Технологія рідкого дІоксиду вуглецю

На спиртових заводах рідкий діоксид вуглецю одержують за принципом зрід­ження, використовуючи помірний холод. Принципова вдосконалена технологічна схема виробництва рідкого дІоксиду вуглецю наведена на рис. 12.7.

Із бродильних апаратів гази бродіння надходять у піновловлювач, а з нього - у спиртовловлювач, промитий газ спрямовують у газгольдер. Потім газ проходить водяний скрубер, заповнений кільцями Рашиґа або коксом, у якому його промива­ють водою, очищують від органічних домішок І охолоджують. Із скрубера газ по­трапляє у водокільцевий компресор, де він додатково очищується і охолоджується, і після водовідділювача стискується у першому ступені трьохступеневого компре­сора до тиску 0,5 МПа і надходить у холодильник. Для очистки і осушення діокси-ду вуглецю до і після холодильника встановлені масловідділювачі.

Після цього газ очищають у адсорберах активним вугіллям. Адсорберів два: один знаходиться у роботі, другий - на регенеруванні. Регенерування проводять підігрітим діоксидом вуглецю, який утворюється при дроселюванні.

З адсорберів діоксид вуглецю надходить у другий ступінь компресора, де сти­скається до тиску 2,4...2,5 МПа, а потім через холодильник і масловідділювач над­ходить у третій ступінь компресора. Газ, стиснутий приблизно до 7 МПа, прохо­дить холодильник, масловідділювач і послідовно з'єднані адсорбери з силікагелем і цеолітом. У них газ остаточно очищується і осушується.

У зв'язку з необхідністю регенерування адсорбентів передбачені чотири по­парно працюючих адсорбери з силікагелем і цеолітом. Для регенерування їх вико­ристовують також діоксид вуглецю, який утворюється при дроселюванні у накопи­чувальній посудині, ізотермічному сховищі й у транспортному ізотермічному резе­рвуарі, який компресором подають для підігріву у теплообмінники.

313

Рис. 12.7 Принципова вдосконалена технологічна схема виробництва рідкого діоксиду вуглецю

У конденсаторі газ після третього ступеня, віддаючи теплоту, конденсується. Зріджений діоксид вуглецю через ресивер високого тиску надходить у стальні ба­лони, розташовані на вагах.

За цією схемою можна виробляти і зріджений переохолоджений діоксид вугле­цю з безбалонним зберіганням і транспортуванням. Для цього рідкий діоксид вугле­цю піддають дроселюванню від 6,5...7,0 до 0,8... 1,2МПа, і він набуває стану емуль­сії. У вихровому розподілювачі рідка і газоподібна фази відділяються одна від другої (газоподібна фаза складає біля 47 %). Рідкий діоксид вуглецю через кругові канали

314

вихрової камери стікає у посудину відокремлювана, а з нього - у накопичувальну посудину, ізотермічне сховище або у транспортний ізотермічний резервуар. Газопо­дібна фаза через центральні отвори вихрової камери, а потім по відповідній комуні­кації надходить у змішувач, де змішується з газом, який подається першим ступенем компресора. Зі змішувача газ надходить у другий ступінь компресора.

Кількість поступаючого у ізотермічне сховище рідкого діоксиду вуглецю кон­тролюють рівнеміром, тиск - манометром. Максимальне наповнення ізотермічно­го сховища складає 85...90 % геометричного об'єму. Параметри рідкого діоксиду вуглецю в ізотермічному резервуарі такі; тиск 0,8...1,2 МПа, температура від -43,5 до-33,3° С, теплота пароутворення 326...309 кДж/кг, густина И ЗО,8...1087,8 кг/м³, ентальпія 326...346 кДж/кг, ентропія 3,83...3,92 кДж/кг.

Рідкий діоксид вуглецю можна використовувати при виробництві сухого льоду.

Якість рідкого діоксиду вуглецю, отриманого з газів спиртового бродіння, ре­гламентується ГОСТ 8050-85 (табл. 12.4).

Табл. 12.4 Показники якості діоксиду вуглецю різного призначення

Вміст компонентів у дїоксиді вуглецю	Діоксид вуглецю
	зварювальний	харчовий	технічний
Діоксид вуглецю, об.%, не менше	99,5	98,8	98,5
Мінеральні масла, мг/кг, не більше	0,1	Витримує випробування
Сірководень	Відсутній
Сірчиста і азотиста кислоти і органічні сполуки (спирти, ефіри, альдегіди й органічні кислоти)	Витримує випробування
Запах і смак	Витримує випробування.		Че нормується
Вода у балоні, мас.%, не більше	Витримує випробування	0,1	0,1
Водяні пари при 20° Сі 101,3 кПа, не більше	0,184	Не нормується
Ароматичні вуглеводи (у тому числі бензол)	Відсутні

Технологія твердого діоксиду вуглецю (сухого льоду)

Виробництво твердого діоксиду вуглецю грунтується на дроселюванні рідко­го. Дроселювання можна здійснити за циклом високого, середнього або низького тиску. Технологічна схема виробництва сухого льоду за циклом високого тиску на­ведена на рис. 12.8.

Рідкий діоксид вуглецю, одержаний у конденсаторі третього ступеня компре­сора й очищений в колонці спрямовують під тиском 6...7 МПа у ресивери для ство­рення запасу рідкого діоксиду вуглецю. З ресиверів він надходить у двосекційний теплообмінник, у якому охолоджується газоподібним дІоксидом вуглецю, який утво­рюється у першій І другій проміжних ємностях, і дроселюється регулюючим вен-

315

тилем до тиску 2,4...2,8 МПа. Частина рідкого діоксиду вуглецю випаровується, внаслідок чого температура рідкої фази знижується до -12...-8° С. Рідкий діоксид вуглецю разом з утвореними при дроселюванні парами надходять у першу проміж­ну ємність. Пари газоподібного діоксиду вуглецю з проміжної ємності відкачують­ся через першу секцію теплообмінника циліндром високого тиску додаткового ком­пресора. Рівень діоксиду вуглецю у першій проміжній ємності контролюється рту­тним покажчиком.

За допомогою другого регулюючого вентиля тиск рідини з першої проміжної ємності знижується з 2,4...2,8 до 0,8 МПа і суміш парів і рідини надходить у другу проміжну ємність. Пари і рідина охолоджується до -44° С. З другої проміжної єм­ності газоподібний діоксид вуглецю відкачується через другу секцію теплообмін­ника циліндром середнього тиску компресора. Рівень рідини у другій проміжній ємності контролюється по світловому покажчику. Переохолоджений до -44° С рід­кий діоксид вуглецю надходить у льодогенератори, які заповнюються по черзі.

Після заповнення льодогенераторів повільно відкривають діафрагму нижньо­го відсосу. Рідкий діоксид вуглецю при проходженні через діафрагму втрачає тиск і, досягнувши потрійної точки (0,528 МПа), повільно переходить у твердий стан, Кристали його заповнюють діафрагму, а потім і порожнини льодогенератора. Запас твердого діоксиду вуглецю під тиском 0,8 МПа зберігається у посудині, заповнення якої контролюється світловим покажчиком рівня. Пари діоксиду вуглецю, які про-

316

ходять через діафрагму льодогенератора, мають температуру -78,9° С. Вони надхо­дять у рубашку льодогенератора, відкачуються ступенем низького тиску компресо­ра, охолоджуються у конденсаторі, очищуються у батареї фільтрів І мастиловідді-лювачів, надходять у ресивери для повторного використання.

З льодогенераторів блоки сухого льоду масою 42...44 кг вивантажують на віз­ки і транспортують до сховища. Найбільш розповсюджені сховища шахтного типу заглиблені в землю, вони мають велику кількість комірок, відокремлених одна від одної термоізольованими перегородками.

Сухий лід транспортують в ізотермічних контейнерах.

На виробництво 1 кг сухого льоду витрачається 1,6...2,0 кг рідкого діоксиду вуглецю.

Контрольні питання і завдання

1. Апаратурно-технологічна схема виробництва хлібопекарських дріжджів на спиртзаводах, які переробляють мелясу.

2. Технологічні схеми виробництва сухих кормових дріжджів на зерновій і мелясній барді.

3. Як здійснюють очистку і утилізацію мелясної барди?

4. Шляхи переходу до безвідходного виробництва спирту.

5. Технологія рідкого діоксиду вуглецю.

317