[發明專利]一種穩定的超臨界二氧化碳供氣系統和方法

在審

• 申請號: 202010932376.1
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN111947029A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 李雙喜;陳坤毅;馬潤梅;馬鈺虎;趙祥
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: F17C13/04
• 分類號: F17C13/04;F17C13/00;F17D1/02;F17D3/01;F17D5/00
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本發明的目的在于提供一種穩定的超臨界二氧化碳供氣系統和方法。該系統包括：二氧化碳氣瓶、二氧化碳增壓泵、容置有導熱油的雙層超臨界二氧化碳儲罐以及輸送氣路、進氣管路、出氣管路和溫度傳感器、壓力傳感器；其中，所述二氧化碳氣瓶為系統的初始氣源，用于提供二氧化碳氣體；所述二氧化碳氣瓶通過輸送氣路與所述二氧化碳增壓泵相連；所述二氧化碳增壓泵通過進氣管路與超臨界二氧化碳儲罐相連；所述超臨界二氧化碳儲罐通過出氣管路與需要超臨界二氧化碳的其他裝置相連；因此，與現有技術相比，本發明實施例能夠便捷、準確地實現超臨界二氧化碳的制備，并且供應穩定壓力與溫度下的超臨界二氧化碳。

技術領域

本發明涉及超臨界、高差壓流體制備領域，特別是涉及超臨界二氧化碳的制備系統與方法。

背景技術

目前，超臨界二氧化碳由于其高密度的特性廣泛應用于各種透平與發動機中，對此類設備的相關研究需要穩定的超臨界二氧化碳氣源。因此，有必要針對各種壓力和溫度狀態下的超臨界二氧化碳進行制備。然而在高壓差的作用下，超臨界二氧化碳輸出的壓力與溫度不穩定，且誤差較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種穩定的超臨界二氧化碳供氣系統和方法，以便準確的獲得所需壓力和溫度下的超臨界二氧化碳流體。

為了解決上述技術問題，本發明實施例是這樣實現的：

一方面本發明提供了一種穩定的超臨界二氧化碳供氣系統，包括：二氧化碳氣瓶、二氧化碳增壓泵、容置有導熱油的雙層超臨界二氧化碳儲罐以及輸送氣路、進氣管路、出氣管路和溫度傳感器、壓力傳感器；其中，

所述二氧化碳氣瓶由兩個氣瓶組成，為系統的初始氣源，用于提供壓力為6～8Mpa的二氧化碳氣體；所述二氧化碳氣瓶通過輸送氣路與所述二氧化碳增壓泵相連，所述輸送氣路上設有第四閥門，第四閥門用于控制輸送氣路的通斷；

所述二氧化碳增壓泵通過進氣管路與超臨界二氧化碳儲罐相連，所述進氣管路上設有第五閥門以及壓力傳感器、溫度傳感器；第五閥門用于控制進氣管路的通斷；溫度傳感器用于測量二氧化碳增壓泵的出口溫度，壓力傳感器用于測量二氧化碳增壓泵的出口壓力；

所述超臨界二氧化碳儲罐通過出氣管路與需要超臨界二氧化碳的其他裝置相連，所述超臨界二氧化碳儲罐中容置的導熱油用于油浴加熱二氧化碳，所述出氣管路上設有第六閥門、第七閥門、第九閥門；第六閥門用于控制出氣管路的通斷，第七閥門用于控制超臨界二氧化碳儲罐是否泄壓，第九閥門用于控制超臨界二氧化碳儲罐輸出的介質壓力。

可選地，所述的輸送氣路還包括：壓力傳感器與第一閥門、第二閥門、第三閥門；其中，

二氧化碳氣瓶的數量為兩個，兩個壓力傳感器分別用于單獨監測的二氧化碳氣瓶的壓力；第一閥門用于控制其中一個二氧化碳氣瓶的開關、第二閥門用于控制其中另一個二氧化碳氣瓶的開關；第三閥門用于更換二氧化碳氣瓶時，排空輸送氣路內的二氧化碳。

可選地，所述系統還包括：壓力傳感器和溫度傳感器；其中，

所述壓力傳感器用于測量其他裝置內超臨界二氧化碳的壓力；所述溫度傳感器用于測量其他裝置內超臨界二氧化碳的溫度。

可選地，所述的超臨界二氧化碳儲罐包括：第一密閉容器、第二密閉容器、導流管；

在第一密閉容器的頂部設有第一連通孔、第二連通孔、第三連通孔和第四連通孔；第一連通孔為進氣孔，第一連通孔通過進氣管路與二氧化碳增壓泵出口連接，第一連通孔下方設有用于引導流體的導流管；第二連通孔為出氣口，通過出口管路與其他裝置連接供氣；

第三連通孔為用于連接溫度傳感器的溫度測量孔，第四連通孔為用于連接壓力傳感器的壓力測量孔；