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如何控制XPS生产线中的二氧化碳(CO2)指南!


发布时间:2023-05-12     文章来源:南京pg电子官网入口

众所周知,CO2 是物理发泡挤出过程中最具挑战性的发泡剂。这是有原因的。例如,超临界点、敏感干冰及其密度随环境温度变化而明显变化等。对于最终客户而言,了解这些信息对您没有任何帮助。您仍然需要可靠的设计来保证生产线的生产力。我不会告诉你很多理论或术语。我只想分享我们在 XPS 生产中处理 CO2 的实用知识。

通常工业用 CO2 由载有数十吨液态 CO2 的卡车运送。而二氧化碳将被储存在一个大的真空绝热罐中,一般约为25吨。罐内CO2温度约为-20摄氏度,压力在1.6-2.0Mpa之间。当环境温度变化导致压力升高时,罐体会释放出CO2来自我降温。

如您所知,液体比气体更容易处理。所以我们要设法在整个过程中保持二氧化碳处于液态。由于CO2蒸气压高,极易气化,所以要在压力和温度之间取得平衡。这是我们系统运作的基础。

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我们采用增压泵将液态CO2从CO2储罐输送到夹套壁设计的中间罐,中间罐的温度可以通过水温控制器进行控制。我必须在这里提出的一个提示是,CO2 罐和中间罐之间的距离必须尽可能近。由于CO2具有汽化倾向,距离越远,汽化的风险越大。

为此,建议将增压泵放在 CO2 罐下方。即便如此,气化还是时有发生。当增压泵无法正常泵送 CO2 时,可能会发生气化。放气阀就是为这种情况设计的,打开放气阀,将气化的CO2放出,以降温增压泵头的温度。

这个过程必须非常小心,因为如果排放阀开得太大,CO2很容易变成干冰堵塞管道,需要很长时间才能融化。为避免这种情况发生,增压泵的容量应比计量泵大十倍,这样增压泵就不必一直工作,只是周期性工作。

此外,建议使用更长的排放管,以防止增压泵的进口管被干冰冻结。此外,整个系统的绝热管道将有助于CO2传输的一致性,也可以节省能源。

中间罐的作用是将CO2保持在一定的温度(25摄氏度左右),以保持整个系统的压力稳定和足够高(6.5-7Mpa)。这两个前提保证了CO2的恒定物理性质,并使CO2为精确计量进入双螺杆挤出机做好准备。正如我之前提到的,二氧化碳的密度随温度变化而变化。

中罐CO2最高报警限值不超过中罐总容积的70%,以防万一发生事故,某些炎热地区夏季停电,可能引起中罐环境温度升高罐变高,则 CO2 可能变为超临界状态,其行为更难以控制和预测。结果,二氧化碳的体积将大大增加。如果可用空间不够,可能会使中间油箱处于危险之中。

CO2进入中罐前,先进行预热,以保证中罐内CO2的温度在一定的范围内。通常它是25摄氏度。在此温度下中间罐的压力约为6.5Mpa。

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为什么要设定在这个温度?

在许多国家,10Mpa是区分高压容器和超高压容器的分水岭。后者需要复杂的证书并且更昂贵。所以7Mpa对于高压容器是安全的。通过中间罐后,OO2 进入另一个冷却容器,将 CO2 的温度降至 10 摄氏度。现在6.5Mpa和10摄氏度的情况下使CO2呈纯液体状态。液体越多,剂量越容易。这种状态下的CO2可以很容易地计量加入一次挤出机(双螺杆挤出机)中。必须解决的一件事是泵头必须由冷却器冷却。泵头工作时,会产生一些热量,使液态CO2气化,影响工艺。

上述各点都解决后,仍不能保证CO2能正确处理。如果管道疏水阀的任何部分蒸发了 CO2,则该系统将无法正常工作。您需要做的一件事是非常小心地打开排放阀,以避免出现大的干冰。强烈建议在进样阀之前安装排放阀。当您看到冒出白烟(干冰的小颗粒)时,就可以了,只需关闭阀门即可。

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我们的泡沫挤出实验室正在使用另一种系统,该系统可以很好地处理少量二氧化碳。但它现在仅供实验室使用。该系统将CO2冷却至-20摄氏度,使CO2处于纯液体状态,并带有很小的压力。通常,该系统使用仅包含数十公斤 CO2 的 CO2 钢瓶。它相对便宜且易于操作。

总而言之,在整个处理过程中,最好将CO2保持在纯液体状态。至于所谓的超临界CO2发泡XPS生产线,是因为CO2被注入到温度在200摄氏度左右的机筒中,就变成了超临界状态。该名称与处理过程无关。



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