CN210712227U

CN210712227U - 一种超临界二氧化碳干洗装置

Info

Publication number: CN210712227U
Application number: CN201921610573.0U
Authority: CN
Inventors: 杨景峰
Original assignee: Shanghai Fuludi Fluid Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Fuludi Fluid Technology Co Ltd
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2020-06-09
Anticipated expiration: 2029-09-26
Also published as: WO2021057937A1

Abstract

本实用新型提供了一种超临界二氧化碳干洗装置，包括依次连通的二氧化碳储存罐、高压泵、换热器和至少一个清洗室；其中：每个所述清洗室上均设置有压力表和热电偶，内侧壁设置有加热制冷管，通过所述加热制冷管可控制所述清洗室内的二氧化碳处于超临界态或非超临界态。本实用新型的超临界二氧化碳干洗装置，通过调控清洗室内部处于超临界状态，进行干洗衣物；且清洗之后调节温度与压力，使超临界二氧化碳等温降压，不产生气液界面直接汽化，实现超临界干燥，实现清洗与干燥合二为一，清洗效果好，结构设计新颖，操作方便，使用安全可靠，有利于推广应用。

Description

一种超临界二氧化碳干洗装置

技术领域

本实用新型涉及干洗技术领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳干洗装置。

背景技术

传统干洗机使用石油类溶剂和氯代乙烯溶剂。石油类溶剂闪点低、易燃易爆、干燥慢；氯代乙烯气味刺鼻、毒性较高。干洗行业特别是欧美一些发达国家一直在寻找一种既清洁卫生又安全可靠的洗涤溶剂。其中，二氧化碳被认为是比较理想的替代品。

而二氧化碳的干冰清洗方式是使干冰颗粒与清洗表面迅速发生热交换，导致固体二氧化碳迅速升华变为气体，同时污渍在固体二氧化碳撞击下脱落，从而达到清洗的目的，但这种清洗方式对衣物有一定的损坏，并且以上方式均不能清洗皮革，绒面革等材料。

研究人员发现当二氧化碳的压力和温度为7.38MPa、31.1℃时，二氧化碳处于超临界流体状态，超临界二氧化碳流体具有零表面张力、低粘滞度、强溶解能力和强扩散能力，对水和油有很好的溶解能力，同时，超临界二氧化碳是对织物友好高效的溶剂，可对传统清洗方式不能清洗的皮革、绒面革等进行清洗，清洗之后在低压状态下，由于溶解度降低，助溶剂、清洗剂与二氧化碳分离，可实现二氧化碳的重复利用，既节约资源又环保，是一种理想的清洗介质。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种清洗效率高、环境友好的超临界二氧化碳干洗装置。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种超临界二氧化碳干洗装置，包括依次连通的二氧化碳储存罐、高压泵、换热器和至少一个清洗室；其中：

每个所述清洗室上均设置有压力表和热电偶，内侧壁设置有加热制冷管，通过所述加热制冷管可控制所述清洗室内的二氧化碳处于超临界态或非超临界态。

进一步地，在所述的超临界二氧化碳干洗装置上，还包括设置于所述清洗室的底部以对衣物进行旋转的磁旋转装置。

进一步地，在所述的超临界二氧化碳干洗装置上，还包括通过管道与所述清洗室连接的助溶剂储罐。

进一步地，在所述的超临界二氧化碳干洗装置上，所述加热制冷管与温度控制单元电连接，所述温度控制单元与所述压力表和热电偶电连接。

进一步地，在所述的超临界二氧化碳干洗装置上，还包括通过管道与所述清洗室连接以对所述清洗室内的二氧化碳进行回收分离的分离室。

进一步优选地，在所述的超临界二氧化碳干洗装置上，所述分离室上部通过管道经冷凝器连通所述二氧化碳储存罐；且所述分离室底部通过管道连接污染物储罐。

进一步地，在所述的超临界二氧化碳干洗装置上，所述清洗室至少为两个，且呈并联布置。

进一步地，在所述的超临界二氧化碳干洗装置上，所述换热器与所述清洗室之间的管道上装设有第一控制阀和流量计。

进一步优选地，在所述的超临界二氧化碳干洗装置上，所述流量计包括主流量计和支流量计，所述主流量计装设于所述换热器与所述第一控制阀之间的管道上，所述支流量计装设于所述第一控制阀与各所述清洗室之间的管道上。

进一步地，在所述的超临界二氧化碳干洗装置上，所述清洗室与所述分离室之间的管道上装设有第二控制阀和减压阀。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

(1)所采用的超临界二氧化碳流体具有零表面张力、低粘滞度、高溶解度和高扩散能力，对有机物有好的溶解能力，清洗过程中，对清洗物友好；

(2)清洗之后，能够通过控制温度和压力，使二氧化碳流体脱离超临界状态，使助溶剂、清洗剂与二氧化碳分离，无需晾干，清洗效率高，且分离出的二氧化碳可重复利用，对环境友好；

(3)采用超临界二氧化碳进行清洗的方式，可实现清洗与干燥合二为一，清洗之后调节温度与压力，使超临界二氧化碳等温降压，不产生气液界面直接气化，实现超临界干燥；

(4)采用并联布置的多个清洗室结构设计，可实现各清洗室的反复交替进行，提高清洗效率；

(5)该超临界二氧化碳干洗装置适用于对皮革、绒面革等进行清洗，清洗效果良好，且其结构设计新颖，操作方便，使用安全可靠，有利于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型一种超临界二氧化碳干洗装置的结构原理示意图；

其中，各附图标记为：

1-二氧化碳储罐；2-高压泵；3-换热器；4-主流量计、6、15-支流量计；5、14-第一控制阀；12、22-第二控制阀；7、16-清洗室；8、17-加热制冷管；9、19-磁旋转装置；10、20-压力表；11、21-热电偶；13-温度控制单元；18-助溶剂储罐；23-减压阀；24-分离室；25-污染物储罐；26-冷凝器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

实施例1

请参阅图1所示，本实施例提供了一种超临界二氧化碳干洗装置，包括依次连通的二氧化碳储存罐1、高压泵2、换热器3和两个呈并联布置的清洗室7、16；其中：所述清洗室7、16上均设置有压力表10、20和热电偶11、21，各清洗室7、16的内侧壁分别对应设置有加热制冷管8、17，通过所述加热制冷管可控制所述清洗室内的二氧化碳处于超临界态进行干洗衣物。在干洗过程中，当清洗室7和/或16内部处于超临界二氧化碳流体状态时，高压泵2、换热器3开始工作，其作用是使二氧化碳进入清洗室时7和/或16即为超临界状态。

清洗之后将带有助溶剂、清洗剂和杂质的二氧化碳全部冲入分离室24，所述的分离室24由于二氧化碳压力减小，溶解能力下降，从而使助溶剂、清洗剂和杂质与二氧化碳分离析出，实现溶剂分离；分离出的二氧化碳经过冷凝器26进入二氧化碳储罐1重复利用。

在本实施例中，请参阅图1所示，该超临界二氧化碳干洗装置还包括设置于所述清洗室的底部以对衣物进行旋转的磁旋转装置，通过启动安装在清洗室内的磁旋转装置9和19，可使衣物旋转，使得清洗更为方便有效。在清洗衣物时，在磁旋转装置9、19的作用下带动衣物旋转，从换热器3通过管道进入的超临界二氧化碳冲击到衣物上，使清洗更充分。

在本实施例中，请参阅图1所示，该超临界二氧化碳干洗装置，还包括通过管道与所述清洗室连接的助溶剂储罐18，所述助溶剂储罐18包括助溶剂储箱和清洗剂储箱，当二氧化碳进入清洗室7和/或清洗室16时，打开助溶剂储罐18，加入适量的助溶剂与清洗剂，使清洗更为彻底有效。此外，也可根据衣物和衣物上污染物的物理化学性质选择在助溶剂储罐18内加入合适的去污剂。

在本实施例中，请参阅图1所示，所述清洗室7和16分别设有压力表10和20和热电偶11和21，可结合温度控制单元8监控调节清洗室温度和压力。此外，所述加热制冷管8和17分别与温度控制单元13电连接，所述温度控制单元13采用PLC控制系统，以及所述温度控制单元13与所述压力表10、20和热电偶11、21电连接，通过控制缠绕在清洗室的加热制冷管8和17来分别调节清洗室7和16的温度和压力，使清洗室7和16处于超临界流体状态。

在本实施例中，请参阅图1所示，该超临界二氧化碳干洗装置还包括通过管道分别与所述清洗室7和16连接以对所述清洗室7和16内的二氧化碳进行回收分离的分离室24。所述分离室24的上部通过管道经冷凝器26连通所述二氧化碳储存罐1；且所述分离室24的底部通过管道连接污染物储罐25。进入分离室24的溶有助溶剂、清洗剂的超临界流体，由于压力减小，溶解度降低，助溶剂、清洗剂与二氧化碳分离，助溶剂和清洗剂收集到污染物并收集于污染物储罐25，分离的二氧化碳则通过冷凝器26进入二氧化碳储罐1，进行重复利用。

在本实施例中，请参阅图1所示，该超临界二氧化碳干洗装置，所述换热器3与所述清洗室6、17之间的管道上装设有第一控制阀5、14和流量计。所述流量计包括主流量4和支流量计6、15，所述主流量4装设于所述换热器3与所述第一控制阀5、14之间的管道上，所述支流量计6、15则分别装设于所述第一控制阀5、14与各相应所述清洗室7、16之间的管道上。此外，所述清洗室与所述分离室24之间的管道上装设有第二控制阀12、22和减压阀23。具体地，该超临界二氧化碳干洗装置有两个清洗室7和16，打开第一控制阀14和22，清洗室16开始工作；打开阀5和12，则清洗室7开始工作，可实现连续工作，清洗效率高。

请继续参阅图1所示的超临界二氧化碳干洗装置，其主要工作原理为：从二氧化碳储罐1出来的二氧化碳气体通过控制阀5和14进入清洗室7和16，通过温度控制系统13、加热制冷管8和17并结合压力表10和20和热电偶11和21，调控清洗室内部处于超临界状态，再结合清洗室底部的磁旋转装置，使衣物能够充分的和超临界流体接触。清洗之后，停止通入二氧化碳，将溶有助溶剂、清洗剂的超临界流体通过减压阀23进入分离室24，由于压力降低，溶解度下降，助溶剂、清洗剂与二氧化碳分离，分离的二氧化碳经过凝器26重复使用。而清洗室通过温度控制系统13和加热制冷管8和17使超临界二氧化碳等温降压，不产生气液界面直接气化，实现超临界干燥。

实施例2

基于如图1所示的超临界二氧化碳干洗装置，提供一种超临界二氧化碳干洗衣服的方法，其具体清洗干燥过程如下：

工作时，先打开二氧化碳储罐1开关，打开控制阀5使二氧化碳进入清洗室7，同时打开助溶剂储罐18，向清洗室加入适量的助溶剂和清洗剂，助溶剂的作用是将不容易溶于超临界二氧化碳流体的大质量分子有机物分解为易溶的小分子有机物，清洗剂的作用是把超临界二氧化碳流体无法清洗的污渍、有机物清洗干净。

打开温度控制单元13，调节加热制冷管8，通过压力表10和热电偶11监测，当清洗室内温度和压力达到31.1℃和7.38MPa时停止加热，此时清洗室处于超临界状态。

打开高压泵2和换热器3，使进入清洗室的二氧化碳一直处于超临界状态，开启磁旋转装置9带动衣物旋转，使从管道进入的超临界二氧化碳和衣物充分接触，进行充分清洗；一段时间后，停止加入助溶剂和清洗剂，打开第二控制阀12，打开减压阀23，使溶有助溶剂、清洗剂的超临界二氧化碳进入分离室24。

关闭第一控制阀5停止通入二氧化碳，通过温度控制单元13和加热制冷管8使清洗室7的超临界二氧化碳等温降压，不产生气液界面直接气化，实现超临界干燥。

打开第一控制阀14，使清洗室16开始工作，重复上述步骤，即实现清洗室7和16反复交替进行。

进入分离室的超临界二氧化碳流体由于压力的减小，溶解度降低，使助溶剂、清洗剂与二氧化碳分离，助溶剂和清洗剂收集到污染物储罐25，分离的二氧化碳经过冷凝器26进入二氧化碳储罐重复利用。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型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，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims

1.一种超临界二氧化碳干洗装置，其特征在于，包括依次连通的二氧化碳储存罐、高压泵、换热器和至少一个清洗室；其中：

2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳干洗装置，其特征在于，还包括设置于所述清洗室的底部以对衣物进行旋转的磁旋转装置。

3.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳干洗装置，其特征在于，还包括通过管道与所述清洗室连接的助溶剂储罐。

4.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳干洗装置，其特征在于，所述加热制冷管与温度控制单元电连接，所述温度控制单元与所述压力表和热电偶电连接。

5.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳干洗装置，其特征在于，还包括通过管道与所述清洗室连接以对所述清洗室内的二氧化碳进行回收分离的分离室。

6.根据权利要求5所述的超临界二氧化碳干洗装置，其特征在于，所述分离室上部通过管道经冷凝器连通所述二氧化碳储存罐；且所述分离室底部通过管道连接污染物储罐。

7.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳干洗装置，其特征在于，所述清洗室至少为两个，且呈并联布置。

8.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳干洗装置，其特征在于，所述换热器与所述清洗室之间的管道上装设有第一控制阀和流量计。

9.根据权利要求8所述的超临界二氧化碳干洗装置，其特征在于，所述流量计包括主流量计和支流量计，所述主流量计装设于所述换热器与所述第一控制阀之间的管道上，所述支流量计装设于所述第一控制阀与各所述清洗室之间的管道上。

10.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳干洗装置，其特征在于，所述清洗室与分离室之间的管道上装设有第二控制阀和减压阀。