JPS6042162B2 - ドライアイスの製造方法 - Google Patents
ドライアイスの製造方法Info
- Publication number
- JPS6042162B2 JPS6042162B2 JP53047319A JP4731978A JPS6042162B2 JP S6042162 B2 JPS6042162 B2 JP S6042162B2 JP 53047319 A JP53047319 A JP 53047319A JP 4731978 A JP4731978 A JP 4731978A JP S6042162 B2 JPS6042162 B2 JP S6042162B2
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- JP
- Japan
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- dry ice
- heat exchanger
- gas
- carbon dioxide
- pressure
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はドライアイスの製造方法に関する。
従来、ドライアイスは炭酸ガスの圧縮及び冷却により
得られる液化炭酸ガスを加圧成型機の中へ減圧噴出させ
ることによつて微粒状に固化せしめた後、これを加圧成
型することによつて製造されていた。この従来法により
ドライアイスを得るには、炭酸ガスを液化する必要があ
るため、炭酸ガスを３重点圧力５．２８に９１ａｉａ比
以上に圧縮するとともに、圧縮熱を除去するために冷却
する必要があり、通常は炭酸ガスを５０〜７０に９１Ｃ
ＦｆＩａ卜まで圧縮した後冷却する。このためドライア
イス製造に要する理論的エネルギーは製品ドライアイス
当た り、圧縮エネルギー２００ＫＣａ１ｌｋ９、冷却
エネルギー３８０Ｋｃａ１ｌｋ９程度である（炭酸ガス
モリエル線図より）。 然しながら３重点圧力未満の圧
力でドライアイスが昇華する温度より低い温度の沸点を
有する低温液化ガスすなわち、大気圧下における沸点が
−１９６℃の液体窒素、−１８３℃の液体酸素又はこれ
らの混合物又は−１６１℃の液化天然ガスによつて、炭
酸ガスを冷却し、液化炭酸ガスを経ないで気体から固体
にするとドライアイス製造に要するエネルギーは少なく
なる。
得られる液化炭酸ガスを加圧成型機の中へ減圧噴出させ
ることによつて微粒状に固化せしめた後、これを加圧成
型することによつて製造されていた。この従来法により
ドライアイスを得るには、炭酸ガスを液化する必要があ
るため、炭酸ガスを３重点圧力５．２８に９１ａｉａ比
以上に圧縮するとともに、圧縮熱を除去するために冷却
する必要があり、通常は炭酸ガスを５０〜７０に９１Ｃ
ＦｆＩａ卜まで圧縮した後冷却する。このためドライア
イス製造に要する理論的エネルギーは製品ドライアイス
当た り、圧縮エネルギー２００ＫＣａ１ｌｋ９、冷却
エネルギー３８０Ｋｃａ１ｌｋ９程度である（炭酸ガス
モリエル線図より）。 然しながら３重点圧力未満の圧
力でドライアイスが昇華する温度より低い温度の沸点を
有する低温液化ガスすなわち、大気圧下における沸点が
−１９６℃の液体窒素、−１８３℃の液体酸素又はこれ
らの混合物又は−１６１℃の液化天然ガスによつて、炭
酸ガスを冷却し、液化炭酸ガスを経ないで気体から固体
にするとドライアイス製造に要するエネルギーは少なく
なる。
また冷却源になる低温液化ガスが有する冷熱は、エネル
ギー有効利用の面から、また極低温のエネルギーである
ため、価値が非常に高い。また冷熱は、液化天然ガスと
ともに大量に輸入されているが、その利用は現在のとこ
ろ、空気分解、食品冷凍など一部の利用に限られており
、大部分が海水と熱交換されて捨て去られている。そこ
で本発明は製造に要するエネルギーが少なく、かつ簡単
な熱交換器で液化天然ガスのｊ冷熱を利用したり、また
液化天然ガスの冷熱を利用して有利に製造される液体窒
素、液体酸素又はこれらの混合物の冷熱を有効に有用し
得るドライアイスの製造方法を提供するにある。 即ち
、本発明は、炭酸ガスを３重点圧力未満の圧力で熱交換
器へ送入し、液体窒素、液体酸素又はこれらの混合物、
又は液化天然ガスの低温液化ガスにより、炭酸ガスを熱
交換器で冷却しドライアイスを得るもので、得られたド
ライアイスを熱交換器から取り出すにあたつて、熱交換
器で炭酸ガスと熱交換して生成した前記低温液化ガスの
気化ガスで熱交換器を加温することによつて、ドライア
イスを熱交換器から分離せしめることを特徴とする。
ギー有効利用の面から、また極低温のエネルギーである
ため、価値が非常に高い。また冷熱は、液化天然ガスと
ともに大量に輸入されているが、その利用は現在のとこ
ろ、空気分解、食品冷凍など一部の利用に限られており
、大部分が海水と熱交換されて捨て去られている。そこ
で本発明は製造に要するエネルギーが少なく、かつ簡単
な熱交換器で液化天然ガスのｊ冷熱を利用したり、また
液化天然ガスの冷熱を利用して有利に製造される液体窒
素、液体酸素又はこれらの混合物の冷熱を有効に有用し
得るドライアイスの製造方法を提供するにある。 即ち
、本発明は、炭酸ガスを３重点圧力未満の圧力で熱交換
器へ送入し、液体窒素、液体酸素又はこれらの混合物、
又は液化天然ガスの低温液化ガスにより、炭酸ガスを熱
交換器で冷却しドライアイスを得るもので、得られたド
ライアイスを熱交換器から取り出すにあたつて、熱交換
器で炭酸ガスと熱交換して生成した前記低温液化ガスの
気化ガスで熱交換器を加温することによつて、ドライア
イスを熱交換器から分離せしめることを特徴とする。
本発明によれば、常圧の場合はドライアイス製造に要す
る理論的必要エネルギーは冷却のためのエネルギーだけ
で良く、製品ドライアイス当たり１６０Ｋｃａ１１ｋ９
で従来法に比べると大幅に減少できる。
る理論的必要エネルギーは冷却のためのエネルギーだけ
で良く、製品ドライアイス当たり１６０Ｋｃａ１１ｋ９
で従来法に比べると大幅に減少できる。
また本発明は炭酸ガスを３重点圧力未満の圧力で熱交換
器へ送入するので、炭酸ガスを高圧に圧縮する必要がな
く、熱交換器は高圧にならないため危険性は低く、高圧
用の圧縮機を要しないなどの利点がある。さらに本発明
の方法によつて製造されるドライアイスの比重は、従来
法によつて得られる粒状ドライアイスの加圧成型品であ
る市販ドライアイスとほＳ゛同じの１．５である。従つ
て本発明の方法によれば、従来法のような加圧成型に要
する加圧成型機の不要である。また、熱交換器において
炭酸ガスと熱交換し生成する低温液化ガスの気化ガスは
、その生成過程て不純物が混入一する恐れがなく、それ
ぞれの用途に全く支障なく利用できる。また本発明は液
化天然ガスの冷熱を利用することが可能であり、液化天
然ガスの冷熱を利用して有利に製造される液化窒素、液
体酸素又はこれらの混合物の冷熱を有効に利用すること
こが可能である。このように、液化天然ガス等の冷熱を
利用してドライアイスを製造する利点は大きいが発明の
完成過程においては製品ドライアイスが熱交換器で生成
される際、熱交換器壁面に固着し、取り出し３が困難で
工業化を妨げる問題があつた。
器へ送入するので、炭酸ガスを高圧に圧縮する必要がな
く、熱交換器は高圧にならないため危険性は低く、高圧
用の圧縮機を要しないなどの利点がある。さらに本発明
の方法によつて製造されるドライアイスの比重は、従来
法によつて得られる粒状ドライアイスの加圧成型品であ
る市販ドライアイスとほＳ゛同じの１．５である。従つ
て本発明の方法によれば、従来法のような加圧成型に要
する加圧成型機の不要である。また、熱交換器において
炭酸ガスと熱交換し生成する低温液化ガスの気化ガスは
、その生成過程て不純物が混入一する恐れがなく、それ
ぞれの用途に全く支障なく利用できる。また本発明は液
化天然ガスの冷熱を利用することが可能であり、液化天
然ガスの冷熱を利用して有利に製造される液化窒素、液
体酸素又はこれらの混合物の冷熱を有効に利用すること
こが可能である。このように、液化天然ガス等の冷熱を
利用してドライアイスを製造する利点は大きいが発明の
完成過程においては製品ドライアイスが熱交換器で生成
される際、熱交換器壁面に固着し、取り出し３が困難で
工業化を妨げる問題があつた。
当初この対策として、伝熱面の材質にガラス、金属など
親水性の界面をもつ材質を使用したが、問題は解決せず
、ポリエチレン●テフロンの如き親油性の界面を持つ材
質を使用すると固着の問題は解決した４．が、伝熱面で
の熱伝導度の低下を来し、効果面でないことがわかつた
。この解決法を本発明者等は鋭意研究した結果、本発明
によれば熱交換器をドライアイスの昇華温度より高い温
度の気体で加温することにより、ドライアイスと熱交換
器壁面の間にドライアイスを昇華させた気相部分を作つ
て製品ドライアイスを容易に器外へ取り出すことができ
る。
親水性の界面をもつ材質を使用したが、問題は解決せず
、ポリエチレン●テフロンの如き親油性の界面を持つ材
質を使用すると固着の問題は解決した４．が、伝熱面で
の熱伝導度の低下を来し、効果面でないことがわかつた
。この解決法を本発明者等は鋭意研究した結果、本発明
によれば熱交換器をドライアイスの昇華温度より高い温
度の気体で加温することにより、ドライアイスと熱交換
器壁面の間にドライアイスを昇華させた気相部分を作つ
て製品ドライアイスを容易に器外へ取り出すことができ
る。
この場合、加熱用の気体として、熱交換器で低温液化ガ
スが炭酸ガスと熱交換して生ずる気化ガスを使用すれば
、ドライアイスの生成と取り出しを繰り返すに当つて、
気化ガス中に不純物が混入することがなく、前記利用を
妨げないばかりでなく、且つ水分などの高融点物を含ま
ないので冷媒系統の氷結による閉塞を防止できる利点が
ある。さらにこの気化ガスを原料炭酸ガスの予冷に使つ
た後にも使用することができる。こうして製造したドラ
イアイスは寒剤として利７用するほか、炭酸ガスの３重
点圧力以上て加温融解すれば、従来法に比べ少ないエネ
ルギーで液化炭酸ガスを有利に作ることもできる。
スが炭酸ガスと熱交換して生ずる気化ガスを使用すれば
、ドライアイスの生成と取り出しを繰り返すに当つて、
気化ガス中に不純物が混入することがなく、前記利用を
妨げないばかりでなく、且つ水分などの高融点物を含ま
ないので冷媒系統の氷結による閉塞を防止できる利点が
ある。さらにこの気化ガスを原料炭酸ガスの予冷に使つ
た後にも使用することができる。こうして製造したドラ
イアイスは寒剤として利７用するほか、炭酸ガスの３重
点圧力以上て加温融解すれば、従来法に比べ少ないエネ
ルギーで液化炭酸ガスを有利に作ることもできる。
なお炭酸ガスの送入圧力が常圧の場合は圧縮機を使用し
ない。
ない。
一方、大気圧以下で操作する場合・は空気が炭酸ガス側
に洩れ込み炭酸ガスの分圧を低下させる方向に働くので
、得られるドライアイスに気泡、巣を生じやすく、又伝
熱速度の低下を生じ易いので、大気圧以上の圧力で操作
することが好ましい。実施例 第１図は、本発明の実施例に用いた装置の略図である。
に洩れ込み炭酸ガスの分圧を低下させる方向に働くので
、得られるドライアイスに気泡、巣を生じやすく、又伝
熱速度の低下を生じ易いので、大気圧以上の圧力で操作
することが好ましい。実施例 第１図は、本発明の実施例に用いた装置の略図である。
図中１，１″は原料炭酸ガス送入管、２，２″は液体窒
素または窒素ガスの送入管、３，３″は液体窒素槽、４
，４″は取外しが可能な底板を有するドライアイス製造
槽、５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１
４，１５，１６は手動バルブ、１７，１７″は予冷用熱
交換器を示す。ドライアイス製造に際しては、手動バル
ブ１４，１６を開き、手動バルブ５，６，７，８，９，
１０，１１，１２，１３，１５を閉じて、液体窒素を手
動バルブ１牡送入管２を通じて液体窒素槽３に入れる。
素または窒素ガスの送入管、３，３″は液体窒素槽、４
，４″は取外しが可能な底板を有するドライアイス製造
槽、５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１
４，１５，１６は手動バルブ、１７，１７″は予冷用熱
交換器を示す。ドライアイス製造に際しては、手動バル
ブ１４，１６を開き、手動バルブ５，６，７，８，９，
１０，１１，１２，１３，１５を閉じて、液体窒素を手
動バルブ１牡送入管２を通じて液体窒素槽３に入れる。
次いで手動バルブ１６を閉じ、手動バルブ６，８，９，
１５を開いて手動バルブ６を経た炭酸ガスを液体窒素槽
３より気化した窒素ガスと予冷用熱交換器１７において
熱交換し、予冷された炭酸ガスを原料炭酸ガス送入管１
からドライアイス製造槽４に５０ｃｍＡｑの圧力で１０
００′送入した。次に手動バルブ６，８，９，１４を閉
じ、手動バルブ１２，１６を開き、液体窒素槽３内の液
体窒素を手動バルブ１２を通して抜き、手動バルブ１２
，１６を閉じ、手動バルブ１３を開き、液体窒素を手動
バルブ１３、送入管２″を通して液体窒素槽３″に入れ
た後、手動バルブ１５を閉じ、手動バルブ５，７，１０
，１６を開いて、炭酸ガスを手動バルブ６、予冷用熱交
換器１７″を通してドライアイス製造槽４″に送入した
。同時にドライアイス製造槽４″に送入した。同時にド
ライアイス製造槽４の底板をはずした。このとき、液体
窒素槽３″で気化した窒素ガスは、予冷用熱交換器１７
″において原料炭酸ガスで加温され、手動バルブ７，１
０を通り、液体窒素槽３内に送入される。底板をはずし
てから５〜７分後にドライアイス製造槽４の下部よりド
ライアイスが落下し、容易に取り出すことができた。得
られたドライアイスは１９００ｙ（収率９７％）でその
比重は市販ドライアイスと同様で１．５であつた。一方
、このとき使用され気化した液体窒素量は７．２ｋ９で
あり、ドライアイス単位置当たりで３．８ｋ９１ｋ９（
ドライアイス）でエネルギーに換算すると２９１Ｋｃａ
１１ｋ９（ドライアイス）であつた。
１５を開いて手動バルブ６を経た炭酸ガスを液体窒素槽
３より気化した窒素ガスと予冷用熱交換器１７において
熱交換し、予冷された炭酸ガスを原料炭酸ガス送入管１
からドライアイス製造槽４に５０ｃｍＡｑの圧力で１０
００′送入した。次に手動バルブ６，８，９，１４を閉
じ、手動バルブ１２，１６を開き、液体窒素槽３内の液
体窒素を手動バルブ１２を通して抜き、手動バルブ１２
，１６を閉じ、手動バルブ１３を開き、液体窒素を手動
バルブ１３、送入管２″を通して液体窒素槽３″に入れ
た後、手動バルブ１５を閉じ、手動バルブ５，７，１０
，１６を開いて、炭酸ガスを手動バルブ６、予冷用熱交
換器１７″を通してドライアイス製造槽４″に送入した
。同時にドライアイス製造槽４″に送入した。同時にド
ライアイス製造槽４の底板をはずした。このとき、液体
窒素槽３″で気化した窒素ガスは、予冷用熱交換器１７
″において原料炭酸ガスで加温され、手動バルブ７，１
０を通り、液体窒素槽３内に送入される。底板をはずし
てから５〜７分後にドライアイス製造槽４の下部よりド
ライアイスが落下し、容易に取り出すことができた。得
られたドライアイスは１９００ｙ（収率９７％）でその
比重は市販ドライアイスと同様で１．５であつた。一方
、このとき使用され気化した液体窒素量は７．２ｋ９で
あり、ドライアイス単位置当たりで３．８ｋ９１ｋ９（
ドライアイス）でエネルギーに換算すると２９１Ｋｃａ
１１ｋ９（ドライアイス）であつた。
理論的な必要エネルギー１６０Ｋｃａ１１ｋ９（ドライ
アイス）に比べて８２％多くなつたが、これは保冷が充
分でないためと思われる。しかし、従来法による理論的
な冷却用必要エネルギー３８０Ｋｃａ１１ｋ９（ドライ
アイス）に比べれば少ないエネルギー量であり、圧縮に
必要な２００ＫＣａ１１ｋ９（ドライアイス）のエネル
ギーも削減された。また本例の液体窒素は第２図に示し
たような液化天然ガスの冷熱を利用した空気分離で有利
に製造されるものを用いることにより、さらに経済的メ
リットが追加される。
アイス）に比べて８２％多くなつたが、これは保冷が充
分でないためと思われる。しかし、従来法による理論的
な冷却用必要エネルギー３８０Ｋｃａ１１ｋ９（ドライ
アイス）に比べれば少ないエネルギー量であり、圧縮に
必要な２００ＫＣａ１１ｋ９（ドライアイス）のエネル
ギーも削減された。また本例の液体窒素は第２図に示し
たような液化天然ガスの冷熱を利用した空気分離で有利
に製造されるものを用いることにより、さらに経済的メ
リットが追加される。
第２図の装置においては、原料空気３０を空気圧縮器２
１により圧縮し、空気熱交換器２２で予冷した後高圧蒸
留塔２３に送入する。ここで窒素は塔頂に、酸素は塔底
に移動し、塔頂から液体窒素３１が取り出される。また
高圧蒸留塔２３の塔底から取り出される酸素リッチ液は
、低圧蒸留塔２４に供給され、その塔底から液体酸素３
２が取り出される。低圧蒸留塔の塔頂から酸素リッチ液
に含まれていた窒素リッチガス２９が排出されて、空気
熱交換器２２に導かれ原料空気の予冷に使われる。一方
、高圧蒸留塔の冷却に使用される循環窒素２８は循環窒
素圧縮機２６で圧縮され、液化天然ガス２７と液化天然
ガス熱交換器２５において熱交換により液化して高圧蒸
留塔２３に至り、ここて気化して空気熱交換器２２を経
て前記循環窒素圧縮器２６に至り、一方、熱交換器２５
で液化天然ガス２７は”気化して天然ガスとなる。
１により圧縮し、空気熱交換器２２で予冷した後高圧蒸
留塔２３に送入する。ここで窒素は塔頂に、酸素は塔底
に移動し、塔頂から液体窒素３１が取り出される。また
高圧蒸留塔２３の塔底から取り出される酸素リッチ液は
、低圧蒸留塔２４に供給され、その塔底から液体酸素３
２が取り出される。低圧蒸留塔の塔頂から酸素リッチ液
に含まれていた窒素リッチガス２９が排出されて、空気
熱交換器２２に導かれ原料空気の予冷に使われる。一方
、高圧蒸留塔の冷却に使用される循環窒素２８は循環窒
素圧縮機２６で圧縮され、液化天然ガス２７と液化天然
ガス熱交換器２５において熱交換により液化して高圧蒸
留塔２３に至り、ここて気化して空気熱交換器２２を経
て前記循環窒素圧縮器２６に至り、一方、熱交換器２５
で液化天然ガス２７は”気化して天然ガスとなる。
第１図は本発明の実施例に用いた装置の略図、第２図は
液化天然ガス冷熱を利用した空気分離装置の略図である
。 １，１″・・・・原料炭酸ガス送入管、２，２″・・送
入管、３，３″・・・・・液体窒素槽、４，４″・・・
・・・ドライアイス製造槽、５，６，７，８，９，１０
，１１，１２，１３，１４，１５，１６・・・・・・手
動バルブ、１７，１７″・・・・・・予冷用熱交換器。
液化天然ガス冷熱を利用した空気分離装置の略図である
。 １，１″・・・・原料炭酸ガス送入管、２，２″・・送
入管、３，３″・・・・・液体窒素槽、４，４″・・・
・・・ドライアイス製造槽、５，６，７，８，９，１０
，１１，１２，１３，１４，１５，１６・・・・・・手
動バルブ、１７，１７″・・・・・・予冷用熱交換器。
Claims (1)
- １ 炭酸ガスを３重点圧力未満の圧力で熱交換器へ送入
し、液体窒素、液体酸素又はこれらの混合物又は液化天
然ガスの低温液化ガスにより、炭酸ガスを熱交換器で冷
却しドライアイスを得、熱交換器で得られたドライアイ
スを取り出すにあたり、熱交換器で炭酸ガスと熱交換し
て生成した前記低温液化ガスの気化ガスで熱交換器を加
温することによつて、ドライアイスを熱交換器から分離
せしめることを特徴とするドライアイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53047319A JPS6042162B2 (ja) | 1978-04-20 | 1978-04-20 | ドライアイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53047319A JPS6042162B2 (ja) | 1978-04-20 | 1978-04-20 | ドライアイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54138891A JPS54138891A (en) | 1979-10-27 |
| JPS6042162B2 true JPS6042162B2 (ja) | 1985-09-20 |
Family
ID=12771952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53047319A Expired JPS6042162B2 (ja) | 1978-04-20 | 1978-04-20 | ドライアイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042162B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62139362U (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-02 | ||
| JPH0493650U (ja) * | 1990-12-29 | 1992-08-14 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0594237U (ja) * | 1993-02-24 | 1993-12-24 | 財団法人電力中央研究所 | 固形二酸化炭素の製造装置 |
| DE102015009352A1 (de) * | 2015-07-17 | 2017-01-19 | Messer Group Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum herstellen von Trockeneis |
-
1978
- 1978-04-20 JP JP53047319A patent/JPS6042162B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62139362U (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-02 | ||
| JPH0493650U (ja) * | 1990-12-29 | 1992-08-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54138891A (en) | 1979-10-27 |
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