一种用于制备电子级液体CO2的装置的制作方法

一种用于制备电子级液体co2的装置
技术领域
1.本实用新型涉及气体液化技术领域，特别是涉及一种用于制备电子级液体co2的装置。


背景技术：

2.目前，制备电子级液体co2主要是利用制冷循环系统将电子级气体co2降温使其由气态变为液态，由于制冷循环系统的蒸发器的管程供制冷剂通过，所以二氧化碳管路连接的是蒸发器的壳程，但是，蒸发器的壳程只能做到机械抛光，无法做到电子抛光，即壳程表面粗糙度无法做到ep级的标准，因此，二氧化碳管路中的气体co2存在被污染的风险，容易导致液体co2纯度无法达到电子级的标准。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供了一种用于制备电子级液体co2的装置，该装置能够有效避免电子级co2产品受到污染，使产品质量得到保证。
4.为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种用于制备电子级液体co2的装置，包括：
6.制冷循环系统，所述制冷循环系统包括通过第一管路相连的制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器；
7.导热液循环系统，所述导热液循环系统包括通过第二管路相连的导热液槽和导热液循环泵，所述第二管路与所述蒸发器相连以实现所述制冷循环系统与所述导热液循环系统之间的换热；
8.二氧化碳管路，所述二氧化碳管路从所述导热液槽的液相区穿过以实现所述导热液循环系统与所述二氧化碳管路之间的换热。
9.可选地，在上述装置中，所述二氧化碳管路从所述导热液槽的气相区进入所述导热液槽内，然后穿过所述液相区再由所述气相区延伸到所述导热液槽外。
10.可选地，在上述装置中，所述二氧化碳管路位于所述液相区中的部分为盘管形状。
11.可选地，在上述装置中，所述二氧化碳管路位于所述液相区中的部分为ep级不锈钢管。
12.可选地，在上述装置中，还包括与所述二氧化碳管路相连的液体二氧化碳储罐。
13.可选地，在上述装置中，所述导热液循环系统为导热油循环系统。
14.根据上述技术方案可知，本实用新型提供的用于制备电子级液体co2的装置中，在二氧化碳管路和制冷循环系统之间设置了导热液循环系统，制冷剂并不是直接对二氧化碳进行降温，而是对导热液进行降温，然后由低温的导热液对二氧化碳进行降温，这样，与蒸发器相连的是用于循环导热液的管路，而不是输送二氧化碳的管路，即，二氧化碳不走蒸发器的壳程。二氧化碳与导热液实现换热是在导热液槽中进行的，具体地，二氧化碳管路从导热液槽的液相区穿过，由于二氧化碳管路容易做到电子抛光，而且二氧化碳不再走蒸发器
的壳程，所以本实用新型提供的装置能够有效避免电子级co2产品受到污染，使产品质量得到保证。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
16.图1是本实用新型实施例提供的用于制备电子级液体co2的装置的示意图。
17.图中标记为：
18.1、制冷压缩机；2、油分离器；3、冷凝器；4、膨胀阀；5、蒸发器；6、导热液槽；7、导热液循环泵；8、二氧化碳压缩机；a、制冷剂循环管路；b、导热液循环管路；c、二氧化碳管路；d、冷却水管路。
具体实施方式
19.为了便于理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
20.参见图1，本实用新型实施例提供了一种用于制备电子级液体co2的装置，包括二氧化碳管路c、制冷循环系统和导热液循环系统，其中，制冷循环系统包括通过制冷剂循环管路a(即第一管路)相连的制冷压缩机1、冷凝器3、膨胀阀4和蒸发器5，导热液循环系统包括通过导热液循环管路b(即第二管路)相连的导热液槽6和导热液循环泵7。导热液循环管路b与蒸发器5相连从而实现制冷循环系统与导热液循环系统之间的换热，即，导热液循环管路b中的导热液和制冷剂循环管路a中制冷剂均在循环流动的过程中经过蒸发器5，导热液和制冷剂在蒸发器5处完成换热，具体地，制冷剂蒸发吸收热量使导热液的温度降低。另一方面，二氧化碳管路c从导热液槽6的液相区穿过从而实现导热液循环系统与二氧化碳管路c之间的换热，即，导热液槽6中盛有导热液，二氧化碳管路c至少有一部分是浸入到导热液里的，通过与此部分二氧化碳管路c的接触，导热液与二氧化碳管路c中的气体co2完成换热，具体地，低温的导热液吸收热量使气体co2温度降低实现液化，从而得到液体co2。
21.通过在二氧化碳管路c和制冷循环系统之间设置导热液循环系统，本技术的装置使得二氧化碳不再走蒸发器5的壳程，这样就避免了由于蒸发器5的壳程无法做到电子抛光而存在的气体co2容易被污染的风险，有效地保证了电子级液体co2的产品质量。
22.如图1所示，本实施例中，二氧化碳管路c从导热液槽6的气相区进入导热液槽6内，然后穿过液相区再由气相区延伸到导热液槽6外。也就是说，导热液槽6在气相区设置有供二氧化碳管路c进入的进口和供二氧化碳管路c离开的出口，将进口和出口设置在气相区可以降低对水密性的要求，即，如果进口和/或出口设置在液相区，那么需要在进口和/或出口设置防止导热液泄漏的密封装置，而本实施例将进口和出口设置在气相区能够降低这部分的成本。
23.为了提高换热效率，本实施例令二氧化碳管路c位于液相区中的部分为盘管形状。具体地，此部分的二氧化碳管路c可以设计成蛇形盘管或者螺旋盘管。为了更好地保证液体co2的纯度，本实施例令二氧化碳管路c位于液相区中的部分为ep级不锈钢管。更优选地，二
氧化碳管路c在全长范围都采用ep级不锈钢管。
24.如图1所示，为了更好地将气体co2变为液体co2，本实施例设置有与二氧化碳管路c连接的二氧化碳压缩机8，气体co2先由二氧化碳压缩机8增压后再送往导热液槽6处进行液化，例如，从精馏塔出来的约10公斤压力的电子级气体co2(纯度》99.999％)通过二氧化碳压缩机8压缩至20公斤压力左右，通过ep级管道输送到液化系统(即导热液槽6处)进行液化。二氧化碳压缩机8具体可以为隔膜压缩机，为了便于管理产品，本实施例还可以设置有与二氧化碳管路c相连的液体二氧化碳储罐(图中未示出)。
25.具体实际应用中，导热液循环系统中的导热液可以为导热油，或者比热容与导热油相近的其他液体。如图1所示，在导热液循环泵7的出口一侧，可以通过旁通管路连接导热液槽6和导热液循环管路b，即，导热液循环管路b作为主管路，在导热液循环泵7的出口一侧旁接支管路，当关闭支管路上的阀门(图中未示出)后，导热液沿主管路循环流动，既经过导热液槽6也经过蒸发器5，当关闭主管路上的阀门(图中未示出)，打开支管路上的阀门后，导热液从导热液槽6出来后不流向蒸发器5，而是直接通过支管路流回导热液槽6。
26.如图1所示，制冷循环系统可以设置油分离器2，油分离器2的作用是将制冷压缩机1排出的高温高压制冷剂中的润滑油进行分离，以保证制冷循环系统安全高效地运行。为了提高制冷效率，一般设置冷却水循环系统与制冷循环系统在冷凝器3实现换热，即，冷凝器3可以连接有冷却水管路d。
27.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。