液態二氧化碳在多個領域應用廣泛,其制取方法有多種。
在工業上,常利用化工生產過程中產生的二氧化碳廢氣作為原料氣,經過一系列處理得到液態二氧化碳。首先是原料氣控制,將二氧化碳廢氣輸送至水洗塔。接著進行原料氣水洗,采用脫鹽水清洗原料氣,去除機械雜質和可溶于水的氣體,此過程使用的裝置包括原料氣水洗塔、循環水泵及涼水塔,可實現脫鹽水的循環使用。之后是原料氣壓縮,采用無油潤滑壓縮機對氣體進行加壓,一般分為三段壓縮,逐步將氣體壓力升至2.0-2.5MPa。壓縮后的氣體再通過蒸發冷卻器冷卻至常溫。
然后進行原料氣凈化,包括分離器分離、吸附塔吸附及干燥塔干燥。分離器可分離原料氣中的水分,吸附塔內裝填活性炭,能吸附氣體中的雜質并凈化異常氣味,干燥塔內裝填3A或4A分子篩,進一步吸附水分及氣體中的雜質,使氣體中的水分含量小于20ppm,甲醇小于8ppm。干燥塔和吸附塔安裝有電加熱裝置,可使內部失效的裝填物加熱再生使用。
隨后是制冷液化,先在氣氨預冷器中降低二氧化碳溫度,氣氨預冷器為列管式換熱器,氨冷液化器出來的氣氨與二氧化碳氣體在氣氨預冷器中進行換熱,回收氣氨冷量。在氨冷液化器中加入液氨,液氨從液態轉化為氣態產生大量冷量,把氣態二氧化碳轉化成液態二氧化碳。氣氨依次經過氨液分離器、冰機、氨蒸發冷卻器重新變為液氨并儲存于氨儲罐中,然后進入氨冷液化器中,完成液氨的循環使用。進行產品提純,去除液體二氧化碳中的雜質,再進行儲存充裝。
總之,通過這些步驟可制取液態二氧化碳。