[发明专利]一种内置换热式超临界二氧化碳分离方法及设备

说明书

本发明公开一种内置换热式超临界二氧化碳分离设备，包括分离釜壳体，分离釜壳体的中间位置设置有流体入口，流体入口的下方设置有换热盘管，换热盘管的上端设置有盘管进水口，换热盘管的下端设置有盘管出水口，换热盘管设置在分离釜壳体的内部，分离釜的上方设置有流体出口，流体出口与流体入口之间设置有捕沫过滤器，分离釜壳体的底部设置有物料出口，并公开相应的分离方法，本发明通过采用特殊的分离釜结构和专用分离工艺过程，实现CO2和溶质的高效的分离，提高回收CO2的纯度。是用于超临界CO2植物萃取、无水染色、纳米气凝胶干燥、塑料发泡等应用领域的工艺方法及设备。

技术领域

本发明涉及织物染整设备技术领域，尤其涉及一种内置换热式超临界二氧化碳分离设备，还涉及一种内置换热式超临界二氧化碳分离方法。

背景技术

超临界CO2流体技术由于其高效的溶解性、可靠的安全性可以广泛地应用于植物提取、纳米气凝胶干燥、无水染色、塑料发泡等工业领域。在超临界CO2流体技术的工艺过程中，CO2的分离是一个重要环节。在CO2分离环节中，CO2将被气化，与溶解在超临界状态CO2中的溶质分离，以便回收CO2循环使用。同时被分离出的溶质成分则由分离釜下部放出。根据应用领域的不同，被分离出的溶质或成为产品被收集，或作为弃品被排放。无论哪种情况，针对CO2而言，都属于CO2的一个纯化过程。很显然，分离越彻底，被回收循环使用的CO2纯度越高。此时的CO2纯度直接影响CO2循环使时的溶解能力，从而直接影响生产效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种内置换热式超临界二氧化碳分离设备，还提出一种内置换热式超临界二氧化碳分离方法，采用内置换热装置的分离釜结构，通过带回流的传质工艺过程，避免了常用的空腔式分离釜解析不彻底及雾沫夹带造成的CO2分离纯化不彻底的弊端，实现较高精度的CO2纯化工艺过程。

本发明第一方面提出一种内置换热式超临界二氧化碳分离设备，包括分离釜壳体，所述分离釜壳体的中间位置设置有流体入口，所述流体入口的下方设置有换热盘管，所述换热盘管的上端设置有盘管进水口，所述换热盘管的下端设置有盘管出水口，所述换热盘管设置在所述分离釜壳体的内部，所述分离釜的上方设置有流体出口，所述流体出口与所述流体入口之间设置有捕沫过滤器，所述分离釜壳体的底部设置有物料出口。

进一步改进在于，所述流体入口处设置有引导弯管，所述引导弯管的上端设置在所述换热盘管的上方，所述引导弯管的下端延伸至所述分离釜壳体的底端位置。

进一步改进在于，所述分离釜壳体的顶部设置有快开式端盖，所述流体出口设置在所述快开式端盖的下方。

进一步改进在于，所述换热盘管呈螺旋状设置在所述分离釜壳体的内壁上，且所述换热盘管采用的材质为碳素钢，所述换热盘管的壁厚为2.0mm。

进一步改进在于，所述分离釜壳体的外壁上设置有支座。

进一步改进在于，所述分离釜壳体对应所述换热盘管的位置设置有第一液位计接口，所述第一液位计接口处设置有第一液位计，所述分离釜壳体的下方设置有第二液位计接口，所述第二液位计接口处设置有第二液位计。

进一步改进在于，所述分离釜壳体的内壁上设置有温度传感器。

本发明第二方面提出一种内置换热式超临界二氧化碳分离方法，包括以下步骤：

S1、将反应流体导入流体入口，并沿着引导弯管进入反应釜壳体的底端；

S2、根据温度传感器所检测到的反应釜壳体内部的实时温度，控制导入换热盘管内的水温，实现换热盘管与反应流体之间的热交换；

S3、反应流体内的液态二氧化碳受热汽化后上升进入捕沫过滤器，捕沫过滤器过滤掉气态二氧化碳，并将流体液体集聚冷凝后回流至反应釜壳体底端；

S4、气态二氧化碳经由流体出口排出分离釜壳体，反应流体经由物料出口排出进入下一工序。