一种利用二氧化碳水合物制冷及灭火设备
技术领域
本发明涉及化工装备，特别是一种利用二氧化碳水合物制冷及灭火设备。
背景技术
二氧化碳水合物是由水和二氧化碳（CO2）气体在一定的温度、压力、气体浓度等特定条件下生成的结晶固体，为非化学计量型固态化合物，二氧化碳水合物能够在零度以上发生相变并且具有较高的分解焓，作为传统制冷剂的替代品用于制冷系统中，可以有效缓解全球变暖，同时二氧化碳水合物还具有出色的热力学性能，可以减少压缩机功率，提高制冷系统的能源利用效率。单位体积的水合物可以储存160~180体积标准状况下的气体，因此二氧化碳水合物分解时大量吸热并释放出水分和大量二氧化碳，具有良好的灭火效果。生产二氧化碳水合物时作为水合物促进剂的无机盐同时具有灭火的能力，其机理主要在于所选无机盐可以增加二氧化碳水合物中单位体积水的储气量，灭火时能够释放更多的二氧化碳，同时释放的卤素阴离子和磷酸根可以与燃烧过程中产生的自由基反应从而中断链式反应，释放的二氧化硅可以吸收燃烧产生的热量并覆盖在燃烧物表面，达到灭火的目的，实现二氧化碳水合物作为一种良好常规制冷系统与紧急灭火系统的兼容，但至今未见公开报导。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种利用二氧化碳水合物制冷及灭火设备，可有效解决二氧化碳水合物制冷效率低，灭火能力差的问题，实现节约能源、保护环境。
为实现上述目的，本发明解决的技术方案是，一种利用二氧化碳水合物制冷及灭火设备，包括气瓶、反应釜和蒸发器，所述的气瓶的出气口经管道和第一三通与反应釜的进气口相连通，气瓶与第一三通之间的管道上装有流量控制仪和第一阀门，反应釜外周面上装有隔热层，置于反应釜外的电动机的转动轴垂直向下经连轴器与搅拌杆上端连接在一起，伸入反应釜中心内的搅拌杆下端装有置于反应釜内下部的搅拌叶片，电动机、搅拌杆和搅拌叶片构成反应釜的搅拌装置，反应釜外壁上装有与反应釜内相连通的温度传感器和压力表，反应釜下部的出口管道上依次装有粉碎器和第一单向阀，第一单向阀的出口经第二三通分别与第二阀门和第五阀门的进口相连通，第五阀门的出口与喷射口管相连通，构成水合物喷射灭火结构；第二阀门出口经管道与蒸发器的进口相连通，蒸发器的出口经管道与气液分离器的进口相连通，气液分离器的出气口经管道与增压泵的进口相连通，增压泵的出口经管道和第三阀门与第一三通连通，并经第一三通与反应釜的进气口相连通，构成反应釜的气体循环结构；气液分离器底部的出水口经管道与第二单向阀的进口相连通，第二单向阀的出口经管道和第四阀门与反应釜的进水口相连通，构成反应釜的液体循环结构；所述的反应釜内装有无机盐和水。
本发明结构新颖独特，实现过程自动化程度高，制冷效率高，灭火效果好，节约能源，保护环境，真正实现了节能环保，经济和社会效益巨大。
附图说明
图1是本发明的结构框示图。
图2是本发明的喷射口管结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体情况对本发明的具体实施方式作详细说明。
结合附图给出，一种利用二氧化碳水合物制冷及灭火设备，包括气瓶、反应釜和蒸发器，所述的气瓶1的出气口经管道和第一三通22-1与反应釜4的进气口相连通，气瓶1与第一三通22-1之间的管道上装有流量控制仪2和第一阀门3，反应釜4外周面上装有隔热层5，置于反应釜4外的电动机8的转动轴垂直向下经连轴器与搅拌杆7上端连接在一起，伸入反应釜4中心内的搅拌杆7下端装有置于反应釜4内下部的搅拌叶片6，电动机8、搅拌杆7和搅拌叶片6构成反应釜4的搅拌装置，反应釜4外壁上装有与反应釜4内相连通的温度传感器9和压力表10，反应釜4下部的出口管道上依次装有粉碎器11和第一单向阀12，第一单向阀12的出口经第二三通22-2分别与第二阀门13和第五阀门20的进口相连通，第五阀门20的出口与喷射口管21相连通，构成水合物喷射灭火结构；第二阀门13出口经管道与蒸发器14的进口相连通，蒸发器14的出口经管道与气液分离器15的进口相连通，气液分离器15的出气口经管道与增压泵16的进口相连通，增压泵16的出口经管道和第三阀门17与第一三通22-1连通，并经第一三通22-1与反应釜4的进气口相连通，构成反应釜4的气体循环结构；气液分离器15底部的出水口经管道与第二单向阀18的进口相连通，第二单向阀18的出口经管道和第四阀门19与反应釜4的进水口相连通，构成反应釜4的液体循环结构；所述的反应釜4内装有无机盐和水，与粉碎器11、第一单向阀12、第二阀门13和蒸发器14构成制冷结构。
为保证更好的实施效果，所述的搅拌叶片6至少有对称2片或多片呈螺旋状均布在搅拌杆7下端部上。
所述的气液分离器15为PXQF气液分离器（公知技术，市售产品）。
所述的喷射口管21为文丘里管道，进口段21-1内径向喉道21-2逐渐缩小，喉道21-2处直径为1/3～1/4的喷射口管21的直径，由喉道21-2处向扩散段23-3内径逐渐增大。
所述的搅拌杆7外壁与反应釜4接触部分经轴承和密封圈构成密封结构。
本发明在具体工作时，首先对反应釜内部进行清理，然后将本发明的阀门全部关闭，先检测系统是否漏气，打开第一阀门、第一单向阀、第二阀门、第三阀门、第二单向阀和第四阀门，然后打开气瓶通气，一段时间后关闭第一阀门，观测压力表的数值是否下降，压力表的数值一致且稳定不变则表示整个设备气密性良好，反之，则表示存在漏气，需先查找漏源；若系统气密性良好，打开第五阀门，使设备内气体排出，待压力表示数为零后，关闭所有阀门。
打开反应釜进料口，装入质量浓度为0.001-0.1mol/L的无机盐和水，然后关闭反应釜进料口（公知技术），打开气瓶和第一阀门，通入二氧化碳气体，压力表达到一定压力后，关闭气瓶和第一阀门，停止通入气体，打开电动机，电动机的转动轴带动搅拌杆和搅拌叶片进行搅拌，促进气体水合物的生成，并避免形成的水合物团簇，待压力表示数下降到一定数值后，打开气瓶和第一阀门，继续通入二氧化碳气体，压力表达到一定压力后关闭气瓶和第一阀门，停止通入气体，打开粉碎器、第一单向阀、第二阀门和蒸发器，分解二氧化碳水合物，达到制冷的效果，分解生成的二氧化碳和水溶液进入气液分离器，经气液分离器进行分离，分离后的二氧化碳经增压泵增压，重新进入反应釜参与二氧化碳水合物生成，构成反应釜的气体循环结构，分离后的水溶液经第二单向阀流入反应釜，构成反应釜的液体循环结构，发生火情时，关闭第二阀门，同时打开气瓶、第一阀门和第五阀门，反应釜内的二氧化碳水合物经粉碎器、第一单向阀、第二三通和第五阀门，从喷射口管喷出，构成水合物喷射灭火结构。
本发明在具体使用时，还可将各阀门改为电磁阀，并与另设置的PLC控制器相连，同时各电子器件与控制器相连，构成自动控制结构（公知技术），以提高工作效率。
需要说明的是，本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出更动或者修饰为等同变化的等效实施例，均落在本发明的保护范围内。
本发明适用于利用二氧化碳水合物制冷及灭火设备，二氧化碳气体作为气源，通过阀门、流量控制仪以及压力表使反应釜内气体处于一定压力，通过电动机加快反应釜内气体水合物的生成速度同时避免生成的水合物团簇，通过温度传感器实现对反应釜内部温度的实时记录，通过蒸发器对外界的制冷，通过喷射口管实现高效率灭火，经实地实验和使用，本发明利用具有灭火效果的无机盐作为二氧化碳水合物促进剂，增加二氧化碳水合物储气量，提高促进水合物生成的同时兼具灭火效果，具有双重作用，制冷效率高，与现有技术相比，制冷效率提高50%以上，灭火效果好，气体和液体可循环利用，节约能源，保护环境，真正实现了节能环保，经济和社会效益巨大。
