CN209586641U - 一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统，包括控制单元、至少两级压缩单元、止回阀；压缩单元包括自动阀、压缩机气缸、冷却器，自动阀及压缩机气缸连接至控制单元并由控制单元控制，自动阀的第一端通过管路连通至压缩机气缸的入口，压缩机气缸的出口通过管路连通至冷却器的入口，所有压缩单元的自动阀的第二端通过管路并联至系统进气口；第一级压缩单元的冷却器的出口通向系统出气口，第二级冷却器的出口通向止回阀的入口，止回阀的出口通向第一级压缩机气缸的入口。本实用新型的优点在于：充分利用了二氧化碳原始的压力，避免了减压之后再增压的过程，因此其能耗较低，同时还能避免堵塞情况的产生。

Description

一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统

技术领域

本实用新型涉及压缩机控制领域，具体涉及一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统。

背景技术

超临界二氧化碳流体萃取技术是上世纪末快速发展起来的一种高效、环保的物料分离技术，由于其显著的优越性，许多国家正在大量开发该技术工艺。在工业化生产过程中，萃取流程中的二氧化碳尾气必须加以回收，循环使用，以降低成本，减少二氧化碳排放，保护环境。一般工艺流程中，二氧化碳尾气压力在6.0MPa左右，回收二氧化碳的液体储槽的压力约为6.5MPa，若采用直接利用压缩机将二氧化碳尾气压缩至6.5Mpa，随着压缩的进行，二氧化碳尾气的压力会越来越小，进而最终不能将二氧化碳压缩到预定的压力，所以现有技术中通常将6.0MPa的二氧化碳先减压到0.5MPa或更低的压力，并稳定在这一压力下，然后利用压缩机增压排出，但减压方式会带来两个主要问题：1、能耗增大，原来气源本身具有较高的压力，减压之后再压缩，势必多耗功；2、由于二氧化碳气体特性，减压后降温容易造成管路阀门“冰堵”，影响压缩机正常运行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：现有技术中二氧化碳超临界萃取用尾气回收能耗高、易发生堵塞的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统，包括控制单元、至少两级压缩单元、止回阀；

所述压缩单元包括自动阀、压缩机气缸、冷却器，自动阀及压缩机气缸连接至控制单元并由控制单元控制，自动阀的第一端通过管路连通至压缩机气缸的入口，压缩机气缸的出口通过管路连通至冷却器的入口，所有压缩单元的自动阀的第二端通过管路并联至系统进气口；

第一级压缩单元的冷却器的出口通向系统出气口，第二级冷却器的出口通向止回阀的入口，止回阀的出口通向第一级压缩机气缸的入口。

在进行二氧化碳尾气回收过程中，控制单元控制开启第一级压缩单元的自动阀，二氧化碳通过进气口进入系统中，并通过第一级压缩单元的自动阀进入第一级压缩单元的压缩机气缸，第一级压缩单元的压缩机气缸工作并将二氧化碳压缩至预定压力，随后被压缩的二氧化碳进入第一级压缩单元的冷却器进行冷却，冷却后的二氧化碳从出气口排出完成回收，随着压缩的进行，进气口处的压力逐渐变小，压缩进行一段时间后，控制单元控制关闭第一级压缩单元的自动阀，同时开启第二级压缩单元的自动阀，二氧化碳通过进气口进入系统中，并通过第二级压缩单元的自动阀进入第二级压缩单元的压缩机气缸，第二级压缩单元的压缩机气缸工作并将二氧化碳压缩至预定压力，随后被压缩的二氧化碳进入第二级压缩单元的冷却器进行冷却，冷却后的二氧化碳通过第一级压缩单元与第二级压缩单元之间的止回阀进入第一级压缩单元的压缩机气缸，第一级压缩单元的压缩机气缸工作并将二氧化碳进行二次压缩，并达到预定压力，随后被压缩的二氧化碳进第一级压缩单元的冷却器进行冷却，冷却后的二氧化碳从出气口排出完成回收，根据实际情况的不同，可设置三级压缩、四级压缩等，以满足实际需求，通过此控制系统进行二氧化碳尾气回收充分利用了二氧化碳原始的压力，避免了减压之后再增压的过程，因此其能耗较低，同时还能避免堵塞情况的产生。

进一步的，所述控制单元为PLC，使用PLC进行控制，原理简单，控制方便。

进一步的，所述自动阀为气动式或电动式。

进一步的，所述冷却器为风冷式或水冷式，被压缩后的二氧化碳温度较高，风冷式或水冷式的冷却器能够将二氧化碳充分冷却，便于回收利用。

进一步的，所述压缩机气缸与冷却器管路上设置有安全阀，安全阀的设置能够确保被压缩后的二氧化碳压力不超过预定数值，确保排出二氧化碳的压力维持在合理范围内。

进一步的，所述压缩机气缸与冷却器管路上设置有压力表，压力表的设置便于读取被压缩后的二氧化碳的压力大小。

进一步的，所述进气口处设置有第一压力传感器，第一压力传感器连接至控制单元，第一压力传感器的设置便于向控制单元及时反馈进气口处压力的大小，进而方便控制单元进行相应的控制。

进一步的，所述出气口处设置有第二压力传感器，第二压力传感器连接至控制单元，第二压力传感器采集出气口处压力的大小，并将其反馈至控制单元，控制单元进行相应控制以确保出气口处压力达到合理数值。

本实用新型的有益效果在于：

1.在进行二氧化碳尾气回收过程中，控制单元控制开启第一级压缩单元的自动阀，二氧化碳通过进气口进入系统中，并通过第一级压缩单元的自动阀进入第一级压缩单元的压缩机气缸，第一级压缩单元的压缩机气缸工作并将二氧化碳压缩至预定压力，随后被压缩的二氧化碳进入第一级压缩单元的冷却器进行冷却，冷却后的二氧化碳从出气口排出完成回收，随着压缩的进行，进气口处的压力逐渐变小，压缩进行一段时间后，控制单元控制关闭第一级压缩单元的自动阀，同时开启第二级压缩单元的自动阀，二氧化碳通过进气口进入系统中，并通过第二级压缩单元的自动阀进入第二级压缩单元的压缩机气缸，第二级压缩单元的压缩机气缸工作并将二氧化碳压缩至预定压力，随后被压缩的二氧化碳进入第二级压缩单元的冷却器进行冷却，冷却后的二氧化碳通过第一级压缩单元与第二级压缩单元之间的止回阀进入第一级压缩单元的压缩机气缸，第一级压缩单元的压缩机气缸工作并将二氧化碳进行二次压缩，并达到预定压力，随后被压缩的二氧化碳进第一级压缩单元的冷却器进行冷却，冷却后的二氧化碳从出气口排出完成回收，根据实际情况的不同，可设置三级压缩、四级压缩等，以满足实际需求，通过此控制系统进行二氧化碳尾气回收充分利用了二氧化碳原始的压力，避免了减压之后再增压的过程，因此其能耗较低，同时还能避免堵塞情况的产生；

2.使用PLC进行控制，原理简单，控制方便；

3.被压缩后的二氧化碳温度较高，风冷式或水冷式的冷却器能够将二氧化碳充分冷却，便于回收利用；

4.安全阀的设置能够确保被压缩后的二氧化碳压力不超过预定数值，确保排出二氧化碳的压力维持在合理范围内；

5.压力表的设置便于读取被压缩后的二氧化碳的压力大小；

6.第一压力传感器的设置便于向控制单元及时反馈进气口处压力的大小，进而方便控制单元进行相应的控制；

7.第二压力传感器采集出气口处压力的大小，并将其反馈至控制单元，控制单元进行相应控制以确保出气口处压力达到合理数值。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统的示意图；

图2为本实用新型实施例二中一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统的示意图；

其中，控制单元-1、压缩单元-2、止回阀-3、进气口-4、出气口-5、自动阀-21、压缩机气缸-22、冷却器-23、安全阀-24、压力表-25、第一压力传感器-41、第二压力传感器-51。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一：

如图1所示，一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统，包括控制单元1、两级压缩单元2、止回阀3。

本实施例中控制单元1为PLC，使用PLC进行控制，原理简单，控制方便，所述压缩单元2包括自动阀21、压缩机气缸22、冷却器23，自动阀21为气动式或电动式，冷却器23为风冷式或水冷式，被压缩后的二氧化碳温度较高，风冷式或水冷式的冷却器能够将二氧化碳充分冷却，便于回收利用，自动阀21及压缩机气缸22连接至控制单元1并由控制单元1控制，自动阀21的第一端通过管路连通至压缩机气缸22的入口，压缩机气缸22的出口通过管路连通至冷却器23的入口，所有压缩单元2的自动阀21的第二端通过管路并联至系统进气口4。

第一级压缩单元2的冷却器23的出口通向系统出气口5，第二级冷却器23的出口通向止回阀3的入口，止回阀3的出口通向第一级压缩机气缸22的入口。

在进行二氧化碳尾气回收过程中，控制单元1控制开启第一级压缩单元2的自动阀21，二氧化碳通过进气口4进入系统中，并通过第一级压缩单元2的自动阀21进入第一级压缩单元2的压缩机气缸22，第一级压缩单元2的压缩机气缸22工作并将二氧化碳压缩至预定压力，随后被压缩的二氧化碳进入第一级压缩单元2的冷却器23进行冷却，冷却后的二氧化碳从出气口5排出完成回收，随着压缩的进行，进气口4处的压力逐渐变小，压缩进行一段时间后，控制单元1控制关闭第一级压缩单元2的自动阀21，同时开启第二级压缩单元2的自动阀21，二氧化碳通过进气口4进入系统中，并通过第二级压缩单元2的自动阀21进入第二级压缩单元2的压缩机气缸22，第二级压缩单元2的压缩机气缸22工作并将二氧化碳压缩至预定压力，随后被压缩的二氧化碳进入第二级压缩单元2的冷却器23进行冷却，冷却后的二氧化碳通过第一级压缩单元2与第二级压缩单元2之间的止回阀3进入第一级压缩单元2的压缩机气缸22，第一级压缩单元2的压缩机气缸22工作并将二氧化碳进行二次压缩，并达到预定压力，随后被压缩的二氧化碳进第一级压缩单元2的冷却器23进行冷却，冷却后的二氧化碳从出气口5排出完成回收，通过此控制系统进行二氧化碳尾气回收充分利用了二氧化碳原始的压力，避免了减压之后再增压的过程，因此其能耗较低，同时还能避免堵塞情况的产生。

实施例二：

本实施例相对于实施例一的区别在于：

如图2所示，本实施例中的压缩单元2包括三级，第三级冷却器23的出口通向第二、三级压缩单元2之间的止回阀3的入口，止回阀3的出口通向第二级压缩机气缸22的入口，实际工作中，系统除了进行实施例一中的两级压缩之外，还会在两级压缩的基础上进行第三级压缩，即：当压力降到一定数值后，控制单元1关闭第二级压缩单元2的自动阀21，同时开启第三级压缩单元2的自动阀21，二氧化碳经进气口4、自动阀21进入第三级压缩单元2的压缩机气缸22中进行第一次压缩，随后依次进入第二级压缩单元2的压缩机气缸22、第一级压缩单元2的压缩机气缸22分别进行第二、三次压缩，进而确保二氧化碳被压缩到预定压力，但是本方案并不限于二、三级压缩，根据实际需求可设置四级、五级等压缩系统，其与前一级的连接方式与第三级连接至第二级的方式相同。

实施例三：

本实施例相对于实施例一的区别在于：

如图1所示，所述压缩机气缸22与冷却器23管路上设置有安全阀24，安全阀24的设置能够确保被压缩后的二氧化碳压力不超过预定数值，确保排出二氧化碳的压力维持在合理范围内。

实施例四：

本实施例相对于实施例一的区别在于：

如图1所示，所述压缩机气缸22与冷却器23管路上设置有压力表25，压力表25的设置便于读取被压缩后的二氧化碳的压力大小。

实施例五：

本实施例相对于实施例一的区别在于：

如图1所示，所述进气口4处设置有第一压力传感器41，第一压力传感器41连接至控制单元1，第一压力传感器41的设置便于向控制单元1及时反馈进气口4处压力的大小，进而方便控制单元1进行相应的控制，具体体现在：当进气口4的压力低到一定数值时，控制单元1控制关闭第一级压缩单元2的自动阀21，同时开启第二级压缩单元2的自动阀21，进而保证压缩的正常进行。

实施例六：

本实施例相对于实施例一的区别在于：

如图1所示，所述出气口5处设置有第二压力传感器51，第二压力传感器51连接至控制单元1，第二压力传感器51采集出气口5处压力的大小，并将其反馈至控制单元1，控制单元1进行相应控制以确保出气口5处压力达到合理数值。

通过此控制系统进行二氧化碳尾气回收充分利用了二氧化碳原始的压力，避免了减压之后再增压的过程，因此其能耗较低，同时还能避免堵塞情况的产生。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统，其特征在于：包括控制单元(1)、至少两级压缩单元(2)、止回阀(3)；

所述压缩单元(2)包括自动阀(21)、压缩机气缸(22)、冷却器(23)，自动阀(21)及压缩机气缸(22)连接至控制单元(1)并由控制单元(1)控制，自动阀(21)的第一端通过管路连通至压缩机气缸(22)的入口，压缩机气缸(22)的出口通过管路连通至冷却器(23)的入口，所有压缩单元(2)的自动阀(21)的第二端通过管路并联至系统进气口(4)；

第一级压缩单元(2)的冷却器(23)的出口通向系统出气口(5)，第二级冷却器(23)的出口通向止回阀(3)的入口，止回阀(3)的出口通向第一级压缩机气缸(22)的入口。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统，其特征在于：所述控制单元(1)为PLC。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统，其特征在于：所述自动阀(21)为气动式或电动式。

4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统，其特征在于：所述冷却器(23)为风冷式或水冷式。

5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统，其特征在于：所述压缩机气缸(22)与冷却器(23)管路上设置有安全阀(24)。

6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统，其特征在于：所述压缩机气缸(22)与冷却器(23)管路上设置有压力表(25)。

7.根据权利要求1所述的一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统，其特征在于：所述进气口(4)处设置有第一压力传感器(41)，第一压力传感器(41)连接至控制单元(1)。

8.根据权利要求1所述的一种二氧化碳超临界萃取用尾气回收压缩机控制系统，其特征在于：所述出气口(5)处设置有第二压力传感器(51)，第二压力传感器(51)连接至控制单元(1)。