[发明专利]一种超临界流体颗粒脱除装置及超临界流体的净化方法

说明书

本发明公开了一种超临界流体颗粒脱除装置及超临界流体净化方法，所述脱除装置包括过滤颗粒的过滤管段和与过滤管段连接且使颗粒沉积的沉积管段，超临界流体通过过滤管段的过滤膜过滤部分颗粒杂质，再通过沉积管段再扩缩效应和热泳效应等作用下沉积颗粒杂质，实现对超临界流体中颗粒的脱除，净化超临界流体。本发明通过多种综合作用对超临界流体中的颗粒进行强力脱除，脱除效率高、脱除效果好，提高设备的运行效率、安全性、流体的纯净度及延长设备的使用寿命，能够脱除粒径小于2.5μm的放射性和非放射性颗粒物，可作为核电和能源动力领域专门针对具有放射性的超临界流体的净化装置，有效净化放射性和非放射性超临界流体。

技术领域

本发明属于能源领域和机械设备领域，涉及核能领域、能源动力领域及其他领域超临界流体的净化，具体涉及一种超临界流体颗粒脱除装置及超临界流体的净化方法。

背景技术

除尘净化器产品是生产、生活中常见的产品，种类繁多，应用广泛，在生产、生活中有至关重要的作用。小到防霾口罩、饮用水净化大到工厂排放物净化达标，对居民健康和环境保护有重要意义。因此，开发适用于各种领域的除尘净化设备，尤其是适用于核能领域的超临界流体的净化设备具有重要意义。

核能领域中，第四代高温气冷堆选用超临界二氧化碳做工质，不可避免工质中会混有细微放射性颗粒物，颗粒物的存在会影响工质的传热性能、影响管道使用寿命，甚至可能影响反应堆的安全运行，更为严重的还会威胁到核电站周围工作人员的生命健康，因此除去超临界二氧化碳工质中的细颗粒物尤为重要。

目前市场上的颗粒物脱除器有静电除尘器、旋风除尘器、袋除尘器等，均未考虑到超临界流体的高温特点，且大多利用单一原理除尘，对直径大于10μm的颗粒除尘效率高，但对细微颗粒物(直径小于2.5μm)的除尘效果差。现有针对超临界工质的除尘发明，如一种以超临界二氧化碳为工质的颗粒脱除器和一种超临界系统非能动颗粒物脱除装置，没有考虑到超临界流体的放射性特点选用防辐射材料，导致脱除器工作时会对操作人员产生辐射，影响人员健康。且对粒径2.5μm以下的颗粒物脱除效果不理想。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种超临界流体颗粒脱除装置及超临界流体净化方法，超临界流体经过过滤管段的过滤作用和沉积管段的热泳沉积效应等综合作用实现对放射性或非放射性颗粒物的脱除，并通过收集盒收集脱除颗粒，该脱除装置结构简单，脱除效率高、脱除效果好，从而提高设备的运行效率、安全性、流体的纯净度及延长设备的使用寿命。

本发明的目的一方面在于提供一种超临界流体颗粒脱除装置，所述装置包括过滤颗粒的过滤管段和与过滤管段连接且使颗粒沉积的沉积管段。

本发明的目的第二方面在于提供本发明第一方面所述的装置用于脱除超临界流体内0.1～10μm粒径的颗粒物的用途。

本发明的目的第三方面在于提供一种利用本发明第一方面所述的脱除装置净化超临界流体的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、将超临界流体细微粒物脱除装置安装在超临界流体管道中；

步骤2、进行冷却水循环，然后超临界流体进入过渡管段和沉积管段(9)进行颗粒物的脱除；

步骤3、脱除结束，关闭超临界流体入口阀门(6)和超临界流体泵(1)；

步骤4、对热泳脱除管(11)的管内壁进行清扫；

步骤5、清扫结束，颗粒收集到颗粒收集盒(15)中。

本发明所具有的有益效果为：

(1)本发明的脱除装置通过纳米过滤作用、扩缩效应、热泳效应，任选还包括离心力、湍流作用的综合影响而产生强力，将超临界流体中的颗粒强力脱除至过滤膜和热泳脱除管壁上，具有良好的脱除效果，从而保证设备的安全稳定运行，提高效率和设备使用寿命；