分析型超临界二氧化碳萃反馏溶一体工艺流程及设备研究

摘要

目前超临界二氧化碳技术正处于发展阶段，其发展需要大量的实验支持和与之相匹配的实验设备，而目前的实验设备只能满足单一工艺要求，多种流程间存在功能相同或相似的模块，造成了设备重复、利用率低、投入成本高。针对这一现状，在分析了超临界二氧化碳萃取、反应、溶解度测定及精馏流程后，研究了一种分析型超临界二氧化碳实验设备，该实验装置集合四种单一的实验设备的功能于一体，可实现四种工艺流程。该装置可提高设备利用率及装置适用性，有利于超临界二氧化碳技术的实验研究。
　　 对超临界二氧化碳萃反馏溶一体工艺流程进行合理化设计。对超临界二氧化碳萃取、反应、溶解度测定及精馏四种工艺流程中的模块进行归类，就其功能将其分为通用模块和专用模块，确定了各模块的主要设备;按照通用模块共用、专用模块并联的设计思想进行设计，通过切换阀门可实现不同的工艺过程;根据调研的结果，确定了工艺流程中各非标设备的设计参数。
　　 对系统中主要设备进行了结构研究。针对分析型设备尺寸小、结构紧凑等特点，对系统中主要设备进行了创新的小型化、快开化和可移化设计，并给出了各设备的强度计算方法。
　　 利用高压介质屏蔽电机原理，创新设计了系统中的新型屏蔽电动自控阀。根据工艺参数，计算了屏蔽电机的功率;根据电机功率及调研结果，对新型屏蔽电动自控阀中的减速器和控制器进行了合理的选型;分析了屏蔽电机的能耗;给出了新型屏蔽电动自控阀的强度计算方法。
　　 分析了各种密封结构的优缺点，提出一种新型密封结构一带槽透镜垫。透镜垫密封属于半自紧密封，高压场合中自紧密封的可靠性优于强制密封，为加强透镜垫自紧密封特性，对透镜垫结构进行了改进;利用有限元软件对各种结构透镜垫密封性能进行了分析，并给出一种最优密封结构。

目录

声明

摘要

主要符号说明

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 超临界二氧化碳萃取技术综述

1．2．1 超临界二氧化碳萃取典型工艺流程

1．2．2 超临界二氧化碳萃取典型设备

1．3 超临界二氧化碳反应技术综述

1．3．1 超临界二氧化碳反应典型工艺流程

1．3．2 超临界二氧化碳反应典型设备

1．4 超临界二氧化碳溶解度测定技术综述

1．4．1 超临界二氧化碳溶解度测定典型工艺流程

1．4．2 超临界二氧化碳溶解度测量典型设备

1．5 超临界二氧化碳精馏技术综述

1．6 课题研究内容

第2章 超临界二氧化碳萃反馏溶一体工艺流程研究

2．1 单一超临界二氧化碳萃取、反应、溶解度测定和精馏工艺流程

2．1．1 超临界二氧化碳萃取工艺流程

2．1．2 超临界二氧化碳反应工艺流程

2．1．3 超临界二氧化碳溶解度测定工艺流程

2．1．4 超临界二氧化碳精馏工艺流程

2．2 萃反馏溶一体的工艺流程研究

2．2．1 流程构造原则

2．2．2 工艺流程

2．3 本章小结

第3章 设备结构研究

3．1 通用要求

3．2 通用结构

3．2．1 可移动筒体

3．2．2 快开结构

3．2．3 加热系统

3．2．4 保温结构

3．3 萃取器

3．3．1 要求

3．3．2 整体结构

3．4 分离器

3．4．1 要求

3．4．2 整体结构

3．5 反应器

3．5．1 要求

3．5．2 整体结构

3．6 取料器

3．6．1 要求

3．6．2 整体结构

3．7 精馏柱

3．7．1 要求

3．7．2 整体结构

3．7．3 集液器

3．8 溶解器

3．8．1 要求

3．8．2 整体结构

3．9 辅助设备

3．9．1 要求

3．9．2 混流器

3．9．3 过滤器

3．9．4 干燥器

3．10 强度计算及选型方法

3．11 本章小结

第4章 新型屏蔽电动自控阀的研究

4．1 要求

4．2 高压介质屏蔽电机

4．3 阀体结构与强度计算

4．3．1 阀体结构

4．3．2 强度计算

4．4 电机及减速器选型

4．5 控制器选型

4．6 屏蔽套损耗计算方法

4．7 本章小结

第5章 新型密封结构研究

5．1 常用密封结构

5．2 新型密封结构

5．3 密封性能研究

5．3．1 几何模型与材料属性

5．3．2 网格划分

5．3．3 边界条件和载荷

5．3．4 有限元分析结果与讨论

5．4 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士期间发表论文

致谢