Uzina de dioxid de carbon este concepută pentru a produce trei tipuri de produse: dioxid de carbon lichefiat stocat în butelii de gaz de înaltă presiune (50 kgf/cm²) la temperatura ambiantă , dioxid de carbon lichefiat stocat în butelii termos la temperatură scăzută și gheață carbonică . Planta poate face parte dintr-o fabrică de dioxid de carbon care produce dioxid de carbon sau parte dintr-o plantă care produce dioxid de carbon ca produs secundar.
Instalația de dioxid de carbon se realizează conform unui proiect individual, în funcție de termenii de referință care determină sursele de gaz, tipurile de produse și calitatea acestora. Instalația de dioxid de carbon trebuie să fie echipată cu instrumente și dispozitive de reglare și control.
O instalație de dioxid de carbon este formată din una sau mai multe mașini de dioxid de carbon de înaltă presiune sau mașini în cascadă, dotate cu sisteme de curățare a gazelor, sisteme de alimentare cu energie și apă, cu echipamente pentru turnarea gazului în butelii de oțel de înaltă presiune sau cu sisteme pentru transportul unor cantități mari de gaz lichefiat în rezervoare izoterme.
În funcție de scopul instalării, este selectat un set de echipamente. Elementul principal al instalației este o mașină cu dioxid de carbon. Deoarece temperatura critică a dioxidului de carbon este de 31°C, temperatura apei de răcire este principalul criteriu de selectare a tipurilor de mașini. Dacă temperatura sa nu depășește +25°C, atunci este selectată o mașină de înaltă presiune. Dacă temperatura apei de răcire este peste +25°C, atunci trebuie să existe o mașină în cascadă. Aparatul cu dioxid de carbon este unul dintre tipurile de mașini de refrigerare. Fiecare dintre aceste mașini are propriile sale caracteristici.
Mașina de înaltă presiune este simplă, mai ales în producerea doar a gazului lichefiat depozitat la presiune ridicată la temperatură normală. În același timp, într-o mașină de înaltă presiune este consumată cu aproximativ 9% mai puțină energie electrică decât într-o mașină în cascadă. Dimpotrivă, atunci când se produce gheață carbonică, consumul de energie în mașina de înaltă presiune este mai mare, iar diferența ajunge la 16%.
Mașina de înaltă presiune poate fi de tip un singur compresor. Blocurile de gheață carbonică în acest caz sunt înghețate în aparatele de gheață. Dacă mașina este destinată numai pentru lichefierea dioxidului de carbon, atunci poate fi utilizat un compresor de aer de înaltă presiune cu o presiune de refulare de 75 kgf / cm². Dacă mașina urmează să fie utilizată și pentru producția de gheață carbonică, este necesar un compresor special . Mașinile în care se creează blocuri de gheață carbonică în prese speciale sunt realizate după o schemă cu două compresoare. De obicei, acestea sunt mașini de înaltă productivitate.
Picăturile de umiditate eliberate în timpul procesului de comprimare, precum și picăturile de ulei transportate din cilindrii compresorului, sunt separate în separatoare de ulei-umiditate. Purificarea dioxidului de carbon din vaporii de ulei se realizează în filtre cu cărbune activ și uscare în filtre cu silicagel , care asigură uscarea la un punct de rouă de -62 ° C. Regenerarea filtrelor consumă până la 8% din energie electrică. Buteliile sunt umplute cu gaz lichefiat în greutate sub presiunea creată de compresor.
Mașina în cascadă poate funcționa la o temperatură a apei de răcire de până la +32°C, așa cum este obișnuit la mașinile de refrigerare convenționale. O astfel de mașină de refrigerare este cascada superioară într-o mașină cu dioxid de carbon în cascadă, iar cascada inferioară este dioxidul de carbon.
Într-o mașină în cascadă, este mai ușor să uscați gazul la un punct de rouă de -34°C dacă este necesar pentru a obține dioxid de carbon de clasa I. În acest caz, gazul este uscat prin înghețarea acestuia cu un agent frigorific care fierbe din cascada superioară a mașinii de refrigerare. Posibilitatea de a utiliza un compresor fără lubrifiere a cilindrilor cu o presiune de refulare de 15 kgf / cm² nu va necesita, desigur, curățarea reziduurilor acestuia. Dioxidul de carbon lichefiat este turnat în cilindri folosind o pompă cu piston de oxigen (piston) . Blocurile de gheață carbonică sunt înghețate în aparatele de gheață, ca într-o mașină de înaltă presiune.