БЕЗБАЛЛОННЫИ СПОСОБ ДОСТАВКИ И ХРАНЕНИЯ CЖИЖЕННОГО ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

Диоксид углерода, используемый для насыщения безалкоголь­ных напитков и минеральных вод, промывки и карбонизации пи­ва, является одним из основных видов сырых материалов на пиво-безалкогольных предприятиях и заводах розлива минеральных вод.

Сжиженный диоксид углерода на многие заводы доставляют и хранят в стальных баллонах.

Насыщение безалкогольных напитков, минеральных вод, а так­же карбонизация пива С02 из этих баллонов производятся путем испарения за счет естественного теплопритока через стенку бал­лона или путем подогрева его теплой водой.

Такой способ транспортирования, хранения и использования сжиженного диоксида углерода имеет существенные недостатки, в том числе низкую оборачиваемость баллонов, высокую трудо­емкость, небезопасность работы с ними, большие потери СО2 и т. д.

Харьковским конструкторским бюро НПО ПБП разработан, испытан и внедрен на ряде заводов безбаллонный способ транс­портирования, хранения и использования сжиженного диоксида углерода.

При этом вместо стальных баллонов, вмещающих 30 кг сжи­женного С02, используют изотермические резервуары вместимо­стью 2,6; 4,6; 8,9 и 12 т, а для длительного хранения — сборники вместимостью 50 и 100 т.

Для использования С02 на заводах-потребителях устанавли­вают станции газификации, в которых за счет подвода теплоноси­теля сжиженный диоксид углерода газифицируют и направляют в расходную сеть с заданными параметрами.

Существенным преимуществом безбаллонного способа транс­портирования, хранения и использования сжиженного С02 явля­ется получение, хранение и транспортирование сжиженного С02 при давлении 0,8—1,2 МПа и температуре от —43,5 до —35°С (ус­ловно-равновесное состояние), что создает безопасные условия эксплуатации.

Большая скрытая теплота парообразования и малая энтальпия сжиженного СО2, находящегося в условно-равновесном состоянии, обеспечивают длительное хранение его в сжиженном состоянии, так как без подвода тепла он только частично переходит в газо­образное состояние.

Аппаратурно-технологическая схема безбаллонного способа на­копления и отпуска сжиженного С02 приведена на рис. 90.

Исходным продуктом для получения сжиженного С02 при ука­занных выше параметрах является диоксид углерода, сжиженный при давлении 6,0—7,4 МПа и температуре окружающей среды, который поступает из ресивера высокого давления / на дроссель­ный узел 3. После дросселирования до давления 0,8—1,2 МПа, при котором температура сжиженного С02 снижается до ми­нус 35—43,5° С, полученная эмульсия поступает в вихреотделитель 4, где разделяется на газообразный и сжиженный диоксид углерода. Из вихреотделителя сжиженный продукт поступает в сосуды-накопители 5 и 6, а газообразный — в газовый смеситель 2, в котором смешивается с газообразным С02, поступающим из влагоотделителя первой ступени компрессора, затем смесь газов поступает на всасывающую сторону второй ступени компрессора. Сжиженный С02 из сосудов-накопителей 5 и 6 переливают в транспортные изотермические цистерны 7, для чего соединяют га­зовый и жидкостный вентили стационарных сосудов-накопителей резинотканевыми рукавами 8 и 9 с жидкостным и газовым венти­лем транспортной изотермической цистерны. Затем открывают га­зовые вентили, выравнивают давление в этих сосудах, после чего открывают жидкостные вентили для слива сжиженного С02. Пос­ле наполнения транспортной цистерны вентили закрывают и, прежде чем отсоединить резинотканевые рукава, открывают про­дувочные вентили для сброса давления в них.

Рис. 90. Аппаратурно-технологическая схема безбаллонного способа накопления и отпуска сжиженного диоксида углерода.

Аппаратурно-технологическая схема безбаллонного использо­вания сжиженного С02 показана на рис. 91.

Газовые и жидкостные вентили доставленной на завод-потреби­тель транспортной изотермической цистерны 1 с С02 подключают резинотканевыми рукавами 2 я 3 непосредственно к стационар­ному изотермическому резервуару 4 или при недостаточной раз­ности высот транспортной и стационарной цистерн к всасывающей стороне насоса 7. Затем открывают вентили и сливают или пере­качивают сжиженный С02. По окончании перелива жидкостные и газовые вентили закрывают и, прежде чем отсоединить рукава, сбрасывают давление через продувочные краны.

Автоматическая станция газификации 5 подключается к га­зовому и жидкостному коллекторам стационарного изотермичес­кого резервуара 4. В качестве теплоносителя на станции газифи­кации используется пар давлением 0,2 МПа или горячая вода температурой 50—60°С. Сжиженный С02 поступает из стационар­ного резервуара через жидкостный коллектор и присоединитель­ный патрубок станции в змеевики, к которым подведен теплоно­ситель, переходит в газообразное состояние и через автоматичес­кий регулирующий узел 6 поступает в расходную сеть с задан­ным давлением.

Изотермические резервуары, сконструированные Харьковским КБ НПО ПБП, представляют собой трубчатые барабаны диамет­ром 800—1200 мм с эллиптичными днищами, изготовляемые из низколегированной стали.

Рис. 91. Аппаратурко-технологическая схема безбаллонного способа использо­вания

Эти барабаны соединяют по нескольку штук в одну конструкцию, приваривая стальные листы с боковой я торцевой сторон. Образующаяся при этом межбарабанная по­лость служит для подвода тепла при образовании сухого льда. Барабаны соединяют между собой жидкостными и газовыми кол­лекторами с установленными на них запорными вентилями, конт­рольно-измерительными приборами и двумя предохранительными пружинными клапанами. Резервуары снабжены уровнемерами. Вся конструкция заключена в жесткий каркас. Пространство между барабанами заполнено теплоизоляционным материалом. Изотермический резервуар такой конструкции вместимостью 4 т, состоящий из двух барабанов, применяют в качестве сосуда накопителя на заводе-поставщике. Для хранения сжиженного С02 могут быть использованы резервуары, состоящие из трех секций барабанов без изоляции вместимостью 10 т.

Отечественными машиностроительными заводами серийно вы­пускаются специализированные резервуары для хранения и тран­спортирования сжиженного С02. В отличие от описанной выше конструкции, созданной Харьковским КБ НПО ПБП, они пред­ставляют собой однокамерные сосуды, разделенные по функциям (кроме резервуара вместимостью 2,6 т) на стационарные и тран­спортные.

Газификаторы, используемые для газификации сжиженного С02, представляют собой теплообменник с двумя змеевиками, снабженный регулирующими давление клапанами и манометрами.

В первом змеевике сжиженный С02 при подводе тепла переходит в газообразное состояние и с заданным давлением поступает в расходную сеть. Газообразный С02 из второго змеевика поступает

в изотермический резервуар, поддерживая в нем рабочее давле­ние. Газификаторы выпускаются с горизонтальным и вертикаль­ным расположением теплообменников. Общий недостаток их — большая металлоемкость.