二氧化碳自动排凝装置的制作方法

本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其是二氧化碳自动排凝装置。

背景技术：

随着国内经济建设的发展，高纯二氧化碳的应用领域越来越广泛。目前高纯二氧化碳广泛应用于胚胎细胞的培养、医药的临界萃取、青霉素的制造、食品的保存、气相沉淀、某些反应中的惰性介质、石墨反应器的热载体、激光切割机的激光气体、半导体制造中氧化及扩散、化学气相沉淀等等。

随着应用范围不断延伸，市场对二氧化碳的纯度要求越来越高，现有的二氧化碳在提纯的过程中，一般会先经过若干吸附塔，吸附塔的主要作用在于对二氧化碳进行除水和除杂，可是，除去二氧化碳中的水与杂质后，二氧化碳中还会含有一些不凝气体，因此，需对二氧化碳作最后的排凝处理。现有的二氧化碳排凝装置主要是通过冷凝器对二氧化碳进行冷却，不凝气体在冷却后以气体的形式存在，而二氧化碳冷却后形成液态二氧化碳，从而气液分离，除去二氧化碳中的不凝气体。

可是，采用冷凝器对二氧化碳进行冷却不但能耗较高，而且，排凝效果不佳(排凝后二氧化碳中还会含有极少量的不凝气体)，致使生产出来的液态二氧化碳达不到超纯水平。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种二氧化碳自动排凝装置，该排凝装置通过简单的结构设计，能够有效解决上述背景技术所提出的问题。

本实用新型的技术方案为：

二氧化碳自动排凝装置，其特征在于：它包括固定座，所述固定座的顶面固定安装有排凝设备本体，所述排凝设备本体的形状为圆柱体，所述排凝设备本体的侧面外壁顶部圆周焊接有冷凝管，所述冷凝管内注入有液氮，所述排凝设备本体的壁内且位于冷凝管正对排凝设备本体壁处外均设置有空腔，所述空腔内设置有绝热层，所述排凝设备本体的顶面左侧设置有二氧化碳进气管，所述二氧化碳进气管连通排凝设备本体并固定在排凝设备本体上，所述排凝设备本体的顶面右侧设置有不凝气体出气管，所述不凝气体出气管连通排凝设备本体并固定在排凝设备本体上，所述冷凝管的左侧顶部设置有液氮进液管，所述液氮进液管连通冷凝管并固定在冷凝管上，所述冷凝管的右侧顶部设置有氮气出气管，所述氮气出气管连通冷凝管并固定在冷凝管上，所述排凝设备本体的左侧底部设置有第一液态二氧化碳出液管，所述第一液态二氧化碳出液管连通排凝设备本体并固定在排凝设备本体上，所述排凝设备本体的右侧底部设置有第二液态二氧化碳出液管，所述第二液态二氧化碳出液管连通排凝设备本体并固定在排凝设备本体上，所述第二液态二氧化碳出液管远离排凝设备本体的一端安装有换热盘管，所述换热盘管的另一端连通排凝设备本体连接有喷气头，所述喷气头上包裹有防水透气膜。

进一步的，所述绝热层采用的是绝热材料，所述绝热材料为珠光砂，该珠光砂具有绝热的效果，能够使排凝设备本体内部的温度与外界温度隔断。

进一步的，所述二氧化碳进气管、不凝气体出气管和氮气出气管上均安装有气阀阀门。

进一步的，所述液氮进液管、第一液态二氧化碳出液管和第二液态二氧化碳出液管上均安装有水阀阀门。

进一步的，所述换热盘管的材质为钢铁。

进一步的，所述换热盘管的形状为螺旋状，其作用作用在于：增加液态二氧化碳与换热盘管的接触面积，从而提高液态二氧化碳的换热效率。

本实用新型的工作原理为：人工打开液氮进液管上的水阀阀门和氮气出气管上的气阀阀门，向冷凝管内注入液氮，接着，人工打开二氧化碳进气管上的气阀阀门和不凝气体出气管上的气阀阀门，通过二氧化碳进气管对排凝设备本体内注入二氧化碳，二氧化碳进入冷凝管段时，被冷凝管内的液氮冷却，二氧化碳成液相下降，其它不凝气体从不凝气体出气管处排出，液氮提供冷量后气化的氮气从不凝气体出气管处排出，排凝设备本体通过第二液态二氧化碳出液管引出少量的液体二氧化碳，经过换热盘管时与外部空气进行换热，换热后液体二氧化碳气化再返回到排凝设备本体底部与液体二氧化碳再次接触，换热后的二氧化碳气体使得排凝设备本体底部的液体二氧化碳成沸腾状，将还含有的不凝气体从液相中逸出。

本实用新型的有益效果为：本实用新型结构简单，实用性强，通过在冷凝管内注入液氮，再通过液氮对二氧化碳气体进行冷却，改变了现有技术采用冷凝器耗能较高的不足，另外，通过设有换热盘管，对液态二氧化碳中还含有的不凝气体进行再次处理，从而提高设备生产出来液态二氧化碳的纯度，同时，在整个装置中均不用能耗，实现环保节能，有效降低生产成本。当然，本实用新型产能有限，且高纯度二氧化碳价格昂贵，仅适合重点实验室等有高纯度二氧化碳需求的场合使用。也就是说本装置并不适用于普通的工业生产或者食品加工。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1、固定座；2、排凝设备本体；3、冷凝管；4、液氮；5、空腔；6、绝热层；7、二氧化碳进气管；8、不凝气体出气管；9、液氮进液管；10、氮气出气管；11、第一液态二氧化碳出液管；12、第二液态二氧化碳出液管；13、换热盘管；14、喷气头；15、防水透气膜。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，二氧化碳自动排凝装置，它包括固定座1，所述固定座1的顶面固定安装有排凝设备本体2，所述排凝设备本体2的形状为圆柱体，所述排凝设备本体2的侧面外壁顶部圆周焊接有冷凝管3，所述冷凝管3内注入有液氮4，所述排凝设备本体2的壁内且位于冷凝管3正对排凝设备本体2壁处外均设置有空腔5，所述空腔5内设置有绝热层6，所述排凝设备本体2的顶面左侧设置有二氧化碳进气管7，所述二氧化碳进气管7连通排凝设备本体2并固定在排凝设备本体2上，所述排凝设备本体2的顶面右侧设置有不凝气体出气管8，所述不凝气体出气管8连通排凝设备本体2并固定在排凝设备本体2上，所述冷凝管3的左侧顶部设置有液氮进液管9，所述液氮进液管9连通冷凝管3并固定在冷凝管3上，所述冷凝管3的右侧顶部设置有氮气出气管10，所述氮气出气管10连通冷凝管3并固定在冷凝管3上，所述排凝设备本体2的左侧底部设置有第一液态二氧化碳出液管11，所述第一液态二氧化碳出液管11连通排凝设备本体2并固定在排凝设备本体2上，所述排凝设备本体2的右侧底部设置有第二液态二氧化碳出液管12，所述第二液态二氧化碳出液管12连通排凝设备本体2并固定在排凝设备本体2上，所述第二液态二氧化碳出液管12远离排凝设备本体2的一端安装有换热盘管13，所述换热盘管13的另一端连通排凝设备本体2连接有喷气头14，所述喷气头14上包裹有防水透气膜15。

所述绝热层6采用的是绝热材料，所述绝热材料为珠光砂。

所述二氧化碳进气管7、不凝气体出气管8和氮气出气管10上均安装有气阀阀门。

所述液氮进液管9、第一液态二氧化碳出液管11和第二液态二氧化碳出液管12上均安装有水阀阀门。

所述换热盘管13的材质为钢铁。

所述换热盘管13的形状为螺旋状。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。