用来制备压缩的高纯度液态二氧化碳流的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供制备高纯度的、压缩的液态二氧化碳流的装置和方法，其中二氧化碳蒸汽进料流在提纯过滤器内被提纯并在冷凝器中冷凝。所得液体被交替地导入第一和第二压力聚积容器并由其分配。第一和第二压力聚积容器由电热器加热以对液体加压至所需传输压。液态二氧化碳流被交替、连续地从第一和第二压力聚积容器中抽出，两压力聚积容器中的一容器用来分配，同时另一容器被填充。压缩的液态二氧化碳流还可在微粒过滤器中进一步过滤。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用来制备纯净的、压缩的液态二氧化碳流的装置和方法，其中由二氧化碳蒸汽组成的进料气被冷凝成液体，该液体随后在一容器体内受热而被加压。更具体地，本专利技术涉及其中使用两容器体的这样一装置和方法，由此使压缩的液态二氧化碳流可持续地分配。多种工业加工需要高度压缩、纯净的液态二氧化碳流。如此高度压缩的液体通过对在大约13至23巴的压力条件下获得的工业级别液态二氧化碳提纯而得到，然后将该液体泵送至一大约在20至68巴的压力环境下。然而，泵送所产生的问题是诸如微粒或碳氢化合物的杂质可能作为机械泵操作的一副产品引入成品流。如将讨论地那样，在本专利技术中解决了该问题。本专利技术提供一用来制备压缩的液态二氧化碳流的方法，其中由二氧化碳蒸汽组成的进料气被导入提纯过滤器。纯净的进料流在具有一冷凝箱的冷凝器中被冷凝，且中间液体流从冷凝箱被导入第一和第二压力聚积容器。第一和第二压力聚积容器被加热以加压包含于其中的液体，且压缩的液态二氧化碳流从第一和第二压力聚积容器被送出。中间液体流被交替地导入第一和第二压力聚积容器，压缩的液态二氧化碳流交替地从第一和第二压力聚积容器被输送出，这样在第一和第二压力聚积容器其中一容器变空前，中间液体流被导入第一和第二压力聚积容器中的另一容器内。这确保压缩的液态二氧化碳流的持续传送。第一和第二压力聚积容器中的每个容器都在中间液流引入其中之前通气至冷凝器的冷凝箱。最好，第一和第二压力聚积容器都被电气加热。另外，进料流最好通过与制冷流的非直接热交换在冷凝器中冷凝。可通过使其引入微粒过滤器而进一步处理压缩的液态二氧化碳流。另一方面，本专利技术提供一用来制备压缩的液态二氧化碳流的装置。在这方面提供一提纯过滤器，用来对由二氧化碳蒸汽组成进料流进行提纯，并提供一具有一冷凝箱的冷凝器用来使进料流冷凝。第一和第二压力聚积容器连接于加热器，用来加热第一和第二压力聚积容器，由此对其中的液体加压。一连接于压力聚积容器的流路网具有将冷凝器的冷凝箱连接于第一和第二压力聚积容器的诸管道，用来将压缩的液态二氧化碳流从中排出。流路网具有和诸管道相连的诸阀以使中间液体流从冷凝器的冷凝箱中交替地引入至第一和第二压力聚积容器，且压缩的液态二氧化碳流交替地从第一和第二压力聚积容器中被输送出，由此在第一和第二压力聚积容器的其中一容器变空前，中间液体流被导入第一和第二压力聚积容器中的另一容器内。这确保液态二氧化碳流的持续传送。诸管道还包括一由第一和第二压力聚积容器至冷凝器的通气管，以使第一和第二压力聚积容器中的各容器在将中间液体流引入其中前被通气。加热器最好包括电加热器和冷凝器，该冷凝器包括一具有一热交换器以通过与制冷流的非直接热交换使进料流冷凝的外部制冷回路。该装置还能进一步包括一连接于流路网以过滤压缩的液态二氧化碳流的微粒过滤器。如上面的讨论可知，由于加热器被用来对液体加压，液体将不会接触可能将杂质带入压缩的液态二氧化碳的机械泵构件。另外，由于不使用泵，按照本专利技术装置的维护要求将比先前的装置来得少。同时说明书以权利要求作为结束，清楚地指出申请人有关其专利技术的主题，相信通过结合单张附图将使本专利技术更为易懂，图中是实施按照本专利技术方法的装置的示意图。参阅附图说明图1，其中示出了按照本专利技术的一装置1。由二氧化碳蒸汽组成的进料流10被导入可以是任何已知数量的聚结过滤器和/或选择性吸附过滤器的提纯过滤器12。阀14、16被设置以隔离提纯过滤器12。纯净的进料流被导入其中设有将蒸汽冷凝成液体的冷凝箱20的冷凝器18。这种冷凝由外部制冷单元22完成，该外部制冷单元22使制冷流通过一最好是壳状或管状结构的热交换器24循环。在这方面上，冷凝器18可包括对一单独冷凝箱供给的一热交换器。隔离阀23、25可被设置以隔离制冷单元22。液面由一检测冷凝器26内的液体和蒸汽间压差的压力差传感器26控制。尽管未示出，一可编程逻辑计算机形式的控制器接受从压力差传感器26出来的信号，以当液体20的表面落到预定的水平面下时，驱动制冷单元22。如所理解地那样，由于蒸汽在冷凝器18中冷凝，蒸汽中任何杂质的分离将通过使较多的挥发杂质保持在未冷凝蒸汽中并使较少的挥发杂质冷凝在液体中而完成。尽管未示出，样本管线将连接于冷凝器18以在必要时对液体和蒸汽进行采样并抽出，以降低在冷凝器18中的杂质浓度。由高纯度液体20组成的中间液体流被导入第一和第二压力聚积容器28、30。第一和第二压力聚积容器28、30最好各自由电热器33、34加热，以对液体加压至由装置1产生的压缩液态二氧化碳流的输送压力。第一、第二压力聚积容器28、30的液体通过一具有一入口管道32的、将中间流提供给压力聚积容器28、30的流路网流出或流入。压缩液态二氧化碳流通过一出口管道35从第一、第二压力聚积容器28、30被输送出。另外，第一、第二压力聚积容器28、30中的各容器通过一通气管36与冷凝器18通气。阀网用来控制在阀网中的液体流动。在这方面上，控制阀38和40控制中间液体流从冷凝器18流至第一、第二压力聚积容器28、30。控制液体流过出口管道35是由控制阀42、44完成的。第一、第二压力聚积容器28、30的通气由控制阀46、48完成。当第二压力聚积容器30接近排空状态时，控制阀42开启且控制阀44关闭以将压缩液态二氧化碳流从第一压力聚积容器28分配出来。同时，由于第二压力聚积容器30已通过电加热器34而被加压，此时控制阀48开启以使压力被导通至冷凝器20。这使得第二压力聚积容器30由于中间液体流通过入口管道32引入第二压力聚积容器30而接受更多的液体。为此，控制阀40被设定在开启位置。当压力差传感器52指示第二压力聚积容器30处于充满状态时，控制阀40、48关闭且在第二压力聚积容器30内的液体由电加热器34加热以对液体加压。当第一压力聚积容器28接近抽空状态时，在被压力差传感器50检测到时，控制阀42关闭且控制阀44开启以使压缩的液态二氧化碳流从第二压力聚积容器30中分配出去。同时，控制阀46开启以使第一压力聚积容器28的阀通气。控制阀38开启以使中间液体流填充第一压力聚积容器28。当压差传感器指示填充完成时，控制阀38和46关闭，且液体由电加热器33加热以使在第一压力聚积容器28内的液体受压。前面提到的诸阀随周期运作，由此压缩的液态二氧化碳被持续分配。这种周期最好由未示出的连接于压力差传感器50、52的可编程逻辑控制器控制。压力差传感器50、52产生与第一、第二压力聚积容器28、30内的液位有关的信号并响应于这些信号，控制器远距离遥控地和自动地操纵前面提到的控制阀。这里还有一用来监测冷凝器18中的液面高度的压力差传感器，以及控制器在冷凝容器中被填满之前通过切断制冷单元22停止冷凝处理，以致在填充周期内使二氧化碳从第一、第二压力聚积容器28、30被通气。最好，出口导管35连接于微粒过滤器54以将该液体中的任何微粒污染物除去。虽然已结合较佳实施例对本专利技术作了描述，然而在不脱离本专利技术的精神和范围的前提下，那些精于本领域的人员可对其做出多种附加、变化和删减。权利要求1.一用来制备压缩的液态二氧化碳流的方法，包括将由二氧化碳蒸汽组成的进料流导入一提纯过滤器；使所述纯净的进料流在具有一冷凝箱的冷凝器中被冷凝；中间液体流从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一用来制备压缩的液态二氧化碳流的方法，包括： 将由二氧化碳蒸汽组成的进料流导入一提纯过滤器； 使所述纯净的进料流在具有一冷凝箱的冷凝器中被冷凝； 中间液体流从所述冷凝箱被导入第一和第二压力聚积容器； 加热所述第一和第二压力聚积容器以对包含于其中的液体加压至输送压力； 将所述受压缩的液态二氧化碳流从所述第一和第二压力聚积容器中送出； 将所述中间液体流交替地导入所述第一和第二压力聚积容器，并使所述受压缩的液态二氧化碳流交替地从所述第一和第二压力聚积容器输出，由此在所所述第一和第二压力聚积容器的其中一容器变空前，所述中间液体流被导入所述第一和第二压力聚积容器中的另一容器内以确保所述压缩的液态二氧化碳流的持续传送，以及 使第一和第二压力聚积容器中的各容器在将所述中间液体流引入其中之前与所述冷凝器通气。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特沃尔特博伊德，杰西林恩派克，戴维C陈，凯利利奇，
申请(专利权)人：波克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]