[实用新型]泵压式干冰机

说明书

技术领域

本实用新型涉及制备干冰的装置，具体是涉及一种利用高压泵直接将液态二氧化碳压缩固化制备干冰的装置。

背景技术

二氧化碳于常温下是无色、无味的气体,分子量为44,在标准状况下密度为1.977g/L，比重约为空气的1.5倍；在水中的溶解度随着温度的升高而降低，随压力的升高而增加,温度为0℃,压力为0.1MPa时,溶解度为1.79Ncm³/g,而在温度相同,压力为1.0MPa时,其溶解度为15.92Ncm³/g，20℃常压下每100体积水可溶88体积二氧化碳，二氧化碳溶于水一部分跟水反应生成碳酸；二氧化碳的临界点温度为31.06℃,临界压力为7.382MPa,临界密度为468kg/m³；熔点（三相点温度）为-56.57℃，三相点压力为0.416MPa；沸点为-78.45℃(升华为干冰)；当CO₂处于-56.57℃时，其为三相点即气态、液态、固态共存；当温度处于31.06℃～-56.57℃时，CO₂为气态、液态共存；当温度处于-56.57℃～-78.45℃时，CO₂为气态、固态共存。在大气条件下,二氧化碳不能以液体的形式存在。在20℃时，将二氧化碳加压到5.73Mpa即可变成无色液体，一般于常温下7.092MPa(70大气压)液化成无色液体，液体二氧化碳密度1.101g/cm³，常压缩在钢瓶中储存，在－56.6℃、0.527Mpa时变为固体。液态二氧化碳的密度受压力的影响甚微,而受温度的影响则较大,如31.0℃时,密度为463.9kg/m³,-30℃时密度为1074.2kg/m。二氧化碳液化后体积仅为气体二氧化碳的约1/356,固化成形后体积仅为气态的约1/764。液体二氧化碳蒸发时或在加压冷却时可凝成固体二氧化碳，俗称“干冰”，是一种低温致冷剂，密度为1.56g/cm³。液态二氧化碳减压迅速蒸发时，一部分气化吸热，另一部分骤冷变成雪状固体，将雪状固体压缩，成为冰状固体“干冰”，干冰在0.1-0.13MPa、－78.5℃时可直接升华变成气体。

随着社会环境保护意识的提高，工业碳减排技术的推广如CCS技术的应用，捕集的二氧化碳转化为液态二氧化碳，大量的液态二氧化碳的稳定储存或应用将成为一个新的技术难题，而将液态二氧化碳固化制干冰则是一个有效的出路，干冰即固化成型的二氧化碳，二氧化碳液化后体积收缩至气体二氧化碳的1/356，固化成型后体积收缩至气态的1/764。干冰因其吸热可直接升华为体积数百倍的气体，且无残留、无毒、无味、不燃及可灭菌特性，应用日益广泛，可应用于餐饮、食品、化工、医药、卫生、工业、影视、气象等行业及其清洗技术中。

当前，CO₂液化及干冰制备可分为高压法（8MPa）和中压法（1.6MPa～2.5MPa）、低压法（0.7MPa～0.9MPa）。高压法可实现气体CO₂在常温下液化，压缩机一般为三级压缩或四级压缩，能耗非常大，液化CO₂再经节流膨胀降温，部分液态CO₂转化为雪状固态后进入干冰机成型制备干冰；中低压法可实现气体CO₂在低温条件（如深冷技术）下液化，再经节流膨胀进一步降温，部分液态CO₂转化为雪状固态后进入干冰机成型制备干冰，压缩机功耗相对高压法低很多。