CN110499409A - 一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置及其方法，该循环利用装置包括：一耐压密闭腔体；一与耐压密闭腔体顶部连通的二氧化碳储罐；一与耐压密闭腔体底部连通的二氧化碳回收罐；以及一高压空气系统，其分别与耐压密闭腔体和二氧化碳回收罐顶部连通，用于为耐压密闭腔体和二氧化碳回收罐内的气态、液态或超临界态二氧化碳提供增压、输送和相变转换的高压空气。本发明提供的热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置及其方法，采用高压空气使超临界或液态的二氧化碳实现了流体的增压及输送和气态二氧化碳向液态的相变转换，回收流程短，回收效率高；减少了压缩机和换热器投入，降低了生产成本，且减少了超临界二氧化碳的用量。
Description
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，尤其涉及一种热处理淬火过程中液态或超临界二氧化碳循环利用装置及其方法。
背景技术
现有的气淬技术大部分以惰性气体作为冷却介质，利用低温的惰性气体流过工件表面的对流传热，实现工件的冷却。与水淬、油淬比较，气淬的的优点是工件冷却均匀变形小，缺点是冷却冷却能力不足。液态或超临界二氧化碳的换热系数很大，可以弥补惰性气体淬火冷却能力不足的问题，是一种比较理想的淬火冷却剂。
专利CN106498136A公开了一种高压液态或超临界态淬火的装置，其包括：工作室，内部设有加热设备和冷却设备，并连接有真空泵组；储存罐，设有液态二氧化碳供给口，并连接工作室的液态二氧化碳入口；缓存罐，通过增压回路分别连接工作室和储存罐，还通过循环回路分别连接工作室和储存罐；气体增压机，设于缓存罐的出气口处；第一压力测量器，设于工作室上；温度控制器，设于工作室上，分别连接加热设备和冷却设备。其披露了采用“二氧化碳”作为气冷介质的技术方案，且淬火过程中二氧化碳的增压和循环通过“真空泵组”和“气体增压机”来实现。
专利CN109234519A公开了一种冷却可控的热处理生产设备，其包括固熔炉和淬火室，还包括CO2循环供给系统和智能控制系统，所述的淬火室为高压容器，淬火室与CO2循环供给系统通过高压管道连接形成循环；CO2循环供给系统包括依次连接的CO2压缩机、CO2循环储罐、CO2泵、冷凝器和缓冲釜，所述的淬火室的排气口通过高压管道中CO2压缩机连接，淬火室的进气口通过高压管道与缓冲釜连接。该专利同样采用“二氧化碳”作为气冷介质，其在淬火过程中通过“CO2压缩机”和“CO2泵”来实现二氧化碳的增压和循环控制。
专利WO2005021805A1公开了一种使用再循环设备的气冷淬火方法，在主管路的旁路上还设有充气罐，该充气罐经由输出到排放口或者输出到所述充气罐的真空泵来从所述室中接收气体；如下使用该充气罐：在所述的一次或多次将室中的内容物部分地排放入第一中间储罐之后，为了将该室中的压力降低到大气压力之下，在如下的一项或多项操作中将容纳在该室中的气体传输到充气罐中：在将充气罐从压缩机或增压机组断开连接的情况下，使用真空泵从充气罐回收该室中的气体，然后在将充气罐从真空泵断开连接的情况下，使用压缩机或增压机组排空充气罐中的气体；所述淬火气体是气体混合物；低压混合模块将气体混合物供应到压缩机或增压机组；所述混合模块包括专用储罐以用于储存合成的新鲜混合物。
又如专利CN101824520A公开了一种淬火气体循环利用系统，由氮气瓶、储气罐、淬火工作箱、过滤器、冷却器、空压机、输气管、球阀、调压阀、安全阀、止回阀、排水阀组成。该专利所采用的冷却介质为“氮气”，其主要技术方案是采用通过空压机“将淬火后的氮气进行过滤冷却处理，从而滤掉淬火残渣，并将温度降到一定程度，再经增压后，便完全达到了再次使用的标准”。
综上，上述现有热处理淬火过程中，如气态、液态或超临界二氧化碳等冷却介质的回收过程均需要采用压缩机和冷凝机组进行增压维持系统循环，这不可避免的增加了系统的制造成本及维护使用成本。
发明内容
本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种快速、经济的热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置及其方法，可实现二氧化氧的循环使用和回收，降低了以二氧化碳为淬火介质时系统的制造成本及维护使用成本。
本发明提供的热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置及其方法，采用高压空气置换超临界态或液态的二氧化碳或气态的二氧化碳，采用高压空气使超临界或液态的二氧化碳实现了流体的增压及输送；以及采用高压空气对气态二氧化碳增压完成气态向液态的相变转换，利用二氧化碳气、液相间压力和液化的临界点关系，将气态转为液态后再加压传输。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一个方面是提供一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置，其包括：
一用于对其内布置的工件进行加热或热处理的耐压密闭腔体；
一与所述耐压密闭腔体顶部连通的二氧化碳储罐，其用于在高压空气增压的作用下向所述耐压密闭腔体输送液态或超临界二氧化碳，以对所述工件进行淬火冷却处理；
一与所述耐压密闭腔体底部连通的二氧化碳回收罐，其用于回收所述耐压密闭腔体内增压后的气态、液态或超临界态二氧化碳；以及
一高压空气系统，其分别与所述耐压密闭腔体和二氧化碳回收罐顶部连通，用于为所述耐压密闭腔体和二氧化碳回收罐内的气态、液态或超临界态二氧化碳提供增压、输送和/相变转换的高压空气；
其中，所述二氧化碳回收罐底部与所述耐压密闭腔体顶部连通，以在所述高压空气增压的作用下，将所述二氧化碳回收罐内回收的液态或超临界二氧化碳输送至所述二氧化碳储罐内进行循环利用。
进一步地，在所述的二氧化碳循环利用装置上，所述高压空气系统与所述二氧化碳储罐顶部连通，由所述高压空气系统向所述二氧化碳储罐内提供高压空气，以将所述二氧化碳储罐内的液态或超临界二氧化碳经增压后输送至所述耐压密闭腔体内。
进一步地，在所述的二氧化碳循环利用装置上，所述二氧化碳储罐的顶部与所述耐压密闭腔体的底部连通，且与所述二氧化碳回收罐并联布置，以由所述二氧化碳储罐回收或部分回收所述耐压密闭腔体内增压后的气态、液态或超临界态二氧化碳，并在所述高压空气增压的作用下，将所述二氧化碳储罐内回收的液态或超临界二氧化碳输送至所述耐压密闭腔体内进行循环利用。
进一步地，在所述的二氧化碳循环利用装置上，所述高压空气系统分别通过管道与所述耐压密闭腔体、二氧化碳回收罐以及所述二氧化碳储罐的顶部连通。
进一步地，在所述的二氧化碳循环利用装置上，所述耐压密闭腔体顶部设置有二氧化碳入口，底部设置二氧化碳排出口，所述二氧化碳入口通过管道分别连通所述二氧化碳储罐和所述二氧化碳回收罐的底部；所述二氧化碳排出口通过管道连通所述二氧化碳回收罐的顶部。
进一步地，在所述的二氧化碳循环利用装置上，所述耐压密闭腔体为热处理炉，其包括设置于其顶部的风扇、空气排放出口、热电偶和压力表，所述空气排放出口出设置有调压阀。
本发明的第二个方面是提供一种如所述装置的二氧化碳循环利用方法，包括如下步骤：
步骤1，对耐压密闭腔体内的工件进行加热和热处理；
步骤2，采用高压空气系统向贮存有液态或超临界二氧化碳的二氧化碳储罐中通入高压空气，将二氧化碳储罐内的液态或超临界二氧化碳压入耐压密闭腔体中对热处理后的工件进行淬火冷却处理；
步骤3，当工件的淬火冷却达到预设条件后，采用高压空气系统向耐压密闭腔体中通入高压空气，利用压差及比重差将耐压密闭腔体中的二氧化碳全部压入二氧化碳回收罐内进行回收；
步骤4，回收结束后，采用高压空气系统向二氧化碳回收罐中通入高压空气进行增压，将二氧化碳回收罐内回收的二氧化碳全部转为液态或超临界二氧化碳；
步骤5，继续采用高压空气系统通入高压空气，将二氧化碳回收罐内的液态或超临界二氧化碳输送至二氧化碳储罐内，重复步骤1-5。
进一步地，在所述的二氧化碳循环利用方法中，步骤2-步骤5中，所述压空气系统提供的高压空气为去除水和二氧化碳后的干燥空气。
进一步地，在所述的二氧化碳循环利用方法中，步骤3中，当工件的淬火冷却达到一定温度后，由高压空气系统向耐压密闭腔体中通入高压空气替代液态或超临界二氧化碳作为冷却剂对于工件进行淬火。
进一步地，在所述的二氧化碳循环利用方法中，步骤4中，所述二氧化碳回收罐内回收的液态或超临界二氧化碳，由高压空气系统向耐压密闭腔体中继续通入高压空气，直接压入耐压密闭腔体中对热处理后的工件进行淬火处理。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
(1)采用液态或超临界二氧化碳作为冷却介质和淬火介质，液态或超临界态的二氧化碳气淬可以达到油淬和水淬的冷却能力；通过调节风扇的风速在超临界状态下可以得到远大于水冷的冷却能力，既解决了惰性气体淬火时冷却能力不足的问题，又具有气淬的工件变形小的优势；
(2)采用高压空气置换液态或超临界二氧化碳气体可以减小工件的降温速率，减小工件的热应力和变形，同时通过二氧化碳的置换以实现回收；
(3)与传统二氧化碳回收工艺相比，采用高压空气置换回收液态或超临界二氧化碳的方法，回收流程短，回收效率高；减少了压缩机和换热器投入，降低了生产成本；
(4)与传统二氧化碳回收工艺相比，采用高压空气置换回收液态或超临界二氧化碳的方法，减少了超临界二氧化碳的用量。
(5)采用高压空气压力调节完成了二氧化碳由气态向液态或超临界态的转变，省略了传统二氧化碳回收工艺中使用增压设备及冷凝器实现的二氧化碳由气态向液态的转变；
(6)采用高压空气的压力实现了液态或超临界态的二氧化碳由二氧化碳回收罐向二氧化碳储罐的转送，实现了冷媒的循环回收及利用，省略了传统二氧化碳回收工艺中使用增压泵执行的液态或超临界态的二氧化碳增压以及转送。
附图说明
图1为本发明一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置的结构示意图；
图2为本发明一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用方法的流程示意图；
其中，各附图标记为：
10-耐压密闭腔体，11-工件，12-二氧化碳入口，13-二氧化碳排出口，14-空气排放出口，15-调压阀，16-风扇，17-热电偶，18-压力表，19-开关门；20-二氧化碳储罐；30-二氧化碳回收罐；40-高压空气系统，41-第一高压空气输送管道，42-第二高压空气输送管道，43-第三高压空气输送管道。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
请参阅图1所示，本发明提供了一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置，其主要包括耐压密闭腔体10、二氧化碳储罐20、二氧化碳回收罐30和高压空气系统40，其主要技术方案是采用高压空气系统40提供的高压空气，置换耐压密闭腔体10、二氧化碳储罐20和/或二氧化碳回收罐30内超临界态或液态的二氧化碳或气态的二氧化碳，使用高压空气使超临界或液态的二氧化碳实现了流体的增压及输送；以及采用高压空气对气态二氧化增压完成气态向液态的相变转换，利用二氧化碳气、液相间压力和液化的临界点关系，将气态转为液态后再加压传输。
在本实施例中，所述耐压密闭腔体10为可加热的系统，利用超流体的对流传热或汽化后低温的二氧化碳吸收工件11热量，其主要用于对其内布置的工件11进行加热或热处理。具体地，如图1所示，所述耐压密闭腔体10为热处理炉，其包括设置于其顶部的风扇16、空气排放出口14、热电偶17和压力表18，所述空气排放出口14出设置有调压阀15。
在本实施例中，如图1所示，所述二氧化碳储罐20与所述耐压密闭腔体10顶部连通，其用于在高压空气增压的作用下向所述耐压密闭腔体10输送液态或超临界二氧化碳，以对所述工件11进行淬火冷却处理。利用高压空气的压力完成液态或超临界态的二氧化碳储罐20向耐压密闭腔体10的输入，二氧化碳的输入时间及输入量由工件的冷却曲线决定，二氧化碳的输入量由热电偶15、压力表16决定。与传统二氧化碳回收工艺相比，采用高压空气置换回收液态或超临界二氧化碳的方法，减少了超临界二氧化碳的用量。
在本实施例中，如图1所示，二氧化碳回收罐30与所述耐压密闭腔体10底部连通，其用于回收所述耐压密闭腔体10内增压后的气态、液态或超临界态二氧化碳，实现了液态或超临界态的二氧化碳由二氧化碳回收罐向二氧化碳储罐的转送，实现了冷媒的循环回收及利用，省略了传统二氧化碳回收工艺中使用增压泵执行的液态或超临界态的二氧化碳增压以及转送。
在本实施例中，如图1所示，所述高压空气系统40分别与所述耐压密闭腔体10和二氧化碳回收罐30顶部连通，用于为所述耐压密闭腔体10和二氧化碳回收罐30内的气态、液态或超临界态二氧化碳提供增压、输送和/相变转换的高压空气；其中，所述二氧化碳回收罐30底部与所述耐压密闭腔体10顶部连通，以在所述高压空气增压的作用下，将所述二氧化碳回收罐30内回收的液态或超临界二氧化碳输送至所述二氧化碳储罐20内进行循环利用。采用高压空气压力调节完成了二氧化碳由气态向液态或超临界态的转变，省略了传统二氧化碳回收工艺中使用增压设备及冷凝器实现的二氧化碳由气态向液态的转变；且与传统二氧化碳回收工艺相比，采用高压空气置换回收液态或超临界二氧化碳的方法，回收流程短，回收效率高；减少了压缩机和换热器投入，降低了生产成本。
在本实施例中，如图1所示，所述高压空气系统40与所述二氧化碳储罐20顶部连通，由所述高压空气系统40向所述二氧化碳储罐20内提供高压空气，以将所述二氧化碳储罐20内的液态或超临界二氧化碳经增压后输送至所述耐压密闭腔体10内。利用高压空气系统40提供的高压空气的压力完成二氧化碳储罐20内的液态或超临界态的二氧化碳向耐压密闭腔体10输入，输送过程由高压空气的压力完成。
在本实施例中，如图1所示，所述二氧化碳储罐20的顶部与所述耐压密闭腔体10的底部连通，且与所述二氧化碳回收罐30并联布置，以由所述二氧化碳储罐20回收或部分回收所述耐压密闭腔体10内增压后的气态、液态或超临界态二氧化碳，并在所述高压空气增压的作用下，将所述二氧化碳储罐20内回收的液态或超临界二氧化碳输送至所述耐压密闭腔体10内进行循环利用。通过将高压空气体通入二氧化碳储罐20内，利用高压空气实现二氧化碳由气态向液态的转变，省略了气体增压泵和冷凝设备。
在本实施例中，如图1所示，所述高压空气系统40分别通过管道与所述耐压密闭腔体10、二氧化碳回收罐30以及所述二氧化碳储罐20的顶部连通。具体地，所述高压空气系统40分别通过第一高压空气输送管道41、第二高压空气输送管道42和第三高压空气输送管道43与耐压密闭腔体10、二氧化碳回收罐30以及所述二氧化碳储罐20连通，用于为耐压密闭腔体10、二氧化碳回收罐30以及所述二氧化碳储罐20提供增压及输送的高压空气。
在本实施例中，如图1所示，该所述耐压密闭腔体10顶部设置有二氧化碳入口12，所述二氧化碳入口12通过管道分别连通所述二氧化碳储罐20和所述二氧化碳回收罐30的底部。即二氧化碳储罐20和/或所述二氧化碳回收罐30内的液体或超临界二氧化碳或回收的液体或超临界二氧化碳通过管道从耐压密闭腔体10顶部的二氧化碳入口12进入耐压密闭腔体10内，用于对其内的工件11进行淬火冷却处理。
在本实施例中，如图1所示，该所述耐压密闭腔体10底部设置二氧化碳排出口13，所述二氧化碳排出口13通过管道连通所述二氧化碳回收罐30的顶部。即耐压密闭腔体10由于汽化或吸热后体积膨胀的二氧化碳，使得耐压密闭腔体10压力增加，二氧化碳向设定压力低于耐压密闭腔体10压力的二氧化碳回收罐30流入，在热处理工件淬火冷却达到工艺条件后向耐压密闭腔体10通入高压空气，利用压差及比重差将二氧化碳全部置换至二氧化碳回收罐30内。
实施例2
基于上述实施例1所述的二氧化碳循环利用装置，本实施例提供一种二氧化碳循环利用方法，请参阅图2所示，其具体包括如下步骤：
步骤1，对耐压密闭腔体10内的工件11进行加热和热处理；
步骤2，采用高压空气系统40向贮存有液态或超临界二氧化碳的二氧化碳储罐20中通入高压空气，将二氧化碳储罐20内的液态或超临界二氧化碳压入耐压密闭腔体10中对热处理后的工件11进行淬火冷却处理；在压入过程中，高压空气与超临界二氧化碳混合，高压空气压在液态二氧化碳的表面，高压的液态被压入耐压密封腔的过程中从工件11吸收热量使温度升高，当温度超过临界温度时，转变为超临界二氧化碳。
步骤3，当工件11的淬火冷却达到预设条件后，采用高压空气系统40向耐压密闭腔体10中通入高压空气，利用压差及比重差将耐压密闭腔体10中的二氧化碳全部压入二氧化碳回收罐30内进行回收，即通入高压空气体置换二氧化碳，实现二氧化碳的回收；具体的，当通入的液态二氧化碳由于吸热后使其温度和压力增加；当温度和压力超过临界值时，转变为超临界二氧化碳；当超临界二氧化碳的温度和压力达到设定温度和压力后，向设定压力低于耐压密闭腔体10压力的二氧化碳回收罐30流入；
步骤4，当耐压密闭腔体10内的二氧化碳全部被高压空气置换入二氧化碳回收罐30内后，回收结束，采用高压空气系统40向二氧化碳回收罐30中通入高压空气进行增压，将二氧化碳回收罐30内回收的二氧化碳全部转为液态或超临界二氧化碳；同时，通过空气排放出口14排放耐压密闭腔体10内的高压空气，去除工件11，完成工件的淬火冷却；
步骤5，继续采用高压空气系统40通入高压空气，将二氧化碳回收罐30内的液态或超临界二氧化碳输送至二氧化碳储罐20内，重复步骤1-5。
在本实施例中，步骤2中，所述淬火冷却处理的过程中，淬火介质为超临界二氧化碳，超临界二氧化碳具有较高的密度和热导率，有助于提高传热的传热速率；冷却介质为液态二氧化碳，液态二氧化碳可在-78.5℃下释压迅速汽化吸收热量。
在本实施例中，步骤2-步骤5中，所述压空气系统40提供的高压空气为去除水和二氧化碳后的干燥空气。在该二氧化碳循环利用过程中，利用高压空气完成二氧化碳使用过程中的压力调节，以及根据二氧化碳气、液相间压力和液化的临界点关系，用压缩空气增压完成气态向液态的相变转换。
在本实施例中，步骤3中，当工件11的淬火冷却达到一定温度后，由高压空气系统40向耐压密闭腔体10中通入高压空气替代液态或超临界二氧化碳作为冷却剂对于工件11进行淬火。
在本实施例中，步骤4中，所述二氧化碳回收罐30内回收的液态或超临界二氧化碳，由高压空气系统40向耐压密闭腔体10中继续通入高压空气，直接压入耐压密闭腔体10中对热处理后的工件11进行淬火处理。
实施例3
基于上述实施例1和实施例2，本实施例提供一种热处理淬火过程中液态或超临界二氧化碳循环利用装置及其方法的具体应用，如图1所示，本实施例所采用的循环利用装置与实施例1相同。
液态或超临界二氧化碳贮存于二氧化碳储罐20内，在使用时通过第一高压空气输送管道41输入的压缩空气的压力将二氧化碳储罐20内的液态二氧化碳压入耐压密闭腔体10内。设定压缩空气的压力为10MPa，耐压密封腔体的体积是3.5立方米，耐压密封腔体的控制压力7.4MPa，控制温度40℃，通过控制高压空气的流速控制超临界二氧化碳的流动速度为5米/秒。
在热处理淬火冷却时，工件11为热处理工件，工件11的质量1500公斤，工件11的初始温度950℃；所采用的耐压密闭腔体10为可加热的系统，利用超流体的对流传热或汽化后低温的二氧化碳吸收工件热量。当通入的液态或超临界二氧化碳由于汽化或吸热后使得耐压密闭腔体10内二氧化碳的温度和压力增加，，当温度和压力达到控制值时，二氧化碳向设定压力低于耐压密闭腔体10压力的二氧化碳回收罐30流入。
在工件11淬火冷却达到控制温度后，关闭二氧化碳入口12截断液态二氧化碳的流动，通过第三高压空气输送管道43直接向耐压密闭腔体10通入高压空气，将二氧化碳全部置换至二氧化碳回收罐30内。当耐压密封腔体10内的二氧化碳全部被高压空气置换完成后，工件11冷却过程的冷却剂为高压空气，高压空气的压力根据工件11冷却曲线设定，高压空气11的温度可为室温，耐压密封腔体10的控制温度和压力根据工件冷却曲线的重新计算设置。
在回收完成后，通过第二高压空气输送管道42向二氧化碳回收罐30单独通入高压空气将其内的二氧化碳液化转化为超临界态，然后再利用高压空气的压力将液态或超临界态的二氧化碳传输至二氧化碳储罐20中。重复以上步骤，如此循环运行。
采用本实施例提供的二氧化碳循环利用方法，可以节约二氧化碳50％以上；同时，减小了二氧化碳回收过程压缩机和热交换器的容量，节省了设备费用。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置，其特征在于，包括：
一用于对其内布置的工件(11)进行加热或热处理的耐压密闭腔体(10)；
一与所述耐压密闭腔体(10)顶部连通的二氧化碳储罐(20)，其用于在高压空气增压的作用下向所述耐压密闭腔体(10)输送液态或超临界二氧化碳，以对所述工件(11)进行淬火冷却处理；
一与所述耐压密闭腔体(10)底部连通的二氧化碳回收罐(30)，其用于回收所述耐压密闭腔体(10)内增压后的气态、液态或超临界态二氧化碳；以及
一高压空气系统(40)，其分别与所述耐压密闭腔体(10)和二氧化碳回收罐(30)顶部连通，用于为所述耐压密闭腔体(10)和二氧化碳回收罐(30)内的气态、液态或超临界态二氧化碳提供增压、输送和/相变转换的高压空气；
其中，所述二氧化碳回收罐(30)底部与所述耐压密闭腔体(10)顶部连通，以在所述高压空气增压的作用下，将所述二氧化碳回收罐(30)内回收的液态或超临界二氧化碳输送至所述二氧化碳储罐(20)内进行循环利用。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳循环利用装置，其特征在于，所述高压空气系统(40)与所述二氧化碳储罐(20)顶部连通。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳循环利用装置，其特征在于，所述二氧化碳储罐(20)的顶部与所述耐压密闭腔体(10)的底部连通，且与所述二氧化碳回收罐(30)并联布置。
4.根据权利要求1所述的二氧化碳循环利用装置，其特征在于，所述高压空气系统(40)分别通过管道与所述耐压密闭腔体(10)、二氧化碳回收罐(30)以及所述二氧化碳储罐(20)的顶部连通。
5.根据权利要求1所述的二氧化碳循环利用装置，其特征在于，所述耐压密闭腔体(10)顶部设置有二氧化碳入口(12)，底部设置有二氧化碳排出口(13)，所述二氧化碳入口(12)分别连通所述二氧化碳储罐(20)和二氧化碳回收罐(30)的底部；所述二氧化碳排出口(13)连通所述二氧化碳回收罐(30)的顶部。
6.根据权利要求1所述的二氧化碳循环利用装置，其特征在于，所述耐压密闭腔体(10)为热处理炉，其包括设置于其顶部的风扇(16)、空气排放出口(14)、热电偶(17)和压力表(18)，所述空气排放出口(14)出设置有调压阀(15)。
7.一种如权利要求1-6任一项所述装置的二氧化碳循环利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，对耐压密闭腔体(10)内的工件(11)进行加热和热处理；
步骤2，采用高压空气系统(40)向贮存有液态或超临界二氧化碳的二氧化碳储罐(20)中通入高压空气，将二氧化碳储罐(20)内的液态或超临界二氧化碳压入耐压密闭腔体(10)中对热处理后的工件(11)进行淬火冷却处理；
步骤3，当工件(11)的淬火冷却达到预设条件后，采用高压空气系统(40)向耐压密闭腔体(10)中通入高压空气，利用压差及比重差将耐压密闭腔体(10)中的二氧化碳全部压入二氧化碳回收罐(30)内进行回收；
步骤4，回收结束后，采用高压空气系统(40)向二氧化碳回收罐(30)中通入高压空气进行增压，将二氧化碳回收罐(30)内回收的二氧化碳全部转为液态或超临界二氧化碳；
步骤5，继续采用高压空气系统(40)通入高压空气，将二氧化碳回收罐(30)内的液态或超临界二氧化碳输送至二氧化碳储罐(20)内，重复步骤1-5。
8.根据权利要求7所述的二氧化碳循环利用方法，其特征在于，步骤2-步骤5中，所述压空气系统(40)提供的高压空气为去除水和二氧化碳后的干燥空气。
9.根据权利要求7所述的二氧化碳循环利用方法，其特征在于，步骤3中，当工件(11)的淬火冷却达到一定温度后，由高压空气系统(40)向耐压密闭腔体(10)中通入高压空气替代液态或超临界二氧化碳作为冷却剂对于工件(11)进行淬火。
10.根据权利要求6所述的二氧化碳循环利用方法，其特征在于，步骤4中，所述二氧化碳回收罐(30)内回收的液态或超临界二氧化碳，由高压空气系统(40)向耐压密闭腔体(10)中继续通入高压空气，直接压入耐压密闭腔体(10)中对热处理后的工件(11)进行淬火处理。
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