جهت نگارش مطالعات بازار و طرح توجیهی تولید یخ خشک ( دی اکسید کربن جامد ) با اطلاعات کاملاً به روز برای سال 1401 ، با فرمت DOC و PDF و با گزارش گیری نرم افزار کامفار ، جهت اخذ مجوز یا ارائه به بانک ، این صفحه را مطالعه نموده و سپس با ما تماس بگیرید . ضمنا میتوانید فایل pdf طرح توجیهی کارخانه تولید یخ خشک ( دی اکسید کربن جامد ) را که در سال های قبل نگارش شده است را صرفا جهت مطالعه از انتهای صفحه دانلود نمایید.

---

✔️ گاز کربنیک چیست و چه کاربردهایی در صنعت دارد !

---

دی اکسید کربن یا گاز کربنیک با فرمول شیمیائی ₂CO، کاربردهای فراوانی در صنایع شیمیائی، غذایی، استخراج نفت، صنایع تبریدی و غیره دارد. عمده ترین مصرف شیمیائی این ماده در تولید اوره و متانول است. البته در واحد تولید اوره، این ماده خود به خود در هنگام تولید آمونیاک به عنوان ماده اولیه تولید می شود، ولی در مورد متانول اینگونه نیست.

در صنایع غذائی برای دو منظور عمده از دی اکسید کربن استفاده می شود: 

• در قسمت بسته بندی مواد غذائی و کنسروسازی برای جلوگیری از رشد باکتری ها و ایجاد محیط غیرهوازی، فضای خالی ظروف بسته بندی با گازکربنیک پر می گردد. دلیل این امر این است که ضمن آنکه این ماده هیچ فعالیت شیمیائی ندارد، هیچ ضرری نیز ندارد.
• در صنایع نوشابه سازی جهت گازدارکردن نوشابه ها، از این ماده استفاده می شود و از حضور اکسیژن در محفظه ظرف نوشابه که باعث تغییر طعم و فاسد شدن آن می شود، جلوگیری می کند.

بیشترین حجم مصرف گازکربنیک در صنایع استخراج نفت می باشد، بدین صورت که  برای افزایش فشار چاه های نفت که باعث فوران مواد نفتی می شود، از این ماده استفاده می شود. البته به جهت آنکه برای این منظور نیاز به خلوص زیاد محصول نمی باشد، از گازکربنیک همراه گاز طبیعی استفاده می شود که غالباً در نزدیکی حوزه های نفتی این چنین چاه هائی وجود دارد.  

یکی دیگر از مصارف گازکربنیک در صنایع تبریدی است و به عنوان گاز درون مبرد به جای آمونیاک و فریون مورد استفاده قرار می گیرد؛ با این مزیت که مسائل زیست محیطی فریون را نداشته و بوی تند و اذیت کننده آمونیاک را نیز ندارد.  

از دیگر مصارف دی اکسید کربن استفاده از آن در وسائل اطفاء حریق می باشد که از مؤثرین وسائل خاموش کردن حریق است.  

از گازکربنیک در جوشکاری به جای آرگون جهت حفاظت سطح جوش از تماس با اکسیژن نیز استفاده می شود.  

چه فازهایی از گاز کربنیک در صنعت بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد! 

گازکربنیک در هرسه فاز گاز، مایع و جامد درصنعت وجود و کاربرد دارد. در صنعت غالباً از آن به صورت گازی استفاده می شود و بعد از آن از حالت جامد آن (موسوم به یخ خشک).

در اکثر مواقع جهت کم کردن هزینه حمل و نقل، گازکربنیک را به صورت مایع درآورده و درسیلندرهای 50 کیلوئی ذخیره می کنند و در محل مصرف، آن را دوباره به حالت گاز در می آورند؛ زیرا در موقع مایع سازی، گاز 465 برابر کاهش حجم می دهد.

---

✔️ یخ خشک چیست و چه ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی و چه کاربردهایی دارد !

---

یخ خشک نام تجاری دی اکسید کربن جامد است . از آن معمولاً به عنوان یک عامل خنک کننـده همـه کـاره استفاده می شود. یخ خشک تصعید می شود و در فشار جو مستقیماً به گاز تبدیل می شود. در 1835 یک شیمی دان فرانسوی به نام "چارلز تایلوریه" نخستین گزارش را درباره یخ خشک منتشر نمود .

در هنگام گشودن سرپوش یک سیلندر بزرگ حاوی دی اکسیدکربن مایع، وی ملاحظه نمود که مقدار زیادی از دی اکسیدکربن به سرعت تبخیر شده و یخ خشک جامد درون کانتینر را ترک می نماید . در طول 60 سال بعد از آن، یخ خشک توسط دانشمندان معاینه و آزمایش گردید. 

✳️ یخ خشک یک محصول همه کاره است که تعدادی از موارد استفاده تجاری و مصرفی آن در زیر آمده است: 

• جهت جابجا کردن آجرهای کفپوش
• برای برداشتن عیوب پوستی
• در صنعت ماکیان
• در صنعت نان
• جهت طولانی کردن عمر یخ مرطوب (یخ معمولی)
• به منظور تولید مه در نمایش ها
• جهت انقباض فلز
• جهت کند کردن کاتالیست های شیمیایی
• جهت بهبود خلل و فرج در دیواره های چاه
• جهت بسته بندی بستنی در حمل و نقل ها
• جهت پاکسازی تانک های سوخت
• جهت داغ زدن حیوانات
• برای آزمایش های دمای پایین
• به عنوان یک پشه گیر در تله های دامی
• استفاده توسط کترینگ های خطوط هوایی جهت خنک نگه داشتن غذا
• استفاده توسط بانک های خون برای حمل و نقل
• جهت انفجار پاک کننده (blast clean) قالب های تزریق پلاستیک و لاستیک و تجهیزات پروسـس مواد غذایی
• استفاده در صنعت بتون
• جهت خطوط انجماد آب بدون دریچه های خاموش کننده
• جهت انفجار پاک کننده (blast clean) ساختمان های آسیب دیده در آتش سوزی

✳️ ویژگیهای فیزیکی و ظاهری یخ خشک به قرار زیر میباشند :

یخ خشک از آب نیست و از گاز کربنیک مایع به دست می آید. از نظر ظاهر قطعـات یـخ خـشک ما ننـد بـرف فشرده سفید رنگ است و از یخ معمولی سنگینتر است و در آب فرو میرود.

با اینکـه دمـای آن بـسیار پـایین و منهای 78 درجه زیر صفر است، ولی با مراقبت می توان آنرا در دست گرفت، زیرا گاز انیدرید کربنیک تولید شده بـر اثـر تماس یخ خشک با نوک گرم انگشتان ، پوست را در برابر سرما در امان نگه می دارد، ولی اگـر آنـرا  بفـشاریم انگشتان به آن چسبیده و بی درنگ یخ می زند. 

یخ خشک موجب سرمازدگی می شود بنابراین برای حمل آن باید از دستکش محافظ استفاده کرد . به عـلاوه استفاده از یخ خشک، کربن دی اکسید هوا را افزایش داده و ممکن است مـشکلات تنفـسی را در فـضا هـای بسته ایجاد کند.   

یخ خشک شبیه برف به نظر می رسد، اما می توان با فشرده کردن دانه هایش به حالت بلوکی یـا مکعبـی در آورد. یخ خشک ماده ای مهم در منجمد کردن غذاها و داروها بوده و از آنجا که یخ خشک در هوا تصعید می شود و حـالتی شـبه مه و بخار در فضا ایجاد می کند ، در صحنه های تلوزیـون و تئـاتر از آن برای ایجاد جلوه های ویژه استفاده می کنند. یخ خشک عموماً برحسب اندازه طبقه بندی می گردد.

معمولاً یخ خشک به اشکال زیر تولید می شود: 

• گلوله های با دانسیته بالا جهت بلاستینگ (تا قطر یک هشتم اینچ)
• گلوله های برنجی (تا قطر یک چهارم اینچ)
• گلوله های استاندارد (تا قطر یک دوم اینچ)
• اندازه های سفارشی
• قالب های استاندارد (با ابعاد 60-20 * 125 * 210 میلیمتر)
• اندازه یخ خشک می تواند برحسب سفارش تعیین گردد.

✳️ ویژگی های شیمیایی یخ خشک به قرار زیر میباشد :

در مورد یخ خشک باید گفت که نقطه تصعید و ترسیب آن 5/78- درجه سانتیگراد می باشد . وزن مخـصوص آن برابر 56/1 کیلوگرم بر سانتیمترمکعب است .

همچنین آنتـالپی تـصعید آن (در 5/78- درجـه سـانتیگراد ) 199 کیلوژول بر کیلوگرم است . دمای پایین و تصعید مستقیم آن به گاز، یخ خشک را به یک خنـک کننـده بسیار موثر تبدیل نموده است، تا آنجا که خنک تر از یخ بوده و در مراحل تغییر خود هیچ رطوبتی بـه جـای نمی گذارد. 

✳️ گاز کربنیک مایع و یخ خشک را چگونه بسته بندی و حمل میکنند !

معمولاً گازکربنیک پس از تهیه در خط دیگری مورد مصرف قرار می گیرد و لذا در کارخانجات تولیدکننده، تانکرهای تحت فشاری را جهت ذخیره سازی گار کربنیک مایع پیش بینی می کنند. از کارخانجات مصرف کننده گاز کربنیک می توان به واحدهای تولیدکننده نوشابه اشاره نمود.

درصورتی که واحد تولید کننده گازکربنیک به طور منفرد ساخته شود، محصول تولیدشده را می توان به صورت فله ای در تانکرهای مخصوص به محل این ماده و یا در سیلندرهای پنجاه کیلوگرمی به بازار عرضه نمود.  

گلوله های یخ خشک که عموماً جهت بلاستینگ (Ice Blasting) تولید می شوند، درون کانتینرهای عایق دار بسته بندی می شوند. این کانتینرها به کم کردن تصعید کمک می کنند. قالب های یخ خشک نیز می توانند به طور جداگانه در پوشش پلی اتیلن بسته بندی شوند .

در ادامه به بررسی جامع اطلاعات فنی پیرامون احداث کارخانه تولید یخ خشک خواهیم پرداخت . با ما همراه باشید.

---

✔️ زمین ، محوطه سازی و ساختمان سازی مورد نیاز جهت احداث کارخانه تولید یخ خشک با ظرفیت 2000 تن در سال

---

نمودار گانت بالا ، جدول زمانبندی احداث کارخانه تولید یخ خشک با ظرفیت 2000 تن میباشد.

زمین و محوطه سازی مورد نیاز به قرار زیر می باشد :

• مساحت زمین : 1300 مترمربع
• خاکبرداری وتسطیح :800 مترمربع
• خیابان کشی وپارکینگ : 100 مترمربع
• فضای سبز: 200 مترمربع
• دیوارکشی : 310 مترمربع

ساختمان سازی تولیدی و اداری به قرار زیر می باشد :

• ساختمانهای اداری و خدماتی : 40 مترمربع
• نگهبانی و سرایداری : 40 مترمربع
• سالن غذاخوری و نمازخانه : 30 مترمربع
• رفاهی و بهداشتی : 15 مترمربع
• تولید : (مساحت سرپوشیده : 276,0 مترمربع) (مساحت فضای باز : 78 مترمربع)
• انبار : (مساحت سرپوشیده : 80 مترمربع)  (مساحت فضای باز : 10 مترمربع)
• اداری ، رفاهی و خدماتی : (مساحت سرپوشیده : 125 مترمربع) (مساحت فضای باز : 0 مترمربع)
• تاسیسات و تعمیرگاه : (مساحت سرپوشیده : 48 مترمربع) (مساحت فضای باز : 20 مترمربع)
• آزمایشگاه : (مساحت سرپوشیده : 30 مترمربع) (مساحت فضای باز : 0 مترمربع)

---

✔️ ماشین آلات و تجهیزات و تاسیسات کارخانه تولید یخ خشک با ظرفیت 2000 تن در سال

---

✳️ ماشین آلات و تجهیزات کارخانه تولید یخ خشک به قرار زیر میباشد :

• بخش تولید CO₂ : 1 دستگاه
• تانک ذخیره عمودی : CO₂ 2 دستگاه
• سیستم اتوماتیک کاهش فشار : 2 دستگاه
• سیستم اتوماتیک ذخیره فشار : 2 دستگاه
• خط گاز و شیر سوپاپ یدکی : 4 خط
• شیرهای پشتیبان : 2 عدد
• پرکن سیلندر : CO₂ 1 دستگاه
• سیستم توزین : 2 دستگاه
• سیستم کنترل پرکن : 1 دستگاه
• سری اتصالات پرکن : 2 دستگاه
• اقلام یدکی : 1 عدد
• ماشین اتوماتیک تولید یخ خشک : 1 دستگاه
• دستگاه کنترل : 1 دستگاه
• صفحه لمسی : 1 دستگاه
• رمزگذار خطی : 1 دستگاه
• خنک کننده و صافی روغن : 1 دستگاه
• ابزار تعیین ضخامت : 1 دستگاه دستگاه
• جبران اتوماتیک فشار : CO₂ 1 دستگاه
• اتاقک فشار : 1 عدد
• مجموعه ارتقاء قطر : 1 دستگاه
• قطعات یدکی : 1 دستگاه
• کاهش سرعت : 1 دستگاه
• سیستم بازیابی CO₂ : 1 دستگاه
• برج خنک کننده : 1 دستگاه
• مجموعه قطعات یدکی : 1 دستگاه
• لوله اتصال : 1 عدد

در انتهای صفحه به معرفی تک تک این ماشین آلات خواهیم پرداخت .

✳️ تاسیسات مورد نیاز این کارخانه تولید یخ خشک به قرار زیر میباشند :

• تأسیسات برق
• تأسیسات آب
• تأسیسات سوخت
• تأسیسات گرمایش
• سایرتأسیسات
• تعمیرگاه

✳️ میزان آب و سوخت و برق مصرفی سالانه کارخانه تولید یخ خشک با ظرفیت 2000 تن در سال :

• برق مصرفی :  849 کیلووات
• آب مصرفی : 27648 مترمکعب
• گاز طبیعی مصرفی : 869/4 هزار مترمکعب
• گازوئیل مصرفی : 40/5 مترمکعب
• بنزین : 2/16 مترمکعب

✳️ نیروی انسانی مورد نیاز جهت بهره برداری از کارخانه تولید یخ خشک با ظرفیت 2000 تن در سال :

برآورد نیروی انسانی تولید :

• تکنسین : 2 نفر
• کارگر ماهر : 5 نفر
• کارگر ساده : 1 نفر

نیروی انسانی غیرتولیدی  :

• مدیریت : 1 نفر
• اداری و مالی : 2 نفر
• تأسیسات وتعمیرگاه : 2 نفر
• خدمات : 1 نفر

✳️ مواد اولیه مصرفی در تولید یخ خشک با ظرفیت 2000 تن در سال به قرار زیر میباشند : 

• مونواتانل آمین ( 556/0 لیتر در یک تن CO₂ ) : 1200 لیتر
• سیلیکاژل ( 67 گرم در هر تن CO₂ ) :  134کیلوگرم
• سودااش ( 233 گرم به ازای یک تن CO₂ ) : 466 کیلوگرم
• پرمنگنات پتاسیم ( 167 گرم در هر تن CO₂ ) : 334 کیلوگرم
• پلی اتیلن (1/0 مترمربع جهت هر قالب ) : 3,1 تن

---

✔️ آشنایی مختصر با کلیه فرایندهای تولید دی اکسید کربن و یخ خشک

---

دی اکسید کربن ماده ای است که از سوختن هر سوخت فسیلی و هیدروکربنی به وجود می آید ؛ ولی درصد آن در جو بسیار اندک و زیر یک درصد است. لذا جهت جدا سازی و خالص کردن گاز CO₂ باید به دنبال منابعی بود که احتیاج به صرف هزینه کمتری باشد (که این کار علاوه بر صرفه جوئی اقتصادی، از آلودگی محیط زیست نیز جلوگیری می کند). 

واحدهای تولید گاز CO₂ شامل دو قسمت اصلی می باشند :

1 - واحد جداسازی و تخلیص

2 - واحد متراکم سازی و بسته بندی

عموماً هزینه واحد متراکم سازی و بسته بندی گازکربنیک از هزینه واحد جداسازی آن بیشتر می باشد زیرا این عمل به فشار بسیار بالایی ، برای مایع سازی  CO₂ احتیاج دارد.  

برای تهیه یخ خشک روش های متعددی وجود دارد که بسته به شرایط محل کارخانه و امکانات موجود، یکی از این روش ها مقرون به صرفه تر خواهد بود. همان طور که در ادامه نیز بیان خواهد شد ، یک واحد تخمیری وجود میتواند منبع بسیار غنی و خوبی برای تولید گاز CO₂ باشد .  

در ادامه ابتدا خلاصه ای از فرآیندهای مختلف تولید یخ خشک ، جهت آشنایی بیشتر ارائه می شود و سپس از بین آن ها بهترین روش انتخاب شده و مشخصات کامل تر آن ارائه خواهد شد.  

برای تقسیم بندی روش های مختلف تهیه گاز کربنیک باید به دونکته توجه داشت: اول منبع تهیه گازکربنیک ، دوم روش تخلیص این گاز که گاهی به منبع آن بستگی خواهد داشت، بنابراین در ابتدا به منابع تولیدکننده گازکربنیک اشاره می شود و بعد روش های خالص سازی آن مورد بررسی قرار می گیرد.  

✳️ منابع تولید کننده گاز کربنیک (CO₂)

الف ) صنایع تخمیری :  

در تخمیر مواد قندی، گازکربنیک آزاد می شود. به همین علت می توان از این منبع جهت تهیه آن استفاده  نمود. گازی که از این فرآیند حاصل می شود، محتوی بیش از 90% گازکربنیک است و منبع بسیار خوبی برای تهیه این ماده است. ناخالصی های عمده این گاز، آلدئیدها، اسیدهای کربوکسیلیک، الکل ها، گلیکول و سولفید هیدروژن می باشد.

در فرایند تولید گاز کربنیک از تخمیر مواد قندی ، ابتدا درب ظروف تخمیری را کاملاً می بندند و فشار مختصری (حدود 2 /0 بار) می گیرد و سپس برای تخلیص هدایت می شود. برای تخلیص این گاز به علت غلظت زیاد آن به  جز روش های متداول، می توان از ستون های جاذب استفاده کرد. این روش معروف به فرآیند  Backus می باشد که شرح آن در ادامه متن توضیحات خواهد آمد. 

‌ب ) چاه های گاز طبیعی:  

گاز طبیعی خارج شده از چاه ، که حاوی مقدار قابل توجهی گازکربنیک است ، قبل از مصرف باید از آن جدا شود.

یکی از مصارف عمده این گاز کربنیک، استفاده از آن برای احیاء چاه های نفتی می باشد که در جوار چاه گاز طبیعی قرار داد؛ ولی برای مصارف دیگر نیز می توان از آن استفاده کرد، به شرط آنکه مراحل تخلیص کامل تری را طی نماید.

این منبع نیز در صورت در دسترس بودن از منابع غنی گاز کربنیک است.  

‌ج ) کوره های آهک :  

گازی که از کوره های پخت آهک حاصل می شود، محتوی بیش از 40% گازکربنیک است. این گاز در حالت عادی توسط دودکش به محیط بیرون تخلیه می شود؛ ولی می توان جهت استفاده از آن، ابتدا آن را از درون یک سیکلون عبور داد تا گرد وخاک آن گرفته شود و سپس توسط آب شست تا بقیه گرد و خاک آن نیز حذف شود. سپس توسط یکی از روش های تخلیص، جداسازی کامل گاز  CO₂ صورت گیرد. 

‌د) گاز دود کش :  

از آن جایی که از احتراق سوخت های فسیلی، گازکربنیک حاصل می شود، گاز دودکش ها محتوی حدود 10 تا 18 درصد از این گاز هستند و یکی از منابع تهیه این گاز به شمار می روند.

گاز خروجی از دودکش، ابتدا در دوستون شستشو به وسیله آب ، خنک و شسته و تمیز می شود و سپس آماده برای واحدهای تخلیص می شود.

این منبع رایج ترین منبع تولید گازکربنیک می باشد و در هر کجا نیز می توان آن را یافت.

از بین دودکش ها، هرکدام که تمیزتر بوده و کمتر ناخالصی داشته باشد (مونواکسید کربن و دوده کمتری داشته باشد) در ارجحیت است، چون به ویژه مونواکسیدکربن گازی است که تا آخرین مرحله جداسازی با گازکربنیک باقی می ماند و جزء ناخالصی های اصلی آن است. به این دلیل واحدهائی که ازسوخت گاز طبیعی استفاده می کنند بهتر هستند .

✳️ روش های جداسازی گاز کربنیک 

الف ) استفاده از ستون های جاذب فرآیند ReichBackus

در مواردی که درصد گازکربنیک زیاد است ( بیش از90% ) ، از این روش استفاده می شود.

فرق اساسی این روش با بقیه روش ها در این است که در طی فرآیند، به جذب گازکربنیک از جریان گاز، ناخالصی ها جذب می شود و در انتها گازکربنیک خالص خارج می شود. برای این منظور در فرآیند Backus جریان گازکربنیک در دو مرحله از درون بستر ذغال فعال عبور می کند.

البته قبل از این مرحله ، گاز توسط آب شسته شده و ناخالصی هائی که قابل جذب توسط آب هستند از آن جدا میشود. برای بازیابی و دوباره فعال سازی بستر زغال فعال، از بخار آب استفاده می شود.  

در فرآیند Reich برخلاف فرآیند Backus که یک فرآیند فیزیکی است، از جذب شیمیائی برای جداسازی ناخالصی ها استفاده می شود. پس از شسته شدن جریان گاز ، توسط آب، گاز را از درون ستون الکل عبور می دهند.

سپس دوباره با آب شسته می شود تا الکل حل شده همراه جدا شود. در مرحله بعد از آن مواد آلی همراه گاز، توسط دی کرومات پتاسیم، اکسید می شوند و جذب می گردند. در نهایت برای جذب رطوبت، آن را از درون محلول اسید سولفوریک غلیظ عبور می دهند. گاز خروجی از این مراحل کاملاً خالص است.  

‌ب) استفاده از کربنات سدیم 

در این روش و دو روش بعدی که در ادامه می آید گازکربنیک مستقیماً از جریان گاز جذب می شود.

این فرآیند براساس واکنش برگشت پذیر زیر است :  

Na₂CO₃ +H₂O + CO₂  ⇔   2NaHCo

 محلول کربنات سدیم با جذب گاز کربنیک تبدیل به بی کربنات سدیم می شود. این واکـنش در دمـای پـائین صورت می گیرد.

در صورت گرم کردن محلول بی کربنات، واکنش برگشت انجام می شود و محلول  CO₂ خود را آزاد می نماید.

سپس در این فرآیند، جریان گاز محتوی گازکربنیک توسط محلول کربنات سدیم در دمای پایین تقریباً عاری از گازکربنیک می شود و جای دیگر، این محلول ، اشباع از گازکربنیک حرارت داده میشود و CO₂ خود را آزاد می کند و بخار آب همراه گاز CO₂ حاصله را می توان با عبور از مبرد جدا نمود.  

‌ج) استفاده از کربنات پتاسیم :  

فرآیند کربنات پتاسیم مشابه کربنات سدیم است، با این تفاوت که بی کربنات پتاسیم، بسیار بهتر از نمک مشابه سدیم عمل می کند و دارای بازدهی بیشتری نیز میباشد . اما در هر صورت فرآیند و دستگاه ها و تجهیزات لازم برای هر دو فرآیند کاملاً مشابه است.  

در این فرآیند لازم نیست جهت جذب گاز کربنیک الزاماً محلول کربنات پتاسیم خنک باشد و می توان در همان دمائی که جذب صورت می گیرد، بازیابی محلول نیز انجام بپذیرد. بدین لحاظ هزینه عملیاتی کمتر از فرآیند قبلی می شود.

در این فرآیند برای آن که بتوان از چدن جهت ساخت تجهیزات استفاده نمود از مواد افزودنی مانند: اسید بوریک، گلاسین یا تری اکسید آرسنیک استفاده می نمایند.  

لازم به ذکر است که افزایش فشار در ستون جذب، باعث افزایش ظرفیت جذب گاز کربنیک می شود.  

‌د ) فرآیند گیربوتول آمین :  

این فرآیند نیز مشابه دو فرآیند قبلی از یک واکنش دوطرفه تعادلی برای جذب گازکربنیک استفاده می کند. در اینجا از محلول آبی یک آمین ( مونو، دی یا تری اتانول آمین ) استفاده می شود.

واکنش زیر واکنش جذب گاز  CO₂ را توسط محلول مونواتانل آمین نشان می دهد : 

 2HOC₂H₄NH₂ + H₂O + CO₂  ⇔ (HOC₂H₄NH₂)CO₂

واکنش چپ به راست در دمای پائین 650-27 ^OC انجام می شود و واکنش راست به چپ در دمای بالا 1500- 100  ^OC  صورت می گیرد، شمای این واحد در شکل نشان داده شده است. 

جریان گاز حاوی CO₂ از پایین ستون جذب وارد می شود. از بالای ستون نیز محلول اتانول آمین وارد می گردد و از قسمت فوقانی، جریان گاز عاری از گازکربنیک خارج می شود.

محلول اتانول آمین کربنات نیز از انتهای این ستون به ستون بازیابی پمپ می شود و در راه توسط جریان برگشتی پیش گرم می شود و در ستون بازیابی، محلول گرم شده گازکربنیک خود را آزاد می کند. این گاز در هنگام خروج خنک شده برای مراحل بعدی تخلیص هدایت می شود. 

یکی از معایب این فرآیند آن است که غالباً همراه گازکربنیک، اکسیژن نیز می باشد. این اکسیژن باعث اکسید شدن اتانول آمین می گردد و باید در کنار این واحد، یک ستون تقطیر نیز وجود داشته باشد تا اتانول آمین اکسید شده را جدا کرده و مقداری جبرانی به سیستم وارد نماید.

یکی دیگر از معایب این فرآیند این است که محلول اتانول آمین کربنات، خورنده است و خورندگی آن نسبت به محلول های مشابه پتاسیم و سدیم بیشتر است.

مقدار جذب گازکربنیک در اتانول آمین بستگی به دما، غلظت گازکربنیک، غلظت اتانول آمین و فشار عملیاتی دارد. در ضمن جهت تسریع عمل جذب، از کاتالیست هائی مانند آرسنات سدیم استفاده می شود.  

در این واحد بهتر است تا تجهیزاتی که در تماس مستقیم با محلول قرار می گیرند، به جای چدن از جنس استیل اختیار گردند که این مسئله باعث افزایش سرمایه اولیه کار می شود.  

نمای کلی تولید CO₂ با روش جداسازی گیربوتول آمین در دیاگرام زیر قابل مشاهده میباشد :

✳️ بهترین روش جداسازی گاز کربنیک  

با توجه به توضیحات ارائه شده و بررسی مسائل مربوط به راندمان عملیات جداسازی، استفاده از مونواتانل امین به عنوان جاذب گاز دی اکسیدکربن مناسب تر به نظر می رسد.

اگرچه مونواتانول آمین گران بهاتر از کربنات پتاسیم و کربنات سدیم می باشد، ولی بازدهی آن به مراتب بالاتر از این دو روش بوده و غالب واحدهای صنعتی که هم اکنون نیز در کشور به فعالیت مشغول می باشند ، از مونواتانول آمین به عنوان جاذب گاز  ₂ COاستفاده می نمایند.

برتری دیگر استفاده از مونواتانل آمین، درصد بازیابی بسیار زیاد آن است که بالطبع هزینه های مصرف مواد اولیه را به شدت کاهش داده و علیرغم سرمایه گذاری ثابت بالاتر، سرمایه در گردش کمتری را احتیاج دارد. 

مسلماً واحدهای مختلفی که از مونواتانل آمین به عنوان جاذب گاز CO₂ استفاده می کنند، در طراحی دستگاهها و تجهیزات مورد استفاده تفاوتهایی را بایکدیگر دارا می باشند که قطعاً چنین تفاوتهایی در ماهیت عملیات تولید و خالص سازی گاز CO₂ موثر نبوده و تنها با توجه به خلوص مورد نظر، تناژ و سرمایه گذاری واحد را تحت الشعاع قرار خواهد داد. 

در ذیل دو نمونه از طراحی های انجام شده در خصوص واحد تولید و جداسازی  CO₂ توسط مونواتانل آمین توضیح داده می شوند و در نهایت مناسبترین راه به عنوان روش منتخب در این طرح مورد تشریح و ارزیابی قرار خواهد گرفت. 

الف ) روش اول جداسازی گاز کربنیک :

در این روش جهت تولید گاز دی اکسید کربن، سوخت در داخل یک دیگ بخار می سوزد و گرمای حاصل از احتراق صرف تولید بخاری می شود که بعداً در قسمت بازیابی مونواتانل آمین مصرف می گردد. 

شکل بالا شمایی از این واحد را به تصور کشیده است. در این روش  CO₂ حاصل، پس از شستشو با آب و کاهش دما، وارد برج سودااش  soda Ash ) ) می گردد. در این ستون، گاز در حین صعود از داخل برج، با محلول کربنات سدیمی که برروی آکنده های موجود در برج ریخته می شود، تماس پیدا می کند و در نتیجه اکسیدهای گوگردی و نیتروژنی همراه خود را از دست می دهد.  

گاز خروجی از این برج، به برج مونواتانول امینMEA )  ) هدایت می گردد. در این ستون با تماس MEA و گازهای صعود کننده در سطح آکنده، گازهای دی اکسیدکربن و مونواکسیدکربن از اکسیژن و نیتروژن همراه جداشده، جذب   MEAمی گردند.

گازهای عاری از  CO و CO₂ از بالای این برج به هوا تخلیه می گردند و محلول غنی MEA، پس از عبور از مبدلهای حرارتی، گرم شده گازهای همراه خود را از دست می دهد. عمل گرمایش در این مبدلها توسط بخار حاصله از دیگ بخار انجام می گیرد. مونواتانل آمینی که گازهای همراه خود را از دست داده است، پس از خنک شدن مجدداً به برج   MEAپمپ می گردد. 

از طرف دیگر گازهای ₂ COوCO خروجی از مبدلهای حرارتی، وارد مخزن پرمنگنات می گردند. در این مخزن با انجام واکنش اکسیداسیون، گاز مونواکسیدکربن به دی اکسیدکربن تبدیل شده، گازهای خروجی، مراحل تصفیه خود را طی می کنند.

ابتدا در مخزن سیلیکاژل، آب همراه گاز گرفته می شود. سپس با افزایش فشار گاز از PSI 10 به حدود PSI350 و عبور از فیلتر پارچه ای و ستون کربن فعال و فیلتر کاغذی، ناخالصی های همراه گاز در حد استاندارد از آن جدا می گردد.

مرحله آخر عملیات ، شامل سرد کردن گاز و مایع نمودن آن و ذخیره سازی آن در مخازن مربوطه می باشد. این مخازن کاملاً عایق بوده و دمای آنها در حدود 25 درجه سانتیگراد زیر صفر کنترل می گردد. 

ب) روش دوم جداسازی گاز کربنیک :

اصول کلی این روش همانند روش اول می باشد، با این تفاوت که سوخت در محفظه داخلی یک مخزن دوجداره (Reactivator) می سوزد.

گازهای احتراق پس از مراحل شستشو و عبور از مخازن سودااش و مونواتانول آمین و جذب CO₂ در MEA، جهت جداسازی CO₂ از  MEA، ابتدا از یک مبدل حرارتی عبور کرده دمای آن افزایش می یابد و سپس در جداره بیرونی CO₂ ، Reactivator از MEA جدا می گردد.

بقیه مراحل فرآیند تصفیه گاز CO₂ با مختصر تفاوتهایی مشابه روش اول می باشد. این فرایند در شکل بالا به تصویر کشیده شده است.  

نتیجه گیری :

باتوجه به توضیحات ارائه شده برای روشهای اول و دوم و مزیتهای نسبی روش دوم نسبت به روش اول از لحاظ بالاتر بودن سطح تکنولوژی، اشغال فضای کمتر، حجم سرمایه گذاری کمتر، مصرف انرژی کمتر، روش دوم به عنوان روش منتخب در تدوین این طرح مورد شناسایی قرارمی گیرد. 

لازم به توضیح می باشد که هم اکنون کارخانه نوشابه سازی نوشاب از این روش جهت تولید گاز دی اکسیدکربن مصرفی خود استفاده می نماید.

✳️ فرایند تولید دی اکسید کربن جامد (یخ خشک)

برای تولید یخ خشک ابتدا گاز کربنیک موجود در طبیعت را به صورت مایع در مخزن های ویژه و عـایق دار و در فشار ، ذخیره و سپس این گاز به دستگاه یخ ساز هدایت و سپس در این دستگاه تبـدیل بـه یـخ خـشک بـا دمای 79 درجه زیر صفر می شود.

به عبارت دیگر یخ خشک به آسانی و مطابق فرایند زیر تولید می شود :

1. دی اکسیدکربن فشرده شده و خنک می شود تا زمانی که به مایع تغییر شکل دهد؛
2. دما کاهش داده می شود . زمانی که این اتفاق می افتد، بخشی از دی اکسید مایع تبخیر شده و ایـن باعث می شود که مایع سفت شده و به شکل یک برف پایدار درآید؛
3. دی اکسیدکربن جامد شبه برف، فشرده شده تا گلوله های کوچک یا قالب های بزرگتـر یـخ خـشک تولید شود.

---

✔️ فرایند تولید منتخب برای تولید دی اکسید کربن جامد ( یخ خشک ) با ظرفیت 2000 تن در سال

---

✳️ فرایند منتخب تولید و تصفیه گاز کربنیک به قرار زیر میباشد :

اصول کلی فرایند منطبق بر توضیحاتی است که در فرآیند گیربوتول آمین ذکر گردید.  

سوخت تحت شرایط دقیقاً کنترل شده می سوزد . پس از شستشوی آب / سودسوز آور و خاکستر، CO₂ گـاز دودکش جذب یک محلول مونواتانول امین می شود که متعاقباً در فرآیند اشتعال گرم شده و گاز CO₂ خـام آزاد می شود.  

CO₂ سپس به یک کمپرسور عمودی دو مرحله ای که به صورت خـشک (بـدون روغـن ) حرکـت مـی کنـد هدایت می شود و از آنجا به یک تصفیه کننده پرمنگنات پتاسیم با فشار بالا میرود. 

پس از خشک شدن کامل در یک صافی مولکولی اتوماتیک که دارای دو برج می باشد، CO₂ تصفیه شده نهـایی را در یک فیلتر کربن فعال شده دریافت می کند و پس از آن وارد یک حلقه منجمد ساز در یک تبـدیل کننـده به مایع تبدیل می شود .

CO₂ خالص و مایع پس از آن می تواند وارد یک مخزن بزرگ ذخیـره CO₂ شـده و در آن انبار شود. 

این CO₂ استانداردهای کیفیت غذایی بین المللـی را براورده میکند و روزانه توسط کمپانی های بزرگ گاز در جهان و کارخانه نوشابه و در بالغ بـر 100 کـشور ، مـورد استفاده قرار می گیرد.  

ابتدا گاز طبیعی در یک دیزل- ری اکتیویتور دوجداره، سوزانده می شود هوای لازم بعد از عبور از یک فیلتر ، جهت جذب گرد و غبار ، توسط یک دمنده که در کنار دیزل جای دارد، تامین می گردد.  

گاز حاصل از احتراق که شامل بخارآب ، نیتروژن ، اکسیژن ، دی اکسیدکربن، مونواکسیدکربن ، دی اکسید گوگرد، دوده و... می باشد، از قسمت انتهائی دیزل خارج شده و به بخش پایین ستون شستشو که ارتفاعی در حدود 5 متر دارد و از آکنده های(Packing) پلاستیکی مقاوم در برابر حرارت پرشده است،موجود می شود.

از بالای این ستون ، آب سختی گیری شده وارد می شود تا ضمن انحلال گازهای سولفوره و دوده همراه گاز حاصل از احتراق، باعث خنک شدن گاز نیز گردد. آب شتسشو که از پایین این ستون خارج می شود، دارای PH اسیدی می باشد که برای خنثی سازی آن، پس از تعیین PH ، به مقدار لازم، سود به آن اضافه شده؛ سپس در فاضلاب تخلیه می شود.  

گاز خنک شده از بالای ستون وارد اولین برج جذب که 5/7 متر ارتفاع دارد، می شود. از بالای این ستون، MEA نیز به صورت هم جهت با گاز وارد می شود ( ( Co-Currentتا CO₂ موجود در گاز را جذب کند.

گازی که در ستون اول جذب شده است از پایین به دومین برج جذب وارد می شود که از بالای برج، MEA اضافه می شود.

جهت حرکت جریانها در این برج مختلف الجهت ( Counter-Current) می باشد. بدین صورت مابقی CO₂ موجود در جریان گاز، جذب MEA شده و باقیمانده گاز شامل گازهای اکسیژن و نیتروژن از دودکش نصب شده در بالای همین برج به محیط تخلیه می شود.

 محلول MEA غنی از CO₂ که اصطلاحاً Strong Solution نامید می شود، از انتهای برج جذب دوم خارج شده و به سمت بخش ری اکتیویتور که جدار خارجی دیزل را تشکیل می دهد، هدایت می شود.

به منظور جلوگیری از تجزیه MEA و شوک حرارتی، قبل از اینکه محلول غنی از CO₂ وارد ری اکتیویتور شود، از مبدل حرارتی شماره II جهت پیش گرم شدن عبور می کند.

شکل بالا سیال داغ این مبدل حرارتی همان MEA می باشد که CO₂ خود را در بخش ری اکتیویتور از دست داده است و به این صورت علاوه بر اینکه محلول غلیظ  MEA حدود 35 درجه  سانتی گراد پیش گرم می کند، خود نیز حدود 55 درجه سانتی گراد خنک تر می شود. 

MEA حاوی CO₂ که کمی پیش گرم شده است، وارد ری اکتیویتور شده و درآنجا در اثر حرارت حاصل از احتراق سوخت درجداره داخلی به اندازه کافی گرم می شود و CO₂ خود را در ستونِ دفع که به صورت عمودی بر روی ری اکتیویتور قرارگرفته است، از دست می دهد.

(مجموعه دیزل ری اکتیویتور و ستون دفع به صورت L شکل می باشد) بدین صورت دو جریان تشکیل خواهد شد که جریان اول همان MEA می باشد که  CO₂ خود را از دست داده است و جهت سردشدن به سمت مبدل های I  و  II می رود (MEA گرم در مبدل I توسط MEA، سرد و در مبدل  II توسط آب خنک، حرارت  خود را از دست می دهد).

جریان دوم گازCO₂ می باشد که همراه خود کمی گاز CO₂ نیز دارد. این گاز ابتدا در برج پیش سردکن ( Precooler) که یک ستون 5/2 متری و با قطر 40 سانتی متر می باشد، با تماس مستقیم با جریان آب خنک شده و سپس در محفظه جداساز (Separator) رطوبت همراه خود را از دست می دهد.

این محفظه طولی برابر یک متر و قطری برابر 30 سانتی متر دارد. گاز خروجی از جداساز، جهت حذف ناخالصی ها می بایست مرحله تصفیه یا Purification را پشت سر گذارد.

در این مرحله گاز وارد یک ستون دو قسمتی می شود که بخش زیرین آن محتوی محلول سودااش و بخش بالائی آن محتوی محلول پرمنگنات پتاسیم می باشد. گاز ابتدا از پایین ستون وارد محلول سودااش می شود و با حذف اکسیدهای گوگردی و نیتروژن دار، این محلول را ترک کرده و سپس به قسمت دوم که محتوی محلول پرمنگنات پتاسیم می باشد، وارد می شود.

در طی این مرحله ناخالصی ها کمتر شده و خصوصاً CO در کنار به CO تبدیل می شود. ارتفاع ستون تصفیه 4 متر و قطر آنیک متر می باشد. اینک ₂CO که بیشتر ناخالصی های خود را از دست داده است، به طرف کمپرسور انتقال داده  می شود.

کمپرسور مورد استفاده یک کمپرسور سه مرحله ای از نوع پیچشی ( ( Screwمی باشد و فشار گاز ورودی را از  Psi 9 به Psi 1000 افزایش می دهد.

در اثر این فشار دمای گاز به شدت بالا می رود که جهت خنک کردن آن از مبدل های حرارتی که توسط گردش جریان آب گرمای گاز CO₂ را جذب می کنند، استفاده  می شود.

بعد از این مرحله گاز CO₂ وارد ستون سیلیکاژل می شود تا رطوبت احتمالی خود را از دست بدهد. لازم به توضیح است که دو ستون سیلیکاژل در سیستم تعبیه می گردد تا به تناوب یکی در حال کار و دیگری در حال احیاء شدن توسط المنت های برقی باشد.

ارتفاع این ستونها 5/2 متر و قطر خارجی آنها در حدود 25 سانتی متر می باشد. در هرکدام از این ستونها حدود 30 کیلوگرم سیلیکاژل ریخته می شود که هر شش ماه یکبار سیلیکاژل آنها تعویض می شود. گاز ₂ COبعد از خارج شدن از این ستون وارد یک ستون کربن فعال می شود که طول آن 1 متر و قطر آن حدود 10 سانتی متر است.

این ستون به منظور حذف نهائی ناخالصی ها و خصوصاً بوگیری از محصول به کار می رود. بعد از ستون کربن فعال، گاز CO₂ وارد قسمت مایع سازی ((Liquifier می گردد. جهت مایع نمودن محصول نهایی از سیستم فریونی استفاده می شود. این سیستم شامل دو مخزن سردسازی از نوع مبدل های حرارتی Shell+tube، کمپرسور فشرده سازی فرئون، و مبدل  حرارتی برای خنک کردن فرئون توسط آب می باشد.

بعد از مرحله مایع سازی، محصول در مخازن تحت فشار نگهداری می شوند. دمای محصول در این مخازن 35 درجه زیر صفر و فشار آن 10 تا 20 بار می باشد. این مخازن به سیستم سرماسازی مجهز هستند تا دمای محصول را در حد مطلوب کنترل نمایند.  

شکل بالا به طور خلاصه مراحل تولید و تصفیه گاز CO₂ را مشخص می نماید.  

محصول تولید شده به بخش تولید یخ خشک منتقل می گردد.  

✳️ فرایند منتخب تولید یخ خشک (گاز کربنیک جامع) به قرار زیر میباشد :

جهت تولید یخ خشک، دی اکسیدکربن گازی در ابتدا تحت فشار و خنک شدن جهت تولید فرم مـایع CO₂ قرار می گیرد که اجازه می دهد در یک حفره خلاء منبسط شود . زمانی که CO₂  از فرم مـایع بـه فـرم گـاز تبدیل می شود، یک سقوط خیلی زیاد در دما اتفاق می افتد . این باعث می شود که مقداری از گاز یـخ بزنـد که محصول آن CO₂ شبه برف و بخار CO₂ است.

این شبه برف به طور هیدرولیکی جهت تولیـد قالـب هـا و گلوله های یخ خشک ، پرس می شوند. 

گاز CO₂ تولید شده در طول تولید یخ خشک جمع شده و جهت استفاده سیستم بازیابی برگردانده می شـود تا بازده یخ خشک از هر پوند CO₂ مایع ماکزیمم گردد. 

این مهمترین روش موثر هزینه ای در تولید یخ خشک است. 

جهت تولید در اشل صنعتی یخ خشک، یک خنک کننده تبخیری لازم است .

از آنجـایی کـه دمـای مـاده در هنگام فشرده شدن افزایش می یابد، گاز بایستی در طول پروسس فشرده شدن خنک شود تا درجه رفتن بـه فاز مایع تقویت گردد . اگر گاز درون مخزن، به طور کلی در دمای اتاق باشد، میعـان در فـشاری حـدود 870 پوند بر اینچ مربع یا تقریباً 6000 کیلو پاسکال رخ می دهد. 

مرحله بعدی تا حدی ساده است . در هر مقدار قابل توجه داده شده از مـاده، قطعـاً مولکولهـایی هـستند کـه سریع تر حرکت می کنند و برخی از این حرکت ها کندتر است . متوسط سرعت آن ها آن چیزی است که ما دما می خوانیم.  

اگر اجازه داده شود یک وان نیتروژن مایع اندکی تبخیر گردد، بیشتر مولکولهای با انرژی فرار مـی کننـد کـه این باعث می شود متوسط اندازه حرکت مولکولها در مخلوط و در نتیجه دمای آن کاهش یابد . بعـد از دمـای کافی تبخیر، دمای مایع به زیر نقطه انجماد سقوط می کند کـه یـک گـذار فـازی رخ مـی دهـد و مـا بـاقی می مانیم و دی اکسیدکربن جامد: یخ خشک. 

در تولید یخ خشک برتری با خنک کردن سریع همزمان با رخداد فشرده شدن دی اکسیدکربن مایع در 57- درجه یا کمتر است که اجازه داده می شود که به سرعت در فشار جو منبسط می شود . مایع منجمد می شود تا یک جامد فشرده شده در شکل قالب به دست آید. 

---

✔️ توضیحات کاملتر درباره ماشین آلات خط تولید یخ خشک ( گاز کربنیک جامد )

---

در ادامه به معرفی تک تک ماشین آلات و تجهیزات خط تولید یخ خشک خواهیم پرداخت ، با ما همراه باشید :

✳️ 1 - دستگاه تولید CO₂  :

ژنراتورهای کم حجم، ساده در عملکرد و نگهداری و با اجرای بالا با گازوئیل دارای سولفور کم، نفت سفید یـا گاز طبیعی کار می کنند. آنها کاملاً اتوماتیک هستند و از محلول کم غـلات و مونواتـانول امـین بـرای تولیـد موثر و مطمئن CO₂ گازی با بالاترین کیفیت استفاده می کنند.

هر سیستمی حتی الامکان آزمایش می شود و قبل از ارسال رنـگ آمیـزی مـی شـود . ژنراتـور kg/hr 70 در حالیکه کاملاً سرهم شده و آماده اتصال در محل است ارسال شود، در حالیکه دستگاههای بزرگتر بـه صـورت قطعات حمل می شوند تا در محل سرهم شوند.  

اجزای سیستم  :

کمپرسورها، خشک کننده ها و مـایع کننـده هـای مـاده درحالیکـه بـه دقـت انتخـاب شـده و متناسـب بـا سیستم های تولید و بهبود CO₂ هستند، استاندارد این صنعت را تعریف می کنند . این اجزاء با قطعات درهم  آمیخته اند تا استفاده از فضای کارخانه به بهترین وجه انجام شود.  

الف ) کمپرسور 

کمپرسورها به طور خاص ساخته شده تا CO₂ مرطوب را تحت فشار قرار دهد . آن ها دارای طرح دو مرحله ای بوده، به طور خشک (بدون روغن ) کار می کنند، دریچه های فولاد ضدزنگ، رابطهای این خنک کننـده هـا و جداکننده های تـراکم دار هـستند.

ایـن مجموعـه همچنـین شـامل یـک دریچـه ترموسـتاتیک کنتـرل آب سردکننده، موتور الکتریکی و یک سیستم بازیافت با تنظیم اتوماتیک برای کنترل ظرفیت دارد.  

ب ) خشک کننده 

خشک کننده ها به صورت آبکش مولکولی و دارای یک برج دو قلو بـوده ، کـاملاً اتوماتیـک هـستند و بـا یـک مونیتور الکترونیکی که به طور مستمر نقطه شبنمی dewpoint گاز CO₂ خشک شـده را نـشان مـی دهـد کامل می شوند.  

ج ) مایع کننده 

سردکننده های فولاد ضدزنگ CO₂ و کولرهای فرعی شامل سرد کننده ی آب و جدا کننده روغن می باشند.  

کنترل ها شامل سوییچ های ایمنی و شاخص های فشار هستند . یک سـتون فیلتـر کننـده کـربن در مـسیر ورودی گاز CO₂ به مایع کننده نصب می شود تا اطمینان بیشتری از CO₂ خالص و بدون بو فراهم کند.  

✳️ 2 -اصلاح گاز فشرده  :

وقتی گاز فشرده کافی با کیفیت قابل قبول موجود است، سیستم بهبود گـاز فـشرده مـی توانـد راهـی بـرای ذخیره کردن اساسی ارائه دهد . اساساً فرآیند مشابه جذب و عاری کردن مانند ژنراتورهای CO₂ به کار گرفته می شود .

به هر حال، با استفاده از جریان اضافی در درجه پایین برای گرم کردن فرآیند نتیجه ذخیره کـردن انرژی و از این رو صرفه جویی در هزینه اجراست . به این طریق، یک ماشین بهبود گاز فشرده می توانـد یـک محصولِ در غیر این صورت تلف شده را ، به محصولی تبدیل می کند که بـه طـور مـستمر اندوختـه CO₂ بـا کیفیت خوب را با حداقل قیمت ارائه می کند.  

✳️ 3- سیستم بهبود CO₂ بازگشتی  :

اضافه کردن یک سیستم ثابت شده بهبود CO₂ بازگشتی به ماشین یخ خشک ، هزینـه تولیـد یـخ خـشک را پایین می آورد. 

سیستم بهبود CO₂ بازگشتی یک ایده بزرگ است که یک محصول درغیـر ایـن  صـورت تلـف شـده را بـرای استفاده دوباره بهبود می بخشد.  

این سیستم ها برای عملکرد ساده، کارآ و اتوماتیک بر مبنایی مستمر مهندسی م ی شوند . در حالی کـه تمـام اجزاء به طور فشرده در یک پایه فولادی قطعه قطعه نـصب مـی شـوند، آزمـایش هـر یـک از سیـستم هـای لوله کشی شده و ادغام شده نصب را به اجرایی ساده و سریع کاهش می دهد.  

سیستمی برای کنترل کردن گاز CO₂ حاصل از تولید یخ خشک تا kg/hr 560 که تشکیل شده است از: 

• بالون گاز CO₂ برای فراهم آوردن ذخیره buffer
• فشار آورنده دوباره بر CO₂
• تبدیل کننده CO₂ با مایع
• اتصال داخلی لوله های گاز CO₂
• اجازه دادن به خط CO₂ مایع از مخزن ذخیره مایع ( تا 10 متر)
• کنترل توزیع مرکزی
• توان مصرفی: تقریباً 135 کیلووات
• توان مصرف جذب شده: تقریباً 93 کیلووات
• میزان جریان آب: m³ /hr 23 (بنابراینکه دمای آب ورودی بیشتر از 26 سانتی گراد باشد) 
• آب می تواند از طریق یک برج خنک کننده موجود در محل بازیافت شود. مصرف آب تقریبی است.

✳️ 4- تانکهای ذخیره  :

تانکهای ذخیره در  اندازه های استاندارد متنوعی ساخته شده انـد از 3000 کیلـوگرم تـا 000/100 کیلـوگرم ظرفیت دی اکسید کربن مایع. 

الف ) تانکر های افقی :

تانکهای ذخیره دی اکسید کربن فشرده کمپان ی به طور ماهرانه ای روی یک قاب پایـه قـرار مـی گیر نـد کـه اجازه نصب آسان در محل را می دهد.  

تانکهای افقی با اجزاء زیر کامل می شوند : عایق بندی، دستگاه منجمـد سـازی، سیـستم الکتریکـی کـاملاً از پیش سیم کشی شده با صفحه سوییچ، شاخص سطح، دستگاههای ایمنی، دریچه ها، لوله کشی، کنترل هـای تمام اتوماتیک و کابینت با درهای قابل قفل شدن. 

ب ) تانکرهای عمودی : 

تانکهای عمودی CO₂ شامل عایق بندی با کیفیت عالی در خلا می باشد و با این موارد کامل می شود : 

لوله کشی کامل، دریچه ها، دستگاههای ایمنی، شاخل سطح مایع، ابزار انـدازه گیـری فـشار، دسـتگاه فـشار اتوماتیک و سیستم های کاهش دهنده فشار و غیره که نصب سریع و آسان را در محل امکان پذیر می سازند. ظرف داخلی از فولاد زنگ ساخته می شود.  

لوله کشی ضدزنگ امکان اتصال تجهیزات زیر را به تانک فراهم می سازد: 

• سیستمهای پرکننده استوانه ای
• تبخیرکننده های CO₂
• تبدیل کننده های یخ خشک به گلوله/ ماشینهای سازنده قطعات
• ماشین آلات تولید CO₂
• سیستمهای بهبود CO₂
• پمپ های انتقال CO₂

✳️ 5- تانک های قابل حمل :

تانکهای قابل حمل CO₂ به گونه ای ساخته می شوند که حمل CO₂ مایع را آسان و موثر سازند.

آنهـا همـه به صورت skid نصب شده اند و شامل یک کابینت با در قابل قفل شدن هستند . هر یک از آنها با مـوارد زیـر کامل می شوند : تمام دریچه ها، ابزارهای اندازه گیری، شاخص فشار، عایق بنـدی، روکـش آلومینیـوم سـفید مقاوم در برابر آب و هوا، لوله های آب پرکننده، پمپ انتقال دهنده (قابـل بازگـشت ) و تمـام وسـایل ایمنـی ضروری. 

✳️ 6- تبدیل کننده های یخ خشک به گلوله :

تبدیل کننده های یخ خشک به گلوله، با پیشرفت به سوی تبدیل سریع و اقتصادی CO₂ مایع به یخ خـشک به شدت در سراسر جهان مورد استفاده هستند . تولید یخ خشک در محل، فقدانهای حاصل از ذخیره سازی و حمـل و نقل را از بین می برد و باعث ارتقاء کیفیت می شود.  

این تبدیل کننده ها با فشار یک دکمه شروع به کار می کنند و به صورت اتوماتیک عمل می کننـد تـا CO₂ مایع کم فشار را با بیرون راندن از یک قالب چند دره به گلوله های یخ خشک استوانه ای با چگالی بالا تبدیل کنند.  

✳️ 7- جعبه های یخ خشک :

جعبه هایی به طور خاص برای یخ خشک ( CO₂ جامع) طراحی و ساخته می شوند.  

این دستگاهها دارای  سطح بالایی از قابلیت گرمایی هستند که تصعید را به حـداقل مـی رسـاند کـه فرآینـد طبیعی تبخیر گاز CO₂ می باشد.  

✳️ 8- ماشین یخ خشک به صورت قالب :

ماشین یخ خشک قالبی طراحی شده است تا قطعات یخ خشک kg/hr 100 با چگالی بالا و با ضخامتی بـین 20 تا 25 میلی متر تولید کند. تولید اتوماتیک است و ضخامت می تواند به صورت دستی تنظیم شود.  

طراحی جمع و جور، یک سیستم هیدرولیک باعمر دراز، PLC برای کنترل، اتاقـک پـرس فـولاد ضـد زنگ و سیستم تزریق مستقیم تنها معـدودی از نکـات برجـسته آن هـستند . مـدل مـورد نظر مـا قطعـاتی بـا ابعـاد 2025×125×210 میلیمتر تولید می کند . این نوع قطعات توسط بسیاری از کمپانی های تسهیلات خطـوط هوایی استفاده می شوند.  

مزایا: 

• عملکرد مستمر نیمه اتوماتیک
• قابلیت تنظیم دستی ضخامت قطعات
• عملکرد آسان
• نصب ساده و سریع
• اجزاء با کیفیت بالا
• ساختار محکم
• حمل ونقل آسان
• گاز برگشتی می تواند بهبود یابد

✳️ 9- ماشین اتوماتیک یخ خشک (به شکل قطعات / گلوله های یخ خشک) :

طراحی شده برای تولید اتوماتیک قطعات و گلوله ها بـا ماشـین بـسته بنـدی اتوماتیـک در صـورت دلخـواه .

ماشین های اتوماتیک یخ خشک یک سیستم هیدرولیک با ظرفیت کاری بالا را به کار می گیرد که بـه وسـیله PLC (کنترل شده منطقی و قابل برنامه ریزی ) کنترل می شود . کنترل تمام اتوماتیک دمای روغن و فرآینـد برف باران یخ خشک ، تولید مستمر یخ خشک با حداقل نظارت درست از لحظه شروع بـا فـشار یـک دکمـه را تضمین می کند.  

مزایا: 

• عملکرد مستمر اتوماتیک
• تولید 10 قطعه با ضخامت مختلف
• گلوله هایی با دو قطر (mm3 و ( mm16
• عملکرد آسان
• نصب ساده و سریع
• اجزاء با کیفیت عالی مثل بوش، زیمنس، غیره
• ساختار محکم
• حمل و نقل آسان
• گاز برگشتی می تواند بهبود یابد

دستگاه تولید یخ خشک هیدرولیک و کاملاً اتوماتیک، با چگالی  بالا برای تولید قطعاتی با ضخامت های قابـل تغییر در حدود 1 میلی متر، قطعات و گلوله هایی با قطرهایی بین 3 تا 16 میلی متر کـه در زمـان سـفارش دادن تعیین می شود.  

ماشین یخ خشک طراحی شده برای تولید ابعاد استاندارد 60−20×125×210 میلی متر برای قطعات تجهیزات شامل موارد زیر می باشد: 

برج برف ساخته شده از رزین اپوکسی epoxy resine  (هیچ عامل گرم کننده الکتریکی مورد نیـاز نیـست )؛ تزریق کننده های برف شامل دریچه های سولفوئید solenoid محفظه برج بـا دسترسـی از طریـق در جلـو؛ چارچوب آلومینیوم محکم؛ مخزن سوخت شامل تعیین کننده سطح ؛ ابزار گرم کـردن سـوخت ؛ پمـپ روغـن برای کنترل جریان / فشار ؛ سیلندر هیدرولیک ؛ پیستون اصلی صفحه مسدود کننده از آلومینیوم درجـه اعـلا ؛ پیستون هیدرولیک دیگری برای حرکت عمودی ؛ قاب بندی های آلومینیومی حفاظت کننده در تمام جهات ؛ کنترل ها و صفحه کلید الکتریکی .  

تنوع برنامه ریزی شده قطعات یخ خشک : 

(10 ضخامت مختلف می تواند در زمان سفارش دادن تعیین شود). 

وزن تقریبی و قابلیت های تولید برای هر اندازه ای : 

• 240kg/hr =820g (20mm  = ضخامت)                            
• 245kg /hr =860g ( 21mm  = ضخامت)                          
• 250kg /hr =900g (22mm  =  ضخامت)                          
• 300kg / hr =1020 (ضخامت = mm25)         
• (دوپرس) 240kg/hr =1210g (ضخامت =mm30) 
• (دوپرس) 270kg/hr =1410g (ضخامت = mm35)            
• (دوپرس) 300kg/hr =1620g (ضخامت = mm40)            
• (دوپرس) 330kg/hr =1820g (ضخامت = 45 میلی متر)
• (دو پرس)350kg/hr =2020g (ضخامت = 50 میلی متر)
• (سه پرس) 330kg/hr =2420g (ضخامت = 60 میلی متر)

  خصوصیات الکتریکی : 

• کل توان نصب شده: KW21
• ولتاژ کنترل :  VDC 24  
• ولتاژ عمومی ورودی: 400 VAC/3 PH / 50 Hz
• محدوده نوستان توان: (سایر ولتاژ ها بر حسب تقاضا)
• توان الکتریکی موتور اصلی: 11KW
• توان الکتریکی جریان سوخت :KW 0/75
• دریچه های الکتریکی CO₂ مایع و گاز
• صفحه نمایش لمسی رنگی
• کنترل پیستونهای هیدرولیکی
• کابل های مقاوم در برابر روغن

خصوصیات هیدرولیک:

• ظرفیت مخزن روغن هیدرولیک : تقریباً 300L
• نوع روغن هیدرولیک : روغن Shell Tellus 46
• ISD – HLP – HM 46/146 C
• (ذکر نشده است)                                    
• پمپ پیستون هیدرولیک از نوع دارای کنترل فشار و جریان
• اجزاء هیدرولیک (ISO & CETOP)
• سیلندر هیدرولیک اصلی قطر= 160 
• سیلندر هیدرولیک برای مسدود کننده قطر = 50 
• نیروی فشار هیدرولیک 50t
• جریانهای جدا شده سردکننده روغن و فیلتر کردن
• فیلتر کردن روغن با تعیین کننده تفاوت فشار
• فیلتر روغن برگشتی با تعیین کننده تفاوت فشار

خصوصیات عمومی : 

• ابعاد تقریبی : عرض × ارتفاع ×طول 11500×3300×1900 mm
• وزن تقریبی : kg 1900
• دسترسی به ماشین : از تمام جهات

شرایط عملکرد  

• کیفیت مورد نیاز ₂ CO:حداقل خلوص 95/99%. برای تولید یخ خشک مطلوب، CO₂ مایع با کیفیت غـذایی باید استفاده شود . رطوبت نباید از ppm 40 یامعادل یک نقطه شبنم با درجه حرارت -50^OC/58^OF بیشتر باشد. CO₂ مایع نباید محتوی هیچگونه ناخالصی / ذرّات مانند روغن، قند، زنگ، فولاد و غیره باشد.
• فشار مایع CO₂ ورودی: 21-15 bar، ثابت شده در 1 bar
• فشار گاز CO₂ ورودی: 50-3bar
• ماکزیمم فشار عقبی گاز CO₂ در برج برف 10-5 mbar
• انعطاف: ضخامت معین شده قطعه 5-/+%
• چگالی قطعه: < 1/5g/cm³
• چگالی گلوله: 1/5g/cm³<
• حداکثر میزان شکستگی قطعات 3%

✳️ 10- یخ خشک جهت کترینگ :

ماشین پوشش دار کردن اتوماتیک برای استفاده با یخ خشک (79- سانتیگراد ) طراحـی شـده و قطعـات یـخ خشک تولید شده را به صورت منفرد در کیسه های بسته شده پلی پروپیلن یا پلی اتیلن می پیچد.  

✳️ 11- سیستم پرکن سیلندرCO₂  :

سیستم الکترون یک پرکن سیلندر CO₂ ، از یک پمـپ انتقـال CO₂ مـایع کـم فـشار تـا پـر فـشار ، شـاخص   اندازه گیری وزن، آسکوماتیک و سکوی وزن کشی تشکیل شده است.  

سکوی وزن کشی به طور خاص پیشرفته و خیلی محکم دارای یک سلول باری خوش ساخت است .

این سـکو آنقدر بزرگ است که تقریباً به هر سیلندری اجازه پر شدن می دهد . به علاوه یک جایگاه پرکـرن سـیلندر بـا سیستم پر کردن نرم و یک عامل توازن وجود دارد . این سیستم دارای سـری اسـت کـه سـریع تـرین اتـصال ممکن به دریچه سیلندر را امکان پذیر می سازد.  

ظرفیت پر کردن می تواند با اف زودن یک آسکوماتیک دوم بهتر به  کار گرفته شود . اپراتور می تواند به سادگی و به سرعت بین 2 ایستگاه پر کردن سیلندر سوییچ کند ، درحالی که هر یک از آنها با همان دسـتگاه اول پـر می شود. این اضافه کردن ساده کارآیی پمپ پرکن را بیشتر ارتقا می دهد.

✳️ 12- سیستم پر کن سیلندر / کارتریج CO₂ فشرده :

برای پر کردن ساده و دقیق سیلندرها یا کارتریج های کوچک فشار بـالای CO₂ از سـیلندرهای CO₂ مـایع استاندارد دارای فشار بالا طراحی شده است . در صورت دلخواه یک کیت سکویی بـرای سـیلندره ای کوچـک  /CO₂ اطفاء کنندگان حریق موجود است.  

✳️ 13- تشخیص دهنده گاز CO₂  :

تشخیص دهنده گاز CO₂ از ماوراء صوت برای بررسی مستمر و اتوماتیک غلظت های خطرناک CO₂ در هوا استفاده می کند. این دستگاه هیچ بخش مکانیکی ندارد.  

✳️ 14- تبخیر کننده CO₂  :

تبخیر کننده جوی ساخته شده  تا به طور چشمگیری هزینه های تبخیـر CO₂ را کـاهش مـی دهـد . هـوای محیط که هزینه ای در بر ندارد ، برای صرفه جویی انرژی بـالغ  بر 95% در مقایـسه بـا تبخیـر کننـده هـای الکتریک استاندارد استفاده می شود.  

در بسیاری موارد صرفه جـویی در الکتریـسیته (یـا جریـان ) در کمتـر از یـک سـال مـی توانـد صـرف یـک تبخیر کننده جدید جوی شود. 

✳️ 15- جریان سنج گاز CO₂  :

جریان سنج CO₂ جریان گاز CO₂ در لوله های بسته را به دقت اندازه گیری مـی کنـد .

ایـن دسـتگاه یـک کامپیوتر با یک ریزپردازنده برای کنترل جریان را به کار می گیرد . کامپیوتر جریان می تواند بالغ بر 300 متر دورتر از سنسوری که یک کابل 4 هسته ای دارد نصب شود . جریان سنج CO₂ یک سیستم کامل اسـت کـه به طور کامل calibrated، سیم کشی شده و آماده نصب است.  

✳️ 16- پمپ انتقال CO₂  :

این پمپ قابل برگشت ، طوری طراحی شده که انتقال سریع و موثر CO₂ مایع کم فـش ار را از یـک تانـک بـه دیگری امکان پذیر سازد و از یک مهر مکانیکی با کیفیت عالی استفاده می کند تا عملکردی عـاری از نـشتی فراهم کند.  

✳️ 17- تجهیزات فرعی :

• آزمایش کننده خلوص گاز CO₂ : این کیت شامل تجهیزاتی برای آزمایشات ساده، امن و سریع خلوص گاز CO₂ تا 995/99% است.
• آزمایش کننده نقطه شبنمی CO₂ dewpoint : آزمایش کننده نقطه ژاله ای CO₂ که جدید می باشد ، اندازه گیری نقطه ژاله ای CO₂ مایع و گازی را آسان می سازد.  
• آزمایش کننده گاز دار کردن با CO₂ : با استفاده از تعلیمات ساده، می توانید آب نوشیدنی پـاک را بـا CO₂ گـاز دار کنیـد تـا طعـم و بـوی آن را آزمایش کنید. این هنوز یکی از بهترین و مهم ترین آزمایش های CO₂ است.  

✳️ 18- رمز گذارنده خطی :

برای کنترل دقیق وضعیت پیستون و صفحه مسدود کننده (PCO )

✳️ 19- خنک کننده و صاف کننده مستقل روغن : 

سیستم I ( CFS ) برای افزایش عمر تجهیزات هیدرولیک و کاهش مصرف سوخت 

✳️ 20- جبران اتوماتیک فشار CO2  :

تغییر حرارت مخزن ذخیره ₂ ( ACPT) COبرای اطمینان از کنترل کاملاً اتوماتیک ضخامت قطعات 

✳️ 21- اتاقک فشار فولاد ضد زنگ :

برای تامین استانداردهای تغذیه ای و پیش بینی بهبود گاز CO₂ در طـول تولیـد در صـورت نیـاز (سیـستم بهبود گاز CO₂ در صورت نیاز در دسترس است ) 

✍️ جهت تهیه مطالعات بازار و طرح توجیهی کارخانه تولید یخ خشک ( دی اکسید کربن جامد ) ، با اطلاعات کاملا به روز با فرمت Word و PDF و با گزارش گیری نرم افزار کامفار ، جهت اخذ جواز تاسیس یا وام و تسهیلات بانکی ،با ما تماس بگیرید .

---

📚 دانلود فایل های طرح توجیهی تیپ تولید یخ خشک ( دی اکسید کربن جامد )

---

👈 توجه : کلیه ی طرح های تیپ یا آماده ، صرفا کاربرد مطالعاتی و تحقیقاتی داشته و جهت اخذ مجوز و یا تسهیلات و وام بانکی مناسب نمیباشند . جهت تهیه طرح توجیهی با کاربرد اجرایی و بانکی با ما تماس بگیرید.