circulated through the cold water supply pipe 18.
冷却装置１９は、前記冷水を冷却する冷熱源として、冷却導管２０を備えている。冷却導管２０は、取出導管６から分岐され、上流側で開閉弁２０ａを介して取出導管６に接続されている。また、冷却導管２０により冷却装置１９に供給された二酸化炭素ガスは、冷却装置１９の冷熱源として使用された後、大気中に放出される。 The cooling device 19 includes a cooling conduit 20 as a cold heat source for cooling the cold water. The cooling conduit 20 is branched from the extraction conduit 6 and connected to the extraction conduit 6 via an on-off valve 20a on the upstream side. The carbon dioxide gas supplied to the cooling device 19 by the cooling conduit 20 is used as a cooling heat source of the cooling device 19 and then released into the atmosphere.
次に、本実施形態の二酸化炭素ガス回収装置１の作動について説明する。 Next, the operation of the carbon dioxide gas recovery device 1 of this embodiment will be described.
本実施形態の二酸化炭素ガス回収装置１は、ドライアイス製造装置２でボンベ４から供給される液化二酸化炭素を急速に大気中に放出して気化させてドライアイスＤを製造したときに発生する二酸化炭素ガスを取出導管６により取り出して、低圧コンプレッサー７に供給する。ドライアイス製造装置２で発生する二酸化炭素ガスはほぼ大気圧（約０．１ＭＰａ）であり、低圧コンプレッサー７はこの二酸化炭素ガスを例えば１．３〜１．４ＭＰａの圧力に加圧して、第１の加圧二酸化炭素ガスとし、二酸化炭素ガス貯留槽８に貯留する。 The carbon dioxide gas recovery apparatus 1 of the present embodiment generates carbon dioxide generated when dry ice D is produced by rapidly releasing and vaporizing liquefied carbon dioxide supplied from a cylinder 4 in the dry ice production apparatus 2 into the atmosphere. The carbon gas is taken out through the take-out conduit 6 and supplied to the low-pressure compressor 7. The carbon dioxide gas generated in the dry ice production apparatus 2 is almost atmospheric pressure (about 0.1 MPa), and the low-pressure compressor 7 pressurizes the carbon dioxide gas to a pressure of 1.3 to 1.4 MPa, for example. The pressurized carbon dioxide gas is stored in the carbon dioxide gas storage tank 8.
次に、二酸化炭素ガス貯留槽８に貯留されている第１の加圧二酸化炭素ガスを取出導管１０により取り出して、高圧コンプレッサー１１に供給する。高圧コンプレッサー１１は、前述のように１．３〜１．４ＭＰａの圧力に加圧されている第１の加圧二酸化炭素ガスをさらに、例えば６ＭＰａの圧力に加圧して第２の加圧二酸化炭素ガスとする。 Next, the first pressurized carbon dioxide gas stored in the carbon dioxide gas storage tank 8 is taken out by the take-out conduit 10 and supplied to the high-pressure compressor 11. The high-pressure compressor 11 further pressurizes the first pressurized carbon dioxide gas that has been pressurized to a pressure of 1.3 to 1.4 MPa as described above to a pressure of, for example, 6 MPa, to thereby provide a second pressurized carbon dioxide. Use gas.
第２の加圧二酸化炭素ガスは、前述のように６ＭＰａの圧力に加圧されることにより、９０〜１２０℃の高温となっている。そこで、次に、第２の加圧二酸化炭素ガスを取出導管１０により、第１熱交換器１２に案内して冷却する。 The second pressurized carbon dioxide gas has a high temperature of 90 to 120 ° C. by being pressurized to a pressure of 6 MPa as described above. Therefore, next, the second pressurized carbon dioxide gas is taken out to the first heat exchanger 12 through the extraction conduit 10 and cooled.
第１熱交換器１２では、給水管１７から供給される常温の水が第２の加圧二酸化炭素ガスと熱交換することにより、第２の加圧二酸化炭素ガスが冷却されて液化し、液化二酸化炭素となる一方、水が加熱されて６０〜９０℃の温水となって取出される。前記温水は、例えば、事業所や一般家庭等の給湯設備に用いることができる。 In the first heat exchanger 12, normal temperature water supplied from the water supply pipe 17 exchanges heat with the second pressurized carbon dioxide gas, whereby the second pressurized carbon dioxide gas is cooled and liquefied, and liquefied. While becoming carbon dioxide, water is heated and taken out as hot water of 60 to 90 ° C. The hot water can be used, for example, in hot water supply facilities such as business establishments and general households.
また、第２熱交換器１３では、冷却装置１９で冷却された冷媒としての冷水が冷水供給管１８に循環されることにより、前記液化二酸化炭素と熱交換を行う。このとき、冷却装置１９には、ドライアイス製造装置２で発生した低温の二酸化炭素ガスの一部が冷却導管２０を介して供給されるので、冷却装置１９では該二酸化炭素ガスを冷熱源の一部として用いることができ、前記冷水の冷却を効率よく行うことができる。冷却装置１９で使用された前記二酸化炭素ガスは、大気中に放出される。 Moreover, in the 2nd heat exchanger 13, the cold water as a refrigerant | coolant cooled with the cooling device 19 is circulated to the cold water supply pipe 18, and heat exchange with the said liquefied carbon dioxide is performed. At this time, since a part of the low-temperature carbon dioxide gas generated in the dry ice production device 2 is supplied to the cooling device 19 via the cooling conduit 20, the cooling device 19 uses the carbon dioxide gas as one of the cold heat sources. The cooling water can be efficiently cooled. The carbon dioxide gas used in the cooling device 19 is released into the atmosphere.
液化二酸化炭素は、第２熱交換器１３で冷却されることにより、例えば、−５〜１０℃に冷却される。前述のように冷却された液化二酸化炭素は、次に、断熱膨張弁１４で断熱膨張されることにより一部が気化し、気化熱により温度が低下し、低温の液化二酸化炭素と二酸化炭素ガスとの気液混合物となる。 The liquefied carbon dioxide is cooled to, for example, −5 to 10 ° C. by being cooled by the second heat exchanger 13. Next, the liquefied carbon dioxide cooled as described above is partly vaporized by adiabatic expansion by the adiabatic expansion valve 14, the temperature is lowered by the heat of vaporization, and the low-temperature liquefied carbon dioxide and carbon dioxide gas It becomes a gas-liquid mixture.
前記気液混合物は、次いで取出導管１０により液化二酸化炭素貯留槽９に案内され、液化二酸化炭素貯留槽９内で気液分離されることにより、液化二酸化炭素貯留槽９の底部に液化二酸化炭素、上部に二酸化炭素ガスがそれぞれ貯留される。液化二酸化炭素貯留槽９の上部に貯留された前記二酸化炭素ガスは、循環導管１５から取出導管１０に案内されることにより回収される。 The gas-liquid mixture is then guided to the liquefied carbon dioxide storage tank 9 through the extraction conduit 10 and is separated into gas and liquid in the liquefied carbon dioxide storage tank 9, so that the liquefied carbon dioxide, Carbon dioxide gas is stored in the upper part. The carbon dioxide gas stored in the upper part of the liquefied carbon dioxide storage tank 9 is recovered by being guided from the circulation conduit 15 to the extraction conduit 10.
また、液化二酸化炭素貯留槽９の底部に貯留された前記液化二酸化炭素は、液化二酸化炭素導管１６により取出され、補給導管５からボンベ４に導入されることにより、ドライアイス製造装置２におけるドライアイスの製造に再利用される。 The liquefied carbon dioxide stored in the bottom of the liquefied carbon dioxide storage tank 9 is taken out by the liquefied carbon dioxide conduit 16 and introduced into the cylinder 4 from the replenishment conduit 5, so that the dry ice in the dry ice production apparatus 2 can be obtained. Reused in the production of
本実施形態の二酸化炭素ガス回収装置１は、冷却装置１９が十分な冷却能力を備えている場合には、冷却導管２０を設けなくてもよい。また、本実施形態の二酸化炭素ガス回収装置１では、高圧コンプレッサー１１、第１熱交換器１２、断熱膨張弁１４として、市販の自然冷媒ヒートポンプ給湯器（エコキュート（登録商標））から空気熱交換器を取り除いた部分を流用し、これに第２熱交換器１３を付加することにより構成してもよい。市販の自然冷媒ヒートポンプ給湯器は市場に大量に流通しており、安価であるので、これを流用することにより、二酸化炭素ガス回収装置１の製造コストを低減することができる。 The carbon dioxide gas recovery apparatus 1 of the present embodiment does not need to provide the cooling conduit 20 when the cooling device 19 has sufficient cooling capacity. Further, in the carbon dioxide gas recovery apparatus 1 of the present embodiment, as the high-pressure compressor 11, the first heat exchanger 12, and the adiabatic expansion valve 14, a commercially available natural refrigerant heat pump water heater (Ecocute (registered trademark)) to an air heat exchanger is used. Alternatively, the portion from which the component is removed may be used and the second heat exchanger 13 may be added thereto. Commercially available natural refrigerant heat pump water heaters are distributed in large quantities on the market and are inexpensive, so that the production cost of the carbon dioxide gas recovery apparatus 1 can be reduced by diverting them.
また、本実施形態の二酸化炭素ガス回収装置１では、高圧コンプレッサー１１、第１熱交換器１２を並列に複数設けてもよく、このようにすることにより処理能力を向上させることができる。 Moreover, in the carbon dioxide gas recovery apparatus 1 of the present embodiment, a plurality of high-pressure compressors 11 and first heat exchangers 12 may be provided in parallel, and thus the processing capacity can be improved.
次に、本実施形態の二酸化炭素ガス回収装置１の変形例について説明する。 Next, a modification of the carbon dioxide gas recovery device 1 of the present embodiment will be described.
ドライアイス製造装置２は、前述のように、供給導管３を介してボンベ４から供給される液化二酸化炭素を急速に大気中に放出して気化させることにより、ドライアイスＤを製造する装置であるので、その作動は間欠的にならざるを得ない。この場合、ドライアイス製造装置２の作動が間欠的であると、二酸化炭素ガスの発生も間欠的になり、低圧コンプレッサー７を作動させたままにすると、空気を吸引する等の不都合が懸念される。 The dry ice production apparatus 2 is an apparatus for producing dry ice D by rapidly releasing and vaporizing liquefied carbon dioxide supplied from the cylinder 4 via the supply conduit 3 into the atmosphere as described above. Therefore, the operation must be intermittent. In this case, if the operation of the dry ice production apparatus 2 is intermittent, the generation of carbon dioxide gas is also intermittent, and if the low-pressure compressor 7 is kept operating, there is a concern about inconveniences such as sucking air. .
そこで、本実施形態の二酸化炭素ガス回収装置１では、図２に示すように、並列に２基ドライアイス製造装置２１、２２を設け、交互に作動させる。この場合、供給導管３は途中で供給導管３１、３２に分岐させ、各ドライアイス製造装置２１、２２に接続するようにし、分岐点の下流側に開閉弁３１ａ、３２ａを設けることにより、各ドライアイス製造装置２１、２２に別々に液化二酸化炭素を供給することができる。 Therefore, in the carbon dioxide gas recovery apparatus 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, two dry ice production apparatuses 21 and 22 are provided in parallel and are operated alternately. In this case, the supply conduit 3 is branched into supply conduits 31 and 32 on the way and connected to the dry ice production apparatuses 21 and 22, and the on-off valves 31 a and 32 a are provided on the downstream side of the branch point, thereby providing each dry ice. Liquefied carbon dioxide can be separately supplied to the ice manufacturing apparatuses 21 and 22.
また、各ドライアイス製造装置２１、２２にそれぞれ取出導管６１、６２を設け、途中で合流させて取出導管６として低圧コンプレッサー７に接続するようにし、合流点の上流側に開閉弁６１ｂ、６２ｂを設ける。このようにすることにより、各ドライアイス製造装置２１、２２から別々に二酸化炭素ガスを取り出して低圧コンプレッサー７に供給することができる。 In addition, each of the dry ice production apparatuses 21 and 22 is provided with take-out conduits 61 and 62, joined together in the middle to be connected to the low-pressure compressor 7 as the take-out conduit 6, and open / close valves 61b and 62b are provided upstream of the junction. Provide. By doing in this way, carbon dioxide gas can be taken out from each dry ice manufacturing apparatus 21 and 22 separately, and can be supplied to the low pressure compressor 7.
具体的には、まず、開閉弁３１ａを開弁し、開閉弁３２ａを閉弁して、ボンベ４からドライアイス製造装置２１に液化二酸化炭素を供給し、ドライアイス製造装置２１でドライアイスＤを製造する。このときには、開閉弁６１ｂを開弁し、開閉弁６２ｂを閉弁して、ドライアイス製造装置２１で発生した二酸化炭素ガスを取出導管６１により取り出して低圧コンプレッサー７に供給する。 Specifically, first, the on-off valve 31a is opened, the on-off valve 32a is closed, liquefied carbon dioxide is supplied from the cylinder 4 to the dry ice production apparatus 21, and the dry ice production apparatus 21 supplies the dry ice D. To manufacture. At this time, the on-off valve 61 b is opened, the on-off valve 62 b is closed, the carbon dioxide gas generated in the dry ice production device 21 is taken out through the take-out conduit 61 and supplied to the low-pressure compressor 7.
次に、ドライアイス製造装置２１におけるドライアイスＤの製造が終了したならば、開閉弁３１ａを閉弁し、開閉弁３２ａを開弁して、ボンベ４からドライアイス製造装置２２に液化二酸化炭素を供給し、ドライアイス製造装置２２でドライアイスＤを製造する。このときには、開閉弁６１ｂを閉弁し、開閉弁６２ｂを開弁して、ドライアイス製造装置２２で発生した二酸化炭素ガスを取出導管６２により取り出して低圧コンプレッサー７に供給する。 Next, when the production of dry ice D in the dry ice production apparatus 21 is completed, the on-off valve 31a is closed, the on-off valve 32a is opened, and liquefied carbon dioxide is supplied from the cylinder 4 to the dry ice production apparatus 22. Then, dry ice D is manufactured by the dry ice manufacturing apparatus 22. At this time, the on-off valve 61 b is closed, the on-off valve 62 b is opened, the carbon dioxide gas generated in the dry ice production device 22 is taken out by the take-out conduit 62 and supplied to the low-pressure compressor 7.
この結果、低圧コンプレッサー７を作動させたままにしても、空気を吸引する等の不都合を防止して、二酸化炭素ガス回収装置１を効率よく作動させることができる。 As a result, even if the low-pressure compressor 7 is kept operating, inconveniences such as suction of air can be prevented and the carbon dioxide gas recovery apparatus 1 can be operated efficiently.
尚、本実施形態では、ドライアイス製造装置２１、２２と低圧コンプレッサー７との接続の切替を、開閉弁６１ｂ、６２ｂの開閉により行うようにしているが、開閉弁６１ｂ、６２ｂは設けなくてもよい。開閉弁６１ｂ、６２ｂを設けない場合には、ドライアイス製造装置２１、２２のいずれか高圧の側（ドライアイスの製造を行っている側）から、二酸化炭素ガスが低圧コンプレッサー７に吸引される。 In this embodiment, the connection between the dry ice production apparatuses 21 and 22 and the low-pressure compressor 7 is switched by opening and closing the on-off valves 61b and 62b. However, the on-off valves 61b and 62b may not be provided. Good. When the on-off valves 61b and 62b are not provided, carbon dioxide gas is sucked into the low-pressure compressor 7 from the high-pressure side (the side where dry ice is produced) of either of the dry ice production apparatuses 21 and 22.
また、本実施形態の二酸化炭素ガス回収装置１では、並列に３基以上のドライアイス製造装置を設け、１台ずつ順次作動させるようにしてもよい。 Further, in the carbon dioxide gas recovery apparatus 1 of the present embodiment, three or more dry ice production apparatuses may be provided in parallel and sequentially operated one by one.
１…二酸化炭素ガス回収装置、 ２…ドライアイス製造装置、 ７…低圧コンプレッサー、 ８…二酸化炭素ガス貯留槽、 ９…液化二酸化炭素貯留槽、 １１…高圧コンプレッサー、 １２…第１熱交換器、 １３…第２熱交換器、 １４…断熱膨張弁、 １５…循環導管、 １６…液化二酸化炭素導管。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Carbon dioxide gas recovery apparatus, 2 ... Dry ice manufacturing apparatus, 7 ... Low pressure compressor, 8 ... Carbon dioxide gas storage tank, 9 ... Liquefied carbon dioxide storage tank, 11 ... High pressure compressor, 12 ... First heat exchanger, 13 2nd heat exchanger, 14 ... Adiabatic expansion valve, 15 ... Circulation conduit, 16 ... Liquefied carbon dioxide conduit.
Claims (3)
ドライアイス製造装置から放出される二酸化炭素ガスを加圧して第１の加圧二酸化炭素ガスを得る第１の加圧手段と、
第１の加圧二酸化炭素ガスを貯留する二酸化炭素ガス貯留槽と、
二酸化炭素ガス貯留槽から取出された第１の加圧二酸化炭素ガスをさらに加圧して第２の加圧二酸化炭素ガスを得る第２の加圧手段と、
第２の加圧二酸化炭素ガスを水で冷却して液化二酸化炭素とする一方温水を得る第１の熱交換手段と、
第１の熱交換手段で液化された液化二酸化炭素を冷水でさらに冷却する第２の熱交換手段と、
第２の熱交換手段で冷却された液化二酸化炭素を断熱膨張させ、その一部を気化させる断熱膨張手段と、
一部が気化された液化二酸化炭素を気液分離して液化二酸化炭素を貯留する液化二酸化炭素貯留槽と、
液化二酸化炭素貯留槽から二酸化炭素ガスを取り出して第２の加圧手段に循環させる二酸化炭素ガス循環手段と、
液化二酸化炭素貯留槽から液化二酸化炭素を取り出してドライアイス製造装置に循環させる液化二酸化炭素循環手段とを備えることを特徴とする二酸化炭素ガス回収装置。 In the carbon dioxide gas recovery device that recovers the carbon dioxide gas released from the dry ice production device,
A first pressurizing means for pressurizing the carbon dioxide gas released from the dry ice production apparatus to obtain a first pressurized carbon dioxide gas;
A carbon dioxide gas storage tank for storing the first pressurized carbon dioxide gas;
A second pressurizing means for further pressurizing the first pressurized carbon dioxide gas taken out from the carbon dioxide gas storage tank to obtain a second pressurized carbon dioxide gas;
First heat exchange means for cooling the second pressurized carbon dioxide gas with water to obtain liquefied carbon dioxide while obtaining warm water;
Second heat exchange means for further cooling the liquefied carbon dioxide liquefied by the first heat exchange means with cold water;
Adiabatic expansion means for adiabatically expanding the liquefied carbon dioxide cooled by the second heat exchange means, and vaporizing a part thereof;
A liquefied carbon dioxide storage tank for storing the liquefied carbon dioxide by gas-liquid separation of the partially liquefied liquefied carbon dioxide,
Carbon dioxide gas circulating means for taking carbon dioxide gas from the liquefied carbon dioxide storage tank and circulating it to the second pressurizing means;
A carbon dioxide gas recovery apparatus comprising: a liquefied carbon dioxide circulation means for taking out liquefied carbon dioxide from a liquefied carbon dioxide storage tank and circulating it to a dry ice production apparatus.
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