Технология производства сухого льда

Сухой лёд: производство и применение

Получение из угля и газа не жара, а, напротив, холода не является чем-то несбыточным: это каждодневно осуществляется при производстве так называемого»сухого льда». Уголь или природный газ сжигается здесь в котлах, а образующийся дым очищается, причем содержащийся в нем углекислый газ улавливается щелочным раствором. Выделяемый затем в чистом виде путем нагревания углекислый газ при последующем охлаждении и сжатии переводится в жидкое состояние под давлением 70 атмосфер.

Это- та самая всем известная жидкая углекислота, которая применяется для производства газированных напитков и употребляется для сварки металла. Она достаточно холодна, чтобы заморозить грунт, как делалось при сооружении московского метро; но для многих целей требуется располагать углекислотой в твердом виде тем, что называется сухим льдом.

Сухой лед, т. е. твердая углекислота, получается из жидкой при быстром ее испарении под уменьшенным давлением. Куски сухого льда по внешности напоминают скорее прессованный снег, нежели лед, и вообще во многом отличаются от твердой воды. Углекислый лед тяжелее обыкновенного льда и тонет в воде. Несмотря на чрезвычайно низкую температуру (- 78,5°С), холод его не сильно ощущается пальцами, если бережно взять кусок в руки: образующийся при соприкосновении с нашим телом углекислый газ защищает кожу от действия холода.

Название «сухой лед» чрезвычайно удачно подчеркивает главную физическую особенность этого льда. Он одно из тех редких веществ, которые под влиянием теплоты переходят сразу в газ, минуя жидкое состояние, так как существовать в жидком виде углекислота под давлением в одну атмосферу не может. При этом холодопроизводительность сухого льда почти в 2 раза выше чем у льда водяного при той же температуре.

Продукты, сохраняемые при помощи углекислого льда, не только не увлажняются, но защищаются от порчи еще и тем, что образующийся углекислый газ является средой, препятствующей развитию микроорганизмов; поэтому на продуктах не появляется плесени и бактерий. Насекомые и грызуны также не могут жить в такой атмосфере. Наконец, углекислота является надежным противопожарным средством: несколько кусков сухого льда, брошенные в горящий бензин, гасят огонь. Все это обеспечило сухому льду самое широкое применение в промышленности и в домашнем обиходе.

Сухой лед может производится в виде блоков или гранул. Первоначально практически весь сухой лед выпускался в виде блоков (в Советском Союзе чаще делали блоки по 25 или 100кг), но в последнее время наиболее востребован рынком стал сухой лед в гранулированном виде. Гранулы имеют более плотную структуру, удобнее для дозирования и кроме того для некоторых областей применения блоки необходимо дополнительно измельчать с помощью специального прибора — крешера.

Гранулированный сухой лед производится при помощи специального устройства — Пеллетайзера. Поступающая в пеллетайзер жидкая углекислота в процессе ее дальнейшего принудительного охлаждения переходит в рыхлое состояние — снег. Далее происходит объемное прессование рыхлого снега в более плотный и твердый продукт. При помощи давления поршневого механизма Пеллетайзера, спрессованный продукт (снег) продавливается через калиброванную фильеру, где и происходит образование гранул сухого льда.

В зависимости от размера отверстий в фильере можно производить гранулы диаметром 1.7; 2.2, 3.0 и 8.0 мм, что практически полностью перекрывает потребности потребителей. Гранулы размером 1.7 и 2.2мм наиболее востребованы для процесса криогенной очистки (криогенном бластинге), 3-х мм гранулы более универсальны, 8-ми мм для бластинга уже не пригодны.

Обычно принято считать, что гранулы большего размера меньше сублимируют и обеспечивают более продолжительное охлаждение благодаря меньшему отношению площади поверхности к массе. Однако практические результаты противоречат общепринятому мнению. Возможно, причиной этому является тот факт, что между мелкими гранулами остается меньше воздушного пространства, чем между крупными гранулами, что увеличивает эффект самоохлаждения. Лабораторные исследования. показали, что гранулы диаметром 8 мм оказались гораздо менее эффективными для поддержания низкой температуры внутри контейнера, чем гранулы диаметром 3 мм. Таким образом для, продолжительного хранения эффективней использовать 3-х мм гранулы, если же вам надо что либо быстро заморозить, то 8-ми мм гранулы оптимальней.

Но очистка поверхностей и хранение продуктов далеко не единственные сферы применения сухого льда. Все многообразие областей его использования трудно себе представить. Предлагаем вам небольшую выборку основных сфер его применения:

1. Криогенный бластинг (безабразивная струйная очистка различных поверхностей)

2. Охлаждение для транспортировки и хранения мясной, рыбной и плодово-ягодной продукции. Сухой лед имеет замораживающую способность, многократно превышающую замораживающую способность водяного льда.

3. Заморозка мясной, рыбной и плодово-ягодной продукции, хранение продуктов питания при авиаперевозках

4. Хлебопекарная промышленность. Сухой лед замедляет рост дрожжевых бактерий до определенного времени

5. Клеймение рогатого скота и лошадей

6. Экстренная замена неисправных холодильников и морозильных камер

7. Карбонизация напитков (газировка, коктейли)

8. Замедлитель химических реакций. Низкая температура замедляет процесс некоторых химических реакций.

9. Химический агент по нагнетанию давления. Когда сухой лед испаряется, он расширяется примерно в 800 раз и поглощает тепло. Его можно использовать для создания избыточного давления в емкостях. ТОЛЬКО ДЛЯ КВАЛИФИЦИРОВАННОГО ПЕРЕСОНАЛА!

10. Зачистка отлитых пластмасс и резин

11. Хранение сухой пищи. При длительном хранении сухой пищи в герметичной таре создает среду препятствующую развитию плесени и насекомых.

12. Создание спецэффектов в шоу-бизнесе, фотографии тд.

13. Борьба с грызунами. Если засыпать гранулированный сухой лед в нору грызуна, через некоторое время углекислый газ вытеснит из нее кислород. Для достижения полного эффекта необходимо убедиться, что нора не сквозная.

14. Сохранение цветов. Сухой лед охлаждает цветы и задерживает момент их распускания (цветения). Поддержание стабильной низкой температуры значительно замедляет процесс цветения. Для избегания замораживания нельзя допускать прямого контакта цветов с сухим льдом.

15. Удаление напольной керамической плитки. Керамическую плитку можно снимать с пола, насыпав на ее поверхность немного сухого льда. Плитка снимается легче за счет охлаждения и сжатия. Эта процедура может занять много времени для снятия большого количества плитки, но для того, чтобы снять 1-2 плитки, она очень удобна.

16. Хранение улова и охотничьей добычи

17. Используется в качестве инертной среды. Так как углекислый газ тяжелее воздуха и не поддерживает горение, сухой лед используется для вытеснения кислорода из некоторых емкостей, например для демонтажа подземных резервуаров с горючими газами или жидкостями.

18. Демонтаж металлических деталей. Сухой лед используется для демонтажа некоторых металлических деталей, например, подшипников или втулок. Необходимо добавить сухой лед в 90% спирт чтобы он охладился примерно до -78.5 °С. Затем его можно использовать подобно жидкому азоту для демонтажа деталей.

19. Медицинская промышленность. Применяется для хранения и транспортировки медицинских препаратов.

20. Выращивание растений. Подкормка тепличных растений углекислым газом

21. В сфере ритуальных услуг.

22. В развлекательных целях:

При прямом контакте металла с сухим льдом металл начинает издавать громкий пронзительный звук. Данный эксперимент можно провести, положив металлическую ложку в сухой лед. В ложку можно налить немного воды для того, чтобы пронаблюдать процесс ее замерзания. Будьте осторожны, так как при длительном контакте ложка охладиться настолько, что может повредить кожу при прямом контакте. Туманные пузыри. При добавлении мыльного раствора в смесь воды и сухого льда образуются пузыри, наполненные плотным туманом.

Читать еще:  Шлифовальная насадка на дрель своими руками

Выстрел. Если насыпать немного гранул сухого льда в пластиковую коробку от фотопленки, закрыть её крышкой и немного подождать, крышка может выстрелить на несколько метров. Точно так же можно запускать ракеты с водой, но для этого необходимы специальные приспособления.

Надувание резинового баллона или воздушного шарика. Можно насыпать немного сухого льда в шарик, плотно закрыть его и бросить его в бассейн или какой либо водоем. Сначала шарик утонет, но по мере наполнения газом поднимется на поверхность и взорвется.

Звуковая линза. Воздушный шарик, наполненный углекислым газом, может работать как звуковая линза. Дело в том, что в углекислом газе звук движется медленнее, чем в воздухе, точно так же, как свет движется медленнее через стекло, чем через воздух или вакуум. Получить шарик, наполненный углекислым газом, можно. положив в него немного сухого льда. Держите, шарик, наполненный углекислым газом, на расстоянии примерно 30 см от уха – звуки, проходящие через него, должны усиливаться.

Области применения сухого льда просто бесчисленны! Практически любое производство и многие виды бизнеса являются потенциальными потребителями сухого льда и могут с его помощью значительно увеличить свои конкурентные преимущества и преимущества своих товаров.

Производство сухого льда

Существуют различные ответвления в бизнесе, которые имеют актуальность только в определенный сезон. Однако и за этот промежуток времени продажа той или иной продукции способна принести неплохую прибыль. К таковым, например, можно отнести изготовление сухого льда.

Сухой лёд, представляет собой совсем иной, новый продукт, хотя визуально он ничем не отличается от обычного. По сути своей это твердая двуокись углерода, которая при соблюдении обычных условий (то есть при комнатной температуре и атмосферном давлении) переходит в газообразное состояние, минуя жидкую фазу.

Технология производства данного продукта относительна нова для человека, но, в то же время, проста. И, не смотря на относительно большие финансовые вложения на старте, длительный период окупаемости, многие молодые предприниматели выбирают именно эту бизнесс-идею по ряду причин: в России данная сфера остается фактически свободной, в то время как спрос на продукт достаточно большой.

В этой статье более подробно разберем все нюансы технологии производства и всех процессов.

Производственное помещение

Оборудовать мини-цех по производству льда представляется возможным абсолютно в любом помещении с электричеством. Хорошим вариантом для производства может стать даже гараж, в частности если он находится не очень далеко от центра города. Такое расположение позволит значительно сократить некоторые расходы. Например, затраты на транспортировку и доставку, рабочий персонал и топливо для автомобилей.

Технология производства

Итак, для производства необходима жидкая двуокись углерода, которая под воздействием некоторых физических, механических и химических реакций превращается в твердое вещество. Необходимое количество углекислоты при этом всегда формируется рецептурой. Для определения точного состава смеси лучше всего нанять грамотного специалиста-технолога.

Производственный процесс

Один из наиболее важных моментов, который ни в коем случае нельзя оставлять без внимания – это техника безопасности, поскольку взаимодействие с окисью углерода представляет собой опасность для рабочих. Каждому работнику необходимо выдать специальную форму для защиты, перчатки и очки. Однако, сегодня почти каждая производственная машина оснащена специальной защитной автоматикой, способной предотвратить различные травмы и несчастные случаи.

Оборудование

Сам процесс изготовления сухого льда происходит при помощи специализированного оборудования, которого в наше время на рынке представлено огромное множество. Помимо полностью автоматизированных, существуют и ручные станки для производства льда. Сейчас они являются одними из самых популярных, поскольку занимают не так много места. При помощи них любому доступно изготовление сухого льда своими руками.

Полноценная производственная линия состоит из следующих элементов:

  1. Баллон с углекислотой;
  2. Генератор сухого льда;
  3. Термоконтейнер, в котором хранят и транспортируют продукцию.

Все аппараты для изготовления сухого льда в свою очередь делятся на три группы:

Первая группа оборудования на выходе дает, как мы можем понять из названия, лед в виде гранул. Соответственно, учитывая тот факт, что данный продукт самый ходовой, если вы решите запустить свое производство, то на начальном этапе можно приобрести только гранулятор. Самый мощный аппарат обойдется в не менее 900 тыс. руб. Существуют машины немного дешевле, но производительность у них будет куда меньше.

К тому времени, как представится возможным освоение новых рынков сбыта, появится необходимость оборудовать свой цех преобразователем, либо дополнительным гранулятором.

Оборудование для сухого льда бывает как стационарное, так и мобильное. Для это есть специальные транспортабельные контейнеры, которые можно перемещать в любое место и таким образом наладить производство непосредственно рядом с клиентом. Это наиболее актуально для кейтеринговых компаний либо для обеспечения льдом различные сезонные точки продаж.

Особенности предоставления услуг

Одной из основных особенностей сухого льда, которую можно также назвать его преимуществом, является его химический состав. За счет него в процессе таяния продукт сразу же испаряется, а не обращается в воду. Сухой лед часто используют в качестве охладителя, поскольку тот имеет ряд преимуществ.

Во-первых, хранение в таком виде абсолютно исключает процессы гниения и способно обеззараживать продукт, так как все бактерии в данных условиях погибают.

Во-вторых, сухой лед гораздо дольше способен выдерживать температуру, что способствует сохранению качества продуктов гораздо дольше.

Варианты сбыта товара

Итак, когда мы сумели разобраться в технологии производства и в оборудовании, необходимом для оснащения нашего цеха, самое время задуматься о том, кто является потенциальным покупателем данного продукта.

Для начала отметим, что существует несколько видов данной продукции, которые можно предлагать в дальнейшем для продажи: порошок, гранулы, брикеты.

Изучив рынок, можно заметить, что создание гранул сухого льда – самая популярная ниша, так как данный продукт для многих потребителей более универсальный. С другой стороны не стоит придерживаться производства только какого-нибудь одного типа сухого льда. Достаточно широкий ассортимент в данном деле, как и в любой другой сфере бизнеса – залог успеха предприятия.

Сухой лед наиболее популярен при использовании в таких сферах как:

  • общественное питание (пищевые предприятия);
  • медицинская и научно-исследовательская деятельность;
  • транспортные компании.

Данные сферы являются внесезонными, что обеспечивает фактически круглогодичную прибыль.

Многие кафе и рестораны являются, пожалуй, основным каналом для сбыта, поэтому идеальным решением будет поиск клиентов именно в этой области.

Принимая во внимание тот факт, что не многие владельцы ресторанов сами производят сухой лед, найти клиентов не составит труда.

Самым лучшим вариантом будет сразу найти несколько оптовых покупателей, которые будут постоянно заказывать крупные партии товара. Востребованность сухого льда на рынке чрезмерно высока в наши дни, поэтому, если вы решите запускать бизнес по его изготовлению, в первую очередь не помешает досконально изучить рынок для выявления потенциально выгодных покупателей.

Читать еще:  Устройство забора из сетки рабицы своими руками

Реклама и продвижение

Для рекламы сухого льда можно прибегнуть к классическим методам, то есть, по возможности, разместить ее всюду в радиусе доставки, например:

  • в местных СМИ (газеты, радио);
  • на листовках, афишах, рекламных стендах;
  • в общественных транспортных средствах;
  • в социальных сетях;
  • связываясь с потенциальными покупателями напрямую самостоятельно.

Как правило затраты на рекламу небольшие, но при этом она имеет хороший результат.

Итак, на основании всего вышеизложенного можно сделать вывод, что с достаточно низкой конкуренцией, минимальными вложениями, высокой наценкой на готовую продукцию и, как следствие, быстрой окупаемостью, создание собственного производства по изготовлению сухого льда можно вполне назвать прибыльным.

Рентабельность

Начальные вложения для организации полноценного цеха для изготовления льда составят порядка 1,5 млн. рублей. Такое оснащение будет производить не меньше 500 кг льда за сутки. Цена полного комплекта оборудования меньшей мощности будет составлять около 600 тысяч, но объемы будут меньше — в районе 150 кг в сутки.

В среднем цена на сухой лед составляет 100 рублей за кг, что при оптовых продажах может приносить порядка 300-400 тыс. руб. чистой прибыли в месяц при производстве 500 кг продукции в сутки (за вычетом трат на сырье и доставку). Соответственно, сроки окупаемости бизнеса составят 4-5 месяцев, то есть, один полноценный летний сезон.

Читайте нас в Яндекс Дзен и подписывайтесь во Вконтакте.

Как выбрать оборудование для производства сухого льда?

Как выбрать оборудование для производства сухого льда?

Сухой лед получают искусственным путем при помощи современных технологий. Для этого требуется специализированное устройство. Его задача – придать CO2 твердую форму.

Оборудование для производства сухого льда называется пеллетайзер. Он осуществляет ряд преобразований. Сначала жидкость превращается в рыхлую массу (наподобие снега). После этого под воздействием высокого давления из нее формируют гранулы, обладающие требуемыми параметрами. В результате получается прочная, жесткая субстанция.

Заключенную в твердую форму углекислоту начали именовать сухим льдом по вполне определенным причинам. Двуокись углерода обладала особым свойством. При контакте с теплом она незамедлительно преобразовывалась в газ.

Сухой лед обладает в 2 раза большим уровнем холодопроизводительности по сравнению с обычной водой. Рассмотрев его более внимательно, можно удостовериться в том, что он не имеет ничего общего с замороженной водой.

Сейчас на большинстве специализированных предприятий производство сухого льда полностью автоматизировано. Лидеры отрасли предлагают несколько вариантов данной продукции –в виде блоков и гранул.

Изначально сухой лед производился в виде крупных кусков (блоков).

Развитие технологий способствовало совершенствованию производственных процессов. Компаниям удалось создать продукт в гранулированной форме. Это получилось осуществить путем продавливания спрессованной массы двуокиси углерода через специальную фильеру. Благодаря многообразию этих элементов диаметр гранул можно регулировать в пределах 1-16 мм. В такой форме вещество стало более востребованным.

Если бы сейчас сухой лед производился исключительно в блоках, отдельные сферы его применения, такие как криогенный бластинг (чистка поверхностей гранулами сухого льда), оказались бы недоступными.

Несмотря на одинаковый объем, сухой лед весит больше обычного. Если поместить его в воду – он утонет. Нормальная температура твердой двуокиси углерода – 79 °С. Вследствие контакта с теплой поверхностью сухой лед превращается в углекислый газ.

Технология получения сухого льда

Аппарат для производства сухого льда (пеллетайзер) – один из компонентов, необходимых для наладки полноценной линии по изготовлению этого материала. Вместе с ним используют резервуар для хранения и выдачи жидкой двуокиси углерода и специальные термоконтейнеры для хранения и транспортировки сухого льда.

Ключевую функцию выполняет пеллетайзер. Обязательный элемент его конструкции – камера пеллетации, куда поступает жидкий CO2. Через определенное количество инжекторных клапанов, которое варьируется в зависимости от необходимости, вещество подается в компрессионные отсеки. В них плавно уменьшается давление (опускается до атмосферного уровня). Половина жидкой формы испаряется в виде газа. Остальное вещество оседает внутри, принимая форму рыхлой массы, напоминающей снег. Отдельные установки оснащаются рекуператорами. Они позволяют повторно использовать двуокись углерода, теряемую в виде газа.

Далее гидравлический поршень спрессовывает и выдавливает сухой лед через специальную матрицу (фильеру). Размел гранул обусловлен диаметром отверстий в матрице. По желанию заказчика гранулятор может быть скомплектован несколькими сменными фильерами. Самый ходовой размер гранул – 3 мм. Он в основном используется для чистки поверхностей сухим льдом.

Крупные блоки сухого льда производятся при помощи специального пресса. Оборудование для получения блоков может работать в нескольких режимах для получения блоков разных размеров. Блоки сухого льда в основном используются для охлаждения и транспортировки продуктов питания.

Резервуар для хранения жидкой двуокиси углерода.

Резервуар типа УДХ, РДХ либо РХДУ необходим для хранения и подачи жидкой двуокиси углерода в систему установок для получения сухого льда и является неотъемлемой часть. Объем резервуара выбирается заказчиком исходя из потребностей производства. В данный момент пользуются спросом резервуары РХДУ-20 объемом 20 м 3 .

На рынке представлены установки, предназначенные для транспортировки двуокиси углерода от места хранения до зоны производства сухого льда.

Изотермические модули оснащены прочной, износоустойчивой предохранительной арматурой. Это гарантирует высокий уровень безопасности.

Аппарат выпускается в конфигурациях, предоставляющих возможность контролировать состояние хранимого вещества (массу, давление, температуру). Для быстрой загрузки и выгрузки жидкой двуокиси углерода в резервуар обычно используют специальный насос.

Термоконтейнера

Готовую продукцию хранят в специальных контейнерах с хорошей термоизоляцией. Термоконтейнер изготавливается из ударопрочного пластика и имеет двойную стенку, полость которой заполняется утеплителем – пенополиуретаном. Для перевозки небольших объемов сухого льда ( до 50 кг.) существуют цельнолитые пенополиуретановые контейнера. Оборудование позволяет поддерживать стабильную температуру, что исключает риск таяния и преобразования твердого вещества в газ.

Для обеспечения эффективного производства все перечисленное выше оборудование монтируется в единую линию.

В данный момент на рынке существует много производителей оборудования для производства сухого льда, в основном это европейские и американские производители, такие как BUSE, ASCOJET, TRIVINTEK, MEC, COLDJETи т.д. Недавно на рынке появились станки китайских производителей, но они не так надежны.

Компания ООО «ПКФ «СВИФТ» единственная кто производит оборудование для производства сухого льда в России. Наши станки хорошо зарекомендовали себя и пользуются спросом у российских потребителей.

У нас всегда можно быстро заказать запасные части для выпускаемых нами аппаратов либо привезти оборудование к нам на внеочередное обслуживание. Это большой плюс по сравнению с зарубежными производителями, запчасти от которых идут по несколько месяцев.

Где чаще всего используется сухой лед

Существует широкий спектр сфер применения твердой двуокиси углерода. Их число увеличивается по мере популяризации вещества и открытия новых эффектов. Сложность хранения и перевозки не накладывает серьезных ограничений на распространение сухого льда.

Технологические схемы производства сухого льда.

Отвод теплоты от жидкой углекислоты может производиться одним из следующих двух способов:

— внешний отвод теплоты — отвод теплоты от находящейся под давлением жидкой углекислоты через стенку сосуда при температуре ниже температуры тройной точки; конденсация газообразной углекислоты осуществляется непосредственно из газовой смеси, содержащей углекислый газ, с последующим отводом теплоты при температуре ниже температуры тройной точки;

Читать еще:  Станина для циркулярной пилы своими руками

— внутренний отвод теплоты — испарение жидкой углекислоты с отводом паров от поверхности; дросселирование жидкой углекислоты до давления тройной точки с последующим прессованием полученного снега; расширение жидкой углекислоты с получением внешней работы; испарение жидкой углекислоты при давлении 686¸882 кПа с частичной сублимацией уже образовавшейся твердой углекислоты и отводом пара через ее поры.

Практическое применение получил способ, основанный на внутреннем отводе теплоты при дросселировании жидкой углекислоты с последующим прессованием снега в специальных сухоледных прессах или отводом образующихся паров через поры блока сухого льда в льдогенераторах.

Снижение давления жидкой углекислоты от давления конденсации до давления тройной точки может происходить как при однократном дросселировании (простой цикл), так и при многократном (цикл с промежуточным отводом пара). При этом давление конденсации может принимать следующие значения: 6370 — 6860 кПа (цикл высокого давления), 1568 — 1960 кПа (цикл среднего давления), 736 — 882 кПа (цикл низкого давления).

Технологические схемы производства сухого льда основаны преимущественно на применении цикла высокого давления с промежуточным отводом пара.

Схемы с циклом среднего давления и промежуточным отводом пара, термодинамически более выгодные, пока имеют очень отграниченное применение, поскольку трудно подобрать углекислотные и аммиачные компрессоры с необходимыми характеристиками.

Схемы с простым циклом низкого давления требуют применения низкотемпературных двухступенчатых холодильных машин, усложняющих условия эксплуатации, что делает их использование в настоящее время нецелесообразным.

Блоки сухого льда получают либо в сухоледных прессах, либо в льдогенераторах вне зависимости от принятой технологической схемы.

Схема производства сухого льда с циклом высокого давления.

Углекислый газ и отсасываемые из ледогенераторов пары (нижний отсос) поступают к всасывающей стороне углекислотного компрессора 1 (рис. 3). Отвод теплоты сжатия и отделение капельной влаги производятся в холодильниках 2 и масловлагоотделителях 3, которые одновременно выполняют роль смесителей газа, нагнетаемого ступенями компрессора и отсасываемых паров, обеспечивая отделение капельной влаги, образующейся при смешении холодного и теплого потоков газов.

Рис. 3 Схема производства сухого льда с циклом, высокого давления с промежуточным отбором пара: 1 — углекислотные компрессоры; 2 — холодильники; 3 — масловлагоотделители; 4 — блок очистки и осушки; 5 — конденсаторы; 6 — стапельный баллон; 7 — первый промежуточный сосуд; 8 ­ второй промежуточный сосуд; 9 — льдогенераторы.

Сжатый газ проходит блок очистки и осушки 4 и поступает в конденсатор 5. Жидкая углекислота, пройдя стапельные баллоны 6, которые служат промежуточной емкостью высокого давления, дросселируются до давления 2452 — 2744 кПа. Полученные при дросселировании пары отсасываются третьей ступенью компрессоров, а жидкость накапливается в первом промежуточном сосуде 7, откуда дросселируется до давления 736 — 980 кПа во второй промежуточный сосуд 8. Пары отсасываются второй ступенью компрессора, а жидкая углекислота из сосуда направляется в льдогенераторы 9 (на схеме условно показан один льдогенератор), которые работают поочередно.

Льдогенераторы заполняются жидкой углекислотой самотеком при открытом вентиле уравнительной линии (верхний отсос) и закрытых диафрагмах (нижний отсос). После заполнения открывают одну из диафрагм нижнего отсоса, что обеспечивает дросселирование жидкости до давления всасывания.

При давлении тройной точки жидкость превращается в сухой лед. Процесс льдообразования распространяется в полости льдогенератора снизу вверх концентрическими поверхностями, причем роль дросселя выполняет масса сухого льда. Окончание процесса льдообразования характеризуется падением давления внутри льдогенератора до давления всасывания первой ступени компрессора.

Схема производства сухого льда методом прессования с циклом высокого давления.

Снег, получаемый при дросселировании жидкой углекислоты до давления ниже давления тройной точки, превращается в блоки сухого льда в результате его сжатия (прессования). Удельная масса сухого льда зависит от давления и продолжительности сжатия, а также от формы блока и практически составляет 1 ,4 — l,6 кг/дм 3 . При получении сухого льда методом прессования в специальных сухоледных прессах давление сжатия снегообразной массы больше, чем в льдогенераторах. Углекислый газ и отсасываемые из пресса пары (нижний отсос) поступают к всасывающей стороне основного компрессора, которым они сжимаются до давления конденсации. Схема сжижения сжимаемого основным компрессором газа аналогична схеме, представленной на рис. 3.

Жидкая углекислота поступает к стапельным баллонам, откуда, пройдя теплообменники, предназначенные для рекуперации холода отсасываемых из второго промежуточного сосуда и сухоледного пресса паров, дросселируется до давления 2450 — 2940 кПа в первый промежуточный сосуд.

Полученные при дросселировании пары отсасываются третьей ступенью дополнительного компрессора, а жидкая углекислота дросселируется до давления 980 — 1470 кПа во второй промежуточный сосуд. Образовавшиеся при дросселировании пары через теплообменник отсасываются второй ступенью дополнительного компрессора, а жидкая углекислота, пройдя мерный бачок, обеспечивающий заполнение пресса необходимым количеством жидкости, дросселируется в снеговые камеры сухоледного пресса до давления, равного давлению тройной точки, 517 кПа.

Полученные при дросселировании пары отсасываются через теплообменник первой ступенью дополнительного компрессора (верхний отсос).

Процесс заполнения снеговой камеры продолжается около 6 мин, после чего регулирующий вентиль закрывается, а продолжающий действовать верхний отсос доводит давление в камере до 392 — 440 кПа. После этого верхний отсос отключают и включают нижний, обеспечивающий снижение давления в камере до 147 — 157 кПа. По достижении указанного давления накопленный в камере пресса углекислотный снег сжимается, в результате чего получается компактный блок сухого льда с удельной массой до 1,6 кг/дм 3 . После удаления блока из камеры прессующий поршень поднимается вверх, а отверстие камеры закрывается головкой плунжера нижнего цилиндра.

Во время работы нижнего отсоса, обеспечивающего снижение давления, и освобождения от блока одной камеры в другой камере накапливается углекислотный снег.

Дополнительный компрессор сжимает пары до давления конденсации. Отвод теплоты сжатия и отделение капельной влаги производятся в холодильниках дополнительного компрессора и маслоотделителях, одновременно выполняющих роль смесителей. Сжатый газ проходит блок очистки, предназначенный для очистки газа от масла (сжимаемый в дополнительном компрессоре газ влаги не содержит), и поступает в конденсатор. Полученная жидкая углекислота соединяется с потоком жидкости, идущим из конденсатора основного компрессора.

Схема производства сухого льда с циклом низкого давления.

Газ сжимается в одноступенчатом компрессоре 1 (рис. 4) до давления 882 — 980 кПа, направляется в водяной холодильник 2, маслоотделитель 3, колонку с хлористым кальцием 4, силикагелевый фильтр 5 и вымораживатель влаги 6. В конденсаторе-испарителе 7 газ сжижается и затем направляется в льдогенераторы для получения блоков сухого Льда. Из ледогенераторов газ поступает в компрессор 1.

Холод, необходимый для вымораживания влаги из углекислого газа и сжижения его, получают от компрессионной или абсорбционной холодильной установки. Для конденсации углекислоты при давлениях 882 — 980 кПа температура кипения хладагента в конденсаторе-испарителе должна составлять — 48 ¸ -45 о С.

Дальнейшее снижение давления конденсации углекислоты может быть достигнуто при использовании холода, генерируемого при более низких температурах, например в холодильных установках с трехступенчатым сжатием хладагента или в каскадных холодильных машинах с циркуляцией различных хладагентов.

Рис. 4. Схема производства сухого льда при низком давлении: 1 — компрессор; 2 — водяной холодильник; 3 — маслоотделитель; 4 — колонка с хлористым кальцием; 5 — силикагелевый фильтр; 6 — вымораживатель влаги; 7 — конденсатор-испаритель; 8 — льдогенераторы: 9 — отделитель жидкого аммиака.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector