1.液相球阀 2,4.气相截止阀 3.液相截止阀 5,6.调节阀 7.疏水阀 8.温度控制仪 9.压力控制仪PIC 10.二氧化碳储罐 11.汽化器 12,13.截止阀 14.制冷机 15.压力控制仪 图1 二氧化碳储液站示图
用二氧化碳槽车把液态二氧化碳从生产厂家运送到使用地,槽车压力一般为1.5MPa左右,温度在—30℃上下。把槽车液相及气相管与槽车接口相连,打开气相截止阀2使储罐与槽车压力平衡,再打开液相球阀1,启动槽车泵把二氧化碳液体从槽车压入储罐。由于整个系统从环境中吸收热量,储罐内二氧化碳的压力和温度逐步升高,设计压力增幅不大于0.15MPa/d。使用时,液态二氧化碳通过液相截止阀3从下部进入汽化器管程,同时水蒸气经调节阀5从上部进入汽化器壳程,冷凝水经疏水阀7排出。管程液态二氧化碳从下至上逐渐升温变为气态。压力控制仪PIC根据测到的压力信号自动调节压缩空气压力的高低,从而控制压力调节阀6,使输出二氧化碳气体的压力稳定在某一定值上。温度控制仪TIC将根据感知的温度信号自动控制压缩空气压力高低,来调节加热水蒸气的进量,使输出二氧化碳气体的温度稳定在某一定值上,整个生产过程全部自动化。当储罐里的压力升到允许最高工作压力时,关闭二氧化碳液相截止阀3,储罐里气相二氧化碳通过气相截止阀4进入汽化器,随着储罐里液态二氧化碳的不断汽化,压力慢慢降低,当压力降至正常值时,再打开液相截止阀3继续使用液相二氧化碳。停车时关闭二氧化碳出口截止阀12及水蒸气进口截止阀13,当压力升高到允许最高工作压力时,压力控制仪15将启动制冷机组14,对储罐中的气相二氧化碳进行冷却,压力降低到正常值后,制冷机自动关闭。
2 技术特点 2.1 自动控制 气动温度调节仪利用二氧化碳气体出口测点温度信号反馈,调节加热水蒸气的流量来控制系统温度。同理,气动压力调节仪由二氧化碳出口测点压力信号反馈,控制减压阀的开启度来控制压力。制冷机组的压力由压力控制仪根据压力的高低自动开关。整个系统自动化程度高,结构紧凑,可满足用户对常温和较低压力的气体二氧化碳的要求。 2.2 系统保冷 系统设计温度—40℃,环境温度50℃,要求二氧化碳压力增幅不大于0.15MPa/d。保温材料选用硬质聚氨脂现场浇注成型,经过计算设备保温层厚200mm,管线保温层厚80mm,外包0.8mm厚抛光铝皮,既达到了系统的保温要求,又很美观。
3 使用情况 第一个储液站于1995年10月在西安中萃汉斯食品有限公司安装完毕,并一次试车成功。其储罐工作压力1.5~2.5MPa,温度—30~—13℃,输出压力0.8MPa,温度50℃,气量350kg/h,气体纯度99.9%,系统压力增幅不大于0.15MPa/d。整个系统运转平稳,自控灵活,保温性能好,完全达到了设计要求。随后又分别给武汉可口可乐公司和武汉统一食品公司安装了气量分别为1 000kg/h和150kg/h的二氧化碳储液站,均达到了生产要求。
4 结语 该二氧化碳储液站具有储运量大,自动化程度和气体纯度高,效率高以及储运成本低等优点,可替代二氧化碳气瓶技术。经多家可口可乐饮料厂使用,各项工艺技术指标均满足使用要求。使用该技术可使二氧化碳生产企业每年增加效益几千万元, 使二氧化碳用户每年节约成本几百万元。目前,该技术只在高品质的碳酸类饮料厂得到应用, 如何在更宽领域内推广,需进一步研究。
文章编号:1000-7466(1999)06-0049-02
作者简介:赵双喜(1963-),男(汉族),河南三门峡人,1984年毕业于郑州工学院化机专业,工程师,现从事化肥、化工的新技术研究和推广 作者单位:三门峡化工机械厂研究所,河南三门峡472000
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