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如何控制XPS生產線中的二氧化碳(CO2)必備指南!


發布時間:2024-03-26 ? ? 文章來源:南京法寧格

眾所周知,CO2 是物理發泡擠出過程中具挑戰性的發泡劑。這是有原因的。例如,超臨界點、敏感干冰及其密度隨環境溫度變化而明顯變化等。對于終端客戶而言,了解這些信息對您沒有任何幫助。您仍然需要可靠的設計來保證生產線的生產力。我不會告訴你很多理論或術語。我只想分享我們在 XPS 生產中處理 CO2 的實用知識。

通常工業用 CO2 由載有數十噸液態 CO2 的卡車運送。而二氧化碳將被儲存在一個大的真空絕熱罐中,一般約為25噸。罐內CO2溫度約為-20攝氏度,壓力在1.6-2.0Mpa之間。當環境溫度變化導致壓力升高時,罐體會釋放出CO2來自我降溫。

如您所知,液體比氣體更容易處理。所以我們要設法在整個過程中保持二氧化碳處于液態。由于CO2蒸氣壓高,極易氣化,所以要在壓力和溫度之間取得平衡。這是我們系統運作的基礎。

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我們采用增壓泵將液態CO2從CO2儲罐輸送到夾套壁設計的中間罐,中間罐的溫度可以通過水溫控制器進行控制。我必須在這里提出的一個提示是,CO2 罐和中間罐之間的距離必須盡可能近。由于CO2具有汽化傾向,距離越遠,汽化的風險越大。

為此,建議將增壓泵放在 CO2 罐下方。即便如此,氣化還是時有發生。當增壓泵無法正常泵送 CO2 時,可能會發生氣化。放氣閥就是為這種情況設計的,打開放氣閥,將氣化的CO2放出,以降溫增壓泵頭的溫度。

這個過程必須非常小心,因為如果排放閥開得太大,CO2很容易變成干冰堵塞管道,需要很長時間才能融化。為避免這種情況發生,增壓泵的容量應比計量泵大十倍,這樣增壓泵就不必一直工作,只是周期性工作。

此外,建議使用更長的排放管,以防止增壓泵的進口管被干冰凍結。此外,整個系統的絕熱管道將有助于CO2傳輸的一致性,也可以節省能源。

中間罐的作用是將CO2保持在一定的溫度(25攝氏度左右),以保持整個系統的壓力穩定和足夠高(6.5-7Mpa)。這兩個前提保證了CO2的恒定物理性質,并使CO2為精確計量進入雙螺桿擠出機做好準備。正如我之前提到的,二氧化碳的密度隨溫度變化而變化。

中罐CO2最高報警限值不超過中罐總容積的70%,以防萬一發生事故,某些炎熱地區夏季停電,可能引起中罐環境溫度升高罐變高,則 CO2 可能變為超臨界狀態,其行為更難以控制和預測。結果,二氧化碳的體積將大大增加。如果可用空間不夠,可能會使中間油箱處于危險之中。

CO2進入中罐前,先進行預熱,以保證中罐內CO2的溫度在一定的范圍內。通常它是25攝氏度。在此溫度下中間罐的壓力約為6.5Mpa。

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為什么要設定在這個溫度?

在許多國家,10Mpa是區分高壓容器和超高壓容器的分水嶺。后者需要復雜的證書并且更昂貴。所以7Mpa對于高壓容器是安全的。通過中間罐后,OO2 進入另一個冷卻容器,將 CO2 的溫度降至 10 攝氏度?,F在6.5Mpa和10攝氏度的情況下使CO2呈純液體狀態。液體越多,劑量越容易。這種狀態下的CO2可以很容易地計量加入一次擠出機(雙螺桿擠出機)中。必須解決的一件事是泵頭必須由冷卻器冷卻。泵頭工作時,會產生一些熱量,使液態CO2氣化,影響工藝。

上述各點都解決后,仍不能保證CO2能正確處理。如果管道疏水閥的任何部分蒸發了 CO2,則該系統將無法正常工作。您需要做的一件事是非常小心地打開排放閥,以避免出現大的干冰。強烈建議在進樣閥之前安裝排放閥。當您看到冒出白煙(干冰的小顆粒)時,就可以了,只需關閉閥門即可。

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我們的泡沫擠出實驗室正在使用另一種系統,該系統可以很好地處理少量二氧化碳。但它現在僅供實驗室使用。該系統將CO2冷卻至-20攝氏度,使CO2處于純液體狀態,并帶有很小的壓力。通常,該系統使用僅包含數十公斤 CO2 的 CO2 鋼瓶。它相對便宜且易于操作。

總而言之,在整個處理過程中,將CO2保持在純液體狀態。至于所謂的超臨界CO2發泡XPS生產線,是因為CO2被注入到溫度在200攝氏度左右的機筒中,就變成了超臨界狀態。該名稱與處理過程無關。



標簽:XPS生產線,XPS板生產線


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