干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置的制作方法

本实用新型涉及二氧化碳回收领域，具体涉及干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置。

背景技术：

二氧化碳是一种宝贵的资源，可以被广泛地应用于多种领域：化学合成工业、机械保护焊接、金属铸造加工、农业施肥、果品蔬菜保鲜、啤酒饮料灌装、石油开采、消防灭火、医药卫生等行业都需要大量二氧化碳。我国二氧化碳的来源非常丰富，但由于回收二氧化碳的措施不利，每年回收再利用的二氧化碳还不足排放量的2％，世界范围内每年排放到大气中的二氧化碳大约有200亿吨左右，既造成了大气的污染，形成可怕的温室效应，又浪费了宝贵的资源。所以二氧化碳的回收再利用不仅可以减少二氧化碳的制造，还可以减少大气中的二氧化碳，最终起到降低大气污染的作用。

干冰有粉状和块状两种，粉状干冰是用液体二氧化碳经节流膨胀而得到的，块状干冰是粉状干冰在冰机内压制而得到，二氧化碳固化是按照二氧化碳相平衡图为依据的，从二氧化碳相图可知，当液体二氧化碳节流膨胀降低压力时，它同时降低温度，沿着气固平衡线低温方向移动时，产生粉状干冰和气体二氧化碳。所以在干冰制备过程中，会产生大量二氧化碳，这些二氧化碳如果能回收，就可以降低大气污染。

授权公告号为CN201545703U的中国实用新型专利公开了一种干冰废气回收提纯二氧化碳装置，回收干冰废气接入提纯装置，由于干冰机的排气口是不封闭的，因此造成回收的二氧化碳纯度很低，需要接入提纯装置进行处理后才能回收利用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置，不需要对废气进行提纯处理，即可以实现干冰制作过程中废气的回收循环利用。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置，包括原料存储罐、干冰机、抽风机、压缩机、液化器以及冷冻机，所述原料存储罐的出液口与所述干冰机的进液口通过第一连接管道接通，所述干冰机的排气口与所述抽风机的进气口通过第二连接管道接通，所述抽风机的出气口与所述压缩机的进气口通过第三连接管道接通，所述压缩机的出气口与所述液化器的进气口通过第四连接管道接通，所述冷冻机的冷媒出口与所述液化器的冷媒入口通过第五连接管道接通；

其中，所述第一连接管道上设有调节自所述原料存储罐流向所述干冰机的二氧化碳流量的调节阀A，所述第二连接管道与所述干冰机的排气口之间密封连接且所述干冰机还设有泄压口，所述泄压口设有允许所述干冰机内二氧化碳流向所述干冰机外部的止回阀，所述液化器的出液口与所述干冰机的进液口通过第六连接管道接通，第六连接管道上设有检测自所述液化器流向所述干冰机的二氧化碳流量的流量传感器A，所述流量传感器A连接一控制单元的输入端，所述调节阀A连接所述控制单元的输出端，所述控制单元根据所述流量传感器A的检测结果发出控制所述调节阀A的指令。

上述技术方案中，所述干冰机的排气口的内径大于所述第二连接管道的外径，所述第二连接管道的外侧套设有密封筒，所述密封筒的一端与所述排气口端面之间密封连接，所述密封筒的另一端与所述第二连接管道外壁密封连接，所述泄压口设于所述密封筒上。

上述技术方案中，所述止回阀的阀芯通过弹性部件的恢复力作用压紧于其阀座上，所述止回阀的阀芯通过所述干冰机内部的压力作用远离其阀座，所述弹性部件的恢复力与所述干冰机内部的安全压力相同。

上述技术方案中，所述第一连接管道上还设有检测自所述原料存储罐流向所述干冰机的二氧化碳流量的流量传感器B，所述流量传感器B连接所述控制单元的输入端，各执行机构的启停开关连接所述控制单元的输出端，所述控制单元根据所述流量传感器A和所述流量传感器B的检测结果发出控制所述各执行机构的启停开关的指令。

上述技术方案中，所述干冰机设有检测其内部压力的压力传感器A，所述压力传感器A连接所述控制单元的输入端，所述压缩机的电机连接所述控制单元的输出端，所述控制单元根据所述压力传感器A的检测结果发出控制所述压缩机的电机的指令。

上述技术方案中，所述液化器设有检测其冷媒温度的温度传感器，所述第五连接管道上设有调节自所述冷冻机流向所述液化器的冷媒的流量的调节阀B，所述温度传感器连接所述控制单元的输入端，所述调节阀B连接所述控制单元的输出端，所述控制单元根据所述温度传感器的检测结果发出控制所述调节阀B的指令。

上述技术方案中，所述第二连接管道上设有检测自所述干冰机流向所述抽风机的二氧化碳流量的流量传感器C，所述第三连接管道还设有第一放空口，所述第一放空口设有调节自所述第三连接管道内部流向所述第三连接管道外部二氧化碳流量的调节阀C，所述流量传感器C连接所述控制单元的输入端，所述调节阀C连接所述控制单元的输出端，所述控制单元根据所述流量传感器C的检测结果发出控制所述调节阀C的指令。

上述技术方案中，所述原料存储罐设有检测其内部压力的压力传感器B，所述原料存储罐还设有第二放空口，所述第二放空口设有调节自所述原料存储罐内部流向所述原料存储罐外部二氧化碳流量的调节阀D，所述压力传感器B连接所述控制单元的输入端，所述调节阀D连接所述控制单元的输出端，所述控制单元根据所述压力传感器B的检测结果发出控制所述调节阀D的指令。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1）本实用新型公开的干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置及方法，通过将第二连接管道与干冰机的排气口之间密封连接，干冰机设置泄压口，泄压口设有只允许干冰机内二氧化碳流向干冰机外部的止回阀，通过上述设置，一方面，在干冰机内压力过大时，可以驱动止回阀打开进行泄压，避免了因设备内部压力升高导致设备无法正常运行的问题的出现，另一方面，外部的杂质不能进入干冰机内部，排放的二氧化碳不会掺入杂质，因此，后续不需要进行提纯即可实现二氧化碳的回收利用；将液化器的出液口与干冰机的进液口通过第六连接管道接通，第六连接管道上设有检测自液化器流向干冰机的二氧化碳流量的流量传感器A，第一连接管道上设有调节自原料存储罐流向干冰机的二氧化碳流量的调节阀A，流量传感器A连接一控制单元的输入端，调节阀A连接控制单元的输出端，控制单元根据流量传感器A的检测结果发出控制调节阀A的指令，通过上述设置，一方面，实现了二氧化碳的回收循环利用，且干冰机的生产需求液态二氧化碳总量、流量传感器A以及调节阀A相互连锁，保证干冰机的液态二氧化碳进入量恒定，另一方面，优先使用回收的二氧化碳进行干冰的制作，不需要另外设置存储罐进行存储；

2）本实用新型公开的干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置及方法，干冰机的泄压口靠近其排气口设置，通过上述设置，有利于减小干冰机内部的压力；

3）本实用新型公开的干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置及方法，干冰机的排气口的内径大于第二连接管道的外径，第二连接管道的外侧套设有密封筒，密封筒的一端与排气口端面之间密封连接，密封筒的另一端与第二连接管道外壁密封连接，泄压口设于密封筒上，通过上述设置，可以直接对现有的干冰机进行改造即可实现二氧化碳的回收利用；

4）本实用新型公开的干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置及方法，止回阀的阀芯通过弹性部件的恢复力作用压紧于其阀座上，止回阀的阀芯通过干冰机内部的压力作用远离其阀座，弹性部件的恢复力与干冰机内部的安全压力相同，通过上述设置，干冰机内部的压力越大，则止回阀的阀芯开度越大，干冰机内部压力可以快速减小，保证了干冰机内部压力基本恒定；

5）本实用新型公开的干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置及方法，第一连接管道上还设有检测自原料存储罐流向所述干冰机的二氧化碳流量的流量传感器B，流量传感器B连接控制单元的输入端，执行机构启停开关连接控制单元的输出端，控制单元根据流量传感器B的检测结果发出控制执行机构启停开关的指令，通过上述设置，流量传感器B与执行机构启停开关连锁，当液态二氧化碳量不足时，及时控制执行机构停止工作；

6）本实用新型公开的干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置及方法，干冰机设有检测其内部压力的压力传感器A，压力传感器A连接控制单元的输入端，压缩机的电机连接控制单元的输出端，控制单元根据压力传感器A的检测结果发出控制压缩机的电机的指令，通过上述设置，压力传感器A与压缩机的电机连锁，设备压力大，则增大抽风机的运转速度，反之亦然，保证干冰机内部压力基本恒定；

7）本实用新型公开的干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置及方法，液化器设有检测其冷媒温度的温度传感器，第五连接管道上设有调节自冷冻机流向液化器的冷媒的流量的调节阀B，温度传感器连接控制单元的输入端，调节阀B连接控制单元的输出端，控制单元根据温度传感器的检测结果发出控制调节阀B的指令，通过上述设置，温度传感器与调节阀B连锁，以便保证液化器可以维持恒定的低温，使得气态二氧化碳可以全部液化；

8）本实用新型公开的干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置及方法，第二连接管道上设有检测自干冰机流向压缩机的二氧化碳流量的流量传感器C，第三连接管道还设有第一放空口，第一放空口设有调节自第三连接管道内部流向第三连接管道外部二氧化碳流量的调节阀C，流量传感器C连接控制单元的输入端，调节阀C连接控制单元的输出端，控制单元根据流量传感器C的检测结果发出控制调节阀C的指令，通过上述设置，调节阀C与流量传感器C连锁，如果进压缩机的流量太多，则适当开启此调节阀进行放空，以便保证压缩机不会因为进气量太大而损坏；

9）本实用新型公开的干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置及方法，原料存储罐设有检测其内部压力的压力传感器B，原料存储罐还设有第二放空口，第二放空口设有调节自所述原料存储罐内部流向所述原料存储罐外部二氧化碳流量的调节阀D，压力传感器B连接控制单元的输入端，调节阀D连接控制单元的输出端，控制单元根据压力传感器B的检测结果发出控制调节阀D的指令，通过上述设置，压力传感器B与调节阀D连锁，当储罐中液态二氧化碳使用量较少的时候，压力会升高，尤其是夏天，高于2.2Mpa，此时会自动连锁启动此调节阀，减少储罐的压力，保证储罐不会超压发送安全事故。

附图说明

图1是本实用新型公开的干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置的组成框图。

图2是本实用新型公开的干冰机的排气口、第二连接管道以及泄压口的配合示意图。

其中：101、原料存储罐；102、干冰机；102a 、排气口；102b、第二连接管道；102c、密封筒；102d、泄压口；103、抽风机；104、压缩机；105、液化器；106、冷冻机；201、止回阀；202、流量传感器A；203、调节阀A；204、流量传感器B；205、压力传感器A；206、温度传感器；207、调节阀B；208、流量传感器C；209、调节阀C；210、压力传感器B；211、调节阀D。

具体实施方式

结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

参见图1和图2，如其中的图例所示，一种干冰制备过程中回收利用二氧化碳的装置，包括原料存储罐101、干冰机102、抽风机103、压缩机104、液化器105以及冷冻机106，原料存储罐101的出液口与干冰机102的进液口通过第一连接管道接通，干冰机102的排气口与抽风机103的进气口通过第二连接管道接通，抽风机103的出气口与压缩机104的进气口通过第三连接管道接通，压缩机104的出气口与液化器105的进气口通过第四连接管道接通，冷冻机106的冷媒出口与液化器105的冷媒入口通过第五连接管道接通，

其中，第一连接管道上设有调节自原料存储罐流向干冰机的二氧化碳流量的调节阀A201，第二连接管道与干冰机的排气口之间密封连接且干冰机还设有泄压口102d，泄压口102d设有允许干冰机内二氧化碳流向所述干冰机外部的止回阀202，液化器105的出液口与干冰机102的进液口通过第六连接管道接通，第六连接管道上设有检测自液化器流向干冰机的二氧化碳流量的流量传感器A203，流量传感器A203连接一控制单元的输入端，调节阀A201连接控制单元的输出端，控制单元根据流量传感器A的检测结果发出控制调节阀A的指令。

以下为一种干冰制备过程中回收利用二氧化碳的方法，采用如上的装置，包括如下步骤：

S1、打开调节阀A201，将原料存储罐101中的液态二氧化碳送入干冰机102中；

S2、通过干冰机102将送入其中的液态二氧化碳制作形成干冰，同时形成气态二氧化碳；

S3、通过抽风机103抽取干冰制作形成的气态二氧化碳，同时将抽取到的气态二氧化碳增压到0.1-0.3MPa后送入到压缩机104中；

S4、通过压缩机104将送入其中的气态二氧化碳增压到1.5-2.5MPa后送入液化器105中；

S5、通过液化器105使送入其中的气态二氧化碳与冷媒交换热量后形成液态二氧化碳；

S6、将液化器105形成的二氧化碳送入干冰机102中同时调节所述调节阀A的开度，回到S2；

其中，S6中，控制单元根据流量传感器A203检测的流量和预设总进液流量控制调节阀A201的开度，流量传感器A203检测到的流量为预设总进液流量的X%时，调节阀A201的开度为1-X%。

一种实施方式中，干冰机102的泄压口靠近其排气口设置。

一种实施方式中，干冰机102的排气口102a的内径大于第二连接管道102b的外径，第二连接管道102b的外侧套设有密封筒102c，密封筒102c的一端与排气口102a端面之间密封连接，密封筒102c的另一端与第二连接管道102b外壁密封连接，泄压口102d设于所述密封筒上。

一种实施方式中，止回阀202的阀芯通过弹性部件的恢复力作用压紧于其阀座上，止回阀202的阀芯通过干冰机102内部的压力作用远离其阀座，弹性部件的恢复力与干冰机内部的安全压力相同。

一种实施方式中，第一连接管道上还设有检测自原料存储罐流向干冰机的二氧化碳流量的流量传感器B204，流量传感器B204连接控制单元的输入端，各执行机构的启停开关连接控制单元的输出端，控制单元根据流量传感器A203和流量传感器B204的检测结果发出控制各执行机构的启停开关的指令。

一种实施方式中，干冰机102设有检测其内部压力的压力传感器A205，压力传感器A205连接控制单元的输入端，压缩机104的电机连接控制单元的输出端，控制单元根据压力传感器A205的检测结果发出控制压缩机104的电机的指令。

一种实施方式中，液化器105设有检测其冷媒温度的温度传感器206，第五连接管道上设有调节自冷冻机流向液化器的冷媒的流量的调节阀B207，温度传感器206连接控制单元的输入端，调节阀B207连接控制单元的输出端，控制单元根据温度传感器206的检测结果发出控制调节阀B207的指令。

一种实施方式中，第二连接管道上设有检测自干冰机流向抽风机的二氧化碳流量的流量传感器C208，第三连接管道还设有第一放空口，第一放空口设有调节自第三连接管道内部流向第三连接管道外部二氧化碳流量的调节阀C209，流量传感器C208连接控制单元的输入端，调节阀C209连接控制单元的输出端，控制单元根据流量传感器C208的检测结果发出控制调节阀C209的指令。

一种实施方式中，原料存储罐101设有检测其内部压力的压力传感器B210，原料存储罐101还设有第二放空口，第二放空口设有调节自原料存储罐内部流向原料存储罐外部二氧化碳流量的调节阀D211，压力传感器B210连接控制单元的输入端，调节阀D211连接控制单元的输出端，控制单元根据压力传感器B210的检测结果发出控制调节阀D211的指令。

一种实施方式中，当检测到的自原料存储罐流向干冰机的二氧化碳流量和自液化器流向干冰机的二氧化碳流量小于预设总进液流量的40%时，控制干冰机102、抽风机103、压缩机104、液化器105以及冷冻机106停机。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。